JP2013239340A - ブッシング - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサコアを分割することなく、長尺の導体や金属製支持部材を分割することで、分割輸送並びに現地組み立てを可能とする。
【解決手段】本実施形態のブッシングは、導体６と、電界を制御するためのコンデンサコア７と、コンデンサコア７を設けるための金属製支持部材９と、油中碍管１と、気中碍管３と、ブッシングを機器に固定するための支持金具２と、電流端子を取り付ける下部クランプ４と、絶縁媒体の熱膨張を緩和するための膨張室５とを備える。導体６が複数に分割可能に構成されている。油中碍管１、支持金具２及び下部クランプ４の少なくとも１つと、金属製支持部材９及びコンデンサコア７が一体化されている。複数の分割可能に構成された導体６の少なくとも１つ、気中碍管３及び膨張室５が、コンデンサコア７及びコンデンサコア７と一体化された部材に対して、分離可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、分割輸送・現地組立型のブッシングに関する。

静止誘導機器や開閉器は、外部から電流を導入しまたは導出する必要がある。これらの機器は金属筐体に収納されているため電流を引き出すためのブッシングが必要となる。使用電圧が上昇するにつれブッシングも大型化する。特に、気中に引き出すブッシングは空気の絶縁耐力が低いこと、周囲環境に含まれる汚損物質が付着することから、長大なものとなり、機器の筐体に収納される部分も使用電圧に応じて長くなる。

長大なブッシングは横倒し状態で運搬されるが、高電圧化にともない全長が１０ｍを超えるブッシングもある。国ごとに異なるが、一般的な輸送制限はトラクタを含めて全長１２ｍ程度に制限されたり、輸送の許可を容易に得ることのできる寸法として輸送用トラクタを含めて長さ１６ｍに制限する国が多い。

ところが、電圧の上昇に対する絶縁性能を向上するために内部に絶縁油を封入したブッシングは、輸送制限を越える長さとなる場合がある。そのため、１１００ｋＶクラスのブッシングでは、機器内部に収納される部分を取り外せるガス絶縁ブッシングが採用されている。この場合、絶縁油を封入した変圧器からガス−油ブッシングを介してガス絶縁母線に接続するか、変圧器からケーブルを介してガス絶縁ブッシングに接続し、このガス絶縁ブッシングを架空電線路に接続している。

特開平０７−２９４３６号公報 特開平５−１３５６４１号公報

前記の様に、長大なブッシングは横倒し状態で運搬されるが、高電圧化にともない全長が１０ｍを超えるブッシングもあるなど、電圧の上昇に伴いブッシングの長さが長くなり輸送が困難となっている。また、長大なブッシングは、その輸送費用も高額である。

輸送制限のために、油−気中口出しブッシングを適用できず、前記のようなガスブッシングを使用せざるを得ない場合があるが、絶縁油を封入した変圧器に接続する場合には、ガスブッシングよりも油によって絶縁するブッシングの方が有利なことも多い。そこで、油−気中口出しブッシングにおいて、気中口出しブッシングの長さを短くするためには、気中側碍管を分割するか、支持金具部で分離する方法が取られる。しかし、碍管を分割する場合、機械的強度が著しく低下するため、長大な高電圧ブッシングには適用が困難である。

支持金具部で分離する構造として、ガス管路からの口出しブッシングの採用またはケーブルヘッドなど機器内部に内包される部分がないタイプのブッシングが採用されている。しかし、この構造も、ガス−油接続ブッシングまたは油中−油中ブッシングと油中ケーブルヘッドが必要となり、機器構成が複雑化し高価となる。

更に、導体にコンデンサコアを一体に設けられたブッシングは、長さ方向に分割できないため輸送時の長さを短縮できなかった。また、コンデンサコアがブッシングの全長にわたり配置されない場合でも、電流を流す導体は銅製であり、絶縁油による腐食を防止するため絶縁物で覆われているため、ブッシングの分割は困難であった。

