JP5127607B2 - Gas insulation equipment - Google Patents

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本発明は、絶縁スペーサを備えたガス絶縁機器に係り、特に、直流耐電圧特性の向上を図ったガス絶縁機器に関するものである。   The present invention relates to a gas insulating device provided with an insulating spacer, and more particularly to a gas insulating device having improved DC withstand voltage characteristics.

一般に、高電圧機器は、高電圧の印加される金属製の通電用導体が、絶縁スペーサによって支持されることにより、接地金属容器と絶縁されて構成されている。この高電圧機器における絶縁信頼性を確保するためには、絶縁スペーサに対する印加電界を、絶縁スペーサが絶縁破壊を生じる電界以下に抑える必要がある。絶縁スペーサへの印加電界は、印加される電圧の大きさに加えて、絶縁スペーサの形状、材質及び絶縁スペーサ周辺の電極配置といった複数の要素から決定される。   Generally, a high-voltage device is configured such that a metal current-carrying conductor to which a high voltage is applied is insulated from a ground metal container by being supported by an insulating spacer. In order to ensure the insulation reliability in this high voltage device, it is necessary to suppress the electric field applied to the insulating spacer to be equal to or lower than the electric field at which the insulating spacer causes dielectric breakdown. The electric field applied to the insulating spacer is determined from a plurality of factors such as the shape and material of the insulating spacer and the electrode arrangement around the insulating spacer, in addition to the magnitude of the applied voltage.

近年では、高電圧機器としてガス絶縁機器が多用されている。ガス絶縁機器とは、密閉された接地金属容器内に絶縁ガスが封入されており、交流電圧送電系統と直流電圧送電系統の両系統に適用されている。そのため、直流系統に用いられる場合にはもちろんのこと、交流系統に用いられる場合も、開閉装置開放操作後の残留直流電圧が印加されることがある。   In recent years, gas insulation equipment is frequently used as high voltage equipment. Insulating gas is enclosed in a sealed grounded metal container and is applied to both AC voltage transmission system and DC voltage transmission system. Therefore, when used in a DC system, as well as in an AC system, a residual DC voltage after opening / closing operation of the switchgear may be applied.

ここで、残留直流電圧が印加されるガス絶縁機器について、図9、図10を用いて具体的に説明する。図9は、開放状態にある遮断器13に断路器14が隣接しており、断路器14と遮断器13との間に回路15が配置した状態を示している。   Here, the gas insulation apparatus to which the residual DC voltage is applied will be specifically described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows a state in which the disconnector 14 is adjacent to the breaker 13 in the open state, and the circuit 15 is disposed between the disconnector 14 and the breaker 13.

ここで、断路器14を開放すると、回路15には図10に示すような残留直流電圧16が発生する。ガス絶縁機器においては、金属容器内に封入された絶縁ガスが優秀な絶縁性能を有しているため、残留直流電圧16の減衰が小さい。したがって、ガス絶縁機器では、交流系統に使用される電圧機器においても直流耐電圧特性が重要となっている。   Here, when the disconnector 14 is opened, a residual DC voltage 16 as shown in FIG. In the gas insulation device, the insulation gas sealed in the metal container has excellent insulation performance, so that the attenuation of the residual DC voltage 16 is small. Therefore, in the voltage insulation device, the direct current withstand voltage characteristic is important in the voltage device used in the alternating current system.

通常、体積抵抗率が一様な物体の抵抗は、断面積を大きくすることによって小さくなる。そこで、直流電圧に対して耐電圧特性を向上させるためには、絶縁スペーサの断面積を大きくするという対応が取られることが多い。すなわち、絶縁スペーサの断面積を増やすことによって、直流耐電圧特性を高め、これにより、通電用導体と絶縁スペーサとの接続部の直流電界を制御するようにしている。   Usually, the resistance of an object having a uniform volume resistivity is reduced by increasing the cross-sectional area. Therefore, in order to improve the withstand voltage characteristics with respect to the direct current voltage, a measure to increase the cross-sectional area of the insulating spacer is often taken. That is, by increasing the cross-sectional area of the insulating spacer, the DC withstand voltage characteristic is improved, and thereby, the DC electric field at the connecting portion between the conducting conductor and the insulating spacer is controlled.

しかしながら、体積抵抗率の低下を目指して絶縁スペーサの断面積を増大させた場合、当然ながら絶縁スペーサ形状が大きくなるので、結果的にガス絶縁機器の大形化を招くことになる。ガス絶縁機器は地下変電所等への適用によって需要が拡大しており、それに伴って機器に対するコンパクト化の要請は強まっている。したがって、ガス絶縁機器の絶縁スペーサには、単に直流耐電圧特性を高めるだけではなく、コンパクト化の向上といった点も求められている。   However, when the cross-sectional area of the insulating spacer is increased with the aim of lowering the volume resistivity, the shape of the insulating spacer naturally becomes larger, resulting in an increase in size of the gas insulating device. The demand for gas-insulated equipment is expanding due to its application to underground substations, etc., and the demand for downsizing of equipment is increasing. Therefore, the insulating spacer of the gas insulating device is required not only to improve the DC withstand voltage characteristic but also to improve the compactness.

