JP4134622B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はガス絶縁開閉装置に関し、絶縁ガス中に配置された導体接続部での電界集中を緩和したものである。
【0002】
【従来の技術】
ガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが充填された密閉空間に主導体が配置されており、主導体どうしを接続する導体接続部も絶縁ガス中に配置されている。従来の導体接続部の構成を図6に示す。
【0003】
タンク1の内部に絶縁ガスが充填されており、支持碍子2の埋設金具2aに調整金具3と六角穴付ボルト4を介して略円柱形の接続導体5が取り付けられている。円柱形の底面である図6(b)の右側面には孔5aが形成され、一方の主導体6の端部がリングコンタクト7を介して嵌合されている。円柱形の外周面である図6(b)の上面には嵌合孔5bが形成され、有底円筒形のコンタクトケース8が嵌合孔5bにはめ込まれて六角穴付ボルト9により固定されている。そして、他方の主導体10の端部が、コンタクトケース8に設けられたリングコンタクト11に嵌合されている。12はリングコンタクト7,11の抜け止め用のスナップリングである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図6(a)に示すように円柱形の外周面からコンタクトケース8の上端の外周部が突出することになり、Aの部分に電界が集中することからタンク1の外径を大きくして絶縁距離を大きくしたり、絶縁ガスの圧力を高くすることで耐電圧規格値を満たすように設定している。
【0005】
絶縁距離を大きくするということは、電位分担される対向する構造物との距離を大きくすることになるからガス絶縁開閉装置が大型化し、かつ対向する部分に突起部や屈曲部等の電界が集中する部分を作れない。
【0006】
一方、絶縁ガスの圧力を高くすると、絶縁距離は小さくなるが電界依存性の優れている絶縁ガスについては圧力のみでは対応できず、結果的には絶縁距離を大きくせざるを得ない。また、圧力を高くするため、容器等を圧力上昇に許容できる構造にする必要があり、結果的にコストや重量が大きくなる。
【0007】
そこで本発明は、斯かる課題を解決したガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための請求項1に係るガス絶縁開閉装置の構成は、絶縁ガスが充填された容器の内部に接続導体を支持し、当該接続導体に接触子を介して主導体を接続したガス絶縁開閉装置において、前記主導体の端部近傍にテーパ外周面を有する略スカート形状の電界緩和部材を装着し、前記主導体の外表面と前記接続導体の外表面とを滑らかに繋いだことを特徴とする。
【0009】
斯かるガス絶縁開閉装置では、電界緩和部材により主導体の外表面と接続導体の外表面とを滑らかに繋いだので、電界集中が緩和され、電界ストレスの軽減となる。
【0010】
請求項2に係るガス絶縁開閉装置の構成は、前記接続導体に孔を形成し、当該孔に挿脱自在な円筒部を前記電界緩和部材に形成し、前記接続導体に対して前記主導体を相対的に移動可能に設けたことを特徴とする。
【0011】
斯かるガス絶縁開閉装置では、孔の内部で円筒部が移動可能なので、接続導体に対して主導体が相対的に移動でき、主導体の軸方向での伸縮や偏心を吸収できる。
【0012】
請求項3に係るガス絶縁開閉装置の構成は、前記電界緩和部材の外周面を、円弧テーパ外周面としたことを特徴とする。
【0013】
斯かるガス絶縁開閉装置では、電界緩和部材のテーパ外周面を円弧形状に形成したので、電位分布がより均一になり、電界ストレスが一段と低減される。
【0014】
請求項4に係るガス絶縁開閉装置の構成は、前記接続導体にコンタクトケースを埋設し、当該コンタクトケースに前記接触子を介して前記主導体を接続したことを特徴とする。
【0015】
斯かるガス絶縁開閉装置では、接続導体にコンタクトケースを介して接触子を設けたので、接続導体への接触子の取り付けが容易である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態を説明する。
【0017】
(a)実施の形態1
まず、実施の形態1を図1に示す。なお、実施の形態1は従来のガス絶縁開閉装置における導体接続部の一部を改良したものなので、異なる部分のみを説明する。
【0018】
図のように、略円柱形の接続導体5の外周面に対するコンタクトケース8の埋め込み深さが従来に比べて大きくなっている。コンタクトケース8の上面の位置は、図6(b)では接続導体5の上面と同じ高さであるが、ここでは接続導体5の上面の高さよりもH1だけ低い位置に設定されている。これにより、コンタクトケース8の上端の外周部が、接続導体5の内部に完全に埋め込まれた状態となる。
【0019】
次に、図6(b)では主導体10の下部の外径寸法を小さくしてリングコンタクト11に嵌合しているが、ここでは、2段階に小さくされ、中間の大きさの外径寸法を有する中間径部10aの部分には電界緩和部材13が嵌合され、小径部10bがリングコンタクト(接触子)11に嵌合されている。電界緩和部材13は円錐台形状の中央に円形断面の貫通孔13aを形成して略スカート形状にしたものであり、外周面はテーパを有するテーパ外周面13bとなっている。電界緩和部材13の下端とスナップリング12との間には伸縮代としてH2が設けられている。
【0020】
