JP2014207742A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接地部材と絶縁スペーサとの接合部での部分放電の導体部材側への進展を抑制することにより、放電に起因する接地部材と接地部材内の導体部材との短絡を抑制することが可能な開閉部を有するガス絶縁開閉装置を得ることである。【解決手段】容器状の接地部材５Ａと、接地部材５Ａ内の導体部材８と、接地部材５Ａ内において導体部材８を支持する絶縁スペーサ９と、接地部材５Ａ内を充填する絶縁ガス５Ｂと、放電光遮光板３０とを備える。放電光遮光板３０は、接地部材５Ａと絶縁スペーサ９との接続部５９の近傍ＪＣにおいて接地部材５Ａと絶縁スペーサ９との双方と接触し、かつ接続部５９の近傍ＪＣから絶縁スペーサ９の沿面に接触しながら導体部材８の配置される方向に延びる。【選択図】図３

Description

本発明はガス絶縁開閉装置に関し、特に、絶縁スペーサを有する導体収納容器を備えるガス絶縁開閉装置に関する。

変電所などに用いられるガス絶縁開閉装置は、断路器や遮断器などを収納する複数の容器を有し、それらの容器同士が連結された構造物が送電線に接続された構成となっている。上記の容器内には通常、高い電力が供給される導体部材が配置されている。容器内においては上記の高い電力が供給される導体部材が意図せず他の領域（特に容器）と導電することを抑制するために、容器内が絶縁媒体で充填されたり、導体部材が絶縁性の部材である絶縁スペーサ（たとえば、特許文献１〜６参照）で容器内に支持されたりしている。このような構造により、ガス絶縁開閉装置の当該導体部材は外界の影響から守られるので、ガス絶縁開閉装置は信頼性、安全性が高くなり、かつ環境への負荷が低減される。

実開昭５９−８５５２６号公報 実開昭６２−１５４７３８号公報 実開平５−１８２０７号公報 実開昭５９−１１４７２３号公報 特開昭６３−１２１４１９号公報 特開平１−３１１８１２号公報

ところでガス絶縁開閉装置の容器内に充填される絶縁媒体としての絶縁ガスは、一般的におよそゲージ圧力が０．４から０．６ＭＰａのＳＦ₆（六フッ化硫黄）のガスである。しかしＳＦ₆ガスは温暖化係数が二酸化炭素の２３９００倍あり、環境への負荷が非常に高い。このため昨今取り組まれている環境負荷低減のために、ＳＦ₆ガスに代わる代替ガスの、ガス絶縁開閉装置への適用が検討されている。

代替ガスの候補とされているものに、ＣＯ₂（二酸化炭素）、Ｎ₂（窒素）、乾燥空気などがある。これらを絶縁ガスとして使用する場合には、ＳＦ₆ガスと比較して絶縁耐力が低く、電流を遮断する消弧性能が著しく劣る。このため代替ガスを使用する場合には遮断機として真空バルブを使うのが一般的である。真空バルブ内と絶縁ガスを充填した容器である接地部材内とはベローズにより区分されるが、ベローズを稼動させるためには接地部材内を低ガス圧力にする必要がある。

しかし接地部材内の圧力を低下させれば、特に上記の代替ガスを低ガス圧力で用いた場合には、接地部材と絶縁スペーサとの接続部の全域において、部分放電が発生しやすくなる。特に接地部材と絶縁スペーサと絶縁ガスとの３つが接するいわゆるトリプルジャンクションと呼ばれる部分で部分放電が極めて発生しやすい。トリプルジャンクションで発生した部分放電が、絶縁スペーサの沿面（接地部材と絶縁スペーサとの接続部から導体部材に向かう方向に延びる絶縁スペーサの表面）に沿って進展し、導体部材に達すれば、絶縁スペーサが絶縁部材として機能しなくなり、当該沿面を介して接地部材（の容器）と導体部材とが導通するという危険な問題を生じる可能性がある。しかし上記の各特許文献をはじめ、従来はこのような問題に対する対策が何らなされていなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、接地部材と絶縁スペーサとの接合部での部分放電の導体部材側への進展を抑制することにより、放電に起因する接地部材と接地部材内の導体部材との短絡を抑制することが可能な開閉部を有するガス絶縁開閉装置を得ることである。

