JPH06162854A - 絶縁支持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】沿面の残留電荷を減らし、電界強度の分布を均
一にして、絶縁性能を上げ、スイッチギヤの縮小化を図
ることのできる絶縁支持具を提供すること。 【構成】片側に埋金11を他側に埋金12を埋め込んで体積
抵抗の高い絶縁層１を形成する。この絶縁層１の外周に
体積抵抗が絶縁層１よりも低い絶縁層２Ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばスイッチギヤ等
の主回路導体などを絶縁支持する絶縁支持具に関する。

【０００２】

【従来の技術】受配電設備に設置された従来のスイッチ
ギヤの右側面図を図５に示す。図５において、外周を軟
鋼板で囲まれた箱体31の内部は、隔壁32で前後に区画さ
れ、この隔壁32の前方に遮断器室31ａを、後方に母線室
31ｂを形成している。このうち、遮断器室31ａには、真
空遮断器33が収納され、隔壁32には、絶縁スペーサ39が
上下に取り付けられている。真空遮断器33の後部の主回
路導体は、絶縁スペーサ39の前側端子にそれぞれ接続さ
れている。

【０００３】一方、母線室31ｂの天井部には、断路棒34
ａを前後方向にして断路器34Ａが三相分取り付けられ、
母線室31ｂの底部にも、断路器34Ａと同形式・同定格の
断路器34Ｂが三相分取り付けられている。このうち、断
路器34Ａの前側の端子部は、Ｌ字形の接続導体38で上側
の絶縁スペーサ39の後部端子に接続され、断路器34Ｂの
前側の端子部は、同じくＬ字形の接続導体38で下側の絶
縁スペーサ39の後部端子に接続されている。

【０００４】母線室31ｂの後壁の上部には、がいし36を
介して母線35が図５の紙面直交方向に設けられ、この母
線35は、接続導体38で断路器34Ａの後部端子に接続され
ている。母線室31ｂの床面後部には、ピット31ｃからケ
ーブル37が立ち上げられ、このケーブル37の上端のケー
ブルヘッド37ａは、断路器34Ｂの後部端子に接続導体38
で接続されている。

【０００５】遮断器室31ａと母線室31ｂには、六フッ化
硫黄ガス（以下、ＳＦ₆ ガスという）が封入され、この
ＳＦ₆ ガスの封入で、母線室31ｂの断路器34Ａ，34Ｂや
母線35の相間及び対接地金属間の絶縁距離を短縮して、
箱体31の小形化と設置床面積の縮小化が図られている。

【０００６】図６は、図５で示したがいし36の縦断面図
（注；但し、90°方向転換）である。図６において、箱
体31の後壁に設けられた支持板20には、エポキシ樹脂の
注型材料で上下の埋金11，12を一体で注型して絶縁層13
を形成したがいし36がボルト８Ｃで固定されている。

【０００７】このがいし36の上面には、略Ｕ字状の下部
支持金具５Ｂがボルト８Ｂで固定されている。この下部
支持金具５Ｂの上面には、主回路導体35が載置され、こ
の主回路導体35は、この主回路導体35の上部に載置され
た逆Ｕ字状の上部支持具５Ａを介して、この上部支持金
具５Ａに上から挿入されたボルト８Ａで、下部支持金具
５Ｂに固定されている。

【０００８】次に、図７は、図５で示した絶縁スペーサ
39の紙面平行方向の縦断面図拡大詳細である。図７にお
いて、中心導体17と略円板状の絶縁層28で一体に注形さ
れた絶縁スペーサ39は、ボルト19により図５で示した隔
壁32に設けられたフランジ20に固定されている。また、
左右の機器室のガスシールのため、Ｏリング21が絶縁層
28の外周側面とフランジ20の間に装着されている。絶縁
層28の接地側には、電界緩和のため、Ｕ字形の溝22が中
心導体17に向って環状に形成され、導電塗料等による点
線で示す接地層23が形成されている。

