【発明の詳細な説明】
碍子
技術分野
本発明は、請求項１の序段に記載の種類の碍子に関する。碍子は、細長い中空
の絶縁体と、その両端に設けられた取付接合フランジとを有する。碍子は、さら
に共働する固定および可動の主およびアーク接点とを含む接触装置を有するもの
であっても良い。碍子は、さらにサーキットブレーカ用の支持碍子であっても良
いし、またサーキットブレーカ用の連続作動ロッドを有するものであっても良い
。
本発明は、主に１００から３００ｋＶの程度の範囲の定格電圧用として構成さ
れているが、この範囲より高い定格電圧でも低い定格電圧でも好適に使用できる
ものである。好ましくは、本発明による碍子は、電気絶縁ガス、好ましくは、Ｓ
Ｆ6を満たされたものとするが、その他の絶縁および消弧媒体を満たすようにし
ても良い。以下に記載の、絶縁、絶縁体などの語句は、表面放電に対する絶縁を
意味するものである。
背景技術
絶縁体は、絶縁体により保持された二つの取付手段を有する。その主なる役割
は、二つの異なる電圧電位を有する二つの極を電気的に分離することである。高
電圧機械技術における応用では、陶磁器あるいは高分子材料の複数の絶縁体を好
適に使用する。これら絶縁体を互いに結合あるいは、ベース、機械ハウジング、
サーキットブレーカ機器あるいは導体などの他の物体に取り付けるために、碍子
の極は、取付フランジを備えている。絶縁体の寸法上の基準として、極間の距離
が表面放電に対して充分安全なものとし、而してさらなる態様として機械的な力
に対する抵抗も有する。中空絶縁体の場合、長さと半径との関係する材料の厚さ
も重要となってくる。ガスを充填した碍子において、材料の極接続における封止
を考慮する必要がある。取付フランジは、絶縁体に十分封止して接続する必要が
あり、また封入絶縁ガスの過剰圧力に充分耐えるようにする必要がある。各端に
一つの取付フランジを設けた上記種類のガス充填碍子は、米国特許第４，８２７
，
３７３号で既に知られている。支持碍子は、この構成では、消弧室碍子を支持し
弧消火室碍子は、遮断素子を有し、ＳＦ6ガスを充填した気密空間が碍子を通し
て延在する。支持碍子と消弧室碍子の双方の絶縁体は、中空であり、円筒形の陶
磁器体であり、この外表面には、エナメルが塗られている。陶磁器体は、長さ方
向の主部に沿って複数の撥水溝が設けられている。陶磁器体の各端において、平
滑な円筒部分を有し、円筒形部分のそれぞれは、取付フランジを設けた導電材料
の環状極により包囲されている。
支持碍子および消弧室碍子は、ネジ止めにより互いに結合されており、回路網
接続の接続フランジがこれらの碍子の間に配置されている。接続フランジは、ま
ず碍子の一つの極環に取り付けられる。この場合、ガス漏れに対する良好な封止
が確保されなければならない。この後、接続フランジを取り付けた碍子は、第２
の碍子の極環に取り付けられる。この構成においてまた、ガス漏れに対する封止
が確保されなければならない。この点に関して、既知の碍子における問題は、取
付時に二つの切断面を密封する必要があり、取付に要する時間がかなりのものと
なる。
表面放電に対する安全性を十分なものとするために極間距離を充分長くとる必
要がある。この距離は、極の二つの伝導体部分の間を考慮したものである。この
場合、これらは、陶磁器体の両端外周りに固定された極環により構成される。こ
の方法で、碍子は、安全距離により定義される長さより長い高さを有することと
なる。全高さに関しての機械的縦断力に抵抗しうる絶縁体は、安全距離に関して
の縦断力により要される力よりも強くなるような寸法となるようにしなければな
らない。
さらに別のガス充填碍子は、ＳＵ１５５７５９０に開示されている。この碍子
は、二つの極環を包囲あるいは鋳造成形した絶縁体を有する。極は、径方向に突
出する隆起を有するように設計され、この隆起が鋳造時に絶縁体に形成されたス
ロットと係合するようになっている。碍子における過剰圧力により、隆起は、ス
ロットの側部に押しつけられ、自己密封接合が塗布材により形成される。この既
知の碍子の欠点は、絶縁体の鋳造時に碍子の内部に鋳型を配置しなければならな
いことである。この鋳型は、爾後残されたままとするか、あるいは何らかの方法
で取り外しできるようにしなければならない。これでは、爾後に制御し得るよう
に絶縁体を良好な絶縁特性を有するようにする可能性は低い。屋外使用の場合、
碍子は、漏洩経路を増大し、表面放電の危険性を低減するように溝を形成する必
要がある。さらに既知の碍子の欠点は、溝を設けた外部絶縁体は、付加的な加工
を経て製造しなければならず、価格の増大ならびに安全性を害するエアポケット
の発生の問題を生ずる。
発明の要旨
本発明の目的は、所与の規格電圧に対して全高が低く、材料ならびに装着時の
手間の低減をならしめ、上記形式の碍子を提供することである。全高を低減した
ことにより、材料の厚さ並びに絶縁距離を小さくでき、よって製造コストを低減
できる。本発明によれば、以上の特性は、請求項の特徴部分に記載の特徴を有す
る碍子により達成しうる。
本発明によれば、フランジ付き環状極が、その環状部分を絶縁体の中空の内側
に入れて挿入取り付けされている。この方法で外部環境の絶縁性に関して、碍子
に封入された絶縁ガスの良好な絶縁性を利用する。表面放電に対する安全距離は
、間が空気の場合より極間が絶縁ガスの場合の方が短くなる。ガス充填絶縁体の
内側に極の環状部を配置することにより、極間距離は、表面放電に対する安全性
を害することなく、低減することが可能である。絶縁体の外側には、極のフラン
ジのみが露出する。このフランジは、導体部分を構成し、この導体部分で空気に
おける安全距離が与えられる。この高さを制限することにより、従前の設計の碍
子の全高さの約１０％の高さが低減できる。
取付フランジを直接相互に接合できるように設計することにより、フランジ接
合平面を完全に無くすことができる。この結果、シールする切断面が一つとなり
、また接合部分が一つとなり部品が少なくなる。取付フランジは、平面取付表面
を有し、この表面にスロット内に配置したＯ−リングが密封の手段として配置さ
れる。平面フランジには、突出部あるいは長円形の平面部が設けられ、これによ
り回路網との接続ができるようになっている。
図面の簡単な説明
本発明を添付図を参照して実施例により詳細に説明する。
第１図は、上部の支持碍子と下部の消弧室碍子の二つの碍子が接合された状態
を示す断面図。
第１図は、例えばガラス繊維補強のエポキシ樹脂製の管状内側絶縁体１と、こ
の内側絶縁体１の周りに鋳造成形された、例えばシリコンゴム製の溝付き外側絶
縁体と、内側絶縁体１の上部に挿入された、導電性材料製上側極３とで構成され
る。極３は、管状部分９を有し、この管状部分９の外径は、内側絶縁体１の内径
より小さくなっている。管状部分９は、接着剤６などにより絶縁体１に固定され
ている。極３は、さらにフランジ４を有し、このフランジ４の外側部５は、まる
められて電場が集中するのを回避している。フランジの装着面７は、平面であり
、スロット８が設けられ、このスロット８にＯ−リング（端面に対するシールを
行う）を配置することができる。極の環状部分９は、碍子に向けて内方に面し、
かつその縁は、まるめられており、電場の集中を回避している。
消弧室碍子は、サーキットブレーカを有し、第１図に図示のように、このサー
