JPH08237836A - 電気部品 - Google Patents
電気部品Info
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- JPH08237836A JPH08237836A JP410996A JP410996A JPH08237836A JP H08237836 A JPH08237836 A JP H08237836A JP 410996 A JP410996 A JP 410996A JP 410996 A JP410996 A JP 410996A JP H08237836 A JPH08237836 A JP H08237836A
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- insulator
- electric field
- filler
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
-
- 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
- H02G15/00—Cable fittings
- H02G15/02—Cable terminations
- H02G15/06—Cable terminating boxes, frames or other structures
- H02G15/064—Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress
- H02G15/068—Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress connected to the cable shield only
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- Installation Of Bus-Bars (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Insulators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単に製造することができ、絶縁体および絶
縁体と電位を供給する部分との転移領域の誘電応力が小
さい電気部品を提供する。 【解決手段】 前記電気部品は電流導体、ケーシング、
これらの間に配置された絶縁体を有し、かつ電流導体の
電界を制御する手段を有する。前記手段は誘電率が温度
の上昇とともに非線形的に増加する誘電物質を含有す
る。
縁体と電位を供給する部分との転移領域の誘電応力が小
さい電気部品を提供する。 【解決手段】 前記電気部品は電流導体、ケーシング、
これらの間に配置された絶縁体を有し、かつ電流導体の
電界を制御する手段を有する。前記手段は誘電率が温度
の上昇とともに非線形的に増加する誘電物質を含有す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧を印加する
ことができる電流導体、該電流導体を包囲し、電流導体
が導き出されるアース電位に接地可能の導電性のケーシ
ング、電流導体とケーシングの間の空間に配置された絶
縁体を有し、かつ絶縁体に作用する電流導体の電界を制
御する手段を有する電気部品から出発する。この電気部
品は電気部品の幾何学的設計のために電界が特に密であ
る1つ以上の位置を有する。場所的に高い電界は一般に
制御素子により減少する。こうして電気部品内により均
一な電界分布が得られる。
ことができる電流導体、該電流導体を包囲し、電流導体
が導き出されるアース電位に接地可能の導電性のケーシ
ング、電流導体とケーシングの間の空間に配置された絶
縁体を有し、かつ絶縁体に作用する電流導体の電界を制
御する手段を有する電気部品から出発する。この電気部
品は電気部品の幾何学的設計のために電界が特に密であ
る1つ以上の位置を有する。場所的に高い電界は一般に
制御素子により減少する。こうして電気部品内により均
一な電界分布が得られる。
【0002】前記電気部品は埋め込まれた装置または埋
め込まれた機器の部品、たとえば母線、スイッチ、ブッ
シングまたはガスで絶縁されたスイッチギアのサージ電
圧プロテクタであってもよい。電気部品はケーブル端部
