JPH02223324A - ガス絶縁スペーサ - Google Patents

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、ガス絶縁電気機器に装着され、各コーパート
メントのガス区分ができるガス絶縁スペーサに関するも
のである。

（従来の技術） 第２図は、従来のガス絶縁スペーサを装着したガス絶縁
開閉装置の一例を示す。また、第３図および第４図は、
従来のガス絶縁スペーサの中心線に沿って一側を切断し
た断面図を示す。

ガス絶縁開閉装置は、第２図に示ずように接地金属容器
１の中に遮断器２．断路器３．母線４゜ケーブルヘッド
５が収納され、事故拡大防止のため各々接地金属仕切板
１ａにより収納場所が区分されている。

このため、これらの機器は、接地金属仕切板１ａにガス
絶縁スペーサ（以下、スペーサという）６を取付け、こ
のスペーサ６を介して導体７で接続されている。

また、一般にガス絶縁開閉装置は、数面の列盤構成とな
るため、母線４により各盤を電気的に接続している。こ
こでも前記同様、事故拡大防止のため各盤の母線室は、
接地金属仕切板１ａで仕切られているので、スペーサ６
を取付け、これを介して各盤の母線４が接続されている
。

一方、接地金属仕切板１ａで区分されている各部屋は、
ＳＦ６ガスのような絶縁ガス８が封入されているので、
スペーサ６は各部屋の気密を保つように構成されている
。

スペーサ６は、第３図に示すように中心導体９と、この
中心導体９と同軸にエポキシ樹脂材を注型した円盤状の
絶縁体１０で構成されている。なお、中心導体９の両側
端部には、導体７を接続するためのネジ穴（図示しない
）が設けられている。

スペーサ６の固定方法は、接地金属仕切板１ａを取付ベ
ース１１とし、これにネジ穴１１ａとその内側にＯリン
グ溝１１ｂ／！：設け、取付ベース１１と金属材から形
成された固定フランジ１２の間に絶縁体１０の外周側端
部を挟み込み、ポルＩ〜１３で固定する。

またこの時Ｏリング溝１１ｂにＯリング１４を挿入し、
絶縁体１０と取付ベース１１の間のガスシールを行って
いる。

同図に示すスペーサ６の特徴は、絶縁体１０．取付ベー
ス１１および固定フランジ１２とＳＦ６ガスの界面に生
じるトリプルジャンクションを防止するために、取付ベ
ース１１と固定フランジ１２に挟まれる部分の絶縁体１
０の形状を凸形とすることにより、取付ベース１１と固
定フランジ１２との接触角を９０’以上とし、かつ、取
付ベース１１と固定フランジ１２の中心導体９対向側端
部（内周面）に耐圧を満足できるだけの曲率を持たせて
いることである。

このような構成とすることにより、絶縁体１０の内部に
電界緩和用の叩込み電極を設けることなく接地側の電界
を緩和できるようになっている。また、短時間電流など
によるスペーサ６の機械的強度を増大するため、中心導
体９接看部分近傍の絶縁体１０の接着面積と厚さを大き
くしている。

第４図に示すスペーサ６の構成は、接地側の電界緩和方
法が第３図に示すスペーサ６と異なるだけで、その他は
同じである。接地側電界緩和（トリプルジャンクション
の回避を含む）方法としては、取付ベース１１と固定フ
ランジ１２に挟まれる絶縁体１０に内部電極１５を埋設
することにより行っている。

（発明が解決しようとする課題） 従来のスペーサ６は、その絶縁性能が中心導体９の直径
、取付ベース１１と固定フランジ１２の中心導体９対向
側端部の曲率半径及び中心導体９と取付ベース１１また
は固定フランジ１２の距離によって決定されるものであ
り、絶縁゛性能の向上を図るには、これらの寸法を大き
くすることが有効であった。つまり、絶縁性能を維持し
たままスペーサの直径を小さくするには、中心導体９の
直径を大きくし、取付ベース１１と固定フランジ１２の
中心導体９対向側喘部の曲率を大ぎくする必要があり、
これらを大きくすることはスペーナの直径を大きくする
ことであり、スペーサの直径を小ざくするには限界があ
った。

また、取付ベース１１と固定フランジ１２の中心導体９
対向側端部に曲率を持たせるため、この部分を機械加工
する必要がおる。ところが、この部分は、半円状である
から一方の面側からだけでは加工できず、中間で段取り
変えを行って°他方の面側からも加工しなければならず
、しかも、３相回路では取付ベース１１の加工が３回、
固定フランジ１２の加工が３回で合計６回もあり、これ
らの加工に多くの製作費が要求され、高価となっていた
。