キットブレーカの下部は、支持碍子に装着されている。消弧室碍子は、例えば、
ガラス繊維強化エポキシ樹脂製の内側絶縁体１’と、この内側絶縁体１’の周り
に鋳造成形された、例えばシリコンゴム製の、溝を設けた外側絶縁体２’と、こ
の内側絶縁体１’に挿入された導電性材料製の下側極３’とで構成されている。
極３’は、環状部分９’を有し、この環状部分９’の外径は、内側絶縁体１’の
内径より小さくなっている。管状部分９は、接着剤６’などにより絶縁体１’に
固定されている。極３’は、さらにフランジ４’を有し、このフランジ４’の径
は、支持碍子の対応のフランジ４の径よりも大きい。またフランジ４’の外側部
５’は、まるめられて電場が集中するのを回避している。フランジ４’の装着面
７’は、平面であり、正方形断面形状の円形スロット８’が設けられ、スロット
８’にＯ−リング１０が配置されており、互いに結合されたフランジ４，４’の
間を密封している。
消弧室碍子は、その取付フランジ４，４’をネジ継手１１で互いに固定すこと
により支持碍子に固定される。ネジを上側フランジ４’に設けて、締め付けに際
して二つの取付面７，７’同志を押圧する。スロット８’に配置したＯ−リング
１０は、これにより弾性変形が課せられ、二つのフランジに対して密封がなされ
る。下側集電子１２が上側極３’にネジ継手１３により接続され、さらにフラン
ジ４’に結合された導体（図示せず）を介して回路網に接続されている。
上述のように互いに組み立てられた碍子は、共通の内部空間を有し、この空間
にＳＦ6などの絶縁ガスが充填されている。表面放電に関する安全距離は、外側
よりも内側の方が長くなっている。絶縁体の各端に挿入された極は、この効果を
利用している。極の挿入部分９，９’とそれぞれの絶縁体の他端に挿入された部
分との間の距離は、絶縁体の外側に露出したフランジ５，５’の間の相当する距
離よりも短い。碍子の内部では、安全距離が短くて良いので、安全距離の寸法は
、碍子の両端で外側に露出したフランジの外側縁部分の間で決定される。以上の
効果により、絶縁体を短くできる。１０％までの長さの節約が可能である。これ
により費用も節約できる。
長さが短ければ短いほど、縦断力に対しての碍子の機械的抵抗が大きくなる。
よって、もし長い碍子で縦断力に対して同じ抵抗を有することが望まれる場合は
、材料の厚さを低減できる。この方法により、約５％の費用の節約ができる。本
発明により省略された接続フランジによりさらに材料が低減され、装着の手間が
省かれ、これによっても約５％の費用の節約ができる。総合的にみて、本発明に
より約２０％の費用の低減が可能である。
本発明は、支持碍子や消弧室碍子に限定されずに、その他各種の高低いずれの
電圧の中空碍子にも適用しうるものであり、また極は、焼きばめにより絶縁体に
装着しても良い。Description: FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an insulator of the type mentioned in the preamble of claim 1. The insulator has an elongated hollow insulator and mounting joint flanges provided at both ends thereof. The insulator may further comprise a contact device including cooperating fixed and movable main and arc contacts. The insulator may further be a support insulator for a circuit breaker, or may have a continuous operating rod for a circuit breaker. Although the present invention is mainly configured for a rated voltage in the range of about 100 to 300 kV, it is possible to suitably use a rated voltage higher or lower than this range. Preferably, the insulator according to the invention, electrically insulating gas, preferably, it is assumed filled with S F 6, it may be filled with other insulating and arc-extinguishing medium. The terms such as insulation and insulator described below mean insulation against surface discharge. BACKGROUND ART An insulator has two mounting means held by the insulator. Its main role is to electrically separate the two poles having two different voltage potentials. For applications in high voltage mechanical technology, multiple insulators of ceramic or polymeric materials are preferably used. The poles of the insulator are provided with mounting flanges to connect these insulators together or to attach to other objects such as bases, machine housings, circuit breaker equipment or conductors. As a measure of the dimensions of the insulator, the distance between the poles should be sufficiently safe against surface discharges and thus in a further aspect also have a resistance to mechanical forces. In the case of a hollow insulator, the thickness of the material related to the length and the radius is also important. In gas-filled insulators, it is necessary to consider sealing at the pole connection of the material. The mounting flange must be sufficiently sealed and connected