KR101271779B1

KR101271779B1 - 고전압 전기기기의 도체

Info

Publication number: KR101271779B1
Application number: KR1020117020487A
Authority: KR
Inventors: 김태현; 도모타카 야노
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2013-06-07
Also published as: JP5075277B2; WO2010122663A1; KR20110125229A; CN102369641B; JPWO2010122663A1; DE112009004685T5; DE112009004685B4; HK1166188A1; CN102369641A; US20110284264A1

Abstract

본 발명에 관한 고전압 전기기기의 도체는, 절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 함께 수납되는 고전압 전기기기의 도체에 있어서, 상기 도체를 다각 통 형상 도체로 구성하고, 상기 다각 통 형상 도체의 적어도 일면에 상기 다각 통 형상 도체의 단부로부터 유입하는 상기 절연성 가스를 유출시키는 개구부를 형성하여, 저비용화를 도모함과 함께 신뢰성이 높은 고전압 전기기기의 도체를 얻는 것을 목적으로 한다.

Description

고전압 전기기기의 도체 {CONDUCTOR FOR HIGH VOLTAGE ELECTRIC APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 함께 수납되는 가스 절연 개폐기 등의 고전압 전기기기의 도체에 관한 것으로, 특히 그 도체의 구조에 관한 것이다.

종래의 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 함께 수납되는 가스 절연 개폐기 등의 고전압 전기기기의 도체로서는, 일반적으로 단면 직사각형(矩形), 즉, 장방체로 이루어지는 도체로 구성되어 있다. 고전압 전기기기에서는, 대전류가 통전되기 때문에 도체의 온도 상승이 커진다. 이것을 억제하기 위해서, 장방체로 이루어진 도체의 판 두께나 판 폭을 크게 하여 단면적을 늘려 도체 저항을 줄임으로써 대처하고 있다. 교류 통전의 경우는, 표피(表皮) 효과 때문에 전류는 도체 중심부로는 흐르기 어렵고 도체 표면을 흐르는 성분이 많으며, 도체의 교류 저항은 도체의 단면적에는 비례하지 않고, 도체의 표면적에 거의 반비례 한다. 따라서, 장방체로 이루어지는 도체의 판 두께나 판 폭을 크게 함으로써 그 표면적을 얻고 있다. 또, 두 개의 도체끼리를 접속하는 경우는, 한쪽측의 도체의 단부와 다른쪽측의 도체의 단부를 겹쳐 맞추고, 양자의 겹쳐 맞추어진 부분을 볼트 및 너트로 체결하는 것들에 의해 강고하게 전기적으로 접속하고 있다. 이와 같이, 장방체로 이루어진 도체끼리를 볼트 및 너트로 체결하는 경우는 볼트 및 너트에 내전압 성능 확보를 위한 전계 완화 수단을 시공하고 있다. 또한, 장방체로 이루어지는 도체는 용기 내에 충전된 절연성 가스의 대류에 의해 냉각된다.

또, 도체는 장방체가 아니고, 원기둥 형상으로 구성되어 있는 도체의 경우도 마찬가지로, 대전류가 통전되면 도체의 온도 상승이 커진다. 이것을 억제하기 위해서, 원기둥 형상의 도체의 외경을 크게 해서 단면적을 늘려 도체 저항을 줄임으로써 대처하고 있다. 교류 통전의 경우는, 표피 효과 때문에 전류는 도체 표면을 흐르는 성분이 많고, 도체의 교류 저항은 도체의 단면적에는 비례하지 않고, 도체의 표면적에 거의 반비례 한다. 따라서, 원기둥 형상의 도체의 외경을 크게 함으로써 그 표면적을 얻고 있다.

이상과 같이, 장방체 혹은 원기둥 형상으로 구성되는 도체의 경우는, 각 도체를 크게 구성할 필요가 있고, 그것에 따른 절연 거리 확보를 위해서 도체를 수용하는 탱크도 커져, 장치의 중량도 늘어나는 등의 과제가 있다.

이것을 개선한 종래의 것으로서, 도체는 원기둥 형상이 아니고, 중공 원통으로 구성되어 있는 도체로 하고, 그 중공 원통의 도체에 한쪽측 단면으로부터 다른쪽측 단면 직전까지 축방향으로 평행하게 가늘고 긴 슬릿을 마련하고, 도체의 표면적을 증가시킴으로써, 도체의 외경을 증대시키지 않고 교류 저항을 작게 억제하도록 한 것이 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 평4-101306호공보

상술한 종래의 고전압 전기기기의 도체에 있어서는, 중공 원통의 도체로 함으로써, 표면 효과에 의해 전류의 흐름이 없는 중심부를 중공으로 하여 도체량을 삭감함과 아울러 가늘고 긴 슬릿에 의한 표면적의 확대에 의해 방열 효과를 촉진하고 있다.

