JPH1080025A - 絶縁スペ−サ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】筒状金属容器端フランジ間に挾持される金属リ
ング１と、充電部導体接続用金具２と、該金具２と前記
金属リング１との間に注型される熱硬化樹脂層３とを備
えた絶縁スペ−サにおいて、金属リングの内周側にシ−
ルド電極を、樹脂に過大な応力を作用させることなく安
全に埋設できる絶縁スペ−サを提供する。 【解決手段】金属リング１の内周面に沿ってシ−ルド電
極１２が垂直に突設されて熱硬化樹脂層３の外周部に埋
設され、該シ−ルド電極１２の形状が上記熱硬化樹脂層
３の注型時収縮に対して逆らわない形状とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は筒状金属容器内に充
電部導体を絶縁支持するために使用される絶縁スペ−サ
に関し、ガス絶縁開閉装置での充電部導体の絶縁支持や
管路気中送電線での内部導体の絶縁支持に有用なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉装置においては、開閉装置
の構成機器、すなわち、母線、遮断器、断路器、避雷器
等の機器の充電部を接地の円筒状金属容器の中央に配
し、その充電部を長さ方向に所定の間隔にて絶縁支持
し、円筒状接地金属容器内をＳＦ₆等の絶縁特性に優れ
たガスで充満加圧している。また、管路気中送電線にお
いては、接地の円筒状金属容器（外部導体）内に内部導
体を柱状絶縁スペ−サで支持した工場内組立ての長さ１
０〜１２ｍの管路気中送電線ユニットを現場に搬入し、
ユニット間の外部導体及び内部導体をシ−ス拡管・導体
プラグインコンタクト方式等で接続し、約１００ｍ区間
ごとにガス止め絶縁スペ−サを介在させ、該ガス止め絶
縁スペ−サの導体接続金具とユニットの内部導体とを接
続すると共にガス止め絶縁スペ−サ外周部を外部導体端
間に気密に接続し、ガス止め絶縁スペ−サで仕切った各
区間をそれぞれの加圧装置でＳＦ₆ガスにより加圧して
いる。

【０００３】上記ガス絶縁開閉装置における筒状金属容
器内での充電部の絶縁支持、管路気中送電線におけるガ
ス止め絶縁スペ−サによる内部導体の絶縁支持には、図
９に示すように、金属リング１’内に接続金具２’を配
設し、それらの間に熱硬化樹脂層３’を注型した絶縁ス
ペ−サＡ’を用い、筒状金属容器端フランジ４１’，４
１’間に絶縁スペ−サＡ’の金属リング１’を挾み、熱
硬化樹脂層２’の外周部側面と金属容器端フランジとの
間にパッキング４２’を装着し、両フランジ４１’，４
１’と金属リング１’とをボルト４３’で締結してパッ
キング４２’を圧縮し、接続金具２’にガス絶縁開閉装
置の各機器の充電部または管路気中送電線の内部導体４
４’を連結している。

【０００４】上記絶縁スペ−サにおいては、樹脂の熱収
縮率が金属の熱収縮率に較べて相当に大きいので、熱硬
化樹脂層の加熱硬化直後の冷却時、金属リング１’と熱
硬化樹脂層３’との界面剥離を積極的に生じさせ、過大
な引張り応力の発生を抑制して樹脂クラックの発生を防
止することが公知である。この場合、金属リング１’と
熱硬化樹脂層３’との界面剥離のもとでも、金属リング
１’の熱硬化樹脂層３’との結着を確保するために、図
９に示すように金属リング１’の内周面に沿い凹溝１
０’を設けている。

