JP2008167538A - 電気機器の接続装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】界面の平滑度に左右されず、安定した絶縁性能を発揮するモールドされた電気機器の接続装置を得る。
【解決手段】第１の界面接続部３１を有する絶縁材料でモールドされた第１の電気機器５と、前記第１の界面接続部３１と接続される第２の界面接続部３２を有する絶縁材料でモールドされた第２の電気機器７と、前記第１の界面接続部３１と前記第２の界面接続部３２とを接続したときに形成される所定寸法の空隙と、前記空隙内に充填され硬化した前記第１の電気機器３１および前記第２の電気機器３２の絶縁層よりも弾性率の小さい可撓性硬化絶縁体３０とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、遮断器、断路器などの電気機器を固体絶縁物でモールドし、これらを接続して電源系統を構成するスイッチギヤなどにおける電気機器の接続装置およびその製造方法に関する。

従来のスイッチギヤにおいて、要素単位の複数の電気機器をそれぞれエポキシ樹脂でモールドし、これらを組み合わせて電源系統を構成し、全体形状の縮小化を図った固体絶縁方式のものが知られている。この固体絶縁スイッチギヤの電気機器の接続部においては、ゴムなどの可撓性絶縁物を固体絶縁物間に挿入し、界面の耐電圧特性を向上させる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

この種のスイッチギヤは、図５に示すように、箱体１の背面側にケーブルヘッド２が設けられ、その一方端に変流器３を貫通した電力ケーブル４が接続され、受電されている。ケーブルヘッド２の他方端には、絶縁接続導体５を介して、真空バルブ６をエポキシ樹脂でモールドした遮断部７が接続されている。また、遮断部７には、真空バルブ８をエポキシ樹脂でモールドした断路部９が接続されている。断路部９には、絶縁母線１０が接続され、隣接する盤への接続が行われる。なお、遮断部７と断路部９の可動側は接続導体１１で接続され、それぞれ絶縁操作ロッド１２を介して操作機構１３が連結され、図示しない遮断部７、断路部９内に設けられた接点の開閉が行われる。また、箱体１の正面側には、制御機器１４が設けられ、スイッチギヤの制御が行われている。

ここで、例えば、絶縁接続導体５と遮断部７との接続は、図６に示すように、可撓性絶縁物１５を介した界面接続が行われている。絶縁接続導体５には、第１の中心導体１６の周りにエポキシ樹脂でモールドした第１の絶縁層１７が形成されており、その端部が凸状の界面接続部１８となっている。また、第１の中心導体１６端には、環状の接触子１９が設けられている。

遮断部７には、真空バルブ６に接続された第２の中心導体２０の周りにエポキシ樹脂でモールドした第２の絶縁層２１が形成されており、その端部が凹状の界面接続部２２となっている。また、第２の中心導体２０端には凹部が設けられ、接触子１９を介して第１の中心導体１６端が嵌め込まれている。そして、界面接続部１８、２２間には、予め製造されている前述した可撓性絶縁物１５が挿入され、良好な絶縁性能が維持されるようになっている。
特開２００３−１６８８１号公報 （第３〜４ページ、図１）

