JP3422831B2 - ガス絶縁ブッシング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブッシングに係り、特
に碍管の内部に絶縁ガスを充填したガス絶縁ブッシング
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス絶縁電気機器は、絶縁性に優
れた絶縁媒体、例えば、ＳＦ₆ガスのような絶縁ガスを
使用することによって、その寸法が従来機器と比較して
大幅に縮小してきている。これは、ブッシングも例外で
はなく、据付面積の縮小化及び軽量化を目指し益々コン
パクトで取扱いの容易なガス絶縁ブッシングが望まれて
いる。

【０００３】一方、近年の急激な電力需要の増加に伴
い、送電容量の増加させることが、電力を安定供給する
ために重要となっている。このため、長距離大容量送電
の安定度の技術の確立により、現在では送電電圧は５５
０ｋＶから１１００ｋＶへ、また、定格電流も８０００
Ａ，１２０００Ａとなる高圧送電用の機器が一般的とな
ってきている。これに伴ない、ガス絶縁電気機器と気中
絶縁架空線の連絡に使用されるガス絶縁ブッシングも、
高電圧絶縁、大電流通電への対応を余儀なくされてい
る。

【０００４】また、電力の安定供給の観点から、万が一
ガス絶縁ブッシングの碍管が何らかの原因により破壊す
るようなことが起きたとしても、充填された絶縁ガスの
急激な膨脹により碍管の破片が飛び散り、健全な隣接回
線に損傷を与え電力供給が停止するのを防止するため、
碍管破壊時に膨脹する絶縁ガスを制限することを目的と
して、碍管内部に絶縁物からなる筒を設けた飛散抑制形
ガスブッシングが基幹系統である５５０ｋＶ及び１１０
０ｋＶ送電システムに採用しつつある。

【０００５】このようなガス絶縁ブッシングの一例を、
図１４および図１５に基づき説明する。すなわち、図１
４に示すように、ガス絶縁ブッシング１は、碍管２が中
空に設けられ、その内部にＳＦ6 ガスのような絶縁ガス
９が封入されている。また、碍管２内には、碍管２と同
軸状に導電率が良好なアルミニウムからなる通電導体３
が設けられている。前記碍管２の上部には、絶縁ガス冷
却用のクーリングケース５が設けられている。このクー
リングケース５は、碍管２の上部の外周面に固定された
上部取付フランジ４により、底面の周縁部が支持されて
いる。そして、この底面中央部は、碍管２内部と通気自
在となるように開口して設けられている。このようなク
ーリングケース５の上端には蓋板６が設けられ、蓋板６
の下面に前記中心導体３の上端が固定されている。クー
リングケース５の外周面および内周面には、表面積を増
して冷却効率を上げる手段として、図１３に示す冷却用
フィン５ａが放射状に設けられている。このような碍管
２上方となるクーリングケース５の外部側には、ガス絶
縁ブッシング１の頭部側の電界を緩和するために、リン
グ状の外部シールド１１が取付けられている。なお、外
部シールド１１は複数設けられることにより、絶縁ブッ
シング１の頭部の対地方向の電界を緩和するだけでな
く、頭部全体の電界を低く抑え、異常放電を防ぐことが
できる。

【０００６】一方、碍管２の下部には、下部取付フラン
ジ７がセメンチングにより固着されている。そして、碍
管２は下部取付フランジ７を介して、絶縁状の接地タン
ク８に固定されている。接地タンク８内部には、上方に
開口する接続部１５が設けられ、この接続部１５によ
り、前記通電導体３の下部が支持されるように構成され
ている。また、碍管２下部の外部には、対地電界および
碍管２の沿面電界を緩和するために、接地シールド１０
が下部取付フランジ７に取付られている。

【０００７】このような碍管２の内部には、下部に、前
記接地シールド１０と対応する位置に、内部シールド１
２が設けられ、接地シールド１０との相乗効果にって、
碍管２の電位分布を抑制するように構成されている。ま
た、碍管２の内周面と一定間隔を保って、絶縁物からな
る筒１３が設けられている。前記筒１３は、上端が前記
クーリングケース５の底面に、下端が前記接地タンク上
面に取付けられている。そして、クーリングケース５底
面および接地タンク８上面の中央部分の開口径は、前記
筒１３の上部開口径と同一となるように設けられてい
る。そして、クーリングケース５底面には、前記碍管２
内周面と筒１３との間の空間１８に対応する部分に小径
の連通孔１９が設けられている。この連通孔１９を介し
て、前記碍管２内周面と筒１３との間の空間１８が、そ
の上部のクーリングケース５内部と連通した状態となっ
ている。これにより、碍管２の内周面と筒１３との間の
空間１８部分は、前記連通孔１９を介して真空引き・ガ
ス封入が行なわれるように構成されている。

【０００８】ところで、碍管２内部では、絶縁ガスの冷
却を高効率で行うために、熱サイホンを利用して、通電
導体３の内部と外部との絶縁ガスを循環させるように構
成されている。このため、通電導体３には、上部と下部
に、通電導体３の内部と外部が連通する開口部として、
循環孔３ａ，３ｂが設けられている。なお、図中１６は
ガスの循環経路を表す。

