(57)【要約】【課題】  タンク内に収納された断路器などの開閉機器の電極と対向するタンク間の電界を、不平等電界から平等電界に近づけ、耐電圧が向上するガス絶縁開閉装置を提供する。【解決手段】  タンク内に収納された断路器などの開閉機器の電極の軸中心と同じ軸中心となる対向するタンク内側表面の平坦部の箇所にねじ切りを設け、球面状の樹脂にも同一サイズのねじ切りを施して、絶縁物で出来たスタッドにより双方を連結して、隙間無くタンク内側表面に固定することにより、電極と対向する平坦なタンク間の電界を不平等電界から平等電界に近づけ、絶縁破壊が発生するとされる最大電界強度の90%以上の電界強度となる部分の面積を減ずることにより耐電圧を向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内に開閉機器を収納し、絶縁気体を封入したガス絶縁開閉装置において、断路器などの開閉機器の電極と平坦なタンク内側表面の中心軸をあわせた位置に比誘電率が2〜6の球面状または楕円形球面の一部をなす形状の樹脂を取り付けたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
前記球面状または楕円形球面の一部をなす形状の樹脂の高さが、前記開閉機器の電極の表面とタンク間の寸法の１／２より小さく、かつ直径が前記電極の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
前記絶縁気体が乾燥空気であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉装置の絶縁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置の内部構造の一例を説明する。図５に示すガス絶縁開閉装置は、電力系統とケーブルヘッド９を接続し、タンク６内には、接地開閉器１０、避雷器１１、遮断器１２、断路器１３、変圧器と接続する箇所などが配置・収納されている。タンク６内では、主に不活性ガスのSF6が使用されている。
【０００３】
しかし、SF6は地球温暖化係数がCO2に対して約23900倍と高いことから、環境負荷のない乾燥空気などの絶縁気体に変わりつつあるが、絶縁能力はSF6に比較して同じ圧力では約1/3と低いことから、充電部位と接地間との絶縁距離が大きく必要となり、ガス絶縁開閉装置のタンク６のサイズが大きくなってしまう。
【０００４】
そのため、タンク６内に封入する乾燥空気などの絶縁気体の圧力を高くして絶縁能力を高めたり、接地されているタンク６に対向する高電圧充電部位の導体寸法を太くしたりして電界緩和を行い、ガス絶縁開閉装置のサイズが大きくなるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007-104840号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タンク内に収納された断路器、遮断器などの開閉機器には、高電圧が充電されている。開閉機器に高電圧が充電されている部位の電極端子が球状で、それと対向した接地側となるタンクが平坦状の場合は、充電側と接地側が球状同士で対向した場合よりも不平等電界となっていることが多い。そのため、不平等電界となっている電極表面では、絶縁破壊が発生するとされる、最大電界強度の90%以上の電界強度となる部分の面積が大きくなり、絶縁破壊の発端となる欠点部分などが球状同士の対向の場合よりもその面積部分内に多く含まれている。
【０００７】
また、特許文献１に示すように高電圧が充電されている断路器などの開閉機器の電極などの導体を、矩形状にした絶縁カバーで覆ったりして、絶縁耐力の向上を行うことも考えられているが、絶縁カバーの製作費用や取り付けに時間が掛かってしまい、費用対効果が見込めず絶縁強度向上の実現は容易ではない。
【０００８】
本発明の目的は、最大電界強度の90%以上の電界強度となる部分の面積を減らし、容易に絶縁耐力の向上を図ることができるガス絶縁開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、高電圧が充電される断路器などの開閉機器の電極に対向した接地側となる平坦なタンク内側の表面に比誘電率が2〜6のエポキシなどで製作した球面または楕円形球面の一部をなす形状（以降、球面状と称する）の樹脂を取り付ける。
【００１０】
球面状の樹脂の直径サイズは、高電圧が充電される断路器などの開閉機器の電極直径より小さく、さらに電極表面からタンク表面までの絶縁距離の1/2以下の高さのものである。
【００１１】
球面状の樹脂を取り付ける位置は、タンクに対して高電圧が充電される電極と中心軸が同じとなる位置であるが、周囲の機器、構造物との関係で軸中心ずれがあってもよい。
【００１２】