または変圧器または回転式電気機器の部品、たとえばレ
ーベルバー(Roebelbar)であってもよい。
め込まれた機器の部品、たとえば母線、スイッチ、ブッ
シングまたはガスで絶縁されたスイッチギアのサージ電
圧プロテクタであってもよい。電気部品はケーブル端部
または変圧器または回転式電気機器の部品、たとえばレ
ーベルバー(Roebelbar)であってもよい。
【0003】
【従来の技術】冒頭に記載の形式の電気部品はたとえば
ドイツ特許出願公開第4015929号明細書、ドイツ
特許出願公開第4007335号明細書およびドイツ特
許出願公開第4007337号明細書に記載されてい
る。
ドイツ特許出願公開第4015929号明細書、ドイツ
特許出願公開第4007335号明細書およびドイツ特
許出願公開第4007337号明細書に記載されてい
る。
【0004】ドイツ特許出願公開第4015929号明
細書に記載の電気部品は、金属ケーシングの内側に配置
された高電圧を供給する電流導体が絶縁体を介して金属
ケーシングに支持された、金属カプセル化され、ガスで
絶縁された高電圧装置の部分である。絶縁体は電流導体
と金属ケーシングの両方と接触する導電性プラスチック
からなる電界制御素子を有する。これにより、電流導体
からおよび金属ケーシングから絶縁体の絶縁物質への著
しく機械的に負荷のかかる転移位置での密な電界が回避
され、導電性プラスチックおよび絶縁物質が互いに隣接
する転移点にシフトする。
細書に記載の電気部品は、金属ケーシングの内側に配置
された高電圧を供給する電流導体が絶縁体を介して金属
ケーシングに支持された、金属カプセル化され、ガスで
絶縁された高電圧装置の部分である。絶縁体は電流導体
と金属ケーシングの両方と接触する導電性プラスチック
からなる電界制御素子を有する。これにより、電流導体
からおよび金属ケーシングから絶縁体の絶縁物質への著
しく機械的に負荷のかかる転移位置での密な電界が回避
され、導電性プラスチックおよび絶縁物質が互いに隣接
する転移点にシフトする。
【0005】ドイツ特許出願公開第4007335号明
細書およびドイツ特許出願公開第4007337号明細
書に記載の電気部品の場合は、それぞれの場合に金属カ
プセル化され、ガスで絶縁された装置に組み込まれた絶
縁体は高い誘電率を有する物質からなるリングまたはデ
ィスクを有する。これにより、適当な大きさの誘電率に
より、絶縁体の電界の大きさが均一になる。この絶縁体
は製造にかなりの経費を要する。
細書およびドイツ特許出願公開第4007337号明細
書に記載の電気部品の場合は、それぞれの場合に金属カ
プセル化され、ガスで絶縁された装置に組み込まれた絶
縁体は高い誘電率を有する物質からなるリングまたはデ
ィスクを有する。これにより、適当な大きさの誘電率に
より、絶縁体の電界の大きさが均一になる。この絶縁体
は製造にかなりの経費を要する。
【0006】P.N.Nelson and H.C.Hervig“High dielec
tric constant materials for primary voltage cable
terminations”IEEE Transactions on Power Apparatus
and Systems,Vol.PAS 103 No.11,1984年11月にはカ
ーボンブラックを充填したポリマーからなるジャケット
によりケーブルシールドの領域に生じる高い電界が均一
にされるケーブル端部が記載されている。電界が増加す
るとカーボンブラックを充填したポリマーの誘電率が増
加し、これによりポリマーは電界の大きさを減少する。
ポリマー中のカーボンブラック含量は高すぎてはいけな
い、それというのもそうでなければケーブルの損失が大
きくなりすぎるからである。更にこれにより耐電圧が減
少する、それというのもカーボンブラックの粒子構造の
ために誘電率は一般に等方性でないからである。
tric constant materials for primary voltage cable
terminations”IEEE Transactions on Power Apparatus
and Systems,Vol.PAS 103 No.11,1984年11月にはカ
ーボンブラックを充填したポリマーからなるジャケット
によりケーブルシールドの領域に生じる高い電界が均一
