JP2013229312A - Porcelain tube for bushing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はブッシング用碍管に関するものであり、特に550kV以上の高電圧用ブッシングに適したブッシング用碍管に関するものである。 The present invention relates to a bushing soot tube, and more particularly to a bushing soot tube suitable for a high voltage bushing of 550 kV or higher.
ブッシングはブッシング用碍管の内部中心に中心導体を貫通させたものであり、中心導体を流れる高圧電流によってその周囲に電界が発生する。特に碍管表面の電界分布が外部絶縁性能を左右する重要な要素となっており、碍管表面の電界分布が不適切であると雷インパルスや開閉インパルスなどの過電圧による閃絡や、運転電圧印加時の気中コロナ発生などの問題が生じる。 The bushing has a central conductor penetrating through the inner center of the bushing bush, and an electric field is generated around it by a high-voltage current flowing through the central conductor. In particular, the electric field distribution on the surface of the soot tube is an important factor affecting the external insulation performance. If the surface field distribution on the surface of the soot tube is inadequate, a flashing caused by an overvoltage such as a lightning impulse or a switching impulse, or when an operating voltage is applied Problems such as the generation of corona in the air occur.
そこで従来から例えば特許文献1に示すように、中心導体の周囲にコンデンサコアを形成したり電極を配置したりすることによって電界を制御し、絶縁性能を高める工夫がなされている。ところが550kV以上の高電圧用ブッシング、特に1000kV以上の超高電圧用ブッシングにおいてはその効果も限界に達しており、止むを得ずにブッシング用碍管自体を太くすることにより、碍管表面の電界強度を低下させている。しかし、ブッシング用碍管を太くすることは機器の大型化や重量増大につながり、製造原価も高くなるという問題がある。
Thus, conventionally, for example, as disclosed in
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、碍管自体を太くすることなく耐電圧特性を向上させることができるブッシング用碍管を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a bushing bush that can improve the withstand voltage characteristic without increasing the thickness of the rod itself.
本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、外部絶縁性能を左右する碍管表面の電界分布は笠の先端形状を工夫することによって緩和することができ、機器の大型化につながる碍管胴部や笠の大径化を行わなくても、耐電圧特性の向上を図ることが可能であることを見出した。 As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor can relax the electric field distribution on the surface of the soot tube that influences the external insulation performance by devising the shape of the tip of the shade, which increases the size of the device. It has been found that it is possible to improve the withstand voltage characteristics without increasing the diameter of the connecting barrel body and the shade.
本発明は上記した知見に基づいて完成されたものであり、大径笠と小径笠とからなる段違い笠を備えたブッシング用碍管であって、前記大径笠の先端に膨出部を備え、この膨出部の垂直断面における肉厚をTとし笠先端部の最小肉厚をtとしたとき、t/T=0.6〜0.8の範囲にあり、かつ垂直断面における曲率半径Rが5.5〜11mmの範囲にあることを特徴とするものである。なお、ここで言う垂直断面とは碍管の中心軸線を通る垂直断面を指す。また、肉厚Tは笠部上表面の断面線が先端膨出部断面の円弧と交わる点に於ける円弧の接線と、前記接線と平行であって膨出部断面の円弧の下側と接する線との間の距離で定義されるものとする。 The present invention has been completed on the basis of the above-mentioned knowledge, and is a bushing bushing provided with a stepped shade made of a large diameter shade and a small diameter shade, comprising a bulging portion at the tip of the large diameter shade, When the thickness of the bulging portion in the vertical cross section is T and the minimum thickness of the cap tip is t, t / T is in the range of 0.6 to 0.8, and the radius of curvature R in the vertical cross section is It exists in the range of 5.5-11 mm. In addition, the vertical cross section said here refers to the vertical cross section which passes along the central axis line of a soot pipe. The wall thickness T is in contact with the arc tangent at the point where the cross-sectional line of the upper surface of the cap portion intersects with the arc of the cross-section of the tip bulge, and is parallel to the tangent and below the arc of the cross-section of the bulge. It shall be defined by the distance between the lines.
