JPH11262120A

JPH11262120A - 電界緩和装置および電気機器

Info

Publication number: JPH11262120A
Application number: JP10061190A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田; Kazuhito Horikiri; 和仁堀切
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電界強度を抑制して縮小化を図ること。【解決手段】電極の端部15に、断面が半円状の突出部15
a を円周方向に設け、当該突出部15a および電極の端部
15を覆うように、所定の大きさの誘電率を有する絶縁材
料からなる第１の絶縁層16を設け、かつ第１の絶縁層16
の外周に、絶縁材料よりも誘電率の小さい絶縁材料から
なる第２の絶縁層17を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガス絶縁ス
イッチギヤ等の電気機器に用いられる主回路導体等の電
極の電界強度を抑制する電界緩和装置に係り、特に縮小
化を図った電界緩和装置に関するものである。また、本
発明は、例えばガス絶縁スイッチギヤ等の電気機器に係
り、特に収納機器を合理的に配置して縮小化を図った電
気機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、代表的な電気機器であるガス絶
縁スイッチギヤの構成例を示す概要図である。図７にお
いて、ＳＦ₆ ガス等の絶縁ガスをほぼ大気圧で封入した
密閉容器１の内部には、遮断器２、接続導体３、断路器
４、連結導体５、ケーブルヘッド６、がいし７、母線８
等の収納機器が収納されて、所要の配線がなされてい
る。

【０００３】ここで、絶縁ガスは、電気的な負性気体で
あり、破壊電圧が電界強度に依存するため、各部の電極
は電界緩和が図られている。すなわち、具体的には、電
極の曲率半径を大きくして、電界集中部をなくする構造
が採られている。

【０００４】また、曲率半径を抑える電界緩和として
は、例えば図８に要部断面図を示すような複合絶縁構造
がある。この構造は、例えば“特開平２ー４６１１１号
公報”に開示されているように、断路器４の可動接触子
の端部電極９に、エポキシ樹脂をモールドした絶縁層１
０を設けた構成である。

【０００５】一方、操作板１１は、断路器４の可動接触
子の端部電極９に連結ピン１２で連結されており、図示
していない操作機構により回転運動を直線運動に変換し
ている。

【０００６】ここで、端部電極９には、湾曲部９ａを設
けて、絶縁層１０と接する部分（以下、トリプルジャン
クション部と称する）１３の電界強度を抑制している。
すなわち、端部電極９と絶縁層１０と絶縁ガスが接する
トリプルジャンクション部１３は、電界強度が上昇する
ことから、端部電極９側に電界を抑制する構造の湾曲部
９ａ等が設けられている。

【０００７】また、対地間となる接地板１４との間は、
絶縁層１０による電界緩和や電子放出の抑制等の作用に
より、耐電圧が向上する。これにより、絶縁層１０は、
小さい曲率半径で高い耐電圧特性を有し、縮小化が図ら
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成において、絶縁層１０は、エポキシ樹脂でモールド
されており、誘電率εがε＝５前後である。そして、こ
のように誘電率が絶縁ガスの誘電率（約１）よりも大き
いと、トリプルジャンクション部１３の電界を抑制する
ため、湾曲部９ａの外径を大きくしなければならない。

【０００９】すなわち、トリプルジャンクション部１３
を湾曲部９ａで覆うように配置すれば、電界強度を大幅
に抑制することができる。しかしながら、これにより、
湾曲部９ａを含めた端部電極９の直径方向が大きくなっ
てしまうことになる。

【００１０】また、対地間方向においては、ガスギャッ
プと絶縁層１０との電位分担で電界強度が決定される。
このため、絶縁層１０の誘電率が大きいと、ガスギャッ
プの電位分担が大きくなり、それに伴なって電界強度が
大きくなる。

【００１１】従って、ガスギャップと絶縁層１０の絶縁
厚さを最適にして電位分担を最小値にするものの、最大
電界がガスギャップに位置し、耐電圧が決定されてい
る。このように、絶縁層１０の誘電率は、絶縁ガスの誘
電率より大きいため、電界緩和をするための大きさには
限界があり、最近の趨勢である縮小化に逆行するものと
なっている。

【００１２】本発明の目的は、電界強度を抑制して縮小
化を図ることが可能な電界緩和装置を提供することにあ
る。さらに、本発明の目的は、収納機器を合理的に配置
して縮小化を図ることが可能な電気機器を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、電極の端部に設けられ、当
該電極の電界強度を抑制する絶縁層からなる電界緩和装
置において、絶縁層の誘電率を、電極側から反電極側に
かけて順次小さくなるように変化させている。

