JP4592501B2

JP4592501B2 - ガス絶縁機器

Info

Publication number: JP4592501B2
Application number: JP2005164919A
Authority: JP
Inventors: 仁志貞國
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: JP2006340557A

Description

この発明は、ガス絶縁機器、特に、ガス絶縁開閉装置やガス絶縁母線装置などのガス絶縁機器における絶縁ガスを充填する容器の封止構造に関するものである。

従来技術では、接地金属部分の溝にシーラントを塗布して、その接着力でリング状封止部材としてのＯリングを保持していた（例えば、特許文献１参照）。
ただし、シーラント塗布作業はコスト高で、解体の際には、硬化しているため、非常に時間を要する。

また、従来技術では、Ｏリングを装着する接地金属部分の溝状態を複雑にして組立時のＯリングの脱落防止とするものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
ただし、この形状では注型絶縁物の注型時において離型できないため、注型絶縁物としては構成ができない。

特開昭４９−６２８４４号公報特表平８−５１１０７９号公報

従来のガス絶縁機器に使用されているシール構造は、円形の断面を持つリング状封止部材としてのＯリングを溝を持つフランジに嵌め込み、もう一方のフランジと接続することで気密性を保持している。
しかし、その接続作業の際に、Ｏリングが脱落するため、前述のように、溝にシーラントなどの粘着性のある部材を塗布するか、溝形状を特殊な形状にして脱落防止としていた。しかしながら、いずれも経済的ではない。
また、溝形状を特殊な構造とすることでガス絶縁機器においては溝とＯリングに空気が残存してしまい、コロナ発生により絶縁物の寿命を縮める。

この発明は、注型絶縁物で構成される円板状部材の平面に形成される環状溝に嵌合され絶縁ガス充填容器からの絶縁ガスの漏洩を阻止するリング状封止部材によって環状溝に空気を残存することなくコロナ発生を阻止できるとともに、リング状封止部材の組立時の脱落を防止できるガス絶縁機器を得ようとするものである。

この発明に係るガス絶縁機器では、絶縁ガスを充填する容器、注型絶縁物で構成される円板状部材、前記円板状部材の平面に前記円板状部材の中心軸線を囲んで形成される環状溝、前記環状溝に嵌合され前記容器と接合して前記円板状部材と前記容器との間で圧縮されることにより前記容器に充填された絶縁ガスの漏洩を阻止する弾性を有する断面円形のリング状封止部材を備え、前記リング状封止部材と接する前記環状溝の断面における曲率半径を前記リング状封止部材の断面における曲率半径と一致させるとともに、前記環状溝の内径部に前記円板状部材の中心軸線と平行し前記リング状封止部材に接する直線部分を設けたものである。

この発明によれば、注型絶縁物で構成される円板状部材の平面に形成される環状溝に嵌合され絶縁ガス充填容器からの絶縁ガスの漏洩を阻止するリング状封止部材によって環状溝に空気を残存することなくコロナ発生を阻止できるとともに、リング状封止部材の組立時の脱落を防止できるガス絶縁機器を得ることができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態を図１から図３までについて説明する。図１は、この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置ＧＩＳからなるガス絶縁機器の構成を示す縦断面図である。図２は、この発明による実施の形態における環状溝に嵌合されるリング状封止部材の組立前の状態を示す断面図である。図３は、この発明による実施の形態における環状溝に嵌合されるリング状封止部材の組立後の状態を示す断面図である。

