JPH0522830A

JPH0522830A - 絶縁スペーサ

Info

Publication number: JPH0522830A
Application number: JP17266291A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Aoyanagi; 浩邦青柳; Hiroshi Murase; 洋村瀬; Iwao Oshima; 巖大島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】絶縁スペーサの構造、形状を大幅に変更する
ことなく、絶縁スペーサの絶縁性能の向上を図る。【構成】絶縁スペーサ本体４と高電圧導体１相互を接
合する部分に、絶縁スペーサ４０と一体注形されるセラ
ミックス複合通電部材５１が設けられている。このセラ
ミックス複合通電部材５１は、金属部材の表面にセラミ
ックス材料をコーティング処理または物理的、化学的処
理して、セラミックス複合材としたものである。また、
絶縁スペーサ本体４の連結フランジ５相互に挟持される
部分に、絶縁スペーサ４０と一体注形されるセラミック
ス複合導電性リング５２も同様に構成され、セラミック
ス複合材とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ガスを封入した密
閉構造の金属容器内に高電圧導体を絶縁支持する絶縁ス
ペーサに係り、特に、絶縁性能の向上を企図して改良を
施した絶縁スペーサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガス絶縁開閉装置や管路気中送
電装置では、接地された金属容器内に高電圧導体を絶縁
支持して収納するため、絶縁スペーサが数多く使用され
る。この絶縁スペーサは、例えば特公昭５４ー４４１０
６号公報及び特開昭５５ー１５５５１２号公報に示すよ
うに、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる絶縁ス
ペーサ本体で高電圧導体を支持し、また、この絶縁スペ
ーサのフランジ部を、隣接する２つの金属容器のフラン
ジ部と締め付け固定するように構成されている。さら
に、ＳＦ₆ガスは不平等電界で絶縁性能が低下する傾向
にあるため、この対策として、高電圧導体の周りに接地
シールドを一体に埋め込み、この電位を取付けボルト穴
を兼用する接地用金具を介して確保している。

【０００３】従来から用いられている絶縁スペーサの構
成を図４に示した。即ち、接地された金属容器３内に
は、絶縁スペーサ４０で絶縁支持された高電圧導体１が
収納され、また、ＳＦ₆ガスのような絶縁ガス２が封入
されている。また、隣接する高電圧導体１，１相互間を
接合する通電部材４１は、絶縁スペーサ本体４と一体に
注形されている。さらに、絶縁スペーサ本体４のフラン
ジ部側には、導電性リング４２が一体に埋設されてい
る。この導電性リング４２は常時接地され、金属容器３
と絶縁スペーサ４０との接合部の電界を緩和し、絶縁性
能の向上に寄与している。

【０００４】そして、隣接する金属容器３に設けられた
両連結フランジ５と、それらに挟持される絶縁スペーサ
４０のフランジ部分すなわち金属フランジ６を貫通する
ようにスタッド７を挿入し、その両端側をナット７ａに
よって締付け、また、絶縁スペーサ本体４に設けたパッ
キン溝に、Ｏリングのようなパッキング３１を収納する
ことにより、連結フランジ５，５間の気密を保持してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な構成を有する従来の絶縁スペーサ４０には、以下に
述べる様な解決すべき課題があった。即ち、絶縁スペー
サ本体４と通電部材４１及び導電性リング４２が一体に
注形されているため、絶縁スペーサ本体４と通電部材４
１、あるいは絶縁スペーサ本体４と導電性リング４２の
界面の接着強度が、絶縁スペーサの絶縁性能に大きく影
響していた。

【０００６】特に、絶縁スペーサ４０には、以下の様な
種々の機械的応力が課せられる。例えば、絶縁スペーサ
４０にはその両側に金属容器３が取付けられるため、そ
れら両容器内の絶縁ガス２の圧力差による圧縮応力、開
閉器の動作時の衝撃応力、組立時の曲げ応力及び電磁機
械力などの機械的応力である。また、高電圧導体１には
負荷電流が通電されるため、ジュール熱によるヒートサ
イクルでの熱的応力も課せられる。

