JP2000125451A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
ガス絶縁開閉装置Info
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- JP2000125451A JP2000125451A JP29023498A JP29023498A JP2000125451A JP 2000125451 A JP2000125451 A JP 2000125451A JP 29023498 A JP29023498 A JP 29023498A JP 29023498 A JP29023498 A JP 29023498A JP 2000125451 A JP2000125451 A JP 2000125451A
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- gas
- insulating film
- insulated switchgear
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス絶縁開閉装置の接続部および断路器の固
定電極、可動電極部の外周に配置されたシールドの絶縁
耐力を高くし、寸法を縮小したガス絶縁開閉装置を得
る。 【解決手段】 ガス絶縁開閉装置の導体接続部または断
路器の固定電極、可動電極の外周を覆う位置に配置され
るシールドを心金具をアルミニウムまたはアルミニウム
合金製として表面にアルマイト層を形成し、その表面に
絶縁皮膜を形成した構成とした。
定電極、可動電極部の外周に配置されたシールドの絶縁
耐力を高くし、寸法を縮小したガス絶縁開閉装置を得
る。 【解決手段】 ガス絶縁開閉装置の導体接続部または断
路器の固定電極、可動電極の外周を覆う位置に配置され
るシールドを心金具をアルミニウムまたはアルミニウム
合金製として表面にアルマイト層を形成し、その表面に
絶縁皮膜を形成した構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は変電所等に設置さ
れるガス絶縁開閉装置に関するものである。
れるガス絶縁開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】変電所等においては設置スペースの縮
小、高信頼性、保守の省力化等の見地からガス絶縁開閉
装置が多く使用されているが、ガス絶縁開閉装置をさら
に小スペース化、高信頼化を図るべく種々検討が行われ
ている。その一例として、例えば特公平７−７５４４５
号公報に開示されたガス絶縁開閉装置では、断路器部分
の直径が縮小できる構成が開示されている。その断路器
部分の断面図を図９、図９の接触子部分の部分断面図を
図１０に示す。図において、１は断路器容器、２は断路
器容器１内に充填された絶縁ガス、３は通電部を断路器
容器１の中心に支持する絶縁スペーサ、４は固定電極
部、５は可動電極部、６は可動電極部５を動作させる操
作機構であり、可動電極部５を動作させる絶縁ロッド６
ａと、絶縁ロッド６ａを動作させるリンク機構６ｂによ
り構成されている。１１は固定電極、１２は可動電極で
あり、先端部にアーク接点１２ａが取り付けられてい
る。１３は接触子であり、一端は固定電極１１の端部に
接触し、他端部にアーク接点１３ａが取り付けられ、可
動電極１２に接離するように構成されている。１４は固
定電極側シールドであり、心金具１４ａの表面はアルマ
イト（Ａｌ2Ｏ3）層１４ｂが形成されている。１５は可
動電極側シールドである。
小、高信頼性、保守の省力化等の見地からガス絶縁開閉
装置が多く使用されているが、ガス絶縁開閉装置をさら
に小スペース化、高信頼化を図るべく種々検討が行われ
ている。その一例として、例えば特公平７−７５４４５
号公報に開示されたガス絶縁開閉装置では、断路器部分
の直径が縮小できる構成が開示されている。その断路器
部分の断面図を図９、図９の接触子部分の部分断面図を
図１０に示す。図において、１は断路器容器、２は断路
器容器１内に充填された絶縁ガス、３は通電部を断路器
容器１の中心に支持する絶縁スペーサ、４は固定電極
部、５は可動電極部、６は可動電極部５を動作させる操
作機構であり、可動電極部５を動作させる絶縁ロッド６
ａと、絶縁ロッド６ａを動作させるリンク機構６ｂによ
り構成されている。１１は固定電極、１２は可動電極で
あり、先端部にアーク接点１２ａが取り付けられてい
る。１３は接触子であり、一端は固定電極１１の端部に
接触し、他端部にアーク接点１３ａが取り付けられ、可
動電極１２に接離するように構成されている。１４は固
定電極側シールドであり、心金具１４ａの表面はアルマ
イト（Ａｌ2Ｏ3）層１４ｂが形成されている。１５は可
動電極側シールドである。
【０００３】このように構成されたガス絶縁開閉装置の
断路器部においては、可動電極１２が接触子１３に接触
した状態から操作機構６により開離すると、接触子１３
のアーク接点１３ａと可動電極１２のアーク接点１２ａ
の間にアークが発生し、可動電極１２がさらに開離する
とアークが消滅して断路器が開極する。断路器の開極時
には、極間に加わる電圧に耐えるように対向する固定電
極側シールド１４および可動電極側シールド１５が取り
付けられ、電界集中が生じないように形成されている。
固定電極側シールド１４は図１０に示すとおり、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製の心金具１４ａの表面
にアルマイト層１４ｂが形成された構成であり、アルマ
イト層１４ｂは良好な絶縁性を有しているので、絶縁性
