JPH0715813A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

ガス絶縁開閉装置

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JPH0715813A
JPH0715813A JP14957493A JP14957493A JPH0715813A JP H0715813 A JPH0715813 A JP H0715813A JP 14957493 A JP14957493 A JP 14957493A JP 14957493 A JP14957493 A JP 14957493A JP H0715813 A JPH0715813 A JP H0715813A
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JP
Japan
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insulating
gas
thermosetting
insulated switchgear
thermoplastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP14957493A
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English (en)
Inventor
Hirokuni Aoyanagi
浩邦 青柳
Hiroshi Murase
洋 村瀬
Iwao Oshima
巖 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0715813A publication Critical patent/JPH0715813A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス絶縁開閉装置に用いられる絶縁スペー
サ、絶縁筒及び絶縁ロッドなどの絶縁部材の絶縁性能の
向上を図る。 【構成】 熱硬化性絶縁材料の表層部を熱可塑性絶縁材
料で被覆して構成した熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材
を用いて、円錐形絶縁スペーサ21及びポスト形絶縁ス
ペーサ22が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ガスを封入した密
閉構造の金属容器内に、絶縁部材を介して高電圧導体を
支持して収納するガス絶縁開閉装置に関するものであ
り、特に、絶縁性能の向上を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、絶縁性能の優れたSF6 ガス
を主絶縁媒体としたガス絶縁開閉装置が汎用され、今
や、変電所及び発電所の開閉装置の主流を成している。
また、現在は、この様なガス絶縁開閉装置の550kV
あるいはUHV級への高電圧化と大容量化が求められ、
一部実用化されている。さらに、これらの大形開閉所
は、社会のエネルギー流通の根幹を成すことから、高い
信頼性が要求されることはもちろんであるが、経済性も
要求され、また、より縮小化が望まれている。
【0003】まず、上記ガス絶縁開閉装置について説明
する。図5は、変電所の開閉装置部の単線結線図の一例
を示したものであり、図6は、この単線結線図に従って
ガス絶縁開閉装置を配置した一例を示したものである。
また、図7は図6のA−A矢視図を、図8は開閉装置部
の構造を示したものである。即ち、図8に示した様に、
ガス絶縁開閉装置の本体部分(図6で2点鎖線で囲んだ
部分)は、遮断器2、断路器3、接地開閉器6等の開閉
器と、主母線1、母線4,内装CT7等から成り、いず
れも金属容器内に絶縁スペーサ8、絶縁筒(図示せず)
によって絶縁支持された充電部が収納され、絶縁ガスが
充填されている。
【0004】なお、図8には示されていないが、絶縁筒
の内部には、遮断器2、断路器3の充電部から絶縁さ
れ、可動電極を駆動する絶縁ロッドが挿入されている。
また、図6及び図7中、2点鎖線で示した様に、開閉器
などの主要機器を含むガス絶縁開閉装置の本体部分は、
極めてコンパクトにまとめられているが、架空線との引
き込み口部は気中絶縁となるブッシング5で受けるた
め、ブッシング5からガス絶縁開閉装置の本体部分まで
は長尺のガス絶縁母線4で接続することになる。
【0005】このガス絶縁母線4の一例を図9に示し
た。即ち、このガス絶縁母線は、主機器部に含まれる母
線と同一構造を有しており、接地電位の金属容器9内に
電流通電用の高電圧導体10が配設され、この高電圧導
体10を支持するために、エポキシ樹脂などの熱硬化性
絶縁材料から成る円錐形絶縁スペーサ11及びポスト形
絶縁スペーサ12が配置されている。
【0006】一般に、ガス絶縁開閉装置は上記の様な構