【０００９】次に、通電導体３の下部に設けられた接続
部１５について、詳細を図１５に示す。上方に開口して
設けられた接続部１５には、この開口部分に通電導体３
が挿入されるように構成されている。そして、接続部１
５上端により、通電導体３の下端の挿入位置が決められ
るように構成されている。前記接続部１５上端の外周に
は、フィンガー形状の接触子１４が設けられ、通電導体
３の下部が支持されている。また、前記接触子１４の外
周には、前記接触子１４の覆うように、ガイドシールド
１７が設けられている。前記ガイドシールド１７は、電
界緩和シールドとして、且つ通電導体の挿入位置の位置
決めガイドとして構成されている。また、接続部１５の
周面には、絶縁ガス循環用に開口部１５ａが設けられ、
接続部１５内部と、接地タンク８内部が連通するように
設けられている。。

【００１０】以上のようなガス絶縁ブッシング１では、
碍管２の内部に、内周面と一定の空間１８を有して筒１
３が設けられていることにより、碍管２に直接接する絶
縁ガスの量を規制している。これにより、万が一、碍管
２が破壊した時に、絶縁ガス量が少ないため、碍管２の
破片の飛散距離を抑制することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たガス絶縁ブッシングにおいては、次のような幾つかの
問題がある。

【００１２】(1) ５５０ｋＶ，１１００ｋＶ級の高電圧
に対応したガス絶縁ブッシングでは、運転電圧及び耐電
圧仕様値が大きくるため、空気中の絶縁特性及び汚損特
性で決定される碍管２の長さは、長くする必要がある。
碍管２が長くなると、これに伴い、碍管２内部に設けら
れた通電導体３も長大化することになる。この場合に、
次のような問題が発生する。すなわち、通電導体３に
は、絶縁ガスの循環孔が設けられている。特に上部側の
循環孔３ａは、通電導体３の周面に設けられているた
め、その部分の断面積が小さくなっている。これによ
り、次のような問題が発生することになる。まず、強度
が低下することになる。また、この断面積が小さい部分
に応力が加わると、破損等の不具合が生じる可能性があ
る。

【００１３】例えば、ガス絶縁ブッシング１の組立時に
は、水平状態で通電導体３が設けられている。ここで、
通電導体３が長大化した場合には、その重量が増すこと
になり、通電導体３には自重により過大な曲げ応力が発
生することが考えられる。また、このような過大な曲げ
応力は、搬送時の振動、据付後に事故電流が流れた時、
電磁力、地震発生時の振動等に対しても同様に発生する
可能性がある。しかも、このような過大な曲げ応力は、
通電導体３において、断面積の小さい循環孔部分に負荷
されると共に、通電導体３上端の固定された蓋板６や、
蓋板６を介してクーリングケース５に負荷されることに
なる。これにより、蓋板６やクーリングケース５の破損
が発生する可能性がある。

【００１４】このため、通電導体３の強度を十分に持た
せることとして、通電導体３の管厚を増加させることが
考えられる。しかし、内径を小さくした場合には、内部
で循環するガス量が低減し、ガス循環による冷却効果が
損われる。また、通電導体３の内径はそのままで、外径
を大きくした場合には、通電導体３外部の絶縁ガスの流
路が小さくなってしまい、冷却効果を損ねることにな
る。

【００１５】(2) 通電導体３の循環孔３ａ部分の断面積
が小さくなっていることにより、この部分の抵抗値が高
くなり、他の部分よりも発熱が大きくなる問題がある。

【００１６】(3) 通電導体の下部の循環孔は接続部内部
となり、この接続部に挿入される通電導体は、接触子１
４に支持されると共に、前記接触子１４を介して通電が
行われる。このような接触子１４に接している部分の接
触抵抗は、接触子の数及び接触子１個当りの接触面積及
び接触圧力で決まる。しかし、接触子の数には限界があ
り、通電電流が増大すると、この部分の発熱も無視でき
なくなる。特に、通電導体はアルミニウムからなり、上
下の循環孔３ａ，３ｂ周囲も同様に抵抗値の高いアルミ
ニウムから構成されている。したがって、上下の循環孔
３ａ，３ｂの周囲は、発熱が大きくなる問題がある。

【００１７】(4) 最近は、ガス絶縁ブッシングの標準化
の観点から、通電導体は一定形状のものを使用し、これ
は、異なる形状の接続部に接続可能となるように構成す
ることが要求されている。しかし、上述したガス絶縁ブ
ッシングの場合、接続部は、それぞれの通電導体の形状
に対応して形成されている。このため、設計および加工
・組立てに手間のかかるものとなっている。特に、接続
部に対応していない他の通電導体を接続した場合、接続
部の下部に設けられた循環孔が塞がれ、絶縁ガスの循環
が不可能となることも発生する。これでは、絶縁ガスを
効果的に冷却することができず、操作全体としても不具
合が生じることになる。