【０００５】上記の絶縁スペ−サによる絶縁支持構造に
おいては、接地の円筒状金属容器端フランジの間でア−
ス電位面が凹み、充電部からア−ス電位面に至る電界分
布がこの凹部分で乱れ、その電界乱れの程度によって
は、耐電圧強度の低下が生じることがある。このため、
図１０の（イ）及び図１０の（ロ）〔図１０の（イ）に
おけるロ−ロ断面図〕に示すように、金属リング１’の
内周側にシ−ルドリング１２’を配し、このシ−ルドリ
ング１２’を周方向に所定の等間隔でビス１２１’によ
り金属リング１’に固定することが公知である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
シ−ルドリング付き絶縁スペ−サにおいては、熱硬化樹
脂層の加熱硬化直後の冷却に伴う半径方向収縮時、図１
０の（イ）において、シ−ルドリング１２’と金属リン
グ１’との間に存在するシ−ルドリング巾ｂ’の樹脂部
分３０’の半径方向収縮がシ−ルドリング１２’で抑え
られ、その樹脂部分３０’の巾両端に大きな剪断応力が
作用するので、樹脂クラック発生の畏れがある。

【０００７】本発明の目的は、筒状金属容器端フランジ
間に挾持される金属リングと、充電部導体接続用金具
と、該金具と前記金属リングとの間に注型される熱硬化
樹脂層とを備えた絶縁スペ−サにおいて、金属リングの
内周側にシ−ルド電極を、樹脂に過大な応力を作用させ
ることなく安全に埋設できる絶縁スペ−サを提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る絶縁スペ−
サは、筒状金属容器内に充電部導体を絶縁支持するため
に使用されるスペ−サであり、筒状金属容器端フランジ
間に挾持される金属リングと、該金属リング内に配され
た充電部導体接続用金具と、該金具と前記金属リングと
の間に注型された熱硬化樹脂層とを備え、上記金属リン
グの内周面に沿ってシ−ルド電極が垂直に突設されて熱
硬化樹脂層外周部に埋設され、該シ−ルド電極の形状が
上記熱硬化樹脂層の注型時収縮に対して逆らわない形状
とされていることを特徴とする構成であり、金属リング
の巾両脇に内方向鍔を突設し、シ−ルド電極の突設高さ
を内方向鍔の突設高さよりも高くすることができ、ま
た、シ−ルド電極先端が半円形にされるか、あるいは、
シ−ルド電極先端のコ−ナがシ−ルド電極の厚みの１／
５以上の曲率半径のア−ル面とされている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１の（イ）は本発明に
係る絶縁スペ−サの一例を示す側面図、図１の（ロ）は
図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。図１の
（イ）及び図１の（ロ）において、１は金属リングであ
り、周方向に所定の等間隔を隔てた位置にボルト挿通孔
１１が設けられている。１２は金属リング１の内周面の
中央線に沿って垂直に突設されたシ−ルド電極であり、
厚みが一様とされ、表面が平滑とされている。２は金属
リング１の中央に配設された充電部導体接続金具であ
り、この金具２の中心と金属リング１の中心とは実質的
に一致されている。３は金属リング１と充電部導体接続
用金具２との間に注型された熱硬化性樹脂組成物層であ
り、両側面の外周近傍にパッキング装着溝３１が形成さ
れている。図１の（イ）及び図１の（ロ）に示された絶
縁スペ−サは、三相各相のそれぞれに対し、各筒状金属
容器内に一本の充電部導体を絶縁支持する場合に使用さ
れるが、三相一括型で充電部導体を絶縁支持する場合
は、図２に示すように、各相充電部導体接続用金具２が
正三角形で、その正三角形中心が金属リング１の中心に
実質的に一致されるように配設される。

【００１０】上記シ−ルド電極の先端は、電気ストレス
を緩和するために図３の（イ）に示すように、半円形に
してある。また、図３の（ロ）に示すように、シ−ルド
電極先端のコ−ナ１２１を曲率半径の充分に大なる（通
常、シ−ルド電極の厚みの１／５以上）ア−ル面とする
こともできる。このシ−ルド電極１２は金属リング１の
鋳造時に一体に設けられるか、金属リングの切削加工時
に形成されるか、あるいは、図３の（ハ）に示すよう
に、螺子１２２で取り付けられる。上記金属リング１及
びシ−ルド電極１２には、銅、アルミニウム、鋼または
各金属の合金等を使用でき、充電部導体接続用金具２に
は、銅、アルミニウム等を使用できる。上記熱硬化性樹
脂組成物には、エポキシ樹脂を使用でき、通常、アルミ
ナ粉末、シリカ粉末、炭酸カルシウム粉末等のフィラ−
が添加される。

