JPS5953776B2 - 密閉アングル継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は接地された管状金属さやの内部に半径方向に
隔て・同軸に封入された母線導体を有する高圧電気母線
装置に関する。

更に具体的に云えば、この発明はこの様な装置に於て、
製造並びに組立て後にさやの中に残るのが避けられない
細かい金属くず及び切粉の様な束縛されていない又は自
由な導電粒子を捕捉して作用しなくする様に設計された
アングル継手又はエルボ継手に関する。

この発明は、導体とさやの間の電圧が５００００ボルト
程度並びにそれ以上、特に２０００００ボルト又はそれ
以上の一方向電圧である場合に使う様に設計されたガス
絶縁式母線装置に特に有用である。

上に述べた様な種類の電気母線装置は、６弗化硫黄の様
な絶縁ガスを加圧して充填した時、絶縁耐力が極めて高
く、５００００ボルトよりかなり高い電圧、例えば２０
００００乃至５ｏｏｏｏｏボルトの範囲の電圧での交直
両用に適している。

こういう電圧では、束縛されていない小さな固体粒子、
特に金属片及び切粉の様に、組立て前に機械的に注意深
く掃除した後でもさやの中に残る自由な導電粒子が、種
々の形で絶縁耐力を害う。

こういう高い電圧レベルでは、特に直流の用途では、こ
の様な粒子が接地されたさやと封入された高圧導体との
間を移動したり、或いは導体の表面の近くに浮揚し又は
上向きか・つな状態でいることがある。

こういう状態では、電極の間の絶縁ガス空間中を不規則
に運動する自由な導電粒子が、コロナ、火花、火の粉及
び電界の歪みの原因になり、これが絶縁ガス空間に於け
る電極の強度を著しく低減することがある。

更に、こういう粒子は静電作用によってさやの内部の支
持碍子の表面に付着する傾向を持ち、こうして碍子の表
面に沿った沿面放電及び絶縁破壊を起り易くする。

こういう作用の根底になる理論が、ＩＥＥＥ ｌ−ラン
スアクションズ、パワー・アパレイテス・アンド・シス
テムズ誌ＰＡＳ９２巻、第２号（１９７３年３月／り月
号）、第５５８頁乃至第５６４頁所載のクローニン他の
論文「ガス絶縁装置の碍子の最適化」、ＩＥＥＥ ）ラ
ンスアクションズ、パワー・アパレイテス・アンド・シ
ステムズ誌、ＰＡＳ８９巻、第８号（１９７０年１１月
り１２月号）、第１９７０頁乃至第１９７８頁所載のト
ランプ及びディースナーの論文「同軸形圧縮ガス絶縁装
置に於ける自由な導電粒子」、及び米国特許第３８１４
８７９号に説明されている。

ガス充填式電気母線装置内の導電粒子を捕捉する種々の
構造が提案されていることは、上に挙げた特許並びに技
術論文から明らかであろう。

こういう目的で設計された別の構造が米国特許第３７９
２１８８号及び同第３５１５９３９号に記載されている
。

こういう従来の全ての構造を検討すると、電気母線ダク
ト内の粒子捕捉領域は、普通アングル継手等に現われる
様な電界の強い又は集中した領域ではなく、電界が比較
的弱い領域に設けるのが好ましいことが判る。

従来、この様な母線装置内で粒子捕捉手段をアングル継
手から離れた場所に設けようとした結果、継手構造が複
雑で高価なものになった。

密閉ガス絶縁式電気母線装置の電極間に供給された一方
向電圧が、囲みの中に自由な導電粒子がある場合、それ
を電極の表面から浮揚させ又は離す位に高い時、粒子が
電極の間を往復的に移動し、電極と接触する度にその電
荷を反転することが判った。

一方向電圧を加えた時、この離脱又は浮揚電圧が走行電
圧と略同じであることを証明することが出来る。

この様に電極の間を連続的に移動する粒子を捕捉するの
は非常に困難である。

こういう電極の間に交番電圧を印加すると、電極間の空
間内にある自由な導電粒子が第１の高い電圧レベルで浮
揚しかけ或いは上向くが、ずっと高い電圧を印加するま
で、他方の電極まで完全に走行しないことも知られてい
る。

