(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが充填された接地タンクと、この接地タンク内に絶縁スペーサを介して設置された高電圧導体とからなるガス絶縁電気装置において、上記接地タンクの底部に金属異物が浮上しないような低電界部を形成するための凹部が設けられるとともに、更にこの凹部の低電界部にのみ粘着層が設けられ、上記凹部の幅をｄ、深さをｈ、金属異物の長さをＬ、α＝（ｈ−Ｌ）／ｄとしたとき、αが０．８以上となるように上記凹部を構成したことを特徴とするガス絶縁電気装置。
【請求項２】
上記凹部を金属板によって形成したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気装置。
【請求項３】
上記凹部を上記接地タンクの底部に設けられた窪み部によって形成したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気装置。
【請求項４】
上記凹部を上記接地タンク内に設置された複数本の金属棒と上記接地タンクの内壁とで構成したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気装置。
【請求項５】
上記凹部を、上記接地タンクの底部から所定の高さに設置されるとともに上面が滑らかな曲面になるように形成された金属板と、上記接地タンクの内壁とで構成したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高電圧導体を接地タンク内に収納し、接地タンク内に絶縁ガスを充填することにより、高電圧導体と接地タンクを絶縁するようにしたガス絶縁電気装置に関するものであり、特に接地タンク内に侵入する異物を捕獲する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からあるガス絶縁電気装置においては、高電圧導体を接地金属タンク内に収納し、このタンク内に絶縁ガスを充填することによって絶縁できるようにしていた。この場合ガス絶縁電気装置を組み立てたりする際において、タンク内に金属異物が侵入することがあり、高電圧導体に通電する際に発生する強電界により、金属異物は浮上して高電圧導体に付着したり、あるいは接近することにより、装置の耐電圧性能が低下することがある。そこで金属異物の浮上による耐電圧性能の低下を防ぐために、通常金属異物を捕獲するための構造がガス絶縁電気装置内に設置されている。
【０００３】
従来のガス絶縁電気装置の金属異物を捕獲するための構造としては、金属容器の底部に凹形の開口部を形成し、この開口部及びその近傍に粘着性物質を塗布しており、この粘着性物質により金属異物を捕獲するものがあった（特許文献１参照）。
【０００４】
また、高電圧導電部を内蔵するタンクの底部にタンクの軸方向と同じ方向に一本以上の金属棒を配置し、この金属棒の表面に絶縁被覆を施しており、この金属棒がタンクと接触する部分の低電界部分に粒子を捕獲するための粒子捕集器を設けたものもあった（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０９１６３０号公報（２頁右２８〜２頁右３１行、図１）
【特許文献２】実開昭５６−１４５３１３号公報（３頁１４〜４頁４行、図５〜６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のガス絶縁電気装置は以上のように構成されているので、上記特許文献１に示されたガス絶縁電気装置においては、開口部における電界を決定する因子となる開口部の深さ及び開口部の幅と、金属異物の大きさとの関係が規定されておらず、開口部に捕獲された金属異物が位置する部分における電界の強度が、静電気力による金属異物の浮上を防ぐことが出来るほど十分に低くない場合も考えられ、粘着性物質が劣化して粘着力が低下したときに金属異物が浮上して高電圧導体に近づき、耐電圧性能を低下させるおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に示されたガス絶縁電気装置においては、金属棒とタンクとで構成された低電界部に捕獲された金属異物が、装置を運搬したり、あるいは動作させることによって発生する振動によって跳ね上がったり、あるいは動いたりして、電界の高い場所に移動することがあり、印加される電圧によって発生する静電気力で浮上し、耐電圧性能を低下させるという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ガス絶縁電気装置内の金属異物を確実に捕獲することができるとともに、仮に粘着材が劣化したり、あるいは装置の振動が生じても、捕獲した金属異物を再浮上させることなく、確実に捕獲し続けることのできるガス絶縁電気装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るガス絶縁電気装置は、絶縁ガスが充填された接地タンクと、この接地タンク内に絶縁スペーサを介して設置された高電圧導体とからなるものであって、接地タンクの底部に金属異物が浮上しないような低電界部を形成するための凹部が設けられるとともに、更にこの凹部の低電界部にのみ粘着層が設けられ、凹部の幅をｄ、深さをｈ、金属異物の長さをＬ、α＝（ｈ−Ｌ）／ｄとしたとき、αが０．