JP2003515173A - 電気量の変換装置とその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高電圧線路における電気量を測定するための装置において、大地電位に接続される導電性中空体を中空絶縁体に、その内部にその中を電気導体が貫通する空洞が生じるように結合する。その場合、中空体側の端部における絶縁体の部分の外側を遮蔽体で包み、空洞の外側で中空体を電気変成器で包囲する。この構成は導体と変成器の間で短絡を生じないため爆発に対して安全であり、かつ導体と変成器間の絶縁が不要なのでコスト的に有利に作ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、高電圧線路における電気量、特に電圧を電気変成器により変換する
ための装置に関する。本発明は、更に、この種装置の使用方法に関する。

【０００２】 上述のような装置は、一般に、高電圧回路網における電圧又は電流強度の経過
を監視して、線路障害の際の電圧又は電流強度のピーク値を適時に検知するため
に使用される。この装置は、同様に負荷に関係する電流を監視するためにも使用
される。更に、この装置は、高電圧遮断装置において電流回路の遮断のための正
確な遮断時点を検出するためにも使用される。

【０００３】 この装置の個々の構成部品の大きさと構造は、その場合、特別な使用事例や場
所において、機械的又は電気的負荷に関し課せられる要求に応じて決まる。

【０００４】 通常、高電圧線路における電気量、特に電流強度のような電気量を変換する装
置は、高電圧線路が貫通する電気導体として通されている高電圧電位にある容器
又はケーシングから構成され、該ケーシング内部には、通常、リング状の電気変
成器が電気導体の回りに配置され、これから測定信号が取り出される。この変成
器を電気導体及びケーシングに対し絶縁するため、ケーシングの内部は絶縁油で
満たされている。電気変成器を貫通する導体に対して更に絶縁するため、電気導
体は、付加的にプラスチックや紙からなる絶縁被覆を備えている。電気変成器自
体は、多くの場合、電気コイルとして構成され、この場合、代表的には、周囲に
絶縁線からなる特定数の巻線が巻回された鉄心を備える。この巻線に誘導的に誘
起される電圧は測定端子を介し測定信号として外部から取り出される。巻線数が
既知なら、高電圧線路における電流強度を推定できる。

【０００５】 変成器及び貫通電気導体を備えるケーシングは、通常、高電圧線路の高さに配
置される。このためケーシングは、これを大地電位に対し絶縁する絶縁碍管や絶
縁体上に配置される。絶縁碍管の機械的特性は、その場合、この絶縁碍管が装置
全体の重量により生ずる機械的荷重に耐えるよう選ばねならない。特に地震の危
険のある地域では、このため、絶縁碍管の機械的耐荷重性に高い要求が課せられ
る。この理由から、絶縁碍管は、通常陶磁器で作られている。

【０００６】 絶縁碍管自体は、支持装置を介して地上に建てられる。この支持装置は、その
場合、電気変成器の測定信号を評価する評価装置を備えている。このため、電気
変成器の測定端子が絶縁碍管を通して評価装置に導かれる。測定端子は、その場
合、変成器のケーシングに対し電気的に絶縁される。通常、絶縁油の保守・交換
も支持装置を介して行われる。

【０００７】 電気変成器をその中に配置したケーシング（英語で「タンク」）は、貫通する
電気導体と同電位、従って高電圧線路と同電位にあるので、このような構成にお
いては、「ライフ・タンク装置」とも言われる。

【０００８】 上述の装置は、多年来、高電圧技術において成功裡に使用されている。それに
もかかわらず、この種装置は、ある種の危険を孕んでいる。例えば機械的荷重が
大きくなると陶磁器製絶縁碍管が破裂し、その破片があちこちに飛び散って装置
の周囲を危険に曝すことがある。更に、高電圧線路が容器の近く又は容器自体の
中で、特に貫通導体と電気変成器との間で短絡すると、絶縁油の発火が起こり、
この装置の容器が爆発することすらある。かかる爆発に伴い、この装置自体だけ
でなく、隣接の及び近隣の個所も危険に曝される。それ故、かかる従来構成の装
置では、絶縁油も又陶磁器碍管もある種の安全上の危険を持っている。

【０００９】 この理由から、装置の建設時並びに絶縁油の保守・交換時に厳しい安全規則を
遵守せねばならない。更に、碍管の設計時、油を充填した容器の重力荷重を越え
る機械的荷重にも耐えるよう注意せねばならない。それでも高い圧縮応力を受け
る陶磁器碍管はかなり危険である。特に陶磁器碍管を故意に破壊すると、碍管が
爆発的に破壊して、周囲に飛び散る破片で大きな障害を引起こすことがある。

