專利名稱：氣體絕緣電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力的輸送分配及接收分配設(shè)備等所使用的氣體絕緣電氣設(shè)備， 尤其是涉及一種降低絕緣體的耐熱溫度并削減導(dǎo)體截面積的氣體絕緣電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往的氣體絕緣開關(guān)裝置為了使封入了干燥空氣等絕緣性氣體的壓力罐和被施 加了高電壓的導(dǎo)體之間電絕緣，以0.4 O. 5MPa (G)[符號(G)表示大氣壓基準(zhǔn)]左右的 高氣體壓力封入絕緣性氣體，并且將環(huán)氧樹脂等絕緣物覆蓋在導(dǎo)體上來確保絕緣(例如參 照專利文獻(xiàn)I)。
另外，在將低氣體壓力的絕緣性氣體封入壓力罐的基礎(chǔ)上，在瓷管的中心導(dǎo)體和 壓力罐之間的距離短的位置，配置覆蓋所述中心導(dǎo)體的環(huán)氧樹脂絕緣體，由此確保絕緣(例 如參照專利文獻(xiàn)2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-319515號公報(圖1)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-266681號公報(圖1)
在如上所述的以往的氣體絕緣開關(guān)裝置中，高氣體壓力對壓力罐施加負(fù)荷，因此 需要設(shè)置增厚壓力罐的壁厚等的牢固的壓力罐，存在裝置的輕量化及低成本化變得困難的 問題。另外，在設(shè)置環(huán)氧樹脂絕緣體的情況下，例如使2000A這樣的較大的電流連續(xù)通電 時，由于環(huán)氧樹脂以與中心導(dǎo)體緊密接觸的方式進(jìn)行覆蓋，所以導(dǎo)體的散熱不充分。因此， 為了抑制導(dǎo)體溫度的上升，需要增加導(dǎo)體截面積并降低自身的電阻，并且提高熱傳導(dǎo)性。而 且，與導(dǎo)體緊密接觸的環(huán)氧樹脂還需要采用與通常使用的樹脂相比承受更高溫度的樹脂。 這些都引起構(gòu)成部件的成本增加。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而研發(fā)的，其目的是提供能夠削減中心導(dǎo)體截面積并 降低絕緣體的耐熱溫度的氣體絕緣電氣設(shè)備。
本發(fā)明的氣體絕緣電氣設(shè)備具有電接地且被封入絕緣性氣體的壓力罐；一端被 氣密地固定于所述壓力罐的開口部且另一端通過端子導(dǎo)體被氣密密封并被封入絕緣性氣 體的瓷管，所述瓷管的中心導(dǎo)體從所述瓷管插通所述壓力罐，所述氣體絕緣電氣設(shè)備具有 絕緣筒體，所述絕緣筒體遍及所述中心導(dǎo)體的與接地電位相對的部分及其上方和下方，與 所述中心導(dǎo)體隔開空隙并與所述中心導(dǎo)體同軸地配置；設(shè)置于所述絕緣筒體的內(nèi)周面并與 所述中心導(dǎo)體電連接的導(dǎo)電層；設(shè)置在所述絕緣筒體的內(nèi)部或外周面并接地的導(dǎo)電層，通 過所述中心導(dǎo)體和所述絕緣筒體之間的空隙，使所述中心導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量通過絕緣性氣體 的對流散熱。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的氣體絕緣電氣設(shè)備通過中心導(dǎo)體和絕緣筒體之間的空隙，使中心導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量通過絕緣性氣體的對流散熱，因此能夠削減中心導(dǎo)體的截面積，并能夠削減構(gòu)成 導(dǎo)體的材料。另外，由于能夠增加絕緣筒體上下之間的絕緣性氣體的對流量，所以能夠整體 地抑制溫度上升。而且，能夠減小絕緣筒體所使用的樹脂的耐熱性。