８以上となるように凹部を構成したのである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るガス絶縁電気装置によれば、絶縁ガスが充填された接地タンクと、この接地タンク内に絶縁スペーサを介して設置された高電圧導体とからなるものであって、接地タンクの底部に金属異物が浮上しないような低電界部を形成するための凹部が設けられるとともに、更にこの凹部の低電界部にのみ粘着層が設けられ、凹部の幅をｄ、深さをｈ、金属異物の長さをＬ、α＝（ｈ−Ｌ）／ｄとしたとき、αが０．８以上となるように凹部を構成したので、金属異物は静電気力で浮上しない低い電界の位置にあるため金属異物は浮上することなく、更に金属異物は粘着層の捕獲力により確実に捕獲されるとともに、粘着層が劣化し粘着力が低下しても金属異物は低電界部において捕獲することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるガス絶縁電気装置を示す斜視図である。
【図２】ガス絶縁電気装置の底部を示す拡大正面一部断面図である。
【図３】タンク底面電界と最大浮上高さとの関係を示す線図である。
【図４】異物の長さと浮上電界との関係を示す線図である。
【図５】金属板凹部の形状係数と凹部底部の電界との関係を示す線図である。
【図６】金属板凹部の形状を示す断面図である。
【図７】金属板凹部形状とその電界分布、および異物が入った状態を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図９】この発明の実施の形態３によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態６によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態７によるガス絶縁電気装置を示す斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態８によるガス絶縁電気装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１によるガス絶縁電気装置を示す斜視図であり、接地タンクの一部を断面で切り取った状態を示している。図２は図１に示されたガス絶縁電気装置の底部を示す拡大正面一部断面図であり、金属異物捕獲構造を示している。
【００１３】
図において、本発明によるガス絶縁電気装置１においては、筒状の接地タンク３の中に絶縁ガスが充填されており、接地タンク３の中心軸に沿って高電圧導体２が配置されている。この高電圧導体２は絶縁性の部材から構成される図示しない絶縁スペーサによって接地タンク３に支持されている。
【００１４】
接地タンク３内に充填される絶縁ガスとしては、ＳＦ６、乾燥空気、窒素、二酸化炭素等が使用されるが、絶縁ガスの絶縁性能を高めるとともに、ガス絶縁電気装置１全体をコンパクトに構成するため、一般に絶縁ガスの圧力を大気圧より高く設定して接地タンク３内に封止される。
【００１５】
接地タンク３の底面部には異物捕獲構造４が設置され、異物捕獲構造４は接地タンク３と溶接やボルト締めにより固定されることにより、接地タンク３と電気的に接続されている。異物捕獲構造４は複数の凹部と凸部が交互に並んだ形状の金属板５と、金属板５の凹部５ａ、５ｂ、５ｃに形成された低電界部にのみ設置された粘着層６ａ、６ｂ、６ｃから構成され、少なくとも金属板５の凸部５ｅ〜５ｈの面は滑らかな曲面になるように形成されている。尚図２においては、金属板５は波形に滑らかになるように形成した例を示しているが、凹部と凸部が交互に並んだ形状であれば、全てが滑らかな形状である必要はない。
【００１６】
ここで、金属板５の凹部の幅をｄ（ｍｍ）、深さをｈ（ｍｍ）とする。また、図示していない捕捉するための最大異物の長さはＬ（ｍｍ）とする。金属板５において、凹部の形状を規定する尺度のひとつとして形状係数α＝（ｈ−Ｌ）／ｄを定義したとき、本実施形態においては、金属板５の形状係数αが、Ｌ＝３ｍｍのときα≧０．８となり、Ｌ＝６ｍｍのときα≧１．０となるように金属板５を形成するものである。α≧０．８又はα≧１．０となるように設定する理由については後述する。
【００１７】
次に異物捕獲構造４の動作について説明する。高電圧導体２に電圧が印加されると、接地タンク３の内面における電界が高くなる。このとき金属異物が接地タンク３内に混入していると、金属異物が電界の作用により帯電し、接地タンク３の内面から浮上する方向に静電気力を受ける。静電気力が金属異物の重量による重力よりも大きくなると金属異物は浮上し、高電圧導体２に向かって移動を始める。
【００１８】
一般に高電圧導体２における電界の方が、接地タンク３の底面における電界よりも高いため、金属異物が高電圧導体２に近づいたり接触したりすると、高電圧導体２の耐電圧性能が低下することになる。金属異物の形状が線状のときにその先端部に電界が集中するため、耐電圧性能に最も大きな影響を及ぼす金属異物の形状は線状のときである。このような線状の金属異物が高電圧導体２に向かって浮上するほど十分大きな静電気力が発生していなくても、たとえば機械的振動等をきっかけに線状の金属異物が起立すると、静電気力により起立状態が継続することがある。そして線状の金属異物が起立すると、金属異物先端の電界が局部的に大きくなって、耐電圧性能が低下してしまう。
【００１９】
