JP2001286044A - 絶縁スペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電極の外径の小さい絶縁スペーサを提供する。 【課題】高電圧電極の材質がアルミニウム製、接続導体
の材質が銅製であり、この接続導体の通電接触部の管路
軸方向の一方は凹形の導体に接続可能な形状であり、ま
た、反対側の通電接続部に接続子がボルト締結により取
り付け可能な平面状であり、この接続導体が高電圧電極
内に一体で鋳込み包んで接合されている。このようにア
ルミニウム製の電極と銅製の接続導体が一体になってい
る為、絶縁部である樹脂と電極界面の接合性は維持さ
れ、銅製の接続部に電流が流れることにより発熱が抑制
され、更に電極の外径が縮小できる。 【解決手段】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置
等に使用される高電圧導体を絶縁支持する絶縁スペーサ
に係り、特に、高電圧電極と接続導体を一体構造とした
絶縁スペーサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、絶縁スペーサは導体を管路内に
絶縁支持し、通電接続部を持っている。以下、図８を参
照して絶縁スペーサの従来例について説明する。図８は
従来のガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサ部の構成図であ
り、大電流を通電する導体２及び接続導体６は、電流の
大きさに比例して熱を発生する。接続導体６の発熱によ
り、絶縁スペーサ３の構成要素である絶縁物９の許容温
度を越えると機械的強度が大幅に低下する。従って、導
体の発熱を抑制する為に、抵抗率の低い銅などを接続導
体６の材料として用い、発熱を抑え絶縁スペーサ３の許
容温度以下とする場合がある。また、電極５の材料とし
て、銅などの使用が考えられるが、電極５を銅などの線
膨張係数の低い材料を使用し、絶縁スペーサ３を注型す
ると、絶縁物として使用しているエポキシ等の樹脂との
線膨張係数の違いにより銅と樹脂との界面部で熱応力が
発生し、絶縁上有害となる剥離が発生する。この剥離の
発生を防止する為に、一般的に絶縁物９と線膨張係数の
近い図９に示すような中心部に貫通穴を設けたアルミニ
ウム製電極５を使用し、絶縁スペーサ注型時に発生する
熱応力や通電時の熱応力の発生を低減し、更に、接続導
体６として銅製のものを電極貫通穴に挿入し、ボルト１
０により固定していた。また接続導体６と導体２、２ａ
とは接続子４の接触子８を介して接続されている。７は
ＳＦ₆ガスである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の絶縁スペ
ーサ３においては、接続導体６を電極５にボルト１０で
固定する場合、ボルト穴周囲の機械的強度を確保する為
に、電極５の外径が接続導体６の外径に比較して大きく
なってしまう。絶縁上、タンク１と電極５の間は所要の
絶縁距離の確保が必要となる為、タンク１の径を縮小す
るには限界があった。本発明はかかる従来の事情に対処
してなされたものであり、電極の外径を小さくした絶縁
スペーサを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、高電圧電極の材質がアルミ
ニウム製、接続導体の材質が銅製であり、この接続導体
の通電接触部の管路軸方向の一方は凹形の導体に接続可
能な形状であり、また、反対側の通電接続部は接続子が
ボルト締結により取り付け可能な平面状であり、この接
続導体が高電圧電極内に一体で鋳込み包んで接合された
ことを特徴とするものである。

【０００５】請求項１記載の発明は、アルミニウム製の
電極と銅製の接続導体が一体になっている為、絶縁部で
ある樹脂と電極界面の接合性は維持され、銅製の接続部
に電流が流れることにより発熱が抑制され、更に電極の
外径が縮小できる。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１の接続導
体の両側の通電接触部が凸形状であることを特徴とする
ものである。請求項２記載の発明は、凹形の通電接触部
を持つ形状が同じ導体が接続可能であり、電極の外径を
大きくすることなく、発熱を低減できる。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記接続導体が円
柱状であり、通電接触部が接続導体の取り付け可能な平
面状であることを特徴とするものである。請求項３記載
の発明は、接続子がボルト締結可能である為、自在に多
種の形状の接続子が締結でき、電極の外径を大きくする
こと無く、発熱を低減できる。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の接
続導体が複数本配設されていることを特徴とするもので
ある。請求項４記載の発明は、電極部の接続導体の体積
が小さくできる為、鋳込み性能が向上し、発熱も低減で
きる。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項３記載の接
続導体が円筒状であることを特徴とするものである。請
求項５記載の発明は、通電容量に応じて所要の通電面積
を得る為に、多層配置とすることができ、外径が大きい
程円筒の肉厚を薄くできるので、材料が節約できる。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１記載の接
続導体の内部が中空であることを特徴とするものであ
る。請求項６記載の発明は、接続導体の内部に空間があ
る為、放熱効果があり、また材料が節約できる。

