JPS63304534A

JPS63304534A - 検電碍子

Info

Publication number: JPS63304534A
Application number: JP62140590A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田; Iwao Oshima; 巖大島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-04
Filing date: 1987-06-04
Publication date: 1988-12-12

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、スイッチギア等における主回路母線の電圧検
出手段に用いられる検電碍子に関する。

（従来の技術）スイッチギア等における主回路母線の電圧を検出する手
段として、コンデンサ形計器用変圧器がある。この変圧
器は第８図に示すように主回路母線Ｖ□をコンデンサＣ
ａ、Ｃｂで分圧して制御回路電圧Ｖ２を得るものであり
、実開昭５９−１６２７１７号公報に示されるように検
電の目的で使用されるが、コンデンサＣａが主回路母線
Ｖ１の殆どを分担するため、スイッチギア等が高電圧化
されるとコンデンサＣａも高電圧化する必要がある。そ
こで、コンデンサＣａの高電圧化に対応するため、直列
に接続された複数個のコンデンサをエポキシ樹脂等の絶
縁材で被覆成形した検電碍子を主回路母線の支持固定と
検電の目的で使用することがある。

第９図は従来の検電碍子の一例を示すもので、１はエポ
キシ樹脂等からなる絶縁層である。この絶縁層１の内部
には例えば５個のセラミック製コンデンサ２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄ、２ｅが上下方向に一列に並んで埋め込まれ
、それぞれリード線５によって直列に接続されている。

また、絶縁層１の上部と下部には上部電極３及び下部電
極４が設けられ、上記コンデンサ２ａ〜２ｅを介して電
気的に接続されている。そして、上部電極３には雌ねじ
部６に図示しない主回路母線がボルト等で固定され、下
部電極４には図示しない低電圧用コンデンサＣａが接続
されるようになっている。

なお、検電碍子の固定は絶縁層１に埋め込まれた金具７
によってフレーム８等にボルト締めされるが、金具７や
フレーム８は下部電極４と絶縁されている。また、コン
デンサ２ａ〜２ｅは検電碍子の使用電圧によって直列接
続個数が異なり、１個のコンデンサの使用電圧は一般に
数ｋＶ程度であるので、高電圧化する場合には同一容量
のものをほぼ等間隔で直線的あるいは螺旋状的に直列接
続して対応させている。従って、高電圧化になるほどコ
ンデンサの直列接続個数が増加していく。

上記のような検電碍子のコンデンサ１個当りの分担電圧
をＡＣ電圧で求めた特性を第１０図に示す。同図におい
て、横軸は接地側から高電圧側に配置されたコンデンサ
の番号を示し、縦軸は分担電圧の平均値に対する各コン
デンサの分担電圧の割合いを示したものである。この図
かられかるように、接地側コンデンサ２ａの分担率は約
９５％であるのに対し、高電圧側コンデンサ２ｅの分担
率は約１１０％と最も高くなっている。このように同一
静電容量のコンデンサを用いているにも拘らず分担率が
異なっている理由は、各コンデンサ２ａ〜２ｅが受ける
対地静電容量の違いや電界強度の違いなどが要因として
考えられる。つまり、高電圧側コンデンサ２ｅは接地側
コンデンサ２ａに比べ対地静電容量が小さく、電界強度
が高くなることが推定される。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように従来の検電碍子では、直列に接続された
複数個のコンデンサの分担率が異なっていると高電圧側
コンデンサが他のコンデンサより高い電圧を分担するた
め、絶縁層の微小欠陥でも部分放電を起こしやすくなり
、コンデンサ素子　′の絶縁破壊に至ることがある。つ
まり、１個のコンデンサの絶縁性能に対し複数個のコン
デンサを直列接続した場合には接続した個数を乗算した
絶縁性能が得られず、ある一定割合いだけ低下した接続
性能となる。このため、コンデンサの直列接続個数を余
分に増加させなければならない欠点かあった。