例えば、直流耐電圧特性とコンパクト化の両立を図る技術として、絶縁スペーサの断面積を増大させるのではなく、絶縁スペーサにおける体積抵抗率分布を変化させることが検討されている。しかしながら現状では、絶縁スペーサの体積抵抗率分布を安定して調節する技術は確立されるに至っていない。そのため、上記の技術を用いることで、機器のコンパクト化と直流耐電圧特性の高性能化を両立させた絶縁スペーサを実現することは困難となっている。   For example, as a technique for achieving both DC withstand voltage characteristics and downsizing, it has been studied to change the volume resistivity distribution in the insulating spacer instead of increasing the cross-sectional area of the insulating spacer. However, at present, a technique for stably adjusting the volume resistivity distribution of the insulating spacer has not been established. For this reason, it is difficult to realize an insulating spacer that achieves both compactness of the device and high performance of the DC withstand voltage characteristics by using the above technique.

そこで、現実性の高い技術として、絶縁スペーサの表面に体積抵抗率の低い低抵抗剤を塗り、低抵抗剤の厚さを変化させることによって、絶縁スペーサ全体の電位分布を調節する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。この従来技術では、低抵抗剤を塗布することで絶縁スペーサの抵抗率分布を変化させている。
特開2003−23725号公報(第3頁(段落0017)、図3)
Therefore, as a highly realistic technique, a technique for adjusting the potential distribution of the entire insulating spacer by applying a low-resistance agent having a low volume resistivity on the surface of the insulating spacer and changing the thickness of the low-resistance agent has been proposed. (For example, Patent Document 1). In this prior art, the resistivity distribution of the insulating spacer is changed by applying a low resistance agent.
JP 2003-23725 A (page 3 (paragraph 0017), FIG. 3)

しかしながら、上記特許文献1のように、低抵抗剤を絶縁スペーサに塗布したガス絶縁機器には下記の問題点が指摘されていた。すなわち、低抵抗剤は絶縁スペーサの表面に刷毛やスプレーで塗布されるのが一般的である。しかしながら、このような塗布方法では、塗りムラが発生し易く、低抵抗剤の膜厚を一定に保つことが難しかった。   However, as in Patent Document 1, the following problems have been pointed out in gas-insulated equipment in which a low-resistance agent is applied to an insulating spacer. That is, the low resistance agent is generally applied to the surface of the insulating spacer by brush or spray. However, with such a coating method, uneven coating tends to occur, and it has been difficult to keep the film thickness of the low resistance agent constant.

したがって、電界分布の特異点ができ易く、実際には、設計通りに抵抗率分布を制御することが困難であった。したがって、直流耐電圧特性の優れた絶縁スペーサを提供する上での課題となっていた。なお、絶縁スペーサに対する技術的な要請としては、アークにより生じる絶縁分解ガスに対する耐食性を高めることや、導電性の金属異物が付着することを防止するといった点も、課題となっている。   Therefore, a singular point of the electric field distribution is easily formed, and it was actually difficult to control the resistivity distribution as designed. Therefore, it has been a problem in providing an insulating spacer having excellent DC withstand voltage characteristics. In addition, as technical requirements for the insulating spacer, there are problems such as enhancing the corrosion resistance against the insulating gas generated by the arc and preventing the adhesion of conductive metallic foreign matter.

本発明は、絶縁スペーサの表面に残留直流電圧を放電可能な膜を形成することにより、絶縁スペーサの抵抗率分布を容易且つ確実に制御可能とし、直流耐電圧特性とコンパクト性に優れ、しかも絶縁分解ガスに対する耐性が良好で、且つ金属異物が付着し難い、信頼性の高いガス絶縁機器を提供することを目的とする。   By forming a film capable of discharging a residual DC voltage on the surface of the insulating spacer, the present invention makes it possible to easily and reliably control the resistivity distribution of the insulating spacer, and is excellent in DC withstand voltage characteristics and compactness, and is also insulated. An object of the present invention is to provide a highly reliable gas insulating device that has good resistance to cracked gas and hardly adheres to foreign metal particles.

