JP4062847B2 - 固体絶縁母線 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気機器を収納する容器の導体同士を、この容器外で絶縁状態で相互に接続する固体絶縁母線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器の充電部と大地との間の絶縁や、充電部相互間（例えば相間）の絶縁に空気を利用するのが最も簡便であるし安価でもある。しかし電圧が高くなるのに従って対地絶縁距離や相間絶縁距離を大きくしなければならないから、電気機器や導体の周囲に広い空間を確保しなければならなくなるし、充電部が露出していると不慮の事故（感電事故，接地事故，短絡事故など）が発生する恐れもある。そこで電圧が極めて高い場合には、絶縁性能が空気よりも遙に良好な気体，例えばＳＦ₆ （六ふっ化硫黄）ガスの雰囲気中に密閉する方法，所謂ガス絶縁方式を採用することで、装置の小形化と安全性の向上を図っている。しかしながらガス絶縁方式は、電気機器を収納してＳＦ₆ ガスを充填する大形の密閉容器の製作や、容器同士や蓋の結合部からのＳＦ₆ ガスの漏洩防止加工に多大の手間がかかるし、装置やＳＦ₆ ガスが高価であることなどから、すべての電圧に対してガス絶縁方式を採用するわけにはいかない。そこでガス絶縁方式は高価すぎるが、空気絶縁では装置が大形になるのでもっと小形にしたい場合，例えば電圧が２０kVを超える電気機器に対しては、その充電部を固体の絶縁物で覆う構造が採用される。所謂固体絶縁構造である。
【０００３】
負荷へ前述の高電圧電力を供給するには、断路器，遮断器，電磁接触器などの開閉機器と、変流器，計器用変圧器などの計測用電源機器で給電回路を構成し、この給電回路を容器や配電盤に収納する。工場などで給電回路が多数ある場合は、給電回路を別個に収納した容器を一列に並べてこれらを母線で相互に接続することにより、各給電回路へは共通の電源から電力を供給できる。ところで工場では設備の増強や変更に伴って給電回路の数が増減したり、容量が変更になることが多いこともあって、固体絶縁方式では母線を容器の外に設けるのであるが、この母線も勿論固体絶縁構造である。
【０００４】
そこで従来構造の固体絶縁母線を２つの容器の間に取り付ける場合を以下に説明する。
図６は従来構造の固体絶縁母線が２つの容器のブッシングに未取り付けの状態を断面で示した構造図であって、給電回路を収納している左側容器１には左側ブッシング３が取り付けられ、別の給電回路を収納している右側容器２には右側ブッシング４が取り付けられているが、これら左側ブッシング３と右側ブッシング４は同じ構造である。左側ブッシング３の右側にはチューリップ形コンタクト３Ａとガイド棒３Ｂを備え、右側ブッシング４の左側面には接触面４Ｃがある。なおガイド棒３Ｂの中心線と右側ブッシング４に備えているガイド棒の中心線とは一致するように、両者を結ぶ中心線５を図示している。
【０００５】
図７は従来構造の固体絶縁母線を断面で示した構造図であって、円筒形の母線導体６の外周は左端部を残して母線絶縁体６Ｄで覆われるが、この母線導体６の左端の露出部がチューリップ接触部６Ａであり、更に左端にはガイド穴６Ｂが開口している。また母線導体６の右側端面は接触面６Ｃである。母線絶縁体６Ｄの外側には３つのストレスコーン７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、３つのカバー８Ａ，８Ｂ，８Ｃと絶縁筒９がはめ込まれている。
【０００６】
図８は従来構造の固体絶縁母線で、図６に図示の左側ブッシングと図７に図示の固体絶縁母線とが接触した状態を断面で示した構造図であって、母線導体６のガイド穴６Ｂへ左側ブッシング３のガイド棒３Ｂを挿入されることにより、母線導体６のチューリップ接触部６Ａと左側ブッシング３のチューリップ形コンタクト３Ａとが接続状態となる。このとき母線導体６の右側端面の接触面６Ｃと右側ブッシング４の接触面４Ｃとの間にはＺなる空間がある。
【０００７】
