JP5075277B2

JP5075277B2 - 高電圧電気機器の導体

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Publication number: JP5075277B2
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Inventors: 太▲げん▼ 金; 知孝矢野
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Filing date: 2009-04-24
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Description

この発明は、例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器の導体に関し、特にその導体の構造に関するものである。

従来の例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器の導体としては、一般的に、断面矩形、すなわち、長方体からなる導体で構成されている。高電圧電気機器においては、大電流が通電されるため、導体の温度上昇が大きくなる。これを抑えるために、長方体からなる導体の板厚や板幅を大きくして断面積を増やして導体抵抗を減らすことによって対処している。交流通電の場合は、表皮効果のために電流は導体中心部には流れにくく導体表面を流れる成分が多く、導体の交流抵抗は導体の断面積には比例せず、導体の表面積にほぼ反比例する。したがって、長方体からなる導体の板厚や板幅を大きくすることによってその表面積を稼いでいる。また、二つの導体同士を接続する場合は、一方側の導体の端部と他方側の導体の端部を重ね合わせ、両者の重ね合わされた部分をボルトおよびナットで締結することらより強固に電気的に接続している。このように、長方体からなる導体同士をボルトおよびナットで締結する場合はボルトおよびナットに耐電圧性能確保のための電界緩和手段を施工している。なお、長方体からなる導体は容器内に充填された絶縁性ガスの対流により冷却される。

また、導体は長方体ではなく、円柱状で構成されている導体の場合も同様に、大電流が通電されると、導体の温度上昇が大きくなる。これを抑えるために、円柱状の導体の外径を大きくして断面積を増やして導体抵抗を減らすことによって対処している。交流通電の場合は、表皮効果のために電流は導体表面を流れる成分が多く、導体の交流抵抗は導体の断面積には比例せず、導体の表面積にほぼ反比例する。したがって、円柱状の導体の外径を大きくすることによってその表面積を稼いでいる。

以上のように、長方体あるいは円柱状で構成される導体の場合は、各導体を大きく構成する必要があり、それに伴い絶縁距離確保のために、導体を収容するタンクも大きくなり、装置の重量も増すなどの課題がある。

これを改善した従来のものとして、導体は円柱状ではなく、中空円筒で構成されている導体とし、その中空円筒の導体に一方側端面から他方側端面直前までの軸方向に平行な細長いスリットを設けて、導体の表面積を増加させることにより、導体の外径を増大させることなく交流抵抗を小さく抑えるようにしたものがある。

特開平４−１０１３０６号公報

上述した従来の高電圧電気機器の導体においては、中空円筒の導体とすることで、表皮効果により電流の流れない中心部を中空として導体量を削減するとともに細長いスリットによる表面積の拡大により放熱効果を促進している。

しかしながら、中空円筒の導体であるため、高電圧電気機器内の電気部品や他の導体との接続は困難な形状となっている。中空円筒の導体の端部に平面となる面を加工するなどして接続平面部を設ける必要がある。または、中空円筒の導体の内部に円弧形状を設けた接続部品を加工して製作する必要がある。いずれも、加工コストが高くなるという課題がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、低コスト化が図れるとともに信頼性の高い高電圧電気機器の導体を得ることを目的とする。

この発明に係わる高電圧電気機器の導体は、絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納される高電圧電気機器の導体において、前記導体を多角筒状導体で構成し、前記多角筒状導体の少なくとも一面に、前記絶縁性ガスの通路となる開口部を形成し、前記多角筒状導体は第１の多角筒状導体と第２の多角筒状導体で構成され、前記第１の多角筒状導体と前記第２の多角筒状導体とを接続する接続導体を設け、締結体により締結して接続し、前記第１の多角筒状導体および前記第２の多角筒状導体の締結部の前記第１の多角筒状導体側と前記第２の多角筒状導体側に凹部を形成し、前記凹部内に前記締結体の頭部が収容されるようにしたものである。