to the insulator, and must be sufficiently resistant to the excessive pressure of the sealed insulating gas. A gas-filled insulator of the above type with one mounting flange at each end is already known from U.S. Pat. No. 4,827,373. In this configuration, the support insulator supports the arc extinguishing chamber insulator, and the arc extinguishing chamber insulator has a shutoff element, and an airtight space filled with SF 6 gas extends through the insulator. The insulators of both the support insulator and the arc-extinguishing chamber insulator are hollow, cylindrical ceramic bodies, and their outer surfaces are coated with enamel. The ceramic body is provided with a plurality of water-repellent grooves along the main portion in the length direction. At each end of the pottery body, there is a smooth cylindrical portion, each of which is surrounded by an annular pole of conductive material provided with a mounting flange. The support insulator and the arc-extinguishing chamber insulator are connected to one another by screwing, and the connection flange for the network connection is arranged between these insulators. The connection flange is first attached to one pole ring of the insulator. In this case, good sealing against gas leakage must be ensured. Thereafter, the insulator to which the connection flange is attached is attached to the pole ring of the second insulator. In this configuration also, a seal against gas leakage must be ensured. In this regard, a problem with the known insulators is that the two cut surfaces need to be sealed during installation, which adds considerable time to the installation. In order to ensure sufficient safety against surface discharge, the distance between the electrodes needs to be sufficiently long. This distance takes into account the two conductor portions of the pole. In this case, these are constituted by polar rings fixed to both ends of the ceramic body. In this way, the insulator will have a height greater than the length defined by the safety distance. Insulation that can resist mechanical longitudinal forces with respect to overall height must be dimensioned to be greater than the force required by longitudinal forces with respect to the safety distance. Yet another gas-filled insulator is disclosed in SU15557590. The insulator has an insulator surrounding or casting two pole rings. The poles are designed with radially projecting ridges that engage with slots formed in the insulator during casting. Due to overpressure in the insulator, the ridge is pressed against the side of the slot and a self-sealing joint is formed by the coating. A disadvantage of this known insulator is that a mold must be placed inside the insulator during casting of the insulator. The mold must either be left behind or be removable in some way. This makes it less likely that the insulator will have good insulating properties so that it can be subsequently controlled. For outdoor use, the insulator must be grooved to increase the leakage path and reduce the risk of surface discharge. A further disadvantage of the known insulators is that the grooved outer insulation has to be manufactured through additional processing, which leads to increased costs and the problem of the creation of air pockets which impair safety. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an insulator of the above type which has a low overall height for a given standardized voltage, reduces the material and the time required for mounting. By reducing the overall height, the thickness of the material and the insulation distance can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost. According to the invention, the above properties can be achieved by an insulator having the features described in the characterizing part of the claims. According to the invention, the flanged annular pole is inserted and mounted with its annular part inside the hollow of the insulator. With this method, the good insulating property of the insulating gas sealed in the insulator is used for the insulating property of the external environment. The safety distance against surface discharge is shorter when the gap is an insulating gas than when the gap is air. By arranging the annular part of the pole inside the gas-filled insulator, the distance between the poles can be reduced without impairing the safety against surface discharge. Only the pole flange is exposed outside the insulator. This flange constitutes a conductor part at which a safety distance in air is provided. By limiting this height, a height of about 10% of the total height of the insulator of the previous design can be reduced. By designing the mounting flanges so that they can be directly joined together, the flange joining plane can be completely eliminated. As a result, the cut surface to be sealed becomes one, and the joint part becomes one, so that the number of parts is reduced. The mounting flange has a flat mounting surface, on which an O-ring arranged in a slot is arranged as a means of sealing. The flat flange is provided with a protruding portion or an oval flat portion so that connection with a circuit network can be made. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a state in which two insulators, an upper supporting insulator and a lower arc-extinguishing chamber insulator, are joined. FIG. 1 shows a tubular inner insulator 1 made of, for example, glass fiber reinforced epoxy resin, a grooved outer insulator made of, for example, silicon rubber cast around the inner insulator 1, and an inner insulator 1. And an upper electrode 3 made of a conductive material inserted in the upper part of the upper electrode. The pole 3 has a tubular portion 9 whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the inner insulator 1. The tubular portion 9 is fixed to the insulator 1 by an adhesive 6 or the like. The pole 3 further has a flange 4, the outer part 5 of which is rounded to avoid a concentration of the electric field. The mounting surface 7 of the flange is flat and is provided with a slot 8 in which an O-ring (which seals against the end face) can be arranged. The annular part 9 of the pole faces inwardly towards the insulator, and its edges are rounded to avoid concentration of the electric field. The arc-extinguishing chamber insulator has a circuit breaker, and a lower portion of the circuit