また、検電碍子の使用電圧が高くなり、コンデンサの直
列接続個数が増えるほど高電圧側コンデンサの分担率が
大きくなり、高電圧化する場合には直列接続個数がさら
に増加するため、検電碍子の全高共が増大し、大形化す
る欠点もあった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、各コンデンサの分担率の均等化を図り、高電圧
化に伴う直列接続個数の低減および全体形状の縮小化を
図ることができる検電碍子を提供することを目的とする
。

［発明の構成］（発明が解決しようとする手段）かかる目的を達成するために本発明は、直列に接続され
た複数個のコンデンサのうち高電圧側コンデンサが受け
る浮遊静電容量を大きくしたことを特徴とするものであ
る。

（作　用）本発明では高電圧側コンデンサが受ける浮遊静電容量を
大きくすることにより、高電圧側コンデンサの分担率が
低下し、各コンデンサの分担率を均等化させることがで
きる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、
従来と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は
省略する。

第１図は本発明の第１実施例を示し、この実施例の検電
碍子は高電圧側の絶縁層９を接地側の絶縁層１０より大
径とし、高電圧側の絶縁厚さを増しである。

第２図は第１図の検電碍子に対応する浮遊静電容量を含
めた静電容量分布の等価回路を示すもので、図中Ｃ１〜
Ｃ５は直列に接続された各コンデンサ２８〜２ｅの静電
容量である。また、ｃｏ１〜ＣＯＳはコンデンサ２ａ〜
２ｅと並列に接続される浮遊静電容量であり、Ｃａ１〜
Ｃａ５はコンデンサ２ａ〜２ｅと共に対地間に対して接
続される浮遊静電容量である。

上記のような回路構成によると、高電圧側の絶縁層９は
大径のため、Ｃａ５が大きくなる。逆に、接地側の絶縁
層１０は細径のため、Ｃａｂが小さくなる。つまり、各
コンデンサ２ａ〜２ｅが受ける浮遊静電容量は　Ｃａ５
　＞Ｃａ４　＞Ｃａ３　＞Ｃａ２　＞Ｃａｌとなる。こ
こで、Ｃａ□〜Ｃａ５は各コンデンサ２ａ〜２ｅに対し
て並列に接続されているので、各コンデンサ２ａ〜２ｅ
の見掛は上の静電容量はＣ５が最も大きく、接地側にな
るほど静電容量が減少し、Ｃ１が最も小さくなる。

そして、コンデンサ２ａ〜２ｅと並列に接続されるＣ８
１〜ＣＯ５は殆ど変化しないため、高電圧側コンデンサ
２ｅの静電容量Ｃ５が最も増加したとすれば、静電容量
が増加した割合いに比例して高電圧側コンデンサ２ｅの
分担電圧か低下する。従って、一般にコンデンサ２ａ〜
２ｅの静電容量は数１００ｐＦが用いられ、浮遊静電容
量Ｃ８１〜ＣＯ５＋Ｃａ１〜Ｃａ５は数ｐＦ〜数１０ｐ
Ｆのため、各コンデンサの見掛は上の静電容量は最大と
最少で１０％程度異なってくる。

このように高電圧側の絶縁層９を接地側の絶縁層１０よ
り大径とし、高電圧側の絶縁厚さを増すことにより、高
電圧側コンデンサ２ｅの見掛は上の静電容量が増加する
ため、各コンデンサ２ａ〜２ｅの分担電圧の均等化を図
ることができる。従って、１個のコンデンサ素子が持つ
絶縁耐力に直列接続個数を乗算した値をコンデンサ全体
の絶縁耐力とすることが可能となり、分担電圧の不均等
により生ずる余分なコンデンサが不要となるため、コン
デンサの直列接続個数を低減できる。これにより検電碍
子の全高置を抑制できるので、全体形状の縮小化を図る
ことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、第３図に示すように検電碍子の外形形状を逆
円錐形状としたり、第４図に示すように沿面距離を伸ば
すために高電圧側の絶縁層９にひだ１１を設け、接地側
はひた１１の底部径より同等以下の大きさとすることに
より、浮遊静電容量の大きさを変えることができる。つ
まり、高電圧側の浮遊静電容量を大きくすることにより
、各コンデンサの分担電圧の均等化を図れ、第１実施例
と同様の効果を得られる。