一般に、開閉器は高電圧化により長大となり、重量もブッシングよりは重くなったが、その長さはブッシングよりは短い。通常、輸送される電気機器の重量増は、機器の構成を工夫することにより回避できる場合が多い。例えば、静止誘導機器は、分割輸送・現地組立型が開発されている。ところが、従来の変圧器の口出しブッシングは、気中側碍管に油中側碍管と変圧器に固定するための支持金具部を組み立てた状態で輸送されている。そのため、変電所機器のなかで最も輸送時の長さが大きくなり、ブッシングの長さが変電機器の輸送や設置場所を制限する場合もある。

このようなことから、特許文献１や特許文献２に示すように、ブッシングをその長さ方向に分割して輸送する技術が、従来から提案されている。しかし、これらの従来技術は、いずれもガス絶縁ブッシングに関するものであって、油中碍管と気中碍管を備えたブッシングに関する技術ではない。

また、高電圧ブッシングは、その電位分布が均等となるように、絶縁物製のイコライザ円筒や電位箔を有するコンデンサコア（これらは、電位制御要素と呼ばれる）が導体の周囲に設けられることが多い。このようなコンデンサコアを備えたブッシングにおいては、コンデンサコアやその周囲に配置される金属製の支持部材などの分割が難しく、前記のような従来技術を適用することは不可能であった。

本発明の実施形態は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の実施形態は、導体の周囲にコンデンサコア及びコンデンサコアを取り付ける金属製の支持部材を備えたブッシングにおいて、コンデンサコア部分は分割することなく、長尺の導体や金属製支持部材を分割することで、分割輸送並びに現地組み立てを可能としたブッシングを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態のブッシングは、次のような構成を特徴とする。
（１）電流を流すための導体と、電界を制御するためのコンデンサコアと、コンデンサコアを設けるための金属製支持部材と、機器の絶縁媒体を隔離するための油中碍管と、内部に絶縁媒体を保持するための気中碍管と、ブッシングを機器に固定するための支持金具と、電流端子を取り付ける下部クランプと、内部の絶縁媒体の熱膨張を緩和するための膨張室とを備える。
（２）前記導体が複数に分割可能に構成されている。
（３）前記油中碍管、支持金具及び下部クランプの少なくとも１つと、前記金属製支持部材及び前記コンデンサコアが一体化されている。
（４）前記複数の分割可能に構成された導体の少なくとも１つ、気中碍管、及び膨張室が、前記コンデンサコア及びコンデンサコアと一体化された部材に対して、分離可能に構成されている。

本発明の実施形態において、前記金属製の支持部材を金属パイプによって構成することも可能である。また、コンデンサコアの支持部材を、コンデンサコア内部に挿入される導体と兼用することも可能である。その場合、金属製の支持部材をコンデンサコアの周囲にのみ配置し、金属製の支持部材の上端に延長導体を接続することができる。

第１の実施形態のブッシングを示す断面図。 第２の実施形態のブッシングを示す断面図。 第３の実施形態のブッシングを示す断面図。 第４の実施形態のブッシングを示す断面図。

［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
第１の実施形態にかかるガス遮断器を、図１を参照して、詳細に説明する。本実施形態のブッシングは、油中碍管１と、その上部に配置された支持金具２と、支持金具１の上部に設けられた気中碍管３とを備える。油中碍管１の下部には、下部クランプ４が設けられ、気中碍管３の上端には膨張室５が設けられている。

これら油中碍管１、支持金具２、気中碍管３、下部クランプ４及び膨張室５で閉鎖された空間の中心部に、電流を流すための導体６が設けられている。導体６の周囲には、その電界を制御するためのコンデンサコア７が同軸に配置されている。コンデンサコア７は、従来公知の材料によって構成するとこができるが、本実施形態では、絶縁媒体として絶縁油を使用していることから、油浸紙で構成されている。