この発明にかかるガス絶縁開閉装置は、容器状の接地部材と、接地部材内の導体部材と、接地部材内において導体部材を支持する絶縁スペーサと、接地部材内を充填する絶縁ガスと、放電光遮光板とを備える。放電光遮光板は、接地部材と絶縁スペーサとの接続部の近傍において接地部材と絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ接続部の近傍から絶縁スペーサの沿面に接触しながら導体部材の配置される方向に延びる。

この発明は、接地部材と絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ接地部材から導体部材の方向に延びる放電光遮光板により、当該放電光遮光板の近傍において発生した部分放電が放電光遮光板により遮られる。このため、部分放電が絶縁スペーサの沿面上を導体部材にまで拡散、進展することによる接地部材と導体部材とが導通する不具合の発生を抑制することができる。したがってガス絶縁開閉装置の信頼性を高めることができる。

ガス絶縁開閉装置の１例を示す概略平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分における、ガス絶縁開閉装置の一部分の概略断面図である。 実施の形態１における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。 図３をその右方から見た概略側面図である。 図３の丸点線で囲んだ領域Ｖにおける放電光遮光板の態様と、各部の寸法とを示す概略断面拡大図である。 図５の放電光遮光板を図の左側から見た概略側面図である。 比較例における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。 実施の形態２における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。 図８をその右方から見た概略側面図である。 実施の形態４における結合部材の態様を示す概略図である。 実施の形態４における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。 図１１をその右方から見た概略側面図である。

実施の形態１．
まず図１および図２を用いて、ガス絶縁開閉装置について概略的に説明する。図１を参照して、このガス絶縁開閉装置１００は、いわゆる二重母線遮断器母線方式を適用しており、母線として甲母線１０と乙母線２０とが接続されている。これらの母線１０，２０は後述するようにガス絶縁開閉装置１００全体の主要な（３相の）導体線を１つの容器に収めたいわゆる３相一括型のガス絶縁主母線である。甲母線１０と乙母線２０とは平面視においてほぼ平行となるように、水平方向に延在するように配置されている。

電力を外部に引き出すための外部引き出しユニットは、たとえば図１の甲母線１０の上側に配置された１組のユニットであり、送電線引き出し用断路器１と、避雷器２と、変流器３と、遮断器４と、分岐接続母線５と、母線切換え用断路器６とを主に有している。送電線引き出し用断路器１は、架空送電線（図示せず）と接続されるブッシング１１（図２参照）を設置するためのものである。分岐接続母線５は、遮断器４と母線切換え用断路器６とを、または１対の母線切換え用断路器６同士を、接続する。母線切換え用断路器６は甲母線１０と乙母線２０との間の切換えを行なうための断路器である。

図１の乙母線２０の下側にも上記と同様の１組の外部引き出しユニットが配置されており、変流器３と、遮断器４と、分岐接続母線５と、母線切換え用断路器６とを主に有している。また下側の外部引き出しユニットのさらに下側には変圧器７が配置されており、分岐接続母線５により、変圧器７と変流器３とが接続されている。

なお以上の外部引き出しユニットは、たとえばＡ相、Ｂ相およびＣ相の３相が接続されることにより３相一括型のガス絶縁開閉装置１００を構成している。図２を参照して、たとえば甲母線１０内には上記のように３相の導体線１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが延在しており、これらの導体線１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを収納することにより一体の導体線としての甲母線１０が形成されている。同様にたとえば乙母線２０内には３相の導体線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが延在しており、これらの導体線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを収納することにより一体の導体線としての乙母線２０が形成されている。

甲母線１０および乙母線２０の上部には各母線間の切換え、具体的には甲母線１０と乙母線２０との切換えを行なうための母線切換え用断路器６が設置されている。母線切換え用断路器６内には図２の奥行き方向（図１の上下方向）に延在する導体部材８が間隔をあけて単数または複数（たとえば２本）配置されている。甲母線１０上の母線切換え用断路器６と乙母線２０上の母線切換え用断路器６との間に配置される分岐接続母線５内には、分岐接続母線５内を（図２の左右方向に）延在する導体部材８と、導体部材８を支持する絶縁スペーサ９とが配置されている。

絶縁スペーサ９は図２の左右方向に関して分岐接続母線５内の空間と母線切換え用断路器６内の空間とを仕切るように配置されており、絶縁スペーサ９により分岐接続母線５内のガスと母線切換え用断路器６内のガスとが区分されていてもよい。なお母線切換え用断路器６内の図２の奥行き方向に延びる導体部材８の下部にも、導体部材８を支持する絶縁スペーサ９が配置されていてもよい。

