专利名称：气体绝缘开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统的变电领域所使用的气体绝缘开关装置，尤其涉及设置在断路器部、接地开关部、导体连接部的电场衰减用屏蔽套。
背景技术：
图9是传统的气体绝缘开关装置的结构图，
图10是其剖视图。在该图中，断路器部2收纳在封入有绝缘消弧性气体的接地电位的金属容器1内，可动侧电极部2a及固定侧电极部2b分别由绝缘物制的隔离板3a、3b固定、支承。为了衰减极间附近的电场值，在可动侧电极部2a及固定侧电极部2b上分别安装有金属制的屏蔽套4a、4b，与断路器部2相同轴心的可动触头5贯通它们的中心。该可动触头5分别由可动触点6a、6b与可动侧电极部2a及固定侧电极部2b作电气连接。
断路器部2的下部设有接地开关部7，所述断路器部2的可动侧电极部2a与接地开关部7的固定侧电极部7b构成一体，与断路器部2相同，在接地开关部7的可动侧电极部7a及固定侧电极7b上分别设有电场衰减用的金属制屏蔽套8a、8b。与接地开关部7相同轴心的可动触头9贯通它们的中心。
图11是图10的主回路导体10与绝缘物制隔板3b的导体连接部11的放大图。主回路导体10与可动触点12接触，该导体连接部11被金属制屏蔽套13覆盖，从而获得电场值的衰减。
图12例如是专利文献1(日本专利特开平2-46113号公报(图1及第2页右上栏))的气体绝缘断路器部的结构图。该图中，断路器部2的可动侧电极部2a及固定侧电极部2b分别由绝缘物制的支柱22a、22b固定、支承。可动侧电极部2a及固定侧电极部2b的极间方向前端形成有绝缘物屏蔽套23a、23b，从而衰减极间的电场。与断路器部可动侧2a、固定侧2b相同轴心的可动触头5贯通它们的中心。该可动触头5分别由可动触点6a、6b与可动侧电极部2a及固定侧电极部2b作电气连接。
在上述的传统气体绝缘开关装置中，为了将极间附近的电场值抑制在低值，而要设置金属制屏蔽套4a、4b、8a、8b及大的曲率，从而使断路器部2、接地开关部7及导体连接部11的尺寸大型化，因此，存在着难以使气体绝缘开关装置整体小型化的问题。
另外，为了将极间附近的电场值抑制在低值，而要确保一定程度的极间尺寸，存在着难以在轴向小型化的问题。
另外，如图11所示，在将绝缘物用作屏蔽套的场合，绝缘物表面被保持成大的电场，有材料的劣变、破损之虞。
另外，在触头开闭时，产生电弧，也有其引起劣变之虞。
另外，在不改变金属部的形状、仅将绝缘物用作屏蔽套的场合，绝缘物表面的电场反而上升，无法得到电场衰减效果。因此，最终需要把极间尺寸作大、或使绝缘物更厚壁化，难以得到机器整体的小型化、缩小化的效果。
发明的概要本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，提供一种小型的气体绝缘开关装置，实现小型化带来的经济性提高。
本发明的气体绝缘开关装置是，将断路器部、接地开关部及导体连接部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，为了覆盖断路器部、接地开关部及导体连接部的电极部，而在开口部前端附近的强电场部表面设有实施有电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特点是，断路器部、接地开关部及导体连接部的至少1个复合绝缘屏蔽套，是在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成电介质包覆而成，所述电介质具有与相对的电场衰减用屏蔽套或充电部之间的极间尺寸的大致30％以内的厚度。
附图的简单说明图1是表示本发明的实施形态1的气体绝缘开关装置的断路器部的剖视图。
图2是表示对施加有电介质包覆的屏蔽套间的电场值进行计算后的例子说明图。
图3是表示对于不均匀率不同时屏蔽套的电介质膜厚与击穿电压之间关系的试验结果的特性图。
图4是表示屏蔽套有无电介质包覆的各个绝缘击穿电场值的试验结果的特性图。
图5是表示本发明的实施形态2的气体绝缘开关装置的接地开关部的剖视图。
图6是表示本发明的实施形态3的气体绝缘开关装置的断路器部的剖视图。
图7是表示本发明的实施形态4的气体绝缘开关装置的导体连接部的剖视图。
图8是表示本发明的实施形态5的气体绝缘开关装置的断路器部的概要剖视图。
图9是传统的气体绝缘开关装置的结构图。
图10是传统的气体绝缘开关装置的剖视图。
图11是图10的主要部分的放大图。
图12是传统的气体绝缘开关装置的主要部分结构图。
发明的最佳实施形态实施形态1以下，根据附图对本发明的实施形态1作说明。图1是本发明实施形态1的气体绝缘开关装置的断路器部的剖视图。
图1中，将断路器部2收纳于封入有绝缘消弧性气体的接地电位的金属容器1内。断路器部2由可动侧电极部2a及固定侧电极部2b构成，分别由绝缘物制的隔板固定支承于金属容器1上。为了衰减极间附近的电场值，在断路器部2的可动侧电极部2a及固定侧电极部2b上分别安装有电场衰减用屏蔽套17a、17b。屏蔽套17a、17b，在金属制屏蔽套的开口部前端附近的强电场部表面实施有电介质包覆屏蔽套18a、18b，构成金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套。与断路器部2相同轴心的可动触头5贯通它们的中心。该可动触头5分别由可动触点6a、6b与可动侧电极部2a及固定侧电极部2b作电气连接。