にされるケーブル端部が記載されている。電界が増加す
るとカーボンブラックを充填したポリマーの誘電率が増
加し、これによりポリマーは電界の大きさを減少する。
ポリマー中のカーボンブラック含量は高すぎてはいけな
い、それというのもそうでなければケーブルの損失が大
きくなりすぎるからである。更にこれにより耐電圧が減
少する、それというのもカーボンブラックの粒子構造の
ために誘電率は一般に等方性でないからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、簡単に製造することができ、絶縁体および絶縁体と
電位を供給する部分の転移領域における電気応力が少な
い電気部品を製造することであった。
は、簡単に製造することができ、絶縁体および絶縁体と
電位を供給する部分の転移領域における電気応力が少な
い電気部品を製造することであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項1記
載の電気部品により解決される。
載の電気部品により解決される。
【0009】本発明による電気部品は、絶縁体の物質お
よび/または絶縁体に作用する制御素子の適当な選択に
より簡単なやり方で電界の均一化が達成され、電気部品
の位置的に過剰な電気応力が回避されることにより際立
っている。これにより電気部品の寿命および信頼度がか
なり高まる。本発明による電気部品のこの有利な作用
は、電位を供給する部分に包囲された絶縁体の電界の位
置的に過剰の増加が位置的な温度の上昇を引き起こすと
いう事実にもとづく。従来の絶縁体を使用すると許容で
きない高い電界強度および相当して高い温度を生じるこ
とがある絶縁体の位置に適当な誘電物質を使用すること
により、または高い電界強度を有する領域の絶縁体に誘
電物質を配置することにより、誘電物質の温度が許容で
きるやり方で上昇し、従って誘電物質の誘電率が同時に
非線形的に著しく高まる。これにより電界が位置的に著
しく減少し、電気部品の電気応力緩和が達成される。
よび/または絶縁体に作用する制御素子の適当な選択に
より簡単なやり方で電界の均一化が達成され、電気部品
の位置的に過剰な電気応力が回避されることにより際立
っている。これにより電気部品の寿命および信頼度がか
なり高まる。本発明による電気部品のこの有利な作用
は、電位を供給する部分に包囲された絶縁体の電界の位
置的に過剰の増加が位置的な温度の上昇を引き起こすと
いう事実にもとづく。従来の絶縁体を使用すると許容で
きない高い電界強度および相当して高い温度を生じるこ
とがある絶縁体の位置に適当な誘電物質を使用すること
により、または高い電界強度を有する領域の絶縁体に誘
電物質を配置することにより、誘電物質の温度が許容で
きるやり方で上昇し、従って誘電物質の誘電率が同時に
非線形的に著しく高まる。これにより電界が位置的に著
しく減少し、電気部品の電気応力緩和が達成される。
【0010】更に前記電気部品は簡単な手段を使用して
製造することができ、匹敵する大きさの、ただし高い誘
電率を有する物質を用いて電界がより均一に形成される
電気部品と比較してより少ない損失およびより高い耐電
圧を有する。
製造することができ、匹敵する大きさの、ただし高い誘
電率を有する物質を用いて電界がより均一に形成される
電気部品と比較してより少ない損失およびより高い耐電
圧を有する。
【0011】一般にマトリックスとしてポリマー、たと
えば熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂および/
またはエラストマーを使用する。しかしながら適当な場
合はマトリックスとして無機物質、たとえばガラス、セ
ラミック、たとえばZrO2をベースとするもの、石
英、ジオポリマーおよび/または金属を使用することも
できる。マトリックスは主に固体からなるが、適当な場
合は液体であってもよい。マトリックスは一般に不活性
であるが、活性であってもよく、すなわち構造変化をと
もなって温度変化(ポリエチレン)、圧力(エラストマ
ーまたは中空の球のような変形可能の粒子を充填した熱
可塑性樹脂)または電界(圧電ポリマー、たとえばポリ
フッ化ビニリデン)に活性に反応するように選択する。
えば熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂および/
またはエラストマーを使用する。しかしながら適当な場
