JP3541287B2 - ブッシング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁容器の内部導体と外部導体とを接続すべく用いられるブッシングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
母線からの受電を、各種の負荷機器、他の電気室に配電すべく用いられるスイッチギヤ（閉鎖配電盤）は、母線との接続のための母線側導体、負荷への送電ケーブルとの接続のための負荷側導体等の接続導体と共に、母線側導体と負荷側導体とを接離する主回路開閉器、負荷側導体を接地するための接地開閉器、監視制御に必要な制御機器等の内部機器を、接地金属製の外箱内に適宜に配設して構成されている。
【０００３】
このようなスイッチギヤにおいては、主回路開閉器、接地開閉器等の開閉装置を接続用の導体と共に絶縁容器内に収納し、前記開閉装置の接点間の絶縁性能を高める構成としたものがあり、このようなスイッチギヤにおいては、前記絶縁容器の内部の導体と外部の導体とを接続するために、図６及び図７に示す如きブッシングが用いられている。
【０００４】
図６は、絶縁容器内の負荷側導体と絶縁容器外の送電ケーブルとの接続に用いられるケーブルブッシングの縦断面図であり、ＩＥＥＥ規格に寸法が規定されているものである。また図７は、図６に示すケーブルブッシングの使用状態の説明図である。
【０００５】
図７においてＡは、開閉装置及び導体を内蔵する絶縁容器であり、ケーブルブッシングＢ′は、前記絶縁容器Ａの外壁３に取り付けられ、外部導体としての送電ケーブルＣと、内部導体としての負荷側導体４とを接続すべく用いられる。
【０００６】
図６に示す如く、ケーブルブッシングＢ′は、絶縁容器Ａの内側において負荷側導体４に、同じく外側において送電ケーブルＣに夫々接続される接続導体２と、該接続導体２の外側を密に被包する絶縁筒１とを備えてなる。絶縁筒１は、エポキシ樹脂製の筒体であり、その中途部外周に周設された固定フランジ1bを、絶縁容器Ａの外壁３の該当位置に形成された装着孔の周縁にボルト止めし、前記外壁３を貫通する態様に取り付けられている。この固定フランジ1bと外壁３との間には、固定フランジ1bの端面に周設されたＯリング溝に装着されたＯリング６を介装し、絶縁容器Ａの内外を気密に封止する構成としてある。
【０００７】
接続導体２は、導電性に優れた金属製の丸棒であり、絶縁筒１の内側に、両端部を適長突出させて嵌め込まれている。外壁３の内側への接続導体２の突出端には、負荷側導体４がボルト止めにより接続されている。また外壁３の外側への接続導体２の突出端には、雄ねじ部2aが同軸的に連設され、送電ケーブルＣは、末端の接続端子2bを前記雄ねじ部2aに嵌め込み、該雄ねじ部2aに螺合する固定ナット2cにより締め付け固定されている。
【０００８】
送電ケーブルＣの接続側の接続導体２の端部外周には、適長に亘ってローレット処理された抜け止め部2dを設け、絶縁筒１からの抜け止めが図られており、また、絶縁筒１と接続導体２との嵌合部には、接着剤が充填され、絶縁容器Ａの内外を気密に封止する構成としてある。更に、絶縁容器Ａの外側における送電ケーブルＣの接続部は、その表面を導電処理したゴム製の端末カバー５により覆い、外部に対して絶縁されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
さて、前記絶縁容器Ａは、その内部に絶縁性ガスを加圧封入してなるガス絶縁容器として構成されており、前述した従来のケーブルブッシングＢ′は、このようなガス絶縁容器への適用を前提とするものである。一方近年においては、より良好な絶縁性能を得るべく、前記絶縁容器Ａを、その内部を高真空に保った真空絶縁容器として構成したスイッチギヤが実用化されつつある。
【００１０】