能が約２０％向上すると特公平７−７５４４５号公報に
記載されている。
断路器部においては、可動電極１２が接触子１３に接触
した状態から操作機構６により開離すると、接触子１３
のアーク接点１３ａと可動電極１２のアーク接点１２ａ
の間にアークが発生し、可動電極１２がさらに開離する
とアークが消滅して断路器が開極する。断路器の開極時
には、極間に加わる電圧に耐えるように対向する固定電
極側シールド１４および可動電極側シールド１５が取り
付けられ、電界集中が生じないように形成されている。
固定電極側シールド１４は図１０に示すとおり、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製の心金具１４ａの表面
にアルマイト層１４ｂが形成された構成であり、アルマ
イト層１４ｂは良好な絶縁性を有しているので、絶縁性
能が約２０％向上すると特公平７−７５４４５号公報に
記載されている。
【０００４】また、特開昭５６−９８３１０号公報に
は、シールドの電界集中部分に絶縁皮膜を形成する構成
が示されている。その構成を図１１に示す。図におい
て、２１は容器、２２は導体、２３は接触子、２４は接
触子２３の周囲を包囲するように配置されたシールドで
あり、心金具２４ａの外周端部の電界集中部分に絶縁皮
膜２４ｂが形成されている。２５は導体２２を支持する
絶縁支持物である。
は、シールドの電界集中部分に絶縁皮膜を形成する構成
が示されている。その構成を図１１に示す。図におい
て、２１は容器、２２は導体、２３は接触子、２４は接
触子２３の周囲を包囲するように配置されたシールドで
あり、心金具２４ａの外周端部の電界集中部分に絶縁皮
膜２４ｂが形成されている。２５は導体２２を支持する
絶縁支持物である。
【０００５】この構成では、シールド２４の電界集中部
に絶縁皮膜２４ｂを形成してシールド２４の表面の絶縁
強度を向上させ、ガス絶縁開閉装置の絶縁ガスが大気圧
になったときにも、機器の寸法を変えることなく、常規
電圧に耐える絶縁耐力を確保したものである。
に絶縁皮膜２４ｂを形成してシールド２４の表面の絶縁
強度を向上させ、ガス絶縁開閉装置の絶縁ガスが大気圧
になったときにも、機器の寸法を変えることなく、常規
電圧に耐える絶縁耐力を確保したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
シールド表面の絶縁強度を強化する構成の特公平７−７
５４４５号公報に示された心金具をアルミニウムまたは
アルミニウム合金製とした場合、すり傷や微小な突起が
存在し、アルマイト処理を施してもアルマイト層は多数
の小孔を有する多孔質であり、小孔部分に導電性異物が
存在することもあって、期待通りに絶縁性能が得られな
い問題点があった。
シールド表面の絶縁強度を強化する構成の特公平７−７
５４４５号公報に示された心金具をアルミニウムまたは
アルミニウム合金製とした場合、すり傷や微小な突起が
存在し、アルマイト処理を施してもアルマイト層は多数
の小孔を有する多孔質であり、小孔部分に導電性異物が
存在することもあって、期待通りに絶縁性能が得られな
い問題点があった。
【０００７】また、特開昭５６−９８３１０号公報に示
されたシールド２４の表面に絶縁皮膜２４ｂを形成する
方法では、シールド２４の心金具２４ａの表面には、加
工中、運搬中のすり傷が存在した状態で、絶縁皮膜２４
ｂを形成するので絶縁耐力を期待通りに向上させること
は難かしいという問題点があった。
されたシールド２４の表面に絶縁皮膜２４ｂを形成する
方法では、シールド２４の心金具２４ａの表面には、加
工中、運搬中のすり傷が存在した状態で、絶縁皮膜２４
ｂを形成するので絶縁耐力を期待通りに向上させること
は難かしいという問題点があった。
【０００８】この発明は上記２つの従来例のそれぞれの
問題点を解消するためになされたものであり、それぞれ
の従来例の特長が相乗するように構成したものであり、
シールドの心金具をアルミニウムまたはアルミニウム合
金製とし、心金具の加工中、運搬中のすり傷や突起を心
金具の状態で平滑化し、平滑化した表面に絶縁皮膜を形
成することにより、安定した絶縁耐力が得られるような
シールドとし、寸法を縮小化したガス絶縁開閉装置を得
ることを目的とする。
問題点を解消するためになされたものであり、それぞれ
の従来例の特長が相乗するように構成したものであり、
シールドの心金具をアルミニウムまたはアルミニウム合
金製とし、心金具の加工中、運搬中のすり傷や突起を心
金具の状態で平滑化し、平滑化した表面に絶縁皮膜を形
成することにより、安定した絶縁耐力が得られるような
シールドとし、寸法を縮小化したガス絶縁開閉装置を得
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るガス絶縁開閉装置は、内部の各機器間の接続部および
断路器の固定電極および可動電極の支持部の端部の外周
に配置されたシールドは、心金具をアルミニウムまたは
アルミニウム合金製とし、心金具の表面に、厚さ１μｍ
以上のアルマイト層を形成し、さらにアルマイト層の表
面に絶縁皮膜を形成したものである。
るガス絶縁開閉装置は、内部の各機器間の接続部および
断路器の固定電極および可動電極の支持部の端部の外周
に配置されたシールドは、心金具をアルミニウムまたは
アルミニウム合金製とし、心金具の表面に、厚さ１μｍ
以上のアルマイト層を形成し、さらにアルマイト層の表
面に絶縁皮膜を形成したものである。
【００１０】この発明の請求項２に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１の構成の断路器の固定電極支持部の外周