なお請求項2のように、膨出部の先端側の垂直断面形状が、曲率半径Rが5.5〜11mmの単一曲率半径の円弧からなる構造としたり、請求項3のように、膨出部の先端側の垂直断面形状が、曲率半径Rが5.5〜11mmの上下の円弧とその共通接線とからなる構造とすることができる。何れの場合においても、大径笠の直径をDとし、小径笠の直径をdとしたとき、D/d=1.1〜1.8の範囲とすることが好ましい。
In addition, as in
本発明のブッシング用碍管は、電界強度が最も大きくなる大径笠の先端に上記した特定形状の膨出部を形成することによって、碍管沿面の電界強度を従来品よりも低下させることができる。このため碍管胴部や笠の大径化を行うことなく、運転電圧印加時における気中コロナ放電を抑制することができるのみならず、雷インパルスや開閉インパルスなどの過電圧に対する絶縁性能も向上させることができる。 In the bushing bush for the bushing according to the present invention, the electric field strength along the surface of the steel pipe can be reduced as compared with the conventional product by forming the above-mentioned bulged portion at the tip of the large-diameter shade where the electric field strength is the largest. For this reason, it is possible to not only suppress the corona discharge in the air when operating voltage is applied, but also improve the insulation performance against overvoltage such as lightning impulse and switching impulse, without increasing the diameter of the pipe tube and shade. Can do.
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は従来型のブッシング用碍管の外周面に形成された笠形状を示す断面図であり、笠径が異なる3種類の笠1、2、3が示されている。1は大径笠、2は大径笠1よりも小径の小径笠であり、これらの大径笠1と小径笠2とが所定ピッチで組み合わされ、段違い笠を構成している。大径笠の直径をDとし、小径笠の直径をdとしたとき、D/d=1.1〜1.8の範囲とすることが好ましい。なお3は水切笠と呼ばれる最大径の笠であり、洗浄水や雨水が大径笠1や小径笠2の表面に沿って流下することを防止するために、1m前後の間隔で配置されるのが普通である。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 is a sectional view showing a shade shape formed on the outer peripheral surface of a conventional bushing soot tube, and shows three types of
このような従来型のブッシング用碍管の中心導体に1200kVを印加した場合、碍管を構成する磁器の誘電率が6.8であるのに対して空気の誘電率は1.0であるから、笠の先端部では空気側の電界が高くなる。図1の場合には、大径笠1の先端の電位傾度は2.15kV/mm、小径笠2の先端の電位傾度は1.75kV/mmであり、気中コロナが発生するおそれのある2.15kV/mmに達している。
When 1200 kV is applied to the center conductor of such a conventional bushing soot tube, the dielectric constant of air is 1.0 while the dielectric constant of the porcelain constituting the soot tube is 6.8. The electric field on the air side becomes high at the tip of the. In the case of FIG. 1, the potential gradient at the tip of the large-
そこで本発明では図2、図3に示すように、段違い笠のうちの大径笠1の先端に膨出部4を形成することによって、大径笠1の先端の電位傾度を低下させる。後述する図4では水切笠3の先端にも膨出部5が形成されている。水切笠を設置する場合、その形状は、大径笠1の先端形状と相似形状にする必要がある。曲率半径が大きくなっても、枚数が少ないことからコストへの悪影響は少ない。
Therefore, in the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the bulging
図2は膨出部4の第1の実施形態を示す垂直断面図であり、膨出部4の先端側の垂直断面形状が、単一曲率半径の円弧からなる場合である。膨出部4の垂直断面における肉厚をTとし笠先端部の最小肉厚をtとしたとき、t/T=0.6〜0.8の範囲にあり、かつ垂直断面における曲率半径Rが5.5〜11mmの範囲にあるものとする。なお図2の場合には、Tは曲率半径Rの2倍である。
FIG. 2 is a vertical sectional view showing the first embodiment of the bulging
ここでt/Tの値が0.8を越えるとコストアップにつながるので好ましくない。逆にt/Tの値が0.6未満であると相対的に膨出部4が大型化し、成形、乾燥、焼成等の製造工程の困難性が増大し、製造コストの増加につながるので好ましくない。
Here, if the value of t / T exceeds 0.8, it leads to an increase in cost, which is not preferable. Conversely, if the value of t / T is less than 0.6, the bulging
また、垂直断面における曲率半径Rが5.5mm未満であると従来の笠に近付き、電位傾度緩和効果が低下する。逆に曲率半径Rを11mm超とすると製造コストの増加につながるので好ましくない。 Further, if the radius of curvature R in the vertical cross section is less than 5.5 mm, it approaches a conventional shade and the potential gradient relaxation effect is reduced. Conversely, if the radius of curvature R exceeds 11 mm, it will lead to an increase in manufacturing cost, which is not preferable.
