(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の収容ケース内に配置したコンデンサ素子を絶縁樹脂により絶縁モールドしてなるコンデンサ装置であって、
前記コンデンサ装置の常規運転時を含む高電圧印加時に、前記絶縁モールド時に発生し得る前記コンデンサ素子周りの空気ボイドと電圧分担を図るための中空部が前記コンデンサ素子と前記収容ケースとの間に設けられ、
前記中空部を有する中空部材が前記収容ケース内に配置され、前記コンデンサ素子と共に前記絶縁樹脂によりモールドされて構成されていることを特徴とするコンデンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンデンサ装置において、
前記中空部を有する中空部材は、板状部材であり、複数層重ねられて構成されていることを特徴とするコンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子が絶縁モールドされてなるコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力機器の一つであるコンデンサ装置は、力率改善を図り配電設備の電力損失を低減する機器として知られている。例えば特許文献１に開示のユニット形コンデンサ装置の進相コンデンサは、金属ケース内に複数のコンデンサ素子の結線と整列配置とがなされ、金属ケース内への絶縁樹脂の充填により各コンデンサ素子が絶縁モールドされてなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９５４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、コンデンサ素子の絶縁モールドを常温常圧下で行った場合、コンデンサ素子とその周囲の絶縁樹脂との境界付近等に微小な空気ボイド（隙間）が残留する場合がある。この空気ボイドは、コンデンサ装置の常規運転時等において、コンデンサ素子と金属ケースとの間、即ち対地間部分放電の発生箇所となる。部分放電は、絶縁樹脂の経年劣化を早め、絶縁性能を低下させる要因の一つである。
【０００５】
そこで、コンデンサ素子の絶縁モールド時に空気ボイドが生じないようにするために、絶縁モールドを真空状態で行う手法もあるが、製造コストが非常に高くつきコスト面で不利となるため、絶縁モールドは常温常圧下で行うことが一般的である。従って、絶縁モールド時に発生した空気ボイドにおいて、対地間部分放電が生じ難い状況とすることが検討されている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コンデンサ素子の絶縁モールド時に空気ボイドが発生しても、この空気ボイドにおいて対地間部分放電が生じ難くすることができるコンデンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するコンデンサ装置は、金属製の収容ケース内に配置したコンデンサ素子を絶縁樹脂により絶縁モールドしてなるコンデンサ装置であって、前記コンデンサ装置の常規運転時を含む高電圧印加時に、前記絶縁モールド時に発生し得る前記コンデンサ素子周りの空気ボイドと電圧分担を図るための中空部が前記コンデンサ素子と前記収容ケースとの間に設けられ、前記中空部を有する中空部材が前記収容ケース内に配置され、前記コンデンサ素子と共に前記絶縁樹脂によりモールドされて構成される。
【０００８】
この構成によれば、絶縁モールド時に発生し得るコンデンサ素子周りの空気ボイドとは別にコンデンサ素子と収容ケースとの間に中空部が設けられ、コンデンサ装置の常規運転時を含む高電圧印加がなされた場合に、その中空部が空気ボイドと電圧分担を図るべく機能する。そのため、空気ボイドにかかる電圧が低くなることから、空気ボイドでの部分放電の発生が抑制される。
【００１０】
この構成によれば、中空部を有する中空部材が収容ケース内に配置され、絶縁樹脂によりコンデンサ素子と共にモールドされることから、コンデンサ装置内に容易に中空部を形成することが可能である。
【００１１】
上記のコンデンサ装置において、前記中空部を有する中空部材は、板状部材であり、複数層重ねられて構成されることが好ましい。
この構成によれば、中空部を有する中空部材は、板状部材であり複数層重ねられるものであるため、絶縁樹脂の充填がなされても、コンデンサ装置内に中空部を簡易で確実に形成することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコンデンサ装置によれば、コンデンサ素子の絶縁モールド時に空気ボイドが発生しても、この空気ボイドにおいて対地間部分放電が生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態におけるユニット形のコンデンサ装置の斜視図である。