に配置されたシールドの絶縁皮膜を可動電極側に対向す
る端部の可動接触子が通過する開口部の縁部を除く外周
面に形成したものである。
置は、請求項１の構成の断路器の固定電極支持部の外周
に配置されたシールドの絶縁皮膜を可動電極側に対向す
る端部の可動接触子が通過する開口部の縁部を除く外周
面に形成したものである。
【００１１】この発明の請求項３に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１または請求項２の構成の各機器間の接続
部および断路器の固定電極および可動電極の支持部の端
部を覆う位置に配置されたシールドの心金具のアルマイ
ト層の表面に形成する絶縁皮膜の比誘電率は３以上とし
たものである。
置は、請求項１または請求項２の構成の各機器間の接続
部および断路器の固定電極および可動電極の支持部の端
部を覆う位置に配置されたシールドの心金具のアルマイ
ト層の表面に形成する絶縁皮膜の比誘電率は３以上とし
たものである。
【００１２】この発明の請求項４に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１乃至請求項３の内部の各機器間の接続部
および断路器の固定電極および可動電極の支持部の端部
を覆う位置に配置されたシールドのアルマイト層の表面
に形成する絶縁皮膜の厚さを３０μｍ以上としたもので
ある。
置は、請求項１乃至請求項３の内部の各機器間の接続部
および断路器の固定電極および可動電極の支持部の端部
を覆う位置に配置されたシールドのアルマイト層の表面
に形成する絶縁皮膜の厚さを３０μｍ以上としたもので
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は例えばガス
絶縁開閉装置の導体支持部の部分構成図である。図２
（ａ）は図１の導体接続部の外周を覆うシールドの断面
図であり、図２（ｂ）はシールド表面の部分拡大図であ
る。図において、３１は密閉容器、３２は導体、３３は
通電部を支持する絶縁スペーサであり、中心部には導体
接続部３３ａが埋設されている。３４は接触子、３５は
接触子部分を覆うように配置されたシールドであり、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金製の心金具３５ａの
表面にアルマイト層３５ｂを形成し、さらにその表面に
絶縁皮膜３５ｃを形成した構成である。密閉容器３１の
内部には高圧力のＳＦ6 ガス等の絶縁ガスが充填されて
いる。
絶縁開閉装置の導体支持部の部分構成図である。図２
（ａ）は図１の導体接続部の外周を覆うシールドの断面
図であり、図２（ｂ）はシールド表面の部分拡大図であ
る。図において、３１は密閉容器、３２は導体、３３は
通電部を支持する絶縁スペーサであり、中心部には導体
接続部３３ａが埋設されている。３４は接触子、３５は
接触子部分を覆うように配置されたシールドであり、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金製の心金具３５ａの
表面にアルマイト層３５ｂを形成し、さらにその表面に
絶縁皮膜３５ｃを形成した構成である。密閉容器３１の
内部には高圧力のＳＦ6 ガス等の絶縁ガスが充填されて
いる。
【００１４】図１、図２の構成が三相回路に使用される
と、導体３２と密閉容器３１との間には三相回路の相電
圧が課電された状態であり、導体３２の直径よりもシー
ルドの直径の方が大きく、密閉容器３１の内壁に近くな
っており、シールド３５の表面の電界が最も高くなって
おり、密閉容器３１の内径は、シールド３５の外表面の
電界が規定値になるように設計されている。したがって
シールド３５の表面の電界設計値を高くとることができ
ればガス絶縁開閉装置の密閉容器の直径を小さくするこ
とができる。
と、導体３２と密閉容器３１との間には三相回路の相電
圧が課電された状態であり、導体３２の直径よりもシー
ルドの直径の方が大きく、密閉容器３１の内壁に近くな
っており、シールド３５の表面の電界が最も高くなって
おり、密閉容器３１の内径は、シールド３５の外表面の
電界が規定値になるように設計されている。したがって
シールド３５の表面の電界設計値を高くとることができ
ればガス絶縁開閉装置の密閉容器の直径を小さくするこ
とができる。
【００１５】図１、図２のシールド３５は、心金具３５
ａがアルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、そ
の外周面は凹凸がないように仕上げられているが、完全
な平滑面ではなく、また加工中や運搬中にすり傷等があ
り、微視的に見れば微小な突起が存在する状態である。
このようなシールドの心金具３５ａの表面は、アルマイ
ト層３５ｂを形成するとアルマイト処理のときに、処理
液の強い酸性によって心金具３５ａの表面の微小な突起
は溶解して消滅し、表面が平滑化されてアルマイト層３
５ｂが形成される。シールドの心金具３５ａの表面の微
小な突起が消滅する処理条件は、アルマイト層３５ｂの
厚さを１μｍ以上形成させる処理条件で十分である。ア
ルマイト層３５ａに絶縁性能を期待する場合は５μｍ以
上の厚さとなる処理が必要である。
ａがアルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、そ
の外周面は凹凸がないように仕上げられているが、完全
な平滑面ではなく、また加工中や運搬中にすり傷等があ
り、微視的に見れば微小な突起が存在する状態である。
このようなシールドの心金具３５ａの表面は、アルマイ
ト層３５ｂを形成するとアルマイト処理のときに、処理
液の強い酸性によって心金具３５ａの表面の微小な突起
