流体绝缘电气装置的制作方法

专利名称：流体绝缘电气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在填充有气体、油等绝缘流体的接地罐内容纳通电导体的流体绝 缘电气装置。
背景技术：
在将绝缘介质作为气体的电气装置的一个例子即气体绝缘电气装置中，用金属容 器覆盖被施加高电压的通电导体，由于利用金属容器来保护通电导体不受外界的影响，因 此可靠性、安全性较高，且环保。但是在上述那样的气体绝缘电气装置的组装过程中，金属粉等金属异物可能会侵 入接地罐内。若在接地罐内进入有金属异物的这样的状态下对通电导体施加高电压，则接 地罐内的金属异物会以几Hz的周期在接地罐和通电导体之间进行上下运动。因此，在气体 绝缘电气装置的绝缘方面，该金属异物为不良因素，其成为引起耐电压降低的主要原因。作 为用于收集、捕捉这种金属异物的现有技术有如下技术。S卩，在专利文献1所记载的现有技术中，在填充有绝缘气体的管状的金属制密闭 容器即接地罐的中心部由绝缘间隔物支承流过高电压的电流的导体，在接地罐的内表面的 下部设有多个金属材料，使得彼此的倾斜面重合。各金属材料成为如下形状，即，与通电导 体相对一侧的端部被弄圆，另一端部紧固于接地罐的内表面。将这种气体绝缘电气装置加以设置后，由于通常的使用状态下在导体和接地罐之 间施加有高电压，因此尽管此时存在于接地罐内的金属异物带电并动作，但与金属材料的 表面相接触的金属异物沿相互重合的倾斜面落下，被用金属材料包围的区域捕捉，能防止 密闭型气体绝缘电气装置的耐电压降低。专利文献1 日本专利特开昭54-86737号公报由于现有的气体绝缘电气装置如上那样构成，因此存在如下问题。即，为使接地 罐底面的电场的畸变减少，将金属材料中的与通电导体相对一侧的端部弄圆，但这样弄圆 反而会使电场变强，从而使电场畸变，导致金属异物到达头顶部的电场较强的位置，妨碍捕 捉。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能高效且可靠地捕捉接地 罐内的金属异物、从而使金属异物无害化以防止耐电压性能降低的流体绝缘电气装置。为了解决上述问题以达到目的，本发明所涉及的流体绝缘电气装置是包括接地 罐、在该接地罐内绝缘配置的通电导体、及在所述接地罐的下部内表面上与所述接地罐电 连接而固定的用于捕捉金属异物的捕集器构件的流体绝缘电气装置，其特征为，所述捕集 器构件具有平板状的头顶部，该平板状的头顶部沿所述内表面设置并且与沟部相邻；及 倾斜部，该倾斜部续接于所述头顶部的一端且相对于所述头顶部倾斜，其与所述头顶部共 同形成的截面呈“ ”字形，并且下端部与所述接地罐的内表面相接触。
根据本发明，可起到如下效果，S卩，由于使头顶部成为平板状，因此能减小以往那样因将金属材料中的与通电导体相对一侧的端部弄圆而产生的电场的畸变，能高效且可靠 地捕捉接地罐内的金属异物，从而使金属异物无害化以防止耐电压性能的降低，并且能减 少设置工序。


图1是表示实施方式1所涉及的流体绝缘电气装置的内部结构的立体图。图2是流体绝缘电气装置的正面剖视图。图3是捕集器装置的立体图。图4是表示实施方式1中的金属异物的移动作用等的正视图。图5是表示实施方式1中的沟宽、捕集器装置的高度等的正视图。图6是用于表示金属异物的动作的图。图7是表示金属异物的捕捉效率和金属异物的存在比率的关系的曲线图。图8是表示通过设置侧壁从而得到的沟底面的电场抑制效果的曲线图。图9是在实施方式3所涉及的流体绝缘电气装置中、在实施绝缘性涂布后的接地 罐上设置捕集器装置后的图。图10是实施方式5中的捕集器装置的正视图。图11是表示专利文献1所记载的现有的密闭型气体绝缘电气装置的结构图。标号说明1 导体2 接地罐3 绝缘间隔物5 捕集器装置5a 头顶部5b 倾斜部5c 侧壁9、21、22 金属异物10 金属异物移动方向11 绝缘性涂料15 端部23 垂直方向24 旋转方向50 沟101 密闭容器102,103 充电部105 绝缘气体106 金属材料106a 一端部106b 另一端部