【０００９】がいし36や絶縁スペーサ39の絶縁層13，28
は、実開昭64-38717号公報に開示されているとおり、エ
ポキシ樹脂を用いた単一の絶縁材料で注型されている。
これらの絶縁層13，28は、体積抵抗が10¹⁵Ω・cm以上の
高抵抗であり、優れた絶縁性能を備えている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような絶
縁支持具においては、絶縁層13，28の体積抵抗が高いの
で、中心導体17に高電圧が印加されると、この印加され
た極性の電荷が高電圧側の表面に帯電する。特に絶縁ガ
ス中では、含有水分量を数100ppm以下で管理しているの
で、周囲雰囲気が極度に乾燥して、電荷が長時間に亙っ
て残留する。

【００１１】このように絶縁層13，28の表面に電荷が残
留すると、例えば、正極性のサージ電圧が侵入して帯電
した後に、逆極性の負極性のサージ電圧が侵入した場合
には、負極性サージ電圧は正極性サージ電圧の残留電荷
に重畳される。

【００１２】一方、機器の絶縁耐力は、単一極性におい
て絶縁破壊しないような絶縁強度が採られる。しかしな
がら、開閉サージ電圧や雷サージ電圧の発生する系統で
は、極性の異なるサージ電圧が短時間のうちに侵入する
ことが考えられる。したがって、この逆極性のサージ電
圧を考慮すると、絶縁層13，28の沿面距離を長くしなけ
ればならなくなるので、がいし36や絶縁スペーサ39が大
形化する。すると、スイッチギヤの奥行が深くなり、機
器の相間寸法が広くなるので間口幅も広くなる。

【００１３】また、残留電荷が長時間経過後も残ると、
周囲の浮遊塵埃等を吸着し、表面の絶縁抵抗が不均一に
なる。もし、表面の絶縁抵抗が不均一になると、各部の
電界強度が乱れ、最大電界強度となる部分が臨界電界に
達して放電し、トラッキングが進展すると、相間短絡や
地絡に発展するおそれがある。したがって、沿面の電界
強度を低く抑え、沿面距離を伸ばして、残留電荷と電界
強度が乱れた場合の電界強度の極端な上昇を抑える必要
がある。

【００１４】すると、絶縁支持具が大形化してしまう。
また、絶縁層内部に残留電荷があると、内部における分
担電位が乱れ、不安定なコロナ放電を起こすおそれがあ
る。もし、コロナ放電が発生し、これが持続するとトラ
ッキングが進展する。

【００１５】そこで、本発明は、沿面の残留電荷を減ら
し、電界強度の分布を均一にして、絶縁性能を上げ、ス
イッチギヤの縮小化を図ることのできる絶縁支持具を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高電圧充電部を接地電位部に支持する絶縁支持具に
おいて、絶縁層の外周に、体積抵抗が絶縁層よりも１〜
３桁小なる第２の絶縁層を形成したことを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の発明は、高電圧充電部を
接地電位部に支持する絶縁支持具において、絶縁層の外
周に、体積抵抗が絶縁層よりも１〜３桁小なる第２の絶
縁層を形成するとともに、この第２の絶縁層のうち、充
電部側の体積抵抗を小とし、接地電位部側の体積抵抗を
大としたことを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、充電部を略円板
状の絶縁層で固定する絶縁支持具において、充電部の近
傍の絶縁層の体積抵抗を他の絶縁層よりも１〜３桁小な
る複合絶縁層としたことを特徴とする。

【００１９】請求項４に記載の発明は、充電部を複数層
の絶縁層に埋込む絶縁支持具において、充電部の外周の
第１の絶縁層を、この第１の絶縁層の外周に形成された
第２の絶縁層よりも１〜３桁小なる体積抵抗の絶縁層と
したことを特徴とする。請求項５に記載の発明は、多段
層が形成された絶縁支持具の各段層を予備硬化させ、こ
れらを一体で二次硬化させて一体化させたことを特徴と
する。

