アレスタ
【課題】ブッシングの挿入孔内面とアレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体外面との嵌合部の面圧を確保する。
【解決手段】アレスタは、ブッシング２を備えており、ブッシング２の先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面５３ｂを有しており、このテーパ内面５３ｂを介して上部挿入孔５１ａおよび下挿入孔５２ａが連通されている。高圧シールド体４は、シールド本体４１を備えており、その側壁部４１ａの後端側端部の内側にテーパ内面５３ｂが位置するように配置されている。アレスタモールド体６は、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子６１ａを積層して成るアレスタ素子積層体６１を備えており、アレスタ素子積層体６１の外周にはシリコーンゴムなどから成るゴムモールド体６７が設けられている。
【解決手段】アレスタは、ブッシング２を備えており、ブッシング２の先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面５３ｂを有しており、このテーパ内面５３ｂを介して上部挿入孔５１ａおよび下挿入孔５２ａが連通されている。高圧シールド体４は、シールド本体４１を備えており、その側壁部４１ａの後端側端部の内側にテーパ内面５３ｂが位置するように配置されている。アレスタモールド体６は、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子６１ａを積層して成るアレスタ素子積層体６１を備えており、アレスタ素子積層体６１の外周にはシリコーンゴムなどから成るゴムモールド体６７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレスタに係り、特に、酸化亜鉛を主成分とする複数個の非直線抵抗素子（以下「アレスタ素子」という。）の積層体（以下「アレスタ素子積層体」という。）を備えるアレスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電所や変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置には、落雷時等に線路から侵入する異常電圧から開閉装置や変圧器等の電気機器を保護するためにアレスタが配設されている。
【０００３】
従来、このようなアレスタとしては、図１３に示すように、アレスタ素子積層体１００を絶縁ガスが封入されたタンク１１０の底部１１０ａに立設し絶縁支持筒１２０を介して支持して成るもの（例えば、非特許文献１）、若しくは、図１４に示すように、機器ケース２１０の内壁にブッシング２２０を気密に取り付け、このブッシング２２０にアレスタ素子積層体２３０を着脱自在に装着して成るものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、前者のアレスタにおいては、アレスタ素子積層体１００を構成するアレスタ素子の電圧分担を均一化するために、アレスタ素子積層体１００の高圧側に大型のシールド１３０を配設しなければならず、このため、機器自体が大型化するという難点があり、また、アレスタ素子積層体１００を有するガス絶縁開閉装置の耐電圧試験を行なう際に、アレスタ素子積層体１００を主回路導体（不図示）から切り離さなければならないため、切り離し装置（不図示）を設ける必要があり、このため機器の構造が複雑になるという難点があった。
【０００５】
一方、後者のアレスタにおいては、切り離し装置を設ける必要がないため構造が簡素化され、また、耐電圧試験を行なう際に機器ケース２１０内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができるものの、次のような難点があった。
【０００６】
第１に、アレスタ素子積層体２３０の一部の外周に接地体としての機器ケース２１０が存在することから、アレスタ素子２３０ａの電圧分担を均一にすることが困難であり、このため、その適用が２２／３３ｋＶ程度の中圧用の線路に制限されるという難点があった。
【０００７】
第２に、このようなプラグインタイプのアレスタにおいては、アレスタ素子積層体２３０の外周に絶縁樹脂のモールド体２４０を設け、このモールド体２４０の外面をブッシング２２０の挿入孔の内面に密着させることで、モールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の内面間の面圧を確保し、界面での絶縁破壊を防止する必要がある。
【０００８】
第３に、前述のモールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の内面間の面圧を確保する方法としては、絶縁樹脂のモールド体２４０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせる方法が知られているが、単に、絶縁樹脂のモールド体２４０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせて、これをブッシング２２０の挿入孔内に挿入させる構成では、モールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の界面に有効な面圧を付与することが困難である。
【０００９】
第４に、このようなプラグインタイプのアレスタにおいては、機器の耐電圧試験の際に、アレスタ素子積層体２３０に当該アレスタ素子積層体２３０の動作開始電圧を超える電圧が印加されるため、ブッシング２２０からアレスタ素子積層体２３０を取り外した状態で耐電圧試験を行なう必要があるところ、ブッシング２２０からアレスタ素子積層体２３０を取り外した場合には、ブッシング２２０内部をＳＦ６ガスや固体絶縁物等によって絶縁する必要がある。
【００１０】
第５に、前述のブッシング２２０内部を絶縁する方法としては、図１５に示すように、モールド体２４０と同形状の絶縁栓３１０をブッシング２２０の挿入孔内に着脱自在に装着する方法が知られているが、このような構成の絶縁栓３１０においては、ブッシング２２０の挿入孔の内面と絶縁栓３１０の外面間の界面に隙間が生じないようにするため、絶縁栓３１０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせる必要があり、このため絶縁栓３１０が必要以上に大型化するという難点があり、また、単に、絶縁栓３１０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせた構成では、前述のモールド体２４０と同様にブッシング２２０の挿入孔の内面と絶縁栓３１０の外面間の界面に有効な面圧を付与することが困難である。
【００１１】
【非特許文献１】電気学会技術報告 第８５１号 ７（図２.１０）
【特許文献１】特開平１−２３２６８１（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、主として、ブッシングの挿入孔内面とアレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体外面との嵌合部の面圧の確保を図り、界面での絶縁破壊を防止することができるアレスタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様であるアレスタは、電気機器を収容する機器ケースの開口部に、開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、ブッシングの挿入孔内に機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタモールド体と備え、アレスタモールド体は、複数個のアレスタ素子を積層して成るアレスタ素子積層体と、アレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体とを備え、アレスタモールド体は、ブッシングの挿入孔の内部に収容されているものである。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様であるアレスタにおいて、アレスタモールド体は、ブッシングの挿入孔の内部でブッシングの先端部に向けて押圧されているものである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様であるアレスタにおいて、アレスタモールド体の後端部には、軸方向の押圧によりバネ力が付勢されるスプリングが配設されているものである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの挿入孔の内面は、ブッシングの先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面を有し、ゴムモールド体の外面は、テーパ内面と嵌合するテーパ外面を有するものである。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第４の態様であるアレスタにおいて、ブッシングには、アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、テーパ内面は、高圧シールド体の後端側端部の内側に位置するものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの挿入孔内には、アレスタモールド体と交換的に、機器ケースの外部から着脱自在に絶縁栓が装着されるものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第６の態様であるアレスタにおいて、ブッシングには、アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、絶縁栓は、高圧シールド体の後端側端部の内側に位置するものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第７の態様であるアレスタにおいて、絶縁栓は、ブッシングの挿入孔内に装着され、外面にブッシングのテーパ内面と嵌合するテーパ外面を有する絶縁栓本体と、ブッシングの挿入孔内に装着され、高圧シールド体と絶縁栓本体の高圧側電極とを電気的に接触させる接触部材と、ブッシングの挿入孔内に装着され、絶縁栓本体をブッシングの先端部側に向けて押圧する押圧部材とを備えているものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第８の態様であるアレスタにおいて、絶縁栓本体の後端面と押圧部材の先端面間にスプリングが配設され、スプリングは、押圧部材のブッシングの先端部方向への押圧によりバネ力が付勢されるものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第９の態様であるアレスタにおいて、押圧部材は、絶縁栓本体に進退自在に取り付けられているものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングは、硬質のプラスチック樹脂で形成されているものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１の態様乃至第１１の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの後端部は、機器ケースの開口部を通り機器ケースの外部に気密に導出されているものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体の外周は、絶縁性のバリヤにより覆われているものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、ブッシングの先端部の形状と略同形状の金具を有し、金具は、ブッシングの先端部にブッシングと同心状に埋設されているものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、ブッシングの先端部外周に塗布された導電性の塗布層で形成されているものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、円筒状の金具を有し、金具は、ブッシングの先端部の周りにブッシングの先端部を囲むように配設されているものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の態様乃至第１６態様のアレスタによれば、次のような効果がある。
【００３０】
