JP2526208Y2 - ガス絶縁管路内蔵型標準コンデンサ - Google Patents

ガス絶縁管路内蔵型標準コンデンサ

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JP2526208Y2
JP2526208Y2 JP1991066088U JP6608891U JP2526208Y2 JP 2526208 Y2 JP2526208 Y2 JP 2526208Y2 JP 1991066088 U JP1991066088 U JP 1991066088U JP 6608891 U JP6608891 U JP 6608891U JP 2526208 Y2 JP2526208 Y2 JP 2526208Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、SF6ガス絶縁機器に
内蔵され、ケーブル等の試験の際に用いられるガス絶縁
管路内蔵型標準コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】ケーブル等の試験に際し、その静電容
量、誘導損失(tanδ)を例えばシェーリングブリッ
ジを形成して精密に測定する場合は、高精度の標準コン
デンサが不可欠となる。
【0003】図3は標準コンデンサによる試験構成の一
例を示した図であり、10は試験用交流変圧器、11は
気中母線、12は標準コンデンサ、13は気中ケーブル
ヘッドを示す。一般に静電容量や誘導損失の測定では、
絶縁を空気に依存すると試験電圧が高くなるにつれ、離
隔距離を大きく必要がある。そのため、高電圧の場合に
は、図3に示すように、システムを各試験用機器毎に分
離して構成せざるを得ず、かなりの設置スペースを要す
る欠点があった。
【0004】そこで、従来はシステムの小型化を図るた
め、図4に示すように、試験用高圧変圧器20とケーブ
ルヘッド22とをSF6ガス絶縁管路24に封設した同
軸母線21で接続するとともに、ガス絶縁管路24の内
壁に同心円筒状の同軸電極23を設けてガス絶縁管路内
蔵型標準コンデンサを形成している。
【0005】同軸電極23は、図5の側部半断面図に示
すように、その側面部が軸線方向に延びる主電極23a
と、この主電極23aの両端部に設けられたガード電極
23bとで構成されており、所用の静電容量は主電極2
3aと母線21との間で生じさせている。ガード電極2
3bは主電極23aの両端部の周囲の電極条件、例えば
ケーブルヘッド22の有無、形状の違い等によって静電
容量が影響を受けるのを防止するために設けるもので、
高精度が要求される標準コンデンサでは一般に不可欠の
ものとなっている。
【0006】なお、ガード電極23bは主電極23aと
は絶縁部材により電気的に分離されており、ガード電極
23bに生じる漂遊静電容量が主電極23aの静電容量
に影響を与えないようになっている。
【0007】このようにして形成された標準コンデンサ
の静電容量Csは、SF6ガスの比誘電率をεs、真空の
誘電率をεo、中心軸から同軸母線21の表面までの距
離(半径)をr1、中心軸から主電極23内壁までの距
離(半径)をr2、軸線方向の主電極23aの側面部の
長さをLとすると、下式で表される。
【0008】
【数1】
【0009】但し、通常、L≫r1、r2であり、εs
1であることから、上記(1)式は下式で表される。
【0010】
【数2】
【0011】(2)式を参照すると、同軸電極23の径が
固定の場合、同軸母線21の電界が最小になるのは自然
対数lnの底が2.72の逆数になる半径比のときである
ことが理論上導かれる。
【0012】また、r2/r1を1に近付けるほど静電容
量Csは大きくなり、逆に静電容量Csが一定の場合は、
2/r1を1に近付けるほど同軸電極23をコンパクト
に設計できることがわかるが、高電圧に耐える設計とす
るには上記条件よりr2/r1=2.72であることが理
論上最適なため、実際にはr2/r1=2〜2.72の範
囲で設計される。
【0013】
【考案が解決しようとする課題】ところで、標準コンデ
ンサとしての容量精度は、一般に±1.0[%]〜±
0.1[%]であることが要求される。したがって、標
準コンデンサを構成する場合は、上記(1)式あるいは
(2)式からも明らかなように、その部品加工、組立を高
精度で行う必要がある。しかるに、従来の標準コンデン
サでは、母線21に対する主電極23aの部品加工、組
立を高精度で行うことが極めて困難であり、特に±0.