【００２０】

【作用】体積抵抗が小なる絶縁層に供給された電荷は、
短時間に移動して分散し、続いて印加された極性の異な
るサージ電圧への重畳電位は低くなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明による絶縁支持具の一実施例を
図面を参照して説明する。但し、従来の図６及び図７と
重複する部分には、同一符号を付して説明を省く。

【００２２】図１は、絶縁支持具としての支持がいし６
の縦断面図で、図６と同様に箱体31に取り付けられたと
きを示す。図１において、支持板20には、絶縁支持具６
の基部に埋設された下部埋金12がボルト８Ｃにより固定
され、上部電極11には、主回路導体35を支持金具５Ａ，
５Ｂによりボルト８Ａで締め付け固定するとともに、略
Ｕ字状の下部の支持金具５Ｂがボルト８Ｂにより従来と
同様に取り付けられている。ここで、上下の各埋金11，
12は、絶縁樹脂で一体に注型されるが、中心部分は、従
来方法と同様のエポキシ樹脂より成る絶縁層１であり、
体積抵抗が10¹⁵Ω・cm以上と高い。

【００２３】また、外周の絶縁層２Ａは、エポキシ樹脂
にカーボン粉末やシリコーンカーバイトを少量添加し混
合した絶縁材料で、絶縁層１の注型後に二段注型で形成
されている。添加物の混合率によって体積抵抗が変化す
るので、１〜３桁低くなるように添加物を調整してあ
る。さらに、絶縁層１，２の相互の接着力を上げるため
に、絶縁層１の外周には、絶縁層２Ａを注型する前工程
として脱脂やサンドブラスト等が施されている。

【００２４】このように構成された絶縁固定具におい
て、絶縁ガスと接する絶縁層２の抵抗は、絶縁層１と比
べて１〜３桁低いので、高電圧側の主回路導体35に、例
えば、正極性のサージ電圧が侵入したときには、絶縁層
２には、正極性の電荷が帯電するが、抵抗値が低いので
電荷が速く移動し、残留電荷が少なくなる。このため、
帯電直後に逆極性の負極性サージ電圧が侵入しても、正
極性の電荷が低いので、表面の分担電圧は乱れない。す
なわち、逆極性の電荷の重畳による局部放電は発生せ
ず、単一の極性での絶縁耐力を大幅に上廻ることはな
い。したがって沿面距離を短縮し、外形を小形化するこ
とができる。

【００２５】なお、電荷の移動時間は、ほぼ抵抗値に反
比例するので、抵抗値が低いほど残留電荷は少ない。し
かし、抵抗値が極端に低いと絶縁性能が低下するので、
抵抗値は、約10¹²Ω・cm以上必要である。なお、図１に
おいて、絶縁層１の外周は単なる円椎台状としたが、複
数のひだを形成して沿面距離を増やしてもよい。

【００２６】また、図２に示す絶縁スペーサ９Ａにおい
ては、機械的強度の優れた略円板状の、例えば、ガラス
繊維入りエポキシ樹脂の絶縁層３の両面に、この絶縁層
よりも体積抵抗が１〜３桁低い絶縁層４を中心導体17と
一体で二段注型で形成し、フランジ20に固定したとき示
す。この場合においても、中心導体17からＵ字状の溝22
までの沿面の抵抗値が低下する。

【００２７】これらの構成により、逆極性のサージ電圧
が侵入しても、残留電荷が少なく、沿面の分担電圧の乱
れがなくなり、優れた絶縁性能を維持でき、絶縁沿面を
短縮することができる。

【００２８】また、図３に示す絶縁スペーサ９Ｂのよう
に、図２の絶縁層３と同一の略円板状の絶縁層３の両面
に、体積抵抗の低い順で各絶縁層７Ａ，７Ｂ，７Ｃを形
成すれば、より絶縁性能の優れた絶縁支持具となる。す
なわち、中心導体17の近傍は、電荷の供給が多く残留電
荷が増えるので、抵抗値が最も低い絶縁層７Ａとし、順
次大きくしていき、接地層23近傍の絶縁層７Ｃを最も高
い体積抵抗とすれば、残留電荷の大きさに対応した絶縁
層７Ａ，７Ｂ，７Ｃとなる。

