JPH0537611Y2

JPH0537611Y2 -

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Publication number: JPH0537611Y2
Application number: JP1985030708U
Authority: JP
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1993-09-22
Anticipated expiration: 2000-03-04
Also published as: JPS61147515U

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、特に絶縁ガ
スを封入した箱体の側壁を貫通する導体を具えた
ガス絶縁電気機器に関する。Ｂ考案の概要ガス絶縁電気機器において、箱体側壁の少なく
とも一側に筒状絶縁物を設け、且つ箱体側壁に設
ける導体挿通孔と導体との間のギヤツプ寸法ｇ、
筒状絶縁物の内壁の長さ（導体と対向した軸方向
長さ）寸法をとしたときに、≧ｇ／４の関係
にすることにより、筒状絶縁物の小形化、ひいて
はガス絶縁電気機器の小形化を、絶縁耐電圧を低
下させることなく図つたものである。Ｃ従来の技術ガス絶縁電気機器の一例として閉鎖配電盤は、
しや断器、断路器等の主回路機器や、これに接続
される母線等を金属製の箱体に収納し、この箱体
を接地する構成が採られている。この場合、箱体
内に収納される機器の小形化を図り、且つ絶縁を
確保するため箱体内にSF₆ガス、SF₆ガスと空気
との混合ガス等の絶縁ガスを充填することが行わ
れている。上記のガス絶縁形の閉鎖配電盤（キユービクル
タイプ）において、箱体内に収納した機器と外部
機器とを接続するためには箱体側壁を貫通する導
体が必要となり、且つ導体と側壁とを絶縁離隔す
ると共に支持することを必要とする。こ箱体側壁
を嵌通する導体の絶縁支持には従来種々のものが
あるが、ガスの絶縁特性に基づいて最適な構成す
なわち、ガス絶縁化の特徴である小形化の効果を
十分に引き出させるような構成を見出すことが強
く要望される。従来の箱体側壁を貫通する導体の絶縁支持は、
第１４図に示すようなブツシング１（導体を絶縁
物が囲繞している）によつて普通行われている。
図において、１１は筒状絶縁物で、箱体側壁２に
形成した孔４を貫通させて、箱体の内外側に突出
させて設けている。筒状絶縁物１１の外周部から

【表】なお、第１４図に示すフランジ部１１ａと内部
固定導体３を支持している筒状絶縁物は、筒状絶
縁物１１の沿面耐電特性には効果も悪影響もな
く、第１３図と第１４図の構成において、φ₁，
φ₂，φ₃，ｇおよびＬが各々同じであれば、両者
の耐電圧特性がほぼ同じであることを種々の形状
寸法のものにおいて確認しており、その結果はこ
こでは省略する。図１２図に示す実験結果は、第１３図に示すブ
ツシング１において、φ₁＝105，φ₂＝90，φ₃＝
100，ｇ＝2.5の寸法によつて、かつ、圧力を
0.1MPaの純SF₆ガス中においてＬを変化させて
行つた。その結果は第１２図に示すとおりで、図
から分かるようにＬ寸法が約38mm近傍において
正、負各極性の耐電圧特性が逆となり、これより
もＬを大きくすることによつて正極性の耐電圧特
性は大きくなるが、負極性の耐電圧特性はかえつ
て低下することを示している。この原因は筒状絶
縁物１１が箱体側壁２を貫通していることが原因
かと考えられる。さらには、導体３と導体挿通孔
４との間の微小ギヤツプも原因となつていること
が考えられる。この微小ギヤツプは、第１４図に
示す筒状絶縁物１１におけるように鍔部１１ａを
設けても必ず存在し、第１２図に示される正、負
極性の耐電圧特性と同様な傾向を示すものであ
る。Ｄ考案が解決しようとする問題点結局、筒状絶縁物１１が箱体側壁２を貫通して
いる限り、Ｌを大きくして大気中における導体３
と箱体側壁２との間の沿面距離を大きくとり、耐
電圧特性の問題をクリヤしようとしても、耐電圧
特性は向上せず、しかも正極性、負極性の閃絡特
性が極めて不安定な変化を示すことが判つた。す
なわち、Ｌを大きくして沿面を増せば、正耐圧特