この発明に係わる高電圧電気機器の導体は、導体を多角筒状導体で構成し、その多角筒状導体の少なくとも一面に開口部を形成し、多角筒状導体の端部から流入する絶縁性ガスを開口部から流出させるようにしたことにより、低コスト化が図れるとともに信頼性の高い高電圧電気機器の導体を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す要部断面図である。この発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体を示す要部断面図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す斜視図である。

この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す側面図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す側面図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す側面図である。この発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体の他例を示す側面図である。

この発明の実施の形態３に係わる高電圧電気機器の導体を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態３に係わる高電圧電気機器の導体の他例を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態３に係わる高電圧電気機器の導体の他例を一部断面で示す側面図である。

この発明の実施の形態４に係わる高電圧電気機器の導体を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態４に係わる高電圧電気機器の導体の他例を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態５に係わる高電圧電気機器の導体を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態５に係わる高電圧電気機器の導体の他例を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態５に係わる高電圧電気機器の導体の他例を一部断面で示す側面図である。この発明の実施の形態６に係わる高電圧電気機器の導体を示す断面図である。

この発明の実施の形態７に係わる高電圧電気機器の導体を示す断面図である。この発明の実施の形態７に係わる高電圧電気機器の導体を示す図２１のＸ−Ｘ線における断面図である。この発明の実施の形態８に係わる高電圧電気機器の導体を示す側断面図である。この発明の実施の形態９に係わる高電圧電気機器の導体を示す側面図である。

この発明の実施の形態１０に係わる高電圧電気機器の導体を示す側面図である。この発明の実施の形態１１に係わる高電圧電気機器の導体を示す側面図である。この発明の実施の形態１２に係わる高電圧電気機器の導体を示す側面図である。この発明の実施の形態１３に係わる高電圧電気機器の導体を示す側面図である。この発明の実施の形態１４に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。この発明の実施の形態１５に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。この発明の実施の形態１６に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる高電圧電気機器の導体を示す要部断面図である。

これら各図において、１は例えば四角筒体から構成された多角筒状導体であり、銅あるいはアルミニウムなどで構成されている。２はこの多角筒状導体１の少なくとも一面、例えば上面に、その多角筒状導体１の両端部から例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが矢印Ａ，Ｂ方向から流入してその多角筒状導体１内を矢印Ｃ方向に流れる絶縁性ガスを矢印Ｄ方向に流出させる開口部であり、開口部２ａ，２ｂは多角筒状導体１の両端部に設けられ、それら両端部の端面まで開口しており、開口部２ｃは開口部２ａと開口部２ｂとの間に設けられており、図は一例として１箇所に設けられている。この開口部２ｃは多角筒状導体１の冷却特性に応じて複数設けてもよい。また、開口部２ｃは多角筒状導体１の冷却特性に応じてその開口寸法が任意に設定される。３は多角筒状導体１の両端部にそれぞれ形成された貫通穴であり、開口部２ａ，２ｂの下方に位置している。

４は例えば銅あるいはアルミニウムなどからなる接続導体であり、多角筒状導体１が第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとで構成される場合、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとを接続するためのものであり、多角筒状導体１の端部に形成された貫通穴３の位置に配置される貫通穴５が形成されている。６は多角筒状導体１の端部に形成された貫通穴３および接続導体４の貫通穴５に挿通されたボルトであり、６ａはボルト６のねじ部である。７はボルト６のねじ部６ａに螺入され、第１の多角筒状導体１ａと接続導体４とを強固に締結して電気的に接続するナットである。８および９は座金である。なお、図は省略しているが、第２の多角筒状導体１ｂと接続導体４もボルト６とナット７により、強固に締結されて電気的に接続される。

次に動作について説明する。多角筒状導体１は交流通電時の表皮効果による交流抵抗の増加を抑えつつ導体表面積を増やすことができ、かつ表皮効果により電気伝導に寄与しない導体中心部を無くして大きな空間を備えた構造であり、交流通電時の損失を増やすことなく、導体中心部を削減できるため、通電容量の増加を効果的に行うことができるとともに、材料コストを削減することができる。

