JPH0314892Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

Ａ 産業上の利用分野 本考案はガス絶縁電気機器に係り、特にガス絶
縁電気機器の内部導体と外部電気機器の外部導体
との気密で断続可能な接続構造に関するものであ
る。 Ｂ 考案の概要 本考案は、ガス絶縁電気機器の内部導体と外部
電気機器の外部導体とを断続可能に接続する構造
において、 ガス絶縁電気機器の筐体壁を気密に遊嵌して貫
通するブツシングに、軸方向で接続導体を貫通し
て設けるとともに、大気側の接続導体に絶縁被覆
を施す一方、該絶縁被覆と前記ブツシングとを気
密に結合し、かつ、絶縁ガス側の接続導体を内部
導体と電気的に接離可能に配置せしめることによ
り、 ガス絶縁と大気絶縁間における絶縁耐圧の差異
に基づく絶縁構造の不整合を解決するとともに、
内外導体の断続可能な接続構造を構成し、複合絶
縁に対してガス絶縁を併用したガス絶縁電気機器
の提供を図ることができるようにしたものであ
る。 Ｃ 従来の技術 一般に、空気と絶縁ガスの絶縁耐圧を比較すれ
ば、絶縁ガス又は空気混合ガスを用いたものが空
気の２倍以上の絶縁耐圧を有することが知られて
いる。そのため、絶縁ガスを用いれば、電力用設
備に使用すべき各種電気機器の小型コンパクト化
が図れ、コストの低減は勿論、設置スペースの狭
少化や稼動効率の向上を図ることができるので、
電気機器の筐体内部に絶縁ガスを封入することが
盛んに行なわれている。 しかしながら、電気機器の全体を絶縁ガス中に
配設して支障のない場合はともかく、電気機器の
一部に頻繁な点検や操作を必要とする部分がある
ときは、当該部分以外の部分を絶縁ガス中に配設
する方法が採られる。例えば、閉鎖配電盤におい
て、電源母線及び負荷母線の各母線室に絶縁ガス
を封入する一方、しや断器は大気側に配設され
る。 ところで、しや断器を引外すと、断路部の相間
及び対地間は気中絶縁にならざるを得ない。相間
でみれば、絶縁ガス中は小さくなつているが、気
中の相間は大きくしておかなければ相間で閃絡す
るおそれが大である。その結果、絶縁ガスによる
電気機器の縮小化を図つたとしても、しや断器と
母線との接離が気中で行なわれたのでは、縮小化
が十分でないことになる。 このような理由から、頻繁な点検や搬出入動作
を伴う可動部を備えた電気機器についてのガス絶
縁化は困難とされて来た。 Ｄ 考案が解決しようとする問題点 以上の如く、空気と絶縁物とからなる複合絶縁
に対して、ガス絶縁を採用するに当り、絶縁耐圧
の不整合があり、これをいかに解決して両者の絶
縁協調を図り、ガス絶縁電気機器の可及的な縮小
化をなすかが大きな問題である。 そのため、考案者は以下のような２つの実験を
行なつた。まず第１は、SF₆ガス中の貫通導体の
閃絡特性についての実験であり、他の１つはSF₆
ガスと空気との混合ガスからなる絶縁ガスの特性
についての実験である。 実験例 まず最初、低圧の絶縁ガスを密封した箱体内に
おいて、第６図にように箱体側壁に相当する平板
１８（厚さ1.2mm）に導体挿通孔１９を形成し、
その中心部に直径30mmの導体２０（アルミ丸棒）
を配置し、高電圧を印加して導体貫通部の閃絡特
性について実験を行つた。箱体内は予め真空引き
し、その後SF₆ガスを大気圧（約0.10MPaに充填
した。そして、導体２０に電圧を印加し、平板１
８を接地して、閃絡特性を求めた。 第５図は、その結果で、φ30の導体２０を一定
としたときの平板１８に設ける孔径φ1と導体２
０と導体挿通孔１９のギヤツプ寸法ｇを横軸にと
つた正負極性のインパルス閃絡特性（50％F.O.
