JPH11288629A

JPH11288629A - ブッシング

Info

Publication number: JPH11288629A
Application number: JP2696899A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Shindo; 勝二進藤; Toshiaki Rokunohe; 敏昭六戸; Fumimasa Endo; 奎将遠藤; Tokio Yamagiwa; 時生山極
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: JP3769961B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブッシングの碍管表面の電界集中によるコロナ
発生を防止できるブッシングを提供する。【解決手段】ブッシングの内部の中心導体の周りに複数
のリングシールドで構成した内部シールドを用い、電位
が抜けるギャップを形成する。【効果】ブッシングにおいて、内部シールド上部近傍の
碍管沿面の電界集中を緩和し、注水時のコロナ発生を防
止でき、耐汚損性能，耐電圧特性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブッシングに係り、
特にブッシング表面の電界集中を低減するのに好適な内
部シールドを備えたブッシングに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のブッシングは、碍管内部，外部の
電界を制御するため、中心導体の周りに同軸円筒シール
ドと外部にシールドリングを設けて構成している。

【０００３】又、特開昭58−163111号公報に記載のよう
に、中心導体の周囲に電位調整用のコンデンサ筒あるい
はシールド電極を設け、碍管内面近傍に短尺絶縁筒を接
続して絶縁筒を形成し、その接続部近傍に電界緩和用電
極を配置したブッシングがある。又、特開昭60−86709
号公報に記載のように、中心導体と同軸状に接地電位の
第１の円環状シールドを設け、この第１の円環状シール
ドの内側に接地電位以上の電位を有する１番目の円環状
シールドを設け、インピーダンス支持部を介して、順次
円環状シールドを多段積みしたブッシングがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
電界を制御するため同軸円筒シールドを軸方向に高く設
置されているため、図１０に示す等電位分布から分かる
ように、電位９全体が同軸円筒シールド１１０に沿って
軸方向に持ち上げられるため、同軸円筒シールド上部近
傍の空間に電位が集中し、その電位が外側空間に分布す
る。そのため、同軸円筒シールド１１０の上側近傍にお
ける碍管１０１の沿面に電界が集中し、注水時のコロナ
発生、もしくは、耐汚損性能を低下させる等の問題があ
った。特に、一般的に碍管表面がシリコーンゴムなどの
有機材である複合碍管を用いた場合は、注水時のコロナ
放電が碍管表面を劣化させ絶縁信頼性が低下し、延いて
はブッシングの寿命を短縮させる恐れがあるという問題
があった。

【０００５】又、特開昭58−163111号公報に記載のブッ
シングは、内部シールドを段積みしているため、地震や
ガス絶縁開閉装置等の機械的振動で内部シールドがずれ
たり，動いたりし、絶縁信頼性の点で問題がある。又、
内部シールド内面に電界緩和用のシールドを用いること
は困難であり、内部シールド内面の接続金具とのトリプ
ルジャンクション部の絶縁的な対策が充分できず、ブッ
シングが大型化することや絶縁信頼性上問題となるもの
であった。

【０００６】又、特開昭60−86709 号公報に記載のブッ
シングは、導体とシールドのどこか一部をインピーダン
ス部材で接続するため、複数のシールドを完全にガス絶
縁することができないものであり、インピーダンスによ
る電位分担は経年変化の恐れがあるものであった。又、
電界が強くなるシールド端部にインピーダンス部材を用
いているため、絶縁部材に比べて絶縁耐力が低くなり、
絶縁信頼性に問題があるものであった。

【０００７】本発明の第１の目的は、ブッシングの内径
を大きくしなくても、ブッシング表面の電界集中を緩和
できるブッシングを提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、注水時のコロナ発
生を防止でき、耐汚損性能，耐電圧特性のすぐれたブッ
シングを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は碍管と、該碍管内に配置された中心導体
と、該中心導体の周りに設置された内部シールドを備え
たブッシングにおいて、内部シールドを中心導体の軸方
向に間隙を有して複数個設け、かつ該複数個の内部シー
ルドを導体で支持したことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のブッシングでは、複数個の
内部シールドが接地電位に設定されていることを特徴と
するものである。