【００１１】図４は上記絶縁スペ−サをガス絶縁開閉装
置等の円筒状金属容器４に固定した状態を示し、円筒状
金属容器端フランジ４１，４１間に金属リング１を挾
み、各フランジ４１と熱硬化樹脂層外周部の各側面３２
との間にパッキン４２を装着し、両フランジ４１，４１
と金属リング１とをボルト４３で締結してパッキング４
２を圧縮している。而して、円筒状金属容器端フランジ
４１，４１の間にシ−ルド電極１２が存在し、シ−ルド
電極１２の先端が円筒状金属容器内面４０のレベルに位
置しているから、シ−ルド電極１２が無い場合のフラン
ジ４１，４１間の凹んだア−ス電位面が実質的に円筒状
金属容器内面４０のレベルに引き上げられ、フランジ４
１，４１間での電界分布と円筒状金属容器内面４０での
電界分布との差が無くなり、電界乱れに起因する耐電圧
性の低下を防止できる。

【００１２】上記絶縁スペ−サは、通常、注型法により
製造される。例えば、図１の（ロ）において⇒方向から
閉じられる二つ割れ金型内に金属リング１や接続用金具
２をセットし、型を閉じたうえで縦向きに配置し、金型
の樹脂注入口からの減圧によりキャビティ内のエア−抜
きを行ったうえでフィラ−添加液状樹脂をキャビティに
注入し、金型加熱により樹脂を硬化し、而るのち、離型
することにより製造される。この場合、樹脂の熱収縮率
が金属の熱収縮率に較べて相当に大であるので、冷却
時、金属リングに較べて樹脂が相当に大きく熱収縮し、
この大なる収縮に硬化収縮も重なって、図５に示すよう
に、金属リング１の内周面と硬化樹脂層３との界面が剥
離する。この剥離を容易に生じさせるように、金属リン
グ１の内周面に、予め離型剤を塗布しておくことが有効
である。この樹脂の収縮時、図５に示すように、シ−ル
ド電極１２の側面に接する樹脂層界面には圧縮応力ｐが
作用するが、この界面が平滑であって低摩擦であるから
（離型剤を塗布すれば、より一層に低摩擦にできる）、
シ−ルド電極１２の側面での樹脂の半径方向収縮に対す
る摩擦抵抗を充分に軽減でき、この摩擦抵抗により上記
樹脂界面に作用する剪断応力を充分に小さくできる。従
って、樹脂クラックの発生を排除できる。

【００１３】上記樹脂の半径方向収縮により、図５にお
いて、シ−ルド電極先端面１２１から樹脂面３３が剥離
され、シ−ルド電極先端面１２１に臨んでギャップｇが
発生する畏れがある。而して、このギャツプに放電を惹
起するような強い電気ストレスが作用するのを防止する
ために、金属に対しては離型性に優れ樹脂に対しては易
接着性の導電性塗料、例えば、カ−ボン粉末や金属粉末
配合のシリコ−ン樹脂液をシ−ルド電極に塗布しておき
（金属リングを含めて塗布することもできる）、シ−ル
ド電極の先端面から剥離した樹脂面に導電性樹脂膜を形
成することが安全である。

【００１４】本発明に係る絶縁スペ−サにおけるシ−ル
ド電極は、上記熱硬化樹脂層の注型時収縮に対して逆ら
わない形状とされていることが必要であり、その形状
は、上記一様厚みで、外面が平坦なもののみに限定され
るものではなく、先端側に至るに従って厚みが減少する
ように、外面にテ−パを付けた形状とすることも可能で
ある。本発明に係る絶縁スペ−サにおいては、図６に示
すように、金属リング１の巾両脇に内方向鍔１０，１０
を突設することもでき、この場合、シ−ルド電極１２の
突設高さを内方向鍔１０の突設高さよりも高くして、内
方向鍔１０の角をシ−ルド電極１２で電気的に遮蔽する
ことが必要である。

