JP2001067960A - 電路支持用絶縁スペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的，機械的特性，生産性に優れ、かつ汎用
性が高く、しかも最終的には焼却による廃棄処分も可能
な電路支持用の絶縁スペーサを提供する。 【解決手段】高圧配電盤の盤内に敷設した母線などの電
路を支持して対地，相間を絶縁する絶縁スペーサ８を、
ポリイミド，もしくはポリアミド系の熱可塑性樹脂を材
料として、基準長さに設定した円筒形の中空主柱１１，
該主柱の両端に連なるフランジ１２，および主柱の周面
上に形成した補強リブ１３を一体に射出成形して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧配電盤，開閉
設備などにおいて、盤内に配線した母線などの電路を支
持して対地，相間を絶縁する絶縁スペーサ（支持がい
し）に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、頭記の絶縁スペーサを適用する電
力設備の例として閉鎖形高圧配電盤を図６に示す。図に
おいて、１は閉鎖配電盤の筐体、２は接地金属隔壁２ａ
で盤内に画成した母線室、３は母線、４は母線室２の隔
壁２ａを貫通する母線引出用ブッシング、５は断路器、
６は回路しゃ断器、７は配電盤の筐体１を貫通した外部
引出用ブッシングであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の母線３，お
よび断路器５，しゃ断器６の各電路が絶縁スペーサ８を
介して配電盤の筐体１に絶縁支持されている。

【０００３】この絶縁スペーサ８は、電路の系統電圧，
雷インパルス電圧に十分耐える電気的な絶縁耐力に加え
て、母線３，断路器５，しゃ断器５の重量，および電路
の短絡，熱収縮などの荷重に耐える機械的な強度が要求
される。

【０００４】次に、従来から用いられている代表的な絶
縁スペーサの構造を図７に示す。すなわち、絶縁スペー
サ８は、絶縁材の成形品としてなる円柱状体９の両端に
鉄，アルミなどの取付金具１０を埋設したモールド品と
してなり、金具１０の端面には電路，および配電盤の筐
体にねじ止めするためのねじ穴１０ａが形成されてい
る。また、円柱状体９は、エポキシ樹脂，ポリエステル
樹脂などの熱硬化性樹脂に充填材としてシリカ，アルミ
ナなどの無機質の粉末を加えたモールド成形品であり、
その周面には長い絶縁沿面距離を確保するために多数条
の襞９ａが形成されている。

【０００５】かかる樹脂モールド品の絶縁スペーサは、
旧来の磁器製がいしに比べて小形，軽量であり、電気
的，機械的特性についての信頼性も長年の運転実績から
確認されており、現在では高圧配電盤，開閉設備などに
適用する絶縁スペーサとして広く採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に熱硬化性樹脂を主材として作られた従来の絶縁スペー
サは、製造コスト，機械的強度，および最終的な廃棄処
分に伴う環境保全などの面で次に記すような問題点があ
る。すなわち、 (1) 絶縁スペーサの製造には熱硬化性樹脂の成形工程を
伴い、この成形工程では金型注型に３０分以上の注型時
間と、それに続く２時間以上の硬化時間を要することか
ら、生産性が低くて製造単価がコスト高となる。

【０００７】(2) 熱硬化性樹脂は、磁器製のがいしに比
べて成形性に優れているものの、樹脂材料の流動性が比
較的低いために複雑な形状の成形品には不向きである。 (3) また、熱硬化性樹脂の成形品は剛性が高い反面、脆
くて耐衝撃性が比較的低く、高圧配電盤に適用する絶縁
スペーサのように使用中に大きな電磁力，操作力を受け
る場合には強度不足から破損するおそれがあり、実際の
製品設計では寸法を大きくして要求される機械的強度を
確保する必要があり、そのために絶縁スペーサが大型に
なって材料費が嵩む。

【０００８】(4) 図７のように両端に金具１０を埋設し
た構造では、樹脂成形時に樹脂層内に気泡（ボイド）
や、金具との境界面に剥離が生じたりすると、電圧を印
加した際に気泡，剥離部分に電界が集中して部分放電を
生じ絶縁不良となるおそれがある。

