JP2001067962A - 絶縁スペーサ - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G5/00—Installations of bus-bars
- H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
- H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
- H02G5/068—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures
Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁ガスを充填した接地金属容器内に高電圧
導体を絶縁支持する絶縁スペーサを、内部に電界緩和用
のシールドを剥離やクラックなど応力による歪みが発生
することなく配設し、電界集中が緩和された絶縁性能の
優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で得る。 【解決手段】 絶縁スペーサ４の本体絶縁部７内部の金
属容器２側および高電圧導体１側に、エラストマーゴム
を添加した導電性プラスチック材料で構成されたシール
ド１７、１８を、金属容器２側に配設された埋金１６あ
るいは高電圧導体１側の通電導体部６と一体的に成形
し、さらに本体絶縁部７の樹脂で一体的に注型して応力
の低減を図る。
導体を絶縁支持する絶縁スペーサを、内部に電界緩和用
のシールドを剥離やクラックなど応力による歪みが発生
することなく配設し、電界集中が緩和された絶縁性能の
優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で得る。 【解決手段】 絶縁スペーサ４の本体絶縁部７内部の金
属容器２側および高電圧導体１側に、エラストマーゴム
を添加した導電性プラスチック材料で構成されたシール
ド１７、１８を、金属容器２側に配設された埋金１６あ
るいは高電圧導体１側の通電導体部６と一体的に成形
し、さらに本体絶縁部７の樹脂で一体的に注型して応力
の低減を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁開閉装
置等に使用する絶縁スペーサに関するものである。
置等に使用する絶縁スペーサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガス絶縁装置や管路気中送電装置では、
高電圧導体を、接地した金属容器内に絶縁支持して収納
するために絶縁スペーサが使用されている。図４は、例
えば特開平７−６６４６号公報に記載される従来の絶縁
スペーサの構造を示す断面図である。図において、１は
高電圧導体、２はＳＦ6等の高圧の絶縁ガス３を充填し
て接地した金属容器、４は金属容器３内で高電圧導体１
を固定して絶縁支持するための絶縁スペーサである。絶
縁スペーサ４は、高電圧導体１相互を接合する連結部５
を固定する通電導体部６と、この通電導体部６が中心に
配置された本体絶縁部７と、この本体絶縁部７の外周に
金属フランジ８とを有し、これらが一体になるよう成形
されて構成される。また、金属フランジ８は、金属容器
２端部の連結フランジ９間に挟持され、スタッド１０と
ナット１１とにより締結されている。また絶縁スペーサ
４の本体絶縁部７と金属容器２の連結フランジ９との間
にはパッキング１２が配設され、このパッキング１２に
より気密が保持される。
高電圧導体を、接地した金属容器内に絶縁支持して収納
するために絶縁スペーサが使用されている。図４は、例
えば特開平７−６６４６号公報に記載される従来の絶縁
スペーサの構造を示す断面図である。図において、１は
高電圧導体、２はＳＦ6等の高圧の絶縁ガス３を充填し
て接地した金属容器、４は金属容器３内で高電圧導体１
を固定して絶縁支持するための絶縁スペーサである。絶
縁スペーサ４は、高電圧導体１相互を接合する連結部５
を固定する通電導体部６と、この通電導体部６が中心に
配置された本体絶縁部７と、この本体絶縁部７の外周に
金属フランジ８とを有し、これらが一体になるよう成形
されて構成される。また、金属フランジ８は、金属容器
２端部の連結フランジ９間に挟持され、スタッド１０と
ナット１１とにより締結されている。また絶縁スペーサ
４の本体絶縁部７と金属容器２の連結フランジ９との間
にはパッキング１２が配設され、このパッキング１２に
より気密が保持される。
【０００３】さらに、金属フランジ８内側の本体絶縁部
７内には、接地された環状の導電性リング１３が、通電
導体部６周辺の本体絶縁部７内には、エンジニアリング
プラスチック材１４が配設され、これらは本体絶縁部７
を構成するエポキシ樹脂で一体に注型されている。上記
エンジニアリングプラスチック材１４は、通電導体部６
とともに一体に射出成形により形成され、さらに本体絶
縁部４のエポキシ樹脂で導電性リングと共に一体成形さ
れる。
７内には、接地された環状の導電性リング１３が、通電
導体部６周辺の本体絶縁部７内には、エンジニアリング
プラスチック材１４が配設され、これらは本体絶縁部７
を構成するエポキシ樹脂で一体に注型されている。上記
エンジニアリングプラスチック材１４は、通電導体部６
とともに一体に射出成形により形成され、さらに本体絶
縁部４のエポキシ樹脂で導電性リングと共に一体成形さ
れる。
【０００４】従来の絶縁スペーサ４は以上のように構成
され、高電圧導体１に通電時、高圧側の通電導体部６、
絶縁ガス３および本体絶縁部７が交わるトリプルジャン
クションにおける電界集中を、エポキシ樹脂よりも誘電
率の低いエンジニアリングプラスチック材１４により緩
和する。また低圧側の連結フランジ９、絶縁ガス３およ
び本体絶縁部７が交わるトリプルジャンクションにおけ
る電界集中を、導電性リング１３により緩和する。
され、高電圧導体１に通電時、高圧側の通電導体部６、
絶縁ガス３および本体絶縁部７が交わるトリプルジャン
クションにおける電界集中を、エポキシ樹脂よりも誘電
率の低いエンジニアリングプラスチック材１４により緩