上記の従来の電気機器の接続装置においては、次のような問題がある。
界面接続部１８、２２間に可撓性絶縁物１５を挿入して絶縁性能を維持する方法では、界面の平滑度が非常に重要となる。界面接続部１８、２２では、モールド時にヒケなどの凸凹ができないようにしたり、また、モールド後にキズなどを付けないようにしたりしなければならず、モールド作業や運搬作業などが困難となっていた。界面接続部１８、２２に凸凹などがあれば、その部分が絶縁欠陥となり、微小放電が発生し易くなり、絶縁性能を低下させることになる。更には、可撓性絶縁物１５の製造においても、同様に、平滑度の良好な形状としなければならなかった。このように界面では、形状により絶縁性能が大きく左右されるものとなっていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、界面の平滑度に左右されず、安定した絶縁性能を発揮する電気機器の接続装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電気機器の接続装置は、第１の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第１の電気機器と、前記第１の界面接続部と接続される第２の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第２の電気機器と、前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とを接続したときに形成される所定寸法の空隙と、前記空隙内に充填され硬化した前記第１の電気機器および前記第２の電気機器の絶縁層よりも弾性率の小さい可撓性硬化絶縁体とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、モールドされた電気機器の互いの界面接続部間の所定寸法の空隙内に液状シリコーン系材料を充填し、硬化させているので、弾性率の小さい可撓性硬化絶縁体が空隙内の隅々まで入り込み、界面の平滑度に左右されず、安定した良好な絶縁性能を発揮することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の製造方法を説明する図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、スイッチギヤの構成は、図５と同様でありその説明を省略する。また、電気機器の接続装置を図５の絶縁接続導体と遮断部とを例にとり説明する。

図１に示すように、絶縁接続導体５（第１の電気機器）と遮断部７（第２の電気機器）との接続は、シリコーンゴムのような液状の絶縁体を充填し硬化させた可撓性硬化絶縁体３０を介した界面接続が行われている。即ち、絶縁接続導体５や遮断部７の絶縁層よりも弾性率が小さく、柔らかい可撓性硬化絶縁体３０が互いの界面に密着して界面接続が行われている。

絶縁接続導体５には、第１の中心導体１６の周りにエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドした第１の絶縁層１７が形成されており、その端部が凸状の断面半円状の第１の界面接続部３１となっている。また、露出した第１の中心導体１６端には、環状の接触子１９が設けられている。

遮断部７には、第２の中心導体２０の周りにエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドした第２の絶縁層２１が形成されており、その端部が凹状の断面半円状の第２の界面接続部３２となっている。また、第２の中心導体２０端には凹部が設けられ、接触子１９を介して第１の中心導体１６端が嵌め込まれるようになっている。なお、第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２とは、一方が凸状で他方が凹状となっていればよい。

次に、可撓性硬化絶縁体３０の製造方法を図２を参照して説明する。

第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２とを清掃後、第１の絶縁層１７端と第２の絶縁層２１端を図示しないボルトで強固に接続する。この場合、第１の中心導体１６と第２の中心導体２０も接触子１９を介して接続する。すると、第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２間には、数ｍｍの所定寸法の空隙が形成される。

この空隙内に、第２の絶縁層２１側に設けられた図示上部の管状の注入口３３に漏斗３４を設置し、例えば、ＧＥ東芝シリコーン（株）社製、液状シリコーンゴムＴＳＥ３５０のような液状シリコーンゴム３５を充填する。同社製硬化剤ＣＥ６０を混合すれば常温で数分にて硬化させることができる。加熱すれば、更に硬化を速めることができる。

このように液状シリコーンゴム３５を第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２間の空隙内に充填し、硬化させる方法によれば、空隙内の隅々まで液状シリコーンゴム３５が入り込み、硬化後、良好な絶縁性能を発揮させることができる。このため、界面の平滑度に左右されないものとなる。なお、液状シリコーンゴム３５の充填時に、第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２間を例えばビニール袋などで覆い、ビニール袋内を排気ポンプで０．５気圧程度まで負圧にすれば、充填がより隅々まで行きわたり好ましいものとなる。

上記実施例１の電気機器の接続装置によれば、第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２間の所定寸法の空隙内に液状シリコーンゴム３５を充填し、硬化させているので、空隙内の隅々まで液状シリコーンゴム３５が入り込み、界面の平滑度に左右されず、安定した良好な絶縁性能を発揮することができる。

上記実施例１では、第１の界面接続部３１と第２の界面接続部３２間の所定の空隙内に液状シリコーンゴム３５を充填して説明したが、例えば、ＧＥ東芝シリコーン（株）社製、半流動性シリコーンゲルＴＳＥ３０６７を充填し、硬化させてもよい。この場合、常温にて数十時間で硬化し、弾性率の小さいものとなる。なお、５０℃程度まで加熱すれば硬化する時間を数時間に短縮することができる。シリコーンゲルを用いた場合、界面に接着するのではなく密接するので、この接続装置の点検などのときに界面から分離させることができ、点検作業が容易となる。ここで、液状シリコーンゴム３５や半流動性シリコーンゲルを液状シリコーン材料という。