上記目的を達成するために、本発明は、絶縁ガスが封入された接地金属容器内に高電圧が印加される通電用導体を挿入し、この通電用導体を絶縁支持する絶縁スペーサを配置したガス絶縁機器において、前記絶縁スペーサの表面に、抵抗率1E9〜1E12Ω・cm範囲の導電特性を有するダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas in which an energizing conductor to which a high voltage is applied is inserted into a grounded metal container filled with an insulating gas, and an insulating spacer for insulatingly supporting the energizing conductor is disposed. In the insulating device, a diamond-like carbon film having a conductivity characteristic in the range of resistivity 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on the surface of the insulating spacer.

ダイヤモンドライクカーボン膜とは、非晶質(アモルファス)構造で、ダイヤモンド結合やグラファイト結合を持つカーボン薄膜である。本発明において、絶縁スペーサに形成されたダイヤモンドライクカーボン膜は、通電状態では絶縁体として作用するが、残留直流電圧が印加された場合には絶縁スペーサが局所的な帯電を発生するよりも前に、残留直流電圧を放電させることが可能な放電体となる。   The diamond-like carbon film is a carbon thin film having an amorphous structure and having a diamond bond or a graphite bond. In the present invention, the diamond-like carbon film formed on the insulating spacer acts as an insulator in an energized state, but when a residual DC voltage is applied, before the insulating spacer generates local charging. Thus, a discharge body capable of discharging the residual DC voltage is obtained.

しかも、ダイヤモンドライクカーボン膜は、プラズマCVD法やPVD法などにより成膜するため、刷毛やスプレーによる塗布に比べて、均一な膜厚を強固に且つ安定して形成することが可能である。したがって、電界分布の特異点ができ難く、絶縁スペーサの抵抗率分布を容易且つ確実に制御することが可能である。   In addition, since the diamond-like carbon film is formed by a plasma CVD method, a PVD method, or the like, it is possible to form a uniform film thickness firmly and stably as compared with application by brush or spray. Therefore, it is difficult to create a singular point of the electric field distribution, and the resistivity distribution of the insulating spacer can be easily and reliably controlled.

また、ダイヤモンドライクカーボン膜は耐食特性や耐プラズマ特性に優れているので、優れた保護膜となり、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成した絶縁スペーサ表面は、絶縁分解ガスに侵食されることがない。さらには、ダイヤモンドライクカーボン膜は静電気が帯電し難く、摩擦係数が小さい。そのため、導電性の金属異物が絶縁スペーサ表面に付着し難いといった利点がある。   In addition, since the diamond-like carbon film is excellent in corrosion resistance and plasma resistance, it becomes an excellent protective film, and the surface of the insulating spacer on which the diamond-like carbon film is formed is not eroded by the insulating decomposition gas. Furthermore, the diamond-like carbon film is not easily charged with static electricity and has a small coefficient of friction. Therefore, there is an advantage that the conductive metal foreign matter is difficult to adhere to the surface of the insulating spacer.

本発明のガス絶縁機器によれば、絶縁スペーサの表面にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することにより、残留直流電圧の印加時には残留直流電圧を放電して局所的な帯電による部分的な高電界部の形成を回避することができ、コンパクト化を維持しつつ直流耐電圧特性を高めることが可能であり、さらには絶縁分解ガスに対する耐性が良好で、且つ金属異物が付着し難くなり、信頼性の向上に寄与することができる。   According to the gas insulating apparatus of the present invention, by forming a diamond-like carbon film on the surface of the insulating spacer, when the residual DC voltage is applied, the residual DC voltage is discharged, and a partial high electric field portion is generated by local charging. The formation can be avoided, the DC withstand voltage characteristics can be enhanced while maintaining compactness, and the resistance to dielectric decomposition gas is good, and metal foreign objects are difficult to adhere, improving reliability. Can contribute.

以下、本発明によるガス絶縁機器の複数の実施形態について、図1〜図8を参照して具体的に説明する。
(1)代表的な実施形態
[構成]
図1に示すように、本実施形態は、接地金属容器1内にSFガスのような絶縁ガス2が封入されている。接地金属容器1内には、高電圧が印加される通電用導体3が挿入されており、該通電用導体3は円錐形状の絶縁スペーサ4および円板形状の絶縁スペーサ6によって絶縁支持されている。本実施形態の構成上の特徴は、絶縁スペーサ4および6の両面全体に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が、厚さ10〜100μmの範囲でコーティングされて形成されている点にある。
Hereinafter, a plurality of embodiments of a gas insulation device according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
(1) Representative embodiment [configuration]
As shown in FIG. 1, in this embodiment, an insulating gas 2 such as SF 6 gas is enclosed in a ground metal container 1. An energizing conductor 3 to which a high voltage is applied is inserted in the ground metal container 1, and the energizing conductor 3 is insulated and supported by a conical insulating spacer 4 and a disc-shaped insulating spacer 6. . A structural feature of this embodiment is that a diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is coated on both surfaces of the insulating spacers 4 and 6 in a thickness range of 10 to 100 μm. There is in point.