図９は従来構造の固体絶縁母線に使用する接続間座の外観を示した構造図であって、両側に蓋を備えた中空円筒の接続間座１０の外径は母線導体６の外側を覆っている母線絶縁体６Ｄの外径と同一寸法とし、その長さは図８に図示のＺなる寸法である。この接続間座１０の胴体部分には切り欠き窓１０Ａを有し、左側面は母線導体接触面１０Ｂであり、右側面（見えない部分）はブッシング接触面１０Ｃである。
【０００８】
図１０は図８に図示のＺなる隙間に図９に図示の接続間座を挿入した状態を断面で示した構造図であって、接続間座１０に開口している切り欠き窓１０Ａを利用して、当該接続間座１０と母線導体６とをねじで結合すると共に、右側ブッシング４ともねじで結合する。かくして左側ブッシング３と右側ブッシング４とは電気的に接続される。
【０００９】
図１１は母線導体の外周に嵌められている３つのストレスコーンと３つのカバーおよび絶縁筒を適正な位置へ移動して従来構造の固体絶縁母線の完成状態を断面で示した構造図であって、絶縁筒９と共にストレスコーン７Ａとカバー８Ａを右方へ移動させ、次いでストレスコーン７Ｂとカバー８Ｂも右方へ移動させ、ストレスコーン７Ｃとカバー８Ｃを左方へ移動させ、それぞれを適切な位置に固定することにより、左側容器１の左側ブッシング３と右側容器２の右側ブッシング４とを固体絶縁母線で接続する作業かが完了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の固体絶縁母線は、図６から図１１に記述の手順に従って組み立てなければならないし、分解するときはこれと逆の手順に従って行うのであるが、部品点数が多くて価格が上昇するし在庫管理に手間がかかる欠点を有する。また、組立作業や分解作業に多大の手間（例えば接続間座１０の切り欠き窓１０Ａに工具を入れてねじ締めを行う作業）が必要であるし、部品に高い加工精度が必要（例えば左側ブッシング３のガイド棒３Ｂと母線導体６のガイド穴６Ｂとの嵌め合いや、左側ブッシング３のチューリップ形コンタクト３Ａの加工）となる欠点もある。更に図６に図示のように、左側ブッシング３の中心と右側ブッシング４の中心とが一致していないと、母線導体６の接触面６Ｃと接続間座１０の母線導体接触面１０Ｂとの接触状態，および接続間座１０のブッシング接触面１０Ｃと右側ブッシング４の接触面４Ｃとの接触状態が不完全になって温度上昇をもたらすことになる。これら両中心線の誤差の許容限度は、例えば１m につき１mm程度の厳しさであることから、すべての点で厳重な誤差管理が必要になる。すなわち左側容器１と右側容器２を据えつける際の基礎コンクリートの高低差や水平度，左側容器１と右側容器２の変形を防止するための強度の向上、製造誤差を最小限に抑制することなど、各種の対策が必要になる欠点を有する。
【００１１】
そこでこの発明は、固体絶縁母線の組立・分解作業を容易にすると共に、部品点数を低減し、且つ従来よりも大きな誤差であっても吸収でる構造にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明の固体絶縁母線は、
電気機器を収納する容器から突出するブッシングを備え、このブッシングにより内部導体を外部へ引き出している容器の複数を直線状に設置し、隣接したブッシング同士を絶縁物で覆われた導体で接続する固体絶縁母線において、
前記各ブッシングは円筒形導体でなるブッシング導体を備えるとともに、このブッシング導体の中心軸が隣接するブッシングのブッシング導体の中心軸の方向となるように設置され、前記各ブッシング導体の間に挿入できる長さの円筒形導体で，その両端の接触部以外は当該円筒形導体と同心円の絶縁物で覆われている母線導体と、外径が前記母線導体の同心円絶縁物と同じ寸法で，内側には前記母線導体の接触部とブッシング導体の接触部に接触する凸部を備えた中空円筒導体をその中心軸方向に２分割した構造の接続導体と、内径が前記母線導体の同心円絶縁物の外径または前記接続導体の外径と同じ寸法のストレスコーンを備え、２分割した前記接続導体同士で前記母線導体の接触部とブッシング導体の接触部とを挟んで締め付け、前記ストレスコーンを前記母線導体の同心円絶縁物と前記接続導体とに跨がった位置に固定する。
【００１３】