上向きかけた状態又は浮揚しかけた状態では、粒子が、
電極表面の直ぐ近くの幅の狭い領域内でおどったり振動
したりしながら、反復的に且つ不規則に、表面から離れ
たり、表面の方へ戻り或いはそれと再び係合するのが典
型的である。

昭和５１年特許願第１４２３５０号では、傾斜した底面
を持つ水平のさや構造と組合せてこういう特徴を利用し
、自由な導電粒子を容易に且つ効率よく母線構造から駆
逐している。

然し、この発明は従来の改良であって、特に粒子を捕捉
する為の設計を簡単にしたエルボ継手又はその他のアン
グル継手の構造を対象としている。

この発明を実施した好ましい１実施例では、少なくとも
一方の部分が軸線を略水平に配置される様にした隣合う
部分が、アングル継手、例えば直角継手と交差する。

装置は、継手又はエルボ・ハウジングから同一平面上を
角度をなして伸び且つ大地又はその他の低い電位に接続
される様になっている１対の金属の管状さや部分を有す
る。

各々の管状さや部分の内部に、複数個の環状碍子によっ
てさやの内部に半径方向に隔て・同軸に支持された中心
の直線形導体がある。

中心導体が継手ハウジングの内部の拡大球形継手と交差
する。

継手ハウジングの中には、球形継手の真下に深いざんご
う形又は井戸形の捕捉用凹部が設けられ、継手ハウジン
グの水平底面は、あらゆる方向に捕捉用凹部に向って傾
斜し、こうして近くにある支持用碍子から離れる向きに
伸びている。

この発明及びその種々の目的並びに利点は、以下図面に
ついて詳しく説明する所から、更によく理解されよう。

図示の母線装置は１対の管状さや部分１０゜１１を持ち
、これらのさや部分はエルボ継手ハウジング１２から同
一平面上を角度をなして伸びている。

管状さや部分１０，１１の内部に、高圧導体１３．１４
が、隣接する端の近くで環状碍子１５．１６によって半
径方向に隔て・同軸に支持されている。

導体１３，１４の手前側の端がエルボ・ハウジング１２
内を伸び、拡大球形接続体１７で終端している。

図示の様に、管状さや部分１１は軸線を水平にして配置
される様に設計されており、継手ハウジング１２から遠
ざかる向きに、さやの軸線に対して小さな角度をなして
軸方向にフレアが付けられている。

このフレアを付けたことにより、底面１１ａはさや部分
１１と継手ハウジング１２との間の継目から遠ざかる向
きに下向きに傾斜する。

底面１１ａの下向きの勾配は、さや部分１１の底面に設
けられた深いざんごう形の横方向の捕捉容器２０で終端
する。

第１図では、さや部分１０の軸線が垂直である場合が示
されているが、これを水平に配置する場合、やはり若干
フレアを付は又は円錐形にし、部分１１について述べた
様な横方向の捕捉部を設けることが出来る。

環状支持碍子１５，１６は円錐形のものとして示されて
おり、エルボ・ハウジング１２と管状さや部分１０，１
１との間の接続部に夫々取付けられ、球形母線接続体１
７に近づくようにハウジング１２の中に入り込んでいる
。

球形接続体１７に接近出来る様にする為、継手ハウジン
グ１２には、継手ハウジング１２の碍子１６とは反対の
側に、導体１４と軸方向に整合して開口が設けられてい
る。

この接近用開口が覆い板２３によって密閉されることが
示されている。

継手ハウジング１２の中で碍子１５，１６の間に自由な
導電粒子が存在することがあるので、それを捕捉して作
用しない様にする為、エルボ・ハウジングの底面には、
球形接続体１７の真下に捕捉用容器３０が設けられる。

この容器３０は、深くて幅の狭い横方向のざんごうとし
て形成されており、エルボ・ハウジングの底面は、捕捉
部３０から遠ざかる向きに、あらゆる方向に上向きの傾
斜がついている。

管状さや１０，１１及び継手ハウジング１２の断面形を
図面に示してないが、当業者であれば、円形、楕円形又
は矩形という様な種々の断面形を使うことが出来ること
が理解されよう。

