JPH07264856A - サイリスタバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】筒状繊維強化樹脂製絶縁支柱を柱部材とする構
造物のその支柱の中間に支持プレ−トが相互に所定の間
隔を隔てて固定され、サイリスタ素子並びにその周辺回
路を備えたサイリスタモジュ−ルがその支持プレ−トに
支持されてなるサイリスタバルブにおいて、絶縁支柱と
支持プレ−トとの間のコ−ナでの応力集中を、絶縁支柱
の沿面電気ストレス分布を阻害することなく、しかも、
支持プレ−トの絶縁支柱への取付の作業性を損なうこと
なしに、よく緩和して、サイリスタバルブの構造物の機
械的安定性の向上を図ることにある。 【構成】支持プレ−ト３が孔３１において上記絶縁支柱
２に挿通され、この支持プレ−ト３の上下のそれぞれに
Ｃ型絶縁リング４が当該支持プレ−トの孔近傍の上下面
に接して絶縁支柱２に嵌着され、支持プレ−ト３と絶縁
支柱２との間並びに支持プレ−ト３とＣ型状絶縁リング
４との間が接着剤により結着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流送電や直流を介す
る大容量系統連系や周波数変換に用いられるサイリスタ
バルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高電圧直流送電や大容量系統間の相互送
電により、電力損失の低減や電力の有効活用が図られて
いる。この場合、中継基地での交流−直流の変換、５０
サイクルと６０サイクル相互間の変換が必要であり、近
来においては、この変換にサイリスタバルブが使用され
ている。

【０００３】このサイリスタバルブにおいては、構造物
の絶縁支柱の中間に支持プレ−トを相互に所定の間隔を
隔て数段にて固定し、サイリスタ素子並びにその周辺回
路を備えたサイリスタモジュ−ルをその各段の支持プレ
−トに支持して数段に積み重ねてあり、上記絶縁支柱に
は、機械的強度、沿面絶縁強度、耐腐食性、軽量性等に
優れた繊維強化樹脂製の筒状体が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記サイリスタバルブ
においては、絶縁支柱にサイリスタモジュ−ルの荷重が
作用し、特に絶縁支柱と支持プレ−トとの間の剛節に
は、支持プレ−トに懸架されたサイリスタモジュ−ルの
荷重がモ−メントとして作用し、絶縁支柱と支持プレ−
トとの間のコ−ナのために応力集中が生じ、同コ−ナの
周方向に沿う応力分布は著しく複雑となる。

【０００５】而るに、繊維強化樹脂成形品においては、
繊維方向の引っ張りに対してはその繊維の補強作用のた
めに著しく優れた機械的強度を発揮するが、繊維間を引
き裂く方向の応力に対しては、繊維が補強作用を営み得
ないので極めて弱い。而して、上記複雑な応力分布のも
とでは、Ｃ型状絶縁リング製絶縁支柱の繊維間を引き裂
く方向の応力が局部的に過大となる箇所が生じるから、
この箇所での絶縁支柱の機械的破損が問題となる。従っ
て、上記絶縁支柱と支持プレ−トとの間のコ−ナでの応
力集中を緩和する対策が必要である。

【０００６】この場合、上記絶縁支柱における沿面絶縁
強度を高く維持し、絶縁支柱の短尺化を図り、サイリス
タバルブの高さを低くすることも、耐震強度上、並びに
サイリスタモジュ−ルの保守・点検作業上から必要とさ
れる。更に、支持プレ−トの絶縁支柱への取付を複雑化
するものであってはならない。