は溶解して消滅し、表面が平滑化されてアルマイト層３
５ｂが形成される。シールドの心金具３５ａの表面の微
小な突起が消滅する処理条件は、アルマイト層３５ｂの
厚さを１μｍ以上形成させる処理条件で十分である。ア
ルマイト層３５ａに絶縁性能を期待する場合は５μｍ以
上の厚さとなる処理が必要である。
【００１６】シールドの心金具３５ａの表面に形成され
たアルマイト層は、微小な突起は溶解して平滑化されて
いるが微視的には凹凸のある状態であり、図２（ｂ）に
示す小孔３５ｈも多く存在する多孔質の皮膜である。多
孔質のアルマイト層３５ｂの表面に、塗料の状態で浸透
性のよい絶縁材料により絶縁皮膜３５ｃを形成すると、
図２（ｂ）のようにアルマイト層３５ｂの小孔３５ｈに
絶縁塗料が浸透して小孔３５ｈは塞がれ、絶縁耐力の優
れた絶縁皮膜３５ｃが形成できる。絶縁皮膜３５ｃの厚
さは１０μｍ以上であれば、シールド３５の表面に部分
放電が発生したときに電子の供給を抑制する機能は確保
され、絶縁耐力を向上させる絶縁皮膜となる。実際には
皮膜の厚さのバラツキ等を考慮する必要があり、絶縁皮
膜３５ｃの厚さは３０μｍ以上を目標に形成することで
ガス絶縁開閉装置の絶縁耐力が向上する安定した絶縁皮
膜になる。
たアルマイト層は、微小な突起は溶解して平滑化されて
いるが微視的には凹凸のある状態であり、図２（ｂ）に
示す小孔３５ｈも多く存在する多孔質の皮膜である。多
孔質のアルマイト層３５ｂの表面に、塗料の状態で浸透
性のよい絶縁材料により絶縁皮膜３５ｃを形成すると、
図２（ｂ）のようにアルマイト層３５ｂの小孔３５ｈに
絶縁塗料が浸透して小孔３５ｈは塞がれ、絶縁耐力の優
れた絶縁皮膜３５ｃが形成できる。絶縁皮膜３５ｃの厚
さは１０μｍ以上であれば、シールド３５の表面に部分
放電が発生したときに電子の供給を抑制する機能は確保
され、絶縁耐力を向上させる絶縁皮膜となる。実際には
皮膜の厚さのバラツキ等を考慮する必要があり、絶縁皮
膜３５ｃの厚さは３０μｍ以上を目標に形成することで
ガス絶縁開閉装置の絶縁耐力が向上する安定した絶縁皮
膜になる。
【００１７】つぎに絶縁皮膜３５ｃが形成されたシール
ド３５が実際のガス絶縁開閉装置に使用された場合の電
界分布について説明する。シールド３５の表面がアルマ
イト層３５ｂのみの場合の模式図を図３、シールド３５
の表面にアルマイト層３５ｂを形成し、さらにその表面
に絶縁皮膜３５ｃを形成した場合の模式図を図４に示
す。対向する電極に突起が存在する場合の突起先端部の
電界集中の状況は、Centoral Reserch Laboratory: Mit
subishi Electric Corp.:August 1974に示された論文
「Electorical bleakdown characteristics of sulfur
hexafluoride:TOHEINITTA」に示されている。その突起
の高さをａとし、突起の半径をｂとし、電界集中係数β
とした場合のａ／ｂと電界集中係数βの関係は図５に示
すとおりとなっている。図において、ｄは電極の間隔、
Ｅ0 は電極間の電界強度、Ｅmax.は突起先端の電界強度
である。
ド３５が実際のガス絶縁開閉装置に使用された場合の電
界分布について説明する。シールド３５の表面がアルマ
イト層３５ｂのみの場合の模式図を図３、シールド３５
の表面にアルマイト層３５ｂを形成し、さらにその表面
に絶縁皮膜３５ｃを形成した場合の模式図を図４に示
す。対向する電極に突起が存在する場合の突起先端部の
電界集中の状況は、Centoral Reserch Laboratory: Mit
subishi Electric Corp.:August 1974に示された論文
「Electorical bleakdown characteristics of sulfur
hexafluoride:TOHEINITTA」に示されている。その突起
の高さをａとし、突起の半径をｂとし、電界集中係数β
とした場合のａ／ｂと電界集中係数βの関係は図５に示
すとおりとなっている。図において、ｄは電極の間隔、
Ｅ0 は電極間の電界強度、Ｅmax.は突起先端の電界強度
である。
【００１８】シールドの心金具３５ａの表面が、厚さ１
μｍ以上のアルマイト層３５ｂを形成してガス絶縁開閉
装置に取り付けられた模式図の図３の状態では、シール
ドの心金具３５ａの表面のアルマイト処理後の突起の
（高さａ）／（半径ｂ）は、心金具３５ａの地肌部分で
は２／１程度であり、アルマイト層３５ｂの表面では１
／１程度となっている。心金具３５ａの地肌の突起先端
のａ／ｂ＝２のときの電界集中係数βa は図５より６が
得られ、ガスの比誘電率ε0は１であり、アルマイトの
比誘電率εa は８．６であり、誘電体中の電界強度は比
誘電率に逆比例するので、ガス中の中間の電界強度をＥ
0 とすると（式１）で与えられ、その値は約０．７Ｅ0
である。
μｍ以上のアルマイト層３５ｂを形成してガス絶縁開閉
装置に取り付けられた模式図の図３の状態では、シール
ドの心金具３５ａの表面のアルマイト処理後の突起の
（高さａ）／（半径ｂ）は、心金具３５ａの地肌部分で
は２／１程度であり、アルマイト層３５ｂの表面では１
／１程度となっている。心金具３５ａの地肌の突起先端
のａ／ｂ＝２のときの電界集中係数βa は図５より６が
得られ、ガスの比誘電率ε0は１であり、アルマイトの
比誘電率εa は８．６であり、誘電体中の電界強度は比
誘電率に逆比例するので、ガス中の中間の電界強度をＥ
0 とすると（式１）で与えられ、その値は約０．７Ｅ0
である。
【００１９】
【数１】
【００２０】シールド３５の心金具３５ａのアルマイト
層３５ｂの表面のガス中の電界Ｅgは、ａ／ｂ＝１であ