1[%]の精度のものを得ることは殆ど不可能に近かっ
た。
【0014】また、r2/r1=2〜2.72の範囲の電
極構造を設計する場合、同軸母線21は通常細いもので
あるため、標準コンデンサを形成する部位の径を他の部
位の径よりも太くしてr1の値を大きくしなければなら
ない。しかし、そうすると、太くした部位の両端部の電
束が不均一になり、主電極23aの側面部の長さが理論
上のものとの間でずれてしまう。そこで静電容量の徴調
整が必要となるが、従来のガス絶縁管路内蔵型標準コン
デンサには容量調整機能がなく、強く改善が求められて
いた。
【0015】本考案は、かかる背景のもとに創案された
もので、その設計、加工、組立が容易で、且つ容量調整
機能を有するガス絶縁管路内蔵型標準コンデンサを提供
することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本考案のガス絶縁管路内
蔵型標準コンデンサは、同軸母線と、その表面が前記同
軸母線表面と対向する同心円筒状の同軸電極とをガス絶
縁管路内に封設し、該同軸電極は、その側面部が軸線方
向に延びる主電極と該主電極の両端部に配されたガード
電極とからなり、両電極は電気的に分離された構造のも
のにおいて、前記主電極の少なくとも一方の端部側に、
軸線方向に微少厚みを有するとともに前記主電極および
ガード電極と電極的に接続可能の複数の調整電極を絶縁
部材を介して並設し、該調整電極の接続数を前記主電極
およびガード電極との間で振り分けることで前記主電極
の側面部の長さを調整し得るようにしたものである。
【0017】本考案のガス絶縁管路内蔵型標準コンデン
サは、更に、上記構造のものにおいて、前記ガス絶縁管
路に主電極の中心軸を連続的に偏心させる偏心手段を設
け、前記母線表面と主電極表面との対向距離を各表面間
で連続的に変化し得るようにしたものである。
【0018】
【作用】主電極に振り分ける調整電極の数を加減するこ
とで、主電極の側面部の長さが変化する。これにより、
上記(2)式の関係から同軸母線との間の静電容量が変化
する。
【0019】また、偏心手段により主電極の中心軸を連
続的に偏心すると、主電極の表面と同軸母線表面との間
の対向距離が変わり、静電容量も該偏心に伴って変化す
る。これにより、静電容量の徴調整を行うことができ
る。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を説明
する。なお、本考案は従来のこの種の標準コンデンサの
構造を改良したものなので、従来のものと同一構成部品
については同一符号を付してその説明を省略する。
【0021】(第一実施例) 図1(a)は本考案の第一実施例に係るガス絶縁管路内
蔵型標準コンデンサの側部半断面図であり、主電極23
aの両端部に複数の調整電極1を絶縁部材2を介して並
設するとともに、これら調整電極1を主電極23aとガ
ード電極23bとの間で振り分けて各々電気的に並列に
接続することで主電極23aの側面部の長さLを調整
し、静電容量の値が変化し得るようにしたものである。
【0022】図1(b)に、調整電極1の取付状態拡大
図を示す。各調整電極1は、各々軸線方向に微少厚みΔ
L、即ち、主電極23aの長さL×要求される標準コン
デンサ精度以下(目安として±0.1[%]のときは、
±0.05[%])の長さ(厚み)を有するもので、各
々同軸母線21との間で微小静電容量を生じる。
【0023】主電極23aおよびガード電極23bへの
振り分けは、実際には静電容量を実測しながら行い、実
測値が要求された容量精度内に入るようにする。
【0024】例えば、主電極23aと同軸母線21間の
実測静電容量Coを47[pF]、各調整電極1と同軸
母線21間の静電容量を1[pF]、要求される静電容
量Csを50[pF]とすると、図1(b)の四つの調
整電極1のうち、三つを主電極23a側に振り分けて主
電極23aの側面部の長さをL+3ΔLとし、残りの一
つをガード電極23b側に振り分ける。これにより主電
極23aから得られる静電容量を50[pF]に調整し
ている。
【0025】(第二実施例) 本考案の第二実施例では、上記第一実施例において、ガ
ス絶縁管路24に同軸電極23の中心軸を連続的に偏心
させる偏心手段を設けたものである。
【0026】具体的には、図2(a)の側部断面図およ
び同(b)のA−A断面図に示すように、ガス絶縁管路
24の外側からその中心軸方向に各々均等角度で4本の
ボルトを密封挿入し、同軸電極23をガス絶縁管路24
内で4点支持している。これらボルトの1本は偏心調整
ボルト3aであり、その外側端を回転させることで内側
端の位置を矢印の方向に直線移動させ、ガス絶縁管路2
4内の同軸電極23の中心軸を同方向に直線移動させて
いる。調整ボルト3aと対向する側の支持ボルト3bに
はバネが付設され、その放勢力により同軸電極23を移
動させる。なお、移動方向と直角方向の支持ボルト3
c,3dは、各々同軸電極23の直線移動をガイドす
る。
【0027】このような構造とすることで、同軸電極2
3の側面部表面から同軸母線21表面までの対向距離を
変化させ、静電容量を連続的に変化させることができ
る。これにより、以下のような効果を奏する。
【0028】(1)同軸電極23の構造を簡易なものにす
