JPH11273475A - Polymer bushing - Google Patents

Polymer bushing

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JPH11273475A
JPH11273475A JP7713998A JP7713998A JPH11273475A JP H11273475 A JPH11273475 A JP H11273475A JP 7713998 A JP7713998 A JP 7713998A JP 7713998 A JP7713998 A JP 7713998A JP H11273475 A JPH11273475 A JP H11273475A
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JP
Japan
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polymer
electric field
capacitor
conductor
center conductor
Prior art date
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Withdrawn
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JP7713998A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukiteru Fukami
幸輝 深見
Masashige Soga
正成 曽我
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer bushing which does not generate partial electric discharge despite rain precipitation during the service and can prevent deterioration due to partial discharge irrespective of the degree of yield strength of a sheath material for the partial discharge. SOLUTION: A polymer bushing 1 is composed of an insulating tube 11, a center conductor 21 furnished penetrating the center of the tube 11, and an electric field relieving means 31 installed between the tube 11 and center conductor 21 in a location below the tube 11, wherein the tube is filled with an insulating medium consisting of a gas or oil, and the means 31 is composed of an inner grounding electrode 32 in cylindrical form furnished concentrically around the center conductor 21, a capacitor rod 33 fixed to the top of the electrode 32 and extending upward, and a conductor ring 34 supported by the rod 33 concentrically to the center conductor 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー碍管と、
ポリマー碍管の内部中心に貫通して設けた中心導体と、
ポリマー碍管と中心導体との間であってポリマー碍管の
下側に設けた電界緩和手段とから構成され、ポリマー碍
管内部にガスまたは油からなる絶縁媒体を充填した変電
機器用のポリマーブッシングに関するものである。
[0001] The present invention relates to a polymer insulator tube,
A center conductor penetrating the inner center of the polymer insulator,
The present invention relates to a polymer bushing for substation equipment, comprising electric field relaxation means provided between a polymer insulator and a center conductor and below the polymer insulator, and filled with an insulating medium made of gas or oil inside the polymer insulator. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、ポリマー碍管と、ポリマー碍
管の内部中心に貫通して設けた中心導体と、ポリマー碍
管と中心導体との間であってポリマー碍管の下側に設け
た電界緩和手段とから構成され、ポリマー碍管内部にガ
スまたは油からなる絶縁媒体を充填した変電機器用のポ
リマーブッシングは種々の構成のものが知られている。
図8は従来のポリマーブッシングの一例の構成を示す図
である。図8に示す例において、ポリマーブッシング5
1は、ポリマー碍管61と、ポリマー碍管61の内部中
心に貫通して設けた中心導体71と、ポリマー碍管61
と中心導体71との間であってポリマー碍管61の下側
に設けた電界緩和手段81とから構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a polymer insulator, a center conductor penetrating the center of the polymer insulator, and an electric field relaxation means provided between the polymer insulator and the lower portion of the polymer insulator are provided. There are known various types of polymer bushings for substation equipment in which a polymer insulator tube is filled with an insulating medium made of gas or oil.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional polymer bushing. In the example shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a polymer insulator 61, a center conductor 71 penetrating through the center of the polymer insulator 61, and a polymer insulator 61
And a central conductor 71 and an electric field relaxation means 81 provided below the polymer insulator tube 61.

【0003】ポリマー碍管61は、テーパ形状のFRP
筒62と、FRP筒62の周囲に設けた例えばシリコー
ンゴム製の外被63と、FRP筒62の両端に把持固定
した上部フランジ金具64−1および下部フランジ金具
64−2とから構成されている。外被63は、FRP筒
62と接触する胴部65と胴部65から立設した複数の
笠66とから構成されている。電界緩和手段81は、同
心状に中心側から、円筒形状の中間電位電極82と、円
筒形状の内部接地電極83とを設けて構成されている。
中間電位電極82は、複数の絶縁スペーサ84と中間電
位電極82のフランジ部85を介して、内部接地電極8
3に固定支持されている。
[0003] The polymer insulator 61 is formed of a tapered FRP.
It is composed of a tube 62, a jacket 63 made of, for example, silicone rubber provided around the FRP tube 62, and upper and lower flange members 64-1 and 64-2 gripped and fixed to both ends of the FRP tube 62. . The outer cover 63 is composed of a body 65 contacting the FRP cylinder 62 and a plurality of caps 66 erected from the body 65. The electric field relaxation means 81 is configured by providing a cylindrical intermediate potential electrode 82 and a cylindrical internal ground electrode 83 from the center side concentrically.
The intermediate potential electrode 82 is connected to the internal ground electrode 8 via a plurality of insulating spacers 84 and a flange portion 85 of the intermediate potential electrode 82.
3 fixedly supported.