また、第５図は本発明の第４実施例を示し、この実施例
の検電碍子は高電圧側の絶縁層９に高電圧側コンデンサ
２ｅの電極より広い面積のシールド電極１２を埋め込み
、シールド電極１２の一端をコンデンサ２ｅと上部電極
３との間のリード線５に電気的に接続したものである。

なお、シールド電極１２の他端部には必要に応じて電界
緩和用のリング１３が設けられている。

このように高電圧側の絶縁層９に高電圧側コンデンサ２
ｅの電極より広い面積のシールド電極１２を埋め込むこ
とにより、高電圧側コンデンサ２ｅの電極面積が大きく
なり、高電圧側コンデンサ２ｅの受ける浮遊静電容量ｃ
ｏが大きくなるため、高電圧側コンデンサ２ｅの見掛は
上の静電容量が増加する。従って、例えば各コンデンサ
２ａ〜２ｅの静電容量を１００ｐＦとし、シールド電極
１２の面積を数ｃＪとすれば約１０％程度の静電容量の
増加を見込めるので、静電容量が増加した割合いだけ高
電圧側コンデンサ２ｅの分担電圧が低下し、各コンデン
サ２ａ〜２ｅの分担電圧の均等化を図ることができる。

また、シールド電極１２の端部に電界緩和用のリング１
３を設けることにより、シールド電極端部の電界強度を
抑制できるので、部分放電の発生等を防止することもで
きる。

なお、上記実施例では直列接続するコンデンサの数が増
加すると、高電圧側に最も近いコンデンサ２ｅたけでな
く２段目および３段目のコンデンサ２ｄ、２ｃも分担電
圧が大きくなることがある。

このような場合には、第６図に示すように高電圧側のシ
ールド電極１２より面積の狭いシールド電極１４を２段
目のコンデンサ２ｄに設ければよい。

このように高電圧側コンデンサ２ｅおよび次段のコンデ
ンサ２ｄに分担電圧に比例したシールド電極１２．１４
を設けることにより、直列接続するコンデンサの数が増
加しても各コンデンサの分担電圧の均等化を図ることが
できる。

また、第７図に示すようにシールド電極１２゜１４がコ
ンデンサ２ｅ、２ｄを覆うように配置すれば、浮遊静電
容量ｃｏが大きくなり、分担電圧の均等化をより容易に
図ることができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、直列接続された複
数個のコンデンサのうち高電圧側のコンデンサが受ける
浮遊静電容量を大きくしたので、各コンデンサの分担電
圧の均等化を図ることができ、高電圧化に伴うコンデン
サの直列接続個数の低減および全体形状の縮小化を図れ
る検電碍子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す検電碍子の半断面図
、第２図は同実施例の静電容量分布を示す等価回路図、
第３図は本発明の第２実施例を示す検電碍子の半断面図
、第４図は本発明の第３実施例を示す検電碍子の半断面
図、第５図は本発明の第４実施例を示す検電碍子の半断
面図、第６図は本発明の第５実施例を示す検電碍子の半
断面図、第７図は本発明の第６実施例を示す検電碍子の
半断面図、第８図〜第１０図は従来例を示し、第８図は
従来の検電碍子を静電容量性分圧器として用いた場合の
等価回路図、第９図は従来の検電碍子を示す半断面図、
第１０図は検電碍子の各コンデンサの分担率を示す特性
図である。１・・・絶縁層、２ａ〜２ｅ・・・コンデンサ、３・・
・上部電極、４・・・下部電極、５・・・リード線、９
・高電圧側絶縁層、１０・・・接地側絶縁層、１２．１
３・・・シールド電極。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図：第２図第３図第４図第５図第６図第７図第　１０　図

Claims

【特許請求の範囲】

上部電極と下部電極との間に直列に接続された複数個の
コンデンサを絶縁材で被覆成形してなる検電碍子におい
て、前記複数個のコンデンサのうち高電圧側コンデンサ
が受ける浮遊静電容量を大きくしたことを特徴とする検
電碍子。