球面状の樹脂の取り付け加工は、タンクと球面状の樹脂に同一サイズのネジ穴加工を施す。
【００１３】
球面状の樹脂の取り付けは、タンクと球面状の樹脂の双方に設けたネジ穴長さより少し短い絶縁性のあるスタッドを球面状の樹脂のネジ穴にねじ込んだあと、タンク表面に加工したネジ穴にスタッドをねじ込んで、球面状の樹脂をタンクとの隙間なくタンク表面に固定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、球面状の樹脂をタンク表面に取り付けることにより、容易に高電圧が充電されている断路器などの開閉機器の電極とタンク間の絶縁強度を向上させ、その結果、絶縁距離を短縮化しタンクサイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における断路器などの開閉機器の樹脂取り付け側面断面構造図である。
【図２】本発明の実施形態における樹脂取り付け位置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態における樹脂取り付け方法の説明図である。
【図４】本発明の実施形態における電界分布の説明図である。
【図５】従来のガス絶縁装置のタンク内構造図である。
【図６】本発明の球面状の樹脂を取り付けない従来の実施形態における電界分布の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図５に示すように事故電流などを遮断するガス絶縁開閉装置は、ケーブルヘッド９、接地開閉器１０、避雷器１１、遮断器１２、断路器１３、変圧器と接続する箇所などが配置・収納されて、乾燥空気などの絶縁気体が封入されている。
【００１７】
ガス絶縁開閉装置のタンク６内に配置、収納された機器には高電圧が充電されており、それらの充電された機器と接地されたタンク６間はある間隔の絶縁距離によって隔たれ、その間を絶縁するための乾燥空気などの絶縁気体がタンク６内に充填されている。
【００１８】
図１に示す高電圧が充電された断路器などの開閉機器３の端子となる電極１近傍は高電界になっているので、接地側となるタンク６間で絶縁破壊しないようにしなければならない。
【００１９】
そのため、図２に示すように電極１が対向するタンク６の内側表面には、比誘電率の範囲が2〜6の球面状の樹脂２を取り付ける。球面状の樹脂２の直径φBは、電極１のφAより小さく、球面状の樹脂２の高さL2は電極１表面とタンク６間の絶縁寸法L1の1/2より小さい寸法である。
【００２０】
球面状の樹脂２の固定は、図３に示すようにタンク６に対して高電圧が充電されている電極１と中心軸を合わせる。球面状の樹脂２がタンク６に対向する平坦部の箇所にねじ切り１５を設け、タンク６の取り付け箇所にも同一サイズのねじ切り１５を設ける。球面状の樹脂２をタンク６に固定するため、絶縁性のあるスタッド５を用いて球面状の樹脂２をタンク６に接続して、隙間無くタンク６内側表面に固定する。
【００２１】
これにより、電極１に高電圧が充電されると、電極１とタンク６間は図４に示すような電界分布となる。電界強度の大きさ７の長さは電界強度の強さを示している。電界強度７が電極１の表面に分布し、電極１とタンク６の最短距離となる部分が最大電界強度１４となる。タンク６表面に比誘電率の範囲が2〜6の球面状の樹脂２があることで、電極１と対向しているタンク６近傍の電界分布は球面状の樹脂２に沿って盛り上がるような等電位線４となる。
【００２２】
図４は、本発明における電界分布を示した図である。タンク６表面に球面状の樹脂２を取り付けることで、等電位線４が盛り上がり図６に示すような不平等電界から平等電界に近づくので、電極１表面の最大電界強度の90%以上となる部分の面積８が小さくなり、その面積が小さくなることで絶縁破壊に影響する欠点部分の数が少なくなり絶縁耐力の向上が図られる。
【００２３】
この例で、数値計算を行った結果の数値としては、最大電界強度１４は49.5kV/mmから51.9kV/mmへ5％程度高くなるが、絶縁破壊の発端となる最大電界強度の90%以上の電界強度となる部分の面積８は、1235mm2から911mm2へと26％も低減し、絶縁耐力の向上が図られたことが判る。
【符号の説明】
【００２４】
１  電極
２  球面状の樹脂
３  断路器などの開閉機器
４  等電位線
５  スタッド
６  タンク
７  電界強度の大きさ
８  最大電界強度の90%以上の電界強度となる部分の面積
９  ケーブルヘッド
１０  接地開閉器
１１  避雷器
１２  遮断器
１３  断路器
１４  最大電界強度
１５  ねじ切り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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