JPH07169351A - ガス絶縁ブッシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送電容量の増加に対応して、絶縁ガスの冷却
を高効率で行って温度上昇を低く抑えることができ、且
つ耐震性能が良好となるガス絶縁ブッシングを提供する
ことにある。 【構成】 内部に絶縁性ガス９の充填された碍管２の上
部に、クーリングケース５を通気自在に設ける。クーリ
ングケース５の外部側周囲に、パイプにより構成された
対地電界緩和用の外部シールド１１を配置する。外部シ
ールドとクーリングケースを支持パイプにより通気可能
に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、碍管の内部に絶縁ガス
を充填するガス絶縁ブッシングに関するものである

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の急激な増加に伴い、送
電容量を増加させることが、電力を安定供給するために
重要となっている。このため、従来は５５０ｋＶであっ
た送電の定格電圧を１１００ｋＶに、また、定格電流も
８０００Ａ，１２０００Ａとなる高圧送電用の機器が一
般的となっている。これに伴い、ガス絶縁電気機器と気
中絶縁架空線の連結に使用されるガス絶縁ブッシング
も、高電圧絶縁、大電流通電への対応を余儀なくされて
いる。

【０００３】このような高電圧絶縁、大電流通電に対応
させたガス絶縁ブッシングの一例を、図１２から図１５
に基づき説明する。すなわち、図１２に示すように、ガ
ス絶縁ブッシング１は、中空状の碍管２内に、ＳＦ₆ ガ
スのような絶縁ガス９が封入されると共に、碍管１と同
軸状に通電導体である中心導体３が配置されている。前
記碍管２は、下部に下部取付フランジ７がセメンチング
により固着されている。そして、碍管２は下部取付フラ
ンジ７を介して、接地タンク８に固定され、接地された
状態となっている。また、碍管２下部の外部には、対地
電界および碍管２の沿面電界を緩和するために、接地シ
ールド１０が下部取付フランジ７に取付られている。

【０００４】一方、碍管２の上部には、上部取付フラン
ジ４がセメンチングによって固着されている。この上部
取付フランジ４を介して、碍管２に絶縁ガス冷却用のク
ーリングケース５が取り付けられている。このクーリン
グケース５の上端には蓋板６が設けられ、蓋板６の下面
に前記中心導体３の上端が固定されている。このような
碍管２上方となるクーリングケース５の外部側には、ガ
ス絶縁ブッシング１の頭部側の電界を緩和するために、
リング状の外部シールド１１が取付けられている。この
ようなガス絶縁ブッシング１では、碍管３を挟んで接地
タンク８からクーリングケース５までの内部は、絶縁ガ
ス９が流通自在となるように構成されている。なお、前
記クーリングケース５の外周には、冷却効率を上げるた
め、表面積を増す手段として、図１３に示す冷却用フィ
ン１２が放射状に設けられる場合もある。

【０００５】以上のような１１００ｋＶ等の高電圧に対
応したガス絶縁ブッシング１では、頭部の周囲に複数の
外部シールド１１が設けられることにより、絶縁ブッシ
ング１の頭部の対地方向の電界を緩和するだけでなく、
頭部全体の電界を低く抑え、異常放電を防ぐことができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ガス
絶縁電気機器においては、絶縁性に優れた絶縁媒体、例
えばＳＦ₆ ガス等の絶縁ガスを使用することによって、
その寸法が従来機器と比較して大幅に縮小してきてい
る。これは、ガス絶縁電気機器と気中絶縁架空線の連結
に使用されるガス絶縁ブッシングも例外ではなく、据寸
面積の縮小化及び軽量化をめざし、益々コンパクトで取
扱いの容易なガス絶縁ブッシングが望まれている。