なお図２においては送電線引き出し断路器１、避雷器２、変流器３、遮断器４の内部の構成については図示が省略されている。

次に図３〜図７を用いて、母線切換え用断路器６内の絶縁スペーサ９およびその近傍について詳細に説明する。図３はたとえば図２の丸点線で囲んだ領域ＩＩＩにおける態様を示す概略拡大図である。図３および図４を参照して、たとえば分岐接続母線５などの、ガス絶縁開閉装置１００を構成するいわゆる導体収納容器は接地タンク５Ａであり、接地タンク５Ａ内には導体部材８と、絶縁スペーサ９と、絶縁ガス５Ｂと、が主に収納されている。

接地タンク５Ａは導体部材８などを収納する接地部材であり、その表面の電位がほぼゼロとなっている（接地されている）。接地タンク５Ａは図３に示す左右方向に延在し、上記延在方向に交差する断面は、図４の概略側面図が示すようにたとえば円形状を有している。接地タンク５Ａは容器状であるため、中空となっており、接地タンク５Ａ内に導体部材８および絶縁スペーサ９などが配置されている。

接地タンク５Ａ内の中心部、すなわち接地タンク５Ａの延在する方向に延びる中心軸付近に、上記中心軸に沿うように延びる導体部材８が配置されている。ガス絶縁開閉装置１００の導体部材８には高電流が流れている。つまり導体部材８には高電圧が印加されて高い電力が供給されている。

導体部材８は、第１の導体部材８Ａと、第２の導体部材８Ｂとが接続されて構成されている。第１の導体部材８Ａは、図３の左右方向に関して隣り合う１対の絶縁スペーサ９の間（図２に示す左右方向に隣り合う１対の絶縁スペーサ９およびその間の導体部材８を参照）を図３の左右方向に延在する導体部材である。第２の導体部材８Ｂは、各々の絶縁スペーサ９を図３の左右方向に延在しながら貫通する導体部材である。第１の導体部材８Ａと第２の導体部材８Ｂとに電気的に接続する導体部材接続部８Ｃを備えていてもよい。導体部材接続部８Ｃは第１の導体部材８Ａと第２の導体部材８Ｂとの接続部分およびその近傍の電界強度を緩和するために配置される。

絶縁スペーサ９は、導体部材８を接地タンク５Ａに固定するように支持する部材である。絶縁スペーサ９は接地タンク５Ａと導体部材８との双方と接続されることにより、導体部材８を接地タンク５Ａ内において支持固定している。

絶縁スペーサ９はその沿面が接続部５９から導体部材８（第２の導体部材８Ｂ）まで、接地タンク５Ａと導体部材８とを接続するように延びている。なお接続部５９は接地タンク５Ａの内壁と絶縁スペーサ９の表面とが接続される部分である。なお図３においては接続部５９の面積を確保するために、接続部５９およびその近傍において接地タンク５Ａの断面を構成する円形状の径が他の領域の円形状の径よりもやや大きくなっているが、このような構成となっていなくてもよい。また導体部材８が絶縁スペーサ９を挿通するように、絶縁スペーサ９は導体部材８と導体挿通部８９において接続されている。

絶縁スペーサ９は絶縁性の材料で形成されることが好ましく、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁材料で形成されることが好ましい。つまり接地タンク５Ａと導体部材８との間に絶縁スペーサが接続されることにより、接地タンク５Ａと導体部材８とを電気的に絶縁させている。

絶縁スペーサ９の沿面、すなわち接地タンク５Ａから導体部材８まで導体部材８の配置される方向に延びる絶縁スペーサ９の表面は、円錐形状を形成するように、導体部材８などの延在する方向に対して斜め方向に延びている。このような構成を有するため、たとえば導体部材８などの延在する方向に対して垂直な方向に絶縁スペーサ９の沿面が延びる場合に比べて、当該沿面が長くなるため、接地タンク５Ａと導体部材８との間の電界強度が低くなり、接地タンク５Ａと導体部材８との間の絶縁性能をより高めることができる。

