電気機器の接続装置
【課題】電気機器間の接続部に形成される界面の耐電圧特性を向上させ、長期信頼性に優れ且つコンパクト化する。
【解決手段】電気機器１１もしくは母線１４を固体絶縁物でモールドしたモールド機器１、３間を接続する電気機器の接続装置において、接続するモールド機器１、３の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器１１もしくは母線１４をモールドした固体絶縁物１３ａ、１３ｂより弾性率が小さい固体絶縁物２を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする。
【解決手段】電気機器１１もしくは母線１４を固体絶縁物でモールドしたモールド機器１、３間を接続する電気機器の接続装置において、接続するモールド機器１、３の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器１１もしくは母線１４をモールドした固体絶縁物１３ａ、１３ｂより弾性率が小さい固体絶縁物２を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器、断路器などの電気機器を固体絶縁物でモールドし、これらを接続して電源系統を構成するスイッチギヤ等における電気機器の接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な従来のスイッチギヤの構成例を図１５に示す（例えば、特許文献１参照）。
図１５において、外周を軟鋼板で囲まれた容器５１を隔壁５２で前後に仕切り、前方の遮断器室５１ａには真空バルブ５３ａが装着された遮断器５３を収納し、また後方の母線室５１ｂには遮断器５３側の上下の主回路に合せてそれぞれ同形の断路器５４Ａ、５４Ｂを上下に設けている。断路器５４Ａ側は、支持碍子５６に固定された母線５５に接続され、隣接された盤への接続が行われる。また、断路器５４Ｂ側は、電力ケーブル５７ａから受電されたケーブルヘッド５７に接続されている。そして、これらの機器は、接続導体５８で相互が接続されている。また、電源側と負荷側を仕切っている隔壁５２には、図示していない貫通穴に主回路導体を絶縁層でモールドした絶縁スペーサ５９を設け、相互の室５１ａ、５１ｂの仕切りと、主回路の接続が行われている。これらの室５１ａ、５１ｂには、絶縁媒体として例えばＳＦ６ガスのような絶縁ガスが封入されている。
【０００３】
ＳＦ６ガスは、無色、無害、不活性などの特徴があり、大気圧のガス圧力で空気に比べて２〜３倍の絶縁耐力を有している。このように管理された絶縁ガスを封入したスイッチギヤにより、電力の安定した供給が行われている。
【０００４】
しかしながら、ＳＦ６ガスは、地球温暖化防止京都会議（１９９７年１２月）で温暖化に寄与する効果が炭酸ガスの約２３０００倍とされ、大気に漏らしたり放出したりしないようにするべきであるということになった。
【０００５】
このためには、角形の容器５１を接合させている鉄板相互の気密溶接部や、ケーブルヘッド５７のガス／気中部分に用いられているＯリングのガス漏れ検証などが重要となってくる。また、容器５１の内部点検などのガス開放時には、開放する前に封入されているガスをガス回収機で回収する必要がある。これらは、従来方法の機器においても当然行われていたことであるが、更に重要性が高まり万全の対応が必要となってくる。
【０００６】
これらのことから、ＳＦ６ガスを使用しなければ前述の対応は不必要となるが、ＳＦ６ガスに優る絶縁媒体がないのが現状である。例えば、空気を絶縁媒体にすれば絶縁耐力が劣るので、劣った割合で絶縁距離などを広げなければならず全体形状が大型化してしまう。また、一般の気中絶縁では、塵挨や湿潤の影響を受けるので、これらの汚損特性を考慮して沿面距離などを大きくしなければならなかった。これは、最近の趨勢である縮小化に逆行するものである。
【０００７】
一方、ＳＦ６ガスを使用しない方法として、真空バルブを固体絶縁物で直接一体モールドする固体絶縁構成がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
代表的な固体絶縁構成を図１６に示す。なお、図１６において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢示図である。これは、遮断器６２、断路器６１Ａ、６１Ｂ、避雷器６３の機器を固体絶縁物でモールドして一つの要素ブロック７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄとし、その要素ブロックの接続は固体絶縁物でモールドした導体ブロック７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄで接続して構成したものである。なお、６４は母線、６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄは導体である。
【特許文献１】特公平８−２２１２４号公報 （第２ページ、図１）
【特許文献２】特開平１０−２１０６１５号公報 （第４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来の固体絶縁構成のスイッチギヤにおいては、次のような問題がある。
固体絶縁物は、ＳＦ６ガスに比べ絶縁耐圧が高く、絶縁距離の縮小化に大きく寄与する。このように固体絶縁物でモールドした電気機器を接続して構成するスイッチギヤの場合、接続時に形成される固体絶縁物間における界面が絶縁性能上重要となる。そこで、この界面の絶縁性能を向上させ、且つ小形で長期信頼性を向上させた接続方法の提案が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、電気機器間の接続部に形成される界面の耐電圧特性を向上させ、長期信頼性に優れ且つコンパクト化した電気機器の接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の電気機器の接続装置は、電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、接続するモールド機器の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気機器の接続装置によれば、接続部に形成される界面の耐電圧性能が向上し、接続部の縮小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】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
先ず、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る接続装置の接続過程を示す図、図２は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。ここでは、電気機器の接続装置として、真空バルブを固体絶縁物でモールドした機器と母線を固体絶縁物でモールドした機器とを接続する接続装置の場合について説明する。
【００１５】
図１に示すように、真空バルブ１１の固定側端子には通電金属１２が接続され、例えばエポキシのような固体絶縁物１３ａでモールドし、真空バルブモールド機器１を形成している。通電金属１２側は凹形の開口部となっている。
【００１６】
一方、母線１４は導体１５と接続され、例えばエポキシのような固体絶縁物１３ｂでモールドし、母線モールド機器３を形成している。導体１５側は凸形の突起部となっている。真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３との間には、真空バルブモールド機器１および母線モールド機器３の固体絶縁物１３ａ、１３ｂより弾性率の小さい例えばシリコーンゴム、ＥＰゴムのような固体絶縁物からなる柔軟性絶縁物２を挿入して接続される。このとき、母線モールド機器３の導体１５は真空バルブモールド機器１の通電金属１２の窪みに挿入され、導体１５に設けられた接触子１６により母線１４側と真空バルブ１１側の通電が可能となる。柔軟性絶縁物２の厚さｔ´は、柔軟性絶縁物２を挿入せずに構成したときにできる隙間２０の隙間幅ｔより大きくなっている。
