(57)【要約】【課題】ブッシングと変圧器本体とが相対的に変位してもその変位を吸収でき、また、ブッシングの筐体を貫通する部分における十分な対地絶縁強度を確保する。【解決手段】実施形態に係る気体絶縁電気機器の接続構造は、内部に絶縁気体が封入される筐体と、前記筐体内に収容される電気機器本体と、絶縁体内に内部導体を有して構成され前記筐体の壁部を貫通するように設けられるブッシングとを備える気体絶縁電気機器における、前記電気機器本体と前記ブッシングとを電気的に接続する接続構造において、前記電気機器本体と前記ブッシングの内部導体とを接続する接続部材は、少なくとも一部に細線からなる導体を束ねて高分子材料からなる絶縁被覆を施した可撓性を有するケーブルを有しており、前記絶縁被覆の外周に嵌合された界面絶縁用のストレスコーンを有すると共に、前記ストレスコーンを前記ブッシングの絶縁体に対して絶縁材製の押圧部材により押圧固定することにより、前記ケーブルの導体を前記内部導体に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に絶縁気体が封入される筐体と、
前記筐体内に収容される電気機器本体と、
絶縁体内に内部導体を有して構成され前記筐体の壁部を貫通するように設けられるブッシングとを備える気体絶縁電気機器における、前記電気機器本体と前記ブッシングとを電気的に接続する接続構造において、
前記電気機器本体と前記ブッシングの内部導体とを接続する接続部材は、
少なくとも一部に細線からなる導体を束ねて高分子材料からなる絶縁被覆を施した可撓性を有するケーブルを有しており、
前記絶縁被覆の外周に嵌合された界面絶縁用のストレスコーンを有すると共に、
前記ストレスコーンを前記ブッシングの絶縁体に対して絶縁材製の押圧部材により押圧固定することにより、前記ケーブルの導体を前記内部導体に接続する気体絶縁電気機器の接続構造。
【請求項２】
前記押圧部材は、前記ブッシングの絶縁体に対して着脱可能に取付けられ、該押圧部材の取付け、取外しにより、前記接続部材の前記内部導体との間の接続、切離しが可能とされている請求項１記載の気体絶縁電気機器の接続構造。
【請求項３】
前記請求項１又は２記載の気体絶縁電気機器の接続構造を有する気体絶縁電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、気体絶縁電気機器の接続構造及び気体絶縁電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体絶縁電気機器、例えば６６／７７ｋＶクラスの高電圧の受変電設備に用いられるガス絶縁変圧器においては、変圧器本体を、導電性の筐体内に収容し、筐体内部に絶縁性の冷却媒体、例えばＳＦ６  絶縁ガス等を封入して構成されるものが知られている。このようなガス絶縁変圧器にあっては、筐体の外壁を貫通するようにブッシングが設けられ、そのブッシングと前記変圧器本体とが、接続部材を介して筐体内において接続される。
【０００３】
上記ブッシング部分の構成（接続構造）の具体例として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この構成では、ブッシングに、内部半導電層と絶縁層と外部半導電層とを有する端子挿入部が設けられ、変圧器本体に接続された接続部材としてのケーブルの先端の電線に端子が接続され、その端子を、前記端子挿入部に挿入してボルト締めにより取付けるようになっている。また、前記ケーブルの絶縁被覆には、銅テープ等の遮蔽層が設けられており、その遮蔽層が接地線に接続されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２８９０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような変圧器にあっては、ブッシングの接続構造として、次のことが望まれる。即ち、輸送時の振動や、地震発生時等において、ブッシングと変圧器本体とが相対的に変位しても、悪影響を防止できる構成であること。また、ブッシングの筐体を貫通する部分における十分な対地絶縁強度を確保することができることも望まれる。尚、ブッシングの交換が必要になったときに、容易に交換できることがより望ましい。