【００１８】(5) 高電圧に対応したガス絶縁ブッシング
では、送電容量の増加に伴い、通電時には絶縁ガスの温
度も大幅に上昇する。しかも、飛散抑制形とするために
碍管２内部に筒１３が設けられ、この絶縁物からなる筒
１３は、通電導体３で発生した熱を碍管２外部へ放熱さ
せる過程で熱抵抗となり、冷却を妨げることになる。ま
た、この筒１３により、碍管２内壁と筒１３との間の空
間１８と、筒内部側の空間とが区切られている。両方の
空間を連通するために連通孔１９が設けられているが、
連通孔１９だけでは、絶縁ガスを両空間で対流させるこ
とは期待できず、冷却効果は低いものとなっている。

【００１９】本発明は、上記の問題点を解決するために
提案されたもので、その目的は、通電容量の増加に対応
した通電時の発熱を抑制可能で、十分な機械強度を有
し、一定の規格により形成することが可能な、安全性・
信頼性の高いガス絶縁ブッシングを提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１記載の発明は、絶縁ガスを満た
した碍管内に、この碍管と同軸に中空の通電導体が設け
られ、前記通電導体の中空内部は上部および下部で碍管
内部と連通して設けられているガス絶縁ブッシングにお
いて、前記碍管上方には、通電導体を通電させるために
上部通電接続部が配置され、前記碍管と上部通電接続部
との間には、接続手段が設けられ、前記通電導体は、上
部が前記接続手段に固定され、前記通電導体の上端に、
通電導体と同軸に中空の接続導体が接続され、前記接続
導体の上部が、上部通電接続部に接続され、前記接続導
体は、通電導体と中空内部を連通して接続され、前記接
続導体には、中空内部と接続導体外部とを連通する開口
部が設けられていることを特徴とする。

【００２１】請求項２記載の発明は、前記通電導体は、
下部を下部通電接続部に支持されており、この接続部よ
りも上方となる周面に、中空内部と通電導体外部とを連
通する開口部が設けられていることを特徴とする。

【００２２】請求項３記載の発明は、絶縁ガスを満たし
た碍管内に、この碍管と同軸に中空の通電導体が設けら
れ、前記通電導体は下部を下部通電接続部に支持され、
前記通電導体の中空内部は上部および下部で碍管内部と
連通して設けられているガス絶縁ブッシングにおいて、
前記通電導体は、本体と、下部通電接続部との接触部
と、中空内部と碍管内部との連通部とから構成され、前
記接触部および連通部は、前記本体に比べ抵抗値の低い
導電材料により構成されていることを特徴とする。

【００２３】請求項４記載の発明は、絶縁ガスを満たし
た碍管内に、この碍管と同軸に中空の通電導体の設けら
れているガス絶縁ブッシングにおいて、前記通電導体
は、外周部と内部の２重構造として構成され、前記外周
部は、抵抗値の低い導電材料により構成され、前記内部
は、機械強度の強い金属により構成されていることを特
徴とする。

【００２４】請求項５記載の発明では、絶縁ガスを満た
した碍管内に、この碍管と同軸に中空の通電導体が設け
られ、前記碍管の内周面に一定の空間を有して絶縁物か
らなる筒の配置されているガス絶縁ブッシングにおい
て、前記筒は、外周面を軸方向に凹凸を形成し、前記碍
管と筒との間の空間は、上部および下部で碍管内と連通
するように設けられていることを特徴とする。

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明では、通電導体が接続手段
に固定されているため、上部通電接続部に直接通電導体
の自重による過大な曲げ応力が負荷されることがなく、
上部通電接続部が破損することは発生しない。また、通
電導体の中空内部と外部を連通する手段が、接続導体に
設けられている。このため、絶縁ガスの冷却のための循
環は確保された状態で、しかも通電導体の周面に、断面
積を減少させることになる循環孔を設ける必要がない。
通電導体に断面積の減少することになる循環孔がないた
め、通電導体の自重による過大な曲げ応力によって、通
電導体が破損する等は発生しない。また、通電導体は、
部分的に抵抗値が高くなることは起こらない。

【００２６】また、請求項２記載の発明では、通電導体
の下部を、複数種類の接続部に対応するように、一定の
規格により形成することにより、規格化された通電導体
を予め製造することができ、設計・加工の工程が簡単と
なる。また、このような通電導体は、接続部の設置場所
で組立てるだけとなり、絶縁ガスの循環を容易に確保し
た組立てを容易に行うことができる。

【００２７】請求項３記載の発明では、通電導体の中空
内部と外部を連通する手段が通電導体に形成された場
合、この連通する手段の周囲を抵抗値の低い導電材料に
より形成することにより、断面積の減少による発熱を抑
えることができる。

【００２８】さらに、請求項４記載の発明では、通電導
体は、外周部と内部の２重構造とすることにより、通電
断面積を同等に確保して、しかも、通電導体内部を循環
する絶縁ガス量をほぼ同等に維持して、曲げ荷重に対す
る強度を向上させることができる。

