JPS5926755Y2 - 高電圧電気機器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は絶縁バリアを具える高電圧電気機器または回
路しゃ断器に関するものである。

共軸送電線、変圧器釦よび回路しゃ断器のような高電圧
電気機器はしばしば２つの間隔を置（・た電極の間に絶
縁性バリアを具えている。

これらのバリアは中央の電気導体または電極を完全に取
囲み、中央電気導体でありうる高電圧電気導体から関連
する絶縁媒質を通って低電圧電気導体への電気的破壊を
防止するように、電気機器寸たは回路しゃ断器内に設け
られる。

複数の導体間に適用される高電圧のために、電気的のス
トリーマまたイオン化通路が電気導体の一つと関連する
バリアとの間に起り得るが、しかしバリアを通って他の
導体に通過することはない。

しかしながら、時には一つの導体からバリアへ伝播した
ストリーマがバリアの表面に沿って縦方向に動き、それ
は接合部のような弱い点、バリアの構造的に弱くなって
いる部分または対向する導体の終端に達しないで終って
いるバリアの端に達する１で続き、そこからストリーマ
はバリアを貫通しまたはバリアをめぐって絶縁媒質を通
って他の導体１で続き、高低電圧導体または電極間に完
全なフラジオーバを起す。

この考案によると、流体の寸たは真空の絶縁媒質内にあ
る２つの電極間に位置する絶縁バリアに衝突しかつバリ
アに沿って横方向に動く高電圧ストリーマは、バリアの
上に設けられ、バリア表面から突出した導電性リングに
よってバリアに沿ってさらに伝播することを防止される
。

この考案をさらによく理解するために、添附図面に示す
この考案の望ましい実施例を参照するとよい。

第１図にこの考案の第１の実施例を示していて、この実
施例では閉じた容器または外函１２が正電極１４および
負電極１６、絶縁バリア１８および４個の棒状の導電性
放電ストリーマ制御シールド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ，
２０Ｄを収容している。

さらに容器またはタンク１２は絶縁油、６弗化硫黄ガス
、空気または真空のような絶縁媒質２２を封入している
。

したがって正電極１４から負電極へあるいはその逆に起
る傾向のあるいかなる放電も最初は絶縁バリア１８によ
って制止されるであろう。

この場合の放電３２は最初点３４でバリア１８によって
止められそこでバリア１８に沿って放電経路３６で示す
ように横に伝播されうる。

しかし、導電性放電ストリーマ制御シールドすなわち部
材２０Ｃが放電経路すなわちストリーマ３６がバリア１
８上の点すなわち位置３８を越えてさらに進行するのを
妨げる。

同様に、負電極１６から正電極１４に伝播しようとする
放電ストリーマ２４は最初点または区域２６０近くでバ
リア１８によって止められ、そこからストリーマ２８と
して横方向に伝播しようとする。

ストリーマ２８はシールド２０Ａによって点３０で示す
ように、さらに横方向に伝播すなわち運動するのを妨げ
られる。

図に見られるように、電極１４．１６のような電圧差を
もった電極間に延長しようとするいかなる放電も放電ス
トリーマ制御シールド２０Ａ。

２０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄを組合わされたバリア１８によ
って実質的に防止される。

第１図の実施例では、バリア１８の表面を図に於いて上
下方向に伸展するストリーマ−３６゜２８を考慮した横
取であるが、バリア１８の表面を図に於いて前後方向に
伸展するストリーマ−をも考慮するならば、リング状の
放電ストリーマ−制御シールドを用いるとよい。

