JP3049123B2 - ガス絶縁開閉装置の絶縁接続部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置の絶
縁接続部に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の絶縁接続部がガス絶縁開閉装置に
取り付けられた一例を図３の縦断面に示し、この図３の
部分拡大詳細図を図４に示す。図３及び図４において、
内部に電気機器が収納され、略大気圧の絶縁ガス（ここ
ではＳＦ₆ ガス）が封入された左右の箱体１Ａ，１Ｂの
天井板には、この天井板に設けられた図示しない円形の
貫通穴を下部の分岐部が貫通した略Ｔ字形のＴ形ブッシ
ング３が挿着され、これらのＴ形ブッシング３，３間
は、銅棒でなる母線４で接続されている。

【０００３】このＴ形ブッシング３は、特開平2-262810
号公報に開示されているように、管状の接続導体２とこ
の接続導体２の中央部から下方に直角に分岐した引出し
棒２ｃの周りにエポキシ樹脂で注形成形された分岐部
と、接続導体２と引出し棒２ａの外周の絶縁層３ａの接
続導体２の左右に形成された穴２ａ，２ｂに挿入され、
母線４の端部と接続導体２を接続する接触子５と、絶縁
層３ａに固定されＴ形ブッシング３，３間を接続するガ
ス管６で構成されている。

【０００４】このガス管６には、ステンレス鋼板製の伸
縮自在の蛇腹７が接続され、このガス管６の内部には絶
縁ガス８がガス注入弁９から封入されている。この絶縁
ガスの圧力は、箱体１Ａ，１Ｂと同様に略大気圧のた
め、絶縁補強として図４に示すように母線４の周りには
絶縁筒10が挿入されている。この絶縁筒10の端部は母線
４に接続された伸縮自在の平編導体11を覆っており、こ
の平編導体11と母線４の外周の電界緩和が図られてい
る。この絶縁筒10は、エポキシ樹脂で成形されていて、
誘電率が約５である。また、ガス管６と蛇腹７は、絶縁
層３ａの側面に埋め込まれた埋金12にＯリング13を介し
てボルト14で固定され気密が保たれている。

【０００５】なお、引出し棒２ｃの下端には、箱体１
Ａ，１Ｂに収納された図示しない電気機器に接続され、
箱体１Ｂの右側に箱体が隣設されないときには、Ｔ形ブ
ッシング３の穴２ｂは押え板15でＯリング13を介して密
封され、内部には絶縁ガスが封入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたガス絶縁母線では、母線４の表面の電界強度
は絶縁筒10で緩和されるが、一方では、ガス管６と母線
４との絶縁距離は後述するように見掛け上短縮して、絶
縁筒10の表面の電界強度が上がることがある。これは、
絶縁ガス８の誘電率は約１であるのに対し、絶縁筒10の
誘電率は約５のために、殆どの電位は、絶縁ガス８で分
担するためである。さらに、箱体１Ａ，１Ｂの幅の製作
誤差を吸収するための伸縮自在の平編導体11の表面は、
細かい凹凸があるので、絶縁筒10の絶縁耐力以上の電界
強度になると絶縁が破壊する。

【０００７】したがって、絶縁筒10の肉厚を増やさなけ
ればならず、厚さを増やすと、逆に絶縁ガス８の絶縁距
離が短くなるので電界強度が上昇することになる。した
がって、ガス圧力を上げざるを得なくなるだけでなく、
すると、ガス管６の肉厚を圧力に耐えうるよう増やさな
くてはならず、Ｏリング13によるガスシール部分も圧力
で漏れない構造が必要となる。そこで、第１及び第２の
発明の目的は、外形を増やすことなく、部分的な電界強
度の上昇を抑えることができ、長期に亘って耐電圧特性
を維持することのできるガス絶縁開閉装置の絶縁接続部
を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】第１の発明は、
絶縁ガスが封入され高圧電気機器を収納する一対の箱体
の外壁に分岐部が気密に貫設されたＴ形ブッシングと、
このＴ形ブッシングの間を接続する母線と、この母線が
貫通し両端がＴ形ブッシングの側面に固定され上部に注
入口を備えた連結管を備え、Ｔ形ブッシングには、箱体
から突き出た絶縁層の中心に分岐部と直交方向に埋設さ
れた接続管とこの接続管に挿入され母線の端部が挿入さ
れる接触子を備えたガス絶縁開閉装置の絶縁接続部にお
いて、接続管の側面に添設され母線の端部が中心に挿入
され接続管の内部と外部を仕切る絶縁板を設け、連結管
の内部に注入口からシリコーンゲルを充填することで、
絶縁特性の優れたシリコーンゲルで導体と連結管を絶縁
して、長期に亘る設備の稼働によるヒートサイクルに対
しても、耐電圧特性を維持することのできるガス絶縁開
閉装置の絶縁接続部である。

