JP2014087172A

JP2014087172A - 電気機器の接続装置

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Publication number: JP2014087172A
Application number: JP2012234587A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Miyauchi; 康寿宮内; Osamu Tagaya; 治多賀谷; Jun Matsuzaki; 順松崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-24
Also published as: JP6055269B2

Abstract

【課題】固体絶縁機器の相互を接続する界面接続部の軸方向の長さを短くする。
【解決手段】第１の中心導体３の周りに第１の絶縁層４を設けた第１の電気機器１と、第２の中心導体５の周りに第２の絶縁層６を設けた第２の電気機器２と、第１の中心導体３と第２の中心導体５との端部間に設けられる平面接触子７と、第１の絶縁層４と第２の絶縁層６との端部間に設けられる可撓性絶縁物８とを備えた電気機器の接続装置であって、第１の中心導体３と第２の中心導体５との端部をそれぞれ軸方向と直交する導体平滑面３ａ、５ａとして平面接触子７を挟み、第１の絶縁層４と第２の絶縁層６との端部をそれぞれ軸方向と直交する絶縁平滑面４ｂ、６ｂとするとともに、少なくとも一方の端部に可撓性絶縁物８を挟み込む段差部４ａ、４ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電気部材を絶縁材料でモールドした固体絶縁機器の相互を接続する電気機器の接続装置に関する。

従来、固体絶縁スイッチギヤなどに用いられる固体絶縁機器の接続においては、一方を窪んだ円錐状の絶縁体とし、他方を窪んだ円錐状に嵌め込まれる突出した円錐状の絶縁体とし、可撓性絶縁物を挟んで面圧を加える界面接続が知られている。しかしながら、絶縁体が円錐状であるので、界面接続部の軸方向が長くなっていた。このため、絶縁体を軸方向と直交する平滑面とし、軸方向の長さを抑制するものが提案されている。なお、主回路導体では、一方を凹状電極とし、他方をこの凹状電極に挿入される凸状電極として、電気的な接続が行われている。このため、軸方向の長さの縮小化には限界があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２７４０６号公報

本発明が解決しようとする課題は、界面接続部の軸方向の長さを短くするものであり、絶縁体とともに、主回路導体の接続部の軸方向の長さの縮小化を図り得る電気機器の接続装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、実施形態の電気機器の接続装置は、第１の中心導体の周りに第１の絶縁層を設けた第１の電気機器と、前記第１の電気機器に界面接続される第２の中心導体の周りに第２の絶縁層を設けた第２の電気機器と、前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部間に設けられる平面接触子と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部間に設けられる可撓性絶縁物とを備えた電気機器の接続装置であって、前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部をそれぞれ軸方向と直交する導体平滑面として前記平面接触子を挟み、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部をそれぞれ軸方向と直交する絶縁平滑面とするとともに、少なくとも一方の端部に前記可撓性絶縁物を挟み込む段差部を設けたことを特徴とする。

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平面接触子を示す上面図。本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す斜視図。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。

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〜図３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平面接触子を示す上面図、図３は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す斜視図である。

図１に示すように、固体絶縁機器の接続においては、図示上部の第１の電気機器１の主回路端と、図示下部の第２の電気機器２の主回路端とが界面接続部を形成し、電気的、機械的に接続されている。

第１の電気機器１には、第１の中心導体３が設けられ、その端部は軸方向と直交する第１の導体平滑面３ａとなっている。第１の導体平滑面３ａの僅か上方には、環状の第１の電界緩和リング３ｂが設けられている。これらの外周には、エポキシ樹脂のような絶縁材料をモールドした第１の絶縁層４が設けられている。第１の絶縁層４の端部の内周側には、深さ数ｍｍの第１の段差部４ａが設けられ、その底面は軸方向と直交する第１の絶縁平滑面４ｂとなっている。上面も同様に平滑面となっている。

第２の電気機器２には、第２の中心導体５が設けられ、その端部は軸方向と直交する第２の導体平滑面５ａとなっている。第２の導体平滑面５ａの僅か下方には、環状の第２の電界緩和リング５ｂが設けられている。これらの外周には、エポキシ樹脂のような絶縁材料をモールドした第２の絶縁層６が設けられている。第２の絶縁層６の端部の内周側には、深さ数ｍｍの第２の段差部６ａが設けられ、その底面は軸方向と直交する第２の絶縁平滑面６ｂとなっている。上面も同様に平滑面となっている。

第１の導体平滑面３ａと第２の導体平滑面５ａ間には、円板状の平面接触子７が挟み込まれている。平面接触子７を図２に示すが、導電性素線をリング状に巻いた外周部７ａと網目状に編み込んだ内周部７ｂで構成されており、厚さ方向に弾性を有するものである。第１の絶縁平滑面４ｂと第２の絶縁平滑面６ｂ間には、シリコンゴムのような環状の可撓性絶縁物８が設けられている。可撓性絶縁物８を図３に示すが、内周には電界緩和のための導電部８ａが設けられ、外周には一体モールドされた絶縁部８ｂが設けられている。厚さは一定であり、上下面、平行した平滑面である。