前記接続導体の内側に備えた前記凸部は、断面がほぼ半円形状を呈する環状であり、前記母線導体の接触部に対応する位置の内側と前記ブッシング導体の接触部に対応する位置の内側との２ヵ所に施されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例におけるブッシングの部分の断面を表した構造図であって、左側容器１に取り付ける左側ブッシング２３を表している。この左側ブッシング２３には円筒形のブッシング導体２３Ａと２３Ｂとが左右の方向に設置されている。なお、右側容器２には右側ブッシング２４を取り付けるのであるが、その構造は左側ブッシング２３と同一である。
【００１５】
図２は本発明の第１実施例における母線導体の部分の断面を表した構造図であって、母線導体２６の外側には、左側接触面２６Ａと右側接触面２６Ｂの部分を残して、他の部分には母線絶縁体２６Ｄが施されている。なお母線導体２６の外径寸法は図１で既述した左右ブッシング２３，２４に備えているブッシング導体の外径と同一寸法とする。
【００１６】
図３は本発明の第１実施例における接続導体の部分の断面を表した構造図であって、この接続導体３０は中空円筒形導体をその中心線に沿って２つに分割しているが、この中空円筒の内側部分には突出部が環状に施されている。上側接続導体３０Ａにはねじの頭が突出しないように座ぐりが施された座ぐり孔３０Ｃがあり、下側接続導体３０Ｂには座ぐり孔３０Ｃに対応する位置にねじ孔３０Ｄが施されている。なお、接続導体３０の外径寸法は前述した母線導体２６の外側に施されている母線絶縁体２６Ｄの外径と同一寸法とし、前述した環状突出部の内径寸法を前述したブッシング導体の外径ならびに母線導体２６の左右側接触面の外径と同一寸法にしている。
【００１７】
図４は本発明の固体絶縁母線の第１実施例を断面で表した組立図である。この図４において、左側容器１には左側ブッシング２３が取り付けられ、右側容器２には右側ブッシング２４が取り付けられている。これらブッシングの中間には、外側が母線絶縁体２６Ｄで絶縁された母線導体２６が挿入されているが、当該母線導体２６の円筒状の左側接触面２６Ａと左側ブッシング２３の備えた円筒状のブッシング導体２３Ａとを、上側接続導体３０Ａと下側接続導体３０Ｂとで挟んでいる。これら上側接続導体３０Ａに加工した座ぐり孔３０Ｃと下側接続導体３０Ｂに加工したねじ孔３０Ｄを利用して締め付けねじ３１が両者を締めつけることにより、左側ブッシング２３と母線導体２６とは電気的に接続される。
【００１８】
母線導体２６の右側接触面２６Ｂと右側ブッシング２４のブッシング導体とを接続導体３０で締めつけれることにより、母線導体２６と右側ブッシング２４との電気的接続も完了する。かくして左側ブッシング２３と右側ブッシング２４との間は固体絶縁母線により接続される。
接続部分が従来の３ヵ所から２ヵ所に減ったことに連動して、接続部分の絶縁をするゴム製のストレスコーン３２Ａ，３２Ｂは２個となり、これら各ストレスコーンに必要な圧力を加えて絶縁性を保たせるカバー３３Ａ，３３Ｂも２個に減少し、絶縁筒９は不要になる。なお、固体絶縁母線を構成する各部品の表面には接地層を形成させるために、導電性塗料の塗布，メタリコン溶射処理（メタリコン溶射とは、母材に亜鉛やアルミニュウムなどの金属を溶射すること），半導電ゴムの採用などが実施されるのは勿論である。
【００１９】
図５は本発明の第２実施例である接続導体を断面で表した構造図である。この図５に図示の接続導体も上側接続導体３０Ａと下側接続導体３０Ｂとに２分割されており、上側接続導体３０Ａには座ぐり孔３０Ｃが、下側接続導体３０Ｂにはねじ孔３０Ｄが加工されているのは、図３で既述の第１実施例の場合と同じであるが、この第２実施例では、中空円筒の内側部分に半円状凸部３５が環状で２ヵ所に施されている。この半円状凸部３５の内径寸法Ｐはブッシング導体の外径あるいは母線導体２６の接触面外径と同じ寸法で、その外径寸法Ｑは母線導体２６の母線絶縁体外径と同じ寸法である。
【００２０】
左側ブッシング２３のブッシング導体の中心線と、右側ブッシング２４のブッシング導体の中心線とが少しずれていても、接続導体３０の内側に半円状凸部３５を設けることにより、この設置誤差を吸収することができる。