第１に、アレスタ素子積層体の外周にゴムモールド体を設け、当該アレスタモールド体をブッシングの挿入孔の内部に収容することで、従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができる。
【００３１】
第２に、アレスタ素子積層体の外周に設けたゴムモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することで、ブッシングの挿入孔内面とゴムモールド体外面の間の面圧を確保することができ、界面での絶縁破壊を防止することができる。
【００３２】
第３に、アレスタモールド体の後端部にスプリングを配設し、当該スプリングにバネ力を付勢することで、アレスタモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することができる。
【００３３】
第４に、ブッシングの挿入孔のテーパ内面にゴムモールド体のテーパ外面を嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができる。
【００３４】
第５に、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ内面を位置させることで、界面での絶縁破壊を防止することができる。
【００３５】
第６に、ブッシングの挿入孔内にアレスタモールド体と交換的に絶縁栓を装着することで、ブッシングの挿入孔内の絶縁を確保した状態で機器の耐電圧試験等を行なうことができる。
【００３６】
第７に、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に絶縁栓を位置させることで、絶縁栓を装着した状態における電界のコントロールを有効に行なうことができ、また、高圧シールド体の後端側端部付近の内側のみを封止することで、ブッシングの挿入孔内の絶縁を確保できるため、絶縁栓の小型化を図ることができる。
【００３７】
第８に、ブッシングの後端部を機器ケースの外部に気密に導出することで、機器の構造の簡素化、小型化および軽量化を図ることができる。
【００３８】
第９に、高圧シールド体の外周を絶縁性のバリヤで覆うことで、相間の絶縁距離や機器ケースとの絶縁距離を短くすることができ、機器の縮小化を図ることができる。
【００３９】
第１０に、高圧シールド体を導電性の塗布層で形成することで、ブッシングの軽量化および低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明のアレスタを適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。なおここで、アレスタモールド体の「先端部」、ブッシングの「先端部」とは、アレスタモールド体、ブッシングそれぞれの高圧側の端部をいい、図中では上方向に相当する。また、アレスタモールド体の「後端部」、ブッシングの「後端部」は、先端部と反対側の端部をいい、図中で下方向に相当する。
［実施例１］
図１は、６６／７７ｋＶ級の本発明のアレスタの一例を示す一部断面図である。
【００４１】
同図において、本発明のアレスタを有する電気機器は、開閉器等の電気機器（不図示）を気密に収容する機器ケ−ス１を備えており、機器ケ−ス１内には例えばＳＦ６ガスなどの絶縁ガスが充填されている。また、機器ケース１の底部には開口部１ａが設けられており、この開口部１ａにはそれ自身の先端部を機器ケース１内に位置させ、かつそれ自身の後端部で開口部１ａを気密に覆う如くブッシング２が配設され、このブッシング２内には後述するアレスタ素子積層体６１を含むアレスタモールド体６が着脱自在に装着されている。
【００４２】
ブッシング２は、エポキシ樹脂のモールド体等から成る硬質でかつ絶縁性のブッシング本体３と、ブッシング本体３の先端部にブッシング本体３と同心状に埋設された高圧シールド体４とを備えている。
【００４３】
ブッシング本体３は、アレスタモールド体６の上半部を収容するための挿入孔(以下「上部挿入孔」という。)５１ａを有する上端閉鎖の円筒部(以下「上部円筒部」という。)５１と、アレスタモールド体６の下半部を収容するための挿入孔(以下「下部挿入孔」という。)５２aを有する円筒部(以下「下部円筒部」という。)５２と、アレスタモールド体６の後述する円錐状部６７ｂを収容するための挿入孔(以下「テーパ付挿入孔」という。)５３ａを有する円筒部(以下「中間円筒部」という。)５３とを備えており、下部円筒部５２の上部位置の外周には径方向に突出する環状の取付フランジ５２ｂが連設されている。ここで、下部挿入孔５２ａの口径は、上部挿入孔５１ａの口径よりも大径とされ、また、テーパ付挿入孔５３ａは、ブッシング２の先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面５３ｂを有しており、このテーパ内面５３ｂを介して上部挿入孔５１ａおよび下挿入孔５２ａが連通されている。さらに、下部円筒部５２の外径は機器ケース１の開口部１ａの口径と略同径若しくはこれより若干小径とされ、取付フランジ５２ｂの外径は機器ケース１の開口部１ａの口径より大径とされている。
【００４４】
高圧シールド体４は、上部円筒部５１にその閉鎖部５１ｂから上部円筒部５１の後端部に跨って上部円筒部５１と同心状に埋設される釣鐘状のシールド本体４１と、シールド本体４１の水平部中央に閉鎖部５１ｂの上方に突出させた筒状部（以下「接続導体挿入部」という。）４２と、接続導体挿入部４２の上部に連設され主回路導体（不図示）に接続される主回路接続子４３とを備えている。ここで、シールド本体４１の側壁部４１ａは先端部から後端部に向かって円錐状に広がるように形成され、また、その軸方向の長さは上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂから中間円筒部５３の先端部近傍に至る長さ、すなわち、シールド本体４１の側壁部４１ａの後端側端部の内側に前述のテーパ内面５３ｂの先端部が位置するような長さとされている。なお、接続導体挿入部４２はアレスタモールド体６の後述する接続導体６２の挿入孔としての機能を有し、接続導体挿入部４２の先端部に設けられた主回路接続子４３はアレスタモールド体６の後述するコイル状のスプリング６３のストッパとしての機能も有している。
【００４５】
このような構成の高圧シールド体４は、図に示すように、主回路接続子４３を上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂより突出させ、側壁部４１ａが上部円筒部５１の側壁部５１ｂ内に位置する如くして上部円筒部５１と同心状に埋設されている。
【００４６】
このような構成のブッシング２は、ブッシング２の上部円筒部５１および中間円筒部５３が機器ケース１内に位置し、下部円筒部５２が開口部１ａを通り機器ケース１の外部に導出されることで、取付フランジ５２ｂの上面が機器ケース１の開口部１ａの周縁部の下面に当接される。そこで、機器ケース１の開口部１ａの周縁部に設けられた環状の凹溝１ｂにＯリング１ｃを介在させ、取付フランジ５２ｂに配設したボルト５２ｃを締結することにより、ブッシング２を機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けることができる。
【００４７】
アレスタモールド体６は、図２に示すように、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子６１ａを積層して成るアレスタ素子積層体６１と、アレスタ素子積層体６１の先端部側（高圧側）に配設される接続導体６２と、接続導体６２の先端部側（高圧側）に配設されるコイル状のスプリング(以下「高圧側スプリング」という。)６３と、アレスタ素子積層体６１の後端部側（低圧側）に配設される押し金具６５と、押し金具６５の下面側に配設されるコイル状のスプリング(以下「低圧側スプリング」という。)６６と、アレスタ素子積層体６１の外周に接続導体６２および押し金具６５に跨って一体的にモールドされるシリコーンゴムなどから成るゴムモールド体６７とを備えている。ここで、ゴムモールド体６７の外面形状はブッシング２の挿入孔（上部挿入孔５１ａ、下部挿入孔５２ａ、テーパ付挿入孔５３ａ）の内面形状と対応するように形成されている。具体的には、ゴムモールド体６７の先端部側（高圧側）側には上部挿入孔５１ａの内面に当接する小径部６７aが、中間部にはテーパ付挿入孔５３ａのテーパ内面５３ｂに当接するテーパ外面６７ｃを有する円錐状部６７ｂが、後端部側（低圧側）には下部挿入孔５２ａの内面に当接する大径部６７ｄがそれぞれ設けられている。また、アレスタ素子６１ａは、所定のバリスタ電圧を考慮して系統電圧に対応した個数が決定される。本実施例は、６６ｋＶの高圧線路に適用するものである。
【００４８】
接続導体６２は、アレスタ素子積層体６１の高圧側に当接されるアレスタ素子６１ａと略同形の円板部６２ａと、この円板部６２ａの上面中央部に上方に向けて突設された円筒部６２ｂとを備えており、円筒部６２ｂの外周には図示しないテープ状の導体接続子（マルチコンタクト)を嵌着するための環状の凹溝６２ｃが設けられている。
【００４９】
押し金具６５は、ゴムモールド体６７の後端部側（低圧側）の外径より若干小径とされた環状部材６５ａを備えており、この環状部材６５ａの上面中央部にはアレスタ素子６１ａと略同形の円盤状の押圧部６５ｂが設けられ、下面側外周縁近傍には、例えば１２個の凹陥部６５ｃが円周方向に沿って等配する如くして設けられている。なお、図中６５ｄは、環状部材６５ａの内周縁側に円周方向に沿って等配する如く設けられた例えば４個のネジ孔、６５ｅは環状部材６５ａの下面側中央部に設けられた大径の凹陥部を示している。
【００５０】
このような構成のアレスタ素子積層体６１の外周には、その先端部に接続導体６２の円板部６２ａの下面を当接し、後端部に押し金具６５の押圧部６５ｂを当接した状態で、接続導体６２の円板部６２ａの上面部および押し金具６５の外周に跨ってシリコーンゴムなどのゴムモールド体６７が設けられ、このゴムモールド体６７により、アレスタ素子積層体６１が接続導体６２および押し金具６５と一体化される。
【００５１】
次に、アレスタモールド体６をブッシング２内に着脱自在に装着する方法について説明する。
【００５２】
先ず、接続導体６２の円筒部６２ｂ内に円筒部６２ｂの内径と略同径のコイル状の高圧側スプリング６３をその上半部が突出する如くして装着し、この状態でアレスタモールド体６の先端部（高圧側）をブッシング２内に挿入し、高圧側スプリング６３の先端部が主回路接続子４３の内壁面４３ａに当接するまで押し込む。これにより、凹溝６２ｃに配設した導体接続子（マルチコンタクト）を構成する舌片（不図示）が接続導体挿入部４２の内周面に電気的に接触すると共に、ゴムモールド体６７の小径部６７aがブッシング２の上部挿入孔５１ａの内面に、ゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｃがブッシング２のテーパ内面５３ｂに、ゴムモールド体６７の大径部６７ｄが下部挿入孔５２ａの内面と当接することになる。
【００５３】
次に、押し金具６５の凹陥部６５ｃに凹陥部６５ｃの内径と略同径のコイル状の低圧側スプリング６６をその下半部が突出する如くして装着し、この状態で、ブッシング２の下部円筒部５２の下面に円盤状の金具から成るシール蓋Ｆを当接し、これをシール蓋Ｆの外周縁近傍に円周方向に沿って配設した複数本のボルトＢで下部円筒部５２の下面に締結する。なお、図中、符号Ｎはブッシング２の下部円筒部５２の下面に埋設したネジ孔を示しており、このネジ孔ＮにボルトＢの先端部が螺着される。
【００５４】
このようなシール蓋Ｆの下部円筒部５２下面への当接・固定により、低圧側スプリング６６が軸方向に押圧され、低圧側スプリング６６に所定のバネ力が付勢される。これにより、ゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧され、かつブッシング２のテーパ内面５３ｂとゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｃとの嵌合部に所定の面圧が付与される。
【００５５】
また、ゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧されることにより、ゴムモールド体６７の先端部に配置した高圧側スプリング６３が軸方向に押圧され、当該高圧側スプリング６３に所定のバネ力が付勢される。これにより、アレスタ素子６１ａと接続導体６２間、アレスタ素子６１ａ間、アレスタ素子６１ａと押圧部６５ｂ間に所定の面圧が付与され、これらの部材間が確実に接触する。
【００５６】
