JPH07161268A - コンデンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】機械的振動や衝撃、絶縁ガスの分解ガスによる
コンデンサ素子、絶縁容器の絶縁耐力の低下を確実に防
止できる。 【構成】複数のコンデンサ素子１を直列接続してなるコ
ンデンサ素子列と、コンデンサ素子列を収納する絶縁容
器３と、絶縁容器の両端に設けられ、当該絶縁容器を密
閉する固定電極５，６と、固定電極により密閉された絶
縁容器内に生ずるコンデンサ素子間およびコンデンサ素
子と絶縁容器とのすき間に充填されたゲル状絶縁物９と
を備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば変電所等に使用
されるコンデンサ付き遮断器において、特に遮断器の遮
断性能を向上させるために使用されるコンデンサ装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば変電所や開閉所に用いられ
る高電圧大電流遮断器として、パッファ形ガス遮断器が
広く採用されてきている。このパッファ形ガス遮断器
は、主接点の接触子間に発生するアークに、圧縮したガ
スを吹き付けることにより、アークの冷却、および発生
した荷電粒子の削減を図るものである。そして、このパ
ッファ形ガス遮断器において、遮断が成功するために
は、電流零点近傍において遮断が成立した後に現われる
過渡回復電圧（ＴＲＶ）に、主接点の接触子極間の絶縁
が耐える必要がある。

【０００３】そのため、遮断性能の向上には、主接点自
体の性能向上は勿論であるが、これに加えて、主接点と
並列にコンデンサを挿入して、遮断後に現われる過渡回
復電圧の立上がり時間を鈍らせることにより、遮断性能
を向上させることも実際に行なわれている。

【０００４】すなわち、５００ｋＶ用のパッファ形ガス
遮断器においては、遮断時に主接点と並列にコンデンサ
を挿入することによって、主接点に生じる遮断後の再起
電圧の上昇率を緩和すると共に、２組以上の主接点を持
つ遮断器の主接点に加わる電圧を等分化して、遮断の容
易化を図っている。

【０００５】図４は、この種のコンデンサ付きのパッフ
ァ形ガス遮断器の一例を模式的に示す構成図である。図
４において、１０はコンデンサ装置、２０は主接点であ
る。すなわち、図４に示すように、ＳＦ₆ ガス等の絶縁
性を有する媒体で充填されたタンク２１内には、２個の
主接点２０が水平配置され、金属製の支持接続部材２２
の両側に対称的に配置されており、この支持接続部材２
２を介して機械的・電気的に接続されている。

【０００６】この支持接続部材２２の内部には、主接点
２０を駆動する駆動部材２３が収納されており、この駆
動部材２３は、図示しない駆動機構に接続されている。
また、この支持接続部材２２の下方には、絶縁材料製の
支持絶縁部材２４が垂直配置されており、支持接続部材
２２は、この支持絶縁部材２４によって、タンク２１に
対して機械的に支持固定されると共に、電気的に絶縁さ
れている。そして、両側の主接点２０の上方には、各主
接点２０に対応する個別のコンデンサ装置１０が主接点
２０と平行に水平配置されており、その両端に配置され
た金属製の接続部材２５，２６を介して、対応する主接
点２０と機械的に連結されると共に、電気的に並列に接
続されている。

【０００７】なお、図４中、２７は主接点２０に接続さ
れた接続導体、２８は接続導体２７を支持する絶縁スペ
ーサである。一方、このようなパッファ形ガス遮断器に
使用されるコンデンサ装置としては、例えばエポキシ樹
脂製の絶縁筒内部に金属箔等を用いてコンデンサを形成
した装置や、エポキシ樹脂製の絶縁筒内部にセラミック
ス製のコンデンサ素子を多数直列接続した装置等が存在
している。そして、このようなコンデンサ装置のうち、
特にセラミックス製のコンデンサ素子を多数直列接続し
たコンデンサ装置が有望視されており、その開発・実用
化が進められており、公知例として例えば“特願平５−
１２９８２７号”がある。