第２図に、公知の高電圧共軸導電系すなわち電力搬送装
置４０が示されている。

共軸導電装置４０は外側電極すなわち管状導体４２、棒
状または管状の導電体でありうる内側電極４４むよび中
間の絶縁バリア４６を具えている。

装置４０の作用の間に、導体すなわち電極４２．４４間
に比較的高い瞬間的の電位差が起りうる。

さらに装置４０は絶縁ガス区域４８と絶縁ガス区域５０
とを含みうる。

絶縁バリア４６はその上にそれぞれ内側および外側放電
ストリーマ制御シールド５２Ａ。

５２Ｂ、５２Ｃ，５２Ｄを装架しうる。

それ故、電極４２のような一つの電極にお・いて始１り
得、そして絶縁ガス区域４８または５０を通って電極４
４のような他の電極へ伝播しようとするいかなるストリ
ーマも絶縁バリア４６によって止められ、そして絶縁バ
リア４６の内側または外側表面のどちらかに沿うストリ
ーマすなわち電気的放電経路のその上の伝播は絶縁突出
部すなわちシールド５２Ａ、５２Ｂ 、５２Ｃ，５２Ｄ
によって制止される。

先に述べた突出部すなわちシールド５２Ａ。５２Ｂ、５
２Ｃ，５２Ｄはバリア４６と一体の部分で、バリア４６
を第２図に示す特定の形状に作ることによって形成され
うる。

このような絶縁バリアを用いる場合には、ストリーマ先
端の形によって電界分布が決定されるので、電界緩和効
果が小さい。

第３図は高電圧回路しゃ断器の従来技術による導電区分
を示している。

回路しゃ断器の一部をなす導電区分６０は比較的低電圧
の外側ガス充填容器すなわち外側導体６２、比較的高電
圧下にある中実導体６４、絶縁バリア６８釦よび２つの
絶縁ガス区域７０．７２からなっている。

誘電ストリーマ７４が外側導体６２および絶縁バリア６
８間に示されている。

ストリーマ７４のその上の伝播がストリーマ７６として
絶縁バリ７６８内の接合部７５を通って起りうるのが示
され、あるいはストリーマ７４は大体傾斜したすなわち
円錐形の支持部７７に沿って継続し得、これをストリー
マ７８によって示している。

ストリーマ７６．７８の双方は内側導体６４上に終って
いるのが示され、２導体６２．６４間の完全な電気的破
壊を起している。

第４図は装置８０内のこの考案の他の実施例を示してい
て、この装置内でバリア８６は電気絶縁バリア材料の交
互の区分８１と、銅または銅合金で横取される導電リン
グ９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃとからなっている。

リング９２Ａ 、９２Ｂ、９２Ｃはバリア８６の幅より
半径方向に僅かに犬で、それ故リングはバリアから双方
の方向において半径方向に突出し、それによって外側お
よび内側のストリーマ制御シールドを装置８０に対して
与えている。

なお、第４図の実施例の場合、リング９２Ａ〜９２Ｃは
バリア８６の内外に突出しているが、導体８２．８４間
の距離を適宜設定することにより、このリングを介して
両導体にストリーマ−が発生することを防止できるので
ある。

第５図は導電装置１００内におけるこの考案の他の実施
例を示し、この実施例では回路しゃ断器または送電系装
置の一部である２つの導体１０２゜１０４が区分になっ
た絶縁バリアによって絶縁されていて、バリアは接合部
１０７によって構造的に接合されている区分１０６Ｌ、
１０６Ｒからなっている。

導電性のＯリング部材すなわち間装される大体円形の構
造部材１０８が接合部１０７を封塞していて、それで導
体１０２，１０４のどちらからか発射される高電圧のス
トリーマ（図示せず）が部材１０８によって接合部１０
７を通ってさらに伝播するのを防止されている。

第６図はこの考案の他の実施例で回路しゃ断器の一部を
構成しうる導電装置１１０を示していて、ここでは電極
すなわち導体１１２，１１４はバリア１１６によって互
に絶縁されて（・る。

ここに示されている制御リング１１８Ａ、１１８Ｂ。

１１８Ｃ，１１８Ｄ、１１８Ｅ、１１８Ｆは亜鉛、錫、
鉛または銅を基材とする導電材料で作られるのが望１し
く、構造的の接合部１２０および円錐形支持区分１２２
のような絶縁バリア１１６の局限区分を区切りあるいは
絶縁するのに使用される。

