JPH0216705A

JPH0216705A - ガス絶縁機器

Info

Publication number: JPH0216705A
Application number: JP16601288A
Authority: JP
Inventors: Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Masahiro Hanai; 正広花井; Hitoshi Okubo; 仁大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1990-01-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、高電圧導体の絶縁強度を改善したガス絶縁機
器に関するものである。

（従来の技術）変電所のコンパクト化や防災上の要請から、ガス絶縁変
圧器やガス絶縁開閉装置などのガス絶縁機器は、近年益
々その重要性を増しており、特に従来比較的小容量、低
電圧にしか用いられなかったガス絶縁変圧器についても
高電圧、大容量化が検討されるようになってきた。

このようなガス絶縁機器の絶縁媒体としては、その優れ
た絶縁特性からＳＦｓガスが一般に用いられている。こ
のＳＦＧガスの絶縁強度は強い電界依存性を有し、高電
圧電極表面上の電界が一定の破ｍ電界に達すると絶縁破
壊を起こす、従って、ガス絶縁機器において、高電圧電
極を形成する導体はできる限り大きな曲率半径を有する
ように設計し、不平等係数を小さくし導体表面の電界を
下げて用いるのが一般的になっている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、機器の高電圧化が更に進んだり、構造上、導体
に大きな曲率半径をもたせることが殖しい場合には、導
体の高耐圧化に限度があった。これを解決する一つの方
法として導体を絶縁被覆する方法がある。これは導体を
絶縁コーティングしたり、絶縁フィルムを巻いたりする
方法であるが、絶縁層を厚くすることが難しく、絶縁表
面上の電界の低減には限度があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、絶縁ガス中で用いる導体の絶縁強度の向上を計
ったガス絶縁機器を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するためにガス絶縁機器の高
電圧電極を構成するなどに複数層の絶縁フィルムをその
フィルムの厚さ以上でかつＩＩ以下のギャップを設けな
がら巻きつけて絶縁層を形成するようにしたものである
。

（作　用）導体上に形成された絶縁層中の微小なガスギャップは、
後述するように、絶縁破壊電界が通常のガスギャップよ
りも高くなるので、高電界中でもこの部分から絶縁破壊
が生じることなく、また、絶縁層を十分厚くすれば、絶
縁層表面の電界が低減するので導体の絶縁強度が高くな
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は、ガス絶縁変圧器の高電圧巻線から引出された
り−ド■の断面を示す。リード■は変圧器のタンク壁■
に対向して、ブッシング端子までタンク中を這い回され
る。リード■は円形断面を有する銅棒■で構成され、そ
の表面に厚さ数十−程度の絶縁性フィルム０）が巻きつ
けられる。フィルムの材料はポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）などが考えられる。ただし、このフィルム
（へ）としてはフィルム面上に一定の密度で突起を設け
たいわゆるエンボスフィルムを用いる。そしてこの突起
の出っ張り寸法はフィルム自身の厚さより大きくかつ１
ｍ以下にしておく。このようなフィルムを何重にも導体
表面に巻き付けることによって、導体には、数十μｓ以
上で１圃以下の微小なガスギャップを介しながら幾重に
も重ねられた絶縁性フィルム０）で構成された絶縁層が
形成される。

本発明の詳細な説明するために、第２図にＳＦ。

ガス中での微小ギャップの絶縁破壊電界を測定した結果
を示す。従来、ＳＦ、ガスの絶縁破壊電界強度Ｅはガス
圧力Ｐ　（Ｐａ）の比較的低い領域に対して、電子なだ
れ理論から導かれる次式で与えられるとされていた。

Ｅ　＝　８９　Ｐ　　（Ｖ／ｍ）　　　　　　　　　’
・−Ｑ）しかし、第２図かられかるように、ガス圧力が
０　、１ＭＰａ前後の大気圧に近い領域では、約Ｌｍ以
下のギャップでは、■式で与えられる電界の約３倍も高
い電界で絶縁破壊が生じる。この原因は、第２図に示す
ように紫外線を照射した場合は理論値に従うことから微
小ギャップ中では、電子なだれの形成に必要な初期電子
が不足するためと推測されている。