導体６およびコンデンサコア７は、その一端が下部クランプ４に固定され、碍管との隙間には絶縁媒体８（本実施形態では絶縁油）が封入されている。導体６はコンデンサコア７の長さより短い長さを有し、導体６の上部は延長導体６ｂと嵌合ネジ１３により連結されている。延長導体６ｂの上部には、図示しないピンが設けられ、このピンにより嵌合ネジ１３が脱落しないよう固定されている。

導体６とコンデンサコア７との間には、金属製の支持部材である金属パイプ９が配置されている。この金属パイプ９はその外側に設けられたコンデンサコア７の長さを有している。この金属パイプ９は、延長用の支持部材である金属パイプ９ｂ（以下、延長パイプという）と、パイプ端部の内外周に形成されたネジ（図示しない）により連結されている。

延長パイプ９ｂの他端は、絶縁部材１０を介して膨張室５に固定されている。延長導体６ｂの他端は、膨張室内部に設けられたバネ１１により張力を与えられると同時に、膨張室５に固定されている。コンデンサコア７と油中碍管１との間には絶縁媒体８が封入されている。

［１−２．作用］
本実施形態において、ブッシングの運搬時は、その内部に封入された絶縁媒体８を撤去し、導体６および気中碍管３の結合を解除した上で、金属パイプ９と延長パイプ９ｂをその連結部で分割すると共に、導体６と延長導体６ｂを嵌合ネジ１３の部分から分割する。

コンデンサコア７は、その内部に金属パイプ９が挿入された状体で、導体６や気中碍管３などとは別に、輸送用容器に格納して輸送される。この場合、延長パイプ９ｂは、コンデンサコア７と一体化されている金属パイプ９とは別に輸送される。なお、輸送用容器は機械的外力に耐える必要はないのでビニル袋でもよい。輸送用容器の内部は絶縁媒体８または余剰水分を含まない気体で満たされ、コンデンサコア７の吸湿を防止している。コンデンサコア７が樹脂等で密封されるなど吸湿の可能性がない場合は必ずしも輸送用密閉容器を必要としない。

変圧器設置場所に搬入されたコンデンサコア７は中央の金属パイプ９に延長パイプ９ｂが接続され、その接合部は絶縁保護材１２により保護巻きされる。導体６と延長導体６ｂは、嵌合ネジ１３部分で接続される。このようにして結合された金属パイプ９と延長パイプ９ｂ、及び導体６と延長導体６ｂを、金属パイプ９の外周に設けられたコンデンサコア７と共に、支持金具２と油中碍管１を組み立てた中に上から挿入し、下部クランプ４に固定する。

その後、気中側碍管３をコンデンサのコア７の外側に嵌合させた後、その上部に膨張室５を組み付け、導体６及び延長導体６ｂにバネ１１の張力を与える。延長パイプ９ｂの上端は絶縁部材１０を介して膨張室５の下部に固定する。このようにして膨張室５を組み立てた後に、その内部を真空除湿してから絶縁ガスなどの絶縁媒体８を封入して、ブッシングを組み立てる。

［１−３．効果］
ブッシングの絶縁はコンデンサコア７に依存するため、コンデンサコア７を分解あるいは分割しなければ製造時の絶縁特性は保持されるが、本実施形態では、コンデンサコア７は金属パイプ９と一体化された状態で輸送されるため、絶縁特性の劣化はない。

また、現地組み立て工程で異物が混入した場合、ブッシングが垂直に設置されると、その内部の異物は沈殿する。この場合、沈殿する異物がコンデンサコア７の電極箔に接触すると、ブッシング全体の電位を大きく変歪させることになる。本実施形態では、コンデンサコア７は、輸送容器などで密封されており、輸送時に異物の付着がないので、ブッシングを垂直に立てた場合でも、絶縁性能を著しく低下させることはない。