【００１１】請求項７記載の発明は、請求項２記載の接
続導体の内部が中空であることを特徴とするものであ
る。請求項７記載の発明は、接続導体の内部が貫通して
いる為、絶縁スペーサを介した隣接の母線同士がガス通
気できるため、母線外部の配管が節約でき、通電に対し
ては電流の表皮効果で通電性能の低下が無く、発熱の低
減が可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態の絶縁スペーサの導体接続部の断面図である。図に示
すように、接続導体２６は円柱状の形状をしており、電
極２５と接合する部分には段が設けてある。その段の付
いている部分を鋳込み包み電極部を構成する。電極の材
質はアルミニウムを、接続導体には銅を用いており、線
膨張係数の差により、銅よりアルミニウムの方が収縮す
る。このため、接続導体である銅の周りを電極材料であ
るアルミニウムで鋳込み包むことにより、銅はアルミニ
ウムによって締付けられ強固に接合される。また、接続
導体２６を円柱状の形状にすることにより、ボルトを締
結すること無しに接続導体２６と電極２５の間で十分な
機械的強度を得ることができる。このようにして電極２
５と接続導体２６とが一体となった電極部を、絶縁スペ
ーサ注型用の型にセットし、樹脂（絶縁物２９）を流し
込み、絶縁スペーサを構成する。絶縁物２９の凹形の接
続子４が右側の凸形の接続導体２６にボルト１１で固定
される。８は接触子である。また、接続導体２６と電極
２５のボルト穴が不必要であるので、電極２５の外径は
縮小可能である。

【００１３】以上のように、接続導体２６と電極２５を
鋳込み包み接合することで、電極２５の外径を小さくで
き、また絶縁物２９との接合面にアルミニウムを用いる
ことにより、絶縁物２９と電極２５の接合性を維持した
まま、接続導体材料に銅を使用することができ、電極２
５の通電による発熱を抑制できる。

【００１４】図２は本発明の第２の実施の形態の絶縁ス
ペーサの導体接続部の断面図である。図に示すように、
接続導体２６ａは円柱状の形状をしており、電極２５と
接続する部分には段を設けてある。その段の付いている
部分を鋳込み包み、電極部を構成する。このようにして
電極２５と接続導体２６ａとが一体となった電極部を絶
縁スペーサ注型用の型にセットし、樹脂を流し込み絶縁
スペーサを構成する。絶縁スペーサの両側に凸形の接続
導体２６ａが形成されるので、この絶縁スペーサは凹形
の接続子４を持つ同形状の導体２ａが２本接続可能であ
る。以上の構成の絶縁スペーサは、第１の実施の形態と
同等の作用、効果が得られる。

【００１５】図３は本発明の第３の実施の形態の絶縁ス
ペーサの導体接続部の断面図である。図に示すように、
接続導体２６ｂは円柱状の形状をしており、電極２５と
長さが等しく、電極２５と接合する部分には段が設けて
ある。その段の付いている部分を鋳込み包み、電極部を
構成する。このようにして電極２５と接続導体２６ｂと
が一体となった電極部を絶縁スペーサ注型用の型にセッ
トし、樹脂を流し込み絶縁スペーサを構成する。接続導
体の両側に接続子４をボルト１１で固定することで、凸
形導体２同士が接続可能である。以上の構成の絶縁スペ
ーサは、第１の実施の形態と同等の作用、効果が得られ
る。

【００１６】図４は本発明の第４の実施の形態の絶縁ス
ペーサの導体接続部の構成図であり、同図（Ａ）は側断
面図、同図（Ｂ）は正面図である。図に示すように、接
続導体２６ｃは円柱状であり、複数本配置し、アルミニ
ウムで鋳込み包み電極を構成する。電極部において、銅
の体積を小さくできる為、鋳込み性能が向上する。ま
た、絶縁物の接合部にはアルミニウムが接するので界面
の安定性が維持できる。以上の構成の絶縁スペーサは、
第１の実施の形態と同等の作用、効果に加えて、鋳込み
性能が向上する。

