JPH0970115A - 変圧器用ブッシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ガス絶縁開閉機器と電磁誘導機
器を直結して構成される変電機器のガス絶縁開閉機器の
開閉時に発生する急峻波サージが電磁誘導機器に侵入し
ようとしたときに変圧器ブッシングにおいて、急峻波サ
ージを抑制して電磁誘導機器を保護する。 【解決手段】 ガス絶縁開閉機器と電磁誘導機器の結合
部の変圧器用ブッシングに強磁性体部材を中心導体に鎖
交するように装着して急峻波サージ電圧を抑制するもの
である。 【効果】 変圧器用ブッシングにおいて、開閉機器で発
生した急峻波電圧が抑制されて電磁誘導機器が保護され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス絶縁開閉機
器に接続される変圧器、リアクトル等の電磁誘導機器と
ガス絶縁開閉機器との間に使用される変圧器用ブッシン
グにおいて、急峻波サージ電圧を吸収させて抑制し電磁
誘導機器への侵入防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉機器の普及により、最近の
変電機器の構成は、ガス絶縁開閉機器と変圧器、リアク
トル等の電磁誘導機器との組み合わせで構成されるのが
一般的になっている。ガス絶縁開閉機器の断路器、遮断
器が開閉するときの電極間に発生するアークが消滅する
ときに電圧の高い急峻波サージ電圧が発生する。特にガ
ス断路器の開閉は再点弧しながら消弧されるので急峻な
再点弧サージが発生し、ときには定格の３倍近くになる
こともある。母線の開放端においては、さらにそれ以上
の過電圧になることもある。この過電圧の第１波の波高
値にいたる時間は１００ｎｓ以下の高周波振動である。
このような急峻波サージ電圧が変圧器やリアクトル等の
電磁誘導機器に侵入すると、絶縁破壊することがある。

【０００３】ガス絶縁開閉機器やブッシングのように、
中心導体がタンクの中心に同心的に配置されているもの
においては、周波数特性がきわめてよく、１ＧＨｚの周
波数の電圧はほとんど減衰することなく進行し、変圧
器、リアクトル等の電磁誘導機器に侵入する。電磁誘導
機器に侵入したサージ電圧は、絶縁を脅かし、ときには
絶縁破壊に至らしめることがある。

【０００４】導体に流れるサージ電流の抑制手段として
は、特開昭６１−２５４１１号公報に示された図１０の
ように、導体６２の外周に強磁性体リング６６を設ける
方法が開示されている。この方法は、ガス開閉機器の遮
断器６３、断路器６４に近接して環状の強磁性体リング
６６を貫挿したものである。このように構成すると急峻
波サージの立ち上がり時間が長くなり緩慢な波形となり
波高値も抑制される。しかし、急峻波サージはこれだけ
で完全に抑制できるものではなく、抑制された波形であ
っても電磁誘導機器に侵入すると絶縁は脅かされる。一
般に電磁誘導機器の入り口には避雷器が設置され、サー
ジ電圧に対して保護する構成となっているがそのＶ−ｔ
特性から立ち上がり時間が１００ｎｓ以下の急峻な波形
に対してはその動作電圧が電磁誘導機器の絶縁レベルを
越えることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ガス絶縁開閉機器と電
磁誘導機器とで構成される変電所においては上記したよ
うにガス絶縁開閉機器に接続された電磁誘導機器が開閉
機器の開閉時に発生する急峻波サージに対して充分保護
されていないという問題点があった。

【０００６】この発明は、ガス絶縁開閉機器において発
生する急峻波サージ電圧を電磁誘導機器に侵入する前に
抑制できる変圧器用ブッシングを提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる変圧器用ブッシングは、絶縁部材が巻回された中心
導体の外周に鎖交するように強磁性体を配置したもので
ある。

【０００８】この発明の請求項２に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体の外周に薄膜状の強磁性体膜を巻回
したものである。

【０００９】この発明の請求項３に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体に巻回された絶縁部材に電界調整電
極を挿入してコンデンサを形成して電界調整する電界調
整電極を強磁性体としたものである。

【００１０】この発明の請求項４に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体に巻回された絶縁部材に挿入される
電界調整電極を薄膜状の導電性部材に強磁性体を付着さ
せたものとしたものである。

【００１１】この発明の請求項５に係わる変圧器用ブッ
シングは、絶縁部材の外周に配置される取付フランジ、
碍管を固定する頭部金具の内部の中心導体の外周に強磁
性体リングを装着したものである。

