JP2004056844A

JP2004056844A - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: JP2004056844A
Application number: JP2002206816A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Morino; 森野　信行
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】導体結合部における、対地間および相間での絶縁性能を向上させる。
【解決手段】端部どうしが対向する一対の電源母線３ａの端部どうしを、上導体１９と、接続導体１０ａに結合された下導体１８とで挟持し、電源母線３ａに接続導体１０ａ接続する構成において、電源母線３ａの外径寸法をＲとしたときに、上導体１９の軸回りの外径寸法Ｒ_１と、軸に沿う方向の外形アール寸法ｒ_１と、組み付けた上導体１９および下導体１８の結合方向での幅寸法Ｗ_１・高さ寸法Ｈ_１をＲの関数として特定する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス絶縁開閉装置に関し、導体結合部を改良して電界集中を緩和させるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁開閉装置の全体構成を図５に示す。気密容器１に絶縁ガスが充填されて電源母線室１ａが構成され，気密容器２に絶縁ガスが充填されて遮断器室２ａが構成されている。電源母線室１ａには絶縁スペーサ１７を介して三相分の電源母線３が気密に貫通している。三相分の夫々の電源母線３には以下の部品が接続されている。即ち、以下のようになっている。
【０００３】
電源母線３には、接続導体１０を介して電源母線室１ａ内の断路器（ＤＳ）４が接続されている。遮断器室２ａ内には遮断器（ＶＣＢ）５が収容され、断路器４と遮断器５とが、絶縁スペーサ１１を気密に貫通する接続導体１２を介して接続されている。遮断器５は接続導体１３を介して断路器（ＤＳ）６に接続され、断路器６は接続導体１４，１５を介してケーブルヘッド（ＣＨＤ）９に接続されている。そして、ケーブルヘッド９と図示しない負荷とが負荷ケーブル１６を介して接続されている。接続導体１４には、接地開閉器（ＥＳ）７と避雷器（ＬＡ）８とが接続されている。
【０００４】
電源母線室１ａの内部の詳細を図６に示す。図６（ｂ）は図５の矢印Ａ方向から見た正面図、図６（ａ）は図６（ｂ）の平面図である。三相分の各部品はａ，ｂ，ｃを付して表示されており、例えば断路器は４ａ〜４ｃとなっている。断路器４ａは、可動側４ｅと可動ロッド４ｆと固定側４ｇとで構成されている。
【０００５】
ここで、例えば電源母線３ａと接続導体１０ａとの接続部である導体結合部は図６（ｂ）のように構成されている。即ち、接続導体１０ａに結合された下導体１８と上導体１９とが一対の電源母線３ａの端部を挟み込んだ状態に結合されている。この部分の詳細を図７に示す。上導体１９に形成されたザグリ孔１９ａ，挿通孔１９ｂに挿通した一対のボルト２０を下導体１８に形成したタップ孔１８ａに螺合することにより、対向する一対の電源母線３ａ，３ａの端部どうしが、下導体１８の凹部１８ｂと上導体１９の凹部１９ｃとが形成された部分により挟持されている。
【０００６】
一方の電源母線３ａが接続されない場合は、例えば図８のように右側の電源母線３ａに代えて、母線ダミー２１を挟持させている。母線ダミー２１の外部へ露出する部分の角部は、電界集中の低減の目的で曲率の小さいアールが形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７（ｂ）に示すエッジ部Ｂに電界が集中し、対地間だけでなく各相間での絶縁性能が大幅に低下し、絶縁性能の低下を回避するために、気密容器との距離および電源母線の相間距離を大きく設定することになり、ガス絶縁開閉装置の小型化が阻害される。
【０００８】
そこで本発明は、斯かる課題を解決したガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための請求項１に係るガス絶縁開閉装置の構成は、端部どうしが対向する一方の一対の通電導体の前記端部どうしを、第一挟持体と、他方の通電導体に結合された第二挟持体とで挟持して、一方の一対の通電導体に他方の通電導体を接続する構成を有するガス絶縁開閉装置において、一方の通電導体の外径寸法をＲとしたときに、第一挟持体の軸回りの外径寸法をＲ_１、軸に沿う方向の外形アール寸法をｒ_１とし、組み付けた第一挟持体および第二挟持体の結合方向での幅寸法・高さ寸法をＷ_１・Ｈ_１とした場合に、Ｒ_１≦２．５Ｒ，ｒ_１≦２．５Ｒ，Ｗ_１≦４Ｒ，Ｈ_１＝４Ｒに設定したことを特徴とする。
