JP4708271B2

JP4708271B2 - ガス絶縁装置

Info

Publication number: JP4708271B2
Application number: JP2006176951A
Authority: JP
Inventors: 満佐藤; 洋平大本; 仁志貞國; 幸夫尾崎; 裕子久世
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP2008011601A

Description

この発明は、樹脂体に埋め込まれた外部導体支持用の埋め金を有する絶縁スペーサを備えたガス絶縁装置に関する。

従来、埋め金と樹脂体との境界面近傍における埋め金の表面には溝が設けられ、この溝により、溝から前記境界面までの前記埋め金の厚みが薄く弾性変形が容易である絶縁スペーサを備えたガス絶縁装置が知られている。このものの場合、埋め金および樹脂体のそれぞれの線膨張係数等の物性値の違いにより熱応力が発生した場合に、前記埋め金が変形して、前記埋め金と前記樹脂体との前記境界面の剥離を防止する（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−１１００１１号公報

しかしながら、従来のこのガス絶縁装置では、埋め金の溝には異物等が入りやすく、この溝に異物等が入り込んだ場合には、その異物等を溝から除去することが困難である等の問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、埋め金の溝に異物等が入り込んだ場合に、この溝から異物等を容易に除去することができるガス絶縁装置を提供するものである。

この発明に係るガス絶縁装置は、金属容器と、前記金属容器の内側に設けられた外部導体と、前記金属容器と前記外部導体との間に設けられ、前記外部導体の端部と嵌合する金属の埋め金およびこの埋め金が埋め込まれ周縁部が前記金属容器に固定された絶縁性の樹脂体からなる絶縁スペーサと、を備えたガス絶縁装置において、前記埋め金の周縁部には外側が前記外部導体側に向かって立ち上がった複数の段差部が形成され、最下段の前記段差部は、前記外部導体の前記端部と嵌合している。

この発明に係るガス絶縁装置によれば、埋め金の溝に異物等が入り込んだ場合に、この溝から異物等を容易に除去することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１（ａ）は実施の形態１に係るガス絶縁装置の要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の要部拡大図である。
実施の形態１に係るガス絶縁装置は、円筒形状の金属容器１と、この金属容器１の内部に設けられ、電流が流れる外部導体２と、金属容器１と外部導体２との間に設けられ、外部導体２を支持する円盤形状の絶縁スペーサ３とを備えている。
絶縁スペーサ３の両面には、外部導体２がそれぞれ連結されており、絶縁スペーサ３は、外部導体２の端部と嵌合する金属からなる埋め金４と、この埋め金４が中心部に埋め込まれ、周縁部が金属容器１に固定された絶縁性の樹脂体５とを有している。
例えば、埋め金４はアルミから構成され、樹脂体５はエポキシ樹脂から構成されている。

埋め金４の周縁部には、全周に渡って、外側が外部導体２側に向かって立ち上がった第１の段差部４ａおよび第２の段差部４ｂが設けられている。
第１の段差部４ａは最下段の段差部であり、第２の段差部４ｂは第１の段差部４ａより外側に設けられている。
第１の段差部４ａと外部導体２の端部とは取外し可能に嵌合しており、外部導体２の側面とこの側面と対向した第２の段差部４ｂの面との間には、１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の隙間Ｃが設けられている。
外部導体２は埋め金４から取り外すことができ、外部導体２と第２の段差部４ｂとの隙間Ｃに入り込んだ異物等を容易に除去することができる。