【００１７】
また、図２に示すように、柔軟性絶縁物２を挿入せずに真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３を組み合わせた時に凸側と凹側の間に形成される隙間２０の隙間幅ｔより、接続部に挿入する前記柔軟性絶縁物２の厚さｔ´を大きくすることにより、母線モールド機器３の導体１５と真空バルブモールド機器１の中心部で柔軟性絶縁物２が最初に接触し、この部分から外周方向に向かって面圧がかかるようになる。面圧は、中心部から外周方向に向かって直線的に低下する分布が好ましい。これにより、異種固体絶縁物の界面の中で電界強度が高い中心側に最も面圧がかかるため、耐電圧性能が向上する。
【００１８】
ここで、柔軟性絶縁物２は、固体絶縁物１３ａ、１３ｂよりも弾性率が小さく柔らかいため、モールド機器１、３を組み合わせた時に凸側と凹側の間に押し潰されて密着する。同時に柔軟性絶縁物２が圧縮されるので、その反発力で凸側と凹側の間に面圧がかかり、優れた耐電圧性能を得ることができる。面圧は、隙間２０の隙間幅ｔと柔軟性絶縁物２の厚さｔ´との比で決まり、ｔ´／ｔ＝１．０５〜１．２５が好ましい。ｔ´／ｔ＝１．０５未満では、面圧が充分にかからず、面圧がアンバランスとなり易く耐電圧性能が低下する。ｔ´／ｔ＝１．２５超過では、面圧は充分となるものの固体絶縁物１３ａ、１３ｂへ加わる機械的応力が高くなり、クラックなどの発生の可能性が生じてくるので好ましくない。
【００１９】
なお、上記実施例１では、真空バルブを固体絶縁物でモールドした機器と母線を固体絶縁物でモールドした機器を接続する場合について説明したが、遮断器、断路器などの電気機器のうち少なくとも一つを固体絶縁物で単相もしくは三相一体でモールドし、且つモールドした電気機器間またはモールドした電気機器と単相もしくは三相一体でモールドした母線との間を接続して構成する電気機器の接続装置に適用することができる。
【００２０】
また、上述したように電気機器の接続装置を真空バルブ１１と母線１４との接続について述べたが、避雷器、ＰＴなどでも同様である。更に、スイッチギヤの構成で端部となる構成も出てくるが、このときに端部処理を行うなうための絶縁栓との接続も同様である。また、上述の説明では真空バルブ側を凹形、母線側を凸形として述べているが、逆でも同様である。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、柔軟性絶縁物の厚さである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図３に示すように、柔軟性絶縁物２の厚さは、中心側の厚さをｔ１、外周側の厚さをｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２としている。柔軟性絶縁物２の厚さを、中心側の方が外周側より厚くすることにより、実施例１の構成よりさらに中心側に面圧がかかる構造となるため、耐電圧性能が向上する。
【実施例３】
【００２３】
次に、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１または２と異なる点は、柔軟性絶縁物端を電界緩和したことである。図４において、実施例１または２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図４に示すように、真空バルブモールド機器１の凹形開口部の中心を包囲するように導電性シールド１７を具備し、真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３を接続したときに機器間に挿入された柔軟性絶縁物２の中心側端が導電性シールド１７内に包囲される位置となっている。
【００２５】
このように、凹側モールド機器１の接続面の中心部を包囲するように導電性シールド１７を具備し、且つモールド機器１、３間を接続したときにモールド機器１、３間に挿入された弾性率が小さい柔軟性絶縁物２の中心側端が前記導電性シールド１７に包囲される位置とすることにより、柔軟性絶縁物２の中心側端と凹側若しくは凸側モールド機器との間に形成されるトリプルジャンクション２１の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例４】
【００２６】
次に、本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例４が実施例１または３と異なる点は、柔軟性絶縁物を挿入する隙間の大きさである。図５において、実施例１または３と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
図５に示すように、柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０の中心側をｔ１、外周側をｔ２とすると、ｔ１＜ｔ２とする。
【００２８】
柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０の中心側を外周側より小さくすることにより、実際に柔軟性絶縁物２を挿入して構成したとき、電界強度が高い中心側により面圧をかけることができるため、耐電圧性能が向上する。
【実施例５】
【００２９】
次に、本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置を図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例５が実施例１または３と異なる点は、柔軟性絶縁物の厚さである。図６において、実施例１または３と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図６に示すように、例えば実施例１または３のように構成された電気機器の接続装置において、凹側のモールド機器１には接続面の中心部を包囲する導電性シールド１７を具備しており、且つ柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０のうち、導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて隙間２０と交差する領域の隙間をｔ３、中心側をｔ１、外周側をｔ２とすると、ｔ３＜ｔ１、ｔ２とする。
【００３１】
柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０のうち、導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて隙間２０と交差する領域を最も狭くすることにより、実際に柔軟性絶縁物２を挿入して構成した時に形成される異種絶縁物の界面で最も電界強度が高い部分は凹側モールド機器１に具備された導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて界面と交差する領域であることから、この最大電界の領域の面圧を最も高くすることができる。このため、耐電圧性能が向上する。
【実施例６】
【００３２】
次に、本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置を図７および図８を参照して説明する。図７は、本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図、図８は、本発明の実施例６における界面の角度θと界面における最大電界強度の関係図である。なお、この実施例６が実施例１乃至５と異なる点は、柔軟性絶縁物の角度である。図７において、実施例１乃至５と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図７に示すように、例えば実施例１乃至５のように構成された電気機器の接続装置において、凹形の開口部を持ったモールド機器１にはその開口部の中心を包囲する導電性シールド１７を具備している。導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて接続面と交差する領域における凸側および凹側の接続面の傾きが、軸に対する鉛直方向を０度とし、鉛直方向に対する鋭角をとると２５度〜５０度の間で構成されている。
