JP4908132B2 - 電気機器の絶縁構造及びその絶縁構造を適用したスイッチギヤ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、電力の送配電及び受電設備などに用いられ、開閉機器等の主回路機器が接地金属ケースに収納されて構成されるような電気機器の絶縁構造、及びその絶縁構造を適用したスイッチギヤに関するものである。

ガス絶縁開閉装置等の電気機器では、コンパクト化や軽量化，低コスト化のニーズは強く、これらに対処するために、絶縁技術にも更なる高度化が求められている。
また、従来から絶縁媒体として広く用いられてきたＳＦ６ガスが、地球温暖化の一因であるとして使用を規制されるようになり、代替ガスが検討されてきたが、現在ではＳＦ６ガスの不使用化が本格化した結果、代替ガスとして、ＳＦ６ガスに比べて絶縁性能の劣る乾燥空気や窒素ガス等が使用されるようになり、このため絶縁被覆や絶縁バリヤを用いたガス・固体複合絶縁として、一層の絶縁性能の向上が求められるようになってきた。

絶縁性ガス中で使用される電気機器で、収納機器の絶縁耐力を向上させるための絶縁構造に関する従来の技術として、例えば、低圧力絶縁ガスが封入された電気機器に装着する絶縁バリヤにおいて、不平等電界を形成する電極系が存在するとき、電界強度の大きい高圧側電極の三次元周囲を、この電極より十分大きい曲率を持ち、所定の耐電圧値で貫通破壊しない厚さを有する絶縁バリヤで覆い、この絶縁バリヤの高圧電極と対向する凹部表面に、導電体層を設けた絶縁バリヤが開示されている（特許文献１参照）。

特開平３−２２２６１１号公報（第２−第３頁、第２図）

特許文献１に示された技術は、部分放電開始電圧と耐電圧を向上させるため、絶縁バリヤの内側表面に導電体層を設けたものであるが、この技術によれば、導電体層の塗布工程を必要とし、また、厚さや塗りむら等に対する品質管理が必須となり、これらが製造コスト上昇の要因となるという問題点があった。
また、絶縁バリヤを設置したギャップにおける全路放電時、すなわち絶縁破壊時の放電進展メカニズムについては、単純形状のモデルギャップではカメラ観察などによってどの区間から放電が開始しどの順序でどの区間に放電が進展して行くか、ある程度解明されている。しかし、より複雑な構造の実用ギャップでの放電進展順序については、必ずしも解明されてなく、更なる改善の余地が残されていた。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、電気機器の導体間に挿入される絶縁バリヤの形状を工夫することにより、耐電圧性能を向上させた電気機器の絶縁構造、及びその絶縁構造を用いたスイッチギヤを得ることを目的とする。

この発明に係わる電気機器の絶縁構造は、端部に所定の曲率で形成された曲率部を有する第１の導体が、第２の導体に対向して絶縁性ガス中に配置され、第１の導体の曲率部とその曲率部に続く側面部の一部とを覆う絶縁バリヤが、第１の導体と空隙を介して設けられた電気機器の絶縁構造において、
第１の導体の先端部とその先端部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、第１の導体の側面部とその側面部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離より大きく形成し、かつ、第１の導体の側面部とその側面部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成したものである。

また、この発明に係わるスイッチギヤは、絶縁性ガスが封入された接地金属ケース内に開閉機器及びその主回路導体が収納され、開閉機器及びその主回路導体を構成する導体のうち、端部に所定の曲率で形成された曲率部を有する第１の導体が、第２の導体に対向配置され、第１の導体の曲率部とその曲率部に続く側面部の一部とを覆う絶縁バリヤが第１の導体と空隙を介して設けられたスイッチギヤにおいて、
第１の導体の先端部とその先端部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、第１の導体の側面部とその側面部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離より大きく形成し、かつ、第１の導体の側面部とその側面部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成したものである。

