JPH0340930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ガス絶縁開閉装置の電圧検出装置に
使用するエポキシコンデンサに関するものであ
る。

［発明の技術的背景］ 近年電気所スペース大幅縮小化、低騒音化、耐
汚損性能の向上、及び美観の改善を目的として、
開閉装置本体が絶縁ガスと共に密閉容器に収納さ
れたガス絶縁開閉装置が数多く採用されてきてい
る。この様なガス絶縁開閉装置の電圧検出装置の
構成としては、密閉容器内部のガス空間を利用
し、ガス絶縁開閉装置の充電部に対して絶縁ガス
によつて絶縁された電極を対峙させてコンデンサ
を形成することにより、充電部の電位をコンデン
サ分圧し、この分圧電位を前記電極に接続された
口出し端子よりガス絶縁開閉装置外に導出し、測
定計器へ伝送するのが通例である。

第１図は従来用いられている電圧検出装置の原
理を示す回路図である。この第１図において、１
は、接地電位にある金属容器（図示していない）
内に配設されている高圧側電極であり、外部の充
電された系統に接続されている。この高圧側電極
１と接地電位にある図示していない金属容器との
間に、浮遊電位にある分圧電極２が設けられてい
る。この分圧電極２によつて、高圧側電極１と分
圧電極２の間で、コンデンサC₁が形成され、ま
た、分圧電極２と接地電位にある金属容器との間
で、コンデンサC₂が形成される。そして、分圧
電極２の電位は、高圧側電極１の電位をコンデン
サC₁とコンデンサC₂とで分圧した電位となる。
そして、このように分圧された分圧電極２の電位
が、高圧ケーブル７を介して、金属容器外に設け
られている電圧測定器８に接続され、電圧が測定
される。

しかしながら、この様に構成された従来の電圧
検出装置において、高圧側電極１と分圧電極２間
で構成される静電容量C₁は、数pF〜数十pFと小
さい為、この静電容量C₁を実際に測定値として
利用する場合には、測定器８を増幅器とし、増幅
形電圧検出装置とすることが行われている。この
ような増幅器によつて電圧検出を行つた場合、増
幅器の入力インピーダンスが1MΩ以上と非常に
高いため、静電容量C₁、C₂を経て高圧側電極１
よりほとんど電圧を必要とせず、精度の良い測定
を行うことができる。しかし、増幅器を用いる場
合、その内部にトランジスタ等の電子部品を有し
ている為、高圧側線路に生じたサージによる誘導
で、増幅器内のトランジスタが破損する等の不測
の事態が発生する恐れがあつた。

この様な事態を回避する為に、分圧電極２と測
定器８との間に絶縁トランスを介在させ、耐サー
ジ性を向上させる手段が採用されている。しか
し、絶縁トランスを用いた場合、その励磁の為に
多大な励磁エネルギーを必要とするので、一次側
静電容量C₁として1000pF程度必要となる。この
様な一次側静電容量として1000pF程度を持つ電
圧検出装置をコンパクトな形で実現する一手段と
して、エポキシコンデンサを利用したものが知ら
れている。

第２図は、上記の様なエポキシコンデンサを用
いて構成された電圧検出装置の従来例を示すもの
である。第２図において、外部の充電された系統
に電気的に接続される高圧側電極１１が、接続電
位にある円筒状金属容器１２内にほぼ同軸に配置
されている。また、金属容器１２内には分圧用の
低圧側電極（分圧電極）１５が、絶縁物１４によ
り金属容器より絶縁して取付けられている。これ
ら高圧側電極１１と低圧側電極１５の間には、円
筒状のエポキシコンデンサ２１が配設されてい
る。このエポキシコンデンサ２１の内部には、静
電容量を増すためにクラフト紙又は有機ポリマー
を主体としたフイルムと共に多層に巻回したアル
ミニウム箔にてキヤパシタ２２が構成され、その
層間に比誘電率の高いエポキシ樹脂が含浸されて
いる。さらに、その周囲にもエポキシ樹脂が厚く
コーテングされている。このキヤパシタ２２の一
端は、埋め込み金具１９を介して高圧側電極１１
に機械的及び電気的に接続され、キヤパシタ２２
の他端は同様に埋め込み金具２０を介して低圧側
電極１５に機械的及び電気的に接続されている。

