JPH099468A - ガス絶縁母線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属容器の径及び導体の径を変更することな
く、粒子の絶縁スペーサへの付着を防ぎ、且つ、絶縁性
能を高めることができるガス絶縁母線を得ることを目的
とする。 【構成】 絶縁ガスを封入した金属容器２内の中心部に
おいて長手方向に沿って配置される導体１と、導体１を
金属容器２の内壁に絶縁支持する支持足３ｂを三本壁面
に向けて放射線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサ３
とを備え、各支持足３ｂ毎の広がり角度を不等角度と
し、最も広い広がり角度αを有する部分を金属容器２の
底面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガス絶縁母線の絶縁
性能の向上を図るための絶縁スペーサの改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図２は例えば実開昭５９−１０３５２１
号公報に示された従来のガス絶縁母線の断面図である。
図において、１は接地して水平状に配置した円筒状の金
属容器であり、この金属容器１には例えばＳＦ₆ガス等
の絶縁ガスが封入されている。２は金属容器１の中心軸
上に長手方向に沿って配置された導体、３は導体２を中
心軸上に絶縁支持するスペーサであり、このスペーサ３
は導体２の周縁部を支持すスペーサ本体３ａと一体形成
され、金属容器１の内周面に等角度に配置されて固着し
た支持足３ｂとで形成されている。

【０００３】次に、ガス絶縁母線におけるスペーサ３の
作用について説明する。上記のように構成されたガス絶
縁母線に金属線や金属紛等の導電性を有する粒子（以
下、単に粒子と記載する）４が混入した場合、金属容器
１の底面電界による浮上力が粒子４に働く。そして、浮
上力が粒子４の重力以上になる時に、粒子４は浮上す
る。

【０００４】浮上した粒子４は、導体２に印加される電
圧も交番しているので、粒子４の重力の方が浮上力以上
になるとなる時に、粒子４は落下する。このように、粒
子４は浮上と落下を金属容器１内で繰り返す。

【０００５】又、浮上した粒子４近傍に局部的な電界集
中が生じるため、破壊電圧が低下する。そして、粒子４
が浮上して導体２に到達したならば、ガス絶縁母線の絶
縁耐力は著しく低下する。図３は金属容器１の底面電界
と粒子４の浮上高さとの関係を実験等により得られた関
係図であり、金属容器１の底面の電界強度が高い程粒子
４の浮上高さが高くなっていくことが示されている。

【０００６】ガス絶縁母線の設計に当たっては、粒子４
が導体２まで浮上するのを防止するように、導体２及び
金属容器１の大きさを設計している。

【０００７】粒子４が浮上又は落下を繰り返す場合、絶
縁スペーサ３に付着して粒子４自身が著しく不平等電界
を形成して絶縁特性の低下を引き起こす。図２におい
て、導体２の中心から絶縁スペーサ３の支持足３ｂの先
端までの長さ（金属容器１の半径に相当）をＬ、支持足
３ｂの先端の直径をＤとすると、金属容器１から絶縁ス
ペーサ３までの最下部までの寸法Ｌ１は、スペーサ本体
３ａではなく支持足３ｂの先端と金属容器１の底面との
間の距離となり、以下の式で表せる。

【０００８】 L1=L−Lｓｉｎ30°−(D/2)ｃｏｓ30°=0.5L−0.433D

【０００９】従って、金属容器底面の電界強度から決ま
る粒子４の浮上高さが（図３参照）が、この寸法Ｌ１よ
り大きい場合には、三脚状の絶縁スペーサ３に粒子４が
付着して絶縁性能が低下する恐れがある。これを避ける
ためには、（Ａ）案として金属容器１の底面の電界強度
を低くして粒子４の浮上高さを抑制する。また（Ｂ）案
として、寸法Ｌ１を大きくすることが考えられる。

【００１０】そして、（Ａ）案を採用した場合、導体２
の径を小さくするか、金属容器１の径を大きくすれば良
い。しかし、導体２の径は通電容量や導体接続部の構造
から制約を受け、あまり小さくすることはできない。従
って、金属容器１の底面電界を大きく改善するために
は、金属容器１の径を大きくする必要がある。