그렇지만, 중공 원통의 도체이기 때문에, 고전압 전기기기 내의 전기 부품이나 다른 도체와의 접속은 곤란한 형상으로 되어 있다. 중공 원통의 도체의 단부에 평면이 되는 면을 가공하는 등을 하여 접속 평면부를 마련할 필요가 있다. 또는, 중공 원통의 도체의 내부에 원호 형상을 마련한 접속 부품을 가공하여 제작할 필요가 있다. 모두 가공 비용이 높아지는 과제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것이며, 저비용화를 도모할 수 있음과 아울러 신뢰성이 높은 고전압 전기기기의 도체를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 고전압 전기기기의 도체는, 절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 아울러 수납되는 고전압 전기기기의 도체에 있어서, 상기 도체를 다각 통 형상 도체로 구성하고, 상기 다각 통 형상 도체의 적어도 일면에 상기 다각 통 형상 도체의 단부로부터 유입하는 상기 절연성 가스를 유출시키는 개구부를 형성하고, 상기 다각 통 형상 도체는 제1 다각 통 형상 도체와 제2 다각 통 형상 도체로 구성되고, 상기 제1 다각 통 형상 도체와 상기 제2의 다각 통 형상 도체를 접속하는 접속 도체를 마련하여, 체결체에 의해 체결하여 접속하고, 상기 제1 다각 통 형상 도체 및 상기 제2 다각 통 형상 도체의 체결부의 상기 제1 다각 통 형상 도체 측과 상기 제2의 다각 통 형상 도체 측에 홈부를 형성하여, 상기 홈부 내에 상기 체결체의 머리부가 수용되도록 한 것이다.

본 발명에 관한 고전압 전기기기의 도체는, 도체를 다각 통 형상 도체로 구성하고, 그 다각 통 형상 도체의 적어도 일면에 개구부를 형성하여, 다각 통 형상 도체의 단부로부터 유입하는 절연성 가스를 개구부로부터 유출시키도록 함으로써, 저비용화를 도모할 수 있음과 아울러 신뢰성의 높은 고전압 전기기기의 도체를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 고전압 전기기기의 도체를 일부 단면에서 나타내는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 고전압 전기기기의 도체를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 고전압 전기기기의 도체를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태 5에 관한 고전압 전기기기의 도체의 다른 예를 일부 단면으로 나타내는 측면도이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태 6에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태 7에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시 형태 7에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 도 21의 X-X선에서의 단면도이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태 8에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측 단면도이다.
도 24는 본 발명의 실시 형태 9에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측면도이다.
도 25는 본 발명의 실시 형태 10에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측면도이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태 11에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측면도이다.
도 27은 본 발명의 실시 형태 12에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측면도이다.
도 28은 본 발명의 실시 형태 13에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 측면도이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태 14에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다.
도 30은 본 발명의 실시 형태 15에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다.
도 31은 본 발명의 실시 형태 16에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다.

실시 형태 1.

이하, 본 발명의 실시 형태 1을 도 1 ~ 도 3에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 주요부 단면도이다.

이들 각 도면에서, 1은 예를 들면 사각 통체로 구성된 다각 통 형상 도체이며, 동 혹은 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 2는 이 다각 통 형상 도체(1)의 적어도 일면, 예를 들면 상면에, 그 다각 통 형상 도체(1)의 양단부로부터 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 화살표 A, B 방향으로부터 유입하여 그 다각 통 형상 도체(1) 내를 화살표 C 방향으로 흐르는 절연성 가스를 화살표 D 방향으로 유출시키는 개구부이고, 개구부(2a, 2b)는 다각 통 형상 도체(1)의 양단부에 마련되고 그들 양단부의 단면까지 개구하고 있고, 개구부(2c)는 개구부(2a)와 개구부(2b) 사이에 마련되어 있으며, 도면은 일례로서 1 개소에 마련되어 있다. 이 개구부(2c)는 다각 통 형상 도체(1)의 냉각 특성에 따라 복수 마련해도 좋다. 또, 개구부(2c)는 다각 통 형상 도체(1)의 냉각 특성에 따라 그 개구 치수가 임의로 설정된다. 3은 다각 통 형상 도체(1)의 양단부에 각각 형성된 관통 구멍이며, 개구부 (2a, 2b)의 아래쪽에 위치하고 있다.

