JPH07115721A - ガス絶縁機器 - Google Patents
ガス絶縁機器Info
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- JPH07115721A JPH07115721A JP5258014A JP25801493A JPH07115721A JP H07115721 A JPH07115721 A JP H07115721A JP 5258014 A JP5258014 A JP 5258014A JP 25801493 A JP25801493 A JP 25801493A JP H07115721 A JPH07115721 A JP H07115721A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G5/00—Installations of bus-bars
- H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
- H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
- H02G5/068—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures
Landscapes
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁スペーサに異物が付着しても絶縁耐力が高
く、かつ、機械的強度が強くなるように、ガス絶縁機器
の高電圧化，高信頼化，縮小化を図る。 【構成】絶縁性ガスが充填された容器１内に配設された
円筒状の導体４を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、絶縁体の少なくとも一部分を導体４と
同軸の円錐面で形成し、絶縁体の一方の面を凸面とし、
他方の面を凹面とし、さらに、絶縁体の凹面の導体４の
周囲に、導体４と同軸で凹面と逆向きの凸状の円錐面を
形成し、逆向きで凸状の円錐面と導体４とのなす角度を
６５゜より大きく、かつ、７５゜未満とした。
く、かつ、機械的強度が強くなるように、ガス絶縁機器
の高電圧化，高信頼化，縮小化を図る。 【構成】絶縁性ガスが充填された容器１内に配設された
円筒状の導体４を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、絶縁体の少なくとも一部分を導体４と
同軸の円錐面で形成し、絶縁体の一方の面を凸面とし、
他方の面を凹面とし、さらに、絶縁体の凹面の導体４の
周囲に、導体４と同軸で凹面と逆向きの凸状の円錐面を
形成し、逆向きで凸状の円錐面と導体４とのなす角度を
６５゜より大きく、かつ、７５゜未満とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁機器に係り、
特に、高電圧の導体を支持する絶縁体を備えるガス絶縁
機器に関する。
特に、高電圧の導体を支持する絶縁体を備えるガス絶縁
機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガス絶縁機器は、図１２に示すよ
うに、ＳＦ6 ガスなどの絶縁性ガスを充填した接地金属
容器１内の高電圧の導体２を絶縁スペーサ３で絶縁支持
する構造となっている。この種のガス絶縁機器では、そ
の機械的強度を向上するため、例えば、特開平2−28061
0 号公報に記載されているように、絶縁スペーサの樹脂
の導体貫通部に円錐台状の凸部３０１，３０２を設けて
いた。
うに、ＳＦ6 ガスなどの絶縁性ガスを充填した接地金属
容器１内の高電圧の導体２を絶縁スペーサ３で絶縁支持
する構造となっている。この種のガス絶縁機器では、そ
の機械的強度を向上するため、例えば、特開平2−28061
0 号公報に記載されているように、絶縁スペーサの樹脂
の導体貫通部に円錐台状の凸部３０１，３０２を設けて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、絶縁ス
ペーサ自体の絶縁耐力について考慮がなされていない。
すなわち、図１２で、円錐台状の凸部３０１，３０２を
設けた場合、そのつけ根の凹部３０３，３０４で電界が
高くなる。その結果、例えば、ガス絶縁機器からとり除
ききれないまま残ってしまった導電性の異物、または、
内部機器から発生した導電性の異物が、この凹部３０
３，３０４に付着した場合にその部分が弱点となり、絶
縁耐力が大幅に低下して絶縁破壊が生じるという問題が
あった。
ペーサ自体の絶縁耐力について考慮がなされていない。
すなわち、図１２で、円錐台状の凸部３０１，３０２を
設けた場合、そのつけ根の凹部３０３，３０４で電界が
高くなる。その結果、例えば、ガス絶縁機器からとり除
ききれないまま残ってしまった導電性の異物、または、
内部機器から発生した導電性の異物が、この凹部３０
３，３０４に付着した場合にその部分が弱点となり、絶
縁耐力が大幅に低下して絶縁破壊が生じるという問題が
あった。
【０００４】本発明の目的は、機器内部に導電性異物が
存在する場合にも絶縁耐力が高く且つ機械的強度の強い
ガス絶縁機器を提供することにある。
存在する場合にも絶縁耐力が高く且つ機械的強度の強い
ガス絶縁機器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、円錐状の絶縁体によって絶縁支持す
るガス絶縁機器で、前記絶縁体の凹面側の前記導体周囲
に、前記導体と同軸での凸状の円錐面を形成し、前記凸
状の円錐面と前記導体とのなす角度を６５゜より大き
く、かつ、７５゜未満としたことを特徴とする。
成するため、絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、円錐状の絶縁体によって絶縁支持す