【００１１】また、本発明のブッシングでは、複数個の
内部シールド間の間隙を中心導体の高圧端子側が順次大
きくなるように内部シールドを設置したことを特徴とす
るものである。

【００１２】また、本発明のブッシングでは、複数個の
内部シールドの内径を中心導体の高圧端子側に向かって
順次小さく、もしくは少なくとも中心導体の高圧端子側
の内部シールドの内径を小さく構成したことを特徴とす
るものである。

【００１３】また、本発明のブッシングでは、複数個設
けられた内部シールドのうち、接地電位側の内部シール
ドの形状を前記碍管から内部シールドまでの距離より
も、内部シールドの中心導体に沿った長さを大きくした
ことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。図１は本発明の一実施例のブッシングの縦断
面図、図２は図１のブッシングの電位分布を示した一部
拡大縦断面図である。

【００１５】本実施例では、碍管に磁器もしくはＦＲＰ
（fiberglass reinforced plasticsの略でガラス繊維強
化プラスチックのことをいう）の複合碍管を用いた場合
について説明する。ブッシングには、碍管１０１の内部
に中心導体１０２が配置されており、碍管１０１の頂部
は、中心導体１０２と電気的に接続された高圧端子１０
３及び電界緩和用の外部シールド１１４が設けられてい
る。碍管１０１の下部はフランジ１０４を介して金属シ
ース１０５に取り付けられている。ブッシングの内部は
絶縁性ガスもしくは絶縁性の液体が封入されている。絶
縁性ガスとしては、例えばＳＦ₆，二酸化炭素，窒素等
が用いられ、絶縁性の液体としては、例えば絶縁油，パ
ーフロロカーボン等が用いられる。

【００１６】碍管１０１の内部の中心導体１０２の周り
には、電位が接地電位になるように接地されたドーナッ
ツ状のリングシールド１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃが
設けられている。リングシールド１０７ａ，１０７ｂ，
１０７ｃ間は複数の支持導体１０８ａ，１０８ｂ，１０
８ｃでシールド間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を形成するように
支持されている。この支持導体１０８ａは、フランジ４
と金属シース１０５との間に固定された円筒支持金具１
０６に取り付けられている。ここで、リングシールド１
０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ間の間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３
は、電位がシールド間を通り抜け外部に分布する間隙長
に調整されている。特に最上部のシールド間隙Ｇ１を大
きくするのが効果的で、シールド間の間隙長をＧ１＞Ｇ
２＞Ｇ３に設定するとブッシング碍管表面の電位を低減
することができる。

【００１７】このように構成した場合の等電位線１０９
は、図２に示すように、各々のリングシールド１０７
ａ，１０７ｂ，１０７ｃの周囲に等電位線を描くが各シ
ールド間には間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられているた
め、その間隙から漏れた等電位線１０９は外部空間に分
布する。この分布は、間隙長によって異なるが、図２に
示す一例のように、２５％以下の等電位線１０９が各シ
ールド間の間隙Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３から外部に分布するた
め、最上部のリングシールド１０７ｃ下方の等電位線１
０９が均等化される。また、最上部のリングシールド１
０７ｃ近傍の碍管１０１の表面の等電位間隔は広くな
る。このため、碍管１０１の表面に対する沿面方向成分
の電界を数十％低減できる。この結果、コロナ発生を防
止でき、耐電圧向上を図ることができ、従来は電界緩和
用の内部シールド先端部近傍の強電界が招く碍管破壊を
防止するために設けられていた外部下部シールドリング
113を取り除くことができる。また、中心導体１０２は
通電により発熱するが、シールドリング間に間隙Ｇ１，
Ｇ２，Ｇ３が設けられているため碍管１０１内部の対流
作用が良くなり、冷却効果が上がる効果がある。

【００１８】本発明の他の一実施例を図３から図４によ
り説明する。図３は、本発明の他の実施例であるブッシ
ングの縦断面図、図４は、図３の内部シールドを示す一
部拡大縦断面図である。

