JPH0684419A - 絶縁固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電界の集中を緩和して、外形の小形化を図る。 【構成】高電圧の充電部を支持する埋金１の外周と接地
電位側の埋金２の内側を誘電率の大きい絶縁層３Ｂで形
成し、埋金２の外周とこの埋金２と埋金１の中間部まで
を誘電率の小さい絶縁層４Ｂで形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧充電部を接地電
位部に固定する絶縁固定具に関する。

【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１，２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６が載置され、こ
の主回路導体６は、この主回路導体６の上部に載置され
た逆Ｕ字状の上部支持金具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】ここで、がいし36の絶縁層13は、内部に混
入された充てん剤は均一に分布している。したがって、
絶縁層13を囲むＳＦ₆ ガスや空気の比誘電率１と比べる
と、約４〜５倍となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
支持がいし36においては、高電圧の充電部となる主回路
導体６を支持する上部支持金具５Ａや下部支持金具５Ｂ
などの表面積に比べて、接地側の支持板20の表面積は広
くなる。したがって、上端の充電部と下端の接地電位部
間に生じる等電位線は、図６に示す点線の曲線Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈのように上部の間隔が狭く、下部の間隔は広くな
る。

【００１０】さらに、絶縁層13と周囲のガス体との比誘
電率が異なり、絶縁層13の比誘電率の方が大きいので、
がいし36の沿面では、点線の曲線Ｅで示すように、充電
部側の等電位線がＵ字状に屈折して更に狭くなる。すな
わち、このがいしでは、がいし36の充電部側の沿面は、
電界強度が高くなるので、所要の耐電圧値に耐えるため
に、沿面の絶縁距離を延ばさなければならない。

【００１１】そのため、充電部側の上部支持金具５Ａ，
下部支持金具５Ｂや埋金１の外形を増やして、充電部側
の電界強度を下げる方法も考えられるが、すると、相間
の耐電圧値が下がるので、相間の間隔を広げなくてはな
らなくなって、このがいし36が取り付けられた主回路導
体６の相間が増え、この主回路導体６を収納した箱体の
外形と設置床面積が増える。

【００１２】一方、図５で示した絶縁スペーサ39では、
隔壁32に形成された円形穴に固定されたフランジの固定
部に電界が集中する。したがって、この集中部の電界強
度を下げるためには、フランジの外径を増やさなければ
ならなくなって、図５で示した上下の絶縁スペーサ39で
は、取付間隔を広げなくてなならない。すると、真空遮
断器33の後部に設けられた主回路導体の間隔も広くなっ
て、真空遮断器33が大形になる。そこで、本発明の目的
は、電界の部分的集中を緩和し、外形を小形化すること
のできる絶縁固定具を得ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高電圧充電部と接地電位部の間に設けられ、高電圧
充電部と接地電位部を固定する絶縁固定具において、高
電圧充電部と接地電位部のうち、高電界部の側に、比誘
電率の大なる絶縁層を形成したことを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、高電圧充電部と
接地電位部の間に設けられ、高電圧充電部と接地電位部
を固定する絶縁固定具において、高電圧充電部と接地電
位部の中間部に、比誘電率の小なる絶縁層を形成したこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、高電圧充電部と
接地電位部の間に設けられ、高電圧充電部と接地電位部
を固定する絶縁固定具において、高電圧充電部の側の沿
面に、比誘電率の大なる絶縁層を形成したことを特徴と
する。

【００１６】請求項４に記載の発明は、接地電位部に設
けられ、軸心に高電圧充電部が貫設された絶縁固定具に
おいて、接地電位部側に、比誘電率の大なる絶縁沿面層
を形成したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明においては、高電圧充電
部側と接地電位部の間に分布する等電位線は、高電圧充
電部側の偏在が解消され、高電圧充電部側への電界集中
が緩和される。

【００１８】請求項２に記載の発明においては、高電圧
充電部側と接地電位部側の間に分布する等電位線は、高
電圧充電部側と接地電位部間の周りの屈曲が緩和され、
高電圧充電部側と接地電位部側の周りへの電界集中が緩
和される。

【００１９】請求項３に記載の発明においては、高電圧
充電部側と接地電位部の間に分布する等電位線は、高電
圧充電部側の沿面の偏在が解消され、高電圧充電部側の
沿面への電界集中が緩和される。

【００２０】請求項４に記載の発明においては、高電圧
充電部側と接地電位部の間に分布する等電位線は、接地
電位部側の沿面の偏在が解消され、接地電位部側の沿面
への電界集中が緩和される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明による絶縁固定具として、支持
がいしの例で説明する。但し、従来の図６で示した部分
と同一部分には、同一符号を付して説明を省く。

【００２２】図１は、本発明の絶縁固定具としての支持
がいしを示す縦断面図である。図１において、上下の埋
金１，２とともに注型された絶縁層３Ａは、図６で示し
た支持がいしに用いたエポキシ樹脂で成形され、上下の
埋金１，２の中間部は、外周面が双曲線状にくびれてい
る。

