(57)【要約】【課題】３つの誘電体の三重点における電界上昇を簡素な構造で低減する。【解決手段】高電圧が印加される導体である電線２を被覆する絶縁性を有する被覆部材３と、この被覆部材３を介して電線２を支持する絶縁性を有する支持部材４と、被覆部材３の表面８と支持部材４の表面７との双方に接触する絶縁性を有する接触部材である絶縁ガス５とを備え、支持部材４の表面７を被覆部材３の表面８との間で成す支持部材４側または絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度になる曲面形状に形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界ストレス下にある第１〜３の誘電体が相互に接触し合うことによって三重点を構成し、前記第１の誘電体と前記第２の誘電体の界面は前記第３の誘電体の表面との間で成す前記第１の誘電体側または前記第２の誘電体側の角度が前記三重点で０度になる曲面形状に形成されていることを特徴とする電界緩和構造。
【請求項２】
高電圧が印加される導体を被覆する電気的絶縁性を有する被覆部材と、この被覆部材を介して前記導体を支持する電気的絶縁性を有する支持部材と、前記導体と前記支持部材との双方に接触する電気的絶縁性を有する接触部材とが相互に接触し合うことによって三重点を構成し、前記支持部材と前記接触部材との界面は前記被覆部材の表面との間で成す前記支持部材側または前記接触部材側の角度が前記三重点で０度になる曲面形状に形成されていることを特徴とする電界緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界緩和構造に関する。さらに詳述すると、本発明は、電界ストレス下にある３つの誘電体が相互に接触し合っている三重点に生じる電界上昇を緩和する電界緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行のガス絶縁機器では図１４に示すように高電圧が印加された導体１００が電気的絶縁性（以下、絶縁性と称する）を有するガス１０１、例えばＳＦ６ガスが封入された接地金属容器１０２内に絶縁性を有する支持部材１０３によって支持されている。このように構成されているガス絶縁機器では導体とガス１０１と支持部材１０３とが相互に接触する三重点において電界が無限大になることが知られている。このような三重点で電界が無限大になる現象は絶縁性能面からは望ましくないとされている。
【０００３】
ところで近年ＳＦ６ガスが地球温暖化ガスとして注目されてきていることから、ＳＦ６ガスに代わる絶縁性を有するガスとしてＮ２やＣＯ２などの自然ガスが有望視されている。しかし、これらの自然ガスの絶縁性能はＳＦ６ガスの約１／３であることから絶縁性能を向上させる必要がある。自然ガスのガス圧力を２．０ＭＰａ程度まで高めれば、ＳＦ６ガスと同等の絶縁性能を得ることができるが、ガス圧力がＳＦ６ガスの場合と比べて４倍以上に高まってしまうため実用性に欠ける。
【０００４】
実用的に絶縁性能を高める技術としては図１５に示すような導体２００を被覆する固体誘電体からなる被覆部材２０１と、この被覆部材２０１を介して導体２００を支持する支持部材２０２と、自然ガス２０３とによるハイブリッド絶縁方式のガス絶縁機器が提案されている。しかし、このハイブリッド絶縁方式のガス絶縁機器においても被覆部材と支持部材と自然ガスとの三重点で電界が無限大なることが知られている。
【０００５】
三重点での電界上昇を緩和するための技術としては、支持部材の内部に高誘電部材を設けることにより電界の集中しやすい箇所において誘電率の差による等電位線の屈曲を緩和し、三重点における電界上昇の低減を図る技術（特許文献１）が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２６２１４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、支持部材の内部に高誘電部材を設けるようにしているので部品点数が増え、コストが高くなってしまうといった問題が生じる。また、特許文献１の技術では、高誘電部材を支持部材に組み込む作業が面倒であるといった問題が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、相互に接触し合っている３つの誘電体の三重点における電界上昇を簡素な構造で緩和することができる電界緩和構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明者等は、電界ストレス下にある第１〜３の誘電体が相互に接触し合うことによって形成される三重点及びその近傍における電界分布を数値計算法を用いて調べた。
【０００９】
その結果、本発明者等は、第１の誘電体と第２の誘電体の界面と、第１の誘電体と第３の誘電体の界面との間で成す角度が三重点で０度になるように第１の誘電体と第２の誘電体の界面を曲面形状に形成した場合、界面における電界が三重点に近付くにつれて減少していき、やがて電界が一定になることを知見した。
【００１０】