るガス絶縁機器で、前記絶縁体の凹面側の前記導体周囲
に、前記導体と同軸での凸状の円錐面を形成し、前記凸
状の円錐面と前記導体とのなす角度を６５゜より大き
く、かつ、７５゜未満としたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、絶縁スペーサの導体貫通部に
凸状の円錐面を設けて機械的強度を維持しつつ、凸状の
円錐面と導体とのなす角度を６５゜より大きく且つ75゜
未満とすることにより、スペーサ表面の電界を低減して
いるので、導電性の異物が絶縁スペーサに付着した場合
にも、絶縁耐力を向上させることができる。
凸状の円錐面を設けて機械的強度を維持しつつ、凸状の
円錐面と導体とのなす角度を６５゜より大きく且つ75゜
未満とすることにより、スペーサ表面の電界を低減して
いるので、導電性の異物が絶縁スペーサに付着した場合
にも、絶縁耐力を向上させることができる。
【０００７】以下に、この作用について図２ないし図８
の特性図，模式図を用いて説明する。
の特性図，模式図を用いて説明する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明
する。
する。
【０００９】図１は、本発明のガス絶縁機器の一実施例
を示すもので、図１で、１は接地金属容器、２は接地金
属容器１内に配置される高電圧の導体、３は導体２を接
続するための埋込導体４を埋め込んでいる絶縁スペーサ
で、この絶縁スペーサ３は容器１のフランジ５にボルト
６によって固定されている。接地金属容器１の内部に
は、ＳＦ6 ガスなどの絶縁性ガスが封入されている。
を示すもので、図１で、１は接地金属容器、２は接地金
属容器１内に配置される高電圧の導体、３は導体２を接
続するための埋込導体４を埋め込んでいる絶縁スペーサ
で、この絶縁スペーサ３は容器１のフランジ５にボルト
６によって固定されている。接地金属容器１の内部に
は、ＳＦ6 ガスなどの絶縁性ガスが封入されている。
【００１０】このガス絶縁機器は、絶縁耐力が高く内部
で高電界を使用できるため、高電圧でありながらコンパ
クトにでき、容器１の直径１ｍ以下で、百万ボルト送電
用の電力機器を構成できるまでに至っている。ここで、
実際のガス絶縁機器では、内部に僅かながら導電性の異
物が混入するため、異物の混入を考慮して設計されてい
る。もし、内部に異物が全く存在しなければ、もっと高
電圧でコンパクトにすることができる。換言すると、ガ
ス絶縁機器の絶縁耐力は異物によって決まっていること
になる。
で高電界を使用できるため、高電圧でありながらコンパ
クトにでき、容器１の直径１ｍ以下で、百万ボルト送電
用の電力機器を構成できるまでに至っている。ここで、
実際のガス絶縁機器では、内部に僅かながら導電性の異
物が混入するため、異物の混入を考慮して設計されてい
る。もし、内部に異物が全く存在しなければ、もっと高
電圧でコンパクトにすることができる。換言すると、ガ
ス絶縁機器の絶縁耐力は異物によって決まっていること
になる。
【００１１】図２は、ＳＦ6 ガスを充填したガス絶縁機
器のガス空間における絶縁耐力と異物長の関係であり、
異物長が短くなると絶縁耐力が高くなっている。従っ
て、組立て時の異物発生防止、組立て後の清掃などの異
物管理が実施されており、残留異物の長さは３mm以下と
なっている。
器のガス空間における絶縁耐力と異物長の関係であり、
異物長が短くなると絶縁耐力が高くなっている。従っ
て、組立て時の異物発生防止、組立て後の清掃などの異
物管理が実施されており、残留異物の長さは３mm以下と
なっている。
【００１２】絶縁スペーサ３に異物が付着したときの絶
縁耐力も図２と同様の傾向を示すが、ガス空間における
絶縁耐力よりも１０％程度低いことが多い。これは、絶
縁スペーサ３とＳＦ6 ガスとの界面では、放電が進展し
やすいためである。
縁耐力も図２と同様の傾向を示すが、ガス空間における
絶縁耐力よりも１０％程度低いことが多い。これは、絶
縁スペーサ３とＳＦ6 ガスとの界面では、放電が進展し
やすいためである。
【００１３】ところで、図１の絶縁スペーサ３の概形
は、導体２と同軸の円錐状となっている。このようにし
て絶縁スペーサ３の表面を導体２の表面に対し斜めにす
ることにより、絶縁スペーサ３の表面に沿って導体２か
ら接地金属容器１までたどる行程をガス空間の絶縁距離
よりも長くしている。このため、絶縁スペーサ３の表面
における放電の進展が抑制され絶縁耐力が高くなる。こ
の場合、絶縁スペーサ３の表面に異物が付着したときの
絶縁耐力は、絶縁スペーサ３の表面の電界強度Ｅのう
ち、絶縁スペーサ３の表面に沿った方向の電界成分Ｅｐ
によって決まる。
は、導体２と同軸の円錐状となっている。このようにし
て絶縁スペーサ３の表面を導体２の表面に対し斜めにす
ることにより、絶縁スペーサ３の表面に沿って導体２か
ら接地金属容器１までたどる行程をガス空間の絶縁距離
よりも長くしている。このため、絶縁スペーサ３の表面
における放電の進展が抑制され絶縁耐力が高くなる。こ
の場合、絶縁スペーサ３の表面に異物が付着したときの
絶縁耐力は、絶縁スペーサ３の表面の電界強度Ｅのう
ち、絶縁スペーサ３の表面に沿った方向の電界成分Ｅｐ
によって決まる。
【００１４】従って、絶縁スペーサ３の表面で電界成分
Ｅｐがガス空間の電界Ｅよりも１０％以上低くなるよう
に形状を決めれば、絶縁スペーサ３の絶縁耐力をガス空
間の絶縁耐力と同等又はそれ以上にすることができ、ひ
いてはガス絶縁機器の絶縁耐力を高くできる。このため
には、絶縁スペーサ３で、導体２の表面に対する絶縁ス
ペーサ３の表面３３の角度θ1を、sinθ1≦０.９、すな
わち、θ1≦６５°とする必要が有る。
Ｅｐがガス空間の電界Ｅよりも１０％以上低くなるよう