【００２３】この双曲線状にくびれた部分の絶縁層３Ａ
の周りには、充てん剤をほとんど混合しないエポキシ樹
脂で注型されて、誘電率が約 3.5の絶縁層４Ａを形成し
ている。

【００２４】このように構成された支持がいしにおいて
は、上端の埋金１と下端の埋金２との間の等電位線は、
点線Ａ，Ｂに示すように充電部側の外周が下方に移動
し、点線Ｄに示すように接地電位部側は逆に上方に移動
する。また、絶縁層４Ａの表面では、このがいしを囲む
ガス体との誘電率の差が少ないので、図６で示した従来
のがいし36に比べて等電位線の曲がりが少なくなる。ま
た、絶縁層３Ａの充電部側の外周でも、等電位線の間隔
が広くなり、上下の等電位線の間隔がほぼ同一となる。

【００２５】この結果、このように構成された支持がい
しにおいては、特に沿面での電界集中が緩和されるの
で、充電部と接地電位部間の沿面距離を減らすことがで
き、がいしの高さを減らすことができる。なお、絶縁層
３Ａ，４Ａの内部においては、等電位線の間隔は従来の
がいしとほぼ同じである。

【００２６】次に、箱体内の高電圧機器の実装密度が少
なく、隣接充電部や接地電位部間との間隔が広くて、か
つ、充電部の小さいがいしのときには、図２に示すよう
に絶縁層３Ｂの中間上部から下端にかけて、前述した比
誘電率の小さい絶縁層４Ｂを形成することで、接地側の
絶縁層４Ｂの内外の等電位線の間隔を短縮し、充電部側
の外周の沿面の等電位線の間隔を広くし、上下の等電位
線の間隔をほぼ同一として、電界の集中を緩和すること
ができる。

【００２７】この場合には、接地側の機械的強度の低下
を補うために、相間や対接地電位部間の絶縁距離や外形
が許容される範囲で、埋金２の周りの絶縁層４Ｂの外径
を増やせばよい。次に、図３は、図５で示した絶縁スペ
ーサ39のように、接地電位部の取付部21に中心導体付の
ブッシングが取り付けられた状態を示す断面図である。

【００２８】図３においては、軸心に中心導体７が貫通
した絶縁層３Ｃの中央部には、環状のフランジ部が形成
され、このフランジ部の外周右側面には、Ｏリング溝が
形成されてＯリング９が挿着されている。このＯリング
溝の内側には埋金10が埋設され、このブッシングは、こ
の埋金10に挿入されたボルト８Ｅで取付部21に固定され
ている。

【００２９】絶縁層３Ｃの外周には、フランジ部の両側
に、充てん剤の混合率（重量パーセント）が約２％で絶
縁層３Ｃの誘電率よりも大きい約６〜７の絶縁層４Ｃ
１，４Ｃ２が形成され、これらの絶縁層３Ｃ及び絶縁層
４Ｃ１，４Ｃ２の外周には、ひだ12が等間隔に形成され
ている。

【００３０】このように構成されたブッシングにおいて
は、取付部21に近い絶縁層４Ｃ１，４Ｃ１を、誘電率の
大きい絶縁層で形成することで、フランジ部近傍の電界
強度を減らすことができる。なお、図３においては、絶
縁層４Ｃ１，４Ｃ２で形成される沿面距離の長さは、全
体の約50％以下であるが、取付部21と接する部分の電界
強度が高いときには、絶縁層４Ｃ１，４Ｃ２の厚さと沿
面距離を増やす。

【００３１】一般的には、中心導体７と取付部21との間
の不平等係数は５程度となるので、絶縁層４Ｃ１，４Ｃ
２は、深さが全体の絶縁厚さに対して約１／３、沿面は
全体の約１／２でよい。この程度の絶縁層４Ｃ１，４Ｃ
２とすることで、ブッシングの機械的強度の低下を許容
範囲に抑えることができる。

【００３２】なお、図３において、絶縁層４Ｃ１，４Ｃ
２と絶縁層３Ｃとの間に、これらの絶縁層の誘電率の中
間の絶縁層を介在させることで、電界強度の高いフラン
ジ部と絶縁層３Ｃとの間の等電位線の間隔を均一化して
もよい。

【００３３】また、外周のひだの間に塵埃が付着するよ
うな場所に設置されるブッシングにおいては、図４に示
すように、ひだ12の部分だけ比誘電率の小さい絶縁層４
Ｄを設けることで、絶縁層28と周囲の絶縁ガスや空気と
の比誘電率の違いによる等電位線の屈折を防ぐことがで
きる。これにより、絶縁層４Ｄに付着した塵埃等による
電界強度の分布の乱れを最小限に抑えることができる。