【０００６】
そこで、ブッシングと変圧器本体とが相対的に変位してもその変位を吸収でき、また、ブッシングの筐体を貫通する部分における十分な対地絶縁強度を確保することができる気体絶縁電気機器の接続構造及び気体絶縁電気機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る気体絶縁電気機器の接続構造は、内部に絶縁気体が封入される筐体と、前記筐体内に収容される電気機器本体と、絶縁体内に内部導体を有して構成され前記筐体の壁部を貫通するように設けられるブッシングとを備える気体絶縁電気機器における、前記電気機器本体と前記ブッシングとを電気的に接続する接続構造において、前記電気機器本体と前記ブッシングの内部導体とを接続する接続部材は、少なくとも一部に細線からなる導体を束ねて高分子材料からなる絶縁被覆を施した可撓性を有するケーブルを有しており、前記絶縁被覆の外周に嵌合された界面絶縁用のストレスコーンを有すると共に、前記ストレスコーンを前記ブッシングの絶縁体に対して絶縁材製の押圧部材により押圧固定することにより、前記ケーブルの導体を前記内部導体に接続する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態を示すもので、ブッシング部分を拡大して示す縦断面図
【図２】ガス絶縁変圧器の全体構成を概略的に示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、気体絶縁電気機器として、例えば６６／７７ｋＶクラスの高電圧の受変電設備に用いられるガス絶縁変圧器に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る気体絶縁電気機器としてのガス絶縁変圧器１の構成を概略的に示している。このガス絶縁変圧器１は、金属製の筐体２内に、電気機器本体としての変圧器本体３を収容して構成されると共に、前記筐体２の側部に接続される放熱器４を備えている。前記筐体２は接地電位とされるようになっている。前記筐体２及び放熱器４内には、例えばＳＦ６  ガスからなる絶縁気体Ｇが充填されている。尚、絶縁気体Ｇとしては、ＳＦ６  ガスに限らず、Ｎ２  、ＣＯ２  、空気等であっても良い。
【００１０】
詳しく図示はしないが、前記変圧器本体３は、鉄心及びその鉄心に装着されたコイル、コイルの表面全体を覆うモールド樹脂層等からなる周知構成を備える。また、変圧器本体３の上部には、電気的接続用の複数個の端子が設けられている。前記放熱器４は、前記筐体２内の絶縁気体Ｇを冷却するためのもので、例えばいわゆるパネル式の放熱器が採用されている。筐体２の上部と放熱器４の上部との間が、上部接続ダクト５により接続され、筐体２の下部と放熱器４の下部部との間が、下部接続ダクト６により接続されている。
【００１１】
これにて、筐体２内で変圧器本体３の熱により暖められた絶縁気体Ｇは、対流により、上部接続ダクト５を通って、放熱器４内に流入する。そして、放熱器４内で、外部との間での熱交換が行われて冷却される。冷却された絶縁気体Ｇは、下部接続ダクト６を通って筐体２内に戻されるといった循環が行われる。このように絶縁気体Ｇが循環されることによって、筐体２内の絶縁気体Ｇが冷却されるようになっている。尚、自然対流によるものでなく、循環用のファン装置を設けて、絶縁気体Ｇを強制的に循環させるように構成しても良い。
【００１２】
そして、前記筐体２の上壁部には、変圧器本体３と外部との間の電気的接続がなされる複数個のブッシング７（１個のみ図示）が、該上壁部の取付穴２ａを上下に気密状に貫通するように設けられる。このブッシング７の筐体２の外側（図で左側部）には、外部接続用ケーブル８が接続されるようになっている。筐体２の内部においては、ブッシング７と変圧器本体３の端子とが、接続部材としてのケーブル９等を介して電気的に接続される。以下、前記ブッシング７の構成、及び、変圧器本体３とブッシング７との本実施形態に係る接続構造について、図１を参照して詳述する。
【００１３】
