專利名稱：氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，本發明特別是涉及設置于金屬容器 之間的連接部的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件。
背景技術：
一般，在氣體絕緣開閉裝置(下面簡稱為“GIS”)等的氣體絕緣電氣設備中，在構 成接地的圓筒狀的金屬容器的連接部的法蘭之間，設置絕緣間隔件，將其連接，進行氣體分 隔，在各金屬容器內部，按照0. 4 0. 6MPa程度的高壓，密封SF6氣體等的絕緣氣體。GIS由接納于金屬容器內的隔斷器，斷路器，接地開閉器，以及母線等的相應設備 構成，各設備之間按照考慮了運用絕緣氣體的處理時間的適合的間距而進行氣體分隔，由 此，通過絕緣間隔件，對氣體進行分隔進行密封。通常，絕緣間隔件在滿足絕緣性能的同時，也必須要具有封閉高壓氣體的機械強 度，因此，主要采用氧化鋁填充的環氧材料，硅石填充的環氧樹脂材料。另外，由于絕緣間隔 件的徑向的尺寸小，故采用按照減小絕緣物的沿面方向的電場的方式，一側膨脹，相反側下 凹的凹凸形狀的稱為所謂的錐形間隔件的類型，或沒有凹凸形狀的稱為所謂的盤狀間隔件 的類型。例如，在JP特開平3-124210號文獻(專利文獻1)中，記載有在金屬容器的法蘭 之間設置而連接的錐形間隔件型的絕緣間隔件。在該絕緣間隔件中，在由構成間隔件主體 的成型絕緣體的中間部，支承高電壓導體，另外，在成型絕緣體的外周部，設置環狀金屬件。 另外，在絕緣間隔件設置于金屬容器的法蘭之間，通過緊固貫通螺栓而連接固定時，環狀金 屬件承受連接時的緊固力，防止成型絕緣體的開裂。成型絕緣體的部分通過環狀金屬件和 按壓件夾持，固定于金屬容器的法蘭之間。另外，例如，在JP特開平2007-14070號文獻(專利文獻2)中，記載有盤狀間隔件 型的絕緣間隔件。該專利文獻2的絕緣間隔件按照下述方式構成，該方式為在中心部埋入 中心導體，在外周部設置多個埋入金屬件。該絕緣間隔件靈活使用埋入金屬件，通過螺栓而 固定于金屬制的環狀法蘭上，僅僅環狀法蘭的部分設置于金屬容器的法蘭之間，通過緊固 貫通螺栓而連接固定。在上述專利文獻1的絕緣間隔件中，在通過緊固貫通螺栓而連接固定于金屬容器 的法蘭之間時，可通過環狀金屬件，承受連接時的緊固力。但是，由于形成通過環狀金屬件 和按壓件，夾持絕緣間隔件的成型絕緣體的部分的結構，故多個緊固貫通螺栓的緊固力不 均勻，因緊固貫通螺栓中的規定轉矩以上的過度的緊固力，成型絕緣體的部分具有開裂的危險。如果絕緣間隔件的成型絕緣體產生開裂，則密封于氣體絕緣電氣設備的金屬容器 內的絕緣氣體泄漏，最終導致絕緣破壞事故，或在極端的場合，因急劇的絕緣氣體的釋放， 產生爆炸事故，氣體絕緣電氣設備的可靠性降低。為了避免該情況，改變絕緣間隔件的作為 主要部的成型絕緣體的形狀，增加厚度，使成型絕緣體的強度增強，另外，必須要求花費環3狀金屬件和按壓件的配置等的工夫，但是，具有無法經濟地制作絕緣間隔件的問題。此外，由于在上述專利文獻2的絕緣間隔件中，通過螺栓而固定于金屬制的環狀 法蘭上，故為了維持氣體絕緣電氣設備的絕緣可靠性，故具有必須按照環狀法蘭的尺寸，加 大金屬容器，無法經濟地制作氣體絕緣電氣設備的問題。本發明的目的在于提供一種氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，該絕緣間隔件可靠 性高，另外結構簡單，可經濟地制作。
發明內容
