JP5075785B2 - 圧縮流体封入装置の密封度改善方法、および圧縮流体封入装置 - Google Patents

Description

本発明は、SF6ガスを含む気体が圧縮封入される管体などを含む容器の圧縮流体の密封度改善に係わり、特にガス絶縁開閉装置等に好適な圧縮流体封入装置の密封度改善方法および圧縮流体封入装置に関する。

発電所や変電所に設置されるガス絶縁開閉装置の圧縮流体封入装置は、導体を収納している金属製の管（容器）内に絶縁耐力の高いＳＦ6ガスが封入されており、前記管は軸方向に複数本接続され、この接続部分はフランジ部をボルトで締結し、導体を支持する絶縁スペーサを両フランジ間に挿入するとともに、前記ＳＦ6ガスの漏洩を防止するため、スペーサ、両フランジ接合面にシールパッキングを介在させている構造を有する。

このような圧縮流体封入装置は、雨水の浸入による発錆や腐食，それに伴うシールパッキングの劣化によりスペーサ、両フランジ接合面からガス漏洩が発生する。ガス漏洩が発生するとシールパッキングの交換、スペーサ、両フランジ接合面の補修が必要となる。この補修では、スペーサ、シールパッキング、装置内部の導体が一時的に取外されるので、補修が完了するまでの間、通電を停止する必要がある。

通電を停止せずに補修をする方法として、例えば、実用新案登録第３０７７８６３号公報（特許文献１）記載されているような、フランジの接合面、およびボルトとボルト穴との隙間にシール材を塗布、充填した漏油防止構造を用いる方法が考えられる。

実用新案登録第３０７７８６３号公報

この漏油防止構造は漏油防止については有効である。しかし、圧力が高く、粘度が低いガス（圧縮気体）に対しては、シール材が塗布直後、ガス圧力によって剥離し、封止ができないため、特許文献１に記載の方法は、ガス絶縁開閉装置などの圧縮流体封入装置には適用できないという課題がある。

本発明は、上記の課題に対処し、油より圧力が高く、粘度が低いガスを封入する圧縮流体封入装置の補修（密封度改善）に際しても、圧縮流体封入装置の機能（例えば、ガス絶縁開閉装置における通電）を停止せずに補修することができる圧縮流体封入装置の密封度改善（補修）方法および圧縮流体封入装置を提供することを目的とする。

本発明は、フランジ接合した複数の容器で構成した圧縮流体封入装置において、密封度を改善（補修）するために、フランジやフランジの締結部材の周囲に封止被覆材を塗布し硬化させて設ける際して、締結部材の一部を取り外して、この取り外した箇所を封止被覆材が硬化するまでの間の圧縮流体の圧力を逃す部分圧力逃流路とし、封止被覆材が硬化した後に、締結部材を取り外した箇所の締結部材の挿入穴に封止材を注入し、この締結部材を取り外した箇所を別の締結部材で締結し、この別の締結部材で締結を、注入した封止材が少なくとも硬化するまでの間、別の締結手段のフランジとの接触面と別の締結手段の端部からの圧縮流体の漏れを封止する手段を施して行うようにするものである。なお、封止被覆材を塗布する際に、締結部材を周囲に避けて塗布し、部分圧力逃流路を確保した状態で、締結部材を順繰りに取り外して締結部材の挿入穴に封止材を注入した後に取り付けて締付けるようにしても良い。別の締結手段としては、スタッドボルトとこのスタッドボルトに螺合しフランジとの接触面にシールパッキングが設けられた袋ナットとで構成し、このシールパッキングが設けられた袋ナットを圧縮流体の漏れを封止する手段として用いることが好ましい。

本発明によれば、フランジを外さずにフランジの外周に封止被覆材を設けるので、例えば、通電の停止を伴わず、補修することができる。また、封止被覆材の塗布硬化は、部分圧力逃流路から圧縮流体の圧力を逃がしながらするので、油より圧力が高く粘度が低いガスを封入する圧縮流体封入装置の補修（密封度改善）に際しても封止被覆材の形成仕上がり良く行われる。