本発明はかかる知見に基づいて成されたものである。請求項１記載の発明にかかる電界緩和構造は、電界ストレス下にある第１〜３の誘電体が相互に接触し合うことによって三重点を構成し、第１の誘電体と第２の誘電体の界面は第３の誘電体の表面との間で成す第１の誘電体側または第２の誘電体側の角度が三重点で０度になる曲面形状に形成されているようにしている。したがって、三重点における電界上昇を抑えることができる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明にかかる電界緩和構造は、高電圧が印加される導体を被覆する電気的絶縁性を有する被覆部材と、この被覆部材を介して導体を支持する電気的絶縁性を有する支持部材と、導体と支持部材との双方に接触する電気的絶縁性を有する接触部材とが相互に接触し合うことによって三重点を構成し、支持部材と接触部材との界面は被覆部材の表面との間で成す支持部材側または接触部材側の角度が三重点で０度になる曲面形状に形成されているようにしている。したがって、三重点における電界上昇を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び２記載の電界緩和構造によれば、界面を曲面形状に形成するだけで三重点及びその近傍の電界を一定にすることができ、三重点における電界上昇を緩和することができる。したがって、三重点での電界を緩和するにあたって何ら部品点数を増やす必要がないので、製作コストの削減と構造の簡素化を図ることができ、実用的な電界緩和構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の電界緩和構造をハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路（一般にＧＩＳと呼ばれる）に適用した実施形態を示す。密閉型送電線路１は、高電圧が印加される導体からなる電線２を被覆する絶縁性を有する被覆部材３（第３の誘電体）と、この被覆部材３を介して電線２を支持する絶縁性を有する支持部材４（第１の誘電体）と、被覆部材３の表面８と支持部材４の表面７との双方に接触する絶縁性を有する接触部材である絶縁ガス５（第２の誘電体）と、電線２と被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５とが密封されるシース６とを備えており、被覆部材３、支持部材４及び絶縁ガス５はシース６内で電界ストレス下に置かれた状態になっている。また、被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５とが相互に接触し合うことによって三重点９が形成される。
【００１５】
絶縁ガス５が封入されて密閉された接地金属容器である円筒状のシース６内には電線２が被覆部材３によって被覆された状態で支持部材４により支持されている。被覆部材３はその表面８の縦断面が直線状になるように形成されており、その直線状部と支持部材４との交点が被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５とが相互に接触し合う三重点９となる。本実施形態の絶縁ガス５は例えばＮ２あるいはＣＯ２などの絶縁性を有する自然ガスからなる。また、本実施形態の被覆部材３は架橋ポリエチレンからなる。また、本実施形態の支持部材４はアルミナあるいはシリカを充填材としたエポキシ樹脂からなる。なお、本実施形態のＧＩＳにおいては被覆部材３を橋架ポリエチレンで構成する例を挙げて説明しているが、被覆部材３は電線２の表面温度である約１１０℃で劣化しないような高温に耐え得るフレキシブル性に富んだ固体誘電体で構成されていれば良い。また、本実施形態では支持部材４をエポキシ樹脂で構成する例を挙げて説明しているが、エポキシ樹脂以外の固体誘電体で構成しても良い。
【００１６】
支持部材４はその一端がシース６の内壁面１０に、他端が被覆部材３の表面８に固定され、被覆部材３を介して電線２を上下方向から支持している。支持部材４と絶縁ガス５との界面つまり支持部材４の一端側の表面７は被覆部材３と支持部材４の界面との間で成す角度が三重点９で０度になるような曲面形状に形成されている。換言すると、支持部材４の表面７は被覆部材３の表面８との間で成す支持部材４側の角度が三重点９で０度になる曲面形状に形成されている（以下、この曲面形状が形成されている部分を曲面形状部と称する）。この曲面形状部は表面８に対しての接触角が０度になるように形成されていれば良く、その曲率半径は適宜変更可能である。なお、本発明者等は、電界ストレス下にある第１〜３の誘電体が相互に接触し合うことによって形成される三重点及びその近傍における電界分布を数値計算法を用いて調べた結果、表面７において、支持部材４の厚み（表面８から内壁面１０までの距離）に対する曲面形状部の占める割合が大きければ大きいほど三重点９における電界が小さくなることを知見した。したがって、表面７は、表面８から内壁面１０までの距離に対する曲面形状部の占める割合が大きくなるように形成されることが好ましく、より好ましくは、表面８から内壁面１０にかけて表面７を四半円状に形成することである。
【００１７】
以上のように構成された密閉型送電線路１においては、表面７における電界は三重点９に近付くにつれて減少していき、やがて電界は一定となる。これにより三重点９において電界が無限大に増大するといった現象を無くすことができる。したがって、三重点９での電界を緩和するにあたって従来（特許文献１）のように部品点数を増やす必要がないので、製作コストの削減と構造の簡素化を図ることができ、実用的な電界緩和構造を実現することができる。