【図２】コンデンサ装置（進相コンデンサ）の断面図である。
【図３】コンデンサ装置（進相コンデンサ）の一部を示す拡大断面図である。
【図４】中空板状部材の斜視図である。
【図５】別例における中空板状部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、コンデンサ装置の一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態のコンデンサ装置１０は、交流三相の電路上に設置されて進相コンデンサ１１と直列リアクトル１２とで送信電力の力率改善等を図る装置であり、その進相コンデンサ１１と直列リアクトル１２とを一体ユニット化して構成されている。進相コンデンサ１１は、直列リアクトル１２の下側に配置され、直列リアクトル１２の支持を担っている。
【００１６】
進相コンデンサ１１の金属製四角箱状の収容ケース１３内には、複数個のコンデンサ素子１４が整列配置され（図２参照）、各相毎にコンデンサ素子１４の結線が図られている。また、この収容ケース１３内には、ウレタン樹脂等の絶縁樹脂１５が充填され、各コンデンサ素子１４を主とした絶縁モールドがなされている。
【００１７】
収容ケース１３の上部の開口部１３ａには蓋体１６が固定され、この蓋体１６に設けた挿通孔１６ａから各相の接続電線１７が直列リアクトル１２のある上方に向けて導出されている。本実施形態では、挿通孔１６ａに円環状のグロメット１８を装着しその内側に接続電線１７を挿通させているが、グロメット１８を省略する構成であってもよい。
【００１８】
収容ケース１３の上部の開口部１３ａの外側には、該開口部１３ａを挟んだ両側それぞれに取付部１３ｂが設けられており、直列リアクトル１２が取付脚１９を介して取付部１３ｂに対して固定されている。直列リアクトル１２は、側壁に備えられる三相分の端子部２０に各相の接続電線１７がそれぞれ接続され、進相コンデンサ１１との電気的接続が図られている。
【００１９】
ところで、図２に示すように、進相コンデンサ１１の収容ケース１３内に絶縁樹脂１５を充填してコンデンサ素子１４等の絶縁モールドを行う際、コンデンサ素子１４が支持部材（図示略）にて支持された状態で、常温常圧下において、収容ケース１３の上部の開口部１３ａから絶縁樹脂１５が流し込まれて行われる。そのため、図３に示すように、コンデンサ素子１４の周囲、特に下面において空気ボイドＸが残留し易い。この空気ボイドＸは、例えば０．１〜１ｍｍ程度の微小な空隙のものである。
【００２０】
しかしながら、この空気ボイドＸにおいては、コンデンサ素子１４、この場合、コンデンサ素子１４の端子１４ａと金属製の収容ケース１３との間の対地間において、コンデンサ装置１０の常規運転時等における高電圧印加に基づき、部分放電（コロナ放電）が発生する場合がある。本実施形態では、空気ボイドＸでの対地間部分放電が生じ難いような進相コンデンサ１１の内部構造が採られ、絶縁樹脂１５の絶縁性能の低下抑制が図られている。
【００２１】
具体的には、図２及び図３に示すように、進相コンデンサ１１の収容ケース１３の底壁部１３ｘの内側面及び側壁部１３ｙの内側面のそれぞれに中空板状部材２１が当接配置され、この状態で絶縁樹脂１５の充填が行われている。
【００２２】
図４に示すように、本実施形態の中空板状部材２１は、一対の平板２１ａが複数のリブ２１ｂで連結された所謂ダンボール構造をなし、隣接のリブ２１ｂ間に中空部２１ｃが形成されて構成されている。また、中空板状部材２１は、ポリプロピレン等のエンジニアリングプラスチック（合成樹脂）にて作製されている。つまり、中空板状部材２１は、絶縁樹脂１５と化学的相性が良好で、絶縁樹脂１５の充填の際に中空部２１ｃの形状が大凡維持可能な剛性を有していればよく、例えば梱包用、養生用等として比較的安価に市販されているプラスチックダンボール等を用いてもよい。
【００２３】
そして、本実施形態では、収容ケース１３の底壁部１３ｘにおいては、中空板状部材２１が４層重ねられて底壁部１３ｘの全体を覆うように敷き詰められ、また４つの側壁部１３ｙにおいては、それぞれ中空板状部材２１が２層重ねられて各側壁部１３ｙの全体を覆うように配置されている。このような状態でコンデンサ素子１４の絶縁モールドがなされている。
【００２４】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態のコンデンサ装置１０の進相コンデンサ１１において、収容ケース１３の底壁部１３ｘ及び側壁部１３ｙに中空板状部材２１を設置した状態で、絶縁樹脂１５によるコンデンサ素子１４の絶縁モールドが行われている。つまり、コンデンサ素子１４の例えば下面に空気ボイドＸが生じた場合、コンデンサ素子１４（端子１４ａ）と金属製の収容ケース１３との間、即ち対地間において、電気的に空気ボイドＸでの静電容量と中空板状部材２１の中空部２１ｃでの静電容量とが直列接続された態様となる。