造を有しており、金属容器9内には絶縁性能の優れたS
6 ガスが通常4kgf/cm2 程度に加圧されて充填
されている。そして、ガス絶縁開閉装置本体部と、ブッ
シング5から本体部までの接続母線部も全部含めてガス
絶縁開閉装置と呼んでいる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来多用さ
れているガス絶縁開閉装置にはいくつかの問題点があ
る。その一つは、絶縁性能が非常に優れたガスを加圧・
充填することにより、装置全体を大幅に縮小化すること
が可能となったが、一方、金属容器9内に、例えば数m
m程度の金属異物が存在しても、高電圧導体10を含む
充電部と金属容器9間の絶縁性能を低下させるというこ
とである。
【0008】例えば、図9に示す母線部に金属異物が存
在すると、その金属異物は運転電圧のもとで高電圧導体
10と金属容器9間を往復運動する。この様な状態にな
ると、金属異物は電荷を帯び、円錐形絶縁スペーサ11
またはポスト形絶縁スペーサ12の沿面に付着し、静電
吸引力のためその箇所に留まる。この時に、断路器3の
開閉にともない高いサージ電圧が発生すると、この金属
異物を介して絶縁スペーサの沿面の絶縁破壊が引き起こ
される恐れがある。
【0009】この現象は、絶縁スペーサを多数有するガ
ス絶縁開閉装置にとって深刻な問題である。即ち、製造
上金属異物を皆無にできないことから、ガス絶縁部の絶
縁性能にこれらのことを配慮した余裕をさらに付加する
必要があり、装置を大形化したり、あるいは金属異物を
捕らえるためのトラップ装置を随所に設けるといった措
置が必要になる。いずれにしろ、金属異物の存在は、ガ
ス絶縁開閉装置の絶縁性能を脅かすことになり、信頼性
の上で問題になる。ここでは、ガス絶縁母線の絶縁スペ
ーサのみについて説明したが、遮断器、断路器に用いら
れる絶縁筒及び絶縁ロッドに関しても同じことが言え
る。
【0010】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
で、その目的は、ガス絶縁開閉装置に用いられる絶縁ス
ペーサ、絶縁筒及び絶縁ロッドなどの絶縁部材の絶縁性
能の向上を図ったガス絶縁開閉装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、内部に絶縁ガスを封入した金属容器内に通電用の高
電圧導体を挿通し、この高電圧導体を絶縁部材によって
前記金属容器から絶縁し、支持するガス絶縁開閉装置に
おいて、前記絶縁部材を、熱硬化性絶縁材料の表層部を
熱可塑性絶縁材料で被覆して構成した熱硬化/熱可塑性
複合形絶縁部材によって構成したことを特徴とするもの
である。
【0012】また、請求項2に記載の発明は、前記熱硬
化/熱可塑性複合形絶縁部材を用いて、遮断器及び断路
器の絶縁筒及び絶縁ロッドを構成したことを特徴とする
ものである。
【0013】さらに、請求項3に記載の発明は、前記熱
硬化/熱可塑性複合形絶縁部材を構成する熱可塑性絶縁
材料の誘電率が、熱硬化性絶縁材料の誘電率より小さい
ことを特徴とするものである。また、請求項4に記載の
発明は、前記熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材を構成す
る熱可塑性絶縁材料の体積固有抵抗が、熱硬化性絶縁材
料の体積固有抵抗より小さいことを特徴とするものであ
る。
【0014】
【作用】本発明のガス絶縁開閉装置によれば、絶縁スペ
ーサ、絶縁筒及び絶縁ロッドなどの絶縁部材を、熱硬化
性絶縁材料の表層部を熱可塑性絶縁材料で被覆して構成
した熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材によって構成する
ことにより、それらの沿面に金属異物が付着しにくくな
り、たとえ、電荷を帯びた金属異物が付着したとして
も、電荷が逃げやすく、金属異物が長時間沿面に付着し
ていることもない。これにより、ガス絶縁開閉装置の絶
縁性能を向上させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明のガス絶縁開閉装置の一実施例
を図1乃至図4を参照して説明する。なお、図8及び図
9に示した従来型と同一の部材には同一の符号を付し
て、説明は省略する。
【0016】図1及び図2は、本発明を母線部に適用し
た例を示したものである。即ち、本実施例においては、
図1に示した様に、熱硬化性絶縁材料の表層部を熱可塑
性絶縁材料で被覆して構成した熱硬化/熱可塑性複合形
絶縁部材(以下、複合形絶縁部材と記す)を用いて、円
錐形絶縁スペーサ21及びポスト形絶縁スペーサ22が
構成されている。
【0017】また、図2(A)は、上記円錐形絶縁スペ
ーサ21の拡大断面図を示したものであり、エポキシレ
ジンの注形または成形にて製作されたスペーサ本体21
aの表層部、即ち、金属容器内に充填された絶縁ガス1
3が触れる沿面部を、熱可塑性絶縁材料21bにより被