【００１０】 従来構成の装置の、前記安全性の危険の他に、この装置は、支持碍管が必然的
に大きくなり、かつ絶縁油を必要とするので、比較的高価である。また装置の保
守も、安全規則に充分な注意を要し、時間がかかり高額になる。

【００１１】 今日知られているように、この装置の陶磁器碍管を、ガラス繊維強化形のプラ
スチックからなる内管と、その上に設けたシリコーンゴムからなり、傘を備える
所謂複合碍管で置換した場合でも、この複合碍管は、内部に電気変成器と貫通電
気導体とを配置した油充填の容器の荷重を支持できるものでなければならない。
この理由から、複合碍管の場合も内管の直径は比較的大きく選ばねばならず、こ
のことはまた、特に傘のために必要な高価なシリコーンゴムの量が多くなるので
、製造及び材料費が高価になる。

【００１２】 本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の装置で、比較的安価に製造でき、従来の
装置の安全性の危険を回避できるものを提供することにある。

【００１３】 この課題は、本発明によれば、高電圧線路に接続可能な貫通電気導体、高電圧
線路の電位を大地電位に対し絶縁するための少なくとも１つの中空絶縁体、大地
電位に接続可能な導電性中空体及び電気量を測定量に変換するための電気変成器
を備え、中空体が絶縁体に、この中空体と絶縁体の内部に導体が貫通する空洞が
生じるように結合され、絶縁体の中空体側の端部における絶縁体部分の外側に導
電性遮蔽体を張り付けられ、電気変成器が中空体を空洞の外部で少なくとも部分
的に包囲している装置により解決される。

【００１４】 本発明は、第一段階として、電気変成器が直接には電気導体を囲んでおらず、
大地電位に接続された導電性中空体の外側に配置され、その内部を高電圧線路に
接続される電気導体が貫通している場合、ケーシングにおける短絡の危険が減少
するという考察から出発する。これにより高電圧電位にある電気導体に対し電気
変成器を絶縁することが不要となる。導体と変成器間の短絡は最早起らない。絶
縁媒体の使用が必要だとしても、それは導体と中空体の間においてである。

【００１５】 更に本発明は、第二段階として、この装置において高電圧電位を大地電位に対
し絶縁するために使用される碍管又は絶縁体の寸法は、主として電気的条件及び
支持すべき荷重により定まるという考察から出発する。しかし絶縁体の寸法は、
変成器を中空体の外部に配置することで従来使用してきた絶縁油の重量が減少す
るから、削減可能である。

【００１６】 支持すべき荷重を除き、碍管又は絶縁体の寸法は、所定の電気的特徴量では高
電圧線路に接続した電気導体の、大地電位にある固定部材又は絶縁体の金具から
の距離により決まる。この距離は、少なくとも閃絡を確実に阻止できる程度の大
きさに選ばねばならない。従来構成の中空碍管では、付加的に固定部材と貫通電
気導体との間に大地電位と接続した遮蔽体を組み込み、これにより特に固定部材
の隅又は稜に生ずる高い電界強度を減少させている。円筒状の中空碍管の場合、
この遮蔽体は、通常、碍管の内部に設けられた中空円筒として形成している。

【００１７】 絶縁すべき電圧と、導体と遮蔽体の間にある媒体の比誘電率とが予め決まって
いる場合には、従って、碍管又は絶縁体の寸法は殆ど貫通導体と遮蔽体間の距離
によって決まる。遮蔽体は碍管の内部に配置されているから、碍管の基準面は常
に遮蔽体のそれより大きい。なお、ここで基準面とは中空の碍管もしくは遮蔽体
の断面積と各内部空洞の断面積との和である。

【００１８】 ここで本発明は、導電性遮蔽体を絶縁体の内部に配置せず、絶縁体を外側から
包囲するとき、絶縁体の寸法は、更に減少するという認識に立つ。この手法によ
り絶縁体は、絶縁体を外側から包囲する遮蔽体より小さい基準面を持つ。内部に
遮蔽体を備えた絶縁体に対し、外側に遮蔽体を備えた絶縁体は電気導体と遮蔽体
の距離が同じ場合より小さい断面を持つ。その上、導体と遮蔽体との間に、絶縁
体の絶縁物、即ち高い比誘電率を持つ物質が配置されているから、導体と遮蔽体
との距離は、閃絡の心配なしに、更に減少できる。電気導体の絶縁のために必要
な絶縁体の寸法は、それ故、従来構成の絶縁体に較べて著しく低減し、このこと
はコスト上の大きな利点となる。