【００３４】
図８に示すように、界面角度θには、電界強度を最も低減できる最適値が存在することがわかる。このため、モールド機器１、３と柔軟性絶縁物２との界面の角度θを２５度〜５０度の範囲で構成することにより、異種絶縁物界面の電界強度を最も低減することができ、耐電圧性能が向上する。
【００３５】
界面角度θが２５度未満では、電界強度の上昇率が大きく、耐電圧性能が低下する。界面では、耐電圧性能にとって最も弱点部となり易いので、電界強度が急激に上昇することは避けなければならない。界面角度θが５０度超過では、電界強度の上昇が緩やかであり耐電圧性能を大きく低下させないが、モールド機器１、３の軸方向の長さが長くなるので好ましくない。なお、界面角度θが３５度のとき、電界強度が最低値となり最も好ましい。
【実施例７】
【００３６】
次に、本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置を図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例７が実施例１乃至６と異なる点は、界面を構成する導体の大きさである。図９において、実施例１乃至６と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
図９に示すように、例えば実施例１乃至６のように構成された電気機器の接続装置において、凹側のモールド機器１には接続面の中心部を包囲する導電性シールド１７を具備している。モールド機器１、３の接続時において導電性シールド１７先端から径方向に見て凸側のモールド機器３の中心導体１５と交差する領域の中心導体径をφＣ、通電金属１２との接触部の導体径をφＡ、母線側の導体径をφＢとすると、φＣ＜φＡ、φＢとなって構成されている。
【００３８】
導体１５をφＣ＜φＡ、φＢとなるように構成することにより、柔軟性絶縁物２の中心側端と凹側モールド機器１若しくは凸側モールド機器３との間に形成されるトリプルジャンクション２１およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上し、且つ接触部の導体径を大きくできるため通電容量も増加する。
【実施例８】
【００３９】
次に、本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置を図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例８が実施例１乃至７と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１０において、実施例１乃至７と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
図１０に示すように、例えば実施例１乃至７のように構成された電気機器の接続装置において、モールド電気機器１、３の外層には接地層２２を形成している。また凹側モールド機器、凸側モールド機器３の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成している。
【００４１】
モールド機器１、３の外部の接続端より軸方向側に接続端より径が小さい窪み２３ａ、２３ｂを設けることにより、柔軟性絶縁物２の外周側端と凹側若しくは凸側モールド機器１、３との間に形成されるトリプルジャンクション２４およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例９】
【００４２】
次に、本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置を図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例９が実施例１乃至８と異なる点は、柔軟性絶縁物の形状である。図１１において、実施例１乃至８と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１１に示すように、接続するモールド機器１、３の接続面は両者とも同一形状で凹形をしており、この間には、モールド機器１、３間を接続する導体２５および柔軟性絶縁物２を挿入して接続している。且つ柔軟性絶縁物２の中心部の径は接続導体２５の径より小さく、挿入前の柔軟性絶縁物２の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角はモールド機器側の角度θより大きくなっている。
【００４４】
接続するモールド機器１、３の接続面は両者とも同一形状で凹形とし、この間に、モールド機器１、３間を接続する導体２５および柔軟性絶縁物２を挿入して接続することにより、界面形状を全て同じにできるため、界面形状の標準化が図れる。さらに、柔軟性絶縁物２の中心径は接続導体２５の径より小さく、挿入前の柔軟性絶縁物２の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角をモールド機器側の角度θより大きくすることにより、電界強度が高い中心側の面圧を外周側に対してより高くすることができ、耐電圧性能が向上する。
【００４５】
なお、本実施例９は、遮断器、断路器などの電気機器のうち少なくとも一つを固体絶縁物で単相もしくは三相一体でモールドし、且つモールドした電気機器間またはモールドした電気機器と単相もしくは三相一体でモールドした母線との間を接続して構成する電気機器の接続装置に適用することができる。
【実施例１０】
【００４６】
次に、本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置を図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例１０が実施例９と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１２において、実施例９と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図１２に示すように、例えば実施例９のように構成された電気機器の接続装置において、モールド電気機器１、３の外層には接地層２２を形成しており、且つ接続されたモールド機器１、３の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成している。
【００４８】
接続されたモールド機器１、３の少なくとも一方に、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成することにより、柔軟性絶縁物２の外周側端とモールド機器との間に形成されるトリプルジャンクション２６およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例１１】
【００４９】
次に、本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置を図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例１１が実施例１０と異なる点は、モールド機器の固定方法である。図１３において、実施例１０と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
図１３に示すように、例えば実施例１０のように構成された電気機器の接続装置において、モールド機器１、３間の締め付けにボルト２７およびナット２９を用い、片側若しくは両側にばね２８を挿入して締め付ける。
【００５１】
モールド機器１、３間の締め付け時に片側若しくは両側にばね２８を挿入して締め付けることにより、長期的に安定した面圧を印加しつづけることができ、長期信頼性がより向上する。
【実施例１２】
【００５２】