【００１８】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では支持部材４の一端側の表面７を被覆部材３の表面８との間で成す支持部材４側の角度が三重点９で０度になるように曲面形状に形成したが、図２に示すように、表面７を表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度になるような曲面形状、換言すると、支持部材４と絶縁ガス５との界面と被覆部材３と絶縁ガス５との界面との間で成す角度が三重点９で０度になるような曲面形状に形成するようにしても良い。この場合も表面７の電界は三重点に近づくにつれて電界が減少し、やがて一定となるため三重点での電界上昇を緩和することができる。
【００１９】
また、上述した実施形態では被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５と互いに異なる素材で構成し、これらの誘電体によって三重点９を形成する例を挙げて説明したが、誘電率が同一である３つの誘電体によって三重点が形成される場合、３つのうちの２つの誘電体の誘電率が同一である３つの誘電体によって三重点が形成される場合、あるいは誘電率が互いに異なる３つの誘電体によって三重点が形成される場合であっても本発明の電界緩和構造を適用することによって三重点での電界上昇を抑えることができる。また、３つの誘電体が液体、気体、固体のいずれの状態であっても相互間で界面が形成され、これらの界面によって三重点が形成されるような組み合わせ、例えば３つの誘電体が全て架橋ポリエチレンなどの固体絶縁体からなる組み合わせ、あるいは３つの誘電体のうち、２つの誘電体が固体絶縁体で、１つの誘電体が液体絶縁体からなる組み合わせ等であっても本発明の電界緩和構造を適用することによって三重点での電界上昇を抑えて一定にすることができる。
【００２０】
また、上述した実施形態では本発明の電界緩和構造を密閉型送電線路に適用した例を挙げて説明したが、密閉型送電線路以外のものに本発明を適用することも勿論可能である。例えばコンデンサに対して本発明の電界緩和構造を適用すると、コンデンサの電気容量を高めるために用いられる誘電体を他の誘電体で固定、保持したときに形成される三重点での電界上昇を緩和することができる。
【００２１】
また、上述した実施形態では高電圧が印加されている環境下における三重点９での電界上昇を緩和する例に挙げて説明したが、本発明の電界緩和構造は、本実施形態で定義されている高電圧よりも低い電圧が印加されている環境下における三重点での電界上昇も緩和することができ、あらゆる電界ストレス下における三重点での電界上昇を緩和することができる。ちなみに本明細書中において「高電圧」とは６６ｋＶ以上の電圧のことを示す。
【実施例】
【００２２】
ハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路を想定した３つの誘電体による三重点及びその近傍における電界分布を数値計算法を用いて調べた。数値計算法には電荷重畳法を用いた。なお、本実施例において上述した実施形態と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
図３はハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路を想定した３つの誘電体の配置関係を概略的に示した断面図である。図３及びこれ以降の図においてＰＥ（架橋ポリエチレンの略記）は被覆部材３に、Ｓｐａｃｅｒは支持部材４に、Ｇａｓは絶縁ガス５に、Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒは電線２に対応している。また、図３及びこれ以降の図では支持部材４と絶縁ガス５の界面と被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度をθと表記している。また、支持部材４並びに絶縁ガス５の厚みはともにＨに設定されている。また、本実施例の被覆部材３はＰＥ、支持部材４はアルミナを充填材としたエポキシ樹脂、絶縁ガス５はＣＯ２からなり、被覆部材３の誘電率は２．３、支持部材４の誘電率は６、絶縁ガス５の誘電率は１に設定されている。また、本実施例の被覆部材３、支持部材４および絶縁ガス５は一様電界Ｅ０下に配置されている。
【００２４】
図３に示す被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５の３つの誘電体が相互に接触する三重点９及びその近傍における表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて計算するにあたって図４に示すように輪郭点（Ｃｏｎｔｏｕｒ  ｐｏｉｎｔ）と仮想電荷（Ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ  ｃｈａｒｇｅ）を配置した。三重点９は支持部材４側とシース６側に存在し、三重点９近傍で電界が上昇するため、輪郭点と仮想電荷は三重点９近傍で密になるように配置した。
【００２５】
図５は三重点９及びその近傍における表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて計算した結果を示し、（ａ）はθが１５度以上７５度以下のときの計算結果を示し、（ｂ）はθが７５度以上１３５度以下のときの計算結果を示す。図５の横軸と縦軸はともに対数軸である。横軸は三重点９からの距離Ｌを図３の支持部材４並びに絶縁ガス５の厚みＨで規格化したものあり、縦軸は電界Ｅ（絶対値）をＥ０で規格化したものである。