图2是表示对实施有电介质包覆的屏蔽套间的电场值进行计算后例子的说明图。上图是屏蔽套极间模型，下图是表示电场值的曲线图，纵轴是电场强度，横轴是屏蔽套间直线上的与可动侧电极前端的距离。另外，实线表示有电介质包覆、虚线表示无包覆时的计算结果。这里，设气体空间的电容率为1.0，电介质包覆的电容率为4.6。有电介质包覆的场合与无电介质包覆的场合相比，可知更接近均匀的电场分布，能减小最大电场。
另外，图3是在作为本发明的复合绝缘屏蔽套而使用电介质包覆前不均匀率为u＝0.2的金属屏蔽套上施加了电介质包覆的场合、和不改变传统的金属制屏蔽套的形状而在电介质包覆前不均匀率为u＝0.6的金属屏蔽套上实施有电介质包覆的场合下，将击穿电压值与电介质膜厚之间关系的试验结果进行比较所表示的特性图。不均匀率是指将极间电场分布的平均值用最大值除后所得的值。这两种情况下的击穿电压值与电介质膜厚的关系如图3所示。
从该结果可见，不均匀率越小，其击穿电压值因电介质包覆而增大。即，通过特意加大金属屏蔽套表面的电场强度而降低不均匀率，可实现电介质包覆带来的大幅度的绝缘性能的提高。
另外，降低不均匀率就是减小屏蔽套前端的曲率，这影响到屏蔽套尺寸、乃至开关装置部整体的小型化。
另外，从图3的不均匀率u＝0.2的结果可知，电介质的厚度增加到一定程度以上后，电场强度趋向于某一值。尽可能减少包覆在屏蔽套上的电介质的量，从降低零件成本的观点出发，可以说电介质的厚度相对于极间尺寸在大致30％以内是有效的。
图4是表示有电介质包覆的电极相对于无电介质包覆的电极、求得的实际绝缘击穿电场值的试验结果的特性图。与无电介质包覆的场合相比，有电介质包覆的场合的击穿电场值上升大致45％，可见绝缘强度得到了提高。
根据以上的试验结果和启示，本发明的实施形态1中，在将具有可动侧电极部2a及固定侧电极部2b的断路器部2收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器1内，为了覆盖可动侧电极部2a及固定侧电极部2b，而在开口部前端附近的强电场部表面设置了实施有电介质包覆的金属、电介质为一体的复合绝缘屏蔽套17a、17b的气体绝缘开关装置中，作为复合绝缘屏蔽套17a、17b，使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的屏蔽套之间极间尺寸大约30％以内的厚度的电介质包覆18a、18b的结构。
由此，屏蔽套直径15及极间尺寸18缩小，另外，可抑制可动触头5沿面的电场值上升，实现使断路器乃至气体绝缘开关装置整体的小型化，可期望大幅度降低成本。
另外，因在细直径的金属制屏蔽套上实施电介质包覆的结构，故与仅使用电介质的屏蔽套相比，在电介质表面、内部及金属部表面能得到更大的电场减小效果，不仅在断路器的轴向，而且在径向也能大幅度地小型化。
实施形态2以下，根据附图对本发明的实施形态2作说明。图5是表示本发明的实施形态2的气体绝缘开关装置的接地开关部的剖视图。
图5中，接地开关部7被收纳于封入有绝缘消弧性气体的接地电位的金属容器1内。接地开关部7由可动侧电极部7a及固定侧电极部7b构成，分别由绝缘物制的隔板固定支承于金属容器1上。为了衰减极间附近的电场值，在接地开关部7的可动侧电极部7a及固定侧电极部7b上分别安装有屏蔽套19a、19b。屏蔽套19a、19b，在其开口部前端附近的强电场部表面实施体有电介质包覆20a、20b，构成金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套。这些复合绝缘屏蔽套，是在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的屏蔽套之间极间尺寸大约30％以内的厚度的电介质包覆20a、20b的结构。而且，与接地开关部7相同轴心的可动触头9贯通它们的中心。该可动触头9分别由可动触点与可动侧电极部7a及固定侧电极部7b作电气连接。
在将具有可动侧电极部7a和固定侧电极部7b的接地开关部7收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器1内、为了覆盖可动侧电极部7a和固定侧电极部7b而在开口部前端附近的强电场部表面设有实施有电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套19a、19b的气体绝缘开关装置中，作为这些复合绝缘屏蔽套19a、19b，通过使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的极间尺寸大致30％以内的厚度的电介质包覆20a、20b的结构，便可与实施形态1的断路器部相同，使屏蔽套直径及极间尺寸缩小，另外，可抑制可动触头9沿面的电场值上升，实现接地开关部整体的小型化。
实施形态3以下，根据附图对本发明的实施形态3作说明。图6是本发明实施形态3的气体绝缘开关装置的断路器部的剖视图。