制御リング１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ。

１１８Ｄは接合部１２００近くに置かれ、それで導体１
１２または１１４から伝播するストリーマはバリア１１
６に沿って横方向に接合部１２０からしやへいされる。

同様に制御リング１１８Ｅ。１１８Ｆは部分１２４附近
において絶縁バリア１１６に当たるストリーマが円錐形
支持区分１２２へさらに伝播するのを妨げる。

第７図に、この考案のさらに他の実施例を導電装置１３
０内に示し、密実な絶縁バリア１３６が導体１３４に緊
密に結合され得て使用され、導体１３４を外側の電気導
体すなわち収容タンク１３２から絶縁するのを助け、こ
のタンク内には通常絶縁媒質が置かれる。

多数のリングすなわちストリーマシールド１３８Ａ、１
３８Ｂ 、１３８Ｃがバリア１３６に沿って間隔を置い
て位置し、電気導体１３２かも電気導体１３４に向って
、あるいはその逆に伝播するストリーマがバリア１３６
の半径方向外側表面１３６Ａに沿ってさらに横方向に伝
播し続けるのを防止する。

なお、この第７図の実施例に於けるストリーマシールド
１３８Ａ、１３８Ｂは、ストリーマ−シールド１３８Ｃ
の図に於いて左側から遠く離れた位置に発生した電気導
体１３２から電気導体１３４に向かって伝播するストリ
ーマ−の伸展を防止するのに有効である。

第８図において、回路しゃ断器１５８が示され、その内
部でバリアまたは類似の装置が電極１６６゜１６７にす
なわち絶縁空間１６９０近くに置かれる。

このバリアは先に記載した導電装置１１０内に実施した
ような放電制御シールドと組合わされうる。

回路しゃ断器１５８はしかしこの型の制御シールドに限
られるものではない。

さらに第４図、第５図、第６回転よび７図に示す実施例
は開閉区分を具える電気開閉器の部分をも構威しうる。

一例として、第６図に示されているような高電圧電極す
なわち導体１１４は多数の分離された可動接触子からな
りうる。

第９図にエポキシ化合物あるいは中間硬さの弾性高分子
物質からなるセメントをフィラーすなわち隅肉として使
用する状況を示している。

バリア２００の一部はその上に金属製のストリーマ制御
シールド２０２を装架していて、シールドは先に図示し
説明した実施例の任意のものに示した型でよい。

放電ストリーマ２０８が表面２０９に衝当すると仮定す
ると、電圧Ｖが表面２０９に生ずる。

電圧Ｖは導体内の電荷の分布を取扱う電界理論の物理的
法則によって知られるように表面２１１にも存在する。

しかし表面２１１上の電気的歪は面の交わる区域すなわ
ち隅２０５に近いとより大きく、これは隅２０５を出発
するバリア上の新しいストリーマを創始する。

例えばエポキシ樹脂またはセメント２０４のような高誘
電率の隅肉が隅を充填するように設けられ、そしてまた
滑かな表面２１３に沿って設けられ、図示のように大体
間げられ、すなわち円弧状にされ、大体バリア２００か
ら間隔を置いたシールド２０２の側面上の点からシール
ド２０２と間隔を置いたバリアの表面上の点斗で延長し
ている。

したがって、ストリーマ２０８の導体すなわちシールド
２０２の右への連続した伝播の可能性は著しく減じられ
る。

誘電隅肉２０４の隅２０５への附加は導体すなわち制御
シールド２０２の制止能力を増加し、限界ストリーマ伝
播限界電圧（Ｖｂｓｐ）を誘電隅肉２０４なしの中央シ
ールド２０２の制止特性の６０％ないし７０多増にする
ことによって放電破壊に耐えるようにする。

隅２０５の区域内で荷電された導体２０２およびバリア
で保護された電極（図示せず）に関する電界強さは最大
である。

隅肉の附加はセメント隅肉が高い誘電率を持つ故に電界
強さを少くする。

表面２１３における電界強さは、表面２１３に沿う基準
状態が異った誘電材料の平行に置かれる区分の間の電界
強さにおける中断を防ぐように算術的に抑制されること
によって少くされる。