に形状を決めれば、絶縁スペーサ３の絶縁耐力をガス空
間の絶縁耐力と同等又はそれ以上にすることができ、ひ
いてはガス絶縁機器の絶縁耐力を高くできる。このため
には、絶縁スペーサ３で、導体２の表面に対する絶縁ス
ペーサ３の表面３３の角度θ1を、sinθ1≦０.９、すな
わち、θ1≦６５°とする必要が有る。
【００１５】ここで、絶縁スペーサ３の形状を図３のよ
うな単純な円錐にすると、絶縁スペーサ３の凹面の導体
２との接触部にガスくさびが形成されて電界が集中し、
この部分の絶縁耐力が弱くなる。また、絶縁スペーサ３
と導体２の接触部３６，３７に異物が付着したときの絶
縁耐力は、絶縁スペーサ３の他の部分に付着したときの
絶縁耐力よりも２０％から４０％低く、導体２との接触
部３６，３７で、電界成分Ｅｐを他の部分に対して６０
％以上８０％以下にまで低減する必要がある。そのた
め、図１の絶縁スペーサ３では、凹面側の導体２の周囲
に凸状の円錐面３４を形成して、電界集中を無くし、か
つ、導体２との接触部の電界Ｅｐを低減している。
うな単純な円錐にすると、絶縁スペーサ３の凹面の導体
２との接触部にガスくさびが形成されて電界が集中し、
この部分の絶縁耐力が弱くなる。また、絶縁スペーサ３
と導体２の接触部３６，３７に異物が付着したときの絶
縁耐力は、絶縁スペーサ３の他の部分に付着したときの
絶縁耐力よりも２０％から４０％低く、導体２との接触
部３６，３７で、電界成分Ｅｐを他の部分に対して６０
％以上８０％以下にまで低減する必要がある。そのた
め、図１の絶縁スペーサ３では、凹面側の導体２の周囲
に凸状の円錐面３４を形成して、電界集中を無くし、か
つ、導体２との接触部の電界Ｅｐを低減している。
【００１６】図４の実線１０１は、図１に示した絶縁ス
ペーサ３の凹面側の電界成分Ｅｐの分布である。図４の
横軸は、絶縁スペーサ３の表面の部位の導体２からの距
離である。図１の形状の絶縁スペーサ３では、凸面側３
１，３２のＥｐの最大値は凹面側３３，３４，３５より
も低いので、以下では凹面側について述べる。
ペーサ３の凹面側の電界成分Ｅｐの分布である。図４の
横軸は、絶縁スペーサ３の表面の部位の導体２からの距
離である。図１の形状の絶縁スペーサ３では、凸面側３
１，３２のＥｐの最大値は凹面側３３，３４，３５より
も低いので、以下では凹面側について述べる。
【００１７】図４から、凸状の円錐面３４を形成するこ
とにより、導体２の近傍の電界成分Ｅｐを低減し、他の
部位でのＥｐの最大値に対して８０％以下にしている。
ここで、円錐面３３と円錐面３４の境目となる屈曲部３
５で、電界成分Ｅｐが最大値となっている。また、屈曲
部３５の電界成分Ｅｐは、屈曲部３５の位置によっても
変わる。図４の破線１０２は、屈曲部３５の位置を導体
２に近づけた場合の電界Ｅｐの分布であり、高電界部の
位置が導体２に近づくだけでなく、屈曲部３５の電界が
高くなっており、絶縁耐力が低くなっている。従って、
屈曲部３５は導体２からある程度離す必要がある。
とにより、導体２の近傍の電界成分Ｅｐを低減し、他の
部位でのＥｐの最大値に対して８０％以下にしている。
ここで、円錐面３３と円錐面３４の境目となる屈曲部３
５で、電界成分Ｅｐが最大値となっている。また、屈曲
部３５の電界成分Ｅｐは、屈曲部３５の位置によっても
変わる。図４の破線１０２は、屈曲部３５の位置を導体
２に近づけた場合の電界Ｅｐの分布であり、高電界部の
位置が導体２に近づくだけでなく、屈曲部３５の電界が
高くなっており、絶縁耐力が低くなっている。従って、
屈曲部３５は導体２からある程度離す必要がある。
【００１８】一方、屈曲部３５の位置を接地金属容器１
に近づけた場合、凸状の円錐面３４の部分が大きくなっ
て絶縁スペーサ３が厚くなり、製作・運搬が難しくなる
だけでなく、絶縁スペーサ３と接地金属容器１の接触部
３８，３９で電界成分Ｅｐが高くなる。この部分の電界
は、絶縁スペーサ３と導体２の接触部３６，３７での電
界と同様、絶縁スペーサ３の表面の他の部位のＥｐより
も２０％以上低くする必要があり、屈曲部３５は接地金
属容器１からも距離をおく必要がある。
に近づけた場合、凸状の円錐面３４の部分が大きくなっ
て絶縁スペーサ３が厚くなり、製作・運搬が難しくなる
だけでなく、絶縁スペーサ３と接地金属容器１の接触部
３８，３９で電界成分Ｅｐが高くなる。この部分の電界
は、絶縁スペーサ３と導体２の接触部３６，３７での電
界と同様、絶縁スペーサ３の表面の他の部位のＥｐより
も２０％以上低くする必要があり、屈曲部３５は接地金
属容器１からも距離をおく必要がある。
【００１９】図５は、絶縁スペーサ３の表面の電界成分
Ｅｐと屈曲部３５の位置Ｄ1 の関係である。ここでは、
屈曲部３５の位置Ｄ1 として、凹状の円錐面３３と凸状
の円錐面３４との交線と導体２との距離を、導体２と接
地金属容器１との距離に対する百分率で示している。図
４で実線１０３は絶縁スペーサ３の表面の電界成分Ｅｐ
の最大値、点線１０４は実線１０３の８０％値、破線１
０５は絶縁スペーサ３と導体２との接触部３６，３７の
電界成分Ｅｐの最大値，破線１０６は絶縁スペーサ３と
接地金属容器１との接触部３８，３９の電界成分Ｅｐの
最大値である。
Ｅｐと屈曲部３５の位置Ｄ1 の関係である。ここでは、
屈曲部３５の位置Ｄ1 として、凹状の円錐面３３と凸状
の円錐面３４との交線と導体２との距離を、導体２と接
地金属容器１との距離に対する百分率で示している。図
４で実線１０３は絶縁スペーサ３の表面の電界成分Ｅｐ
の最大値、点線１０４は実線１０３の８０％値、破線１
０５は絶縁スペーサ３と導体２との接触部３６，３７の
電界成分Ｅｐの最大値，破線１０６は絶縁スペーサ３と
接地金属容器１との接触部３８，３９の電界成分Ｅｐの
最大値である。
【００２０】図５に示したように、Ｄ1 が２０％以上の