【００１１】また、（Ｂ）案を採用した場合、絶縁スペ
ーサ３の支持足３ｂの先端径Ｄを小さくするか、導体１
の中心から支持足３ｂ先端までの長さ（金属容器１の半
径）を大きくすれば良い。しかし、絶縁スペーサ３の支
持足３ｂの先端径Ｄは、絶縁スペーサ３を金属容器１に
固定するための構造や強度の点から、あまり小さくする
ことができない。

【００１２】よって、寸法Ｌ１を大きくするには、導体
１の中心から絶縁スペーサ３の支持足３ｂ先端までの長
さ（＝金属容器１の半径）Ｌを大きくする必要がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁母線は
以上の構成されているため、粒子を絶縁スペーサに付着
させないようにするためには、何れの方法を採用しても
金属容器の径を大きくせざるをえず、絶縁母線の設置ス
ペースの使用効率やコストの面で問題点があった。

【００１４】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、金属容器の径を拡大することな
く、粒子の絶縁スペーサへの付着を防ぎ、且つ、絶縁性
能を高めることができるガス絶縁母線を得ることを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るガ
ス絶縁母線は、絶縁ガスを封入した金属容器内の中心部
において長手方向に沿って配置される導体と、この導体
を容器内壁に絶縁支持する脚部を三本壁面に向けて放射
線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサとを備え、金属
容器底面から近隣の脚部先端までの寸法を、前記金属容
器の底面電界強度にて決まる導電性粒子の浮上高さ以上
とするものである。

【００１６】請求項２の発明に係るガス絶縁母線は、絶
縁ガスを封入した金属容器内の中心部において長手方向
に沿って配置される導体と、この導体を容器内壁に絶縁
支持する脚部を三本壁面に向けて放射線状に延展した三
脚形状の絶縁スペーサとを備え、前記各脚部間毎の 広
がり角度を不等角度とし、最も広い広がり角度を有する
部分を前記金属容器の底面方向に配置する。

【００１７】請求項３の発明に係るガス絶縁母線は、請
求項２において三脚形状の絶縁スペーサの各脚部間毎の
広がり角度で最も広い広がり角度を１２０°〜１８０
°の範囲以内とする。

【００１８】

【作用】請求項１の発明におけるガス絶縁母線は、金属
容器底面から近隣の脚部先端までの寸法を、前記金属容
器の底面電界強度にて決まる導電性粒子の浮上高さ以上
とする。

【００１９】請求項２の発明におけるガス絶縁母線は、
導体を容器内壁に絶縁支持する脚部を三本、壁面に向け
て放射線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサにおける
各脚部間毎の 広がり角度を不等角度とし、最も広い広
がり角度を有する部分を前記金属容器の底面方向に配置
する。

【００２０】請求項３の発明におけるガス絶縁母線は、
導体を容器内壁に絶縁支持する脚部を三本、壁面に向け
て放射線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサにおける
各脚部間毎の 広がり角度を不等角度とし、最も広い広
がり角度を１２０°〜１８０°の範囲以内としてこの部
分を前記金属容器の底面方向に配置する。

【００２１】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例によるガス絶縁母
線の断面図である。尚、図中、図２と同一符号は同一又
は相当部分を示す。本実施例の特徴は絶縁スペーサ３の
３本の支持足３ｂの配置に有り、具体的には金属容器１
の壁面に放射状に延展した各支持足３ｂ間の扇状の広が
り角度を等角度でなく、１つの広がり角度α°を１２０
°以上で１８０°以下とし、残り２つの広がり角度を等
角度としたものである。

【００２２】前述の通り、従来のガス絶縁母線において
粒子４の浮上高さが、金属容器１の底面から絶縁スペー
サ３の最下部までの寸法が前式で表される寸法より高く
なる場合は、粒子４が絶縁スペーサ３の支持足３ｂに付
着して耐電圧性能を低下させる可能性があり、これを避
けようとすれば金属容器１の径を大きくしなければなら
なかった。

【００２３】しかし、本実施例のガス絶縁母線において
は、金属容器１の底面から絶縁スペーサ３の最下部まで
の寸法は以下の式で表される。

【００２４】Ｌ１’=L−Lsin((180°−α°)/2)−(D/2)
cos((180°−α°)/2)