106c 倾斜面
具体实施例方式下面，根据附图详细说明本发明所涉及的流体绝缘电气装置的实施方式。此外，本 发明并不受本实施方式限制。实施方式1.图1是表示本实施方式中所涉及的流体绝缘电气装置的内部结构的立体图，图2(a)是同一结构的正面剖视图，图3(a)是捕集器装置5的立体图，图4是表示本实施方式 中的金属异物的移动作用的正视图，图5是表示本实施方式中的捕集器装置5的沟宽Ws、头 顶部5a的宽度Wr、接地罐2内壁到头顶部5a的距离H、倾斜面5b的长度L、及折弯角度θ 等的正视图。图1中，例如在圆筒状的接地罐2的中心轴上延伸有导体1，该导体1由绝缘间隔 物3支承。接地罐2由接地的密闭金属容器构成，在内部填充有气体或油等绝缘介质。绝 缘间隔物3由绝缘性的构件构成，并且具有其中心插通有导体1的例如喇叭状的形状，由接 地罐2的内壁支承。导体1是被施加高电压的通电导体。如图1及图2 (a)所示，在接地罐2的内表面的下部(S卩，内底面)配置有由具有多 个沟、头顶部、及倾斜面的金属板构成的作为捕集器构件的捕集器装置5。捕集器装置5在 接地罐2的长边方向(中心轴方向)上延伸配置，使得与导体1和接地罐2的内表面平行， 而且由一部分朝接地罐2的下方折弯的金属板构成。即，在捕集器装置5中，设有至少利用 切断成形将一块金属板朝下方折弯并且各下端部与所述内表面接触的多个倾斜部5b、续接 于各倾斜部5b的上端部且大致平行于所述内表面的平板状的作为基板部的头顶部5a、及 设于各头顶部5a的与续接于倾斜部5b的一侧相反一侧的端部且朝下方折弯的作为侧壁部 的侧壁5c。另外，在捕集器装置5的圆周方向中央部，设有在两端部形成有侧壁5c的头顶 部5d。倾斜部5b是对作为基板的金属板的一部分至少进行剪切、弯曲加工(切断成形) 而形成的，从下方支承头顶部5a、5d。头顶部5a是未进行剪切、弯曲加工(切断成形)的大 致平板状的基板的一部分。倾斜部5b相对于头顶部5a折弯，具有倾斜面。头顶部5a和续 接于头顶部5a的倾斜部5b的截面大致为“ 字”形状，或者为将“ 字”取镜像后的形状。另外，随着形成倾斜部5b，在相邻的头顶部5a、5d之间形成有沟。或者，在各沟的 两侧形成头顶部5a、5d，使得夹着各沟，多个沟沿接地罐2的圆周方向形成。各倾斜部5b、 各头顶部5a、各侧壁5c、及各沟分别沿导体1的中心轴方向单向延伸。该捕集器装置5通 过拧紧或焊接将预定部位固定于接地罐2的内壁，从而与接地罐2电连接。如图2所示，位于捕集器装置5的中央(与导体1的延伸方向垂直的方向上的中 央)的头顶部5d与其它头顶部5a不同，其一端部不续接于倾斜部5b，取而代之的是在其两 端部具有侧壁5c。配置在位于中央的该头顶部5d的左侧的多个倾斜部5b的倾斜面彼此基 本平行。同样地，配置在位于中央的该头顶部5d的右侧的多个倾斜部5b的倾斜面彼此基 本平行。配置在位于中央的该头顶部5d的左侧的倾斜部5b与配置在右侧的倾斜部5b，其 倾斜面彼此不平行，其倾斜面彼此相对且相对于垂直方向倾斜相同角度，以中央的头顶部 5d为中心构成左右对称。
图3 (a)中，示出捕集器装置5的立体图。如上所述，本实施方式中，由金属板形成捕集器装置5。图3(a)中，在捕集器装置5中，示出从一块金属板通过剪切、弯曲加工而形 成的倾斜部5b及侧壁5c、头顶部5a、5d、及在相邻的头顶部5a、5d之间形成的作为沟部的 沟50。图4及图5中，示出图1、图2 (a)、及图3(a)所示的捕集器装置5的放大剖视图。 用Ws表示捕集器装置5的沟宽，用Wr表示头顶部5a的宽度，用H表示接地罐2内壁到头 顶部5a的最短距离，用L表示倾斜部5b的倾斜面的长度，用θ表示倾斜部5b相对于头顶 部5a的折弯角度。侧壁5c与形成头顶部5a的平面基本垂直。另外，图4中，示出金属异 物9按照金属异物移动方向10落下从而被捕集器装置5捕捉到的情形。S卩，进入沟中的金 属异物9因倾斜部5b而从垂直方向的运动变换成水平方向的运动，进一步与相邻的倾斜面 5b的背面碰撞，到达接地罐2的内表面上。