り、電界集中係数βg は図５より３が得られ、ガス中の
中間の電界強度をＥ0 とすると（式２）で与えられる。
層３５ｂの表面のガス中の電界Ｅgは、ａ／ｂ＝１であ
り、電界集中係数βg は図５より３が得られ、ガス中の
中間の電界強度をＥ0 とすると（式２）で与えられる。
【００２１】
【数２】
【００２２】このようにシールド３５の心金具３５ａの
表面がアルマイト層３５ｂのみの場合はシールド３５の
表面の電界強度はガス中の中間の電界強度Ｅ0 の３倍程
度になる。
表面がアルマイト層３５ｂのみの場合はシールド３５の
表面の電界強度はガス中の中間の電界強度Ｅ0 の３倍程
度になる。
【００２３】シールド３５の心金具３５ａの表面にアル
マイト層３５ｂを形成し、さらにアルマイト層３５ｂの
表面に絶縁皮膜３５ｃを形成した図４の場合は、シール
ド３５の心金具３５ａの地肌の突起先端のアルマイト層
３５ｂ内部の電界強度は図３の場合のＥa と同一であ
る。アルマイト層３５ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃの比誘
電率をεr とし、電界集中係数βr とすると、ａ／ｂ＝
１であるから、図５より３が得られ、アルマイト層３５
ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr は（式３）
で与えられる。
マイト層３５ｂを形成し、さらにアルマイト層３５ｂの
表面に絶縁皮膜３５ｃを形成した図４の場合は、シール
ド３５の心金具３５ａの地肌の突起先端のアルマイト層
３５ｂ内部の電界強度は図３の場合のＥa と同一であ
る。アルマイト層３５ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃの比誘
電率をεr とし、電界集中係数βr とすると、ａ／ｂ＝
１であるから、図５より３が得られ、アルマイト層３５
ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr は（式３）
で与えられる。
【００２４】
【数３】
【００２５】（式３）の電界集中係数βr が３のときの
絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr と絶縁皮膜３５ｃの比
誘電率εr の関係を図６に示す。図６は絶縁皮膜３５ｃ
の比誘電率εr をアルマイト層３５ｂの突起先端部の電
界集中係数βr の値よりも大きい絶縁材料で形成する
と、絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr はガス中の中間部
の電界強度Ｅ0 よりも低い電界強度が確保できることを
示すものである。
絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr と絶縁皮膜３５ｃの比
誘電率εr の関係を図６に示す。図６は絶縁皮膜３５ｃ
の比誘電率εr をアルマイト層３５ｂの突起先端部の電
界集中係数βr の値よりも大きい絶縁材料で形成する
と、絶縁皮膜３５ｃ内の電界強度Ｅr はガス中の中間部
の電界強度Ｅ0 よりも低い電界強度が確保できることを
示すものである。
【００２６】いまシールド３５が密閉容器のＳＦ6 ガス
中に配置され、ガス絶縁開閉装置の最低保障圧力０．４
Ｍpa.absの場合にＳＦ6 ガスの破壊電界Ｅd は（式４）
で与えられる。
中に配置され、ガス絶縁開閉装置の最低保障圧力０．４
Ｍpa.absの場合にＳＦ6 ガスの破壊電界Ｅd は（式４）
で与えられる。
【００２７】
【数４】
【００２８】シールド３５の表面に形成する絶縁皮膜３
５ｃの破壊電界は材質により異なるが、破壊電界が３５
ｋＶ／ｍｍ以上の材料で、比誘電率εr が３以上であれ
ば、アルマイト層３５ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃ内の電
界強度Ｅr がガス中の中間部の電界強度Ｅ0 のレベル以
下に緩和することができる。絶縁皮膜３５ｃは通常の絶
縁材料で形成すれば破壊電界は３５ｋＶ／ｍｍ以上は確
保されるものであり、破壊電界が３５ｋＶ／ｍｍ以上の
絶縁皮膜３５ｃを形成しておくことにより、ガス中に部
分放電が発生しても絶縁皮膜３５ｃが破壊することがな
いシールドとなる。このシールドをガス絶縁開閉装置に
使用すれば、ガス中の設計電界を高くしてガス絶縁開閉
装置の寸法を縮小することが可能であり、ガス中で部分
放電が発生してもシールドの絶縁皮膜が損傷を受けない
で、寸法が縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
５ｃの破壊電界は材質により異なるが、破壊電界が３５
ｋＶ／ｍｍ以上の材料で、比誘電率εr が３以上であれ
ば、アルマイト層３５ｂの表面の絶縁皮膜３５ｃ内の電
界強度Ｅr がガス中の中間部の電界強度Ｅ0 のレベル以
下に緩和することができる。絶縁皮膜３５ｃは通常の絶
縁材料で形成すれば破壊電界は３５ｋＶ／ｍｍ以上は確
保されるものであり、破壊電界が３５ｋＶ／ｍｍ以上の
絶縁皮膜３５ｃを形成しておくことにより、ガス中に部
分放電が発生しても絶縁皮膜３５ｃが破壊することがな
いシールドとなる。このシールドをガス絶縁開閉装置に
使用すれば、ガス中の設計電界を高くしてガス絶縁開閉
装置の寸法を縮小することが可能であり、ガス中で部分
放電が発生してもシールドの絶縁皮膜が損傷を受けない
で、寸法が縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
【００２９】実施の形態２．実施の形態２は、ガス絶縁
開閉装置の断路器部分のシールドの絶縁皮膜をアークの