【０００９】(5) 絶縁スペーサを最終的に産業廃棄物と
して処理する場合に、熱硬化性樹脂は燃焼性が悪く、ま
た現在では適当な樹脂の分解手段も無いために埋め立て
処分しかできないといった環境保全の問題点がある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は前記課題を解決し、電気的，機械的特
性，並びに生産性に優れて、かつ汎用性が高く、しかも
最終的には焼却による廃棄処分も可能な電路支持用の絶
縁スペーサを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の絶縁スペーサは、材質をポリイミド，もし
くはポリアミド系の熱可塑性樹脂（汎用のエンジニアリ
ングプラスチック）を材料とし、基準長さに設定した円
筒形の中空主柱，該主柱の周面上に分散形成した補強リ
ブ，および前記主柱の両端に連なるフランジを一体にモ
ールド成形して構成する（請求項１）。また、本発明に
よれば、前記構成の絶縁スペーサを単位ブロックとして
次記のように構成することができる。

【００１２】(1) フランジ同士を突き合わせて複数個の
絶縁スペーサを直列に連結して多連組の絶縁スペーサを
構成する（請求項２）。 (2) 絶縁スペーサのフランジ相互間に各相の断路刃を介
装して複数個の絶縁スペーサを直列に連結し、かつその
両端の絶縁スペーサを回転軸受に軸支して回転切式断路
器の操作ロッドを構成する（請求項３）。 (3) 主柱の中心穴に導体を通してブッシングを構成する
（請求項４）。

【００１３】上記のようにポリイミド，もしくはポリア
ミド系の熱可塑性樹脂を素材としてモールド成形した絶
縁スペーサは、エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂などの
熱硬化性樹脂に充填材としてシリカ，アルミナなどの無
機質の粉末を加えたモールド成形品としてなる従来の絶
縁スペーサと比べて次に記すような特長がある。

【００１４】(a) ポリイミド，もしくはポリアミド系の
熱可塑性樹脂は成形性が良く、射出成形法による成形が
可能であってその成形サイクルタイムも５分程度で済
み、熱硬化性樹脂の注型と比べて成形時間が１／１０程
度に短縮できてスループット性の向上，並びに製造コス
トの低減化が図れる。しかも、品質面でもボイドなどの
成形欠陥に起因する絶縁性低下の少ない良質な絶縁スペ
ーサが製作できる。

【００１５】(b) また、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に
比べて燃焼性が高く、絶縁スペーサを廃棄処分する場合
でも環境問題から最終的に焼却処理も可能である。 (c) 熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比べて機械的な耐衝
撃性が高く、また絶縁スペーサの主柱を補強リブ付きの
中空な円筒とした構造上の特長と併せて軽量，かつ少な
い材料使用量で所要の機械的強度が確保できる。

【００１６】(d) また、本発明の絶縁スペーサの応用例
として、前記の絶縁スペーサを単位ブロックとして複数
個の絶縁スペーサを組合せることにより、前項(1) のよ
うに高い電圧階級に適用する多連形絶縁スペーサ、(2)
項のような断路器の操作ロッドへの適用が可能なほか、
中空構造（中空構造とすることにより強度面での断面係
数が大きくなる）の特長を生かして(3) のようなブッシ
ングとして適用することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図５に示す各実施例に基づいて詳細に説明する。 〔実施例１〕図１(a),(b) は本発明による絶縁スペーサ
８の基本構造を示すものである。この絶縁スペーサ８
は、ポリイミド，もしくはポリアミド系の熱可塑性樹脂
を材料として射出成形したモールド品であり、図示のよ
うに基準長さＬに設定した円筒形の中空な主柱１１，該
主柱１１の両端に連なるフランジ１２，および支柱１１
の周面上に分散して放射状に突き出した補強リブ１３が
一体にモールド成形された構造になり、かつ前記フラン
ジ１２には周上に分散してボトル穴１２ａが開口してい
る。なお、前記の基準長さＬは、例えば電圧階級３．３
ｋＶに対応する絶縁強度に合わ、円筒形中空主柱１１の
外径，および中心穴１１ａの穴径は機械的強度，および
後記のようにブッシングとして適用する場合に前記穴に
通す導体の断面サイズを勘案して設定する。

【００１８】そして、この絶縁スペーサ８を図６に示し
た閉鎖配電盤に適用するには、絶縁スペーサ８の両端に
形成したフランジ１２の一方を配電盤の筐体１にねじ止
めして固定し、他方のフランジに母線などの電路導体を
ねじ止め支持する。かかる絶縁スペーサは、上記のよう
に１個ずつ単独に使用するほか、図１の絶縁スペーサ８
を単位ブロックとして次に記す応用実施例のように適用
することができる。