このように微小ギャップの絶縁破壊強度が通常のガスギ
ャップの数倍にも高くなるため、第１図のように構成し
た高電圧リードは、リード導体の半径が小さくて、タン
ク壁に対向する部分の電界が高くなっても、絶縁フィル
ムで区分された微小ガスギャップにおおわれているので
、絶縁破壊強度が高くなる。

一方、絶縁層の表面では、導体表面から十分能れるので
電界が弱くなっており結局、高電圧リードの絶縁強度が
高くなる。

絶縁層上の電界が低減される効果は、単に絶縁性フィル
ムを導体表面にそのまま巻いた場合でも存在するが、同
じ厚さの絶縁層を形成するためにはガスギャップを介し
て巻いた場合よりも何倍もの回数巻回しなければならず
、非経済的である。

また、絶縁層の厚さが等しい場合、ガスギャップを介し
ないでフィルムを巻いた場合は、フィルムが密に巻かれ
るので、フィルムの誘電率がガスの誘電率に比べ高いた
め、絶縁層表面上の電界低減効果は、ガスギャップを介
して巻いた場合よりも小さい。

絶縁層内に形成する微小ギャップのギャップ長としては
、破壊電界強度の増大が期待される範囲でできる限り大
きい方が、少数回のフィルムの巻回で厚い絶縁層が得ら
れるので効果的であるが、第２図からその上限は］、ｍ
程度が妥当であろう。

また、フィルム厚さは、工作上数士庫程度が適当である
が、これと同程度のギャップ長とした場合も、第２図か
ら当然ギャップの破壊電界は高くなる。そして、この場
合でも密に巻く場合の約１７２の巻回数で同じ厚さの絶
縁層が得られ、かつ、絶縁層の平均的誘電率は、フィル
ムとしてＰＥＴ（ｔ＃３．５）を用いた場合、密に巻い
た場合の約６０％となるので絶縁層表面上の電界低減効
果もある程度期待できる。従って、本発明の効果を効率
的に期待する場合のギャップ長の下限はフィルム厚さと
同程度までと考えてよいだろう。

なお、第１図ではエンボスフィルムを用いる例を述べた
が、他の方法で微小ギャップを設けても同様な効果が得
られることはいうまでもない１例えば絶縁フィルムの間
に細い短冊状の絶縁性のダクトピースをはさみながらフ
ィルムを巻回する方法も考えられる。更に、直径が、１
ｍ以下の泡状のガスギャップを内部に有するポーラスな
絶縁層を導体表面に設けても同様な効果がある。

なお、ガス絶縁機器は、ＳＦＧガスの破壊電界強度がガ
ス圧力にほぼ比例して高くなるので、一般に高圧力で用
いる場合が多い。しかし、この場合タンクが圧力容器と
なり、重くなるという問題もある。従って、できれば大
気圧に近い低圧力で使うことができればタンクも圧力容
器にならず軽量化を図ることができる。第２図かられか
るように本発明は、このように低圧力でガス絶縁機器を
使用しようとする場合に効果が顕著に現われる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、高電圧電極を形成する
導体表面に微小なガスギャップを介しながら絶縁フィル
ムを巻回するという簡単な構造で従来゛の絶縁被覆に比
べ絶縁強度の向上が大きく、経済的で、イＨ頼性の高い
高電圧ガス絶縁機器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電圧リードの断面図、第２図は
本発明の詳細な説明するための微小ガスギャップの絶縁
破壊強度の測定結果を張す特性図である。１・・・リード、　　　　　２・・・タンク壁、３・・
・導体、　　　　　４・・・絶縁性フィルム代理人　弁
理士　　則　近　憲　佑同　　　　　第子丸　　　健

Claims

【特許請求の範囲】

高電圧導体の表面に複数層の絶縁フィルムをフィルムの
厚さ以上で、かつ１ｍｍ以下のギャップを設けながら巻
きつけた絶縁層を設けたことを特徴とするガス絶縁機器
。