JPS6016112A - ガス絶縁密閉電器の絶縁スペ−サ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高電位導体や開閉器、し中断器等を収納した
ガス絶縁密閉電器に用いられる絶縁スペーサの構造に関
する。

〔従来技術とその問題点〕

この種の機器において六弗化硫黄（８Ｆａ　）ガスの絶
縁破壊電圧は、主に充電部または絶縁物表面の最大電界
強度および表面粗さならびに８Ｆ６ガス圧に関係して決
まるので、充電部分や絶縁スペーサの形状を極力電界集
中の少ない形状にし、かつ８Ｆ６ガス圧や物の表面粗さ
を所定値に保つことによシ密閉電器の小形化と絶縁信頼
性の向上とがはかられている。ところが、ガス絶縁密閉
電器の密閉タンク内に導電性の栓座や小片等の異物がた
またま侵入した場合、これらの異物は密閉タンク内の電
界による静電力を受け、静電力が異物の重力や絶縁ガス
の粘性抵抗を超えたときにガス中に浮上し、密閉タンク
内の電界の分布に対応して複雑な跳躍運動をしなからタ
ンン内主に軸方向に移動する。ことに導電性異物が細長
い形状であった場合には、異物が起き上がっただけでも
絶縁ガス中の電界が大幅に乱れ前述の好ましい電気的形
状がくずれてしまい耐電圧特性が低下するという問題が
あシ、そのψ善がめられていた。

第１図は従来のガス絶縁密閉電器の概念図である。図に
おいて、１は絶縁ガスを包蔵した金属製の筒状の密閉タ
ンクで、筒状の高電位導体２を収納している。、３は合
成樹脂製の絶縁スペーサで、コーン状に形成された樹脂
部３ａと、前記高電位導体の連結部２ａと密着した保合
部３ｂと、分割された密閉タンク１の接続部に設けられ
た１対のフランジ１８およびｌｂ間の凹所内に挾持され
た周縁部３ｃ　とからなシ、高電位導体２を密閉タンク
１のガス空間４ａおよび４ｂの中心位置に絶縁支持する
よう形成されている。また高電位導体２は筒状に形成さ
れ、その外径と密閉タンク１の内径の比を所定の値に選
ぶことによシ高電位導体２０表面の電界集中を抑えると
ともに、コーン状の樹脂部３ａの傾斜をゆるくすること
によって絶縁スペーサ３の沿面長を延ネ：シ樹脂部３ａ
の沿面方向の電界を緩和するよう形成されている。とこ
ろが予期しない異物が侵入して密閉タンク内のガス空間
４をこの異物が跳躍移動すると、ガス空間の耐電圧が低
下して高電位導体２と密閉タンク１との間が閃絡したシ
、この異物が絶縁スペーサ３０表面に付着した場合には
絶縁スペーサの表面がフラッジオーバするなどの欠点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の状況に鑑みてなされたもので、異物の
影響による絶縁低下の少ない絶縁スペーサを提供するこ
とによシ、ガス゛絶縁密閉電器の絶縁の信頼性を高める
ことを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明によれば、上述の目的は、所定の傾斜をもってコ
ーン状に形成された絶縁スペーサによって区分されたガ
ス空間のうち、コーンの内側に接するガス空間において
は、密閉タンクの底部に介在する異物が絶縁スペーサと
密閉タンクとの保合部近傍に形成される低電界部分に引
き寄せられる特徴があることに着目し、絶縁スペーサの
樹脂層を二つに分岐し、それぞれが所定の傾斜をもって
タンク壁に向って拡がるコーン状に形成し、この絶縁ス
ペーサの両側に接するガス空間に異部が侵入した場合、
この異物を絶縁スペーサと密閉タンクとの保合部近傍の
密閉タンク内周面に形成されゐ低電界部分に引き寄せ、
異物の電界浮上を抑制するよう構成することによシ達成
された。