影響を受けないように形成したものである。図７にガス
絶縁開閉装置の断路器部分の断面図、図８に断路器の固
定側電極部に使用されたシールドの構成を示す。図にお
いて、導体部分の密閉容器３１、導体３２、導体３２の
接続部分のシールド３５は実施の形態１の図１と同一の
部材である。４１は断路器部分の密閉容器、４２は断路
器の可動電極、４３は断路器の固定側を支持する絶縁ス
ペーサであり、中心部には導体接続部４３ａが埋設され
ている。４４は断路器の固定電極、４５は断路器の接触
部の周囲を包囲するシールド、４６は固定電極４４側に
支持された接触子である。
開閉装置の断路器部分のシールドの絶縁皮膜をアークの
影響を受けないように形成したものである。図７にガス
絶縁開閉装置の断路器部分の断面図、図８に断路器の固
定側電極部に使用されたシールドの構成を示す。図にお
いて、導体部分の密閉容器３１、導体３２、導体３２の
接続部分のシールド３５は実施の形態１の図１と同一の
部材である。４１は断路器部分の密閉容器、４２は断路
器の可動電極、４３は断路器の固定側を支持する絶縁ス
ペーサであり、中心部には導体接続部４３ａが埋設され
ている。４４は断路器の固定電極、４５は断路器の接触
部の周囲を包囲するシールド、４６は固定電極４４側に
支持された接触子である。
【００３０】図７の断路器において、可動電極４２が開
極するときは、接触子４６と可動電極４２の先端部４２
ａとの間にアークＡが発生し、開離するにしたがってア
ークＡは伸びてシールド４５の開口部の内縁部に移行
し、固定電極４４に支持された接触子４６と可動電極４
２の先端部４２ａが所定の間隔に開離するとアークＡは
消滅し、断路器が開極される。
極するときは、接触子４６と可動電極４２の先端部４２
ａとの間にアークＡが発生し、開離するにしたがってア
ークＡは伸びてシールド４５の開口部の内縁部に移行
し、固定電極４４に支持された接触子４６と可動電極４
２の先端部４２ａが所定の間隔に開離するとアークＡは
消滅し、断路器が開極される。
【００３１】図８のシールド４５は、心金具４５ａをア
ルミニウムまたはアルミニウム合金製として表面が滑ら
かになるように加工し、表面に１μｍ以上のアルマイト
層４５ｂが形成されるようにアルマイト処理を施し、可
動電極４２が通過する開口部の内縁部の直径Ｄｓの内側
部分は、アルマイト層４５ｂが露出した状態とし、直径
Ｄｓよりも大きい部分に絶縁皮膜４５ｃを形成してい
る。シールド４５をこのように構成すると、断路器が開
極したときに発生したアークＡがシールド４５の内縁部
のアルマイト層４５ｂの露出部分に移行し、絶縁皮膜４
５ｃが損傷することがなくなり、繰り返し開閉されても
絶縁性能が低下することはない。シールド４５の可動電
極４２に対向する端面は、断路器開極時に極間電圧が加
わるが、内縁部の電界は低く絶縁皮膜がなくても必要な
絶縁性能は確保されている。
ルミニウムまたはアルミニウム合金製として表面が滑ら
かになるように加工し、表面に１μｍ以上のアルマイト
層４５ｂが形成されるようにアルマイト処理を施し、可
動電極４２が通過する開口部の内縁部の直径Ｄｓの内側
部分は、アルマイト層４５ｂが露出した状態とし、直径
Ｄｓよりも大きい部分に絶縁皮膜４５ｃを形成してい
る。シールド４５をこのように構成すると、断路器が開
極したときに発生したアークＡがシールド４５の内縁部
のアルマイト層４５ｂの露出部分に移行し、絶縁皮膜４
５ｃが損傷することがなくなり、繰り返し開閉されても
絶縁性能が低下することはない。シールド４５の可動電
極４２に対向する端面は、断路器開極時に極間電圧が加
わるが、内縁部の電界は低く絶縁皮膜がなくても必要な
絶縁性能は確保されている。
【００３２】シールド４５の絶縁皮膜４５ｃは実施の形
態１と同様に、皮膜の厚さを３０μｍ以上を目標とし、
絶縁皮膜の比誘電率εr は３以上とすることにより、ガ
ス中の設計電界を高くとり、ガス絶縁開閉装置の寸法を
縮小することが可能となり、ガス中で部分放電が発生し
てもシールド４５の絶縁皮膜４５ｃが損傷を受けること
がない寸法が縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
態１と同様に、皮膜の厚さを３０μｍ以上を目標とし、
絶縁皮膜の比誘電率εr は３以上とすることにより、ガ
ス中の設計電界を高くとり、ガス絶縁開閉装置の寸法を
縮小することが可能となり、ガス中で部分放電が発生し
てもシールド４５の絶縁皮膜４５ｃが損傷を受けること
がない寸法が縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
【００３３】
【発明の効果】この発明の請求項１に係るガス絶縁開閉
装置は、内部の各機器間の接続部および断路器の固定電
極および可動電極支持部の端部を覆う位置に配置される
シールドのアルミニウムまたはアルミニウム合金製の心
金具の表面に、厚さ１μｍ以上のアルマイト層を形成
し、その表面に絶縁皮膜を形成したので、シールド心金
具のすり傷や微小な突起は、アルマイト処理するときに
消滅し、その表面に絶縁皮膜を形成したことにより、シ
ールドの心金具の表面の電界集中は緩和され、絶縁耐力
の優れたシールドとなり、ガス絶縁開閉装置のガス中の
設計電界を高くして、寸法を縮小したガス絶縁開閉装置
が得られる。
装置は、内部の各機器間の接続部および断路器の固定電
極および可動電極支持部の端部を覆う位置に配置される
シールドのアルミニウムまたはアルミニウム合金製の心
金具の表面に、厚さ１μｍ以上のアルマイト層を形成
し、その表面に絶縁皮膜を形成したので、シールド心金
具のすり傷や微小な突起は、アルマイト処理するときに