また、図２に示すように、多角筒状導体１の例えば上面に開口部２ａ，２ｂ，２ｃを設けたことにより、多角筒状導体１の両端部から例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが矢印Ａ，Ｂ方向から流入し、その多角筒状導体１内を矢印Ｃ方向に流れる絶縁性ガスを矢印Ｄ方向に開口部２ａ，２ｂ，２ｃから流出させるようにしており、絶縁ガスの流通により多角筒状導体１を効果的に冷却することができる。これら開口部２ａ，２ｂ，２ｃの大きさを最適なガス流量となるように設定することにより、所定のガス流量に制御して導体全体の冷却効果を促進することができる。

ところで、多角筒状導体１が第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとで構成される場合、図３に示すように、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとは接続導体４に接続することができる。すなわち、第１の多角筒状導体１ａの端部および第２の多角筒状導体１ｂにそれぞれ形成した貫通穴３と接続導体４に形成した貫通穴５との位置が一致するように配置し、ボルト６を座金８を介して貫通穴３、貫通穴５に挿通し、座金９を介してナット７をボルト６のねじ部６ａに螺入して締め付けることにより、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとが接続導体４を介して強固に電気的に接続される。

この実施の形態１における第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの内部はほぼ一定の電界分布となる。その結果、第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの内部に位置するボルト６のねじ部６ａおよびナット７については、上述した従来のような耐電圧性能確保のための電界緩和手段を施工する必要が無くなる。なお、第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの外部に位置するボルト６の頭部６ｂについては角部を無くして丸状に構成することにより、電界が緩和でき、耐電圧性能の向上を図ることができる。

また、第１の多角筒状導体１ａ、第２の多角筒状導体１ｂ、接続導体４の接続構造は、それぞれ平面部同士の接続であり、上述した従来の中空円筒導体の接続構造と比べ、簡単な構成とすることができる。

さらに、ボルト６およびナット７の接続位置の上方は、第１の多角筒状導体１ａ、第２の多角筒状導体１ｂの端部に形成された開口部２ａ，２ｂがあり、かつそれら開口部２ａ，２ｂは第１の多角筒状導体１ａ、第２の多角筒状導体１ｂの端面まで開口する大きさであり、ボルト６およびナット７の締結作業を容易に行うことができる。また、ボルト６およびナット７の締結作業を容易に行うことができるので、正規なトルクで容易に締結することができ、密着性が高くなり低接続抵抗の維持が可能となり、発熱を抑制することができる。

ところで、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとを接続導体４に接続する場合は、第１の多角筒状導体１ａの開口部２ａと第２の多角筒状導体１ｂの開口部２ｂから絶縁性ガスが流入し、第１の多角筒状導体１ａの開口部２ｃ，２ｂと第２の多角筒状導体１ｂの開口部２ｃ，２ａから流出し、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとを冷却することができる。

また、図１に示す多角筒状導体１はストレート状の場合について述べたが、コーナー部やストレートに配置できない場合には、図４に示すように、ほぼ９０度に折曲した構造とすることも可能である。要するに、任意の曲率に折曲した構造とすることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図５および図６に基づいて説明する。図５はこの発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体を示す斜視図である。図６はこの発明の実施の形態２に係わる高電圧電気機器の導体を示す要部断面図である。

これら各図において、１は多角筒状導体、１ａは第１の多角筒状導体、１ｂは第２の多角筒状導体、３は貫通穴、４は接続導体、５は貫通穴、６はボルト、６ａはねじ部、６ｂは頭部、７はナット、８は座金、９は座金、１０は多角筒状導体１の少なくとも一面、例えば上面に、その多角筒状導体１の両端部から例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが流入してその多角筒状導体１内を流れる絶縁性ガスを流出させる開口部であり、多角筒状導体１の両端部間を連通する。すなわち、多角筒状導体１の上面に、両端面間を導体長手方向に連通して形成された開口部１０である。要するに、多角筒状導体１の一方側端面から他方側端面まで何ら部材の存在しない空間となる開口部１０を構成する。