[作用効果]
以上のような構成を有する本実施形態の作用効果は次のとおりである。すなわち、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5は、通常の通電状態においては絶縁体として作用するが、直流電圧が通電用導体3に残留した場合には放電体として作用する。
[Function and effect]
The operational effects of the present embodiment having the above-described configuration are as follows. That is, the diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm acts as an insulator in a normal energization state, but acts as a discharge body when a DC voltage remains in the energization conductor 3. .

したがって、残留直流電圧が印加されたガス絶縁機器内において絶縁スペーサ4が局所的な帯電を発生するよりも前に、残留直流電圧を放電させることが可能である。この結果、局所的な帯電による部分的な高電界部が形成されることがなくなり、優れた直流耐電圧特性を得ることができる。   Therefore, the residual DC voltage can be discharged before the insulating spacer 4 is locally charged in the gas-insulated device to which the residual DC voltage is applied. As a result, a partial high electric field portion due to local charging is not formed, and excellent direct current withstand voltage characteristics can be obtained.

このようなダイヤモンドライクカーボン膜5の成膜方法としては、プラズマCVD法やPVD法などが知られている。例えばプラズマアシスト成膜装置を用いてダイヤモンドライクカーボン膜5を成膜した場合、膜質を精密に調節することができ、低温形成も可能である。   As a method for forming such a diamond-like carbon film 5, a plasma CVD method, a PVD method, or the like is known. For example, when the diamond-like carbon film 5 is formed using a plasma assist film forming apparatus, the film quality can be precisely adjusted and the film can be formed at a low temperature.

このため、ダイヤモンドライクカーボン膜5は、刷毛やスプレーによる塗布膜に比べて、はるかに均一・均質な膜を安定して成膜することができる。したがって、絶縁スペーサ4および6の抵抗率分布を設計通りに制御することが可能であり、絶縁スペーサ4の大形化を防いでコンパクト化に寄与することができる。   For this reason, the diamond-like carbon film 5 can stably form a much more uniform and homogeneous film than a coating film formed by brush or spray. Therefore, it is possible to control the resistivity distribution of the insulating spacers 4 and 6 as designed, and it is possible to prevent the insulating spacer 4 from becoming large and contribute to downsizing.

また、ダイヤモンドライクカーボン膜5は耐食特性や耐プラズマ特性に優れている。そのため、絶縁スペーサ4、6の保護膜となり、開閉器動作時に発生するアークによる絶縁分解ガスに、絶縁スペーサ4、6が侵食されることがない。したがって、絶縁分解ガス2による侵食は弱いが耐電圧特性は強い絶縁材料を、絶縁スペーサ4に適用することが可能となる。   The diamond-like carbon film 5 is excellent in corrosion resistance and plasma resistance. Therefore, it becomes a protective film for the insulating spacers 4 and 6, and the insulating spacers 4 and 6 are not eroded by the insulating decomposition gas caused by the arc generated during the operation of the switch. Therefore, it is possible to apply to the insulating spacer 4 an insulating material that is weakly eroded by the insulating decomposition gas 2 but has strong withstand voltage characteristics.

さらには、ダイヤモンドライクカーボン膜5は、絶縁スペーサ4、6の帯電を除去する働きがあり、摩擦係数も0.05以下と非常に小さい。このため、有害な導電性の金属異物などが絶縁スペーサ4の表面に付着し難い。これらの点は、絶縁スペーサ4の信頼性を大幅に向上させ、ひいてはガス絶縁機器の信頼性を高めることになる。   Furthermore, the diamond-like carbon film 5 has a function of removing the charge of the insulating spacers 4 and 6, and has a very small friction coefficient of 0.05 or less. For this reason, harmful conductive metal foreign matter or the like hardly adheres to the surface of the insulating spacer 4. These points greatly improve the reliability of the insulating spacer 4 and consequently increase the reliability of the gas insulating device.

(2)他の実施形態
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、絶縁スペーサの形状やダイヤモンドライクカーボン膜の形成箇所、形状、抵抗率、膜厚並びにその製造方法等は適宜変更可能であり、具体的には以下のような他の実施形態を包含する。なお、下記の他の実施形態において、前記代表的な実施形態と同一の構成については同一符号を付して重複する説明は省略する。
(2) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the shape of the insulating spacer, the formation location of the diamond-like carbon film, the shape, the resistivity, the film thickness, the manufacturing method thereof, etc. It can be changed as appropriate, and specifically includes other embodiments as described below. In the other embodiments described below, the same reference numerals are given to the same components as those of the representative embodiment, and duplicate descriptions are omitted.