【０００７】このような機械的及び熱的応力が絶縁スペ
ーサ４０に課せられると、通電部材４１、導電性リング
４２の界面に剥離が生じる恐れがある。万一、これらの
界面に剥離が生じると、剥離部分で部分放電が発生し、
界面の絶縁劣化を促進し、絶縁スペーサ本体の絶縁性能
を低下させる。その対策として、通常は、通電部材４１
及び導電性リング４２に表面処理を施している。即ち、
図５に示す様に、通電部材４１を構成する金属部材４１
ａの表面を粗面加工し、エポキシ樹脂によるプライマー
４１ｂ処理を施している。そして、この通電部材４１を
絶縁スペーサ４０に一体に注形することにより、通電部
材４１の界面の接着強度の向上を図っている。

【０００８】しかし、この様な表面処理を施すことによ
り、通電部材４１の表面が粗面になるため、ミクロ的に
みると多数の突起を形成し、絶縁スペーサ４の絶縁性能
を低下させる原因になっていた。

【０００９】また、通電部材４１の表面に塗布するエポ
キシ樹脂のプライマー４１ｂはピュアレジンであるた
め、プライマー４１ｂの誘電率は、絶縁スペーサ本体４
の充填材入りエポキシ樹脂の誘電率よりも小さい。その
ため、絶縁スペーサ４０が荷電されると、通電部材４１
の表面は、その分過大な電界強度になる。従って、この
ことも絶縁スペーサ４０の絶縁性能を低下させる原因に
なっていた。

【００１０】さらに、上記の様な従来の処理を施した通
電部材４１を一体注形した絶縁スペーサ４０は、現状の
５５０ｋＶまでのガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置
の適用については問題ないが、将来のＵＨＶ（１０００
ｋＶ）に適用する場合には、絶縁性能上問題があり、絶
縁スペーサ本来の機能を損なう恐れがあった。

【００１１】なお、絶縁スペーサ４０の金属容器３側に
一体注形される導電性リング４２にも、上記の通電部材
４１と同様の表面処理が施されている。即ち、導電性部
材４２ａの表面を粗面加工し、エポキシ樹脂によるプラ
イマー４２ｂ処理を施している。そのため、導電性リン
グ４２においても、前記通電部材４１と同様の問題があ
った。

【００１２】この様に、ＵＨＶに適用される絶縁スペー
サにおいては、一体注形される通電部材４１、導電性リ
ング４２の界面の絶縁性能を向上させた絶縁スペーサの
開発が切望されていた。

【００１３】本発明は、上記の様な従来技術の問題点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、絶
縁スペーサの構造、形状を大幅に変更することなく、且
つ、機械的性能を損なうことなく、絶縁性能の向上を図
った絶縁スペーサを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に絶縁ガ
スを封入した金属容器内に通電用の高電圧導体を挿通
し、この高電圧導体を前記金属容器から絶縁して支持す
る絶縁スペーサにおいて、前記絶縁スペーサに一体に注
形される高電圧充電部または接地電位部の通電部材、電
極部材または導電性リングが、絶縁スペーサを構成する
絶縁部材の体積固有抵抗よりも低い体積固有抵抗を有す
るセラミックス材料で表面処理されたセラミックス複合
材より構成されていることを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】以上の様な構成を有する本発明の絶縁スペーサ
によれば、通電部材及び導電性リングの表面に粗面加工
を施す必要がない。また、表面処理に用いられるセラミ
ックス材料の誘電率は、絶縁スペーサのエポキシ樹脂の
誘電率よりも大きいので、通電部材及び導電性リング界
面の電界強度は緩和される。さらに、セラミックス材料
の体積固有抵抗が、絶縁スペーサ本体のエポキシ樹脂の
体積固有抵抗よりも小さいものを用いているため、絶縁
スペーサに電圧が印加された場合、通電部材及び導電性
リングからの注入電流が大きくなり、その分通電部材及
び導電性リング界面前面の空間電荷が緩和され、絶縁強
度が向上される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基
づいて具体的に説明する。なお、図４乃至図６に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。

【００１７】本実施例においては、図１に示した様に、
絶縁スペーサ本体４と高電圧導体１相互を接合する部分
に、絶縁スペーサ４０と一体注形されるセラミックス複
合通電部材５１が設けられている。このセラミックス複
合通電部材５１は、図２に示した様に、金属部材５１ａ
の表面にセラミックス材料５１ｂをコーティング処理ま
たは物理的、化学的処理して、セラミックス複合材とし
たものである。

【００１８】また、絶縁スペーサ本体４の連結フランジ
５相互に挟持される部分に、絶縁スペーサ４０と一体注
形されるセラミックス複合導電性リング５２も同様に構
成され、セラミックス複合材とされている。