次に、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、界面接続部の形状である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、第１の絶縁層１７の端部には、断面階段状の凸状の第３の界面接続部３６が設けられている。また、第２の絶縁層２１端部には、第３の界面接続部３６に対応する断面階段状の凹状の第４の界面接続部３７が設けられている。そして、第３の界面接続部３６と第４の界面接続部３７間の所定寸法の空隙内には、例えば液状シリコーンゴムを充填し、硬化させた可撓性硬化絶縁体３８が設けられている。

上記実施例２の電気機器の接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、界面の沿面距離を伸ばすことができ、絶縁性能を向上させることができる。

次に、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、界面接続部の形状である。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示すように、第１の絶縁層１７の端部には、断面Ｓ字状の凸状の第５の界面接続部３９が設けられている。また、第２の絶縁層２１端部には、第５の界面接続部３９に対応する断面Ｓ字状の凹状の第６の界面接続部４０が設けられている。そして、第５の界面接続部３９と第６の界面接続部４０間の所定寸法の空隙内には、例えば液状シリコーンゴムを充填し、硬化させた可撓性硬化絶縁体４１が設けられている。

上記実施例３の電気機器の接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、界面の沿面距離を伸ばすことができ、更に絶縁性能を向上させることができる。

本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。 本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の製造方法を説明する図。 本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。 本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。 スイッチギヤの構成を示す側面図。 従来の電気機器の接続装置の構成を示す断面図。

符号の説明

１ 箱体
２ ケーブルヘッド
３ 変流器
４ 電力ケーブル
５ 絶縁接続導体
６、８ 真空バルブ
７ 遮断部
９ 断路部
１０ 絶縁母線
１１ 接続導体
１２ 絶縁操作ロッド
１３ 操作機構
１４ 制御機器
１５ 可撓性絶縁物
１６ 第１の中心導体
１７ 第１の絶縁層
１８、２２ 界面接続部
１９ 接触子
２０ 第２の中心導体
２１ 第２の絶縁層
３０、３８、４１ 可撓性硬化絶縁体
３１ 第１の界面接続部
３２ 第２の界面接続部
３３ 注入口
３４ 漏斗
３５ 液状シリコーンゴム
３６ 第３の界面接続部
３７ 第４の界面接続部
３９ 第５の界面接続部
４０ 第６の界面接続部

Claims (6)

1. 第１の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第１の電気機器と、
   前記第１の界面接続部と接続される第２の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第２の電気機器と、
   前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とを接続したときに形成される所定寸法の空隙と、
   前記空隙内に充填され硬化した前記第１の電気機器および前記第２の電気機器の絶縁層よりも弾性率の小さい可撓性硬化絶縁体とを
   備えたことを特徴とする電気機器の接続装置。
2. 前記可撓性硬化絶縁体は、液状シリコーンゴムを硬化させたものであることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の接続装置。
3. 前記可撓性硬化絶縁体は、半流動性シリコーンゲルを硬化させたものであることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の接続装置。
4. 前記第１の界面接続部および前記第２の界面接続部は、一方が凸状で他方が凹状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置。
5. 第１の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第１の電気機器と、
   前記第１の界面接続部と接続される第２の界面接続部を有する絶縁材料でモールドされた第２の電気機器と、
   前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とを接続したときに形成される所定寸法の空隙とを備え、
   前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とを接続固定し、
   前記空隙に液状シリコーン系材料を充填して硬化させることを特徴とする電気機器の接続装置の製造方法。
6. 前記液状シリコーン材料を充填後、前記空隙内を負圧にすることを特徴とする請求項５に記載の電気機器の接続装置の製造方法。

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