B.）を示す。図から分るように孔径φ1が大きく
なるに従つて正負極性共に耐電圧特性は比例して
高くなることが判つた。 つぎに、第８図に示すように内壁の長さｌ寸法
を有するベーク材を用いた筒状（カツプ状）の絶
縁物２１を箱体側壁２２の一側（外側）面に気密
に固着するとともに、導体２０に対しても気密に
固着し箱体内にSF₆ガスを大気圧（約0.10MPa）
に充填して導体貫通部の閃絡特性について実験を
行つた。 上記実験は２度に分けて行つた。すなわち、箱
体側壁２２の孔径φ1、筒状絶縁物２１の内径φ2、
導体２０と孔径φ1とのギヤツプ寸法ｇにおいて
下表のように各寸法を変えて導体２０に電圧を加
えた。なお、導体２０の外径は30φである

【表】 第７図は前表のとおり、それぞれの寸法を変え
た場合の閃絡特性を示している。 第７図から分るように、ｌ＝０のときの閃絡値
は、正極性の方が負極性の値より低くなつている
そして、筒状絶縁物２１の内壁の長さｌを次第に
大きくしていくと、正極性では大幅に、負極性で
は徐々に閃絡値は高くなり、一定の長さｌのとこ
ろで極性依存性が反転し、ついには向上しなくな
ることが判る。これは、金属部材である平板２２
が存在していて、これによつて耐電圧特性が依存
してくることによるものである。 第７図の結果と第５図との比較の一例を示すと

【表】 この比較から判るように、 第８図の場合が第６図の場合よりわずかではあ
るが耐電圧特性が向上していることが判る。 以上の実験の結果からつぎのことが分つた。 正極性と負極性の閃絡特性が同じ値をとるには
（第７図参照）、ｇ＝22.5の場合はｌ≒５mmであり
また、ｇ＝37.5の場合はｌ≒10mmである。これか
ら、 ｌ：ｇ＝５：22.5 ｌ≒ｇ／４ ｌ：ｇ＝10：37.5 ｌ≒ｇ／４ の関係と成ることが分り、筒状絶縁物２１の内壁
の長さｌは少くともｌ≧ｇ／４とするのが絶縁耐
圧の向上にとつて有効であることが判つた。 また、第７図の結果から筒状絶縁物２１の内壁
の長さｌを無制限に長くしても効果がないことも
判つた。すなわち、φ1＝75，φ2＝80，ｇ＝22.5
においては、ｌ≒75以上では正極性、負極性とも
閃絡特性は殆んど変化しない。また、φ1＝105，
φ2＝110，ｇ＝37.5においてはｌ≒105以上では殆
ど正極性及び負極性とも耐圧特性は変化しない。
つまり、ｇの数値に関係なく、筒状絶縁物２１の
内壁の長さｌがほぼ孔径φ1と同じ長さであれば
それより長くなつても耐電圧特性は殆ど向上しな
いことが判つた。 従つて、筒状絶縁物２１の内壁の長さ寸法ｌ
は、少くともｌ≧ｇ／４とするのが良く、好まし
くはｌ≒φ1をするのが良いということが判つた。
勿論、ｌ＞φ1としても差し支えなく、その場合
とは耐電圧特性以外の事項の要求、例えば、筒状
絶縁物２１に変流器（CT）を直接取付けるとい
う場合である。 上記実験は、低圧（大気圧，約1.10MPa）の純
SF₆ガスを満した箱体における側壁貫通導体の閃
絡特性を調べたものであるが、SF₆ガスと空気と
の混合ガスは、ある割合になると純SF₆ガスより
耐電圧が高くなることが知られている。 そこで本考案者は上記のことから、前述の第６
図に示すような構成（30φの導体を平板に設けた
105φの孔に挿通）にして、SF₆ガスと空気との混
合ガスの割合を変えて閃絡特性を調べた。導体に
はインパルス電圧（1.2×50μs）を印加した。ま
た混合ガス割合は、純SF₆ガス100％から純空気
100％までの間において、SF₆ガスと純空気との
混合比を変えて実験を行つた。実験の結果は第９
図に示すとおりで、SF₆ガスの混合比が増すにつ
れて耐電圧が上昇し、負電圧印加の場合には、90
％SF₆付近で最大値をもつことが判り、且つSF₆
が40％以上であれば100％SF₆と同等の耐電圧特
性を持つことも判つた。 したがつて、SF₆と空気との混合ガス（SF₆40
％以上、好ましくは90％付近）を用いれば導体貫
通部における耐電圧特性の向上に一層有利である
ことが判つた。 Ｅ 問題点を解決するための手段 本考案は、前記実験例をふまえて前記問題点を
解決することを目的としたものである。 本考案は、ガス絶縁電気機器の筐体壁を気密に