【００２６】
図５（ａ）（ｂ）に示す計算結果から、電界が０になるケースはなく、どのような角度でも三重点９に近付くにつれて直線的に増加することが確認できた。また、θ＝７５度の場合に三重点９からの距離Ｌの減少に対する電界上昇がもっとも大きく、θ＝７５度を境にθが小さくなるほど、あるいは大きくなるほど電界上昇が緩やかになる傾向があることが確認できた。したがって、θ＝０度あるいは１８０度に近付くほど電界緩和が顕著になると推量することができる。
【００２７】
次に、３つの誘電体の三重点９及びその近傍における電界分布を解析的方法を用いて調べた。なお、３つの誘電体とは、上述した被覆部材３、支持部材４および絶縁ガス５のことを示す。
【００２８】
三重点９の及びその近傍における電界分布を解析的に求める方法と、２つの誘電体が図６に示すようなくさび形状界面を形成したときのかど点の電界分布を解析的に求める方法とを比較するために先ず２つの誘電体によるかど点の電界を解析的に求める方法について説明する。
【００２９】
図６に示す２つの誘電体の二次元配置を図７に示すようにかど点を原点とし、くさびの中間面をθ＝０とする極座標（ｒ，θ座標）で考える。ｒはかど点からの距離に相当する。変数分離法を適用すると誘電率ε１の誘電体における電位φ１、誘電率ε２の誘電体におけるφ２を数式１で表すような級数解で与えることができる。数式１における境界条件はθ＝θ０ならびにθ＝−θ０でφ１＝φ２，ε１（∂φ１／∂θ）＝ε２（∂φ２／∂θ）である。そして、この境界条件と数式１から数式２が導出される。
【数１】
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【数２】
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【００３０】
数式２において、係数ａｎ，ｂｎ，ｃｎ，ｄｎが０でない有意な解を持つためには係数行列式が０にならなければならない。この係数行列式は、ｎθ０＝Ａ，ｎ（２π−θ０）＝Ｂと書くと数式３のように与えられる。
【数３】
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【００３１】
数式３の行列式を整理すると数式４が導出される。
【数４】
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【００３２】
一方、三重点及びその近傍における電界分布を解析的に求める場合、３つの誘電体の二次元配置を図８に示すように３つの誘電体が原点で相互に接触した配置で考える。ここでε１、ε２、ε３は各誘電体の誘電率を示す。また、各誘電体内の電位φ１、φ２、φ３を数式５のように表し、誘電体界面θ＝θ１ならびにθ＝θ２で電位連続の条件と電束密度の法線方向成分連続の条件を課す。境界条件は数式６のように与えられる。なお、ここでのｒは三重点からの距離に相当する。
【数５】
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【数６】
2007166718.tif 000008
【００３３】
数式５及び６から導かれた連立一次方程式で各電位の係数ａｎ，ｂｎ，・・・・・・の全てが０でない有意な解を持つためには係数行列式が０でなければならない。したがって、係数行列式は数式７のように与えられる。
【数７】
2007166718.tif 000009
【００３４】
上述した２つの誘電体の場合には数式３のように４行４列の行列式であったが、３つの誘電体の場合には６行６列の行列式となる。数式７を整理すると数式８のように表される。この数式８ではＡ＝ｎθ１、Ｂ＝ｎθ２、Ｃ＝２πｎである。数式８においてｎのうち０＜ｎ＜１となるｎが存在すればｒ＝０で電界無限大になる。また、数式８は別の形として数式９として表すことができる。数式８あるいは数式９のｎはニュートンラプソン法やはさみうち法などの数値計算法により求められる。
【数８】
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【数９】
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【００３５】
電位がｒｎで表されれば、電界はｒｎ−１となる。上述した電荷重畳法による３つの誘電体の三重点付近の電界の計算結果は、図５に示すように両対数表示でほぼ直線であった。したがって、数式５の解析式と同様に三重点からの距離Ｌ／Ｈ（＝ｒ）のべき乗の関数Ｃｒｎ−１で表すことができる。図４で三重点からの距離に対する支持部材４と絶縁ガス５の界面上の電界値（＝Ｃｒｎ−１）のｎ−１を最小二乗法により求めた値（以下、電界計算値と称する）と数式８及び９の解析式からニュートンラプソン法により求めた値（以下、解析式の値と称する）とを表１及び図９に示す。なお、表１及び図９に記されている「Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ」は電界計算値を示し、「Ｅｑ．（８）ａｎｄ（９）」は解析式の値を示す。
【００３６】
【表１】
2007166718.tif 000012
【００３７】
表１と図９により、ｎ−１が負の値であることから電界はｒの減少に対応して指数関数的に増大することと、電界計算値と解析式の値がほぼ一致することを確かめた。このことから、電界の指数（ｎ−１）は負となって、かど点あるいは三重点の電界は理論上無限大になることが分かった。また、パラメータが多いために、２つの誘電体のように三重点の電界を０にする配置を求めるのが容易ではないことが分かった。