和する。また低圧側の連結フランジ９、絶縁ガス３およ
び本体絶縁部７が交わるトリプルジャンクションにおけ
る電界集中を、導電性リング１３により緩和する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
絶縁スペーサ４は、エンジニアリングプラスチック材１
４を通電導体部６周辺に配設している。エンジニアリン
グプラスチック材１４は、粘度が高いため、５０気圧を
越える高圧での射出成形により成形されるものであり、
金型が大型化して重量も増大し、作業性が悪くなると共
に、形成のための設備が非常に高価なものであった。ま
た、エンジニアリングプラスチック材１４には、成形後
に金型から外し易くするために内部離型剤が含まれてい
るため、本体絶縁部７のエポキシ樹脂との界面で剥離が
発生することがあった。さらに、通電導体部６との界面
においても、エンジニアリングプラスチック材１４と通
電導体部６との熱膨張係数の差に起因する応力により、
剥離が発生することがあった。また、低圧側の電界緩和
用に配設された導電性リング１３でも、アルミニウムな
どから成る導電性リング１３と本体絶縁部７のエポキシ
樹脂との熱膨張係数の差に起因する応力により、界面剥
離やクラックが発生することがあり、これらの界面剥
離、クラックは部分放電の発生原因にもなり信頼性を著
しく低下させるという問題点があった。
絶縁スペーサ４は、エンジニアリングプラスチック材１
４を通電導体部６周辺に配設している。エンジニアリン
グプラスチック材１４は、粘度が高いため、５０気圧を
越える高圧での射出成形により成形されるものであり、
金型が大型化して重量も増大し、作業性が悪くなると共
に、形成のための設備が非常に高価なものであった。ま
た、エンジニアリングプラスチック材１４には、成形後
に金型から外し易くするために内部離型剤が含まれてい
るため、本体絶縁部７のエポキシ樹脂との界面で剥離が
発生することがあった。さらに、通電導体部６との界面
においても、エンジニアリングプラスチック材１４と通
電導体部６との熱膨張係数の差に起因する応力により、
剥離が発生することがあった。また、低圧側の電界緩和
用に配設された導電性リング１３でも、アルミニウムな
どから成る導電性リング１３と本体絶縁部７のエポキシ
樹脂との熱膨張係数の差に起因する応力により、界面剥
離やクラックが発生することがあり、これらの界面剥
離、クラックは部分放電の発生原因にもなり信頼性を著
しく低下させるという問題点があった。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、剥離やクラックなど応
力による歪みが発生することなく電界集中が緩和された
絶縁性能の優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で
得ることを目的とする。
るために成されたものであって、剥離やクラックなど応
力による歪みが発生することなく電界集中が緩和された
絶縁性能の優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で
得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填した接地金属容器内
に配置される高電圧導体を連結する通電導体部と、該通
電導体部を介して上記高電圧導体を上記金属容器に固定
して絶縁支持する本体絶縁部と、この本体絶縁部内部の
上記金属容器側および上記高電圧導体側の双方あるいは
一方に配設され上記本体絶縁部と一体成形された電解緩
和用のシールドと、上記金属容器のフランジ間に挟持さ
れ締結部材により締結されるフランジ部とを備えた構成
であって、上記シールドが、エラストマーゴムを添加し
た導電性プラスチック材料で構成され、上記金属容器側
の上記フランジ部に配設された金属部材あるいは上記高
電圧導体側の上記通電導体部と一体的に成形されたもの
である。
る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填した接地金属容器内
に配置される高電圧導体を連結する通電導体部と、該通
電導体部を介して上記高電圧導体を上記金属容器に固定
して絶縁支持する本体絶縁部と、この本体絶縁部内部の
上記金属容器側および上記高電圧導体側の双方あるいは
一方に配設され上記本体絶縁部と一体成形された電解緩
和用のシールドと、上記金属容器のフランジ間に挟持さ
れ締結部材により締結されるフランジ部とを備えた構成
であって、上記シールドが、エラストマーゴムを添加し
た導電性プラスチック材料で構成され、上記金属容器側
の上記フランジ部に配設された金属部材あるいは上記高
電圧導体側の上記通電導体部と一体的に成形されたもの
である。
【０００８】またこの発明の請求項２に係る絶縁スペー
サは、請求項１において、シールドを構成する導電性プ
ラスチック材料が、本体絶縁部を構成するエポキシ樹脂
と熱膨張係数がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等の
粉末を含有した導電性エポキシ樹脂にエラストマーゴム
を添加したものである。
サは、請求項１において、シールドを構成する導電性プ
ラスチック材料が、本体絶縁部を構成するエポキシ樹脂
と熱膨張係数がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等の
粉末を含有した導電性エポキシ樹脂にエラストマーゴム
を添加したものである。
【０００９】またこの発明の請求項３に係る絶縁スペー
サは、請求項１または２において、シールドを構成する
導電性プラスチック材料に対するエラストマーゴムの添
加量が、２０ｗｔ％を越えないものである。
サは、請求項１または２において、シールドを構成する
導電性プラスチック材料に対するエラストマーゴムの添
加量が、２０ｗｔ％を越えないものである。
【００１０】またこの発明の請求項４に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜３のいずれかにおいて、シールドを構