この発明による実施の形態における構成を示す図１において、リング状封止部材としてのＯリング１は、注型絶縁物で構成される円板状部材２における周縁部の平面に設けられた環状溝２ａに嵌合される。このＯリング１は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、ニトリルゴム（ＮＲ）、クロロピレンゴム（ＣＲ）などの弾性を有する合成ゴム等の材質によって構成される。
円板状部材２はＳＦ_６等の絶縁ガスが充填される導電性容器としての接地金属容器３のフランジ部３１に環状溝２ａを含むその周縁部を接合する。リング状封止部材としてのＯリング１は円板状部材２に設けられた環状溝２ａの底面と接地金属容器３のフランジ部３１との間で圧縮され、円板状部材２と接地金属容器３のフランジ部３１との間からの絶縁ガス漏洩を封止する。
この円板状部材２は、その中心軸線ＡＬ上に延在して配設される中心導体６を絶縁支持するものであって、リング状封止部材としてのＯリング１を嵌入する円板状部材２に設けられた環状溝２ａは、円板状部材２の中心軸線ＡＬを中心とする円周上に設けられる。
円板状部材２の環状溝２ａが設けられた周縁部は、その平面の両側を接地金属容器３の対をなすフランジ部３１によって挟持され、ボルト６１およびナット６２により締結される。ボルト６１およびナット６２による締結によってＯリング１は円板状部材２に設けられた環状溝２ａの内部において環状溝２ａの底部と接地金属容器３のフランジ部３１との間で圧縮保持され、円板状部材２と接地金属容器３のフランジ部３１との間からの絶縁ガス漏洩を封止するものである。

リング状封止部材としてのＯリング１の組立前の状態は、図２に示される。
このＯリング１の自由状態における環状中心からの内径寸法は、環状溝２ａの内径部２ｘにおける中心軸線ＡＬからの内径寸法よりも小さく設定され、リング状封止部材としてのＯリング１は組立前の状態において環状溝２ａの内径部２ｘに設けられた直線部Ｅに引っ掛けられた形で環状溝２ａの内径部２ｘに密着して固定保持される。
リング状封止部材としてのＯリング１の断面における半径ＲＡは、円板状部材２に設けられた環状溝２ａの底面部半径ＲＡと一致されている。
環状溝２ａには、その内径部２ｘに円板状部材２の中心軸線ＡＬと平行する直線部Ｅが設けられ、Ｏリング１の脱落は防止されるものである

そして、円板状部材２には、環状溝２ａを接地金属容器３内部の空間と連通する気体通路２ｐを構成するための後退面が形成されている。

さらに、円板状部材２に設けられた環状溝２ａの外径部２ｙには、円板状部材２の注型時に離型を助けるテーパー面が設けられている。環状溝２ａの外径部２ｙにおいて、環状溝２ａ底部の断面における半径ＲＣはＯリング１の断面における半径ＲＡよりも大きく設定されている。
環状溝２ａの内径部２ｘには、直線部Ｅが設けられており、テーパー部は設けられていない。しかしながら、円板状部材２を構成する絶縁物樹脂は注型の際にはその中心軸線ＡＬに向かって収縮するので、環状溝２ａの内径部２ｘにおける離型は支障なく行われるものである。

ここで、図２に示された、ＲＡ〜ＲＣおよびＤ〜Ｈは、次のような役割を果たすものである。
ＲＡ：円板状部材２に設けられた環状溝２ａに密着するＯリング１の断面半径。
ＲＢ：離型の際のクラック防止の断面曲率。
ＲＣ：Ｏリング１の半径と溝２ａの断面曲率半径をほぼ同一として、空気残留防止。
Ｄ：Ｏリング１の半径と溝２ａの断面曲率半径をほぼ同一として、Ｏリング１を密着し脱落防止、空気残留防止。
Ｅ：Ｏリングを溝内径に引っ掛けるための直線部。
Ｆ：ガス充填、空気抜きの隙間。
Ｇ：溝内径の壁はテーパがなしとして、Ｏリング脱落防止。離型の際には樹脂が収縮し、型から離れる。
Ｈ：溝外径の壁はテーパありの構造とし、離型の際に樹脂が収縮し型にくっつくのを緩和。