以上のように、このような構成のアレスタによれば、アレスタモールド体６の全体がブッシング２の挿入孔の内部に収容されることで、後述するように従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができ、また、ゴムモールド体がブッシングの先端部に向けて押圧されることで、ブッシングの挿入孔内面とゴムモールド体外面の間の面圧が確保され、界面での絶縁破壊を防止することができる。さらに、アレスタモールド体の後端部にスプリングが配設され、当該スプリングにバネ力が付勢されることで、アレスタモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することができ、また、ブッシングのテーパ内面にゴムモールド体のテーパ外面を嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができる。さらに、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ外面を設けることで、後述するようにアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。
【００５７】
図３は、本実施例におけるアレスタの等電位分布図を示している。同図より、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体４により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界が適正にコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００５８】
ここで、シールド本体４１と接地体としての機器ケース１がアレスタ素子積層体６１に及ぼす影響について説明する。先ず、シールド本体４１の後端部と機器ケース１の上面との間隔を短くすると、シールド本体４１および機器ケース１の影響によりアレスタ素子積層体６１の中間部における電界が密になり、これと反対に、両者の間隔を広くすると、当該中間部における電界が疎になるという関係がある。従って、単に、両者の間隔を広げた構成にすることのみでは、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることが困難になる。この点、本実施例においては、アレスタ素子積層体６１の先端部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）および中間部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）を機器ケース１内に位置させ、アレスタ素子積層体６１の後端部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）を機器ケース１の外部に位置させることで、高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１との間隔が適正に調整され、アレスタ素子積層体６１の中間部における電界を適正にコントロールすることができ、ひいてはアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。
【００５９】
以上のように、このような構成のアレスタによれば、機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けられたブッシング２内にアレスタ素子積層体６１を機器ケース１の外部から着脱自在に装着することができることから、従来のガス絶縁形アレスタのように、切り離し装置を設ける必要がなくなり、機器の構造を簡素化することができ、また、耐電圧試験を行なう際に機器ケース１内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができる。さらに、アレスタ素子積層体６１の先端部外周が高圧シールド体４により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができ、ひいては６６／７７ｋＶ級の高圧線路にも適用できるアレスタを提供することができ、また、アレスタ素子積層体６１の一部（低圧側）を機器ケース１の外部に導出させることで、機器の縮小化を図ることができる。
【００６０】
図４は、機器の耐電圧試験を行なう際に、前述のアレスタモールド体６と交換的に、ブッシング２内に着脱自在に装着される絶縁栓２０の一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
図４において、本発明における絶縁栓２０は、ブッシング２のテーパ付挿入孔５３ａ内に装着される絶縁栓本体２１と、絶縁栓本体２１の上方に位置しかつブッシング２の上部挿入孔５１ａ内に上部円筒部５１と同心状に装着される円筒状の接触部材２２と、絶縁栓本体２１の下方に位置しかつブッシング２の下部挿入孔５２ａ内に下部円筒部５２と同心状に装着される上端閉鎖の円筒状の押圧部材２３とを備えている。ここで、接触部材２２はアルミニウム合金等の金具で形成され、その外径はブッシングの上部挿入孔の口径よりも小径とされ、また、その軸方向の長さは高圧シールド４の頂部内壁４１ｂと後述する高圧側電極２７の上壁２７ｂ間の間隔と等しい長さとされている。具体的には、接触部材２２の軸方向の長さは、絶縁栓２０がブッシング２内に正規位置に装着された状態において、接触部材２２の先端部が高圧シールド４の頂部内壁４１ｂに電気的に接触し、後端部が高圧側電極２７の上壁２７ｂに電気的に接触するような長さとされている。また、押圧部材２３はアルミニウム合金等の金具で形成され、円筒部の一部には軸方向に沿って厚肉部２３ａが設けられている。さらに、押圧部材２３の閉鎖部２３ｂには複数個のボルト挿通孔２３ｃが円周方向に沿って等配する如く設けられ、厚肉部２３ａの後端面には必要に応じてねじ孔２３ｄが設けられている。
【００６２】
絶縁栓本体２１は、ブッシング２の下部挿入孔５２ａの口径と略同径の外径を有する円柱状部２４と、当該円柱状部２４の先端部に連接されブッシング２のテーパ付挿入孔５３ａに配設される円錐状部２５と、円柱状部２４の後端部に球面状凸部２６ａを先端部に向けて埋設された半球状の低圧側電極２６と、円錐状部２５の先端部に球面状凸部２７ａを低圧側電極２６と対向するように埋設された半球状の高圧側電極２７とを備えている。
【００６３】
ここで、円錐状部２５の外面はブッシング２のテーパ内面５３ｂと嵌合するテーパ外面２５ａを有しており、また、低圧側電極２６の直径は円柱状部２４の直径よりも若干小径とされ、さらに、その下端面は円柱状部２４の下端面と面一になるように埋設され、当該低圧側電極２６の下端面には複数個のスプリング収納孔２６ｂと複数個のねじ孔２６ｃが円周方向に沿って等配するように設けられている。
【００６４】
円柱状部２４および円錐状部２５はエチレンプロピレンゴム等の絶縁材料から成り、低圧側電極２６および高圧側電極２７と一体的にモールドされている。
【００６５】
次に、このように構成された絶縁栓２０をブッシング２内に着脱自在に装着する方法について説明する。
【００６６】
先ず、図１に示すボルトＢを取り外し、ブッシング２の下部円筒部５２からシール蓋Ｆを取り外して、ブッシング２内からアレスタモールド体６を取り外す。
【００６７】
次に、図４に示すように、低圧側電極２６のスプリング収納孔２６ｂにスプリング２８をその下半部がスプリング収納孔２６ｂから突出する如くして配設し、次いで、ボルト２９をボルト挿通孔２３ｃに挿通しその先端部を低圧側電極２６のねじ孔２６ｃに取り付ける。これにより、押圧部材２３がボルト２９の軸部２９ａを介して進退自在に低圧側電極２６に取り付けられる。そして、スプリング２８にバネ力が付勢されていない状態で、接触部材２２、絶縁栓本体２１および押圧部材２３をブッシング２内に挿入し、接触部材２２の先端部が高圧シールドの頂部内壁面４１ｂに当接するまで押し込む。これにより、絶縁栓本体２１の円錐状部２５のテーパ外面２５ａがブッシング２のテーパ内面５３ｂに当接する。
【００６８】
次いで、ブッシング２の下部円筒部５２の下面に、前述と同様に、シール蓋Ｆを当接し、これを複数本のボルトＢで下部円筒部５２の下面に締結する。これにより、押圧部材２３の上端面がボルト２９の軸部２９ａを介して低圧側電極２６の下端面に当接する位置まで押し込まれ、これと共に、スプリング２８が軸方向に押圧され当該スプリング２８に軸方向のバネ力が付勢される。
【００６９】
そして、スプリング２８に軸方向のバネ力が付勢されると、絶縁栓２０を構成する押圧部材２３がブッシング２の先端部に向かって押圧されることで、絶縁栓本体２１のテーパ外面２５ａとブッシング２のテーパ内面５３ｂとの嵌合部に所定の面圧が付与される。
【００７０】
図５は、本実施例における絶縁栓の等電位分布図を示している。同図より、絶縁栓２０をブッシング２内の正規位置に装着することで、絶縁栓２０を構成する絶縁栓本体２１の先端部の外周が高圧シールド体４により覆われることから、絶縁栓本体２１における電界が適正にコントロールされていることが判る。
【００７１】
以上のように、このような構成の絶縁栓によれば、機器の耐電圧試験等を行なう際に、ブッシング２の挿入孔内にアレスタモールド体６と交換的に絶縁栓２０を装着することで、アレスタモールド体６を外した状態におけるブッシング２の挿入孔内の絶縁を確保することができる。また、電界が集中する高圧シールド体４の後端側端部の内側に絶縁栓２０を位置させることで、絶縁栓２０を装着した状態における電界のコントロールを有効に行なうことができ、さらに、また、高圧シールド体４の後端側端部付近の内側のみを封止することで、ブッシング２の挿入孔内の絶縁を確保できるため、絶縁栓２０の小型化を図ることができる。
［実施例２］
図６は、本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
この実施例においては、ブッシング７の先端部の外周面に点線で示すように導電性の塗布層７５が設けられている。
【００７３】
先ず、第２の実施例におけるブッシング７は、それ自身の上面の外周縁近傍に環状の凹陥部７１ａが設けられた中間円筒部７１と、中間円筒部７１の上端部に中間円筒部７１と同心状に連接され中間円筒部７１の外径より小径でかつ先細り状の円錐状部７２ａを有し上端部が閉鎖された上部円筒部７２と、中間円筒部７１の下面の外周縁近傍に中間円筒部７１と同心状に連接され中間円筒部７１の外径よりも小径の下部円筒部７３と、上部円筒部７２の閉鎖部７２ｂの中央部にそれ自身の先端部を閉鎖部７２ｂから突設するように埋設した主回路接続子７４とを備えている。なお、この実施例におけるブッシング７は下部円筒部７３の外径が機器ケース１の開口部１ａより大径とされ、下部円筒部７３の外周縁の下面が機器ケース１の上面に気密に載置・固定されている。
【００７４】
符号７５は、高圧シールド体としての導電性の塗布層（例えば、銀ペイントから成る塗布層）を示しており、この導電性の塗布層７５は、上部円筒部７２の閉鎖部７２ｂの外表面から円錐状部７２ａの外周面および中間円筒部７１の凹陥部７１ａを構成する半円状部分７１ｂの外周面に跨って設けられている。
【００７５】
図７は、第２の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体としての導電性の塗布層７５により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は導電性の塗布層７５と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００７６】
従って、第２の実施例におけるアレスタにおいても、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。また、この実施例におけるアレスタにおいては、第１の実施例における金具から成る高圧シールド体４に代えて導電性の塗布層７５が設けられていることから、第１の実施例におけるアレスタよりも軽量化および低コスト化を図ることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、ガス絶縁や空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例３］
図８は、本発明の第３の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７７】
この実施例においては、ブッシング８の先端部に別体の高圧シールド体１０が載置・固定されている。
【００７８】
先ず、第３の実施例におけるブッシング８は、先細り状の中間円筒部８１と、中間円筒部８１の上端部に中間円筒部８１と同心状に連接され中間円筒部８１の外径より小径の上部円筒部８２と、中間円筒部８１の下端部に中間円筒部８１と同心状に連接され中間円筒部８１の下端部外径と略同径の下部円筒部８３とを備えており、下部円筒部８３の先端部位置の外周には環状の取付フランジ８３ａが連設されている。
