(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが封入された密封容器の外壁に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、この絶縁層の高さと外径の比を０．４以下とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成したことを特徴とするガス絶縁ブッシング。
【請求項２】
絶縁ガスが封入された密封容器の外壁のフランジ部に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、前記フランジの厚さと前記絶縁層の高さの比を０．２とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成し、前記溝の幅と前記フランジの厚さを同一としたことを特徴とするガス絶縁ブッシング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガス絶縁ブッシングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス絶縁開閉装置の側面図の一例を図９に示す。図９において、外周を軟鋼板で囲まれた箱体１の内部は、縦に設けられた隔壁２によって、前方の遮断器室３と後方の母線室４に気密に区画されている。
【０００３】
このうち、遮断器室３には、真空遮断器５が収納されている。隔壁２には、一対の絶縁スペーサ６が上下に貫設されている。真空遮断器５の後方に突き出た主回路導体７は、絶縁スペーサ６の前部に接続されている。母線室４の中央部には、断路器８Ａが三相分取り付けられ、この断路器８Ａの前側端子には、変流器９Ａを介して、接続導体１０で上側の絶縁スペーサ６の後部に接続されている。
【０００４】
箱体１の天井部には、ガス絶縁ブッシング１１が三相分貫設されており、このガス絶縁ブッシング１１の下部端子は、断路器８Ａの後部端子に接続している。また、隔壁２の下部の後面には、断路器８Ａと同定格・同形式の断路器８Ｂが三相分取り付けれられており、上部からＬ字形の導体１２で下側の絶縁スペーサ６の後部端子に接続されている。断路器８Ｂの下部端子は、接続導体１３で変流器９Ｂへ、更に接続導体１４で計器用変成器１５へ接続されている。
【０００５】
箱体１の床面後部には、箱体１の設置面の後部から、ケーブル１６が立ち上げられ、このケーブル１６のケーブルヘッド１７は、接続導体１８で変流器９Ｂの後部端子へ接続されている。ケーブルヘッド１７の上部には、避雷器１９が箱体１の天井部に貫設され、この避雷器１８の下端はケーブルヘッド１７に接離可能となっている。母線室４には、絶縁ガスが封入されており、この絶縁ガスの絶縁特性により、ガス絶縁開閉装置の縮小化が図られている。
【０００６】
図１０は、このうち、ガス絶縁ブッシング１１の拡大縦断面図を示す。図１０において、ガス絶縁ブッシング１１は、図９で示した箱体１の天井部のフランジ２０に取り付けられ、ガス絶縁ブッシング１１によって、フランジ２０の上部の気中側と下部のガス側にガス区分されている。ガス絶縁ブッシング１１には、Ｔ字形の中心導体２１の外周に、エポキシ樹脂で注型された絶縁層２２が形成されている。また、フランジ２０との取付面には、Ｏリング２３が気密に押圧されている。
【０００７】
絶縁層２２の外周の図１０において点線部分には、導電塗料が塗布されており、接地層２４が形成されている。ガス絶縁ブッシング１１の気中側は、ケーブル接続用の貫通穴２５が形成されている。また、ガス側は、フランジ取り付け部の接地層２４に、中心導体２１と平行な部分とこの部分の下端に半円状の溝でなる、図示しない横断面図では環状となる溝２６が形成されている。。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス絶縁ブッシングのガス室側の形状は、図１０及び実開昭６４−３８７１７号公報に開示されているように、フランジ取付部に、中心導体と平行な半円球状の溝２６が形成されている。これは、ＳＦ６  ガスの絶縁特性が電界依存性であり、大気圧の場合、許容電界強度  ８．９ｋＶ／ｍｍ以下で絶縁設計する必要があるので、金属導体端部や絶縁沿面を丸く面取し、また、シールドを取り付け電界を緩和して、最適化形状で設計されている。
【０００９】
しかし、このような最適化形状で設計をした場合、注型用の金型の加工が複雑で、コストが高くなるだけでなく、外形の縮小化が困難となる欠点がある。
そこで、本発明の目的は製作が容易で、かつ、外形を縮小化することのできるガス絶縁ブッシングを得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、絶縁ガスが封入された密封容器の外壁に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、この絶縁層の高さと外径の比を０．４以下とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、絶縁ガスが封入された密封容器の外壁のフランジ部に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、