さや部分１０．１１が円形断面であり、さや部分１１が
図示の様にその水平軸線に沿って若干円錐形であること
が好ましい。

継手ハウジング１２は、円筒形垂直部分１２Ｃと、捕捉
部３０から遠ざかる向きに反対向きのテーパがついた同
軸の水子円錐形部分１２ａ、１２ｂとの交差部として形
成されている。

断面形がどうであっても、ハウジング１２の底面区域全
体が捕捉部３０に向って傾斜していることが望ましい。

ハウジング１２を図示の様に水平軸線を持つ反対向きに
テーパのついた円錐形部分１２ａ、１２ｂで作る場合、
その断面を円形にすることにより、ハウジング１２の底
面は、円錐の軸線に対して垂直なあらゆる平面内で、円
錐の軸線の真下にある直線形の大底領域に向って、自づ
と下向きの勾配を持つ。

円錐形部分１２ａ、１２ｂが軸方向に反対向きのテーパ
がついているので、大底領域は軸方向にいづれの向きに
も捕捉部３０に向って傾斜する。

捕捉部３０がざんごう形であって、母線の水平軸線に対
して横方向に細長く、こうしてハウジング１２の直線膨
大底領域を横切って伸びることが好ましい。

ハウジング１２の管状部分が矩形であって、軸方向に反
対向きに傾斜した底面が平面である場合、捕捉部が母線
装置の水平軸線に対して垂直にハウジング１２の全体を
横切るざんごうであれば、ハウジング１２の底面の区域
全体が捕捉部３０に向って下向きの勾配を持つことは当
業者に明らかであろう。

前掲米国特許出願通し番号第６３６２５４号に記載され
ている様に、さや部分１１゜１２の底面も軸方向の傾斜
角は水平軸線に対して２°乃至５°程度ありさえすれば
よい。

動作中、中心導体１３，１４，１７に高圧が印加され、
さや部分１０，１１，１２が接地される時、接続体１７
の所でアングル状に曲がる結果、接続体１７の領域に強
い電界が発生することが認められよう。

接続体が球形であることにより、接続体１７の直ぐ近く
に於ける電界の集中は制限されるが、導体が曲がってい
る為、継手ハウジング１２内の電界は比較的強い。

この発明の様に傾斜した底面を設けない場合、束縛され
ていない導電粒子が接続体１７に向って移動し、こうし
て碍子１５．１６上へ移動する傾向を持つ。

導電粒子が碍子に沈積されるのを避ける為、従来の成る
構造では、水平の導体及びハウジングを軸方向にエルボ
継手を越えて（第１図で見て左側へ）伸ばし、こうして
水平導体に対する支持碍子がない部分へ伸ばしていた。

この発明の継手ハウジングを使うと、母線のアングル継
手の所でこの様な厄介で費用のか・る延長部を設ける必
要がなくなる。

エルボ・ハウジング１２の底面を捕捉部３０に向って傾
斜させることにより、捕捉部をハウジングの中心で継手
接続体１７の真下に設けても、自由な導電粒子を捕捉し
て保持するのに有効であることが判った。

この作用は、中心導体とさやとの間に交番電圧を印加し
、自由な粒子をさやから高圧導体まで運ぷ゛程高くはな
いが、自由な粒子を浮揚させるのに十分な大きさの範囲
内で徐々に高める時、特に有効である。

この状態の時、粒子がさやの底面より上方の浅い表面領
域内で勢いよくおどりながら、捕捉部３０が電界の強い
領域にあるにもか・わらず、捕捉部３０に向って傾斜面
を降りて行くことが判った。

この作用並びにその発生方法が前掲昭和５１年特許願第
１４２３５０号に詳しく記載されている。

前に述べた様に、第１図及び第３図の丁字形ハウジング
１２は管状部分１２Ｃも軸線が垂直である。

第２図には、その両方の管状部分の軸線が水平平面内に
来る様に配置される同様な丁字形継手ハウジングを斜視
図で示しである。

第２図で、第１図と同様な部分には同じ参照数字を用い
ている。

然し、第２図では、ハウジング部分１２Ｃは部分１２ａ
、１２ｂと同じ様に若干円錐形であり、部分１２ａ、１
２ｂの横方向軸線から遠ざかる向きに軸方向にテーパが
ついている。