性は向上するも、逆に負耐圧特性は低下し、耐電
圧設計が困難となる。此の種の電気機器の耐電圧特性の設計に当たつ
ては、正極性と負極性の両方の閃絡特性をクリヤ
しなければならないので、正、負極性の特性が同
じ値をとる沿面長Ｌが採用される。絶縁耐圧の向
上を図る場合、後述するように、この同じ値をと
る沿面長Ｌとg′（φ₁の内径と導体３の外径とのギ
ヤツプ寸法）とに一定の関係があることが判明し
ている。第１２図の場合、同じ値をとるＬは40mm
であり、g′は37.5であるから、Ｌ：g′＝40：37.5 Ｌ≒g′ となり、Ｌ≒g′とすると絶縁耐圧の向上が図れ
る。一方、第１２図の沿面長Ｌは、箱体側壁２の片
側の長さであり、実際にブツシングとして製品化
する場合は、両側に同じ長さのＬを必要とし、ブ
ツシングの全体の長さは約２倍のＬ、即ち、おお
よそ2g′を必要とする。上述のように従来のように壁を貫通する絶縁物
を具備するブツシング構造のものでは、特性が不
安定で設計が困難であるばかりでなく大形化して
もほとんど耐電圧特性の向上は期待できなかつ
た。しかもブツシング全体の長さは寸法Ｌの２倍
とすることによつて大形で且つ重量は重くなり、
また、ブツシングの取付作業に手間がかかるなど
の問題もある。本考案は、種々実験研究した結果にもとづいて
小形、軽量であるにも拘わらず絶縁耐電圧が低下
しない導体貫通部構造を具備したガス絶縁電気機
器を提供することを目的とする。Ｅ問題点を解決するための手段本考案に係るガス絶縁電気機器は、箱体内に電
気機器及び導体などを収納するとともに絶縁性の
ガスを封入し、箱体の側壁を貫通して導体が設け
られ、且つこの導体を囲繞すると共に、側壁に気
密に固定された筒状絶縁物を設けてなるガス絶縁
電気機器において、前記筒状絶縁物を、箱体側壁
の少なくとも一方の側に設けて構成、且つ、箱体
側壁に設けた前記導体の挿通孔の内周と前記導体
との間のギヤツプ寸法をｇ、前記筒状絶縁物の内
壁の長さ寸法をとしたときに、≧ｇ／４の関
係としたことを第１の特徴とする。前記構成にお
いて、前記筒状絶縁物の内壁の長さと、導体挿
通孔のφ₁との関係を≒φ₁としたことを特徴と
する。Ｆ実施例本考案者は、ガス絶縁物電気機器における箱体
側壁の導体貫通部の絶縁構造について種々実験を
行つた。まず最初、低圧の絶縁ガスを密封した箱体内に
おいて、第８図のように箱体側壁に相当する平板
２１（厚さ1.2mm）に導体挿通孔４１を形成し、
その中心部に直径30mmの導体３（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ガスを圧力0.1MPaに充填した。
そして、導体３に電圧を印加し、平板２１を接地
して、閃絡特性を求めた。第７図は、その結果
で、φ30の導体３を一定としたときの平板２１に
設ける孔径φ₁と導体３と導体挿通孔４１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.V）を示す。図から分かるよ
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１０図に示すように内壁の長さ寸
法を有するベーク材を用いた筒状（カツプ状）の
絶縁物１２を箱体側壁２の一側（外側）面に気密
に固着するとともに、導体３に対して気密に固着
し箱体内にSF₆ガスを圧力0.1MPa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２の孔径φ₁、筒状絶縁物１２の内径φ₂、
導体３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３に電圧を加え
た。なお、導体３の外径は30φである。

【表】第９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９図から分かるように、＝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１２の内壁長さを次第
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２
１が存在していて、これによつて耐圧特性が依存