合はマトリックスとして無機物質、たとえばガラス、セ
ラミック、たとえばZrO2をベースとするもの、石
英、ジオポリマーおよび/または金属を使用することも
できる。マトリックスは主に固体からなるが、適当な場
合は液体であってもよい。マトリックスは一般に不活性
であるが、活性であってもよく、すなわち構造変化をと
もなって温度変化(ポリエチレン)、圧力(エラストマ
ーまたは中空の球のような変形可能の粒子を充填した熱
可塑性樹脂)または電界(圧電ポリマー、たとえばポリ
フッ化ビニリデン)に活性に反応するように選択する。
【0012】充填剤は有利には典型的に数100μまで
の平均粒度を有する粒状構造の粒子を含有し、該粒子は
焼結したセラミックまたは多結晶の半導体を粉砕するこ
とにより、または懸濁液または溶液を噴霧乾燥し、噴霧
乾燥した粒子を焼成または焼結することにより形成され
る。この粒子は強誘電体または反強誘電体であってもよ
く、特にビスマス酸塩、ニオブ酸塩、スカンジウム酸
塩、スズ酸塩、タンタル酸塩、チタン酸塩、ジルコニウ
ム酸塩、亜マンガン鉱、亜レニウム酸塩、亜テルル酸
塩、酸化タングステン(VI)または酸化ガリウム(V
I)であり、単独でまたは混合物として存在し、ドープ
されるかまたはドープされていない。この粒子はドープ
した金属酸化物または金属カーバイド、たとえばSi
C、TiO2またはZnOおよび/またはBaTiO3,
SrTiO3,InSb,GaAsまたはSiからなって
いてもよい。
の平均粒度を有する粒状構造の粒子を含有し、該粒子は
焼結したセラミックまたは多結晶の半導体を粉砕するこ
とにより、または懸濁液または溶液を噴霧乾燥し、噴霧
乾燥した粒子を焼成または焼結することにより形成され
る。この粒子は強誘電体または反強誘電体であってもよ
く、特にビスマス酸塩、ニオブ酸塩、スカンジウム酸
塩、スズ酸塩、タンタル酸塩、チタン酸塩、ジルコニウ
ム酸塩、亜マンガン鉱、亜レニウム酸塩、亜テルル酸
塩、酸化タングステン(VI)または酸化ガリウム(V
I)であり、単独でまたは混合物として存在し、ドープ
されるかまたはドープされていない。この粒子はドープ
した金属酸化物または金属カーバイド、たとえばSi
C、TiO2またはZnOおよび/またはBaTiO3,
SrTiO3,InSb,GaAsまたはSiからなって
いてもよい。
【0013】
【実施例】図1による金属カプセル化され、ガスで絶縁
された装置の部分として形成された電気部品は、半径r2
の管状の金属ケーシング1の軸に配置された半径r1の高
電圧を供給する電流導体2を有する。金属ケーシング1
は一般に絶縁ガス、たとえばSF6が典型的には数バー
ルの圧力で充填されている。電流導体に数kVから10
00MVまでに等しい電圧が印加される。金属ケーシン
グ1により保持された中空の円筒型の絶縁体3は金属ケ
ーシングと電流導体の間に絶縁体を形成する。
された装置の部分として形成された電気部品は、半径r2
の管状の金属ケーシング1の軸に配置された半径r1の高
電圧を供給する電流導体2を有する。金属ケーシング1
は一般に絶縁ガス、たとえばSF6が典型的には数バー
ルの圧力で充填されている。電流導体に数kVから10
00MVまでに等しい電圧が印加される。金属ケーシン
グ1により保持された中空の円筒型の絶縁体3は金属ケ
ーシングと電流導体の間に絶縁体を形成する。
【0014】絶縁体3は充填剤として数、たとえば2μ
mの平均粒度を有する10〜60容量%、有利には30
容量%の割合のBaTiO3が配合されている充填され
たエポキシ樹脂ベースのポリマーからなる絶縁体を有す
る。
mの平均粒度を有する10〜60容量%、有利には30
容量%の割合のBaTiO3が配合されている充填され
たエポキシ樹脂ベースのポリマーからなる絶縁体を有す
る。
【0015】金属カプセル化され、ガスで絶縁された装
置の作動中に、電流導体2は抵抗の損失により105℃
の最大許容作業温度にまで加熱することができるが、こ
れに対して金属ケーシング1は実際には周囲温度に維持
される。電流導体2と接地した金属ケーシング1との温
度特性T(℃)は図2に表される。理解されるように、
絶縁体3は電流導体2の領域(r1/r1=1)で最大熱応力
を有し、金属ケーシング1の領域(r2/r1)で最小熱応力
を有する。
置の作動中に、電流導体2は抵抗の損失により105℃