【００２５】
そのため、コンデンサ装置１０の常規運転時等においてコンデンサ素子１４（端子１４ａ）に高電圧が印加されても、空気ボイドＸと中空板状部材２１の中空部２１ｃとで電圧分担することとなり、空気ボイドＸにかかる電圧が低くなる。結果、空気ボイドＸでの部分放電の発生が抑制され、絶縁樹脂１５の絶縁性能の低下抑制効果が長期に亘り期待できるものとなっている。
【００２６】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）絶縁モールド時に発生し得るコンデンサ素子１４周りの空気ボイドＸとは別に、コンデンサ素子１４と収容ケース１３との間に中空部２１ｃを有する中空板状部材２１が設けられる。そして、コンデンサ装置１０（進相コンデンサ１１）の常規運転時を含む高電圧印加がなされた場合に、中空板状部材２１の中空部２１ｃが空気ボイドＸと電圧分担を図るべく機能する。そのため、空気ボイドＸにかかる電圧が低くなることから、空気ボイドＸでの部分放電の発生を抑制でき、絶縁樹脂１５の絶縁性能の低下抑制を図ることができる。
【００２７】
（２）中空部２１ｃを有する中空板状部材２１が収容ケース１３内に配置され、絶縁樹脂１５によりコンデンサ素子１４と共にモールドされることから、進相コンデンサ１１内に容易に中空部を形成することができる。
【００２８】
（３）中空部２１ｃを有する中空板状部材２１は複数層重ねられるものであるため、絶縁樹脂１５の充填がなされても、進相コンデンサ１１内に中空部を簡易で確実に形成することができる。
【００２９】
（４）コンデンサ素子１４の下面に空気ボイドＸが残留し易いことから、少なくともそのコンデンサ素子１４の下面と対向する収容ケース１３の底壁部１３ｘ付近に中空部２１ｃ（中空板状部材２１）が設けられているため、中空部２１ｃと空気ボイドＸとでより確実に電圧分担する態様とすることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・絶縁樹脂１５内に中空部を形成する態様として、上記実施形態では図４のような中空板状部材２１を用いたが、これに限定されるものではない。
【００３１】
例えば、図５に示すような中空板状部材２２を用いてもよい。この中空板状部材２２は、平板２２ａの一側面に半球部２２ｂが複数形成され、各半球部２２ｂに中空部２２ｃが形成されている。図５では、例えば半球部２２ｂが対向するように中空板状部材２２が２層重ねられる態様である。このように中空部２２ｃが完全に閉じられた中空板状部材２２を用いれば、中空部２２ｃ内に絶縁樹脂１５が流れ込む心配がない。なお、この中空板状部材２２には、市販の緩衝用部材（シート）を用いることもできる。
【００３２】
図４及び図５に示す中空板状部材２１，２２以外の構造を有する中空板状部材を用いてもよい。また、板状でない中空部材を用いてもよい。
また、中空部を有する中空部材を収容ケース１３内に配置する態様であったが、絶縁樹脂１５内に直接的に中空部を形成する態様としてもよい。
【００３３】
・収容ケース１３内の底壁部１３ｘと側壁部１３ｙとに中空部（中空部材）を設定したが、中空部を設定する箇所はこれに限らない。底壁部１３ｘのみであっても、側壁部１３ｙのみであってもよい。底壁部１３ｘ、側壁部１３ｙにおいて、それぞれ一部に設定してもよい。
【００３４】
・コンデンサ素子１４を絶縁モールドする絶縁樹脂１５に、ウレタン樹脂以外の絶縁性の樹脂を用いてもよい。
・進相コンデンサ１１と直列リアクトル１２とを一体ユニット化して構成されるコンデンサ装置１０に適用したが、直列リアクトルを省略した進相コンデンサのみのコンデンサ装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０…コンデンサ装置、１１…進相コンデンサ（コンデンサ装置）、１３…収容ケース、１３ｘ…底壁部、１４…コンデンサ素子、１５…絶縁樹脂、２１，２２…中空板状部材（中空部材）、２１ｃ，２２ｃ…中空部、Ｘ…空気ボイド。
【要約】
【課題】コンデンサ素子の絶縁モールド時に空気ボイドが発生しても、この空気ボイドにおいて対地間部分放電が生じ難くすることができるコンデンサ装置を提供する。
【解決手段】絶縁樹脂１５による絶縁モールド時に発生し得るコンデンサ素子１４周りの空気ボイドＸとは別に、コンデンサ素子１４と収容ケース１３との間に中空部２１ｃを有する中空板状部材２１が設けられる。そして、コンデンサ装置１０（進相コンデンサ１１）の常規運転時を含む高電圧印加がなされた場合に、中空板状部材２１の中空部２１ｃが空気ボイドＸと電圧分担を図るべく機能する。
【選択図】図３【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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