【０００７】しかしながら、１１００ｋＶ等の高電圧に
対応したガス絶縁ブッシングでは、送電容量の増加に伴
い絶縁ガスの温度も大幅に上昇する。このため、絶縁ガ
スを冷却するクーリングケース５の体積および表面積を
大幅に増して、大型化する必要がでてきている。クーリ
ングケース５を大型化した場合、その外部に設けられて
いる外部シールド１１ａ〜１１ｄも、大幅に大型化する
ことになる。これでは、ガス絶縁ブッシングの頭部側の
重量が増し、耐震性能の低下を招くことになる。このた
め、強制的な冷却機構を設けることも考えられるが、こ
れも同様に頭部の重量増加を招く上に、構造が複雑にな
る問題がある。

【０００８】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
で、その目的は送電容量の増加に対応して、絶縁ガスの
冷却を高効率で行って温度上昇を低く抑えることがで
き、且つ耐震性能が良好となるガス絶縁ブッシングを提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、絶縁性ガスが充填された
碍管内に、この碍管と同軸状に中心導体が配置されたガ
ス絶縁ブッシングにおいて、頭部の外部側周囲に、パイ
プにより構成された対地電界緩和用の外部シールドがリ
ング状に配置され、前記外部シールド内部と前記碍管内
部とが、通気可能に設けられていることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
外部シールドは、前記碍管と同心となるリング状に設け
られていることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
外部シールドは、前記碍管と同心となるらせん状に設け
られていることを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
外部シールドは、頭部の外部側周囲に一定間隔で前記碍
管の軸と同方向に設けられ、その上下の端部がそれぞれ
前記碍管内部と通気可能に設けられていることを特徴と
する。

【００１３】請求項５記載の発明では、絶縁性ガスが充
填された碍管内に、この碍管と同軸状に中心導体が配置
されたガス絶縁ブッシングにおいて、頭部にクーリング
ケースが設けられ、前記クーリングケースの外周面に
は、複数の冷却用フィンが放射状に設けられ、前記各冷
却用フィンの先端には、クーリングケースと同心となる
円周上に付属フィンが設けられていることを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】本発明のガス絶縁ブッシングの作用は次のよう
になる。すなわち、請求項１乃至請求項４記載の発明で
は、対地電界緩和用の外部シールドとガス絶縁ブッシン
グの頭部を流通可能に設けることにより、通電時に高温
となる絶縁ガスの冷却ように使用することができる。こ
れは、放熱面積が大幅に増加するため、冷却効率を大幅
に向上させることができる。しかも、簡単な構成である
ため、頭部の重量はほとんど増加せず、耐震性能は良好
となる。

【００１５】また、請求項５記載の発明では、絶縁ガス
冷却のための冷却用フィンの先端に、付属フィンが設け
られることにより、冷却効率が向上する。これと共に、
付属フィンが円周上に設けられるため、対地電界を緩和
するための外部シールドの作用をする。これにより、外
部シールドを設ける必要がなくなり、構成が簡単、且つ
軽量となるため耐震性能に優れ、冷却効率が良好とな
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のガス絶縁ブッシングの実施例
を、図面に基づき説明する。なお、従来技術と同一機能
を有する部材に関しては、同一符号を付し、説明は省略
する。

【００１７】（１）第１実施例 … 図１ 本実施例は、請求項１および請求項２記載の発明に対応
する一実施例として説明する。

【００１８】まず、図１は本実施例のガス絶縁ブッシン
グ１における頭部の断面図である。この図に示すよう
に、クーリングケース５の周囲には、中空となるパイプ
により構成されたリング状の第１〜第４外部シールド１
１ａ〜１１ｄが、クーリングケース５と同心状に、上下
方向に適当な間隔で設けられている。各外部シールド１
１ａ〜１１ｄはクーリングケース５に対して、第１外部
シールド１１ａが上端部に、第２および第３外部シール
ド１１ｂ，１１ｃがクーリングケース５の周面に、第４
外部シールド１１ｄが下端部に、支持されている。