とき、接触部３６，３７の電界成分１０５が、Ｅｐの最
大値の８０％値１０４より低くなる。また、Ｄ1 が６０
％以下のとき、接触部３８，３９の電界成分１０６が、
Ｅｐの最大値の８０％値104より低くなる。従って、Ｄ
1 が２０％以上６０％以下のとき、絶縁スペーサ３の絶
縁耐力がＥｐの最大値１０３で決まる上に、Ｅｐの最大
値１０３もほぼ最低値になっているので、絶縁スペーサ
３の絶縁耐力が高くなる。
とき、接触部３６，３７の電界成分１０５が、Ｅｐの最
大値の８０％値１０４より低くなる。また、Ｄ1 が６０
％以下のとき、接触部３８，３９の電界成分１０６が、
Ｅｐの最大値の８０％値104より低くなる。従って、Ｄ
1 が２０％以上６０％以下のとき、絶縁スペーサ３の絶
縁耐力がＥｐの最大値１０３で決まる上に、Ｅｐの最大
値１０３もほぼ最低値になっているので、絶縁スペーサ
３の絶縁耐力が高くなる。
【００２１】さらに、図１の絶縁スペーサ３は、凸状の
円錐面３４と導体２の成す角度θ2を６５°より大きく
７５°未満とすることにより絶縁耐力を高くしている。
円錐面３４と導体２の成す角度θ2を６５°より大きく
７５°未満とすることにより絶縁耐力を高くしている。
【００２２】図６は、θ2 と電界の関係である。図６
で、実線１１１は絶縁スペーサ３の表面の電界Ｅの最大
値，破線１１２は電界Ｅの絶縁スペーサ３の表面に沿っ
た方向の電界成分Ｅｐの最大値，一点鎖線１１３は絶縁
スペーサ３と導体２との接触部３６，３７の電界成分Ｅ
ｐである。また、点線１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ
は、それぞれ１１１，１１２，１１３についての許容電
界である。
で、実線１１１は絶縁スペーサ３の表面の電界Ｅの最大
値，破線１１２は電界Ｅの絶縁スペーサ３の表面に沿っ
た方向の電界成分Ｅｐの最大値，一点鎖線１１３は絶縁
スペーサ３と導体２との接触部３６，３７の電界成分Ｅ
ｐである。また、点線１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ
は、それぞれ１１１，１１２，１１３についての許容電
界である。
【００２３】角度θ2 を９０°から小さくしていくと、
電界Ｅの最大値１１１が急増し絶縁耐力が低下する。こ
の場合、電界Ｅは主として清浄時の絶縁耐力に影響し、
異物付着時の絶縁耐力には直接影響しない。従って、電
界Ｅについての許容電界111aは、清浄時の絶縁耐力に裕
度を乗じ、これを試験電圧で除することにより決められ
る。このとき、角度θ2 が６５°以上の時に電界Ｅの最
大値１１１が許容電界１１１ａ以下になり、角度θ2 は
６５°以上とする必要がある。
電界Ｅの最大値１１１が急増し絶縁耐力が低下する。こ
の場合、電界Ｅは主として清浄時の絶縁耐力に影響し、
異物付着時の絶縁耐力には直接影響しない。従って、電
界Ｅについての許容電界111aは、清浄時の絶縁耐力に裕
度を乗じ、これを試験電圧で除することにより決められ
る。このとき、角度θ2 が６５°以上の時に電界Ｅの最
大値１１１が許容電界１１１ａ以下になり、角度θ2 は
６５°以上とする必要がある。
【００２４】Ｅｐの最大値１１２は、角度θ2 が６０°
から８０°の間で最低値をとっている。Ｅｐについての
許容電界１１２ａは、異物付着時の絶縁耐力に裕度を乗
じ、これを運転時の印加電圧で除することにより決めら
れ、電界Ｅについての許容電界１１１ａの８０％以下と
なっているが、この値は異物管理により変わる。図７
で、Ｅｐの最大値１１２を許容電界１１２ａ以下とする
ために、角度θ2 を60°以上８０°以下にする必要があ
る。
から８０°の間で最低値をとっている。Ｅｐについての
許容電界１１２ａは、異物付着時の絶縁耐力に裕度を乗
じ、これを運転時の印加電圧で除することにより決めら
れ、電界Ｅについての許容電界１１１ａの８０％以下と
なっているが、この値は異物管理により変わる。図７
で、Ｅｐの最大値１１２を許容電界１１２ａ以下とする
ために、角度θ2 を60°以上８０°以下にする必要があ
る。
【００２５】また、角度θ2 を９０°から小さくしてい
くと、接触部３６，３７の電界成分１１３は低減されて
いく。接触部３６，３７では、導体２から電荷が供給さ
れるため絶縁破壊が進展しやすく、許容電界１１３ａは
１１２ａより２０％低い。図７で、接触部３６，３７の
電界成分１１３を許容電界１１３ａ以下とするために、
角度θ2 を７５°以上にする必要がある。
くと、接触部３６，３７の電界成分１１３は低減されて
いく。接触部３６，３７では、導体２から電荷が供給さ
れるため絶縁破壊が進展しやすく、許容電界１１３ａは
１１２ａより２０％低い。図７で、接触部３６，３７の
電界成分１１３を許容電界１１３ａ以下とするために、
角度θ2 を７５°以上にする必要がある。
【００２６】以上のことから、角度θ2 を６５°以上７
５°以下とすることにより、絶縁耐力の高いガス絶縁機
器を構成できる。
５°以下とすることにより、絶縁耐力の高いガス絶縁機
器を構成できる。
【００２７】上述の検討を、図７のような絶縁耐力の特
性図で行うこともできる。すなわち、図７で、実線１１
４,破線１１５,一点鎖線１１６は、それぞれ、図６の１
１１，１１２，１１３に対応する絶縁耐力であり、それ
ぞれの部位の許容電界を図６の電界で除することにより
求められる。電界と絶縁耐力は反比例するのでθ2 の変
化による増減は逆になる。
性図で行うこともできる。すなわち、図７で、実線１１
４,破線１１５,一点鎖線１１６は、それぞれ、図６の１
１１，１１２，１１３に対応する絶縁耐力であり、それ
ぞれの部位の許容電界を図６の電界で除することにより
求められる。電界と絶縁耐力は反比例するのでθ2 の変
化による増減は逆になる。
【００２８】図７の点線１１７は要求される絶縁耐力で