【００１９】 最後に第三の段階として、本発明は、絶縁体の自重が比較的小さいため、この
装置を直接高電圧線路に組み込めるという認識に立つ。この装置の組み込みは、
外側を電気変成器が包囲する中空体を絶縁体に、両者の内部に高電圧線路の部分
でもある電気導体が貫通する空洞が生じるよう結合することで行う。支持碍管は
最早不要である。中空体は基準電位に接続可能である。

【００２０】 本発明は、それ故、低コストで安全上の危険が小さい利点の他に、更に自重が
小さく、既存の高電圧線路に組み込めるという利点を持っている。このため、貫
通する電気導体は、簡単に既存の高電圧線路に設置できる。

【００２１】 遮蔽体に、絶縁体を中空体に接続するためのフランジを設けるとよい。遮蔽体
は絶縁体の外側に配置されるので、かかるフランジは直接遮蔽体に固定できる。
この固定は、その場合、例えば溶接、回り止め又はボルト止めにより行う。絶縁
体は、フランジを介し簡単な方法で中空体に固く結合できる。なお、フランジに
おいてはスナップ、回転又はボルト結合も考えられる。

【００２２】 遮蔽体とフランジが１つの構造ユニットを形成すると特に有利である。このた
め、フランジと遮蔽体とを共に１つの金属から削り出すか又は共に金属溶射又は
金属鋳造で作る。これは、製造技術上特に好ましく、費用の節約になる。遮蔽体
とフランジを後から結合したことに伴う保守作業も省略できる。

【００２３】 本発明の更に有利な構成では、遮蔽体を中空体の一部とする。この場合、中空
体を遮蔽体と１つの構造ユニットに溶着し、絶縁体の部分を包囲する遮蔽体を介
して絶縁体と結合する。遮蔽体と絶縁体との間の常に必要な結合を除き、他の機
械的結合は最早不要である。遮蔽体と中空体とを一緒に製作することで製造コス
トが低下する。機械的結合の数が極小化するので、この装置の保守作業に要する
時間も労力も減少する。

【００２４】 本発明の更に有利な構成では、電気変成器として電流変成器を用いる。電流変
成器は、通常金属の磁心に複数の絶縁巻線を備える。金属の磁心は、通常リング
状に形成され、電気導体を包囲する。この電流変成器を介して高電圧線路の電流
を誘導的に取り出す。アンペアターン数は、その場合、電流変成器で測定信号と
して取り出される測定電流と、高電圧線路の実際の電流との比を決定する。

【００２５】 本発明の特に有利な構成では、２つの中空絶縁体を中空体と、両者の間に、電
気導体が貫通する空洞が生じるように結合する。この構成により、本発明の装置
を高電圧線路に特に簡単に組み込める。このため、絶縁体の各中空体側の端部に
、高電圧線路に固定するための端子片を設ける。空洞を貫通する電気導体は、あ
る意味で高電圧線路を橋絡するかその一部である。

【００２６】 両絶縁体の一方を従来のように構成する、即ち絶縁体の内部に遮蔽体を設ける
ことも考えられるが、両絶縁体が各々中空体側の端部に、導電性遮蔽体により外
側を包囲された部分を設けるとよい。かかる方法により、装置全体の重量及び総
コストを削減できる。特に両絶縁体は同じ方法で製造できる。

【００２７】 両絶縁体と中空体との結合に関し、一方の絶縁体の遮蔽体を同時に中空体の構
成部分とし、他方の絶縁体の遮蔽体をフランジを介し中空体に結合すると特に有
利である。かくして、装置全体は両遮蔽体と絶縁体の間に常に必要な機械的結合
の他には、唯一の機械的結合、即ち一方の絶縁体の遮蔽体と、他方の絶縁体の遮
蔽体と１つの構造ユニットを形成する中空体との機械的結合しか持たない。

【００２８】 絶縁体自体の材料は、遮蔽体を外側に配置する上で何の役割も果たさないが、
それにも係らず、その絶縁体又はその各々を繊維強化プラスチックで構成すると
特に有利である。セラミックスと異なり、このような材料は、滑らかな表面を持
っているので、遮蔽体は直接、必要なら接着剤を用いて、絶縁体に取り付けられ
る。金属製の遮蔽体と、繊維強化プラスチックからなる絶縁体との特に強固な結
合は、従来公知の収縮嵌めにより作ることができる。その場合、遮蔽体の内径は
絶縁体の外径に対し僅かに小さくする。この両部材を接合すべく、遮蔽体を加熱
し、その内径を拡大する。次に、加熱状態において遮蔽体を絶縁体の外側に嵌め
込む。冷却に伴い遮蔽体が収縮し、これにより絶縁体との強固かつ永続的な結合
が生ずる。絶縁体と遮蔽体の間に、必要に応じ接着剤を挟んでもよい。また、絶
縁体に溝を設け、接着剤が遮蔽体の冷却時に結合位置から押し出されないように
してもよい。こうして、同時に遮蔽体と絶縁体との間の気密結合ができる。繊維
として、特にガラス繊維が適する。

