JPH0247841B2 - Kodenatsuteikoki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力用の高電圧抵抗器に係り、特に短
尺で高耐電圧の抵抗要素として用いることが可能
な高電圧抵抗器に関する。

従来の抵抗器の一例を第１図に示す。碍子ある
いは樹脂等の絶縁物円筒２の外周部にカーボンも
しくは樹脂あるいは粘土等を原料として製作され
た抵抗素線１を螺旋状に巻き、その両端に電極端
子３，４を取り付け、端子３，４間で所要の抵抗
値が得られるようにした抵抗器である。通常、図
示していないが素線１の固定および保護のため電
極端子部端を含む表面には樹脂による被覆が施さ
れている。このような抵抗器において、高電圧状
況下で使用する場合、抵抗素線１そのものの絶縁
耐力はその全長が長いためかなり強いが、電極端
子３，４と抵抗素線１の接触部では微妙な電位差
を生ずるため、部分破壊の可能性があり、この部
分で絶縁性能が決定される傾向にある。この点に
関し更に述べる。

第２図は第１図Ａ部の詳細を示したものであり
第３図は第２図の平面図である。通常抵抗素線２
と端子３との接続部には導電塗料あるいは導電性
樹脂等による導電処理部１０が施されている。こ
の境界を詳細に見ると、第２，３図中に示すよう
に微小ギヤツプｇが存在する。このためギヤツプ
ｇでの電界強度が高くなり、部分破壊が発生しや
すくなつている。次に第４図は第３図Ｃ−Ｃ断面
図であり、導電処理部１０と抵抗素線１の詳細を
示したものである。抵抗素線１の表面のみが導電
処理されているため、導電処理部１０の端部では
図示のように電流Ｉが集中し、破線で示す電位分
布からも明らかなように電界集中が生ずる。この
ため、このような部分からの破壊も問題となる。
なお、導電処理部を介さず直接金属端子と抵抗素
線側面が接触する場合も同様なことが言える。

従来このような抵抗器は高電圧発生器等におい
て大気中で使用されているため、他の絶縁物と同
様気中沿面の破壊特性でその性能が決定されてお
り、高耐圧化においては抵抗器の長さを長くする
ことで対処でき、大きな問題はなかつた。

しかしながら、近年SF₆ガスの利用により大幅
な機器の縮小化が進んでおり、これに使用する抵
抗器の縮小化も重要な課題となつてくる。SF₆ガ
ス中においては大気中に比ば３倍以上の絶縁耐力
を有するため、沿面放電が押えられ抵抗そのもの
の絶縁耐力が新たな問題になつてきている。すな
わち、前述したごとく抵抗器においては、端部の
部分破壊を押えることが最も重要なポイントとな
りつつある。

近い将来UHV送電を迎えるに至り、これに用
いる小形で高耐電圧の抵抗器の開発が望まれてい
る。

本発明の目的は、短尺で高耐電圧を有する高電
圧抵抗器を提供するにある。

従来技術における問題点は抵抗器の端部構造で
あり、電極端子と抵抗素線との接触部近傍に２つ
の問題点があることがわかつた。まず第１点は導
電部と巻線間の微小ギヤツプであり、これに対し
ては端部１ターンの間隔を広くし電界緩和すると
共に、抵抗素線の端面のみを導電処理することで
対処した。第２点は抵抗素線自体の電界集中であ
り、抵抗素線の側面には導電処理部が接しないよ
う抵抗素線端面を抵抗器の端面と同一平面に形成
し、この面のみを導電処理することにより対処し
た。