成する導電性プラスチック材料に添加されるエラストマ
ーゴムの平均粒径が、０．０１〜５０μｍである。
サは、請求項１〜３のいずれかにおいて、シールドを構
成する導電性プラスチック材料に添加されるエラストマ
ーゴムの平均粒径が、０．０１〜５０μｍである。
【００１１】またこの発明の請求項５に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜４のいずれかにおいて、シールドを構
成するエラストマーゴムを添加した導電性プラスチック
材料の粘度が、１１０〜１４０℃において１０００〜２
００００ｃｐである。
サは、請求項１〜４のいずれかにおいて、シールドを構
成するエラストマーゴムを添加した導電性プラスチック
材料の粘度が、１１０〜１４０℃において１０００〜２
００００ｃｐである。
【００１２】またこの発明の請求項６に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、金属部材が、
フランジ部を締結する締結部材のための貫通孔周囲に配
設され、金属容器側のシールドが、上記金属部材と一体
成形された環状の導電性リングである。
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、金属部材が、
フランジ部を締結する締結部材のための貫通孔周囲に配
設され、金属容器側のシールドが、上記金属部材と一体
成形された環状の導電性リングである。
【００１３】またこの発明の請求項７に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、高電圧導体側
のシールドが、通電導体部と一体成形されて上記本体絶
縁部内に埋め込まれ、その表面が上記本体絶縁部から露
出することなく連続したなだらかな曲面形状である。
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、高電圧導体側
のシールドが、通電導体部と一体成形されて上記本体絶
縁部内に埋め込まれ、その表面が上記本体絶縁部から露
出することなく連続したなだらかな曲面形状である。
【００１４】またこの発明の請求項８に係る絶縁スペー
サは、請求項７において、高電圧導体側のシールド表面
を覆う本体絶縁部が、５ｍｍを下らない厚みを有するも
のである。
サは、請求項７において、高電圧導体側のシールド表面
を覆う本体絶縁部が、５ｍｍを下らない厚みを有するも
のである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１による絶縁スペーサの構造を示す断面図
である。図において、１〜７および９〜１２は従来のも
のと同様であり、１は高電圧導体、２はＳＦ6等の高圧
の絶縁ガス３を充填して接地した金属容器、４は金属容
器３内で高電圧導体１を固定して絶縁支持するための絶
縁スペーサである。絶縁スペーサ４は、高電圧導体１相
互を接合する連結部５を固定する通電導体部６と、この
通電導体部６が中心に配置されたエポキシ樹脂から成る
本体絶縁部７と、この本体絶縁部７の外周部であるフラ
ンジ部１５とを有して一体的に成形され、通電導体部６
を介して高電圧導体１を絶縁支持する。
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１による絶縁スペーサの構造を示す断面図
である。図において、１〜７および９〜１２は従来のも
のと同様であり、１は高電圧導体、２はＳＦ6等の高圧
の絶縁ガス３を充填して接地した金属容器、４は金属容
器３内で高電圧導体１を固定して絶縁支持するための絶
縁スペーサである。絶縁スペーサ４は、高電圧導体１相
互を接合する連結部５を固定する通電導体部６と、この
通電導体部６が中心に配置されたエポキシ樹脂から成る
本体絶縁部７と、この本体絶縁部７の外周部であるフラ
ンジ部１５とを有して一体的に成形され、通電導体部６
を介して高電圧導体１を絶縁支持する。
【００１６】また、フランジ部１５は、金属容器２端部
の連結フランジ９間に挟持されて、スタッド１０とナッ
ト１１とから成る締結部材により締結され、スタッド１
０のための貫通孔１０ａ周囲に金属部材としての埋金１
６が配設される。また絶縁スペーサ４の本体絶縁部７と
金属容器２の連結フランジ９との間にはパッキング１２
が配設され、このパッキング１２により気密が保持され
る。さらに、本体絶縁部７内部の高電圧導体１側および
金属容器２側には、エラストマーゴムを添加した導電性
プラスチック材から成る電解緩和用のシールド１７、１
８が配設される。高電圧導体１側の高圧側シールド１７
は、通電導体部６と共に一体成形され、金属容器２側の
低圧側シールド１８は、埋金１６と共に一体成形され、
さらにこれらは本体絶縁部７のエポキシ樹脂で一体に注
型されている。
の連結フランジ９間に挟持されて、スタッド１０とナッ
ト１１とから成る締結部材により締結され、スタッド１
０のための貫通孔１０ａ周囲に金属部材としての埋金１
６が配設される。また絶縁スペーサ４の本体絶縁部７と
金属容器２の連結フランジ９との間にはパッキング１２
が配設され、このパッキング１２により気密が保持され
る。さらに、本体絶縁部７内部の高電圧導体１側および
金属容器２側には、エラストマーゴムを添加した導電性
プラスチック材から成る電解緩和用のシールド１７、１
８が配設される。高電圧導体１側の高圧側シールド１７
は、通電導体部６と共に一体成形され、金属容器２側の
低圧側シールド１８は、埋金１６と共に一体成形され、
さらにこれらは本体絶縁部７のエポキシ樹脂で一体に注
型されている。
【００１７】図に示すように、高圧側シールド１７は、
通電導体部６と一体成形されて本体絶縁部７内に埋め込
まれ、その表面は上記本体絶縁部７から露出することな
く連続したなだらかな曲面形状であり、電界が部分的に
集中することがない電界緩和形状に形成されている。さ
らに、高圧側シールド１７の表面を覆う本体絶縁部７の
エポキシ樹脂は、５ｍｍ程度より薄くならないように形
成され、耐クラック性が良好な構造となっている。ま
た、低圧側シールド１８は、環状の導電性リングをフラ