絶縁ガス５Ｂは接地タンク５Ａ内に充填されている。絶縁ガス５Ｂも絶縁スペーサ９と同様に、接地タンク５Ａと導体部材８との間の絶縁性能を高める機能を有している。絶縁ガス５Ｂは、乾燥空気と、二酸化炭素と、窒素と、５割以上の体積割合を占める窒素および酸素の混合ガスと、５割以上の体積割合を占める窒素およびＳＦ_５ガスの混合ガスとからなる群（５種類）から選択されるいずれかであることが好ましい。絶縁ガス５Ｂとしてこれらのガスを用いることにより、ガス絶縁開閉装置の環境への負荷を低減することができる。このときの接地タンク５Ａ内の絶縁ガス５Ｂの圧力は０．３ＭＰａ以下であることが好ましい。

接続部５９の近傍ＪＣ、すなわち接続部５９の導体部材８側の近傍ＪＣ（接地タンク５Ａの内壁から見て導体部材８側に隣接する領域）には放電光遮光板３０が形成されている。放電光遮光板３０は絶縁性の材料で形成されることが好ましい。

図３および図５を参照して、放電光遮光板３０は、概ね接続部５９のうち最も導体部材８に近い場所に隣接する領域ＪＣにおいて、接地タンク５Ａの内壁（タンク内壁面５Ｓ）と絶縁スペーサ９の表面（接触表面９Ｓ１）との双方と接触している。放電光遮光板３０は上記近傍の領域ＪＣから、絶縁スペーサ９の沿面である接触表面９Ｓ１に接触しながら導体部材８の配置される方向（図３および図５の下方向）に向けて延びている。放電光遮光板３０のうち導体部材８の配置される方向に延びる部分の側面図が図６である。放電光遮光板３０は、接続部５９の近傍の狭い領域ＪＣにおいて、タンク内壁面５Ｓと接する表面３０Ｓ１と、接触表面９Ｓ１に接触しながら導体部材８に向かう方向に延びる表面３０Ｓ２とを有している。

図４を参照して、接地タンク５Ａの断面（図４が示す概略側面図）を構成する円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数の放電光遮光板３０が配置されることが好ましい。図４においては複数の放電光遮光板３０が、絶縁スペーサ９の接続部５９およびその近傍の環状の円周部分に接続するように形成され、かつ断面中央の導体部材８の配置される方向に延びている。複数の放電光遮光板３０は図４に示すように接地タンク５Ａおよび絶縁スペーサ９の環状部（円形状）の周方向に関して等間隔に複数配置されていてもよいが、このような態様を有さずに周方向に関して異なる間隔で配置されていてもよい。また放電光遮光板３０の形成される数は極力多く、上記環状部の周方向に関して隣り合う１対の放電光遮光板３０間の距離が極力短いことが好ましい。いずれにせよ、接地タンク５Ａの断面を構成する円形状の周が複数の放電光遮光板３０により分割される。

複数の放電光遮光板３０は、絶縁スペーサ９の、円錐形状の凸形状に盛り上がる図３の右側の表面（導体部材８の延在する方向に関する一方の方向に面する表面）と、凹形状になっている図３の左側の表面（導体部材８の延在する方向に関する他方の方向に面する表面）との双方に設けられることが好ましい。図３においては絶縁スペーサ９の右側の凸形状の表面と左側の凹形状の表面との双方において、図４に示す方向から見たときに同じ位置（図４の円周方向に関する同じ位相の位置）に重なるように放電光遮光板３０が配置されている。しかし上記右側の凸形状の表面と左側の凹形状の表面との間で図４に示す方向から見たときに互いに異なる位置に放電光遮光板３０が形成されてもよい。

ここで放電光遮光板３０の作用効果について説明する。図７の比較例を参照して、図７は図３と基本的に同様の構成であるが、図３の接続部５９の近傍ＪＣに放電光遮光板３０が形成されない点においてのみ、図７は図３と異なっている。

接続部５９の近傍における接地タンク５Ａと絶縁スペーサ９と絶縁ガス５Ｂとの３つが接合する部位であるトリプルジャンクションＴＪにおいて、部分放電が発生する可能性が高くなる。これはトリプルジャンクションＴＪは、導体部材８に電圧が印加されたときに他の領域に比べて電界が高くなるためである。