本發明的特征在于中心導體埋入成型絕緣體中的絕緣間隔件在上述成型絕緣體 的外周部，借助金屬件設置于金屬容器的法蘭之間，通過多個緊固貫通螺栓，將上述法蘭之 間連接固定，此時上述絕緣間隔件設置薄壁部，其外周側短于上述法蘭尺寸，并且一個側面 薄而呈環狀成型，在上述薄壁部，嵌合設置截面呈L狀的環狀金屬件，其限制法蘭之間的尺 寸，并且形成上述金屬容器之間的電流通路，通過多個連接螺栓，固定上述環狀金屬件和成 型絕緣體的薄壁部。最好，在上述成型絕緣體的薄壁部，形成U狀的多個缺口槽，其使上述緊固貫通螺 栓通過。此外，最好，上述各連接螺栓按照基本相同的間距，設置于上述環狀金屬件的內側 平坦部。發明的效果如果像本發明那樣，構成氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，分別制作具有薄壁部 的成型絕緣體和截面呈L狀的環狀金屬件，在成型絕緣體的薄壁部，設置環狀金屬件，通過 連接螺栓而成一體固定的絕緣間隔件可設置于金屬容器的法蘭之間，通過多個緊固貫通螺 栓而連接固定。由此，可通過絕緣間隔件的成型絕緣體的部分，良好地維持金屬容器的氣體 分隔的氣密性能，同時由于環狀金屬件兼作將金屬容器之間連接的連接導體，也可確保循 環電流的電流通路，可經濟地制作可靠性高的絕緣間隔件。
圖1為表示作為本發明的一個實施例的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的裝配 使用狀態的外觀結構的縱向剖視圖；圖2為表示在另一位置將圖1的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件剖開的裝配使用 狀態的外觀結構縱向剖視圖；圖3為將圖1所示的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的端部放大的分解圖；圖4為表示圖1的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的裝配狀態的側視圖；圖5為以分解方式表示圖2的側視圖；圖6為圖2的分解立體圖；圖7為表示采用本發明的三相共箱型的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的裝配 狀態的側視圖；圖8為表示本發明的另一實施例的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的裝配使用 狀態的外觀結構縱向剖視圖9為表示圖8的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件的裝配狀態的側視圖。
具體實施例方式本發明的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件包括埋入中心導體的成型絕緣體。絕緣 間隔件按照在成型絕緣體的外周部上介設金屬件的方式，設置于金屬容器的法蘭之間，通 過多個緊固貫通螺栓而連接固定。這樣，在絕緣間隔件中，設置有薄壁部，其成型絕緣體的 外周側短于上述法蘭尺寸，一個側面較薄而呈環狀成型。在該薄壁部上，嵌合而設置截面呈 L狀的環狀金屬件，其限制法蘭之間的尺寸，并且形成金屬容器之間的電流通路，環狀金屬 件和成型絕緣體的薄壁部通過多個連接螺栓而固定。(實施例1)下面通過圖1 圖6，對本發明的一個實施例的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件 進行說明。在圖1和圖2所示的實施例中，在采用本發明的絕緣間隔件10中，在內部設置 高電壓的通電導體3，4，并且以氣體分隔方式將密封有SF6氣體等的絕緣氣體的圓筒狀的 金屬容器1，2連接，由此，設置于法蘭1A，2A之間。