【００７９】
高圧シールド体１０は、上端閉鎖の円筒状の金具１１と、金具１１の閉鎖部１２中央に閉鎖部１２から上方に向けて立設された主回路接続子１３とを備えている。
【００８０】
このような構成の高圧シールド体１０は、図に示すように、主回路接続子１３を上部円筒部８２の上方位置に配置し、金具１１の側壁部１４が上部円筒部８２の側壁部８２ａの周りに位置する如くして上部円筒部８２の先端部に上部円筒部８２と同心状に載置・固定されている。
【００８１】
図９は、第３の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体１０を構成する円筒状の金具１１により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は円筒状の金具１１と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００８２】
従って、第３の実施例におけるアレスタにおいても、全体としてアレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、油絶縁、ガス絶縁若しくは空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例４］
図１０は、本発明の第４の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図８と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８３】
この実施例においては、ブッシング９の先端部に図６に示す高圧シールド体１０が載置・固定され、また、次のようにして、高圧シールド体１０の回りが絶縁性のバリヤ９１ｂで覆われている。
【００８４】
先ず、第４の実施例におけるブッシング９は、それ自身の上面の外周縁近傍に環状の凹陥部９１ａが設けられた上部円筒部９１と、上部円筒部９１の下端部に上部円筒部９１と同心状に連接され上部円筒部９１の外径より小径の下部円筒部９２とを備えている。そして、図６に示すものと同様の構成の高圧シールド体１０は、その側壁部１４が上部円筒部９１の凹陥部９１ａ内に位置するように上部円筒部９１と同心状に配設されている。なお、この実施例におけるブッシング９は上部円筒部９１の外径が機器ケース１の開口部１ａより大径とされ、上部円筒部９１の外周縁の下面が機器ケース１の内面に気密に載置・固定されている。
【００８５】
図１１は、第４の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体としての円筒状の金具１１により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は円筒状の金具１１と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００８６】
従って、第４の実施例におけるアレスタにおいても、全体としてアレスタ素子積層体６１の電圧分担を均一化させることができる。また、この実施例におけるアレスタにおいては、高圧シールド体１０の側壁部１４が上部円筒部９１の凹陥部９１ａに配設されることで、円筒状の金具１１の周りに絶縁性のバリヤ部材９１ｂが配置されることになるから、相間の絶縁距離、若しくは機器ケース１との絶縁距離を短くすることができ、ひいては、機器の縮小化を図ることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、油絶縁、ガス絶縁若しくは空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例５］
図１２は、本発明の第５の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８７】
この実施例においては、次のようにして、アレスタモールド体６の先端部に高圧シールド体２０が埋設されている。
【００８８】
先ず、第５の実施例におけるブッシング３０は、上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂ中央に図１に示す接続導体挿入部４２が埋設され、接続導体挿入部４２の先端部には図１に示す主回路接続子４３が連設されている。また上部円筒部５１の内周には閉鎖部５１ｂから下端部に向かって円錐状に広がるテーパ孔３１が設けられ、このテーパ孔３１は図１に示す下部挿入孔５２ａと同径の中間部挿入孔３２と連通している。
【００８９】
高圧シールド体２０は、円盤状の水平部２１ａと、水平部２１の外周縁から円錐状に広がるように垂設された側壁部２１ｂとを有する逆コップ状のシールド本体２１を備えており、このシールド本体２１の水平部２１ａの上部中央には図２に示す円筒部６２ｂが突設されている。
【００９０】
このような構成の高圧シールド体２０は、図に示すように、水平部２１ａがアレスタ素子積層体６１の先端部側（高圧側）に当接され、この状態においてアレスタ素子積層体６１の外周に設けられたゴムモールド体６７により一体化されている。なお、ゴムモールド体６７の先端部外周にはテーパ孔３１の内周面に当接する円錐状部６７ｄが設けられている。
【００９１】
この実施例においても、アレスタ素子積層体６１の先端部外周が高圧シールド体２０により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。
【００９２】
なお、第５の実施例においては、高圧シールド体２０をゴムモールド体６７に埋設した場合について説明しているが、当該高圧シールド体２０はゴムモールド体６７の外周に配設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、特許請求の範囲内で、次のように、変更、修正を加えることができる。
【００９４】
第１に、前述の実施例においては、機器ケース１の底部にブッシングを配設した場合について説明しているが、機器ケース１の側壁にブッシングを配設してもよい。
【００９５】
第２に、前述の実施例においては、６６／７７ｋＶの高圧線路に本発明のアレスタを適用する場合について説明しているが、６６ｋＶ未満の線路若しくは７７ｋＶを超える高圧線路に本発明のアレスタを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるアレスタモールド体の一部断面図。
【図３】本発明の第１の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図４】本発明における絶縁栓の一部断面図。
【図５】本発明における絶縁栓の等電位分布図。
【図６】本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図７】本発明の第２の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図８】本発明の第３の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図９】本発明の第３の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図１０】本発明の第４の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図１１】本発明の第４の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図１２】本発明の第５の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図１３】従来のアレスタの一部断面図。
【図１４】従来のアレスタの一部断面図。
【図１５】従来の絶縁栓の一部断面図。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・機器ケース
１ａ・・・開口部
２・・・ブッシング
４・・・高圧シールド体
６・・・アレスタモールド体
６１・・・アレスタ素子積層体
６７・・・ゴムモールド体
１１・・・円筒状の金具
２０・・・絶縁栓
２１・・・絶縁栓本体
２２・・・接触部材
２３・・・押圧部材
７５・・・導電性の塗布層
９１ｂ・・・絶縁性のバリヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレスタに係り、特に、酸化亜鉛を主成分とする複数個の非直線抵抗素子（以下「アレスタ素子」という。）の積層体（以下「アレスタ素子積層体」という。）を備えるアレスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電所や変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置には、落雷時等に線路から侵入する異常電圧から開閉装置や変圧器等の電気機器を保護するためにアレスタが配設されている。
【０００３】
従来、このようなアレスタとしては、図１３に示すように、アレスタ素子積層体１００を絶縁ガスが封入されたタンク１１０の底部１１０ａに立設し絶縁支持筒１２０を介して支持して成るもの（例えば、非特許文献１）、若しくは、図１４に示すように、機器ケース２１０の内壁にブッシング２２０を気密に取り付け、このブッシング２２０にアレスタ素子積層体２３０を着脱自在に装着して成るものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、前者のアレスタにおいては、アレスタ素子積層体１００を構成するアレスタ素子の電圧分担を均一化するために、アレスタ素子積層体１００の高圧側に大型のシールド１３０を配設しなければならず、このため、機器自体が大型化するという難点があり、また、アレスタ素子積層体１００を有するガス絶縁開閉装置の耐電圧試験を行なう際に、アレスタ素子積層体１００を主回路導体（不図示）から切り離さなければならないため、切り離し装置（不図示）を設ける必要があり、このため機器の構造が複雑になるという難点があった。
【０００５】
一方、後者のアレスタにおいては、切り離し装置を設ける必要がないため構造が簡素化され、また、耐電圧試験を行なう際に機器ケース２１０内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができるものの、次のような難点があった。
【０００６】
第１に、アレスタ素子積層体２３０の一部の外周に接地体としての機器ケース２１０が存在することから、アレスタ素子２３０ａの電圧分担を均一にすることが困難であり、このため、その適用が２２／３３ｋＶ程度の中圧用の線路に制限されるという難点があった。
【０００７】
第２に、このようなプラグインタイプのアレスタにおいては、アレスタ素子積層体２３０の外周に絶縁樹脂のモールド体２４０を設け、このモールド体２４０の外面をブッシング２２０の挿入孔の内面に密着させることで、モールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の内面間の面圧を確保し、界面での絶縁破壊を防止する必要がある。
【０００８】
第３に、前述のモールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の内面間の面圧を確保する方法としては、絶縁樹脂のモールド体２４０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせる方法が知られているが、単に、絶縁樹脂のモールド体２４０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせて、これをブッシング２２０の挿入孔内に挿入させる構成では、モールド体２４０の外面とブッシング２２０の挿入孔の界面に有効な面圧を付与することが困難である。
【０００９】
第４に、このようなプラグインタイプのアレスタにおいては、機器の耐電圧試験の際に、アレスタ素子積層体２３０に当該アレスタ素子積層体２３０の動作開始電圧を超える電圧が印加されるため、ブッシング２２０からアレスタ素子積層体２３０を取り外した状態で耐電圧試験を行なう必要があるところ、ブッシング２２０からアレスタ素子積層体２３０を取り外した場合には、ブッシング２２０内部をＳＦ６ガスや固体絶縁物等によって絶縁する必要がある。
【００１０】