4는 예를 들면 동 혹은 알루미늄 등으로 이루어지는 접속 도체이며, 다각 통 형상 도체(1)가 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)로 구성되는 경우, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)를 접속하기 위한 것이고, 다각 통 형상 도체(1)의 단부에 형성된 관통 구멍(3)의 위치에 배치되는 관통 구멍(5)이 형성되어 있다. 6은 다각 통 형상 도체(1)의 단부에 형성된 관통 구멍(3) 및 접속 도체(4)의 관통 구멍(5)에 삽입 통과된 볼트이고, 6a는 볼트(6)의 나사부이다. 7은 볼트(6)의 나사부(6a)에 나사 결합되고, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 접속 도체(4)를 강고하게 체결하여전기적으로 접속하는 너트이다.
8 및 9는 와셔이다. 또한, 도면은 생략하고 있지만, 제2 다각 통 형상 도체(1b)와 접속 도체(4)도 볼트(6)와 너트(7)에 의해 강고하게 체결되어 전기적으로 접속된다.

다음에 동작에 대해서 설명한다. 다각 통 형상 도체(1)는 교류 통전시 표피 효과에 의한 교류 저항의 증가를 억제하면서 도체 표면적을 늘릴 수 있고, 한편 표피 효과에 의해 전기 전도에 기여하지 않는 도체 중심부를 없애서 큰 공간을 구비한 구조이며, 교류 통전시 손실을 늘리지 않고, 도체 중심부를 삭감할 수 있기 때문에, 통전 용량의 증가를 효과적으로 실시할 수 있음과 아울러, 재료 비용을 삭감할 수 있다.

또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 예를 들면 상면에 개구부(2a, 2b, 2c)를 마련함으로써, 다각 통 형상 도체(1)의 양단부로부터 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 화살표 A, B 방향에서 유입하고, 그 다각 통 형상 도체(1) 내를 화살표 C 방향으로 흐르는 절연성 가스를 화살표 D 방향으로 개구부(2a, 2b, 2c)로부터 유출시키도록 하고 있어, 절연 가스의 유통에 의해 다각 통 형상 도체(1)를 효과적으로 냉각할 수 있다. 이들 개구부(2a, 2b, 2c)의 크기를 최적인 가스 유량이 되도록 설정함으로써, 소정의 가스 유량으로 제어하여 도체 전체의 냉각 효과를 촉진할 수 있다.

그런데, 다각 통 형상 도체(1)가 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)로 구성되는 경우, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)는 접속 도체(4)에 접속할 수 있다. 즉, 제1 다각 통 형상 도체(1a)의 단부 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)에 각각 형성한 관통 구멍(3)과 접속 도체(4)에 형성한 관통 구멍(5)의 위치가 일치하도록 배치하고, 볼트(6)를 와셔(8)를 매개로 관통 구멍(3), 관통 구멍(5)에 삽입 통과시키고, 와셔(9)를 매개로 너트(7)를 볼트(6)의 나사부(6a)에 나사 결합하여 단단히 조임으로써, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)가 접속 도체(4)를 매개로 강고하게 전기적으로 접속된다.

이 실시 형태 1에서의 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 내부는 거의 일정한 전계 분포로 된다. 그 결과, 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 내부에 위치하는 볼트(6)의 나사부(6a) 및 너트(7)에 대해서는, 상술한 종래와 같은 내전압 성능 확보를 위한 전계 완화 수단을 시공할 필요가 없어진다. 또한, 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 외부에 위치하는 볼트(6)의 머리부(6b)에 대해서는 모서리부를 없게 하여 둥근 모양으로 구성함으로써, 전계를 완화할 수 있어, 내전압 성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 제1 다각 통 형상 도체(1a), 제2 다각 통 형상 도체(1b), 접속 도체(4)의 접속 구조는, 각각 평면부끼리의 접속이며, 상술한 종래의 중공 원통 도체의 접속 구조와 비교하여 간단한 구성으로 할 수 있다.

게다가, 볼트(6) 및 너트(7)의 접속 위치의 위쪽은 제1 다각 통 형상 도체(1a), 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 단부에 형성된 개구부 (2a, 2b)가 있고, 또한 그들 개구부(2a, 2b)는 제1 다각 통 형상 도체(1a), 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 단면까지 개구하는 크기여서, 볼트(6) 및 너트(7)의 체결 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또, 볼트(6) 및 너트(7)의 체결 작업을 용이하게 실시할 수 있으므로, 정규 토크로 용이하게 체결할 수 있고, 밀착성이 높아져 저접속 저항의 유지가 가능해져, 발열을 억제할 수 있다.