本発明の実施例について、図面を用いながら説明する。

図１は、本発明の一実施例が適用されたガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器を示す（ガス絶縁容器が圧縮流体封入装置に相当する）。図１は、本発明により漏洩防止（密封度改善）が施されたガス絶縁容器を示している。

本実施例におけるガス絶縁容器は、容器１０（第１容器）と、容器２０（第２容器）が接続されて構成されている。容器１０と容器２０で形成されたガス絶縁容器内には、ＳＦ６ガスを含む気体が圧縮封入されている。ガスの封入圧力は、最大０．８ＭＰａ程度である。

容器１０は、上側端のフランジ１３及び下側端のフランジ１２にそれぞれ蓋体１４及び蓋体１７をボルト１５とナット１６により締結して容器を形成している。フランジ１３と蓋体１４及びフランジ１２と蓋体１７のそれぞれの接合面にはオーリング等のシールパッキングが設けられている。

また、容器２０は、右側端のフランジ２２に蓋体２３をボルト１５とナット１６により締結して容器を形成している。フランジ２２と蓋体２３の接合面にはオーリング等のシールパッキングが設けられている。

そして、容器１０の右側端のフランジ１１（第１フランジ）と、容器２０の左側端のフランジ２１（第２フランジ）が、スペーサ３０を介して、ボルトにより締結されている。なお、スペーサ３０を必要としない場合には、フランジ１１とフランジ２１とが、シールパッキングを介在させて、ボルトとナットにより直接締結される。

図１では、破線で示すように、フランジ１１とフランジ２１の接合部周囲、各蓋体と対応する各フランジの接合部周囲、ボルト等の締結部材の周囲に、後述の本発明の方法により施された漏洩防止のための封止被覆材が設けられている。

図２に、既設のガス絶縁容器における容器１０のフランジ１１と、容器２０のフランジ２１との締結部の詳細を示す。図２は本発明の方法により施される封止被覆材が設けられる前の状態（補修前の状態）を示している。

ガス絶縁容器は、フランジ１１とスペーサ３０の接合面にオーリングのシールパッキング３６，３７が、フランジ２１とスペーサ３０の接合面にオーリングのシールパッキング３ ８，３９がそれぞれ介在して気密封止を行うようになっている。フランジ１１および２１には、それぞれシールパッキングを嵌合保持する環状の溝５１，５２，５３，５４が形成されている。

スペーサ３０は、電力用ケーブル線６０を支持するものである。スペーサ３０は既存のものであるため、詳細については説明を省略する。

スペーサ３０には、金属製のボルト螺合理込管（ボルト螺合部）３２が設けられている。このボルト螺合理込管３２にボルト３３，３４を螺合し、締め付け締結することにより、シールパッキング３６，３７，３８，３９がフランジとスペーサの接合面に強く挟持され、接合面の気密封止が保たれる。接合面の気密封止は、等ピッチに配置されたボルト３３，３４により、均等に締め付けられるので全体に亘って良好に行われる。なお、シールパッキングは、主にニトリルゴムなどが用いられる。

次に本発明の主要部である圧縮流体封入装置のガス漏洩に対する補修方法に関し、図３−１〜図３−５を加えて説明する。

図２、図３−１に示すようにスペーサ３０、第１、第２フランジ（１１、２１）の間の合わせ面にそれぞれ介在するシールパッキング３８、３９の経年変化や劣化によりできるシールパッキングの隙間から圧縮流体封入装置に圧縮封入されているＳＦ6ガスを含む流体が漏れ出す。この流体漏れに対する圧縮流体封入装置、およびその補修方法に係るものである。

図３−１〜図３−５に示す補修の実施形態は、フランジとスペーサの気密封止部であるが、フランジと蓋体の気密封止部についても同様な補修を適用することが可能である。

さて、雨水の浸入による発錆や腐食、それに伴いシールパッキング３６、３７、３８、３９が劣化しシール性能が低下して行く。それに伴い容器２０、容器１０内に圧縮封入されている気体が徐々にシールパッキングの気密封止箇所から漏れ、ガス圧力が低下して封入ガスが不足して来る。