絕緣間隔件10包括成型絕緣體11，其采用環氧樹脂等的熱硬化樹脂而成型；埋入 其內部的中心導體12，該中心導體12與各通電導體3，4連接。設置該絕緣間隔件10的金 屬容器1，2的法蘭1A，2A之間像圖2所示的那樣，通過多個稱為大頭螺栓的緊固貫通螺栓 5和螺母6，以規定的緊固力而緊固，實現連接固定。成型絕緣體11按照外周端面部夾持于法蘭1A，2A之間的方式設置，在通過緊固貫 通螺栓5和螺母6緊固而固定時，由于維持絕緣間隔件10部分的氣體密封，故在形成于成 型絕緣體11的兩個面，或各法蘭1A，2A之間的槽內，設置密封環13。構成絕緣間隔件10的主要部分的成型絕緣體11設置薄壁部11A，其中，按照其外 周端部短于各法蘭1A，2A的尺寸的方式形成，此外，如圖3所示，成型絕緣體11的一個側面 (圖1和圖2的右側的側面)的厚度小，該薄壁部IlA呈環狀成型。在該成型絕緣體11的 薄壁部11A，設置截面呈L狀的環狀金屬件14，通過環狀金屬件14的自由端，覆蓋尺寸短的 成型絕緣體11的外周端面。通過形成該結構，在金屬容器1，2的法蘭1A，2A之間設置絕緣間隔件10，通過緊固 貫通螺栓5和螺母6，連接固定時，通過嵌合設置于薄壁部IlA的L狀的環狀金屬件14，如 圖1和圖2的例子所示，按照設置于形成在絕緣間隔件10的兩個面上的槽內的密封環13 防止過度的變形的方式限制法蘭1A，2A之間的尺寸，另外，通過環狀金屬件14，形成金屬容 器1，2之間的電流通路。此外，從成型絕緣體11的另一側面，將連接螺栓15擰入環狀金屬件14中，由此， 如圖3所示，將環狀金屬件14成一體固定于成型絕緣體11的薄壁部IlA上。另外，截面呈 L狀的環狀金屬件14可通過對例如，后述那樣的規定厚度的一個金屬板進行切削加工，容 易制作。圖3表示絕緣間隔件10的成型絕緣體11，與截面呈L狀的環狀金屬件14的尺寸 關系。在為成型絕緣體11的厚度Ll時，考慮環狀金屬件14的配置，連接螺栓15的配置， 薄壁部IlA按照厚度L2成型。另外，連接螺栓15在作用過大的緊固力產生的按壓力的場 合，具有產生成型絕緣體11的開裂，或在成型絕緣體11中留有殘留應力，伴隨時間的性能的變差，從殘留應力存在的部分發生開裂的危險。為了防止該情況，使連接螺栓15的過大的按壓力不發揮作用，沒有螺紋槽的部分 的長度L4和墊圈15A的厚度L5確定的有效長度(L4-U)，與成型絕緣體11的薄壁部IlA 的厚度L2必須處于(L4-L5)彡L2的關系(在沒有墊圈15A時，L4彡L2)。在連接螺栓15的緊固固定時，連接螺栓15的有效長度(L4-U)和成型絕緣體11 的厚度L2之間的關系可滿足(L4-L5) = L2。成型絕緣體11與環狀金屬件14不必完全密 貼而固定，即使在其之間存在微小間隙的情況下，性能上仍沒有問題。由于關于絕緣性能， 連接螺栓15完全與環狀金屬件14固定，與其導通，故將連接螺栓15電連接，這樣，也沒有 絕緣降低的危險。另外，對于金屬容器1，2之間的氣體分隔的維持，由于法蘭1A，2A和成型絕緣體11 通過密封環13而保持氣密，故如果對成型絕緣體11的厚度和環狀金屬件14的厚度進行管 理，則可確保氣密維持的性能。例如，適用于JIS規格的高氣壓氣密的密封環(P300)的變 形量在1. 3 1. 7mm的范圍內。由此，如果成型絕緣體11的厚度Ll和環狀金屬件14的厚 度L3的差考慮兩個接觸面，按照0 < (L3-1) ^ 0. 2mm的公差而管理，在從密封環13的變 形量而考慮時，可充分地維持氣密性。該成型絕緣體11的厚度Li，與設置于薄壁部IlA中，并且覆蓋成型絕緣體11的端 面的環狀金屬件14的自由端側的厚度L3按照上述基本相等的尺寸關系形成。