(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器に絶縁性ガスと共に封入される電気機器を流れる電流を検出するガス絶縁電気設備用変流器において、
円錐台形状の絶縁コーンと、この絶縁コーンの中心線方向に隙間なく貫通して突出させた中空円筒形状の第１導体と、この第１導体に同心円状に配置され当該第１導体内部に絶縁物を介して隙間なく貫通して突出させた第２導体とからなる変流器の一次側部と、
前記密閉容器に設けられた開口部に密着して取り付けられ、内面が前記密閉容器の外部から挿入される前記絶縁コーンと適合する形状の円錐受け台と、
この円錐受け台の先端側に固着される第１接続端子と、この第１接続端子に絶縁間座を介して取り付けられる第２接続端子とを備え、前記第１接続端子と前記絶縁間座との間および前記第２接続端子と前記絶縁間座との間にそれぞれオーリングを介在させて前記密閉容器の気密性を維持し、
前記絶縁コーンを前記円錐受け台に圧入することにより、前記第１導体および第２導体をそれぞれ前記第１接続端子および第２接続端子に電気的に接続するとともに、前記第１導体および第２導体と前記前記第１接続端子および第２接続端子との接続部を外気から遮断することを特徴とするガス絶縁電気設備用変流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絶縁性ガスと共に密閉容器に封入している電気機器に流れる電流を、前記密閉容器外に露出した変流器で検出できるガス絶縁電気設備用変流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流電力を供給する母線と負荷との間には配電盤を設置し、この配電盤には電力を開閉するための遮断器，断路器や、計測・制御に必要な電圧・電流を検出するための計器用変圧器，変流器など、各種の電気機器を収納する。この交流電力の電圧が高くなるのに従って、これら各機器や機器間接続導体と大地との間の絶縁距離，あるいは各相の相間絶縁距離を拡大する必要がある。絶縁距離が大きくなれば、これら各機器を収納する配電盤の外形寸法を大きくしなければならないし、この配電盤を収納する建屋の床面積も広くする必要があるなど、いろいろな不都合を生じる。
【０００３】
そこでこれらの電気機器を密閉容器内に収納し、常温・常圧の空気よりも絶縁耐力が優れているガスを充填することにより、絶縁距離が縮小されて設備全体を小形化できるガス絶縁電気設備が多用されるようになった。密閉容器に充填するガスとしては、乾燥した高圧空気，不活性ガス（例えば窒素ガス）などもあるが、特に六弗化硫黄ガス（以下ではＳＦ6 ガスと略記する）は高い絶縁耐力や消弧能力を備えているので、高価ではあるが最も多く使用されている。
【０００４】
図５はガス絶縁電気設備の構造の従来例を断面で示した構造断面図である。図５に図示の従来例では、電気機器を収納してＳＦ6 ガスを充填するための密閉容器２は気密構造であり、この密閉容器２をハッチングにより図示している。この密閉容器２とは別途の気密装置によりガス絶縁されている母線３からの三相交流電力は、母線３→電源側断路器４→遮断器５→変流器６→負荷側断路器７の経路を流れ、負荷側ブッシング８により密閉容器２の外へ取り出されるように構成されている。ここで電源側断路器４は直線運動形の断路器であって符号４Ａはこの電源側断路器４を操作する断路器操作器であり、負荷側断路器７は回転運動形の断路器であって符号７Ａはこの負荷側断路器７を操作する断路器操作器である。また，符号５Ａは遮断器５を操作する遮断器操作器である。
【０００５】
ところで電流を検出する変流器６は主回路電流が流れる一次側導体と、この一次側導体が巻かれた（或いは貫通された）鉄心と、前記一次側導体とは絶縁されて該鉄心に巻かれた二次側導体とで構成されていて、前記一次側導体に流れる高電圧の主回路電流が、磁気結合によりこの主回路電流に比例した低電圧の電流に変換されて二次側導体から取り出される。符号６１は変流器６の一次側導体の電源側端子であって、Ｋなる記号が付され、符号６２は変流器６の一次側導体の負荷側端子であって、Ｌなる記号が付される。符号６３は変流器６の二次側導体の端子であり、密閉容器２の側壁に設けた気密端子２１とこの二次側端子６３とを電線で接続（図示せず）することで、変流器６が検出する電流信号を密閉容器２の外へ引き出すことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述したガス絶縁電気設備を構成する密閉容器２の容積が大きくなると高価なＳＦ6 ガスの使用量が増えることになるから、極力小形化することが望ましい。またこの密閉容器２に充填しているＳＦ6 ガスが漏れれば絶縁性能が低下して、接地や短絡などの大事故を生じる恐れもあることから、当該密閉容器２にピンホールが無いように加工に注意しなければならないし、取り外しができる部品（例えば蓋）の部分から気密性が低下することがないように、これら部品の加工作業と取付け作業には十分な注意が必要であるが、密閉容器２が大形化するのに従って、気密性を維持することが急激に困難になる。