【００１４】ここで、特に上記絶縁層は、例えば請求項
２に記載したように、エポキシ樹脂で形成し、かつ当該
エポキシ樹脂に混合する充填材の配合量を、電極側から
反電極側にかけて少なくなるように変化させることによ
り、絶縁層の誘電率を連続的にまたは段階的に変化させ
ることが好ましい。

【００１５】従って、請求項１および請求項２の発明の
電界緩和装置においては、絶縁層の誘電率を、電極側か
ら反電極側にかけて順次小さくなるように変化させるこ
とにより、絶縁層内の電位分担が小さくなり、電極廻り
の電界強度が低下する。特に、電極と絶縁層とが接する
部分の電極表面では、絶縁層の影響により電界強度が低
下する。

【００１６】これにより、電極の電界強度、および絶縁
層の電界強度を抑制して、電界緩和装置自体の縮小化を
図ることができる。一方、請求項３の発明では、電極の
端部に設けられ、当該電極の電界強度を抑制する電界緩
和装置において、電極の端部に、断面が半円状の突出部
を円周方向に設け、突出部および電極の端部を覆うよう
に、所定の大きさの誘電率を有する絶縁材料からなる第
１の絶縁層を設け、かつ第１の絶縁層の外周に、絶縁材
料よりも誘電率の小さい絶縁材料からなる第２の絶縁層
を設けている。

【００１７】ここで、例えば請求項４に記載したよう
に、上記第１の絶縁層の絶縁厚さよりも、第２の絶縁層
の絶縁厚さを大きくすることが好ましい。また、例えば
請求項５に記載したように、電極の絶縁距離が１００ｍ
ｍ以上である場合に、上記第１の絶縁層の絶縁厚さを５
ｍｍとし、第２の絶縁層の絶縁厚さを４０ｍｍとするこ
とが好ましい。

【００１８】従って、請求項３乃至請求項５の発明の電
界緩和装置においては、電極の端部に、誘電率の大きい
第１の絶縁層を電極側に設け、第１の絶縁層の外周に、
第１の絶縁層よりも誘電率の小さい第２の絶縁層を設け
ることにより、電極の電界強度および絶縁層の電界強度
を抑制して、電界緩和装置自体の縮小化を図ることがで
きる。

【００１９】また、第２の絶縁層は、第１の絶縁層より
も絶縁厚さを大きくしかつ誘電率を小さくすることによ
り、電位分担が大きくなる。これに伴なって、ガスギャ
ップの電位分担が小さくなり、結果的に破壊電圧を左右
しているガスギャップの電界強度が低下する。

【００２０】これにより、電界緩和装置自体の耐電圧特
性が向上し、電界緩和装置自体のより一層の縮小化を図
ることができる。また、請求項６の発明では、上記請求
項３乃至請求項５のいずれか１項の発明の電界緩和装置
において、第１および第２の各絶縁層をエポキシ樹脂で
形成し、かつ第１の絶縁層を形成するエポキシ樹脂に混
合する充填材の配合量よりも、第２の絶縁層を形成する
エポキシ樹脂に混合する充填材の配合量を少なくしてい
る。

【００２１】従って、請求項６の発明の電界緩和装置に
おいては、第１の絶縁層を形成するエポキシ樹脂に混合
する充填材の配合量よりも、第２の絶縁層を形成するエ
ポキシ樹脂に混合する充填材の配合量を少なくすること
により、電極の電界強度および絶縁層の電界強度を抑制
して、電界緩和装置自体の縮小化を図ることができる。

【００２２】さらに、請求項７の発明では、上記請求項
３乃至請求項５のいずれか１項の発明の電界緩和装置に
おいて、第１の絶縁層をエポキシ樹脂で形成し、かつ第
２の絶縁層をテフロン樹脂または架橋ポリエチレンから
なる絶縁材料で形成している。

【００２３】従って、請求項７の発明の電界緩和装置に
おいては、第１の絶縁層を誘電率の大きいエポキシ樹脂
で形成し、第２の絶縁層を第１の絶縁層よりも誘電率の
小さいテフロン樹脂または架橋ポリエチレンで形成する
ことにより、電極の電界強度および絶縁層の電界強度を
抑制して、電界緩和装置自体の縮小化を図ることができ
る。

【００２４】また、請求項８の発明では、上記請求項３
乃至請求項７のいずれか１項の発明の電界緩和装置にお
いて、第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか一方
に雄ネジを形成すると共に、他方に雄ネジと螺合する雌
ネジを形成している。

