JPH0159807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧導体の絶縁装置に係り、特にアー
ス電位の壁を貫通する高圧導体を電気的に絶縁す
るものに関する。

従来、配電盤の壁を貫通する母線または変圧器
のタンク壁を貫通する導体等の如く、電気機器に
おける高圧導体を大地電位の壁から絶縁するに
は、高圧導体の壁と対応する部分を、磁器または
樹脂等の絶縁体（誘電体）からなる絶縁筒により
覆うとともに、この絶縁筒の外周に多数のひだを
設けたり、あるいは絶縁筒の厚さまたは長さを大
きくしたりして行つている。

しかし、絶縁筒のひだの最適枚数は明らかでは
ないとともに、厚さまたは長さを大きくする場合
には、絶縁筒の重量の増大および高価格化を招来
する等の問題がある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、軽量化および低価
格化等をなし得るようにした高圧導体の絶縁装置
を提供するにある。以下、図面を参照してこの発
明の実施例を詳細に説明する。

本発明に係る高圧導体の絶縁装置は、第１図に
示すように、配電盤、変圧器等の機器本体（図示
省略）に接続すべくその大地電位の壁１の孔１ａ
を貫通する高電圧の導体２を壁１から絶縁するた
めのもので、導体２における壁１と対応する部分
を被覆すべくこれに嵌装される絶縁筒３をその本
体としている。絶縁筒３は、エポキシ樹脂等の合
成樹脂からなるもので、壁１の孔１ａより小径に
してかつ所定長さの円筒状に形成されており、そ
の中間部付近の外周には、この装置自体および導
体２を壁１に固定支持するための取付フランジ４
が一体成形されている。また、絶縁筒３の両端部
付近の外周には、フランジ状の第１のひだ５，５
が一体成形されているとともに、中間部付近の外
周には、対をなすフランジ状の第２のひだ６，６
が取付フランジ４を間にし対向せしめて一体成形
されており、かつ各第１のひだ５とそれぞれの第
２のひだ６との間の間隔ｌの中間部付近（1/2）
における絶縁筒３の外周には、フランジ状の第３
のひだ７，７がそれぞれ一体成形されている。

なお、各第１のひだ５および第２のひだ６は、
製作上の便宜等を考慮し、絶縁筒３の端部および
絶縁筒３の中間から、絶縁筒３の端部と壁１との
間の間隔Ｌ、すなわち絶縁筒３の約半分の長さの
15％以内の間隔（l₁およびl₂）を有する位置に設
けられているものである。また、取付フランジ４
および各ひだ５，６，７の絶縁筒３との接合部
は、電界集中を防止すべくアール面状に肉盛りさ
れているものである。

前記各第１のひだ５、第２のひだ６および第３
のひだ７は、フラツシオーバ時における電子なだ
れの進展を阻止する機能等を果たすもので、それ
ぞれ貫通破壊をしない程度の厚さを有するととも
に、沿面閃絡の式（テープラーの式）によつて決
定される外径寸法を有する円形に形成されてい
る。そして、絶縁筒３の厚さは、各ひだ５，６，
７の外端と絶縁筒３の内面との間の径方向の長さ
（以下、「ひだの幅」という）の1/5以下、望まし
くは1/15〜1/25に設けられている。

なお、上述した実施例においては、絶縁筒３に
取付フランジ４を設け、この取付フランジ４を介
して絶縁装置自体および導体２を壁１に対して固
定支持する場合について述べたが、たとえば導体
２が支持碍子等を介して支持される場合には、取
付フランジ４を設ける必要がないものである。ま
た、各ひだ５，６，７および絶縁筒３の厚さは、
機械的強度を有しかつ貫通破壊を生じない程度
（例えばエポキシ樹脂の場合、約５mm）必要なの
は当然である。