【００２１】
【発明の効果】
従来の固体絶縁母線は、接続や絶縁性維持などのために多数の部品が必要な不具合があり、当該母線の組立作業や分解作業が簡単には行えないために時間を要する不具合もあった。更に各ブッシング相互間の中心線にずれがあった場合、組立が困難になるなどの欠点があった。これに対して本発明では、接続箇所の減少に伴ってストレスコーンなど各種部品の点数を低減できる効果が得られる。また、各ブッシング相互間の中心線に少々のずれやがあったり直線性が損なわれていても、これを吸収できる構造にしていることで、装置の組立作業が容易になるのは勿論で、据え付け用の基礎工事も従来よりも大幅に簡便になる効果も合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例におけるブッシングの部分の断面を表した構造図
【図２】本発明の第１実施例における母線導体の部分の断面を表した構造図
【図３】本発明の第１実施例における接続導体の部分の断面を表した構造図
【図４】本発明の固体絶縁母線の第１実施例を断面で表した組立図
【図５】本発明の第２実施例である接続導体を断面で表した構造図
【図６】従来構造の固体絶縁母線が２つの容器のブッシングに未取り付けの状態を断面で示した構造図
【図７】従来構造の固体絶縁母線を断面で示した構造図
【図８】従来構造の固体絶縁母線で、図６に図示の左側ブッシングと図７に図示の固体絶縁母線とが接触した状態を断面で示した構造図
【図９】従来構造の固体絶縁母線に使用する接続間座の外観を示した構造図
【図１０】図８に図示のＺなる隙間に図９に図示の接続間座を挿入した状態を断面で示した構造図
【図１１】母線導体の外周に嵌められている３つのストレスコーンと３つのカバーおよび絶縁筒を適正な位置へ移動して従来構造の固体絶縁母線の完成状態を断面で示した構造図
【符号の説明】
１ 左側容器
２ 右側容器
３，２３ 左側ブッシング
４，２４ 右側ブッシング
５ 中心線
６，２６ 母線導体
６Ａ チューリップ接触部
６Ｂ ガイド穴
６Ｃ，２６Ａ，２６Ｂ 接触面
６Ｄ，２６Ｄ 母線絶縁体
７Ａ〜７Ｃ，３２Ａ，３２Ｂ ストレスコーン
８Ａ〜８Ｃ，３３Ａ，３３Ｂ カバー
９ 絶縁筒
１０ 接続間座
１０Ａ 切り欠き窓
１０Ｂ 母線導体接触面
１０Ｃ ブッシング接触面
２３Ａ，２３Ｂ ブッシング導体
３０ 接続導体
３０Ａ 上側接続導体
３０Ｂ 下側接続導体
３０Ｃ 座ぐり孔
３１ 締めつけねじ
３５ 半円状凸部

Claims (2)

1. 電気機器を収納する容器から突出するブッシングを備え、このブッシングにより内部導体を外部へ引き出している容器の複数を直線状に設置し、隣接したブッシング同士を絶縁物で覆われた導体で接続する固体絶縁母線において、
   前記各ブッシングは円筒形導体でなるブッシング導体を備えるとともに、このブッシング導体の中心軸が隣接するブッシングのブッシング導体の中心軸の方向となるように設置され、
   前記各ブッシング導体の間に挿入できる長さの円筒形導体で，その両端の接触部以外は当該円筒形導体と同心円の絶縁物で覆われている母線導体と、
   外径が前記母線導体の同心円絶縁物と同じ寸法で，内側には前記母線導体の接触部とブッシング導体の接触部に接触する凸部を備えた中空円筒導体をその中心軸方向に２分割した構造の接続導体と、
   内径が前記母線導体の同心円絶縁物の外径または前記接続導体の外径と同じ寸法のストレスコーンを備え、
   ２分割した前記接続導体同士で前記母線導体の接触部とブッシング導体の接触部とを挟んで締め付け、前記ストレスコーンを前記母線導体の同心円絶縁物と前記接続導体とに跨がった位置に固定することを特徴とする固体絶縁母線。
2. 請求項１に記載の固体絶縁母線において、
   前記接続導体の内側に備えた前記凸部は、断面がほぼ半円形状を呈する環状であり、前記母線導体の接触部に対応する位置の内側と前記ブッシング導体の接触部に対応する位置の内側との２ヵ所に施されていることを特徴とする固体絶縁母線。

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