【００２５】従って、請求項８の発明の電界緩和装置に
おいては、第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか
一方に雄ネジを形成し、他方に雄ネジと螺合する雌ネジ
を形成することにより、第１の絶縁層と接着性の劣る絶
縁材料からなる第２の絶縁層でも、容易に取付けて固定
することが可能となるため、安定した機械的な特性を得
ることができる。

【００２６】さらに、請求項９の発明では、上記請求項
３乃至請求項７のいずれか１項の発明の電界緩和装置に
おいて、第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか一
方に雄ネジを形成すると共に、他方に雄ネジと螺合する
雌ネジを形成し、かつ第１の絶縁層と第２の絶縁層との
界面に、シリコーングリス層を設けている。

【００２７】従って、請求項９の発明の電界緩和装置に
おいては、第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか
一方に雄ネジを形成し、他方に雄ネジと螺合する雌ネジ
を形成し、さらに第１の絶縁層と第２の絶縁層との界面
にシリコーングリス層を設けることにより、上記請求項
８の作用に加えて、第１の絶縁層と第２の絶縁層との界
面の隙間がシリコーングリスの薄膜で充填されるため、
安定した絶縁特性を得ることができる。

【００２８】一方、請求項１０の発明では、端部に電界
緩和層となる絶縁層を設けた第１の導体を、ＳＦ₆ ガス
等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納して構
成される電気機器において、第１の導体の軸方向に対し
てほぼ直角に導体接続のための段付きの開口穴を設け、
第１の導体の開口穴に、当該開口穴に見合った段部が形
成された第２の導体を接続している。

【００２９】従って、請求項１０の発明の電気機器にお
いては、絶縁層を設けた第１の導体に、導体接続のため
の段付きの開口穴を軸方向に対してほぼ直角に設け、当
該開口穴に第２の導体を接続することにより、第２の導
体をほぼ直角に配置することが可能となるため、導体を
合理的に配置して電気機器全体形状の縮小化を図ること
ができる。

【００３０】また、請求項１１の発明では、端部に電界
緩和層となる絶縁層を設けた第１の導体を、ＳＦ₆ ガス
等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納して構
成される電気機器において、第１の導体の軸方向に対し
てほぼ直角に導体接続のための段付きの開口穴を設け、
第１の導体の開口穴に、ブッシングの中心導体（第２の
導体）を開口穴の段差部まで貫通させている。

【００３１】ここで、例えば請求項１２に記載したよう
に、上記ブッシングをガス−気中ブッシングとし、ガス
側の中心導体（第２の導体）に導体接続部を設けること
が好ましい。

【００３２】また、例えば請求項１３に記載したよう
に、上記第１の導体に、他方向からの第３の導体を接続
することが好ましい。従って、請求項１１乃至請求項１
３の発明の電気機器においては、絶縁層を設けた第１の
導体に、導体接続のための段付きの開口穴を軸方向に対
してほぼ直角に設け、当該開口穴にブッシングの中心導
体（第２の導体）を貫通させることにより、ブッシング
端部から最短の曲げ半径でほぼ直角に導体を配置するこ
とが可能となるため、導体を合理的に配置して電気機器
全体形状の縮小化を図ることができる。

【００３３】さらに、請求項１４の発明では、上記請求
項１０乃至請求項１３のいずれか１項の発明の電気機器
において、第１の導体の端部に設けられる絶縁層の誘電
率を、第１の導体側から反第１の導体側にかけて順次小
さくなるように変化させている。

【００３４】従って、請求項１４の発明の電気機器にお
いては、第１の導体の端部に設けられる絶縁層の誘電率
を、第１の導体側から反第１の導体側にかけて順次小さ
くなるように変化させることにより、絶縁層内の電位分
担が小さくなり、第１の導体廻りの電界強度が低下す
る。特に、第１の導体と絶縁層とが接する部分の第１の
導体表面では、絶縁層の影響により電界強度が低下す
る。

【００３５】これにより、第１の導体の電界強度、およ
び絶縁層の電界強度を抑制して、電気機器全体形状のよ
り一層の縮小化を図ることができる。さらにまた、請求
項１５の発明では、操作板の回転運動を、連結ピンによ
り水平運動に変える可動接触子を有する断路器を、ＳＦ
₆ ガス等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納
して構成される電気機器において、断路器の可動接触子
の操作板側の電極端部に、所定の大きさの誘電率を有す
る絶縁材料からなる第１の絶縁層を設け、かつ第１の絶
縁層の外周に、絶縁材料よりも誘電率の小さい絶縁材料
からなる第２の絶縁層を設けている。