【0004】また、上部フランジ金具64−1には上蓋
67を設け、上蓋67に中心導体71と外部装置との接
続に用いられる端子68を設けている。下部フランジ金
具64−2は、中心導体71を挿通する図示しない壁等
に気密に取り付けられている。そして、気密な内部空間
52には、ガスまたは油からなる絶縁媒体を満たしてい
る。上述した構成のポリマーブッシング51では、ポリ
マー碍管61の長さ沿面方向の電界が緩和されること
で、ポリマー碍管61の表面の部分放電を制御し、もっ
て耐電圧性能を高めている。
An upper lid 67 is provided on the upper flange metal fitting 64-1, and a terminal 68 used for connecting the center conductor 71 to an external device is provided on the upper lid 67. The lower flange metal fitting 64-2 is hermetically attached to a wall (not shown) through which the center conductor 71 is inserted. The airtight internal space 52 is filled with an insulating medium made of gas or oil. In the polymer bushing 51 having the above-described structure, the electric field in the direction along the length of the polymer insulator 61 is reduced, thereby controlling the partial discharge on the surface of the polymer insulator 61 and thereby improving the withstand voltage performance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】碍管が磁器製である場
合にはほぼ問題とならなかったが、外被63が撥水性の
ある絶縁材料(EPDM、EVA、シリコーンゴムな
ど)で構成されたポリマー碍管61を用いたときに、以
下のような問題が生じることがわかった。すなわち、降
雨時に雨滴が外被表面に付着する場合、外被が撥水性を
有するため各々独立の粒状水滴になる。比較的電界の高
い部位、すなわち電界集中の状態を模擬して求めた図9
のEmaxで示すような位置、言い換えると中間電位電
極82の先端高さ近傍で、粒状水滴同志間の空間で部分
放電が起きる問題があった。
Although there was almost no problem when the insulator tube was made of porcelain, a polymer in which the outer cover 63 was made of a water-repellent insulating material (EPDM, EVA, silicone rubber, etc.). It has been found that the following problems occur when the insulator tube 61 is used. That is, when raindrops adhere to the surface of the jacket during rainfall, the jackets become independent granular waterdrops because the jacket has water repellency. FIG. 9 obtained by simulating a part having a relatively high electric field, that is, a state of electric field concentration
In other words, there is a problem that a partial discharge occurs in the space between the granular water droplets at a position indicated by Emax, in other words, near the height of the tip of the intermediate potential electrode 82.

【0006】この部分放電が長期間激しく発生し続ける
と、一般的に有機材料を劣化させる場合があると言われ
ているため、このような部分放電の発生を防止する必要
があった。もちろん、有機材料であればこの種の部分放
電によって必ず劣化するとは限らず、例えば材料がシリ
コーンゴムであれば、その耐熱性の高さのため少々のエ
ネルギーの放電に曝されてもあまり劣化しない。劣化が
生じるかどうかは、放電の程度、材料の放電に対する耐
力によって決まる。従って、部分放電による劣化を防止
するために、放電の耐力が大きい材料を選択して使用す
ることも考えられるが、一般的に放電に対する耐力の大
きいものは価格が高いため、部分放電が発生する状態で
の使用下で劣化を起こさせないよう放電の耐力が大きい
材料を使用するとコストがかかることとなる。
It is generally said that if this partial discharge continues to be violent for a long period of time, the organic material may be deteriorated. Therefore, it is necessary to prevent such partial discharge from occurring. Of course, if it is an organic material, it does not necessarily deteriorate due to this kind of partial discharge. For example, if the material is silicone rubber, it does not deteriorate much even when exposed to a discharge of a little energy due to its high heat resistance. . Whether or not deterioration occurs depends on the degree of discharge and the resistance of the material to discharge. Therefore, in order to prevent deterioration due to partial discharge, it is conceivable to select and use a material having a high discharge resistance, but generally, a material having a high discharge resistance is expensive, so partial discharge occurs. If a material having a high discharge resistance is used so as not to cause deterioration under use in a state, the cost increases.

【0007】本発明の目的は上述した課題を解消して、
使用中に降雨があっても部分放電を発生させないポリマ
ーブッシングを提供しようとするものである。また、本
発明の他の目的は、外被材料の部分放電に対する耐力の
程度に関わらず部分放電劣化を防止できるポリマーブッ
シングを提供しようとするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a polymer bushing which does not generate a partial discharge even when rain occurs during use. Another object of the present invention is to provide a polymer bushing capable of preventing partial discharge deterioration regardless of the degree of proof strength of the jacket material against partial discharge.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のポリマーブッシ
ングは、ポリマー碍管と、ポリマー碍管の内部中心に貫
通して設けた中心導体と、ポリマー碍管と中心導体との
間であってポリマー碍管の下側に設けた電界緩和手段と
から構成され、ポリマー碍管内部にガスまたは油からな
る絶縁媒体を充填したポリマーブッシングにおいて、電
界緩和手段を、中心導体の周りに同心状に設けた円筒形
状の内部接地電極と、内部接地電極の上端に固定され上
方に伸びるコンデンサ棒と、中心導体と同心状にコンデ
ンサ棒で支持された導体リングとから構成したことを特
徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a polymer bushing comprising: a polymer porcelain; a center conductor penetrating the center of the polymer porcelain; and a lower portion between the polymer porcelain and the center conductor. And an electric field alleviating means provided on the side, and in a polymer bushing in which an insulating medium made of gas or oil is filled in a polymer insulator tube, the electric field alleviating means is provided concentrically around a central conductor in a cylindrical internal ground. An electrode, a capacitor rod fixed to the upper end of the internal ground electrode and extending upward, and a conductor ring supported by the capacitor rod concentrically with the center conductor.