本發(fā)明的上述以外的目的、特征、觀點及效果根據(jù)參照附圖的以下的本發(fā)明的詳 細(xì)說明進(jìn)一步明確。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的氣體絕緣電氣設(shè)備的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式2的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式3的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施方式4的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方式5的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。
具體實施方式
實施方式I
圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的氣體絕緣電氣設(shè)備的截面圖。在圖1中，電接 地的壓力罐I被設(shè)置成主體部31為水平。在壓力罐I的上部，為了設(shè)置電力連接部，而設(shè) 置有壓力罐I的一部分即一對連通孔3a、3b。在連通孔3a、3b的外部設(shè)置有測定電流的變 流器32。在壓力罐I內(nèi)，真空閥33與主體部31隔開空隙地設(shè)置。真空閥33由以下部件構(gòu) 成由絕緣材料形成的筒狀的真空容器34 ;固定導(dǎo)體35，其收容在該真空容器34內(nèi)并設(shè)置 于一端；可動導(dǎo)體36，其能夠與固定導(dǎo)體35連接或分離地設(shè)置于另一端。可動導(dǎo)體36經(jīng) 由安裝在真空容器34的另一端的波紋管37被導(dǎo)出到真空容器34外。
在壓力罐I的外部設(shè)置有使固定導(dǎo)體35和可動導(dǎo)體36連接或分離地開關(guān)的開關(guān) 機(jī)構(gòu)38。開關(guān)機(jī)構(gòu)38經(jīng)由操作桿39及絕緣桿40使可動導(dǎo)體36沿水平方向移動，從而使 固定導(dǎo)體35和可動導(dǎo)體36連接或分離地開關(guān)。在真空閥33的兩端，分別設(shè)置有固定側(cè)護(hù) 罩41及可動側(cè)護(hù)罩42。固定側(cè)護(hù)罩41以覆蓋真空閥33的固定側(cè)端部43的方式配置，并 連接于固定側(cè)的端板44?？蓜觽?cè)護(hù)罩42以覆蓋真空閥33的可動側(cè)端部45的方式配置，并 連接于可動側(cè)的端板46。在固定側(cè)護(hù)罩41及可動側(cè)護(hù)罩42的上部，設(shè)置有分別與電力連 接部的中心導(dǎo)體IlaUlb連接的導(dǎo)體12a、12b。使用圖2說明電力連接部。
圖2是表示實施方式I的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖，放大了圖1 的電力連接部，并省略了電力連接部的變流器32地進(jìn)行表示。圖1中設(shè)置了一對電力連接 部，由于雙方能夠采用相同的結(jié)構(gòu)，因此對一個電力連接部進(jìn)行說明。此外，在圖2 圖6 中，附圖標(biāo)記3a、3b用3表不,附圖標(biāo)記11a、Ilb用11表不,附圖標(biāo)記12a、12b用12表不。 在圖2中，在電接地的壓力罐I的連通孔3中，設(shè)置有具有開口部2a的金屬制罐側(cè)凸緣2。 利用環(huán)狀安裝件5將金屬制瓷管側(cè)凸緣6固定在瓷管4的一端。瓷管側(cè)凸緣6與絕緣筒體 7 (后述)的安裝部8 一起被氣密地固定于罐側(cè)凸緣2。利用環(huán)狀安裝件9將端子導(dǎo)體10氣 密地固定在瓷管4的另一端。在瓷管4上，與瓷管4同軸地插通有中心導(dǎo)體11，中心導(dǎo)體 11的一端連接于壓力罐I側(cè)的導(dǎo)體12，中心導(dǎo)體11的另一端連接于端子導(dǎo)體10。
圓筒狀的絕緣筒體7是環(huán)氧樹脂制絕緣體，以在其與中心導(dǎo)體11之間隔著圓筒狀 空隙13的方式與中心導(dǎo)體11同軸地配置。絕緣筒體7具有與其兩端相連的截頭圓錐形的 絕緣端部14。截頭圓錐形的絕緣端部14根據(jù)電壓等級在規(guī)定的距離范圍內(nèi)向兩端延伸。 絕緣筒體7的長度方向(與中心導(dǎo)體并行的方向)的長度遍及中心導(dǎo)體11的與接地電位(壓 力罐I的連通孔3、罐側(cè)凸緣2及瓷管側(cè)凸緣6)相對的部分和它們的上方及下方。在絕緣 筒體7的內(nèi)周面上，由金屬或?qū)щ娦詷渲纬傻墓軐?dǎo)體15 (導(dǎo)電層)與中心導(dǎo)體11同軸地 設(shè)置。此外，若涂布導(dǎo)電性涂料地形成絕緣筒體7的內(nèi)周面的導(dǎo)體層15，則能夠更薄地形成 管導(dǎo)體15，因此能夠縮小絕緣筒體7。