(2−1)ダイヤモンドライクカーボン膜の形成箇所に関する実施形態
[構成]
図2に示すように、絶縁スペーサ4および6の外側の全表面のみに、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が厚さ20〜200μmの範囲で形成してもよい。
(2-1) Embodiment relating to formation place of diamond-like carbon film [configuration]
As shown in FIG. 2, the diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm may be formed on the entire outer surfaces of the insulating spacers 4 and 6 in a thickness range of 20 to 200 μm.

(2−2)ダイヤモンドライクカーボン膜の形状に関する実施形態
[構成]
また、図3に示した実施形態では、絶縁スペーサ4または6表面の一部分として、絶縁スペーサ4または6の中心から接地金属容器1の上部内周面に向かって扇状に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が厚さ50〜200μmの範囲でコーティングされて形成されている。
(2-2) Embodiment relating to the shape of the diamond-like carbon film [configuration]
Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the resistivity is 1E9 to 1E12Ω as a part of the surface of the insulating spacer 4 or 6 in a fan shape from the center of the insulating spacer 4 or 6 toward the upper inner peripheral surface of the ground metal container 1. A diamond-like carbon film 5 in the cm range is formed by coating in a thickness range of 50 to 200 μm.

[作用効果]
図2及び図3に示した実施形態では、ダイヤモンドライクカーボン膜5を絶縁スペーサ4または6の両面に形成しなくても、ダイヤモンドライクカーボン膜5の膜厚を厚くすることによって抵抗率を調節することが可能である。
[Function and effect]
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the resistivity is adjusted by increasing the thickness of the diamond-like carbon film 5 without forming the diamond-like carbon film 5 on both surfaces of the insulating spacer 4 or 6. It is possible.

したがって、上記代表的な実施形態と同様、通常の通電状態においては絶縁体として作用し、直流電圧が残留した場合には、残留直流電圧を放電させる放電体として作用することが可能である。これらの実施形態では、ダイヤモンドライクカーボン膜5の成膜面積が少なくて済み、製造コストを低減化できるといった独自の作用効果がある。   Therefore, as in the above representative embodiment, it acts as an insulator in a normal energized state, and can act as a discharge body that discharges a residual DC voltage when a DC voltage remains. In these embodiments, the diamond-like carbon film 5 can be formed with a small area, and the manufacturing cost can be reduced.

(2−3)絶縁スペーサの形状に関する実施形態
[構成]
絶縁スペーサの形状に関しても適宜選択可能である。例えば、円筒形状や円錐形状だけでなく、円柱状、角柱状や板状であっても構わない。図4に示す実施形態では、いわゆるポストタイプである円柱形状の絶縁スペーサ8によって接地金属容器1の上部から通電用導体3を吊り下げて支持するように構成されている。そして、絶縁スペーサ8の表面に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が厚さ10〜100μmの範囲で形成されている。
(2-3) Embodiment [Configuration] Regarding Shape of Insulating Spacer
The shape of the insulating spacer can also be selected as appropriate. For example, not only a cylindrical shape or a conical shape but also a cylindrical shape, a prismatic shape, or a plate shape may be used. In the embodiment shown in FIG. 4, the current-carrying conductor 3 is suspended and supported from the upper part of the ground metal container 1 by a cylindrical insulating spacer 8 which is a so-called post type. A diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed in a thickness range of 10 to 100 μm on the surface of the insulating spacer 8.

[構成]
図5に示す実施形態では、通電用導体3を絶縁支持する三脚タイプの絶縁スペーサ9の上部1脚のみ表面に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が厚さ10〜100μmの範囲でコーティングされて構成されている。
[Constitution]
In the embodiment shown in FIG. 5, the diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on the surface of only one upper leg of the tripod type insulating spacer 9 that insulates and supports the conducting conductor 3. The coating is made in the range of 100 μm.

[作用効果]
これら図4及び図5に示した絶縁スペーサ8、9を有する実施形態においても、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5は、通常の通電状態においては絶縁体として作用し、直流電圧が残留した場合には残留直流電圧が印加されたガス絶縁機器内の絶縁物が局所帯電を起こす前に、残留直流電圧を放電させる放電体として作用する。これにより、上記代表的な実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
[Function and effect]
Also in the embodiment having the insulating spacers 8 and 9 shown in FIGS. 4 and 5, the diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm acts as an insulator in a normal energized state, When the direct current voltage remains, the insulator in the gas insulation device to which the residual direct current voltage is applied acts as a discharge body that discharges the residual direct current voltage before causing local charging. Thereby, the same operation effect as the above-mentioned typical embodiment can be obtained.