消滅し、その表面に絶縁皮膜を形成したことにより、シ
ールドの心金具の表面の電界集中は緩和され、絶縁耐力
の優れたシールドとなり、ガス絶縁開閉装置のガス中の
設計電界を高くして、寸法を縮小したガス絶縁開閉装置
が得られる。
【００３４】この発明の請求項２に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１の構成の断路器の固定電極支持部および
可動電極支持部の外周部を覆う位置に配置されるシール
ドは、可動電極側に対向する端部の内径側の可動接触子
が通過する開口部の内縁部を除く外周面に形成した構成
としたので、断路器の開閉時のアークでシールドの絶縁
皮膜が損傷を受けることがなく、ガス中の設計電界を高
くして寸法を縮小したガス絶縁開閉装置が得られる。
置は、請求項１の構成の断路器の固定電極支持部および
可動電極支持部の外周部を覆う位置に配置されるシール
ドは、可動電極側に対向する端部の内径側の可動接触子
が通過する開口部の内縁部を除く外周面に形成した構成
としたので、断路器の開閉時のアークでシールドの絶縁
皮膜が損傷を受けることがなく、ガス中の設計電界を高
くして寸法を縮小したガス絶縁開閉装置が得られる。
【００３５】この発明の請求項３に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１または請求項２の構成のシールドの絶縁
皮膜の比誘電率を３以上としたので、絶縁皮膜中の電界
強度がガス中の中間の電界強度よりも小さくなり、ガス
中の設計電界を高くとり、ガス絶縁開閉装置の寸法を縮
小することが可能となり、ガス中で部分放電が発生して
もシールドの絶縁皮膜が損傷を受けることがない寸法が
縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
置は、請求項１または請求項２の構成のシールドの絶縁
皮膜の比誘電率を３以上としたので、絶縁皮膜中の電界
強度がガス中の中間の電界強度よりも小さくなり、ガス
中の設計電界を高くとり、ガス絶縁開閉装置の寸法を縮
小することが可能となり、ガス中で部分放電が発生して
もシールドの絶縁皮膜が損傷を受けることがない寸法が
縮小されたガス絶縁開閉装置が得られる。
【００３６】この発明の請求項４に係るガス絶縁開閉装
置は、請求項１乃至請求項３の内部の各機器間の接続部
および断路器の固定電極支持部、可動電極支持部の端部
を覆う位置に配置されるシールドの絶縁皮膜の厚さを３
０μｍ以上としたので、絶縁耐力が優れた絶縁皮膜とな
り、設計電界強度を高くして、寸法が縮小されたガス絶
縁開閉装置が得られる。
置は、請求項１乃至請求項３の内部の各機器間の接続部
および断路器の固定電極支持部、可動電極支持部の端部
を覆う位置に配置されるシールドの絶縁皮膜の厚さを３
０μｍ以上としたので、絶縁耐力が優れた絶縁皮膜とな
り、設計電界強度を高くして、寸法が縮小されたガス絶
縁開閉装置が得られる。
【図１】 実施の形態１の導体接続部の構成図である。
【図２】 図１のシールドの構成を示す断面図である。
【図３】 シールド表面のアルマイト層のみの場合の電
界の状況を説明する模式図である。
界の状況を説明する模式図である。
【図４】 シールド表面にアルマイト層を形成しさらに
絶縁皮膜を形成したシールドの電界の状況を説明する模
式図である。
絶縁皮膜を形成したシールドの電界の状況を説明する模
式図である。
【図５】 シールドの導電性突起先端部の形状と電界集
中係数の関係を求める曲線を示す図である。
中係数の関係を求める曲線を示す図である。
【図６】 シールドの表面の導電性突起の電界集中係数
が３の場合の電界強度と絶縁皮膜の比誘電率との関係を
求める曲線を示す図である。
が３の場合の電界強度と絶縁皮膜の比誘電率との関係を
求める曲線を示す図である。
【図７】 実施の形態２の断路器の固定電極部分のシー
ルドの構成を示す断面図である。
ルドの構成を示す断面図である。
【図８】 図７の断路器の固定電極部分のシールドの断
面図である。
面図である。
【図９】 従来のガス絶縁開閉装置の断路器部分の構成
図である。
図である。
【図１０】 図９の断路器の固定電極の部分の部分断面
図である。
図である。
【図１１】 従来のガス絶縁開閉装置の導体接続部のシ
ールドの構成を示す断面図である。
ールドの構成を示す断面図である。
３１ 密閉容器、３２ 導体、３３ 絶縁スペーサ、３
４ 接触子、３５ シールド、３５ａ 心金具、３５ｂ
アルマイト層、３５ｃ 絶縁皮膜、３６ 導電性粒
子、４１ 密閉容器、４２ 可動電極、４３ 絶縁スペ
ーサ、４４ 固定電極、４５ シールド、４５ａ 心金
具、４５ｂ アルマイト層、４５ｃ 絶縁皮膜、４６
接触子。
４ 接触子、３５ シールド、３５ａ 心金具、３５ｂ
アルマイト層、３５ｃ 絶縁皮膜、３６ 導電性粒
子、４１ 密閉容器、４２ 可動電極、４３ 絶縁スペ
ーサ、４４ 固定電極、４５ シールド、４５ａ 心金
具、４５ｂ アルマイト層、４５ｃ 絶縁皮膜、４６
接触子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木佐貫 治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G365 DG01 DH02 DH04 DH05 DH18
Claims (4)
- 【請求項１】 密閉容器に遮断器、断路器その他の構成
機器が収容され、絶縁ガスが充填されたガス絶縁開閉機
器において、各機器間の接続部および断路器の固定電極
および可動電極支持部を覆う位置に配置されたシールド
は、心金具がアルミニウムまたはアルミニウム合金製で
あり、心金具の表面に厚さ１μｍ以上のアルマイト層を