【００１９】本実施例では、内部シールドとして、同軸
円筒シールド１１０と、同軸円筒シールド１１０の軸上
にリングシールド１０７を設けている。同軸円筒シール
ド１１０とリングシールド１０７との間は支持導体１０
８で接続され、シールド間の間隙Ｇを形成している。こ
の支持導体１０８としてはパイプ形状のものを用いてい
る。このように構成した場合、リングシールドの数を減
らすことができ、構造も簡単になる。また、性能的には
シールド間の間隙Ｇだけを調整すればよく、このシール
ド間の間隙Ｇを調整することにより、複数のリングシー
ルドの場合と同程度の効果が得られる。また、リングシ
ールド１０７の内径を円筒シールド１１０の内径より小
さくすると、碍管１０１の沿面における電位間隔が広が
り、沿面方向電界がさらに緩和される。ここで、支持導
体１０８としてはパイプ形状の他、楕円，円筒，プレー
トの形状を適用できる。又、円筒シールド側面に穴を設
けてもよい。

【００２０】この図３のように構成した場合の等電位線
１０９は、図４に示すように、リングシールド１０７，
および円筒シールド１１０の周囲に等電位線を描くが各
シールド間には間隙Ｇが設けられているため、その間隙
から漏れた等電位線１０９は外部空間に分布する。この
分布は、間隙長によって異なるが、図２に示す一例と同
様に等電位線１０９がシールド間の間隙Ｇから外部に分
布するためリングシールド１０７下方の等電位線１０９
が均等化される。また、更に、円筒シールド１１０の形
状について、碍管１０１から円筒シールドまでの距離Ｌ
１よりも、円筒シールド１１０の中心導体１０２に沿っ
た長さＬ２を大きくすることにより、間隙Ｇから外部に
分布する等電位線１０９が均等化され、特に碍管１０１
の碍管フランジ１０４に近い沿面における等電位線１０
９の分布を均等化することが可能になり、また、最上部
リングシールド１０７近傍の碍管１０１の表面の等電位
間隔が広くなるように、円筒シールド１１０の長さＬ２
を規定して、最上部リングシールド１０７を配置するこ
とで、碍管１０１の全長にわたる表面の沿面方向成分の
電界を低減できる。

【００２１】さらに、図４に示す例では最上部のリング
シールド１０７に絶縁コーティング１１２を施してい
る。つまり、内部シールドによって等電位線１０９全体
が上方に押し上げられるため、最上部のリングシールド
１０７表面の電界が強くなる。このため、最上部のリン
グシールド１０７に絶縁コーティング１１２することに
よって表面電界を緩和し、耐電圧を向上させることがで
きる。

【００２２】本発明の他の実施例を図５により説明す
る。図５は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面
図である。

【００２３】本実施例では、図１，図２に示す実施例と
同様に、内部シールドとして複数のリングシールドを用
いているが、本実施例では、リングシールド１０７ａ，
107b，１０７ｃの軸方向上方側の径を順次小さくしてい
る。このようにすると、電界がある一定値以上に高くな
る中心導体１０２との対向面積が小さくなり、絶縁信頼
性を向上できる。また、最上部のリングシールド１０７
ｃを絶縁コーティングすると表面電界が緩和される。従
って、最上部リングシールド１０７ｃと中心導体１０２
との距離を縮めることができる一方、碍管１０１との距
離を大きくできるので、碍管１０１表面の沿面方向成分
の電界を更に緩和し、均等化することが可能になる。

【００２４】本発明の他の実施例を図６により説明す
る。図６は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面
図である。

【００２５】本実施例では、複数のリングシールド１０
７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ間を絶縁物１１１ａ，１１１
ｂ，１１１ｃで接続している。このようにすると、上部
リングシールドほど容量分圧により電位が高くなり、高
電圧となる中心導体１０２との電圧差が少なくなる。こ
のため、リングシールド１０７ａ,１０７ｂ,１０７ｃの
内径を上部ほど小さくすることができ、内部シールドを
小径化することができるので、ブッシング碍管１０１の
表面の電界を図５に示す実施例よりもさらに低減するこ
とができ、小径化，コロナ防止，耐電圧向上を図ること
ができる。