以使中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15成為相同電位的方式設(shè)置連接元件16。在圖2中， 不銹鋼或銅合金這樣的金屬制的盤簧16a以與中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15接觸的方式配置， 為防止盤簧16a的落下及錯位，環(huán)狀的槽17被設(shè)置在中心導(dǎo)體11上。通過盤簧16a能夠 不妨礙空隙13內(nèi)的對流地使中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15成為同電位。管導(dǎo)體15采用管形狀 的部件，但通過使絕緣筒體7的中心成為中空，并在其內(nèi)表面涂布導(dǎo)電性涂料，也能夠得到 同樣的效果。
金屬制圓筒狀接地層18與中心導(dǎo)體11同軸，并被埋設(shè)在絕緣筒體7中。接地層 (導(dǎo)電層)18通過連接片19與設(shè)置在絕緣筒體7的安裝部8上的金屬制插塊20連接，從金 屬制插塊20被連接到罐側(cè)凸緣2并接地。接地層18也可以形成在絕緣筒體7的中央部(除 了絕緣端部以外的基部)的外周面。在壓力罐I及瓷管4中封入有絕緣性氣體。絕緣性氣 體通過絕緣筒體7和中心導(dǎo)體11之間的圓筒狀空隙13，能夠在壓力罐I和瓷管4之間的內(nèi) 部流通。而且，通孔21被設(shè)置于絕緣筒體7的安裝部8，絕緣性氣體能夠在瓷管4和壓力 罐I之間的內(nèi)部流通。通過通孔21，瓷管4和壓力罐I之間的內(nèi)部的絕緣性氣體的對流還 能夠在空隙13以外進(jìn)行，由此，與僅設(shè)置空隙13的情況相比，能夠增加對流量。其結(jié)果，與 僅有空隙13的構(gòu)造相比，對流量更多，所以能夠減小空隙13。能夠減小中心導(dǎo)體11的截面 積，并能夠縮小絕緣筒體7。
像這樣，通過在使電流通過的中心導(dǎo)體11和絕緣筒體7之間設(shè)置空隙13，能夠從 中心導(dǎo)體11向絕緣性氣體散熱。因此，即使在較大的電流通過的情況下，也很少需要增大 導(dǎo)體截面積。流過相同的電流的情況下，相比于中心導(dǎo)體11與絕緣筒體7緊密接觸的構(gòu)造， 通過設(shè)置空隙13，能夠進(jìn)一步減小中心導(dǎo)體11的截面積，因此能夠降低材料成本。另外， 流過相同的電流的情況下，相比于中心導(dǎo)體11與絕緣筒體7緊密接觸的構(gòu)造，通過設(shè)置空 隙13，散熱被促進(jìn)，若不減小中心導(dǎo)體11的截面積，則能夠降低絕緣筒體所使用的樹脂的 耐熱性，從而能夠降低成本。通過盤簧16a使設(shè)置于絕緣筒體7的管導(dǎo)體15和中心導(dǎo)體11 成為同電位，由此，減少了中心導(dǎo)體11表面的電場，不需要大幅度改變絕緣筒體7周邊的電 場分布。
此外，在圖2的構(gòu)造中，在不存在管導(dǎo)體15而僅存在空隙13的情況下，向中心導(dǎo) 體11施加高電壓時，由于電場集中在空隙13內(nèi)，所以發(fā)生放電，不能確保絕緣性能。
在壓力罐I及瓷管4內(nèi)部，作為絕緣性氣體封入了水分含有量為IOOOppm以下的 干燥空氣。在實施方式I中，最高使用氣體壓力小于O. 2MPa(G)，但不限于該值。通過使壓 力罐I內(nèi)的壓力小于O. 2MPa (G)，能夠減小壓力罐I的強(qiáng)度，實現(xiàn)壓力罐I的薄壁化、壓力 罐I的加強(qiáng)部件的削減或簡化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的輕量化及低成本化。另外，不需要接受第二種壓力容器的檢測。
此外，在實施方式I中，作為絕緣性氣體示出了干燥空氣，但絕緣性氣體不限于干 燥空氣，也可以使用氮氣或二氧化碳等。另外，通過使用絕緣性能高的SF6氣體作為絕緣性 氣體，能夠進(jìn)一步減小壓力罐的氣體壓力，能夠縮小壓力罐。
實施方式2