次に、本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置を図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置の構成を示し、図１３におけるＡ−Ａ矢示図である。なお、この実施例１２が実施例１１と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１４において、実施例１１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
図１４に示すように、例えば実施例１１のように構成された電気機器の接続装置において、モールド機器１、３の接続端の外径を四角とする。
【００５４】
モールド機器１、３の接続端の外径を四角とすることにより、四隅で接続面を固定するためのボルト２７によるボルト締めができるためスペースの有効活用ができ、円形で形成されたものよりコンパクトな接続装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１に係る接続装置の接続過程を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図６】本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図７】本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図８】本発明の実施例６における界面の角度θと界面における最大電界強度の関係図。
【図９】本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１２】本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１３】本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１４】本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置の構成を示し、図１３におけるＡ−Ａ矢示図。
【図１５】従来のスイッチギヤの構成例を示す側面図。
【図１６】従来のスイッチギヤの構成例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢示図。
【符号の説明】
【００５６】
１ 真空バルブモールド機器
２ 柔軟性絶縁物
３ 母線モールド機器
１１ 真空バルブ
１２ 通電金属
１３ａ、１３ｂ 固体絶縁物
１４ 母線
１５ 導体
１６ 接触子
１７ 導電性シールド
２０ 隙間
２１、２４、２６ トリプルジャンクション
２２ 接地層
２３ａ、２３ｂ 窪み
２５ 接続導体
２７ ボルト
２８ ばね
２９ ナット
５１ 容器
５２ 隔壁
５３、６２ 遮断器
５４（５４Ａ、５４Ｂ）、６１Ａ、６１Ｂ 断路器
５５、６４ 母線
５６ 支持碍子
５７ ケーブルヘッド
５８ 接続導体
５９ 絶縁スペーサ
６３ 避雷器
６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ 導体
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ 要素ブロック
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ 導体ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器、断路器などの電気機器を固体絶縁物でモールドし、これらを接続して電源系統を構成するスイッチギヤ等における電気機器の接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な従来のスイッチギヤの構成例を図１５に示す（例えば、特許文献１参照）。
図１５において、外周を軟鋼板で囲まれた容器５１を隔壁５２で前後に仕切り、前方の遮断器室５１ａには真空バルブ５３ａが装着された遮断器５３を収納し、また後方の母線室５１ｂには遮断器５３側の上下の主回路に合せてそれぞれ同形の断路器５４Ａ、５４Ｂを上下に設けている。断路器５４Ａ側は、支持碍子５６に固定された母線５５に接続され、隣接された盤への接続が行われる。また、断路器５４Ｂ側は、電力ケーブル５７ａから受電されたケーブルヘッド５７に接続されている。そして、これらの機器は、接続導体５８で相互が接続されている。また、電源側と負荷側を仕切っている隔壁５２には、図示していない貫通穴に主回路導体を絶縁層でモールドした絶縁スペーサ５９を設け、相互の室５１ａ、５１ｂの仕切りと、主回路の接続が行われている。これらの室５１ａ、５１ｂには、絶縁媒体として例えばＳＦ６ガスのような絶縁ガスが封入されている。
【０００３】
ＳＦ６ガスは、無色、無害、不活性などの特徴があり、大気圧のガス圧力で空気に比べて２〜３倍の絶縁耐力を有している。このように管理された絶縁ガスを封入したスイッチギヤにより、電力の安定した供給が行われている。
【０００４】
しかしながら、ＳＦ６ガスは、地球温暖化防止京都会議（１９９７年１２月）で温暖化に寄与する効果が炭酸ガスの約２３０００倍とされ、大気に漏らしたり放出したりしないようにするべきであるということになった。
【０００５】
このためには、角形の容器５１を接合させている鉄板相互の気密溶接部や、ケーブルヘッド５７のガス／気中部分に用いられているＯリングのガス漏れ検証などが重要となってくる。また、容器５１の内部点検などのガス開放時には、開放する前に封入されているガスをガス回収機で回収する必要がある。これらは、従来方法の機器においても当然行われていたことであるが、更に重要性が高まり万全の対応が必要となってくる。
【０００６】
これらのことから、ＳＦ６ガスを使用しなければ前述の対応は不必要となるが、ＳＦ６ガスに優る絶縁媒体がないのが現状である。例えば、空気を絶縁媒体にすれば絶縁耐力が劣るので、劣った割合で絶縁距離などを広げなければならず全体形状が大型化してしまう。また、一般の気中絶縁では、塵挨や湿潤の影響を受けるので、これらの汚損特性を考慮して沿面距離などを大きくしなければならなかった。これは、最近の趨勢である縮小化に逆行するものである。
【０００７】
一方、ＳＦ６ガスを使用しない方法として、真空バルブを固体絶縁物で直接一体モールドする固体絶縁構成がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
代表的な固体絶縁構成を図１６に示す。なお、図１６において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢示図である。これは、遮断器６２、断路器６１Ａ、６１Ｂ、避雷器６３の機器を固体絶縁物でモールドして一つの要素ブロック７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄとし、その要素ブロックの接続は固体絶縁物でモールドした導体ブロック７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄで接続して構成したものである。なお、６４は母線、６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄは導体である。
【特許文献１】特公平８−２２１２４号公報 （第２ページ、図１）
【特許文献２】特開平１０−２１０６１５号公報 （第４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来の固体絶縁構成のスイッチギヤにおいては、次のような問題がある。