그런데, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)를 접속 도체(4)에 접속하는 경우는, 제1 다각 통 형상 도체(1a)의 개구부(2a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 개구부(2b)로부터 절연성 가스가 유입하고, 제1 다각 통 형상 도체(1a)의 개구부(2c, 2b)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 개구부(2c, 2a)로부터 유출하여, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)를 냉각할 수 있다.

또, 도 1에 나타내는 다각 통 형상 도체(1)는 곧은 형상의 경우에 대해서 기술했으나, 코너부나 곧게 배치할 수 없는 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 거의 90도로 절곡한 구조로 하는 것도 가능하다. 요컨데, 임의의 곡률로 절곡한 구조로 할 수 있다.

실시 형태 2.

본 발명의 실시 형태 2를 도 5 및 도 6에 근거하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 주요부 단면도이다.

이들 각 도면에서, 1은 다각 통 형상 도체, 1a는 제1 다각 통 형상 도체, 1 b는 제2 다각 통 형상 도체, 3은 관통 구멍, 4는 접속 도체, 5는 관통 구멍, 6은 볼트, 6a는 나사부, 6b는 머리부, 7은 너트, 8은 와셔, 9는 와셔, 10은 다각 통 형상 도체(1)의 적어도 일면, 예를 들면 상면에, 그 다각 통 형상 도체(1)의 양단부로부터 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 유입하여 그 다각 통 형상 도체(1) 내를 흐르는 절연성 가스를 유출시키는 개구부이며, 다각 통 형상 도체(1)의 양단부 사이를 연통한다. 즉, 다각 통 형상 도체(1)의 상면에, 양단면 사이를 도체 길이 방향으로 연통하여 형성된 개구부(10)이다. 요컨데, 다각 통 형상 도체(1)의 한쪽측 단면에서 다른쪽측 단면까지 어떤 부재가 존재하지 않는 공간이 되는 개구부(10)를 구성한다.

이 실시 형태 2에서도, 상술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 다각 통 형상 도체(1)는 교류 통전시 표피 효과에 의한 교류 저항의 증가를 억제하면서 도체 표면적을 늘릴 수 있고, 또한 표피 효과에 의해 전기 전도에 기여하지 않는 도체 중심부를 없애서 큰 공간을 구비한 구조이며, 교류 통전시 손실을 늘리지 않고, 도체 중심부를 삭감할 수 있기 때문에, 통전 용량의 증가를 효과적으로 실시할 수 있는 것과 함께, 재료 비용을 삭감할 수 있다.

또, 다각 통 형상 도체(1)의 양단부로부터 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 유입하고, 그 다각 통 형상 도체(1) 내를 흐르는 절연성 가스를 개구부(10)로부터 유출시키도록 하고 있어, 절연 가스의 유통에 의해 다각 통 형상 도체(1)를 효과적으로 냉각할 수 있다. 이 개구부(10)의 크기를 최적인 가스 유량이 되도록 설정함으로써, 소정의 가스 유량으로 제어하여 도체 전체의 냉각 효과를 촉진할 수 있다.

그런데, 다각 통 형상 도체(1)가 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)로 구성되는 경우, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)는 접속 도체(4)에 접속할 수 있다. 즉, 제1 다각 통 형상 도체(1a)의 단부 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)에 각각 형성한 관통 구멍(3)과 접속 도체(4)에 형성한 관통 구멍(5)의 위치가 일치하도록 배치하고, 볼트(6)를 와셔(8)를 매개로 관통 구멍(3), 관통 구멍(5)에 삽입 통과시키고, 와셔(9)를 매개로 너트(7)를 볼트(6)의 나사부(6a)에 나사 결합하여 단단히 조임으로써, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)가 접속 도체(4)를 매개로 강고하게 전기적으로 접속된다.

이 실시 형태 2에서의 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 내부는 거의 일정한 전계 분포로 된다. 그 결과, 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 내부에 위치하는 볼트(6)의 나사부(6a) 및 너트(7)에 대해서는, 상술한 종래와 같은 내전압 성능 확보를 위한 전계 완화 수단을 시공할 필요가 없어진다. 또한, 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 외부에 위치하는 볼트(6)의 머리부(6b)에 대해서는 모서리부를 없게 하여 둥근 형상으로 구성함으로써, 전계를 완화할 수 있어, 내전압 성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 실시 형태 2에서도, 제1 다각 통 형상 도체(1a), 제2 다각 통 형상 도체(1b), 접속 도체(4)의 접속 구조는, 각각 평면부끼리의 접속이고, 상술한 종래의 중공 원통 도체의 접속 구조와 비교하여 간단한 구성으로 할 수 있다.