これに対して、本発明による異物捕獲構造４においては、金属板５の凹部５ａ、５ｂ、５ｃであって、低電界部にのみ粘着層６ａ，６ｂ，６ｃが設置されており、金属異物は凹部５ａ、５ｂ、５ｃの低電界部に入ると粘着層６ａ，６ｂ，６ｃにより捕獲されるため、跳ね返るなどして再度浮上することはない。また凹部５ａ、５ｂ、５ｃ内における電界の強さは、異物捕獲構造４が設置されていない接地タンク３の他の底面部の電界の強さよりも小さくなっており、一旦凹部５ａ、５ｂ、５ｃに入った金属異物が再度浮上するだけの静電気力を受けにくくなっている。
【００２０】
凹部５ａ、５ｂ、５ｃの電界の強さは、凹部５ａ、５ｂ、５ｃの幅や深さを調節することにより、異物捕獲構造４が設置されていない接地タンク３の他の底面の電界の強さの数分の１〜１０数分の１、またはそれ以下にすることが可能である。
【００２１】
以上のような異物捕獲構造４の効果を発揮させるためには、ガス絶縁電気装置１を運転させる前に高電圧導体２への印加電圧を徐々に上昇させるいわゆるプレ印加を実施すればよい。このようにすることにより、金属異物は静電気力で浮上・落下を繰り返しながら接地タンク３の下方に設置された異物捕獲構造４が作り出す低電界部へ徐々に導かれるようになる。またその他にも機械的振動を与えることにより、金属異物そのものの重力によって金属異物を下方に移動させることが可能となる。
【００２２】
次に形状係数αがα≧０．８またはα≧１．０となるように設定する理由について説明する。タンク３の底面の電界は、ガス絶縁電気装置１の運転中に金属異物が静電気力で浮上しないような電界になるように設計する必要がある。タンク底面の電界と金属異物の浮上との関係、及び高電圧導体２への到達との関係については、例えば図３に示されるような関係となる。
【００２３】
図３は金属異物の長さが３ｍｍ、径が０．２ｍｍのアルミ線の場合のタンク底面電界（ｋＶｒｍｓ／ｍｍ）と最大浮上高さ（ｍｍ）との関係を示すものであり、実線はタンク内壁が金属のみで構成されている場合を示すとともに、点線はタンク内壁にフタル酸系樹脂をコーティングした場合を示している。
【００２４】
図において、タンク内壁が金属のみで形成されている場合は、タンク底面電界が０．４ｋＶｒｍｓ／ｍｍで金属異物は既に浮上しており、１．０ｋＶｒｍｓ／ｍｍで高電圧導体２に到達する。一方、タンク内壁をフタル酸系樹脂でコーティングした場合は０．７ｋＶｒｍｓ／ｍｍで金属異物は浮上しており、１．３ｋＶｒｍｓ／ｍｍで高電圧導体２に到達する。
【００２５】
このように、長さ３ｍｍのアルミ線異物を想定した場合、タンク内壁が金属のみの場合、またはフタル酸系樹脂でコーティングされた場合のタンク設計電界の上限はおおよそ１ｋＶｒｍｓ／ｍｍであり、これを超えるとアルミ線異物は高電圧導体２に到達して絶縁破壊が生じる恐れが生じる。
【００２６】
また、３ｍｍより長いアルミ線異物が混入していた場合は、１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下の電界でもアルミ線異物が高電圧導体２に到達して絶縁破壊が生じるおそれがある。仮にタンク中に混入する可能性のある金属異物のサイズとして最大３ｍｍを想定すると、タンク設計電界の上限は上述のように大凡１ｋＶｒｍｓ／ｍｍである。
【００２７】
一方、金属表面に直立した状態の線状金属異物が浮上するための電界Ｅは、金属異物の形状を半回転楕円体と想定した場合、以下の式（１）で理論的に計算することが出来る。
浮上電界Ｅ＝｛ｌｎ（２Ｌ／ｒ）−１｝［２ρｒ２ｇ／（３ε０Ｌ｛ｌｎ（Ｌ／ｒ）−０．５｝）］０．５・・・・（１）
ここで、ｒ，Ｌ，ρはそれぞれ金属異物の半径、長さ、密度、ｇは重力加速度、ε０は真空の誘電率である。図４は式（１）を基に半径ｒが０．２ｍｍのアルミの線状異物について、異物の長さＬと浮上電界Ｅとの関係を示す図である。
【００２８】
長さＬが３ｍｍの金属異物の理論的な浮上電界Ｅは約０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ、長さ６ｍｍの場合は約０．０８ｋＶｒｍｓ／ｍｍであり、金属異物の長さが長くなるに従い浮上電界Ｅは低下する。そのため異物捕獲構造４で確実に金属異物を捕獲するためには、タンク３内に存在する金属異物の最大長さが例えば３ｍｍの場合は０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下、６ｍｍの場合は０．０８ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下の領域に金属異物が入るように金属板５の形状及び寸法を設定することが必要となってくる。
【００２９】
次に金属板５の凹部５ａ、５ｂ、５ｃにおける電界分布について説明する。図５の曲線（ａ）はタンク３の底面の電界が１ｋＶｒｍｓ／ｍｍの底面に異物捕獲構造４を設置した場合、金属板５の形状係数βとして、β＝ｈ／ｄを定義したときの、βと金属板５の凹部底部の電界との関係を電界解析により求めた結果を示す線図である。
【００３０】
このような金属板凹部の電界分布の特徴をもとに、金属板凹部が備えるべき形状について説明する。例えば、最大異物の長さが３ｍｍの場合、図４に示すように、金属板凹部の底面の電界は０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にする必要があるが、ここで仮に凹部の深さをｈ１、幅をｄ、凹部の底面電界を０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍの金属板５を考えると、その形状係数β１は図５で明らかになったように、β１＝ｈ１／ｄ＝０．８となるように決定される。