【００３４】すなわち、塵埃は、けい素類などの比誘電
率の小さい粒子が多いので、絶縁層４Ｄの比誘電率を小
さくすることで、表面での電界強度分布の乱れを防ぐこ
とができる。なお、ひだ12の部分の絶縁層４Ｄの比誘電
率が小さいので、全体の沿面距離も縮小できる。また、
例えば、真空遮断器などに組み込まれる絶縁回転軸の外
周に形成された相間及び接地間のフランジ部分にも、比
誘電率の小さい絶縁材料を使用することで、塵埃による
電界強度の乱れを防ぐことができる。

【００３５】このように、絶縁層を挟んで充電部と接地
電位が対置する支持がいしやブッシングにおいて、電界
強度の高い側に比誘電率の大きい絶縁材料よりなる絶縁
層を形成し、電界強度の低い側に比誘電率が低い絶縁層
を形成することで、電界強度の高い部分の電位分担を減
らし、沿面の電界強度を緩和するとともに、沿面全体の
電界強度を平準化することで、支持がいしやブッシング
の外形を減らし、これらの支持がいしやブッシングが組
み込まれたスイッチギヤなどの外形と設置床面積を減ら
すことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
高電圧充電部と接地電位部の間に設けられ、高電圧充電
部と接地電位部を固定する絶縁固定具において、高電圧
充電部と接地電位部のうち、高電界部の側に、比誘電率
の大なる絶縁層を形成することで、高電圧充電部側と接
地電位部の間に分布する等電位線の、高電圧充電部側の
偏在を解消し、高電圧充電部側への電界集中を緩和した
ので、外形を小形化することのできる絶縁固定具を得る
ことができる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、高
電圧充電部と接地電位部の間に設けられ、高電圧充電部
と接地電位部を固定する絶縁固定具において、高電圧充
電部と接地電位部の中間部に、比誘電率の小なる絶縁層
を形成することで、高電圧充電部側と接地電位部側の間
に分布する等電位線の、高電圧充電部側と接地電位部間
の周りの屈曲を緩和し、高電圧充電部側と接地電位部側
の周りへの電界集中を緩和したので、外形を小形化する
ことのできる絶縁固定具を得ることができる。

【００３８】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
高電圧充電部と接地電位部の間に設けられ、高電圧充電
部と接地電位部を固定する絶縁固定具において、高電圧
充電部の側の沿面に、比誘電率の大なる絶縁層を形成す
ることで、高電圧充電部側と接地電位部の間に分布する
等電位線の高電圧充電部側の沿面の偏在を解消し、高電
圧充電部側の沿面への電界集中を緩和したので、外形を
小形化することのできる絶縁固定具を得ることができ
る。

【００３９】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
接地電位部に設けられ、軸心に高電圧充電部が貫設され
た絶縁固定具において、接地電位部側に、比誘電率の大
なる絶縁沿面層を形成することで、高電圧充電部側と接
地電位部側の間に分布する等電位線の、接地電位部側の
沿面偏在を解消し、接地電位部側の沿面への電界集中を
緩和したので、外形を小形化することのできる絶縁固定
具を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２に記載の発明の絶縁固定具の一実施例
を示す縦断面図。

【図２】請求項１に記載の発明の絶縁固定具の一実施例
を示す縦断面図。

【図３】請求項４に記載の発明の絶縁固定具の一実施例
を示す縦断面図。

【図４】請求項３に記載の発明の絶縁固定具の一実施例
を示す縦断面図。

【図５】従来の絶縁固定具が取り付けられたスイッチギ
ヤを示す右側面図。

【図６】従来の絶縁固定具の一例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１，２…埋金、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，４Ａ，４Ｂ，
４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｄ…絶縁層、５Ａ…上部支持金具、
５Ｂ…下部支持金具、６…主回路導体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧充電部と接地電位部の間に設けら
   れ、前記高電圧充電部と前記接地電位部を固定する絶縁
   固定具において、前記高電圧充電部と前記接地電位部の
   うち、高電界部の側に、比誘電率の大なる絶縁層を形成
   したことを特徴とする絶縁固定具。
2. 【請求項２】 高電圧充電部と接地電位部の間に設けら
   れ、前記高電圧充電部と前記接地電位部を固定する絶縁
   固定具において、前記高電圧充電部と前記接地電位部の
   中間部に、比誘電率の小なる絶縁層を形成したことを特
   徴とする絶縁固定具。
3. 【請求項３】 高電圧充電部と接地電位部の間に設けら
   れ、前記高電圧充電部と前記接地電位部を固定する絶縁
   固定具において、前記高電圧充電部の側の沿面に、比誘
   電率の大なる絶縁層を形成したことを特徴とする絶縁固
   定具。
4. 【請求項４】 接地電位部に設けられ、軸心に高電圧充
   電部が貫設された絶縁固定具において、前記接地電位部
   側に、比誘電率の大なる絶縁沿面層を形成したことを特
   徴とする絶縁固定具。