その上、本実施形態では、ブッシングの輸送時の最大長さがコンデンサコア７の長さで制限されるため、輸送制限を超過することなく変電所等に搬入することが可能となる。一般に、コンデンサコア７は油浸紙で構成されるが、変圧器本体も油浸紙で絶縁されている。そこで、本実施形態における現地組立の管理手法は、従来の変圧器の現地組立技術を流用することができ、容易に実施可能である。

本実施形態では、コンデンサコア７が設けられた金属パイプ９は別の延長パイプ９ｂを接続して延長されるが、その接続部は組立後にクレープ紙などの絶縁保護材１２を巻き回して絶縁する。この場合、金属パイプ９には電流が流れないため、接続部の固定は容易に行える。

電流を流すための導体は互いに強固に結合する必要があるが、本実施形態では、導体６ａと延長導体６ｂを互いに嵌合ネジ１３部分で連結させた後に、図示しないピンなどの固定部材などにより固定するとともに、ブッシング上下端に設けられる端子（図示せず）に接続するので、結合強度が高い利点がある。

［２．第２の実態形態］
［２−１．構成］
図２は本発明の第２の実態形態を示す断面図である。本実施形態の構成は基本的には第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では、コンデンサコア７の外側にコンデンサコア７を支持金具２に固定するためのバンド金具１４が設けられ、コンデンサコア７は支持金具２に固定されている。

コンデンサコア７の内側に挿入されている金属パイプ９は、その上端がコンデンサコア７の上端よりも上方に突出しているが、その上部に延長パイプ９ｂは設けられていない。導体６ａと延長導体６ｂは嵌合ネジ１３により互いに接続され、導体６ａの下端が下部クランプ４に固定されると共に、延長導体６ｂの上端はバネ１１を介して膨張室５に固定されている。

［２−２．作用］
このような構成を有する本実施形態では、第１の実施形態と同様に各部材が分解された状態で輸送される。その後、変圧器設置場所に搬入されたコンデンサコア７は、その中間部分がバンド金具１４を利用して支持金具２に固定されると共に、その下部は下部クランプ４に固定される。

本実施形態では、金属パイプ９の上端が膨張室５の下部に延長パイプ９ｂを介して固定されていないが、このバンド金具１４により、コンデンサコア７及び金属パイプ９は強固に固定される。導体６と延長導体６ｂの接続部である嵌合ネジ１３は、コンデンサコア７中央の金属パイプ９内に収納され、導体６と延長導体６ｂの接続部は金属パイプ９の上端部でシールドされている。そのため、本実施形態では、金属パイプ９の端部に保護絶縁材１２を設けなくても良いので、ブッシングの構成が簡略化する。

［２−３．効果］
本実施の形態では、第１の実施形態と同様な作用効果が期待できるが、更に、コンデンサコア７を支える金属パイプ９が短くなるため従来よりも剛性が高くなる。また、金属パイプ９の下部は、コンデンサコア７の重心に近い支持金具２で保持されるため、地震時の揺れが少ない。

コンデンサコア７及び金属パイプ９が、バンド金具１４により支持金具２に固定されることから、ブッシング破損事故においてコンデンサコア７が自重により機器内部に落下せず、変圧器の健全性を損なうことがない。導体６の接続部がコンデンサコア７中央の金属パイプ９内に収納されているので、導体６の接続部は金属パイプ９でシールドされ、電界に対する絶縁処理は不要となる。

［３．第３の実態形態］
［３−１．構成］
図３は本発明の第３の実態形態を示す断面図である。本実施形態の構成は、基本的には第１の実施形態と同様であるが、相違点は、第１の実施形態の導体６と金属パイプ９を１部材で兼用したものである。すなわち、棒状の金属製支持部材９０の周囲にコンデンサコア７を同軸に配置され、この金属製支持部材９０の上端に嵌合ネジ１３を使用して延長導体６ｂが接続されている。

延長導体６ｂの上部はバネ１１を介して膨張室５に固定されている。金属製支持部材９０の下端は、下部クランプ４に接続されている。金属製支持部材９０と延長導体６ｂの接続部の外周には、保護絶縁材１２が巻き回されている。