あり、図６の許容電界１１１ａ，１１２ａ，１１３ａに
相当する。絶縁スペーサ３の絶縁耐力１１４，１１５，
１１６は、θ2 が６５°以上７５°以下の場合に点線１
１７以上となる。また、点線１１７はガス空間での絶縁
耐力と同程度であり、ガス絶縁機器の絶縁耐力が効率良
く高くなっている。
あり、図６の許容電界１１１ａ，１１２ａ，１１３ａに
相当する。絶縁スペーサ３の絶縁耐力１１４，１１５，
１１６は、θ2 が６５°以上７５°以下の場合に点線１
１７以上となる。また、点線１１７はガス空間での絶縁
耐力と同程度であり、ガス絶縁機器の絶縁耐力が効率良
く高くなっている。
【００２９】さらに、図１の絶縁スペーサ３では、屈曲
部３５の曲率半径Ｒ1 を特定の範囲内の値とすることに
より、屈曲部３５の電界成分Ｅｐを低減し絶縁耐力を高
くしている。電界成分Ｅｐは屈曲部３５で最大であり、
この部分の電界を低減すればＥｐの最大値を低減でき絶
縁耐力を向上できる。
部３５の曲率半径Ｒ1 を特定の範囲内の値とすることに
より、屈曲部３５の電界成分Ｅｐを低減し絶縁耐力を高
くしている。電界成分Ｅｐは屈曲部３５で最大であり、
この部分の電界を低減すればＥｐの最大値を低減でき絶
縁耐力を向上できる。
【００３０】図８の実線１２１は、屈曲部３５の曲率半
径Ｒ1 と電界成分Ｅｐの関係である。また破線１２２
は、絶縁スペーサ３の絶縁耐力がガス空間での絶縁耐力
と同等になる電界成分Ｅｐである。図８の曲率半径Ｒ1
は、導体２と容器１の距離に対する百分率で表示してい
る。図８では、曲率半径Ｒ1 が２５％以上かつ４０％以
下のとき、絶縁スペーサ３の絶縁耐力１２１がガス空間
での絶縁耐力１２２と同等になっている。従って、絶縁
耐力を高くするには曲率半径Ｒ1 をこの範囲にする必要
がある。
径Ｒ1 と電界成分Ｅｐの関係である。また破線１２２
は、絶縁スペーサ３の絶縁耐力がガス空間での絶縁耐力
と同等になる電界成分Ｅｐである。図８の曲率半径Ｒ1
は、導体２と容器１の距離に対する百分率で表示してい
る。図８では、曲率半径Ｒ1 が２５％以上かつ４０％以
下のとき、絶縁スペーサ３の絶縁耐力１２１がガス空間
での絶縁耐力１２２と同等になっている。従って、絶縁
耐力を高くするには曲率半径Ｒ1 をこの範囲にする必要
がある。
【００３１】さらに、図１の絶縁スペーサ３では、導体
２との接触部３６，３７を丸めて、導体２と絶縁スペー
サ３が接触点でなす角を８５°以上９０°以下としてい
る。これにより、接触部３６，３７から発生する絶縁破
壊は、絶縁スペーサ３の表面に沿わずにガス空間中を進
展するため、接触部３６，３７の絶縁耐力は約１０％高
くなる。このとき、図５，図７で他の部分より２０％低
いものとした接触部３６，３７の絶縁耐力は、１０％だ
け低いものとなるため、角度θ2 の範囲が広がることに
なる。この範囲を前述したのと同様に決めると、角度θ
2 の範囲は６０°以上かつ８０°以下となる。
２との接触部３６，３７を丸めて、導体２と絶縁スペー
サ３が接触点でなす角を８５°以上９０°以下としてい
る。これにより、接触部３６，３７から発生する絶縁破
壊は、絶縁スペーサ３の表面に沿わずにガス空間中を進
展するため、接触部３６，３７の絶縁耐力は約１０％高
くなる。このとき、図５，図７で他の部分より２０％低
いものとした接触部３６，３７の絶縁耐力は、１０％だ
け低いものとなるため、角度θ2 の範囲が広がることに
なる。この範囲を前述したのと同様に決めると、角度θ
2 の範囲は６０°以上かつ８０°以下となる。
【００３２】さらに、図１の絶縁スペーサ３では、凸面
側の円錐面３２が導体１となす角度θ3 を、円錐面３１
が導体１となす角度θ1 よりも大きくして、円錐面３１
と円錐面３２の境目に凹部が形成されないようにしてい
る。もし、凹部が形成されると電界集中部ができて絶縁
耐力が低下する。ただし機械的強度を確保するには、θ
3 を８５°以下とする必要がある。
側の円錐面３２が導体１となす角度θ3 を、円錐面３１
が導体１となす角度θ1 よりも大きくして、円錐面３１
と円錐面３２の境目に凹部が形成されないようにしてい
る。もし、凹部が形成されると電界集中部ができて絶縁
耐力が低下する。ただし機械的強度を確保するには、θ
3 を８５°以下とする必要がある。
【００３３】また、スペーサ面３３と３４のなす角θ4
が鋭角になると屈曲部３５でガスくさびが形成されるた
め絶縁耐力が低下する。従ってθ4＞９０°とする必要
が有る。ただし、前述したことからθ1≦６５°，θ2≦
７５°であるのでθ4＝θ1＋θ2≦１４０°である。ま
た、θ4＞９０°，θ2 ≦７５°であるため、θ1＞１５
°でなければならない。
が鋭角になると屈曲部３５でガスくさびが形成されるた
め絶縁耐力が低下する。従ってθ4＞９０°とする必要
が有る。ただし、前述したことからθ1≦６５°，θ2≦
７５°であるのでθ4＝θ1＋θ2≦１４０°である。ま
た、θ4＞９０°，θ2 ≦７５°であるため、θ1＞１５
°でなければならない。
【００３４】上述の条件をすべて充たすように絶縁スペ
ーサ３の形状を決めれば、絶縁耐力を高くできるが、製
作工程その他の都合により、部分的に上述の条件を充た
す形状としても、ある程度は絶縁耐力を向上することが
できる。
ーサ３の形状を決めれば、絶縁耐力を高くできるが、製
作工程その他の都合により、部分的に上述の条件を充た
す形状としても、ある程度は絶縁耐力を向上することが
できる。
【００３５】ところで、図９に示したような三相一括母
線でも、本発明を適用することができる。そのために
は、絶縁スペーサ３ａ上に、導体２ａの中心軸から接地
金属容器２ａまでの距離を半径とする円３１０を想定
し、この円３１０の内側を前述した絶縁スペーサ３と同
様の形状とすればよい。
線でも、本発明を適用することができる。そのために