の最大許容作業温度にまで加熱することができるが、こ
れに対して金属ケーシング1は実際には周囲温度に維持
される。電流導体2と接地した金属ケーシング1との温
度特性T(℃)は図2に表される。理解されるように、
絶縁体3は電流導体2の領域(r1/r1=1)で最大熱応力
を有し、金属ケーシング1の領域(r2/r1)で最小熱応力
を有する。
【0016】エポキシ樹脂ベースのポリマーおよび充填
剤としてAl2O3からなる絶縁体を含有する技術水準の
電気部品を有する装置の作動中に、電界Eは電流導体2
の領域で最大であり、金属ケーシング1に向かってかな
り減少する(図3参照)。従って技術水準の電気部品の
場合は電流導体2に位置した絶縁体3の領域で特に強い
熱および電気応力にさらされる。
剤としてAl2O3からなる絶縁体を含有する技術水準の
電気部品を有する装置の作動中に、電界Eは電流導体2
の領域で最大であり、金属ケーシング1に向かってかな
り減少する(図3参照)。従って技術水準の電気部品の
場合は電流導体2に位置した絶縁体3の領域で特に強い
熱および電気応力にさらされる。
【0017】本発明による電気部品を有する装置の作動
中に、絶縁体3の誘電物質は電流導体2の領域で最も大
きい程度にまで加熱する。絶縁体の物質は(図4のグラ
フにより)誘電率εが温度の上昇にともなって非線形的
に増加し、105℃の温度で室温におけるよりも25%
以上高く、120℃の温度で室温におけるよりもすでに
50%以上高くなるように選択する。このために電界は
電流導体2から電流導体と金属ケーシングの間の空間に
移動する。これにより、電流導体と金属ケーシングの間
の電界はかなり均一になる。電流導体と絶縁ガスとの界
面における絶縁体3の著しく熱的に負荷された領域での
過剰の電気応力がこうして回避される。
中に、絶縁体3の誘電物質は電流導体2の領域で最も大
きい程度にまで加熱する。絶縁体の物質は(図4のグラ
フにより)誘電率εが温度の上昇にともなって非線形的
に増加し、105℃の温度で室温におけるよりも25%
以上高く、120℃の温度で室温におけるよりもすでに
50%以上高くなるように選択する。このために電界は
電流導体2から電流導体と金属ケーシングの間の空間に
移動する。これにより、電流導体と金属ケーシングの間
の電界はかなり均一になる。電流導体と絶縁ガスとの界
面における絶縁体3の著しく熱的に負荷された領域での
過剰の電気応力がこうして回避される。
【0018】図5に示されるケーブル端部の場合は、参
照記号2は再び高電圧を供給する電流導体を表す。この
電流導体はたとえばポリエチレンからなる絶縁体4によ
り同心円に包囲され、その外側の表面に金属または半導
体物質からなる接地したシールド5が配置されている。
図6によるケーブル端部は付加的にポリエチレンをベー
スとする充填したポリマーおよび平均粒度200μm未
満、ただし有利には100〜200μmおよびバリスタ
を製造するために使用されるものと類似の粒状構造を有
するドープしたZnO10〜50容量%、有利には25
容量%からなるケーブルジャケット6を有する。ケーブ
ルジャケット6の物質は(図7によるグラフにより)誘
電率εが温度の上昇とともに非線形的に増加し、85℃
の温度で室温におけるより50%以上高くなるように選
択する。
照記号2は再び高電圧を供給する電流導体を表す。この
電流導体はたとえばポリエチレンからなる絶縁体4によ
り同心円に包囲され、その外側の表面に金属または半導
体物質からなる接地したシールド5が配置されている。
図6によるケーブル端部は付加的にポリエチレンをベー
スとする充填したポリマーおよび平均粒度200μm未
満、ただし有利には100〜200μmおよびバリスタ
を製造するために使用されるものと類似の粒状構造を有
するドープしたZnO10〜50容量%、有利には25
容量%からなるケーブルジャケット6を有する。ケーブ
ルジャケット6の物質は(図7によるグラフにより)誘
電率εが温度の上昇とともに非線形的に増加し、85℃
の温度で室温におけるより50%以上高くなるように選
択する。
【0019】強い電流を有するケーブルの作動中に、絶
縁体4は電流導体2とシールド5との抵抗の損失のため
だけでなく、シールド5の端部におけるように、電界が
特に密である位置での交流電流損失のために加熱する。
図5に記載され、連続線で示される位置表面により、ケ
