JP3769961B2

JP3769961B2 - ブッシング

Info

Publication number: JP3769961B2
Application number: JP02696899A
Authority: JP
Inventors: 勝二進藤; 敏昭六戸; 奎将遠藤; 時生山極
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: JPH11288629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブッシングに係り、特にブッシング表面の電界集中を低減するのに好適な内部シールドを備えたブッシングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブッシングは、碍管内部，外部の電界を制御するため、中心導体の周りに同軸円筒シールドと外部にシールドリングを設けて構成している。
【０００３】
又、特開昭58−163111号公報に記載のように、中心導体の周囲に電位調整用のコンデンサ筒あるいはシールド電極を設け、碍管内面近傍に短尺絶縁筒を接続して絶縁筒を形成し、その接続部近傍に電界緩和用電極を配置したブッシングがある。又、特開昭60−86709 号公報に記載のように、中心導体と同軸状に接地電位の第１の円環状シールドを設け、この第１の円環状シールドの内側に接地電位以上の電位を有する１番目の円環状シールドを設け、インピーダンス支持部を介して、順次円環状シールドを多段積みしたブッシングがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、電界を制御するために同軸円筒シールドを軸方向に高く設置しているため、電位全体が同軸円筒シールドに沿って軸方向に持ち上げられ、同軸円筒シールド上部近傍の空間に電位が集中し、その電位が外側空間に分布してしまう。そのため、同軸円筒シールドの上側近傍における碍管の沿面に電界が集中し、注水時のコロナ発生、若しくは耐汚損性能を低下させる等の問題があった。特に、碍管表面がシリコーンゴムなどの有機材である複合碍管を用いた場合は、注水時のコロナ放電が碍管表面を劣化させ絶縁信頼性が低下し、延いてはブッシングの寿命を短縮させるおそれがある。
【０００５】
又、特開昭５８−１６３１１１号公報に記載のブッシングは、内部シールドを段積みしているため、地震やガス絶縁開閉装置等の機械的振動で内部シールドがずれたり、動いたりする恐れがあり絶縁信頼性の点で問題がある。又、内部シールド内面に電界緩和用のシールドを用いることは困難であり、内部シールド内面の接続金具とのトリプルジャンクション部の絶縁的な対策が充分できず、ブッシングが大型化することや絶縁信頼上の問題となってしまう。
【０００６】
又、特開昭６０−８６７０９号公報に記載のブッシングは、導体とシールドのどこか一部をインピーダンス部材で接続するため、複数のシールドを完全にガス絶縁することができないものであり、インピーダンスによる電位分担は経年変化の恐れがある。又、電界が強くなるシールド端部にインピーダンス部材を用いているため、絶縁部材に比べて絶縁耐力が低くなり、絶縁信頼性に問題があった。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、絶縁信頼性が低下することなく表面の電界集中を緩和することのできるブッシングを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のブッシングは、碍管内に配置された中心導体の周りに設置された内部シールドが、複数個のリングシールドが前記中心導体の軸方向に間隙を有して設けられ、かつ、複数個のリングシールド間が導体で支持されて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明のブッシングは、碍管内に配置された中心導体の周りに設置された内部シールドが、前記碍管の下部に固定され、前記中心導体の周りに軸方向に伸延して設けられた円筒シールドと、該円筒シールドの上方に、該円筒シールドと間隙を有して設けられたリングシールドとから成り、前記円筒シールドとリングシールド間は導体で支持されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例のブッシングの縦断面図、図２は図１のブッシングの電位分布を示した一部拡大縦断面図である。
【００１５】
本実施例では、碍管に磁器もしくはＦＲＰ（fiberglass reinforced plasticsの略でガラス繊維強化プラスチックのことをいう）の複合碍管を用いた場合について説明する。本実施例のブッシングは、図１に示すように、碍管１０１の内部に中心導体１０２が配置されており、碍管１０１の頂部は、中心導体１０２と電気的に接続された高圧端子１０３及び電界緩和用の外部シールド１１４が設けられている。碍管１０１の下部はフランジ１０４を介して金属シース１０５に取り付けられている。ブッシングの内部は絶縁性ガスもしくは絶縁性の液体が封入されている。絶縁性ガスとしては、例えばＳＦ₆ ，二酸化炭素，窒素等が用いられ、絶縁性の液体としては、例えば絶縁油，パーフロロカーボン等が用いられる。
【００１６】