【００２９】請求項５記載の発明では、飛散抑制形ガス
絶縁ブッシングとして、碍管内部に筒を設けた場合、碍
管と筒との間の空間は、上部および下部で碍管内と連通
するように設けることにより、絶縁ガスを碍管と筒との
間の空間においても循環・対流させることができる。こ
れにより、絶縁物からなる筒の発熱を防止することがで
き、優れた冷却効率とすることができる。また、筒の形
状を、外周面に軸方向に凹凸を形成したものとすること
により、絶縁ガスの流路の表面積が大きくなり、効率的
に冷却することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明のガス絶縁ブッシングの実施例
を、図面に基づき説明する。なお、従来技術と同一機能
を有する部材に関しては、同一符号を付し、説明は省略
する。

【００３１】（１）第１実施例…図１〜図２ 図１は本実施例の側面断面図、図２はガス絶縁ブッシン
グの頭部の側面拡大断面図である。図１および図２に示
すように、本実施例のガス絶縁ブッシング１は、碍管２
とクーリングケース５との間には、両者を接続するため
の接続手段として接続タンク２０が設けられている。こ
の接続タンク２０は、上部取付フランジ４により碍管２
に固定されている。接続タンク２０は、底板に筒１３の
上端の開口径と同一となる開口部が、接続タンク２０と
同軸に設けられている。そして、碍管２内周面と筒１３
との間の空間１８に対応する部分に小径の連通孔１９が
設けられている。一方、接続タンク２０の天板には、中
央部分に通電導体３の貫通する開口部と、その周囲にク
ーリングケース５内と接続タンク２０内を連通する複数
の開口部２０ａが設けられている。中空管状の通電導体
３は、上端が接続タンク２０の天板を貫通して、接続タ
ンク２０の天板上面に固定されている。

【００３２】一方、クーリングケース５上部の蓋板６に
は、下面中央部に通電用接触子２１が設けられている。
この通電用接触子２１と前記通電導体３との間には、電
気的に両者を接続して通電路を確保するために、中空管
状の接続導体２２が配設されている。そして、接続導体
２２の下端は、ボルト等により通電導体３の上端に固定
されている。一方、接続導体２２の上端は、通電用フィ
ンガーからなる接続部２３を介して、通電用接触子２１
下部に電気的に接続されている。

【００３３】また、通電導体３と接続導体２２とは、そ
れぞれの中空部分が連通するように設けられている。接
続導体２２の上部周面には、接続導体２２の内部と外部
とを連通する循環孔２２ａが設けられている。

【００３４】なお、接続タンク２０の底面には、小さな
連通孔１９が設けられ、この連通孔１９により前記碍管
２内周面と筒１３との間の空間１８が、その上部の接続
タンク２０内部と連通した状態となっている。

【００３５】以上のような構成を有する本実施例の作用
効果は次のようになる。すなわち、通電導体３の上部に
接続導体２２が連通状態で配置され、この接続導体２２
に循環孔２２ａが設けられているため、循環孔２２ａに
より通電導体３の内部と外部が連通可能な状態となる。
したがって、通電導体３に循環孔３ａを設けるこがない
ため、通電導体３に十分な強度を有して、熱サイフォン
を利用した絶縁ガスの循環経路１６ａを構成することが
できる。

【００３６】また、本実施例の通電導体３は、上端が接
続タンク２０に固定され、さらに接続導体２２を介して
蓋板６に設けられている。この接続導体２２の蓋板６へ
の接続は、通電用フィンガーからなる接続部２３を介し
て行われているため、固着されてはいない。したがっ
て、通電導体３に過大な曲げ応力が加わった場合でも、
蓋板６やクーリングケース５に負荷がかかることは発生
しない。これにより、通電導体に確実に通電させること
ができる。

【００３７】しかも、本実施例の頭部部分では、通電導
体に循環孔３ａが設けられていないことと共に、碍管２
部分とその上部のクーリングケースとが、接続タンクを
介して連結されている。これにより、一定形状のクーリ
ングケース５に限定されずに、碍管２と接続が可能とな
る。これにより、本実施例の絶縁ブッシング１は、接地
タンク、碍管２、接続タンク２０、クーリングケース５
の順で下部から上方に向けて重ねてゆけば良い構造とな
り、組立性が良好となる。また、各構成部分を規格化し
て生産することができる。

【００３８】（２）第２実施例…図３ 本発明では、第１実施例のガス絶縁ブッシングを、次の
ような構成とすることも可能である。

【００３９】すなわち、図３に示すように、通電導体３
の上縁には、中空管状の通電導体接触子３ｃが設けられ
ている。また、接続導体２２の下部は、内周面が通電導
体接触子３ｃの外周面よりも十分に大きく形成されてい
る。そして、接続導体２２の内周面にフィンガー等から
なる接続部３３が設けられ、これが通電路として、通電
導体接触子３ｃに接続されている。