斯かる導体接続部を有するガス絶縁開閉装置では、略円柱形の接続導体5の外周面から電界緩和部材13の端部の外周面が突出しておらず、かつ電界緩和部材13により主導体10と接続導体5との外周面が滑らかに繋がれているので、導体接続部での電界集中が緩和される。略円柱形の接続導体5の外周面から突出するコンタクトケース8の端部の外周部での電界ストレスの最大値を基準として絶縁距離を設計していたのに対し、約80%の絶縁距離での設計が可能になる。略円柱形の接続導体5の表面あるいは主導体10の表面の最大電界で、機器内部の設計が可能になる。絶縁ガスの圧力が一定と考えた場合は絶縁距離を小さくすることができ、機器の縮小化を図ることが可能となる。また、絶縁距離を一定と考えた場合は絶縁ガスの圧力を低減することが可能となり、絶縁ガスに要するコストの低減を図ることが可能となる。
【0021】
気温の変化等により主導体10の伸縮を生じるが、伸縮代H2があるので、主導体10の伸び縮みを吸収することができ、更に主導体10の端部の偏心等も吸収される。円錐台形状の電界緩和部材13が略円柱形の接続導体5の外周面近傍を覆うので、主導体10の下部が露出しない。
【0022】
(b)実施の形態2
次に、実施の形態2を図2に示す。この実施の形態は、コンタクトケースを設けることなく、接続導体5に直接にリングコンタクト11を埋設したものである。図のようにリングコンタクト11は孔5bの深い位置に埋設され、スナップリング12により抜け止めがなされている。主導体10の中間径部10aの長さが実施の形態1の場合よりも長く形成されている。そして、円筒部13cを有する電界緩和部材13が中間径部10aに嵌合されている。円筒部13cの大半が孔5bに埋まるように設定されており、電界緩和部材13の下端とスナップリング12との間には、実施の形態1の伸縮代H2に比べて大きな伸縮代H3が設けられている。
【0023】
実施の形態2による導体接続部の電位分布図と電界ストレス図とを図4(a)(b)に示し、従来の導体接続部の電位分布図と電界ストレス図とを図5(a)(b)に示す。従来は略円柱形の接続導体5の外周面から突出するコンタクトケース8の上端外周部での電界ストレスが最大値を示していたが、部材と部材とを滑らかに繋ぐことによって、電界ストレスが均一化されていることがわかる。
【0024】
孔5bの内部で円筒部13cが挿脱自在になっており、大きな伸縮代H3が設けられているので、主導体10が接続導体5に対して相対的に、実施の形態1の場合よりもより大きく移動でき、伸縮や偏心を吸収できる。
【0025】
その他の構成,作用は実施の形態1と同じなので、説明を省略する。
【0026】
(c)実施の形態3
最後に、実施の形態3を図3に示す。この実施の形態は、実施の形態2の一部を改良したものである。
【0027】
図3に示すように、電界緩和部材13におけるテーパ外周面の部分が単なるテーパではなく、円弧状に形成された円弧テーパ外周面13dとなっている。
【0028】
このように電界緩和部材13の外周面の形状を円弧テーパ外周面13dとしたので、実施の形態2の場合よりも更に電位分布が均一化され、電界ストレスの更なる軽減となる。
【0029】
その他の構成,作用は実施の形態2と同じなので、説明を省略する。
【0030】
なお、接触子としては、リングコンタクトのほかに、チューリップコンタクト、マルチコンタクトなどの集電用のコンタクトがある。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項1〜4に係るガス絶縁開閉装置によれば、接続導体と主導体との間にテーパ外周面を有する電界緩和部材を設けたので、接続導体と主導体との接続部での外周面を円滑に繋ぐことができ、電界ストレスの低減が図れる。従って、ガス絶縁開閉装置の縮小化および軽量化が図れると共に製造コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態1における導体接続部を示す断面図。
【図2】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態2における導体接続部に係り、(a)は左側面図、(b)は正面図。
【図3】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態3における導体接続部を示す断面図。
【図4】本発明によるガス絶縁開閉装置の実施の形態2ににおける導体接続部に係り、(a)は電位分布図、(b)は電界ストレス図。
【図5】従来のガス絶縁開閉装置における導体接続部に係り、(a)は電位分布図、(b)は電界ストレス図。
【図6】従来のガス絶縁開閉装置における導体接続部に係り、(a)は左側面図、(b)は正面図。
【符号の説明】
1…タンク
5…接続導体
8…コンタクトケース
10…主導体
11…リングコンタクト
13…電界緩和部材
13b…テーパ外周面
Claims (4)
- 絶縁ガスが充填された容器の内部に接続導体を支持し、当該接続導体に接触子を介して主導体を接続したガス絶縁開閉装置において、
前記主導体の端部近傍にテーパ外周面を有する略スカート形状の電界緩和部材を装着し、前記主導体の外表面と前記接続導体の外表面とを滑らかに繋いだことを特徴とするガス絶縁開閉装置。 - 前記接続導体に孔を形成し、当該孔に挿脱自在な円筒部を前記電界緩和部材に形成し、前記接続導体に対して前記主導体を相対的に移動可能に設けたことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
- 前記電界緩和部材の外周面を、円弧テーパ外周面としたことを特徴とする請求項2に記載のガス絶縁開閉装置。
- 前記接続導体にコンタクトケースを埋設し、当該コンタクトケースに前記接触子を介して前記主導体を接続したことを特徴とする請求項3に記載のガス絶縁開閉装置。
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