ーブル端部で電界が絶縁体4を介してケーブルジャケッ
ト6に侵入し、ケーブルジャケット6が絶縁体4といっ
しょに加熱することが理解できる。前記の例により、ケ
ーブルジャケット物質の誘電率εがこの領域で温度の上
昇とともに非線形的に増加し、85℃の温度で室温にお
けるより50%以上高い。従って、絶縁体4およびケー
ブルジャケット6の温度の上昇とともに電界がシールド
5の端部から絶縁体4およびケーブルジャケット6に移
動し、均一になる。過剰の電気応力およびケーブル端部
で熱により引き起こされる絶縁破壊が熱に負荷されたケ
ーブル端部の場合はこうして回避される。同時に損失が
著しく減少し、高い絶縁破壊電圧が達成される。
縁体4は電流導体2とシールド5との抵抗の損失のため
だけでなく、シールド5の端部におけるように、電界が
特に密である位置での交流電流損失のために加熱する。
図5に記載され、連続線で示される位置表面により、ケ
ーブル端部で電界が絶縁体4を介してケーブルジャケッ
ト6に侵入し、ケーブルジャケット6が絶縁体4といっ
しょに加熱することが理解できる。前記の例により、ケ
ーブルジャケット物質の誘電率εがこの領域で温度の上
昇とともに非線形的に増加し、85℃の温度で室温にお
けるより50%以上高い。従って、絶縁体4およびケー
ブルジャケット6の温度の上昇とともに電界がシールド
5の端部から絶縁体4およびケーブルジャケット6に移
動し、均一になる。過剰の電気応力およびケーブル端部
で熱により引き起こされる絶縁破壊が熱に負荷されたケ
ーブル端部の場合はこうして回避される。同時に損失が
著しく減少し、高い絶縁破壊電圧が達成される。
【0020】ケーブルジャケット6が高いが、ただし温
度に依存する誘電率を有する物質から形成される場合
は、ケーブル端部の電界分布は、室温において本発明に
よるケーブルの場合に匹敵するかまたはより好ましい。
絶縁体4およびケーブルジャケット6を加熱すると、電
界は一定であり(図5の波線で示された電位平面)、更
に高めた温度で絶縁体4は室温におけると同じほど強く
誘電負荷を受ける。
度に依存する誘電率を有する物質から形成される場合
は、ケーブル端部の電界分布は、室温において本発明に
よるケーブルの場合に匹敵するかまたはより好ましい。
絶縁体4およびケーブルジャケット6を加熱すると、電
界は一定であり(図5の波線で示された電位平面)、更
に高めた温度で絶縁体4は室温におけると同じほど強く
誘電負荷を受ける。
【0021】この事実は図6のグラフを用いて説明され
る。図6において絶縁体4の外側の表面の電位の大きさ
はシールド5からの距離dの関数として表される。連続
的曲線は本発明によるケーブルに関し、大きく破断した
線で示される曲線は高いが温度に依存する誘電率を有す
る物質からなる電界制御ケーブルジャケット6を有する
匹敵する設計のケーブルに関する。この2つのケーブル
の場合に、絶縁体4とケーブルジャケット6の境界層の
電位が記録される。細かい点線で示される曲線は電界制
御ケーブルジャケット6を有しないケーブルに関し、こ
の場合に絶縁体4の外見上境界のない外側表面の電位が
記録される。これらのグラフから、特にシールド5の端
部の近傍で、本発明によるケーブルの場合の電位の上昇
は比較のために示した2つの技術水準のケーブルの場合
より勾配がゆるいことが理解できる。
る。図6において絶縁体4の外側の表面の電位の大きさ
はシールド5からの距離dの関数として表される。連続
的曲線は本発明によるケーブルに関し、大きく破断した
線で示される曲線は高いが温度に依存する誘電率を有す
る物質からなる電界制御ケーブルジャケット6を有する
匹敵する設計のケーブルに関する。この2つのケーブル
の場合に、絶縁体4とケーブルジャケット6の境界層の
電位が記録される。細かい点線で示される曲線は電界制
御ケーブルジャケット6を有しないケーブルに関し、こ
の場合に絶縁体4の外見上境界のない外側表面の電位が
記録される。これらのグラフから、特にシールド5の端
部の近傍で、本発明によるケーブルの場合の電位の上昇
は比較のために示した2つの技術水準のケーブルの場合
より勾配がゆるいことが理解できる。
【図1】 高電圧電流導体と接地された金属ケーシング
の間に配置され、中空の円筒型に形成された絶縁体を有
する、金属カプセル化され、ガスで絶縁された装置の管
状断面図として示された本発明による電機部品の斜視図