breaker is mounted on a support insulator as shown in FIG. The arc-extinguishing chamber insulator includes, for example, an inner insulator 1 ′ made of glass fiber reinforced epoxy resin, and an outer insulator 2 provided with a groove, for example, made of silicon rubber and formed around the inner insulator 1 ′. And a lower electrode 3 ′ made of a conductive material inserted into the inner insulator 1 ′. The pole 3 'has an annular portion 9', the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the inner insulator 1 '. The tubular portion 9 is fixed to the insulator 1 'by an adhesive 6' or the like. The pole 3 'further has a flange 4', the diameter of which is larger than the diameter of the corresponding flange 4 of the support insulator. Also, the outer portion 5 'of the flange 4' is rounded to avoid concentration of the electric field. The mounting surface 7 'of the flange 4' is flat, is provided with a circular slot 8 'of square cross-section, in which an O-ring 10 is arranged, and of the flanges 4 and 4' connected together. The space is sealed. The arc-extinguishing chamber insulator is fixed to the supporting insulator by fixing the mounting flanges 4 and 4 'to each other with a screw joint 11. A screw is provided on the upper flange 4 'to press the two mounting surfaces 7, 7' together during tightening. The O-ring 10 arranged in the slot 8 'is thereby elastically deformed and a seal is made against the two flanges. The lower current collector 12 is connected to the upper pole 3 'by a screw joint 13, and further connected to a network via a conductor (not shown) connected to the flange 4'. Insulators assembled together as described above, have a common interior space, an insulating gas such as SF 6 is filled in this space. The safety distance for surface discharge is longer on the inside than on the outside. Poles inserted at each end of the insulator take advantage of this effect. The distance between the pole insertion parts 9, 9 'and the part inserted at the other end of the respective insulator is shorter than the corresponding distance between the flanges 5, 5' exposed outside the insulator. Since the safety distance can be short inside the insulator, the dimension of the safety distance is determined between the outer edge portions of the flange exposed outward at both ends of the insulator. With the above effects, the insulator can be shortened. Length savings of up to 10% are possible. This also saves money. The shorter the length, the greater the mechanical resistance of the insulator to longitudinal forces. Therefore, if it is desired that the long insulator has the same resistance to the longitudinal force, the thickness of the material can be reduced. This method can save about 5%. The connection flange, which is omitted according to the invention, further reduces the material and saves installation effort, which also saves about 5%. Taken together, the present invention allows for a cost reduction of about 20%. The present invention is not limited to support insulators and arc-extinguishing chamber insulators, but can also be applied to various other types of hollow insulators of any high or low voltage. Is also good.