ガス絶縁開閉装置ＧＩＳの組立過程について説明する。
ガス絶縁開閉装置ＧＩＳの組立前において、リング状封止部材としてのＯリング１は円板状部材２に設けられた環状溝２ａの内径部２ｘに嵌合される。前述の通り、Ｏリング１の自由状態における環状中心からの内径寸法は、環状溝２ａの内径部２ｘにおける中心軸線ＡＬからの内径寸法よりも小さく設定されているので、Ｏリング１はＯリング１自体の弾性により環状溝２ａの内径部２ｘに圧接される。環状溝２ａの内径部２ｘには直線部Ｅが形成されていて、Ｏリング１の環状溝２ａからの脱落は確実に防止される。したがって、Ｏリング１を嵌入装着した環状溝２ａを持つ円板状部材２の組立装着作業を迅速かつ的確に進めることができる。
この状態では、内径部２ｘにおける環状溝２ａでの底部曲率の半径ＲＡにＯリング１の断面半径ＲＡが一致し両者は同一半径を保って密着している。環状溝２ａの外径部２ｙにおいては、環状溝２ａの外径部２ｙとＯリング１の外径部表面との間には空間が生じている。図２に示すように、Ｏリング１の下部は円板状部材２の平面部における下部表面から突出している。

ガス絶縁開閉装置ＧＩＳの組立時には、リング状封止部材としてのＯリング１は円板状部材２の環状溝２ａに嵌入保持されて円板状部材２と一体となった状態で接地金属容器３のフランジ部３１に圧接され、円板状部材２の環状溝２ａと接地金属容器３のフランジ部３１との間で密着挟持される。
この組立過程で、Ｏリング１の内径部と環状溝２ａの内径部２ｘとの間に存在する空気は気体通路２ｐを介して接地金属容器３の内部空間へ排出され、円板状部材２における環状溝２ａの内部に残存することはない。

ガス絶縁開閉装置ＧＩＳの組立後においては、リング状封止部材としてのＯリング１は図３に示す状態となる。
Ｏリング１はその内径部を環状溝２ａの内径部２ｘに密着するとともに、その外径部を環状溝２ａの外径部２ｙに密着し、しかも、下部を接地金属容器３のフランジ部３１に圧接密着して、円板状部材２と接地金属容器３のフランジ部３１との接合面における封止を確実に行うものである。
接地金属容器３の内部空間は、この組立作業の終了後に、真空引きされて、接地金属容器３の内部空間にはＳＦ_６などの絶縁ガスが充填される。

この発明による実施の形態では、次のような構成を具備している。
（１）Ｏリング１の内径を環状溝２ａの内径より小さくして、溝に引っ掛ける。
（２）絶縁物で構成される円板状部材２は機械加工しない、離型のみで仕上がり。
（３）環状溝２ａ内のガス充填用および空気抜け用に環状溝２ａの内径方向に絶縁物で構成される円板状部材２と接地金属容器３のフランジ部３１との間に０．０５〜０．２ｍｍ程度の隙間を設ける（Ｆ部）。
（４）絶縁物で構成される円板状部材２が注形物であることから環状溝２ａ内径側はテーパなし、外径側はテーパ形状として、離型性を確保できる構成（Ｇ部，Ｈ部）。
（５）環状溝２ａの溝内径・樹脂側にＯリング１と同等程度の半径の曲率ＲＡを設け、密着性を向上（Ａ部，Ｃ部，Ｄ部）。
（６）環状溝２ａの溝内径・ガス側に極力小さい半径の曲率として、Ｏリング１を引っ掛ける直線部を構成（Ｅ部）。

この発明による実施の形態においては、気密を行う注型絶縁物からなる円板状部材２において、一般的な形状を持つＯリング１を断面がほぼ矩形の溝の隅にＯリング１の断面半径とほぼ同じの丸みを持たせた溝の内径側に引っ掛けることで、組立時の脱落防止やコロナ発生の防止をさせるものである。