遊嵌して貫通するブツシングを設け、該ブツシン
グに軸方向で接続導体を貫通せしめるとともに、
大気側の接続導体に絶縁被覆を施してその一部を
前記ブツシングに気密に結合し、かつ、絶縁ガス
側の接続導体と前記内部導体とを電気的に接離可
能に対向配置して構成したものである。 Ｆ 作用 本考案の構成によると、接続導体をブツシング
の移動可能な範囲内において進退させれば、接続
導体と内部導体の絶縁ガス中における断続可能な
接続構造が可能となり、大気側に充電部が露出す
ることなく、したがつて、ガス絶縁と複合絶縁と
の絶縁協調を図り得、しかも、ブツシングが気密
に移動してガスリークを防止するので複合絶縁に
対してガス絶縁の部分的な採用ができる。このた
め、例えば閉鎖配電盤の部分的ガスリーク絶縁化
を可能にし、しや断器の搬出入操作並びに点検な
どに支障を生じないものであり、したがつて閉鎖
配電盤の縮小化を促進する。 Ｇ 実施例 以下に本考案を図示の実施例に基づき説明す
る。 第１図の如く、閉鎖配電盤などの電気機器１の
筐体壁２に透孔３を穿設し、該透孔３に絶縁物製
で筒状のブツシング４を遊嵌し、該ブツシング４
のフランジ部４ａと前記筐体壁２間に伸縮自在な
ブツシングカバー５を気密に結合する。ブツシン
グカバー５の一端は取付座１０にそれぞれ気密結
合され、他端５１はフランジ部４ａの端面にＯリ
ングを介して気密結合されており、しかもこの端
部５１の孔５２はブツシング４の筒部４ｃの内径
よりも小径に作られている。４ｂはゴムなどの緩
衝材である。取付座１０はＯリング１１，１１を
介しネジ込みボルト１２で筐体壁２の内側に気密
結合されている。 一方、前記ブツシング４を貫通して、外部電気
機器６の外部導体６ａと係脱する接続導体７が筐
体内に延伸している。外部電気機器６はしや断器
などであり、外部導体６ａはそのしや断器に突設
されているものである。しかして、接続導体７は
ブツシング４の略中央部に至る筐体壁２の外側で
は全て絶縁物８で被覆されており、またその絶縁
物８の外端部８ａはブツシング４と一体に形成さ
れている。更に、接続導体７の内端部は裸導体と
して絶縁被覆せず、先端部にコンタクト７ａを有
する。コンタクト７ａに対向して筐体内の定位置
にコンタクト９ａを端部に有する内部導体９が支
持碍子１３を介して配設されている。コンタクト
７ａとコンタクト９ａとは接続導体７がブツシン
グ４により軸方向へ移動することで係脱する構成
である。筐体内には絶縁ガス（SF₆）１４が封入
される。 そこてで第２図に示すように、外部電気機器６
を電気機器１から所定距離で引き離すと、接続導
体７が図の左方へ移動する。このため、絶縁物８
を介し一体となつたブツシング４が透孔３を図の
左方へ移動し緩衝材４ｂが筐体壁２に当り停止す
る。そして、ブツシングカバー５が圧縮される一
方、コンタクト７ａがコンタクト９ａから引き離
され、両コンタクト７ａ，９ａの間に絶縁間隔Ｄ
が形成される。また、上記と逆に、外部電気機器
６を電気機器１へ所定距離にて接近させると、接
続導体７がブツシング４を内方へ引込めるととも
に、ブツシングカバー５を内方へ押し伸ばし、か
つ、コンタクト７ａ，９ａが接合する。 なお、上記ブツシングカバー５は金属製のベロ
ーズからなる。そこで金属製ベローズの場合に
は、ブツシングカバー５は筐体壁２に連結されて
いて接地電位にある。したがつて、ブツシングカ
バー５がブツシング４と気密に接合された部分は
接地電位にあり、裸導体部となる接続導体７に対
する絶縁耐圧が問題となる。しかし、当該部分は
絶縁ガス１４中にあり、またその絶縁ガス中にお
ける貫通導体の絶縁耐圧は、前記実験により検証
された如く、ブツシング４の内壁の長さをブツシ
ングカバー５の口径よりも大きくするか、少なく
ともブツシングカバー５の内径部から接続導体７
までの最短距離の４分の１以上とすることによつ
て解決される。 つぎに本考案を閉鎖配電盤に応用した適用例を
第３図に基づき説明する。第３図において、電気
機器１は母線室１５，１５を上下二段で備えた筐
体内に、絶縁ガス（SF₆）１４を大気圧よりもや