【００３１】
ところが、金属異物自体は最大３ｍｍの長さを有しており、金属異物の全体が理論上の浮上電界である０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下の領域に入ることにより、静電気力による金属異物の浮上力を充分弱めることができる。従って凹部の深さｈとして、金属異物の長さ３ｍｍを考慮してｈ≧ｈ１＋３（ｍｍ）が必要となる。つまりｈ１≦ｈ−３なので、この式にｈ１／ｄ＝０．８を変形したｈ１＝０．８ｄを代入して整理し、あらためて形状係数αとして定義すると、α＝（ｈ−３）／ｄ≧０．８と表される。
【００３２】
この条件を満たす金属板５の凹部形状とその電界分布、および金属異物Ｘが入った状態を図７に示す。同様に、金属異物の最大の長さが６ｍｍの場合は、図４に示すように、金属異物全体にわたって０．０８ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にする必要があるので、図５に示すように０．０８ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にするためには、形状係数βを１．０以上にする必要があり、３ｍｍの場合と同様に計算して、形状係数α＝（ｈ−６）／ｄ≧１．０とする必要がある。
【００３３】
あとは、凹部の深さｈか幅ｄのいずれかを決めると必要な他方の寸法が自動的に決定する。なお金属異物の最大の長さが上記以外であっても同様の方法によって必要な形状係数が求められる。実用上は、タンク３に混入する金属異物の大きさの最大値はここで述べた３〜６ｍｍ程度であり、これ以上の大きな金属異物は製造工程で除去されるとともに、これ以下の金属異物は装置の性能に影響を与えないため、形状係数αは、例えばＬ＝３ｍｍのときは、α＝（ｈ−Ｌ）／ｄ≧０．８、Ｌ＝６ｍｍのときは、α＝（ｈ−Ｌ）／ｄ≧１．０となるように製作すればおおよそ充分である。
【００３４】
又静電気力に関していえば、例えば球形などの他の形状の金属異物に比べると、起立した状態の線状の金属異物の方が発生する静電気力は大きいものであり、さらに金属異物の金属種としては、混入する可能性のある金属異物としてアルミが最も軽量であるので、線状のアルミ製金属異物を考慮しておけば、ほぼ全ての他の金属異物に対しても有効な異物捕獲構造が構成できる。
【００３５】
以上のように金属板５の凹部の形状係数αをタンク３内に混入する金属異物の大きさに従って定義することにより、狙った大きさの金属異物に作用する静電気力を十分に低減することが出来るため、凹部による電界低減効果のみでも金属異物を確実に捕獲しておくことができるようになる。
【００３６】
なお、凹部の電界低減効果だけで金属異物を確実に捕獲しておくためには、以上に述べたように捕獲すべき金属異物の最大の長さに従った形状係数αを満足するように凹部を構成して、金属異物全体が理論上の浮上電界以下の位置に位置するようにすることが必要となるが、必ずしも金属異物全体が理論上の浮上電界以下の位置に位置していなくても良いようにすることもできる。
【００３７】
つまり凹部底部付近だけが理論上の浮上電界以下になっているだけでも、粘着層６ａ〜６ｃを設けることにより、金属異物を確実に捕獲しておくことが出来る。すなわち、この場合には凹部底部の電界のみを０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にすればよいので、例えば金属異物の長さが３ｍｍであれば、β＝ｈ／ｄ≧０．８となるように凹部を形成すればよく、α＝（ｈ−３）／ｄ≧０．８となるように凹部を形成する必要はない。
【００３８】
以上のように金属板５の凹部の形状係数を、例えば金属異物の長さが３ｍｍであれば、β＝ｈ／ｄ≧０．８となるように構成するとともに、又金属異物の長さが６ｍｍであれば、β＝ｈ／ｄ≧１．０となるように構成し、更に粘着層６ａ〜６ｃを設置することにより、金属異物に発生する静電気力を十分に低減し、更に金属異物を確実に捕獲しておくことができる異物捕獲構造を構成することができる。
【００３９】
上記においては、タンク３の底面の電界及び金属異物の長さを考慮して凹部の形状を決定する場合について説明したが、以下においては、金属板の加工の効率性及び金属異物の捕獲能力という観点より凹部の形状をどのように決定するかについて説明する。図５の曲線（ｂ）は、図６に示すような形状係数β＝３の金属板凹部をタンク底面の電界が１ｋＶｒｍｓ／ｍｍであるタンク３の底面に設置した場合、金属板５の凸部頂部からの凹部の深さをｈｉとしたとき、γ＝ｈｉ／ｄと深さｈｉにおける電界との関係を示した線図である。図５に示すように、電界が０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下の領域、すなわち形状係数β≧０．８の領域では曲線（ａ）と曲線（ｂ）はほぼ重なる。つまり、電界が０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下の領域では、図６に示されるような金属板５の凹部の任意の深さｈｉにおける電界は、幅がｄであり、深さｈがｈｉであるように形成された金属板５の凹部の底部における電界とほぼ同じであることがわかる。