게다가, 볼트(6) 및 너트(7)의 접속 위치의 위쪽은, 제1 다각 통 형상 도체(1a), 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 단면 사이에 길이 방향으로 연통하는 개구부(10)가 있어서, 볼트(6) 및 너트(7)의 체결 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또, 볼트(6) 및 너트(7)의 체결 작업을 용이하게 행할 수 있으므로, 정규 토크로 용이하게 체결할 수 있고, 밀착성이 높아져 저접속 저항의 유지가 가능해져, 발열을 억제할 수 있다.

또, 도 5에 나타내는 다각 통 형상 도체(1)는 곧은 형상의 경우에 대해서 기술하였지만, 코너부나 곧게 배치할 수 없는 경우에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 거의 90도로 절곡한 구조로 하는 것도 가능하다. 요컨데, 임의의 곡률로 절곡한 구조로 할 수 있다.

그런데, 도 5에서는, 다각 통 형상 도체(1)의 상면에 개구부(10)를 마련했을 경우에 대해서 기술했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 우측면에 개구부(10)를 마련해도 좋고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 좌측면에 개구부(10)를 마련해도 좋고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 하면에 개구부(10)를 마련해도 좋으며, 같은 효과를 발휘한다. 이와 같이, 개구부(10)의 위치는 고전압 전기기기 내부의 도체 설치부의 절연성 가스의 기류 상태에 의해, 적절한 위치에 개구부(10)를 마련할 수 있다. 또, 표면적 증가를 도모할 수 있으므로, 방열 효과도 촉진되기 때문에, 개구부(10)의 위치가 어느 위치에 있어도 온도 상승을 억제할 수 있다.

또, 도 8에서, 다각 통 형상 도체(1)의 우측면에 마련한 개구부(10)는 중앙부에 위치하고 있는 경우이지만, 도 11에 나타내는 바와 같이, 개구부(10)를 다각 통 형상 도체(1)의 우측면 상부에 마련해도 좋으며, 이 경우에는, 다각 통 형상 도체(1) 내에서 따뜻하게 된 절연성 가스가 대류에 의해 다각 통 형상 도체(1)의 우측면 상부에 마련한 개구부(10)로부터 도체 외부로 유출하기 쉬워지기 때문에, 냉각 효과가 보다 한층 향상한다. 또한, 도시는 하지 않지만, 개구부(10)를 다각 통 형상 도체(1)의 좌측면 상부에 마련해도 좋으며, 같은 효과를 발휘한다.

실시 형태 3.

본 발명의 실시 형태 3을 도 12에 근거하여 설명한다. 상술한 실시 형태 1, 2에서는, 접속 도체(4)가 다각 통 형상 도체(1)의 하면측의 내면에 배치한 경우 에 대해서 기술했지만, 도 12에서는, 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 우측면측의 내면에 배치한 것이며, 상술한 실시 형태 1, 2와 같은 효과를 발휘한다. 또한, 도시는 하지 않지만, 개구부(10)를 다각 통 형상 도체(1)의 좌측면측의 내면에 배치해도 좋으며, 같은 효과를 발휘한다.

또, 도 13에 나타내는 것은, 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 좌측면측의 내면 및 우측면측의 내면에 분산하여 배치한 것이며, 도 14에 나타내는 것은, 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 하면측의 내면, 좌측면측의 내면 및 우측면측의 내면에 각각 분산해 배치한 것이다. 이와 같이, 접속 도체(4)를 분산해 배치함으로써, 1개의 접속 도체(4)로서의 통전 용량을 작게 할 수 있으므로, 접속 저항을 저감할 수 있어, 보다 한층 발열을 억제할 수 있다.

실시 형태 4.

본 발명의 실시 형태 4를 도 15에 근거하여 설명한다. 도 15에서는, 다각 통 형상 도체(1)의 체결부에 오목부(11)를 형성하고, 이 오목부(11) 내에 체결체인 볼트(6)의 머리부(6b)를 수용하도록 한 것이다. 즉, 다각 통 형상 도체(1)의 체결부에 형성한 오목부(11)의 깊이는, 볼트(6)의 머리부(6b)의 높이보다 깊게 형성하고, 오목부(11) 내에 볼트(6)의 머리부(6b)를 수용했을 때, 볼트(6)의 머리부(6b) 선단면이 다각 통 형상 도체(1)의 하면측 외면보다 돌출하지 않도록 구성하고 있다. 이것에 의해, 볼트(6)의 머리부(6b)의 전계를 완화할 수 있고, 상술한 각 실시 형태와 같이, 볼트(6)의 머리부(6b)가 둥근 형상으로 된 특수한 볼트(6)를 사용하지 않아도 좋으며, 일반적인 염가의 볼트(6)를 사용하여 내전압 성능을 확보하면서 도체 접속할 수 있으므로, 비용 저감을 도모할 수 있다.