第５に、前述のブッシング２２０内部を絶縁する方法としては、図１５に示すように、モールド体２４０と同形状の絶縁栓３１０をブッシング２２０の挿入孔内に着脱自在に装着する方法が知られているが、このような構成の絶縁栓３１０においては、ブッシング２２０の挿入孔の内面と絶縁栓３１０の外面間の界面に隙間が生じないようにするため、絶縁栓３１０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせる必要があり、このため絶縁栓３１０が必要以上に大型化するという難点があり、また、単に、絶縁栓３１０の外面形状をブッシング２２０の挿入孔の内面形状に合わせた構成では、前述のモールド体２４０と同様にブッシング２２０の挿入孔の内面と絶縁栓３１０の外面間の界面に有効な面圧を付与することが困難である。
【００１１】
【非特許文献１】電気学会技術報告 第８５１号 ７（図２.１０）
【特許文献１】特開平１−２３２６８１（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、主として、ブッシングの挿入孔内面とアレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体外面との嵌合部の面圧の確保を図り、界面での絶縁破壊を防止することができるアレスタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様であるアレスタは、電気機器を収容する機器ケースの開口部に、開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、ブッシングの挿入孔内に機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタモールド体と備え、アレスタモールド体は、複数個のアレスタ素子を積層して成るアレスタ素子積層体と、アレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体とを備え、アレスタモールド体は、ブッシングの挿入孔の内部に収容されているものである。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様であるアレスタにおいて、アレスタモールド体は、ブッシングの挿入孔の内部でブッシングの先端部に向けて押圧されているものである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様であるアレスタにおいて、アレスタモールド体の後端部には、軸方向の押圧によりバネ力が付勢されるスプリングが配設されているものである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの挿入孔の内面は、ブッシングの先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面を有し、ゴムモールド体の外面は、テーパ内面と嵌合するテーパ外面を有するものである。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第４の態様であるアレスタにおいて、ブッシングには、アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、テーパ内面は、高圧シールド体の後端側端部の内側に位置するものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの挿入孔内には、アレスタモールド体と交換的に、機器ケースの外部から着脱自在に絶縁栓が装着されるものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第６の態様であるアレスタにおいて、ブッシングには、アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、絶縁栓は、高圧シールド体の後端側端部の内側に位置するものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第７の態様であるアレスタにおいて、絶縁栓は、ブッシングの挿入孔内に装着され、外面にブッシングのテーパ内面と嵌合するテーパ外面を有する絶縁栓本体と、ブッシングの挿入孔内に装着され、高圧シールド体と絶縁栓本体の高圧側電極とを電気的に接触させる接触部材と、ブッシングの挿入孔内に装着され、絶縁栓本体をブッシングの先端部側に向けて押圧する押圧部材とを備えているものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第８の態様であるアレスタにおいて、絶縁栓本体の後端面と押圧部材の先端面間にスプリングが配設され、スプリングは、押圧部材のブッシングの先端部方向への押圧によりバネ力が付勢されるものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第９の態様であるアレスタにおいて、押圧部材は、絶縁栓本体に進退自在に取り付けられているものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングは、硬質のプラスチック樹脂で形成されているものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１の態様乃至第１１の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの後端部は、機器ケースの開口部を通り機器ケースの外部に気密に導出されているものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体の外周は、絶縁性のバリヤにより覆われているものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、ブッシングの先端部の形状と略同形状の金具を有し、金具は、ブッシングの先端部にブッシングと同心状に埋設されているものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、ブッシングの先端部外周に塗布された導電性の塗布層で形成されているものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様は、第５の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体は、円筒状の金具を有し、金具は、ブッシングの先端部の周りにブッシングの先端部を囲むように配設されているものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の態様乃至第１６態様のアレスタによれば、次のような効果がある。
【００３０】
第１に、アレスタ素子積層体の外周にゴムモールド体を設け、当該アレスタモールド体をブッシングの挿入孔の内部に収容することで、従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができる。
【００３１】
第２に、アレスタ素子積層体の外周に設けたゴムモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することで、ブッシングの挿入孔内面とゴムモールド体外面の間の面圧を確保することができ、界面での絶縁破壊を防止することができる。
【００３２】
第３に、アレスタモールド体の後端部にスプリングを配設し、当該スプリングにバネ力を付勢することで、アレスタモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することができる。
【００３３】
第４に、ブッシングの挿入孔のテーパ内面にゴムモールド体のテーパ外面を嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができる。
【００３４】
第５に、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ内面を位置させることで、界面での絶縁破壊を防止することができる。
【００３５】
第６に、ブッシングの挿入孔内にアレスタモールド体と交換的に絶縁栓を装着することで、ブッシングの挿入孔内の絶縁を確保した状態で機器の耐電圧試験等を行なうことができる。
【００３６】
第７に、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に絶縁栓を位置させることで、絶縁栓を装着した状態における電界のコントロールを有効に行なうことができ、また、高圧シールド体の後端側端部付近の内側のみを封止することで、ブッシングの挿入孔内の絶縁を確保できるため、絶縁栓の小型化を図ることができる。
【００３７】
第８に、ブッシングの後端部を機器ケースの外部に気密に導出することで、機器の構造の簡素化、小型化および軽量化を図ることができる。
【００３８】
第９に、高圧シールド体の外周を絶縁性のバリヤで覆うことで、相間の絶縁距離や機器ケースとの絶縁距離を短くすることができ、機器の縮小化を図ることができる。
【００３９】
第１０に、高圧シールド体を導電性の塗布層で形成することで、ブッシングの軽量化および低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明のアレスタを適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。なおここで、アレスタモールド体の「先端部」、ブッシングの「先端部」とは、アレスタモールド体、ブッシングそれぞれの高圧側の端部をいい、図中では上方向に相当する。また、アレスタモールド体の「後端部」、ブッシングの「後端部」は、先端部と反対側の端部をいい、図中で下方向に相当する。
［実施例１］
図１は、６６／７７ｋＶ級の本発明のアレスタの一例を示す一部断面図である。
【００４１】
同図において、本発明のアレスタを有する電気機器は、開閉器等の電気機器（不図示）を気密に収容する機器ケ−ス１を備えており、機器ケ−ス１内には例えばＳＦ６ガスなどの絶縁ガスが充填されている。また、機器ケース１の底部には開口部１ａが設けられており、この開口部１ａにはそれ自身の先端部を機器ケース１内に位置させ、かつそれ自身の後端部で開口部１ａを気密に覆う如くブッシング２が配設され、このブッシング２内には後述するアレスタ素子積層体６１を含むアレスタモールド体６が着脱自在に装着されている。
【００４２】
ブッシング２は、エポキシ樹脂のモールド体等から成る硬質でかつ絶縁性のブッシング本体３と、ブッシング本体３の先端部にブッシング本体３と同心状に埋設された高圧シールド体４とを備えている。
【００４３】
ブッシング本体３は、アレスタモールド体６の上半部を収容するための挿入孔(以下「上部挿入孔」という。)５１ａを有する上端閉鎖の円筒部(以下「上部円筒部」という。)５１と、アレスタモールド体６の下半部を収容するための挿入孔(以下「下部挿入孔」という。)５２aを有する円筒部(以下「下部円筒部」という。)５２と、アレスタモールド体６の後述する円錐状部６７ｂを収容するための挿入孔(以下「テーパ付挿入孔」という。)５３ａを有する円筒部(以下「中間円筒部」という。)５３とを備えており、下部円筒部５２の上部位置の外周には径方向に突出する環状の取付フランジ５２ｂが連設されている。ここで、下部挿入孔５２ａの口径は、上部挿入孔５１ａの口径よりも大径とされ、また、テーパ付挿入孔５３ａは、ブッシング２の先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面５３ｂを有しており、このテーパ内面５３ｂを介して上部挿入孔５１ａおよび下挿入孔５２ａが連通されている。さらに、下部円筒部５２の外径は機器ケース１の開口部１ａの口径と略同径若しくはこれより若干小径とされ、取付フランジ５２ｂの外径は機器ケース１の開口部１ａの口径より大径とされている。
【００４４】
高圧シールド体４は、上部円筒部５１にその閉鎖部５１ｂから上部円筒部５１の後端部に跨って上部円筒部５１と同心状に埋設される釣鐘状のシールド本体４１と、シールド本体４１の水平部中央に閉鎖部５１ｂの上方に突出させた筒状部（以下「接続導体挿入部」という。）４２と、接続導体挿入部４２の上部に連設され主回路導体（不図示）に接続される主回路接続子４３とを備えている。ここで、シールド本体４１の側壁部４１ａは先端部から後端部に向かって円錐状に広がるように形成され、また、その軸方向の長さは上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂから中間円筒部５３の先端部近傍に至る長さ、すなわち、シールド本体４１の側壁部４１ａの後端側端部の内側に前述のテーパ内面５３ｂの先端部が位置するような長さとされている。なお、接続導体挿入部４２はアレスタモールド体６の後述する接続導体６２の挿入孔としての機能を有し、接続導体挿入部４２の先端部に設けられた主回路接続子４３はアレスタモールド体６の後述するコイル状のスプリング６３のストッパとしての機能も有している。