固体絶縁物は、ＳＦ６ガスに比べ絶縁耐圧が高く、絶縁距離の縮小化に大きく寄与する。このように固体絶縁物でモールドした電気機器を接続して構成するスイッチギヤの場合、接続時に形成される固体絶縁物間における界面が絶縁性能上重要となる。そこで、この界面の絶縁性能を向上させ、且つ小形で長期信頼性を向上させた接続方法の提案が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、電気機器間の接続部に形成される界面の耐電圧特性を向上させ、長期信頼性に優れ且つコンパクト化した電気機器の接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の電気機器の接続装置は、電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、接続するモールド機器の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気機器の接続装置によれば、接続部に形成される界面の耐電圧性能が向上し、接続部の縮小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】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
先ず、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る接続装置の接続過程を示す図、図２は、本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。ここでは、電気機器の接続装置として、真空バルブを固体絶縁物でモールドした機器と母線を固体絶縁物でモールドした機器とを接続する接続装置の場合について説明する。
【００１５】
図１に示すように、真空バルブ１１の固定側端子には通電金属１２が接続され、例えばエポキシのような固体絶縁物１３ａでモールドし、真空バルブモールド機器１を形成している。通電金属１２側は凹形の開口部となっている。
【００１６】
一方、母線１４は導体１５と接続され、例えばエポキシのような固体絶縁物１３ｂでモールドし、母線モールド機器３を形成している。導体１５側は凸形の突起部となっている。真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３との間には、真空バルブモールド機器１および母線モールド機器３の固体絶縁物１３ａ、１３ｂより弾性率の小さい例えばシリコーンゴム、ＥＰゴムのような固体絶縁物からなる柔軟性絶縁物２を挿入して接続される。このとき、母線モールド機器３の導体１５は真空バルブモールド機器１の通電金属１２の窪みに挿入され、導体１５に設けられた接触子１６により母線１４側と真空バルブ１１側の通電が可能となる。柔軟性絶縁物２の厚さｔ´は、柔軟性絶縁物２を挿入せずに構成したときにできる隙間２０の隙間幅ｔより大きくなっている。
【００１７】
また、図２に示すように、柔軟性絶縁物２を挿入せずに真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３を組み合わせた時に凸側と凹側の間に形成される隙間２０の隙間幅ｔより、接続部に挿入する前記柔軟性絶縁物２の厚さｔ´を大きくすることにより、母線モールド機器３の導体１５と真空バルブモールド機器１の中心部で柔軟性絶縁物２が最初に接触し、この部分から外周方向に向かって面圧がかかるようになる。面圧は、中心部から外周方向に向かって直線的に低下する分布が好ましい。これにより、異種固体絶縁物の界面の中で電界強度が高い中心側に最も面圧がかかるため、耐電圧性能が向上する。
【００１８】
ここで、柔軟性絶縁物２は、固体絶縁物１３ａ、１３ｂよりも弾性率が小さく柔らかいため、モールド機器１、３を組み合わせた時に凸側と凹側の間に押し潰されて密着する。同時に柔軟性絶縁物２が圧縮されるので、その反発力で凸側と凹側の間に面圧がかかり、優れた耐電圧性能を得ることができる。面圧は、隙間２０の隙間幅ｔと柔軟性絶縁物２の厚さｔ´との比で決まり、ｔ´／ｔ＝１．０５〜１．２５が好ましい。ｔ´／ｔ＝１．０５未満では、面圧が充分にかからず、面圧がアンバランスとなり易く耐電圧性能が低下する。ｔ´／ｔ＝１．２５超過では、面圧は充分となるものの固体絶縁物１３ａ、１３ｂへ加わる機械的応力が高くなり、クラックなどの発生の可能性が生じてくるので好ましくない。
【００１９】
なお、上記実施例１では、真空バルブを固体絶縁物でモールドした機器と母線を固体絶縁物でモールドした機器を接続する場合について説明したが、遮断器、断路器などの電気機器のうち少なくとも一つを固体絶縁物で単相もしくは三相一体でモールドし、且つモールドした電気機器間またはモールドした電気機器と単相もしくは三相一体でモールドした母線との間を接続して構成する電気機器の接続装置に適用することができる。
【００２０】
また、上述したように電気機器の接続装置を真空バルブ１１と母線１４との接続について述べたが、避雷器、ＰＴなどでも同様である。更に、スイッチギヤの構成で端部となる構成も出てくるが、このときに端部処理を行うなうための絶縁栓との接続も同様である。また、上述の説明では真空バルブ側を凹形、母線側を凸形として述べているが、逆でも同様である。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、柔軟性絶縁物の厚さである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図３に示すように、柔軟性絶縁物２の厚さは、中心側の厚さをｔ１、外周側の厚さをｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２としている。柔軟性絶縁物２の厚さを、中心側の方が外周側より厚くすることにより、実施例１の構成よりさらに中心側に面圧がかかる構造となるため、耐電圧性能が向上する。
【実施例３】
【００２３】
次に、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１または２と異なる点は、柔軟性絶縁物端を電界緩和したことである。図４において、実施例１または２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図４に示すように、真空バルブモールド機器１の凹形開口部の中心を包囲するように導電性シールド１７を具備し、真空バルブモールド機器１と母線モールド機器３を接続したときに機器間に挿入された柔軟性絶縁物２の中心側端が導電性シールド１７内に包囲される位置となっている。
【００２５】
このように、凹側モールド機器１の接続面の中心部を包囲するように導電性シールド１７を具備し、且つモールド機器１、３間を接続したときにモールド機器１、３間に挿入された弾性率が小さい柔軟性絶縁物２の中心側端が前記導電性シールド１７に包囲される位置とすることにより、柔軟性絶縁物２の中心側端と凹側若しくは凸側モールド機器との間に形成されるトリプルジャンクション２１の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例４】
【００２６】
次に、本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例４が実施例１または３と異なる点は、柔軟性絶縁物を挿入する隙間の大きさである。図５において、実施例１または３と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
図５に示すように、柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０の中心側をｔ１、外周側をｔ２とすると、ｔ１＜ｔ２とする。
【００２８】
柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０の中心側を外周側より小さくすることにより、実際に柔軟性絶縁物２を挿入して構成したとき、電界強度が高い中心側により面圧をかけることができるため、耐電圧性能が向上する。
【実施例５】
【００２９】
次に、本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置を図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例５が実施例１または３と異なる点は、柔軟性絶縁物の厚さである。図６において、実施例１または３と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図６に示すように、例えば実施例１または３のように構成された電気機器の接続装置において、凹側のモールド機器１には接続面の中心部を包囲する導電性シールド１７を具備しており、且つ柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０のうち、導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて隙間２０と交差する領域の隙間をｔ３、中心側をｔ１、外周側をｔ２とすると、ｔ３＜ｔ１、ｔ２とする。