【０００８】図５は、このようなセラミックス製のコン
デンサ素子を多数直列接続したタイプのコンデンサ装置
の一例を模式的に示す構成図である。すなわち、図５に
示すように、多数のコンデンサ素子１を１列に直列接続
してなる１本のコンデンサ素子列２が、１個の絶縁筒３
の内部に収納されている。また、この絶縁筒３の両端に
は、ボルト４によって固定電極５，６が取り付けられ、
コンデンサ装置１０が形成されている。さらに、このよ
うにして構成されたコンデンサ装置１０は、主接点２０
と並列に接続されている。

【０００９】ところで、コンデンサ装置は、パッファ形
ガス遮断器の主接点２０の両端に接続されているため、
パッファ形ガス遮断器の開閉動作に伴なう機械的振動、
衝撃を受けることになる。そして、このような機械的振
動や衝撃は、コンデンサ素子１の絶縁耐力を低下させる
原因となり得る。

【００１０】また、コンデンサ装置は、パッファ形ガス
遮断器の主接点近傍に位置するため、コンデンサ素子１
表面、絶縁筒３内面が、パッファ形ガス遮断器の遮断動
作に伴なうアークによって生じた絶縁ガスの分解ガスに
直接曝される。これにより、コンデンサ素子１表面、絶
縁筒３内面の絶縁耐力が低下するという問題もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
コンデンサ装置においては、機械的振動や衝撃によりコ
ンデンサ素子の絶縁耐力が低下したり、絶縁ガスの分解
ガスによりコンデンサ素子表面、絶縁容器の絶縁耐力が
低下するという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、機械的振動や衝撃、絶縁
ガスの分解ガスによるコンデンサ素子、絶縁容器の絶縁
耐力の低下を確実に防止することが可能な極めて信頼性
の高いコンデンサ装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のコンデンサ装置は、複数のコンデンサ素子
を直列接続してなるコンデンサ素子列と、コンデンサ素
子列を収納する絶縁容器と、絶縁容器の両端に設けら
れ、当該絶縁容器を密閉する固定電極と、固定電極によ
り密閉された絶縁容器内に生ずるコンデンサ素子間およ
びコンデンサ素子と絶縁容器とのすき間に充填されたゲ
ル状絶縁物とを備えて成る。

【００１４】ここで、特に上記絶縁容器は円柱状絶縁部
材の軸方向に複数の貫通孔を設けて形成され、当該複数
の貫通孔の各々に、直列接続されたコンデンサ素子列を
収納するようにしている。

【００１５】また、上記絶縁容器は筒状絶縁部材として
いる。さらに、上記固定電極に、ゲル状絶縁物を注入す
るための注入孔を設けるようにしている。

【００１６】

【作用】従って、本発明のコンデンサ装置においては、
コンデンサ素子を直列接続したコンデンサ素子列を絶縁
容器内に収納し、絶縁容器の両端に固定電極を配して、
この固定電極により絶縁容器を密閉し、絶縁容器内に生
ずるコンデンサ素子間およびコンデンサ素子と絶縁容器
とのすき間にゲル状絶縁物を充填することにより、遮断
器の開閉操作に伴って発生する機械的振動、衝撃は、コ
ンデンサ装置本体には伝わるが、絶縁容器内部において
は、コンデンサ素子間、コンデンサ素子と絶縁容器間の
すき間に満たされたゲル状絶縁物がクッション材として
作用するため、コンデンサ素子に伝わる機械的振動、衝
撃は大幅に減衰される。