しかして、上記絶縁装置のひだの枚数および位
置の関係、またひだの幅と絶縁筒の厚さとの関係
についての模擬実験の結果は以下のようになつ
た。

すなわち、第２図および第３図に示すように、
エポキシ樹脂により外径40mm、内径30mm、長さ約
700mmの有底円筒状に成形されたケース８内に、
導体２と対応する外径30mmの棒状の一方の電極９
を挿着するとともに、ケース８の底部側（第２図
において左側）の外周に壁１と対応する接地した
リング状の他方の電極１０を嵌着し、またケース
８の開口部側および底部側の外周に、外径90mmの
リング円板状の第１のひだ１１および第２のひだ
１２を、それぞれ開口端との間および他方の電極
１０との間の間隔を100mmとしかつ両ひだ１１，
１２間の間隔を500mmとして一体成形するととも
に、第１、第２のひだ１１，１２間に位置を変化
せしめてこれらと同形の第３のひだ１３をケース
８に一体成形した模擬実験装置を用い、一方の電
極９に正極性および負極性のインパルス電圧を印
加して閃絡値特性を測定した、第４図はその測定
値を示すもので、横軸に第１のひだ１１と第３の
ひだ１３との間隔ｌ（mm）、縦軸に50％インパルス
フラツシオーバ電圧（繰り返し印加回数の50％が
フラツシオーバする電圧、以下「50F.O.V（KV）」
と略称する。）をとつた特性曲線図で、曲線Ａは
正極性、Ｂは負極性のインパルス電圧閃絡特性を
示している。

なお、第４図において曲線ＣおよびＤは、夫々
第１、第２のひだ１１，１２を設けることなく、
第３のひだ１３を位置を変えて一体成形して一方
の電極９に正極性および負極性のインパルス電圧
を印加した場合の閃絡値特性を示し、また直線Ｅ
およびＦは、ケース８にいずれのひだ１１，１
２，１３を設けることなく、一方の電極９に正極
性および負極性のインパルス電圧を印加した場合
の閃絡値特性を示し、さらに直線ＧおよびＨは、
ケース８にいずれのひだ１１，１２，１３をも設
けないとともに、ケース８を外径90mm、内径30mm
とし、一方の電極９に正極性および負極性のイン
パルス電圧を印加した場合の閃絡値特性を示すも
のである。

次に、第５図に示すように、上述した模擬実験
装置における外径90mmの第１、第２のひだ１１，
１２の間にさらに２枚の第３のひだ１３ａ，１３
ｂをその位置を変化せしめてケース８に一体成形
するとともに、第１のひだ１１と一方（第５図に
おいて右方）の第３のひだ１３ａとの間および第
２のひだ１２と他方の第３のひだ１３ｂとの間の
間隔ｌ，ｌを両者等しく保持しながら変化させて
一体成形し、かつ一方の電極９に正極性および負
極性のインパルス電圧を印加して閃絡値を測定し
た。第６図はその閃絡値特性図で、横軸に第１、
第２のひだ１１，１２と各第３のひだ１３ａ，１
３ｂとの間の間隔ｌ（mm）、縦軸に50％インパルス
フラツシオーバ電圧50％F.O.V（KV）をとつたも
ので、曲線ＡおよびＢはそれぞれ正極性閃絡値特
性および負極性閃絡値特性を示している。

なお、第６図において直線ＣおよびＤは、夫々
第１、第２のひだ１１，１２を設けることなく第
３のひだ１３ａ，１３a2枚のみとした場合、お
よび前述のひだを３枚とした（第２図、第３図）
場合における正極性の50％インパルスフラツシオ
ーバ電圧のピーク値を示すものである。

以上の模擬実験から、第３のひだ１３ａ，１３
ｂの２枚を設けたときの正極性と負極性の閃絡値
の同じ値を示す間〓ｌは、第６図に示すように約
250mmとなり、第２のひだ１１と１２の略中間位
置となる。このことは、第３のひだを１枚中間に
設けた場合と変わらないことになる。

また第２図の形状で、第１、第２のひだ１１，
１２および中間付近のひだ１３の３枚のひだを設
けた場合の閃絡値は、第４図の正極性の閃絡値Ａ
曲線と負極性の閃絡値Ｂ曲線の同じ値を示す間〓
（ｌ＝250mm）における閃絡値は約150KV（50％F.
O.V）となつている。この値は、ひだの無いケー
ス８の外径を90mm、内径を30mm（上記ひだと同じ
径）としたときの正極性の閃絡値Ｇ（第４図）と
ほぼ等しいことがわかつた。