【００４０】
即ち凹部の底部における電界を０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にしようとすれば、例えば図６の例で説明するとβ＝０．８となるように形成された金属板を設けても、あるいはβ＝３となるように形成された金属板５を設けても同様に０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以下にすることができる。従ってβ＝０．８となるように金属板５を形成した方が金属板５の大きさ自体も小さくて済むとともに、加工が容易となり効率的といえる。又図５により、本願発明による異物捕獲構造４を設けない場合にはタンク３の底面の電界が１ｋＶｒｍｓ／ｍｍであるのに対し、異物捕獲構造４を設け、β＝０．８となるように設計すると凹部の底部における電界は０．１ｋＶｒｍｓ／ｍｍとなっており、電界は１／１０になり、大きな電界低減効果が効率的に得られることとなる。尚上記説明ではタンク３の底面の電界が１ｋＶｒｍｓ／ｍｍの場合について説明したが、タンク３の底面の電界が他の値であっても凹部の底部における電界はタンク３の底面の電界よりかなり低くなり、金属異物を捕獲することができる。以上によりタンク３の底面の電界如何にかかわらず、β≧０．８となるように構成すれば金属異物を確実に捕獲できる。又上記で示したように、金属異物の長さＬを考慮した場合には、α≧０．８となるように凹部を形成すればよい。
【００４１】
次に金属板５による凹部５ａ〜５ｃを形成することにより低電界部構造を構成するとともに、更にこの低電界部にのみ粘着層６ａ〜６ｃを設ける理由とその効果について説明する。工場で組み立てられたガス絶縁電気装置１は、絶縁性の良否を確認するために耐電圧試験が行われる。このとき金属異物がタンク３内に混入した状態で試験電圧を印加すると、前述の通り金属異物が浮上して高電圧導体２に達し、耐電圧性能が低下する恐れがある。
【００４２】
そのため、試験電圧を印加する前に高電圧導体２への印加電圧を徐々に上昇させるいわゆるプレ印加を実施する。このようにすることにより、金属異物は静電気力で浮上・落下を繰り返しながら接地タンク３の下方に設置された異物捕獲構造４が作り出す低電界部へ徐々に導かれ、静電気力を低減されると共に、更に粘着層６ａ〜６ｃによる捕獲力により金属異物は確実に捕獲される。
【００４３】
またその他にも機械的振動を与えることにより、金属異物そのものの重力によって金属異物を下方に移動させ、異物捕獲構造４に捕獲される。異物捕獲構造４により捕獲された金属異物は高電圧導体２に試験電圧を印加しても異物捕獲構造４の低電界部に固定されたままとなり、耐電圧試験において耐電圧性能を低下させることはない。耐電圧試験を含めひととおりの試験を実施されたガス絶縁電気装置１は、陸上や海上を輸送され、現地に据え付けられる。
【００４４】
現地でも耐電圧試験等を行うことにより、性能に問題がないことを確認した後、運転が開始される。ここで、異物捕獲構造４に粘着層６ａ〜６ｃを設けず、低電界部を設けることによる静電気力低減効果によってのみ金属異物を捕獲する場合、輸送中の振動や傾き、場合によっては天災などによって、工場での試験時にプレ印加によって捕獲した金属異物が異物捕獲構造４の外に移動してしまう可能性がある。
【００４５】
そのため、現地での据え付け後に再びプレ印加を実施して再度金属異物を異物捕獲構造４に捕獲する必要が生じる。これに対して低電界部に粘着層６ａ〜６ｃを設けておくと、工場からの出荷から現地での据え付けまでの間に金属異物が異物捕獲構造４の外に移動することなく確実に捕獲しておけるため、現地でのプレ印加作業を省略もしくは簡略化することが可能となる。
【００４６】
また一方で、金属異物捕獲を接地タンク３の底面に設けた粘着層のみによって行った場合、工場出荷から現地据え付けまでの輸送中に粘着層が設置されていない場所に金属異物が移動することはないが、ガス絶縁電気装置１を長期間運転している間に粘着層が劣化して粘着力が低下すると、金属異物が静電気力によって浮上する恐れがある。さらに、例えば線状金属異物が直立した状態で粘着層に捕獲されていたりすると、その線状金属異物の先端の電界が高くなるため、耐電圧試験時に耐電圧性能が低下したり、運転中に部分放電が発生して長期的な絶縁信頼性が低下したりする恐れがある。
【００４７】
これに対して本実施形態のように、低電界による静電気力低減効果のみによっても金属異物の浮上を抑制できるように凹部５ａ〜５ｃを形成した異物捕獲構造４において、更にこれら凹部５ａ〜５ｃの低電界部にのみに粘着層６ａ〜６ｃを設けることにより、粘着層６ａ〜６ｃの粘着力が運転中の経年変化により、または何らかの要因で低下したり失われたりした場合でも、金属異物は低電界部に確実に捕獲することができるため、再浮上して絶縁性能を低下させるようなことはない。
【００４８】
さらに、本実施形態のような形状係数αを考慮した凹部５ａ〜５ｃを形成することにより、もし線状金属異物が直立したまま粘着層６ａ〜６ｃに固定されても、異物捕獲構造４における凹部５ａ〜５ｃは十分低電界であるために、金属異物の先端で電界が集中することを抑制でき、耐電圧性能を低下させたり部分放電が発生したりすることを防ぐことができる。
【００４９】