【００１９】〔実施例２〕図２(a),(b) は、電圧階級の
高い箇所に適用する本発明の請求項２に対応した応用実
施例を示すものである。この実施例においては、図１に
示した絶縁スペーサ８の複数個（図示例では２個）を直
列に重ね合わせてそのフランジ１２の間を突き合わせ、
連結ボトル１４，ナット１５，ワッシャ１６を用いてフ
ランジ同士の間を締結結合して多連組の絶縁スペーサを
構成している。

【００２０】この実施例によれば、複数個の絶縁スペー
サ８が直列に連結されているので、その連結個数に応じ
て連組絶縁スペーサの高さ，したがって絶縁距離が整数
倍に増大する。したがって、実施例１の単位ブロックと
比べてより高い電圧階級の電路を絶縁支持することがで
きる。

【００２１】〔実施例３〕図３(a),(b) は先記実施例２
で述べた多連組絶縁スペーサの組立構造をさらに発展さ
せた応用実施例を示すものである。この実施例において
は、単位ブロックである絶縁スペーサ８のフランジ１２
について、その外周面に雄ねじ１２ｂを形成しておき、
多連組の絶縁スペーサを組立てる場合には、内周面に雌
ねじ１７ａを形成した絶縁物製の連結ボス１７を一方の
絶縁スペーサ８のフランジ１２に半分ほどねじ込み、さ
らに反対側から他方の絶縁スペーサ８のフランジ１２を
ねじ込んで相互連結するものとする。

【００２２】すなわち、先記の実施例２ではフランジ間
の連結手段に金属製のボトル１４，ナット１５を使用し
ていることから、高電圧の印加によりボトル，ナットの
周域の電界が上昇してコロナ放電が生じるおそれがある
が、この実施例では金属製のボルト，ナットを使用しな
いのでコロナ放電発生のおそれはない。なお、金属製の
連結手段を使用しない連結方法として、各絶縁スペーサ
８の相互間を接着剤で接合する方法もある。

【００２３】〔実施例４〕図４は図１に示した絶縁スペ
ーサ８を単位ブロックとして図５における回転式断路器
５の操作ロッドに適用した本発明の請求項３に対応する
応用実施例を示すものである。

【００２４】すなわち、この実施例では絶縁スペーサ８
のフランジ相互間にＵ，Ｖ，Ｗ各相の断路刃５ａを介装
した上で、複数個の絶縁スペーサ８をボトル１４で直列
に連結し、かつその両端（図面上の上下端）に並ぶ絶縁
スペーサ８のフランジ１２を固定側に配した回転軸受１
８に軸支して回転切式断路器の操作ロッドを構成してい
る。かかる構成によれば、各相の断路刃５ａの相互間が
絶縁スペーサ８により電気的に絶縁され、かつ操作ロッ
ドを駆動機構（図示せず）により回転駆動することよ
り、各相の断路刃５ａが一括して開閉操作される。

【００２５】〔実施例５〕図５は、図１に示した絶縁ス
ペーサ８を２個組合せて図５におけるブッシング４，７
に適用した本発明の請求項４に対応する応用実施例を示
すものである。この実施例においては、２個の絶縁スペ
ーサ８を使い、その相互間を図３で述べた絶縁物製の連
結ボス１７と同様に内周面に雌ねじを形成したリング状
の連結フランジ２０により直列に連結した上で、各絶縁
スペーサ８の円筒形主柱に開口した中心穴に接続導体１
９を嵌挿し、その両端を絶縁スペーサ８のフランジ面上
に突き出してブッシング組立体を構成している。