【０００７】
図５に図示のように、変流器６は大きなスペースを占有して密閉容器２の小形化を阻んでいる。ところで主回路を接続する変流器６の一次側導体部分には高電圧が印加されるから密閉容器２に収納する必要はあるけれども、これ以外の部分は低電圧であるから密閉容器２に収納しなくても良い。しかしながら変流器６はその構造上から一次側導体部分のみを密閉容器２に収納することは困難であるから、結局図５の従来例に図示のように変流器６全体を密閉容器２に収納することになり、これが密閉容器２の小形化を阻む大きな要因になっている。更に当該変流器２の二次側導体に流れる電流を密閉容器２から外部へ取り出すために、気密端子２１を余分に設置しなければならない不具合も有する。
そこでこの発明の目的は、変流器の一次側導体のみをガス絶縁電気設備内に収納することで、密閉容器の小形化と気密端子の削減を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明のガス絶縁電気設備用変流器は、密閉容器に絶縁性ガスと共に封入される電気機器を流れる電流を検出するガス絶縁電気設備用変流器において、円錐台形状の絶縁コーンと、この絶縁コーンの中心線方向に隙間なく貫通して突出させた中空円筒形状の第１導体と、この第１導体に同心円状に配置され当該第１導体内部に絶縁物を介して隙間なく貫通して突出させた第２導体とからなる変流器の一次側部と、前記密閉容器に設けられた開口部に密着して取り付けられ、内面が前記密閉容器の外部から挿入される前記絶縁コーンと適合する形状の円錐受け台と、この円錐受け台の先端側に固着される第１接続端子と、この第１接続端子に絶縁間座を介して取り付けられる第２接続端子とを備え、前記第１接続端子と前記絶縁間座との間および前記第２接続端子と前記絶縁間座との間にそれぞれオーリングを介在させて前記密閉容器の気密性を維持し、前記絶縁コーンを前記円錐受け台に圧入することにより、前記第１導体および第２導体をそれぞれ前記第１接続端子および第２接続端子に電気的に接続するとともに、前記第１導体および第２導体と前記前記第１接続端子および第２接続端子との接続部を外気から遮断するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を表した構造図である。この第１実施例において、主回路電流を検出する変流器３０は、ガス絶縁電気設備を収納する密閉容器２の外側に設置するのであるが、当該変流器３０の一次側電源側端子３１と一次側負荷側端子３２のみは密閉容器２の内部に在り、しかも気密の状態は維持できるように設置する。このとき変流器３０の二次側端子３３は密閉容器２の外側にあるから、この二次側端子３３には電線を直接接続することができる。
【００１２】
図２は本発明の第２実施例である変流器の一次側部の構造を表した構造図であり、図３は本発明の第３実施例である密閉容器の気密性を維持しつつ変流器の一次側部と接続する接続端子部の構造を表した構造図であり、図４は図３で図示の密閉容器の接続端子部へ図２で図示の変流器の一次側部を挿入した状態を表した構造図であり、これらの図２乃至図４により、請求項２乃至請求項４に記載の本発明の内容を説明する。
【００１３】
図２では端子先端部の左半分は断面で構造を表し、右半分は外観で構造を表している。この図２において、変流器３０の端子部には円錐台の形状をした絶縁物（例えばエポキシ樹脂モールド）製の絶縁コーン３４を備えるのであるが、この絶縁コーン３４の内部を、例えば中空円筒形状の一次側負荷側端子３２の内部に円柱状の一次側電源側端子３１を同心円に配置した一次側導体が貫通して絶縁コーン３４から突出し、この突出部が主回路を接続する端子部となる。ここで一次側電源側端子３１と一次側負荷側端子３２との間の電圧（変流器３０の電圧降下分）はごく僅かであるから、両者の間に存在させる絶縁物３５はごく薄くすることができる。
【００１４】