図3は膨出部4の第2の実施形態を示す垂直断面図であり、膨出部4の先端側の垂直断面形状が、上下の円弧とその共通接線とからなる場合である。ここで上下の円弧の曲率半径Rは同一であっても異なっていてもよいが、上記した理由により上下の円弧の曲率半径Rは5.5〜11mmの範囲とする。またt/Tは0.6〜0.8の範囲にあるものとする。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a second embodiment of the bulging
なお、実施形態ではTは全て22mmである。このため上下の円弧の曲率半径Rがともに5.5mmである場合には共通接線(ストレート部)の長さは11mmとなるが、上下の円弧の曲率半径Rがともに11mmである場合には共通接線(ストレート部)の長さは0になる。このように上下の円弧の曲率半径Rに応じて共通接線の長さは変化する。
次に具体的なデータによって本発明の根拠を示す。
In the embodiment, T is 22 mm. For this reason, when the curvature radii R of the upper and lower arcs are both 5.5 mm, the length of the common tangent (straight portion) is 11 mm, but common when the curvature radii R of the upper and lower arcs are both 11 mm. The length of the tangent (straight part) is zero. Thus, the length of the common tangent changes according to the curvature radius R of the upper and lower arcs.
Next, the basis of the present invention is shown by specific data.
表1はパラメータを変化させた様々な笠形状を持つ超高電圧ブッシングに1200kVを印加した場合の、笠先端の磁器面の電位傾度を示すものである。ただし何れも水切笠3の先端にも膨出部を設けた場合のデータである。従来品1、2はt/Tが1.0であるから膨出部がない笠形状であり、その電位傾度は1.8を超えている。本発明品1〜10は、電位傾度は1.75以下である。
Table 1 shows the potential gradient of the porcelain surface at the tip of the shade when 1200 kV is applied to an ultrahigh voltage bushing having various shade shapes with different parameters. However, all are data in the case where a bulging portion is also provided at the tip of the
本発明品1、2と本発明品6、7は笠先端が図2に示した単一曲率半径(R)のものである。本発明品1よりもRの大きい本発明品2の方が電位傾度は低下している。また曲率半径が同一の場合、大径笠の笠出張りの大きい本発明品6、7の方が更に電位傾度は低下している。本発明品3、4と8、9は笠先端が図3に示した上下の円弧とその共通接線とからなるものである。本発明品3、4よりも8、9の方が大径笠の笠出張りが大きいため、電位傾度は低下している。本発明品5は上側の曲率半径が11mm、下側の曲率半径が8mmである。なお、本実施例では本発明品3、4の共通接線は碍管中心軸と略平行としたが、共通接線の傾きはこれに限定されるものではなく、碍管中心軸に対して傾斜していても差し支えない。
The
図4は本発明のブッシング用碍管を採用した超高電圧ブッシングに1200kVを印加した場合の等電位線図である。図示のように電界は大径笠1の先端で高くなり、それよりも内側にある小径笠2の先端では緩和されるので、大径笠1の先端形状のみを工夫すれば実用的な耐電圧向上の効果を得ることができる。
FIG. 4 is an equipotential diagram when 1200 kV is applied to the ultra high voltage bushing employing the bushing bushing of the present invention. As shown in the figure, the electric field becomes high at the tip of the large-
本発明のブッシング用碍管は、油浸紙ブッシング、ガスブッシングの何れにも用いることができる。特に550kV以上の電圧階級では、碍管表面の電界が高くなるためにその効果が大きい。 The bush for bushing of the present invention can be used for both oil-immersed paper bushing and gas bushing. In particular, in the voltage class of 550 kV or more, the effect is large because the electric field on the surface of the soot tube becomes high.
また運転電圧印加時の気中コロナの抑制だけではなく、過電圧に対する絶縁特性の改善も可能である。インパルス過電圧が印加された場合は、荷電側、接地側の金具、シールド等の金属部品からストリーマーが発生し閃絡する傾向にあるが、降雨時には碍管沿面の水滴の影響によって低い電圧でコロナ放電が開始することがある。この現象は、碍管沿面の電界が絶縁性能に影響していることを示しており、本発明を適用することによって絶縁特性の向上を図ることが可能となる。 In addition to suppressing airborne corona when operating voltage is applied, it is possible to improve insulation characteristics against overvoltage. When an impulse overvoltage is applied, streamers are generated from metal parts such as the charge side, ground side metal fittings, and shields, and there is a tendency for flashing, but during rainfall, corona discharge occurs at a low voltage due to the influence of water droplets along the side of the tub. May start. This phenomenon indicates that the electric field along the side of the soot pipe influences the insulation performance, and it is possible to improve the insulation characteristics by applying the present invention.
1 大径笠
2 小径笠
3 水切笠
1
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