【００２９】 絶縁体の電気的絶縁に関しては、更に、絶縁体の又はその各々の外側に複数の
傘を持つ外皮を配置するとよい。この傘は、その場合、絶縁体の外面に沿う沿面
距離を増大し、このことは特に表面が汚染する際に有利である。

【００３０】 遮蔽体と絶縁体の結合を作る方法とその気密性に関して、更に、外皮を少なく
とも遮蔽体の一部にわたっても設けると有利である。

【００３１】 本発明の特に有利な構成では、外皮をエラストマー、特にシリコーンゴムで形
成する。外皮が絶縁体自体と材料が異なることから、これは通常複合碍管と言わ
れる。その場合、シリコーンゴムは比較的高価であるにも係らず、高い耐久性、
耐候性及び疎水性の表面性質により、外皮材料に適することが実証されている。

【００３２】 本発明の更に有利な構成では、電気変成器を中空体と共に耐候性のケーシング
で覆う。これは、特にこの装置を屋外で使用する際に適している。この耐候性ケ
ーシングを導電性材料製とし、中空体と一面で導電接続するとよい。耐候性ケー
シングを一面側で中空体と導電接続することにより、測定量の測定を耐候性ケー
シング内部の電気変成器により実行可能である。

【００３３】 装置を貫通する電気導体を、大地電位の中空体に対し絶縁するに際し、更に装
置の空洞を気密にし、真空にすると有利である。その場合更に、気密の空洞を保
護ガスＳＦ₆で満たすとよい。絶縁油と異なり、ＳＦ₆ガスに爆発性はない。

【００３４】 この装置に、支持マストに固定する手段を設けるとよい。その場合、支持マス
トは別個の直立マストとしてもよいが、高電圧線路の既存のマストを利用するこ
ともできる。この装置の自重が軽いため、この装置を支持する支持マストに特別
な要求は課せられない。例えば基礎にアンカーで止めたロッド、棒体又は管で、
このような支持マストの機能を果たせる。

【００３５】 この装置は特に有利な方法で、ライフ・タンク構造の高電圧開閉装置と組み合
わせて使用できる。その場合、ライフ・タンク構造の高電圧開閉装置とは、高電
圧線路を遮断するための開閉要素と、各々が高電圧電位にあるケーシング（タン
ク）の近く又はその内部に配置された高電圧開閉装置を意味する。かかる高電圧
開閉装置は、ヨーロッパ地域では一般的であり、支持すべき荷重に応じ設計した
、別設の支持碍管により高電圧線路の高さに支持する。高電圧開閉装置に対する
適切な開閉時点を検出すべく、これ迄従来技術による前述の構造の高電圧線路に
おける電圧を決定する装置は、高電圧開閉装置からある程度の間隔を置き、その
ための支持碍管で別に支持していた。本発明による装置は、その自重が軽いので
、この装置を直接ライフ・タンク構造の高電圧開閉装置に連結し、該開閉装置の
支持碍管を装置自体の支持マストとして利用できる。

【００３６】 この場合、ライフ・タンク構造の高電圧開閉装置の開閉要素は、装置の空洞に
配置する。かくしてライフ・タンク構造の高電圧開閉装置と電気量変換装置から
なる装置全体の個別構成部品のスペースと数を著しく削減できる。このことは、
従来技術による解決策に対し大きなコスト上の利点を持っている。

【００３７】 本発明の実施例を８つの図で詳しく説明する。

【００３８】 図１は、２つの中空絶縁体２及び３、貫通電気導体４、電気変成器６及び耐候
性保護ケーシング７を備えた装置１を透視図で、かつ部分的に破断して示す。両
中空絶縁体２、３は一列に配置されている。

【００３９】 この装置１は、接合板として形成された固定部材８を介して支持マスト１０に
固定されている。

【００４０】 両中空絶縁体２、３はガラス繊維強化プラスチックからなる。両絶縁体２、３
の外側に、シリコーンゴムからなる各１つの外皮１４を配置している。この外皮
１４の外側面の沿面距離を大きくするため、この外皮は複数の傘１６を備える。
両絶縁体２、３の部分１７の外側に、各々金属製の遮蔽体１８、１９を強固に嵌
められている。その場合、両絶縁体２、３の外皮１４は、各々遮蔽体１８、１９
の部分２０を越えて延びている。遮蔽体１８及び１９は各々収縮嵌めにより接着
剤を介挿して絶縁体２、３の部分１７に強固に嵌着してある。