次に、実施の形態１に係るガス絶縁装置において、埋め金４および樹脂体５のそれぞれの線膨張率の違いにより熱応力が発生した場合について説明する。
埋め金４に樹脂を注型することにより生成された絶縁スペーサ３を冷却すると、樹脂体５の線膨張率は埋め金４の線膨張率より大きいので、樹脂体５は埋め金４より収縮する変化が大きく、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂには応力が発生する。
埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの中で、最も先に剥離が発生する部位は、埋め金４と樹脂体５とが接触している境界面Ｂの外表面部である。
埋め金４の樹脂体５との境界面Ｂにおける外表面部の近傍は、第２の段差部４ｂにより径方向の厚みが薄く、柔軟性が向上しているので、樹脂体５の収縮とともに樹脂体５側へ弾性変形する。
その結果、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂにおける応力が低減し、境界面Ｂの剥離の発生を防止する。
したがって、従来技術に記載のガス絶縁装置と同様に境界面Ｂの剥離の発生を防止する効果を得ることができる。

以上説明したように、実施の形態１に係るガス絶縁装置によると、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂにおける応力が全周に渡って低減し、境界面Ｂの剥離の発生を防止するとともに、外部導体２を埋め金４から取り外すことで、外部導体２と第２の段差部４ｂとの隙間Ｃに異物等が入り込んだ場合に、容易に異物を除去することができる。

また、外部導体２の側面とこの側面と対向した第２の段差部４ｂの面との間には、１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の隙間Ｃが設けられているので、電磁力等により外部導体２に曲げの力が発生し、外部導体２が変形した場合であっても、外部導体２が第２の段差部４ｂと接触せず、その結果、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂに応力が生じることを防止している。

実施の形態２．
図２（ａ）は実施の形態２に係るガス絶縁装置の要部断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の要部拡大図である。
樹脂体５の内側周縁部５ａは、埋め金４の第２の段差部４ｂの上部に向かって盛り上げられて形成されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

この実施の形態２に係るガス絶縁装置によると、樹脂体５の埋め金４との境界面Ｂにおける外表面部の近傍は、肉厚が薄く形成されているので、樹脂体５の埋め金４との境界面Ｂ近傍の端部は、熱による体積の変形が小さい。
その結果、樹脂体５による埋め金４への応力が低減されるので、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの剥離の発生を防止することができる。

実際、本願発明者は、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの外表面部に仮想的に１ｍｍの剥離を形成して、樹脂を注型し冷却する際に生じる熱応力を負荷して剥離の発生に対応する応力拡大係数を計算した。
図３（ａ）は、埋め金４に段差部がない絶縁スペーサ３とその要部拡大図、図３（ｂ）は、実施の形態２に係る絶縁スペーサ３とその要部拡大図、図３（ｃ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）の絶縁スペーサ３の場合における応力拡大係数を比較した図である。
実施の形態２に係る絶縁スペーサ３は、段差部がない絶縁スペーサ３と比較して、応力拡大係数が１／４程度に減少しており、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの剥離を起こさせる応力が弱くなっていることがわかる。

以上説明したように、実施の形態２に係るガス絶縁装置によると、実施の形態１の効果に加えて、樹脂体５の埋め金４との境界面Ｂの外表面部の近傍の肉厚が薄く形成されているので、樹脂体５の熱による体積変化を低減させ、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの剥離の発生を実施の形態１のものより確実に防止することができる。

実施の形態３．
図４（ａ）は実施の形態３に係るガス絶縁装置の要部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大図である。
外部導体２の端部の周縁部には、外部導体２と埋め金４の第２の段差部４ｂとの間に空隙を形成する切り欠き部２ａが、第２の段差部４ｂを覆って設けられている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態３に係るガス絶縁装置によると、外部導体２の端部の周縁部には、外部導体２と埋め金４の第２の段差部４ｂとの間に隙間Ｃを形成する切り欠き部２ａが、第２の段差部４ｂを覆って設けられているので、外部導体２の端部の側面と第２の段差部４ｂとの空隙Ｃに異物が入るのを防いでいる。

以上説明したように、実施の形態３に係るガス絶縁装置によると、実施の形態１の効果に加えて、切り欠き部２ａが第２の段差部４ｂを覆って設けられているので、外部導体２の端部の側面と第２の段差部４ｂとの隙間Ｃに異物が入るのを防ぐことができる。

