JP5134521B2 - 電気機器の接続装置 - Google Patents
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Description
本発明は、固体絶縁物でモールドした真空バルブなどの電気機器の相互を接続する電気機器の接続装置に関する。
従来、真空バルブなどの電気機器をエポキシ樹脂などの固体絶縁物でモールドし、電源系統を構成した固体絶縁形スイッチギヤが知られている。モールドされた電気機器相互の接続においては、一方が突出した円錐状、他方が窪んだ円錐状に形成された絶縁層面を有する界面接続部間にシリコンゴムのような環状の可撓性絶縁体を挿入し、界面接続が行われる。可撓性絶縁体は、絶縁層面と密着するように面圧が加えられ、絶縁特性の向上が図られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２７４０６号公報 （第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。可撓性絶縁体は、互いの絶縁層面から圧縮の圧力を受け、その反発力で絶縁層面と密着するようになるものの、内径方向に縮む応力と外径方向に伸びる応力が加わる。このため、可撓性絶縁体の厚さ方向、内径方向および外径方向の全域で面圧が不均一になることがある。面圧が不均一となれば、面圧の低い部分で部分放電が起こり、絶縁特性を低下させる。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、モールドされた電気機器の接続時に、界面接続部の全域で面圧が均一になるようにし、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、円錐状に窪んだ第１の界面接続部を有する第１の電気機器と、前記第１の界面接続部に設けられた所定の深さを有する段差部と、前記段差部に配置される可撓性絶縁体と、前記第１の界面接続部に前記可撓性絶縁体を介して接続される円錐状に突出した第２の界面接続部を有する第２の電気機器とを備え、前記可撓性絶縁体は、前記段差部の深さよりも厚さを大きくするとともに、外径を前記段差部の内径よりも小さくし、前記可撓性絶縁体の圧縮時、前記それぞれの界面接続部全域で面圧を同様とすることを特徴とする。
本発明によれば、一方の界面接続部に設けた段差部の内径よりも、この段差部に配置する可撓性絶縁体の外径を、段差部の側面部にも所定の面圧が加わるように小さくしているので、可撓性絶縁体を圧縮することによって得られる面圧が、界面接続部全域で均一となり、絶縁特性を良好に保つことができる。
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、図２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構成を分解して示す図である。
図１に示すように、電気機器の接続装置は、第１の電気機器１ａと、これに接続される第２の電気機器１ｂとで構成されている。
第１の電気機器１ａには、第１の中心導体２の周りにエポキシ樹脂をモールドして形成した第１の絶縁層３が設けられている。第１の中心導体２端は、中央部が凹状で内周面が露出した接続部４となっている。第１の絶縁層３端は、中央部が円錐状に窪んだ第１の界面接続部５となっており、外周部が半径方向に突出した第１のフランジ部６となっている。第１の界面接続部５には、所定の深さｔを有する円錐状の段差部７が設けられている。
第２の電気機器１ｂには、第２の中心導体８の周りにエポキシ樹脂をモールドして形成した第２の絶縁層９が設けられている。第２の中心導体８端は突出しており、先端部に接続部４と接触する接触子１０が設けられている。第２の絶縁層９端は、中央部が円錐状に突出した第２の界面接続部１１となっており、外周部が半径方向に突出した第２のフランジ部１２となっている。
段差部７には、シリコンゴム、ブチルゴムのような可撓性絶縁体１３がシリコングリースなどを塗布して設けられている。可撓性絶縁体１３は、中央部が開口した円錐状であり、段差部７の深さｔよりも大きい厚さを持っている。第１のフランジ部６と第２のフランジ部１２とは、ボルト１４とナット１５で固定される。
次に、可撓性絶縁体１３の形状を図２を参照して説明する。
図２に示すように、可撓性絶縁体１３の外径φ１は、段差部７の内径φ２よりも小さくしている。例えば、φ２＝１００ｍｍの場合、シリコンゴムであるとφ１＝９８ｍｍとしている。また、可撓性絶縁体１３の内径φ３は、第２の中心導体８の外径φ４と同等の大きさとしている。
これにより、可撓性絶縁体１３は第１の界面接続部５と第２の界面接続部１１とで圧縮され、その反発力で軸方向と平行する方向に面圧を加えることができる。また、軸方向と直交する方向の内径方向と外径方向にも面圧を加えることができる。
ここで、段差部７の内径φ２よりも可撓性絶縁体１３の外径φ１を小さくするものの、可撓性絶縁体１３が圧縮されて外径方向に伸びる大きさよりも、段差部７の内径φ２を小さくし、段差部７の側面部にも所定の面圧が加わるようにしている。側面部の面圧は、軸方向と平行する方向の面圧と同様とする。