(2−4)ダイヤモンドライクカーボン膜を多層とした実施形態
[構成]
また、ダイヤモンドライクカーボン膜を複数層重ねて形成してもよい。例えば、図6に示す実施形態では、ダイヤモンドライクカーボン膜を2層形成している。すなわち、通電用導体3を絶縁支持する絶縁スペーサ4の表面には、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5が厚さ10〜100μmの範囲で形成され、さらに、その上部に抵抗率が1E12Ω・cmよりも高いダイヤモンドライクカーボン膜10を厚さ1〜100μmの範囲で形成されている。
(2-4) Embodiment in which diamond-like carbon film is multilayered [Configuration]
Further, a plurality of diamond-like carbon films may be stacked. For example, in the embodiment shown in FIG. 6, two diamond-like carbon films are formed. That is, a diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed in a thickness range of 10 to 100 μm on the surface of the insulating spacer 4 that insulates and supports the current-carrying conductor 3. A diamond-like carbon film 10 having a resistivity higher than 1E12 Ω · cm is formed in a thickness range of 1 to 100 μm.

[作用効果]
このような図6の実施形態によれば、ダイヤモンドライクカーボン膜5を形成した絶縁スペーサ4表面の最外層に、さらに高い絶縁特性を有するダイヤモンドライクカーボン膜10を形成したので、導電性異物などで絶縁スペーサ4の表面が多少汚損された場合でも、下層側のダイヤモンドライクカーボン膜5にて調節した抵抗値を維持することができる。したがって、このような実施形態は、汚損の可能性の高い断路器や遮断器などのガス絶縁機器に好適である。
[Function and effect]
According to the embodiment of FIG. 6, since the diamond-like carbon film 10 having higher insulating characteristics is formed on the outermost layer on the surface of the insulating spacer 4 on which the diamond-like carbon film 5 is formed, the conductive foreign matter or the like can be used. Even when the surface of the insulating spacer 4 is somewhat fouled, the resistance value adjusted by the diamond-like carbon film 5 on the lower layer side can be maintained. Therefore, such an embodiment is suitable for a gas insulating device such as a disconnector or a circuit breaker having a high possibility of fouling.

さらに2層のダイヤモンドライクカーボン膜5、10を形成した分だけ、強い保護膜を確保することができる。したがって、絶縁分解ガスには弱くとも耐電圧特性に優れた絶縁材料を絶縁スペーサ4に適用することが可能となり、ガス絶縁機器の信頼性が向上する。   Further, a strong protective film can be secured by the amount of the two diamond-like carbon films 5 and 10 formed. Therefore, it is possible to apply an insulating material having an excellent withstand voltage characteristic to the insulating spacer 4 even though it is weak to the insulating decomposition gas, and the reliability of the gas insulating device is improved.

(2−5)絶縁スペーサを断路器と遮断器に適用した実施形態
[構成]
図7に示した実施形態では、円錐形状の絶縁スペーサ4が、開閉部12を有する断路器や遮断器の両端部に取り付けて構成されており、2つの絶縁スペーサ4の向かい合う面にのみダイヤモンドライクカーボン膜5が形成されている。
(2-5) Embodiment in which insulating spacer is applied to disconnector and circuit breaker [Configuration]
In the embodiment shown in FIG. 7, conical insulating spacers 4 are configured to be attached to both ends of a disconnector or a circuit breaker having an opening / closing part 12, and diamond-like is formed only on the opposing surfaces of the two insulating spacers 4. A carbon film 5 is formed.

[作用効果]
図7の実施形態では、開閉部12を開閉動作した場合に直流電圧が残留する可能性がある。そのため、開閉部12に近接してダイヤモンドライクカーボン膜5を形成した絶縁スペーサ4を配置することで、開閉機器を複数台接続してガス絶縁機器を構成した場合に、どのように回路が断路されたとしても残留直流電圧を、ダイヤモンドライクカーボン膜5にて必ず放電させることができる。
[Function and effect]
In the embodiment of FIG. 7, the DC voltage may remain when the opening / closing part 12 is opened / closed. Therefore, by disposing the insulating spacer 4 formed with the diamond-like carbon film 5 in the vicinity of the opening / closing part 12, the circuit is disconnected when a plurality of opening / closing devices are connected to constitute a gas insulating device. Even so, the residual DC voltage can always be discharged by the diamond-like carbon film 5.

つまり、複数台の開閉機器をどのような組み合わせで開閉操作しても、遮断された回路に残留する電圧は、ダイヤモンドライクカーボン膜5によって放電させることができ、局所的な高電界形成を確実に回避することができる。したがって、優れた直流耐電圧特性を得ることが可能である。   In other words, no matter what combination of open / close devices are opened / closed, the voltage remaining in the cut-off circuit can be discharged by the diamond-like carbon film 5 to ensure local high electric field formation. It can be avoided. Therefore, it is possible to obtain excellent direct current withstand voltage characteristics.