【００３６】従って、請求項１５の発明の電気機器にお
いては、断路器の可動接触子の操作板側の電極端部に、
誘電率の大きい第１の絶縁層を電極側に設け、第１の絶
縁層の外周に、第１の絶縁層よりも誘電率の小さい第２
の絶縁層を設けることにより、電極の電界強度および絶
縁層の電界強度を抑制して、電界緩和装置自体の縮小化
を図ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明は、電極の端部に設けら
れ、当該電極の電界強度を抑制する絶縁層からなる電界
緩和装置において、絶縁層の誘電率を、電極側から反電
極側にかけて順次小さくなるように変化させるものであ
る。

【００３８】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。（第１の実施の形態）図１は、本実施の形態による主回
路導体端部の電界緩和装置の構成例を示す要部断面図で
あり、図８と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００３９】すなわち、本実施の形態の電界緩和装置
は、図１に示すように、端部電極１５に、断面が半円状
の突出部であるリング部１５ａを円周方向に設け、この
リング部１５ａおよび端部電極１５を覆うように、第１
の絶縁層１６を設け、さらにこの第１の絶縁層１６の外
周に、第２の絶縁層１７を設けた構成としている。

【００４０】ここで、第１の絶縁層１６は、誘電率の大
きい絶縁材料からなるものであり、例えばエポキシ樹脂
でモールドして形成している。また、この第１の絶縁層
１６は、端部電極１５の絶縁距離Ｔが１００ｍｍ以上で
ある場合に、例えば約５ｍｍの絶縁厚さで形成してい
る。

【００４１】第２の絶縁層１７は、第１の絶縁層１６の
絶縁材料よりも誘電率の小さい絶縁材料からなるもので
あり、例えば充填材を多く混合させて誘電率を抑えた、
エポキシ樹脂やテフロン樹脂、または架橋ポリエチレン
等で形成している。

【００４２】また、この第２の絶縁層１７は、端部電極
１５の絶縁距離Ｔが１００ｍｍ以上である場合に、第１
の絶縁層１６の絶縁厚さよりも大きい、ガスギャップ長
のほぼ半分位の約４０ｍｍの絶縁厚さで形成している。

【００４３】この場合、エポキシ樹脂においては、充填
材として例えばシリカ粉末を多く充填することにより、
誘電率の大きさを４以下にすることができ、また充填材
として例えばミルドファイバーを充填することにより、
誘電率の大きさを５以上にすることができる。

【００４４】以上により、絶縁層全体の誘電率を、端部
電極１５側から反端部電極１５側にかけて少なくなるよ
うに、段階的に変化させている。なお、操作板１１を連
結ピン１２により端部電極１５と連結して、操作板１１
の回転運動を連結ピン１２により水平運動に変えること
により、前記断路器４の可動接触子の操作が行なわれる
ようになっている。

【００４５】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電界緩和装置においては、絶縁層全体の誘電率を、端
部電極１５側から反端部電極１５側にかけて小さくなる
ように、段階的に変化させていることにより、絶縁層内
の電位分担が小さくなり、端部電極１５廻りの電界強度
が低下する。

【００４６】特に、端部電極１５と絶縁層とが接する部
分の端部電極１５表面では、絶縁層の影響により電界強
度が低下する。これにより、端部電極１５の電界強度、
および絶縁層の電界強度を抑制して、電界緩和装置自体
の縮小化を図ることができる。

【００４７】また、第２の絶縁層１７は、第１の絶縁層
１６よりも絶縁厚さを大きくしかつ誘電率を小さくして
いることにより、電位分担が大きくなる。これに伴なっ
て、ガスギャップの電位分担が小さくなり、結果的に破
壊電圧を左右しているガスギャップの電界強度が低下す
る。

【００４８】これにより、電界緩和装置自体の耐電圧特
性が向上し、電界緩和装置自体のより一層の縮小化を図
ることができる。図２は、第１の絶縁層１６の絶縁厚さ
を変化させた時の電界緩和装置の電界強度分布を示す特
性図である。

【００４９】図２において、曲線Ｅ₁ （実線）は、トリ
プルジャンクション部の端部電極１５側Ａ点の電界強度
であり、また曲線Ｅ₂ （点線）は、外側の第２の絶縁層
１７の表面のうち、内側の第１の絶縁層１６の影響を受
けて最大電界強度が変化する側部Ｂ点の電界強度であ
る。

【００５０】また、ここで用いた条件は、第１の絶縁層
１６の誘電率の大きさが５．９であり、第２の絶縁層１
７の誘電率の大きさが２．７で絶縁厚さを４５ｍｍで一
定としている。

