JPH0254005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、母線、遮断器、断路器、接地開閉器
のような種々の高電圧電気機器を、ガス絶縁媒体
を封入したタンク内に収容したガス絶縁機器に関
する。

〔発明の背景〕 このようなガス絶縁機器においては、製作、組
立の過程において、機器内に導電性異物が混入し
ないように充分な注意がはらわれる。しかしなが
ら、組立後に小さな導電性異物が混入するのを避
けることはできず、又、機器が可動部を有するも
のであれば、その可動部から導電性異物が発生
し、いずれにしても、タンク内の導電性異物を皆
無にすることはできない。このような導電性異物
は電界等によりタンク内で浮遊し、機器の絶縁上
好ましくない結果を招くことがある。例えば、金
属線状の異物の場合には、比較的弱い電界下でも
浮上し、高電圧部あるいは絶縁支持物に接触し、
大幅な絶縁低下を惹き起こす危険性を生じる。こ
れを第１図および第２図に基づいて説明する。

第１図は従来のガス絶縁母線の断面図、第２図
は第１図に示す中心導体と導電性異物とのギヤツ
プに対する破壊電圧の特性図である。図で、１は
接地された円筒形状のタンク、２はタンク１内に
これと同心状態で収容された中心導体である。タ
ンク１内には絶縁特性の優れたSF₆ガス等が封入
されている。３はタンク内に混入し、又はタンク
内で発生した小さな導電性異物を示す。もし、電
圧に変動があつたり、又は機械的振動があつたり
すると、導電性異物３は力を受けて図の点線に示
すように絶縁ガス空間を浮遊する場合がある。そ
して、この導電性異物３は、踊るような状態を示
しながら中心導体２に接近する。

このように、浮遊する導電性異物３が存在する
場合の中心導体２とタンク１等の他の部分との間
の破壊電圧は、中心導体２と導電性異物３とのギ
ヤツプ長ｇの影響を受け、これにより大きく変化
することが実験により明らかにされている。第２
図はギヤツプ長ｇに対する破壊電圧F₀Vの特性を
示すものである。図から明らかなように、破壊電
圧が最も低くなるのは、導電性異物３が中心導体
２に接触する場合ではなく、中心導体２から若干
ギヤツプ長gminだけ隔たつている場合である。
このギヤツプ長gminは、SF₆ガス中において0.2
mm〜1.0mm程度であることが実験によつて見出さ
れている。ギヤツプ長ｇが大きくなると、破壊電
圧F₀Vも急速に上昇する。

従来から、上記絶縁低下の危険性を生じる導電
性異物３を捕獲する方法が種々検討されてきてい
るが、これを完全に捕獲するのは困難であり、現
在に至つても導電性異物３による絶縁低下の危険
性は解消されていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、
導電性異物による絶縁低下を防止することがで
き、ひいては、絶縁特性の優れたガス絶縁機器を
提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、接地され
たタンクとこのタンク内に収容された高電圧部と
の間の空間内において、導電性異物が浮遊接近す
るおそれのある電界強度の大きい部分に、この部
分と所定の微小間〓を隔てて絶縁バリヤを配置
し、導電性異物が浮遊接近しても当該部分に絶縁
低下が生じないようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第３図は本発明の第１の実施例に係るガス絶縁
母線の縦断面図である。図で、第１図に示す部分
と同一部分には同一符号が付してある。１０は中
心導体２を囲んで配置される絶縁バリヤ、１１は
中心導体２と絶縁バリヤ１０との間に介在するス
ペーサである。絶縁バリヤ１０は、エポキシ樹脂
又はテフロンのように絶縁ガス内で使用しても劣
化せず、しかも、ガス空隙部の電界集中を抑え得
る誘電率の小さな材料で形成される。Ｔは絶縁バ
リヤ１０の厚み、Ｇはスペーサ１１により保持さ
れた絶縁バリヤ１０の内壁と中心導体２の表面と
の間のギヤツプである。

本実施例では、導電性異物を捕獲する考えは採
用せず、導電性異物が中心導体２に接近するのを
妨げ、第２図に示すギヤツプ長ｇを大きくして破
壊電圧F₀Vを大きくし、絶縁低下を防止するもの
である。即ち、絶縁バリヤ１０はこのために配置
されたものであり、高電圧部である中心導体２を
絶縁バリヤ１０で囲むことにより、タンク１内に
存在する導電性異物が中心導体２に浮遊接近しよ
うとしても、中心導体２の表面からギヤツプ長
（Ｇ＋Ｔ）以内には接近し得ないのである。さき
に述べたように、ギヤツプ長gminは0.2mm〜1.0mm
であるので、前記ギヤツプ長（Ｇ＋Ｔ）を数mm程
度に選定すれば、導電性異物による絶縁低下は充
分に阻止することができる。