［３−２．作用］
このような構成を有する本実施形態では、第１実施形態と同様に各部材が分解された状態で輸送される。すなわち、膨張室５及び気中碍管３を取り外した状態で、金属製支持部材９０と延長導体６ｂを嵌合ネジ１３部分で分割し、コンデンサコア７と金属製支持部材９０を一体化した状態で輸送する。

変圧器設置場所に搬入された金属製支持部材９０とコンデンサコア７は、支持金具２および油中碍管１の中に設置され、金属製支持部材９０の下端が下部クランプ４に固定される。その後、延長導体６ｂと金属製支持部材９０を嵌合ネジ１３により接続し、その周囲に保護絶縁材１２を巻き回してシールドする。延長導体６ｂの上端はバネ１１を介して膨張室５に固定される。気中碍管３および油中碍管１とコンデンサコア７の間には絶縁媒体８が封入され、ブッシングの現地での再組み立てがなされる。
［３−３．効果］
本実施の形態では、第１実施形態と同様な作用効果が期待できるが、更に、金属製支持部材９０と導体６とが兼用されているので、ブッシングの構成部品が少なく、構造を簡略化できる利点がある。

［第４の実態形態］
［４−１．構成］
図４は本発明の第４の実態形態を示す断面図である。本実施形態の構成は、基本的には第３実施形態と同様であるが、相違点は、第３実施形態の棒状の金属製支持部材９０の代わりに、金属製支持部材として金属パイプ９を使用したことを特徴とする。また、延長導体６ｂの長さを金属パイプ９よりも短いものとし、更に延長導体６ｂの太さも金属パイプ９の内部に挿入可能な寸法としている。

ブッシングの運搬時においては、図４（ａ）に示すように、延長導体６ｂは金属パイプ９の内部に収納され、気中碍管３の代わりに輸送カバー１５が支持金具２に油密に結合されている。輸送カバー１５の内部には、バルブ１５ａを有する配管を利用して絶縁媒体８が充填されている。

［４−２．作用］
本実施形態において、ブッシング運搬時は、気中碍管３の内部に封入された絶縁媒体８を撤去し、膨張室５および気中碍管３を取り外し、延長導体６ｂを金属パイプ９の中に格納する。気中碍管３より短い輸送カバー１５を支持金具２に対して油密に取り付け、その後、輸送カバー１５の内部に絶縁媒体８を封入する。

気中碍管３、膨張室５、コンデンサコア７類を変圧器の設置場所に輸送し、輸送カバー１５内の絶縁媒体８を除去した後、輸送カバー１５を取り外す。次いで、延長導体６ｂを金属パイプ９から引き出し、延長導体６ｂと金属パイプ９を嵌合ネジ１３によって接続し、接続部の周囲に保護絶縁物１２を巻き回す。その後、図４（ｂ）に示すように、コンデンサコア７や延長導体６ｂの外側に気中碍管３を被せ、膨張室５にバネ１１を介して延長導体６ｂの上端を固定する。気中碍管３の中を絶縁媒体８と真空置換してブッシングの組立を完了する。

［４−３．効果］
本実施の形態では、第３の実施形態と同様な作用効果が期待できるが、更に、金属製支持部材を金属パイプ９として、その内部に延長導体６ｂを収納するようにしたので、延長導体６ｂを金属パイプ９と別に運搬する第３の実施形態に比較して、輸送作業がより簡単になる。

その上、輸送カバー１５を使用することにより、輸送中における防塵、防湿効果に優れている。しかも、コンデンサコア７が油浸紙の場合でも輸送カバーの中に絶縁油を封入して輸送すれば、輸送中にコンデンサコア７が吸湿したり、油浸紙の含浸不良が生じることはない。