【０００９】また、第２の発明は、絶縁ガスが封入され
高圧電気機器を収納する一対の箱体の外壁に分岐部が気
密に貫設されたＴ形ブッシングと、このＴ形ブッシング
の間を接続する母線と、この母線が貫通し一端が片側の
Ｔ形ブッシングの側面に固定され上部に注入口を備えた
連結管と、この連結管の他端に片側が接続され他側が他
側のＴ形ブッシングの側面に固定される蛇腹を備え、Ｔ
形ブッシングには、箱体から突き出た絶縁層の中心に分
岐部と直交方向に埋設された接続管とこの接続管に挿入
され母線の端部が挿入される接触子を備えたガス絶縁開
閉装置の絶縁接続部において、母線を、絶縁外被の比誘
電率がほぼ2.3 のケーブルとすることで、ガス絶縁部の
電界強度の上昇を抑えて、長期に亘って耐電圧特性を維
持することのできるガス絶縁開閉装置の絶縁接続部であ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のガス絶縁開閉装置の絶縁接続
部の一実施例を図面を参照して説明する。但し、図３及
び図４と重複する部分には、同符号を付して説明を省
く。図１は、第１の発明を示す縦断面図で、図４に対応
する図である。

【００１１】図１において、箱体１Ｂの天井部には、図
２及び図３と同様にＴ形ブッシング３がＯリング13を介
して気密に取り付けられ、このＴ形ブッシング３の接続
導体２とこの接続導体２から直角に分岐した引出し棒２
ｃの周りには、エポキシ樹脂で注型された絶縁層３ａが
形成され、接続導体２の周りの絶縁層３ａには接続導体
２の軸心線上の両側に、穴２ａ，２ｂが貫通している。
このうち、左側の穴２ａには、母線４の端部の外周に取
り付けられた複数の接触子５が嵌合し、この接触子５の
外周は、接続導体２の内周と所定の接触圧力で接触して
いる。

【００１２】ここで、Ｔ形ブッシング３と図示しない隣
設箱体に取り付けられたＴ形ブッシングの間には、連結
管16が絶縁層３ａに埋め込まれた埋金12にボルト14で固
定され、母線４と連結管16の間には、シリコーンオイル
と硬化剤が混合されゲル状に硬化したシリコーンゲル17
が脱泡されて充填されている。このシリコーンゲル17の
充填は、母線４と連結管16を組み立てた後に、この連結
管16に取り付けられた注入口16ａから、シリコーンオイ
ルと硬化剤を混合させた直後の液状のゲルを注入し、室
温で数時間保持されてゲル状に硬化させている。なお、
接続導体２の左側面には、あらかじめ母線４に挿入され
た絶縁板18Ａが当接していて、シリコーンゲル17が接続
導体２の内部に流入し接触子５と接続導体２の内周の接
触部に侵入しないようになっている。

【００１３】一方、母線４が取り付けられない右側のＴ
形ブッシング３の穴２ｂには、押え板19が絶縁層３ａに
埋め込まれた埋金12にボルト14で固定され、接続導体２
との空間には、絶縁板18Ｂを介してシリコーンゲル17が
充填されている。シリコーンゲル17の注入は、注入口19
ａから注入し、注入方法には、大気圧注入や真空，加圧
などの方法があるが、このうち、真空注入を選べば、あ
らかじめＴ形ブッシング３の穴２ｂは真空状態になって
いるので、注入口19ａに図示しない排気弁と注入弁があ
れば、どの位置に注入口19ａがあってもよい。