【００３８】
しかし、支持部材４と絶縁ガス５との界面すなわち支持部材４の表面７と被覆部材３の表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が９０度を境にして０度あるいは１８０度に近付くほど電界上昇が小さくなることを確認することができた。そこで、この結果を受けて図１０（ａ）（ｂ）に示すように表面７と表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度あるいは１８０度になるような２種類の配置による三重点９及びその近傍における表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて調べた。この場合についても図１１に示すように輪郭点と仮想電荷を三重点近傍で密になるように配置した。
【００３９】
図１０は上記実施形態で説明したハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路１を想定した３つの誘電体すなわち被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５との相互関係を概略的に示した断面図であり、（ａ）は表面７と表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度となる被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５との相互関係を示したものであり、（ｂ）は表面７と表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で１８０度となる被覆部材３と支持部材４と絶縁ガス５との相互関係を示したものである。図１０において、支持部材４の誘電率は６、被覆部材３の誘電率は２．３、絶縁ガス５の誘電率は１に設定されている。また、被覆部材３、支持部材４および絶縁ガス５は一様電界Ｅ０下に配置されている。
【００４０】
図１０（ａ）において、表面７は表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度になるように曲面形状に形成されている。つまり、表面７は、支持部材４と絶縁ガス５の界面と被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度が三重点で０度になるように曲面形状に形成されている。また、図１０（ｂ）において、表面７は表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で１８０度になるように曲面形状に形成されている。つまり、表面７は、支持部材４と絶縁ガス５の界面と被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度が三重点９で１８０度になるような曲面形状に形成されている。
【００４１】
図１０に示す３つの誘電体が相互に接触する三重点９及びその近傍における支持部材４の表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて計算するにあたって図１１に示すように輪郭点と仮想電荷を配置した。三重点９は支持部材４側とシース６側に存在し、三重点９近傍で電界が上昇するため、輪郭点と仮想電荷は三重点９近傍で密になるように配置した。
【００４２】
図１０（ａ）のように構成された３つの誘電体の三重点９及びその近傍における表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて計算した結果を図１２に示す。（ａ）は支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度を７５度にしたときの計算結果であり、（ｂ）は支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度を９０度にしたときの計算結果である。なお、図１２の横軸と縦軸は対数軸である。横軸は三重点９からの距離を示し、縦軸は表面７の電界を示す。横軸は３つの誘電体が相互に接触する三重点からの距離ＬをＨで規格化したものあり、縦軸は電界Ｅ（絶対値）をＥ０で規格化したものである。
【００４３】
図１２（ａ）（ｂ）に示す計算結果から表面７の曲面形状部（半径Ｒｓｐ）の近傍で電界が上昇するものの三重点９近傍では一定になっていることを知見した。このことから表面７を表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点９で０度になるような曲面形状に形成することにより、支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度の大きさに依存することなく三重点９近傍で電界が一定になることを確認することができた。このことから三重点９近傍で電界を一定にするにあたって、直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度θの大きさは影響しないことが分かった。
【００４４】