碍管１０１の内部の中心導体１０２の周りには、電位が接地電位になるように接地されたドーナツ状の３つのリングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃが設けられている。このリングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ間は、支持導体１０８ｂ，１０８ｃでシールド間隙Ｇ１，Ｇ２を形成するように支持されている。支持導体１０８ａは、フランジ１０４と金属シース１０５との間に固定された円筒支持金具１０６に取り付けられてリングシールド１０７ａを支持し、円筒支持金具１０６とリングシールド１０７ａ間には、間隙Ｇ３が形成されている。ここで、リングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、電位がシールド間を通り抜け外部に分布する間隙長に調整されている。特に、最上部の間隙Ｇ１を大きくするのが効果的で、間隙長をＧ１＞Ｇ２＞Ｇ３に設定するとブッシングの碍管表面の電位を低減することができる。
【００１７】
このように構成した場合の等電位線１０９は、図２に示すように、各々のリングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの周囲に等電位線１０９を描くが、各リングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃには、間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられているため、その間隙から漏れた等電位線１０９は外部空間に分布する。この分布は間隙長によって異なるが、図２に示す例のように、２５％以下の等電位線１０９が間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３から外部に分布するため、最上部のリングシールド１０７ｃ下方の等電位線１０９が均等化される。また、最上部のリングシールド１０７ｃ近傍の碍管１０１の表面の等電位線１０９の間隔は広くなる。このため、碍管１０１の表面に対する沿面方向成分の電界を数十％低減できる。この結果、コロナ発生を防止でき、耐電圧向上を図ることができるので、従来、電界緩和用の内部シールド先端部近傍の強電界が招く碍管破壊を防止するために設けられていた外部下部シールドリングを取り除くことができる。また、中心導体１０２は通電により発熱するが、リングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃに間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられているため、碍管１０１内部の対流作用が良くなり、冷却効果が上がる効果がある。
【００１８】
本発明の他の実施例を図３及び図４を用いて説明する。図３は、本発明の他の実施例であるブッシングの縦断面図、図４は、図３の内部シールドを示す部分拡大縦断面図である。
【００１９】
本実施例では、内部シールドとして同軸円筒シールド１１０と、この同軸円筒シールド１１０の軸上にリングシールド１０７を設けている。同軸円筒シールド１１０とリングシールド１０７との間は支持導体１０８で支持され、シールド間で間隙Ｇを形成している。この支持導体１０８としては、パイプ形状のものを用いている。
このように構成した場合、上述した実施例に比べリングシールドの数を減らすことができ、構造も簡単になる。また、性能的にはシールド間の間隙Ｇだけを調整すればよく、このシールド間の間隙Ｇを調整することにより、複数のリングシールドの場合と同程度の効果が得られる。また、リングシールド１０７の内径を同軸円筒シールド１１０の内径より小さくすると、碍管１０１の沿面における電位間隔が広がり、沿面方向電界がさらに緩和される。ここで、支持導体１０８としては、パイプ形状の他、楕円，円筒，プレート形状を適用できる。又、同軸円筒シールド１１０の側面に穴を設けてもよい。
【００２０】
このように構成した場合の等電位線１０９は、図４に示すように、リングシールド107、および同軸円筒シールド１１０の周囲に等電位線を描くが、各シールド間には間隙Ｇが設けられているため、その間隙Ｇから漏れた等電位線１０９は外部空間に分布する。この分布は、間隙長によって異なるが、図２に示す例と同様に等電位線１０９がシールド間の間隙Ｇから外部に分布するためリングシールド１０７下方の等電位線１０９が均等化される。また、同軸円筒シールド１１０の形状について、碍管１０１から同軸円筒シールド１１０までの距離Ｌ１よりも、同軸円筒シールド１１０の中心導体１０２に沿った長さＬ２を大きくすることにより、間隙Ｇから外部に分布する等電位線１０９が均等化され、特に、碍管１０１のフランジ１０４に近い沿面における等電位線１０９の分布を均等化することが可能になる。更に、最上部のリングシールド１０７近傍の碍管１０１の表面の等電位間隔が広くなるように、同軸円筒シールド１１０の長さＬ２を規定して、最上部のリングシールド１０７を配置することで、碍管１０１の全長にわたる表面の沿面方向成分の電界を低減できる。
【００２１】
さらに、図４に示す例では最上部のリングシールド１０７に絶縁コーティング１１２を施している。つまり、内部シールドによって等電位線１０９全体が上方に押し上げられるため、最上部のリングシールド１０７表面の電界が強くなる。このため、最上部のリングシールド１０７に絶縁コーティング１１２することによって表面電界を緩和し、耐電圧を向上させることができる。
【００２２】