【００３１】
柔軟性絶縁物２を挿入せずにモールド機器１、３を組み合わせた時に凸形と凹側の間に形成される隙間２０のうち、導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて隙間２０と交差する領域を最も狭くすることにより、実際に柔軟性絶縁物２を挿入して構成した時に形成される異種絶縁物の界面で最も電界強度が高い部分は凹側モールド機器１に具備された導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて界面と交差する領域であることから、この最大電界の領域の面圧を最も高くすることができる。このため、耐電圧性能が向上する。
【実施例６】
【００３２】
次に、本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置を図７および図８を参照して説明する。図７は、本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図、図８は、本発明の実施例６における界面の角度θと界面における最大電界強度の関係図である。なお、この実施例６が実施例１乃至５と異なる点は、柔軟性絶縁物の角度である。図７において、実施例１乃至５と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図７に示すように、例えば実施例１乃至５のように構成された電気機器の接続装置において、凹形の開口部を持ったモールド機器１にはその開口部の中心を包囲する導電性シールド１７を具備している。導電性シールド１７の先端部から軸方向にみて接続面と交差する領域における凸側および凹側の接続面の傾きが、軸に対する鉛直方向を０度とし、鉛直方向に対する鋭角をとると２５度〜５０度の間で構成されている。
【００３４】
図８に示すように、界面角度θには、電界強度を最も低減できる最適値が存在することがわかる。このため、モールド機器１、３と柔軟性絶縁物２との界面の角度θを２５度〜５０度の範囲で構成することにより、異種絶縁物界面の電界強度を最も低減することができ、耐電圧性能が向上する。
【００３５】
界面角度θが２５度未満では、電界強度の上昇率が大きく、耐電圧性能が低下する。界面では、耐電圧性能にとって最も弱点部となり易いので、電界強度が急激に上昇することは避けなければならない。界面角度θが５０度超過では、電界強度の上昇が緩やかであり耐電圧性能を大きく低下させないが、モールド機器１、３の軸方向の長さが長くなるので好ましくない。なお、界面角度θが３５度のとき、電界強度が最低値となり最も好ましい。
【実施例７】
【００３６】
次に、本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置を図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例７が実施例１乃至６と異なる点は、界面を構成する導体の大きさである。図９において、実施例１乃至６と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
図９に示すように、例えば実施例１乃至６のように構成された電気機器の接続装置において、凹側のモールド機器１には接続面の中心部を包囲する導電性シールド１７を具備している。モールド機器１、３の接続時において導電性シールド１７先端から径方向に見て凸側のモールド機器３の中心導体１５と交差する領域の中心導体径をφＣ、通電金属１２との接触部の導体径をφＡ、母線側の導体径をφＢとすると、φＣ＜φＡ、φＢとなって構成されている。
【００３８】
導体１５をφＣ＜φＡ、φＢとなるように構成することにより、柔軟性絶縁物２の中心側端と凹側モールド機器１若しくは凸側モールド機器３との間に形成されるトリプルジャンクション２１およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上し、且つ接触部の導体径を大きくできるため通電容量も増加する。
【実施例８】
【００３９】
次に、本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置を図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例８が実施例１乃至７と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１０において、実施例１乃至７と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
図１０に示すように、例えば実施例１乃至７のように構成された電気機器の接続装置において、モールド電気機器１、３の外層には接地層２２を形成している。また凹側モールド機器、凸側モールド機器３の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成している。
【００４１】
モールド機器１、３の外部の接続端より軸方向側に接続端より径が小さい窪み２３ａ、２３ｂを設けることにより、柔軟性絶縁物２の外周側端と凹側若しくは凸側モールド機器１、３との間に形成されるトリプルジャンクション２４およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例９】
【００４２】
次に、本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置を図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例９が実施例１乃至８と異なる点は、柔軟性絶縁物の形状である。図１１において、実施例１乃至８と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１１に示すように、接続するモールド機器１、３の接続面は両者とも同一形状で凹形をしており、この間には、モールド機器１、３間を接続する導体２５および柔軟性絶縁物２を挿入して接続している。且つ柔軟性絶縁物２の中心部の径は接続導体２５の径より小さく、挿入前の柔軟性絶縁物２の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角はモールド機器側の角度θより大きくなっている。
【００４４】
接続するモールド機器１、３の接続面は両者とも同一形状で凹形とし、この間に、モールド機器１、３間を接続する導体２５および柔軟性絶縁物２を挿入して接続することにより、界面形状を全て同じにできるため、界面形状の標準化が図れる。さらに、柔軟性絶縁物２の中心径は接続導体２５の径より小さく、挿入前の柔軟性絶縁物２の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角をモールド機器側の角度θより大きくすることにより、電界強度が高い中心側の面圧を外周側に対してより高くすることができ、耐電圧性能が向上する。
【００４５】
なお、本実施例９は、遮断器、断路器などの電気機器のうち少なくとも一つを固体絶縁物で単相もしくは三相一体でモールドし、且つモールドした電気機器間またはモールドした電気機器と単相もしくは三相一体でモールドした母線との間を接続して構成する電気機器の接続装置に適用することができる。
【実施例１０】
【００４６】