また、トリプルジャンクションの回避方法が、第３図に
示すスペーサ６では、絶縁体１０の接地側端部を凸形と
し、かつ取付ベース１１と固定フランジ１２に前述した
曲率を持たせる加工が必要であり、接地側の取付寸法が
大きくなっており、第４図に示すスペーサ６では、絶縁
体１０の接地側端部に内部電極１５を埋込む必要があり
、絶縁体１０と内部電極１５が剥離し、部分放電やクラ
ックが生じたり、注型時に内部電極１５の位置がずれて
正常の機能を果せなくなったりすることがあり、特に、
クラックが生じた場合には、電気機器として致命的事故
に至ることが予想される。このように、注型技術的にも
困難を伴うものがおり、これらの解決が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、 （１）絶縁性能を維持したまま、縮小化し安価とするこ
と。

（２）取付ベース及び固定フランジの曲率を形成するた
めの機械加工をなくし安価とすること。

（３）トリプルジャンクションを回避する場合、接地側
取付部を大きくせず、絶縁体に内部電極を埋込むことな
く、注型技術上の難しさをなくし、信頼性、生産性を向
上すること。

を満足したスペーサを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、中心導体と、この中心導体と同軸にエポキシ
樹脂を注型した絶縁体から構成され、ガス絶縁電気機器
に装着されて各コーパートメントのガス区分を可能とす
るガス絶縁スペーサにおいて、絶縁体の外周側端部に段
差をもって薄くしたフランジ部を形成し、この段差部に
固定部を構成する接地金属部材の厚さ以上とした幅を有
し、かつ、中心導体に同軸のリング状としたＵ字溝を設
け、このＵ字溝と７ランジ部には固定部と同電位になる
接地層を設けたものである。

（作　用） ７ランジ部とこれを取付固定するための固定部が同電位
であり、絶縁体の沿面を挟んで鋭角部を形成することが
ないので、トリプルジャンクションが防止できる。

また、絶縁性能は、中心導体の直径、接地層の曲率半径
およびこの２つの間の距離に影響されるが、これらの寸
法を固定した場合には、絶縁体の沿面形状により耐電圧
が左右される。ざらに従来のスペーサのように接地側が
裸で絶縁ガス空間に存在するものではなく、絶縁体で囲
まれているので絶縁ガスとエポキシ樹脂の比透電率の比
に５と形状による係数αを乗じた値α１５だけ接地側の
電界強度を低下さけることができ、全体の電界強度も抑
制している。ただし、１≦αく５である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例を中心線に沿って一側を切断
した断面図である。

同図において、スペーサ２０は、中心導体９と、この中
心導体９と同軸にエポキシ樹脂材を注型した円盤状の絶
縁体２１で構成されている。

この絶縁体２１は、中心導体９側の主体部２２と、外周
端部側で主体部２２より厚さの薄いフランジ部２３から
構成され、段差部には、フランジ部２３の上下に固定フ
ランジ１２と取イ」ベース１１のそれぞれの厚さと同等
以上の幅を有するＵ字溝２４を設ける。

このＵ字溝２４は、取付ベース１１に対向する部分２４
ａと固定フランジ１２に対向する部分２４ｂで構成され
るが、取付ベース１１に固定する場合の便宜上（固定時
の方向性をなくす）、取付ベース１１と固定フランジ１
２の何れか厚い方を基準とする。また、中心導体９と対
向する方向の距離を乏（Ｉｒｖｒｌ）とし、定格電圧を
印加した際ここに加わる電圧をＶ（ｋＶ）としたとぎ、
！≧Ｖの関係を保ら、中心導体９と同軸のリング状に設
ける。

このＵ字溝２４とフランジ部２３には、銅メツキまたは
導電塗料の塗布により、接地層２５を形成する。

以上のように構成されたスペーサ２０は、前述した従来
のスペーサ６と同様に取付ベース１１に設けたＯリング
満１１ｂにＯリング１４を挿入し、フランジ部２３を取
付ベース１１の上に載せ、固定７ランジ１２を７ランジ
部２３にかぶせ、ポルＩ・１３を取付ベース１１のネジ
穴１１ａにねじ込むことにより固定する。

なお、この固定方法の場合、取付ベース１１と固定フラ
ンジ１２の中心導体９対向側端部は、Ｕ字溝２４内に突
設させない。また、取付ベース１１と固定フランジ１２
の中心導体９対向側端部には、従来のような曲率を設け
ない。

次に、以上の構成によるスペーサ２０の作用を説明する
。スペーサ２０を取付ベース１１に固定したとき、フラ
ンジ部２３が接地電位となり取付ベース１１と固定フラ
ンジ１２と同電位であり、かつ、Ｕ字溝２４より取付ベ
ース１１と固定フランジ１２が突出することはなく、ま
た、接地層２５が形成されているので、スペーサ２０の
沿面と取付ベース１１および固定フランジ１２とＳＦ６
ガスの界面に生じるトリプルジャンクションを防止する
ことができる。