【0009】本発明では、電界緩和手段の構成を改良し
て、中心導体の周りに同心状に設けた円筒形状の内部接
地電極と、内部接地電極の上端に固定され上方に伸びる
コンデンサ棒と、中心導体と同心状にコンデンサ棒で支
持された導体リングとから構成することで、ポリマー碍
管の外被表面での電界の状態を好適に制御でき、雨天時
でも水滴からの部分放電の発生を防止でき、外被劣化の
懸念が全くなくなる。その結果、部分放電に対する耐力
の高いコスト高な材料を必ずしも外被に使用する必要が
なく、外被材料の種類に関わらず雨天時の付着水滴から
の部分放電による劣化の懸念のないポリマーブッシング
を得ることができる。
According to the present invention, the configuration of the electric field relaxation means is improved, and a cylindrical internal ground electrode provided concentrically around the center conductor, a capacitor rod fixed to the upper end of the internal ground electrode and extending upward, Composed of a center conductor and a conductor ring supported concentrically by a capacitor rod, the state of the electric field on the outer surface of the polymer insulator can be controlled appropriately, preventing the occurrence of partial discharge from water droplets even in rainy weather Yes, there is no concern about jacket deterioration. As a result, it is not always necessary to use a high-cost material with high resistance to partial discharge for the jacket, and a polymer bushing that is not subject to deterioration due to partial discharge from water droplets attached in rainy weather regardless of the type of the jacket material. Obtainable.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明のポリマーブッシン
グの一例の構成を示す図である。図1に示す例におい
て、ポリマーブッシング1は、ポリマー碍管11と、ポ
リマー碍管11の内部中心に貫通して設けた中心導体2
1と、ポリマー碍管11と中心導体21との間であって
ポリマー碍管11の下側に設けた電界緩和手段31とか
ら構成されている。ポリマー碍管11は、テーパ形状の
FRP筒12と、FRP筒12の周囲に設けた例えばシ
リコーンゴム製の外被13と、FRP筒12の両端に把
持固定した上部フランジ金具14−1および下部フラン
ジ金具14−2とから構成されている。外被13は、F
RP筒12と接触する胴部15と胴部15から立設した
複数の笠16とから構成されている。上部フランジ金具
14−1には上蓋17を設け、上蓋17に中心導体21
と外部装置との接続に用いられる端子18を設けてい
る。下部フランジ金具14−2は、中心導体21を挿通
する図示しない壁等に気密に取り付けられている。そし
て、気密な内部空間2には、ガスまたは油からなる絶縁
媒体を満たしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a polymer bushing of the present invention. In the example shown in FIG. 1, a polymer bushing 1 includes a polymer insulator 11 and a center conductor 2 provided through the center of the polymer insulator 11.
1 and electric field relaxation means 31 provided between the polymer insulator 11 and the center conductor 21 and below the polymer insulator 11. The polymer porcelain tube 11 includes a tapered FRP tube 12, a jacket 13 made of, for example, silicone rubber provided around the FRP tube 12, and an upper flange fitting 14-1 and a lower flange fitting gripped and fixed to both ends of the FRP cylinder 12. 14-2. The jacket 13 is F
It is composed of a body part 15 that comes into contact with the RP cylinder 12 and a plurality of caps 16 standing upright from the body part 15. An upper lid 17 is provided on the upper flange fitting 14-1, and the center conductor 21 is
And a terminal 18 used for connection with an external device. The lower flange fitting 14-2 is hermetically attached to a wall (not shown) through which the center conductor 21 is inserted. The airtight internal space 2 is filled with an insulating medium made of gas or oil.

【0011】以上の構成は従来のポリマーブッシングと
同じである。本発明のポリマーブッシングの特徴は、電
界緩和手段31の構成を従来とは異なる構成とした点で
ある。すなわち、本発明では、電界緩和手段31を、中
心導体21の周りに同心状に設けた円筒形状の内部接地
電極32と、内部接地電極32の上端に固定され上方に
伸びるコンデンサ棒33と、中心導体21と同心状にコ
ンデンサ棒33で支持された導体リング34とから構成
している。
The above configuration is the same as the conventional polymer bushing. A feature of the polymer bushing of the present invention is that the configuration of the electric field relaxation unit 31 is different from the conventional configuration. That is, in the present invention, the electric field relaxation means 31 includes a cylindrical internal ground electrode 32 provided concentrically around the center conductor 21, a capacitor rod 33 fixed to the upper end of the internal ground electrode 32 and extending upward, It comprises a conductor 21 and a conductor ring 34 concentrically supported by a capacitor rod 33.

【0012】図1に示す例では、コンデンサ棒33は各
々が高透磁率の複数の固体コンデンサ素子41を段積み
して構成している。複数のコンデンサ棒33で導体リン
グ34を支持し、図2に示すように、側面から見て中心
導体21が各コンデンサ棒33の間から見える空間42
を有するように複数のコンデンサ棒33を配置してい
る。コンデンサ棒の数は少数とする。少数の程度は、空
間42が占める側面から見た見かけの面積の割合が、コ
ンデンサ棒の占める側面から見た見かけの面積の割合よ
りも相対的に大となるような程度としている。
In the example shown in FIG. 1, the capacitor rod 33 is formed by stacking a plurality of solid capacitor elements 41 each having a high magnetic permeability. The conductor ring 34 is supported by a plurality of capacitor rods 33, and as shown in FIG.
The plurality of capacitor rods 33 are arranged so as to have the following. The number of condenser rods shall be small. The small number is such that the ratio of the apparent area viewed from the side occupied by the space 42 is relatively larger than the ratio of the apparent area viewed from the side occupied by the capacitor rod.