また、金属容器１２の低圧側電極１５側の端部
には、金属容器に対し絶縁且つ気密に取付けられ
た口出し端子１６があり、低圧側電極１５とこの
口出し端子１６の容器内部側の端部とは電気的に
接続されている。口出し端子１６の容器外部側の
端部には高圧ケーブル１７が接続され、この高圧
ケーブルの他端は絶縁トランス２４を経て測定器
１８に接続されている。なお、金属容器上端に
は、絶縁スペーサ１３が設けられているが、この
絶縁スペーサ１３は金属容器内のガス気密と高圧
側電極１１の支持のためのものである。

［背景技術の問題点］ 上記の様に構成された電圧検出装置では、低圧
側電極１５とエポキシコンデンサ２１との間は、
埋め込み金具２０を利用してボルト締結してあ
る。また、絶縁物１４の両端は、夫々低圧側電極
１５と蓋２３に対してボルト締結されている。こ
の様に従来の電圧検出装置は、ボルト締結部が多
い為、外的または内的振動等により、締結部に緩
みを生じる恐れがあり、機器としての信頼性を損
ねる危険性が高くなる。また、電圧検出装置全体
をその中心軸が水平方向を向く様に横置きにして
使用する場合は、絶縁物１４には曲げ方向に対し
ての強度が要求され、その太さや本数を増す等の
方法により対処する必要が生じ、部品点数の増大
による装置の構造の複雑化や組立工数の増大等の
問題点が生じる不都合もあつた。

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は、従来エポキシコンデンサを支持して
いた絶縁物を不要として、エポキシコンデンサを
直接金属容器の蓋に固定することにより、構造の
単純化を図り、且つまた従来別体に構成されてい
た低圧側電極をエポキシコンデンサに内蔵させる
ことで、ガス絶縁開閉装置の電圧検出装置の小型
単純化を可能としたエポキシコンデンサを提供す
ることにある。

［発明の概要］ 本発明のエポキシコンデンサは、円筒状エポキ
シ樹脂部材内に、高圧側及び低圧側に共通な金属
箔を巻回し、この共通金属箔の内周及び外周にお
ける高圧側と低圧側に、高圧側金属箔と低圧側金
属箔を互いに独立に巻回し、高圧側金属箔の最外
周部及び最内周部を、円筒状エポキシ樹脂部材の
端部に設けた複数個の埋め込み金具の少なくとも
１個に電気的に接続すると共に、低圧側金属箔の
最外周部及び最内周部を、その金属箔端部と円筒
状エポキシ樹脂端部との間に内蔵させた円環状の
シールドに接続し、このシールドを円筒状エポキ
シ樹脂部材の低圧側端部に設けた埋め込み金具に
接続した構成を有するものである。

そして、以上のような構成により、前記シール
ドが従来の電圧検出装置における低圧側電極の作
用を果し、また、円筒状エポキシ樹脂部材の低圧
側端部を、そこに設けた埋め込み金具を用いて直
接電圧検出装置の蓋に固定することができる様に
したものである。

［発明の実施例］ 本発明によるエポキシコンデンサの一実施例
を、第３図に基づいて説明する。

高圧側、低圧側に共通な箔３２の内・外周に、
絶縁製フイルムで互いに絶縁されたアルミニウム
等の金属箔が、低圧側と高圧側とで独立に巻回さ
れている。これらの金属箔を内蔵した円筒状エポ
キシ樹脂部材３１の高圧側の端部には、電圧検出
装置の高圧側電極との機械的接続及び電気的接続
のために、複数個の埋め込み金具３８が設けられ
ている。

これらの埋め込み金具３８は、短い円柱形状を
有しており、その片側の端面の端部には、曲率が
設けられている。そして、これらの複数個の短い
円柱形状の埋め込み金具３８は、円筒状エポキシ
樹脂部材３１の高圧側端面において、同一円周上
にほぼ等間隔に配置されている。さらに、より詳
細には、これらの埋め込み金具３８は、その曲率
を有する側の端面を奥側として、且つ、他の端面
が円筒状エポキシ樹脂部材３１の端面から若干突
出する形で露出するように埋め込まれている。な
お、これらの埋め込み金具３８の少なくとも１個
と、高圧側金属箔の最外周の箔３３及び最内周の
箔３４とは、リード線４０により電気的に接続さ
れている。