【００４０】以上のように、通電導体３と接続導体２２
とは、接続部３３を介して接続されため、各部材の加工
時に誤差があった場合でも、高い精度により組立てるこ
とができる。また、クーリングケース５を組み立てた後
に接続導体２２を組み立てることも容易に行うことがで
きる。したがって、本実施例は、第１実施例と同様の効
果が得られると共に、組立てが容易となるガス絶縁ブッ
シングを提供することができる。

【００４１】（３）第３実施例…図４ 本発明では、第１実施例のガス絶縁ブッシングを次のよ
うな構成とすることもできる。すなわち、図４に示すよ
うに、碍管２とクーリングケース５との接続手段とし
て、両者の間には円板状の接続フランジ４０が設けら
れ、これは上部接続フランジ４により支持されている。
接続フランジ４０には、中央部分に通電導体３の貫通す
る開口部と、その周囲に碍管２内とクーリングケース５
内を連通する複数の連通孔１９が設けられている。さら
に、碍管２の内壁と筒１３との間の空間１８と、クーリ
ングケース５内を連通する小径の連通孔１９が設けられ
ている。

【００４２】前記通電導体３は、上端が接続フランジ４
０を貫通して、接続フランジ４０の上面に固定されてい
る。この通電導体３上端と、クーリングケース５に設け
られた接続導体２２とは、通電可能に、第１実施例と同
様に固定、または第２実施例と同様に接続部３３を介し
て接続されている。また、通電導体３と接続導体２２と
は、内部が連通するように構成されている。

【００４３】上記のように構成することにより、第１実
施例と同様に効果を得ることができる。また、通電導体
３と接続導体２２との接続が、接続フランジ４０を介し
て行われるため、接続手段の構成が単純となり、容易に
接続することができる。

【００４４】（４）第４実施例…図５〜図６ 本実施例のガス絶縁ブッシング１は、通電導体３の下部
が、図５に示すように構成されている。すなわち、接続
部１５に挿入される通電導体３は、その挿入される部分
の外径を寸法Ｄとして形成されている。そして、通電導
体３には、接続部１５に挿入された状態で、ガイドシー
ルド１７よりも上方となる周面に、通電導体３の内部と
外部を連通する循環孔３ｂが設けられている。また、通
電導体３は下端が開口して設けられ、この開口部５３
は、通電導体３の中空内部と連通している。このような
通電導体３は、接続部１５に挿入された状態で、少なく
ともガイドシールド１７よりも下方となる通電導体３で
は、その内径および下端開口部５３の開口径が、寸法ｄ
として形成されている。

【００４５】以上のように、本実施例では、通電導体３
下部が、接続部１５に挿入される部分の外径と内径が一
定した寸法として形成され、また、接続部１５装着状態
でガイドシールド１７よりも上方となる位置に循環孔３
ｂが形成されるという、一定の規格に形成されている。
これにより、通電導体３は、前記規格に対応する複数種
類の形状の接続部と接続することができる。

【００４６】例えば、図５に示すように、通電導体３の
接続部よりも上方となる周面に循環孔３ｂが形成され、
絶縁ガスが循環されるため、接続部１５は開口部１５ａ
を設けていない構成とすることができる。

【００４７】また、接続部１５を図６のような形状とし
ても接続可能となる。この接続部は、開口部分の中央
に、上方に突出したガイドロッド１５ｂが設けられてい
る。このガイドロッド１５ｂは、外周が寸法ｄとして形
成され、通電導体３の挿入時の位置決めガイドとして、
また、挿入後の所定位置で支持する支持手段として構成
されている。接続部の上部周面には、通電導体３と電気
的に接続される接触子が設けられている。

【００４８】このような構成の接続部１５に通電導体３
を接続する場合には、通電導体３の下端の開口部５３を
ガイドロッド１５ｂに挿入して、支持させる。この状態
で、通電導体３下部の外周面が接触子１４と接触する。
また、通電導体３の循環孔３ｂはガイドロッド１５ｂよ
りも上方となるため、ガイドロッド１５ｂが絶縁ガスの
循環を妨げることはない。

【００４９】以上のように、本実施例では、通電導体３
の下部の外径と内径を一定した寸法とした一定規格とし
て構成することにより、接続部の形状に関係なく、接続
部と接続することができる。しかも、本実施例の通電導
体では、絶縁ガスの循環が確保されているため、冷却性
能を維持することができる。したがって、設計・加工の
工程が簡単となると共に、通電導体は接続部の設置場所
で組立てるだけとなる。これは、絶縁ガスの循環を容易
に確保して、容易に組立てを行うことができる。これに
より、装置を安価とすることも可能となる、優れたガス
絶縁ブッシングを提供することができる。

【００５０】（５）第５実施例…図８ 本実施例では、通電導体の循環孔３ａ，３ｂ周囲部分、
または接続導体の循環孔２２ａ周囲部分が銅により構成
されている。そして、他の部分はアルミニウムにより構
成されている。