この発明の電気機器の絶縁構造によれば、上記のように第１の導体と第２の導体の間に絶縁バリヤを介在させ、第１の導体の先端部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、第１の導体の側面部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離より大きくし、かつ、第１の導体の側面部とその側面部に対向する絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成したので、第１の導体先端部と絶縁バリヤの先端外面部の電界が低減され、また、絶縁バリヤ内側表面上を絶縁バリヤの開口部側に向かって進む先行放電が進展しにくい電位分布が、絶縁バリヤの内側表面に形成される。このため絶縁バリヤの開口端部を経由する先行放電の進展が抑制され、耐電圧性能が向上する。

また、この絶縁構造を適用したスイッチギヤによれば、第１の導体と絶縁バリヤとの対向面の空隙距離を上記同様に構成したので、絶縁バリヤ内側表面上を絶縁バリヤの開口部側に向かって進む先行放電が進展しにくい電位分布が、絶縁バリヤの内側表面に形成される。このため絶縁バリヤの開口端部を経由する先行放電の進展が抑制され、スイッチギヤの耐電圧性能を向上させることができる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１による電気機器の絶縁構造を示す図である。（ａ）は構成を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。
図１（ａ）に示すものは、例えば、電気機器の主回路導体とそれを収容する接地金属ケースのように、ＳＦ６，乾燥空気，窒素あるいは二酸化炭素等の絶縁性ガスが封入された空間内に、高圧側導体と接地導体とが対向配置されたような状態をモデル化したもので、その間の絶縁構造を示す部分断面図である。
第１の導体である棒状をした高圧側導体１は、端部に所定の曲率で半球状に形成された曲率部１ａを有し、この曲率部１ａとそれに続く側面部１ｂ（図１の断面図で直線となる部分）とに対向して第２の導体である平板状の接地導体２が配置されている。局所的高電界が発生しやすい曲率部１ａを中心とする部分を覆うように、高圧側導体１の表面と空隙を介して、絶縁バリヤ３が設けられている。

なお、第１の導体を高圧側導体１、第２の導体を平板状の接地導体２（低圧側導体）として説明するが、この構成に限定するものではなく、例えば、それぞれに絶縁バリヤを有する２つの導体が、絶縁バリヤ側を対向させて配置されているような絶縁構成であっても良い。
また、高圧側導体１の側面部１ｂに対向する側の接地導体２が、図より広く距離が離れていて、実質的に高圧側導体１先端の曲率部１ａ側でのみ接地導体２と対向しているような構成でも良い。

絶縁バリヤ３の形状を更に詳しく説明する。
絶縁バリヤ３は、高圧側導体１の半球状をした曲率部１ａ全体を覆うと共に、曲率部１ａに続く側面部１ｂの一部も覆うような椀状に形成されている。絶縁バリヤ３の肉厚はほぼ一定とし、絶縁バリヤ３と高圧側導体１との空隙距離は、高圧側導体１の最先端部表面とそれに対向する絶縁バリヤ３の内側表面との空隙距離Ａを、側面部１ｂとそれに対向する絶縁バリヤ３の内側表面との空隙距離Ｂよりも大きくしている（Ａ＞Ｂ）。側面部１ｂと対向する範囲では空隙距離Ｂはほぼ一定とする。なお、絶縁バリヤ３の開口端部（図１（ｂ）の（３）部）は、エッジにならないように、その部分の肉厚の１／２以下の曲率で曲面に形成している。
このように構成した絶縁構造において、高圧側導体１に電圧を印加したときの電位分布は、電界解析の結果、図１（ｂ）の等電位線ようになった。

本発明の作用効果を説明するために、比較例として、従来の電気機器の絶縁構造を参考図として図２に示す。（ａ）は構成を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。図１とは高圧側導体１と絶縁バリヤ３の相対位置関係が異なり、図２では、高圧側導体１とそれに対向する絶縁バリヤ３との空隙距離はほぼ一定（Ａ＝Ｂ）である。
図１と対比すれば、図１は、図２の絶縁バリヤ３の位置を高圧側導体１の軸方向に導体先端部から離れる方向へシフトさせた構造となっている。