【００１７】これにより、機械的振動、衝撃により生じ
るコンデンサ素子の絶縁耐力の低下を防止することがで
きる。また、絶縁容器内の貫通孔内は密閉状態にあるこ
とにより、遮断器動作に伴なって発生する絶縁ガスの分
離ガスがコンデンサ素子の表面、絶縁容器の貫通孔内面
を曝することがないため、分離ガスによるコンデンサ素
子の表面、絶縁容器の貫通孔内面の絶縁耐力の低下を招
くことがない。以上により、高い信頼性を有するコンデ
ンサ装置を得ることができる。

【００１８】

【実施例】本発明は、コンデンサ素子を直列接続したコ
ンデンサ素子列を絶縁容器内に収納し、絶縁容器の両端
に固定電極を配して、この固定電極により絶縁容器を密
閉し、絶縁容器内に生ずるコンデンサ素子間およびコン
デンサ素子と絶縁容器とのすき間にゲル状絶縁物を充填
するものである。

【００１９】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明によるコンデンサ装置１０の一実施例を示
す構成図、図２は同コンデンサ装置１０におけるコンデ
ンサ素子列の一例を示す拡大図であり、図４および図５
と同一要素には同一符号を付して示している。

【００２０】図１において、多数のコンデンサ素子１を
一列に直列接続してなる７本のコンデンサ素子列２は、
図２に示すように、７つの貫通孔を設けた絶縁容器であ
る絶縁円柱３の内部に収納されている。また、コンデン
サ素子列２の少なくとも一端には、導電性弾性部材７が
設けられており、コンデンサ素子列２をその直列接続方
向に押圧している。さらに、弾性部材（本例では、バ
ネ）７を、コンデンサ素子列２の両端に設けない場合に
は、コンデンサ素子列２の弾性部材７を設けていない一
端に、接続金具１２が設けられる。

【００２１】一方、絶縁円柱３の両端には、それぞれ固
定電極５，６が設けられ、この固定電極５，６により、
７本のコンデンサ素子列２が電気的に並列接続されてい
る。また、この固定電極５，６のうち、少なくとも一方
の電極の絶縁円柱３と面する側には、くぼみ１５と注入
孔１３が設けられている。

【００２２】ここで、注入孔１３の位置としては、円周
方向において、接続金具１２と重ならないようにしてい
る。また、注入孔１３にはねじがきってあり、ボルト１
４により注入孔１３を塞ぐことができるようにしてい
る。さらに、固定電極５，６は、絶縁円柱３の両端に設
けられた固定用ブッシュ１６を利用してボルト締めされ
ている。さらにまた、固定電極５，６と絶縁円柱３との
接触面には、オーリング１１がはさみ込まれており、絶
縁円柱３の貫通孔内部は密閉された状態となっている。

【００２３】一方、上記のように密閉された絶縁円柱３
内の貫通孔内は、固定電極５に設けられた注入孔１３を
用いて充填されたゲル状絶縁物９によって満たされてい
る。また、絶縁円柱３の両端には、電界緩和用のシール
ド電極８が設けられている。

【００２４】次に、以上のように構成した本実施例のコ
ンデンサ装置１０においては、７本のコンデンサ素子列
２が、同一の絶縁円柱３内に収納されているため、前述
の図４に示したように、１個の絶縁筒３内に１本のコン
デンサ素数列２のみを収納した場合に比べて、空間の利
用率が向上し、同一の静電容量を得るに必要なコンデン
サ装置１０の配置スペースを縮少することができる。

【００２５】また、一方の固定電極６とコンデンサ素子
列２との間には、各コンデンサ素子列２に対応した個別
の弾性部材７が設けられているため、コンデンサ素子列
２間の寸法誤差にかかわらず、各コンデンサ素子列２を
直列接続方向に確実に押圧することができる。

【００２６】さらに、コンデンサ素子１や絶縁円柱３の
軸方向に熱膨張あるいは収縮が生じた場合も、この弾性
部材７によってそれを吸収することができる。一方、図
２に示すように、コンデンサ素子１には、凸状電極１７
が取り付けてあるのが一般的である。このため、コンデ
ンサ素子１とコンデンサ素子１との間には、すき間が生
じる。また、コンデンサ素子１と絶縁円柱３の貫通孔と
の間にも、すき間が生じるのが普通である。