【０００７】本発明の目的は、筒状繊維強化樹脂製絶縁
支柱を柱部材とする構造物のその支柱の中間に支持プレ
−トが相互に所定の間隔を隔てて固定され、サイリスタ
素子並びにその周辺回路を備えたサイリスタモジュ−ル
がその支持プレ−トに支持されてなるサイリスタバルブ
において、絶縁支柱と支持プレ−トとの間のコ−ナでの
応力集中を、絶縁支柱の沿面電気ストレス分布を阻害す
ることなく、しかも、支持プレ−トの絶縁支柱への取付
の作業性を損なうことなしに、よく緩和して、サイリス
タバルブの構造物の機械的安定性の向上を図ることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るサイリスタ
バルブは、筒状繊維強化樹脂製絶縁支柱を柱部材とする
構造物のその支柱の中間に支持プレ−トが相互に所定の
間隔を隔てて固定され、サイリスタ素子並びにその周辺
回路を備えたサイリスタモジュ−ルがその支持プレ−ト
に支持されてなるサイリスタバルブにおいて、上記支持
プレ−トが孔において上記絶縁支柱に挿通され、この支
持プレ−トの上下のそれぞれにＣ型状絶縁リングが当該
支持プレ−トの孔近傍の上下面に接して絶縁支柱に嵌着
され、支持プレ−トと絶縁支柱との間並びに支持プレ−
トとＣ型状絶縁リングとの間が接着剤により結着されて
いることを特徴とする構成であり、Ｃ型状絶縁リングと
絶縁支柱との間を接着剤で接着すること、Ｃ型状絶縁リ
ングから絶縁支柱に絶縁ピンを打ち込むこと、絶縁支柱
にリング状溝を設け、該溝にＣ型状絶縁リングを嵌着す
ること等も可能である。

【０００９】

【作用】繊維強化樹脂製絶縁支柱と支持プレ−トとの間
のコ−ナ−に、Ｃ型状絶縁リングが一体的に介在され、
当該コ−ナの直角入隅がでっぱり状態とされる結果、応
力が緩和される。この場合、Ｃ型状絶縁リングの介在下
でも、応力分布のパタ−ンは依然として相当複雑であ
り、繊維強化樹脂製絶縁支柱の繊維間のマトリックスを
引き裂こうとする方向の応力の発生が余儀なくされる
が、応力が小さいために、かかる引き裂きを充分に防止
でき、機械的安全性の向上を図り得る。

【００１０】また、Ｃ型状絶縁リングが誘電体であり、
支持プレ−トや絶縁支柱との誘電率の差に基づく電界乱
れをよく排除でき、Ｃ型状絶縁リングの上記一体化にも
かかわらず、当初の沿面電気ストレス分布を充分に保持
でき、絶縁支柱の長さを当初のままに維持できる。

【００１１】更に、Ｃ型状絶縁リングの拡開に対する弾
性のために、絶縁支柱へのＣ型状絶縁リングの挿通を容
易に行い得、支持プレ−トの取付作業がＣ型状絶縁リン
グの使用のために多工数となるようなことはなく、支持
プレ−トの取付を充分に容易に行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の一実施例を側面説明図である。
図１において、Ａはサイリスタバルブの骨組み構造物で
あり、フレ−ム１と繊維強化樹脂製絶縁支柱２とを部材
として構築されている。Ｂはハウジング内に複数箇のサ
イリスタ素子のスタックとその周辺回路であるアノ−ド
リアクトル、ダンピング回路を兼ねたコンデンサ分圧回
路等を収容したサイリスタモジュ−ルであり、絶縁支柱
２に支持プレ−ト３を介して支持されている。

【００１３】図２の（イ）は上記支持プレ−ト付きの絶
縁支柱の左半部を断面で示す側面図、図２の（ロ）は、
図２の（イ）におけるロ−ロ断面図、図２の（ハ）は図
２の（イ）における点線枠内の拡大図である。図２の
（イ）乃至図２の（ハ）において、２は筒状の繊維強化
樹脂製絶縁支柱であり、強化繊維材には、長手方向の連
続繊維群と周方向の巻き付け繊維群とからなるものを使
用でき、必要に応じ、繊維クロス、マット等のサ−フェ
イス層を付加することができる。３は絶縁物からなる支
持プレ−トであり、絶縁支柱の外径よりもやや大きな径
（０．１〜１ｍｍ程度大きくされている）の孔３１を有
し、この孔３１において絶縁支柱２に挿通されている。
４はＣ型状絶縁リングであり、その内径が絶縁支柱の外
径よりもやや小さくされ、一のＣ型状絶縁リングの上下
のそれぞれにおいて絶縁支柱に嵌着されて支持プレ−ト
の上下面に接触されている。ｅは絶縁支柱２に嵌着され
た状態でのＣ型状絶縁リング４の割れ目のギャップを示
し、このギャップｅを０．５〜１０ｍｍとするように、
Ｃ型状絶縁リング４の上記した内径が設定されている。