実施の形態４．
図５（ａ）は実施の形態４に係るガス絶縁装置の要部断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の要部拡大図である
実施の形態３と同様に、外部導体２の端部の周縁部には、外部導体２と埋め金４の第２の段差部４ｂとの間に空隙Ｃを形成する切り欠き部２ａが、第２の段差部４ｂを覆って設けられている。
その他の構成は、実施の形態２と同様である。

この実施の形態４に係るガス絶縁装置によると、実施の形態３と同様に外部導体２の端部側面と第２の段差部４ｂとの隙間Ｃに異物が入るのを防ぐとともに、実施の形態２と同様に樹脂体５による埋め金４への応力を低減させて、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂの剥離を防止している。

なお、上記各実施の形態では、第１の段差部４ａおよび第２の段差部４ｂが埋め金４の周縁部の全周に渡って設けられたガス絶縁装置について説明したが、埋め金４と樹脂体５との境界面Ｂに応力がかからない部位がある場合には、その境界面Ｂ近傍には第２の段差部４ｂを設けなくてもよい。

また、上記各実施の形態では、外部導体２の側面とこの側面と対向した第２の段差部４ｂの面との間には、１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の隙間Ｃが設けられているガス絶縁装置について説明したが、勿論この隙間Ｃに限らず、電磁力等により外部導体２に曲げの力が発生し、外部導体２が変形した場合に、外部導体２が第２の段差部４ｂと接触ない程度に隙間Ｃが設けられ、かつ、埋め金４の機械的強度が損なわれない程度に第２の段差部４ｂと境界面Ｂとの間に肉厚がある隙間Ｃであればよい。

また、上記各実施の形態では、複数の段差部が第１の段差部４ａおよび第２の段差部４ｂの２段からなる埋め金４を有したガス絶縁装置について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、複数の段差部が３段である埋め金４を有したガス絶縁装置であってもよい。

図１（ａ）は実施の形態１に係るガス絶縁装置の要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の要部拡大図である。図２（ａ）は実施の形態２に係るガス絶縁装置の要部断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の要部拡大図である。図３（ａ）は埋め金に段差部がない絶縁スペーサとその要部を拡大した図、図３（ｂ）は実施の形態２に係る絶縁スペーサとその要部を拡大した図、図３（ｃ）は図３（ａ）および図３（ｂ）の絶縁スペーサの場合における応力拡大係数を比較した図である。図４（ａ）は実施の形態２に係るガス絶縁装置の要部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大図である。図５（ａ）は実施の形態２に係るガス絶縁装置の要部断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の要部拡大図である

符号の説明

１金属容器、２外部導体、２ａ切り欠き部、３絶縁スペーサ、４埋め金、４ａ第１の段差部、４ｂ第２の段差部、５樹脂体、５ａ内側周縁部、Ｂ境界面、Ｃ隙間。

Claims

金属容器と、
前記金属容器の内側に設けられた外部導体と、
前記金属容器と前記外部導体との間に設けられ、前記外部導体の端部と嵌合する金属の埋め金およびこの埋め金が埋め込まれ周縁部が前記金属容器に固定された絶縁性の樹脂体からなる絶縁スペーサと、
を備えたガス絶縁装置において、
前記埋め金の周縁部には、外側が前記外部導体側に向かって立ち上がった複数の段差部が形成され、最下段の前記段差部には、前記外部導体の前記端部が取外し可能に嵌合していることを特徴とするガス絶縁装置。
前記樹脂体の内側周縁部は、前記段差部の上部に向かって盛り上げられていることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁装置。
前記外部導体の前記端部の周縁部には、前記外部導体と前記埋め金との間に空隙を形成する切欠き部が前記段差部を覆って設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス絶縁装置。
前記段差部は、前記埋め金の全周に渡って設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のガス絶縁装置。
前記外部導体の側面とこの側面に対向した最下段を除く前記段差部の面との間には、１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の隙間が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のガス絶縁装置。