(57)【要約】【課題】絶縁信頼性の確保と小型化とを可能とする電界緩和シールドを得ること。【解決手段】電界緩和シールド１０は、絶縁ガスが封止される碍管４と碍管４の内部に配置された導体である中心導体３とを有するガス絶縁ブッシング１に設けられる。電界緩和シールド１０は、筒形状を有する筒部１３と筒部１３の端部から筒部１３の中心軸の側とは逆側へ開かれた形状を有するリング部１４とを有する絶縁体１１と、筒部１３のうち中心軸の側とは逆側の面である外周面１６とリング部１４のうち外周面１６とつながる部分との全体を覆う導電層１２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが封止される碍管と前記碍管の内部に配置された導体とを有するガス絶縁ブッシングに設けられる電界緩和シールドであって、
筒形状を有する筒部と前記筒部の端部から前記筒部の中心軸の側とは逆側へ開かれた形状を有するリング部とを有する絶縁体と、
前記筒部のうち前記中心軸の側とは逆側の面である外周面と前記リング部のうち前記外周面とつながる部分との全体を覆う導電層と、
を有することを特徴とする電界緩和シールド。
【請求項２】
前記絶縁体は、熱可塑性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電界緩和シールド。
【請求項３】
絶縁ガスが封入される碍管と、
前記碍管の内部に配置された導体と、
前記碍管の内部に配置された電界緩和シールドと、を備え、
前記電界緩和シールドは、
筒形状を有する筒部と前記筒部の端部から前記筒部の中心軸の側とは逆側へ開かれた形状を有するリング部とを有する絶縁体と、
前記筒部のうち前記中心軸の側とは逆側の面である外周面と前記リング部のうち前記外周面とつながる部分との全体を覆う導電層と、
を有することを特徴とするガス絶縁ブッシング。
【請求項４】
絶縁ガスが封止される碍管と前記碍管の内部に配置された導体とを有するガス絶縁ブッシングに設けられる電界緩和シールドを製造するための電界緩和シールドの製造方法であって、
絶縁性材料の成形によって、筒形状を有する筒部と前記筒部の端部から前記筒部の中心軸の側とは逆側へ開かれた形状を有するリング部とを有する絶縁体を形成する工程と、
前記筒部のうち前記中心軸の側とは逆側の面である外周面と前記リング部のうち前記外周面とつながる部分との全体に金属材料を溶射することによって導電層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電界緩和シールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁ブッシングにおける電界の集中を緩和させる電界緩和シールド、ガス絶縁ブッシングおよび電界緩和シールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器あるいは遮断器といった機器から導体が引き出される箇所に使用されるガス絶縁ブッシングには、絶縁ガスが封止された碍管の内部における電界の集中を緩和させる電界緩和シールドが設けられることがある。
【０００３】
特許文献１には、電界緩和シールドである接地シールドが取り付けられているガス絶縁ブッシングが開示されている。特許文献１に開示されている電界緩和シールドは、碍管が固定されているタンクフランジに取り付けられており、碍管の内部における電位分布を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電界緩和シールドは、金属材料からなる導電層が絶縁体に形成されることによって、絶縁被覆が施された金属シールドと同様の特性を担うものとされる。絶縁信頼性の確保のために、電界緩和シールドの導電層と碍管内の中心導体との距離を確保する必要がある。このため、従来、電界緩和シールドは、導電層と中心導体との距離を確保するために小型化が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、絶縁信頼性の確保と小型化とを可能とする電界緩和シールドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電界緩和シールドは、絶縁ガスが封止される碍管と碍管の内部に配置された導体とを有するガス絶縁ブッシングに設けられる。本発明にかかる電界緩和シールドは、筒形状を有する筒部と筒部の端部から筒部の中心軸の側とは逆側へ開かれた形状を有するリング部とを有する絶縁体と、筒部のうち中心軸の側とは逆側の面である外周面とリング部のうち外周面とつながる部分との全体を覆う導電層と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、絶縁信頼性の確保と小型化とが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電界緩和シールドを有するガス絶縁ブッシングを示す断面図
【図２】実施の形態１にかかる電界緩和シールドの製造方法について説明する第１の図