【００４１】 絶縁体２、３の外側端部に、各々この装置１を高電圧線路間に固定するための
端子２２を設けている。これら端子２２は、製造技術を簡単にすべく、遮蔽体１
８、１９と同じ方法で中空絶縁体２及び３に取り付けている。端子２２は、この
装置１の内部を通り抜ける電気導体４と電気的に接触する。該導体４自体は電気
的要求に従って構成されている。

【００４２】 中空絶縁体２の遮蔽体１８は、フランジ２４と共に１つの構造ユニットを形成
する。フランジ２４と遮蔽体１８とは共通に１つの部片から作るか、１つの部片
に鋳造してある。フランジ２４は、耐候性ケーシング７の内部に配置した中空体
２６の部分でもあるフランジ２５に強固にねじ止めしてある。図示の場合、中空
体２６も遮蔽体１９と１つの構造ユニットを形成している。なお図示の場合、中
空体２６は遮蔽体１９と同一直径を持つ。遮蔽体１８に較べ遮蔽体１９は単に真
直ぐに延びており、該遮蔽体１９の延長部が中空体２６を形成している。

【００４３】 円筒状の中空体２６の回りに２つのリング状測定コイル２８を配置し、これら
で電気変成器６を形成している。これらコイル２８は、図示しないが、リング状
の鉄心と、この鉄心の回りに配置した所定数の絶縁巻線からなる。同様に図示し
ない測定端子を介して、高電圧線路、従って貫通電気導体４に生じる電圧又は電
流強度を誘導的に推定する。

【００４４】 コイル２８に電磁誘導で生ずる電圧を測定信号として取り出し、図示しない接
続線を介して支持マスト１０に組み込んだ評価装置３０にて評価する。遮蔽体１
８、１９、中空体２６及び金属からなる耐候性ケーシング７は、固定部材８と支
持マスト１０を介し測定端子３２にて接地しており、全て大地電位にある。

【００４５】 支持マスト１０全体は、基板３３を介して地面に強固に固定している。

【００４６】 装置１の内部の全空洞は外部に向かって気密に閉鎖し、もし望ましいなら、絶
縁性ガス、特にＳＦ₆を充填する。

【００４７】 図２は、高電圧線路における電圧又は電流強度を測定するための、従来構成の
装置４０を透視図でかつ部分的に破断して示す。

【００４８】 この従来技術による装置４０は、貫通電気導体４２とこの導体４２をリング状
に囲む電気変成器４４を備える。この電気導体４２と電気変成器４４は、電気導
体４２を介して、同様に高電圧線路の高電圧に接触しているケーシング４６の内
部に配置している。

【００４９】 ケーシング４６を、機械的荷重を担うように作り、付加的にこのケーシングを
大地電位に対し絶縁する中空の支持碍管４８に固定している。この碍管４８は、
そのため陶磁器からなり、外側に沿面距離を増大する複数の傘４９を備える。

【００５０】 高電圧線路に接続するため、電気導体４２は端子５０を備える。

【００５１】 電気変成器４４は、リング状鉄心と、その上に配置した複数の絶縁巻線からな
るコイル５２とを持つ。電気変成器４４を電気導体４２と金属製ケーシング４６
に対し絶縁すべく、ケーシング４６の全内部空間を絶縁油５４で満たしている。

【００５２】 中空の支持碍管４８を、金具５６を介してケーシング４６に、金具５８を介し
て評価装置６０に固定している。評価装置６０自体は、地面に強固に固定した支
持体６２で担持している。

【００５３】 電磁誘導により電気変成器４４に生ずる電圧は、金具５６、５８および支持碍
管４８の内部を通る測定ケーブル６４によって評価装置４８に取り出し、評価す
る。特に測定ケーブル６４を金具５６に対し絶縁するため、測定ケーブル６４は
絶縁外皮６６を備える。この絶縁外皮６６の構造と厚さは、その場合、金具５６
、５８間の距離に沿って可変である。例えば高電圧電位にある金具５６について
は非常によい絶縁が必要であるが、大地電位にある金具５８については測定ケー
ブル６４の絶縁は僅かにしか又は全く必要としない。

