JP4540617B2

JP4540617B2 - スイッチギヤ

Info

Publication number: JP4540617B2
Application number: JP2006011033A
Authority: JP
Inventors: 暁吉田; 正博有岡; 直明井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: JP2007195327A

Description

この発明は、電力の送配電及び受電設備などに用いられるスイッチギヤ、特にその内部に配設される主回路導体及びその電界緩和手段に関するものである。

従来のスイッチギヤにおける主回路導体及びその電界緩和手段は図４に示す構成とされていた。即ち、同図（ａ）に示すように、主回路導体１の直線部の外径と同程度の外径を有し、先端が半球状に形成された埋金２の端面中央部に雌ねじ２Ａを形成し、この雌ねじ２Ａを主回路導体１の端部から突出するように形成された雄ねじ１Ａにねじ込んで両者を蜜に結合していた。

また、埋金２の外周に所定の耐電圧値に対応できる厚さの絶縁層３が形成され、埋金２と絶縁層３とによって電界緩和手段が形成されていた。上記埋金２は図４（ｂ）に示すように、主回路導体１の直線部の外径より大きな外径とされる場合もあった。この場合には絶縁層３は大きな外径部の外周だけでなく主回路導体１の直線部を延長した位置まで形成されていた。（例えば特許文献１参照）。

実開昭６３−６３００９号公報（第４図、第５図）

従来のスイッチギヤにおける主回路導体と電界緩和手段は上記のように構成され、主回路導体１の端部の埋金２と接する個所がエッジとなっていたため、スイッチギヤの接地金属容器との間で高電界になるという問題点があった。

また、主回路導体１と埋金２とは密に接するように形成されているが、主回路導体１と埋金２の製造時のバラツキによっては両者間に微小な空隙が形成される場合があり、この場合には空隙に高電界が発生するという問題点があった。

更に、絶縁層３の外径が主回路導体１の外径より大きいため、スイッチギヤの小型化を阻害する要因になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点に対処するためになされたもので、主回路導体の端部からエッジを除去し、主回路導体と埋金との間の空隙の有無に関係なく、スイッチギヤの接地金属容器と主回路導体との間で高電界が発生することがなく、また小型化を図ることができるスイッチギヤを提供することを目的とする。

この発明に係るスイッチギヤは、接地金属容器内に封入された絶縁性ガス中に配設され、先端部に結合部を有すると共に、上記結合部に至る外周面が曲面とされた主回路導体及び一端が上記結合部と結合可能に形成された取付部とされ、他端が上記取付部の外径より大きい外径部と端面を含む曲面が形成された曲面部とを有する導電性または半導電性の埋金と、上記埋金の取付部の一部が上記絶縁性ガス中に露出するように上記埋金を被覆すると共に、表面の空間電界が上記絶縁性ガスの電離電界を越えない厚みを有し、外径が上記主回路導体の外径より小さくされた絶縁被覆とからなる電界緩和手段を備えたものである。

この発明に係るスイッチギヤは上記のように構成されているため、主回路導体とスイッチギヤの接地金属容器との間で高電界が発生する恐れがなく、また、電界緩和手段の絶縁被覆の外径が主回路導体の直線部の外径より小さくされているため、スイッチギヤの小型化を図ることができるものである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の主要部である主回路導体等の構成を示す概略図、図３は、図１の主回路導体等を含むスイッチギヤの構成を示す概略図である。

図１において、主回路導体１はスイッチギヤを構成する遮断器、断路器、接地開閉器あるいは断路器に接地開閉器機能を付加した３位置断路器などの主回路を構成する導体で、スイッチギヤの箱体を構成する接地金属容器１０内に封入されたSF6ガス、ドライエア、窒素ガス、空気などの絶縁性ガス雰囲気中に配設されている。

主回路導体１の先端部のほぼ中心部には後述する電界緩和手段を結合するための結合部１ａが例えば雌ねじとして形成されている。また、先端部の外周面は上記結合部１ａから主回路導体１の直線部の外周に至るまでの間が曲面１ｂとされている。

上記曲面１ｂは接地金属容器１０に対する対地間の絶縁耐力を向上させ、また、主回路導体１が多相用の各相導体として複数個併設される場合には、相間の絶縁耐力向上に寄与するものである。

主回路導体１の結合部１ａに結合される電界緩和手段４は次のように構成されている。即ち、上記結合部としての雌ねじ１ａにねじ込み結合される例えば雄ねじからなる取付部２ａが一端に形成され、他端が上記取付部２ａの外径より大きな外径を有する大径部２ｂとされ、この大径部２ｂの端面が曲面２ｃとされた埋金２及び上記取付部２ａの一部が周囲の絶縁性ガス中に露出するように上記埋金２の大径部２ｂを所定の厚さで被覆する絶縁被覆３とから構成されている。

上記埋金２は金属または導電性樹脂あるいは半導電性樹脂によって形成され、大径部２ｂの曲面は埋金２に所定の耐電圧を印加した時、埋金表面の発生電界が絶縁被覆３の絶縁耐力以下となるような曲面にされると共に、上記埋金２の取付部２ａと大径部２ｂとの段差部２ｄはエッジが生じないように曲面で接続されている。また、絶縁被覆３の厚さは表面の空間電界が絶縁性ガスの電離電界を越えない厚みとされ、上記埋金２と密着するように形成されている。更に、絶縁被覆３の取付部２ａ側端面の取付部２ａの外周面と接する個所には上記取付部２ａの外周面に沿って溝部３ａが形成されている。