は、絶縁スペーサ３ａ上に、導体２ａの中心軸から接地
金属容器２ａまでの距離を半径とする円３１０を想定
し、この円３１０の内側を前述した絶縁スペーサ３と同
様の形状とすればよい。
【００３６】図１０は、多くの変電所に適用されている
ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の構成の一例である。母線
８，ブッシング９，断路器１１，変流器１２，遮断器１
３，接地装置１４など種々の機器が複合しており、これ
らの各機器に図１の絶縁スペーサを適用することにより
ＧＩＳ全体の信頼性を向上することができる。
ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の構成の一例である。母線
８，ブッシング９，断路器１１，変流器１２，遮断器１
３，接地装置１４など種々の機器が複合しており、これ
らの各機器に図１の絶縁スペーサを適用することにより
ＧＩＳ全体の信頼性を向上することができる。
【００３７】図１１は、図１の絶縁スペーサ３にひだ３
２０をつけた一実施例である。絶縁耐力の弱い部分から
進展する放電を抑制できるように、屈曲部３５のやや外
側にひだを設けて絶縁耐力を向上している。
２０をつけた一実施例である。絶縁耐力の弱い部分から
進展する放電を抑制できるように、屈曲部３５のやや外
側にひだを設けて絶縁耐力を向上している。
【００３８】図１１のようなひだつき絶縁スペーサは、
絶縁耐力は高いが、製作コストがかかり高価となるの
で、絶縁上厳しい条件にある部分に適用することにより
効率良く機器全体の絶縁耐力の向上を図ることができ
る。
絶縁耐力は高いが、製作コストがかかり高価となるの
で、絶縁上厳しい条件にある部分に適用することにより
効率良く機器全体の絶縁耐力の向上を図ることができ
る。
【００３９】例えば、落雷が頻繁に発生する地域では、
架空送電線に連結したブッシング９に雷サージが直接侵
入するので、ブッシング９に図１２のひだ付き絶縁スペ
ーサ３を適用する。また、断路器１１，遮断器１３など
の開閉装置がある部分では、導電性異物が発生する可能
性が大きいため、絶縁耐力を他の部位より高くしておく
必要がある。従って、これらの開閉装置のある部分に上
述のひだつき絶縁スペ−サ３を適用する。
架空送電線に連結したブッシング９に雷サージが直接侵
入するので、ブッシング９に図１２のひだ付き絶縁スペ
ーサ３を適用する。また、断路器１１，遮断器１３など
の開閉装置がある部分では、導電性異物が発生する可能
性が大きいため、絶縁耐力を他の部位より高くしておく
必要がある。従って、これらの開閉装置のある部分に上
述のひだつき絶縁スペ−サ３を適用する。
【００４０】ガス絶縁機器には種々の絶縁階級があるた
め、機器によってサイズが異なるが、この場合には、絶
縁スペーサ３を、機器のサイズに応じて相似な形状とす
ることにより、絶縁耐力を高く保つことが可能である。
め、機器によってサイズが異なるが、この場合には、絶
縁スペーサ３を、機器のサイズに応じて相似な形状とす
ることにより、絶縁耐力を高く保つことが可能である。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、ガス絶縁機器の絶縁ス
ペーサなどの絶縁体に異物が付着した場合にも絶縁耐力
を高く保つことができ、かつ、機械的強度を強くできる
ので、高電圧で信頼性が高くコンパクトなガス絶縁機器
を提供することができる。
ペーサなどの絶縁体に異物が付着した場合にも絶縁耐力
を高く保つことができ、かつ、機械的強度を強くできる
ので、高電圧で信頼性が高くコンパクトなガス絶縁機器
を提供することができる。
【図１】本発明のガス絶縁機器の一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】本発明のガス絶縁機器の絶縁耐力と異物長の関
係を示す特性図。
係を示す特性図。
【図３】絶縁スペーサを単純な円錐面で形成した従来の
実施例の断面図。
実施例の断面図。
【図４】本発明の絶縁スペーサの表面の電界成分Ｅｐの
分布を示す特性図。
分布を示す特性図。
【図５】本発明の絶縁スペーサの屈曲部３５の位置Ｄ1
と電界成分Ｅｐとの関係を示す特性図。
と電界成分Ｅｐとの関係を示す特性図。
【図６】本発明の絶縁スペーサの表面が導体となす角度
θ2 と絶縁スペーサ表面の電界強度との関係を示す特性
図。
θ2 と絶縁スペーサ表面の電界強度との関係を示す特性
図。
【図７】本発明の絶縁スペーサの表面が導体となす角度
θ2 と絶縁耐力の関係を示す特性図。
θ2 と絶縁耐力の関係を示す特性図。
【図８】本発明の絶縁スペーサの屈曲部３５の曲率半径
Ｒ1 と電界成分Ｅｐの関係を示す特性図。
Ｒ1 と電界成分Ｅｐの関係を示す特性図。
【図９】本発明を三相一括ガス絶縁母線に適用した実施
例を示す断面図。
例を示す断面図。
【図１０】本発明のガス絶縁機器の一例であるガス絶縁
開閉装置の構成を一部断面にて示す正面図。
開閉装置の構成を一部断面にて示す正面図。
【図１１】本発明の絶縁スペーサにひだをつけた一実施
例を示す断面図。
例を示す断面図。
【図１２】従来の一実施例を示す断面図。
１…容器、２…高電圧の導体、３…絶縁スペーサ、４…
導体、５…フランジ、６…ボルト、８…母線、９…ブッ
シング、１０…接続母線、１１…断路器、１２…変流
器、１３…遮断器、１４…接地装置、１５…主母線、３
１〜３９…絶縁スペーサの各部位。
導体、５…フランジ、６…ボルト、８…母線、９…ブッ
シング、１０…接続母線、１１…断路器、１２…変流
器、１３…遮断器、１４…接地装置、１５…主母線、３
１〜３９…絶縁スペーサの各部位。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 敏雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐状