放電ストリーマ制御シールドは先の実施例に記載したよ
うに、電気導伝部分即ち導電性リングであり、エポキシ
セメントまたは樹脂のような適宜な結合材料によって関
連するバリアに堅固かつ緊密に結合されうろことが理解
される。

そしてまた記載された種々の実施例に使用される絶縁媒
質はそれに限るものではないが６弗硫黄ガスであるとよ
く、それは比較的高圧に加圧されうろことが理解される
。

放電ストリーマ制御シールドは電気スイッチ、回路しゃ
断器、送電ケーフルまたは装置および任意の他の高電圧
電気機器で高電圧ストリーマの制御が必要なものに組合
わされうろことがまた理解されるであろう。

そしてまた管状の導電区分すなわち導電装置１１０のよ
うな共心でなげればならないことはないことが理解され
る。

金属製放電ストリーマ制御シールドまたはリングが錫、
鉛、寸たは亜鉛を基材とした材料で形成されることもま
た理解される。

この考案の原理を実施した装置は数種の利点を持ってい
る。

例えば圧縮ガス導電装置は装置のスラッジオーバすなわ
ち破壊電圧に重大な変化なしに比較的高い値に加圧され
うる。

装置の導電部分は、さもないと導体間に起るであろうス
トリーマまたは破壊アークが導体間に置かれた関連する
絶縁バリア上の放電ストリーマ制御シールドの存在によ
って実質的に防止または消除されるために、互いに近く
相隔てることすなわち近く１で移動させることができる
。

さらに放電ストリーマ制御シルトの存在は前記した絶縁
バリアの構造的強さを加えうるであろう。

さらに、放電ストリーマ−制御シールドは導電性リング
であるので、ストリーマ−が導電性リングに達したとき
導電性リング全周が同電位になり、ストリーマ−先端に
形成される電界はリングの形状により定する分布となり
、電界緩和制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は導電ストリーマ制御シールドをその上に装架し
ている絶縁バリアを具えるこの考案による高電圧電気機
器の１実施例を示す断面図、第２図は放電ストリーマ制
御シールドを組合わされた管状絶縁バリアを具えた共軸
導電装置である従来例の部分断面図、第３図は公知の共
軸装置オたは回路しゃ断器の一部でありうる絶縁バリア
内の可能な絶縁破壊経路を示す断面図、第４図は導電リ
ングまたは環状部材を具える第３の実施例を示す部分断
面図、第５図は絶縁バリアの２つの区分間の接合部に導
電リングを具える第４の実施例の部分断面図、第６図は
回路しゃ断器内の絶縁バリアと組合わされた制御シール
ドを具える第５の実施例の部分断面図、第７図は高電圧
導体に緊密に結合された絶縁バリア上にある制御シール
ドを具える第６の実施例の部分断面図、第８図は制御シ
ルトを具える回路しゃ断器の正面図、第９図は放電スト
リーマ制御シールドが絶縁バリアに接合されている部分
を示す拡大断面図である。 １２・・・容器、１４・・・正電極、１６・・・負電極
、１８・・・絶縁バリア、２０Ａ、２０Ｂ・・・放電ス
トリマ制御シールド、２４，３６°°゛ストリーマ、４
０・・・共軸導電装置、４２・・・外側電極、４４・・
・内側電極、４６・・・絶縁バリア、４８．５０・・・
絶縁ガス区域、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ，５２Ｄ・・・
放電ストリーマ制御シールド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一対の互いに離間した電極と、 前記電極間に設けられて前記電極を互いに電気的に遮蔽
   する絶縁性バリアと、 前記バリアに設けられ、該バリアに形成される放電スト
   リーマ−の伸展経路に突出した少なくとも一つの導電性
   放電ストリーマ−制御シールドとを備えた高電圧電気機
   器。