ンジ部１５に設けられた貫通孔１０ａ周囲に配設された
埋金１６と一体成形したもので、良好な位置精度で埋設
することができる。
通電導体部６と一体成形されて本体絶縁部７内に埋め込
まれ、その表面は上記本体絶縁部７から露出することな
く連続したなだらかな曲面形状であり、電界が部分的に
集中することがない電界緩和形状に形成されている。さ
らに、高圧側シールド１７の表面を覆う本体絶縁部７の
エポキシ樹脂は、５ｍｍ程度より薄くならないように形
成され、耐クラック性が良好な構造となっている。ま
た、低圧側シールド１８は、環状の導電性リングをフラ
ンジ部１５に設けられた貫通孔１０ａ周囲に配設された
埋金１６と一体成形したもので、良好な位置精度で埋設
することができる。
【００１８】シールド１７、１８は、上述したように、
エラストマーゴムを添加した導電性プラスチック材から
成るもので、本体絶縁部７のエポキシ樹脂と熱膨張係数
がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等を含有した導電
性エポキシ樹脂等に、エラストマーゴムを添加したもの
を用いる。エラストマーゴムは、例えば広く用いられて
いるアクリルゴム、ブチルゴム、ニトリル系ゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴ
ム等、特に限定なく用いることができる。
エラストマーゴムを添加した導電性プラスチック材から
成るもので、本体絶縁部７のエポキシ樹脂と熱膨張係数
がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等を含有した導電
性エポキシ樹脂等に、エラストマーゴムを添加したもの
を用いる。エラストマーゴムは、例えば広く用いられて
いるアクリルゴム、ブチルゴム、ニトリル系ゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴ
ム等、特に限定なく用いることができる。
【００１９】このように構成されるシールド１７、１８
は、高圧側の通電導体部６、絶縁ガス３および本体絶縁
部７が交わるトリプルジャンクション、低圧側の連結フ
ランジ９、絶縁ガス３および本体絶縁部７が交わるトリ
プルジャンクションにおける電界集中を、それぞれ効果
的に緩和すると共に、本体絶縁部７のエポキシ樹脂との
熱膨張係数の差がないため、熱応力による歪みが発生す
ることなく、本体絶縁部７のエポキシ樹脂で一体に成形
できる。また、高圧側シールド１７は通電導体部６と一
体成形され、低圧側シールド１８は埋金１６と一体成形
されるものであるが、シールド１７、１８を構成する導
電性プラスチック材にはエラストマーゴムが添加されて
いるため、シールド１７、１８と通電導体部６、埋金１
６との熱膨張係数の差に起因する応力は吸収され緩和さ
れる。このように、エラストマーゴムの添加により、シ
ールド１７、１８と通電導体部６、埋金１６との一体成
形時の硬化収縮応力や熱収縮応力は緩和され、界面剥離
やクラックなどの歪みが大きく低減できる。
は、高圧側の通電導体部６、絶縁ガス３および本体絶縁
部７が交わるトリプルジャンクション、低圧側の連結フ
ランジ９、絶縁ガス３および本体絶縁部７が交わるトリ
プルジャンクションにおける電界集中を、それぞれ効果
的に緩和すると共に、本体絶縁部７のエポキシ樹脂との
熱膨張係数の差がないため、熱応力による歪みが発生す
ることなく、本体絶縁部７のエポキシ樹脂で一体に成形
できる。また、高圧側シールド１７は通電導体部６と一
体成形され、低圧側シールド１８は埋金１６と一体成形
されるものであるが、シールド１７、１８を構成する導
電性プラスチック材にはエラストマーゴムが添加されて
いるため、シールド１７、１８と通電導体部６、埋金１
６との熱膨張係数の差に起因する応力は吸収され緩和さ
れる。このように、エラストマーゴムの添加により、シ
ールド１７、１８と通電導体部６、埋金１６との一体成
形時の硬化収縮応力や熱収縮応力は緩和され、界面剥離
やクラックなどの歪みが大きく低減できる。
【００２０】導電性プラスチック材にエラストマーゴム
を添加することで応力緩和効果が得られることを図２を
用いて説明する。図２は、高圧側シールド１７を通電導
体部６との一体成形による形成時の、温度、周方向の歪
みＨ１および径方向の歪みＨ２の測定結果を示したもの
で、図２（ａ）は、シールド１７にエラストマーゴムが
添加されていない導電性プラスチック材（比較樹脂）を
用いた場合、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれエラス
トマーゴムが５％、１０％添加された導電性プラスチッ
ク材（改良樹脂１，改良樹脂２）を用いた場合を示す。
図に示すように、まず１３０℃程度で樹脂を硬化させた
後、１５０℃程度で焼き入れし、その後常温程度まで冷
却して成形する。歪み（１０Ｅ-6）を比較すると、周方
向の歪みＨ１では、比較樹脂；−５０００〜０程度、改
良樹脂１；−５００〜１５００程度、改良樹脂２；−５
００〜１０００程度であり、径方向の歪みＨ２では、比
較樹脂；−１５０００〜０程度、改良樹脂１；−１５０
０〜０程度、改良樹脂２；−２０００〜０程度となっ
た。このように、エラストマーゴムの添加により、応力
による歪みが格段と低減されていることがわかる。
を添加することで応力緩和効果が得られることを図２を
用いて説明する。図２は、高圧側シールド１７を通電導
体部６との一体成形による形成時の、温度、周方向の歪
みＨ１および径方向の歪みＨ２の測定結果を示したもの
で、図２（ａ）は、シールド１７にエラストマーゴムが
添加されていない導電性プラスチック材（比較樹脂）を
用いた場合、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれエラス
トマーゴムが５％、１０％添加された導電性プラスチッ
ク材（改良樹脂１，改良樹脂２）を用いた場合を示す。
図に示すように、まず１３０℃程度で樹脂を硬化させた
後、１５０℃程度で焼き入れし、その後常温程度まで冷
却して成形する。歪み（１０Ｅ-6）を比較すると、周方