トリプルジャンクションＴＪはたとえば図４に示す絶縁スペーサ９の接続部５９およびその近傍の環状部の周方向のほぼ全域に形成される。トリプルジャンクションＴＪおよびその近傍の領域では、当該領域の電界強度およびガス圧力などの条件が満足されれば、部分放電が発生する。たとえばトリプルジャンクションＴＪの１点において発生した部分放電は、絶縁スペーサ９の沿面を進展する。部分放電を発生させた電界の大きさおよび方向に応じて、部分放電が絶縁スペーサ９の沿面を進展する方向および距離が変化する。仮にトリプルジャンクションＴＪ（の近傍）において発生した部分放電が導体部材８の配置される方向に向けて進展し、接地タンク５Ａから導体部材８に達するように進展すれば、接地タンク５Ａと導体部材８とが導通し、絶縁スペーサ９はいわゆる沿面破壊に至る。

このような部分放電および沿面破壊は、特に上記のように環境負荷を低減する目的で、乾燥空気などの絶縁耐力の低い絶縁ガス５Ｂが用いられた場合に起こりやすくなり、接地タンク５Ａ内の絶縁ガス５Ｂの圧力が低いときには特に、トリプルジャンクションＴＪの近傍の広い領域（環状のトリプルジャンクションＴＪの周方向に関する広い領域）で一斉に部分放電が発生し、沿面破壊に至りやすくなる。

またたとえばトリプルジャンクションＴＪ（の近傍）の一の領域で発生した部分放電による発光で放出される光子は、トリプルジャンクションＴＪ（の近傍）の上記一の領域以外の他の領域に到達すれば、トリプルジャンクションＴＪ（の近傍）の上記他の領域を起点とする部分放電を誘発する。またたとえばトリプルジャンクションＴＪ（の近傍）における互いに異なる複数の個所にて同時多発的に部分放電が発生したときに、それらの部分放電のそれぞれが絶縁スペーサ９の沿面を進展する途中で結合すれば大きな部分放電になる。この大きな部分放電は絶縁スペーサ９の沿面を進展する距離が特に長いため、導体部材８に到達し沿面破壊に至る可能性を高くする。

一方図３の構成において、たとえばトリプルジャンクションＴＪ（の近傍）の１点で発生した部分放電、または部分放電により発生した光子が絶縁スペーサ９の沿面を図４に示す環状の周方向に沿って進展すれば、放電光遮光板３０（のたとえば図５に示す面）にて当該部分放電（光子）が遮られ、放電光遮光板３０の奥側に拡散、進展することが抑制される。このため上記１点以外の他の領域において部分放電が発生する可能性を低くすることができ、結果として沿面破壊につながるような大きな部分放電の発生を抑制することができる。このことは絶縁スペーサ９の沿面の耐電圧を上昇させ、接地タンク５Ａの外部を高電圧から保護する安全性を確保することにつながる。

以上より、放電光遮光板３０は接地タンク５Ａの断面を構成する円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数形成されることが好ましい。このようにすれば上記のように、トリプルジャンクションＴＪの近傍で発生した部分放電（光子）がトリプルジャンクションＴＪの他の領域に達することによる、トリプルジャンクションＴＪの他の領域を起点とする部分放電（光子）の発生を抑制する効果が高められる。放電光遮光板３０の設置される数が増え、隣り合う１対の放電光遮光板３０間の距離が短くなれば、その分だけ遮光効果が高まるため、トリプルジャンクションＴＪの他の領域を起点とする部分放電（光子）の発生を抑制する効果がいっそう高められる。

放電光遮光板３０は、分岐接続母線５などの（導体収納容器としての）接地タンク５Ａ内が上記のようにＳＦ₆ガスよりも低い圧力で用いる必要があるガスで充填されているなど、トリプルジャンクションにおいて部分放電が発生しやすい構成に対して用いられれば、特に実益がある。

図５に示すように、タンク内壁面５Ｓは、特に接続部５９の近傍ＪＣの、接地タンク５Ａの（図４の側面図が示す）断面の径が大きくなるためにタンク内壁面５Ｓが接地タンク５Ａの延在方向から（断面の円形状の）径方向に向けて湾曲する領域において概ね円弧状の曲面形状を描いている。このため当該曲面形状のタンク内壁面５Ｓに接するように配置される放電光遮光板３０の表面３０Ｓ１は、タンク内壁面５Ｓの曲面形状の曲率半径Ｒと等しい曲率半径を有する曲面形状を有している。このようにすれば放電光遮光板３０と接地タンク５Ａとをより確実に接触させることができ、両者の間に隙間が形成されなくなる。このため放電光遮光板３０の、図５の紙面奥行き方向に進む放電光（部分放電に起因する光子）が放電光遮光板３０の（図５が示す）表面上にぶつかりそれより奥の方への拡散を抑制する機能が高められる。