してくることによるものである。第９図の結果と第７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１０図の場合が第８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。また、正極性と負極性のインパルス閃絡特性
は、正、負両極性とも向上し安定して悪化するこ
とが判る。以上の実験の結果から次のことが分かつた。正極性と負極性の閃絡特性が同じ値をとるのは
（第９図参照）、ｇ＝22.5の場合は≒５mmであ
り、また、ｇ＝37.5の場合は≒10mmである。こ
れから、：ｇ＝５：22.5 ≒ｇ／４：ｇ＝10：37.5 ≒ｇ／４の関係となることが分かり、筒状絶縁物１２の内
壁の長さは少なくとも≧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。
このことは、従来例における同じg′＝37.5につい
て比較すると、従来のものは上述のようにＬ≒ｇ
であり、筒状絶縁物とした場合はその２倍の約２
×g′必要となるから本考案は単純に計算して約1/
８となる。また、第９図の結果から筒状絶縁物１２の内壁
の長さ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、≒75以上では正極性、負極性とも閃
絡特性はほとんど変化しない。また、φ₁105，φ₂
＝110，ｇ＝37.5においては≒105以上ではほと
ん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１
２の内壁の長さがほぼ外径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ほとんど
向上しないので、の長さはほぼ孔径φ₁と同じ
長さを最大とし、それ以下が好適であることが判
つた。従つて、筒状絶縁物１２の内壁の長さ寸法
は、少なくとも≧ｇ／４とするのが良く、好ま
しくはその長さの最大は≒φ₁とするのがよい
ということが判つた。勿論、＞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１２の変流器（CT）
を直接取り付けるという場合である。上記実験は、低圧（圧力0.1MPa）の純SF₆ガ
スを満た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８
図に示すような構成（φ30の導体を平板に設けた
φ105の孔に挿通）にして、SF₆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交流）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１
１図に示すとおりで、SF₆ガスの混合比が増すに
つれて対電圧が上昇し、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
性をもつことも判つた。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。具体的な実施例上記の各種実験に裏付けされた結果に基づき、
本考案に係る筒状絶縁物の４つの具体的な実施例
を第１図〜第６図に示すので、以下これについて
説明する。第１実施例第１図、第２図に示す第１実施例において、
５，５は電気機器を収納するとともに、純SF₆ガ
スまたはSF₆ガスと空気との混合ガスなどの絶縁
ガスを封入した閉鎖配電盤のごとき２つの箱体で
ある。それぞれの箱体側壁２，２の間は一定の間
隔を隔てて配設してあり、その間を筒状絶縁物１
３で結合している。筒状絶縁物１３の両側鍔部１
３ａはＯリング６を介在させて箱体側壁２に当て
がつたうえ、ボルト、ナツトで気密に固着してい
る。導体３は、筒状絶縁物１３の中心部を挿通し
て一方の箱体５から他方の箱体５に導かれてお
り、各箱体５，５の内壁に取り付けた支持碍子７
により支持されている。前記第１実施例においては導体３が一相の場合
を示し、筒状絶縁物１３は円形断面に構成されて
いる。前記第１実施例において、筒状絶縁物１３
の内壁と長さと、箱体側壁２に設ける導体挿通