この実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様に、多角筒状導体１は交流通電時の表皮効果による交流抵抗の増加を抑えつつ導体表面積を増やすことができ、かつ表皮効果により電気伝導に寄与しない導体中心部を無くして大きな空間を備えた構造であり、交流通電時の損失を増やすことなく、導体中心部を削減できるため、通電容量の増加を効果的に行うことができるとともに、材料コストを削減することができる。

また、多角筒状導体１の両端部から例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが流入し、その多角筒状導体１内を流れる絶縁性ガスを開口部１０から流出させるようにしており、絶縁ガスの流通により多角筒状導体１を効果的に冷却することができる。この開口部１０の大きさを最適なガス流量となるように設定することにより、所定のガス流量に制御して導体全体の冷却効果を促進することができる。

ところで、多角筒状導体１が第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとで構成される場合、図６に示すように、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとは接続導体４に接続することができる。すなわち、第１の多角筒状導体１ａの端部および第２の多角筒状導体１ｂにそれぞれ形成した貫通穴３と接続導体４に形成した貫通穴５との位置が一致するように配置し、ボルト６を座金８を介して貫通穴３、貫通穴５に挿通し、座金９を介してナット７をボルト６のねじ部６ａに螺入して締め付けることにより、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとが接続導体４を介して強固に電気的に接続される。

この実施の形態２における第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの内部はほぼ一定の電界分布となる。その結果、第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの内部に位置するボルト６のねじ部６ａおよびナット７については、上述した従来のような耐電圧性能確保のための電界緩和手段を施工する必要が無くなる。なお、第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの外部に位置するボルト６の頭部６ｂについては角部を無くして丸状に構成することにより、電界が緩和でき、耐電圧性能の向上を図ることができる。

また、この実施の形態２においても、第１の多角筒状導体１ａ、第２の多角筒状導体１ｂ、接続導体４の接続構造は、それぞれ平面部同士の接続であり、上述した従来の中空円筒導体の接続構造と比べ、簡単な構成とすることができる。

さらに、ボルト６およびナット７の接続位置の上方は、第１の多角筒状導体１ａ、第２の多角筒状導体１ｂの端面間に長手方向に連通する開口部１０があり、ボルト６およびナット７の締結作業を容易に行なうことができる。また、ボルト６およびナット７の締結作業を容易に行なうことができるので、正規なトルクで容易に締結することができ、密着性が高くなり低接続抵抗の維持が可能となり、発熱を抑制することができる。

また、図５に示す多角筒状導体１はストレート状の場合について述べたが、コーナー部やストレートに配置できない場合には、図７に示すように、ほぼ９０度に折曲した構造とすることも可能である。要するに、任意の曲率に折曲した構造とすることができる。

ところで、図５においては、多角筒状導体１の上面に開口部１０を設けた場合について述べたが、これに限定されるものではなく、図８に示すように、多角筒状導体１の右側面に開口部１０を設けてもよく、図９に示すように、多角筒状導体１の左側面に開口部１０を設けてもよく、図１０に示すように、多角筒状導体１の下面に開口部１０を設けてもよく、同様の効果を奏する。このように、開口部１０の位置は、高電圧電気機器内部の導体設置部の絶縁性ガスの気流の状態により、適切な位置に開口部１０を設けることができる。また、表面積増加が図れるので、放熱効果も促進されるため、開口部１０の位置がどの位置にあっても温度上昇を抑制することができる。

また、図８において、多角筒状導体１の右側面に設けた開口部１０は中央部に位置している場合であるが、図１１に示すように、開口部１０を多角筒状導体１の右側面上部に設けてもよく、この場合には、多角筒状導体１内で暖められた絶縁性ガスが対流により多角筒状導体１の右側面上部に設けた開口部１０から導体外部に流出し易くなるため、冷却効果がより一層向上する。なお、図示はしないが、開口部１０を多角筒状導体１の左側面上部に設けてもよく、同様の効果を奏する。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１２に基づいて説明する。上述した実施の形態１，２においては、接続導体４が多角筒状導体１の下面側の内面に配置した場合について述べたが、図１２においては、接続導体４を多角筒状導体１の左側面側の内面に配置したものであり、上述した実施の形態１，２と同様の効果を奏する。なお、図示はしないが、開口部１０を多角筒状導体１の左側面側の内面に配置してもよく、同様の効果を奏する。