特に放電光遮光板３０が接触表面９Ｓ１に接触する表面３０Ｓ２は、接続部５９の近傍ＪＣに限らず、近傍ＪＣを起点として放電光遮光板３０が導体部材８に向かう方向に延びる領域の全体において、絶縁スペーサ９の沿面としての接触表面９Ｓ１に接触していることが好ましい。

ここで接続部５９から導体部材８に向かう方向に向けて放電光遮光板３０が絶縁スペーサ９の接触表面９Ｓ１に沿うように延びる第１の長さをＬとし、表面３０Ｓ１とタンク内壁面５Ｓとが接触する部分に関する、第１の長さＬに直交する第２の長さをＹとする。また放電光遮光板３０から見て導体部材８側（図３および図５の下側）に隣接する絶縁スペーサ９の表面（沿面）である第１の表面９Ｓ２と、放電光遮光板３０において導体部材８と面する（図５の下方向に面する）第２の表面３０Ｓ３とがなす角度をθ_tとする。このとき
Ｒ≦Ｌ、Ｒ≦Ｙ、９０°＜θ_t
が成り立つことが好ましい。

Ｒ≦Ｌ、Ｒ≦Ｙが成り立つ程度に図５に示す放電光遮光板３０の表面積が大きければ、図５の紙面奥行き方向に進む放電光（部分放電に起因する光子）が放電光遮光板３０の（図５が示す）表面上にぶつかりそれより奥の方に進むことを遮る機能が高められる。このため放電光遮光板３０の手前側から奥側への光子の進行を抑制することができ、その結果図４の円形状に延びるトリプルジャンクション上の他の領域を起点とする部分放電の発生を抑制することができる。トリプルジャンクション上の多数の領域において同時多発的に部分放電が発生することが抑制できるため、上記のように導体部材８と接地タンク５Ａとが導通する程の大きな放電の発生を抑制し、接地タンク５Ａ外部の安全を確保することができる。

また上記のトリプルジャンクションＴＪのように３つの誘電率の異なる物質が接合する領域において９０°＜θ_tが成り立てば、当該部分における電界を低下させることができる。このため放電光遮光板３０を起点とする部分放電の発生を抑制することができる。
実施の形態２．
図８および図９を参照して、接続部５９の近傍ＪＣにて接地タンク５Ａおよび絶縁スペーサ９の双方と接触し、かつ接続部５９の近傍ＪＣから絶縁スペーサ９の沿面に接触しながら導体部材８の配置される方向に延びる放電光遮光板３１は、導体部材８まで延びていてもよい。ここでは第２の導体部材８Ｂと接続するように放電光遮光板３１が延びている。

このようにすれば、放電光遮光板３１がたとえばトリプルジャンクション上の一の領域から発生した部分放電（光子）が絶縁スペーサ９の沿面に沿って進展し、トリプルジャンクション上の他の領域に到達することによる当該他の領域での部分放電の発生を抑制する効果が実施の形態１よりさらに高められる。放電光遮光板３１が部分放電（光子）を遮ることができる表面積が放電光遮光板３０より非常に大きくなるためである。ここでは接地タンク５Ａから導体部材８に達するまでの絶縁スペーサ９の沿面の全体に遮光板３１が設けられるため、たとえば導体部材８に比較的近い絶縁スペーサ９の沿面にまで進展した部分放電の、他のトリプルジャンクションに向けての拡散進展をも遮断する効果を有する。

実施の形態２は、図５に示す第１の長さＬが非常に長くなり、接続部５９の近傍ＪＣから導体部材８までの長さを有する例である。しかしこれに限らず、たとえば図５の放電光遮光板３０よりも非常に長い第１の長さＬを有するが、導体部材８に接続するほどの長さを有しない（放電光遮光板３０と放電光遮光板３１との中間の第１の長さＬを有する）放電光遮光板が用いられてもよい。

実施の形態２の放電光遮光板３１は以上に述べた点においてのみ実施の形態１の放電光遮光板３０と異なっており、それ以外の点は基本的に実施の形態１の放電光遮光板３０に準ずる。
実施の形態３．
上記の放電光遮光板３０，３１は、シリコーンゴム、ゲル、軟質エポキシ樹脂からなる群から選択されるいずれかにより形成されることが好ましい。これらの材料は伸縮性の高い高分子材料であるため、放電光遮光板３０，３１の形状が外力により容易に変形する。したがってたとえ接地タンク５Ａのタンク内壁面５Ｓの曲率半径Ｒ（図５参照）と放電光遮光板３０の表面３０Ｓ１の曲率半径とが等しくならず、両者の間に多少の誤差が生じたとしても、その誤差を埋め合わせて接地タンク５Ａと放電光遮光板３０との間に隙間が形成されないように放電光遮光板３０，３１が柔軟に変形することができる。このため放電光遮光板３０，３１の上記の遮光効果がより確実となる。