【００１９】第１および第３外部シールド１１ａ，１１
ｄは、その中空となる内部は密閉状態となるように構成
され、支持部材１４によりクーリングケース５の上下の
端部に取り付けられている。一方、第２および第３外部
シールド１１ｂ，１１ｃは、第１および第３外部シール
ド１１ａ，１１ｄに比べ、その直径が大きく形成されて
いる。そして、第２および第３外部シールド１１ｂ，１
１ｃは、それぞれ１または２以上の支持パイプ１５によ
りクーリングケース５に、相互に流通自在となるように
支持されている。また、第２および第３外部シールド１
１ｂ，１１ｃ間は、１または２以上の流通パイプ１３に
より相互に流通自在に接続されている。

【００２０】以上のように構成される本実施例のガス絶
縁ブッシング１の作用効果は、以下のようになる。すな
わち、ガス絶縁ブッシング１の通電状態では、絶縁ガス
の温度が上昇する。この高温の絶縁ガスは、碍管２内を
クーリングケース５まで上昇する。そして、クーリング
ケース５にて冷却された絶縁ガスが下降して対流が行わ
れる。ここで、本実施例では、外部シールド１１ｂ，１
１ｃがクーリングケースと通気可能に設けられたことに
より、高温の絶縁ガスが支持パイプ１５を介して第２ま
たは第３の外部シールド１１ｂ，１１ｃ内に流入して、
ここで効果的に冷却される。

【００２１】なお、１１００ＫＶ等の高電圧に対応した
ガス絶縁ブッシング１においては、クーリングケース５
は直径が約数十ｃｍ、長さが約１〜２ｍ程度である。そ
れに対し、前記外部シールド１１のパイプ直径は２０〜
３０ｃｍ、リング直径は１〜２ｍ程度となるため、放熱
面積はクーリングケース５のみの場合に比べ、４倍以上
に増加する。

【００２２】しかも、ガスは低温になると下降するた
め、第２および第３外部シールド１１ｂ，１１ｃにおい
ては、第２外部シールド１１ｂで冷却された絶縁ガスは
流通パイプ１３を下降し、第３外部シールド１１ｃに流
れる。そして、第３外部シールド１１ｃから下部側支持
パイプ１５ｂを通過して碍管２内方向に戻ることにな
る。これは、上部側支持パイプ１５ａに流入した絶縁ガ
スが、第２外部シールド１１ｂ，流通パイプ１３，第３
外部シールド１１ｃ，第３支持パイプを通過して碍管２
内に戻るという還流が生じ、効果的に冷却を行うことに
なる。

【００２３】したがって、本実施例では、クーリングケ
ース５の周囲に設けられる外部シールド１１を碍管２と
連通させた構成とすることにより、外部シールド１１が
ブッシング頭部の対地電界を下げて異常放電を防止する
本来の作用（電界緩和効果）と共に、絶縁ガスの冷却を
高効率で行うことができる。しかも、従来に比べ、外部
シールド１１の支持部を支持パイプとし、第２と第３の
外部シールド間に１または２以上の流通パイプ１３を設
けただけであるため、ガス絶縁ブッシングの頭部が大型
化・重量増加することなく、耐震性能も良好となる。

【００２４】（２）第２実施例 …図２ 本実施例は、前記第１実施例の変形であって、クーリン
グケース５の周囲に設ける外部シールド１１を２つに限
定せず、３つまたはそれ以上を設けたものである。この
ような場合、それぞれに支持パイプを設け、単独にクー
リングケース５に通気可能として設けることや、図２に
示すような構成とすることができる。図２では、最上部
および最下部の外部シールド１１ｂ，１１ｃを支持パイ
プ１５によりクーリングケース５に通気可能に設け、こ
れらの外部シールド１１ｂ，１１ｃと、その中間部分に
設けられた外部シールド１１ｅとをそれぞれ２以上の流
通パイプ１３により連結した構成とする。

【００２５】本実施例においても、禅第１実施例と同様
に、ブッシング頭部の対地電界の緩和効果が得られると
共に、絶縁ガスの冷却を高効率で行うことができる。

【００２６】（３）第３実施例…図３ 本実施例は、第１および第２実施例のクーリングケース
周囲に設けられた外部シールドの取付方法を変更したも
のである。すなわち、第１実施例の第２および第３外部
シールド１１ｂ，１１ｃは、支持パイプ１５により通気
可能に支持されることに限定されず、第１および第４外
部シールド１１ａ，１１ｄと同様の支持部材１４により
クーリングケース５周囲に設けることもできる。この場
合、第２および第３外部シールド１１ｂ，１１ｃとクー
リングケース５との間を、フレキシブルチューブ１６に
より通気可能に連結する。