【００２９】次に、図４に示す絶縁スペーサ９Ｃにおい
ては、中心導体17の外周の絶縁層２Ｂの体積抵抗を１〜
３桁低い値としている。そして、この絶縁層２Ｂの外周
に形成された接地側までの絶縁層７Ｄは、従来の絶縁支
持具と同様の約10¹⁵Ω・cmの体積抵抗となっている。

【００３０】このように構成された絶縁スペーサにおい
て、中心導体17に高電圧が印加されると、絶縁層２Ｂの
内部は分極し電荷が移動するが、体積抵抗が低いため、
帯電と同時に移動し、特に、中心導体17と絶縁層２Ｂの
境界面での残留電荷による局部的な電位の乱れがなくな
る。このため、中心導体17の近傍での部分放電が発生し
にくくなり、放電による劣化のおそれがなく、長期に亘
って安定した絶縁性能を維持することができる。

【００３１】特に、近年体積抵抗の高い注型用の絶縁材
料が開発されているので、この体積抵抗の高い絶縁材料
を中心導体17の外周に直接注型成形すると、残留電荷が
増え、長時間印加後に間欠的で不安定な部分放電が中心
導体17の近傍で発生するおそれがあるが、これらの長時
間印加後の間欠的な放電がなくなる。これにより、短時
間で部分放電の発生の有無を調べることができ、また、
長期間運転による放電劣化を防ぐことができる。

【００３２】また、計器用変圧器や変流器などのよう
に、体積抵抗の高い絶縁材料で注型される電気機器にお
いても、沿面の表面層のみや、高電圧が印加される主回
路導体の近傍に、１〜３桁体積抵抗の低い絶縁層を設け
ることで、残留電荷が減少し、沿面では電荷の乱れによ
る局部放電を、また、絶縁層内部では、主回路導体近傍
での部分放電をそれぞれ抑えることができ、沿面距離を
短縮することができ、長時間運転後に発生する不安定な
部分放電を防ぐことができ、安定した絶縁性能を長期に
亘って維持することができる。

【００３３】また、多段層の絶縁層を形成するときに
は、絶縁層相互間の境界面の接合不足による強度の低下
を防ぐため、最初の絶縁層を一次硬化のみとし、最終形
状の多段絶縁層を形成後に二次硬化をすることで、絶縁
層相互の接着は強固になり、強度のより優れた絶縁支持
具となる。

【００３４】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
高電圧充電部を接地電位部に支持する絶縁支持具におい
て、絶縁層の外周に、体積抵抗が絶縁層よりも１〜３桁
小なる第２の絶縁層を形成することで、体積抵抗が小な
る絶縁層に供給された電荷を、短時間に移動させ分散さ
せて、続いて印加された極性の異なるサージ電圧への重
畳による電位を低下させたので、沿面の残留電荷を減ら
し、電界強度の分布が均一で、絶縁性能を上げ、スイッ
チギヤの縮小化を図ることのできる絶縁支持具を提供す
ることができる。

【００３５】また、請求項２に記載の発明によれば、高
電圧充電部を接地電位部に支持する絶縁支持具におい
て、絶縁層の外周に、体積抵抗が絶縁層よりも１〜３桁
小なる第２の絶縁層を形成するとともに、この第２の絶
縁層のうち、充電部側の体積抵抗を小とし、接地電位部
側の体積抵抗を大とすることで、体積抵抗が小なる絶縁
層に供給された電荷を、短時間に移動させ分散させて、
続いて印加された極性の異なるサージ電圧への重畳電位
を低下させたので、沿面の残留電荷を減らし、電界強度
の分布が均一で、絶縁性能を上げ、スイッチギヤの縮小
化を図ることのできる絶縁支持具を提供することができ
る。