また放電光遮光板が変形容易となることから、放電光遮光板３０，３１が接地タンク５Ａの表面により容易に接触可能となる。このため放電光遮光板３０，３１と接地タンク５Ａと絶縁ガス５ＢとのトリプルジャンクションＴＪおよびその近傍において部分放電が発生する条件を満たしにくくなり、放電光遮光板３０，３１が配置された領域の近傍を起点とする部分放電の発生が抑制される。

放電光遮光板３０，３１の誘電率は絶縁スペーサ９の誘電率に等しいことが好ましい。ここでの「等しい」とはたとえば両者の材質が同じであり誘電率が完全に一致する場合に限らず、ほぼ等しい、あるいは同等である場合を含む。特に高分子材料の誘電率は一定ではなく数値範囲を有することが多い。このためたとえば放電光遮光板３０，３１を構成する高分子材料の誘電率の範囲と絶縁スペーサ９を構成する絶縁材料の誘電率の範囲とが重複する場合には、ここでは両者の誘電率が「等しい」ものと定義する。

放電光遮光板３０，３１の誘電率を絶縁スペーサ９の誘電率に等しくすれば、放電光遮光板３０，３１の近傍のトリプルジャンクションＴＪにおける電界強度を低下させることができ、放電光遮光板３０、３１を起点とする（放電光遮光板３０，３１に起因する）部分放電の発生を抑制することができる。
実施の形態４．
図１０および図１２は図４および図９と同じ、接地タンク５Ａの円形状の断面方向を（図１１の右方から）見た概略側面図であり、図１１は図３および図８と同じ、接地タンク５Ａの延在方向を見た概略断面図である。

図１０〜図１２を参照して、接地タンク５Ａの延在方向に交差する断面（図１０および図１２が示す側面図）がなす円周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置される放電光遮光板３０同士を結合するように結合部材４０が形成されてもよい。結合部材４０は接地タンク５Ａの延在方向に交差する断面がなす円周方向に沿うように延びているため、環状をなしている。結合部材４０は放電光遮光板３０と同一の絶縁材料（高分子材料）で形成されていることが好ましい。

これにより、複数配置される放電光遮光板３０のそれぞれが接地タンク５Ａおよび絶縁スペーサ９の双方と接触するという条件さえ満たせば、たとえ個々の放電光遮光板３０が接地タンク５Ａに強固に固定されなくても、少なくとも１つの放電光遮光板３０が接地タンク５Ａに強固に固定されていれば、結合部材４０によりすべての放電光遮光板３０同士が一体として固定される。あるいは逆に結合部材４０が接地タンク５Ａに強固に固定されれば、全ての放電光遮光板３０は接地タンク５Ａに強固に固定されなくても、結合部材４０によりすべての放電光遮光板３０同士が一体として固定される。このため放電光遮光板３０の取り付けが容易になる。

図１１に示すように結合部材４０と絶縁スペーサ９とが接触しないように両者の間に間隙Ｇが形成されていることが好ましい。また図示されないが実施の形態２の放電光遮光板３１に対して結合部材４０が形成されてもよい。少なくとも１つの放電光遮光板３０が接地タンク５Ａに強固に固定されていれば、図１２に示すように接地タンク５Ａと結合部材４０との間に間隙Ｇが形成されてもよい。

仮に結合部材４０が絶縁スペーサ９と接触し、特に接地タンク５Ａの環状の円周方向の１周分にわたって絶縁スペーサ９と結合部材４０とが接触すれば、あたかも絶縁スペーサ９と結合部材４０とが合体した絶縁スペーサが配置されたような構成となる。つまり結合部材４０を含む絶縁スペーサと接地タンク５Ａと絶縁ガス５Ｂとのトリプルジャンクションが形成され、トリプルジャンクションを起点とする部分放電が発生する可能性が高まる。