(2−6)絶縁スペーサの表裏に導電特性の異なるダイヤモンドライクカーボン膜を形成した実施形態
[構成]
図8を示した実施形態は、(2−5)の実施形態の改良に係わるもで、開閉部12の
両側に配置された絶縁スペーサの表側の面と裏側の面に、導電特性の異なるダイヤモンドライクカーボン膜を形成したものである。
(2-6) Embodiment in which diamond-like carbon films having different conductive properties are formed on the front and back of the insulating spacer [Configuration]
The embodiment shown in FIG. 8 relates to the improvement of the embodiment (2-5), and diamonds having different conductive properties are provided on the front surface and the back surface of the insulating spacer arranged on both sides of the opening / closing part 12. A like carbon film is formed.

より詳しくは、円錐形状の絶縁スペーサ4および円板形状の絶縁スペーサ6のうち、開閉部12を挟むように互いに向かい合う面側には、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲であるダイヤモンドライクカーボン膜5よりも、抵抗率が高いダイヤモンドライクカーボン膜10が形成され、その反対側の面にはダイヤモンドライクカーボン膜5が形成されている。なお、ダイヤモンドライクカーボン膜10の抵抗率の最大値は1E16Ω・cm程度である。また、ここでは、絶縁スペーサ4、6において開閉部12を挟むように互いに向かい合う面を裏面、その反対側を表面と呼ぶことにする。   More specifically, a diamond-like carbon film having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on the side of the conical insulating spacer 4 and the disc-shaped insulating spacer 6 facing each other so as to sandwich the opening / closing portion 12. A diamond-like carbon film 10 having a higher resistivity than 5 is formed, and a diamond-like carbon film 5 is formed on the opposite surface. The maximum resistivity of the diamond-like carbon film 10 is about 1E16 Ω · cm. Here, the surfaces of the insulating spacers 4 and 6 facing each other so as to sandwich the opening / closing portion 12 are referred to as the back surface, and the opposite side is referred to as the front surface.

[作用効果]
図8に示した実施形態は次のような独自の作用効果を有している。すなわち、絶縁スペーサ4、6の開閉部12に向き合わない側の面は導電性の金属異物の影響がないので、この面に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cm範囲のダイヤモンドライクカーボン膜5を形成することで、より効果的な残留電圧放電が実現する。
[Function and effect]
The embodiment shown in FIG. 8 has the following unique operational effects. That is, the surface of the insulating spacers 4 and 6 that does not face the opening / closing portion 12 is not affected by the conductive metallic foreign matter, and the diamond-like carbon film 5 having a resistivity in the range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on this surface. As a result, a more effective residual voltage discharge is realized.

また、絶縁スペーサ4、6の開閉部12に向き合う側の面は導電性の金属異物が発生しやすいので、この面に、抵抗率が1E9〜1E12Ω・cmより高いダイヤモンドライクカーボン膜10を形成することで導電性異物の影響が小さくするといった作用効果が得られる。   Further, since the conductive metal foreign matter is likely to be generated on the surface of the insulating spacers 4 and 6 facing the opening / closing portion 12, the diamond-like carbon film 10 having a resistivity higher than 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on this surface. As a result, the effect of reducing the influence of the conductive foreign matter can be obtained.

このような実施形態によれば、導電性の金属異物の発生し易さに合わせて、導電特性の異なるダイヤモンドライクカーボン膜5を形成することで、絶縁スペーサ4、6を介して効率よく残留電圧を放電させると同時に、金属異物の影響を受けにくくすることができる。これにより、いっそう高い信頼性のガス絶縁機器を提供することができる。   According to such an embodiment, the residual voltage can be efficiently passed through the insulating spacers 4 and 6 by forming the diamond-like carbon film 5 having different conductive characteristics in accordance with the ease of generation of conductive metallic foreign matter. Can be made to be less susceptible to the influence of metallic foreign objects. As a result, it is possible to provide a gas insulation device with higher reliability.