これに対する対応として、従来、一般的には、シールパッキングの交換、スペーサ、両フランジ接合面の補修を実施していた。この補修の際には、スペーサ、シールパッキン、装置内部の導体が一時的に取り外されるので、補修が完了するまでの間、通電を停止する必要があった。

そこで、本発明は、以下の実施例で詳しく述べるように、フランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周に塗布硬化させた封止被覆材を設けている。スペーサ、導体を外すことなく、封止被覆材の被覆を行うので、通電したまま補修することができる。

また、後述するように、多数存在する締結部材（締め付け用のボルト）を部分的に取り外すことにより形成される部分圧力逃流路を設け、容器２０、容器１０内のＳＦ6ガスを含む流体の圧力を逃がしながら封止被覆材の塗布硬化をするようにしている。部分圧力逃流路から圧力が逃がされるので、ＳＦ6ガスが塗布硬化中の封止被覆材を突き抜ける気泡孔や封止被覆材が部分的に剥離する不良が生じ難く、仕上がりの良好なる封止被覆材を設けることができる。

図３−１〜図３−５に沿って詳しく述べる。

図３−１は、封止被覆材を塗布する前の状態を示している。図３−２は、封止被覆材の塗布に先立ち、締め付け用のボルト（締結部材）３３、３４の内からそれぞれ１本のボルトを外したところを示す。ボルトが外されたところは、締め付け力が部分的に緩和されるので、ここに圧縮封入されているＳＦ６のガス圧を逃がす部分圧力逃流路７０が形成される。図３−２の矢印９０は、ガスの逃げる流れを示している。

このように、ガス圧を逃がす部分圧力逃流路７０を確保したもとで、フランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周にアクリル樹脂を塗布して硬化させて封止被覆材７１を形成する（図３−３）。封止被覆材７１により、フランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周部分は密封され、ガスの漏出は抑えられる。

封止被覆材７１は数十分で硬化する。この間にも部分圧力逃流路７０からガスの圧力が逃がされているので、ＳＦ6ガスが塗布硬化中の封止被覆材７１を突き抜けることが生じ難く、ＳＦ6ガスの突き抜けにより封止被覆材７１にできる気泡孔の発生が抑えられる。また、ＳＦ6ガスの圧力が加わる影響により、封止被覆材７１が部分的に剥離する不良が生じ難く、仕上がりの良好なる封止被覆材７１を設けることができる。

また、封止被覆材の厚みを増やす為、前記塗布を数回繰り返し、封止被覆材７１，７２，７３を形成することが好ましい（図３−４）。さらに、図示していないが、封止被覆材にかかる応力を分散させるために繊維質の繊維材を設けることが好ましい。封止被覆材に含まれる繊維材でフランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周部分を包んだ上からアクリル樹脂を塗布して硬化させることで、封止被覆材は封止効果が向上する。

繊維材としては、不織布、アラミド繊維等が用いられる。繊維材は軽量で、フランジ１１の形状や大きなに合わせて適当に加工（裁断）し易く、柔軟性があるのでフランジ１１の回りに巻き付け易い。その上、引っ張り強度に優れる等の利点がある。

上述の実施例では、ボルト（締結部材）３３，３４の周囲にも封止被覆材７１を塗布して形成しているが、ボルト３３，３４の周囲を除いて、フランジ１１，２１およびスペーサ３０の周囲のみに封止被覆材を塗布して硬化させ、それとは別に、ボルト挿入穴に封止材を充填してボルト挿入穴の密封性を向上させるようにしても良い。

即ち、上記の封止被覆の後、部分圧力逃流路７０を確保した状態のままで、更に他にボルト（締結部材）３３、３４をそれぞれ１本ずつ外し、ボルト（締結部材）３３、３４が抜かれたボルト挿入穴にアクリル樹脂の封止材を充填し、そのボルト挿入穴にボルト３３、３４を挿入して締め直すようにする。