前記フランジの厚さと前記絶縁層の高さの比を０．２とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成し、前記溝の幅と前記フランジの厚さを同一としたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
第１の発明においては、密封容器内部端部の中心導体の外周の絶縁層を４５度の傾斜の円錐状とし、この絶縁層の高さと外径の比を０．４以下とし、外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を中心導体と同軸に絶縁層の底部側に設けることで、耐電圧値が上昇する。
【００１５】
また、第２の発明は、密封容器内端部の中心導体の外周の絶縁層を４５度の傾斜の円錐状とし、フランジの厚さと絶縁層の高さの比を０．２とし、半円状の溝の幅とフランジの厚さを同一とすることで、耐電圧値が上昇する。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。実験に用いた電極形状を図１に示す。ＳＦ６  ガス中で丸縁導体２７と接地電位の平板電極２８を用い、丸縁導体２７の端部の曲率半径、及び電極間の絶縁距離を変えた。なお、絶縁ガスの圧力は０．１０ＭＰａである。
【００１８】
図１の実験結果を図２に示す。図２において、実線Ａはコロナ開始電界、ＢはＡＣ商用周波電圧破壊電界、実線Ｃはインパルス破壊電界である。不平等係数ｆが  ３．２以上では、コロナ開始電界よりＡＣ商用周波電圧破壊電界のほうが高い。しかし、不平等係数ｆが１０．７以上では、インパルス破壊電界よりＡＣ商用周波電圧破壊電界のほうが高くなる。
【００１９】
一般に、電機機器の規格では、ＡＣ商用耐電圧よりもインパルス耐電圧のほうが高い。たとえば、日本電気工業会規格（ＪＥＭ１４２５−１９８７）「金属閉鎖形スイッチギヤ及びコントロールギヤ」の定格電圧  ７．２ｋＶの絶縁階級６Ａでは、ＡＣ商用周波耐電圧２２ｋＶ、インパルス耐電圧６０ｋＶとなっている。したがって、不平等係数ｆが１０．７より大きい範囲では、絶縁強調上、インパルス破壊電界が低いので利用しにくい。即ち、コロナ安定化作用の利用できる範囲は、不平等係数ｆが  ３．２〜１０．７である。
【００２０】
なお、丸縁導体２７の端部を球電極に模擬した場合、この不平等係数ｆは、以下の式で求めることができる。
ｆ＝｛（ｒ＋ａ）／ｒ｝・０．９
上式は、球対平板電極の不平等係数であり、ｒは曲率半径、ａは電極間距離である。せん断加工で、ｒ＝１（ｍｍ），ａ＝１０（ｍｍ）の場合、不平等係数ｆは、  ９．９となる。したがって、不平等係数ｆを  ３．２〜１０．７で用いると、導体端部は面取り加工だけでよい。しかし、不平等係数ｆが  ３．２以下の場合、曲率半径が５ｍｍ以上となり、機械加工が必要となる。このような特性は導体をブッシングに取り付けるとき、導体端部とフランジとの絶縁距離を決定するのに有効である。なお、ガス圧力が  ０．２ＭＰａ以下と比較的低い範囲では、上記の特性は同様の傾向を示す。
【００２１】
以上は、金属導体について述べてきたが、絶縁物でも同様な傾向が得られる。図３に、ガス絶縁ブッシングの形状を示す。図３において、中心導体３０の周囲の上部には、エポキシ樹脂で注型された絶縁層３１が円錐状に形成されており、絶縁層３１の沿面は、中心導体３０に対して４５度（すなわち、円錐状の頂部の角度は９０度）の角度で形成されている。点線部には、導電塗料が塗布されており、接地層３２を形成している。
【００２２】
図４は、絶縁層３１の高さＨに対する絶縁特性を示す。絶縁層３１の外径Ｄを６０ｍｍに固定し、絶縁層３１の高さＨを変えると、絶縁層の高さＨと外径Ｄの比が  ０．４以下では、絶縁層３１の高さを減らしていくと、フラッシュオーバ電圧が向上する。これは中心導体方向の電界が高く、沿面の電界が低いためである。また、  ０．４を越えても、フラッシュオーバ電圧が上昇しているが、絶縁層を無限に高くする必要があり縮小化を図る上では採用できない。したがって、絶縁層の高さと外径の比が  ０．４以下では、図５に示す溝３５が形成されたブッシングとする。また、絶縁層の高さと外径の比が、  ０．４を越えるときには、図５と溝の断形状の異なる図６に示す溝３９が形成されたブッシングとする。
【００２３】
図５において、絶縁層３４の高さＨと直径Ｄの比が  ０．４以下で使用する場合、フランジ取付部の絶縁層３４の下部に中心導体３３と対向する断面半円状の溝３５を同軸に形成する。また、図５において外周の点線部には、導電塗料が塗布されており、接地層３６が形成されている。次に、図６において、絶縁高さＨ１と直径Ｄ１の比が  ０．４超過で使用する場合、フランジ取り付け部の絶縁層３８に、中心導体３７と平行する部分を備えた断面半円状の溝３９を同軸に形成する。また、点線部には、図５と同様に導電塗料が塗布されており、接地層４０が形成されている。