【0013】導体リング34については、導体リング3
4の径が内部接地電極32の径より小さく構成し、ブッ
シング自体の大きさを増加させることなく本発明を達成
できるよう構成している。また、導体リング34は電界
分布的に所用の距離だけ碍管内面から内側に引っ込めた
所に位置させる。以上の構成により、導体リング34近
傍の高さの外被表面の電界の方向が、従来のポリマーブ
ッシングのような外被胴部の沿面方向ではなく、斜めに
なり、電界の沿面方向成分は従来のポリマーブッシング
のそれよりも大幅に減少する。この電界の沿面方向成分
の減少が、水滴コロナ抑制の鍵になる。次に、本発明に
おいて、上記構成の本発明の電界緩和手段31が、水滴
からの部分放電の発生を防止できる理由について説明す
る。
Regarding the conductor ring 34, the conductor ring 3
4 is smaller than the diameter of the internal ground electrode 32 so that the present invention can be achieved without increasing the size of the bushing itself. In addition, the conductor ring 34 is located at a place where the conductor ring 34 is retracted inward from the inner surface of the insulator tube by a required distance in terms of electric field distribution. With the above configuration, the direction of the electric field on the outer surface of the jacket at the height near the conductor ring 34 is not the creepage direction of the outer shell like the conventional polymer bushing but is oblique, and the creepage direction component of the electric field is Is significantly reduced than that of the polymer bushing. The reduction of the creepage direction component of the electric field is the key to suppressing the water droplet corona. Next, in the present invention, the reason why the electric field relaxation means 31 of the present invention having the above configuration can prevent the occurrence of partial discharge from water droplets will be described.

【0014】まず、従来から、"Aging of Non-Ceramic
Insulators due to Corona from Water Drops", A.J.Ph
ilips, D.J.Childs, H.M.Schneider, CIGRE WG 33-97(T
F04.07)5IWD 等において、従来のポリマーブッシングに
付着した水滴に挙動について、以下の事実が記載されて
いる。 (1) 部分放電は水滴の先端から出る。 (2) 水滴の先端は電界集中があるため、周囲よりも電界
が高いことになる。 (3) 実際の送電用碍子では、長さ方向に電界がかかって
いる。すなわち、電界は外被の胴部では沿面の方向、笠
では面に直角の方向となる。電界集中度合いは沿面方向
電界の場においてより大きく、その結果、部分放電が出
るほどに電界が高い部分は胴部だけである。 (4) 胴部に付着した水滴は沿面方向電界の静電力によっ
て電界の方向に伸ばされて偏平形状に変形する(図3
(a)、(b))。 (5) 偏平になると、両端の部分の電界集中度がより高ま
る。その結果、先端での部分放電がより発生しやすくな
る。 (6) 実験観察によると、電界を次第に高めていった場
合、胴部に付着した水滴が静電力によって電界方向に水
滴が伸ばされていく状態は、電界の増加に対して連続的
ではなく、途中までは変形せず、電界があるレベルに達
すると急に変形するという、不連続な様相を有する。電
界が下降する場合には、形が次第に戻ろうとするが、完
全には戻らない。
First, conventionally, "Aging of Non-Ceramic"
Insulators due to Corona from Water Drops ", AJPh
ilips, DJChilds, HMSchneider, CIGRE WG 33-97 (T
F04.07) 5IWD and others describe the following facts about the behavior of water droplets attached to a conventional polymer bushing. (1) Partial discharge comes out from the tip of a water droplet. (2) Since the electric field is concentrated at the tip of the water droplet, the electric field is higher than the surrounding area. (3) In an actual power transmission insulator, an electric field is applied in the length direction. In other words, the electric field is in a direction of the creeping surface in the trunk of the jacket and in a direction perpendicular to the surface in the shade. The degree of electric field concentration is greater in the creeping electric field, so that the body is the only part where the electric field is high enough to cause partial discharge. (4) Water droplets adhering to the trunk are stretched in the direction of the electric field by the electrostatic force of the creeping electric field and deformed into a flat shape (FIG. 3).
(A), (b)). (5) Flattening increases the electric field concentration at both ends. As a result, partial discharge at the tip is more likely to occur. (6) According to experimental observations, when the electric field is gradually increased, the state in which the water droplets attached to the body are extended in the direction of the electric field by electrostatic force is not continuous with the increase in the electric field, It has a discontinuous aspect in which it does not deform halfway, but suddenly deforms when the electric field reaches a certain level. If the field falls, it will gradually return, but not completely.