由此，如圖 2所示，環狀金屬件14固定于成型絕緣體11的薄壁部IlA上的絕緣間隔件10設置于法蘭 1A，2A之間，插入緊固貫通螺栓5，通過螺母6而緊固，由此成一體固定，此時，環狀金屬件14 和金屬容器1，2的法蘭1A，2A完全密貼地固定。其結果是，在環狀金屬件14和金屬容器1，2的法蘭1A，2A之間，形成以非常小的 例如，ΙπιΩ以下的接觸電阻而連接的電流通路。由此，在氣體絕緣設備的通常的運轉中，在 數千A的商用額定電流流過通電導體3，4時，按照抵消因商用額定電流而產生的磁通的方 式，其程度與流過通電導體3，4的電流相同的循環電流可流過通過環狀金屬件14而電連接 的金屬容器1，2。因此，通過絕緣間隔件10的簡單結構的變更，如圖3所示，適當地管理成型絕緣體 11的厚度Ll和環狀金屬件14的厚度L3，由此，可維持金屬容器1，2的氣體分隔的氣密性 能，并且在絕緣間隔件10的連接固定時，還可確保循環電流的電流通路，由此，可經濟地制 作可靠性高，簡單結構的絕緣間隔件10。像圖4所示的那樣，形成下述的絕緣間隔件10的方案，其中，成型絕緣體11和截 面呈L狀的環狀金屬件14通過以規定間距而設置的多個(在圖4中，在環狀金屬件14的 內側平坦部上，以120度的基本等間距而設置的3個)的連接螺栓15而緊固，成一體固定， 兩者不分離。在絕緣間隔件10的制作中，像圖5那樣，將成型絕緣體11和環狀金屬件14的相 應部件分離，對其制作，如圖6所示，將它們兩者嵌合，然后，如圖4所示，通過多個連接螺栓 15而成一體固定，此時，可容易構成。像圖5所示的那樣，在L狀的環狀金屬件14中，在與成型絕緣體11的薄壁部IlA 接觸的內側平坦部，分別以預定的規定間距而形成用于使緊固貫通螺栓5通過的螺栓孔 14Α，與連接螺栓15用的螺栓孔14Β。另外，同樣，在成型絕緣體11的薄壁部11Α，形成緊固貫通螺栓5用的螺栓孔11B，以及連接螺栓15用的螺栓孔11C。另外，在螺栓孔IlC的部分 中，由于連接螺栓15的頭部接納于成型絕緣體11的尺寸的內部，故形成接納座11D。由于本發明所采用的L狀的環狀金屬件14為1個，成一體構成，故厚度的公差管 理不嚴，這樣不必要求環狀金屬件14的過大的加工精度，制作的環狀金屬件14的不良率也 可較小，可經濟地制作。為此，可提供低價格的絕緣間隔件。另外，在考慮絕緣間隔件10的安裝時所施加的意外沖擊的場合，如果連接螺栓15 的墊圈15A采用可吸收沖擊的特氟隆(Teflon)(注冊商標)，橡膠件等的柔軟的緩沖材料， 則抵抗間隔件開裂的安全性增加。另外，同樣在成型絕緣體11和環狀金屬件14之間，可插 入緩沖件。在此場合，由于通過連接螺栓15的緊固，緩沖件的厚度變小，故考慮薄時的實際 的厚度L5A，按照(L4-L5) ^ L2 ^ L4的方式調整它們的尺寸關系。對本發明的絕緣間隔件10安裝于金屬容器1，2的法蘭1A，2A之間，組裝氣體絕緣 電氣設備的場合進行說明。首先，由于像圖1所示的那樣，環狀金屬件14和成型絕緣體11 通過連接螺栓15而成一體固定的絕緣間隔件10設置于法蘭1A，2A之間，故通過多個緊固 貫通螺栓5，通過設置于各緊固貫通螺栓5的兩側的螺母6而緊固，實現固定。如果像這樣 裝配，則可形成滿足絕緣性能和絕緣氣體的氣密性能的結構。在上述例子中，對本發明用于單相式的絕緣間隔件10的場合進行了說明，但是， 如圖7所示的那樣，也可簡單地用于三相共箱型的絕緣間隔件10。在三相共箱型的絕緣間 隔件10中，中心導體12的3個埋入成型絕緣體11中，其它的部分與單相式相同的結構，可 實現相同的效果。(實施例2)圖8和圖9表示采用本發明的絕緣間隔件10的另一例子。在該絕緣間隔件10中， 在成型絕緣體11的薄壁部11A，替換設置使緊固貫通螺栓5通過的多個螺栓孔的方式，而形 成U狀的缺口槽16。