此外，图4、图5中，相邻的倾斜部5b在从上方 俯视时彼此重合。接着，说明金属异物9的动作。金属异物9是混入接地罐2内的金属粉等异物。若 对导体1施加高电压，则与接地罐2内壁接触的金属异物9带电。此时，由于在接地罐2内 存在较强的电场，因此静电力作用到带电的金属异物9，金属异物9上浮到接地罐2内的空 间中。在采用与直流电压不同的交流电压的情况下，金属异物9 一边与商用电源的频率同 步地进行振动，一边向导体1上浮。若金属异物9和导体1的距离接近到某种程度，则金属异物9自发放电，从而失去 所带有的一部分电荷，一边与和上浮时同样的商用电源的频率同步地进行振动，一边向接 地罐2落下。落下的金属异物9与接地罐2的内壁接触后，再次带电上浮到空间中。若重 复这样的动作，金属异物9存在于接地罐2和导体1之间的空间中的概率升高，则可能在该 空间中产生闪络，导致流体绝缘电气装置发生事故。而且在对于流体绝缘电气装置的绝缘强度带来影响的金属异物9中，已判明形状 为针状的异物产生的影响最大。若该针状的金属异物9被施加电压且电场超过特定的值， 则会因微小的干扰而沿电场方向竖立上浮。而且有时该针状的金属异物9会在朝导体1竖 立的状态下沿垂直方向运动，并且有时会一边以金属异物9的长边方向的长度为最大直径 进行旋转运动，一边沿垂直方向运动，金属异物9的这种不同的动作使得难以对它进行捕 捉。同样地，在对接地罐2的内壁发生的机械性的反弹也是使得难以对它进行捕捉的较大 的主要因素。因此本实施方式中，考虑这种针状的金属异物9的动作、特别是金属异物9的旋转 动作，使捕集器装置5的沟宽Ws成为金属异物9的长边方向的长度以上。S卩，由于已知混入 流体绝缘电气装置的接地罐2内的金属异物9的典型大小，因此使沟宽Ws成为金属异物9 的长边方向的长度以上，来构成图1、图2(a)、图3(a)、图4、及图5所示的捕捉器装置5，由 此即使是一边以长边方向的长度为最大直径进行旋转运动、一边沿垂直方向运动的金属异 物9，也能捕捉。而且，如图4所示，利用朝接地罐2的内表面方向弯曲的倾斜部5b使金属 异物的垂直方向的运动变换成水平方向的运动，从而捕集器装置5在接地罐2的内部，能容 易且高效地捕捉以图6 (a)所示的竖立状态沿垂直方向23运动的金属异物21、及如图6 (b) 所示一边旋转(旋转方向24) —边沿垂直方向23运动的金属异物22。而且，利用由侧壁5c的屏蔽效果而生成的沟内部的极弱的电场，能在金属异物2U22与倾斜部5b相接触时使电荷容易释放，能简单地变换运动方向。图7是表示存在于接地罐2内的旋转金属异物的存在比率(％ )和金属异物捕捉 效率(％ )(纵轴的左侧)的关系、及旋转金属异物的存在比率(％ )和金属异物存在度数 (纵轴的右侧)的关系的曲线图。纵轴的右侧所示的所谓金属异物存在度数，是指将存在于 接地罐2内的金属异物的整体存在度数设为1时的竖立及旋转的金属异物的存在度数(概 率密度)。纵轴的左侧表示利用捕集器装置5的金属异物捕捉效率，横轴表示旋转的金属异 物的存在比率(旋转金属异物的存在比率为0%时竖立金属异物的存在比率为100%)。该 图中的直线S表示设置仅考虑捕捉竖立金属异物的以往的捕集器装置时的捕捉效率，仅存 在竖立金属异物的情况下(旋转金属异物的存在比率为0%时)虽然能捕捉所有异物，但随 着旋转金属异物增加，不能进入捕捉沟的金属异物增加，捕捉效率下降至0 %。由于在实际的接地罐2内金属异物的动作会因极小的干扰而变化，因此可认为表 示旋转及竖立的动作的金属异物的存在个数如该图中的曲线T所示呈正态分布(此时T的 纵轴刻度为纵轴右侧的金属异物存在度数)。另外，如该曲线T所示，由于旋转金属异物的 存在比率为50%的状态在概率上最容易发生，因此可认为旋转金属异物、竖立金属异物的 存在比实际上两者都为50%左右。图7中，是将现有的捕集器装置的金属异物捕捉效率作 为直线S进行了说明，但由于实际上也认为有金属异物捕捉效率为曲线状的情况，因此其 结果是，金属异物捕捉效率如图7的区域U所示，取最大约为50%的值。