【００１２】この発明の請求項６に係わる変圧器用ブッ
シングは、碍管を固定する金具の外周の凹凸を遮蔽する
シールドリングを強磁性体で構成したものである。

【００１３】この発明の請求項７に係わる変圧器用ブッ
シングは、碍管を固定する金具の外周の凹凸を遮蔽する
シールドリング導電性部材で構成し、このシールドリン
グの内周に強磁性体リングを配置したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．変圧器、リアクトル等の電磁誘導機器と
ガス絶縁開閉機器を直結する部分に使用されるブッシン
グは、図１に示すガス−油中ブッシングが使用される。
中心に中心導体が配置され、この中心導体の周囲に絶縁
部材１２が巻回され、絶縁部材の外周中央部に取付フラ
ンジ１４が配置され、取付フランジ１４の両側に碍管１
５、１６が配置され、中心導体１１の一端に碍管１５を
固定し、機器に接続する接続端子を備えた端部金具１
７、他端に碍管１６に押付力を与える手段を収容し、機
器に接続する端子金具を備えた頭部金具１８を備えた構
成である。

【００１５】また、電磁誘導機器とガス絶縁開閉機器と
を気中で接続する構成に使用される場合は、図２に示す
ように、一方の碍管が大気中で耐えるものが使用されて
いる。ブッシングの構成は図１と同じように、中心導体
１１の周囲に絶縁部材１２が巻回され、その内部に電界
調整電極１３を配置してコンデンサを形成し、電界分布
を調整するように構成され、一端には碍管を固定する端
部金具、他端には碍管に押付力を与える手段としてのば
ねが収容された頭部金具２８が配置された構成である。

【００１６】図３は、この発明の実施の形態を示す中心
導体と絶縁部材の部分を示す部分図である。１１は中心
導体、１２は絶縁部材、１３は絶縁部材の内部の所定の
位置に配置された電界調整電極、３１は薄膜状の強磁性
体を中心導体の外周に巻回した強磁性体である。

【００１７】導体に貫挿された強磁性体は、高周波電流
が侵入してくると磁化されて強磁性体内に高周波の渦電
流が流れて自発磁界が発生し、急峻波サージの磁界に追
従して変化するが、周波数が高くなると追従しきれなく
なって遅れを生じ、図４に示すようなヒステレシスを描
く。このヒステレシスに囲まれた部分が損失となって熱
になり放散される。導体内の表皮電流の表皮深さは（式
１）によって求めることができる。

【００１８】

【数１】

【００１９】例えば、強磁性体の材質を、鉄・コバルト
・ニッケル、アルニコ、バリュウムフェライト、などが
想定され、いずれを用いても表皮電流の表皮深さは１０
０μｍ程度であり、フイルム状のもので急峻波サージは
抑制できる。

【００２０】このように構成したブッシングは、ガス絶
縁開閉機器において発生した急峻波サージ電圧は進行波
となって電磁誘導機器に侵入してくるが、変圧器用ブッ
シングの中心導体１１に巻回した強磁性体３１を磁化す
るために消費され、急峻波サージの誘導機器への侵入が
防止できる。

【００２１】実施の形態２．図５は、この発明の電界調
整電極に強磁性体を用いた場合の実施の形態の中心導
体、絶縁部材の部分図である。図において１１、１２は
図３と同じ中心導体、絶縁部材であり、３３は薄膜状の
導電性強磁性体である。

【００２２】このように構成すると強磁性体が複数層に
構成されるので急峻波サージを抑制する効果が大きく、
誘導機器を急峻波サージから有効に保護される。

【００２３】実施の形態３．図６は、この発明の電界調
整電極に、導電性薄膜材料に強磁性体材料を付着させた
積層材を用いたものである。１１、１２は図３と同じく
中心導体、絶縁部材である。４３は電界調整電極であり
導電性薄膜状材料に強磁性体材料を付着させたものであ
る。

【００２４】このように構成すると、通常の商用周波電
圧や緩波頭サージ電圧に対して流れる充電電流に対して
充分な電流容量があり絶縁部材内部の電界分布の周波数
特性を無くするとともに急峻波サージの抑制効果も備え
たものとなる。

【００２５】実施の形態４．図７は、気中接続される場
合の変圧器用ブッシングの断面図である。中心導体１１
の周囲に絶縁部材１２が巻回され絶縁部材外周の中央部
に取付フランジ２４が配置され、その下部に下部碍管２
５、上部に上部碍管２６が配置され、下端には接続端子
を兼ねた下部金具１７、上部には碍管に常時押付力を与
える手段を収容した頭部金具２８が配置されている。５
０は強磁性体リングである。

【００２６】このように構成すると、気中側端子から急
峻波サージ電圧が侵入しようとすると強磁性体リング５
０を磁化するために消費されて急峻波サージ電圧は抑制
され、電磁誘導機器は保護される。