図１（ｂ）及び図２（ｂ）中に一点鎖線で示す部位、すなわち高圧側導体曲率部（１），（１）に対向する絶縁バリヤの先端外面部（２），絶縁バリヤの開口端部（３）の各部位について、１００ｋＶ印加時の最大電界の比較を行った結果、次のようになった。
図１の場合・・・（１）6.37、（２）0.74、（３）1.68
比較例：図２の場合・・・（１）6.68、（２）1.14、（３）1.78（ｋＶ／ｍｍ）
上記のように、いずれの場合も本実施の形態の図１の方が最大電界が低く、特に（１）と（２）の部位で電界が大きく低減されていることが分かる。電界が低減された結果、高圧側導体−絶縁バリヤ−低圧側導体（接地導体）という絶縁系における絶縁破壊電圧が上昇することになる。

従って、先行放電（絶縁破壊の端緒となる放電）の発生部位が高圧側導体曲率部（１）や絶縁バリヤの先端外面部（２）となるような配置構成の場合は、本実施の形態の発明を適用することで、先行放電発生部の電界が低減される結果、絶縁破壊電圧が上昇し、効果的に耐電圧性能が向上する。

更に、下記の理由で破壊電圧が上昇する。
全路放電（絶縁破壊）が形成される直前にはストリーマと呼ばれる先行放電が部分的に発生することが知られている。先行放電は、高圧側導体の最大電界発生部位から概略法線方向に絶縁バリヤ内側表面まで進展した後、絶縁バリヤ内側表面を絶縁バリヤ開口端部に向かって進展し、その後は最短距離にある低圧側導体（図の場合は接地導体）に向かうか、又は、開口端部から絶縁バリヤの外側表面に沿ってその先端部（図中の（２））近くまで伸びた後に低圧側導体（接地導体）に向かうと考えられる。
あるいは、先行放電が高圧側導体表面から概略法線方向に進展し絶縁バリヤ内側表面に到達した直後に、そのちょうど裏面に当たる絶縁バリヤ外側表面から低圧側導体（接地導体）に向かって第二次先行放電が発生し、最後に絶縁バリヤ内側表面から絶縁バリヤ開口端部を回り込んで第二次先行放電発生部まで橋絡し、全路放電が完成すると考えられる。

上記のように、最大電界発生部位が導体の先端部近傍に有れば、絶縁バリヤ内側表面を開口端部に向かって伸展する経路が存在する。そこで進展経路・順序のうち、先行放電が絶縁バリヤ内側表面を開口端部に向かって進展する過程に着目する。
図１（ｂ）の電位分布を見ると、絶縁バリヤ３の内側表面の中心側から開口端部にかけては等電位線が多く横切っており、開口端部に向かうに従って電位が高くなっていることが分かる。一方、図２（ｂ）の電位分布を見ると、同様に等電位線が横切っているがその数は図１（ｂ）ほど多くはない。すなわち、図１（ｂ）ほど開口端側の電位は高くなっていない。

絶縁バリヤ内側表面を開口端部に向かって伸展する経路においては、図１，図２のいずれの場合も、先行放電は低電位部から高電位部に進展することになる。
先行放電は、本来、高電位部から低電位部に向かって進展しやすい性質がある。ところが、絶縁バリヤ内側表面の開口端部までの区間においては、図の形状の場合、伸展しにくい低電位→高電位に向かう電位差となっているので、電位差が大きいほど先行放電は進展しにくい。

以上をふまえた上で、図１と図２の構造を比較すると、上記区間における電位差は図１の方が大きくなっている。すなわち、本実施の形態の図１の構造の方が、先行放電の進展には、より高い電圧が高圧側導体−接地導体間に必要になり、この絶縁系の耐電圧性能が向上していることが分かる。