次に、本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置を図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例１０が実施例９と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１２において、実施例９と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図１２に示すように、例えば実施例９のように構成された電気機器の接続装置において、モールド電気機器１、３の外層には接地層２２を形成しており、且つ接続されたモールド機器１、３の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成している。
【００４８】
接続されたモールド機器１、３の少なくとも一方に、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい窪み２３ａ、２３ｂを設けて形成することにより、柔軟性絶縁物２の外周側端とモールド機器との間に形成されるトリプルジャンクション２６およびその近傍の電界を緩和することができ、耐電圧性能が向上する。
【実施例１１】
【００４９】
次に、本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置を図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例１１が実施例１０と異なる点は、モールド機器の固定方法である。図１３において、実施例１０と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
図１３に示すように、例えば実施例１０のように構成された電気機器の接続装置において、モールド機器１、３間の締め付けにボルト２７およびナット２９を用い、片側若しくは両側にばね２８を挿入して締め付ける。
【００５１】
モールド機器１、３間の締め付け時に片側若しくは両側にばね２８を挿入して締め付けることにより、長期的に安定した面圧を印加しつづけることができ、長期信頼性がより向上する。
【実施例１２】
【００５２】
次に、本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置を図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置の構成を示し、図１３におけるＡ−Ａ矢示図である。なお、この実施例１２が実施例１１と異なる点は、モールド機器の外形形状である。図１４において、実施例１１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
図１４に示すように、例えば実施例１１のように構成された電気機器の接続装置において、モールド機器１、３の接続端の外径を四角とする。
【００５４】
モールド機器１、３の接続端の外径を四角とすることにより、四隅で接続面を固定するためのボルト２７によるボルト締めができるためスペースの有効活用ができ、円形で形成されたものよりコンパクトな接続装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１に係る接続装置の接続過程を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施例４に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図６】本発明の実施例５に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図７】本発明の実施例６に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図８】本発明の実施例６における界面の角度θと界面における最大電界強度の関係図。
【図９】本発明の実施例７に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の実施例８に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例９に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１２】本発明の実施例１０に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１３】本発明の実施例１１に係る電気機器の接続装置の構成を示す断面図。
【図１４】本発明の実施例１２に係る電気機器の接続装置の構成を示し、図１３におけるＡ−Ａ矢示図。
【図１５】従来のスイッチギヤの構成例を示す側面図。
【図１６】従来のスイッチギヤの構成例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢示図。
【符号の説明】
【００５６】
１ 真空バルブモールド機器
２ 柔軟性絶縁物
３ 母線モールド機器
１１ 真空バルブ
１２ 通電金属
１３ａ、１３ｂ 固体絶縁物
１４ 母線
１５ 導体
１６ 接触子
１７ 導電性シールド
２０ 隙間
２１、２４、２６ トリプルジャンクション
２２ 接地層
２３ａ、２３ｂ 窪み
２５ 接続導体
２７ ボルト
２８ ばね
２９ ナット
５１ 容器
５２ 隔壁
５３、６２ 遮断器
５４（５４Ａ、５４Ｂ）、６１Ａ、６１Ｂ 断路器
５５、６４ 母線
５６ 支持碍子
５７ ケーブルヘッド
５８ 接続導体
５９ 絶縁スペーサ
６３ 避雷器
６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ 導体
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ 要素ブロック
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ 導体ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、
接続するモールド機器の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に凸側モールド機器と凹側モールド機器との間に形成される隙間より、挿入前の前記弾性率が小さい固体絶縁物の厚さの方が大きいことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物の厚さは、中心側の方が外周側より厚くなっていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器の接続面の中心部を包囲するように導電性シールドを具備しており、且つ前記モールド機器間を接続したときに前記モールド機器間に挿入された前記弾性率が小さい固体絶縁物の中心側端が前記導電性シールドに包囲される位置となることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に前記凸側モールド機器と前記凹側モールド機器との間に形成される隙間が、中心側の方が外周側より小さくなっており、この間に前記弾性率の小さい固体絶縁物を挿入して構成することを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項６】
請求項１または請求項４に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に前記凸側モールド機器と前記凹側モールド機器との間に形成される隙間のうち、前記導電性シールドの先端部から軸方向にみて前記隙間と交差する領域が最も狭く、この間に前記弾性率の小さい固体絶縁物を挿入して構成することを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記導電性シールドの先端部から軸方向にみて接続面と交差する領域における前記凸側モールド機器および前記凹側モールド機器の接続面の傾きが、軸に対する鉛直方向を０度とし、鉛直方向に対する鋭角をとると２５度〜５０度の間で構成されていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記モールド機器接続時において前記導電性シールド先端から径方向に見て前記凸側モールド機器の中心導体と交差する領域の前記凸側モールド機器の中心導体径が、前記凹側モールド機器の導体との接触部の導体径及び前記凹側モールド機器とは反対側の部分の導体径より小さくなっていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器の外層には接地層を形成しており、且つ凸側モールド機器と凹側モールド機器の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪みを設けて形成したことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１０】