【００５１】この図２に示す特性曲線より、絶縁厚さが
約５ｍｍの点で、端部電極１５表面の電界強度と第２の
絶縁層１７表面の電界強度とが交差しており、電極構成
からみて最も電界強度が抑制された条件であることがわ
かる。

【００５２】すなわち、かかる条件において、電界緩和
装置の耐電圧特性が最も向上し、電極の全体形状の縮小
化が図れることになる。（第２の実施の形態）図３は、本実施の形態（絶縁層を
別々に製作して取り付ける場合）による主回路導体端部
の電界緩和装置の一構成例を示す要部断面図である。

【００５３】すなわち、本実施の形態の電界緩和装置
は、図３に示すように、端部電極１８に、断面が半円状
の突出部であるリング部１８ａを円周方向に設け、この
リング部１８ａおよび端部電極１８を覆うように、誘電
率の大きい絶縁材料からなる第１の絶縁層１９をモール
ドして設け、さらにこの第１の絶縁層１９の外周に、第
１の絶縁層１９の絶縁材料よりも誘電率の小さい絶縁材
料からなる第２の絶縁層２１をモールドして設けた構成
としている。

【００５４】この場合、第１の絶縁層１９または第２の
絶縁層２１のいずれか一方の側部に雄ネジを形成すると
共に、他方の側部に上記雄ネジと螺合する雌ネジを形成
しておき、第１の絶縁層１９の雄ネジ（または雌ネジ）
に、第２の絶縁層２１の雌ネジ（または雄ネジ）を螺合
することにより、第１の絶縁層１９に第２の絶縁層２１
を締め付け固定している。

【００５５】さらに、第１の絶縁層１９と第２の絶縁層
２１との界面には、密着性を向上させるために、シリコ
ーングリス層２３を設けている。図４は、本実施の形態
（絶縁層を別々に製作して取り付ける場合）による主回
路導体端部の電界緩和装置の他の構成例を示す要部断面
図であり、図３と同一要素には同一符号を付して示して
いる。

【００５６】すなわち、本実施の形態の電界緩和装置
は、図４に示すように、端部電極１８に、断面が半円状
の突出部であるリング部１８ａを円周方向に設け、この
リング部１８ａおよび端部電極１８を覆うように、誘電
率の大きい絶縁材料からなる第１の絶縁層２０をモール
ドして設け、さらにこの第１の絶縁層２０の外周に、第
１の絶縁層２０の絶縁材料よりも誘電率の小さい絶縁材
料からなる第２の絶縁層２２をモールドして設けた構成
としている。

【００５７】この場合、第１の絶縁層２０または第２の
絶縁層２２のいずれか一方の底部に雄ネジを形成すると
共に、他方の底部に上記雄ネジと螺合する雌ネジを形成
しておき、第１の絶縁層２０の雄ネジ（または雌ネジ）
に、第２の絶縁層２２の雌ネジ（または雄ネジ）を螺合
することにより、第１の絶縁層２０に第２の絶縁層２２
を締め付け固定している。

【００５８】さらに、第１の絶縁層２０と第２の絶縁層
２２との界面には、密着性を向上させるために、シリコ
ーングリス層２３を設けている。なお、図４では、第１
の絶縁層２０のネジ部が凸部となっているが、第１の絶
縁層２０のネジ部が凹部になっても、第２の絶縁層２２
が密着して嵌合固定できる形状であればよい。

【００５９】次に、以上のように構成した図３および図
４に示す本実施の形態の電界緩和装置においては、第１
の絶縁層１９，２０または第２の絶縁層２１，２２のい
ずれか一方に雄ネジを形成し、他方に雄ネジと螺合する
雌ネジを形成していることにより、第１の絶縁層１９，
２０と接着性の劣る絶縁材料からなる第２の絶縁層で
も、容易に取付けて固定することが可能となるため、安
定した機械的な特性を得ることができる。

【００６０】また、第１の絶縁層１９，２０と第２の絶
縁層２１，２２との界面に、シリコーングリス層２３を
設けていることにより、第１の絶縁層１９，２０と第２
の絶縁層２１，２２との界面の隙間が、シリコーングリ
スの薄膜で充填されるため、安定した絶縁特性を得るこ
とができる。

【００６１】さらに、第１の絶縁層１９，２０と第２の
絶縁層２１，２２のモールドを別々に行なうことによ
り、複数回モールドを行なって製作する場合に比べて、
ボイドや剥離等のモールド特有の欠陥を作り出す機会を
減少させることができる。これにより、欠陥の少ない絶
縁層を形成することができ、生産性の向上を図れること
になる。