【図３】実施の形態１にかかる電界緩和シールドの製造方法について説明する第２の図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電界緩和シールド、ガス絶縁ブッシングおよび電界緩和シールドの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電界緩和シールド１０を有するガス絶縁ブッシング１を示す断面図である。ガス絶縁ブッシング１は、機器を構成するタンク２から導体が引き出しされる箇所に使用される。タンク２は、金属製の円筒容器である。
【００１２】
ガス絶縁ブッシング１は、絶縁ガスが封止される碍管４と、碍管４の内部に配置された中心導体３とを有する。中心導体３は、碍管４の中心軸の方向へ延ばされた棒状の導体である。絶縁ガスは、六フッ化硫黄ガスまたは六フッ化硫黄ガスを含む絶縁性のガスである。図１に示す断面は、碍管４の中心軸を含む断面である。中心導体３は、碍管４と同軸とされて、碍管４内に挿入されている。以下の説明において、中心軸の側を内周側、中心軸の側とは逆側を外周側と称することがある。
【００１３】
碍管４は、繊維強化プラスチック（Fiber  Reinforced  Plastics：ＦＲＰ）を使用して形成された筒体８と、筒体８の外周側を覆う合成樹脂製の外被部７とを有する。外被部７のうち外周側の面には、沿面距離を確保するための突起が形成されている。碍管４のうちタンク２側の端は、タンク２に設けられたタンクフランジ９に固定されている。タンクフランジ９には、基準電位点に接続された接地フランジ５が固定されている。
【００１４】
電界緩和シールド１０は、碍管４の内部に設けられている。電界緩和シールド１０は、絶縁性材料からなる絶縁体１１と、金属材料からなる導電層１２とを有する。絶縁性材料は、熱可塑性材料でもある材料であって、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレン等である。金属材料は、アルミニウム、亜鉛、またはアルミニウムと亜鉛との合金である。電界緩和シールド１０は、碍管４と同軸とされて配置されている。中心導体３は、電界緩和シールド１０の内部を貫いている。電界緩和シールド１０は、中心導体３から離間して配置される。
【００１５】
絶縁体１１は、筒形状を有する筒部１３と、筒部１３の一方の端部から外周側へ開かれた形状を有するリング部１４とを有する。絶縁体１１は、筒部１３の中心軸を碍管４の中心軸に一致させて配置されている。リング部１４は、筒部１３の一方の端部から外周側へ曲げられて、さらにフランジ部１５の側へ曲げられた折り返し形状をなしている。また、電界緩和シールド１０は、筒部１３のうち他方の端部に設けられたフランジ部１５を有する。電界緩和シールド１０は、外周側へ開かれた形状のリング部１４が設けられることによって、筒部１３の端部における電界の集中を緩和可能とする。なお、リング部１４の形状は、図１に示す形状に限られず、適宜変形しても良い。
【００１６】
導電層１２は、筒部１３のうち外周側へ向けられた筒面である外周面１６と、リング部１４のうち外周面１６につながる部分との全体を覆う。リング部１４では、折り返しの内側にある面に導電層１２が設けられている。導電層１２は、フランジ部１５のうち接地フランジ５の側とは逆側の面にも設けられている。導電層１２は、５０μｍから１００μｍの厚みをなしている。導電層１２は、外周面１６と、リング部１４のうち外周面１６につながる部分と、フランジ部１５のうち接地フランジ５の側とは逆側の面とにおいて、均一な厚みで形成されている。絶縁体１１のうち内周側へ向けられた内面である内周面１７には、導電層１２は設けられていない。このため、絶縁体１１は、中心導体３に対向している。
【００１７】
フランジ部１５と、接地フランジ５と、タンクフランジ９とは、締結部品６によって共締めにされる。これにより、電界緩和シールド１０は、接地フランジ５を介してタンクフランジ９に固定される。電界緩和シールド１０は、接地フランジ５との接触により接地されている。締結部品６には、ボルトおよびナットが使用される。電界緩和シールド１０は、締結部品６以外の手段によって固定されても良い。
【００１８】
電界緩和シールド１０において内周面１７に導電層１２が設けられていないことによって、絶縁性材料からなる絶縁体１１が、より高電界となる内周側に配置される。電界緩和シールド１０は、より高電界となる内周側に絶縁体１１が配置されることによって、電界緩和効率を高くすることができる。
【００１９】
電界緩和シールド１０において外周面１６に導電層１２が設けられることによって、内周面１７に導電層１２が設けられる場合よりも、中心導体３からより離れた位置に導電層１２が配置される。電界緩和シールド１０は、導電層１２と中心導体３との距離を確保することができる。電界緩和シールド１０は、導電層１２と中心導体３との距離を確保可能に導電層１２が配置されることによって、絶縁信頼性を確保しつつ筒部１３の径をより縮小させることができる。これにより、電界緩和シールド１０は、絶縁信頼性の確保と小型化とが可能となる。
【００２０】
電界緩和シールド１０が小型になることにより、電界緩和シールド１０の軽量化が可能となる。電界緩和シールド１０が軽量となることによって、電界緩和シールド１０の取り付け作業がより簡単になる。また、電界緩和シールド１０を小型化できることによって、ガス絶縁ブッシング１も小型化が可能となる。