【００２７】このような構成により、外部シールド１１
とクーリングケース５との連結が容易となる。これは、
第１および第２実施例の場合には、連結部分から絶縁ガ
スが流出することの無いように、完全に密閉状態となる
ように連結することになる。しかも、支持パイプ１５に
より外部シールド１１を支持する構成であるため、各部
材の加工や組立てを、高精密で行う必要がある。しか
し、本実施例のように、外部シールドを支持部材１４に
より支持し、外部シールド１１とクーリングケース５の
連結をフレキシブルチューブ１６により行うことは、各
部材の加工作業および組立作業を容易とすることができ
る。

【００２８】なおフレキシブルチューブ１６の構成材料
は、運転温度及び通常の耐候性を有するものであれば金
属、非金属を問わず、適宜使用することができる。

【００２９】（４）第４実施例 … 図４ 本実施例は、請求項１および請求項３記載の発明に対応
する一実施例として説明する。

【００３０】すなわち、図４に示すように、クーリング
ケース５の周囲には、中空となるパイプにより構成され
た外部シールド４１が、クーリングケース５と同心とな
るらせん状に配置されている。そして、その外部シール
ド上端４１ｍがクーリングケース５の周面上部に、下端
４１ｎがクーリングケース５の周面下部に、支持パイプ
１５を介して通気可能に連結され支持されている。な
お、外部シールド４１とクーリングケース５との連結部
分に過大な応力が発生しないように、必要に応じて、外
部シールド４１の支持部材１４を設けることもできる。
また、外部シールド４１とクーリングケース５とは、上
下の端部以外の部分でも、支持パイプ１５やフレキシブ
ルチューブ１６等により流通自在の構成とすることもで
きる。

【００３１】このような本実施例では、第１乃至第３実
施例においてリング状の外部シールド１１を複数個設け
られることに対して、らせん状の外部シールド４１を１
つ設けるだけであるため、部材数が少なくて済み、構成
が簡略化され、取付けも容易となる。また、らせん状の
外部シールド４１がクーリングケース５周囲に設けられ
るため、複数のリング状の外部シールド１１と同等の対
地電界の緩和効果が得られる。さらに、絶縁ガスの放熱
面積が拡大すると共に、外部シールド４１を構成するパ
イプ内では、絶縁ガスが内部や連結部分に停留すること
が発生せずにスムーズに流下するため、高い冷却効果を
得ることができる。

【００３２】（５）第５実施例 … 図５ 本実施例は、前記第４実施例の変形であって、クーリン
グケース５の周囲に設けられる外部シールド４１は１つ
に限定せず、２つまたはそれ以上を設けたものである。
例えば、図５のように、らせん状の外部シールド４１を
２つ設ける場合には、上部および下部のクーリングケー
ス５との取付位置を、クーリングケース５の対向位置、
すなわち、１８０°ずらして設ける。なお、らせん状の
外部シールド４１を３個以上設ける場合、外部シールド
４１のクーリングケース５への取付位置は、クーリング
ケース５周囲に均等間隔となるように設ける。

【００３３】このような本実施例では、第４実施例に比
べ、クーリングケース５内の絶縁ガスの冷却を均等化す
ることができ、冷却効果を倍増することができる。

【００３４】（６）第６実施例 … 図６〜図８ 本実施例は、請求項１および請求項４記載の発明に対応
する一実施例として説明する。なお、図６は本実施例の
ガス絶縁ブッシングの頭部を示す断面図、図７は図６の
平面図、図８は図６のＡ−Ａ断面図である。