覆して構成されている。
【0018】さらに、図2(B)は、上記ポスト形絶縁
スペーサ22の拡大断面図を示したものであり、同様に
エポキシレジンの注形または成形にて製作されたスペー
サ本体22aの表層部、即ち、金属容器内に充填された
絶縁ガス13が触れる沿面部を、熱可塑性絶縁材料22
bにより被覆して構成されている。
【0019】次に、図3及び図4は、本発明を遮断器に
適用した例を示したものである。即ち、本実施例におい
ては、図3に示した様に、複合形絶縁部材を用いて、絶
縁筒23及び絶縁ロッド24が構成されている。
【0020】また、図4(A)は、上記絶縁筒23の拡
大断面図を示したものであり、エポキシレジンの注形、
成形または含浸によって製作された絶縁筒本体23aの
表層部、即ち、遮断器内に充填された絶縁ガス13が触
れる沿面部を、熱可塑性絶縁材料23bにより被覆して
構成されている。
【0021】さらに、図4(B)は、上記絶縁ロッド2
4の拡大断面図を示したものであり、同様にエポキシレ
ジンの注形、成形または含浸によって製作された絶縁ロ
ッド本体24aの表層部、即ち、金属容器内に充填され
た絶縁ガス13が触れる沿面部を、熱可塑性絶縁材料2
4bにより被覆して構成されている。
【0022】この様な構成を有する本発明のガス絶縁開
閉器は、以下に述べる様に作用する。即ち、従来、熱硬
化性絶縁材料のみから構成していた絶縁スペーサ21,
22、絶縁筒23、絶縁ロッド24を、複合形絶縁部材
から構成しているため、ガス絶縁開閉装置内に万一金属
異物が存在し、運転電圧で金属異物が動き廻り、これら
の沿面に付着したとしても、その付着面は熱可塑性絶縁
材料から構成されていることになる。
【0023】通常、金属異物が熱可塑性絶縁部材の沿面
電界強度の高いところに付着した場合、運転状態で金属
異物の先端から部分放電が生じる。この様に、ガス絶縁
開閉装置に用いられる絶縁部材の沿面に金属異物が付着
した場合の絶縁上の問題点として、断路器サージなどの
急峻波サージ電圧に対して絶縁性能が著しく低下するこ
とが挙げられる。特に、サージ電圧の極性が反転して印
加された場合、その傾向が著しく現れる。例えば、負極
性サージ電圧が印加され、その後に正極性サージ電圧が
印加された場合を考えてみる。即ち、負極性サージ電圧
が印加されると、金属異物先端からの放電により、電界
放射された自由電子が金属異物の先端部分に蓄積し、絶
縁スペーサ、絶縁筒、絶縁ロッド等の金属異物が付着し
た沿面には負の蓄積電荷の沿面帯電が形成される。
【0024】この場合、従来のエポキシレジン等の熱硬
化性絶縁材料のみから構成された絶縁スペーサ等の絶縁
部材にあっては、体積固有抵抗が非常に高いため表面抵
抗率も高く、この蓄積電荷が逃げにくく、その放電時定
数は“日”のオーダであった。そのため、この様な状態
で正極性サージ電圧が印加されると、等価的に金属異物
の先端の電界が強められ、同一極性のサージ電圧が印加
された場合に比べて、絶縁性能は約20%低下する。
【0025】これに対し、本実施例の複合形絶縁部材を
用いて構成された絶縁スペーサ等の絶縁部材にあって
は、その表層部を被覆している熱可塑性絶縁材料、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン
などの体積固有抵抗が、従来のエポキシレジンのそれに
比べ、約2桁のオーダで小さいため、サージ電圧の印加
によって形成された蓄積電荷が逃げ易い状態にある。即
ち、複合形絶縁部材を用いて構成された絶縁スペーサ等
の絶縁部材の沿面の蓄積電荷の放電時定数は、従来に比
べて1/100〜1/10になり、“時間”のオーダー
になる。
【0026】一般に、ガス絶縁開閉装置における断路器
操作は“日”のオーダーであるため、本実施例の場合に
は、一回の断路器操作のサージ電圧で形成された蓄積電
荷は、次の断路器操作時のサージ電圧が印加されるまで
に拡散されている。従って、本実施例の複合形絶縁部材
を用いて構成された絶縁スペーサ等の絶縁部材の沿面
に、万一金属異物が付着しても、通常の断路器操作での
サージ電圧による絶縁性能を20%向上させることがで
きる。
【0027】この様に、本実施例のガス絶縁開閉器によ
れば、絶縁スペーサ等の絶縁部材を複合形絶縁部材を用
いて構成することにより、これらの絶縁部材の沿面に付
着した金属異物に対する絶縁性能を大幅に向上させるこ
とができる。
【0028】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、複合形絶縁部材を構成する上記PE
T、ナイロン等の熱可塑性絶縁材料の誘電率を、熱硬化
性絶縁材料であるエポキシレジンの誘電率(通常、ガス
絶縁開閉装置に用いられるエポキシレジンの誘電率は
5.5〜6.0である)より小さくすれば、金属異物の
付着力をさらに小さくすることができる。
【0029】また、熱可塑性絶縁材料として、その体積