【００２７】実施の形態５．図８は、気中接続される場
合の変圧器用ブッシングに強磁性体リング５１を頭部金
具の外周に配置した場合の実施の形態である。変圧器用
ブッシング３０の頭部金具と、その外周に配置されたシ
ールドリング３８との間に強磁性体リング５１を配置し
たものである。

【００２８】このように構成すると、図７に示すものと
同様に気中側端子から急峻波サージが侵入しようとする
とそのエネルギーが強磁性体リング５１を磁化するため
に消費されて急峻波サージ電圧は抑制され、電磁誘導機
器は保護されるものであり、強磁性体リングは頭部金具
の外周に取り付ける構成であり、簡単に取付けることが
でき、既設設備に追加取付するのも簡単である。この構
成は気中接続用について説明したがガス絶縁開閉機器に
直結する場合であっても同様に適用できる。

【００２９】実施の形態６．図９は、気中接続される場
合の変圧器用ブッシングの頭部金具部分に取付けられる
シールドリング５２を強磁性体で形成したものを取り付
けたものである。この場合シールドリング５２は、全体
を強磁性体で形成しても、導電体で形成されたシールド
に強磁性体を表面に付着させたものであってもよい。こ
の場合についてもガス絶縁開閉機器に直結する場合であ
っても同様に適用できる。

【００３０】このように構成すると、図８に示すものと
同様に気中側端子から急峻波サージが侵入しようとする
とそのエネルギーが強磁性体のシールド５２を磁化する
ために消費されて急峻波サージ電圧は抑制され、電磁誘
導機器は保護されるものであり、シールドリング５２は
頭部金具の外周に取付けるものであるから、既設設備に
も簡単に取付けることができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明の請求項１に係わる変圧器用ブ
ッシングは、絶縁部材が巻回された中心導体の外周に鎖
交するように強磁性体を配置したので、ガス絶縁開閉機
器で発生した急峻波サージ電圧は電磁誘導機器に侵入す
る前に変圧器用ブッシングの部分において抑制されて電
磁誘導機器は急峻波サージから保護される。

【００３２】この発明の請求項２に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体の外周に薄膜状の強磁性体を巻回す
る構成としたので、ブッシング製作時の絶縁部材を巻回
する前に強磁性体が形成でき、ブッシングの製作コスト
がほとんど上昇することなくサージ耐電圧の優れた変圧
器用ブッシングが得られる。

【００３３】この発明の請求項３に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体に巻回された絶縁部材に電界調整電
極を挿入してコンデンサを形成して電界調整する電界調
整電極を強磁性体としたので、ブッシングは通常の製作
と同様に製作できるので製作コストがほとんど上昇しな
いで、サージ耐電圧の優れた変圧器用ブッシングが得ら
れる。

【００３４】この発明の請求項４に係わる変圧器用ブッ
シングは、中心導体に巻回された絶縁部材に挿入される
電界調整電極を薄膜状の導電性部材に強磁性体を付着さ
せたものとしたので、ブッシングの製作は通常の場合と
ほとんど同様であり、電界調整電極が導電性部材とした
ことにより商用周波電圧、緩波頭サージの充電電流に対
して充分な電流容量を有するブッシングが得られる。

【００３５】この発明の請求項５に係わる変圧器用ブッ
シングは、絶縁部材の外周に配置される取付フランジ、
碍管を固定する頭部金具の内部の中心導体の外周に強磁
性体リングを装着したので、ブッシングの組立時に装着
するだけの作業で急峻波サージに耐えるブッシングが得
られる。

【００３６】この発明の請求項６に係わる変圧器用ブッ
シングは、碍管を固定する金具の外周の凹凸を遮蔽する
シールドリングを強磁性体で構成したので、ブッシング
としては通常のものであり、シールドリングを強磁性体
で形成したものとするだけで急峻波サージに耐える変圧
器用ブッシングが得られる。

【００３７】この発明の請求項７に係わる変圧器用ブッ
シングは、碍管を固定する金具の外周に取付られるシー
ルドリングを導電性部材で構成し、このシールドリング
の内周に強磁性体リングを配置したので、ブッシングは
通常のものであり、シールドリング取付時に強磁性体リ
ングを装着するだけの作業で急峻波サージに耐える変圧
器用ブッシングが得られ、また、既設の電磁誘導機器に
対しても容易に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による変圧器用ブッシングのガス絶
縁開閉機器と電磁誘導機器とを直結する変圧器用ブッシ
ングの断面図である。