【００６２】（第３の実施の形態）図５は、本実施の形
態（導体相互をほぼ直角に接続する場合）による電気機
器であるガス絶縁スイッチギヤの主回路導体端部の構成
例を示す要部断面図である。

【００６３】すなわち、本実施の形態のガス絶縁スイッ
チギヤは、図５に示すように、端部に電界緩和層となる
絶縁層を設けた電極である第１の導体２４を、ＳＦ₆ ガ
ス等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納して
構成される電気機器において、第１の導体２４の端部
に、断面が半円状の突出部であるリング部２４ａを円周
方向に設け、このリング部２４ａおよび第１の導体２４
端部を覆うように、誘電率の大きい絶縁材料からなる第
１の絶縁層２５をモールドして設け、さらにこの第１の
絶縁層２５の外周に、第１の絶縁層２５の絶縁材料より
も誘電率の小さい絶縁材料からなる第２の絶縁層２６を
設けて、電界緩和装置を設けた構成としている。

【００６４】また、第１の導体２４の軸方向に対してほ
ぼ直角に、導体接続のための段付きの開口穴２４ｂを設
けている。一方、第２の導体２７には、開口穴２４ｂに
見合った段付き加工を施して段部を形成し、例えばマル
チバンドよりなる接触子２８を設けており、貫通させた
後にボルト２９で締め付け固定することにより、第１の
導体２４の開口穴２４ｂに第２の導体２７を接続してい
る。

【００６５】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電気機器においては、第１の導体２４に、導体接続の
ための段付きの開口穴２４ｂを軸方向に対してほぼ直角
に設け、当該開口穴２４ｂに第２の導体２７を接続して
いることにより、第２の導体２７をほぼ直角に配置する
ことが可能となるため、導体を合理的に配置して電気機
器全体形状の縮小化を図ることができる。

【００６６】すなわち、導体をほぼ直角で配置しても、
曲がり部分の電界強度を第１の絶縁層２５、第２の絶縁
層２６により抑制することができる。このため、従来で
は、導体を直角に折り曲げると、折り曲げた部分の曲率
半径を機械的特性や絶縁的特性よりも大きくしなければ
ならなかったが、本実施の形態では、収納機器の配置に
合わせて導体を直角に配置することができるため、合理
的な配置を行なうことができ、それに伴なって電気機器
全体形状の縮小化を図ることができる。

【００６７】さらに、第１の導体２４の端部に設けられ
る絶縁層の誘電率を、絶縁層を２層２５，２６にするこ
とで、第１の導体２４側から反第１の導体２４側にかけ
て段階的に小さくなるように変化させていることによ
り、絶縁層内の電位分担が小さくなり、第１の導体２４
廻りの電界強度が低下する。特に、第１の導体２４と絶
縁層とが接する部分の第１の導体２４表面では、絶縁層
の影響により電界強度が低下する。

【００６８】これにより、第１の導体２４の電界強度、
および絶縁層の電界強度を抑制して、電気機器全体形状
のより一層の縮小化を図ることができる。（第４の実施の形態）図６は、本実施の形態（ブッシン
グに導体を直角に取り付けた場合）による電気機器であ
るガス絶縁スイッチギヤの主回路導体端部の構成例を示
す要部断面図であり、図５と同一要素には同一符号を付
して示している。

【００６９】すなわち、本実施の形態のガス絶縁スイッ
チギヤは、図６に示すように、端部に電界緩和層となる
絶縁層を設けた電極である第１の導体３３を、ＳＦ₆ ガ
ス等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納して
構成される電気機器において、第１の導体３３の端部
に、断面が半円状の突出部であるリング部３３ａを円周
方向に設け、このリング部３３ａおよび第１の導体３３
端部を覆うように、誘電率の大きい絶縁材料からなる第
１の絶縁層２５をモールドして設け、さらにこの第１の
絶縁層２５の外周に、第１の絶縁層２５の絶縁材料より
も誘電率の小さい絶縁材料からなる第２の絶縁層２６を
設けて、電界緩和装置を設けた構成としている。

【００７０】また、第１の導体３３の軸方向に対してほ
ぼ直角に、導体接続のための段付きの開口穴３３ｂを設
けている。一方、盤壁３０には、ガス−気中ブッシング
３１が気密に固定されており、第１の導体３３の開口穴
３３ｂに、ガス−気中ブッシング３１の中心導体（第２
の導体）３２を開口穴３３ｂの段差部まで貫通させた後
に、接触子２８を介してボルト２９で締め付け固定する
ことにより、第１の導体３３の開口穴３３ｂにガス−気
中ブッシング３１の中心導体３２を、ガス側においてほ
ぼ直角に接続している。