本発明の他の実施例を図５により説明する。図５は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【００２３】
本実施例では、図１，図２に示す実施例と同様に、内部シールドとして複数のリングシールドを用いているが、本実施例では、リングシールド１０７ａ，107b，１０７ｃの軸方向上方側の径を順次小さくしている。このようにすると、電界がある一定値以上に高くなる中心導体１０２との対向面積が小さくなり、絶縁信頼性を向上できる。また、最上部のリングシールド１０７ｃを絶縁コーティングすると表面電界が緩和される。従って、最上部リングシールド１０７ｃと中心導体１０２との距離を縮めることができる一方、碍管１０１との距離を大きくできるので、碍管１０１表面の沿面方向成分の電界を更に緩和し、均等化することが可能になる。
【００２４】
本発明の他の実施例を図６により説明する。図６は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【００２５】
本実施例では、複数のリングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ間を絶縁物１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃで接続している。このようにすると、上部リングシールドほど容量分圧により電位が高くなり、高電圧となる中心導体１０２との電圧差が少なくなる。このため、リングシールド１０７ａ,１０７ｂ,１０７ｃの内径を上部ほど小さくすることができ、内部シールドを小径化することができるので、ブッシング碍管１０１の表面の電界を図５に示す実施例よりもさらに低減することができ、小径化，コロナ防止，耐電圧向上を図ることができる。
【００２６】
本発明の他の実施例を図７により説明する。図７は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【００２７】
本実施例は、碍管に複合碍管を用いた例を示している。ここで、複合碍管とは、内側のＦＲＰ製の筒状の碍管１１５と、その外側に設けられた耐候性を有するゴムからなるノンセラミックス碍管１０１ａとで形成された碍管のことである。ＦＲＰ製の碍管１１５の外側を覆う材料には、例えばシリコーンゴム，ＥＶＡ(エチレンビニルアセテートの略)，ＥＰＤＭ，ＥＰＲ（エチレンプロピレン共重合体の略）等がある。このような複合碍管では、ブッシング表面で部分放電や局所的なアーク放電が発生すると、トラッキングやクラックを生成するため複合碍管の劣化が進み、ブッシングの寿命を短くする恐れがある。このような複合碍管に、図７に示すような内部シールドを用いると、碍管１０１ａの表面の沿面方向成分の電界を低減することができるため、コロナ放電及び部分的なアーク放電を防止することができるので、ブッシングの絶縁信頼性が向上し寿命短縮を防止できる。
【００２８】
また、この実施例において、図３の同軸円筒シールド１１０とリングシールド１０７を設けた例のように、複合碍管から同軸円筒シールド１１０までの距離Ｌ１よりも、同軸円筒シールド１１０の中心導体１０２に沿った長さＬ２を大きくすることで、より等電位線の分布を均等化することが可能になる。
【００２９】
更に、この構成以外にも図１，図５および図６の複数のリングシールドを採用することによっても同様な効果が得られる。
【００３０】
本発明の他の実施例を図８を用いて説明する。図８は図７と同様に複合碍管を用いたブッシングの縦断面図であり、図７の部材番号と同じものは同一材質で構成されている。
【００３１】
この図８に示すブッシングは、既に述べたブッシングのように複合碍管が円錐形状ではなく、円筒形状のものを採用している。そして、上述と同様に同軸円筒シールド１１０と、リングシールド１０７を設けたことにより、複合碍管の等電位線の分布を均等化できるので、コロナ及び部分的なアーク放電を防止することができ、ブッシングの絶縁信頼性が向上し寿命短縮を防止できる。
【００３２】
本発明の他の実施例を図９を用いて説明する。図９は図８と同様に複合碍管を用いたブッシングの縦断面図であり、図８の部材番号と同じものは同一材質で構成されている。
【００３３】
図９のブッシングは、図８に述べたブッシングのように全体が円筒形状のものではなく、高圧端子側が円錐状になっているものである。
【００３４】
このブッシングは、高圧端子側が円錐状に形成されているため、複合配管の容量を少なくして構成することを可能にすると共に、高圧端子側の碍管の等電位線分布を均等化させている。
【００３５】
また、図９の例では、高圧端子側近くの一個所で円筒形状から円錐状に形状を変更しているが、一個所のみの形状変更でなく、二個所以上の形状変更、例えば円筒形状から円錐形状に変更し、更に円錐形状から円筒形状へ、その後、円筒形状から円錐形状に変更することで、より碍管の等電位線分布を均等化させることができる。
【００３６】
本発明の他の実施例を図１０により説明する。図１０は、本実施例であるブッシングの縦断面図である。
【００３７】