【００１４】このように構成された絶縁接続部におい
て、母線４と連結管16及び接続導体２と押え板19の間に
は、シリコーンゲル17が充填されゲル状に硬化している
ので、このシリコーンゲル17で主絶縁が形成される。シ
リコーンゲル17は、シリコーンオイルと硬化剤を混合し
ており、絶縁耐力を調べた一例では、シリコーンオイル
と硬化剤を１：１の比率で混合し、ゲル化させたもの
は、エポキシ樹脂より破壊電圧が劣るものの、シリコー
ンオイルより約30％高くＡＣ約45kV／mmと優れている。
また、真空脱泡を行った後にゲル化させれば、ボイドな
どが発生せず、コロナ放電の発生もない。なお、ＳＦ₆
ガスとの絶縁耐力を比べると、破壊電圧が大気圧で 8.9
kV／mmであるので、シリコーンゲル17は約５倍の絶縁耐
力となる。

【００１５】ここで、シリコーンゲル17は、エポキシ樹
脂などの絶縁材料に比べて、ゲル状のため硬化時の残留
応力などがなく、また、硬化後においても、温度変化な
どに伴う伸縮の応力を吸収するので、亀裂の発生がな
く、優れた絶縁耐力を長期に亘って維持できる。しか
し、熱膨脹係数が大きく、温度上昇時に体積が増加する
ため、この増加分を注入口16ａ，19ａで吸収している。
したがって、この絶縁接続部は、主絶縁部を小形化する
ことができ、ガスシールが要らないので、気密構造とし
なくてもよく、シリコーンゲルが漏れない程度の簡単な
構造でよく、部品点数を減らすことができ保守が容易と
なる。

【００１６】次に、図２は、第２の発明の絶縁接続部が
Ｔ形ブッシングで接続された状態を示す縦断面図で、同
じく、図４に対応する図である。図２において、接続導
体２の左側の穴２ａには、図１と同様に、端部のより線
21の外周に複数の接触子５が取り付けられたケーブル20
が、図１，図２と同様なガス管６と蛇腹７の内部に収納
された状態で挿着されている。また、ガス管６には、図
４と同様に伸縮自在の蛇腹７が溶接で密封接続され、ガ
ス注入弁９から絶縁ガス８が封入されている。

【００１７】ここで、より線21の周りには、誘電率の低
い絶縁材料が一体で成形されている。例えば、誘電率が
約2.3 の架橋ポリエチレンでなるケーブル素材で外被の
接地層を剥脱させた絶縁母線を用いてもよい。なお、こ
れらの絶縁母線が貫通しない右側の穴２ｂには、図１と
同様に押え板15で気密が保たれて絶縁ガス８が密封され
ている。

【００１８】このように構成された絶縁接続部におい
て、ケーブル20の外被の誘電率は、図４で示す従来の絶
縁筒10より小さいため、ガス空間の絶縁距離の分担電圧
が下がり、それに伴って電界強度が低下する。また、よ
り線21の表面の電界強度も外被で被覆されているため低
下する。このため、ガス圧力を上げて絶縁耐力を上げな
くてもよく、低いガス圧力で良好な絶縁性能を保つこと
ができる。したがって、箱体１Ｂのガス圧力と同等のガ
ス圧力にすることができ、ガスシールの用品の共用化が
でき、信頼性が向上する。更に、絶縁耐力に裕度がある
場合には、ガス絶縁母線全体の直径を小さくすることが
できる。

【００１９】次に、通電の導体には、より線21を用い、
また外被にはケーブル素材の架橋ポリエチレンを用いて
おり、この外被は伸縮し、可撓性があるので箱体１Ａ，
１Ｂの製作誤差や外気との設備の運転停止で生じる温度
変化による寸法差を吸収することができるので、従来の
方法の平編導体の部品を省くことができる。このため、
製作容易な絶縁接続部となる。

【００２０】なお、上記実施例では、より線21の外被と
して架橋ポリエチレンのときで説明したが、誘電率の低
い紙テープなどを重ね巻きにして、絶縁ガスを封入して
も、ガス空間の電界強度を抑えることができ、絶縁耐力
の向上を図ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上、第１の発明によれば、絶縁ガスが
封入され高圧電気機器を収納する一対の箱体の外壁に分
岐部が気密に貫設されたＴ形ブッシングと、このＴ形ブ
ッシングの間を接続する母線と、この母線が貫通し両端
がＴ形ブッシングの側面に固定され上部に注入口を備え
た連結管を備え、Ｔ形ブッシングには、箱体から突き出
た絶縁層の中心に分岐部と直交方向に埋設された接続管
とこの接続管に挿入され母線の端部が挿入される接触子
を備えたガス絶縁開閉装置の絶縁接続部において、接続
管の側面に添設され母線の端部が中心に挿入され接続管
の内部と外部を仕切る絶縁板を設け、連結管の内部に注
入口からシリコーンゲルを充填することで、絶縁特性の
優れたシリコーンゲルで導体と連結管を絶縁したので、
長期に亘る設備の稼働によるヒートサイクルに対して
も、耐電圧特性を維持することのできるガス絶縁開閉装
置の絶縁接続部を得ることができる。