孔４と導体３とのギヤツプ寸法ｇを、前述の実験
の結果にもとづいて＞ｇ／４としてある。これ
により筒状絶縁物１３の長さを不必要に大きくし
なくてすみ、ガス絶縁の特徴である小形化を一層
図れるものである。しかも、重量も小さく、かつ
小形となつて取り扱い作業が楽である。第３図は第２実施例を示し、第１実施例が１相
であつたのに対し、この第２実施例では３相の例
を示し、それに伴つて筒状絶縁物１３の断面形状
が第２図と相異していて、３相の各導体３，３，
３を一括して挿通できる断面構造としている。こ
の場合、筒状絶縁物１３の内壁の長さとギヤツ
プ寸法ｇとの寸法条件は第１実施例の場合と同様
＞ｇ／４に設けている。第４図、第５図は第３実施例を示し、３相の場
合における筒状絶縁物１３の断面形状を第３図の
場合と異なり円形断面とした例を示す。この場合
も筒状絶縁物１３の寸法とｇとの寸法条件は、
第１実施例の場合と同様＞ｇ／４に設けてい
る。第６図は第４実施例を示す。この第４実施例に
おいて、筒状絶縁物１４は筒状部の一端を箱体側
壁５の外側にＯリング６を介してボルト、ナツト
により気密に固着してあり、かつ筒状絶縁物１４
の筒状部の他端は、導体３に気密に固着してあ
り、かつ密着部外周に大気中における沿面距離を
のばすためのひだ９を設けてある。この第４実施
例においても、筒状絶縁物１４の筒状部の内壁の
長さ、箱体側壁２の導体挿通孔４の孔径φ₁、
導体挿通孔４と導体３とのギヤツプ寸法ｇは、第
１実施例、第２実施例、第３実施例と同様＞
ｇ／４（≒ｇ／４含む）の関係にして構成する
ものである。なお、必要に応じて上記条件のもとで、第６図
に２点鎖線で示すように箱体側壁２の内側にも筒
状絶縁物１５を設け、その一端側を箱体側壁２
に、他端側を導体３に固着して設けても差し支え
ない。Ｇ考案の効果本考案のガス絶縁電気機器によると、側壁を貫
通する導体を囲繞する筒状絶縁物を箱体側壁の一
側に取り付け、か筒状絶縁物の内壁の長さと、
箱体側壁に設ける導体挿通孔と導体とのギヤツプ
寸法ｇを、実験結果にもとづいて≧ｇ／４とし
たことにより、従来の箱体側壁を内外に貫通して
設ける筒状絶縁物よりも小さい寸法で、しかも、
それにより何ら絶縁特性が低下することのない、
よつて小型、軽量で製品特性のすぐれたガス絶縁
機器を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案の第１実施例〜第４実
施例を示し、第１図はガス絶縁電気機器における
導体が側壁を貫通する部分の第１実施例の断面
図、第２図は第１図の断面図、第３図は第２実施
例の断面図、第４図は第３図実施例の断面図、第
５図は第４図の断面図、第６図は第４実施例の断
面図、第８図は絶縁ガス内において接地板の孔中
に導体を通した導体貫通部の実験モデル断面図、
第７図は第８図における閃絡特性図、第１０図は
接地箱体の側壁と側壁の孔に挿通する導体に密着
した筒状絶縁物を用いた導体貫通部の実験モデル
断面図、第９図は第１０図の閃絡特性図、第１１
図はSF₆ガスと空気との混合ガスにおける閃絡特
性図、第１３図は第１４図の従来の壁貫通ブツシ
ングをモデル化して示す断面図、第１２図は第１
３図における寸法Ｌの変化による閃絡特性図、第
１４図は従来の壁貫通ブツシングの断面図であ
る。２……箱体側壁、３……導体、４……導体挿通
孔、５……箱体、１３，１４……筒状絶縁物、
……筒状絶縁物の内端の長さ、φ₁……導体挿通
孔の孔径、ｇ……導体と導体挿通孔とのギヤツプ
寸法。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

箱体内に電気機器及び導体などを収納するとと
もに絶縁性のガスを封入し、箱体の側壁を貫通し
て導体が設けられ、且つこの導体を囲繞すると共
に、側壁に気密に固定された筒状絶縁物を設けて
なるガス絶縁電気機器において、前記筒状絶縁物
を箱体側壁の少なくとも一方の側に設けて構成
し、且つ、箱体側壁に設けた前記導体の貫通孔
φ₁の内周と前記導体とを直接対向させてその間
のギヤツプ寸法をｇ、前記筒状絶縁物の筒状部の
内壁の長さ寸法をとしたときに≧ｇ／４で且
つその長さの最大は≒φ₁の関係としたことを
特徴とするガス絶縁電気機器。