【００２７】この点、本実施例のコンデンサ装置１０で
は、ゲル状絶縁物９が、このコンデンサ素子１間、コン
デンサ素子１と絶縁円柱３の貫通孔との間のすき間を満
たしており、コンデンサ装置１０本体に機械的振動、衝
撃が加わった場合には、クッション材として作用する。
また、ゲル状絶縁物９には十分な粘性があり、コンデン
サ素子１や絶縁円柱３の熱膨張あるいは収縮、弾性部材
７の伸縮を妨げることはない。

【００２８】すなわち、コンデンサ素子１を直列接続
し、これをゲル状絶縁物９が充填された密閉された絶縁
円柱３内に収納しているため、コンデンサ素子１間、コ
ンデンサ素子１と絶縁円柱３の貫通孔との間のすき間を
満たしたゲル状絶縁物９がクッション材として作用し
て、コンデンサ素子１に伝わる機械的振動、衝撃を緩和
し、機械的振動によるコンデンサ素子１の絶縁耐力の低
下を防止して、より高い信頼性を得ることができる。

【００２９】一方、固定電極５に設けられた注入孔１３
は、ゲル状絶縁物９を絶縁円柱３の貫通孔に注入する際
に用いられる。この際、はじめに絶縁円柱３の貫通孔内
を真空引きしておき、その後にゲル状絶縁物９を注入す
れば、貫通孔内に空気が混入するのを防止できる。

【００３０】なお、固定電極５，６の両方に注入孔１３
と同様な孔を設けておき、片方の孔に負圧を与えなが
ら、もう一方の孔からゲル状絶縁物を注入する方法も考
えられる。

【００３１】また、固定電極５に設けられたくぼみ５
は、以上のようにしてゲル状絶縁物９を注入孔１３から
注入する際に、ゲル状絶縁物９が絶縁円柱３の各貫通孔
に流れ込むように作用する。そして、ゲル状絶縁物９が
注入された後、注入孔１３はボルト１４によって塞がれ
る。さらに、このボルト１４は、シールド電極８に覆わ
れるので、ボルト１４の頭に電界が集中することはな
い。

【００３２】上述したように、本実施例のコンデンサ装
置１０は、複数のコンデンサ素子１を直列接続してなる
コンデンサ素子列２と、コンデンサ素子列２を収納する
絶縁容器である絶縁円柱３と、絶縁円柱３の両端に設け
られ、絶縁円柱３を密閉する固定電極５，６と、固定電
極５，６により密閉された絶縁円柱３内に生ずるコンデ
ンサ素子１間およびコンデンサ素子１と絶縁円柱３との
すき間に充填されたゲル状絶縁物９とから構成し、特に
絶縁円柱３の軸方向に貫通する複数の貫通孔を設け、こ
の複数の貫通孔の各々に、直列接続された各１本のコン
デンサ素子列２を収納するようにしたものである。

【００３３】従って、ゲル状絶縁物９がクッション材の
役目をするので、コンデンサ装置１０に機械的振動、衝
撃が伝わっても、コンデンサ素子１に伝わる振動、衝撃
は大幅に減少される。このため、機械的振動、衝撃によ
り生じるコンデンサ素子１の絶縁耐力の低下を確実に防
止することが可能となる。

【００３４】また、絶縁円柱３内の貫通孔内は密閉状態
にあるので、遮断器動作に伴なって発生する絶縁ガスの
分離ガスが、コンデンサ素子１の表面、絶縁円柱３の貫
通孔内面を曝することがない。このため、分離ガスによ
るコンデンサ素子１の表面、絶縁円柱３の貫通孔内面の
絶縁耐力の低下を確実に防止することが可能となる。

【００３５】以上により、高い信頼性を有するコンデン
サ装置１０を得ることができる。尚、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、次のようにしても同様に
実施できるものである。