第３図は従来構造における密閉タンクの底部の（５） 電界分布を示すもので、４０は高電位導体２と接地され
た密閉タンク１との間に印加された電圧の絶縁空間内に
おける分布を示す等電位線で、線と―との間隔が小さい
程電界が強いことを表わすものである。絶縁ガスと誘電
率が異なるコーン状の絶縁スペーサ３が介在することに
よって、絶縁スペーサ３の近傍では等電位線が複雑に屈
折し、絶縁スペーサ３によって区分されたガス絶縁空間
匂と４ｂ　との電界分布が非対称になる。す表わちコー
ン状のスペーサ３の内側の面に接するガス空間４ｂでは
、スペーサ３に近づく程密閉タンク近傍の等電位線が上
方に持ち上げられ、スペーサの周縁部３Ｃ近傍のＢ部に
低電界部分が形成され本。

一方コーン状のスベー？３の外側の面に接したガス空間
４ａでは、スペーサの周縁部３ｃに近づく前にＡ部にお
いて電界が最大になる部分が存在する。一般に静電力に
よって運動する異物は電界強度の傾きの大きい方向に跳
躍し、電界強度の弱い場所に落下して運動を停止する。

したがって運転中または課電中にガス空間４ａおよび４
ｂに侵入（６） した異物が静電力またはガス流によって移動して絶縁ス
ペーサ３に近寄って来た場合、４ｂ側の異物はスペーサ
３に接近する前に低電界部Ｂに弓１き寄せられて静電力
による運動を停止するが、４ａ側の異物は高電界部Ａ位
置において強い静電力を受けて跳ね上がシ、その上方の
絶縁スペーサの沿面に付着して絶縁スペーサの７２ツシ
オーバに結びつく危険性が高いことが発明者尋の実験的
検証によシ実証された。本発明はこのような従来絶縁ス
ペーサの欠点とされていた電界分布の非対称性を逆に利
用して絶縁スペーサを前述のように構成することによっ
て達成されたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

第３図は本発明の実施例を示す構造図である。

図において絶縁スペーサ１０は、高電位導体２の連結部
２ａを覆うよう形成された係合部１１と、係合部１１か
ら軸方向に分岐し密閉容器１に対して傾斜角θ１で軸方
向に対称に拡がるコーン状の分岐部１２および１３と、
分岐した絶縁層の周縁部１４および１５とが、例えば充
填材を含むエポキシ樹脂等の注型樹脂により一体化成型
されている。コーン状の分岐部の周縁部１４および１５
は、接続管１６に内設され、この接続管１６の両側が分
割された密閉タンク１のフランジ１ａ、１ｂ　と気密に
連結され、周縁部１４　、１５の軸方向の端面は例えば
バッキングを介してフランジ１ａ　ｅ　’ｂ　と接触し
、絶縁スペーサ１０の軸方向の位置が規制され、かつ高
電位導体２を密閉タンク内の所定位置に支持するよう構
成されている。１７は絶縁スベーｔ　１０に設けられた
通気孔で、絶縁スペーサ１０によって区分されたガス空
間４ｃ　と一方のガス空間４ｅ　とを連通させるために
饅けられており、その位置は異物が浮遊する可能性の少
ない密閉タンクの上部に近接し、かつ絶縁スペーサの絶
縁性能に影譬を及ぼさないよう配設されるー、なお通気
孔を設ける代りに密閉タンクの外側に連通配管を設けて
もよい。

本発明は第２図について説明したように、コーン状スペ
ーサ３によって区分されたガス空間のうちコーンの内側
に接したカス空間４ｂ側にＢ部のような低電界部分が形
成され、異物がこの低電部分に引き寄せられる特徴があ
ることに着目して、スペーサの樹脂層を軸方向に２分割
して、軸方向に対称なコーン状の分岐部１２　、１３を
形成し、分岐部３２　、１３のコーンの内側に接したガ
ス空間４ｄ。