【００１４】上記において、支持プレ−ト３の孔３１の
内周面と絶縁支柱２の外周面との界面、Ｃ型状絶縁リン
グ４の孔の内周面と絶縁支柱２の外周面との界面並びに
Ｃ型状絶縁リング４と支持プレ−ト３との界面は接着剤
（通常、エポキシ系接着剤が使用される）により接着さ
れて一体化されている。上記において、一の支持プレ−
トの上下のＣ型状絶縁リングにおいては、リングの割れ
目箇所を互いに１８０⁰ずらせることが、望ましい。

【００１５】図１において、サイリスタモジュ−ルＢ
は、支持プレ−ト３の片端または両端にに支持されてい
る。このサイリスタモジュ−ルの荷重に基づくモ−メン
トに対し、図２の（ロ）において、支持プレ−ト３の中
央線ａ−ａに対し左右均等に応力を作用させるように、
上記した上下のＣ型状絶縁リングの割れ目は、中央線ａ
−ａに対し直角方向の線ｂ−ｂ上に位置させることが好
ましい。

【００１６】図２の（ロ）に示すように、Ｃ型状絶縁リ
ング４の中央部並びに割れ目に臨む両端部を、絶縁支柱
２の肉厚の途中にまで達する絶縁ピン５の打ち込みによ
り固定することもでき、この場合、Ｃ型状絶縁リングと
絶縁支柱との間を接着剤で接着してもよく、或いは、こ
の接着を省略することも可能である。また、絶縁支柱に
Ｃ型状絶縁リング嵌め込み用のリング状溝を設け、この
溝にＣ型状絶縁リングを嵌着することもできる。

【００１７】上記の繊維強化樹脂製絶縁支柱２の繊維と
しては、ガラス繊維等の無機質絶縁繊維、ポリエスエル
繊維、ナイロン繊維等の有機絶縁繊維のロ−ビングやク
ロスやマットが、樹脂にはエポキシ樹脂、フェノ−ル樹
脂、ポリエステル樹脂等が使用される。上記支持プレ−
ト３並びにＣ型状絶縁リング４には、繊維強化樹脂製絶
縁支柱と同一の材質の他、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂（ポ
リブチレンテレフタレ−ト）、ＰＰＳ樹脂（ポリフエニ
レンサルフォイド）やこれらの樹脂をマトリックスとす
る繊維強化樹脂を使用でき、この繊維強化樹脂の繊維に
はガラスチョツプドストランド等の絶縁短繊維やガラス
繊維等の無機質絶縁繊維、ポリエスエル繊維、ナイロン
繊維等の有機絶縁繊維のやクロスやマット等を使用でき
る。

【００１８】なお、図２の（イ）において、６は絶縁支
柱２の両端に接着剤により固着されたフランジ金具（フ
レ−ムにボルトで締結される）を、７は絶縁支柱２の両
端部内面にフランジ金具の先端位置を越えて固着された
補強筒をそれぞれ示している。

【００１９】上記支持プレ−ト付き絶縁支柱の製作にお
いては、所定個数の支持プレ−トとその各支持プレ−ト
に対し上下一対のＣ型状絶縁リングが絶縁支柱に通さ
れ、絶縁支柱の支持プレ−ト取付位置に接着剤（通常エ
ポキシ系接着剤が使用される）が塗布され、次いで、支
持プレ−トが所定の位置に合わされ、その支持プレ−ト
の両側のＣ型状絶縁リングが移動されて各Ｃ型状絶縁リ
ングとその支持プレ−ト両面の各面とが接触されると共
に当該Ｃ型状絶縁リングと支持プレ−トとの接触界面に
接着剤が塗布され、これら接着剤の乾燥をまって支持プ
レ−トの取付が終了され、最終的に、絶縁支柱でのフラ
ンジ金具並びに補強筒の接着剤による取付が行われる。
この支持プレ−ト付き絶縁支柱の製作において、Ｃ型状
絶縁リングの絶縁支柱への挿通は、Ｃ型状絶縁リングの
弾性的な拡径のために容易であり、その作業性は、Ｃ型
状絶縁リングを使用しない場合と殆どかわらず、作業は
容易である。