なお、スイッチギヤの構成を示す図３において、１１は遮断器、１２は断路器、１３は接地開閉器、１４は避雷器、１５〜１７は接続導体、１８は断路器、１９は線路側母線、２０は負荷側母線を示す。

実施の形態１は以上のように構成され主回路導体１の端部を曲面としたため、局部的な高電界の発生を抑制することができる。また、埋金２の取付部２ａの一部が絶縁性ガス中に露出すると共に、主回路導体１の先端部に曲面を形成しているため、主回路導体１と埋金２の製造時におけるバラツキなどに関係なく高電界の発生を抑制することができる。

また、絶縁被覆３の厚さを表面の空間電界が絶縁性ガスの電離電界を越えないようにし、埋金２の他端の曲面を、埋金に所定の耐電圧を印加した場合に埋金表面の発生電界が絶縁被覆の絶縁耐力以下となるようにしているため、高電界による悪影響を効果的に回避することができる。

更に、埋金２の取付部２ａの外径よりも大径部２ｂの外径を大きくしているため、取付部における発生電界を低減することができる。更にまた、絶縁被覆３の取付部２ａ側の端面に取付部の外周面に沿った溝部３ａを形成したため、埋金２と絶縁被覆３と絶縁性ガスの３種類の物質が接するために生ずる三重点またはトリプルジャンクションと呼ばれる高電界発生部位を埋金の大径部に近づけ、発生電界を低減することができる。
加えて、絶縁被覆３の外径を主回路導体１の外径より小さくしているため、スイッチギヤを小型化することが可能となる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図２は、実施の形態２の主要部である主回路導体等の構成を示す概略図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、電界緩和手段４の絶縁被覆３内に埋金の他端の大径部２ｂと対向する計測用端子５を装着し、この計測用端子を外部の電圧検知器６に接続線７によって接続すると共に、埋金２に主回路導体１の結合部１ａへのねじ込み用工具の装着部を形成した点である。

即ち、計測用端子５は曲面５ａを形成した一端を埋金２の大径部２ｂと対向するように配設し、他端に形成した雌ねじ５ｂに雄ねじ５ｃをねじ込み、この雄ねじ５ｃに接続された接続線７を介して外部の電圧検知器６に接続し、電界緩和手段３の埋金２の曲端面２ｃにおける電界を計測し得るようにしている。

また、図示していないが、埋金２には電界緩和手段４を主回路導体１の結合部１ａにねじ込むためのねじ込み用工具を装着するための装着部を形成している。例えば、埋金２の取付部２ａのうち、絶縁性ガスに露出している部分に直径方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に上記ねじ込み用の工具を係合させたり、埋金２の取付部２ａの外周部に外周と平行に２つの平面部を設け、この２つの平面部に上記ねじ込み用の工具を係合させて電界緩和手段４を主回路導体１の結合部１ａに強固に結合するものである。

実施の形態２は上記のように構成されているため、電界緩和手段４を主回路導体１に強固に結合することができる他、電界緩和手段４の表面における電界強度を必要に応じて計測することができる。

この発明の実施の形態１の主要部の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態２の主要部の構成を示す概略図である。実施の形態１及び２によるスイッチギヤの全体的な構成を示す概略図である。従来のスイッチギヤの主要部の構成を示す概略図である。

符号の説明

１主回路導体、１ａ結合部、１ｂ曲面、２埋金、２ａ取付部、
２ｂ大径部、２ｃ曲面、２ｄ段差部、３絶縁被覆、３ａ溝部、
４電界緩和手段、５計測用端子、５ａ曲面、５ｂ雌ねじ、
５ｃ雄ねじ、６電圧検知器、７接続線、１０接地金属容器、
１１遮断器、１２、１８断路器、１３接地開閉器、１４避雷器、
１５、１６、１７接続導体、１９線路側母線、２０負荷側母線。

Claims

接地金属容器内に封入された絶縁性ガス中に配設され、先端部に結合部を有すると共に、上記結合部に至る外周面が曲面とされた主回路導体及び一端が上記結合部と結合可能に形成された取付部とされ、他端が上記取付部の外径より大きい外径部と端面を含む曲面が形成された曲面部とを有する導電性または半導電性の埋金と、上記埋金の取付部の一部が上記絶縁性ガス中に露出するように上記埋金を被覆すると共に、表面の空間電界が上記絶縁性ガスの電離電界を越えない厚みを有し、外径が上記主回路導体の外径より小さくされた絶縁被覆とからなる電界緩和手段を備えたスイッチギヤ。
上記電界緩和手段の埋金の他端に形成された曲面は、上記埋金に所定の耐電圧を印加した時、上記埋金表面の発生電界が上記絶縁被覆の絶縁耐力以下となるような曲面にすると共に、上記絶縁被覆内に上記埋金の他端と対向する計測用端子を装着し、上記計測用端子を電圧検知器に接続したことを特徴とする請求項１記載のスイッチギヤ。
上記電界緩和手段の絶縁被覆は、上記取付部側端面の上記取付部外周面と接する個所に上記取付部の外周面に沿って溝部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスイッチギヤ。
上記主回路導体の結合部と上記埋金の取付部は、一方が雌ねじ、他方が雄ねじとしてねじ結合し得るようにされると共に、上記埋金に上記ねじ結合時のねじ込み用工具の装着部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のスイッチギヤ。