４ｅに第３図のＢ部と同様な低電界部分を形成したもの
である。したがって密閉タンク１のカス空間’ｄ　ｔ　
’ｅに侵入した異物をＢ部に引き寄せて無害化すること
ができ、異物による耐電圧の低下を防止できる。また第
２図のような電界分布を生ずる要因としては、スペーサ
の絶縁層の誘電率を一定とした場合、コーン状の絶縁層
の傾斜θＩと、絶縁層の厚さとが密接に関係しておシ、
θ】の値を加変から４５度の間に設定した時よい結果が
得られている。

第３図の実施例の場合、コーン状の分岐部１２゜１３の
間のガス空間においては第２図の４ａ側の電界分布のよ
うな高電界部Ａが存在することになる。

しかし絶縁スペーサ１０と接続管１６とを組立てる際（
９） 異物を寥全に除去しておけば、通気孔１７以外には密閉
タンク１と連通ずる部分がなく、組立て後に異物が侵入
する可能性が少ないので、ガス空間４ｃを清浄な状態に
維持することができる。第３図の場合、絶縁スペーサの
周縁部１４　、１５と密閉タンク１とが係合する凹所に
接続管１６を設け、その内径を密閉タンク１の内径よシ
大きく形成し、第２図のＡ部のような高電界部分が形成
されるのを防止するよう構成されておシ、このような構
造を併用すれにガス空間４ｃの絶縁の信頼性をよシよく
改善することができる。

またｔｓ３図の実施例では絶縁スペーサ１０を一つの注
型金型を用いて同時に注型した時の例を説明したが、２
個のコーン状スペーサを別々に注型し、連結部２ａの部
分で２個のコーン状スペーサを互いに連結するよう構成
してもよく、このように構成することにより注型金製の
構造を簡素化することができ、安価な絶縁スペーサを提
供するのに役立つ。

第４図は本発明の異なる実施例を示す概念図で、（１０
） （イ）は要部の縦断面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面
図である。図において、絶縁スペーサ２０は密閉タンク
２１の底部に向かって所定の傾斜０１で軸方向に開いた
二つの脚部２０ａ、２０ｂを有する導体支持用の絶縁ス
ペーサとして形成されている。そして高電位導体２２と
導電接続された接続金具２２ａを密着包囲するとともに
、脚部２０ａ、２０ｂは密閉タンク２１に周方向に延び
るよう形成された凹所２１ａ、２１ｂと係合し、ボルト
２４によって密閉タンクに固定されるとともに気密カバ
ー詔によシ気密が保持されている。また脚部２０ａおよ
び２０ｂは、（ロ）のように所定の角度θ２で密閉タン
クの底部に向かって周方向に開く扇状に形成されている
。脚部２０ａ、２０ｂの傾斜角θ１を２０度ないし４５
度にした場合、密閉タンク２１の底部における電界分布
は第２図の場合とほぼ同じになるので、絶縁スペーサの
両側のガス空間に侵入した異物はスペーサ両側の低電界
部に引き寄せられる。一般に密閉タンクに侵入した異物
は密閉タンク１の底部に集まるので、周方向に扇状に開
いた脚部２０ａ、２０ｂの周方向の角度θ２を少なくと
も霞度以上に設定しておけば、静電力やガス流によって
移動する異物がスペーサの脚部を乗υ越えて脚部２０ａ
と２０ｂとの間のガス空間に跳び込むことを十分防ぐこ
とができる。したがって高電位導体を所定位置に絶縁支
持することだけがめられる場合には、絶縁スペーサを第
４図のように形成することによシ安価な絶縁スペーサを
提供することができる。