また、図１３に示すものは、接続導体４を多角筒状導体１の左側面側の内面および右側面側の内面に分散して配置したものであり、図１４に示すものは、接続導体４を多角筒状導体１の下面側の内面、左側面側の内面および右側面側の内面にそれぞれ分散して配置したものである。このように、接続導体４を分散して配置することにより、１つの接続導体４としての通電容量を小さくできるので、接続抵抗を低減でき、より一層発熱を抑制することができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１５に基づいて説明する。図１５においては、多角筒状導体１の締結部に凹部１１を形成し、この凹部１１内に締結体であるボルト６の頭部６ｂを収容するようにしたものである。すなわち、多角筒状導体１の締結部に形成した凹部１１の深さは、ボルト６の頭部６ｂの高さより深く形成し、凹部１１内にボルト６の頭部６ｂを収容したとき、ボルト６の頭部６ｂ先端面が多角筒状導体１の下面側外面より突出しないように構成している。これにより、ボルト６の頭部６ｂの電界を緩和することができ、上述した各実施の形態のように、ボルト６の頭部６ｂが丸状とした特殊なボルト６を使用しなくてもよく、一般的な安価なボルト６を使用して耐電圧性能を確保しつつ導体接続できるので、コスト低減を図ることができる。

また、図１６は図１４に示す構成に対して、この実施の形態４を適用した場合を示しており、同様の効果を奏する。なお、図示はしないが、図１２、図１３に示す構成に対しても、この実施の形態４を適用することができ、同様の効果を奏する。

ところで、多角筒状導体１の締結部にのみ凹部１１を形成した場合について述べたが、加工面からの効果を得るために、多角筒状導体１の長手方向に沿って全長に凹部１１を形成してもよい。このように、全長にわたって凹部１１を設けた場合には、導体の製作時、引き抜き加工や曲げ加工などにより予め製作できるため、これらにより製作された導体を必要に応じた長さに切断して多角筒状導体１として構成することができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５を図１７〜図１９に基づいて説明する。上述した各実施の形態においては、接続導体４が多角筒状導体１の内面にそれぞれ配置された場合について述べたが、この実施の形態５においては、接続導体４を多角筒状導体１の外面にそれぞれ配置したものであり、導体としての表面積が増大し、冷却効果をさらに向上させることができる。図１７は接続導体４を多角筒状導体１の下面側外面に設けた場合を示し、図１８は接続導体４を多角筒状導体１の両側面側外面に設けた場合を示し、図１９は接続導体４を多角筒状導体１の下面側外面および両側面側外面に設けた場合を示し手いる。なお、図示はしていないが、接続導体４を多角筒状導体１の両側面側外面のいずれか一方に設けてもよい。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６を図２０に基づいて説明する。図２０においては、多角筒状導体１の下面側外面に配置した接続導体４の締結部に、例えばザグリ加工により凹部１２を設け、この凹部１２内に締結体であるボルト６の頭部６ｂを収容するようにしたものである。すなわち、接続導体４の締結部に形成した凹部１２の深さは、ボルト６の頭部６ｂの高さより深く形成し、凹部１２内にボルト６の頭部６ｂを収容したとき、ボルト６の頭部６ｂ先端面が接続導体４の下面側外面より突出しないように構成している。これにより、ボルト６の頭部６ｂの電界を緩和することができ、ボルト６の頭部６ｂが丸状とした特殊なボルト６を使用しなくてもよく、一般的な安価なボルト６を使用して耐電圧性能を確保しつつ導体接続できるので、コスト低減を図ることができる。