ところが絶縁容器Ａを真空絶縁容器として構成する場合、前記ケーブルブッシングＢ′を装着した状態で行われる真空形成において、高温下での脱ガス処理が必要であり、従来のケーブルブッシングＢ′において採用されている絶縁筒１は、前述した如くエポキシ樹脂製であるため、前記脱ガス処理時の高温に耐えられないという問題があり、また絶縁筒１と接続導体２との嵌合部に充填された接着剤、更には、絶縁容器Ａの外壁３と絶縁筒１の固定フランジ1bとの間に介装されたＯリング６も同様に、前記脱ガス処理時の高温に耐えられないという問題があり、前記真空形成の過程において、絶縁筒１自体の劣化、並びに前記接着剤及びＯリング６の劣化によって絶縁容器Ａの内外の封止性能が低下し、該絶縁容器Ａの内部の高真空状態を長期に亘って維持し得なくなる虞れがあった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、絶縁容器の内外における封止性能を良好に保つことができ、またこの封止性能が絶縁容器内部の真空形成の過程において低下することがなく、特に、真空絶縁容器の内外における導体の接続に有用なブッシングを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のブッシングは、接続導体を内側に保持する絶縁筒をセラミックス製とし、これら両者を接合環を介して全周に亘るロー付けにより、長手方向の一か所のみにて接合し、また絶縁筒の端面を絶縁容器の外壁に、固定環を介して全周に亘るロー付けにより固定したものである。
【００１３】
この発明においては、絶縁筒をセラミックス製とし、絶縁容器内部の真空形成の過程での高温に耐えるようにし、また絶縁筒と接続導体とを、全周に亘ってロー付けされた接合環により接合し、絶縁筒の端面と絶縁容器の外壁とを全周に亘ってロー付けされた固定環により固定して、真空形成過程における高温に耐える気密封止構造とする。更に、接合環による接合を長手方向の一か所のみにて行い、絶縁筒と接続導体との熱膨張の差を吸収する。
【００１４】
請求項２の発明のブッシングは、接合環による接合位置を絶縁容器の外部への絶縁筒の突出端部に設定したものである。
【００１５】
この発明においては、接合環による接合を、絶縁容器の外部への絶縁筒の突出端にて実施し、この接合位置よりも内側における絶縁筒と接続導体との間に絶縁容器の内部と同等の絶縁状態を得て、高耐電圧性能を確保する。
【００１６】
請求項３の発明のブッシングは、接合環による接合位置を絶縁容器の内部への絶縁筒の突出端部に設定し、この接合位置よりも外側の絶縁筒の内面に導電材を被着したものである。
【００１７】
この発明においては、接合環による接合を、作業が容易な絶縁容器の内部への絶縁筒の突出端にて実施し、この接合位置よりも外側の絶縁筒の内面には導電材を被着して接続導体と同電位に保ち、両者間での放電を防止して、高耐電圧性能を確保する。
【００１８】
請求項４の発明のブッシングは、絶縁筒の内側に周設したフランジ部により、接合環による接合位置と異なる位置で接続導体を支える構成としたものである。
【００１９】
この発明においては、接合環による接合位置以外にて接続導体を支えるフランジ部を設け、接続導体の支持剛性を高める。
【００２０】
請求項５の発明のブッシングは、接続導体を支えるフランジ部を別部材により構成したものである。
【００２１】
この発明においては、接続導体を支えるフランジ部を絶縁筒と別体とし、接合環による絶縁筒と接続導体との接合の後での取り付けを可能とし、組立ての容易さを確保すると共に、フランジ部による支持を確実に行わせる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るブッシングの第１の実施の形態を示す縦断面図であり、図２は、本発明に係るブッシングの使用状態の説明図である。
【００２３】
これらの図は、図６及び図７に示す従来のブッシングと同様、外部導体としての送電ケーブルの接続のために用いられるケーブルブッシングとして構成されたものであるが、本発明に係るブッシングは、例えば、絶縁容器の外部に配された母線側導体を絶縁容器内部の導体を接続する用途等、絶縁容器の内部の導体と外部の導体とを接続するためのあらゆる用途において適用可能である。
【００２４】
図２において、Ａは絶縁容器である。この絶縁容器Ａは、内部を高真空に保った真空絶縁容器として構成されており、その内部には、共に２点切り構造とされた主回路開閉器20、接地開閉器21、母線側分岐導体22、負荷側導体23等の回路構成部品が収納されており、その外部には、主回路開閉器20及び接地開閉器21に兼用の駆動装置24が取り付けられ、またケーブルブッシングＢを介して送電ケーブルＣが接続されている。