ることができる。即ち、前記第一実施例の標準コンデン
サで、調整電極1の微小厚みΔLを仮に1[mm]とす
ると、0.1[%]の精度にする場合は前述のように同
軸電極23の側面部の長さLが約2[m]にもなり、大
型化してしまう。コンパクト化を図るためには調整電極
1を更に薄くすることが考えられるが、そうすると調整
電極1の数が多くなり、構成が複雑になるとともに、調
整時間も長くなるという課題が残る。本実施例では、同
軸電極23の偏心それ自体で静電容量を変えることがで
きるので、調整電極1の厚みを数[%]〜1[%]の精
度が得られる寸法にしてこれを粗調整用とし、同軸電極
23の偏心により徴調整して0.1[%]の精度を得る
ようにする。これにより調整電極1の数を少なく且つそ
の厚みΔLを大きくすることができ、設計、加工、組立
が容易になるので製造コストを大幅に抑えることができ
る。また、容量調整のための工数も少なくなるので、調
整時間も大幅に短縮される。
【0029】(2)同軸母線21の同軸電極23と対向す
る部位の太さを他の部位の太さよりも大きくし、主電極
23aの側面部の長さLをより短くすることができる。
即ち、従来のこの種の標準コンデンサでは、前述の理由
より同軸母線21の太さを均一にせざるを得ず、また、
第一実施例の標準コンデンサでは、ある程度同軸母線2
1を太くすることができるものの、調整電極1の最低厚
みに制約されて主電極23aの側面部の長さLが決定さ
れてしまう。本実施例では、同軸母線21を太くしたこ
とによる電束の不均一を同軸電極23の偏心により是正
することができるので、調整電極1による制約が大幅に
緩和され、設計の自由度が高まる。
【0030】いま、中心軸から同軸母線21表面までの
距離(半径)をr10(>r1)、中心軸から同軸電極2
3内壁までの距離(半径)をr20(=r2)主電極23
aの側面部の長さをLoとし、静電容量Csを共通にした
場合の従来の標準コンデンサ(あるいは第一実施例のも
の)の側面部長さLと比較すると、前記(2)式よりLo
Lとなり、コンパクト化が図れることがわかる。
【0031】(3)静電容量を連続的に変化させることが
できるので、より高精度のガス絶縁管路型標準コンデン
サを実現することができる。
【0032】なお、本実施例では4本のボルトで同軸電
極23を4点支持する構造としたが、偏心調整ボルト3
aおよび対向する支持ボルト3b(バネ付設)のみで同
軸電極23を支持するようにしても良い。
【0033】
【考案の効果】以上説明したように、本考案のガス絶縁
管路内蔵型標準コンデンサでは、微小静電容量を生じる
複数の調整電極を設け、この調整電極数の振り分けによ
り合計静電容量を調整するようにしたので、その設計、
加工、組立が容易になり、多少誤差を生じてもこれを是
正することができる。また、ガス絶縁管路に同軸電極の
偏心手段を設け、静電容量を連続的に変化し得るように
したので、より高精度の標準コンデンサを実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本考案の第一実施例に係るガス絶縁管
路内蔵型標準コンデンサの側部半断面構造図、(b)は
図1(a)の部分拡大図である。
【図2】(a)は本考案の第二実施例に係るガス絶縁管
路内蔵型標準コンデンサの側部断面構造図、(b)はそ
のA−A断面構造図である。
【図3】標準コンデンサを用いた従来の試験構成の一例
を示した図である。
【図4】従来のガス絶縁管路内蔵型標準コンデンサの外
観構成図である。
【図5】従来のガス絶縁管路内蔵型標準コンデンサの側
部半断面構造図である。
【符号の説明】
1…調整電極、2…絶縁部材、3a…偏心調整ボルト、
3b,3c,3d…支持ボルト、21…同軸母線、23
…同軸電極、23a…主電極、23b…ガード電極、2
4…ガス絶縁管路。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同軸母線と、その表面が前記同軸母線表
    面と対向する同心円筒状の同軸電極とをガス絶縁管路内
    に封設し、該同軸電極は、その側面部が軸線方向に延び
    る主電極と該主電極の両端部に配されたガード電極とか
    らなり、両電極は電気的に分離された構造のガス絶縁管
    路内蔵型標準コンデンサにおいて、 前記主電極の少なくとも一方の端部側に、軸線方向に微
    小厚みを有するとともに、前記主電極およびガード電極
    と電気的に接続可能の複数の調整電極を絶縁部材を介し
    て並設し、該調整電極の接続数を前記主電極およびガー
    ド電極との間で振り分けることで前記主電極の側面部の
    長さを調整し得るようにしたことを特徴とするガス絶縁
    管路内蔵標準コンデンサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のガス絶縁管路内蔵型標準
    コンデンサにおいて、前記ガス絶縁管路に前記同軸電極
    の中心軸を連続的に偏心させる偏心手段を設け、前記母
    線表面と同軸電極表面との対向距離が各表面間で連続的
    に変化し得るようにしたことを特徴とするガス絶縁管路
    内蔵型標準コンデンサ。
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