以上本発明の絶縁スペーサについて詳細に説明したが、
本発明の絶縁スペーサをガス絶縁密閉電器に取り付ける
場合、高電位導体が断路部や接地開閉器など、摺動部刀
為ら有害な異物を発生する可能性の高い部分を含む場合
、その両側に本発明の絶縁スペーサを配設すれは、発生
した異物を絶縁スペーサの形状によって形成される低電
界部分に引き寄せて無害化することができ、ガス絶縁の
信頼性を高めることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、前述のように、絶縁スペーサの樹脂層
を軸方向に分岐して所定の傾斜で軸方向に対称に開いた
コーン状または扇状に成型し、密閉タンクに周方向に延
びるよう形成された二つの凹所で支持する構造とし、二
つの凹所に接続された密閉タンクの内周面部分では絶縁
スペーサに近づく程電界が弱まるよう構成した。その結
果密閉タンク内に侵入または生成され静電力によってタ
ンク内を移動する異物は絶縁スペーサの両側の低電界部
分に引き寄せられて密閉タンクの底部で運動を停止し無
害化される。したがって従来コーン状の絶縁スペーサの
近傍で異物が跳躍して絶縁物に付着し、絶縁スペーサの
耐電圧が低下するという問題点が排除され、異物の影響
を受けにくいガス絶縁密閉電器の絶縁スペーサを提供で
きた。また密閉タンクに収納された開閉器等金属異物を
生成しやすい部分の両側に本発明の絶縁スペーサを配設
すれば、生成された異物をスペーサ近傍の低電界部に引
き寄せて無害化できるので、ガス絶縁密閉電器の絶縁の
信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は従来のガス絶縁密閉電器の断面図、第（１３） ２図は従来のコーン状スペーサの電界分布の特徴を示す
電界分布図、第３図は本発明の実施例を示す絶縁スペー
サの構造図、第４図は本発明の異なる実施例を示す構造
図である。 図において、ｔ、２１・・・密閉タンク、１ａ　＋　’
ｂ・・・フランジ（凹所）、２．２２・・・高電位導体
、３，１０゜加・・・絶縁スペーサ、１２　、１３・・
・コーン状の分岐部、１４　、１５・・・周縁部、４ａ
−６・・・ガス空間、２ａ　＋　２２３・・・連結部（
保合部）、１６・・・接続部、２０ａ、２０ｂ・・・屑
状脚部、θ１・・・傾斜角、θ２・・・扇状部の周方向
の角度、Ａ・・・高電界部、Ｂ・・・低電界部、である
。 （１４） 第３図 第４図 （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁ガスを包蔵した筒状の密閉タンク内に収納され
   た高電位導体をこの高電位導体と前記密閉タンクの内周
   面に沿って周方向に延びるよう形成された凹所とに係合
   して所定位置に絶縁支持する絶縁スペーサにおいて、前
   記絶縁スペーサの樹脂層が二つに分岐されそれぞれ前記
   密閉タンクに向かって所定の傾斜角で拡がるよう形成さ
   れたことを特徴とするガス絶縁密閉電器の絶縁スペーサ
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、樹脂層
   の各分岐部がそれぞれ軸方向に対称なコーン状であって
   、前記高電位導体との保合部において一体化成型された
   ことを特徴とするガス絶縁密閉電器の絶縁スペーサ。 ３）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、絶縁ス
   ペーサが二つのコーン状体として別体に成盤され、前記
   高電位導体との保合部において前記二つのコーン状体の
   頂部を互いに連結したことを特徴とするガス絶縁密閉電
   器の絶縁スペーサ。 ４）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、樹脂層
   の分岐部の軸方向から見た形状が、前記高電位導体の中
   心位置を焦点として前記密閉タンクの底部に向かって印
   度以上の角度で開く扇状であることを特徴とするガス絶
   縁密閉電器の絶縁スペーサ。 ５）特許請求の範囲第１項ないし舘４項のいずれかに記
   載のものにおいて、樹脂層の分岐部の軸方向の傾斜が、
   筒状の密閉タンクの軸に対して２０度から４５度の範囲
   にあることを特徴とするガス絶縁密閉電器の絶縁スペー
   サ。