向の歪みＨ１では、比較樹脂；−５０００〜０程度、改
良樹脂１；−５００〜１５００程度、改良樹脂２；−５
００〜１０００程度であり、径方向の歪みＨ２では、比
較樹脂；−１５０００〜０程度、改良樹脂１；−１５０
０〜０程度、改良樹脂２；−２０００〜０程度となっ
た。このように、エラストマーゴムの添加により、応力
による歪みが格段と低減されていることがわかる。
【００２１】上記のような、導電性プラスチック材への
エラストマーゴムの添加は、２０ｗｔ％を越えないもの
とする。図２に示すように、エラストマーゴムの添加は
５ｗｔ％程度の少量でも十分効果があるものであり、逆
に２０ｗｔ％を越えると、導電性プラスチック材の粘度
が高くなり、成形時にボイドが残存して材料強度の低下
原因になると共に、通電導体部６への締め付け力が低減
して、これを埋め込んだ絶縁スペーサ４の強度低下を招
く。低圧側シールド１８における導電性プラスチック材
へのエラストマーゴムの添加量（充填量）と材料強度の
関係を図３に示す。低圧側シールド１８形成時、埋金１
６との熱膨張係数の差に起因して、埋金１６近傍の導電
性プラスチック材には１〜２Kg／mm2の応力が発生し、
その後の熱応力および機械的応力を考慮すると、５Kg／
mm2以上の材料強度を確保する必要がある。図に示すよ
うに、エラストマーゴムが２０ｗｔ％を越えない添加量
での導電性プラスチック材は、必要な引っ張り強度が確
保されているがそれを越えると、強度が低下する。ま
た、添加されるエラストマーゴムの平均粒径は０．０１
〜５０μｍが望ましい。０．０１μｍより小さいと、導
電性プラスチック材の粘度が高くなり過ぎ、成形時にボ
イドが残存して強度を低下させ、また、５０μｍより大
きいと、導電性プラスチック材自体の強度低下を引き起
こし、絶縁スペーサ４の強度も低下する。
エラストマーゴムの添加は、２０ｗｔ％を越えないもの
とする。図２に示すように、エラストマーゴムの添加は
５ｗｔ％程度の少量でも十分効果があるものであり、逆
に２０ｗｔ％を越えると、導電性プラスチック材の粘度
が高くなり、成形時にボイドが残存して材料強度の低下
原因になると共に、通電導体部６への締め付け力が低減
して、これを埋め込んだ絶縁スペーサ４の強度低下を招
く。低圧側シールド１８における導電性プラスチック材
へのエラストマーゴムの添加量（充填量）と材料強度の
関係を図３に示す。低圧側シールド１８形成時、埋金１
６との熱膨張係数の差に起因して、埋金１６近傍の導電
性プラスチック材には１〜２Kg／mm2の応力が発生し、
その後の熱応力および機械的応力を考慮すると、５Kg／
mm2以上の材料強度を確保する必要がある。図に示すよ
うに、エラストマーゴムが２０ｗｔ％を越えない添加量
での導電性プラスチック材は、必要な引っ張り強度が確
保されているがそれを越えると、強度が低下する。ま
た、添加されるエラストマーゴムの平均粒径は０．０１
〜５０μｍが望ましい。０．０１μｍより小さいと、導
電性プラスチック材の粘度が高くなり過ぎ、成形時にボ
イドが残存して強度を低下させ、また、５０μｍより大
きいと、導電性プラスチック材自体の強度低下を引き起
こし、絶縁スペーサ４の強度も低下する。
【００２２】ところで、従来の絶縁スペーサ４に用いた
エンジニアリングプラスチック材１４は、粘度が高いた
め５０気圧を越える高圧で注型されるものであり、設備
が高価で大型なものであったが、この実施の形態で用い
る導電性プラスチック材は、液状のものを熱硬化させて
注型するもので、高圧にする必要が無く、金型などの設
備を格段と小型で簡便にでき、作業性の向上および価格
低減が図れる。特に、シールド１７、１８を構成するエ
ラストマーゴムを添加した導電性プラスチック材に、１
１０〜１４０℃（熱硬化時の温度）において粘度が１０
００〜２００００ｃｐであるものを用いるのが望まし
い。１０００ｃｐ以下では、粘度が低すぎて、エラスト
マーゴムの沈降現象により材料強度のばらつきが生じ、
２００００ｃｐを越えると、成形時に表面ボイドが発生
し、所望の形状が得られない場合がある。上記のように
１１０〜１４０℃（熱硬化時の温度）において粘度が１
０００〜２００００ｃｐであるものを用いることによっ
て、常圧で注型でき、小型で簡単な金型構造を用いて、
高圧側シールド１７は通電導体部６と、低圧側シールド
１８は埋金１６と、それぞれ容易に信頼性良く一体成形
できる。
エンジニアリングプラスチック材１４は、粘度が高いた
め５０気圧を越える高圧で注型されるものであり、設備
が高価で大型なものであったが、この実施の形態で用い
る導電性プラスチック材は、液状のものを熱硬化させて
注型するもので、高圧にする必要が無く、金型などの設
備を格段と小型で簡便にでき、作業性の向上および価格
低減が図れる。特に、シールド１７、１８を構成するエ
ラストマーゴムを添加した導電性プラスチック材に、１
１０〜１４０℃（熱硬化時の温度）において粘度が１０
００〜２００００ｃｐであるものを用いるのが望まし
い。１０００ｃｐ以下では、粘度が低すぎて、エラスト
マーゴムの沈降現象により材料強度のばらつきが生じ、
２００００ｃｐを越えると、成形時に表面ボイドが発生
し、所望の形状が得られない場合がある。上記のように
１１０〜１４０℃（熱硬化時の温度）において粘度が１
０００〜２００００ｃｐであるものを用いることによっ
て、常圧で注型でき、小型で簡単な金型構造を用いて、
高圧側シールド１７は通電導体部６と、低圧側シールド
１８は埋金１６と、それぞれ容易に信頼性良く一体成形
できる。
【００２３】上記実施の形態では、高圧側シールド１７
と低圧側シールド１８とを共にエラストマーゴムを添加
した導電性プラスチック材で構成したものを示したが、
どちらか一方のみをエラストマーゴムを添加した導電性
プラスチック材を用いて上記実施の形態で示したように
形成することも可能である。
と低圧側シールド１８とを共にエラストマーゴムを添加
した導電性プラスチック材で構成したものを示したが、
どちらか一方のみをエラストマーゴムを添加した導電性
プラスチック材を用いて上記実施の形態で示したように