【００２５】
ケーブルブッシングＢは、絶縁容器Ａの外壁14に取り付け、外部導体としての送電ケーブルＣと、内部導体としての負荷側導体23とを接続すべく用いられており、図１に示す如く、絶縁容器Ａの内側において負荷側導体23に、同じく外側において送電ケーブルＣに夫々接続される接続導体８と、該接続導体８の外側を被包する絶縁筒７とを備えてなる。
【００２６】
絶縁筒７は、絶縁性を有すると共に、耐熱性に優れたセラミックス製の部材であり、図示の如く一側に向けて縮径され、内部を中空とした円錐台形状を有し、小径側及び大径側の各端部には、内向きに張り出すフランジ部7a，7bが夫々周設されている。また大径側の端部の外側には、固定フランジ7cが周設されており、絶縁筒７は、前記固定フランジ7cを絶縁容器Ａの外壁14の該当位置に形成された装着孔の周縁部に臨ませ、両者間に円環状をなす金属製の固定環10を介在させ、この固定環10を全周に亘るロー付けにより、固定フランジ7cの端面と前記装着孔の周縁部とに接合して、図示の如く、小径側が絶縁容器Ａの外部に突出する態様に固定されている。
【００２７】
この固定により、絶縁容器Ａの外壁14と固定フランジ7cとの間は、金属製の固定環10と、これの周縁のロー付け部とにより気密に封止されたこととなり、高い気密性が得られると共に、この封止は、絶縁容器Ａの内部の真空形成過程における脱ガス処理時に発生する高温により損なわれることがなく、高い気密性が良好に維持される。
【００２８】
接続導体８は、導電性に優れた金属製の丸棒であり、前述の如く構成された絶縁筒７の中空部に、両側のフランジ部7a，7bの中心位置に形成された挿通孔を経て挿通され、両フランジ部7a，7bの外側に夫々適長の突出部を有して支持されている。大径側のフランジ部7bを経て絶縁容器Ａの内部に突出する接続導体８の端部は、前記負荷側導体23の中途にロー付けにより接続されている。また小径側のフランジ部7aを経て絶縁容器Ａの外部に突出する接続導体８の端部には、雄ねじ部8aが同軸的に連設されており、送電ケーブルＣは、末端の接続端子8bを前記雄ねじ部8aに嵌め込み、該雄ねじ部8aに螺合する固定ナット8cの締め付けにより接続導体８に接続されている。なお、絶縁容器Ａの外側における送電ケーブルＣの接続部は、図６に示す従来のケーブルブッシングＢ′と同様、その表面を導電処理したゴム製の端末カバー５により覆い、外部に対して絶縁されている。
【００２９】
以上の如き接続導体８は、両側のフランジ部7a，7bへの挿通部において支持されると共に、小径側のフランジ部7aの内面に接合環９を用いて接合されている。図３は、図１に示すブッシングの要部の拡大断面図であり、接合環９による接合位置の近傍を示している。
【００３０】
接合環９は、短寸薄肉の金属製の円環であり、図示の如く、絶縁筒７の内側において前記フランジ部7aに対向する接続導体８の外側に設けた小径部8dにその一側を嵌合させ、また他端をフランジ部7aの内側端面に突き当てた状態に位置決めされ、この状態にて両側の周縁の全周に亘るロー付けにより、フランジ部7aの端面と接続導体８の小径部8dとに接合されている。
【００３１】
この接合により、絶縁筒７と接続導体８との間は、金属製の接合環９と、これの周縁のロー付け部とにより高い気密性を有して封止されたこととなる。この封止は、絶縁容器Ａの外壁14と絶縁筒７との間と同様、絶縁容器Ａの内部の真空形成に際して発生する高温により損なわれることがなく、高い気密性が良好に維持される。
【００３２】
また絶縁筒７が耐熱性に優れたセラミックス製であることから、この絶縁筒７の絶縁容器Ａ内部への露出部が、前記真空形成に際して発生する高温により損傷する虞れはない。このように本発明に係るブッシングＢにおいては、真空絶縁された絶縁容器Ａに対しても高い封止性能を発揮でき、該絶縁容器Ａの内部の高真空状態を長期に亘って維持することが可能である。
【００３３】
また前記接合環９による接合が、絶縁筒７及び接続導体８の長手方向の一か所のみにおいて行われていることから、前記真空形成に際しての高温下において、熱膨張率の差に起因して生じる絶縁筒７と接続導体８との伸長程度の相違を吸収し、両者における熱応力の発生を緩和することができる。なお接続導体８は、絶縁筒７の小，大径側のフランジ部7a，7bの内縁により夫々支えられており、使用状態において接続導体８に作用する荷重に対しては十分な耐久性が得られる。