【００５４】 上記のように、陶磁器製の支持碍管４８は、絶縁油５４で満たしたケーシング
４６の重量により、それが損傷を受けた際爆発的に破壊する傾向がある。同様に
ケーシング４６内の絶縁油５４は、電気導体４２、電気変成器４４間に閃絡が生
じたとき容易に発火し、それによりケーシング４６を爆発させることがある。

【００５５】 図３は、図１の装置１を透視図でかつ閉鎖した状態で示す。この装置１の中央
で、電気変成器上に金属製の耐候性ケーシング７を配置している。遮蔽体１８は
フランジ２４を介して、耐候性ケーシング７の内部に配置した中空体及び遮蔽体
１９の構成部分でもあるフランジ２５にねじで止めている。

【００５６】 遮蔽体１８、１９並びに図示しない耐候性ケーシング７の内部に配置した中空
体の接地は、接地した支持マストに接続可能な固定部材８を介して行っている。

【００５７】 中空体や耐候性ケーシング７の両側に配置され、図３では見えない各絶縁体は
シリコーンゴムからなる外皮１４で覆われている。この外皮は、複数の傘１６を
備え、各遮蔽体１８、１９の部分２０に重なっている。絶縁体と外皮１４とは、
各々所謂複合碍管６９を形成する。両複合碍管６９の両側端に、装置１の内部を
通る電気導体を高電圧線路に接触させるべく、各々端子片２２を配置している。

【００５８】 図４は、図３又は図１の３個の装置を共通の支持マスト１０で担持した装置を
同様に斜視図で示す。３つの装置７０、７２及び７４は、各々同一に構成され、
耐候性ケーシング７の内部に、大地電位に接続される中空体の回りに配置された
電気変成器と、この中空体の両側に配置され、ガラス繊維で強化されたプラスチ
ックからなる絶縁体と、その外側に設けられ、複数の傘１６を備えたシリコーン
ゴムからなる外皮１４とを備えている。

【００５９】 中空体側の端部で絶縁体は、各々外側に配置した遮蔽体１８、１９で包囲され
ている。装置７０、７２及び７４の内部を各１本の貫通電気導体が通っており、
これら導体は端子２２を介し高電圧線路に接続可能である。図示の構造は、従っ
て、装置７０、７２及び７４を３相高電圧線路に直接設置するのに適する。

【００６０】 装置７０、７２及び７４を担持し、接地するために、支持マスト１０にはＨ形
鋼の共通の支持体６８を配置している。支持マスト１０と支持体６８は、その場
合、金属、特に鋼材で作る。

【００６１】 図５は図１の装置を分解図で示す。図５から、この装置１がどのような個別部
品から構成しているか明瞭に分かる。

【００６２】 全体装置１の内部を通り貫通電気導体４が延びている。図５で左側に配置した
複合碍管６９は、ガラス繊維強化プラスチック製の内側中空絶縁体を含み、その
一端の外側に金属製の遮蔽体１８を強固に嵌め込んでいる。遮蔽体１８は、絶縁
体の部分に収縮嵌めにより強固に結合している。遮蔽体１８は、この場合、フラ
ンジ２４とで単一の構造ユニットを形成する。内部の絶縁体は、遮蔽体１８の反
対側で、高電圧線路に接続するための端子２２で強固に嵌着してある。装置１を
構成したとき内部にある電気導体４は、端子片２２に電気的に接触している。

【００６３】 絶縁体の外側に、シリコーンゴムからなり、複数の傘１６を備える外皮１４を
配置してある。遮蔽体１８の部分２０も同様に外皮１４で覆っている。端子片２
２も同様である。

【００６４】 図５において右側に示す複合碍管６９は、左側に示す複合碍管６９と同様に構
成している。しかし、装置１の中央に示す遮蔽体１９は、遮蔽体１８に較べ長く
形成している。かくして、遮蔽体１９の一部は同時に中空体２６を形成し、最終
的に組み立てた状態で、この中空体の上に２つのリング状コイル２８からなる電
気変成器６を配置できる。

【００６５】 遮蔽体１９の反絶縁体側をフランジ２５として形成し、このフランジを強固に
かつ必要に応じパッキンを介挿して気密に、他方の複合碍管６９のフランジ２４
にねじ止めしている。このフランジ２５は中空体２６と固く結合する。しかしま
た、これを中空体２６と一構造ユニットに形成してもよい。このため、中空体２
６、遮蔽体１９及びフランジ２５を１つの材料片から又は一度の鋳造で作れる。

【００６６】 フランジ２５は下側に切り欠き７６を備え、これに固定部材８の対抗部片７８
がぴったり嵌まる。該対抗部片７８を介し、固定部材８をフランジ２５に固くね
じ止めできる。固定部材８はまた、支持マスト１０に固く結合可能である。