圖3是表示實施方式2中的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。各圖中， 相同的附圖標(biāo)記表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，并省略重?fù)的說明。此外，圖3 圖6表示實施方 式I的電力連接部的其他例。圖3的電力連接部與實施方式I同樣地構(gòu)成，對不同點進(jìn)行 說明。為了使中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15成為同電位，被固定在中心導(dǎo)體11上且由具有彈性 的金屬形成的板簧16b與管導(dǎo)體15接觸。由此，能夠不妨礙空隙13內(nèi)的絕緣性氣體的對 流地使中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15成為同電位。
實施方式3
圖4是表示實施方式3中的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。電力連接 部與實施方式I同樣地構(gòu)成，對不同點進(jìn)行說明。在管導(dǎo)體15的兩端或任意一端，配置有 具有通氣孔22的大致半球狀的護(hù)罩23a。通過配置護(hù)罩23a，能夠緩和管導(dǎo)體15端部的電 場。而且，通過設(shè)置通氣孔22，不會妨礙通過空隙13的對流。護(hù)罩23a由金屬或?qū)щ娦詷?脂構(gòu)成。若護(hù)罩23a具有能夠從分割成一半的狀態(tài)進(jìn)行安裝的構(gòu)造，則能夠不按照絕緣筒 體7和中心導(dǎo)體11的組裝的前后順序來進(jìn)行組裝。與實施方式I同樣地，通過盤簧16a電 連接中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15。也可以如實施方式2那樣地代替盤簧16a而使用板簧16b。
實施方式4
圖5是表示實施方式4中的氣體絕緣電氣設(shè)備的電力連接部的截面圖。電力連接 部與實施方式I同樣地構(gòu)成，對不同點進(jìn)行說明。在管導(dǎo)體15的兩端或任意一端的附近的 中心導(dǎo)體11上，配置有使角部成形為圓角的大致圓板狀的護(hù)罩23b。通過配置護(hù)罩23b，能 夠緩和管導(dǎo)體15端部的電場。而且，實施方式3的護(hù)罩23a中需要的通氣孔22在實施方式 4的情況下，只要在管導(dǎo)體15和護(hù)罩23b之間的空間中不妨礙對流，就不需要特別地設(shè)置。 此外,大致圓板狀的所述護(hù)罩23b也可以不保持在中心導(dǎo)體11，而與中心導(dǎo)體11之間隔開 空隙地保持在管導(dǎo)體15的兩端或任意一端。護(hù)罩23b由金屬或?qū)щ娦詷渲瑯?gòu)成。另外，成 為能夠從分割成一半的狀態(tài)進(jìn)行安裝的結(jié)構(gòu)，從而能夠不按照絕緣筒體7和中心導(dǎo)體11的 組裝的前后順序地進(jìn)行組裝。與實施方式1、2同樣地，也可以通過盤簧16a、板簧16b電連 接中心導(dǎo)體11和管導(dǎo)體15。
實施方式5
圖6是表不實施方式5中的氣體絕緣電氣設(shè)備的截面圖。中心導(dǎo)體11形成為圓 筒形狀即管狀，從中間導(dǎo)體11產(chǎn)生的熱量不僅通過中間導(dǎo)體11和絕緣筒體7之間的空隙 13散熱，還向中間導(dǎo)體11的內(nèi)部空間25散熱。在中心導(dǎo)體11的兩端附近設(shè)置有通氣孔 24。通過像這樣地構(gòu)成，能夠進(jìn)一步削減中心導(dǎo)體11的金屬的截面積即使用材料。此外， 實施方式5的圓筒形狀的中心導(dǎo)體11也能夠適用于實施方式I 4。
本發(fā)明的各種變形或變更對于相關(guān)的訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來說能夠在不脫離本 發(fā)明的范圍和精神的范圍內(nèi)實現(xiàn)，不被本說明書記載的各實施方式限制。
權(quán)利要求