【００７１】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電気機器においては、第１の導体３３に、導体接続の
ための段付きの開口穴３３ｂを軸方向に対してほぼ直角
に設け、当該開口穴３３ｂにガス−気中ブッシング３１
の中心導体３２を貫通させていることにより、ブッシン
グ３１端部から最短の曲げ半径でほぼ直角に第１の導体
３３を配置することが可能となるため、導体を合理的に
配置して電気機器全体形状の縮小化を図ることができ
る。

【００７２】さらに、ガス−気中ブッシング３１の絶縁
層沿面においても、第１の導体３３端部の電界緩和装置
が、誘電率の小さい第２の絶縁層２６で形成されている
ことにより、電界強度の上昇を抑制することができる。

【００７３】従って、電界緩和装置に金属シールドを用
いた場合に比べて、ガス−気中ブッシング３１の縮小化
を図ることができ、それに伴なって電気機器全体形状の
より一層の縮小化を図ることができる。

【００７４】（他の実施の形態）前記以外の他の実施の
形態として、前記第３または第４の実施の形態で述べた
ような２方向の導体の接続のみに限らず、３方向等の多
方向からの導体を接続する場合においても、導体の端部
に前述した絶縁層を形成させて、接続部を設けることに
より、同様に導体を合理的に配置して電気機器全体形状
の縮小化を図ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項９の発明によれば、電極の端部に設けられ、当該電極
の電界強度を抑制する絶縁層からなる電界緩和装置にお
いて、絶縁層の誘電率を、電極側から反電極側にかけて
順次小さくなるように変化させているので、電極の電界
強度および絶縁層の電界強度を抑制して縮小化を図るこ
とが可能な電界緩和装置が提供できる。

【００７６】さらに、請求項１０乃至請求項１５の発明
によれば、端部に電界緩和層となる絶縁層を設けた第１
の導体を、絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納
して構成される電気機器において、第１の導体の軸方向
に対してほぼ直角に導体接続のための段付きの開口穴を
設け、この開口穴に他方向からの導体を差し込んで接続
しているので、収納機器を合理的に配置して縮小化を図
ることが可能な電気機器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による主回路導体端部の電界緩和装置の
第１の実施の形態を示す要部断面図。