在成型絕緣體11的薄壁部IlA中開設螺栓孔的場合，為使薄壁部IlA附近的機械 強度充分，故必須增加該部分的厚度，在裝配時萬一施加沖擊的場合，具有薄壁部IlA開裂 的危險。相對該情況，在成型絕緣體11的薄壁部IlA上，形成U形的缺口槽16的場合，也 沒有薄壁部IlA開裂的危險，可靠性也提高，可減小成型絕緣體11的整體的直徑，由此，可 更經濟地制作絕緣間隔件10。此外，同樣對于成型絕緣體11中的接納連接螺栓15的頭部的部分，如果代替圓形 锪孔的形狀，而由U狀的接納座IlD形成，則與上述方式相同，可抑制成型絕緣體11的薄壁 部IlA的機械強度的降低。另外，在絕緣間隔件10中，在盤狀間隔件的場合，兩側面構成對象，是沒有問題 的，但是，在錐形間隔件的場合，具有凹面和凸面，由此，還必須要求安裝朝向的自由度。為 了提高絕緣間隔件10的安裝朝向的自由度，如果按照形成相對絕緣間隔件面的朝向而交 替地設置的結構的方式對連接螺栓15的螺栓孔進行成型，則可通過1種成型絕緣體11，應 對任意的安裝面。產業上的利用可能性由于本發明的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件可用于將絕緣氣體密封于金屬容 器的內部而構成的氣體絕緣開閉裝置，氣體絕緣母線等的場合，故可進一步提高氣體絕緣7電氣設備的可靠性。
權利要求
1.一種氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，中心導體埋入成型絕緣體中的絕緣間隔件在 上述成型絕緣體的外周部，借助金屬件設置于金屬容器的法蘭之間，通過多個緊固貫通螺 栓，將上述法蘭之間連接固定，其特征在于上述絕緣間隔件設置薄壁部，其外周側短于上述 法蘭尺寸，并且一個側面薄而呈環狀成型，在上述薄壁部，嵌合設置截面呈L狀的環狀金屬 件，其限制法蘭之間的尺寸，并且形成上述金屬容器之間的電流通路，通過多個連接螺栓， 固定上述環狀金屬件和成型絕緣體的薄壁部。
2.根據權利要求1所述的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，其特征在于在上述成型絕 緣體的薄壁部，形成U狀的多個缺口槽，其使上述緊固貫通螺栓通過。
3.根據權利要求1所述的氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，其特征在于上述各連接螺 栓按照基本相同的間距，設置于上述環狀金屬件的內側平坦部。
全文摘要
要求一種氣體絕緣電氣設備用絕緣間隔件，其中，可靠性高，結構也簡單，可經濟地制造。本發明的絕緣間隔件(10)包括埋入有中心導體(12)的成型絕緣體(11)，該成型絕緣體(11)部分設置于金屬容器(1，2)的法蘭(1A，2A)之間，通過多個緊固貫通螺栓(5)連接固定。該絕緣間隔件(10)設置薄壁部(11A)，其外周側短于上述法蘭(1A，2A)尺寸，并且一個側面薄而呈環狀成型，在成型絕緣體(11)的薄壁部(11A)中，嵌合設置截面呈L狀的環狀金屬件(14)，其限制法蘭(1A，2A)之間的尺寸，并且形成金屬容器(1，2)之間的電流通路，通過多個連接螺栓(15)固定環狀金屬件(14)和成型絕緣體(11)的薄壁部(11A)。
文檔編號H02B13/02GK102057548SQ200980120828
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月25日 優先權日2008年6月5日
發明者六戶敏昭, 加藤達朗, 篠原亮一 申請人:日本Ae帕瓦株式會社