なお、この値は、次の沿面閃絡のテープラーの
式から求めた閃絡値V.F.Oと等しくなることがわ
かつた。

V_F.O＝Kb／⁸√Co³・ ⁴√ （Co：固有静電容量、ｌ：極間距離、Kb：定
数） このことから、ひだ１１，１２，１３を設ける
ことにより、ケース８の厚さを増したのと同様の
効果が得られるとともに、ひだ１１，１２，１３
の外径寸法を大きくすることにより、同じ値の閃
絡値を保つためのケース８の長さを短縮すること
ができる。

また、上述した結果に基づき、第７図に示すよ
うに第３のひだ１３を第１のひだ１１と第２のひ
だ１２との中間に位置せしめ、かつ各ひだ１１，
１２，１３の外径を120mmと一定にしてケース８
の厚さを変えて一体成形した場合およびケース８
の厚さを５mmと一定にして各ひだ１１，１２，１
３の外径を変えて一体成形した場合の閃絡値を測
定した。第８図および第９図にそれらの閃絡値特
性を示す。

すなわち、第８図は、横軸にケース８の厚さｔ
（mm）、縦軸に50％インパルスフラツシオーバ電圧
50％F.O.V（KV）をとつたもので、曲線Ａおよび
Ｂはそれぞれ一方の電極９に正極性および負極性
のインパルス電圧を印加した場合の閃絡値特性を
示すものであり、また第９図は、横軸にひだ１
１，１２，１３の幅Ｗ（mm）、縦軸に50％インパル
スフラツシオーバ電圧50％F.O.V（KV）をとつた
もので、曲線ＡおよびＢは同様に一方の電極９に
正極性および負極性のインパルス電圧を印加した
場合の閃絡値特性を示すものである。

これらの閃絡値特性から、正極性および負極性
の50％F.O.Vの調和点を示すケースの厚さは第８
図から約８mmの厚みのときであることがわかる。
第７図のひだの幅は（120−30）／２＝45mmであ
るから、調和点における厚みとひだの幅との比
は、８：45で約1/5以下となる。

また、第９図の飽和域を、ひだの幅Ｗが75mm〜
125mmのところとすると、ケース８の厚みｔは５
mmであるから、厚みとひだの幅との比は、５：75
〜５：125となる。すなわち、1/15〜1/25が最も
望ましい比となる。

以上の如く本発明は、大地電位の壁を貫通する
高圧導体を壁から絶縁するものにして、高圧導体
が貫通される絶縁筒の両端部付近の外周に第１の
ひだを設けるとともに、絶縁筒の中間部付近の外
周に対をなす第２のひだを対向せしめて設け、前
記各第１のひだと第２のひだとの中間部付近にお
ける絶縁筒の外周に第３のひだをそれぞれ設け、
前記絶縁筒の厚さを各ひだの外端と絶縁筒の内面
との間の径方向の長さの1/5以下としたものであ
るから、高圧導体の絶縁装置を経量にしてかつ低
価格のものとすることができるとともに、両極性
のインパルス電圧に対して絶縁協調のとれたもの
とすることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る絶縁装置の縦断面図、第
２図および第３図はそれぞれひだを３枚とした模
擬実験装置の正面図および端面図、第４図はひだ
を３枚とした場合等の閃絡値特性図、第５図はひ
だを４枚とした模擬実験装置の正面図、第６図は
ひだを４枚とした場合等の閃絡値特性図、第７図
はひだの幅とケースの厚さを相対的に変化し得る
ようにした３枚ひだの模擬実験装置の正面図、第
８図および第９図はそれぞれひだの幅を一定にし
てケースの厚さを変えた場合およびケースの厚さ
を一定にしてひだの幅を変えた場合の閃絡値特性
図である。 １…壁、２…導体、３…絶縁筒、５…第１のひ
だ、６…第２のひだ、７…第３のひだ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 大地電位の壁を貫通する高圧導体を壁から絶
   縁するものにして、高圧導体が貫通される絶縁筒
   の両端部付近の外周に第１のひだを設けるととも
   に、絶縁筒の中間部付近の外周に対をなす第２の
   ひだを対向せしめて設け、前記各第１のひだと第
   ２のひだとの中間部付近における絶縁筒の外周に
   第３のひだをそれぞれ設け、前記絶縁筒の厚さを
   各ひだの外端と絶縁筒の内面との間の径方向の長
   さの1/5以下としたことを特徴とする高圧導体の
   絶縁装置。