こうすることで、ボルトとボルト挿入穴の隙間は封止材が詰まり、ボルト挿入穴は密封になり、圧縮流体封入装置の密封性が更に改善される。

残りの他のボルトについても同様な作業を繰り返してボルト挿入穴の密封を行う。このボルト挿入穴の密封をボルト１本毎にするのは、高圧のＳＦ6ガスが圧縮封入されている容器１０、２０の締結状態を安全に保つとともにＳＦ6ガスの漏出をできるだけ抑えるためである。
また、これらの作業の後にボルト３３，３４の周囲に封止被覆材を塗布して形成するようにしても良い。
そして、ボルト（締結部材）を取り外して部分圧力逃流路とした箇所をボルト（締結部材）で締結し、圧縮流体封入装置の補修を完成することになるが、本実施例では、次の方法により部分圧力逃流路とした箇所の封止を行うようにしている。
即ち、ボルトを取り外して部分圧力逃流路とした箇所のボルト挿入穴に、封止材を注入し、取り外した締結部材とは別の締結部材で締結する。この別の締結部材での締結は、注入した封止材が少なくとも硬化するまでの間、別の締結手段のフランジ１１およびフランジ２１との接触面ならびに別の締結手段の端部からの圧縮流体の漏れを封止する手段を施して行うようにしている。図３−４及び図３−５を用いて詳述する。

図３−４は、部分圧力逃流路７０に取り外したボルト３３，３４とは別の締結部材のスタッドボルト８０を挿入した状態を示す。スタッドボルト８０は、両端にボルト頭部をもたず、両端に亘って全体的に形成されるねじ部を有する。なお、スタッドボルト８０を挿入する前に部分圧力逃流路７０のボルト挿入穴にアクリル樹脂の封止材を充填して置くことにより、スタッドボルト８０とボルト挿入穴の隙間を封止材により詰めて、ボルト挿入穴における密封性が向上する。スタッドボルト８０は、フランジ１１、２１、スペーサ３０のボルト挿入穴に挿入され、かつボルト螺合理込管（ボルト螺合部）３２に螺合して保持される。

このスタッドボルト８０の挿入は、全部のボルト３３、３４に対する封止材の塗布を終えた後、最小５時間経過してから行うことが好ましい。フランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周部分に塗布した封止被覆材が十分に硬化するのには５時間程度必要である。封止被覆材の十分なる硬化を待ってからスタッドボルト８０の挿入作業をすることが望ましい。

図３−５は、スタッドボルト８０のねじ部にガス封止機能付特殊ナット（以下特殊ナットと称する）８２、８３を螺合して締め付けたところを示す。この特殊ナットには、袋ナットが含まれる。

スタッドボルト８０と特殊ナット８２、８３の締結により、フランジ１１、２１およびスペーサ３０は、全周に亘り均等に締め付けが行われる。特殊ナット８２、８３には、フランジ１１、２１に当接する締め付け面側（フランジ接触面側）にナット用のシールパッキング（流体の流出を抑える漏抑え機能を有する）を備えている。このシールパッキングがあるので、部分圧力逃流路７０のボルト挿入穴に充填した封止材が硬化するのに時間がかかってもボルト挿入穴からガスが漏出する恐れはない。また、特殊ナット８２、８３は、袋ナットのように螺子穴の片方が封鎖構造になっているので、螺合の隙間（螺子山の噛み合い隙間）からの圧縮流体の漏れを抑える漏抑え機能をナット用のシールパッキングと併せて有する。

特殊ナット８２、８３使用しない場合には、ナットの締め付け面側にエポキシ系パテ（接着材）の塗布を施す。

このように、本実施例では、フランジ１１、２１およびスペーサ３０の外周部分が封止被覆材で被覆され、締め付け用のボルト３３、３４のボルト挿入穴、スタッドボルト８０のボルト挿入穴が封止材で封止されるので、ガスの漏出する箇所は全体に亘り塞がれる。このため、第１、第２フランジ１１，２１、スペーサ３０、シールパッキング３６，３７，３８，３９の劣化が進行しても封止被覆材、封止材によりガスの漏出を抑えることができる。