【００２１】
次に、電界緩和シールド１０の製造方法について説明する。図２は、実施の形態１にかかる電界緩和シールド１０の製造方法について説明する第１の図である。図２は、絶縁性材料の成形によって絶縁体１１を形成する工程について示している。実施の形態１では、絶縁体１１は、絶縁性かつ熱可塑性の材料を用いた射出成形によって形成される。絶縁体１１は、射出成形以外の方法によって形成されても良い。
【００２２】
図３は、実施の形態１にかかる電界緩和シールド１０の製造方法について説明する第２の図である。図３は、筒部１３の外周面１６とリング部１４のうち外周面１６とつながる部分との全体に金属材料を溶射することによって、導電層１２を形成する工程について示している。フランジ部１５のうち接地フランジ５の側とは逆側の面にも、金属材料の溶射によって導電層１２が形成される。実施の形態１にかかる電界緩和シールド１０の製造方法によると、金属材料の板の曲げ加工、あるいは筒形状に加工された金属材料にリング状に加工された金属材料を溶接する場合と比較して、電界緩和シールド１０に要求される電界緩和性能を満たし得る形状を容易に得ることができる。
【００２３】
本工程では、溶融させた金属材料である金属粒子２１をノズル２０から基材である絶縁体１１へ噴射させることによって、絶縁体１１の表面に金属粒子２１の膜である導電層１２が形成される。溶射は、金属膜の形成に使用される他の製法の１つである真空蒸着の場合と比較して、広い範囲において金属材料の膜を形成するのに適している。実施の形態１では、溶射によって、外周面１６とリング部１４のうち外周面１６とつながる部分との全体において均一な厚みの導電層１２を容易に形成することができる。また、溶射によると、電界のシールドに必要とされる厚みを持つ導電層１２を容易に得ることができる。
【００２４】
真空蒸着の場合は基材が大型であるほど大規模な設備が必要となるのと比較して、溶射の場合は基材の寸法に関わらず溶射機の設備が簡易であるという利点もある。また、蒸着の場合は基材の全体が成膜されることになる一方、溶射の場合は基材のうち所望の部位の成膜が可能であるという利点もある。このため、実施の形態１では、溶射によって導電層１２を容易に形成することができる。
【００２５】
実施の形態１では、溶射の手法の１つである溶線式フレーム溶射によって導電層１２を形成する。溶線式フレーム溶射では、他の溶射の手法と比較して基材の温度を低い温度に保つことが可能である。このため、溶線式フレーム溶射を用いることによって、熱可塑性材料からなる絶縁体１１への熱の影響を少なくすることができ、絶縁体１１を劣化させずに導電層１２を形成することができる。
【００２６】
溶射では、金属膜の形成に使用される他の製法の１つである金属材料の塗布の場合と比較して、絶縁体１１への密着性が高い導電層１２を形成することができる。また、溶射の場合、金属粒子２１の表面および金属粒子２１が酸化物または炭化物となって金属材料が成膜されることから、耐摩耗性を容易に得ることができるという利点もある。このため、実施の形態１では、溶射によって、絶縁体１１への密着性が高い導電層１２を形成することができる。
【００２７】
電界緩和シールド１０は、絶縁体１１への導電層１２の密着性が高まることによって、絶縁体１１からの導電層１２の剥離を抑制することができる。電界緩和シールド１０は、導電層１２から剥離した破片の付着による部分放電、さらには部分放電による絶縁破壊といった事態の発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
電界緩和シールド１０は、絶縁体１１の材料に熱可塑性材料が使用されることで、任意の形状の絶縁体１１を容易に形成することが可能となる。また、熱可塑性材料が使用されることによって、絶縁体１１を軽量にすることができることから、電界緩和シールド１０の軽量化が可能となる。なお、絶縁体１１は、熱可塑性材料を用いて形成されたものでなくても良く、少なくとも絶縁性材料を用いて形成されたものであれば良い。
【００２９】
実施の形態１によると、電界緩和シールド１０は、絶縁体１１のうち外周面１６とリング部１４のうち外周面１６とつながる部分との全体を覆う導電層１２が形成されることによって、導電層１２と中心導体３との距離の確保が可能となる。電界緩和シールド１０は、導電層１２と中心導体３との距離を確保可能に導電層１２が配置されることによって、絶縁信頼性を確保しつつ筒部１３の径をより縮小させることができる。以上により、電界緩和シールド１０は、絶縁信頼性の確保と小型化とが可能となるという効果を奏する。
【００３０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ガス絶縁ブッシング、２  タンク、３  中心導体、４  碍管、５  接地フランジ、６  締結部品、７  外被部、８  筒体、９  タンクフランジ、１０  電界緩和シールド、１１  絶縁体、１２  導電層、１３  筒部、１４  リング部、１５  フランジ部、１６  外周面、１７  内周面、２０  ノズル、２１  金属粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020092110.tif 000005