この発明による実施の形態によれば、絶縁ガスを充填する接地金属容器３からなる導電性容器、注型絶縁物で構成される円板状部材２、前記円板状部材２の平面に前記円板状部材２の中心軸線ＡＬを囲んで形成される環状溝２ａ、前記環状溝２ａに嵌合され前記接地金属容器３と接合して前記円板状部材２と前記接地金属容器３からなる導電性容器との間で圧縮されることにより前記接地金属容器３からなる導電性容器に充填された絶縁ガスの漏洩を阻止する弾性を有するＯリング１からなる断面円形のリング状封止部材を備え、前記Ｏリング１からなる断面円形のリング状封止部材と接する前記環状溝２ａの断面における曲率半径ＲＡを前記Ｏリング１からなる断面円形のリング状封止部材の断面における曲率半径ＲＡと一致させるとともに、前記環状溝２ａの内径部２ｘに前記円板状部材２の中心軸線ＡＬと平行し前記Ｏリング１からなる断面円形のリング状封止部材に接する直線部分Ｅを設けたので、リング状封止部材の組立時の脱落を防止できるとともに、注型絶縁物で構成される円板状部材の平面に形成される環状溝に嵌合され絶縁ガス充填容器からの絶縁ガスの漏洩を阻止するリング状封止部材によって環状溝に空気を残存することなくコロナ発生を防止できるガス絶縁機器を得ることができる。

また、この発明による実施の形態によれば、前項の構成において、前記環状溝の外径部に前記円板状部材の注型の際に離型を助けるテーパー部を設けたので、注型絶縁物で構成される円板状部材の平面に形成される環状溝に嵌合され絶縁ガス充填容器からの絶縁ガスの漏洩を阻止するリング状封止部材によって環状溝に空気を残存することなくコロナ発生を阻止できるとともに、リング状封止部材の組立時の脱落を防止でき、しかも、円板状部材の注型を適切かつ容易に行えうるガス絶縁機器を得ることができる。

さらに、この発明による実施の形態によれば、前項の構成において、前記環状溝と前記容器との間に前記容器の内部と連通する気体通路を設けたので、注型絶縁物で構成される円板状部材の平面に形成される環状溝に嵌合され絶縁ガス充填容器からの絶縁ガスの漏洩を阻止するリング状封止部材によって環状溝に空気を残存することなくコロナ発生を阻止できるとともに、リング状封止部材の組立時の脱落を防止でき、しかも、環状溝からの空気抜きおよび環状溝へのガス充填を適切かつ確実に行えるガス絶縁機器を得ることができる。

この発明による実施の形態における構成を示す縦断面図である。この発明による実施の形態における環状溝に嵌合されるリング状封止部材の組立前の状態を示す断面図である。この発明による実施の形態における環状溝に嵌合されるリング状封止部材の組立後の状態を示す断面図である

符号の説明

１Ｏリング１、２円板状部材、３接地金属容器、３１フランジ部、６中心導体、６１ボルト、６２ナット。

Claims

絶縁ガスを充填する容器、注型絶縁物で構成される円板状部材、前記円板状部材の平面に前記円板状部材の中心軸線を囲んで形成される環状溝、前記環状溝に嵌合され前記容器と接合して前記円板状部材と前記容器との間で圧縮されることにより前記容器に充填された絶縁ガスの漏洩を阻止する弾性を有する断面円形のリング状封止部材を備え、前記リング状封止部材と接する前記環状溝の断面における曲率半径を前記リング状封止部材の断面における曲率半径と一致させるとともに、前記環状溝の内径部に前記円板状部材の中心軸線と平行し前記リング状封止部材に接する直線部分を設けたことを特徴とするガス絶縁機器。
前記環状溝の外径部に前記円板状部材の注型の際に離型を助けるテーパー部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁機器。
前記環状溝と前記容器との間に前記容器の内部と連通する気体通路を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス絶縁機器。