【００２６】そして、前記の構造になるブッシング組立
体を図６の閉鎖配電盤における母線引出用ブッシング
４，外部引出用ブッシング７に適用する場合には、配電
盤の母線室隔壁２ａ，あるいは配電盤筐体１に開口した
電路引出し穴に図５のブッシング組立体を嵌挿し、前記
の連結フランジ２０から外周に張出したフランジ２０ａ
をボルト１４，ナット１５により隔壁２ａ，筐体１に固
定する。なお、連結フランジ２０は金属製，あるいは絶
縁物製でもよいが、絶縁物製とすることでより一層高い
絶縁性能が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
圧配電盤などにおける電路を支持して対地，相間を絶縁
する絶縁スペーサを、ポリイミド，もしくはポリアミド
系の熱可塑性樹脂を材料として、基準長さに設定した円
筒形の中空主柱，該主柱の周面上に分散形成した補強リ
ブ，および前記主柱の両端に連なるフランジを一体にモ
ールド成形して構成したことにより、従来の絶縁スペー
サと比べて次記のような実用的な効果が得られる (1) ポリイミド，もしくはポリアミド系の熱可塑性樹脂
は成形性が良く、かつ射出成形法による成形が可能であ
り、その成形サイクルタイムを熱硬化性樹脂と比べて１
／１０程度に短縮できて生産性の向上，製造コストの低
減化が図れるほか、品質面でもボイドなどの成形欠陥に
起因する絶縁性低下の少ない良質な絶縁スペーサが製作
できる。

【００２８】(2) また、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に
比べて燃焼性が高く、絶縁スペーサを廃棄処分する場合
でも環境問題から最終的に焼却処理が可能である。 (3) 熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比べて機械的な耐衝
撃性が高く、また絶縁スペーサの主柱を補強リブ付きの
中空な円筒とした構造上の特長と併せて軽量，かつ少な
い材料使用量で所要の機械的強度が確保できる。

【００２９】(4) また、本発明の応用例として、請求項
２〜４のように前記構成の絶縁スペーサを単位ブロック
として複数個の絶縁スペーサを組合せることにより、高
い電圧階級に適用する多連形絶縁スペーサ、断路器の操
作ロッド，ブッシングに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係わる絶縁スペーサの構造
図であり、(a) は一部断面側視図、(b) は(a) 図の矢視
Ｘ−Ｘ断面図

【図２】図１の絶縁スペーサで構成した本発明の実施例
２に係わる多連組絶縁スペーサの組立図であり、(a) は
側面図、(b) は(a) 図の矢視Ｘ−Ｘ断面図

【図３】図２と異なる本発明の実施例３に係わる多連組
絶縁スペーサの組立図であり、(a) は側面図、(b) は
(a) 図におけるＡ部拡大図

【図４】図１の絶縁スペーサの応用例として回転式断路
器に適用した本発明の実施例４に係わる操作ロッドの組
立構造を示す側面図

【図５】図１の絶縁スペーサの応用例として電路引出用
ブッシングに適用した本発明の実施例５に係わるブッシ
ングの組立構造を示す断面図

【図６】本発明の絶縁スペーサを適用する閉鎖形高圧配
電盤の略示構成図

【図７】絶縁スペーサの従来構造を示す一部断面側視図

【符号の説明】

１ 高圧配電盤 ３ 母線（電路） ４ 母線引出用ブッシング ５ 断路器 ５ａ 断路刃 ６ しゃ断器 ７ 外部引出用ブッシング ８ 絶縁スペーサ １１ 主柱 １１ａ 中心穴 １２ フランジ １２ 補強リブ １４ 連結ボルト １７ 連結用ボス １８ 回転軸受 １９ 導体 ２０ 連結フランジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧配電盤などにおける電路を支持して対
   地，相間を絶縁する絶縁スペーサであり、その材質をポ
   リイミド，もしくはポリアミド系の熱可塑性樹脂を材料
   とし、基準長さに設定した円筒形の中空主柱，該主柱の
   周面上に分散形成した補強リブ，および前記主柱の両端
   に連なるフランジを一体にモールド成形して構成したこ
   とを特徴とする電路支持用絶縁スペーサ。
2. 【請求項２】フランジ同士を突き合わせて複数個の絶縁
   スペーサを直列に連結して多連組の絶縁スペーサを構成
   することを特徴とする請求項１記載の電路支持用絶縁ス
   ペーサ。
3. 【請求項３】絶縁スペーサのフランジ相互間に各相の断
   路刃を介装して複数個の絶縁スペーサを直列に連結し、
   かつその両端の絶縁スペーサを回転軸受に軸支して回転
   切式断路器の操作ロッドを構成することを特徴とする請
   求項１記載の電路支持用絶縁スペーサ。
4. 【請求項４】主柱の中心穴に導体を通してブッシングを
   構成することを特徴とする請求項１記載のの電路支持用
   絶縁スペーサ。