【００２６】本発明の他の実施例を図７により説明す
る。図７は本発明の一実施例であるブッシングの縦断面
図である。

【００２７】本実施例は、碍管に複合碍管を用いた例を
示している。ここで、複合碍管とは、内側のＦＲＰ製の
筒状の碍管１１５とその外側に設けられた耐候性を有す
るゴムからなるノンセラミック碍管１０１ａとで形成さ
れた碍管のことである。FRP製の碍管１１５の外側を覆
う材料には、例えばシリコーンゴム，ＥＶＡ（エチレン
ビニルアセテートの略）、ＥＰＤＭ，ＥＰＲ（エチ
レンプロピレン共重合体の略）等がある。このような
複合碍管では、ブッシング表面で部分放電や局所的なア
ーク放電が発生するとトラッキングやクラックを生成す
るため複合碍管の劣化が進み、ブッシングの寿命を短く
する恐れがある。このような複合碍管に図７に示すよう
な内部シールドを用いると碍管１０１ａの表面の沿面方
向成分の電界を低減することができるため、コロナ及び
部分的なアーク放電を防止することができブッシングの
絶縁信頼性向上及び寿命短縮を防止することができる。

【００２８】また、この実施例において図３の同軸円筒
シールドと、リングシールドを設けた例のように、碍管
から同軸円筒シールドまでの距離Ｌ１よりも、同軸円筒
シールドの中心導体に沿った長さＬ２を大きくすること
で、より等電位線の分布を均等化することが可能にな
る。

【００２９】更に、この構成以外にも図１，図５および
図６の複数のリングシールドを採用することによっても
良い効果を得られる。

【００３０】さらに、本発明の他の実施例を図８を用い
て説明する。図８は図７と同様に複合碍管を用いた本発
明の一実施例であるブッシングの縦断面図であり、図７
の部材番号と同じものは同一材質で構成されている。

【００３１】この図８のブッシングでは既に述べたブッ
シングのように複合碍管が円錐形状ではなく、円筒形状
のものを採用しているが、同軸円筒シールド１１０と、
リングシールド１０７を設けたことにより、碍管の等電
位線の分布を均等化させているので、コロナ及び部分的
なアーク放電を防止することができブッシングの絶縁信
頼性向上及び寿命短縮を防止している。

【００３２】そして、本発明の他の実施例を図９を用い
て説明する。図９は図８と同様に複合碍管を用いた本発
明の一実施例であるブッシングの縦断面図であり、図８
の部材番号と同じものは同一材質で構成されている。

【００３３】この図９のブッシングでは図８に述べたブ
ッシングのように全体が円筒形状のものではなく、高圧
端子側が円錐状になっているものである。

【００３４】このブッシングでは高圧端子側が円錐状に
形成されているため、複合碍管の容量を少なくして構成
することを可能にすると共に、高圧端子側の碍管の等電
位線分布を均等化させることを実現している。

【００３５】また、この図９の一実施例ではブッシング
全体中で、高圧端子側近くの一個所で円筒形状から円錐
状に形状を変更しているが、このように一個所のみの形
状変更でなく、二個所以上の形状変更、例えば円筒形状
から円錐形状に変更し、更に円錐形状から円筒形状へ、
その後、円筒形状から円錐形状に変更することで、より
碍管の等電位線分布を均等化させることを実現できる。

【００３６】本発明の他の実施例を図１０により説明す
る。図１０は、本実施例であるブッシングの縦断面図で
ある。

【００３７】本実施例では、図１０に示すように、ブッ
シングの上部及び下部に上述した内部シールドを適用し
ている。このように、ブッシング上部にも下部と同様な
円筒シールド１１０ｄ及びリングシールド１０７ｄを用
いると、碍管上部表面の沿面方向成分の電界を低減する
ことができる。この場合、上部の内部シールドの電位
は、高圧端子１０３の電位と同じ電位となっている。こ
の結果、図３に示すブッシング碍管上部の外部シールド
リング１１４を除去することができ、コスト低減を図る
ことができる。また、ＦＲＰを使用した複合碍管におい
ては導体からの放射熱を内部シールドで遮断することが
でき複合碍管の温度上昇を抑えることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、ブッシング内部シール
ドに複数のリングシールドを用い、シールド間間隙を形
成することにより、碍管表面の沿面方向成分の電界を緩
和し、注水時のコロナ発生を防止することができ、耐汚
損性能が向上する。又、碍管内部の冷却効果を上げるこ
とができる。又、外部シールドを設けなくてもよく、碍
管の小径化，コスト低減も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるブッシングの縦断面図
である。