固有抵抗が熱硬化性絶縁材料の体積固有抵抗より小さい
ものを用いれば、蓄積電荷がより逃げやすくなる。
【0030】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、絶縁
スペーサ、絶縁筒及び絶縁ロッドなどの絶縁部材を、熱
硬化性絶縁材料の表層部を熱可塑性絶縁材料で被覆して
構成した熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材によって構成
することにより、これら絶縁部材の絶縁性能を大幅に向
上したガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス絶縁開閉装置の母線部の一実施例
を示す断面図
【図2】(A)は図1の母線部に用いられる円錐形絶縁
スペーサの拡大断面図、(B)はポスト形絶縁スペーサ
の拡大断面図
【図3】本発明のガス絶縁開閉装置の遮断器の一実施例
を示す断面図
【図4】(A)は図3の遮断器に用いられる絶縁筒の拡
大断面図、(B)は絶縁ロッドの拡大断面図
【図5】一般的なガス絶縁開閉装置の単線結線図
【図6】図5の単線結線図に基づくガス絶縁開閉装置の
配置例
【図7】図6のA−A矢視図
【図8】従来のガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図
【図9】従来のガス絶縁開閉装置の母線部の構成を示す
断面図
【符号の説明】
1…主母線 2…遮断器 3…断路器 4…母線 5…ブッシング 6…接地開閉器 7…内装CT 8…絶縁スペーサ 9…金属容器 10…高電圧導体 11…円錐形絶縁スペーサ 12…ポスト形絶縁スペーサ 13…絶縁ガス 21…円錐形絶縁スペーサ 21a…スペーサ本体 21b…熱可塑性絶縁材料 22…ポスト形絶縁スペーサ 22a…スペーサ本体 22b…熱可塑性絶縁材料 23…絶縁筒 23a…絶縁筒本体 23b…熱可塑性絶縁材料 24…絶縁ロッド 24a…絶縁ロッド本体 24b…熱可塑性絶縁材料

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に絶縁ガスを封入した金属容器内に
    通電用の高電圧導体を挿通し、この高電圧導体を絶縁部
    材によって前記金属容器から絶縁し、支持するガス絶縁
    開閉装置において、 前記絶縁部材が、熱硬化性絶縁材料の表層部を熱可塑性
    絶縁材料で被覆して構成した熱硬化/熱可塑性複合形絶
    縁部材によって構成されていることを特徴とするガス絶
    縁開閉装置。
  2. 【請求項2】 前記熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材を
    用いて、遮断器及び断路器の絶縁筒及び絶縁ロッドを構
    成したことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉
    装置。
  3. 【請求項3】 前記熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材を
    構成する熱可塑性絶縁材料の誘電率が、熱硬化性絶縁材
    料の誘電率より小さいことを特徴とする請求項1または
    2に記載のガス絶縁開閉装置。
  4. 【請求項4】 前記熱硬化/熱可塑性複合形絶縁部材を
    構成する熱可塑性絶縁材料の体積固有抵抗が、熱硬化性
    絶縁材料の体積固有抵抗より小さいことを特徴とする請
    求項1または2に記載のガス絶縁開閉装置。
JP14957493A 1993-06-21 1993-06-21 ガス絶縁開閉装置 Pending JPH0715813A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328600A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Mitsubishi Electric Corp 密閉型開閉装置
JP2005327580A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Hitachi Ltd 絶縁スペーサおよびガス絶縁機器
JP4865718B2 (ja) * 2004-10-04 2012-02-01 アレバ・ティー・アンド・ディー・アーゲー 導電体用絶縁支持ディスク及び該ディスクを備える電気アセンブリ
JP2021051870A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社日立産機システム 鉄道車両用開閉器、及び、その製造方法
CN114141553A (zh) * 2021-10-19 2022-03-04 平高集团有限公司 一种高压开关设备用隔板

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