JP4891816B2

JP4891816B2 - 電気機器の接続装置

Info

Publication number: JP4891816B2
Application number: JP2007064228A
Authority: JP
Inventors: 康寿宮内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: JP2008228467A

Description

本発明は、固体絶縁物でモールドされたスイッチギヤなどに用いられる電気機器の相互間を接続する電気機器の接続装置に関する。

従来、固体絶縁スイッチギヤにおいては、真空バルブや母線などの電気機器をエポキシ樹脂でモールドし、これらの相互間を界面接続部を有する接続装置で接続する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の電気機器の接続装置は、図６に示すように、図示上下方向の中間部を境として、図示上方側の第１の電気機器部１ａと図示下方側の第２の電気機器部１ｂとで構成されている。

第１の電気機器部１ａには、例えば真空バルブの主回路に接続された第１の中心導体２の周りにエポキシ樹脂でモールドされた第１の絶縁層３が設けられている。第１の中心導体２端面には凹部２ａが形成され開口部となっており、また、第１の絶縁層３端面にはテーパー状の凹状の第１の界面接続部３ａが形成されている。第１の絶縁層３には、複数の埋め金４が埋め込まれており、その外周には導電性塗料を塗布した第１の接地層５が設けられている。

第２の電気機器部１ｂには、例えば母線に接続された第２の中心導体６の周りに、第２の中心導体６端を露出させて第１の絶縁層３と同様の絶縁材料でモールドされた第２の絶縁層７が設けられている。第２の中心導体６端には凹部２ａ内面に接触する環状の接触子８が設けられ、また、第２の絶縁層７には第１の界面接続部３ａに嵌合されるテーパー状の凸状の第２の界面接続部７ａが形成されている。第２の絶縁層７の外周には、第１の接地層５と同様の導電性塗料を塗布した第２の接地層９が設けられている。

また、第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａ間には、弾性体の可撓性絶縁物１０が挿入され、ボルト１１により、第１の電気機器部１ａと第２の電気機器部１ｂとが強固に接続固定される。可撓性絶縁物１０の厚さは、この可撓性絶縁物１０を挿入しないときに形成される第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとの隙間よりも僅かに大きくなっており、互いを接続固定したときに可撓性絶縁物１０が圧縮され、面圧が加わるようになっている。
特開２００３−１６８８１号公報（第３〜４ページ、図１）

上記の従来の電気機器の接続装置においては、次のような問題がある。
第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとの隙間よりも可撓性絶縁物１０の厚さが所定以上に厚すぎると、互いの界面接続部３ａ、７ａは可撓性絶縁物１０を介して密着するものの、互いが当接するはずの第１の絶縁層５と第２の絶縁層７と端面間には、図６に示すように微小ギャップＧが形成される。微小ギャップＧが形成されると、部分放電を発生する可能性があり、特に、塵埃や湿気があると、部分放電が発生し易く、絶縁劣化に繋がる。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、界面接続部での微小ギャップによる部分放電の発生を抑制し、絶縁特性を向上し得る電気機器の接続装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電気機器の接続装置は、第１の中心導体の周りに第１の絶縁層を設けるとともに、第１の界面接続部を有する第１の電気機器部と、前記第１の中心導体に接触する第２の中心導体の周りに第２の絶縁層を設けるとともに、前記第１の界面接続部に嵌合される第２の界面接続部を有する第２の電気機器部と、前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部間に挿入される可撓性絶縁物とを備え、前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とが対向する前記第１の絶縁層の端面と前記第２の絶縁層の端面とのそれぞれに接地層を設けるとともに、前記可撓性絶縁物の外周にも接地層を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、互いが対向する界面接続部の絶縁層の端面にそれぞれ接地層を設け、界面接続部に挿入する可撓性絶縁物の外周にも接地層を設けて、これらの接地層を接触させているので、接続固定時に微小ギャップが形成されても同電位となり、部分放電の発生を抑制でき、優れた絶縁特性を有するものとなる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の一方を示す上面図、図３は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。

図１に示すように、電気機器の接続装置は、図示上下方向の中間部を境として、図示上方側の第１の電気機器部１ａと図示下方側の第２の電気機器部１ｂとで構成されている。

第１の電気機器部１ａには、例えば真空バルブの主回路に接続された第１の中心導体２の周りに、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドされた第１の絶縁層３が設けられている。第１の中心導体２端面には凹部２ａが形成され開口部となっており、また、第１の絶縁層３端面にはテーパー状の凹状の第１の界面接続部３ａが形成されている。第１の絶縁層３には、複数の埋め金４が埋め込まれており、その外周には、銀塗料やカーボン塗料などの導電性塗料を塗布した第１の接地層５が設けられている。

更に、第１の界面接続部３ａを除く第１の絶縁層３端面には、第１の接地層５と同様の導電性塗料を塗布した第３の接地層２０が設けられている。この第３の接地層２０は、図２に示すように、第１の接地層５と連接され同電位となっており、第１の絶縁層３の外周面から第１の界面接続部３ａ端まで設けられている。なお、埋め金４は、第３の接地層２０と同電位になる。

第２の電気機器部１ｂには、例えば母線に接続された第２の中心導体６の周りに、第２の中心導体６端を露出させて第１の絶縁層３と同様の絶縁材料でモールドされた第２の絶縁層７が設けられている。第２の中心導体６端には凹部２ａ内面に接触する環状の接触子８が設けられ、また、第２の絶縁層７端面には第１の界面接続部３ａに嵌合されるテーパー状の凸状の第２の界面接続部７ａが形成されている。第２の絶縁層７の外周には、第１の接地層５と同様の導電性塗料を塗布した第２の接地層９が設けられている。