【００３４】
更に、以上の如き第１の実施の形態においては、絶縁筒７と接続導体８との接合環９による接合が、小径側のフランジ部7a、即ち、絶縁容器Ａの外部への絶縁筒７の突出端部にて行われていることから、絶縁容器Ａの内部に真空形成した後においては、絶縁筒７の内側もまた真空となり、使用状態において高電位となる接続導体８及び接合環９との間に高い絶縁性能が得られる。
【００３５】
図４は、本発明に係るブッシングの第２の実施の形態を示す縦断面図である。図示のブッシングは、第１の実施の形態におけると同様、ケーブルブッシングＢとして構成されており、第１の実施の形態との相違は、絶縁筒７と接続導体８の接合態様にあり、本図において接続導体８は、大径側のフランジ部7bの外面に接合環15を用いて接合されている。
【００３６】
接合環15は、図示の如くＬ字形断面を有する金属製の円環であり、絶縁筒７の大径側からの接続導体８の外側に嵌合され、他端を同側のフランジ部7bの外側端面に突き当てた状態に位置決めされており、この状態にてＬ字の両端縁の全周に亘るロー付けにより、フランジ部7bの端面と接続導体８の周面とに接合されている。
【００３７】
この接合により、絶縁筒７と接続導体８との間は、金属製の接合環15と、これの周縁のロー付け部とにより、長手方向の一か所のみにて高い気密性を有して封止されたこととなり、第１の実施の形態と同様、絶縁容器Ａ内の真空形成に際して発生する高温に影響されることなく、高い気密性が良好に維持される。
【００３８】
更にこの実施の形態においては、絶縁筒７と接続導体８とへの接合環15のロー付けが、大径側のフランジ部7bの外側において行われることから、前記ロー付けの施行が容易であり、より確実な気密接合状態が得られる。
【００３９】
一方、接合環15による接合位置が、絶縁容器Ａの内側への絶縁筒７の突出端部に設定されていることから、使用状態において絶縁筒７の内側と接続導体８との間が大気絶縁となり、両者間における放電を防止する処置が必要である。このため絶縁筒７の内面には、図４に示す如く、その全面に亘って導電体からなる導電層7dが被着形成されており、この導電層7dを接続導体８と同電位に保ち、絶縁筒７と接続導体８との間の間隙における電界の発生を抑え、前記放電を防止して高耐電圧性能を確保する構成としてある。なお前記導電層7dは、導電性塗料の塗布、金属コーティング等、適宜の手段により容易に形成することができる。
【００４０】
図５は、本発明に係るブッシングの第３の実施の形態を示す縦断面図である。図示のブッシングもまた、第１の実施の形態におけると同様、ケーブルブッシングＢとして構成されており、第１の実施形態との相違は、絶縁筒７の内側に接続導体８を支持するフランジ部の一方を別部材（フランジ環17）として構成したところにある。
【００４１】
即ち、絶縁筒７は、大径側の全面を開口せしめた形状を有しており、フランジ環17は、前記開口部にその一側を嵌合させ、この嵌合部周縁の全周に亘るロー付けにより絶縁筒７と一体化されており、中心部に形成された挿通孔に前記接続導体８を挿通支持するようになしてある。このように、別部材として構成されたフランジ環17を用いることにより、他側（小径側）のフランジ部7aと接続導体８とへの前記接合環９のロー付けが、フランジ環17の取り付け前に容易に実施でき、より確実な気密接合状態が得られる。
【００４２】
なお以上の実施の形態においては、絶縁筒７と接続導体８の接合を、絶縁筒７の両側の端部にて実施する構成としたが、この接合は、絶縁筒７及び接続導体８の対向部間の適宜位置にて実施し得る。また絶縁筒７及び接続導体８の形状は、以上の実施の形態に示すものに限らず、種々の形状のものを採用し得る。