【図２】ブッシングの電位分布を示した一部拡大縦断面
図である。

【図３】本発明の他の実施例であるブッシングの縦断面
図である。

【図４】図３の内部シールドを示す一部拡大縦断面図で
ある。

【図５】本発明の他の一実施例であるブッシングの縦断
面図である。

【図６】本発明の他の一実施例であるブッシングの縦断
面図である。

【図７】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いた例
を示すブッシングの縦断面図である。

【図８】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いたブ
ッシングの縦断面図である。

【図９】本発明の一実施例の碍管に複合碍管を用いたブ
ッシングの縦断面図である。

【図１０】本発明の一実施例の上部及び下部に内部シー
ルドを適用したブッシングの縦断面図である。

【符号の説明】

１０１…碍管、１０１ａ…ノンセラミック碍管、１０２
…中心導体、１０３…高圧端子、１０４…碍管フラン
ジ、１０５…金属シース、１０６…円筒支持金具、１０
７，１０７ａ，１０７ｂ,１０７ｃ,１０７ｄ…リングシ
ールド、１０８，１０８ａ，１０８ｂ,１０８ｃ…支持
導体、１０９…等電位線、１１０,１１０ｄ…円軸円筒
シールド、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…支持絶縁
物、１１２…絶縁コーティング、１１３…外部下部シー
ルドリング、１１４…外部上部シールドリング、１１５
…ＦＲＰ製の碍管、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…シールド間
間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山極時生茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】碍管と、該碍管内に配置された中心導体
と、該中心導体の周りに設置された内部シールドを備え
たブッシングにおいて、前記内部シールドを前記中心導体の軸方向に間隙を有し
て複数個設け、かつ該複数個の内部シールドを導体で支
持したことを特徴とするブッシング。
【請求項２】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個の内部シールドが接地電位に設定されている
ことを特徴とするブッシング。
【請求項３】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個の内部シールド間の間隙を前記中心導体の高
圧端子側が順次大きくなるように前記内部シールドを設
置したことを特徴とするブッシング。
【請求項４】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個の内部シールドの内径を前記中心導体の高圧
端子側に向かって順次小さく、もしくは少なくとも前記
中心導体の高圧端子側の内部シールドの内径を小さく構
成したことを特徴とするブッシング。
【請求項５】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個の内部シールド間を絶縁部材で接続したこと
を特徴とするブッシング。
【請求項６】請求項１のブッシングにおいて、少なくとも前記高圧端子側の内部シールドを絶縁コーテ
ィングしたことを特徴とするブッシング。
【請求項７】請求項１のブッシングにおいて、前記中心導体の高圧端子部に高圧端子の電圧と同電位と
なる中心導体の周りを囲み、且つブッシングの軸方向に
前記同電位部材よりも長さの短い前記高圧端子と同電位
の複数のシールド、もしくは円筒シールドと長さの短い
シールドを設けたことを特徴とするブッシング。
【請求項８】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個の内部シールドのうち、少なくとも１個の内
部シールドがドーナッツ状のリングシールドで構成され
ていることを特徴とするブッシング。
【請求項９】請求項１のブッシングにおいて、前記碍管が、複合碍管で構成されていることを特徴とす
るブッシング。
【請求項１０】請求項１のブッシングにおいて、前記複数個設けられた内部シールドのうち、接地電位側
の内部シールドの形状を前記碍管内壁から内部シールド
までの距離よりも、内部シールドの前記中心導体に沿っ
た長さを大きくしたことを特徴とするブッシング。