图6中，在可动侧电极部2a的屏蔽套17a上实施有与上述实施形态1相同的电介质包覆18，以抑制屏蔽套17a前端及侧面的强电场，但固定侧电极部2b的屏蔽套21的表面由金属表面或1mm以下厚度的电介质包覆构成。
由此，在例如产生电弧等严酷的使用条件下，不必使用易损伤的电介质，能得到与实施形态1或2相同的设备小型化、小型化的优点。
另外，上述结构并不局限于断路器，也可适用于接地开关部的屏蔽套。
实施形态4以下，根据附图对本发明的实施形态4作说明。图7是本发明实施形态4的气体绝缘开关装置的导体连接部的剖视图。
图7中，导体连接部11被收纳于封入有绝缘消弧性气体的接地电位的金属容器1内。导体连接部11中，主回路导体10利用可动触头12而被电气连接，该导体连接部11的可动触头侧由电场衰减用屏蔽套13覆盖，从而抑制在低电场值。另外，屏蔽套13，在其开口部前端附近的强电场部表面实施有电介质包覆14，构成金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套。这些复合绝缘屏蔽套，是在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的屏蔽套之间极间尺寸大约30％以内的厚度的电介质包覆14的结构。
由此，实施形态4中，在将具有与主回路导体10连接的可动触头12的导体连接部11收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器1内、在上述导体连接部11的可动触头12侧设置了在开口部前端附近的强电场部表面实施有电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套的气体绝缘开关装置中，作为复合绝缘屏蔽套，通过使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的充电部的极间尺寸大致30％以内的厚度的电介质包覆14的结构，就能进一步减小屏蔽板前端的电场值，由此使屏蔽套直径15及压力容器直径16进一步减小，进一步实现气体绝缘开关装置整体的小型化，可期望大幅度地降低成本。
实施形态5图8是表示本发明实施形态5的气体绝缘开关装置的断路器部的剖视图，是分别由第1及第2绝缘支承筒24、25包围使用了本发明的复合绝缘屏蔽套的断路器部2和接地开关部7而将其支承于接地金属容器1内而成的。
即，在将可动侧电极部及固定侧电极部由第1及第2绝缘支承筒24、25支承的断路器部2及接地开关部7收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器1内、为了在各绝缘支承筒24、25内覆盖各可动侧电极部而在其开口部前端附近的强电场部表面设置有实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套的气体绝缘开关装置中，作为复合绝缘屏蔽套，通过使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套的极间尺寸大约30％以内的厚度的电介质包覆的结构，从而可将由绝缘支承筒24、25一体构成的断路器部2及接地开关部7进一步小型化，同时，可实现气体绝缘开关装置整体的小型化。
上述实施形态1～5中说明的电介质包覆例如也可为环氧树脂，与上述金属制的屏蔽套一体注塑而成。
另外，上述绝缘气体，也可是单体的SF6、干燥空气、N2、CO2、O2、C-C4F8，也可是上述2种或2种以上的混合气体。
另外，实施形态1～5中说明的断路器部2、接地开关部7及导体连接部11，也可是在接地金属容器1内仅由1相的设备构成的单相结构，或在接地金属容器1内由三相的设备构成的三相整体结构。
本发明，在将断路器部、接地开关部及导体连接部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内、为了覆盖断路器部、接地开关部及导体连接部的电极部而在开口部前端附近的强电场部表面设置有实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套的气体绝缘开关装置中，作为断路器部、接地开关部及导体连接部的至少1个复合绝缘屏蔽套，使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的电场衰减用屏蔽套或充电部的极间尺寸大致30％以内的厚度的电介质包覆的结构，从而能有效地减小断路器、接地开关部、导体连接部的极间附近的电场值，可实现气体绝缘开关装置整体的小型化、以及小型化带来的经济性提高。
权利要求
1.一种气体绝缘开关装置，将断路器部、接地开关部及导体连接部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，为了覆盖所述断路器部、接地开关部及导体连接部的电极部，在开口部前端附近的强电场部表面设置实施有电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特征在于，所述断路器部、接地开关部及导体连接部的至少1个复合绝缘屏蔽套，形成有电介质包覆，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的电场衰减用屏蔽套或充电部的极间尺寸大致30％以内的厚度。