【００３６】また、請求項３に記載の発明によれば、充
電部を略円板状の絶縁層で固定する絶縁支持具におい
て、充電部の近傍の絶縁層の体積抵抗を他の絶縁層より
も１〜３桁小なる複合絶縁層とすることで、体積抵抗が
小なる絶縁層に供給された電荷を、短時間に移動させ分
散させて、続いて印加された極性の異なるサージ電圧へ
の重畳電位を低下させたので、沿面の残留電荷を減ら
し、電界強度の分布が均一で、絶縁性能を上げ、スイッ
チギヤの縮小化を図ることのできる絶縁支持具を提供す
ることができる。

【００３７】また、請求項４に記載の発明によれば、充
電部を複数層の絶縁層に埋込む絶縁支持具において、充
電部の外周の第１の絶縁層を、この第１の絶縁層の外周
に形成された第２の絶縁層よりも１〜３桁小なる体積抵
抗の絶縁層とすることで、体積抵抗が小なる絶縁層に供
給された電荷を、短時間に移動させ分散させて、続いて
印加された極性の異なるサージ電圧への重畳電位を低下
させたので、沿面の残留電荷を減らし、電界強度の分布
が均一で、絶縁性能を上げ、スイッチギヤの縮小化を図
ることのできる絶縁支持具を提供することができる。

【００３８】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
多段層が形成された絶縁支持具の各段層を予備硬化さ
せ、これらを一体で二次硬化させて一体化させること
で、体積抵抗が小なる絶縁層に供給された電荷を、短時
間に移動させ分散させて、続いて印加された極性の異な
るサージ電圧への重畳電位を低下させたので、沿面の残
留電荷を減らし、電界強度の分布が均一で、絶縁性能を
上げ、スイッチギヤの縮小化を図ることのできる絶縁支
持具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の絶縁支持具の一実施例
を示す縦断面図。

【図２】請求項２に記載の発明の絶縁支持具の一実施例
を示す縦断面図。

【図３】請求項３に記載の発明の絶縁支持具の一実施例
を示す縦断面図。

【図４】請求項４に記載の発明の絶縁支持具の一実施例
を示す縦断面図。

【図５】従来の絶縁支持具が取り付けられたガス絶縁ス
イッチギヤの一例を示す右側面図。

【図６】従来の絶縁支持具の一例としてのがいしを示す
縦断面図。

【図７】従来の絶縁支持具の一例としての絶縁スペーサ
を示す縦断面図。

【符号の説明】

１，２Ａ，２Ｂ，３，４，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ…絶
縁層、５Ａ，５Ｂ…支持金具、６…がいし、９Ａ，９
Ｂ，９Ｃ…絶縁スペーサ、11，12…埋金、17…中心導
体、23…接地層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧充電部を接地電位部に支持する絶
   縁支持具において、絶縁層の外周に、体積抵抗が前記絶
   縁層よりも１〜３桁小なる第２の絶縁層を形成したこと
   を特徴とする絶縁支持具。
2. 【請求項２】 高電圧充電部を接地電位部に支持する絶
   縁支持具において、絶縁層の外周に、体積抵抗が前記絶
   縁層よりも１〜３桁小なる第２の絶縁層を形成するとと
   もに、この第２の絶縁層のうち、充電部側の体積抵抗を
   小とし、接地電位部側の体積抵抗を大としたことを特徴
   とする絶縁支持具。
3. 【請求項３】 充電部を略円板状の絶縁層で固定する絶
   縁支持具において、前記充電部の近傍の絶縁層の体積抵
   抗を他の絶縁層よりも１〜３桁小なる複合絶縁層とした
   ことを特徴とする絶縁支持具。
4. 【請求項４】 充電部を複数層の絶縁層に埋込む絶縁支
   持具において、前記充電部の外周の第１の絶縁層を、こ
   の第１の絶縁層の外周に形成された第２の絶縁層よりも
   １〜３桁小なる体積抵抗の絶縁層としたことを特徴とす
   る絶縁支持具。
5. 【請求項５】 異なる体積抵抗の絶縁樹脂で多段層が形
   成された絶縁支持具の各段層を予備硬化させ、これらを
   一体で二次硬化させて一体化させたことを特徴とする絶
   縁支持具。