【００４５】
このような構成の高圧シールド体４は、図に示すように、主回路接続子４３を上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂより突出させ、側壁部４１ａが上部円筒部５１の側壁部５１ｂ内に位置する如くして上部円筒部５１と同心状に埋設されている。
【００４６】
このような構成のブッシング２は、ブッシング２の上部円筒部５１および中間円筒部５３が機器ケース１内に位置し、下部円筒部５２が開口部１ａを通り機器ケース１の外部に導出されることで、取付フランジ５２ｂの上面が機器ケース１の開口部１ａの周縁部の下面に当接される。そこで、機器ケース１の開口部１ａの周縁部に設けられた環状の凹溝１ｂにＯリング１ｃを介在させ、取付フランジ５２ｂに配設したボルト５２ｃを締結することにより、ブッシング２を機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けることができる。
【００４７】
アレスタモールド体６は、図２に示すように、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子６１ａを積層して成るアレスタ素子積層体６１と、アレスタ素子積層体６１の先端部側（高圧側）に配設される接続導体６２と、接続導体６２の先端部側（高圧側）に配設されるコイル状のスプリング(以下「高圧側スプリング」という。)６３と、アレスタ素子積層体６１の後端部側（低圧側）に配設される押し金具６５と、押し金具６５の下面側に配設されるコイル状のスプリング(以下「低圧側スプリング」という。)６６と、アレスタ素子積層体６１の外周に接続導体６２および押し金具６５に跨って一体的にモールドされるシリコーンゴムなどから成るゴムモールド体６７とを備えている。ここで、ゴムモールド体６７の外面形状はブッシング２の挿入孔（上部挿入孔５１ａ、下部挿入孔５２ａ、テーパ付挿入孔５３ａ）の内面形状と対応するように形成されている。具体的には、ゴムモールド体６７の先端部側（高圧側）側には上部挿入孔５１ａの内面に当接する小径部６７aが、中間部にはテーパ付挿入孔５３ａのテーパ内面５３ｂに当接するテーパ外面６７ｃを有する円錐状部６７ｂが、後端部側（低圧側）には下部挿入孔５２ａの内面に当接する大径部６７ｄがそれぞれ設けられている。また、アレスタ素子６１ａは、所定のバリスタ電圧を考慮して系統電圧に対応した個数が決定される。本実施例は、６６ｋＶの高圧線路に適用するものである。
【００４８】
接続導体６２は、アレスタ素子積層体６１の高圧側に当接されるアレスタ素子６１ａと略同形の円板部６２ａと、この円板部６２ａの上面中央部に上方に向けて突設された円筒部６２ｂとを備えており、円筒部６２ｂの外周には図示しないテープ状の導体接続子（マルチコンタクト)を嵌着するための環状の凹溝６２ｃが設けられている。
【００４９】
押し金具６５は、ゴムモールド体６７の後端部側（低圧側）の外径より若干小径とされた環状部材６５ａを備えており、この環状部材６５ａの上面中央部にはアレスタ素子６１ａと略同形の円盤状の押圧部６５ｂが設けられ、下面側外周縁近傍には、例えば１２個の凹陥部６５ｃが円周方向に沿って等配する如くして設けられている。なお、図中６５ｄは、環状部材６５ａの内周縁側に円周方向に沿って等配する如く設けられた例えば４個のネジ孔、６５ｅは環状部材６５ａの下面側中央部に設けられた大径の凹陥部を示している。
【００５０】
このような構成のアレスタ素子積層体６１の外周には、その先端部に接続導体６２の円板部６２ａの下面を当接し、後端部に押し金具６５の押圧部６５ｂを当接した状態で、接続導体６２の円板部６２ａの上面部および押し金具６５の外周に跨ってシリコーンゴムなどのゴムモールド体６７が設けられ、このゴムモールド体６７により、アレスタ素子積層体６１が接続導体６２および押し金具６５と一体化される。
【００５１】
次に、アレスタモールド体６をブッシング２内に着脱自在に装着する方法について説明する。
【００５２】
先ず、接続導体６２の円筒部６２ｂ内に円筒部６２ｂの内径と略同径のコイル状の高圧側スプリング６３をその上半部が突出する如くして装着し、この状態でアレスタモールド体６の先端部（高圧側）をブッシング２内に挿入し、高圧側スプリング６３の先端部が主回路接続子４３の内壁面４３ａに当接するまで押し込む。これにより、凹溝６２ｃに配設した導体接続子（マルチコンタクト）を構成する舌片（不図示）が接続導体挿入部４２の内周面に電気的に接触すると共に、ゴムモールド体６７の小径部６７aがブッシング２の上部挿入孔５１ａの内面に、ゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｃがブッシング２のテーパ内面５３ｂに、ゴムモールド体６７の大径部６７ｄが下部挿入孔５２ａの内面と当接することになる。
【００５３】
次に、押し金具６５の凹陥部６５ｃに凹陥部６５ｃの内径と略同径のコイル状の低圧側スプリング６６をその下半部が突出する如くして装着し、この状態で、ブッシング２の下部円筒部５２の下面に円盤状の金具から成るシール蓋Ｆを当接し、これをシール蓋Ｆの外周縁近傍に円周方向に沿って配設した複数本のボルトＢで下部円筒部５２の下面に締結する。なお、図中、符号Ｎはブッシング２の下部円筒部５２の下面に埋設したネジ孔を示しており、このネジ孔ＮにボルトＢの先端部が螺着される。
【００５４】
このようなシール蓋Ｆの下部円筒部５２下面への当接・固定により、低圧側スプリング６６が軸方向に押圧され、低圧側スプリング６６に所定のバネ力が付勢される。これにより、ゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧され、かつブッシング２のテーパ内面５３ｂとゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｃとの嵌合部に所定の面圧が付与される。
【００５５】
また、ゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧されることにより、ゴムモールド体６７の先端部に配置した高圧側スプリング６３が軸方向に押圧され、当該高圧側スプリング６３に所定のバネ力が付勢される。これにより、アレスタ素子６１ａと接続導体６２間、アレスタ素子６１ａ間、アレスタ素子６１ａと押圧部６５ｂ間に所定の面圧が付与され、これらの部材間が確実に接触する。
【００５６】
以上のように、このような構成のアレスタによれば、アレスタモールド体６の全体がブッシング２の挿入孔の内部に収容されることで、後述するように従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができ、また、ゴムモールド体がブッシングの先端部に向けて押圧されることで、ブッシングの挿入孔内面とゴムモールド体外面の間の面圧が確保され、界面での絶縁破壊を防止することができる。さらに、アレスタモールド体の後端部にスプリングが配設され、当該スプリングにバネ力が付勢されることで、アレスタモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することができ、また、ブッシングのテーパ内面にゴムモールド体のテーパ外面を嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができる。さらに、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ外面を設けることで、後述するようにアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。
【００５７】
図３は、本実施例におけるアレスタの等電位分布図を示している。同図より、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体４により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界が適正にコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００５８】
ここで、シールド本体４１と接地体としての機器ケース１がアレスタ素子積層体６１に及ぼす影響について説明する。先ず、シールド本体４１の後端部と機器ケース１の上面との間隔を短くすると、シールド本体４１および機器ケース１の影響によりアレスタ素子積層体６１の中間部における電界が密になり、これと反対に、両者の間隔を広くすると、当該中間部における電界が疎になるという関係がある。従って、単に、両者の間隔を広げた構成にすることのみでは、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることが困難になる。この点、本実施例においては、アレスタ素子積層体６１の先端部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）および中間部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）を機器ケース１内に位置させ、アレスタ素子積層体６１の後端部（アレスタ素子積層体６１の１／３程度の長さ）を機器ケース１の外部に位置させることで、高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１との間隔が適正に調整され、アレスタ素子積層体６１の中間部における電界を適正にコントロールすることができ、ひいてはアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。
【００５９】
以上のように、このような構成のアレスタによれば、機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けられたブッシング２内にアレスタ素子積層体６１を機器ケース１の外部から着脱自在に装着することができることから、従来のガス絶縁形アレスタのように、切り離し装置を設ける必要がなくなり、機器の構造を簡素化することができ、また、耐電圧試験を行なう際に機器ケース１内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができる。さらに、アレスタ素子積層体６１の先端部外周が高圧シールド体４により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができ、ひいては６６／７７ｋＶ級の高圧線路にも適用できるアレスタを提供することができ、また、アレスタ素子積層体６１の一部（低圧側）を機器ケース１の外部に導出させることで、機器の縮小化を図ることができる。
【００６０】
図４は、機器の耐電圧試験を行なう際に、前述のアレスタモールド体６と交換的に、ブッシング２内に着脱自在に装着される絶縁栓２０の一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
図４において、本発明における絶縁栓２０は、ブッシング２のテーパ付挿入孔５３ａ内に装着される絶縁栓本体２１と、絶縁栓本体２１の上方に位置しかつブッシング２の上部挿入孔５１ａ内に上部円筒部５１と同心状に装着される円筒状の接触部材２２と、絶縁栓本体２１の下方に位置しかつブッシング２の下部挿入孔５２ａ内に下部円筒部５２と同心状に装着される上端閉鎖の円筒状の押圧部材２３とを備えている。ここで、接触部材２２はアルミニウム合金等の金具で形成され、その外径はブッシングの上部挿入孔の口径よりも小径とされ、また、その軸方向の長さは高圧シールド４の頂部内壁４１ｂと後述する高圧側電極２７の上壁２７ｂ間の間隔と等しい長さとされている。具体的には、接触部材２２の軸方向の長さは、絶縁栓２０がブッシング２内に正規位置に装着された状態において、接触部材２２の先端部が高圧シールド４の頂部内壁４１ｂに電気的に接触し、後端部が高圧側電極２７の上壁２７ｂに電気的に接触するような長さとされている。また、押圧部材２３はアルミニウム合金等の金具で形成され、円筒部の一部には軸方向に沿って厚肉部２３ａが設けられている。さらに、押圧部材２３の閉鎖部２３ｂには複数個のボルト挿通孔２３ｃが円周方向に沿って等配する如く設けられ、厚肉部２３ａの後端面には必要に応じてねじ孔２３ｄが設けられている。
【００６２】
絶縁栓本体２１は、ブッシング２の下部挿入孔５２ａの口径と略同径の外径を有する円柱状部２４と、当該円柱状部２４の先端部に連接されブッシング２のテーパ付挿入孔５３ａに配設される円錐状部２５と、円柱状部２４の後端部に球面状凸部２６ａを先端部に向けて埋設された半球状の低圧側電極２６と、円錐状部２５の先端部に球面状凸部２７ａを低圧側電極２６と対向するように埋設された半球状の高圧側電極２７とを備えている。