【0015】以上の事実をもとに発明者は以下のような
検討を加えた。 (1) 水滴から部分放電を発生させないためには、水滴先
端の電界集中を考慮に入れたミクロな電界値が所定の値
を超えないようにすることが有効である。 (2) 電界方向が沿面方向である胴部の水滴は、電界の静
電力により沿面方向に伸ばされようとするが、ある程度
の電界までは水滴−外被間の分子間吸引力の作用で形状
変形せず持ちこたえるので、もし、電界の沿面方向成分
が十分に小さければ水滴は変形せずに終わる。その結
果、水滴は偏平化しないので、水滴の端部の電界集中度
があまり上がらず、部分放電が発生しない。ベクトル値
である電界は、その絶対値が高くとも、沿面方向の成分
を小さく抑えることが水滴からの部分放電発生抑制に有
効である。すなわち、電界方向を沿面方向から斜め方向
に変える手段が有効である。 (3) ひとたび水滴が電界によって沿面方向に伸ばされて
偏平化し部分放電が発生すると、電界を人為的に降下さ
せても水滴の形は戻りが遅れて元には戻らないので、水
滴両端の電界集中度は高いまま保持され、次に電界をか
けた場合、部分放電の開始はより低い値から起きること
となる。 (4) 逆に、電界方向を十分斜めにすると、水滴の変形し
ようとする方向は沿面方向への伸びではなく、空中に向
かって斜めに伸びようとし、その結果却って球状に近く
なる(図4(a)、(b))。従って、条件によっては
電界の集中度は増えるのではなく逆に減るということす
らあり得る。電界が集中しないと部分放電は出にくいの
で、この意味でも電界の斜め方向化は水滴からの部分放
電抑制に有効である。
Based on the above facts, the inventor has made the following studies. (1) In order to prevent the partial discharge from being generated from the water droplet, it is effective to prevent the micro electric field value from taking into account the electric field concentration at the tip of the water droplet so as not to exceed a predetermined value. (2) The water droplets on the body, whose electric field direction is the creeping direction, tend to be stretched in the creeping direction by the electrostatic force of the electric field. The water droplets endure without deformation if the creepage direction component of the electric field is sufficiently small. As a result, since the water droplet does not flatten, the electric field concentration at the end of the water droplet does not increase so much, and no partial discharge occurs. Even if the absolute value of the electric field, which is a vector value, is high, it is effective to suppress the component in the creeping direction to be small to suppress the occurrence of partial discharge from water droplets. That is, means for changing the direction of the electric field from the creeping direction to the oblique direction is effective. (3) Once the water droplet is stretched in the creepage direction by the electric field and flattened and a partial discharge occurs, even if the electric field is artificially lowered, the shape of the water droplet is delayed and does not return to the original shape. The concentration is kept high, and the next time an electric field is applied, the start of the partial discharge will occur from a lower value. (4) Conversely, if the direction of the electric field is made sufficiently oblique, the direction in which the water droplets are going to deform will not extend in the creepage direction but will extend in the air obliquely, and consequently will be closer to a spherical shape (Fig. (A), (b)). Therefore, depending on the conditions, the concentration of the electric field may not decrease but may even decrease. Since partial discharge is unlikely to occur unless the electric field is concentrated, the oblique direction of the electric field is effective in suppressing partial discharge from water droplets in this sense as well.

【0016】以上の検討結果に基づき、本発明の構成を
得ることができた。以下に本発明の構成を採用する理由
について説明する。 (1) 従来の円筒形状の中間電位電極を廃止し、その代わ
りに導体材料からなる導体リングを用いている。これ
は、円筒であっては電界が斜めにならないが、リング状
であればそれが可能だからである。 (2) 導体リングをコンデンサ棒を介して内部接地電極の
上に支持している。これは、導体リングを通常のスペー
サ等で保持した場合、図5に本発明の構成においてコン
デンサ棒を絶縁物に置き換えた構成のポリマーブッシン
グに対する電界計算の結果を示すように、その電位が高
くなりすぎて、外部沿面の電界の場に与える影響が少な
くなり、電界方向の斜め化が十分に達成できない。十分
に容量の大きいコンデンサを介して内部接地電極に支持
すると、導体リングの電位は接地電位に近くなり、電界
方向の斜め化が達成される。また、コンデンサ棒の代わ
りに導体棒で接続してはならない。導体棒で接続する
と、導体リングの電位が接地電位と等しくなり、その結
果、リング状電極の上方の碍管表面上で沿面方向の電界
が高くなるからである。
[0016] Based on the above examination results, the configuration of the present invention could be obtained. Hereinafter, the reason for adopting the configuration of the present invention will be described. (1) The conventional cylindrical intermediate potential electrode is eliminated, and a conductor ring made of a conductor material is used instead. This is because the electric field does not become oblique in a cylinder, but it is possible in a ring shape. (2) The conductor ring is supported above the internal ground electrode via a capacitor rod. This is because, when the conductor ring is held by a normal spacer or the like, the electric potential is increased as shown in FIG. 5 showing the result of the electric field calculation for the polymer bushing in which the capacitor rod is replaced with an insulator in the structure of the present invention. As a result, the influence of the electric field on the external creeping surface is reduced, and the inclination of the electric field cannot be sufficiently achieved. When supported on the internal ground electrode via a capacitor having a sufficiently large capacity, the potential of the conductor ring becomes close to the ground potential, and the electric field direction is oblique. Also, do not connect with conductor bars instead of capacitor bars. When the connection is made by the conductor rod, the potential of the conductor ring becomes equal to the ground potential, and as a result, the electric field in the creeping direction on the surface of the insulator above the ring-shaped electrode is increased.