現地組み立て中には大気暴露されるが、油中碍管１の中には絶縁油が封入されているため、コンデンサコア７は絶縁油を吸い上げることが可能であり、十分な耐電圧特性が保持される。また、この場合は必ずしもブッシングを単独で輸送する必要はない。気中碍管３の長さが輸送カバーの長さに短縮されるため、輸送制限以内であれば変圧器あるいはポケットに取り付けた状態で輸送することも可能である。

［５．他の実施形態］
本発明は、前記のような実施形態に限定されるものではなく、次のような他の実施形態も包含する。

（１）図示の実施形態は、金属製支持部材を金属パイプ９から構成し、その内部に延長導体６ｂを挿入するようにしたが、延長導体６ｂをパイプ状として、その内部に棒状の金属製支持部材９０を挿入して輸送することもできる。

（２）金属パイプ９と延長パイプ９ｂの接続部、導体６と延長導体６ｂの接続部、あるいは金属製支持部材９０と延長導体６ｂの接続部の構成は、図示のような嵌合ネジ１３を使用した構成に限定されない。単に両者を嵌合したり、接続部分にフランジを設けてボルト締めしたり、外側から接続用のスリーブを嵌め込むなどの構成を採用することが可能である。

（３）図示の実施形態は、金属製支持部材９０または金属パイプ９、コンデンサコア７、支持金具２、油中碍管３及び下部クランプ４を一体化して輸送したが、支持金具２、油中碍管３及び下部クランプ４の中の少なくとも１つをコンデンサコア７と別体にして輸送することも可能である。

（４）コンデンサコア７を樹脂で含浸して固化させたり、コンデンサコア７の表面に吸湿防止皮膜を設けることができる。

（５）前記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…油中碍管
２…支持金具
３…気中碍管
４…下部クランプ
５…膨張室
６…導体
６ｂ…延長導体
７…コンデンサコア
８…絶縁媒体
９…金属パイプ
９０…金属製支持部材
９ｂ…延長パイプ
１０…絶縁部材
１１…バネ
１２…保護絶縁材
１３…嵌合ネジ
１４…バンド金具
１５…輸送カバー
１５ａ…バルブ

Claims (6)

1. 電流を流すための導体と、電界を制御するためのコンデンサコアと、コンデンサコアを設けるための金属製支持部材と、機器の絶縁媒体を隔離するための油中碍管と、内部に絶縁媒体を保持するための気中碍管と、ブッシングを機器に固定するための支持金具と、電流端子を取り付ける下部クランプと、内部の絶縁媒体の熱膨張を緩和するための膨張室とを備えたブッシングにおいて、
   前記導体が複数に分割可能に構成され、
   前記油中碍管、支持金具及び下部クランプの少なくとも１つと、前記金属製支持部材及び前記コンデンサコアが一体化され、
   前記複数の分割可能に構成された導体の少なくとも１つ、気中碍管、及び膨張室が、前記コンデンサコア及びコンデンサコアと一体化された部材に対して、分離可能に構成されていることを特徴とするブッシング。
2. 前記分割可能に構成された導体が、少なくともその一部がコンデンサコアの内側に位置する導体と、少なくともその一部がコンデンサコアの外部に位置する延長導体とを備え、コンデンサコアの内側に位置する導体の下部が下部クランプに接続され、コンデンサコアの外部に位置する延長導体の上部がブッシング上部の膨張室に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のブッシング。
3. 前記金属製支持部材が複数に分割可能に構成され、その分割可能に構成された金属製支持部材の１つに前記コンデンサコアが一体化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブッシング。
4. 前記金属製支持部材が金属パイプから構成され、この金属パイプの内部に導体が挿入されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載のブッシング。
5. 前記コンデンサコアと一体化されている金属製支持部材が、分割された導体の少なくとも１つを兼用していることを特徴とする請求項１に記載のブッシング。
6. 前記コンデンサコアと、油中碍管と、支持金具と、下部クランプが一体化され、金属パイプの内部に延長導体が挿入された状態において、
   前記支持金具が、コンデンサコアと金属パイプとその内部の延長導体を密封する輸送カバーを装着可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のブッシング。