一方、接地側の電界緩和は、Ｕ字溝２４の接地層２５に
より行なわれていて、取付ベース１１と固定フランジ１
２が中心導体９から見て接地層２５に完全に隠されてい
るので、取付ベース１１と固定フランジ１２の中心導体
９対向側端部の形状は、鋭角部を有していても絶縁上問
題とならない。

また、スペーサ２０のフランジ部２３は、第３図に示す
従来のスペーサ６のように絶縁体１０の厚さは大きくな
くてよい。また、Ｕ字溝２４を設けたので、これより中
心導体９に近い側の絶縁体２１は厚く、沿面の中間に段
差を設けたりすることなく、中心導体９との接合面積を
大きくとれる。

さらに、スペーサ２０の絶縁性能は、中心導体９の直径
、Ｕ字溝２４の曲率半径おにびこれら２つの間の距離ｌ
に影響されるが、従来のように接地側が裸でＳＦ６ガス
空間に存在するのではなく、絶縁体２１で囲まれたＵ字
溝２４がこれに相当するため、ＳＦ６ガスとエポキシ樹
脂の比誘電率の比１：５と電極形状による係数αを乗じ
た値α１５（１≦αく５）だけ、絶縁体２１に囲まれて
いる接地側の電界強度を下げることができ、全体の電界
強度も抑制している。

したがって、以上の構成による実施例は、接地側の電界
緩和やトリプルジャンクションの回避が容易であり、従
来のように取付ベース１１や固定フランジ１２の機械加
工（曲率を形成するための）が不要であり、また、絶縁
体の接地側部分内部に埋込電極が不要であるため、注型
が容易となり、生産性や信頼性の向上が図れる。

ざらに、各部の電界強度が抑制できるので、絶縁性能を
維持したまま縮小化が図れる。

なお、以上の説明は、スペー１す２０を絶縁ガス（ＳＦ
６ガス）中で使用する場合について行ったが、気中にも
適用できることは明白である。ただし、気中においては
トリプルジャンクションが存在しないのでその効果だけ
はない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来ガス絶縁開閉
装置にスペーサと断路器を収納する場合、これらの相間
ピッチが相違していたために、接続導体の曲げ加工や組
立時の３次元の寸法出しによる作業時間の長大化などが
あったが、本発明のスペーサは、各部の電界強度が抑制
できることから、絶縁性能を維持したままスペーサの直
径を縮小化でき、他の機器との相間ピッチを同一化でき
、作業性や導体加工性が向上する。

また、取付ベースと固定フランジの中心導体側対向端部
は、曲率を設けないのでこのための機械加工が３相回路
で６回も不要になり、取付ベースと固定フランジの加工
性が大幅に改善される。

ざらに、トリプルジャンクションの回避と接地側の電界
緩和が容易にでき、絶縁体内部に埋込電極等が不要とな
り、注型も容易となってクラックや部分放電の恐れがな
くなり、信頼性１作業性。

歩留りの向上が図れる。

その他、本発明のスペーサを用いることにより、スペー
サの縮小化が図れるばかりでなく、ガス絶縁電気機器全
体の縮小化と加工性１組立作業性。

歩留り、信頼性を向上できると共に全体として安価なも
のとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を中心線に沿って一側を切断
して示す断面図、第２図は本発明に関連するガス絶縁開
閉装置の側面図、第３図は従来のガス絶縁スペーサを中
心線に沿って一側を切断して示す断面図、第４図は第３
図と異なる従来のガス絶縁スペーサを中心線に沿って一
側を切断して示す断面図である。 ９・・・中心導体 １１・・・取付ベース １２・・・固定フランジ ２１・・・絶縁体 ２３・・・フランジ部 ２４・・・Ｕ字溝 ２５・・・接地層 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第 図 茅 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心導体と、この中心導体と同軸にエポキシ樹脂を注型
   した絶縁体から構成され、ガス絶縁電気機器に装着され
   て各コーパートメントのガス区分を可能とするガス絶縁
   スペーサにおいて、前記絶縁体の外周側端部に段差をも
   って薄くしたフランジ部を形成し、この段差部に固定部
   を構成する接地金属部材の厚さ以上とした幅を有し、か
   つ、前記中心導体に同軸のリング状としたＵ字溝を設け
   、このＵ字溝と前記フランジ部には前記固定部と同電位
   になる接地層を設けたことを特徴とするガス絶縁スペー
   サ。