本発明の代表的な実施形態の構造を示す側面断面図。1 is a side sectional view showing a structure of a representative embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態の構造を示す側面断面図。Side surface sectional drawing which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構造を示す正面断面図。Front sectional drawing which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態においてポストタイプの絶縁スペーサに適用した場合の正面断面図。The front sectional view at the time of applying to a post type insulating spacer in other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態において三脚タイプの絶縁スペーサに適用した場合の正面断面図。The front sectional view at the time of applying to a tripod type insulating spacer in other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態において導電特性の異なるダイヤモンドライクカーボン膜を2層形成した場合の側面断面図。Side surface sectional drawing at the time of forming two diamond-like carbon films with different conductive characteristics in another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態において絶縁スペーサを開閉機器に適用した場合の側面断面図。Side surface sectional drawing at the time of applying the insulating spacer to the switchgear in other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態において絶縁スペーサの表面と裏面で異なる導電特性のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した場合の側面断面図。Side surface sectional drawing at the time of forming the diamond-like carbon film | membrane of the electroconductive characteristic which is different in the surface and back surface of an insulating spacer in other embodiment of this invention. 従来のガス絶縁機器において残留直流電圧が発生する回路を示す図。The figure which shows the circuit which a residual DC voltage generate | occur | produces in the conventional gas insulation apparatus. 残留直流電圧を示すグラフ。The graph which shows a residual DC voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1…接地金属容器
2…絶縁ガス
3…通電用導体
4…円錐状絶縁スペーサ
5、10…ダイヤモンドライクカーボン膜
6…円板状絶縁スペーサ
8…円柱状絶縁スペーサ
9…三脚形状絶縁スペーサ
12…開閉部
13…開放遮断器
14…開放操作断路器
15…遮断器と断路器間の回路
16…残留直流電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground metal container 2 ... Insulating gas 3 ... Conducting conductor 4 ... Conical insulating spacer 5, 10 ... Diamond-like carbon film 6 ... Disk-like insulating spacer 8 ... Cylindrical insulating spacer 9 ... Tripod-shaped insulating spacer 12 ... Opening and closing Part 13: Open circuit breaker
14 ... Open operation disconnector 15 ... Circuit between circuit breaker and disconnector 16 ... Residual DC voltage

Claims (9)

絶縁ガスが封入された接地金属容器内に高電圧が印加される通電用導体を挿入し、この通電用導体を絶縁支持する絶縁スペーサを配置したガス絶縁機器において、
前記絶縁スペーサの表面に、抵抗率1E9〜1E12Ω・cm範囲の導電特性を有するダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とするガス絶縁機器。
In a gas-insulated device in which an energizing conductor to which a high voltage is applied is inserted into a grounded metal container filled with an insulating gas, and an insulating spacer that insulates and supports the energizing conductor is disposed.
A gas-insulated device, wherein a diamond-like carbon film having a conductive property in a resistivity range of 1E9 to 1E12 Ω · cm is formed on a surface of the insulating spacer.
前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、膜厚の調整により前記導電特性を有するように構成したことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁機器。 The diamond-like carbon film, the gas-insulated apparatus according to claim 1, characterized in that by adjusting the thickness and configured to have the conductive properties. 前記絶縁スペーサは円板形状又は円錐形状の部材からなり、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜を、前記絶縁スペーサの片面にのみ形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のガス絶縁機器。
The insulating spacer is a disk-shaped or conical member,
The gas insulating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the diamond-like carbon film is formed only on one surface of the insulating spacer.
前記絶縁スペーサは円板形状又は円錐形状の部材からなり、
前記絶縁スペーサの一方の片面と、他方の片面とで、導電特性の異なる前記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のガス絶縁機器。
The insulating spacer is a disk-shaped or conical member,
The gas insulating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the diamond-like carbon film having different conductive characteristics is formed on one side of the insulating spacer and the other side.
前記通電用導体と前記接地金属容器の内壁面との間に位置する前記絶縁スペーサの表面の一部にのみ、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス絶縁機器。   2. The diamond-like carbon film is formed only on a part of the surface of the insulating spacer located between the conducting conductor and the inner wall surface of the ground metal container. The gas insulation apparatus of any one of -4. 前記絶縁スペーサは前記通電用導体を吊り上げてこれを絶縁支持するように配置したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス絶縁機器。   The gas insulating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the insulating spacer is disposed so as to suspend and support the current-carrying conductor. 前記絶縁スペーサは前記通電用導体を絶縁支持するための脚部を複数有しており、
前記絶縁スペーサの脚部のうち、上部に位置する部分にのみ前記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス絶縁機器。
The insulating spacer has a plurality of legs for insulatingly supporting the conducting conductor,
The gas insulating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the diamond-like carbon film is formed only on a portion located at an upper portion of the legs of the insulating spacer.
前記絶縁スペーサの表面に、導電特性の異なる前記ダイヤモンドライクカーボン膜を複数層重ねて形成し、
外側に形成した前記ダイヤモンドライクカーボン膜の抵抗率を、内側に形成したダイヤモンドカーボン膜の抵抗率よりも高くしたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス絶縁機器。
On the surface of the insulating spacer, a plurality of the diamond-like carbon films having different conductive properties are formed to be stacked,
The gas insulating device according to any one of claims 1 to 7, wherein a resistivity of the diamond-like carbon film formed on the outer side is higher than a resistivity of the diamond carbon film formed on the inner side.
前記絶縁スペーサを断路器と遮断器に適用したことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のガス絶縁機器。   The gas insulating apparatus according to claim 1, wherein the insulating spacer is applied to a disconnector and a circuit breaker.
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