【００１５】上記の注型においては、図７の（イ）及び
図７の（ロ）〔図７の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すよ
うに、金属リング１に樹脂流通孔１４を設け、金型の樹
脂注入孔の直下にこの樹脂流通孔１４を位置させ、この
樹脂流通孔１４を経てキャビティへの樹脂注入を行うこ
とが望ましく、この場合、図８に示すように、樹脂流通
孔１４内のシ−ルド電極１２上にシ−ルド電極巾に等し
いスペ−サ５を配置し、この樹脂流通孔１４での樹脂収
縮をスム−ズに生じさせて過大な剪断応力の発生を排除
することが望ましい。金属リング１を切削加工により得
る場合は、上記のスペ−サ５に相当する部分を残すよう
にして切削加工し、スペ−サ５の配置を省略することが
できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る絶縁スペ−サにおいては、
筒状金属容器端フランジ間に挾持される金属リングと、
充電部導体接続用金具と、該金具と前記金属リングとの
間に注型される熱硬化樹脂層とを備えたスペ−サの金属
リングの内周側にシ−ルド電極を設けてあるが、熱硬化
樹脂の注型時収縮に対しシ−ルド電極が抵抗して樹脂界
面に過大な応力が発生するのを排除してあるから、樹脂
クラックの発生の畏れなくシ−ルド電極を安全に設ける
ことができる。また、金属リング内周面と熱硬化樹脂層
との界面にギャップが発生するにもかかわらず、シ−ル
ド電極に樹脂層を緊圧させてその間をがたつきなく安定
に保持できるから、熱硬化樹脂層中央の充電部導体接続
用金具を高精度で位置決めでき、ガス絶縁開閉装置にお
ける断路器・接地開閉器部の固定接触子への可動接触子
のコンタクトを円滑に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（イ）は本発明に係る絶縁スペ−サの一
例を示す側面図、図１の（ロ）は図１の（イ）における
ロ−ロ断面図である。

【図２】本発明に係る絶縁スペ−サの別例を示す側面図
である。

【図３】本発明において使用するシ−ルド電極付き金属
リングの異なる例を示す説明図である。

【図４】本発明に係る絶縁スペ−サの使用状態を示す説
明図である。

【図５】本発明に係る絶縁スペ−サのシ−ルド電極と熱
硬化樹脂層との固定状態を示す説明図である。

【図６】本発明において使用するシ−ルド電極付き金属
リングの上記とは別の例を示す説明図である。

【図７】本発明において使用するシ−ルド電極付き金属
リングの樹脂流路孔を示す説明図である。

【図８】本発明において使用するシ−ルド電極付き金属
リングの樹脂流路孔の注型時の状態を示す説明図であ
る。

【図９】従来の絶縁スペ−サを示す説明図である。

【図１０】上記とは別の従来の絶縁スペ−サを示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 金属リング １２ シ−ルド電極 ２ 充電部導体接続用金具 ３ 熱硬化性樹脂組成物層

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【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 坦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状金属容器内に充電部導体を絶縁支持す
   るために使用されるスペ−サであり、筒状金属容器端フ
   ランジ間に挾持される金属リングと、該金属リング内に
   配された充電部導体接続用金具と、該金具と前記金属リ
   ングとの間に注型される熱硬化樹脂層とを備え、上記金
   属リングの内周面に沿ってシ−ルド電極が垂直に突設さ
   れて熱硬化樹脂層外周部に埋設され、該シ−ルド電極の
   形状が上記熱硬化樹脂層の注型時収縮に対して逆らわな
   い形状とされていることを特徴とする絶縁スペ−サ。
2. 【請求項２】請求項１において、金属リングの巾両脇に
   内方向鍔が突設され、シ−ルド電極の突設高さが内方向
   鍔の突設高さよりも高くされている絶縁スペ−サ。
3. 【請求項３】シ−ルド電極先端が半円形とされている請
   求項１または２記載の絶縁シ−ルド電極。
4. 【請求項４】シ−ルド電極先端のコ−ナがシ−ルド電極
   の厚みの１／５以上の曲率半径のア−ル面とされている
   請求項１または２記載の絶縁スペ−サ。