这样，由于接地罐2内存在至少示出两种动作的金属异物，因此如本实施方式那 样，考虑该动作，设置形成有其宽度具有金属异物的最大长度以上的沟的捕集器装置5，从 而如图7的直线X所示，能可靠地捕捉金属异物，使得金属异物捕捉效率一直为100 %，从而 消除闪络事故。例如气体绝缘开关装置中的金属异物的典型大小，例如是直径为50μπι 100 μ m，长度为0. 2mm 30mm，通过使本实施方式所涉及的捕集器装置的沟宽Ws例如为 0. 2mm 40mm，从而对于这种金属异物可得到较好的捕捉效果。具体而言，例如对于直径为 50 μ m、长度为20mm的金属异物，通过使沟宽Ws例如为25mm，从而可得到较好的捕捉效果。 再有，对于直径为100 μ m 500 μ m、长度为0. 7mm 15mm的金属异物，通过使沟宽Ws例如 为0. 7mm 15mm，从而可得到特别好的捕捉效果。根据本实施方式，可起到如下效果，S卩，由于使头顶部5a成为平板状，因此能减小 如专利文献1所记载的现有技术那样因将金属材料中的与通电导体相对一侧的端部弄圆 而产生的电场的畸变，能高效且可靠地捕捉接地罐内的金属异物，从而使金属异物无害化 以防止耐电压性能的降低，并且还能减少设置工序。另外，根据本实施方式，由于在接地罐2的内底面上，设置包括沟宽Ws为金属异物 9的长边方向的长度以上的沟和头顶部5a和倾斜部5b在内的捕集器装置5，因此利用沟捕 捉动作不同的旋转金属异物及竖立金属异物的两种金属异物，将其运动从垂直方向变换成 水平方向，并引导至得不到上浮力的弱电场区域，从而能容易使金属异物无害化。这样，通 过能高效且可靠地捕捉金属异物，从而能防止耐电压性能的降低。另外，通过使用一块金属 板形成捕集器装置5，从而将捕集器装置5安装于接地罐时的设置工序减少，能容易进行设 置。另外，由于通过设置侧壁5c，从而能进一步提高利用接地罐2的内壁、倾斜部5b、头顶部5a、侧壁5c包围的区域中的屏蔽效果，因此利用该区域内部的极弱的电场，能使金 属异物与倾斜部5b相接触时的电荷容易释放，能简单地变换运动方向。因此，能使金属异 物高效地沉积在接地罐2的内底面，能可靠地进行捕捉。此外，虽然在不设置侧壁5c的情 况下也能利用同样的屏蔽效果进行捕捉，但是设置侧壁5c时效果更好。 另外，捕集器装置5中，可沿包含内底面的接地罐2的内壁圆周的一部分或全部配 置设有多个沟的金属板。由此，存在多个变换金属异物的运动方向的沟，容易提高捕捉金属 异物的效率。此外，捕集器装置5中，通过至少设置两个以上的倾斜部5b，从而至少具有一 个以上的沟。本实施方式中，说明了由一块金属板构成捕集器装置5的例子，通过这样能容 易加工多个沟。图11是表示专利文献1所记载的密闭型气体绝缘电气装置的结构图，(a)是剖视 图，(b)是利用微小粉尘捕捉用金属材料捕捉微小粉尘的动作的说明图。图11(a)中，在构 成气体绝缘电气装置的金属制密闭容器101的中心配置圆筒状的充电部102、103，在容器 101的内部封装入绝缘气体105。另外，在容器101内的底部设置有微小粉尘捕捉用金属材 料 106。金属材料106的形状如图11(b)所示，将与充电部102、103相对的一端部106a弄 圆，将另一端部106b紧固于容器101的内底面，一端与另一端之间成为倾斜面106c。而且， 各金属材料106的倾斜面106c相互重合。这种现有的气体绝缘电气装置中，仅用单个金属材料106无法形成用于捕捉金属 异物A的区域，必需使用两个以上的金属材料106，金属材料106的设置工序增多。与此不 同的是，根据本实施方式，由于能用一块金属板形成捕集器装置5，因此设置工时数减少，容 易进行设置。另外，金属材料106通过相互重合，从而在机械上限制住运动的金属异物的动作， 虽然使金属异物A的捕捉效果提高，但由此使得用于将金属异物引导至捕捉区域的入口变 小，难以捕捉带有旋转的针状的金属异物等。与此不同的是，本实施方式中，如上所述，即使 是带有旋转的针状的金属异物等也能捕捉。图4、图5所示的例子中，由于将沟宽Ws设定成 金属异物9的长边方向的长度以上，因此倾斜部5b彼此不重合。 