以上に述べたように、ガス絶縁電気装置１の接地タンク３の底部に本実施形態のような形状係数αを考慮した凹部５ａ〜５ｃを設置し、且つこの凹部５ａ〜５ｃの低電界部にのみ粘着層６ａ〜６ｃを設けることにより、凹部のみを設けた場合、もしくは粘着層のみを設けた場合と比較して格段に絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置１を提供することができる。
【００５０】
尚上記説明においては、金属板５を利用して低電界部となる凹部５ａ〜５ｃを形成した場合について説明したが、凹部の形成の方法は他の方法でも良く、例えば後述の実施の形態４で示すように、タンク３自体に上記形状係数αを満たした凹部を設けるようにしても良い。
【００５１】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２によるガス絶縁電気装置を示す拡大断面正面図である。本実施形態においては、複数の凹部と凸部が交互に並んだ形状に成形された金属板７の凹部に粘着層８ｂ，８ｃ，８ｄが設置され、更に金属板７の両端の凸部７ａ、７ｂの下部に位置する接地タンク３の内面に粘着層８ａ，８ｅが設置されているものである。
【００５２】
以上のように構成することにより、図示しない高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物は凹部における低電界部の粘着層８ｂ，８ｃ，８ｄに捕獲されるとともに、接地タンク３の内面を滑り落ちるように金属板７の両端に入り込んだ金属異物は両端の下に位置する粘着層８ａ，８ｅに捕獲される。
【００５３】
従って、プレ印加以外にハンマーで叩きつけるような外的な機械振動を与えることによって接地タンク３の内面に沿って金属異物を滑り落とさせることによっても金属異物の捕獲が可能になり、且つ粘着層８ａ，８ｅが設置されている位置の電界は十分に低いため、粘着力の低下による金属異物の再浮上や金属異物先端で部分放電が発生することを抑制しつつ、確実に金属異物を捕獲することができる、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００５４】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３によるガス絶縁電気装置を示す拡大断面正面図である。本実施形態においては、複数の凹部と凸部が交互に並んだ形状に成形された金属板７の凸部に絶縁層９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられ、凹部に粘着層８ｂ，８ｃ，８ｄが設置され、更に金属板７の両端の凸部の下部に位置する接地タンク３の内面に粘着層８ａ，８ｅが設置されているものである。
【００５５】
以上のように構成することにより、図示しない高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物が金属板７の凸部に落下した場合に、凸部には絶縁層が設けられているため金属板７からの電荷の移動は制限される。これによって金属異物が帯電することを抑制し、金属異物の静電気力が抑制されるため、金属異物が凸部に落下して跳ね上がったときの浮上高さを抑制して金属異物が高電圧導体２に到達することを防ぐことができる。したがって、プレ印加時に金属異物が高電圧導体２に達することによって発生する耐電圧性能の低下を防ぐことができるとともに、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００５６】
なお図９においては、絶縁層９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを凸部にのみ設けた場合について説明したが、図１０に示すように金属板７の上面全体に絶縁層１０を施し、粘着層８ｂ，８ｃ，８ｄを絶縁層１０の上に設置してもよい。
【００５７】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４によるガス絶縁電気装置を示す拡大断面正面図である。本実施形態においては、接地タンク３の底部に窪み部１１が設けられるとともに、この窪み部１１の底部に粘着層１２が設けられているものである。この窪み部１１はガス絶縁電気装置１の高電圧導体２の中心軸と同じ方向に形成された溝となるように構成されており、その幅ｄと深さｈは実施の形態１で説明した形状係数α、βに基づいて設定されている。
【００５８】
以上のように構成することにより、図示しない高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物は窪み部１１の底部に設けられた粘着層１２に捕獲されるとともに、接地タンク３の内面を滑り落ちる金属異物も同じく窪み部１１に落下して粘着層１２に捕獲される。
【００５９】
従って、プレ印加以外にハンマーで叩きつけるような外的な機械振動を与えることによって接地タンク３の内面に沿って金属異物を滑り落とさせることによっても金属異物を捕獲することが可能になり、且つ粘着層１２が設置されている位置の電界は十分に低いため、粘着力の低下による金属異物の再浮上や金属異物先端での部分放電発生を抑制しつつ、確実に金属異物捕獲作業ができる、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００６０】