この場合、粒子捕捉部３０は（図示の様に）円形であっ
てもよいし、或いは矩形にし、交差する２つの溝孔によ
って形成されたＸ字形人口３０ａを設けることが出来る
。

溝孔３０ａが接続体１７の真下で、ハウジング１２の底
壁の一番低い領域に設けられる。

第２図に示す様に、捕捉用の１つの溝孔はハウジング部
分１２ａ、１２ｂの軸線に対して垂直であり、捕捉用の
他方の溝孔はハウジング部分１２Ｃの軸線に対して垂直
である。

密閉電気母線装置のエルボ継手は、高圧中心導体に手動
又はモータ駆動の断路器を入れる為に使われる場合が多
い。

この発明は、継手構造を簡単にすることが出来るので、
この種の断路器に特に有用である。

第３図には、第１図と同様なエルボ継手に断路器を取入
れた場合を示す。

第３図で、断路器は、導体１４の途中に入っている接点
ソケット・ハウジング１４ａと可動スタブ接点１４ｂと
で構成される。

スタブ接点１４ｂは、ねじ軸３５上に設けた移動ナツト
機構（図に示してない）により、ソケッＨ４ａ内の固定
接点と係合したり、離脱する様に、軸方向に駆動される
。

ねじ軸３５がモータ３６によって駆動されるが、絶縁形
断路器にしたい場合、絶縁材料にすべきである。

他の点では、第３図の母線装置は第１図と同様であり、
同じ部分には同じ参照数字を用いている。

例としてこの発明の好ましい実施例だけを図示し且つ説
明したが、当業者には種々の変更が考えられよう。

従って、特許請求の範囲の記載は、この発明の範囲内で
可能な全ての変更を包括するものと承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は密閉電気母線装置の部分軸断面図で、継手ハウ
ジングの一方の管状部分の軸線を垂直にして使う様に設
計された形のこの発明のエルボ継手を示す。 第２図は継手ハウジングの両方の垂直軸線を水平にして
使う様に設計された形でこの発明を実施したエルボ継手
の斜視図、第３図は第１図と同様な図であるが、この発
明を実施したエルボ継手に断路器を付設した場合を示す
。 主な符号の説明、１０，１１：さや部分、１２：継手ハ
ウジング、１３，１４：高圧導体、１７：拡大球形接体
、３０：捕捉容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一平面上に角度をなして配置される様になってい
   て、その少なくとも一方の導体は縦軸線を水平に配置し
   、各々の導体を大地電位に保たれる導電材料の管状さや
   の内部に半径方向に隔て・同軸に取付ける様にした１対
   の直線形高圧電気母線導体間の密閉アングル継手に於て
   、前記直線形導体の間の導電性継手を形成する全体的に
   球形の拡大接続体と、該接続体から半径方向に隔たる壁
   を持っていて両方の前記管状さやに結合された継手ハウ
   ジングとを有し、該ハウジングを底壁の略中心には前記
   拡大接続体の真下に粒子捕捉用凹部が設けられ、前記底
   壁の略全区域が水平に対して少なくとも２°乃至５°程
   度の角度で前記凹部に向って下向きに傾斜している密閉
   アングル継手。 ２、特許請求の範囲１に記載した密閉アングル継手に於
   て、前記管状さやが略円筒形であり、継手ハウジングが
   前記一方の導体の水平軸線と同軸の向い合う円錐形部分
   で構成され、該円錐形部分は前記捕捉用凹部から遠ざか
   る向きに軸方向に反対向きのテーパがついており、前記
   四部が前記水平軸線の横方向に細長くなっている密閉ア
   ングル継手。 ３ 特許請求の範囲１に記載した密閉アングル継手に於
   て、両方の母線導体の縦軸線が水平であり、前記継手ハ
   ウジングの底壁には前記粒子捕捉用凹部に接近出来る様
   にした交差する溝孔を設け、該溝孔が前記縦軸線の横方
   向に夫々伸びている密閉アングル継手。