【００５１】例えば、図７に示すガス絶縁ブッシング頭
部では、クーリングルーム５に設けられている接続導体
２２は銅により構成されている。一方、図８に示すガス
絶縁ブッシング下部では、通電導体３は、接続部より上
方となる循環孔３ｂの近傍、すなわち、下端から循環孔
３ｂの上方までの部分５１が銅により構成されている。
そして、その上部５２はアルミニウムにより構成されて
いる。

【００５２】以上のように、通電導体３及び接続導体２
２に設けられた絶縁ガスの循環孔３ｂ，２２ａ部分が、
抵抗値の低い銅で構成されるため、抵抗による発熱を抑
えることができる。また、接触子１４は銅部分５１に接
触するため、接触子１４での発熱を伝導時に放散させる
ことができる。これにより、全体の温度上昇を抑制する
ことができる。さらに、通電導体の他の部分５２が、重
量の軽いアルミニウムにより構成されるため、通電導体
３および接続導体２２からなる導体全体の重量を小さく
することができ、機械的強度が良好となる。したがっ
て、本実施例では、導体全体をアルミニウムからなる通
電導体を使用したガス絶縁ブッシングに比べ、冷却効率
および機械的強度が共に優れたガス絶縁ブッシングを提
供することができる。

【００５３】なお、導体全体を銅により構成することも
可能であり、冷却効率の優れたガス絶縁ブッシングとす
ることができる。

【００５４】（６）第６実施例…図９〜図１０ 本実施例では、通電導体が次のように構成されている。
なお、図９は本実施例のガス絶縁ブッシング全体を示す
側面断面図、図１０は図９の通電導体の構成を示す模式
図である。

【００５５】すなわち、本実施例は、図９および図１０
に示すように、通電導体は２種類の材料を積層した構成
となっている。まず、通電に寄与する外部側導体４１
は、アルミニウムや銅等の導電性が良好な材料により円
筒状に構成されている。その内部には、機械強度の高い
材料で作られた円筒状の補強材４２が挿入されている。

【００５６】ところで、曲げ荷重Ｗによるたわみ量Ｖ
は、一般的に、

【数１】Ｖ＝Ｗｌ3 ／３ＥＩ で求められる。ここで、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二次
モーメント、ｌは通電導体を針に模擬した場合の長さで
ある。ｌは碍管長さによりほぼ一義的に決まる寸法であ
り、Ｗは荷重の要因により決まる値である。したがっ
て、ＥＩの大きさが曲げ荷重に対する強さを決める一要
因である。

【００５７】なお、断面二次モーメントＩは、

【数２】Ｉ＝π／６４（ｄｏ⁴−ｄｉ⁴） で求められる。ここで、ｄｏ，ｄｉはそれぞれ円筒の外
径、内径である。このｄｏ，ｄｉを、ある無次元化した
長さ１０及び８とすると、断面二次モーメントＩは、

【数３】Ｉ＝π／６４（１９⁴−８⁴） により約２９０となる。

【００５８】同一部材で曲げ強度を１．５倍にするため
には、Ｉ＝４３５、つまり断面二次モーメントの増加量
が１４５必要がある。これは、外径を一定にするなら
ば、内径を５．８にしなければならず、内部循環ガス量
を著しく低下させることになる。

【００５９】一方、導体に多用されるアルミニウムの縦
弾性係数Ｅは７，２００ｋｇ／ｍｍ²程度であるが、鉄
系の材料はその約３倍の縦弾性係数を有する。つまり、
鉄系を使った２重構造で曲げ強度を１．５倍にする場合
は、アルミニウムの場合の断面二次モーメント増加量の
１／３、つまり４８程度の断面二次モーメントであれば
良い。鉄系の補強円筒の外径を８とすると、内径は７．
５程度となり、１．５倍の強度が得られる。また、内径
７．５程度であれば、内部循環ガスの流れはそれ程損な
われずに済む。

【００６０】鉄系の強磁性体を通電導体に使用するの
は、渦電流損発生の心配があるが、電流が鉄系補強円筒
の外形に分布すれば磁束は補強円筒部には入り込まな
い。

【００６１】表皮電流分布が鉄系補強円筒内に入るのを
防ぐために、補強円筒外周に絶縁性コーティングを施す
方法もある。また、非磁性材の高強度ジェラルミン等を
使用すれば、これらの問題はない。

【００６２】以上のように、本実施例では、通電導体の
内側に機械強度の高い材料を挿入し、２重構造の通電導
体とすることにより、ガス絶縁ブッシングの絶縁設計に
は何ら影響を与えずに、かつ、通電断面積を同等に確保
して、しかも、通電導体内部を循環する絶縁ガス量をほ
ぼ同等に維持して、曲げ荷重に対する強度を向上させる
ことができる。これにより、組立・輸送時及び運転中の
事故電流電磁力、地震等による通電導体に加わる曲げ荷
重に対する強度を、大幅に向上させることができる。