2.一种气体绝缘开关装置，将具有可动侧电极部和固定侧电极部的断路器部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，为了覆盖所述可动侧电极部，在开口部前端附近的强电场部表面设有实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特征在于，所述复合绝缘屏蔽套，形成有电介质包覆，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有所述固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套的极间尺寸大致30％以内的厚度。
3.一种气体绝缘开关装置，将具有可动侧电极部和固定侧电极部的接地开关部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，为了覆盖所述可动侧电极部，在开口部前端附近的强电场部表面设有实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特征在于，所述复合绝缘屏蔽套，形成有电介质包覆，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有所述固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套的极间尺寸的大致30％以内的厚度。
4.如权利要求2或3所述的气体绝缘开关装置，其特征在于，所述固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套，是形成有电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有所述可动侧电极部的电场衰减用屏蔽套的极间尺寸大致30％以内的厚度。
5.如权利要求2或3所述的气体绝缘开关装置，其特征在于，所述固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套的开口部前端附近的强电场部表面由金属表面或1mm以下厚度的电介质包覆构成。
6.一种气体绝缘开关装置，将具有与主回路导体连接的可动触头的导体连接部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，在所述导体连接部的可动触头侧设置有在开口部前端附近的强电场部表面实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特征在于，所述复合绝缘屏蔽套，形成有电介质包覆，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的充电部的极间尺寸大致30％以内的厚度。
7.一种气体绝缘开关装置，将可动侧电极部及固定侧电极部由第1绝缘支承筒支承的断路器部、及可动侧电极部及固定侧电极部由第2绝缘支承筒支承的接地开关部收纳于封入有绝缘气体的接地金属容器内，为了在所述各绝缘支承筒内覆盖所述各可动侧电极部，在其开口部前端附近的强电场部表面设置有实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套，其特征在于，所述复合绝缘屏蔽套形成有电介质包覆，该电介质包覆具有在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的固定侧电极部的电场衰减用屏蔽套的极间尺寸大约30％以内的厚度。
8.如权利要求1～7中任一项所述的气体绝缘开关装置，其特征在于，所述电介质包覆由环氧树脂、与所述电场衰减用屏蔽套一体注塑而成。
9.如权利要求1～8中任一项所述的气体绝缘开关装置，其特征在于，所述绝缘气体是单体的SF6、干燥空气、N2、CO2、O2、C-C4F8或所述气体的2种或2种以上的混合气体。
全文摘要
一种气体绝缘开关装置，为覆盖断路器部(2)的可动侧电极部(2a)及固定侧电极部(2b)，在开口部前端附近的强电场部表面设置实施了电介质包覆的金属、电介质一体的复合绝缘屏蔽套(17a、17b)，作为这些复合绝缘屏蔽套(17a、17b)，通过使用在电介质包覆前的不均匀率小于0.6的金属屏蔽套上形成具有相对的极间尺寸大致30％以内的厚度的电介质包覆(18a、18b)，可减小屏蔽套前端部的电场值，且通过减小屏蔽套直径(15)及极间尺寸(18)，实现气体绝缘开关装置整体的小型化。通过使应用于气体绝缘开关装置的断路器部、接地开关部、或导体连接部小型化，可实现气体绝缘开关装置整体的小型化，带来的经济性的提高。
文档编号H01H33/24GK1503417SQ0315936
公开日2004年6月9日 申请日期2003年9月9日 优先权日2002年11月19日
发明者青木宽英, 羽马洋之, 大冢卓弥, 大住光一, 清水芳则, 井波洁, 一, 之, 则, 弥 申请人:Tmt&D株式会社