另外，图11中，将金属材料106中的与充电部102、103相对一侧的端部106a弄圆。 以便减少容器101底面的电场的畸变，但这样弄圆反而会使电场变强，从而使电场畸变，导 致金属异物A到达金属材料106的头顶部的电场较强的位置，妨碍捕捉。与此不同的是，本 实施方式中，如图4、图5的例子所示，通过使侧壁5c基本垂直于头顶部5a，从而能防止如 端部106a那样因弄圆而产生的电场的畸变。实施方式2.本实施方式中，作为捕集器装置5的制造方法，是对一块金属板实施压力加工那 样的方法。即通过采用压力加工中的剪切、弯曲加工，从而对于具有复杂的截面的形状也能 容易成型，且能使制造工序时间缩短，并且以低成本制造。另外，由于容易制造尺寸较长的 捕集器装置，能在接地罐2中遍及较大的范围进行设置，因此能提高金属异物的捕捉率。由于通过压力加工能制造更薄的金属板，因此重量轻，容易处理。而且即使是设置 在尺寸较长的接地罐2中的情况下，因重量较轻，所以也不麻烦，还能容易安装在已有的接 地罐2中。而且能减少因金属异物所致的闪络事故，另外由于拆卸容易，因此能容易获取捕捉到的金属异物，此后的流体绝缘电气装置(例如，气体绝缘电气装置)的检查也容易进 行。另外，利用压力加工，能通过采用压力加工中的剪切、弯曲加工，从而同时形成多 个侧壁5c和倾斜部5b。此外，图5中，对于倾斜部5b的长度L和沟宽Ws，使倾斜部5b的 长度L比沟宽Ws要长，这是由于从金属板上剪切倾斜部5b、并实施弯曲加工的同时伸长的
缘故。而且若与不具有侧壁5c的情况相比，则在设置侧壁5c的情况下，由于能利用其屏 蔽效果在沟内部形成极弱的电场，且能减弱沟底面的电场，因此容易提高捕捉效率。图8是 表示通过设置侧壁5c从而得到的沟底面的电场抑制效果的曲线图，是将具有侧壁5c时的 沟底面的电场、与没有侧壁5c的情况比较后的结果。此外，图8示出捕集器装置5的侧壁 5c的长度为沟的深度的1/3时的电场分析结果。纵轴是设有侧壁5c时和未设侧壁5c时的 沟底面的电场之比(有侧壁5c/无侧壁5c)，横轴是沟的深度H与所捕捉的金属异物的长 度之比。图8中，作为一个例子，示出沟的深度H等于金属异物的长度(长边方向的长度) 的情况下的电场抑制效果。由侧壁5c所得到的沟底面的电场抑制效果为1的情况下，表示 侧壁5c没有效果，比1大得越多，则电场抑制效果也越好。本电场分析结果中，得到约2. 3 的电场抑制效果。即可知，通过设置侧壁5c，从而使电场抑制效果提高。此外，图5中示出 沟的深度H。而且，侧壁5c还起到隔离的壁的作用，使得金属异物不会再次逃到沟外。有时会因金属异物受到来自接地罐2的反弹力使得难以捕捉，以往若使沟的深度 与所捕捉的金属异物的长度成为相同大小，则难以捕捉，需要使其深度为金属异物的长度 以上。与此不同的是，本实施方式中，由于设有倾斜部5b，并且如图8所示，即使不使沟的深 度那样深也能通过设置侧壁5c从而减弱沟底面的电场，因此能使沟的深度H与金属异物的 长度成为相同大小。此外，可利用压力加工技术在某种程度上自由控制侧壁5c的长度而与沟宽无关。 侧壁5c可利用压力加工的剪切、弯曲加工而容易形成，如图5及图8所示，只要侧壁5c的 长度具有沟深度H的1/3左右大小，则通过设置侧壁5c所得到的效果便较好。因而，无需 使侧壁5c的长度与沟的深度H相等。实施方式3.图9是本实施方式所涉及的流体绝缘电气装置中、在涂有绝缘性涂料11的接地罐 2上设置捕集器装置5的图。另外，图2(b)是本实施方式的正面剖视图，图3(b)是捕集器 装置5的立体图。本实施方式中，除了实施方式1的结构以外，捕集器装置5是设置在内表 面涂有绝缘性涂料11的接地罐2中。但是，将捕集器装置5和接地罐2电连接的部位显然 未进行绝缘涂布。另外，捕集器装置5的位于两端(与沟的延伸方向垂直的方向上的两端 部、或圆周方向的两端)的头顶部5a中，在该头顶部5a的端部未形成侧壁5c，因而，在头顶 部5a中的与续接于倾斜部5b的一侧相反一侧的端部和接地罐2的内壁之间未形成沟。原本，在经绝缘涂布后的接地罐2的内表面上进行动作的金属异物，因与接地罐2 之间难以进行电荷交换，所以不易使其动作平息。