このように、本実施例では、タンク内の高電圧
部である中心導体を絶縁バリヤで包囲したので、
タンク内に存在する導電性異物は中心導体に向つ
てある範囲以上接近することはできず、導電性異
物による絶縁低下を防止することができる。又、
中心導体表面と絶縁バリヤ内壁との寸法を大きく
することにより、絶縁バリヤを薄くすることがで
きる。

第４図は本発明の第２の実施例に係るガス絶縁
母線の横断面図である。図で第３図に示す部分と
同一部分には同一符号が付してある。本実施例が
第１の実施例と異なるのは、スペーサ１１の配置
である。絶縁バリヤ１０は中心導体２の周囲に配
置された複数個のスペーサ１１により支持される
のであるが、本実施例においては、スペーサ１１
は下部側に配置されていない。以下、その理由を
述べる。

導電性異物が存在するのは、タンク１の底部が
多く、したがつて、導電性異物が中心導体２に接
近する確率は、下部側からの接近が極めて高い。
そして、下部側から接近した導電性異物が絶縁バ
リヤ下部に付着した最悪状態を考えたとき、本実
施例の構成では、その付着部からみて、絶縁バリ
ヤ１０と中心導体２との間はすべて絶縁ガス空間
となる。それ故、上記最悪状態になつても、絶縁
バリヤ１０に多少の劣化がみられるものの、絶縁
ガス空間の効果により破壊電圧の低下、即ち絶縁
低下は充分に阻止することができる。

このように、本実施例では、中心導体を絶縁バ
リヤで包囲し、この絶縁バリヤと中心導体の下部
側空間を絶縁ガス空間としたので、さきの実施例
と同じ効果をより一層確実に達成することができ
る。

第５図は本発明の第３の実施例に係るガス絶縁
母線の横断面図である。図で、第３，４図に示す
部分と同一部分には同一符号が付してある。本実
施例が第１、第２の実施例と異なるのは、スペー
サ１１を除いた点にある。即ち、本実施例では絶
縁バリヤ１０を直接中心導体２に支持するもので
ある。この場合、絶縁バリヤ１０の径を中心導体
２の径より若干大径とすることにより、絶縁バリ
ヤ１０は上部側で中心導体２に支持され、かつ、
下部側にギヤツプ長（Ｇ＋Ｔ）を形成することが
できる。このため、第２の実施例の説明で述べた
理由により絶縁低下を充分に阻止することができ
る。本実施例の絶縁バリヤはスペーサ１１に支持
されないので、スペーサ１１の厚み分だけその径
を小さくすることができ、又、単に中心導体２に
挿入するのみであるので、取付容易となり、特に
近年、ガス絶縁母線の長さが長くなる傾向にある
ので、この取付容易となる効果は大きい。

このように、本実施例では、中心導体に直接絶
縁バリヤを取付けるようにしたので、第１、第２
の実施例と同じ効果を奏するとともに、絶縁バリ
ヤの径を小さくすることができ、さらにその取付
けを容易に実施することができる。

第６図は本発明の第４の実施例に係るガス絶縁
母線の横断面図である。図で、１，２はさきの各
実施例と同じく、タンクおよび中心導体である。
２０はさきの各実施例の絶縁バリヤ１０に相当す
る板状の絶縁バリヤ、２１はこの絶縁バリヤ２０
を支持する支持体である。さきの各実施例におけ
る絶縁バリヤ１０が中心導体２を包囲する円筒状
に構成されているのに対して、本実施例における
絶縁バリヤ２０は板状に構成されている。絶縁バ
リヤ２０は第２の実施例で説明した理由により中
心導体２の下部側に、ギヤツプ長（Ｇ＋Ｔ）を維
持して配置されている。

このように、本実施例では、中心導体の下部側
に所定のギヤツプ長をもつて板状の絶縁バリヤを
配置したので、導電性異物が中心導体に浮遊接近
するのを阻止し、絶縁低下を防止することができ
る。又、絶縁バリヤが板状に構成されるので、そ
の製造および組立が容易であり、特に長いガス絶
縁母線に適用する場合有利である。