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体の周囲に、前記導
体と同軸で凸状の円錐面を形成し、前記凸状の円錐面と
前記導体とのなす角度を６５゜より大きく、かつ、７５
゜未満としたことを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項２】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐状
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体の周囲に、前記導
体と同軸での凸状の円錐面を形成し、前記凸状の円錐面
と前記導体とのなす角度を６０゜以上、かつ、８０゜以
下とし、さらに前記絶縁体の前記導体接触部において丸
みを付け、接触点において導体とスペーサのなす角度を
８５゜以上、かつ、９０゜以下としたことを特徴とする
ガス絶縁機器。 - 【請求項３】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐面
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体の周囲に、前記導
体と同軸で凸状の円錐面を形成し、前記凹面の延長と前
記凸状の円錐面の延長との交線と前記導体表面との距離
を、前記導体表面と前記容器との距離に対し２０％以上
６０％以下としたことを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項４】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体の少なくとも一部分が前記
導体と同軸の円錐面で形成し、前記円錐面が形成された
前記絶縁体の一方の面を凸面とし、他方の面を凹面と
し、前記凹面の前記導体周囲に、前記凹面と逆向きで凸
状の円錐面を設け、前記凹面の延長と前記逆向きで前記
凸状の円錐面の延長との交線と前記導体表面との距離
を、前記導体表面と前記容器との距離に対し２０％以上
かつ６０％以下とし、さらに前記絶縁体の前記導体接触
部において丸みを設け、接触点において導体とスペーサ
のなす角度を８５゜以上、かつ９０゜以下としたことを
特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項５】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体の少なくとも一部分が前記
導体と同軸の円錐面を形成し、前記絶縁体の一方の面を
凸面とし、他方の面を凹面とし、さらに、前記絶縁体の
前記凹面の前記導体周囲に、前記導体と同軸で前記凹面
と逆向きの凸状の円錐面を形成し、前記凹面と前記逆向
きで凸状の円錐面との境目となる屈曲部の曲率半径を、
前記導体の表面と前記容器との距離に対し２５％以上か
つ４０％以下としたことを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項６】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐状
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体周囲に、前記導体
と同軸で凸状の円錐面を形成し、前記凸状の円錐面の反
対側に前記導体と同軸で前記凸状の円錐面を形成し、前
記反対側の円錐面と前記導体となす角度を、前記凹面と
前記導体のなす角度以上かつ８５゜以下としたことを特
徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項７】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐状
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体周囲に、前記導体
と同軸で凸状の円錐面を形成し、前記絶縁体の凹面と前
記凸状の円錐面とのなす角度を９０゜以上、かつ、１４
０゜以下としたことを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項８】絶縁性ガスが充填された容器内に配設され
た円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス絶
縁機器において、前記絶縁体を前記導体と同軸な円錐状
とし、前記絶縁体の凹面側の前記導体周囲に、前記導体
と同軸で凸状の円錐面を形成し、前記絶縁体の凹面と前
記導体のなす角度を１５゜以上、かつ、６５゜以下とし
たことを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７、また
は、８において、前記絶縁体にひだを付けたガス絶縁機
器。 - 【請求項１０】絶縁性ガスが充填された容器内に配設さ
れた円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支持するガス
絶縁機器において、前記絶縁体の表面の電界のうち前記
表面に沿った方向の電界成分が、前記導体との接触部に
おいて、前記電界成分の最大値の６０％以上かつ８０％
下となっていることを特徴とするガス絶縁機器。 - 【請求項１１】絶縁性ガスが充填された容器内に配設さ
れた一つ以上の円筒状の導体を、絶縁体によって絶縁支
持するガス絶縁機器において、前記絶縁体表面の前記各
導体の周囲に、前記各導体と同軸の一つ以上の円錐面を
形成し、前記絶縁体の前記各円錐面が形成された部分に
おいて、一方の面を凸面とし、他方の面を凹面とし、前