1.一種氣體絕緣電氣設(shè)備，具有電接地且被封入絕緣性氣體的壓力罐；一端被氣密地固定于所述壓力罐的開口部且另一端被端子導(dǎo)體氣密密封并封入絕緣性氣體的瓷管，所述瓷管的中心導(dǎo)體從所述瓷管插通于所述壓力罐，其特征在于，具有 絕緣筒體，所述絕緣筒體遍及所述中心導(dǎo)體的與接地電位相對的部分及其上方和下方，與所述中心導(dǎo)體隔開空隙并與所述中心導(dǎo)體同軸地配置； 設(shè)置于所述絕緣筒體的內(nèi)周面并與所述中心導(dǎo)體電連接的導(dǎo)電層； 設(shè)置于所述絕緣筒體的內(nèi)部或外周面并接地的導(dǎo)電層， 通過所述中心導(dǎo)體和所述絕緣筒體之間的空隙，使所述中心導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量通過絕緣性氣體的對流散熱。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)體層是涂布導(dǎo)電性涂料而形成的。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，所述絕緣筒體與所述中心導(dǎo)體隔開圓筒狀空隙并與所述中心導(dǎo)體同軸地配置，設(shè)置在所述絕緣筒體的內(nèi)周面上的導(dǎo)電層是管狀導(dǎo)體。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，在所述絕緣筒體的向所述壓力罐的安裝部上，設(shè)置有使所述瓷管的絕緣性氣體和所述壓力罐的絕緣性氣體連通的通孔。
5.如權(quán)利要求4所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，所述中心導(dǎo)體為圓筒形狀。
6.如權(quán)利要求廣5中任一項所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，在所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層和所述中心導(dǎo)體之間的空隙中隔設(shè)有金屬制盤簧，電連接所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層和所述中心導(dǎo)體。
7.如權(quán)利要求r5中任一項所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，在所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層和所述中心導(dǎo)體之間的空隙中隔設(shè)有金屬制板簧，電連接所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層和所述中心導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求r7中任一項所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，在所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層的端部，配置有具有通氣孔的大致半球狀的護(hù)罩。
9.如權(quán)利要求廣7中任一項所述的氣體絕緣電氣設(shè)備，其特征在于，在所述絕緣筒體的內(nèi)周面的所述導(dǎo)電層的端部或其附近，配置有角部具有圓角的大致圓板狀的護(hù)罩。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠削減中心導(dǎo)體截面積并降低絕緣體的耐熱溫度的氣體絕緣電氣設(shè)備。其具有絕緣筒體(7)，其遍及中心導(dǎo)體(11)的與接地電位相對的部分及其上方和下方，并與中心導(dǎo)體(11)隔開空隙(13)并與中心導(dǎo)體(11)同軸地配置；導(dǎo)電層(15)，其設(shè)置在絕緣筒體(7)的內(nèi)周面上，并與中心導(dǎo)體(11)電連接；導(dǎo)電層(18)，其設(shè)置在絕緣筒體(7)的內(nèi)部或外表面上并接地，通過中心導(dǎo)體(11)和絕緣筒體(7)之間的空隙(13)，使中心導(dǎo)體(11)產(chǎn)生的熱量通過絕緣性氣體的對流散熱。
文檔編號H02B13/02GK103026564SQ20108006824
公開日2013年4月3日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者吉田忠廣, 高橋和希, 中田勝志, 有岡正博 申請人:三菱電機(jī)株式會社