【0017】(3) 好ましい態様として、導体リングの径
を内部接地電極の径より小さくしている。これは、導体
リングの径と円筒形状の内部接地電極の径とを同一にし
た場合、導体リングと碍管内面との間に必要な隙間と同
じだけ円筒形状の内部接地電極の外側にも隙間を形成す
ることになるが、導体リングのみを内側に寄せれば、そ
の必要がなくなるためである。その場合、導体リングと
中心導体との間の絶縁距離が減ることによりその間の絶
縁耐力は低下するが、導体リングの電位は接地電位より
も高いので、導体リングと中心導体との間にかかる電圧
は内部接地電極と中心導体との間にかかる電圧よりも小
さいため、その割合の範囲内で内部へひかえる程度を調
整することで、絶縁協調を果たすことができる。そのた
め、ポリマーブッシング自体の大きさを増加させること
なく本発明を達成でき、コンパクト化を達成できる。
(3) In a preferred embodiment, the diameter of the conductor ring is smaller than the diameter of the internal ground electrode. This is because if the diameter of the conductor ring and the diameter of the cylindrical internal ground electrode are the same, the outer space of the cylindrical internal ground electrode will be as large as the required gap between the conductor ring and the inner surface of the insulator tube. This is because if only the conductor ring is moved inward, the necessity is eliminated. In that case, the dielectric strength between the conductor ring and the center conductor is reduced by reducing the insulation distance between them, but the potential of the conductor ring is higher than the ground potential, so the voltage applied between the conductor ring and the center conductor is reduced. Since is smaller than the voltage applied between the internal ground electrode and the center conductor, insulation coordination can be achieved by adjusting the degree of inward reflection within the range of the ratio. Therefore, the present invention can be achieved without increasing the size of the polymer bushing itself, and the compactness can be achieved.

【0018】(4) 好ましい態様として、コンデンサ棒は
固体コンデンサ素子の段積み構造としている。また、さ
らに好ましい態様として、複数のコンデンサ棒で導体リ
ングを支持し、側面から見て中心導体が各コンデンサ棒
の間から見える空間を有するように複数のコンデンサ棒
を配置し、さらに、空間が占める側面から見た見かけの
面積の割合が、コンデンサ棒の占める側面から見た見か
けの面積の割合よりも相対的に大となるよう構成してい
る。これは電界部が実質的に導体リングと内部接地電極
のみから構成されているに等しい状況を作り出す手段で
ある。コンデンサ棒が円筒形状であったり、棒であって
も多数存在すると、図9に示す従来例のポリマーブッシ
ングに対する電界計算の結果のように、従来のポリマー
ブッシングと電界があまり変わらない結果となり、電界
の斜め化は達成されないためである。導体リングと内部
接地電極との間が実質的に単なる空間である場合には、
図6に本発明のポリマーブッシングに対する電界計算の
結果を示すように、中心導体の電位がこの空間部分に影
響を及ぼす結果、電界部が変形して外被表面の電界方向
を斜めにする。固体コンデンサ素子は、通常、比誘電率
が数千ほどもあるので、少数の素子の使用で大きな静電
容量を形成でき、コンデンサ棒の使用本数を少なくする
ことができる。
(4) In a preferred embodiment, the capacitor rod has a stacked structure of solid capacitor elements. In a further preferred embodiment, the conductor ring is supported by the plurality of capacitor rods, and the plurality of capacitor rods are arranged so that the center conductor has a space that can be seen from between the capacitor rods when viewed from the side, and further occupies the space. The ratio of the apparent area viewed from the side is relatively larger than the ratio of the apparent area viewed from the side occupied by the capacitor rod. This is a means to create a situation where the electric field part is substantially composed of only the conductor ring and the internal ground electrode. If the capacitor rod has a cylindrical shape or a large number of rods, the electric field is not much different from that of the conventional polymer bushing as shown in FIG. Is not achieved. If the space between the conductor ring and the internal ground electrode is substantially just a space,
As shown in FIG. 6, the electric field calculation result for the polymer bushing of the present invention shows that the electric potential of the center conductor affects this space portion, so that the electric field portion is deformed and the electric field direction on the surface of the jacket is oblique. Since a solid capacitor element usually has a dielectric constant of about several thousands, a large capacitance can be formed by using a small number of elements, and the number of used capacitor rods can be reduced.

【0019】(5) 好ましい態様として、導体リングを電
界分布的に所要の距離だけ碍管内面から引っ込めた所に
位置させている。これは、碍管と導体リングの接近によ
り導体リング周辺の局部的電界集中がそのまま外被近傍
に現れる不具合を防止するためである。そのような局部
的集中が現れてしまうと、電界の斜め化は達成しても電
界の絶対値が高くなって、却ってそのことによる部分放
電を発生することになる。一方、内部接地電極は碍管内
面に近接してもかまわない。なぜならば、上方の中間電
位を持つ導体リングの存在により内部接地電極先端周り
の電界が緩和されて既に絶対値が低くなっているから
で、その電界値がそのまま外被近傍に現れても部分放電
を発生させるには至らない。
(5) In a preferred embodiment, the conductor ring is located at a position withdrawn from the inner surface of the insulator tube by a required distance in an electric field distribution. This is to prevent a problem that local electric field concentration around the conductor ring appears as it is in the vicinity of the jacket due to the approach of the insulator tube and the conductor ring. When such local concentration appears, the absolute value of the electric field increases even if the obliqueness of the electric field is achieved, and a partial discharge due to this is rather generated. On the other hand, the internal ground electrode may be close to the inner surface of the insulator tube. This is because the presence of a conductor ring having an upper intermediate potential alleviates the electric field around the tip of the internal ground electrode and the absolute value has already been reduced. Does not occur.