또, 도 16은 도 14에 나타내는 구성에 대해서, 이 실시 형태 4를 적용했을 경우를 나타내고 있으며, 같은 효과를 발휘한다. 또한, 도시는 하지 않지만, 도 12, 도 13에 나타내는 구성에 대해서도, 이 실시 형태 4를 적용할 수 있으며, 같은 효과를 발휘한다.

그런데, 다각 통 형상 도체(1)의 체결부에게만 오목부(11)를 형성했을 경우에 대해서 기술했지만, 가공면으로부터의 효과를 얻기 위해서, 다각 통 형상 도체(1)의 길이 방향을 따라 전체 길이에 오목부(11)를 형성해도 좋다. 이와 같이, 전체 길이에 걸쳐서 오목부(11)를 마련했을 경우에는, 도체의 제작시, 인발 가공이나 휨 가공 등에 의해 미리 제작할 수 있기 때문에, 이들에 의해 제작된 도체를 필요에 따른 길이로 절단하여 다각 통 형상 도체(1)로서 구성할 수 있다.

실시 형태 5.

본 발명의 실시 형태 5를 도 17 ~ 도 19에 근거하여 설명한다. 상술한 각 실시 형태에서는, 접속 도체(4)가 다각 통 형상 도체(1)의 내면에 각각 배치되었을 경우에 대해서 설명했지만, 이 실시 형태 5에서는, 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 외면에 각각 배치하여, 도체로서의 표면적이 증대하고, 냉각 효과를 한층 더 향상시킬 수 있다. 도 17은 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 하면측 외면에 마련한 경우를 나타내고, 도 18은 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 양 측면측 외면에 마련한 경우를 나타내고, 도 19는 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 하면측 외면 및 양 측면측 외면에 마련한 경우를 나타내 경우이다. 또한, 도시는 하고 있지 않지만, 접속 도체(4)를 다각 통 형상 도체(1)의 양 측면측 외면의 어느 한쪽에 마련해도 좋다.

실시 형태 6.

본 발명의 실시 형태 6을 도 20에 근거하여 설명한다. 도 20에서는, 다각 통 형상 도체(1)의 하면측 외면에 배치한 접속 도체(4)의 체결부에, 예를 들면 스폿 페이싱(spot facing) 가공에 의해 오목부(12)를 마련하고, 이 오목부(12) 내에 체결체인 볼트(6)의 머리부(6b)를 수용하도록 한 것이다. 즉, 접속 도체(4)의 체결부에 형성한 오목부(12)의 깊이는, 볼트(6)의 머리부(6b)의 높이보다 깊게 형성하고, 오목부(12) 내에 볼트(6)의 머리부(6b)를 수용했을 때, 볼트(6)의 머리부(6b) 선단면이 접속 도체(4)의 하면측 외면보다 돌출하지 않도록 구성하고 있다. 이것에 의해, 볼트(6)의 머리부(6b)의 전계를 완화할 수 있고, 볼트(6)의 머리부(6b)가 둥근 형상으로 한 특수한 볼트(6)를 사용하지 않아도 되며, 일반적인 염가의 볼트(6)를 사용하여 내전압 성능을 확보하면서 도체 접속할 수 있으므로, 비용 저감을 도모할 수 있다.

또, 도 18, 도 19에 나타내는 구성에 대해서도, 이 실시 형태 6을 적용할 수 있으며, 같은 효과를 발휘한다.

실시 형태 7.

본 발명의 실시 형태 7을 도 21 및 도 22에 근거하여 설명한다. 도 21은 본 발명의 실시 형태 7에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 단면도이다. 도 22는 본 발명의 실시 형태 7에 관한 고전압 전기기기의 도체를 나타내는 도 21의 X-X선에서의 단면도이다. 도 22로부터 분명한 것처럼, 일례로서 다각 통 형상 도체(1)의 좌측면에 개구부(10)를 마련했을 경우를 나타내고, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 접속을 상술한 각 실시 형태와 같이 볼트(6) 및 너트(7)를 사용하지 않고 실시하는 것이다. 즉, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)를 접속하는 접속 도체로서, 제1 다각 통 형상 도체(1a) 내의 상면과 하면에 맞닿음하는 접촉부(13a, 13a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b) 내의 상면과 하면에 맞닿음하는 접촉부(13b, 13b)를 가지는 마주하는 한 쌍의 접속편(13, 13)과, 그 한 쌍의 접속편(13, 13) 사이에 배치된 예를 들면 압축 스프링으로 이루어진 압압체(14, 14)를 각각 접촉부(13a, 13a) 사이의 위치, 접촉부(13b, 13b) 사이의 위치에 배치하고, 이들 한 쌍의 접속편(13, 13)과 압압체(14, 14)에 의해 접속 도체를 구성하고 있다.