電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、
接続するモールド機器の接続面は両者とも同一形状で凹形をしており、この間には、電気機器間もしくは電気機器と母線との間を接続する導体、および電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、且つ前記弾性率が小さい固体絶縁物の中心径は前記導体より小さく、挿入前の前記弾性率が小さい固体絶縁物の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角は前記モールド機器側の角度より大きいことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気機器の接続装置において、前記モールド機器の外層には接地層を形成しており、且つ前記モールド機器の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪みを設けて形成したことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器間の締め付け時に片側若しくは両側にばねを挿入して締め付けることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器の接続端の外径を四角とすることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１】
電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、
接続するモールド機器の一方は凸形、他方は凹形をしており、この間には、前記電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、電界強度が高い中心側の面圧が外周側の面圧より高くなることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に凸側モールド機器と凹側モールド機器との間に形成される隙間より、挿入前の前記弾性率が小さい固体絶縁物の厚さの方が大きいことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物の厚さは、中心側の方が外周側より厚くなっていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器の接続面の中心部を包囲するように導電性シールドを具備しており、且つ前記モールド機器間を接続したときに前記モールド機器間に挿入された前記弾性率が小さい固体絶縁物の中心側端が前記導電性シールドに包囲される位置となることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の電気機器の接続装置において、
前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に前記凸側モールド機器と前記凹側モールド機器との間に形成される隙間が、中心側の方が外周側より小さくなっており、この間に前記弾性率の小さい固体絶縁物を挿入して構成することを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項６】
請求項１または請求項４に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記弾性率が小さい固体絶縁物を挿入せずに前記モールド機器を組み合わせた時に前記凸側モールド機器と前記凹側モールド機器との間に形成される隙間のうち、前記導電性シールドの先端部から軸方向にみて前記隙間と交差する領域が最も狭く、この間に前記弾性率の小さい固体絶縁物を挿入して構成することを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記導電性シールドの先端部から軸方向にみて接続面と交差する領域における前記凸側モールド機器および前記凹側モールド機器の接続面の傾きが、軸に対する鉛直方向を０度とし、鉛直方向に対する鋭角をとると２５度〜５０度の間で構成されていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記凹側モールド機器には接続面の中心部を包囲する導電性シールドを具備しており、且つ前記モールド機器接続時において前記導電性シールド先端から径方向に見て前記凸側モールド機器の中心導体と交差する領域の前記凸側モールド機器の中心導体径が、前記凹側モールド機器の導体との接触部の導体径及び前記凹側モールド機器とは反対側の部分の導体径より小さくなっていることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器の外層には接地層を形成しており、且つ凸側モールド機器と凹側モールド機器の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪みを設けて形成したことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１０】
電気機器もしくは母線を固体絶縁物でモールドしたモールド機器間を接続する電気機器の接続装置において、
接続するモールド機器の接続面は両者とも同一形状で凹形をしており、この間には、電気機器間もしくは電気機器と母線との間を接続する導体、および電気機器もしくは母線をモールドした固体絶縁物より弾性率が小さい固体絶縁物を挿入して接続し、且つ前記弾性率が小さい固体絶縁物の中心径は前記導体より小さく、挿入前の前記弾性率が小さい固体絶縁物の接続面における軸の鉛直成分に対する鋭角は前記モールド機器側の角度より大きいことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気機器の接続装置において、前記モールド機器の外層には接地層を形成しており、且つ前記モールド機器の少なくとも一方は、接続端より軸方向側に接続端より径が小さい環状の窪みを設けて形成したことを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器間の締め付け時に片側若しくは両側にばねを挿入して締め付けることを特徴とする電気機器の接続装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の電気機器の接続装置において、
前記モールド機器の接続端の外径を四角とすることを特徴とする電気機器の接続装置。
【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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２００８−９９３８４（Ｐ２００８−９９３８４Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７６１２９（Ｐ２００６−２７６１２９）
【出願日】平成１８年１０月１０日（２００６．１０．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１０日（２００６．１０．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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