第５図は本発明の抵抗器の一実施例を示したも
のである。棒状の絶縁物、例えば絶縁物円筒２の
外周部に抵抗素線１を螺旋状に巻き付ける点は従
来技術と同様であるが、端部形状が異なる。本実
施例においては、抵抗素線１の両端部を絶縁物円
筒２の端面と素線１の端面とが同一平面上に形成
されるように、つまり抵抗素線の端部が絶縁物円
筒２の端面に対しほぼ直角となるよう湾曲させ、
その端面を銀焼付等により導電処理しリング状の
電極１１としている。第６図は第５図の側面図で
あり、ハッチングを施した部分が電極処理部１０
に相当している。なお、抵抗素線の固定および保
護等のため、図示していないが電極１１を除く表
面にはエポキシ等による樹脂の被覆が施されてい
る。この様に構成することにより、抵抗素線１と
電極１１との接触部は抵抗素線１の両端面だけと
なり、第５図のＥ部拡大図である第７図に示すよ
うに電流Ｉは抵抗素線端部からほぼ均一に流れる
形となるため、破線で示すような平等な電位分布
を示すようになる。この結果、部分破壊の要因に
なる不具合な電位差を発生する（電界強度が強く
なる）部分を無くすことができた。また素線１の
間隔変化部５０から端までを除いて電極１１から
最初の素線までの間隔l₁と、それに続く素線間隔
l₂との間に、l₁＞l₂なる関係が成立するように形
成している。このため第３図に示したような微小
ギヤツプｇが形成されないため、端部の破壊電圧
を大幅に向上させることができた。

このような抵抗器においては抵抗器２０として
の絶縁性能限界は、抵抗素線そのものの絶縁破壊
または素線間の絶縁破壊のどちらかが発生するま
でに向上でき、従来品に比べ30〜50％絶縁性能向
上が図れた。すなわち、同耐電圧のものにおいて
は20〜35％短尺にすることが可能となり、特に
UHV用としては機器の縮小化の上で経済的に大
きな効果が得られている。

第８図および第９図も本発明になる一実施例を
示したものである。第５図と異なる点は素線１の
端部構造である。第５図では素線１が電極１１に
接する部分の角度が電極面に対しほぼ直角になる
よう急激な間隔変化部５０を形成しているが、第
８図では急激な変化部ではなく間隔変化部５０か
ら除々に間隔を広げるようにしている。しかし先
の実施例と同じく、間隔変化部５０から端までを
除いて、電極１１と、これに面する最初の素線１
までの距離l₁は他の部分の間隔l₂よりも大きくし
ており、この部分の電界が緩和される。また、こ
の実施例によれば第５図の例よりも素線１の電極
面積を大きくとることができる。

第１０図は第８図Ｇ部を示したものであり、通
電上は良好となる。電流Ｉは第７図の場合よりも
若干不均一になるため、素線部の電界緩和効果は
若干減少するが、第４図従来例のような局部的な
集中は避けられる。なお、素線間隔をすべてl₁に
する構造も考えられるが、この場合には同一長に
おいて巻回数が減少するため素線の全長が短くな
り、同一耐電圧を得るためには抵抗器全体の長さ
を長くしなければならず不利なものとなる。この
様な抵抗器においては中央部の素線間の耐電圧に
比べ抵抗器端部特に素線が電極に接する部分と次
の素線間との絶縁が重要であり、従来高耐電圧化
が困難とされていた電力用抵抗器の大幅な耐電圧
向上が図れた。抵抗器２０を単独で用いるとき、
電極１１はリング状でも円板状でも良く、また抵
抗素線１を巻回するのは棒状であれば良い。

第１１図は前述の抵抗器を用いた電力機器の一
実施例を示したものであり、ガス絶縁断路器への
適用例である。接地タンク２１内に固定電極２
２、可動電極２３を配置し、支持導体２７部分を
摺動する可動電極２３を動作させることにより導
体２５，２６の間の電気的開閉を可能にしたもの
である。なお、本実施例では固定電極２２の前方
周囲に抵抗器２０が複数本並列に配置され、その
縦端部には発弧用電極２４が取付けられている。
このような構成の断路器では、可動電極２３の開
閉時に抵抗器２０を介する回路が形成されるた
め、開閉時に発生するサージを抑制することがで
きる。ここで使用する抵抗器としては、前述によ
る抵抗器が使用されるが、第５図の抵抗器におい
ては電極端子が付備されていないため取付け構造
としては他の部材が必要となる。