【００６３】（７）第７実施例…図１１ 前記第６実施例の２重構造の通電導体は、内部側の補強
材４２を図１１に示すような構成とすることもできる。
すなわち、補強材４２は、通電導体の軸心部分に円柱部
が設けられ、この円柱部から少なくとも３方向に放射状
に補強板が設けられている。この補強板の端面は、補強
材４２を挿入した時に、外部側の通電導体４１の内周面
に接するように構成されている。このような構成によっ
ても、第６実施例と同様の効果を得ることができる。

【００６４】（８）第８実施例…図１２〜図１３ 本実施例では、碍管２の内部が次のように構成されてい
る。なお、図１２は本実施例のガス絶縁ブッシング全体
を示す側面断面図、図１３は図１２のＹ−Ｙ断面図であ
る。

【００６５】すなわち、本実施例のガス絶縁ブッシング
は、接地タンク８の上部に碍管２が設けられ、その上部
にクーリングケース５が設けられている。碍管２内部に
は、碍管２内周面と一定間隔の空間１８を有して、絶縁
物からなる筒１３が設けられている。この筒１３は、上
端がクーリングケース５の底面に、また下端が接地タン
ク８の上面に取付けられている。そして、クーリングケ
ース５底面と接地タンク８上面には、前記空間１８に対
応する部分に、それぞれ小径の連通孔１９，８１が設け
られている。

【００６６】前記筒１３は、図１３に示すように、その
周面には波形の凹凸が形成されている。そして、前記連
通孔１９，８１は、通電導体３方向に突出した筒１３の
凹部８２に対応した位置に設けられている。

【００６７】このような構成では、通電導体３の発熱に
より高温となった絶縁ガスは、絶縁導体３の内部および
外周面に沿って上昇し、クーリングケース５で冷却され
る。この後、筒１３の内周面に沿って下降する。この
時、クーリングケース５で冷却された絶縁ガスの一部
は、クーリングケース５下面に設けられた連通孔１９か
ら、碍管２内周面と筒１３の間の空間１８に流入する。
この空間１８に流入した絶縁ガスは、碍管２内周面によ
り冷却されながら下降し、接地タンク８上面の連通孔８
１を介して接地タンク８内に排出される。この後、絶縁
ガスは、再度通電導体３により加熱されて、循環するこ
とになる。このように、空間１８においては、絶縁ガス
は、下降方向に限定された整流となる。したがって、前
記空間において、絶縁ガスの熱は、碍管２壁面から放射
されることになる。

【００６８】ここで、筒１３は碍管破損時の飛散を抑制
するために設けられたものであり、碍管２と筒１３と間
の空間１８を小さくすることが望まれる。この場合、周
面が曲面となる円筒状の筒１３の場合には、絶縁ガスの
流路が狭くなり、流量が低下して、絶縁ガスの循環効率
が低下することになる。しかし、本実施例では、筒１３
の周面が凹凸により波形に形成されているため、筒１３
と碍管２の間の凹部８２が絶縁ガスの流路となる。これ
は、流路断面が円形に近似することになり、飛散抑制効
果が優れた状態で、流路抵抗を小さくすることが可能と
なる。また、連通孔１９，８１の有効断面積も大きくす
ることが可能となり、空間１８内の循環ガス量が大きく
なることから、優れた放射効果を得ることができる。

【００６９】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、この技術分野の当業者であれば、他
の各種の実施例を同様に考えることができ、それらはす
べて本発明の範囲に含まれるものである。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、大電流
通電時に発生する熱を効果的に処理することができ、か
つ、機械的強度を十分に備え、信頼性が高く、組立てが
容易となる、優れたガス絶縁効ブッシングを提供するこ
とができる。

【００７１】特に、請求項１記載の発明では、通電導体
が接続手段に固定され、通電導体の中空内部と外部を連
通する手段が接続導体に設けられているため、通電導体
および上部通電接続部に通電導体の自重による応力が加
わることは発生しない。また、通電導体には断面積の減
少による発熱が起こらない。したがって、信頼性が高
く、冷却効率の優れたガス絶縁ブッシングを提供するが
できる。

【００７２】請求項２記載の発明では、通電導体の下部
を、複数種類の接続部に対応するように一定の規格によ
り形成することにより、設計・加工の工程が簡単となる
と共に、設置が容易となるガス絶縁ブッシングを提供す
るができる。

【００７３】請求項３記載の発明では、通電導体の中空
内部と外部を連通する手段が通電導体に設けられている
場合、この連通する手段の周囲を抵抗値の低い導電材料
により形成することにより、断面積の減少による発熱を
抑えることができ、冷却効率の優れたガス絶縁ブッシン
グを提供することができる。

【００７４】請求項４記載の発明では、通電導体を２重
構造とすることにより、通電断面積を同等に確保して、
しかも曲げ応力に対する強度を向上されたガス絶縁ブッ
シングを提供することができる。