【００６３】
ここで、円錐状部２５の外面はブッシング２のテーパ内面５３ｂと嵌合するテーパ外面２５ａを有しており、また、低圧側電極２６の直径は円柱状部２４の直径よりも若干小径とされ、さらに、その下端面は円柱状部２４の下端面と面一になるように埋設され、当該低圧側電極２６の下端面には複数個のスプリング収納孔２６ｂと複数個のねじ孔２６ｃが円周方向に沿って等配するように設けられている。
【００６４】
円柱状部２４および円錐状部２５はエチレンプロピレンゴム等の絶縁材料から成り、低圧側電極２６および高圧側電極２７と一体的にモールドされている。
【００６５】
次に、このように構成された絶縁栓２０をブッシング２内に着脱自在に装着する方法について説明する。
【００６６】
先ず、図１に示すボルトＢを取り外し、ブッシング２の下部円筒部５２からシール蓋Ｆを取り外して、ブッシング２内からアレスタモールド体６を取り外す。
【００６７】
次に、図４に示すように、低圧側電極２６のスプリング収納孔２６ｂにスプリング２８をその下半部がスプリング収納孔２６ｂから突出する如くして配設し、次いで、ボルト２９をボルト挿通孔２３ｃに挿通しその先端部を低圧側電極２６のねじ孔２６ｃに取り付ける。これにより、押圧部材２３がボルト２９の軸部２９ａを介して進退自在に低圧側電極２６に取り付けられる。そして、スプリング２８にバネ力が付勢されていない状態で、接触部材２２、絶縁栓本体２１および押圧部材２３をブッシング２内に挿入し、接触部材２２の先端部が高圧シールドの頂部内壁面４１ｂに当接するまで押し込む。これにより、絶縁栓本体２１の円錐状部２５のテーパ外面２５ａがブッシング２のテーパ内面５３ｂに当接する。
【００６８】
次いで、ブッシング２の下部円筒部５２の下面に、前述と同様に、シール蓋Ｆを当接し、これを複数本のボルトＢで下部円筒部５２の下面に締結する。これにより、押圧部材２３の上端面がボルト２９の軸部２９ａを介して低圧側電極２６の下端面に当接する位置まで押し込まれ、これと共に、スプリング２８が軸方向に押圧され当該スプリング２８に軸方向のバネ力が付勢される。
【００６９】
そして、スプリング２８に軸方向のバネ力が付勢されると、絶縁栓２０を構成する押圧部材２３がブッシング２の先端部に向かって押圧されることで、絶縁栓本体２１のテーパ外面２５ａとブッシング２のテーパ内面５３ｂとの嵌合部に所定の面圧が付与される。
【００７０】
図５は、本実施例における絶縁栓の等電位分布図を示している。同図より、絶縁栓２０をブッシング２内の正規位置に装着することで、絶縁栓２０を構成する絶縁栓本体２１の先端部の外周が高圧シールド体４により覆われることから、絶縁栓本体２１における電界が適正にコントロールされていることが判る。
【００７１】
以上のように、このような構成の絶縁栓によれば、機器の耐電圧試験等を行なう際に、ブッシング２の挿入孔内にアレスタモールド体６と交換的に絶縁栓２０を装着することで、アレスタモールド体６を外した状態におけるブッシング２の挿入孔内の絶縁を確保することができる。また、電界が集中する高圧シールド体４の後端側端部の内側に絶縁栓２０を位置させることで、絶縁栓２０を装着した状態における電界のコントロールを有効に行なうことができ、さらに、また、高圧シールド体４の後端側端部付近の内側のみを封止することで、ブッシング２の挿入孔内の絶縁を確保できるため、絶縁栓２０の小型化を図ることができる。
［実施例２］
図６は、本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
この実施例においては、ブッシング７の先端部の外周面に点線で示すように導電性の塗布層７５が設けられている。
【００７３】
先ず、第２の実施例におけるブッシング７は、それ自身の上面の外周縁近傍に環状の凹陥部７１ａが設けられた中間円筒部７１と、中間円筒部７１の上端部に中間円筒部７１と同心状に連接され中間円筒部７１の外径より小径でかつ先細り状の円錐状部７２ａを有し上端部が閉鎖された上部円筒部７２と、中間円筒部７１の下面の外周縁近傍に中間円筒部７１と同心状に連接され中間円筒部７１の外径よりも小径の下部円筒部７３と、上部円筒部７２の閉鎖部７２ｂの中央部にそれ自身の先端部を閉鎖部７２ｂから突設するように埋設した主回路接続子７４とを備えている。なお、この実施例におけるブッシング７は下部円筒部７３の外径が機器ケース１の開口部１ａより大径とされ、下部円筒部７３の外周縁の下面が機器ケース１の上面に気密に載置・固定されている。
【００７４】
符号７５は、高圧シールド体としての導電性の塗布層（例えば、銀ペイントから成る塗布層）を示しており、この導電性の塗布層７５は、上部円筒部７２の閉鎖部７２ｂの外表面から円錐状部７２ａの外周面および中間円筒部７１の凹陥部７１ａを構成する半円状部分７１ｂの外周面に跨って設けられている。
【００７５】
図７は、第２の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体としての導電性の塗布層７５により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は導電性の塗布層７５と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００７６】
従って、第２の実施例におけるアレスタにおいても、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。また、この実施例におけるアレスタにおいては、第１の実施例における金具から成る高圧シールド体４に代えて導電性の塗布層７５が設けられていることから、第１の実施例におけるアレスタよりも軽量化および低コスト化を図ることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、ガス絶縁や空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例３］
図８は、本発明の第３の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７７】
この実施例においては、ブッシング８の先端部に別体の高圧シールド体１０が載置・固定されている。
【００７８】
先ず、第３の実施例におけるブッシング８は、先細り状の中間円筒部８１と、中間円筒部８１の上端部に中間円筒部８１と同心状に連接され中間円筒部８１の外径より小径の上部円筒部８２と、中間円筒部８１の下端部に中間円筒部８１と同心状に連接され中間円筒部８１の下端部外径と略同径の下部円筒部８３とを備えており、下部円筒部８３の先端部位置の外周には環状の取付フランジ８３ａが連設されている。
【００７９】
高圧シールド体１０は、上端閉鎖の円筒状の金具１１と、金具１１の閉鎖部１２中央に閉鎖部１２から上方に向けて立設された主回路接続子１３とを備えている。
【００８０】
このような構成の高圧シールド体１０は、図に示すように、主回路接続子１３を上部円筒部８２の上方位置に配置し、金具１１の側壁部１４が上部円筒部８２の側壁部８２ａの周りに位置する如くして上部円筒部８２の先端部に上部円筒部８２と同心状に載置・固定されている。
【００８１】
図９は、第３の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体１０を構成する円筒状の金具１１により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は円筒状の金具１１と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００８２】
従って、第３の実施例におけるアレスタにおいても、全体としてアレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、油絶縁、ガス絶縁若しくは空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例４］
図１０は、本発明の第４の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図８と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８３】
この実施例においては、ブッシング９の先端部に図６に示す高圧シールド体１０が載置・固定され、また、次のようにして、高圧シールド体１０の回りが絶縁性のバリヤ９１ｂで覆われている。
【００８４】
先ず、第４の実施例におけるブッシング９は、それ自身の上面の外周縁近傍に環状の凹陥部９１ａが設けられた上部円筒部９１と、上部円筒部９１の下端部に上部円筒部９１と同心状に連接され上部円筒部９１の外径より小径の下部円筒部９２とを備えている。そして、図６に示すものと同様の構成の高圧シールド体１０は、その側壁部１４が上部円筒部９１の凹陥部９１ａ内に位置するように上部円筒部９１と同心状に配設されている。なお、この実施例におけるブッシング９は上部円筒部９１の外径が機器ケース１の開口部１ａより大径とされ、上部円筒部９１の外周縁の下面が機器ケース１の内面に気密に載置・固定されている。
【００８５】
図１１は、第４の実施例におけるアレスタの電位分布を示している。同図より、この実施例においても、第１の実施例におけるアレスタと同様に、アレスタ素子積層体６１の先端部は高圧シールド体としての円筒状の金具１１により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６１の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６１の中間部は円筒状の金具１１と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界がコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中していないことが判る。
【００８６】
従って、第４の実施例におけるアレスタにおいても、全体としてアレスタ素子積層体６１の電圧分担を均一化させることができる。また、この実施例におけるアレスタにおいては、高圧シールド体１０の側壁部１４が上部円筒部９１の凹陥部９１ａに配設されることで、円筒状の金具１１の周りに絶縁性のバリヤ部材９１ｂが配置されることになるから、相間の絶縁距離、若しくは機器ケース１との絶縁距離を短くすることができ、ひいては、機器の縮小化を図ることができる。なお、この実施例におけるアレスタは、油絶縁、ガス絶縁若しくは空気絶縁タイプの電気機器に好適する。
［実施例５］
図１２は、本発明の第５の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８７】
この実施例においては、次のようにして、アレスタモールド体６の先端部に高圧シールド体２０が埋設されている。
【００８８】
先ず、第５の実施例におけるブッシング３０は、上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂ中央に図１に示す接続導体挿入部４２が埋設され、接続導体挿入部４２の先端部には図１に示す主回路接続子４３が連設されている。また上部円筒部５１の内周には閉鎖部５１ｂから下端部に向かって円錐状に広がるテーパ孔３１が設けられ、このテーパ孔３１は図１に示す下部挿入孔５２ａと同径の中間部挿入孔３２と連通している。
【００８９】
高圧シールド体２０は、円盤状の水平部２１ａと、水平部２１の外周縁から円錐状に広がるように垂設された側壁部２１ｂとを有する逆コップ状のシールド本体２１を備えており、このシールド本体２１の水平部２１ａの上部中央には図２に示す円筒部６２ｂが突設されている。
【００９０】
このような構成の高圧シールド体２０は、図に示すように、水平部２１ａがアレスタ素子積層体６１の先端部側（高圧側）に当接され、この状態においてアレスタ素子積層体６１の外周に設けられたゴムモールド体６７により一体化されている。なお、ゴムモールド体６７の先端部外周にはテーパ孔３１の内周面に当接する円錐状部６７ｄが設けられている。
【００９１】
この実施例においても、アレスタ素子積層体６１の先端部外周が高圧シールド体２０により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができる。
【００９２】
なお、第５の実施例においては、高圧シールド体２０をゴムモールド体６７に埋設した場合について説明しているが、当該高圧シールド体２０はゴムモールド体６７の外周に配設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、特許請求の範囲内で、次のように、変更、修正を加えることができる。