図１に示すように、前記ブッシング７は、絶縁材料例えばエポキシ系レジンからなる絶縁体１０と、この絶縁体１０内に埋め込まれた形態で設けられた内部導体１１と、絶縁体１０の外面に配置された金属製の外殻部１２とを有して構成される。前記絶縁体１０は、筐体２の取付穴２ａの上面側に配置される上部絶縁体１３と、その上部絶縁体１３の下面中央部から取付穴２ａを通して下方に延びる下部円筒部１４とを一体に有した形態をなしている。
【００１４】
そのうち上部絶縁体１３には、その左側面で開口し奥方（右方）に向けて内径がやや窄まっていくように、上部挿入穴１３ａが形成されている。上部挿入穴１３ａの奥部（図で右側）に前記内部導体１１の上部が配置され、内部導体１１には、上部挿入穴１３ａの底部から連続するように、上部接続部１１ａが設けられている。後述するように、上部挿入穴１３ａ内には、前記外部接続用ケーブル８の先端部が挿入されて固定されるようになっており、このとき上部接続部１１ａに外部接続用ケーブル８の先端の導体部が電気的に接続される。
【００１５】
一方、前記下部円筒部１４には、下面で開口する上方に向けて延びる下部挿入穴１４ａが形成されている。個の下部挿入穴４ａは、ほぼ下半部が同等の内径で上方に延びたのち、上半部の内径が次第に窄まっていくように形成されている。前記内部導体１１のほぼ下半部は下面が開口した円筒状をなしており、下部挿入穴１４ａの上端から連続して下面で開口する中空部１１ｂが形成されている。この中空部１１ｂの上端部（天井部）には、突起部１１ｃが設けられており、金属製の円筒状の接続部材１５の上端部が、突起部１１ｃの外周に嵌合している。後述するように、下部挿入穴１４ａ内に、前記ケーブル９の先端部が挿入されて固定される。
【００１６】
尚、前記外殻部１２は、絶縁体１０の下端部及び左側面の上部挿入穴１３ａを除く部分について、その表面全体を覆うように設けられている。ブッシング７の筐体２に対する取付状態では、外殻部１２は筐体２と電気的に接続され、接地電位とされる。また、ブッシング７の筐体２に対する取付状態では、筐体２の上面の取付穴２ａの周囲部において、ブッシング７の下面との間にパッキン１６が設けられており、取付穴２ａが気密に塞がれるようになっている。
【００１７】
ここでまず、前記ブッシング７の上部絶縁体１３に対する外部接続用ケーブ８の接続構造について述べておく。図１に示すように、外部接続用ケーブル８は、細線からなる導体８ａに合成樹脂からなる絶縁被覆８ｂが施されている。更に、絶縁被覆８ｂの外周には、先端側に位置してストレスコーン２８が設けられていると共に、その基端側に位置して銅テープ等の遮蔽層２９が設けられている。遮蔽層２９の更に基端側には、外側シース３０が設けられている。
【００１８】
この外部接続用ケーブル８は、先端部に配置された取付用の金属キャップ部３１により、上部絶縁体１３に接続される。前記金属キャップ部３１は、先端側（図で左側）の小径部が前記遮蔽層２９の外周に嵌合して電気的に接続さると共に、基端側が開口した円筒状をなし、更に基端部の外周にフランジ部３１ａを有している。この場合、外部接続用ケーブル８は、その先端が、上部絶縁体１３の上部挿入穴１３ａに差し込まれ、導体８ａが、内部導体１１の上部接続部１１ａに接続される。
【００１９】
そして、その状態で、金属キャップ部３１のフランジ部３１ａが、ブッシング７の上部の左側面部に、複数本のねじ３２によってねじ止め固定される。これにて、外部接続用ケーブル８が金属キャップ部３１によりブッシング７に対し固定され、金属キャップ部３１は、外殻部１２ひいては筐体２と電気的に接続される。またこのとき、金属キャップ部３１内には、ストレスコーン２８を上部挿入穴１３ａの内周面に対して押圧する押圧部材３３が設けられている。
【００２０】
さて、前記ブッシング７に対するケーブル９の本実施形態に係る接続構造について、詳述する。図１に示すように、接続部材としての前記ケーブル９は、細線からなる導体９ａを束ねて、高分子材料例えば架橋ポリエチレンからなる絶縁被覆９ｂを施した可撓性を有するものが採用されている。このとき、前記導体９ａは、ケーブル９の先端部のみにて露出されている。本実施形態では、先端の導体９ａに、金属製の接続端子部材１７が、例えばかしめ結合により接続され、この接続端子部材１７が前記接続部材１５を介して内部導体１１の突起部１１ｃに接続されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように、前記ケーブル９の絶縁被覆９ｂの先端部の外周には、界面絶縁用のストレスコーン１８が嵌合固定されている。このストレスコーン１８は、例えばゴムからなり、その外周面が、上下方向中央部で径大となり、そこから情報及び下方に行くほど径小となるようなテーパ面状に構成されており、上半部の外周面が前記下部挿入穴１４ａの内周面に密着状に嵌合するようになっている。そして、ケーブル９を接続する（取付ける）にあたっては、前記ストレスコーン１８を下部挿入穴１４ａの奥方へ押圧して固定するための、押圧リング１９及び押圧部材２０が用いられる。