【００２５】従って、一対の支持足３ｂの広がり角度α
°を１５０°とした場合には、寸法Ｌ１’は以下の式で
表される。

【００２６】Ｌ１’＝L−Lsin15°−（D/2）cos15°＝
0.74L−0.483D

【００２７】これは、従来のガス絶縁母線における金属
容器１の底面から近隣の絶縁スペーサ３の先端部までの
寸法Ｌ１よりも大きい。金属容器１の底面電界強度から
決まる粒子４の浮上高さがこの寸法Ｌ１’以下であれ
ば、絶縁スペーサ３に粒子４が付着して耐電圧性能を低
下させる可能性はなく、また金属容器１の径を大きくす
る必要は生じない。

【００２８】このように、本実施例によれば従来のガス
絶縁母線と同じ導体径、金属容器径のままで、従来の寸
法Ｌ１より高く粒子４が浮上しても絶縁スペーサ３に付
着することがないガス絶縁母線が得られる。

【００２９】尚、隣接する各支持足３ｂの広がり角度α
°は想定される粒子４の浮上高さに対応して任意の角度
を取ることができるが、１８０°程度が限界で、それ以
上大きくすることは意味がない。これは、１８０°以上
とした場合には、絶縁スペーサ３の最下部位置が導体２
の下側よりも高い位置となり、浮上した粒子４が絶縁ス
ペーサ３でなく、先ず導体２に到達する可能性が強く、
絶縁性能上の弱点が絶縁スペーサ３ではなくなるためで
絶縁性能の改善はなし得ない。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、絶縁ガスを封
入した金属容器内の中心部において長手方向に沿って配
置される導体と、この導体を容器内壁に絶縁支持する脚
部を三本壁面に向けて放射線状に延展した三脚形状の絶
縁スペーサとを備え、金属容器底面から近隣の脚部先端
までの寸法を、前記金属容器の底面電界強度にて決まる
導電性粒子の浮上高さ以上とすることで、絶縁スペーサ
に導電性の粒子が付着して耐電圧性能が低下するといっ
た問題点を解決した絶縁信頼度の高いガス絶縁母線を得
ることができるという効果がある。

【００３１】請求項２の発明によれば、絶縁ガスを封入
した金属容器内の中心部において長手方向に沿って配置
される導体と、この導体を容器内壁に絶縁支持する脚部
を三本壁面に向けて放射線状に延展した三脚形状の絶縁
スペーサとを備え、前記各脚部間毎の 広がり角度を不
等角度とし、最も広い広がり角度を有する部分を前記金
属容器の底面方向に配することで、既存の金属容器及び
導体の寸法を変更することなく簡易な変更事項のみで絶
縁信頼度の高いガス絶縁母線を得ることができるという
効果がある。

【００３２】請求項３の発明によれば、請求項２におい
て三脚形状の絶縁スペーサの各脚部間毎の 広がり角度
で最も広い広がり角度を１２０°〜１８０°の範囲以内
とすることで、導電性の粒子が絶縁スペーサに付着する
ことなく、また、導電性の粒子が導体に付着して絶縁性
能上の弱点が導体に移行することなく絶縁性能を維持す
るができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例によるガス絶縁母線の断
面図である。

【図２】 従来のガス絶縁母線の断面図である。

【図３】 金属容器底面の電界強度と導線性を有する粒
子の浮上高さとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 金属容器、２ 導体、３ 絶縁スペーサ、３ｂ 支
持足、４ 粒子、α広がり角度、Ｌ１’絶縁性能を保つ
寸法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを封入した金属容器内の中心部
   において長手方向に沿って配置される導体と、この導体
   を容器内壁に絶縁支持する脚部を三本壁面に向けて放射
   線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサとを備え、前記
   金属容器の底面から近隣の脚部先端までの寸法を、前記
   金属容器の底面電界強度にて決まる導電性粒子の浮上高
   さ以上とすることを特徴とするガス絶縁母線。
2. 【請求項２】 絶縁ガスを封入した金属容器内の中心部
   において長手方向に沿って配置される導体と、この導体
   を前記金属容器の内壁に絶縁支持する脚部を三本壁面に
   向けて放射線状に延展した三脚形状の絶縁スペーサとを
   備え、前記各脚部間毎の 広がり角度を不等角度とし、
   最も広い広がり角度を有する部分を前記金属容器の底面
   方向に配することを特徴とするガス絶縁母線。
3. 【請求項３】 三脚形状の絶縁スペーサの各脚部間毎の
   広がり角度で最も広い広がり角度を１２０°〜１８０
   °の範囲以内とすることを特徴とする請求項２に記載の
   ガス絶縁母線。