本実施例では、図１０に示すように、ブッシングの上部及び下部に上述した内部シールドを適用している。このように、ブッシング上部にも下部と同様な円筒シールド１１０ｄ及びリングシールド１０７ｄを用いると、碍管上部表面の沿面方向成分の電界を低減することができる。この場合、上部の内部シールドの電位は、高圧端子１０３の電位と同じ電位となっている。この結果、図３に示すブッシング碍管上部の外部シールドリング１１４を除去することができ、コスト低減を図ることができる。また、ＦＲＰを使用した複合碍管においては導体からの放射熱を内部シールドで遮断することができ複合碍管の温度上昇を抑えることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ブッシング内部シールドに複数のリングシールドを用い、シールド間間隙を形成することにより、碍管表面の沿面方向成分の電界を緩和し、注水時のコロナ発生を防止することができ、耐汚損性能が向上する。又、碍管内部の冷却効果を上げることができる。又、外部シールドを設けなくてもよく、碍管の小径化，コスト低減も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【図２】ブッシングの電位分布を示した一部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施例であるブッシングの縦断面図である。
【図４】図３の内部シールドを示す一部拡大縦断面図である。
【図５】本発明の他の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【図６】本発明の他の一実施例であるブッシングの縦断面図である。
【図７】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いた例を示すブッシングの縦断面図である。
【図８】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いたブッシングの縦断面図である。
【図９】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いたブッシングの縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施例の上部及び下部に内部シールドを適用したブッシングの縦断面図である。
【符号の説明】
１０１…碍管、１０１ａ…ノンセラミック碍管、１０２…中心導体、１０３…高圧端子、１０４…碍管フランジ、１０５…金属シース、１０６…円筒支持金具、１０７，１０７ａ，１０７ｂ,１０７ｃ,１０７ｄ…リングシールド、１０８，１０８ａ，１０８ｂ,１０８ｃ…支持導体、１０９…等電位線、１１０,１１０ｄ…円軸円筒シールド、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…支持絶縁物、１１２…絶縁コーティング、１１３…外部下部シールドリング、１１４…外部上部シールドリング、１１５…ＦＲＰ製の碍管、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…シールド間間隙。

Claims

碍管と、該碍管内に配置された中心導体と、該中心導体と電気的に接続され前記碍管の上方に設けられた高圧端子と、前記碍管の下部を金属シースに取り付けるためのフランジ部と、前記碍管の下方であって、かつ、前記中心導体の周りに設置された内部シールドとを備えたブッシングにおいて、
前記内部シールドは、複数個のリングシールドが前記中心導体の軸方向に間隙を有して設けられ、かつ、複数個のリングシールド間が導体で支持されて構成されていることを特徴とするブッシング。
碍管と、該碍管内に配置された中心導体と、該中心導体と電気的に接続され前記碍管の上方に設けられた高圧端子と、前記碍管の下部を金属シースに取り付けるためのフランジ部と、前記碍管の下方であって、かつ、前記中心導体の周りに設置された内部シールドとを備えたブッシングにおいて、
前記内部シールドは、前記碍管の下部に固定され、前記中心導体の周りに軸方向に伸延して設けられた円筒シールドと、該円筒シールドの上方に、該円筒シールドと間隙を有して設けられたリングシールドとから成り、前記円筒シールドとリングシールド間は導体で支持されて構成されていることを特徴とするブッシング。
請求項２記載のブッシングにおいて、
前記リングシールドは、絶縁コーティングされていることを特徴とするブッシング。
請求項２記載のブッシングにおいて、
前記碍管は、内側がガラス繊維強化プラスチック製の碍管と、その外側に設けられたノンセラミック碍管とから形成される複合碍管であることを特徴とするブッシング。
請求項２又は４記載のブッシングにおいて、
前記リングシールドの内径は、前記円筒シールドの内径より小さいことを特徴とするブッシング。
請求項２又は４記載のブッシングにおいて、
前記碍管から円筒シールドまでの距離よりも、前記円筒シールドの前記中心導体に沿った長さが大きいことを特徴とするブッシング。
請求項４記載のブッシングにおいて、
前記複合碍管は、円筒形状若しくは高圧端子側に向って細くなる円錐形状であることを特徴とするブッシング。
請求項４記載のブッシングにおいて、
前記複合碍管は、円筒形状の碍管と、高圧端子側に向って細くなる円錐形状の碍管とで形成されていることを特徴とするブッシング。
請求項２記載のブッシングにおいて、
前記円筒シールドとリングシールド間を支持する導体は、パイプ形状，楕円，円筒、若しくはプレート形状であることを特徴とするブッシング。
請求項２記載のブッシングにおいて、
前記碍管の上方に設けられた高圧端子側に前記中心導体の周りに軸方向に伸延する円筒シールドが設けられ、該円筒シールドの軸方向先端と間隙を有してリングシールドを設け、かつ、前記円筒シールドとリングシールド間は導体で支持されていることを特徴とするブッシング。