形成することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１に係る
絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填した接地金属容器内に
配置される高電圧導体を連結する通電導体部と、該通電
導体部を介して上記高電圧導体を上記金属容器に固定し
て絶縁支持する本体絶縁部と、この本体絶縁部内部の上
記金属容器側および上記高電圧導体側の双方あるいは一
方に配設され上記本体絶縁部と一体成形された電解緩和
用のシールドと、上記金属容器のフランジ間に挟持され
締結部材により締結されるフランジ部とを備えた構成で
あって、上記シールドが、エラストマーゴムを添加した
導電性プラスチック材料で構成され、上記金属容器側の
上記フランジ部に配設された金属部材あるいは上記高電
圧導体側の上記通電導体部と一体的に成形されたため、
応力の緩和により歪みが格段と低減できて、シールドが
金属部材あるいは通電導体と信頼性良く一体成形でき、
剥離やクラックなどが発生することなく電界集中が緩和
された絶縁性能の優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な
設備で得られる。
絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填した接地金属容器内に
配置される高電圧導体を連結する通電導体部と、該通電
導体部を介して上記高電圧導体を上記金属容器に固定し
て絶縁支持する本体絶縁部と、この本体絶縁部内部の上
記金属容器側および上記高電圧導体側の双方あるいは一
方に配設され上記本体絶縁部と一体成形された電解緩和
用のシールドと、上記金属容器のフランジ間に挟持され
締結部材により締結されるフランジ部とを備えた構成で
あって、上記シールドが、エラストマーゴムを添加した
導電性プラスチック材料で構成され、上記金属容器側の
上記フランジ部に配設された金属部材あるいは上記高電
圧導体側の上記通電導体部と一体的に成形されたため、
応力の緩和により歪みが格段と低減できて、シールドが
金属部材あるいは通電導体と信頼性良く一体成形でき、
剥離やクラックなどが発生することなく電界集中が緩和
された絶縁性能の優れた絶縁スペーサを、安価で簡便な
設備で得られる。
【００２５】またこの発明の請求項２に係る絶縁スペー
サは、請求項１において、シールドを構成する導電性プ
ラスチック材料が、本体絶縁部を構成するエポキシ樹脂
と熱膨張係数がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等の
粉末を含有した導電性エポキシ樹脂にエラストマーゴム
を添加したものであるため、シールドは金属部材あるい
は通電導体と応力緩和効果により信頼性良く一体成形で
きるとともに、本体絶縁部のエポキシ樹脂で一体成形時
にも熱応力による歪みが発生することなく、信頼性良く
成形でき、剥離やクラックのない信頼性が高く、絶縁性
能の優れた絶縁スペーサが得られる。
サは、請求項１において、シールドを構成する導電性プ
ラスチック材料が、本体絶縁部を構成するエポキシ樹脂
と熱膨張係数がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等の
粉末を含有した導電性エポキシ樹脂にエラストマーゴム
を添加したものであるため、シールドは金属部材あるい
は通電導体と応力緩和効果により信頼性良く一体成形で
きるとともに、本体絶縁部のエポキシ樹脂で一体成形時
にも熱応力による歪みが発生することなく、信頼性良く
成形でき、剥離やクラックのない信頼性が高く、絶縁性
能の優れた絶縁スペーサが得られる。
【００２６】またこの発明の請求項３に係る絶縁スペー
サは、請求項１または２において、シールドを構成する
導電性プラスチック材料に対するエラストマーゴムの添
加量が、２０ｗｔ％を越えないものであるため、シール
ドおよび絶縁スペーサの強度低下を招くことなく、信頼
性が高く絶縁性能の優れた絶縁スペーサが得られる。
サは、請求項１または２において、シールドを構成する
導電性プラスチック材料に対するエラストマーゴムの添
加量が、２０ｗｔ％を越えないものであるため、シール
ドおよび絶縁スペーサの強度低下を招くことなく、信頼
性が高く絶縁性能の優れた絶縁スペーサが得られる。
【００２７】またこの発明の請求項４に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜３のいずれかにおいて、シールドを構
成する導電性プラスチック材料に添加されるエラストマ
ーゴムの平均粒径が、０．０１〜５０μｍであるため、
シールドおよび絶縁スペーサの強度低下を招くことな
く、信頼性が高く絶縁性能の優れた絶縁スペーサが得ら
れる。
サは、請求項１〜３のいずれかにおいて、シールドを構
成する導電性プラスチック材料に添加されるエラストマ
ーゴムの平均粒径が、０．０１〜５０μｍであるため、
シールドおよび絶縁スペーサの強度低下を招くことな
く、信頼性が高く絶縁性能の優れた絶縁スペーサが得ら
れる。
【００２８】またこの発明の請求項５に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜４のいずれかにおいて、シールドを構
成するエラストマーゴムを添加した導電性プラスチック
材料の粘度が、１１０〜１４０℃において１０００〜２
００００ｃｐであるため、シールドを小型で簡単な金型
構造を用いて常圧成形でき、信頼性が高く絶縁性能の優
れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で容易に得るこ
とができる。
サは、請求項１〜４のいずれかにおいて、シールドを構
成するエラストマーゴムを添加した導電性プラスチック
材料の粘度が、１１０〜１４０℃において１０００〜２
００００ｃｐであるため、シールドを小型で簡単な金型
構造を用いて常圧成形でき、信頼性が高く絶縁性能の優
れた絶縁スペーサを、安価で簡便な設備で容易に得るこ
とができる。