【図２】 この発明による変圧器用ブッシングのガス絶
縁開閉機器と電磁誘導機器が気中接続される変圧器用ブ
ッシングの断面図である。

【図３】 図１または図２に示す変圧器用ブッシングの
絶縁部材部分の中心導体に強磁性体を巻回した断面図で
ある。

【図４】 強磁性体に高周波磁界が与えられた場合のヒ
ステレシスを示す特性図である。

【図５】 図１または図２に示す変圧器用ブッシングの
絶縁部材部分の電界調整電極を強磁性体とした場合の断
面図である。

【図６】 図１または図２に示す変圧器用ブッシングの
絶縁部材部分の電界調整電極を薄膜状の導電性部材に強
磁性体を付着させたものとした場合の断面図である。

【図７】 変圧器用ブッシングの頭部金具内に強磁性体
リングを装着した場合の断面図である。

【図８】 変圧器用ブッシングの頭部金具の外周に強磁
性体リングを装着した場合の断面図である。

【図９】 変圧器用ブッシングの頭部金具の外周に強磁
性体で形成したシールドリングを装着した場合の断面図
である。

【図１０】 従来のガス開閉機器に、開閉時の急峻波サ
ージを抑制するために強磁性体を装着したガス絶縁開閉
機器を示す構成図である。

【符号の説明】

１１ 中心導体、１２ 絶縁部材、１３ 電界調整電
極、１４ 取付フランジ、１５，１６ 碍管、１７ 端
部金具、１８ 頭部金具、２４ 取付フランジ、２５
下部碍管、２６ 上部碍管、２８ 頭部金具、３０ 変
圧器用ブッシング、３１ 電界調整電極、３３ 電界調
整電極、３８ シールドリング、４３ 電界調整電極、
５０ 強磁性体リング、５１ 強磁性体リング、５２
シールドリング。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁部材が巻回された中心導体、該中心
   導体に巻回された絶縁部材外周の中央部分に設けられた
   取付フランジ、該取付フランジの両端に配置された碍
   管、上記中心導体の両端に配置されて上記碍管を固定
   し、両側のそれぞれの機器に接続する接続端子を備え、
   上記中心導体の外周に鎖交するように強磁性体を配置し
   たことを特徴とする変圧器用ブッシング。
2. 【請求項２】 強磁性体は、薄膜状の強磁性体膜が中心
   導体の外周に巻回されていることを特徴とする請求項１
   記載の変圧器用ブッシング。
3. 【請求項３】 所定位置に所定の寸法の電界調整電極を
   挿入してコンデンサを形成した絶縁部材が巻回された中
   心導体、該中心導体に巻回された絶縁部材の外周の中央
   部分に設けられた取付フランジ、該取付フランジの両側
   に配置された碍管、上記中心導体の両端に配置されて上
   記碍管を固定し、両側のそれぞれの機器に接続する端子
   を備えた端部金具を備え、上記中心導体に巻回された絶
   縁部材内部に挿入された電界調整電極を薄膜状の強磁性
   体膜としたことを特徴とする変圧器用ブッシング。
4. 【請求項４】 中心導体の周囲に巻回された絶縁部材の
   内部に挿入する電界調整電極は、薄膜状の導電性材料の
   表面に強磁性体を付着させた材料としたことを特徴とす
   る請求項３記載の変圧器用ブッシング。
5. 【請求項５】 絶縁部材が巻回された中心導体、該中心
   導体に巻回された絶縁部材外周中央部分に設けられた取
   付フランジ、該取付フランジの両側に配置された碍管、
   上記中心導体の一端に配置されて上記碍管を固定し、機
   器に接続する端子を備えた端子金具、他端に配置されて
   上記碍管を固定し、常時碍管に押付力を与える手段を収
   容し、接続端子を備えた頭部金具を備え、頭部金具の内
   部の中心導体の外周に強磁性体リングを装着したことを
   特徴とする変圧器用ブッシング。
6. 【請求項６】 絶縁部材が巻回された中心導体、該中心
   導体に巻回された絶縁部材外周中央部分に設けられた取
   付フランジ、該取付フランジ両側に配置された碍管、上
   記中心導体の一端に配置されて上記碍管を固定し、機器
   に接続する端子を備えた端子金具、他端に配置されて上
   記碍管を固定し、常時碍管に押付力を与える手段を収容
   し、接続端子を備えた頭部金具、該頭部金具の外周に配
   置され、凹凸を遮蔽するシールドリングを備え、このシ
   ールドリングを強磁性体で構成したことを特徴とする変
   圧器用ブッシング。
7. 【請求項７】 シールドリングは導電体で構成し、この
   シールドリングの内周に強磁性体を配置したことを特徴
   とする請求項６記載の変圧器用ブッシング。