【００７５】請求項５記載の発明では、碍管内部に筒を
設け、この碍管と筒との間の空間を上部および下部で碍
管内と連通するように設けることにより、この空間にお
いても絶縁ガスを循環・対流させることができる。これ
により、絶縁物からなる筒の発熱を防止することがで
き、安全性に優れ且つ冷却効率の優れたガス絶縁ブッシ
ングを提供することができる。また、碍管内部の筒を、
外周面に軸方向に凹凸を形成することにより、絶縁ガス
の流路の表面積を大きくすることができ、碍管と筒との
間の空間の冷却効率を大幅に向上させることができる。
したがって、安全性および冷却効率の優れたガス絶縁ブ
ッシングを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガス絶縁ガス絶縁ブッシ
ングの全体の構成を示す側面断面図

【図２】図１のブッシング頭部を示す側面断面図

【図３】第２実施例のブッシング頭部を示す側面断面図

【図４】第３実施例のブッシング頭部を示す側面断面図

【図５】第４実施例の通電導体がブッシング下部に接続
された状態を示す側面断面図

【図６】図５の通電導体を他の形状のブッシング下部に
接続させた状態をしめす側面断

【図７】第５実施例の要部が銅からなる通電導体の接続
されたブッシング頭部を示す側面断面図

【図８】図７のブッシング下部を示す側面断面図

【図９】第６実施例のブッシング全体を示す側面断面図

【図１０】図９の通電導体の構成を示す模式図

【図１１】第７実施例として、図１０の他の構成を示す
模式図

【図１２】第８実施例のガス絶縁ブッシング全体を示す
側面断面図

【図１３】図１２に示すガス絶縁ブッシングのＹ−Ｙ断
面図

【図１４】従来のガス絶縁ブッシングの全体の構成を示
す側面断面図

【図１５】図１４の通電導体がブッシング下部に接続さ
れた状態を示す側面断面図

【符号の説明】

１…ガス絶縁ブッシング ２…碍管 ３…通電導体 ５…クーリングケース ５…冷却ファン ６…蓋板 ８…接地タンク ９…絶縁ガス １０…接地シールド １１…外部シールド １２…内部シールド １３…筒 ３ａ，３ｂ，２２ａ…循環孔 １４…接触子 １５…接続部 １６…ガス循環経路 １７…ガイドシールド １８…空間 １９…連通孔 ２０…接続タンク ２１…通電用接触子 ２２…上部通電導体 ２３…接続部 ４０…接続フランジ １５ｂ…ガイドロッド ５１…銅で構成された通電導体 ５２…アルミニウムで構成された通電導体 ４１…通電導体 ４２…補強材 ４３…補強材 ５２…凹部（流路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 多恵 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株式会社東芝 浜川崎工場内 (56)参考文献 特開 平６−231638（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−101499（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 17/00 - 17/54

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを満たした碍管内に、この碍管
   と同軸に中空の通電導体が設けられ、前記通電導体の中
   空内部は上部および下部で碍管内部と連通して設けられ
   ているガス絶縁ブッシングにおいて、 前記碍管上方には、通電導体を通電させるために上部通
   電接続部が配置され、 前記碍管と上部通電接続部との間には、接続手段が設け
   られ、 前記通電導体は、上部が前記接続手段に固定され、 前記通電導体の上端に、通電導体と同軸に中空の接続導
   体が接続され、 前記接続導体の上部が、上部通電接続部に接続され、 前記接続導体は、通電導体と中空内部を連通して接続さ
   れ、 前記接続導体には、中空内部と接続導体外部とを連通す
   る開口部が設けられていることを特徴とするガス絶縁ブ
   ッシング。
2. 【請求項２】 前記通電導体は、下部を下部通電接続部
   に支持されており、この接続部よりも上方となる周面
   に、中空内部と通電導体外部とを連通する開口部が設け
   られていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁ブ
   ッシング。
3. 【請求項３】 絶縁ガスを満たした碍管内に、この碍管
   と同軸に中空の通電導体が設けられ、前記通電導体は下
   部を下部通電接続部に支持され、前記通電導体の中空内
   部は上部および下部で碍管内部と連通して設けられてい
   るガス絶縁ブッシングにおいて、 前記通電導体は、本体と、下部通電接続部との接触部
   と、中空内部と碍管内部との連通部とから構成され、前
   記接触部および連通部は、前記本体に比べ抵抗値の低い
   導電材料により構成されていることを特徴とするガス絶
   縁ブッシング。
4. 【請求項４】 絶縁ガスを満たした碍管内に、この碍管
   と同軸に中空の通電導体の設けられているガス絶縁ブッ
   シングにおいて、 前記通電導体は、外周部と内部の２重構造に構成され、
   前記外周部は、抵抗値の低い導電材料により構成され、
   前記内部は、機械強度の強い金属により構成されている
   ことを特徴とするガス絶縁ブッシング。
5. 【請求項５】 絶縁ガスを満たした碍管内に、この碍管
   と同軸に中空の通電導体が設けられ、前記碍管の内周面
   に一定の空間を有して絶縁物からなる筒の配置されてい
   るガス絶縁ブッシングにおいて、前記筒は、外周面を軸方向に凹凸を形成し、 前記碍管と
   筒との間の空間は、上部および下部で碍管内と連通する
   ように設けられていることを特徴とするガス絶縁ブッシ
   ング。