第１２図は上記取付けを示すものであり第１１
図抵抗器２０の取付方法の詳細を示したものであ
る。抵抗器２０は第５図のものを用いているが、
これを複数本並列に接続するための構造である。
複数本の抵抗器２０の両端に電極兼固定用の金属
端子金具３１，３２を配置している。金属端子金
具３１，３２と抵抗器２０が対向する部分には穴
が開けられており、抵抗器２０内を貫通する絶縁
ボルト４０および締付ナツト３３，３４により、
金属端子金具３１，３２と抵抗器２０が一体に取
り付けられる構造である。本構造によれば、抵抗
器端面導電部と金属端子金具の接続が完全に行な
われ、且つ絶縁構造的にも抵抗器が平行平板間に
挟まれる最も基本的構造のため、抵抗器単体と同
等な性能が得られる。これにより同電圧レベル用
の抵抗要素としては大幅な短尺化が可能となり、
これを用いた電力機器の縮小化にも貢献できる。
本実施例を示す第１１図において、断路器のスト
ローク長はほぼ抵抗器２０の軸長Lrと極間距離
Lgの和となるが、抵抗器２０の軸長Lrを短尺化
することによりストロークを短くすることが可能
であり、断路器部の長さの縮小化、操作部の簡略
化が図れる。

なお、第１２図において、両端を単に締め付け
るだけでなく、ばね等の緩衝材を介して締め付け
る構造を用いれば、抵抗器に加わる応力を緩和す
ることができ機械的な信頼性を向上することがで
きる。また、複数本を同一電極端子で固定してい
るが、一本一本の抵抗器を本構造で構成し、その
後一体の金属端子で支持しても同様の効果は期待
できる。

更に、第１３図に示すように抵抗器２０の外部
で絶縁ボルト４０により締め付ける方法もある。
抵抗器の本数が多くなる場合には、必ずしも一本
一本締め付ける必要はなく、多数の抵抗器を少数
の絶縁棒により締め付けが可能であり、部品点数
の削減による経済的効果、絶縁性能信頼性の向上
が図れる。

なお、第１２図及び第１３図を併用した構造で
も同様な効果が期待できる。

本発明によれば従来品の弱点であった抵抗素線
と電極端子間で発生する部分破壊を防止できるた
め、絶縁性能を30〜50％向上することができる。
このため同電圧レベルの使用品においては20〜35
％の短尺化が可能となり、短尺で高耐電圧を有す
る高電圧抵抗器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗器を示す一部断面正面図、
第２図は第１図のＡ部詳細図、第３図は第２図の
平面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ断面図、第５図
は本発明の一実施例を示す正面図、第６図は第５
図の側面図、第７図は第５図Ｅ部断面図、第８図
は本発明の他の実施例を示す正面図、第９図は第
８図の側面図、第１０図は第９図のＧ部断面図、
第１１図は本発明の適用例を示す断路器の断面正
面図、第１２，１３図はそれぞれ異なる実施例に
よる第１１図の要部拡大図である。 １……抵抗素線、２……絶縁物円筒、３，４…
…電極端子、１１……電極、２０……抵抗器、２
１……接地タンク、２２……固定電極、２３……
可動電極、２４……発弧電極、２５，２６……導
体、３１，３２……金属端子金具、３３，３４…
…締付ナツト、４０……絶縁ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 棒状の絶縁物の外周部に抵抗素線を螺旋状に
   巻回し、上記絶縁物の両端部に電極を有してなる
   ものにおいて、上記抵抗素線の端面は、上記絶縁
   物の端面と同一の面上に配置し導電処理をして電
   極と成し、上記抵抗素線の端部に間隔変化部を形
   成し、この間隔変化部から上記端面までを除いて
   上記端面とこの端面に面する最初の巻回抵抗素線
   までの間隔を、他の螺旋状抵抗素線の巻線間隔よ
   りも大きくしたことを特徴とする高電圧抵抗器。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、上記絶縁物は円筒状とし、上記円筒状絶縁物
   の端面にほぼ合致してリング状の上記電極を形成
   した高電圧抵抗器。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、上記間隔変化部は、上記抵抗素線の端が上記
   絶縁物の端面に対しほぼ直角になるようにした高
   電圧抵抗器。