なお、図１１においては、窪み部１１の形状として高電圧導体２の中心軸と同じ方向に形成された溝形状となるように構成した場合について説明したが、形状係数α、βの上記条件を満たしていれば窪み部１１の開口部の形状（図１１の上方から見た形状）が例えば直径ｄの円形や一辺の寸法がｄの正方形、及び高電圧導体２の中心軸と交差する方向に形成された溝などの形状であっても、上記と同様の効果を奏する。
【００６１】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５によるガス絶縁電気装置を示す斜視図であり、接地タンクの一部を断面で切り取った状態を示している。図１３は図１２に示されたガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。
【００６２】
図において、接地タンク３の底面部に高電圧導体２の中心軸と同じ方向に金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが所定の間隔で配置されるとともに、接地タンク３と電気的に接続されている。これらの金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの間にできた凹部の底部には粘着層１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが設置されるとともに、両端の金属丸棒１３ａ，１３ｅの外側には粘着層１４ａ，１４ｆが設置される。
【００６３】
ここで、金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの直径と設置間隔は、図１３に示すとおり直径がｈ、設置間隔がｄとなるように設定されており、これによって形成される凹部の形状係数α、βは実施の形態１で示したように設定されている。尚金属角棒ではなく、金属丸棒を使うようにしたのは、角棒を使用すると角部に電界が集中する恐れがあるからである。
【００６４】
以上のように構成することにより、高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物は金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ間で構成される凹部に設けられた粘着層１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに捕獲されるとともに、接地タンク３の内面を滑り落ちる金属異物は粘着層１４ａ，１４ｆに捕獲される。
【００６５】
従って、プレ印加以外にハンマーで叩きつけるような外的な機械振動を与えることによって接地タンク３の内面に沿って金属異物を滑り落とさせることによっても金属異物を捕獲することが可能になり、且つ粘着層１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが設置されている位置の電界は十分に低く、また粘着層１４ａ，１４ｆが設置されている位置の電界も比較的低くなっているため、粘着力の低下による金属異物の再浮上や金属異物先端での部分放電発生を抑制しつつ、確実に金属異物捕獲作業ができる、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００６６】
又図１４に示すように、接地タンク３の内面の一部に亘って粘着層１５を設置すると共に、粘着層１５の上に金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを載置するようにしても良い。また、図１５に示すように金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの上面に絶縁層１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを設けるようにしてもよい。この構成により金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの上に落下した金属異物に金属丸棒１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅから電荷が移動することを制限して金属異物の静電気力を抑制できるため、金属異物が跳ね上がるときの浮上高さを抑制することが出来る。したがってプレ印加時の絶縁性能低下を防ぐことが出来る。
【００６７】
また、図１６に示すように高電圧導体２に対向する面がなめらかな曲面になるように形成された金属棒１７ａ〜１７ｅを設置するとともに、金属棒１７ａ〜１７ｅの間及び金属棒１７ａ、１７ｅの外側に粘着層１８ａ〜１８ｆを設けるようにしても良い。このように高電圧導体２に対向する面がなめらかな曲面であれば金属棒に電界が集中することを抑制できるため、金属棒は必ずしも円断面である必要はない。
なお、図１３〜図１６においては、金属丸棒又は金属棒の設置方向として、高電圧導体２の中心軸と同じ方向に配置した場合について説明したが、中心軸と交差する方向、すなわち接地タンク３の内円周に沿って配置してもよい。
【００６８】
実施の形態６．
図１７はこの発明の実施の形態６によるガス絶縁電気装置を示す拡大正面一部断面図である。図において、高電圧導体２に対向する上面がなめらかな曲面になるように成形された金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃが接地タンク３の底面から所定の高さｈになるように金属製の支持部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃで固定されるとともに、接地タンク３と電気的にも接続されている。
【００６９】
金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃの下部に位置する接地タンク３の内面には粘着層２１が設置されている。ここで、これらの金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃの接地タンク３の底面からの高さがｈ、金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃの端部の間隔がｄとなっており、金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及びタンク３の内面によって形成される凹部の形状係数α、βは実施の形態１で示したものと同じ値に設定されている。
【００７０】
以上のように構成することにより、高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物は金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃで構成される凹部の底面に設置されている粘着層２１に捕獲されるとともに、接地タンク３の内面を滑り落ちる金属異物も粘着層２１に捕獲される。
【００７１】
従って、プレ印加以外にハンマーで叩きつけるような外的な機械振動を与えることによって接地タンク３の内面に沿って金属異物を滑り落とさせることによっても金属異物の捕獲が可能になり、且つ粘着層２１が設置されている位置の電界は十分に低くなっているため、粘着力の低下による金属異物の再浮上や金属異物先端で部分放電が発生することを抑制しつつ、確実に金属異物を捕獲することができるので、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００７２】
なお、金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃの上面に絶縁層をもうけることにより、金属板１９ａ，１９ｂ，１９ｃ上に落下した金属異物の跳ね上がり高さを抑制して、プレ印加時の耐電圧性能低下を防ぐことが可能となる。
【００７３】
実施の形態７．
図１８はこの発明の実施の形態７によるガス絶縁電気装置を示す斜視図であり、接地タンクの一部を断面で切り取った状態を示している。本実施形態においては、接地タンク３の底面上に異物捕獲構造２２が設置されているものである。異物捕獲構造２２は開口部であるスリット２４が設けられた金属板２３と、金属板２３の下部に位置する接地タンク３の内面に設置された粘着層２５によって構成される。金属板２３は接地タンク３の内面に沿って設置されると共に、金属板２３は接地タンク３に対して熔接やボルト止めなどにより固定されており、両者は電気的に接続されているものである。
【００７４】
以上のように構成することにより、高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物はスリット２４から落下して粘着層２５に捕獲される。粘着層２５が設置されている場所は金属板２３と接地タンク３に囲まれていることにより低電界となっているため、粘着層２５の劣化などによって粘着力が低下しても、金属異物が再浮上したり、あるいは金属異物先端で部分放電が発生することを抑制できるので、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００７５】
実施の形態８．
図１９はこの発明の実施の形態８によるガス絶縁電気装置を示す斜視図であり、接地タンクの一部を断面で切り取った状態を示している。本実施形態においては、接地タンク３の底面上に異物捕獲構造２６が設置されているものである。異物捕獲構造２６は開口部である貫通穴２８が設けられた金属板２７と、金属板２７の下部に位置する接地タンク３の内面に設置された粘着層２９によって構成される。金属板２７は接地タンク３の内面に沿って設置されると共に、金属板２７は接地タンク３に対して熔接やボルト止めなどにより固定されており、両者は電気的に接続されているものである。
【００７６】
以上のように構成することにより、高電圧導体２へのプレ印加により浮上と落下を繰り返しながら移動した金属異物は貫通穴２８から落下して粘着層２９に捕獲される。粘着層２９が設置されている場所は金属板２７と接地タンク３に囲まれていることにより低電界となっているため、粘着層２９の劣化などによって粘着力が低下しても、金属異物が再浮上したり、あるいは金属異物先端で部分放電が発生することを抑制できるので、絶縁信頼性の高いガス絶縁電気装置を提供することができる。
【００７７】
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ガス絶縁開閉装置、２  高電圧導体、３  接地タンク、
５，１９ａ〜１９ｃ  金属板、５ａ〜５ｃ  凹部、６ａ〜６ｃ  粘着層、
１１  窪み部、１２  粘着層、１３ａ〜１３ｅ  金属棒。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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