但本实施方式中，通过采用如上结构，从 而与接地罐2电连接的捕集器装置5中，金属异物失去电荷，进入沟中的金属异物因倾斜部 5b而从垂直方向的运动变换成水平方向的运动，与倾斜部5b的背面碰撞，好容易到达涂有 绝缘性涂料11的接地罐2的内表面。而且该内表面上，因捕集器装置5使得其电场被屏蔽，从而未形成使得金属异物获得上浮力的电场。而且，由于内表面经绝缘涂布，因此也不会从接地罐2提供电荷，金属异物无法再次上浮。另外，通过采用使捕集器装置5的端部15(与沟的延伸方向垂直的方向上的端部、或圆周方向上的端部)与涂有绝缘性涂料11的接地罐2的内壁相接触的结构，从而尽量使 存在于接地罐2中的金属异物的初始存在位置，位于未经绝缘涂布的捕集器装置5的表面。 通过这样，能在较弱的电场下便使金属异物进行动作，从而快速引导至捕集器装置5的沟 内部，能可靠地捕捉金属异物。但是，以往广泛采用的气体绝缘电气装置的内壁多经绝缘性涂料11涂布，通过附 加本实施方式的捕集器装置5，从而能得到可靠性较高的气体绝缘电气装置，而无需实施特 别的变更。另外，由于通过在接地罐2内壁上涂布绝缘性涂料11并设置捕集器装置5，从而 耐绝缘性能提高，因此相比现有的气体绝缘电气装置，能进一步小型化，能制造整体成本较 低的气体绝缘电气装置。实施方式4.本实施方式中，说明规定将用于捕捉金属异物21、22的、头顶部5a的宽度Wr、相邻 的头顶部5a之间的宽度Ws (即，沟宽)、倾斜部5b的倾斜面的长度L、折弯角度θ (倾斜部 5b相对于头顶部5a的倾斜角度)、沟的深度H (即，头顶部5中的与接地罐2的内表面相对 一侧的内表面到接地罐2的内表面的最短距离H)分别具体设定成怎样的值的例子(参照 图5)。以下，设存在于接地罐2内的金属异物21、22的最大长度为Wp。本实施方式中，将捕集器装置5设计成，除了实施方式1中设定的条件即Wp ^ Ws 以外，还满足Wr彡Ws且Wp彡H的关系。接地罐2内的金属异物21、22因施加到导体1的电压而带电，沿垂直方向开始运 动。此时若在导体1和接地罐2之间存在捕集器装置5，则金属异物21、22在捕集器装置5 的表面上以几Hz进行垂直运动。此时，若捕集器装置5的沟和头顶部5a的宽度相同，则垂 直运动的金属异物21、22与两者接触的概率相等。因而，为了提高使金属异物21、22进入 沟中的概率，需要使头顶部5a的宽度Wr为沟宽Ws以下，即Wr ( Ws0另外，金属异物21、 22的运动并非一直限于垂直方向，有时会旋转。为了捕捉进行这种运动的金属异物21、22， 对于沟宽Ws和金属异物21、22的最大长度Wp，需要使Wp ^ Ws0另外，由于金属异物21、 22在捕集器装置5的沟的内部垂直竖立的情况下，若其尖端从捕集器装置5的表面飞出，则 其尖端的电场变强，会获得上浮力，因此需要使深度H至少比金属异物21、22的最大长度要 大，即Wp ( H。另外，本实施方式中，将倾斜部5b的长度L设计成，满足L = ffs/cos θ。特别是，由于竖立状态下沿垂直方向动作的金属异物21、22若与头顶部5a那样的 平坦的部分碰撞，则将朝垂直方向中与捕集器装置5相反一侧、即导体1飞出，因此最好是 使沟的底面不平坦。因而，最好是倾斜部5b延长至沟的端部，即L = Ws/cos θ，使得从上方 看捕集器装置5时看不到平坦的部分。这样，以存在于接地罐2内的金属异物21、22的最大长度Wp为基准，对于沟宽Ws、 头顶部5a的宽度Wr、捕集器装置5的沟的深度H决定适当的关系。如上述所说明的那样，通过使沟宽Ws比金属板的头顶部5a的宽度Wr要大，从而 能提高金属异物21、22进入沟中的概率。而且，通过使沟的深度H成为金属异物的最大长度Wp以上，从而能使垂直落下的金属异物21、22落入弱电场区域，能提高捕捉的效率。另外，通过使得从上部看捕集器装置5时，使金属板的头顶部5a和倾斜部5b的投 影相连，从而能防止落下来的金属异物21、22直接与接地罐2的内表面碰撞后朝导体1方 向反弹，从而不会使利用捕集器装置5捕捉金属异物21、22的效率降低。