【００３５】本実施例は、図６乃至図８に示すように、
クーリングケース５の周囲には、中空となるパイプによ
り構成された外部シールド６１が、クーリングケース５
と同軸方向に一定間隔で複数個設けられている。この外
部シールド６１は、上部側の端部がクーリングケース５
上部に、下部側の端部がクーリングケース５下部に通気
可能に接続されて、垂直方向に略リング状となるように
設けられている。

【００３６】このような本実施例では、通電により熱せ
られたガスは碍管２内をクーリングケースまで上昇す
る。そして、クーリングケース５内およびこれとに通気
可能に設けられた外部シールド６１に流入して、冷却さ
れる。ここで、外部シールド６１は、クーリングケース
５と同軸方向に設けられ、クーリングケース５の上下位
置で通気可能となってるため、クーリングケース５内に
上昇してきた高温の絶縁ガスは、上部で円滑に外部シー
ルド６１方向に流れる。そして、外部シールド６１内を
流下して冷却された絶縁ガスは、クーリングケース５下
部に流出される。これは、自然対流と同様となり、絶縁
ガスの対流が極めて円滑に行われることになる。したが
って、本実施例では、ガスの冷却面積を増すだけでな
く、大幅に優れた冷却効率を得ることができる。

【００３７】（７）第７実施例 … 図９〜図１１ 本実施例は、請求項５記載の発明に対する一実施例とし
て説明する。なお、図９は本実施例のガス絶縁ブッシン
グの頭部を示す側面図、図１０は側面断面図、図１１は
平面図である。

【００３８】本実施例は、図９乃至図１１に示すよう
に、ブッシング頭部のクーリングケース５の外周面に
は、上下方向に長尺となる複数の冷却フィン１２が放射
状に設けられている。各冷却フィン１２は、先端の中央
が凹状となるように形成され、その突出部分先端には、
平面Ｔ字形となる付属フィン１７が取り付けられてい
る。各付属フィン１７は、クーリングケース５と同心と
なる円周上に配置されている。

【００３９】なお、各冷却フィン１２に設けられた付属
フィン１７は、連続して一体となるリング状とすること
も可能である。さらに、各冷却フィン１２には、それぞ
れ上下の２か所に付属フィン１７を設けることに限定さ
れず、３ケ所以上に取り付けることもできる。

【００４０】このような本実施例によれば、各冷却フィ
ン１２に付属フィン１７が設けられ、これが円周上に配
置されているため、付属フィン１７が対地電界を緩和す
るための外部シールドの効果をはたす。このため、外部
シールドは不要となる。しかも、付属フィン１７により
冷却効率が上昇する。また、付属フィン１７は各冷却フ
ィン１２に取り付けられているため、製作が容易とな
る。したがって、本実施例では、冷却フィン１２に付属
フィン１７が設けらるという、簡単且つ軽量となる構成
により、通電時のブッシング内の発熱に対する冷却を効
率的に行うと共に、対地電界の緩和を行うことができ
る。

【００４１】（８）他の実施例 なお、本発明は、前記の各実施例に限定されるものでは
なく、細部の異なる各種の変形例が可能である。例え
ば、第１乃至第５実施例において、クーリングケース５
の上部および下部に密閉状態で設けられた外部シールド
１１ａ，１１ｄは、クーリングケース５の周面に支持さ
せることもできる。また、この場合には、支持パイプ１
５またはフレキシブルチューブ１６等により、クーリン
グケース５と通気可能とすることも可能である。これに
より、より効果的に絶縁ガスを冷却することができる。
また、本発明は、第１乃至第３実施例に冷却用フィンを
設けることも可能であり、冷却効率をより高めることが
できる。さらに、本発明は、ガス絶縁ブッシング一般に
広く適用可能であり、優れた作用効果を得られるもので
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明のガス絶縁ブッシ
ングでは、頭部の外部電圧を調整するための外部シール
ドを、絶縁ガスの冷却用に兼用することにより、ガス絶
縁ブッシングの頭部を大型化することなく、絶縁ガスの
冷却面積を増加させることができ、耐震性能が良好な状
態で、大電流通電に伴うブッシング内の発熱を効果的に
処理することができる。