본 실시 형태 7에서는, 압압체(14, 14)로서의 압축 스프링의 스프링력에 의해, 한 쌍의 접속편(13, 13)의 접촉부(13a, 13a) 및 접촉부(13b, 13b)가 제1 다각 통 형상 도체(1a)의 상면, 하면과 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 상면, 하면에 접촉면압을 확보하여 가압함으로써, 제1 다각 통 형상 도체(1a)와 제2 다각 통 형상 도체(1b)를 접속하도록 했다. 그 결과, 한 쌍의 접속편(13, 13)과 압압체(14, 14)로 이루어진 구성체를 찔러 넣는 작업이라고 하는 지극히 간단한 작업으로 실시할 수 있고, 작업 공정수의 삭감을 도모할 수 있다. 또, 이들 구성체는 제1 다각 통 형상 도체(1a) 및 제2 다각 통 형상 도체(1b)의 외표면으로 나오지 않으므로, 전계 완화를 현저하게 실시할 수 있어, 내전압 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다.

실시 형태 8.

본 발명의 실시 형태 8을 도 23에 근거하여 설명한다. 도 23은 다각 통 형상 도체(1)를 고전압 전기기기 내부의 도체 설치부 근방에 배치된 애자(碍子, 15)에 장착되어 지지하는 경우를 나타내고 있다. 다각 통 형상 도체(1) 내부로부터 볼트(16)의 나사부(16a)를 다각 통 형상 도체(1)의 하면에 형성된 관통 구멍(3)에 와셔(17)를 매개로 애자(15)의 나사구멍(15a)에 나사 결합하고, 다각 통 형상 도체(1)를 애자(15)에 강고하게 고정하여 다각 통 형상 도체(1)를 지지하고 있다. 다각 통 형상 도체(1) 내는 전계가 거의 균일하게 되므로, 볼트(16)의 머리부(16b)가 둥근 형상으로 된 특수한 볼트(16)를 사용하지 않아도 되고, 일반적인 염가의 볼트(16)를 사용하여 내전압 성능을 확보하면서 다각 통 형상 도체(1)를 애자(15)에 고정할 수 있어, 비용 저감을 도모할 수 있다.

실시 형태 9.

상술한 각 실시 형태에서는, 다각 통 형상 도체(1)의 외주부(外周部)가 직각으로 형성되어 있으므로, 전계의 완화에 지장을 초래하게 된다. 이 실시 형태 9는 이것을 더 개선한 것이고, 도 24에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 외주부에 원호부(18)를 마련함으로써, 외주부의 모서리부 근방에 발생하는 전계를 완화할 수 있어, 내전압 성능의 향상을 도모할 수 있다.

실시 형태 10.

또, 다각 통 형상 도체(1)에 개구부(10)를 형성했을 경우, 개구부(10)의 개구 단부에 엣지부가 생겨, 그 엣지부가 전계의 완화에 지장을 초래하게 된다. 이 실시 형태 10에서는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)에 개구부(10)의 개구 단부(19)를 다각 통 형상 도체(1) 내로 절곡시켜 배치함으로써, 전계를 완화할 수 있어, 내전압 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

실시 형태 11.

이 실시 형태 11은, 도 26에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시 형태 10에서의 다각 통 형상 도체(1)에 개구부(10)의 개구 단부(19)를 더 측면측으로 절곡한 것이며, 같은 효과를 발휘한다.

실시 형태 12.

이 실시 형태 12에서, 도 27에 나타내는 바와 같이, 다각 통 형상 도체(1)의 두께 t는, 다음 식에서 나타내는 두께 이하로 한다.

[수 1]

여기서, α는 도체의 도전율, μ은 도체의 투자율(透磁率), ω은 교류의 각(角)주파수이다. 본 식은 전류의 표피 두께를 나타내고 있고, 본 값 이하로 함으로써, 도체 전체가 통전에 기여하기 때문에, 통전 행위율(行爲率)이 높아진다.

실시 형태 13.

상술한 각 실시 형태에서의 다각 통 형상 도체(1)는 사각 통 형상 도체로 구성했을 경우에 대해서 기술했지만, 도 28에 나타내는 바와 같이, 육각 통 형상 도체(20)로 하고, 상술한 실시 형태의 개구부(10)에 상당하는 개구부(21)를 마련한 구성으로 할 수도 있으며, 같은 효과를 발휘한다.