【0020】[0020]

【実施例】本発明例の構成(図1)および従来例の構成
(図7)について、定格電圧550kVのガス絶縁ポリ
マーブッシングを試作した。試作した本発明例および従
来例のガス絶縁ポリマーブッシングに対し、降雨模擬の
電気試験を実施し、部分放電開始電圧を求めた。結果を
以下の表1に示す。
EXAMPLE A gas-insulated polymer bushing with a rated voltage of 550 kV was prototyped for the configuration of the present invention (FIG. 1) and the configuration of the conventional example (FIG. 7). An electrical test of a rainfall simulation was performed on the prototype gas-insulated polymer bushings of the present invention and the conventional example, and the partial discharge inception voltage was obtained. The results are shown in Table 1 below.

【0021】降雨模擬の電気試験は、以下の通り実施し
た。従来構造のブッシングおよび本発明のブッシングを
それぞれ、図7に示すように垂直に起立させて、電気試
験室内へ配置した。ブッシングの内部にはSF6 ガスを
0.4MPaまで充填した。ブッシングに対して45゜
の角度で当たるように注水装置で降雨模擬の水滴をかけ
た。その水量は3mm/分、水の固有抵抗は10000
Ωcmに調整した。次に、電気試験室の照明を消し、室
内を真っ暗にした。観察者の目が暗さになれた後、電圧
印加を開始した。電圧印加は、0Vから上げていき20
0kVで止めて1分間保持した。双眼鏡でブッシングの
可視コロナの出具合を観測した。以後、双眼鏡による可
視コロナの観測をしながら10kV/1ステップの間隔
で昇圧しながら各1分ずつ印加した。そして、コロナが
双眼鏡で最初に目視観察された時点で電圧を0Vまでお
ろした。最初に目視観察されたコロナの開始電圧が対地
電圧318kVより高かった場合には、再度電圧を印加
し、318kVで6時間保持し、その間に部分放電が開
始しないかどうかを観測した。その結果、従来構造のブ
ッシングでは250kVで最初に可視コロナが観測され
た。一方、本発明のブッシングでは、350kVで最初
に可視コロナが観測され、一度0Vに戻した後に318
kVを6時間印加したが、その間には可視コロナは発生
しなかった。
The electrical test for simulating rainfall was conducted as follows. The bushing of the conventional structure and the bushing of the present invention were respectively set upright in the electrical test chamber as shown in FIG. The inside of the bushing was filled with SF 6 gas up to 0.4 MPa. Water droplets for simulating rainfall were applied by a water injection device so as to hit the bushing at an angle of 45 °. The amount of water is 3 mm / min, and the specific resistance of water is 10,000
It was adjusted to Ωcm. Next, the lighting of the electric test room was turned off and the room was darkened. After the observer's eyes became dark, voltage application was started. The voltage is applied from 0V
Stopped at 0 kV and held for 1 minute. The appearance of the visible corona of the bushing was observed with binoculars. Thereafter, while observing the visible corona with binoculars, the pressure was applied at an interval of 10 kV / 1 step, and the voltage was applied for 1 minute each. Then, when the corona was first visually observed through the binoculars, the voltage was lowered to 0V. When the starting voltage of the corona, which was first visually observed, was higher than the ground voltage 318 kV, the voltage was applied again, the voltage was maintained at 318 kV for 6 hours, and it was observed whether or not partial discharge started during that time. As a result, visible corona was first observed at 250 kV in the bushing of the conventional structure. On the other hand, in the bushing of the present invention, visible corona was first observed at 350 kV, and after returning to 0 V once, 318
kV was applied for 6 hours, during which time no visible corona was generated.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】定格電圧550kVのポリマーブッシング
にかかる対地電圧は550/31/2 =318kVである
ので、表1の結果から、雨天時に従来例の構成のポリマ
ーブッシングでは部分放電が発生するのに対し、本発明
例の構成のポリマーブッシングでは部分放電が発生しな
いことがわかる。
Since the ground voltage applied to the polymer bushing having the rated voltage of 550 kV is 550/3 1/2 = 318 kV, the results shown in Table 1 indicate that a partial discharge occurs in the polymer bushing of the conventional configuration in rainy weather. It can be seen that partial discharge does not occur in the polymer bushing of the configuration of the present invention.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電界緩和手段の構成を改良して、中心導体の
周りに同心状に設けた円筒形状の内部接地電極と、内部
接地電極の上端に固定され上方に伸びるコンデンサ棒
と、中心導体と同心状にコンデンサ棒で支持された導体
リングとから構成しているため、ポリマー碍管の外被表
面での電界の状態を好適に制御でき、雨天時でも水滴か
らの部分放電の発生を防止でき、外被劣化の懸念が全く
なくなる。その結果、部分放電に対する耐力の高いコス
ト高な材料を必ずしも外被に使用する必要がなく、外被
材料の種類に関わらず雨天時の付着水滴からの部分放電
による劣化の懸念のないポリマーブッシングを得ること
ができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the structure of the electric field relaxation means is improved so that the cylindrical internal ground electrode provided concentrically around the center conductor and the internal ground Consisting of a capacitor rod fixed to the upper end of the electrode and extending upward and a conductor ring supported by the capacitor rod concentrically with the center conductor, the state of the electric field on the outer surface of the polymer insulator can be controlled appropriately. Thus, the occurrence of partial discharge from water droplets can be prevented even in rainy weather, and there is no fear of deterioration of the jacket. As a result, it is not always necessary to use a high-cost material with high resistance to partial discharge for the jacket, and a polymer bushing that is not subject to deterioration due to partial discharge from water droplets attached in rainy weather regardless of the type of the jacket material. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のポリマーブッシングの一例の構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a polymer bushing of the present invention.