【００１７】図５は本発明の第５の実施形態の絶縁スペ
ーサの電極部の他の構成例であり、同図（Ａ）は側断面
図、同図（Ｂ）は正面図である。図に示すように、接続
導体２６ｄは円柱状の形状をしており、アルミニウムで
鋳込み包み電極部を構成する。この他にも、接続導体に
銅の板材、棒材等を使用して接続導体の通電有効面積を
増加させるように構成してもよい。また、接続導体は導
体間で並列に接続され、通電面積を十分大きくすること
で、表皮効果により大電流を通電可能となり、接続導体
の温度上昇も抑制することができる。以上の構成の絶縁
スペーサは、第１の実施の形態と同等の作用、効果に加
えて、通電性能が向上する効果が得られる。

【００１８】図６は本発明の第６の実施の形態の絶縁ス
ペーサの電極部の断面図である。図に示すように、接続
導体２６ｅは本発明の第１の実施の形態で使用している
接続導体２６と外部形状は同一であり、パイプ状の片方
の端部は接続子４をボルトで固定できる構造となってい
る。他の構成は、第１の実施の形態と同一構成であるの
で、同一部分には同一符号を付して重複説明は省略す
る。以上の構造の絶縁スペーサは、本発明の第１の実施
の形態と同一の作用、効果に加えて、内部が中空である
為、放熱効果が向上し、また材料の節約ができる。

【００１９】図７は本発明の第７の実施の形態の絶縁ス
ペーサの電極部の断面図である。図に示すように、基本
構成は本発明の第２の実施の形態の構成と同一である
が、接続導体２６ｆの構成が異なっている。接続導体２
６ｆは接続導体２６ａと外部形状は同一であるがパイプ
形状の構造となっている構成が接続導体２６ａと異な
る。

【００２０】以上の構成の絶縁スペーサは、本発明の第
１の実施の形態と同一の作用、効果に加えて、絶縁スペ
ーサを介した隣接の母線同士でガス通気可能である為、
外部の配管を節約でき、コストダウンとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
銅製の接続導体とアルミニウム製の電極を一体で鋳込み
包んだ絶縁スペーサを用いることにより、電極と絶縁ス
ペーサの絶縁部との接合界面部の機械的強度を十分に高
く安定維持させたまま、通電による発熱を抑制し、電極
を縮小できるため、コンパクトなガス絶縁開閉装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の絶縁スペーサの導
体接続部の断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の絶縁スペーサの導
体接続部の断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の絶縁スペーサの導
体接続部の断面図。

【図４】本発明の第４の実施の形態の絶縁スペーサの電
極部の構成図であり、同図（Ａ）は側断面図、同図
（Ｂ）は正面図。

【図５】本発明の第５の実施の形態の絶縁スペーサの電
極部の構成図であり、同図（Ａ）は側断面図、同図
（Ｂ）は正面図。

【図６】本発明の第６の実施の形態の絶縁スペーサの導
体接続部の断面図。

【図７】本発明の第７の実施の形態の絶縁スペーサの導
体接続部の断面図。

【図８】従来の絶縁スペーサ部の構成図。

【図９】従来の絶縁スペーサの導体接続部の断面図。

【符号の説明】

１…タンク、２，２ａ…導体、３…絶縁スペーサ、４…
接続子、５，２５，２５ａ，２５ｂ…電極、６，２６，
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ…接
続導体、７…ＳＦ₆ガス、８…接触子、９，２３，２９
…絶縁物、１０，１１…ボルト。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧電極を樹脂内に埋め込み注型して
   なる当該高電圧電極を介して導体を管路内に絶縁支持す
   る絶縁スペーサにおいて、前記高電圧電極の材質がアル
   ミニウム製、接続導体の材質が銅製であり、この接続導
   体の通電接触部の一方が凹形の導体に接続可能な凸形形
   状とし、この通電接触部の他方が接続子の取り付けが可
   能な平面状であり、前記接続導体が前記高電圧電極内に
   一体で鋳込み包んで接合されていることを特徴とする絶
   縁スペーサ。
2. 【請求項２】 前記接続導体の両側の通電接触部が凸形
   状であることを特徴とする請求項１記載の絶縁スペー
   サ。
3. 【請求項３】 前記接続導体が円柱状であり、通電接触
   部が接続導体の取り付け可能な平面状であることを特徴
   とする請求項１記載の絶縁スペーサ。
4. 【請求項４】 前記接続導体が、複数本配設されている
   ことを特徴とする請求項３記載の絶縁スペーサ。
5. 【請求項５】 前記接続導体が、円筒状であり、一層ま
   たは多層で構成されていることを特徴とする請求項３記
   載の絶縁スペーサ。
6. 【請求項６】 前記接続導体の内部が中空であることを
   特徴とする請求項１記載の絶縁スペーサ。
7. 【請求項７】 前記接続導体の内部が中空であることを
   特徴とする請求項２記載の絶縁スペーサ。