【００６７】 電気変成器６は、傘１６を越えて中空体２６に嵌め込まれる。この傘１６はシ
リコーンゴムで作られているので、リング状コイル２８の内径は傘１６の外形よ
り小さく選べる。これによっても材料及びコストを節約できる。

【００６８】 更に、フランジ２５に固定円板８０が取り付け可能で、これに耐候性ケーシン
グ７の縁部８２を固定する。この耐候性ケーシング７の開口８４は、遮蔽体１９
又は中空体２６の外形より大きい。このようにして電気量の測定が、中空体２６
を通して金属からなる耐候性ケーシング７にも係らず可能になる。耐候性ケーシ
ングの一方の側面は、中空体２６と電気的に接触していない。

【００６９】 図６は、遮蔽体１９に導電性の中空体２６を配置した装置の絶縁体を、透視図
でかつ部分的に破断して示す。この場合も貫通電気導体を４で示す。

【００７０】 更に、この場合も絶縁体３の外側に、シリコーンゴムからなり、複数の傘１６
を有する外皮１４を配置している。電気導体４は、高電圧線路の端子となる端子
片２２に電気的に接触している。

【００７１】 絶縁体３の一部分の回りに、遮蔽体１９を強固に結合している。遮蔽体１９と
絶縁体３との間に高い気密性結合を作るため、遮蔽体１９の部分２０は同様に外
皮１４で覆っている。

【００７２】 中空体２６は、図示の場合、遮蔽体１９より大きい直径を持つ。ねじ結合部８
６により中空体２６は遮蔽体１９と結合している。他方の絶縁体の遮蔽体と固定
のためのフランジ２５は、中空体２６と一体の構造ユニットを構成している。

【００７３】 図７は、従来構成のブッシングの構成要素としての中空の陶磁器碍管８８を示
す。陶磁器碍管８８は、外側に複数の傘９０を備えた幹９２を備える。幹９２の
足９３に、碍管８８を固定する金具９４が嵌められている。このため、足９３は
金具９４に接着固定される。金具９４はフランジ９６を備え、これはボルト９７
で他の構造部分に固く固定されている。陶磁器碍管８８の内部に、従来の技術で
は、金属製の遮蔽体９９を中空円筒の形で取り付けていた。その場合、遮蔽体９
９は接合板１００を介し金具９４に電気的に接触する。金具９４は、大地電位に
接続可能である。

【００７４】 使用時高電位にある電気導体は、中空円筒状の遮蔽体９９の中心を横切って貫
通している。

【００７５】 図７に明瞭に示すように、幹９２の直径は内部にある遮蔽体９９の直径より大
きい。陶磁器碍管８８を貫通する導体と遮蔽体９９間の印加電圧で、遮蔽体９９
の直径が定まる。そしてこの結果、陶磁器碍管８８の寸法も決まる。

【００７６】 図７と異なり、図８は中空の複合碍管１０１を部分的に破断して示す。この碍
管は管状の絶縁体２を備え、その外側にシリコーンゴムからなり、複数の傘１６
を備える外皮１４を配置している。絶縁体２の部分は、この傘を越えて延び、金
属製の遮蔽体１９により外側を強固に包まれている。遮蔽体１９の部分２０も同
様に外皮１４で覆われている。

【００７７】 使用時高電位にある電気導体は、絶縁体２の中心を横切って貫通する。遮蔽体
１９は、その場合、大地電位にある。

【００７８】 遮蔽体１９と内部にある貫通電気導体との距離が同じなら、図８による複合碍
管１０１の絶縁体２の寸法は、図７の陶磁器碍管８８の幹９２の直径より小さい
。しかしこれに伴い、比較可能な物理的条件下では、図８による複合碍管１０１
の寸法は、図７による陶磁器碍管８８の寸法より著しく小さくなる。

【００７９】 更に、遮蔽体１９の内部に絶縁体２の部分を配置している。絶縁体２のこの部
分は高い誘電係数を持ち、絶縁電圧が同じなら、貫通電気導体と遮蔽体間の距離
は、図７で電気的な閃絡を生ずることなく可能な値より、更に低減する。かくし
て外側に遮蔽体１９を備えた図８の複合碍管１０１に対する寸法の差は、内部に
遮蔽体９９を備えた従来の構造の陶磁器碍管８８に対するより更に大きくなる。

【００８０】 図８では、遮蔽体１９をボルト１０３を介して遮蔽体延長部１０２に結合して
いる。遮蔽体１９はまた、図１、３、４又は５による装置において必要であるよ
うに、中空体２６の構成部材である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ２つの中空絶縁体を備え、支持マストに取り付けられた電気量変換装置を透視
図でかつ部分的に破断して示す。