【図２】同第１の実施の形態の電界緩和装置における第
１の絶縁層の絶縁厚さを変化させた時の電界強度分布を
示す特性図。

【図３】本発明による主回路導体端部の電界緩和装置の
第２の実施の形態を示す要部断面図。

【図４】本発明による主回路導体端部の電界緩和装置の
第２の実施の形態を示す要部断面図。

【図５】本発明による電気機器（ガス絶縁スイッチギ
ヤ）の主回路導体端部の第３の実施の形態を示す要部断
面図。

【図６】本発明による電気機器（ガス絶縁スイッチギ
ヤ）の主回路導体端部の第４の実施の形態を示す要部断
面図。

【図７】代表的な電気機器であるガス絶縁スイッチギヤ
の構成例を示す概要図。

【図８】従来技術による主回路導体端部の電界緩和装置
の構成例を示す要部断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…遮断器、３…接続導体、４…断路器、５…連結導体、６…ケーブルヘッド、７…がいし、８…母線、９，１５，１８…端部電極、１０…絶縁層、１１…操作板、１２…連結ピン、１３…トリプルジャンクション部、１４…接地板、１６，１９，２０，２５…第１の絶縁層、１７，２１，２２，２６…第２の絶縁層、２３…シリコーングリス層、２４，３３…第１の導体、２７…第２の導体、２８…接触子、２９…ボルト、３０…盤壁、３１…ガス−気中ブッシング、３２…ガス−気中ブッシング３１の中心導体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極の端部に設けられ、当該電極の電界
強度を抑制する絶縁層からなる電界緩和装置において、前記絶縁層の誘電率を、前記電極側から反電極側にかけ
て順次小さくなるように変化させて成ることを特徴とす
る電界緩和装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の電界緩和装置にお
いて、前記絶縁層をエポキシ樹脂で形成し、かつ当該エポキシ
樹脂に混合する充填材の配合量を、前記電極側から反電
極側にかけて少なくなるように変化させることにより、
前記絶縁層の誘電率を連続的にまたは段階的に変化させ
たことを特徴とする電界緩和装置。
【請求項３】電極の端部に設けられ、当該電極の電界
強度を抑制する電界緩和装置において、前記電極の端部に、断面が半円状の突出部を円周方向に
設け、前記突出部および前記電極の端部を覆うように、所定の
大きさの誘電率を有する絶縁材料からなる第１の絶縁層
を設け、かつ前記第１の絶縁層の外周に、前記絶縁材料よりも誘
電率の小さい絶縁材料からなる第２の絶縁層を設けて成
ることを特徴とする電界緩和装置。
【請求項４】前記請求項３に記載の電界緩和装置にお
いて、前記第１の絶縁層の絶縁厚さよりも、前記第２の絶縁層
の絶縁厚さを大きくしたことを特徴とする電界緩和装
置。
【請求項５】前記請求項４に記載の電界緩和装置にお
いて、前記電極の絶縁距離が１００ｍｍ以上である場合に、前
記第１の絶縁層の絶縁厚さを５ｍｍとし、前記第２の絶
縁層の絶縁厚さを４０ｍｍとしたことを特徴とする電界
緩和装置。
【請求項６】前記請求項３乃至請求項５のいずれか１
項に記載の電界緩和装置において、前記第１および第２の各絶縁層をエポキシ樹脂で形成
し、かつ前記第１の絶縁層を形成するエポキシ樹脂に混合す
る充填材の配合量よりも、前記第２の絶縁層を形成する
エポキシ樹脂に混合する充填材の配合量を少なくしたこ
とを特徴とする電界緩和装置。
【請求項７】前記請求項３乃至請求項５のいずれか１
項に記載の電界緩和装置において、前記第１の絶縁層をエポキシ樹脂で形成し、かつ前記第
２の絶縁層をテフロン樹脂または架橋ポリエチレンから
なる絶縁材料で形成したことを特徴とする電界緩和装
置。
【請求項８】前記請求項３乃至請求項７のいずれか１
項に記載の電界緩和装置において、前記第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか一方に
雄ネジを形成すると共に、他方に前記雄ネジと螺合する
雌ネジを形成したことを特徴とする電界緩和装置。
【請求項９】前記請求項３乃至請求項７のいずれか１
項に記載の電界緩和装置において、前記第１の絶縁層または第２の絶縁層のいずれか一方に
雄ネジを形成すると共に、他方に前記雄ネジと螺合する
雌ネジを形成しかつ前記第１の絶縁層と第２の絶縁層と
の界面に、シリコーングリス層を設けたことを特徴とす
る電界緩和装置。
【請求項１０】端部に電界緩和層となる絶縁層を設け
た第１の導体を、ＳＦ₆ ガス等の絶縁ガスが封入された
密閉容器の内部に収納して構成される電気機器におい
て、前記第１の導体の軸方向に対してほぼ直角に段付きの開
口穴を設け、前記第１の導体の開口穴に、当該開口穴に見合った段部
が形成された第２の導体を接続して成ることを特徴とす
る電気機器。
【請求項１１】端部に電界緩和層となる絶縁層を設け
た第１の導体を、ＳＦ₆ ガス等の絶縁ガスが封入された
密閉容器の内部に収納して構成される電気機器におい
て、前記第１の導体の軸方向に対してほぼ直角に段付きの開
口穴を設け、前記第１の導体の開口穴に、ブッシングの
中心導体（第２の導体）を前記開口穴の段差部まで貫通
させて成ることを特徴とする電気機器。
【請求項１２】前記請求項１１に記載の電気機器にお
いて、前記ブッシングがガス−気中ブッシングであり、ガス側
の中心導体（第２の導体）に導体接続部を設けたことを
特徴とする電気機器。
【請求項１３】前記請求項１１または請求項１２に記
載の電気機器において、前記第１の導体に、他方向からの第３の導体を接続して
成ることを特徴とする電気機器。
【請求項１４】前記請求項１０乃至請求項１３のいず
れか１項に記載の電気機器において、前記第１の導体の端部に設けられる絶縁層の誘電率を、
前記第１の導体側から反第１の導体側にかけて順次小さ
くなるように変化させて成ることを特徴とする電界緩和
装置。
【請求項１５】操作板の回転運動を、連結ピンにより
水平運動に変える可動接触子を有する断路器を、ＳＦ₆
ガス等の絶縁ガスが封入された密閉容器の内部に収納し
て構成される電気機器において、前記断路器の可動接触子の操作板側の電極端部に、所定
の大きさの誘電率を有する絶縁材料からなる第１の絶縁
層を設け、かつ前記第１の絶縁層の外周に、前記絶縁材料よりも誘
電率の小さい絶縁材料からなる第２の絶縁層を設けて成
ることを特徴とする電気機器。