【００１０】
斯かるガス絶縁開閉装置では、第一挟持体および第二挟持体の寸法を特定して流線形状にしたので、電界集中が緩和され、絶縁性能が向上する。
【００１１】
請求項２に係るガス絶縁開閉装置の構成は、請求項１に係るガス絶縁開閉装置において、前記一方の一対の通電導体のうちのいずれかが設けられない場合には、当該設けられない通電導体に代えて、第一挟持体と第二挟持体とで挟持される被挟持部と第一挟持体および第二挟持体の端部を覆うカバー部とで構成されるシールド電極を設け、前記カバー部における軸回りの外径寸法をＲ_２とし、軸に沿う方向での外形アール寸法をｒ_２とし、軸に沿う方向での長さをＬ_２とした場合に、Ｒ_２≧４Ｒ，ｒ_２≧１．５Ｒ，Ｌ_２＝２Ｒに設定したことを特徴とする。
【００１２】
斯かるガス絶縁開閉装置では、シールド電極を設けたことから、電界集中する部分がザグリ孔の部分からシールド電極の頂部に移行し、絶縁性能が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態を説明する。
【００１４】
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。
【００１５】
導体結合部を構成する上下導体（第一・第二挟持体）１９・１８は、従来の上下導体に比べて円形に近い形になっている。そして、電界集中によるストレスが極端に大きくならないように流線形状にした点に特徴がある。上下導体１９・１８の基本的な構成は従来と同じなので説明を省略し、電界集中を緩和するための外部形状についてのみ説明する。
【００１６】
まず、一対の電源母線（一方の通電導体）３ａに接続導体（他方の通電導体）１０ａを接続するための導体結合部を構成する上下導体１９・１８が挟持する前記電源母線３ａの端部であって、基準となる部分の外径寸法を「Ｒ」とする。
【００１７】
上下導体１９・１８を結合した状態での幅寸法・高さ寸法・長さ寸法はＷ_１・Ｈ_１・Ｌ_１であり、「幅寸法Ｗ_１」の大きさは、従来のＷ_０と同じ大きさであり、（Ｗ_１＝Ｗ_０）となる。このＷ_１の大きさは、（Ｗ_１≦４Ｒ）の要件を満たしているものである。
【００１８】
図１（ｂ）の上下方向（下導体１８と上導体１９との結合方向）である「高さ寸法Ｈ_１」の大きさは、従来がＨ_０であるのに対してＨ_０よりも小さくなっており、（１．３Ｈ_１＝Ｈ_０）の関係があることから従来に対して７５％の大きさとなっている。このＨ_１は（Ｈ_１＝４Ｒ）の要件を満たしているものである。
【００１９】
また、「上導体１９の外径寸法であるＲ_１」は、従来がＲ_０であるのに対してＲ_０よりも小さい値になっており、（１．３Ｒ_１＝Ｒ_０）の関係があることから従来に対して７７％の大きさとなっている。このＲ_１は（Ｒ_１≦２．５Ｒ）の要件を満たしている。
【００２０】
「ボルト２０のピッチＰ_１」は、従来がＰ_０であるのに対してＰ_０よりも小さくなっており、１．７Ｐ_１＝Ｐ_０の関係があることから従来に対して６０％の大きさとなっている。
【００２１】
ザグリ孔１９ａのエッジ部は電界が集中しないように「外形アール半径ｒ_３」で曲率加工されている。ここで、『外形アール半径』とは電界集中を防止する目的で形成された曲率の半径寸法を意味し、『外径寸法』とは外形が円形である場合の外径寸法を意味する。
【００２２】
「最大ザグリ高さＳ_１」は、従来がＳ_０であるのに対してＳ_０よりも小さくなっており、（１．７Ｓ_１＝Ｓ_０）の関係があることから従来に対して６０％の大きさとなって、電界ストレスが２５パーセント改善されている。
【００２３】
このほか、図１（ａ）のように、軸に沿う方向での上導体１９の「外形アール寸法ｒ_１」が設定されており、このｒ_１は、（ｒ_１≦２．５Ｒ）の要件を満たしているものである。
【００２４】
図１（ａ）のように、他の部分が「外形アール半径ｒ_４，ｒ_５」で曲率加工されている。また、図１（ｂ）のように、「上導体１９の上面とボルト２０の上面との高さ」はｔ_１となっている。
【００２５】
図４に、対地間での絶縁性能と、相間での絶縁性能とを示す。（イ）は本発明による上下導体１９・１８を用いた場合の耐電圧であり、（ロ）は従来の上下導体１９・１８を用いた場合の耐電圧を示している。従来の上下導体１９・１８を用いた場合に対して、本発明の上下導体１９・１８を用いた場合は、対地間での絶縁性能が２５％向上し、相間での絶縁性能が６０％向上していることがわかる。