更に以上の実施の形態においては、真空絶縁容器として構成された絶縁容器Ａの内外での導体接続に用いる場合について述べたが、本発明に係るブッシングは、ガス絶縁容器への適用もまた可能であることは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明に係るブッシングにおいては、接続導体を内側に保持する絶縁筒をセラミックス製としたから、この絶縁筒の高温による損傷を防止でき、また、絶縁筒と接続導体とを、全周に亘ってロー付けされた接合環により接合し、絶縁筒と絶縁容器の外壁とを、絶縁筒の端面において全周に亘ってロー付けされた固定環により固定したから、これらの封止性能が高温下においても損なわれることがなく、更に、接合環による接合を長手方向の一か所のみにて行ったから、絶縁筒と接続導体との熱膨張率の差を吸収して、高温下での熱応力の発生を抑制でき、真空絶縁容器の内外における導体間の接続に適用することが可能となる。
【００４４】
また請求項２の発明に係るブッシングにおいては、接合環による接合位置を絶縁容器の外部への絶縁筒の突出端部に設定したから、この接合位置よりも内側における絶縁筒と接続導体との間に絶縁容器の内部と同等の絶縁状態が得られ、何らの処置を施すことなく高い耐電圧性能を確保することができる。
【００４５】
また請求項３の発明に係るブッシングにおいては、接合環による接合位置を絶縁容器の内部への絶縁筒の突出端部に設定したから、この接合作業が容易に行えるようになり、更に、接合位置よりも外側の絶縁筒の内面に導電材を被着したから、絶縁筒と接続導体との間での電界の発生が抑制され、両者間での放電を防止して、高い耐電圧性能を確保することができる。
【００４６】
また請求項４の発明に係るブッシングにおいては、絶縁筒の内側に周設したフランジ部により、接合環による接合位置と異なる位置で接続導体を支える構成としたから、接続導体の支持剛性を高めることができ、使用状態にて接続導体に作用する荷重に対して十分な耐久性が得られる。
【００４７】
また請求項５の発明に係るブッシングにおいては、接続導体を支えるフランジ部を別部材により構成したから、組立てが容易となると共に、接続導体の支持剛性を高めることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーブルブッシングとして構成された本発明に係るブッシングの第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係るブッシングの使用状態の説明図である。
【図３】図１に示すブッシングの要部の拡大断面図である。
【図４】本発明に係るブッシングの第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係るブッシングの第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】従来のケーブルブッシングの縦断面図である。
【図７】従来のケーブルブッシングの使用状態の説明図である。
【符号の説明】
７ 絶縁筒、7a，7b フランジ部、８ 接続導体、９ 接合環、10 固定環、14 外壁。

Claims (5)

1. 絶縁容器内部の導体と外部の導体とを接続する接続導体と、該接続導体をその内側に保持し、前記絶縁容器の外壁に装着されるセラミックス製の絶縁筒と、前記接続導体の外周と絶縁筒の内周とに、内外の周縁を夫々全周に亘ってロー付け接合され、前記接続導体と絶縁筒とを長手方向の一か所のみにて接合する接合環と、前記絶縁筒の端面と前記絶縁容器の外壁とに、内外の周縁を夫々全周に亘ってロー付け接合され、前記絶縁筒を前記絶縁容器に固定する固定環とを具備することを特徴とするブッシング。
2. 接合環による接合位置は、絶縁容器の外部への絶縁筒の突出端部に設定してある請求項１記載のブッシング。
3. 接合環による接合位置は、絶縁容器の内部への絶縁筒の突出端部に設定し、この接合位置よりも外側の絶縁筒の内面に導電材を被着してある請求項１記載のブッシング。
4. 絶縁筒の内側に周設され、接合環による接合位置と異なる位置にて接続導体を支えるフランジ部を備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のブッシング。
5. フランジ部は、絶縁筒の一側開口部への嵌め込みにより、該絶縁筒と一体化された別部材により構成してある請求項４記載のブッシング。

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