図３は密閉容器に設けた円錐台状孔と、この円錐台状孔に備えられた変流器の一次側部を接続する接続端子を表している。すなわち、円錐台状孔を備えた絶縁物性の円錐受け台４０を密閉容器２の開口部に、ねじ５１で取り付けるが、このとき両者間の気密性が損なわれないようにオーリング５２を使用する。円錐受け台４０の内面には、その内側が前述の絶縁コーン３４と適合する形状に成形された弾性体（例えばエチレンプロピレンゴムあるいはシリコーンゴム）製の絶縁コーン受け４１を接着する。あるいは、この絶縁コーン受け４１は半導電性の弾性体を使用することもある。ここへ変流器３０の絶縁コーン３４（図２参照）を圧入する。
【００１５】
円錐受け台４０には負荷側端子金具４３が気密性を維持した状態で固着される。ねじ５３は、この負荷側端子金具４３と電源側端子金具４２とを絶縁間座４４を介して締めつけるのであるが、電源側端子金具４２と絶縁間座４４との間にはオーリング５４を介在させ、負荷側端子金具４３と絶縁間座４４との間にもオーリング５５を介在させることにより、密閉容器２の気密性が損なわれることは無い。
【００１６】
図２に図示の変流器３０の絶縁コーン３４を、図３に図示の絶縁コーン受け４１へ圧入することにより、図４に図示のように、変流器３０の一次側電源側端子３１は電源側端子金具４２に接触し、一次側負荷側端子３２は負荷側端子金具４３に接触するから、密閉容器２に収納している電気機器に流れる電流が、当該密閉容器２の外部に取り付けた変流器３０の一次側に流れることになる。ここで絶縁コーン３４は絶縁コーン受け４１に圧入により密着しているので、変流器３０の一次側に印加される高電圧により、密閉容器２との間の絶縁が損なわれるのを回避している。なお、符号４５は金属リングであって、電界が局部的に集中するのを緩和するために設置している。また、密閉容器２の外部に設置する変流器３０の表面には、例えば導電性塗料の塗布などにより接地層を形成させておく。
【００１７】
【発明の効果】
従来のガス絶縁電気設備では変流器を密閉容器内に収納していたが、高電圧が印加されるのは変流器の一次側部分であり、残余の大部分はガス絶縁用の密閉容器内に収納しなくても支障は無い。そこで本発明では、変流器の一次側と接続される端子接続部を密閉容器内に気密を保った状態で設置し、密閉容器外に取り付けた変流器の一次側部がこの端子接続部と接触することで、変流器に主回路電流が流れる構造にしている。このとき変流器の一次側部に印加される高電圧により、密閉容器との間の絶縁が損なわれることが無いように、一次側導体部分の電源側と負荷側とを同心円状に配置して絶縁コーンで包み、この絶縁コーンをこれに適合する形状の絶縁コーン受けに圧入して絶縁性を維持させる。この構造により、変流器を密閉容器の外部に設置できるので、密閉容器の内容積を低減できるから容器が小形化されて製作が容易になるし、当該密閉容器に充填する高価なＳＦ6ガスの量を低減できる効果が得られる。更に変流器を密閉容器外に設置することから、密閉容器に設置する気密端子を削除できて部品点数を削減できる効果も合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を表した構造図
【図２】本発明の第２実施例である変流器の一次側部の構造を表した構造図
【図３】本発明の第３実施例である密閉容器の気密性を維持しつつ変流器の一次側部と接続する接続端子部の構造を表した構造図
【図４】図３で図示の密閉容器の接続端子部へ図２で図示の変流器の一次側部を挿入した状態を表した構造図
【図５】ガス絶縁電気設備の構造の従来例を断面で示した構造断面図
【符号の説明】
２              密閉容器
３              母線
４              電源側断路器
４Ａ            断路器操作器
５              遮断器
５Ａ            遮断器操作器
６，３０        変流器
７              負荷側断路器
７Ａ            断路器操作器
８              負荷側ブッシング
２１              気密端子
３１，６１        一次側電源側端子
３２，６２        一次側負荷側端子
３３，６３        二次側端子
３４              絶縁コーン
３５              絶縁物
４０              円錐受け台
４１              絶縁コーン受け
４２              電源側端子金具
４３              負荷側端子金具
４４              絶縁間座
４５              金属リング
５１，５３        ねじ
５２，５４，５５  オーリング
【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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