【００２０】上記サイリスタバルブにおいては、サイリ
スタモジュ−ルの荷重が支持プレ−トと絶縁支柱との結
着箇所にモ−メントなって作用するが、支持プレ−トと
絶縁支柱とがなす直角コ−ナにＣ型状絶縁リングが一体
化されているから、Ｃ型状絶縁リングがない場合に同直
角コ−ナに集中する応力がＣ型状絶縁リングに分散さ
れ、応力集中が緩和される。従って、サイリスタモジュ
−ルの荷重が支持プレ−トと絶縁支柱との結着箇所での
複雑な応力分布のために、繊維強化樹脂製絶縁支柱の繊
維間のマトリックスを引き裂こうとする応力成分が生じ
ても、その応力成分を充分に小さくでき、絶縁支柱の機
械的安定を保証できる。

【００２１】また、上記サイリスタバルブにおいては、
絶縁支柱の表面に沿い電気ストレスが作用するが、Ｃ型
状絶縁リングが非導電体であり、Ｃ型状絶縁リングの出
っ張り角に電気ストレスが集中するようなことはなく、
また、ピンを使用する場合も、ピンを絶縁体としている
ので、ピンにおける電気ストレスの集中も防止できる。
従って、絶縁支柱の沿面電気ストレスの分布を充分一様
にでき、絶縁支柱の沿面絶縁強度を高くでき、その結
果、絶縁支柱を短尺にできるので、サイリスタバルブの
耐震強度を高くでき、サイリスタモジュ−ルの交換等の
保守・点検も容易に行うことができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るサイリスタバルブにおいて
は、サイリスタモジュ−ルの荷重に基づく応力の分布の
複雑化が避けられない絶縁支柱と支持プレ−トとの結着
箇所での応力を低減できるから、その箇所での機械的安
定性をよく保証できる。また、絶縁支柱の沿面電気スト
レスの分布を充分一様に保持でき、沿面絶縁強度を高く
維持し得、絶縁支柱の短尺化を図り、サイリスタバルブ
の高さを低くすることができるから、耐震強度を強くで
き、サイリスタモジュ−ルの保守・点検作業上から有利
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面説明図である。

【図２】図２の（イ）は、図１における支持プレ−ト付
き絶縁支柱を一部を断面で示す側面図、図２の（ロ）は
図２の（イ）におけるロ−ロ断面図、図２の（ハ）は図
２の（イ）における点線枠内の拡大図である。

【符号の説明】

Ａ 構造物 １ フレ−ム ２ 絶縁支柱 ３ 支持プレ−ト ４ Ｃ型状絶縁リング ５ ピン Ｂ サイリスタモジュ−ル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状繊維強化樹脂製絶縁支柱を柱部材とす
   る構造物のその支柱の中間に支持プレ−トが相互に所定
   の間隔を隔てて固定され、サイリスタ素子並びにその周
   辺回路を備えたサイリスタモジュ−ルがその支持プレ−
   トに支持されてなるサイリスタバルブにおいて、上記支
   持プレ−トが孔において上記絶縁支柱に挿通され、この
   支持プレ−トの上下のそれぞれにＣ型状絶縁リングが当
   該支持プレ−トの孔近傍の上下面に接して絶縁支柱に嵌
   着され、支持プレ−トと絶縁支柱との間並びに支持プレ
   −トとＣ型状絶縁リングとの間が接着剤により結着され
   ていることを特徴とするサイリスタバルブ。
2. 【請求項２】Ｃ型状絶縁リングと絶縁支柱との間が接着
   剤で接着されている請求項１記載のサイリスタバルブ。
3. 【請求項３】Ｃ型状絶縁リングから絶縁支柱に絶縁ピン
   が打ち込まれている請求項１又は２記載のサイリスタバ
   ルブ。
4. 【請求項４】絶縁支柱にＣ型状絶縁リングが嵌着される
   溝が設けられ、該溝にＣ型状絶縁リングが嵌着されてい
   る請求項１乃至３何れか記載のサイリスタバルブ。