また、図１８、図１９に示す構成に対しても、この実施の形態６を適用することができ、同様の効果を奏する。

実施の形態７．
この発明の実施の形態７を図２１および図２２に基づいて説明する。図２１はこの発明の実施の形態７に係わる高電圧電気機器の導体を示す断面図である。図２２はこの発明の実施の形態７に係わる高電圧電気機器の導体を示す図２１のＸ−Ｘ線における断面図である。図２２から明らかなように、一例として多角筒状導体１の左側面に開口部１０を設けた場合を示し、第１の多角筒状導体１aと第２の多角筒状導体１bとの接続を上述した各実施の形態のようにボルト６およびナット７を使用することなく行うものである。すなわち、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとを接続する接続導体として、第１の多角筒状導体１ａ内の上面と下面に当接する接触部１３ａ，１３ａと第２の多角筒状導体１ｂ内の上面と下面に当接する接触部１３ｂ，１３ｂとを有する相対する一対の接続片１３，１３と、その一対の接続片１３，１３間に配置された例えば圧縮ばねからなる押圧体１４，１４をそれぞれ接触部１３ａ，１３ａ間の位置、接触部１３ｂ，１３ｂ間の位置に配置し、これら一対の接続片１３，１３と押圧体１４，１４とにより接続導体を構成している。

この実施の形態７においては、押圧体１４，１４としての圧縮ばねのばね力により、一対の接続片１３，１３の接触部１３ａ，１３ａおよび接触部１３ｂ，１３ｂが第１の多角筒状導体１ａの上面、下面と第２の多角筒状導体１ｂの上面、下面に接触面圧を確保して押圧することにより、第１の多角筒状導体１ａと第２の多角筒状導体１ｂとを接続するようにした。その結果、一対の接続片１３，１３と押圧体１４，１４とからなる構成体を差し込み作業だという極めて簡単な作業で実施することができ、作業工数の削減を図ることができる。また、これら構成体は第１の多角筒状導体１ａおよび第２の多角筒状導体１ｂの外表面に出ないので、電界緩和を顕著に行うことができ、耐電圧性能を著しく向上させることができる。

実施の形態８．
この発明の実施の形態８を図２３に基づいて説明する。図２３は多角筒状導体１を高電圧電気機器内部の導体設置部近傍に配置された碍子１５に取り付けて支持する場合を示している。多角筒状導体１内部からボルト１６のねじ部１６ａを多角筒状導体１の下面に形成された貫通穴３に座金１７を介して碍子１５のねじ穴１５ａに螺入し、多角筒状導体１を碍子１５に強固に固定して多角筒状導体１を支持している。多角筒状導体１内は電界がほぼ均一となるので、ボルト１６の頭部１６ｂが丸状とした特殊なボルト１６を使用しなくてもよく、一般的な安価なボルト１６を使用して耐電圧性能を確保しつつ多角筒状導体１を碍子１５に固定することができ、コスト低減を図ることができる。

実施の形態９．
上述した各実施の形態においては、多角筒状導体１の外周部が直角に形成されているので、電界の緩和に支障を来すことになる。この実施の形態９はこれをさらに改善したものであり、図２４に示すように、多角筒状導体１の外周部に円弧部１８を設けたことにより、外周部の角部近傍に生じる電界を緩和することができ、耐電圧性能の向上を図ることができる。

実施の形態１０．
また、多角筒状導体１に開口部１０を形成した場合、開口部１０の開口端部にエッジ部ができ、そのエッジ部が電界の緩和に支障を来すことになる。この実施の形態１０においては、図２５に示すように、多角筒状導体１に開口部１０の開口端部１９を多角筒状導体１内に折曲させて配置したことにより、電界を緩和することができ、耐電圧性能をより一層向上させることができる。

実施の形態１１．
この実施の形態１１は、図２６に示すように、上述した実施の形態１０における多角筒状導体１に開口部１０の開口端部１９をさらに側面側に折曲したものであり、同様の効果を奏する。

実施の形態１２．
この実施の形態１２において、図２７に示すように、多角筒状導体１の厚さｔは、次式で表す厚さ以下とする。

ここで、αは導体の導電率、μは導体の透磁率、ωは交流の角周波数である。本式は電流の表皮厚を示しており、本値以下とすることにより、導体全体が通電に寄与するため、通電行為率が高くなる。