第７図は本発明の第５の実施例に係るガス絶縁
母線の端部の縦断面図である。図で、１はタン
ク、３０はタンク１に支持された絶縁支持筒、３
１は絶縁支持筒に支持された母線端部である高電
圧部、３１ａは高電圧部３１の周囲からその径方
向に延びた支持金具、３２は支持金具３１ａに固
定された円筒状のシールド、４０は円筒状のシー
ルド３２の外側に取付けられた円筒状の絶縁バリ
ヤ、４１はシールド３２と絶縁バリヤ４０との間
に介在するスペーサである。高電圧部３１から
は、図示されていない上方部に母線が引き出さ
れ、ブツシングを介してタンク１外に延長せしめ
られる。この高電圧部３１の電界緩和のため円筒
状シールド３２が設けられている。E_naxは高い電
界となる部分の電界を示し、Ｅは低い電界部分に
おける電界を示す。スペーサ４１は高い電界部分
は避け、低い電界部分にのみ設けられる。シール
ド３２と絶縁バリヤ４０との間にはギヤツプ長
（Ｇ＋Ｔ）が維持されている。ところで、導電性
異物は、その浮遊時、高電界部に引寄せられる傾
向にある。即ち、最初低い電界部の方向に浮遊し
ている導電性異物は、近傍に高電界部がある場
合、浮遊しながら高電界部に接近してゆき、遂に
は前記ギヤツプ長gminに到達する場合が多い。
そこで、本実施例では、さきの実施例のように中
心導体全部又はその大部分に絶縁バリヤを設ける
のではなく、高電界部のみに絶縁バリヤ４０を配
置するものである。

なお、絶縁バリヤは円筒状とせず、前述の理由
によりシールドの下側部分のみを覆うような形状
とすることもできる。

このように、本実施例では、高電圧部における
高電界部のみに絶縁バリヤを設けたので、極めて
効率的かつ経済的に絶縁低下を防止することがで
きる。

第８図は本発明の第６の実施例に係るガス絶縁
母線の端部の縦断面図、第９図は第８図に示すリ
ング状シールドおよび絶縁バリヤの拡大断面図で
ある。図で、第７図に示す部分と同一部分には同
一符号が付してある。３１ｂは高電圧部３１の端
部周囲から延出した支持金具、５０は支持金具３
１ｂに支持され、高電圧部３１の端部周囲を環状
にとり巻くリング状シールド、５１はリング状シ
ールド５０に装着された絶縁バリヤ、５２は絶縁
バリヤ５１に設けられた突起である。リング状シ
ールド５０は、さきの実施例に示される円筒状シ
ールド３２と同じく電界緩和のため設けられてい
る。本実施例の場合、絶縁バリヤ５１は高電界と
なるリング状シールド５０のみに配置されてい
る。この絶縁バリヤ５１は管状体に形成されてい
て、リング状シールド５０のほぼ全周を覆うもの
である。そして、絶縁バリヤ５１に設けられた突
起５２により、リング状シールド５０の表面と絶
縁バリヤ５１の外面との間にギヤツプ長（Ｇ＋
Ｔ）を維持する。

なお、絶縁バリヤはリング状シールドのリング
の下半部のみを覆うように設置することもできる
し、又、電界その他の条件によつてはリング状シ
ールドの断面下半部のみを覆うように設置するこ
ともできる。

このように、本実施例では、高電圧部のリング
状シールドに絶縁バリヤを設けたので、第５の実
施例と同じ効果を奏するものである。

なお、上記各実施例では、ガス絶縁機器として
ガス絶縁母線を例示して述べたが、ガス絶縁母線
に限ることはなく、その他のガス絶縁機器に適用
できるのは当然である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、高電圧部にお
ける電界強度の大きい部分に、この部分と所定の
微小間〓を隔てて絶縁バリヤを配置したので、導
電性異物による絶縁低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス絶縁母線の断面図、第２図
は第１図に示す中心導体と導電性異物とのギヤツ
プに対する破壊電圧の特性図、第３図は本発明の
第１の実施例に係るガス絶縁母線の縦断面図、第
４図、第５図および第６図はそれぞれ本発明の第
２、第３および第４の実施例に係るガス絶縁母線
の横断面図、第７図および第８図はそれぞれ本発
明の第５および第６の実施例に係るガス絶縁母線
の端部の縦断面図、第９図は第８図に示すリング
状シールドおよび絶縁バリヤの拡大断面図であ
る。 １……タンク、２……中心導体、１０，２０，
４０，５０……絶縁バリヤ、３２……円筒状シー
ルド、５０……リング状シールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接地されたタンクと、このタンク内に配置さ
   れた高電圧部と、前記タンク内に封入されたガス
   絶縁媒体とを備えているガス絶縁機器において、
   前記タンクと前記高電圧部で形成される空間内
   で、前記高電圧部における電界強度の大きい部分
   に、この部分と所定の微小間〓を隔てて絶縁バリ
   ヤを配置したことを特徴とするガス絶縁機器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記絶縁バ
   リヤは、前記電界強度の大きい部分の全周を包囲
   する構成であることを特徴とするガス絶縁機器。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記絶縁バ
   リヤは、前記電界強度の大きい部分の前記タンク
   底部に面する側のみを覆う形状に構成されている
   ことを特徴とするガス絶縁機器。