可撓性絶縁体１３の内径方向では、内径φ３と第２の中心導体８の外径φ４とを同様としているので、内径が縮む方向の面圧を加えることができる。この縮む方向の面圧も、軸方向と平行する方向の面圧と同様とする。
このように可撓性絶縁体１３を圧縮することにより、軸方向と平行する方向および軸方向と直交する方向の面圧を同様とすることを界面接続部全域で面圧を同様とすると定義する。ここで、界面接続部全域での面圧が同様とは、可撓性絶縁体１３が互いの界面接続部５、１１、および第２の中心導体８に密着し、部分的にでも微小な隙間などが形成されず、絶縁特性が良好に保たれることをいう。第２の絶縁層９端を伸ばして段差部７内の第２の中心導体８の周りに絶縁被膜を設けたものでは、この絶縁被膜に可撓性絶縁体１３の内周部が密着するものとする。
なお、段差部７の内径φ２よりも可撓性絶縁体１３の外径φ１を極端に小さくすると、可撓性絶縁体１３が外径方向に伸びても、段差部７の側面部に面圧が加わらず隙間を形成する。逆に、可撓性絶縁体１３の外径φ１が段差部７の内径φ２と同程度まで大きいと、段差部７の側面部には過大の面圧が加わり、界面接続部５、１１には不均一な面圧が加わることになる。このため、可撓性絶縁体１３の圧縮前において、内径φ２よりも外径φ１を小さくし、圧縮後において、段差部７の側面部に所定の面圧を加えることが重要となる。
また、第２の中心導体８の外径φ４よりも可撓性絶縁体１３の内径φ３が大きすぎると、第２の中心導体８には面圧が加わらず隙間を形成する。逆に、外径φ４よりも内径φ３が小さいと、過大な面圧が加わり、界面接続部５、１１には不均一な面圧が加わることになる。
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５に設けた段差部７の内径φ２よりも、段差部７内に配置する可撓性絶縁体１３の外径φ１を小さくし、第２の界面接続部１１と接続しているので、可撓性絶縁体１３を圧縮することによって得られる面圧を、軸方向と平行する方向および軸方向と直交する方向で同様とすることができ、部分的にでも微小な隙間などが形成されず、絶縁特性を向上させることができる。
なお、上記実施例１では、段差部７を第１の絶縁層３側に設けて説明したが、第２の絶縁層９側に設けても、軸方向と平行する方向および軸方向と直交する方向の面圧を同様とすることができる。
次に、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成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、段差部に温度変化吸収部を設けたことである。図３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。
図３に示すように、段差部７の側面部には、温度変化で膨張する可撓性絶縁体１３の膨らみを吸収する温度変化吸収部１６を設けている。一般的に、接続装置は常温で組立てられ、電気機器が運転状態になると温度上昇する。このため、数十℃の温度上昇を見込んで、可撓性絶縁体１３の膨張分を吸収する大きさの温度変化吸収部１６としている。
上記実施例２の電気機器の接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、界面接続部５、１１の面圧をより均一にすることができる。
１ａ 第１の電気機器
１ｂ 第２の電気機器
２ 第１の中心導体
３ 第１の絶縁層
４ 接続部
５ 第１の界面接続部
６ 第１のフランジ部
７ 段差部
８ 第２の中心導体
９ 第２の絶縁層
１０ 接触子
１１ 第２の界面接続部
１２ 第２のフランジ部
１３ 可撓性絶縁体
１４ ボルト
１５ ナット
１６ 温度変化吸収部
１ｂ 第２の電気機器
２ 第１の中心導体
３ 第１の絶縁層
４ 接続部
５ 第１の界面接続部
６ 第１のフランジ部
７ 段差部
８ 第２の中心導体
９ 第２の絶縁層
１０ 接触子
１１ 第２の界面接続部
１２ 第２のフランジ部
１３ 可撓性絶縁体
１４ ボルト
１５ ナット
１６ 温度変化吸収部
Claims (2)
- 円錐状に窪んだ第１の界面接続部を有する第１の電気機器と、
前記第１の界面接続部に設けられた所定の深さを有する段差部と、
前記段差部に配置される可撓性絶縁体と、
前記第１の界面接続部に前記可撓性絶縁体を介して接続される円錐状に突出した第２の界面接続部を有する第２の電気機器とを備え、
前記可撓性絶縁体は、前記段差部の深さよりも厚さを大きくするとともに、外径を前記段差部の内径よりも小さくし、
前記可撓性絶縁体の圧縮時、前記それぞれの界面接続部全域で面圧を同様とすることを特徴とする電気機器の接続装置。 - 前記段差部の側面部に、前記可撓性絶縁体が温度上昇によって膨張する温度変化吸収部を設けた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。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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