【図2】本発明のポリマーブッシングを構成する導体リ
ング、コンデンサ棒および内部接地電極を側面から見た
図である。
FIG. 2 is a side view of a conductor ring, a capacitor rod, and an internal ground electrode constituting the polymer bushing of the present invention.

【図3】従来例のポリマーブッシングにおける電界と水
滴の形状変化との関係を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between an electric field and a change in shape of a water droplet in a conventional polymer bushing.

【図4】本発明のポリマーブッシングにおける電界と水
滴の形状変化との関係を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between an electric field and a change in shape of a water droplet in the polymer bushing of the present invention.

【図5】本発明の構成においてコンデンサ棒を絶縁物に
置き換えた構成のポリマーブッシングに対する電界計算
の結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a result of an electric field calculation for a polymer bushing having a configuration in which a capacitor rod is replaced with an insulator in the configuration of the present invention.

【図6】本発明のポリマーブッシングに対する電界計算
の結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a result of an electric field calculation for the polymer bushing of the present invention.

【図7】本発明の実施例における降雨模擬の電気試験の
様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of an electrical test of rainfall simulation in the example of the present invention.

【図8】従来のポリマーブッシングの一例の構成を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional polymer bushing.

【図9】従来のポリマーブッシングに対する電界計算の
結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a result of an electric field calculation for a conventional polymer bushing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポリマーブッシング、11 ポリマー碍管、12
FRP筒、13 外被、14−1 上部フランジ金具、
14−2 下部フランジ金具、15 胴部、16笠、1
7 上蓋、18 端子、21 中心導体、31 電界緩
和手段、32 内部接地電極、33 コンデンサ棒、3
4 導体リング、41 固体コンデンサ素子、42 空
1 Polymer bushing, 11 Polymer insulator, 12
FRP cylinder, 13 jacket, 14-1 upper flange bracket,
14-2 Lower flange bracket, 15 torso, 16 shades, 1
7 Top cover, 18 terminals, 21 center conductor, 31 Electric field relaxation means, 32 Internal ground electrode, 33 Capacitor rod, 3
4 conductor ring, 41 solid capacitor element, 42 space

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年4月24日[Submission date] April 24, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリマー碍管と、ポリマー碍管の内部中心
に貫通して設けた中心導体と、ポリマー碍管と中心導体
との間であってポリマー碍管の下側に設けた電界緩和手
段とから構成され、ポリマー碍管内部にガスまたは油か
らなる絶縁媒体を充填したポリマーブッシングにおい
て、電界緩和手段を、中心導体の周りに同心状に設けた
円筒形状の内部接地電極と、内部接地電極の上端に固定
され上方に伸びるコンデンサ棒と、中心導体と同心状に
コンデンサ棒で支持された導体リングとから構成したこ
とを特徴とするポリマーブッシング。
1. A polymer insulator, a center conductor penetrating the inner center of the polymer insulator, and an electric field relaxation means provided between the polymer insulator and the center conductor and below the polymer insulator. In a polymer bushing in which an insulating medium made of gas or oil is filled in a polymer insulator tube, an electric field relaxation means is fixed to a cylindrical internal ground electrode provided concentrically around a center conductor and to an upper end of the internal ground electrode. A polymer bushing comprising a capacitor rod extending upward and a conductor ring supported by the capacitor rod concentrically with the center conductor.
【請求項2】導体リングの径が内部接地電極の径より小
さい請求項1記載のポリマーブッシング。
2. The polymer bushing according to claim 1, wherein the diameter of the conductor ring is smaller than the diameter of the internal ground electrode.
【請求項3】コンデンサ棒が固体コンデンサ素子の段積
み構造からなる請求項1または2記載のポリマーブッシ
ング。
3. The polymer bushing according to claim 1, wherein the capacitor rod has a stacked structure of solid capacitor elements.
【請求項4】複数のコンデンサ棒で導体リングを支持
し、側面から見て中心導体が各コンデンサ棒の間から見
える空間を有するように複数のコンデンサ棒を配置した
請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマーブッシン
グ。
4. The capacitor ring according to claim 1, wherein the conductor ring is supported by a plurality of capacitor rods, and the plurality of capacitor rods are arranged so that a central conductor has a space seen from between the capacitor rods when viewed from the side. Item 2. The polymer bushing according to item 1.
【請求項5】空間が占める側面から見た見かけの面積の
割合が、コンデンサ棒の占める側面から見た見かけの面
積の割合よりも相対的に大である請求項4記載のポリマ
ーブッシング。
5. The polymer bushing according to claim 4, wherein the ratio of the apparent area viewed from the side occupied by the space is relatively larger than the ratio of the apparent area viewed from the side occupied by the capacitor rod.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388853B1 (en) * 2000-11-22 2003-06-25 조규삼 A bushing attached on the low-voltage side and the high voltage side of an electric pole transformer
CN111667997A (en) * 2020-05-20 2020-09-15 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 Current conversion transformer network side sleeve pull rod system

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