实施方式5.本实施方式中，在捕集器装置5的背面涂敷粘合剂(未图示)。具体而言，在倾斜 部5b、头顶部5a的与接地罐2内表面相对一侧的表面(称为背面。)、和与倾斜部5b的背 面相对一侧的侧壁5c的表面(称为背面。)涂敷有粘合剂。即，所谓捕集器装置5的背面， 是指捕集器装置5的捕集区域侧的表面。在接地罐2内表面的电场非常强的情况下，未被捕集器装置5捕捉到的金属异物 21、22若开始动作，则与该电场成正比，金属异物21、22的动作速度非常大。在这种情况下， 暂时进入捕集器装置5的沟的内部的金属异物21、22，由于其具有的速度较大，因此机械性 的反弹力变大，可能会从沟中再次逃出到接地罐2内。然而，若像本实施方式那样仅在捕集器装置5的背面预先涂敷粘合剂，则当运动 因倾斜部5b而变换成水平方向后、与倾斜部5b的背面侧碰撞时，能利用涂敷有的粘合剂， 吸收较大的动量，从而抑制动作。利用这种结构，对于具有会从捕集器装置5中再次逃出的速度的金属异物21、22， 通过预先在捕集器装置5的背面涂敷粘合剂，从而使粘合剂吸收金属异物21、22的动量，能 利用其粘附力进行捕捉。另外，由于能利用粘合剂消除因反弹力而发生的弹回，因此能将捕集器装置5的 高度H(即，沟的深度H)构成得较小，对于导体1和接地罐2之间的距离较小的流体绝缘电 气装置，能设置根据本实施方式的捕集器装置5。而且，即使粘合剂因长年老化而失去该效果，但由于金属异物21、22存在于用侧 壁面包围的区域(即，倾斜部5b、头顶部5a、及侧壁5c)的电场较弱的沟中，因此也无法获 得再次上浮到沟外的力。实施方式6.图2中，捕集器装置5的倾斜部5b的倾斜面为平面状(正视图中为直线状)，但也 可对该部位赋予曲率。图10是本实施方式中的捕集器装置5的剖视图，图3(c)是本实施 方式中的捕集器装置5的立体图。如图10、图3 (c)所示，本实施方式中，压力加工所得到的捕集器装置5中，头顶部 5a的形状与实施方式1相同，但是对倾斜部5b的倾斜面赋予曲率。本实施方式中，倾斜部5b具有曲率，使得成为圆弧的一部分，因此在上浮的金属 异物21、22落下来而通过沟的情况下，沿着作为曲面的倾斜部5b落下。因此，可增加将沿垂 直方向落下来的金属异物21、22的运动变换成水平方向的效率，能可靠地将金属异物21、 22引导至无法再次上浮的弱电场部、即在捕集器装置5和接地罐2之间形成的区域。根据本实施方式，通过使捕集器装置5的倾斜部5b的倾斜面具有曲率，从而能容 易地将金属异物21、22引导至弱电场区域。因而，与实施方式1相同，能廉价且容易地构成 绝缘强度优异的流体绝缘电气装置。特别是，由于仅通过对未装备捕集器装置5的现有的 气体绝缘装置附加捕集器装置5，而不对其基本结构作任何变更，便能构成本实施方式，因此其制造变得更容易且成本更低。另外，由于不会因装备捕集器装置5而使接地罐2的尺寸增大，因此能构成紧凑的 气体绝缘电气装置。工业上的实用性本发明能较好地适用于气体绝缘电气装置等流体绝缘电气装置。
权利要求
一种流体绝缘电气装置，包括接地罐、在该接地罐内绝缘配置的通电导体、以及在所述接地罐的下部内表面上与所述接地罐电连接而固定的用于捕捉金属异物的捕集器构件，该流体绝缘电气装置的特征在于，所述捕集器构件具有平板状的头顶部，该头顶部沿所述内表面设置并且与沟部相邻；以及倾斜部，该倾斜部续接于所述头顶部的一端且相对于所述头顶部倾斜，该倾斜部与所述头顶部共同形成的截面呈“ヘ”字形，并且下端部与所述接地罐的内表面相接触。
2.如权利要求1所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述捕集器构件由一块金属板形成。
3.一种流体绝缘电气装置，包括 接地罐、在该接地罐内绝缘配置的通电导体、以及在所述接地罐的下部内表面上与所述接地罐电连接而固定的用于捕捉金属异物的捕 集器构件，该流体绝缘电气装置的特征在于， 所述捕集器构件具有倾斜部，该倾斜部是至少利用切断成形将配置在所述内表面上的一块金属板朝下方折 弯而形成的，该倾斜部的下端部与所述接地罐的内表面相接触，并且沿所述接地罐的中心 轴方向延伸；以及头顶部，该头顶部续接于所述倾斜部的上端并且是未经切断成形的所述金属板的一部 分，该头顶部截面与所述倾斜部的截面共同形成的截面呈“ ，，字形，并且与随着形成所述 倾斜部而形成的沟部相邻。