実施の形態１３．
上述した各実施の形態における多角筒状導体１は、四角筒状導体で構成した場合について述べたが、図２８に示すように、六角筒状導体２０とし、上述した実施の形態の開口部１０に相当する開口部２１を設けた構成とすることもでき、同様の効果を奏する。

実施の形態１４．
この実施の形態１４においては、図２９に示すように、上述した実施の形態１における図１の多角筒状導体１の構成例を示すものである。貫通穴３を形成した凹状導体基部２２に開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成された導体板２３を固着することにより、上述した実施の形態１における図１の多角筒状導体１と同様の構成としたものである。

実施の形態１５．
この実施の形態１５においては、図３０に示すように、上述した実施の形態１における図１の多角筒状導体１の構成例を示すものである。すなわち、図５に示す開口部１０を設けた多角筒状導体１に、その開口部１０に任意の間隔を置いて塞ぎ導体２５を固着させ、多角筒状導体１の両端部および中央部に開口部１０を残すことにより、上述した実施の形態１における図１の多角筒状導体１と同様の構成としたものである。

実施の形態１６．
この実施の形態１６においては、図３１に示すように、上述した実施の形態１における図４の多角筒状導体１の構成例を示すものである。すなわち、図７に示す開口部１０を設けた多角筒状導体１に、その開口部１０に任意の間隔を置いて塞ぎ導体２６を固着させ、多角筒状導体１の両端部および中央部に開口部１０を残すことにより、上述した実施の形態１における図１の多角筒状導体１と同様の構成としたものである。

この発明は、例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器の導体を低コスト化が図れるとともに信頼性の高い高電圧電気機器の導体の実現に好適である。

Claims

絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納される高電圧電気機器の導体において、前記導体を多角筒状導体で構成し、前記多角筒状導体の少なくとも一面に、前記絶縁性ガスの通路となる開口部を形成し、前記多角筒状導体は第１の多角筒状導体と第２の多角筒状導体で構成され、前記第１の多角筒状導体と前記第２の多角筒状導体とを接続する接続導体を設け、締結体により締結して接続し、前記第１の多角筒状導体および前記第２の多角筒状導体の締結部の前記第１の多角筒状導体側と前記第２の多角筒状導体側に凹部を形成し、前記凹部内に前記締結体の頭部が収容されるようにしたことを特徴とする高電圧電気機器の導体。
前記多角筒状導体に形成した開口部は、前記多角筒状導体の両端部および前記両端部間に設けたことを特徴とする請求項１記載の高電圧電気機器の導体。
前記多角筒状導体に形成した開口部は、前記多角筒状導体の両端部間を連通した開口部としたことを特徴とする請求項１記載の高電圧電気機器の導体。
前記接続導体は、前記第１の多角筒状導体および前記第２の多角筒状導体の外面側に配置したことを特徴とする請求項１記載の高電圧電気機器の導体。
前記接続導体の締結部に凹部を形成し、前記凹部内に前記締結体の頭部が収容されるようにしたことを特徴とする請求項４記載の高電圧電気機器の導体。
前記第１の多角筒状導体と前記第２の多角筒状導体とを接続する接続導体は相対する一対の接続片で構成され、前記一対の接続片間に圧縮ばねからなる締結体を配置し、前記圧縮ばねのばね力により、前記一対の接続片を前記第１の多角筒状導体と前記第２の多角筒状導体に接触させて接続するようにしたことを特徴とする請求項１記載の高電圧電気機器の導体。
前記多角筒状導体の外側角部に電界緩和を促進する円弧部を形成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の高電圧電気機器の導体。
前記多角筒状導体に形成されその両端部間を連通した開口部の開口端部は、前記多角筒状導体の内方側に折曲された配置されたことを特徴とする請求項３記載の高電圧電気機器の導体。
前記多角筒状導体は四角筒体導体で構成されたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の高電圧電気機器の導体。