更にスタッドボルト８０と特殊ナット８２、８３との組合せの締結部材にかえて次の構成が実施可能である。

締め付け用のボルト３３、３４の頭部に特殊ナットで用いたようなシールパッキングを設ける。また、スタッドボルト程度の長さの通常ボルトと特殊ナットの組み合わせである。この通常ボルトには頭部に特殊ナットで用いたようなシールパッキングを設ける。

上記の実施例では、主にフランジ１１、２１およびスペーサ３０の封止に係る補修について述べたが、図１に示すフランジ１２、１３、２２と蓋体１４、１７、２３の封止にも上記の同様な補修が適用可能である。

フランジと蓋体の締付け構造ではスペーサが存在しないので、通常ボルトと特殊ナットの組み合わせが妥当である。但し、通常ボルトの頭部には、特殊ナットで用いたようなシールパッキングを設ける。

上記実施例では、ガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器のように、圧縮気体が封入される装置について説明したが、油のような圧縮流体が封入される装置に適用しても良い。

本発明の実施例に係るもので、圧縮流体封入装置（ガス絶縁容器）の正面図である。 本発明の実施例に係るもので、圧縮流体封入装置の縦断面である。 第１、第２フランジ、およびスペーサの外周に封止被覆材を塗布する前の状態を示す図である。 本発明の実施例に係るもので、第１、第２フランジ、およびスペーサの外周に封止被覆材を塗布するにあたってボルトを外すところを示す図である。 本発明の実施例に係るもので、第１、第２フランジ、およびスペーサの外周に封止被覆材を塗布した状態を示す図である。 本発明の実施例に係るもので、部分圧力逃流路を確保していたボルト挿入穴にスタッドボルトを挿入した状態を示す図である。 本発明の実施例に係るもので、スタッドボルトに袋ナットを螺合した状態を示す図である。

符号の説明

１０…ガス絶縁の容器（第１容器）
２０…ガス絶縁の容器（第２容器）
１１…フランジ（第１フランジ）
２１…フランジ（第２フランジ）
３０…スペーサ
６０…導体
３２…金属製のボルト螺合埋込管
３３…締め付け用のボルト（締結部材）
３４…締め付け用のボルト（締結部材）
３６…シールパッキング
３７…シールパッキング
３８…シールパッキング
３９…シールパッキング
５１…環状の溝
５２…環状の溝
５３…環状の溝
５４…環状の溝
７０…部分圧力逃流路
７１…封止被覆材
８０…スタッドボルト
８２…袋ナット
８３…袋ナット

Claims (5)