실시 형태 14.

이 실시 형태 14에서는, 도 29에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시 형태 1에서의 도 1의 다각 통 형상 도체(1)의 구성예를 나타내는 것이다. 관통 구멍(3)을 형성한 오목한 형상 도체 기초부(22)에 개구부(24a, 24b, 24c)가 형성된 도체판(23)을 고착함으로써, 상술한 실시 형태 1에서의 도 1의 다각 통 형상 도체(1)와 같은 구성으로 한 것이다.

실시 형태 15.

이 실시 형태 15에서는, 도 30에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시 형태 1에서의 도 1의 다각 통 형상 도체(1)의 구성예를 나타내는 것이다. 즉, 도 5에 나타내는 개구부(10)를 마련한 다각 통 형상 도체(1)에, 그 개구부(10)에 임의의 간격을 두어 차단 도체(25)를 고착시키고, 다각 통 형상 도체(1)의 양단부 및 중앙부에 개구부(10)를 둠으로써, 상술한 실시 형태 1에서의 도 1의 다각 통 형상 도체(1)와 같은 구성으로 한 것이다.

실시 형태 16.

이 실시 형태 16에서는, 도 31에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시 형태 1에서의 도 4의 다각 통 형상 도체(1)의 구성예를 나타내는 것이다. 즉, 도 7에 나타내는 개구부(10)를 마련한 다각 통 형상 도체(1)에, 그 개구부(10)에 임의의 간격을 두고 차단 도체(26)를 고착시키고, 다각 통 형상 도체(1)의 양단부 및 중앙부에 개구부(10)를 둠으로써, 상술한 실시 형태 1에서의 도 1의 다각 통 형상 도체(1)와 같은 구성으로 한 것이다.

[산업상의 이용 가능성 ]

본 발명은, 예를 들면 SF₆ 가스 등의 절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 함께 수납되는 가스 절연 개폐기 등의 고전압 전기기기의 도체를 저비용화를 도모할 수 있는 것과 동시에 신뢰성이 높은 고전압 전기기기의 도체의 실현에 매우 적합하다.

Claims

절연성 가스가 충전된 용기 내에 전기기기와 아울러 수납되는 고전압 전기기기의 도체에 있어서, 상기 도체를 다각 통 형상 도체로 구성하고, 상기 다각 통 형상 도체의 적어도 일면에, 상기 절연성 가스의 통로가 되는 개구부를 형성하고, 상기 다각 통 형상 도체는 제1 다각 통 형상 도체와 제2 다각 통 형상 도체로 구성되고, 상기 제1 다각 통 형상 도체와 상기 제2의 다각 통 형상 도체를 접속하는 접속 도체를 마련하여, 체결체에 의해 체결하여 접속하고, 상기 제1 다각 통 형상 도체 및 상기 제2 다각 통 형상 도체의 체결부의 상기 제1 다각 통 형상 도체 측과 상기 제2의 다각 통 형상 도체 측에 홈부를 형성하여, 상기 홈부 내에 상기 체결체의 머리부가 수용되도록 한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체에 형성한 개구부는, 상기 다각 통 형상 도체의 양단부 및 상기 양단부 사이에 마련한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체에 형성한 개구부는, 상기 다각 통 형상 도체의 양단부 사이를 연통한 개구부로 한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1에 있어서,
상기 접속 도체는 상기 제1 다각 통 형상 도체 및 상기 제2 다각 통 형상 도체의 외면측에 배치된 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 4에 있어서,
상기 접속 도체의 체결부에 홈부를 형성하고, 상기 홈부 내에 상기 체결체의 머리부가 수용되도록 한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1 있어서,
상기 제1 다각 통 형상 도체와 상기 제2 다각 통 형상 도체를 접속하는 접속 도체는 마주하는 한 쌍의 접속편으로 구성되고, 상기 한 쌍의 접속편 사이에 압축 스프링으로 이루어진 체결체를 배치하고, 상기 압축 스프링의 스프링력에 의해 상기 한 쌍의 접속편을 상기 제1 다각 통 형상 도체와 상기 제2 다각 통 형상 도체에 접촉시켜 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체의 외측 모서리부에 전계 완화를 촉진하는 원호부를 형성한 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 3에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체에 형성되어 그 양단부 사이를 연통한 개구부의 개구 단부는, 상기 다각 통 형상 도체의 내방측(內方側)으로 절곡되어 배치된 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체는 사각통체 도체로 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 7에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체는 사각통체 도체로 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.
청구항 8에 있어서,
상기 다각 통 형상 도체는 사각통체 도체로 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 전기기기의 도체.