である。
の間に配置され、中空の円筒型に形成された絶縁体を有
する、金属カプセル化され、ガスで絶縁された装置の管
状断面図として示された本発明による電機部品の斜視図
である。
【図2】 本発明による電機部品の半径方向の温度特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図3】 本発明による電機部品および技術水準の電機
部品の電流導体と接地した金属ケーシングの電界強度の
半径方向の特性を示すグラフである。
部品の電流導体と接地した金属ケーシングの電界強度の
半径方向の特性を示すグラフである。
【図4】 本発明による電機部品に使用される誘電物質
の誘電率を温度の関数として示したグラフである。
の誘電率を温度の関数として示したグラフである。
【図5】 ケーブル端部の誘電特性を連続線により示さ
れた電位平面によって表した本発明による電気部品の構
造を示す図である。
れた電位平面によって表した本発明による電気部品の構
造を示す図である。
【図6】 本発明による電気部品の絶縁体の外側表面の
電位の大きさをシールドからの距離の関数として示した
グラフである。
電位の大きさをシールドからの距離の関数として示した
グラフである。
【図7】 本発明による電気部品に使用される誘電物質
の誘電率を温度の関数として示したグラフである。
の誘電率を温度の関数として示したグラフである。
1 金属ケーシング 2 電流導体 3 絶縁体 4
絶縁部分 5 シールド 6 ケーブルジャケット
絶縁部分 5 シールド 6 ケーブルジャケット
Claims (8)
- 【請求項1】 高電圧を印加することができる電流導体
(2)、該電流導体(2)を包囲し、電流導体(2)が
導き出されるアース電位に接地可能な導電性のケーシン
グ(1,5)、電流導体(2)とケーシング(1,5)の
間の空間に配置された絶縁体(3,4)を有し、かつ絶
縁体(3,4)に作用する電流導体(2)の電界を制御
する手段を有する電気部品において、前記電界を制御す
る手段が温度の上昇とともに非線形的に増加する誘電率
を有する誘電物質を含有し、該誘電物質が高い電界強度
を有する領域で電界の作用にさらされることを特徴とす
る電気部品。 - 【請求項2】 前記物質がポリマーマトリックスに埋め
込まれた充填剤をベースとする複合材料である請求項1
記載の電気部品。 - 【請求項3】 ポリマーが熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂、エラストマー、ガラスまたはジオポリマーである請
求項2記載の電気部品。 - 【請求項4】 充填剤が粉末の形で存在し、温度の上昇
とともに誘電率の非線形的増加を生じる請求項2または
3記載の電気部品。 - 【請求項5】 充填剤がドープしたまたはドープしてい
ないビスマス酸塩、ニオブ酸塩、スカンジウム酸塩、ス
ズ酸塩、タンタル酸塩、チタン酸塩、ジルコニウム酸
塩、亜マンガン鉱、亜レニウム酸塩または亜テルル酸塩
またはバリスタ使用のためのドープした金属酸化物また
は金属カーバイド、特にSiC、SnO2、TiO2、Z
nO、酸化タングステン(VI)または酸化ガリウム
(VI)を単独でまたは混合物の形で含有する請求項4
記載の電気部品。 - 【請求項6】 複合材料がエポキシ樹脂をベースとする
マトリックスおよび充填剤として粒子直径数μmの粉末
の形のBaTiO3ほぼ10〜60容量%またはポリエ
チレンをベースとするマトリックスおよび充填剤として
200μm未満の粒子直径のドープしたZnOほぼ10
〜50容量%を有する請求項5記載の電気部品。 - 【請求項7】 ケースとして使用され、絶縁ガスが充填
されている金属ケーシング(1)を有し、該ケーシング
内に電流導体(2)が絶縁体(3)により保持され、誘
電物質が電流導体(2)を保持するために設けられた絶
縁体(3)の少なくとも一部を形成する請求項1から6
までのいずれか1項記載の電気部品。 - 【請求項8】 ケースとして使用されるシールド(5)
を有し、該シールド(5)から電流導体(2)が放出す
る領域で誘電物質がシールド(5)およびシールド
(5)に隣接する絶縁体(4)の部分にジャケットの形
で配置されている請求項1から6までのいずれか1項記
載の電気部品。
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