【００２９】またこの発明の請求項６に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、金属部材が、
フランジ部を締結する締結部材のための貫通孔周囲に配
設され、金属容器側のシールドが、上記金属部材と一体
成形された環状の導電性リングであるため、絶縁スペー
サの金属容器近傍の電界を効果的に緩和できるととも
に、導電性リングを良好な位置精度で埋設することがで
きる。
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、金属部材が、
フランジ部を締結する締結部材のための貫通孔周囲に配
設され、金属容器側のシールドが、上記金属部材と一体
成形された環状の導電性リングであるため、絶縁スペー
サの金属容器近傍の電界を効果的に緩和できるととも
に、導電性リングを良好な位置精度で埋設することがで
きる。
【００３０】またこの発明の請求項７に係る絶縁スペー
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、高電圧導体側
のシールドが、通電導体部と一体成形されて上記本体絶
縁部内に埋め込まれ、その表面が上記本体絶縁部から露
出することなく連続したなだらかな曲面形状であるた
め、絶縁スペーサの高電圧導体近傍の電界を効果的に緩
和できる。
サは、請求項１〜５のいずれかにおいて、高電圧導体側
のシールドが、通電導体部と一体成形されて上記本体絶
縁部内に埋め込まれ、その表面が上記本体絶縁部から露
出することなく連続したなだらかな曲面形状であるた
め、絶縁スペーサの高電圧導体近傍の電界を効果的に緩
和できる。
【００３１】この発明の請求項８に係る絶縁スペーサ
は、請求項７において、高電圧導体側のシールド表面を
覆う本体絶縁部が、５ｍｍを下らない厚みを有するた
め、シールド表面を覆う本体絶縁部の耐クラック性が良
好となり、絶縁スペーサの信頼性がさらに向上する。
は、請求項７において、高電圧導体側のシールド表面を
覆う本体絶縁部が、５ｍｍを下らない厚みを有するた
め、シールド表面を覆う本体絶縁部の耐クラック性が良
好となり、絶縁スペーサの信頼性がさらに向上する。
【図１】 この発明の実施の形態１による絶縁スペーサ
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による、高圧側シー
ルド形成時の温度、歪み測定結果を示す図である。
ルド形成時の温度、歪み測定結果を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による、導電性プラ
スチック材量へのエラストマーゴムの添加量と材料強度
との関係を示す図である。
スチック材量へのエラストマーゴムの添加量と材料強度
との関係を示す図である。
【図４】 従来の絶縁スペーサの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 高電圧導体、２ 金属容器、３ 絶縁ガス、４ 絶
縁スペーサ、６ 通電導体部、７ 本体絶縁部、９ 金
属容器のフランジ、１０，１１ 締結部材、１０ａ 貫
通孔、１５ フランジ部、１６ 金属部材としての埋
金、１７ 高圧側シールド、１８ 低圧側シールド。
縁スペーサ、６ 通電導体部、７ 本体絶縁部、９ 金
属容器のフランジ、１０，１１ 締結部材、１０ａ 貫
通孔、１５ フランジ部、１６ 金属部材としての埋
金、１７ 高圧側シールド、１８ 低圧側シールド。
フロントページの続き (72)発明者 三村 研史 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） 5G017 FF06 5G333 AA07 AA09 AB01 AB05 AB28 BA01 CA01 DA03 DA04 DB02 EA02 5G365 DA10 DC02 DE03 DG01 DG02 DG04 DH03 DH08 DH10 DH11
Claims (8)
- 【請求項１】 絶縁ガスを充填した接地金属容器内に配
置される高電圧導体を連結する通電導体部と、該通電導
体部を介して上記高電圧導体を上記金属容器に固定して
絶縁支持する本体絶縁部と、この本体絶縁部内部の上記
金属容器側および上記高電圧導体側の双方あるいは一方
に配設され上記本体絶縁部と一体成形された電解緩和用
のシールドと、上記金属容器のフランジ間に挟持され締
結部材により締結されるフランジ部とを備えた絶縁スペ
ーサにおいて、上記シールドが、エラストマーゴムを添
加した導電性プラスチック材料で構成され、上記金属容
器側の上記フランジ部に配設された金属部材あるいは上
記高電圧導体側の上記通電導体部と一体的に成形された
ものであることを特徴とする絶縁スペーサ。 - 【請求項２】 シールドを構成する導電性プラスチック
材料が、本体絶縁部を構成するエポキシ樹脂と熱膨張係
数がほぼ等しく、カーボン、金属酸化物等の粉末を含有
した導電性エポキシ樹脂にエラストマーゴムを添加した
ものであることを特徴とする請求項１記載の絶縁スペー
サ。 - 【請求項３】 シールドを構成する導電性プラスチック
材料に対するエラストマーゴムの添加量が、２０ｗｔ％
を越えないものであることを特徴とする請求項１または
２記載の絶縁スペーサ。 - 【請求項４】 シールドを構成する導電性プラスチック
材料に添加されるエラストマーゴムの平均粒径が、０．
０１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の絶縁スペーサ。 - 【請求項５】 シールドを構成するエラストマーゴムを
添加した導電性プラスチック材料の粘度が、１１０〜１
４０℃において１０００〜２００００ｃｐであることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペー
サ。 - 【請求項６】 金属部材が、フランジ部を締結する締結
部材のための貫通孔周囲に配設され、金属容器側のシー
ルドが、上記金属部材と一体成形された環状の導電性リ
ングであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の絶縁スペーサ。 - 【請求項７】 高電圧導体側のシールドが、通電導体部