形成し、さらにアルマイト層の表面に絶縁皮膜を形成し
たことを特徴とするガス絶縁開閉装置。 - 【請求項２】 断路器の固定電極支持部を覆う位置に配
置されたシールドの絶縁皮膜は、可動電極側に対向する
端部表面の内径側の可動接触子が通過する開口部の縁部
を除く外周面に形成されていることを特徴とする請求項
１記載のガス絶縁開閉装置。 - 【請求項３】 シールドの心金具のアルマイト層の表面
に形成する絶縁皮膜は、比誘電率３以上の絶縁材料によ
り形成されていることを特徴とする請求項１または請求
項２記載のガス絶縁開閉装置。 - 【請求項４】 内部の各機器間の接続部および断路器の
固定電極支持部および可動電極支持部を覆う位置に配置
されたシールドの表面に形成する絶縁皮膜の厚さを３０
μｍ以上としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29023498A JP2000125451A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29023498A JP2000125451A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000125451A true JP2000125451A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17753500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29023498A Pending JP2000125451A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000125451A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008271744A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | ガス絶縁電気機器 |
| JP2012079588A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | 真空バルブ |
| CN104106189A (zh) * | 2012-02-21 | 2014-10-15 | 株式会社东芝 | 气体绝缘开闭装置以及气体绝缘母线 |
| WO2016006137A1 (ja) * | 2014-07-10 | 2016-01-14 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁電気機器およびガス絶縁電気機器の製造方法 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP29023498A patent/JP2000125451A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008271744A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | ガス絶縁電気機器 |
| JP2012079588A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | 真空バルブ |
| CN104106189A (zh) * | 2012-02-21 | 2014-10-15 | 株式会社东芝 | 气体绝缘开闭装置以及气体绝缘母线 |
| EP2819258A4 (en) * | 2012-02-21 | 2015-11-04 | Toshiba Kk | GAS-INSULATED GAS INSULATED SWITCHING DEVICE AND GAS INSULATED OMNIBUS BAR |
| WO2016006137A1 (ja) * | 2014-07-10 | 2016-01-14 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁電気機器およびガス絶縁電気機器の製造方法 |
| CN106471689A (zh) * | 2014-07-10 | 2017-03-01 | 三菱电机株式会社 | 气体绝缘电气设备以及气体绝缘电气设备的制造方法 |
| JPWO2016006137A1 (ja) * | 2014-07-10 | 2017-06-01 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁電気機器およびガス絶縁電気機器の製造方法 |
| EP3168947A4 (en) * | 2014-07-10 | 2018-02-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas insulated electric device and gas insulated electric device manufacturing method |
| US10256611B2 (en) | 2014-07-10 | 2019-04-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas insulated electrical apparatus and method of manufacturing gas insulated electrical apparatus |
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