なお、これまでの説明では、第１導体は棒状導体として説明してきたが、棒状導体に限定するものではなく、次に説明するような円筒状の端部に曲率部を有するものや、また、板状導体の端部に曲率部有するようなものであっても良い。

以上までは、電気機器一般の絶縁構造として説明したが、次に、この絶縁構造をスイッチギヤに適用した例について説明する。
スイッチギヤは、ＳＦ６，乾燥空気，窒素，二酸化炭素等の絶縁性ガスを封入した接地金属ケース内に、真空遮断器，断路器，接地開閉器，あるいは断路器に接地開閉器を付加した３位置断路器，母線導体等の主回路を構成する機器が収納されて構成されている。
図３は、上記のようなスイッチギヤにおいて、例えば、接地開閉器の電極部分を示す部分断面図である。第１の導体である高圧側導体４は単純な棒状ではなく貫通孔４ａを有する円筒状で、円筒先端部には所定の曲率で曲面加工が施された曲率部４ｂを有している。

この曲率部４ｂを覆い、かつ高圧側導体４の側面部４ｃの一部も覆うように、中心に貫通孔を有する椀状の絶縁バリヤ５が配置されている。高圧側導体４の軸方向に対向して、高圧側導体側とほぼ同じ構造をした第２の導体である低圧側導体６と絶縁バリヤ７とが配置されている。また、両導体４，６と両絶縁バリヤ５，７の貫通孔には、可動棒電極（図示せず）が、軸方向に往復動できるようになっている。これらが、低圧側導体６側と同じ電位である接地金属ケース８の内部に収納されて構成されている。

各絶縁バリヤ５，７は、円筒状をした各導体４，６の電界の低い部位に形成した取付部に螺合などの手段によって脱落しないように固定されている。
高圧側導体４と絶縁バリヤ５との対向面の空隙距離は、高圧側導体４の最先端部と絶縁バリヤ５の内側表面との空隙距離Ａの方が、高圧側導体４の側面部４ｃと絶縁バリヤ５の内側表面との空隙距離Ｂより大きく形成されている。低圧側導体６側も同様である。

このような構造においも、上記で説明したような理由により、図１（ｂ）の（１）〜（３）に相当する部位のうち、特に（１）及び（２）に相当する部位の電界を低減することができ、その結果として絶縁破壊電圧が上昇する。また前述したような先行放電の発生・進展状況も考慮すると、絶縁バリヤの内側表面での先行放電の進展が妨げられるため、耐電圧性能が向上する。
なお、上記では、スイッチギヤに収納された接地開閉器の電極部分に適用した場合について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、対向配置された２導体の内いずれかが高圧側となるような導体間の絶縁構造や高圧側導体と接地金属ケース間等の絶縁構造にも同様に適用できる。

以上のように、実施の形態１の発明によれば、端部に曲率部を有する第１の導体と、それに対向して配置した第２の導体の間に、第１の導体の曲率部とその曲率部に続く側面部の一部とを覆う絶縁バリヤを第１の導体と空隙を介して設け、第１の導体の先端部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、第１の導体の側面部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離よりも大きく形成したので、第１の導体先端部と絶縁バリヤの先端外面部の電界が低減され、また、絶縁バリヤ内側表面上を絶縁バリヤの開口部側に向かって進む先行放電が進展しにくい電位分布が、絶縁バリヤの内側表面に形成されるため、絶縁バリヤの開口端部を経由する先行放電の進展が抑制され、絶縁破壊電圧が上昇し、耐電圧性能が向上する。

また、この絶縁構造を適用したスイッチギヤによれば、主回路機器を構成する第１の導体に絶縁バリヤを設け、第１の導体の先端部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離を、第１の導体の側面部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離よりも大きく形成したので、上記と同様に、絶縁バリヤの開口端部を経由する先行放電の進展が抑制され、絶縁破壊電圧が上昇し、耐電圧性能が向上したスイッチギヤを提供できる。