1. 第１フランジが設けられた第１容器と、前記第１フランジと締結される第２フランジが設けられた第２容器と、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に介在するスペーサと、前記スペーサと前記第１フランジおよび前記第２フランジとの間のそれぞれの合わせ面に介在するシールパッキングと、前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサを複数の箇所に亘って締付け締外しができる複数の締結部材を有し、前記第１容器および前記第２容器で形成された空間内に圧縮流体が封入されている圧縮流体封入装置の密封度改善方法において、
   前記複数の締結部材の一部を取り外し、
   前記複数の締結部材の一部が取り外された状態で、前記第１フランジ、前記第２フランジ、前記スペーサおよび前記締結部材の外周に前記圧縮流体の漏れを封じる封止被覆材を
   塗布して硬化させ、
   前記封止被覆材の硬化後に、前記締結部材を取り外した箇所の締結部材の挿入穴に封止材を注入し、前記締結部材を取り外した箇所を、前記取り外した締結部材とは別の締結部材を用いて締結するようにし、前記別の締結部材による締結は、前記注入した封止材が少なくとも硬化するまでの間、前記別の締結手段の前記第１フランジおよび前記第２フランジとの接触面ならびに前記別の締結手段の端部からの前記圧縮流体の漏れを封止する手段を施して行うようにしたことを特徴とする圧縮流体封入装置の密封度改善方法。
2. 第１フランジが設けられた第１容器と、前記第１フランジと締結される第２フランジが設けられた第２容器と、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に介在するスペーサと、前記スペーサと前記第１フランジおよび前記第２フランジとの間のそれぞれの合わせ面に介在するシールパッキングと、前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサを複数の箇所に亘って締付け締外しができる複数の締結部材を有し、前記第１容器および前記第２容器で形成された空間内に圧縮流体が封入されている圧縮流体封入装置の密封度改善方法において、
   前記複数の締結部材の一部を取り外し、
   前記複数の締結部材の一部が取り外された状態で、前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサの外周に前記圧縮流体の漏れを封じる封止被覆材を塗布して硬化させ、また、前記複数の締結部材を順繰りに取り外して締結部材の挿入穴に封止材を注入した後に取り付けて締付け、
   前記封止被覆材の硬化後に、前記締結部材の一部を取り外した箇所の締結部材の挿入穴に封止材を注入し、前記締結部材を取り外した箇所を、前記取り外した締結部材とは別の締結部材を用いて締結するようにし、前記別の締結部材による締結は、前記注入した封止材が少なくとも硬化するまでの間、前記別の締結手段の前記第１フランジおよび前記第２フランジとの接触面ならびに前記別の締結手段の端部からの前記圧縮流体の漏れを封止する手段を施して行うようにしたことを特徴とする圧縮流体封入装置の密封度改善方法。
3. 請求項１または２において、前記別の締結部材は、スタッドボルトと、このスタッドボルトに螺合し前記第１フランジおよび前記第２フランジとのそれぞれの接触面にシールパッキングが設けられた袋ナットとから構成し、前記圧縮流体の漏れを封止する手段として、前記シールパッキングが設けられた袋ナットを用いたことを特徴とする圧縮流体封入装置の密封度改善方法。
4. 第１フランジが設けられた第１容器と、前記第１フランジと締結される第２フランジが設けられた第２容器と、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に介在するスペーサと、前記スペーサと前記第１フランジおよび前記第２フランジとの間のそれぞれの合わせ面に介在するシールパッキングと、前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサを複数の箇所に亘って締付け締外しができる複数の締結部材を有し、前記第１容器および前記第２容器で形成された空間内に圧縮流体が封入される圧縮流体封入装置であって、
   前記複数の締結部材の一部を、スタッドボルトとこのスタッドボルトに螺合し前記第１フランジおよび前記第２フランジとのそれぞれの接触面にシールパッキングが設けられた袋ナットから構成し、
   前記第１フランジ、前記第２フランジ、前記スペーサおよび前記複数の締結部材の外周に塗布され硬化した封止被覆材と、
   前記スタッドボルトの挿入穴に充填され硬化した封止材を有し、
   前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサの外周を包む繊維材が設けられ、前記封止被覆材は前記繊維材の上から塗布され硬化していることを特徴とする圧縮流体封入装置。
5. 第１フランジが設けられた第１容器と、前記第１フランジと締結される第２フランジが設けられた第２容器と、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に介在するスペーサと、前記スペーサと前記第１フランジおよび前記第２フランジとの間のそれぞれの合わせ面に介在するシールパッキングと、前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサを複数の箇所に亘って締付け締外しができる複数の締結部材を有し、前記第１容器および前記第２容器で形成された空間内に圧縮流体が封入される圧縮流体封入装置であって、
   前記複数の締結部材の一部を、スタッドボルトとこのスタッドボルトに螺合し前記第１フランジおよび前記第２フランジとのそれぞれの接触面にシールパッキングが設けられた袋ナットから構成し、
   前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサの外周に塗布され硬化した封止被覆材と、
   前記スタッドボルトを含めた複数の締結部材の挿入穴に充填され硬化した封止材を有し、
   前記第１フランジ、前記第２フランジおよび前記スペーサの外周を包む繊維材が設けられ、前記封止被覆材は前記繊維材の上から塗布され硬化していることを特徴とする圧縮流体封入装置。

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