や高めに封入し、内部導体９，９が固定配置され
ている。上方の内部導体９は電源母線（図示略）
と電気的に接続され、また下方の内部導体９は負
荷母線（図示略）と電気的に接続されている。一
方、電気機器６はコロ１６，１６ａを備えて移動
可能なしや断器であるが、その移動距離を一定に
抑制するため、前側にストツパ１７を有する。ス
トツパ１７はコロ１６が転動する床面１８等に突
設されている。また、第１図と同符号部分は同一
構成物であり、重複説明は省略する。 なお、本適用例は閉鎖配電盤を示すものである
が、閉鎖配電盤に限らず、その他の可動部又は頻
繁な点検を要する電気機器に適用できることはい
うまでもない。 かくして、第３図の状態では、コロ１６が電気
機器１側のストツパ１７に衝接して停止し、接続
導体７，７と内部導体９，９とがそれぞれ接触し
ているので、しや断器は接続操作状態にある。し
かして、第４図の状態ではコロ１６がストツパ１
７から離れてしや断器が外方側へ引出されるので
接続導体７と内部導体９とは引き離され、しや断
器は断路操作状態にあり、この状態においてしや
断器の点検ができる。 Ｈ 考案の効果 以上に説明した本考案によれば、絶縁ガスを封
入した電気機器の内部導体と大気側における外部
電気機器の外部導体との断続可能な接続が、接続
導体とブツシングを介し、絶縁ガスを封入した電
気機器の内部において行なわれるようにするとと
もに、接続導体には絶縁被覆を施したので、大気
中に充電部が露出することがないため、大気側と
ガス絶縁側の絶縁不整合が生じることなく、しか
も断続可能な接続はブツシングカバーを介して移
動可能なブツシングによりなされるため、断路機
能を備えた導体の接続構造を得て、その上ガスリ
ークを生じさせないものであるから、複合絶縁に
対してガス絶縁を採用することが可能となり、ガ
ス絶縁電気機器の縮小化を図ることができる。 しかも、ブツシングはガス絶縁側にあつては前
記実験により検証された絶縁耐圧の良好な方法を
採用できるので絶縁ガス中のブツシング長さを短
縮できる一方、大気側は絶縁物で被覆したので、
絶縁不整合が解決され、ブツシングの小形化が図
れると共に、ガス絶縁による電気機器の縮小化に
より、製造コストや諸経費の節減をを図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は要部断面図、第２図は作用説明図、第
３図は本考案適用例の部分断面側面図、第４図は
第３図の作用説明図、第５図から第９図は実験例
の説明において使用する説明図である。 １……絶縁ガスを封入した電気機器、２……筐
体壁、３……透孔、４……ブツシング、５……ブ
ツシングカバー、６……外部電気機器、７……接
続導体、８……絶縁被覆、９……内部導体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ガス絶縁電気機器の内部導体と外部電気機器
   の外部導体とを接続する構造において、ガス絶
   縁電気機器の筐体壁を気密に遊嵌して貫通する
   ブツシングを設け、該ブツシングに軸方向で接
   続導体を貫通せしめるとともに、大気側の接続
   導体に絶縁被覆を施してその一部を前記ブツシ
   ングに気密に結合し、かつ、絶縁ガス側の接続
   導体と前記内部導体とを電気的に接離可能に対
   向配置してなることを特徴とするガス絶縁電気
   機器。 (2) ブツシングは筐体壁に穿設された透孔に遊嵌
   され、かつ、ブツシングと筐体壁と気密結合さ
   れた伸縮自在なブツシングカバーを有すること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のガス絶縁電気機器。 (3) ブツシングカバーが筐体壁の内側に配設され
   ていることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第２項記載のガス絶縁電気機器。 (4) ブツシングカバーが金属製であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第２項記載のガ
   ス絶縁電気機器。