また、図１２（ａ）（ｂ）からＲｓｐ／Ｈが０．１よりも０．４に向かうほどＥ／Ｅ０は小さくなることを知見した。このことから、Ｈに対する曲面形状部の占める割合が大きくなるほど電界緩和効果が高く、より低い値で一定になることを確認することができた。なお、曲率半径の大きさに関係なくＥ／Ｅ０を一定にする効果は同様であり、三重点９において接触角が０度であれば電界上昇を抑えて一定にすることができることが分かった。
【００４５】
図１０（ｂ）のように構成された３つの誘電体の三重点９及びその近傍における表面７の電界分布を電荷重畳法を用いて計算した結果を図１３に示す。（ａ）は支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５との界面との間で成す角度を７５度にしたときの計算結果であり、（ｂ）は支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度を９０度にしたときの計算結果である。なお、図１３の横軸と縦軸は対数軸である。横軸は三重点９からの距離を示し、縦軸は表面７の電界を示す。横軸は３つの誘電体が相互に接触する三重点からの距離Ｌを図１３のＨで規格化したものあり、縦軸は電界Ｅ（絶対値）をＥ０で規格化したものである。
【００４６】
図１３（ａ）（ｂ）に示す計算結果から支持部材４の表面７の曲面形状部（半径Ｒｓｐ）の近傍で電界が上昇するものの三重点９近傍では一定になっていることを知見した。このことから表面７を表面８との間で成す絶縁ガス５側の角度が三重点で１８０度になるように曲面形状に形成することにより、支持部材４と絶縁ガス５との界面において三重点９に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度の大きさに依存することなく三重点９近傍で電界が一定になることを確認することができた。このことから三重点９近傍で電界を一定にするにあたって、直線状部と、被覆部材３と絶縁ガス５の界面との間で成す角度θの大きさは影響しないことが分かった。
【００４７】
また、図１３（ａ）（ｂ）からＲｓｐ／Ｈが０．１よりも０．４に向かうほどＥ／Ｅ０は小さくなることを知見した。このことから、Ｈに対する曲面形状部の占める割合が大きくなるほど電界緩和効果が高く、より低い値で一定になることを確認することができた。なお、曲率半径の大きさに関係なくＥ／Ｅ０を一定にする効果は同様であり、三重点９において接触角が０度であれば電界上昇を抑えて一定にすることができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の電界緩和構造を適用した密閉型送電線路の構造を示す断面図である。
【図２】密閉型送電線路の構造の変形例を示す要部断面図である。
【図３】ハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路を想定した３つの誘電体の配置関係を概略的に示した断面図である。
【図４】輪郭点と仮想電荷の配置を示す配置図である。
【図５】図３における支持部材の表面の電界分布を示すグラフであり、（ａ）はθが１５度以上７５度以下のときの電界分布であり、（ｂ）はθが７５度以上１３５度以下のときの電界分布である。
【図６】２つの誘電体の二次元配置を示す図であり、２つの誘電体のくさび形状界面を示す。
【図７】図６のくさび形状界面を極座標表示した図である。
【図８】３つの誘電体の二次元配置を示す図である。
【図９】電界計算値と解析式の値との関係を示すグラフであり、電界計算と解析式によるｎ−１の比較結果を示す。
【図１０】ハイブリッド絶縁方式の密閉型送電線路を想定した３つの誘電体の相互関係を概略的に示した断面図であり、（ａ）は支持部材の表面と被覆部材の表面との間で成す絶縁ガス側の角度が三重点で０度になる３つの誘電体の相互関係を示したものであり、（ｂ）は支持部材の表面と被覆部材の表面との間で成す絶縁ガス側の角度が三重点で１８０度となる３つの誘電体の相互関係を示したものである。
【図１１】輪郭点と仮想電荷の配置を示す配置図である。
【図１２】図１０（ａ）における支持部材の表面の電界分布を示すグラフであり、（ａ）は支持部材の表面の直線状部と被覆部材の表面との間で成す絶縁ガス側の角度が７５度のときの電界分布であり、（ｂ）は支持部材の表面の直線状部と被覆部材の表面との間で成す絶縁ガス側の角度が９０度のときの電界分布である。
【図１３】図１０（ｂ）における支持部材の表面の電界分布を示すグラフであり、（ａ）は支持部材と絶縁ガスとの界面において三重点に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材と絶縁ガスとの界面との間で成す角度が７５度のときの電界分布であり、（ｂ）は支持部材と絶縁ガスとの界面において三重点に接触する曲面形状部に連続している直線状部と、被覆部材と絶縁ガスとの界面との間で成す角度が９０度のときの電界分布である。
【図１４】従来のガス絶縁機器を示す概略斜視図である。
【図１５】従来のハイブリッド絶縁方式のガス絶縁機器を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  密閉型送電線路
２  電線
３  被覆部材（第３の誘電体）
４  支持部材（第１の誘電体）
５  絶縁ガス（第２の誘電体）
６  シース
７、８  表面
９  三重点
【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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