【００２４】
図７は、絶縁層の高さを５０ｍｍに固定し、フランジの厚さを変えたときのブッシングのインパルスフラッシュオーバ特性を示す。図７に示すように、フランジの厚さを変えると、フランジの厚さと絶縁高さの比が  ０．２で最大値となる。
【００２５】
図８は、ブッシングの取付状態を示す。図８において、フランジ４５の取り付け部の絶縁層に、中心導体４１と対向する半円球状の溝４３を形成する。また、点線部には、導電塗料が塗布されており、接地層４４が形成されている。ブッシングは、フランジ４５に取り付けられており、ブッシングとフランジ４５の接触面は、Ｏリング４６で密着されている。フランジ４５の厚さは、半円球状の溝４３の直径と同じ高さにする。
【００２６】
本発明は、不平等電界領域において、不平等係数が  ３．２〜１０．７の範囲でコロナ安定化作用が利用でき、耐電圧が上昇する。また、絶縁層の高さと外径の比  ０．４を境界に、  ０．４以下では、中心導体と対向する半円球状の溝とし、  ０．４を超えると、中心導体と平行する半円球状の溝を形成することにより接地構造を変えることができる。したがって、これらは、加工上、中心導体を中心に二分割注型が可能となり、加工が容易であるため、製作が容易となるだけでなく、縮小化を図ることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上、第１の発明によれば、絶縁ガスが封入された密封容器の外壁に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、この絶縁層の高さと外径の比を０．４以下とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成することで耐電圧値を上げたので、加工が容易で、かつ、外形を縮小化することのできるガス絶縁ブッシングを得ることができる。
【００２８】
また、第２の発明によれば、絶縁ガスが封入された密封容器の外壁のフランジ部に貫設され軸心に中心導体が埋設されたガス絶縁ブッシングにおいて、前記密封容器内の端部に４５度の傾斜を持つ円錐状の絶縁層を形成させ、
前記フランジの厚さと前記絶縁層の高さの比を０．２とし、前記絶縁層の底部側に、前記密封容器の外壁への取付面に端部が連続する断面半円状の溝を前記中心導体と同軸に形成し、前記溝の幅と前記フランジの厚さを同一とすることで、耐電圧値を上げたので、加工が容易で、かつ、外形を縮小化することのできるガス絶縁ブッシングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの一実施例を示す説明図。
【図２】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの作用を示すグラフ。
【図３】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの一実施例を示す部分断面図。
【図４】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの図２と異なる作用を示すグラフ。
【図５】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの他の実施例を示す部分断面図。
【図６】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁ブッシングの異なる他の実施例を示す部分断面図。
【図７】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁開閉装置の図２及び図４と異なる作用を示すグラフ。
【図８】本発明のガス絶縁開閉装置及びガス絶縁開閉装置の更に異なる他の実施例を示す部分断面図。
【図９】従来のガス絶縁開閉装置の一例を示す右側面図。
【図１０】従来のガス絶縁ブッシングの一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…箱体、２…隔壁、３…遮断器室、４…母線室、５…真空遮断器、６…絶縁スペーサ、７…主回路導体、８Ａ，８Ｂ…断路器、９Ａ，９Ｂ…変流器、１０…接続導体、１１…ガス絶縁ブッシング、３１，３４，３８…絶縁層、３２，３６，４０…接地層。
【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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【図７】
0003585517.tif 000008
【図８】
0003585517.tif 000009
【図９】
0003585517.tif 000010
【図１０】
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