しかし結合部材４０と絶縁スペーサ９とが接触しないように両者の間に間隙Ｇが形成されれば、結合部材４０と絶縁スペーサ９とを一体とみなした絶縁部材と、接地タンク５Ａと、絶縁ガス５Ｂとの３つによるトリプルジャンクションが形成されなくなる。このため結合部材４０の配置に起因して部分放電の発生確率が高まるなどの不具合を抑制することができる。

実施の形態４は以上に述べた点においてのみ実施の形態１〜３と異なっており、それ以外の点は基本的に実施の形態１〜３に準ずる。

以上の各実施の形態１〜４においては分岐接続母線５の接地タンク５Ａ内の絶縁スペーサ９に対して放電光遮光板３０を設置した例を示している。しかしこれに限らず、たとえばガス絶縁開閉装置１００を構成する他の導体収納容器に放電光遮光板３０が適用されてもよい。たとえば開閉器である遮断器４や母線切換え用断路器６などの内部の絶縁スペーサ９に対して放電光遮光板３０が用いられてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は絶縁スペーサを有するガス絶縁開閉装置に、特に有利に適用され得る。

１ 送電線引き出し用断路器、２ 避雷器、３ 変流器、４ 遮断器、５ 分岐接続母線、５Ａ 接地タンク、５Ｂ 絶縁ガス、５Ｓ タンク内壁面、６ 母線切換え用断路器、７ 変圧器、８ 導体部材、８Ａ 第１の導体部材、８Ｂ 第２の導体部材、８Ｃ 導体部材接続部、９ 絶縁スペーサ、９Ｓ スペーサ表面、１０ 甲母線、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 導体線、１１ ブッシング、２０ 乙母線、３０ 放電光遮光板、４０ 結合部材、５９ 接続部、８９ 導体挿通部、１００ ガス絶縁開閉装置、ＪＣ 接合部近傍、ＴＪ トリプルジャンクション。

Claims (10)

1. 容器状の接地部材と、
   前記接地部材内に配置され、電力を供給するための導体部材と、
   前記接地部材内において前記導体部材を支持するように、前記接地部材と前記導体部材とを接続するように延びる絶縁スペーサと、
   前記接地部材内を充填する絶縁ガスと、
   前記接地部材と前記絶縁スペーサとの接続部の近傍において前記接地部材と前記絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ前記接続部の近傍から前記絶縁スペーサの沿面に接触しながら前記導体部材の配置される方向に延びる放電光遮光板とを備える、ガス絶縁開閉装置。
2. 前記導体部材が延在する方向に交差する方向に関する前記接地部材の断面は円形状であり、
   前記放電光遮光板は、前記接地部材の前記円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置されている、請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記絶縁ガスの圧力は０．３ＭＰａ以下であり、
   前記絶縁ガスは、乾燥空気と、二酸化炭素と、窒素と、５割以上の体積割合を占める窒素および酸素の混合ガスと、５割以上の体積割合を占める窒素およびＳＦ₆ガスの混合ガスとからなる群から選択されるいずれかである、請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記接続部の近傍の、前記放電光遮光板と前記接地部材とが接触する領域において、前記接地部材および前記放電光遮光板の表面は互いに曲率半径の等しい曲面形状を有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記放電光遮光板が前記絶縁スペーサの沿面に沿うように延びる第１の長さをＬ、前記接続部の近傍において前記放電光遮光板が前記接地部材と接触する部分の、前記第１の長さに直交する第２の長さをＹ、前記接続部の近傍における前記接地部材の前記曲面形状の曲率半径をＲ、前記放電光遮光板から見て前記導体部材側に隣接する前記絶縁スペーサの表面である第１の表面と、前記放電光遮光板において前記導体部材と面する第２の表面とがなす角度をθ_tとすれば、
   Ｒ≦Ｌ、Ｒ≦Ｙ、９０°＜θ_t
   が成り立つ、請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記放電光遮光板は、前記導体部材と接続するように、前記接続部の近傍から前記導体部材まで前記絶縁スペーサの沿面に接しながら延びる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記放電光遮光板は、シリコーンゴム、ゲル、軟質エポキシ樹脂からなる群から選択されるいずれかにより形成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記放電光遮光板の誘電率は前記絶縁スペーサの誘電率と等しい、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置されている前記放電光遮光板同士を結合するように、前記周方向に延びるように形成された結合部材をさらに備える、請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
10. 前記結合部材と前記絶縁スペーサとの間には間隙が形成されている、請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。

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