第１の絶縁層４と第２の絶縁層６の突出した外周端部間は、複数のボルト９、ナット１０で強固に締付けられている。

これにより、平面接触子７と可撓性絶縁物８は、所定の圧力でそれぞれ圧縮される。即ち、第１の導体平滑面３ａと第２の導体平滑面５ａ間には所定の接触圧力、第１の絶縁平滑面４ｂと第２の絶縁平滑面６ｂ間には所定の面圧が加えられる。そして、電気的、機械的に良好な界面接続部となる。

上記実施例１の電気機器の接続装置によれば、第１の導体平滑面３ａと第２の導体平滑面５ａ間、および第１の絶縁平滑面４ｂと第２の絶縁平滑面６ｂが軸方向と直交して形成されているので、第１の電気機器１と第２の電気機器２の界面接続部の軸方向の長さを格段に縮小化することができる。

上記実施例１では、段差部４ａ、６ａを絶縁層４、６の端部のそれぞれに設けて説明したが、少なくとも一方の端部に段差部４ａまたは６ａを設け、可撓性絶縁物８を挟み込み圧縮するようにしてもよい。

また、平面接触子７を導電性素線をリング状や網目状に形成したもので説明したが、導電性の板バネなどの弾性部材を用いて構成することができる。更に、第１の絶縁層４と第２の絶縁層６の外周に導電性塗料を塗布した接地層を設けても、優れた諸特性を得ることができる。

次に、本発明の実施例２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、可撓性絶縁物の形状である。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、可撓性絶縁物８を外周よりも内周の絶縁厚さを大きくしたテーパ状としている。上下の中心面は、軸方向と直交する。第１の絶縁平滑面４ｂと第２の絶縁平滑面６ｂも、可撓性絶縁物８の形状に合わせてテーパ状としている。

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、電界強度が高くなる外周よりも内周の面圧を高くすることができるので、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５を参照して説明する。図５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２と異なる点は、導体平滑面の形状である。図５において、実施例２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５に示すように、第１の導体平滑面３ａを窪んだ球面、第２の導体平滑面５ａを第１の導体平滑面３ａに合わさる突出した球面としている。球面の高さ、深さは、僅かなものとし、軸方向が長くならないようにしている。突出した球面の曲率半径を窪んだ球面よりも僅かに小さくすると、平面接触子７への接触荷重を大きくすることができる。なお、球面は、頂点、底部が中心導体３、５の中心に位置し、軸方向と直交するように形成されている。

上記実施例３の電気機器の接続装置によれば、実施例２による効果のほかに、導体平滑面３ａ、５ａの接触面積を増やすことができる。

以上述べたような実施形態によれば、導体の接触面と、可撓性絶縁物を介して密着する絶縁層の密着面とを軸方向と直交する方向に設けているので、固体絶縁機器の界面接続部の軸方向の長さを短くすることができ、全体形状の縮小化を図ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１第１の電気機器
２第２の電気機器
３第１の中心導体
３ａ第１の導体平滑面
３ｂ第１の電界緩和リング
４第１の絶縁層
４ａ第１の段差部
４ｂ第１の絶縁平滑面
５第２の中心導体
５ａ第２の導体平滑面
５ｂ第２の電界緩和リング
６第２の絶縁層
６ａ第２の段差部
６ｂ第２の絶縁平滑面
７平面接触子
７ａ外周部
７ｂ内周部
８可撓性絶縁物
８ａ導電部
８ｂ絶縁部
９ボルト
１０ナット

Claims

第１の中心導体の周りに第１の絶縁層を設けた第１の電気機器と、
前記第１の電気機器に界面接続される第２の中心導体の周りに第２の絶縁層を設けた第２の電気機器と、
前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部間に設けられる平面接触子と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部間に設けられる可撓性絶縁物とを備えた電気機器の接続装置であって、
前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部をそれぞれ軸方向と直交する導体平滑面として前記平面接触子を挟み、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部をそれぞれ軸方向と直交する絶縁平滑面とするとともに、少なくとも一方の端部に前記可撓性絶縁物を挟み込む段差部を設けたことを特徴とする電気機器の接続装置。
前記可撓性絶縁物は、上下面が平行した平滑面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。
前記可撓性絶縁物は、外周よりも内周の絶縁厚さが大きいテーパ状の平滑面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。
第１の中心導体の周りに第１の絶縁層を設けた第１の電気機器と、
前記第１の電気機器に界面接続される第２の中心導体の周りに第２の絶縁層を設けた第２の電気機器と、
前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部間に設けられる平面接触子と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部間に設けられる可撓性絶縁物とを備えた電気機器の接続装置であって、
前記第１の中心導体と前記第２の中心導体との端部の一方を突出した球面、他方を窪んだ球面として前記平面接触子を挟み、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との端部をそれぞれ軸方向と直交する絶縁平滑面とするとともに、少なくとも一方の端部に前記可撓性絶縁物を挟み込む段差部を設けたことを特徴とする電気機器の接続装置。