実施の形態２．
図４は、実施形態２による電気機器の絶縁構造を示す図である。（ａ）は構成を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。実施の形態１で説明した図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図１との相違点は高圧側導体１と絶縁バリヤ９の空隙距離の関係である。図４（ａ）において、Ｂ_１は絶縁バリヤ９の開口端部近傍での導体の側面部１ｂと絶縁バリヤ９の内側表面との空隙距離を示し、Ｂ_２は高圧側導体１先端の曲率部１ａが終わり側面部１ｂに移る近傍の側面部１ｂと絶縁バリヤ９の内側表面との空隙距離を示している。

絶縁バリヤの肉厚をほぼ一定に保ちながら、高圧側導体１の最先端部表面とそれに対向する絶縁バリヤ９の内側表面との空隙距離Ａを、側面部１ｂとそれに対向する絶縁バリヤ９の内側表面との空隙距離（Ｂ_１又はＢ_２）よりも大きく形成している点は実施の形態１と同等であるが、本実施の形態では、更に、Ｂ_１＜Ｂ_２として、絶縁バリヤ９の開口端部に近づくに従って空隙距離が小さくなるように形成されている。

図４（ｂ）中に一点鎖線で示す部位、すなわち高圧側導体曲率部（１），（１）に対向する絶縁バリヤの先端外側表面部（２），絶縁バリヤの開口端部（３）の各部位について、１００ｋＶ印加したときの最大電界を、実施の形態１で説明した比較例である図２の構成と比較を行った結果、次のようになった。
図４の場合・・・（１）6.34、（２）0.73、（３）1.83
比較例：図２の場合・・・（１）6.68、（２）1.14、（３）1.78（ｋＶ／ｍｍ）
上記のように、従来構造である図２と比べると、（３）部分では若干高くなっているものの、（１）及び（２）の部位では電界が低減されている。電界が低減された結果、絶縁破壊電圧が上昇することになる。
従って、先行放電の発生部位が高圧側導体曲率部（１）や絶縁バリヤの先端外側表面部（２）である場合、本実施の形態の構造を適用することで先行放電発生部の電界が効果的に低減され、絶縁破壊電圧の上昇が期待できる。

上記効果自体は実施の形態１の図１とほぼ同じであるので、図１との効果の差を、電界解析結果を表す図４（ｂ）の電位分布図で説明する。側面部１ｂに対向する絶縁バリヤの内径が開口端部に近づくに従って小さくなっている本実施の形態の図４の構成と、内径が一定である図１の構成とを比較すると、絶縁バリヤが高圧側導体１の側面部１ｂと対向する区間における電位差は、等電位線の分布から読み取れるように、図４（ｂ）の方が大きくなっている（開口端部側が高電位）。この結果、先行放電が伸展しにくくなり、高圧側導体−絶縁バリヤ−低圧側導体と構成されたこの絶縁系の耐電圧性能が、図１の場合よりも更に向上する。

以上までは、電気機器一般の絶縁構造として説明したが、次に、この絶縁構造をスイッチギヤに適用した例について説明する。
図５は、実施の形態１の場合と同様に、例えば、スイッチギヤの中の主回路機器の一つである接地開閉器の電極部分に適用した例である。基本構造は実施の形態１の図３と同等なので、同等部分は同一符号を付して説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図５の特徴点としては、椀状をした絶縁バリヤ１０，１１の内径が絶縁バリヤ１０，１１の開口端部に近づくに従って小さくなっている点である。すなわち、高圧側導体４と絶縁バリヤ１０又は低圧側導体６と絶縁バリヤ１１との空隙距離であるＡ，Ｂ_１，Ｂ_２の関係が、図４の場合と同等となっている。
このような構成において、放電進展過程は実施の形態１で述べたものと同様に、絶縁バリヤ１０又は１１の内側表面をその開口端部に向かって進展する過程では、放電が進展しにくい電位傾度の中を進展することになる。従って、図４（ｂ）のところで説明したように、図３の場合より更に放電が進展しにくい電位分布が形成される。この結果、先行放電の進展にはより高い電圧が高圧側導体−低圧側導体間に必要になり、この絶縁系の耐電圧性能が向上する。