更に、第２の界面接続部７ａを除く第２の絶縁層７端面には、第２の接地層９と同様の導電性塗料を塗布した第４の接地層２１が設けられている。この第４の接地層２１も第３の接地層２０と同様に、第２の絶縁層７の外周面から第２の界面接続部７ａ端まで設けられている。

第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａ間には、シリコンゴム、ＥＰゴムのような円錐状の可撓性絶縁物１０が挿入され、ボルト１１により、第１の電気機器部１ａと第２の電気機器部１ｂとが強固に接続固定される。可撓性絶縁物１０には、図３に示すように、その外周に銀塗料やカーボン塗料などの導電性塗料を塗布した第５の接地層２２が設けられている。可撓性絶縁物１０の厚さは、この可撓性絶縁物１０を挿入しないときに形成される第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとの隙間よりも僅かに大きくなっており、互いを接続固定したときに可撓性絶縁物１０が圧縮され、面圧が加わるようになっている。

第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとを接続固定したときには、第５の接地層２２が第３の接地層２０および第４の接地層２１と接触する。即ち、可撓性絶縁物１０を挿入すると、第３の接地層２０、第４の接地層２１、第５の接地層２２は、接地電位の同電位となる。

これにより、第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとの接続固定時に可撓性絶縁物１０が厚すぎて微小ギャップが形成されても、微小ギャップ内が接地電位の同電位となるため、部分放電を発生することがない。したがって、塵埃や湿気のある場所に適用しても、微小ギャップ内で部分放電を発生することはない。

上記実施例１の電気機器の接続装置によれば、第１の界面接続部３ａと第２の界面接続部７ａとを接続固定したときに、互いが対向する端面に接地電位となる第３の接地層２０と第４の接地層２１とをそれぞれ設け、可撓性絶縁物１０の外周にも第５の接地層２２を設けているので、微小ギャップが形成されても微小ギャップ内は同電位となり、部分放電を発生することがなく、優れた絶縁特性を有するものとなる。

なお、上記実施例１では、第１の界面接続部３ａを凹状とし、第２の界面接続部７ａを凸状として説明したが、この形状を逆にして第１の界面接続部３ａを凸状とし、第２の界面接続部７ａを凹状としてもよい。

次に、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、接地層の形成方法である。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、電気機器の接続装置は、実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

図４に示すように、可撓性絶縁物１０の外周には、導電性の第６の接地層２３を設けている。この形成方法としては、例えば、予めシリコンゴムにカーボン粉を混合した環状の導電性ゴムを製作しておき、これを金型に嵌め込み、液状のシリコンゴムを金型に充填し硬化させれば、第６の接地層２３を一体でモールドした可撓性絶縁物１０を得ることができる。

上記実施例２の電気機器の接続装置によれば、実施例１と同様の効果のほかに、第６の接地層２３を可撓性とすることができるので、可撓性絶縁物１０の着脱作業を容易にすることができる。

次に、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、接地層の形状である。図５において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、電気機器の接続装置は、実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

図５に示すように、第６の接地層２３の内周面には、曲面部２３ａを設けている。これは、予め所定の曲面部２３ａを有する第６の接地層２３を製作しておき、可撓性絶縁物１０と一体でモールドすれば形成することができる。

上記実施例３の電気機器の接続装置によれば、実施例２と同様の効果のほかに、第６の接地層２３の電界緩和を図ることができる。

本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の一方を示す上面図。本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図。本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図。本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の可撓性絶縁物を示す断面図。従来の電気機器の接続装置の構成を示す断面図。

符号の説明

１ａ第１の電気機器部
１ｂ第２の電気機器部
２第１の中心導体
２ａ凹部
３第１の絶縁層
３ａ第１の界面接続部
４埋め金
５第１の接地層
６第２の中心導体
７第２の絶縁層
７ａ第２の界面接続部
８接触子
９第２の接地層
１０可撓性絶縁物
１１ボルト
２０第３の接地層
２１第４の接地層
２２第５の接地層
２３第６の接地層
２３ａ曲面部

Claims

第１の中心導体の周りに第１の絶縁層を設けるとともに、第１の界面接続部を有する第１の電気機器部と、
前記第１の中心導体に接触する第２の中心導体の周りに第２の絶縁層を設けるとともに、前記第１の界面接続部に嵌合される第２の界面接続部を有する第２の電気機器部と、
前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部間に挿入される可撓性絶縁物とを備え、
前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とが対向する前記第１の絶縁層の端面と前記第２の絶縁層の端面とのそれぞれに接地層を設けるとともに、前記可撓性絶縁物の外周にも接地層を設けたことを特徴とする電気機器の接続装置。
前記第１の界面接続部と前記第２の界面接続部とを接続固定したときに、前記第１の絶縁層の端面と前記第２の絶縁層の端面とのそれぞれに設けた接地層と、前記可撓性絶縁物の外周に設けた接地層とが接触することを特徴とする請求項１に記載の電気機器の接続装置。
前記可撓性絶縁物の外周の接地層を、導電性塗料を塗布して設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器の接続装置。
前記可撓性絶縁物の外周の接地層を、導電性ゴムを一体モールドして設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器の接続装置。
前記可撓性絶縁物の外周に設けた接地層の内周に曲面部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の電気機器の接続装置。