【００２２】
前記押圧リング１９は、絶縁材例えばプラスチックから、内周面が前記ストレスコーン１８の下半部に対応した傾斜面状をなす円筒状に構成されると共に、その底面部に、下方に凸となる複数個の突起部１９ａ（１個のみ図示）を一体に有している。前記押圧部材２０は、固定プレート２１、可動プレート２２、ねじシャフト２３、ナット２４、シャフト２５、押圧用コイルばね２６を備えて構成される。これら押圧部材２０の構成部品は、全て絶縁材であるプラスチック材料から構成されている。
【００２３】
前記固定プレート２１は、中心部を前記ケーブル９が貫通するリング板状をなし、複数個所に位置して上下に貫通するねじ穴２１ａが形成されていると共に、前記押圧リング１９の各突起部１９ａが挿入される複数個の挿通穴２１ｂが形成されている。この固定プレート２１は、絶縁体１０の下部円筒部１４の下面に宛がわれるように配置される。このとき、下部円筒部１４の下面部には、複数個（１個のみ図示）の雌ねじ部１４ｂが形成されており、雌ねじ部１４ｂとねじ穴２１ａとがラップするように配置される。
【００２４】
前記可動プレート２２は、中心部を前記ケーブル９が貫通するリング板状をなし、固定プレート２１から下方にやや離れた位置に平行に配置される。可動プレート２２には、ねじシャフト２３が挿通される複数個の挿通穴２２ａが形成されていると共に、シャフト２５が挿通される複数個の挿通穴２２ｂが形成されている。前記ねじシャフト２３は、シャフトの外周全体に雄ねじを形成して構成され、挿通穴２２ａを通して、その上端が前記固定プレート２１のねじ穴２１ａにねじ込まれ、更に下部円筒部１４の雌ねじ部１４ｂにねじ込まれている。こてにて、固定プレート２１が下部円筒部１４の下面に固定される。このとき、ねじシャフト２３の下端側には、可動プレート２２の下面に位置してナット２４がねじ込まれている。
【００２５】
前記シャフト２５は、上端が前記挿通穴２１ｂ内に位置する突起部１９ａの下端に連結され、下部が前記可動プレート２２の挿通穴２２ｂに挿通されている。前記シャフト２５の外周に配置されるようにして、押圧用コイルばね２６が、突起部１９ａの下端部と、可動プレート２２の上面との間に配置されている。これにて、ねじシャフト２３に対しナット２４を螺進退させることにより、固定プレート２１に対する可動プレート２２の上下方向位置が調整され、可動プレート２２の上下方向位置によって、押圧用コイルばね２６による押圧力、つまり突起部１９ａから押圧リング１９を上方へ押圧する押圧力を調整することができるようになっている。
【００２６】
このような押圧部材２０及び押圧リング１９の構成により、ケーブル９は、ブッシング７の下部円筒部１４に対して次のように接続される。即ち、ケーブル９の導体９ａの先端に接続端子部材１７が接続された状態で、ケーブル９の先端部が下部挿入穴１４ａから挿入され、内部導体１１の中空部１１ｂ内で、接続端子部材１７が接続部材１５に接続される。この状態では、ケーブル９の外周のストレスコーン１８が、下部挿入穴１４ａ内に配置され、そのストレスコーン１８の下部に押圧リング１９が配置される。尚、図１に示すように、前記ストレスコーン１８の先端部（上端部）と、内部導体１１の下端部との間には、パッキン２７が配置されるようになっている。
【００２７】