以上のように、実施の形態２の発明によれば、実施に形態１のような絶縁構造で、更に、第１の導体の側面部と絶縁バリヤの内側表面との空隙距離が、絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成したので、第１の導体先端部と絶縁バリヤの先端外面部の電界が低減され、また、絶縁バリヤの内側表面を開口端部に向かって伸展する先行放電の伸展を実施に形態１より更に効果的に抑制できるので、絶縁破壊電圧が上昇し、耐電圧性能が向上する。

また、この絶縁構造を適用したスイッチギヤによれば、上記と同様に、導体先端部と絶縁バリヤの先端外面部の電界が低減され、また、絶縁バリヤの内側表面を開口端部に向かって伸展する先行放電の伸展を抑制できるので、耐電圧性能が向上したスイッチギヤを提供できる。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３による電気機器の絶縁構造を示す図である。（ａ）は構成を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。実施の形態２で説明した図４の変形例であるので、図４と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第１の導体である高圧側導体１の側面部１ｂと絶縁バリヤ１２内側表面との距離が、絶縁バリヤ１２の開口端部に近づくに従って短くなる（Ｂ_１＜Ｂ_２）ように形成されているのは図４と同等であるが、本実施の形態の絶縁バリヤ１２は、それに加えて開口端部側の肉厚を、開口端部に近づくに従って厚くしている点が図４との相違点である。
なお、端部形状は、肉厚の１／２以下の曲率半径で曲面に形成している。

このような構成において、高圧側導体曲率部（１），（１）に対向する絶縁バリヤの先端外側表面部（２），絶縁バリヤの開口端部（３）の各部位について、１００ｋＶ印加時の最大電界を実施の形態２の図４の構造と比較した結果は、次のようになった。
図６の場合・・・（１）6.34、（２）0.73、（３）1.80
比較例：図４の場合・・・（１）6.34、（２）0.73、（３）1.83（ｋＶ／ｍｍ）
上記のように、絶縁バリヤの肉厚がほぼ同じである図４と比べると、絶縁バリヤの開口端部（３）では、若干であるが最大電界が低減されているのが分かる。この結果、この絶縁系における絶縁破壊電圧は図４の場合より更に上昇する。

図４（ｂ）の電界分布図によって、更に本構造独自の効果を説明する。
分布図から分かるように、図４に比べて絶縁バリヤ開口端部（３）の厚さが厚くした結果、開口端部表面の、特に低圧導体２に近い側の部位に形成される電界は低下している。実施形態１の中で先行放電の進展経路と過程を説明したが、絶縁バリヤ開口端部を経由する過程における進展のしやすさは、絶縁バリヤの開口端部の電界に依存している。すなわち上記部位の電界が高いとそれだけ低電位側へ進展しやすくなり、この絶縁系の耐電圧性能が低下する。しかし、図６（ｂ）のように図４（ｂ）に比べて上記部位の電界が低減されているため、その分だけ耐電圧性能が向上することになる。

次に、この絶縁構造をスイッチギヤに適用した例について説明する。実施の形態１の場合と同様に、例えば、スイッチギヤの中の主回路機器の一つである接地開閉器の電極部分に適用した例を図７に示す。基本構造は実施の形態２の図５と同等なので、同等部分は同一符号を付して説明は省略し、相違点を中心に説明する。