【００４３】特に、請求項１乃至請求項４記載の発明で
は、外部シールドをクーリングケースに通気可能に接続
するという容易な構成により、ガス絶縁ブッシングの頭
部の重量をほとんど増すこと無い。したがって、耐震性
能が良好な状態で、対地電界の緩和効果を損ねることな
く、通電時のブッシング内の発熱に対する冷却効率の優
れたガス絶縁ブッシングを提供することができる。

【００４４】また、請求項５記載の発明では、クーリン
グケースの周面に放射状に複数の冷却フィンが設けら
れ、各冷却フィンの先端にそれぞれ付属フィンが設けら
れることにより、冷却効率が上昇する。しかも、付属フ
ィンがクーリングケースと同心となる円周上に設けられ
ることにより、ガス絶縁ブッシングの頭部の対地電界を
緩和する効果の得られる。したがって、外部シールドを
設ける必要化がなく、構成が簡単、且つ軽量となるため
耐震性能に優れ、通電時のブッシング内の発熱に対する
冷却効率の良好なガス絶縁ブッシングを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁ブッシングの第１実施例を示
す頭部の側面断面図。

【図２】第２実施例を示す頭部の側面断面図。

【図３】第３実施例を示す頭部の側面断面図。

【図４】第４実施例を示す頭部の側面断面図。

【図５】第５実施例を示す頭部の側面断面図。

【図６】第６実施例を示す頭部の側面断面図。

【図７】図６の平面図。

【図８】図６のＡ−Ａ断面図。

【図９】第７実施例を示す頭部の側面図。

【図１０】図９の側面断面図。

【図１１】図９の平面図。

【図１２】従来のガス絶縁ブッシングを示す側面断面
図。

【図１３】頭部に冷却フィンの設けられたガス絶縁ブッ
シングを示す頭部の側面断面図。

【符号の説明】

１ … ガス絶縁ブッシング ２ … 碍管 ３ … 中心導体 ４ … 上部取付フランジ ５ … クーリングケース ６ … 蓋板 ７ … 下部取付フランジ ８ … 接地タンク ９ … 絶縁ガス １０ … 接地シールド １１，４１，６１ … 外部シールド １２ … 冷却用フィン １３ … 流通パイプ １４ … 支持部材 １５ … 支持パイプ １６ … フレキシブルチューブ １７ … 付属フィン

フロントページの続き (72)発明者 長友 英雄 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 川田 浩 神奈川県横浜市鶴見区末広町２−４ 東芝 アイテック株式会社内 (72)発明者 佐藤 敦 神奈川県横浜市鶴見区末広町２−４ 東芝 アイテック株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性ガスの充填された碍管内に、この
   碍管と同軸状に中心導体が配置されたガス絶縁ブッシン
   グにおいて、 頭部の外部側周囲に、パイプにより構成された対地電界
   緩和用の外部シールドが配置され、 前記外部シールド内部と前記碍管内部とが、通気可能に
   設けられていることを特徴とするガス絶縁ブッシング。
2. 【請求項２】 前記外部シールドは、前記碍管と同心と
   なるリング状に設けられていることを特徴とする請求項
   １記載のガス絶縁ブッシング。
3. 【請求項３】 前記外部シールドは、前記碍管と同心と
   なるらせん状に設けられていることを特徴とする請求項
   １記載のガス絶縁ブッシング。
4. 【請求項４】 前記外部シールドは、頭部の外部側周囲
   に一定間隔で前記碍管の軸と同方向に設けられ、その上
   下の端部がそれぞれ前記碍管内部と通気可能に設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁ブッシ
   ング。
5. 【請求項５】 絶縁性ガスの充填された碍管内に、この
   碍管と同軸状に中心導体が配置されたガス絶縁ブッシン
   グにおいて、 頭部にクーリングケースが設けられ、前記クーリングケ
   ースの外周面には、複数の冷却用フィンが放射状に設け
   られ、 前記各冷却用フィンの先端には、クーリングケースと同
   心となる円周上に付属フィンが設けられていることを特
   徴とするガス絶縁ブッシング。