4.如权利要求1至3的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述沟部的宽度为0. 2mm 40mm。
5.如权利要求4所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述沟部的宽度为0. 7mm 15mm。
6.如权利要求1至5的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述捕集器构件沿所述接地罐的圆周方向具有多个所述沟部。
7.如权利要求1至6的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于，所述捕集器构件除了与所述接地罐电连接的部位以外，都配置在经绝缘涂布后的所述 内表面上。
8.如权利要求1至7的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述捕集器构件的所述圆周方向上的端部与所述接地罐的内表面相接触。
9.如权利要求1至8的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于，设所述金属异物的最大长度为Wp，设所述沟部的沟宽为Ws，设所述头顶部的宽度为 Wr，设所述头顶部和所述接地罐的内表面之间的距离为H，这时将所述捕集器构件构成为，满足下述关系<formula>formula see original document page 3</formula>
10.如权利要求1至9的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于，设所述倾斜部的倾斜面的长度为L，设所述倾斜面相对于所述头顶部的倾斜角度为 θ，设所述沟部的沟宽为Ws，这时将所述捕集器构件构成为，满足下述关系 <formula>formula see original document page 3</formula>
11.如权利要求1至10的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于，所述头顶部的与续接于所述倾斜部的一侧相反一侧的端部形成有朝下方折弯的侧壁部。
12.如权利要求11所述的流体绝缘电气装置，其特征在于，在所述倾斜部中的与所述接地罐的内表面相对一侧的表面和所述头顶部中的与所述 接地罐的内表面相对一侧的表面，分别涂敷粘合剂，并且在与涂敷有所述粘合剂的倾斜面 相对的所述侧壁部的表面，也涂敷粘合剂。
13.如权利要求1至12的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述倾斜部的倾斜面具有曲率。
14.如权利要求1至13的任一项所述的流体绝缘电气装置，其特征在于， 所述捕集器构件是对所述金属板进行压力加工而形成的。
全文摘要
本发明提供一种流体绝缘电气装置，该流体绝缘电气装置能高效且可靠地捕捉接地罐内的金属异物，从而使金属异物无害化以防止耐电压性能的降低，并且还能减少设置工序。流体绝缘电气装置包括填充有绝缘流体的密闭金属容器即接地罐2，并在接地罐2内部绝缘配置有被施加高电压的导体1，其中，将金属板固定于接地罐2的内壁，使得与接地罐2电连接，该金属板经压力加工而成，使得形成倾斜部5b，且在相邻的头顶部5a之间形成沟。
文档编号H02B13/035GK101807777SQ20091017479
公开日2010年8月18日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年2月17日
发明者吉村学, 宫本尚史, 木佐贯治, 清水芳则, 钓本崇夫 申请人:三菱电机株式会社