記凹面の前記導体周囲に、前記凹面と逆向きで凸状の円
錐面を設け、前記逆向きで前記凸状の円錐面と前記導体
とのなす角度を６５゜より大きく且つ７５゜未満とした
ことを特徴とするガス絶縁機器。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258014A JPH07115721A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ガス絶縁機器 |
| DE69425542T DE69425542T2 (de) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logischer Schaltkreis mit Fehlernachweisfunktion, Verfahren zum Verwalten von Betriebsmitteln und fehlertolerantes System zu seiner Anwendung |
| DE69433468T DE69433468T2 (de) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logischer Schaltkreis mit Fehlernachweisfunktion |
| EP94307483A EP0653708B1 (en) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logic circuit having error detection function, redundant resource management method, and fault tolerant system using it |
| DE69431374T DE69431374T2 (de) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logischer Schaltkreis mit Fehlernachweisfunktion |
| CA002117936A CA2117936C (en) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logic circuit having error detection function, redundant resource management method, and fault tolerant system using it |
| EP01120968A EP1168178B1 (en) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logic circuit having error detection function |
| EP00100479A EP1016968B1 (en) | 1993-10-15 | 1994-10-12 | Logic circuit having error detection function |
| US08/323,094 US5802266A (en) | 1993-10-15 | 1994-10-14 | Logic circuit having error detection function, redundant resource management method, and fault tolerant system using it |
| US08/962,879 US6092217A (en) | 1993-10-15 | 1997-11-03 | Logic circuit having error detection function, redundant resource management method and fault tolerant system using it |
| US09/376,008 US6513131B1 (en) | 1993-10-15 | 1999-08-19 | Logic circuit having error detection function, redundant resource management method, and fault tolerant system using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258014A JPH07115721A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ガス絶縁機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115721A true JPH07115721A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17314334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5258014A Pending JPH07115721A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | ガス絶縁機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115721A (ja) |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP5258014A patent/JPH07115721A/ja active Pending
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