【００２６】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図２に示す。実施の形態２は、実施の形態１における図１の一対の母線導体３ａのうちの右側のものが設けられていない場合に対応するものであり、実施の形態１で説明した部分と異なる部分のみを説明する。
【００２７】
図２を図１と比較すればわかるように、右側の母線導体３ａに代えて、シールド電極２３が設けられている。シールド電極２３は、上下導体１９・１８に挟持される円柱状の被挟持部２４と、上下導体１９・１８の端部を覆う傘状のカバー部２５とで構成されている。
【００２８】
カバー部２５における「軸回りの外径寸法Ｒ_２」は、（Ｒ_２≧４Ｒ）の条件を満たすように（Ｒ_２＝４Ｒ）に設定されている。「軸に沿う方向での外形アール寸法ｒ_２」は、（ｒ_２≧１．５Ｒ）の条件を満たすようにｒ_２＝１．５Ｒに設定されている。「軸に沿う方向での長さＬ_２」は、Ｌ_２＝２Ｒに設定されている。また、カバー部２５の外周部が「外形アール半径ｒ_６」で曲率加工されている
このようにシールド電極２３を設けたことから、電界集中する部分がザグリ孔１９ａの部分からシールド電極２３の頂部に移行し、絶縁性能が向上する。図３（ａ）は電位分布図を示すものである。図８に示す従来のものの電位分布図である図３（ｂ）と比較するとわかるように、外形の形状を改善することで前記エッジ部Ｂの電位が低減し、更に母線導体３ａと上導体１９との外形の曲率比が低減し、電界集中によるストレスの低減となる。
【００２９】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項１，２に係るガス絶縁開閉装置によれば、一方の通電導体の外径寸法を基準として第一挟持体・第二挟持体の形状を特定したので、電界集中の緩和により電界ストレスが低減され、接続導体と対地間および相間での絶縁距離が縮小化され、結果としてガス絶縁開閉装置の小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態１の要部に係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図２】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態２を示す正面図。
【図３】ガス絶縁開閉装置の要部の電位分布に係り、（ａ）は実施の形態２の電位分布図、（ｂ）は従来の電位分布図。
【図４】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態１の絶縁特性を、従来と比較して示すグラフ。
【図５】ガス絶縁開閉装置の構成図。
【図６】従来のガス絶縁開閉装置の電源母線室に係り、（ａ）は（ｂ）の平面図、（ｂ）は図５のＡ矢視図。
【図７】従来のガス絶縁開閉装置の要部に係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図８】従来のガス絶縁開閉装置の要部を示す正面図。
【符号の説明】
３ａ…電源母線
１０ａ…接続導体
１８…下導体
１９…上導体

Claims

端部どうしが対向する一方の一対の通電導体の前記端部どうしを、第一挟持体と、他方の通電導体に結合された第二挟持体とで挟持して、一方の一対の通電導体に他方の通電導体を接続する構成を有するガス絶縁開閉装置において、
一方の通電導体の外径寸法をＲとしたときに、第一挟持体の軸回りの外径寸法をＲ_１、軸に沿う方向の外形アール寸法をｒ_１とし、組み付けた第一挟持体および第二挟持体の結合方向での幅寸法・高さ寸法をＷ_１・Ｈ_１とした場合に、Ｒ_１≦２．５Ｒ，ｒ_１≦２．５Ｒ，Ｗ_１≦４Ｒ，Ｈ_１＝４Ｒに設定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
前記一方の一対の通電導体のうちのいずれかが設けられない場合には、当該設けられない通電導体に代えて、第一挟持体と第二挟持体とで挟持される被挟持部と第一挟持体および第二挟持体の端部を覆うカバー部とで構成されるシールド電極を設け、
前記カバー部における軸回りの外径寸法をＲ_２とし、軸に沿う方向での外形アール寸法をｒ_２とし、軸に沿う方向での長さをＬ_２とした場合に、Ｒ_２≧４Ｒ，ｒ_２≧１．５Ｒ，Ｌ_２＝２Ｒに設定したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。