高圧側導体４，低圧側導体６のそれぞれに設けた絶縁バリヤ１３，１４との空隙距離が、導体側面部との対向面において各絶縁バリヤ１３，１４の開口端部に近づくに従って短くなる（Ｂ_１＜Ｂ_２）ように形成されているのは図５と同等であるが、本実施の形態の絶縁バリヤ１３，１４は、更に、開口端部に近づくに従って肉厚が厚くなるように形成されている。
このような構造により、絶縁バリヤ１３，１４の開口端部の特に外周側の部位の電界は、図６での説明と同様な理由で、実施の形態２の図５に比べてより低減され、先行放電がバリヤ端部を経由する過程での進展が抑制される。その結果、この絶縁系の耐電圧性能が向上する。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、第１の導体の側面部と対向する絶縁バリヤの厚さを、開口端側に近づくに従って厚く形成したので、絶縁バリヤ開口端部近傍の電界が低減されるため、実施の形態２より更に絶縁破壊電圧が上昇し、耐電圧性能の向上が期待できる。

また、この絶縁構造を適用したスイッチギヤによれば、スイッチギヤを構成する主回路機器の導体間に導体の端部を覆うように設けた絶縁バリヤの厚さを、開口端側に近づくに従って厚く形成したので、実施の形態２に比べ、更に、絶縁破壊電圧が上昇し、耐電圧性能が向上したスイッチギヤを提供できる。

この発明の実施の形態１における電気機器の絶縁構造であり、（ａ）は構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。 図１との比較のために、従来の電気機器の絶縁構造を示す参考図であり、（ａ）は構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるスイッチギヤの接地開閉器の電極部を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態２における電気機器の絶縁構造であり、（ａ）は構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。 この発明の実施の形態２におけるスイッチギヤの接地開閉器の電極部を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態３における電気機器の絶縁構造であり、（ａ）は構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成における電位分布を示す図である。 この発明の実施の形態３におけるスイッチギヤの接地開閉器の電極部を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 高圧側導体（第１の導体） １ａ 曲率部
１ｂ 側面部 ２ 接地導体（第２の導体）
３ 絶縁バリヤ ４ 高圧側導体（第１の導体）
４ａ 貫通孔 ４ｂ 曲率部
４ｃ 側面部 ５ 絶縁バリヤ
６ 低圧側導体（第２の導体） ７ 絶縁バリヤ
８ 接地金属ケース ９〜１４ 絶縁バリヤ。

Claims (4)

1. 端部に所定の曲率で形成された曲率部を有する第１の導体が、第２の導体に対向して絶縁性ガス中に配置され、上記第１の導体の上記曲率部とその曲率部に続く側面部の一部とを覆う絶縁バリヤが、上記第１の導体と空隙を介して設けられた電気機器の絶縁構造において、
   上記第１の導体の先端部とその先端部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との空隙距離が、上記第１の導体の上記側面部とその側面部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との空隙距離より大きく形成され、かつ、上記第１の導体の上記側面部とその側面部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との上記空隙距離は、上記絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成されていることを特徴とする電気機器の絶縁構造。
2. 請求項１記載の電気機器の絶縁構造において、
   上記第１の導体の上記側面部に対向する上記絶縁バリヤの厚さは、上記開口端部に近づくに従って厚く形成されていることを特徴とする電気機器の絶縁構造。
3. 絶縁性ガスが封入された接地金属ケース内に開閉機器及びその主回路導体が収納され、上記開閉機器及びその主回路導体を構成する導体のうち、端部に所定の曲率で形成された曲率部を有する第１の導体が、第２の導体に対向配置され、上記第１の導体の曲率部とその曲率部に続く側面部の一部とを覆う絶縁バリヤが、上記第１の導体と空隙を介して設けられたスイッチギヤにおいて、
   上記第１の導体の先端部とその先端部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との空隙距離が、上記第１の導体の上記側面部とその側面部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との空隙距離より大きく形成され、かつ、上記第１の導体の上記側面部とその側面部に対向する上記絶縁バリヤの内側表面との上記空隙距離は、上記絶縁バリヤの開口端部に近づくに従って狭くなるように形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項３記載のスイッチギヤにおいて、
   上記第１の導体の上記側面部に対向する上記絶縁バリヤの厚さは、上記開口端部に近づくに従って厚く形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。

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