【００２２】また、第２の発明によれば、絶縁ガスが封
入され高圧電気機器を収納する一対の箱体の外壁に分岐
部が気密に貫設されたＴ形ブッシングと、このＴ形ブッ
シングの間を接続する母線と、この母線が貫通し一端が
片側のＴ形ブッシングの側面に固定され上部に注入口を
備えた連結管と、この連結管の他端に片側が接続され他
側が他側のＴ形ブッシングの側面に固定される蛇腹を備
え、Ｔ形ブッシングには、箱体から突き出た絶縁層の中
心に分岐部と直交方向に埋設された接続管とこ の接続管
に挿入され母線の端部が挿入される接触子を備えたガス
絶縁開閉装置の絶縁接続部において、母線を、絶縁外被
の比誘電率がほぼ2.3 のケーブルとすることで、ガス絶
縁部の電界強度の上昇を抑えたので、長期に亘って耐電
圧特性を維持することのできるガス絶縁開閉装置の絶縁
接続部を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のガス絶縁開閉装置の絶縁接続部の
一実施例を示す縦断面図。

【図２】第２の発明のガス絶縁開閉装置の絶縁接続部の
一実施例を示す縦断面図。

【図３】従来の絶縁接続部がガス絶縁開閉装置に取り付
けられた状態を示す図。

【図４】図３の部分拡大詳細図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…箱体、２…接続導体、３…Ｔ形ブッシン
グ、３ａ…絶縁層、４…母線、５…接触子、６…ガス
管、７…蛇腹、８…絶縁ガス、９…ガス注入弁、10…絶
縁筒、11…平編導体、12…埋金、13…Ｏリング、14…ボ
ルト、15，19…押え板、16…連結管、17…シリコーンゲ
ル、18Ａ，18Ｂ…絶縁板、20…ケーブル。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−262810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−77406（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70419（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82304（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226217（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−113927（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02B 13/02 - 13/075 H02G 5/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスが封入され高圧電気機器を収納
   する一対の箱体の外壁に分岐部が気密に貫設されたＴ形
   ブッシングと、このＴ形ブッシングの間を接続する母線
   と、この母線が貫通し両端が前記Ｔ形ブッシングの側面
   に固定され上部に注入口を備えた連結管を備え、前記Ｔ
   形ブッシングには、前記箱体から突き出た絶縁層の中心
   に前記分岐部と直交方向に埋設された接続管とこの接続
   管に挿入され前記母線の端部が挿入される接触子を備え
   たガス絶縁開閉装置の絶縁接続部において、前記接続管
   の側面に添設され前記母線の端部が中心に挿入され前記
   接続管の内部と外部を仕切る絶縁板を設け、前記連結管
   の内部に前記注入口からシリコーンゲルを充填したこと
   を特徴とするガス絶縁開閉装置の絶縁接続部。
2. 【請求項２】 絶縁ガスが封入され高圧電気機器を収納
   する一対の箱体の外壁に分岐部が気密に貫設されたＴ形
   ブッシングと、このＴ形ブッシングの間を接続する母線
   と、この母線が貫通し一端が片側の前記Ｔ形ブッシング
   の側面に固定され上部に注入口を備えた連結管と、この
   連結管の他端に片側が接続され他側が他側の前記Ｔ形ブ
   ッシングの側面に固定される蛇腹を備え、前記Ｔ形ブッ
   シングには、前記箱体から突き出た絶縁層の中心に前記
   分岐部と直交方向に埋設された接続管とこの接続管に挿
   入され前記母線の端部が挿入される接触子を備えたガス
   絶縁開閉装置の絶縁接続部において、前記母線を、絶縁
   外被の比誘電率がほぼ2.3 のケーブルとしたことを特徴
   とするガス絶縁開閉装置の絶縁接続部。