【００９４】
第１に、前述の実施例においては、機器ケース１の底部にブッシングを配設した場合について説明しているが、機器ケース１の側壁にブッシングを配設してもよい。
【００９５】
第２に、前述の実施例においては、６６／７７ｋＶの高圧線路に本発明のアレスタを適用する場合について説明しているが、６６ｋＶ未満の線路若しくは７７ｋＶを超える高圧線路に本発明のアレスタを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるアレスタモールド体の一部断面図。
【図３】本発明の第１の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図４】本発明における絶縁栓の一部断面図。
【図５】本発明における絶縁栓の等電位分布図。
【図６】本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図７】本発明の第２の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図８】本発明の第３の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図９】本発明の第３の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図１０】本発明の第４の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図１１】本発明の第４の実施例におけるアレスタの等電位分布図。
【図１２】本発明の第５の実施例におけるアレスタの一部断面図。
【図１３】従来のアレスタの一部断面図。
【図１４】従来のアレスタの一部断面図。
【図１５】従来の絶縁栓の一部断面図。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・機器ケース
１ａ・・・開口部
２・・・ブッシング
４・・・高圧シールド体
６・・・アレスタモールド体
６１・・・アレスタ素子積層体
６７・・・ゴムモールド体
１１・・・円筒状の金具
２０・・・絶縁栓
２１・・・絶縁栓本体
２２・・・接触部材
２３・・・押圧部材
７５・・・導電性の塗布層
９１ｂ・・・絶縁性のバリヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収容する機器ケースの開口部に、前記開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、前記ブッシングの挿入孔内に前記機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタモールド体と備え、
前記アレスタモールド体は、複数個のアレスタ素子を積層して成るアレスタ素子積層体と、前記アレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体とを備え、
前記アレスタモールド体は、前記ブッシングの挿入孔の内部に収容されていることを特徴とするアレスタ。
【請求項２】
前記アレスタモールド体は、前記ブッシングの挿入孔の内部で前記ブッシングの先端部に向けて押圧されていることを特徴とする請求項１記載のアレスタ。
【請求項３】
前記アレスタモールド体の後端部には、軸方向の押圧によりバネ力が付勢されるスプリングが配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアレスタ。
【請求項４】
前記ブッシングの挿入孔の内面は、前記ブッシングの先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面を有し、
前記ゴムモールド体の外面は、前記テーパ内面と嵌合するテーパ外面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか１項記載のアレスタ。
【請求項５】
前記ブッシングには、前記アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、
前記テーパ内面は、前記高圧シールド体の後端側端部の内側に位置することを特徴とする請求項４記載のアレスタ。
【請求項６】
前記ブッシングの挿入孔内には、前記アレスタモールド体と交換的に、前記機器ケースの外部から着脱自在に絶縁栓が装着されることを特徴とする請求項１乃至請求項５何れか１項記載のアレスタ。
【請求項７】
前記ブッシングには、前記アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、
前記絶縁栓は、前記高圧シールド体の後端側端部の内側に位置することを特徴とする請求項６記載のアレスタ。
【請求項８】
前記絶縁栓は、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、外面に前記ブッシングのテーパ内面と嵌合するテーパ外面を有する絶縁栓本体と、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、前記高圧シールド体と前記絶縁栓本体の高圧側電極とを電気的に接触させる接触部材と、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、前記絶縁栓本体を前記ブッシングの先端部側に向けて押圧する押圧部材とを備えていることを特徴とする請求項７記載のアレスタ。
【請求項９】
前記絶縁栓本体の後端面と前記押圧部材の先端面間にスプリングが配設され、前記スプリングは、前記押圧部材の前記ブッシングの先端部方向への押圧によりバネ力が付勢されることを特徴とする請求項８記載のアレスタ。
【請求項１０】
前記押圧部材は、前記絶縁栓本体に進退自在に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載のアレスタ。
【請求項１１】
前記ブッシングは、硬質のプラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１２】
前記ブッシングの後端部は、前記機器ケースの開口部を通り前記機器ケースの外部に気密に導出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１３】
前記高圧シールド体の外周は、絶縁性のバリヤにより覆われていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１４】
前記高圧シールド体は、前記ブッシングの先端部の形状と略同形状の金具を有し、前記金具は、前記ブッシングの先端部に前記ブッシングと同心状に埋設されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１５】
前記高圧シールド体は、前記ブッシングの先端部外周に塗布された導電性の塗布層で形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１６】
前記高圧シールド体は、円筒状の金具を有し、前記金具は、前記ブッシングの先端部の周りに前記ブッシングの先端部を囲むように配設されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１】
電気機器を収容する機器ケースの開口部に、前記開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、前記ブッシングの挿入孔内に前記機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタモールド体と備え、
前記アレスタモールド体は、複数個のアレスタ素子を積層して成るアレスタ素子積層体と、前記アレスタ素子積層体の外周に設けられたゴムモールド体とを備え、
前記アレスタモールド体は、前記ブッシングの挿入孔の内部に収容されていることを特徴とするアレスタ。
【請求項２】
前記アレスタモールド体は、前記ブッシングの挿入孔の内部で前記ブッシングの先端部に向けて押圧されていることを特徴とする請求項１記載のアレスタ。
【請求項３】
前記アレスタモールド体の後端部には、軸方向の押圧によりバネ力が付勢されるスプリングが配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアレスタ。
【請求項４】
前記ブッシングの挿入孔の内面は、前記ブッシングの先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面を有し、
前記ゴムモールド体の外面は、前記テーパ内面と嵌合するテーパ外面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか１項記載のアレスタ。
【請求項５】
前記ブッシングには、前記アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、
前記テーパ内面は、前記高圧シールド体の後端側端部の内側に位置することを特徴とする請求項４記載のアレスタ。
【請求項６】
前記ブッシングの挿入孔内には、前記アレスタモールド体と交換的に、前記機器ケースの外部から着脱自在に絶縁栓が装着されることを特徴とする請求項１乃至請求項５何れか１項記載のアレスタ。
【請求項７】
前記ブッシングには、前記アレスタ素子積層体の先端部外周を覆う高圧シールド体が設けられ、
前記絶縁栓は、前記高圧シールド体の後端側端部の内側に位置することを特徴とする請求項６記載のアレスタ。
【請求項８】
前記絶縁栓は、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、外面に前記ブッシングのテーパ内面と嵌合するテーパ外面を有する絶縁栓本体と、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、前記高圧シールド体と前記絶縁栓本体の高圧側電極とを電気的に接触させる接触部材と、前記ブッシングの挿入孔内に装着され、前記絶縁栓本体を前記ブッシングの先端部側に向けて押圧する押圧部材とを備えていることを特徴とする請求項７記載のアレスタ。
【請求項９】
前記絶縁栓本体の後端面と前記押圧部材の先端面間にスプリングが配設され、前記スプリングは、前記押圧部材の前記ブッシングの先端部方向への押圧によりバネ力が付勢されることを特徴とする請求項８記載のアレスタ。
【請求項１０】
前記押圧部材は、前記絶縁栓本体に進退自在に取り付けられていることを特徴とする請求項９記載のアレスタ。
【請求項１１】
前記ブッシングは、硬質のプラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１２】
前記ブッシングの後端部は、前記機器ケースの開口部を通り前記機器ケースの外部に気密に導出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１３】
前記高圧シールド体の外周は、絶縁性のバリヤにより覆われていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１４】
前記高圧シールド体は、前記ブッシングの先端部の形状と略同形状の金具を有し、前記金具は、前記ブッシングの先端部に前記ブッシングと同心状に埋設されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１５】
前記高圧シールド体は、前記ブッシングの先端部外周に塗布された導電性の塗布層で形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【請求項１６】
前記高圧シールド体は、円筒状の金具を有し、前記金具は、前記ブッシングの先端部の周りに前記ブッシングの先端部を囲むように配設されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１６５４３６（Ｐ２００６−１６５４３６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５７９１６（Ｐ２００４−３５７９１６）
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（５０１３８３６３５）株式会社日本ＡＥパワーシステムズ (168)
【出願人】（０００００２２５５）昭和電線電纜株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（５０１３８３６３５）株式会社日本ＡＥパワーシステムズ (168)
【出願人】（０００００２２５５）昭和電線電纜株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]