【００１９】なお、表面コーティングあるいは表面処理
に用いられるセラミックス材料としては、その体積固有
抵抗が、絶縁スペーサ本体４を構成するエポキシ樹脂の
体積固有抵抗より低い、酸化アルミニウム、窒化ホウ素
（ボロンナイトライド）、酸化ケイ素、シリカなどが用
いられる。

【００２０】この様に構成された本実施例の絶縁スペー
サ４０においては、絶縁スペーサに一体に注形される通
電部材及び導電性リングの表面を、従来のような粗面に
する必要がない。そのため、従来の様に通電部材及び導
電性リングの表面に多数の突起が形成されることもな
く、絶縁スペーサの絶縁性能が低下するといった問題も
生じない。

【００２１】また、一体に注形されるセラミックス複合
通電部材５１のセラミックス材料５１ｂの体積固有抵抗
は、従来の通電部材４１に施されるプライマー４１ｂ及
び絶縁スペーサ本体４を構成するエポキシ樹脂の体積固
有抵抗より低い。そのため、本実施例の絶縁スペーサ４
０が荷電された場合、従来の構成のものより金属部材５
１ａからの注入電流が大きいため、その分、セラミック
ス複合通電部材５１の界面の空間電荷は緩和されること
になり、金属部材５１ａの電界強度は低くなる。従っ
て、絶縁スペーサ４０の絶縁耐力は大幅に向上される。

【００２２】さらに、セラミックス材料５１ｂの誘電率
は、プライマー４１ｂの誘電率よりも大きいため、この
ことも金属部材５１ａの電界強度を低下させ、絶縁スペ
ーサ４０の絶縁耐力の向上につながる。なお、セラミッ
クス複合導電性リング５２についても全く同様の効果が
ある。

【００２３】この様に、セラミックス複合通電部材５１
及びセラミックス複合導電性リング５２を一体に注形し
た絶縁スペーサ４０は、機械的強度の低下及び界面剥離
の心配も全くないため、従来の絶縁スペーサとしての機
械的性能を損うことなく、絶縁強度の向上が図れる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、単相の絶縁スペーサのみならず、三相
絶縁スペーサにも適用することができる。また、上記実
施例においては、高電圧導体側を通電部材に限定した
が、通電部材と同電位で注形される電極及びシールド類
全般にも、本発明を適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、絶縁
スペーサに一体に注形される高電圧充電部または接地電
位部の通電部材、電極部材または導電性リングを、絶縁
スペーサを構成する絶縁部材の体積固有抵抗よりも低い
体積固有抵抗を有するセラミックス材料で表面処理され
たセラミックス複合材より構成することにより、絶縁ス
ペーサの構造、形状を大幅に変更することなく、且つ、
機械的性能を損なうことなく、絶縁性能の向上を図った
絶縁スペーサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁スペーサの一実施例を示す断面図

【図２】図１に示したセラミックス複合通電部材の拡大
断面図

【図３】図１に示したセラミックス複合導電性リングの
拡大断面図

【図４】従来の絶縁スペーサの一例を示す断面図

【図５】図４に示した従来のセラミックス複合通電部材
の拡大断面図

【図６】図４に示した従来のセラミックス複合導電性リ
ングの拡大断面図

【符号の説明】

１…高電圧導体２…絶縁ガス３…金属容器４…絶縁スペーサ本体４０…絶縁スペーサ４１…通電部材４１ａ…金属部材４１ｂ…プライマー４２…導電性リング４２ａ…導電性部材４２ｂ…プライマー５１…セラミックス複合通電部材５１ａ…金属部材５１ｂ…セラミックス材料５２…セラミックス複合導電性リング５２ａ…導電性部材５２ｂ…セラミックス材料

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】内部に絶縁ガスを封入した金属容器内に
通電用の高電圧導体を挿通し、この高電圧導体を前記金
属容器から絶縁して支持する絶縁スペーサにおいて、前記絶縁スペーサに一体に注形される高電圧充電部また
は接地電位部の通電部材、電極部材または導電性リング
が、絶縁スペーサを構成する絶縁部材の体積固有抵抗よ
りも低い体積固有抵抗を有するセラミックス材料で表面
処理されたセラミックス複合材より構成されていること
を特徴とする絶縁スペーサ。