【００３６】図３は、本発明によるコンデンサ装置１０
の他の実施例を示す断面図であり、図１と同一要素には
同一符号を付して示している。すなわち、本実施例のコ
ンデンサ装置１０は、上記図１および図２の実施例で用
いた絶縁円柱３の代わりに、絶縁容器として絶縁筒３´
を用いるようにしたものであり、それ以外の構成につい
ては上記実施例と同様である。

【００３７】本実施例のコンデンサ装置１０において
は、絶縁筒３´内には、７本のコンデンサ素子列２が互
いに接した状態で収納され、またコンデンサ素子１間、
コンデンサ素子１と絶縁筒３´との間のすき間には、ゲ
ル状絶縁物９が満たされており、上記実施例の場合と同
様に、コンデンサ装置１０に機械的振動、衝撃が加わっ
た場合には、クッション材として作用する。

【００３８】従って、本実施例のコンデンサ装置１０に
おいても、ゲル状絶縁物９がクッション材の役目を果た
し、コンデンサ装置１０に、機械的振動・衝撃が伝わっ
ても、コンデンサ素子１に伝わる振動・衝撃は大幅に減
少されると共に、分離ガスによるコンデンサ素子１の表
面、絶縁筒３´内面の絶縁耐力の低下を確実に防止する
ことができる。その他、本発明はその要旨を変更しない
範囲で、種々に変形して実施することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のコンデンサ素子を直列接続してなるコンデンサ素子
列と、コンデンサ素子列を収納する絶縁容器と、絶縁容
器の両端に設けられ、当該絶縁容器を密閉する固定電極
と、固定電極により密閉された絶縁容器内に生ずるコン
デンサ素子間およびコンデンサ素子と絶縁容器とのすき
間に充填されたゲル状絶縁物とを備えて構成したので、
機械的振動や衝撃、絶縁ガスの分解ガスによるコンデン
サ素子、絶縁容器の絶縁耐力の低下を確実に防止するこ
とが可能な極めて信頼性の高いコンデンサ装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンデンサ装置の一実施例を示す
構成図。

【図２】同実施例におけるコンデンサ装置のコンデンサ
素子列の一例を示す拡大図。

【図３】本発明によるコンデンサ装置の他の実施例を示
す断面図

【図４】本発明によるコンデンサ装置の適用対象となる
コンデンサ付きパッファ形ガス遮断器の一例を模式的に
示す構成図。

【図５】従来のコンデンサ装置の一例を模式的に示す構
成図。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子、２…コンデンサ素子列、３…絶縁
円柱、３´…絶縁筒、５…固定電極、６…固定電極、８
…シールド電極、９…ゲル状絶縁物、１０…コンデンサ
装置、１３…注入孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9174−5Ｅ Ｈ０１Ｇ 4/38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコンデンサ素子を直列接続してな
   るコンデンサ素子列と、 前記コンデンサ素子列を収納する絶縁容器と、 前記絶縁容器の両端に設けられ、当該絶縁容器を密閉す
   る固定電極と、 前記固定電極により密閉された絶縁容器内に生ずる前記
   コンデンサ素子間および前記コンデンサ素子と絶縁容器
   とのすき間に充填されたゲル状絶縁物と、 を備えて成ることを特徴とするコンデンサ装置。
2. 【請求項２】 前記絶縁容器は、円柱状絶縁部材の軸方
   向に複数の貫通孔を設けて形成され、当該複数の貫通孔
   の各々に、直列接続された前記コンデンサ素子列を収納
   するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコン
   デンサ装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁容器は筒状絶縁部材であること
   を特徴とする請求項１に記載のコンデンサ装置。
4. 【請求項４】 前記固定電極に、ゲル状絶縁物を注入す
   るための注入孔を設けるようにしたことを特徴とする請
   求項１に記載のコンデンサ装置。