一方、低圧側においては、円筒状エポキシ樹脂
部材３１の端面と低圧側金属箔の端部との間に円
環状のシールド３７が内蔵されている。このシー
ルド３７は、円筒状エポキシ樹脂部材３１とほぼ
同軸状の円環状の平面形状を有し、且つ円形の断
面形状を有している。そして、このシールド３７
は、第３図Ａに示すように、円筒状エポキシ樹脂
部材３１を半径方向の平面で切断した場合に、円
筒状エポキシ樹脂部材３１の内周面と外周面のほ
ぼ中央に位置するように配置されている。なお、
このシールド３７は、低圧側金属箔の最外周の箔
３５及び最内周の箔３６に対して、リード線４０
により電気的に接続されている。

また、円筒状エポキシ樹脂部材３１の低圧側の
端面には、高圧側と同様に、金属容器との機会的
接続及び電気的接続のために、複数個の埋め込み
金具３９（３９ａ〜３９ｇ）が設けられている。
これらの埋め込み金具３９の形状及び配置構成
は、前記高圧側の埋め込み金具３８と同様であ
る。すなわち、複数個の埋め込み金具３９は、短
い円柱形状を有しており、その片側の端面の縁部
には、曲率が設けられている。そして、これらの
複数個の短い円柱形状の埋め込み金具３９は、円
筒状エポキシ樹脂部材３１の低圧側端面におい
て、同一円周上にほぼ等間隔に配置されている。
さらに、より詳細には、これらの埋め込み金具３
９は、その曲率を有する側の端面を奥側として、
且つ、他の端面が円筒状エポキシ樹脂部材３１の
端面から若干突出する形で露出するように埋め込
まれている。なお、このうち、所定の１個の埋め
込み金具３９（３９ａ）が前記シールド３７に対
してリード線４０を介して電気的に接続され、他
の埋め込み金具３９（３９ｂ〜３９ｇ）はエポキ
シ樹脂によりシールド３７と絶縁されている。

次に上記の様な本発明によるエポキシコンデン
サを使用した電圧検出装置の一例を第４図により
説明する。

外部の充電された系統に電気的に接続された高
圧側電極１１が、接地電位にある円筒状金属容器
１２内にほぼ同軸に配置され、この高圧側電極１
１と金属容器の蓋２３との間に、本発明によるエ
ポキシコンデンサが固定されている。このエポキ
シコンデンサは、その円筒状エポキシ樹脂部材３
１の端部に設けられた埋め込み金具３８を利用し
て高圧側電極１１に機械的、電気的に接続されて
いる。また、エポキシコンデンサの低圧側の端部
には、円筒状エポキシ樹脂部材３１の端部にシー
ルド３７から絶縁して埋め込み金具３９ｂ〜３９
ｇが設けられ、これらの埋め込み金具をボルト４
１等の締結部材を用いて蓋２３に締結することに
より、エポキシコンデンサは金属容器１２に固定
されている。更に、シールド３７と接続されてい
る埋め込み金具３９ａは、蓋２３から絶縁される
と共に、蓋２３に絶縁且つ気密に取付けられた口
出し端子１６に電気的に接続されている。この口
出し端子１６の他端は、接地容器間に入る補助コ
ンデンサ５０と絶縁トランス２４を介して測定器
１８に高圧ケーブル１７で電気的に接続されてい
る。

この様に構成された本実施例のエポキシコンデ
ンサを用いた電圧検出装置は、埋め込み金具３９
ａが金属容器１２及び蓋２３に対して絶縁されて
いるため、埋め込み金具３９ａ及びシールド３７
の電位は、高圧側電極１１とシールド３７間のエ
ポキシコンデンサにより構成される一次側のコン
デンサC₁と、シールド３７、埋め込み金具３９
ｂ〜３９ｇ、蓋２３、金属容器１２等の接地電位
にある部分との間で形成される二次側のコンデン
サC₂及び補助コンデンサC₂′の和とにより、高圧
側電極１１の電位を分圧した値となる。しかも一
次側のコンデンサC₁は、エポキシコンデンサで
あるため、1000pF程度の静電容量を容易に実現
でき、口出し端子１６においては外部に接続され
る絶縁トランス２４を励磁するのに十分なエネル
ギーを得ることができる。

特に、本発明のエポキシコンデンサにおいて
は、金属容器１２に対する固定用の埋め込み金具
３９ｂ〜３９ｇと、シールド３７及びこれに接続
された埋め込み金具３９ａとを絶縁して設けてい
るため、シールド３７が従来の電圧検出装置にお
ける低圧側電極（分圧電極）の作用を果すので、
別個に分圧電極を設ける必要がなくなる。また、
埋め込み金具３９ｂ〜３９ｇを用いてエポキシコ
ンデンサを直接蓋２３に固定しているので、従来
必要であつた絶縁物も不要となる。その結果、エ
ポキシコンデンサを固定するための締結用のボル
ト数も半減する。この様に各部材やボルトの減少
により、電圧検出装置全体の構造の単純化及びそ
れに伴う組立工数の削減、更には信頼性の向上が
達成できる。

なお、本発明のエポキシコンデンサは、第３図
の実施例に限定されるものではなく、その金属箔
の配置は、第５図Ａの様な１段型キヤパシタや第
５図Ｂの様な２段型キヤパシタ等を適宜採用する
ことが可能である。また、シールド３７と電気的
に接続する埋め込み金具３９ａの数は、必ずしも
１個に限るものではなく、機械的強度上最小限必
要な個数の埋め込み金具のみを金属容器の蓋２３
に固定し、他の埋め込み金具をすべてシールド３
７に電気的に接続すると共に蓋２３との間で絶縁
して口出し端子から容器１２外部に導出すること
も可能である。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明のエポキシコンデンサは、
金属箔を内蔵した円筒状エポキシ樹脂部材内にシ
ールドを内蔵させ、このシールドを金属箔と円筒
状エポキシ樹脂部材端部の埋め込み金具とに電気
的に接続すると共に、エポキシ樹脂端部には前記
埋め込み金具とは絶縁された金属容器固定用の埋
め込み金具を設けるという簡単な構成であるにも
拘らず、これを使用することで、部品点数が少な
く信頼性を向上させたガス絶縁開閉装置の電圧検
出装置を得ることができ、その実用上の効果は極
めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス絶縁開閉装置の電圧検出装
置の原理を示す回路図、第２図は従来のエポキシ
コンデンサを使用した電圧検出装置の構成を示す
断面図、第３図Ａ，Ｂは本発明のエポキシコンデ
ンサの一実施例を示す断面図と底面図、第４図は
第３図のエポキシコンデンサを使用した電圧検出
装置の一実施例を示す断面図、第５図Ａ，Ｂはそ
れぞれ本発明のエポキシコンデンサの他の実施例
を示す断面図である。 １，１１……高圧側電極、２……分圧電極、１
２……金属容器、１３……絶縁スペーサ、１４…
…絶縁物、１５……低圧側電極（分圧電極）、１
６……口出し端子、７，１７……高圧ケーブル、
８，１８……測定器、１９……リード線、２１…
…エポキシコンデンサ、２２……キヤパシタ、２
３……蓋、２４……絶縁トランス、３１……円筒
状エポキシ樹脂部材、３２〜３６……金属箔、３
７……シールド、３８，３９ａ〜３９ｇ……埋め
込み金具、４０……リード線、４１……ボルト、
５０……補助コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性フイルムと共に交互に多層巻回してな
   る金属箔を、円筒状エポキシ樹脂部材内に内蔵し
   て成り、高圧電位にある高圧側電極と接地電位に
   ある金属容器の蓋との間に配置されるエポキシコ
   ンデンサにおいて、 前記金属箔が、高圧側及び低圧側に共通な金属
   箔と、この共通金属箔の内周及び外周における高
   圧側と低圧側に互いに独立に巻回されてなる高圧
   側金属箔及び低圧側金属箔であり、 前記円筒状エポキシ樹脂部材の高圧側の端部に
   は、このエポキシコンデンサを前記高圧側電極に
   接続もしくは固定するための複数個の埋め込み金
   具が設けられ、この埋め込み金具の少なくとも１
   個は、前記高圧側金属箔の最外周部及び最内周部
   に対して電気的に接続され、 前記円筒状エポキシ樹脂部材の低圧側端部と前
   記低圧側金属箔の端部との間にはシールドが内蔵
   され、このシールドが低圧側金属箔の最外周部及
   び最内周部に対して電気的に接続され、 前記円筒状エポキシ樹脂部材の低圧側端部に
   は、エポキシコンデンサを前記金属容器の蓋に固
   定するために前記シールドから絶縁された埋め込
   み金具と、前記シールドに電気的に接続された埋
   め込み金具とが設けられていることを特徴とする
   エポキシコンデンサ。