と一体成形されて上記本体絶縁部内に埋め込まれ、その
表面が上記本体絶縁部から露出することなく連続したな
だらかな曲面形状であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載の絶縁スペーサ。 - 【請求項８】 高電圧導体側のシールド表面を覆う本体
絶縁部が、５ｍｍを下らない厚みを有することを特徴と
する請求項７記載の絶縁スペーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431099A JP2001067962A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 絶縁スペーサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431099A JP2001067962A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 絶縁スペーサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001067962A true JP2001067962A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17116842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24431099A Pending JP2001067962A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 絶縁スペーサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001067962A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074770A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁スペーサ |
| WO2013030388A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Abb Research Ltd | Insulator for high-voltage gas insulated switch gear |
| WO2013030386A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Abb Research Ltd | Mold and method for making an insulator for high -voltage gas insulated switch gear |
| WO2014180907A1 (de) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Schneider Electric Industries Sas | Hochspannungsbauteil |
| KR20160081567A (ko) | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 주식회사 효성 | 가스 절연 개폐장치용 절연스페이서 및 그 제조방법 |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24431099A patent/JP2001067962A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074770A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁スペーサ |
| JP4721832B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2011-07-13 | 三菱電機株式会社 | 絶縁スペーサ |
| WO2013030388A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Abb Research Ltd | Insulator for high-voltage gas insulated switch gear |
| WO2013030386A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Abb Research Ltd | Mold and method for making an insulator for high -voltage gas insulated switch gear |
| CN103765712A (zh) * | 2011-09-02 | 2014-04-30 | Abb研究有限公司 | 用于高电压气体绝缘式开关装置的绝缘器 |
| WO2014180907A1 (de) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Schneider Electric Industries Sas | Hochspannungsbauteil |
| KR20160081567A (ko) | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 주식회사 효성 | 가스 절연 개폐장치용 절연스페이서 및 그 제조방법 |
| KR101697625B1 (ko) | 2014-12-31 | 2017-01-18 | 주식회사 효성 | 가스 절연 개폐장치용 절연스페이서 및 그 제조방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050629 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |