(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置された母線導体と、上記母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部を有し、上記母線導体を上記筒状容器に対して絶縁保持するよう上記筒状容器に取付けられた絶縁スペーサとを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても上記絶縁スペーサに対して摺動可能に保持されることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項２】
絶縁スペーサは、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁装置。
【請求項３】
絶縁スペーサの嵌合部と母線導体との間にＯリングを配置し、このＯリングにより密封容器内でのガス区分を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス絶縁装置。
【請求項４】
母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、この溝部にＯリングを配置することを特徴とする請求項３記載のガス絶縁装置。
【請求項５】
取付け時に母線導体に沿って移動可能なシールドを上記母線導体に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス絶縁装置。
【請求項６】
母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、シールドが上記溝部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項５記載のガス絶縁装置。
【請求項７】
母線導体は、断面形状が同一の互いに結合された第１、第２の導体を含んでおり、結合時に上記第１、第２の導体の結合部における断面形状が上記第１、第２の導体の断面形状と同一になるように、夫々の結合部に切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス絶縁装置。
【請求項８】
絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器に取付けられる取付け部と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置される母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部とを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても摺動可能に保持されることを特徴とするガス絶縁装置の絶縁スペーサ。
【請求項９】
絶縁スペーサは、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成されていることを特徴とする請求項８記載のガス絶縁装置の絶縁スペーサ。
【請求項１０】
絶縁スペーサは板状でその形状が円錐状になるように形成されており、その軸方向に延在形成された伸長部とこの伸長部を軸方向に貫通する貫通孔とを有し、母線導体が上記貫通孔に嵌合されることを特徴とする請求項８または請求項９記載のガス絶縁装置の絶縁スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁方式を採用したガス絶縁装置、及びガス絶縁装置の密封容器内のガス区分をすると共に母線導体を保持するガス絶縁装置の絶縁スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガス絶縁方式を採用した機器、例えばガス絶縁開閉装置においては、ガス絶縁開閉装置の遮断器、断路器等の機器をそれらが格納される密封容器内でガス区分するため、あるいは、一部で絶縁破壊やガス漏れ等の事故が発生した場合に、その事故発生部を速やかに取り外し健全部をいち早く復旧させるため、密封容器内に絶縁スペーサを設け、この絶縁スペーサにより、母線導体を支持すると共にガス的な区画を行うようにしている。
【０００３】
このようなガス絶縁開閉装置は、例えば実開昭５９−１３５０１１号公報に開示されている。図６は実開昭５９−１３５０１１号公報に開示されている従来のガス絶縁開閉装置を示す図で、ガス的な区画が行われている分割部周辺を示す図である。
【０００４】
図６に示すように、通電導体１０１の周りに絶縁スペーサ１０２を一体に注型し、この通電導体１０１と一体に注型された絶縁スペーサ１０２を筒状の密封容器１０３の側面に取付けることで、密封容器１０３を区分し、ガスが漏れないようにしている。そして、この通電導体１０１に各区画毎に分離された高圧導体１０４を調整用導体１０５を介して夫々接合することで、密封容器１０３の軸方向に沿って高圧導体１０４を配置するようにしている。
【０００５】
また、通電導体ではなく金属製スリーブと一体に注型された絶縁スペーサを用いる他のガス絶縁開閉装置が、実開昭６３−１７９７２２号公報に開示されている。このガス絶縁開閉装置は、母線導体と接合される筒状の金属製スリーブを有しており、絶縁スペーサは、この金属製スリーブに一体に注型されている。そして、この金属製スリーブ内に母線導体を挿入して母線導体をスリーブと溶接することにより、金属製スリーブと絶縁スペーサとが接合されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス絶縁開閉装置では、絶縁スペーサを通電導体や金属製スリーブと共に一体に注型していたので、一体注型するための注型工程が必要であり、しかも構造的に複雑になることよりコスト高になるという問題点があった。さらに、絶縁部材と通電導体や金属製スリーブとを一体注型することは機械的、特に熱応力的に好ましくなく、クラック、割れ発生の原因になるという問題点があった。
【０００７】
また、通電導体を絶縁部材に埋め込むものでは、通電導体が絶縁部材に埋め込まれているので、その埋め込まれた部分の電界が高くなり、一方、金属製スリーブを使用するものでは、母線導体が溶接により絶縁スペーサに固定されているので、その溶接部分の電界が高くなり、両者ともに電界が高くなることで絶縁破壊が生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、構造が簡素で製作が容易であり、機械応力的にも好ましい構造を有するガス絶縁装置及びその絶縁スペーサを提供するものである。
【０００９】
また、母線導体と絶縁スペーサとの接触部周辺で電界が高くならないようにしたガス絶縁装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるガス絶縁装置は、絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置された母線導体と、上記母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部を有し、上記母線導体を上記筒状容器に対して絶縁保持するよう上記筒状容器に取付けられた絶縁スペーサとを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても上記絶縁スペーサに対して摺動可能に保持されることを特徴とする。
【００１１】
また、絶縁スペーサを、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成してもよい。
【００１２】
また、絶縁スペーサの嵌合部と母線導体との間にＯリングを配置し、このＯリングにより密封容器内でのガス区分を行うようにしてもよい。
【００１３】
また、母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、この溝部にＯリングを配置するようにしてもよい。
【００１５】
また、取付け時に母線導体に沿って移動可能なシールドを上記母線導体に設けてもよい。
【００１６】
また、母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、シールドが上記溝部を覆うように設けられるようにしてもよい。
【００１７】
さらに、母線導体が、断面形状が同一の互いに結合された第１、第２の導体を含んでおり、結合時に上記第１、第２の導体の結合部における断面形状が上記第１、第２の導体の断面形状と同一になるように、夫々の結合部に切り欠きを設けてもよい。
【００１８】
また、本発明にかかるガス絶縁装置の絶縁スペーサは、絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器に取付けられる取付け部と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置される母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部とを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても摺動可能に保持されることを特徴とする。
【００１９】
また、絶縁スペーサを、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成してもよい。
【００２０】
さらに、絶縁スペーサが板状でその形状が円錐状になるように形成し、その軸方向に延在形成された伸長部とこの伸長部を軸方向に貫通する貫通孔とを有するようにし、母線導体が上記貫通孔に嵌合されるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態１のガス絶縁装置を示す断面図で、ガス区分された密封容器を有するガス絶縁装置を示す断面図である。図において、１はＳＦ6等の絶縁用のガスを密封する密封容器を構成する筒状容器で、これらの筒状容器１は各端部に設けられたフランジを結合させることで互いに結合されている。
【００２２】
２は筒状容器１の軸方向に沿って配置された母線導体で、絶縁スペーサ３に保持される丸棒状の第１の高電圧用導体２ａと、この第１の高電圧用導体２ａ又はフィンガー接触子６に接続され、筒状容器１の軸方向に沿って配置される、その断面形状が第１の高電圧用導体２ａと同一の丸棒状の第２の高電圧用導体２ｂとで構成されている。
【００２３】
３は母線導体２が筒状容器１と電気的に絶縁されるように母線導体２（第１の高電圧用導体２ａ）を保持すると共に、密封容器内でガス区分を行うため筒状容器１の内側の側壁に密着された絶縁スペーサで、この絶縁スペーサ３は筒状容器１に取付けられる取付け部と、母線導体２の外周と嵌合される絶縁部材からなる嵌合部を有している。
【００２４】
この絶縁スペーサ３の形状は円板形状のもの等でもよいが、特に機械的強度を有した鏡板状の形状（板状でその形状が円錐状のもの）にするのが好ましい。また、この絶縁スペーサ３は筒状容器１の軸方向（絶縁スペーサ３の径方向と垂直な方向）に延在形成された絶縁部材からなる伸長部と、この伸長部内を上記軸方向に貫通する貫通孔３ａ（嵌合部）を有し、この貫通孔３ａに母線導体２が直接嵌合されるようになっている。
【００２５】
すなわち、この伸長部の貫通孔３ａ内に母線導体２（高電圧用導体２ａ）が挿入されて貫通孔３ａ内壁に母線導体２外周が嵌合されることで、母線導体２が絶縁スペーサ３に保持されるようになっている。ただし、母線導体２は、運転時も含めて絶縁スペーサ３に対して摺動可能なように絶縁スペーサ３に保持されるようにしている。
【００２６】
また、この絶縁スペーサ３はその構造が簡易で、嵌合部を含めて全て絶縁部材で一体に形成することができるので、その製造コストを抑制することができる。さらに、絶縁部材のみから構成されているので、機械的、熱応力的に優れており、クラック、割れ発生を抑制することができる。なお、絶縁スペーサ３は伸長部を別途作成して結合するようにしてもよいが、一体形成するのが好ましい。
【００２７】
４は第１の高電圧用導体２ａの外周と貫通孔３ａ内壁間に設けられたＯリングで、このＯリング４により貫通孔３ａに挿入された第１の高電圧用導体２ａが筒状容器１の軸方向に摺動できるようになっている。さらに、このＯリング４により貫通孔３ａが密封されることで、密封容器内でのガス区分が行われるようになっている。なお、このＯリング４としては、ゴム等の弾性特性を有するものを用いればよい。
【００２８】
また、このＯリング４の位置を固定させるために、第１の高電圧用導体２ａの所定の位置に溝部を設け、この溝部にＯリング４を配置するようにすると良い。この場合には、Ｏリングの配置位置（溝部）に対する電界緩和シールドを絶縁物の外周側に構成すればよい。このようにすることで、電界集中のない平等電界に近づけることができる。
【００２９】
なお、溝部を絶縁スペーサ３側に形成することも可能であるが、溝部を絶縁スペーサ３側に形成した場合には、注型工程が増え、その結果、製造コストが高くなってしまう。逆に、溝部を母線導体２に形成すると注型工程が抑えられ、製造コストが低く抑えられるので、溝部は母線導体２に形成するのが好ましい。
【００３０】
５は母線導体２の外周に設けられ、取付け時に母線導体２に沿って移動可能なシールドで、このシールド５は第１の高電圧用導体２ａと第２の高電圧用導体２ｂとの結合部を絶縁スペーサ３の一部をも含めて覆うように配置されている。このように結合部の外周を覆うようにしているので、結合部の電界集中を小さくでき結合部の外径をコンパクトにできる。
【００３１】
さらに、絶縁スペーサ３の端部をも含めて覆うようにシールド５を設けているので、導体２の接続部分が隠されることより、絶縁部材からなる絶縁スペーサ３の伸長部の電界集中を緩和することができ絶縁強度が向上する。このとき、同時にＯリング４と導体２とガスの３重点の電界緩和（シールド５で覆うことで影に隠す）も行われることになる。なお、６はフィンガー接触子、７は第１、第２の高電圧用導体２ａ、２ｂを固定するボルトである。
【００３２】
図２は図１に示した第１の高電圧用導体２ａの詳細を示す３面図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は第１の高電圧用導体の長手方向からみた正面図である。
【００３３】
図２に示すように、結合時に、第１、第２の高電圧用導体２ａ、２ｂの結合部における断面形状が第１、第２の高電圧用導体２ａ、２ｂの断面形状と同一になるように、夫々の結合部に切り欠きが設けられている。
【００３４】
すなわち、第１の高電圧用導体２ａの両端部には、その断面が半月状に切り取られた形状の接続用の平面部２１ａが形成されており、この平面部２１ａに直交してボルトにて締め付けるためのねじ孔２２ａが各２個形成されている。さらに、Ｏリング４を配置させるための溝部２３ａが設けられている。このような接続部を有することで、その両端で各々第２の高電圧用導体２ｂと容易に結合できるようになっている。
【００３５】
図３は図１に示した第２の高電圧用導体２ｂの詳細を示す３面図で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は第２の高電圧用導体の長手方向から見た正面図である。
【００３６】
図３に示すように、第１の高電圧用導体２ａと結合される接続部は第１の高電圧用導体２ａが有するのと同様の接続部を有することになるが、フィンガー接触子６に結合される場合には、そのための結合部が形成されることになる。このような結合部を有することで、その端部で第２の高電圧用導体２ｂやフィンガー接触子５と容易に結合できるようになっている。なお、図３では、両端部とも第１の高電圧用導体２ａと結合するための接続部を有するものを示している。
【００３７】
図４は図１に示したシールド５の詳細を示す図で、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は断面図、図４（ｃ）は後面図である。
【００３８】
図４に示すように、シールド５の外周は、電界の集中が生じにくいように円弧主体の形状にしている。一方、内周は、その最も径の小さい部分５１で母線導体２が挿入可能でしかも母線導体２（第１の高電圧用導体２ａ）が挿入された際にシールド５が移動できるようにその径の大きさが設定されている。
【００３９】
さらに、第１、第２の高電圧用導体２ａ、２ｂの接続に使用されるボルトが収まる部分５２を有し、かつ、絶縁スペーサ３の一部（外周部）をも覆えるように絶縁スペーサ３の外周部が収まる部分５３を有するように形成されている。また、シ−ルド５の外周側から内部の孔に向けて半径方向に貫通したねじ孔５４が設けられている。
【００４０】
シールド５を以上のような構成にすることで、ガス絶縁装置への取付け構造を簡単にすることができ、さらにシールド５を固定するための固定具がシールドの表面から突出することがないよう、シールド５内に配置されるようになっているので、シールド５を固定するための固定具の突出がなく、接合部の外径を小さくできる。また母線導体２の外周に挿入しているため運転中の振動による締結部品ゆるみに起因するシ−ルド脱落の危険をなくすことができる。
【００４１】
次に、図１に示したガス絶縁装置の組み立て方法に付いて説明する。この装置を組み立てる場合は、まず第１の高電圧用導体２ａの外周にＯリング４を装着して絶縁スペ−サ３の貫通孔３ａに挿入する。
【００４２】
その後、シ−ルド５を第２の高電圧用導体２ｂ自身の胴部部分にスライドして保持した状態で、第２の高電圧用導体２ｂの接合平面２１ｂを第１の高電圧用導体２ａの接合平面２１ａに当接させボルト７で締め付ける。
【００４３】
そして、シ−ルド５を両側の絶縁スペ−サ３側にスライドさせ、その先端部がシ−ルド５中央部の筒部を覆う位置まで移動させ、シ−ルド５のねじ孔５４に止めネジをねじ込み固定する。
【００４４】
この実施の形態では、上記母線導体の外周と嵌合する嵌合部を有し上記母線導体を筒状容器に対して絶縁して保持するよう上記筒状容器に取付けられた絶縁スペーサとを備えているので、埋金なしで母線導体を絶縁スペーサで保持することができ、その構造が簡素で製作が容易であり、機械応力的にも好ましい構造になっている。すなわち、埋金がないので、絶縁スペ−サの製造が簡単で、絶縁スペ−サと母線導体との間に無理な力が生じず剥離等を生じにくくすることができる。
【００４５】
また、母線導体を、絶縁スペーサに対して摺動可能なようにしているので、組立て時の寸法誤差への修正が容易であり、また装置の廃却時には部材の分解が容易でリサイクルを容易にすることができる。さらに、運転時においても絶縁スペーサに対して摺動可能なように母線導体が上記絶縁スペーサに保持されているので、運転中の母線導体の伸縮に対してもその伸縮への追随が容易となる。
【００４６】
また、絶縁スペーサの貫通孔内壁と母線導体との間にＯリングを設け、このＯリングにより密封容器内でのガス区分を行うようにしているので、母線導体を絶縁スペーサに対して移動させることができ、組み立てが容易（作業容易、組み立て誤差の吸収調整が容易）であるとともに、運転中の導体の伸縮への追随を容易にすることができる。
【００４７】
また、結合時に上記第１、第２の導体の結合部における断面形状が上記第１、第２の導体の断面形状と同一になるように、夫々の結合部に切り欠きが設けられているので、接合部の外径をコンパクトにできる。
【００４８】
実施の形態２．
実施の形態１では、第２の高電圧用導体が互いに隣り合う絶縁スペーサ間に配置されるようにしているが、この実施の形態２では、母線導体を構成する高電圧用導体が幾つかの絶縁スペーサを貫通するようにしたものである。
【００４９】
図５はこの実施の形態２のガス絶縁装置を示す断面図で、ガス区分された密封容器を有するガス絶縁装置の絶縁スペーサ周りを示す断面図である。図において、２ｃは密封容器を構成する筒状容器１の軸方向に沿って配置された母線導体で、絶縁スペーサ３に保持されると共に筒状容器１の軸方向に沿って複数の絶縁スペーサを貫通して配置される丸棒状の高電圧用導体である。
【００５０】
３は母線導体２ｃが筒状容器１と電気的に絶縁されるように母線導体２ｃを保持すると共に、密封容器内でのガス区分を行うため筒状容器１の内側の側壁に密着された絶縁スペーサで、形状等その構成は実施の形態１と同様である。なお、母線導体２ｃの所定の位置には、Ｏリング４の位置を固定させるための溝部が設けられている。
【００５１】
５ａは導体の外周に軸方向にスライド可能なシールドで、母線導体２ｃが絶縁スペーサ３に保持される部分を絶縁スペーサ３の一部を含めて覆うように配置されている。その他は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００５２】
この実施の形態では、１つの母線導体が幾つかの絶縁スペ−サを貫通するようにしているので、母線導体の接合部の数を減らせるため、母線導体の製造・組立てが簡単になる。また、接合部の数を減らせるため、接合部の接触抵抗に起因する発熱量を減少させ、抵抗損失の低減、温度上昇の程度を低くすることによる機器寿命の延命化を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明にかかるガス絶縁装置は、絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置された母線導体と、上記母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部を有し上記母線導体を上記筒状容器に対して絶縁保持するよう上記筒状容器に取付けられた絶縁スペーサとを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても上記絶縁スペーサに対して摺動可能に保持されているので、運転中の母線導体の伸縮への追随を容易にすることができる。また、埋金なしで母線導体を絶縁スペーサで保持することができ、その製作が容易である。さらに、機械応力的にも好ましく、絶縁スペ−サと母線導体との間に無理な力が生じず剥離等を生じにくくすることができる。
【００５４】
また、絶縁スペーサを、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成した場合には、その構造が簡易で製造コストを抑制することができ、さらに、絶縁部材のみから構成されているので、機械的、熱応力的に優れており、クラック、割れ発生を抑制することができる。
【００５５】
また、絶縁スペーサの嵌合部と母線導体との間にＯリングを配置し、このＯリングにより密封容器内でのガス区分を行う場合には、簡単な構成で密封容器内のガス区分を行うことができる。
【００５６】
また、母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、この溝部にＯリングを配置する場合には、注型工程の数が抑えられ、製造コストを低く抑えることができる。
【００５８】
また、取付け時に母線導体に沿って移動可能なシールドを上記母線導体に設けた場合には、その取付け構造が簡単になる。
【００５９】
また、母線導体にＯリングを配置するための溝部を設け、シールドが上記溝部を覆うように設けられている場合には、Ｏリングと母線導体とガスの３重点の電界緩和を行うことができる。
【００６０】
さらに、母線導体が、断面形状が同一の互いに結合された第１、第２の導体を含んでおり、接合時に上記第１、第２の導体の結合部における断面形状が上記第１、第２の導体の断面形状と同一になるように、夫々の接合部に切り欠きが設けられている場合には、接合部の外径をコンパクトにすることができる。
【００６１】
また、本発明にかかるガス絶縁装置の絶縁スペーサは、絶縁用のガスが密封される密封容器を構成する筒状容器に取付けられる取付け部と、上記筒状容器内にその軸方向に沿って配置される母線導体の外周と嵌合する絶縁部材からなる嵌合部とを備え、上記母線導体は、組立て時だけでなく運転時においても摺動可能に保持されているので、運転中の母線導体の伸縮への追随を容易にすることができる。また、埋金なしで母線導体を絶縁スペーサで保持することができ、その製作が容易である。さらに、機械応力的にも好ましく、剥離等の発生を少なくすることができる。
【００６２】
また、絶縁スペーサを、嵌合部を含めて絶縁部材のみで一体に形成した場合には、その構造が簡易で製造コストを抑制することができ、さらに、絶縁部材のみから構成されているので、機械的、熱応力的に優れており、クラック、割れ発生を抑制することができる。
【００６３】
さらに、絶縁スペーサが板状でその形状が円錐状になるように形成されており、その軸方向に延在形成された伸長部とこの伸長部を軸方向に貫通する貫通孔とを有し、母線導体が上記貫通孔に嵌合される場合には、簡単な構成で機械的応力、熱的応力に優れた絶縁スペーサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１のガス絶縁装置を示す図である。
【図２】  図１に示した第１の高電圧用導体２ａの詳細を示す図である。
【図３】   図１に示した第２の高電圧用導体２ｂの詳細を示す図である。
【図４】  図１に示したシールド５の詳細を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態２のガス絶縁装置を示す図である。
【図６】  従来のガス絶縁開閉装置を示す図である。
【符号の説明】
１    筒状容器                ２、２ｃ  母線導体
２ａ  第１の高電圧用導体      ２ｂ  第２の高電圧用導体
３    絶縁スペーサ            ３ａ  貫通孔
４    Ｏリング                ５、５ａ  シールド
６    フィンガー接触子        ７    ボルト
２１ａ、２１ｂ  平面部        ２２ａ、２２ｂ  ねじ孔
２３ａ  溝部                  ５４    ねじ孔
１０１    通電導体            １０２    絶縁スペーサ
１０３    密封容器            １０４    高圧導体
１０５    調整用導体
【図１】
0004496402.tif 000002
【図２】
0004496402.tif 000003
【図３】
0004496402.tif 000004
【図４】
0004496402.tif 000005
【図５】
0004496402.tif 000006
【図６】
0004496402.tif 000007