このようにストレスコーン１８及び押圧リング１９が配置された状態で、仮組立状態つまり固定プレート２１と可動プレート２２との間を比較的大きくしておいた状態の押圧部材２０の固定プレート２１を、下部円筒部１４の下面に配置し、ねじシャフト２３を雌ねじ部１４ｂにねじ込むことにより、固定プレート２１を固定する。このとき、押圧リング１９の角突起部１９ａは、固定プレート２１の挿通穴２１ｂ内に挿入される。そして、ナット２４を螺進させて可動プレート２２を上昇させていく。これにより、押圧用コイルばね２６のばね力が次第に大きくなっていき、押圧リング１９を介してストレスコーン１８が上方に押圧され、下部挿入穴１４ａ内に押付けられるようになり、ケーブル９が固定されるようになる。
【００２８】
上記構成のガス絶縁変圧器１においては、上記したように、変圧器本体３が筐体２内に収容された後、変圧器本体３の端子に接続されたケーブル９が、ブッシング７の内部導体１１と電気的に接続される。このときの接続構造においては、ケーブル９を、可撓性を有するものとし、ケーブル９の絶縁被覆９ｂの外周に嵌合された界面絶縁用のストレスコーン１８を設けて、銅テープなどの遮蔽層を省略した。そして、ストレスコーン１８をブッシング７の絶縁体１０の下部円筒部１４に対して絶縁材製の押圧リング１９及び押圧部材２０により押圧固定することにより、ケーブル９の導体９ａを内部導体１１に接続する構成とした。
【００２９】
このとき、少なくとも一部に可撓性を有するケーブル９を採用したことにより、ケーブル９の可撓性によって、例えば輸送時の振動や、地震発生時等において、ブッシング７と変圧器本体３とが相対的に変位しても、その変位を吸収することが可能になる。そして、ケーブルの絶縁被覆に銅テープなどの遮蔽層を設ける場合と異なって、ストレスコーン１８が遮蔽層となるので、絶縁構成を簡単に済ませることができる。これと共に、ケーブル９に接地電位となる部分が存在しないので、筐体２と、変圧器本体３やケーブル９の充電露出部との間の沿面距離を十分に確保することができる。
【００３０】
また、ケーブル９の導体９ａを、ブッシング７の内部導体１１に接続するにあたっては、ケーブル９の絶縁被覆９ｂの外周に嵌合されたストレスコーン１８を、押圧リング１９及び押圧部材２０によりブッシング７の絶縁体１０に対して押圧固定すれば良いので、ガス絶縁変圧器１の組立ても容易となる。この結果、本実施形態によれば、ブッシング７と変圧器本体３とが相対的に変位してもその変位を吸収でき、また、ブッシング７の筐体２を貫通する部分における十分な対地絶縁強度を確保することができるという優れた効果を奏する。
【００３１】
特に本実施形態では、押圧部材２０は、ブッシング７の下部円筒部１４に対して着脱可能に取付けられ、該押圧部材２０の取付け、取外しにより、ケーブル９の内部導体１１との間の接続、切離しが可能とされている。これにより、ケーブル９のブッシング７との間の接続、切離しを容易に行うことができる。従って、もしブッシング７の交換が必要になった場合でも、ケーブル９を容易に取外してブッシング７との接続を切離し、ブッシング７を交換した後、新規なブッシング７に対し、再びケーブル９を容易に取付けることが可能となる。この結果、ブッシング７を容易に交換することができるようになり、より好ましいものとなる。
【００３２】
尚、上記した実施形態では、ケーブル９全体を、可撓性を有したものとして構成したが、ケーブル９の一部について可撓性を有する構成としても、所期の目的を達成することができる。ブッシングの全体構成としても様々な変更が可能であり、絶縁体を構成する絶縁材料として、セラミック材料等を採用することもできる。押圧部材の構成としても、絶縁材料から構成されていれば、様々な変更が可能である。ガス絶縁変圧器全体の具体的構成としても、様々な変更が可能である。
【００３３】
その他、気体絶縁電気機器としては、ガス絶縁変圧器に限らず、ガス絶縁方式の電気機器全般、例えばリアクトル、変流器、開閉器、継電器等にも適用することができる。以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
図面中、１はガス絶縁変圧器(気体絶縁電気機器）、２は筐体、３は変圧器本体（電気機器本体）、４は放熱器、７はブッシング、８は外部接続用ケーブル、９はケーブル（接続部材）、１０は絶縁体、１１は内部導体、１２は外殻部、１３は上部絶縁体、１４は下部円筒部、１８はストレスコーン、１９は押圧リング、２０は押圧部材、Ｇは絶縁気体を示す。
【図１】
2019057630.tif 000003
【図２】
2019057630.tif 000004