【図２】 セラミックの支持碍管に取り付けた従来技術による構成を透視図でかつ部分的
に破断して示す。

【図３】 図１による構成を透視図でかつ閉鎖して示す。

【図４】 共通に１つの支持マストに据付けられている図１による装置を透視図で示す。

【図５】 図１による装置を分解図で示す。

【図６】 遮蔽体を、ボルト接続を介して中空体に結合した装置の絶縁体を透視図でかつ
破断して示す。

【図７】 内部に配置した遮蔽体を備える中空の陶磁器碍管を透視図で、破断して示す。

【図８】 外側に遮蔽体とこれに固定した中空体を備える中空の複合碍管を透視図で、破
断して示す。

【符号の説明】

１ 電気量変換装置 ２，３ 絶縁体 ４ 電気導体 ６ 変成器 ７ ケーシング ８ 固定部材 １０ 支持マスト １４ 外皮 １６ 傘 １７ 絶縁体の部分 １８、１９ 遮蔽体 ２０ 遮蔽体の部分 ２２ 端子 ２４、２５ フランジ ２６ 中空体 ２８ 測定コイル ３０ 評価装置 ３２ 測定端子 ３３ 基板 ６８ 支持体 ６９、１０１ 複合碍管 ７０、７２、７４ 電気量変換装置 ７６ 切り欠き ７８ 対向部片 ８２ ケーシングの縁部 ８４ 開口 ８６ ボルト接続部 １０２ 遮蔽体延長部 １０３ ボルト

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧線路における電気量、特に電流強度を測定量に変換する
   ための装置であって、 ・高電圧線路に接続された貫通電気導体、 ・高電圧線路の電位を大地電位に対して絶縁するための少なくとも１つの中空絶 縁体、 ・大地電位に接続された導電性中空体、及び ・電気量を測定量に変換するための電気変成器 を備え、中空体が絶縁体に、この中空体と絶縁体の内部に導体が通される空洞が
   生ずるように結合され、絶縁体の中空体側の端部における部分が電界を均一化す
   べく形成された金属製の遮蔽体を外側に張り付けられ、電気変成器が中空体を前
   記空洞の外部で少なくとも部分的に包囲している電気量の変換装置。
2. 【請求項２】遮蔽体に絶縁体を中空体に結合するためのフランジが配置され
   た請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】遮蔽体とフランジとが１つの構成ユニットを形成する請求項２
   記載の装置。
4. 【請求項４】遮蔽体が中空体の一部である請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】電気変成器が電流変成器として形成された請求項１から４の１
   つに記載の装置。
6. 【請求項６】電流変成器がコイルとして形成された請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】２つの中空絶縁体が中空体に、該中空体と両絶縁体の内部に電
   気導体を通す一貫した空洞が生ずるように結合された請求項１から６の１つに記
   載の装置。
8. 【請求項８】両絶縁体が中空体側の端部に、各々導電性遮蔽体が外側に張り
   付けられた部分を備える請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】一方の絶縁体の遮蔽体が中空体の構成部分であり、他方の絶縁
   体の遮蔽体がフランジを介して中空体に結合された請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】絶縁体の一方又は各々が繊維で強化されたプラスチックで構
    成された請求項１から９の１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】一方又は各々の絶縁体の外側に複数の傘を備える外皮が配置
    された請求項１から１０の１つに記載の装置。
12. 【請求項１２】外皮が遮蔽体の少なくとも一部をも外側を包囲する請求項１
    １記載の装置。
13. 【請求項１３】外皮がエラストマー、特にシリコーンゴムからなる請求項１
    １又は１２記載の装置。
14. 【請求項１４】電気変成器と中空体が耐候性のケーシングで覆われた請求項
    １から１３の１つに記載の装置。
15. 【請求項１５】耐候性のケーシングが導電性材料からなり、中空体と一面側
    で導電的に結合された請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】空洞が気密である請求項１から１４の１つに記載の装置。
17. 【請求項１７】気密の空洞が保護ガスＳＦ₆で満たされた請求項１６記載の
    装置。
18. 【請求項１８】支持マストに固定するための手段を備える請求項１から１７
    の１つに記載の装置。
19. 【請求項１９】ライフ・タンク高電圧開閉装置と組み合わせる請求項１から
    １８の１つに記載の装置の使用方法。
20. 【請求項２０】ライフ・タンク高電圧開閉装置の開閉要素を装置の空洞に配
    置する請求項１９記載の使用方法。