特許 7235240 スペーサおよび絶縁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】スペーサおよび絶縁装置

(51)【国際特許分類】

   H02G 5/06 20060101AFI20230301BHJP

   H02B 13/035 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

H02G5/06 351C

H02G5/06 351A

H02B13/035 301B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019060129

(22)【出願日】2019-03-27

(65)【公開番号】P2020162319

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-01-12

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会主催 平成３０年度（第７１回）電気・情報関係学会九州支部連合大会プログラム，２０１８年９月２７日～２０１８年９月２８日 （２）２０１８年 ＩＥＥＥ主催 ＣＥＩＤＰ／ＩＥＥＥ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＩＮＳＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＨＥＮＯＭＥＮＡ（電気絶縁と誘電現象に関する会議）プログラム，２０１８年１０月２１日～２０１８年１０月２４日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】山本 尚史

(72)【発明者】

【氏名】岡部 成光

(72)【発明者】

【氏名】小迫 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】匹田 政幸

(72)【発明者】

【氏名】阿部 和馬

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２２３３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７０６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｇ ５／０６

Ｈ０２Ｂ １３／０３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電性部材と、
前記第１導電性部材と異なる第２導電性部材と、
前記第１導電性部材と前記第２導電性部材とに挟まれた状態で配置された絶縁部材と、
前記第１導電性部材と接触した状態で、前記絶縁部材内に配置された非線形抵抗部材とを有し、
前記絶縁部材と前記第１導電性部材とが接触する第１領域の中心から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記第１導電性部材とが接触する第２領域の中心から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であり、
前記絶縁部材と、前記第１導電性部材と、前記非線形抵抗部材とが、前記第１領域の中心と前記第２領域の中心が一致した状態で、配置されている
ことを特徴とする構造体。

【請求項2】

請求項１に記載の構造体において、
０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１である
ことを特徴とする構造体。

【請求項3】

請求項１または２に記載の構造体において、
前記非線形抵抗部材は、前記絶縁部材の前記第１導電性部材と接触する側の面に形成された穴に埋め込まれている
ことを特徴とする構造体。

【請求項4】

一端において第１導電性部材に接合にされ、他端において前記第１導電性部材と異なる第２導電性部材に接合にされ、前記第１導電性部材を前記第２導電性部材上に支持する絶縁部材と、
前記第１導電性部材に接触した状態で、前記絶縁部材の前記一端側に配置された非線形抵抗部材と、を有し、
前記絶縁部材と前記第１導電性部材とが接触する第１領域の中心から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記第１導電性部材とが接触する第２領域の中心から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であり、
前記絶縁部材と、前記第１導電性部材と、前記非線形抵抗部材とが、前記第１領域の中心と前記第２領域の中心が一致した状態で、配置されている
ことを特徴とするスペーサ。

【請求項5】

請求項４に記載のスペーサにおいて、
０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１である
ことを特徴とするスペーサ。

【請求項6】

グラウンド電位に接続された接地容器と、
前記接地容器の内部に設けられ、高電圧が印加される導電性部材と、
前記接地容器の内部において、前記導電性部材を支持するスペーサと、を備え、
前記スペーサは、一端において前記導電性部材と接合され、他端において前記接地容器と接合された絶縁部材と、前記導電性部材と接触した状態で前記絶縁部材内に配置された非線形抵抗部材を有し、
前記絶縁部材と前記導電性部材とが接触する第１領域の中心から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記導電性部材とが接触する第２領域の中心から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であり、
前記絶縁部材と、前記導電性部材と、前記非線形抵抗部材とが、前記第１領域の中心と前記第２領域の中心が一致した状態で、配置されている
ことを特徴とする絶縁装置。

【請求項7】

請求項６に記載の絶縁装置において、
０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１である
ことを特徴とする絶縁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スペーサおよび絶縁機器に関し、例えば、導体を周囲と絶縁した状態で保持するスペーサ、当該スペーサを用いた絶縁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、変電所等に設置される、ＳＦ６（六フッ化硫黄）ガス等を用いたガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ：Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）等の絶縁装置は、環境負荷の低減やコストダウンの要求から、小形化が望まれている。

【0003】

一般的に、ガス絶縁開閉装置は、高電圧が印加される導電性部材と開閉装置等の電気機器等を、接地された金属から成る容器（「接地容器」とも称する。）内に収容した状態で、例えば空気よりも絶縁耐力が高いＳＦ６等のガスを接地容器内に封入した構造を有している。高電圧が印加される導電性部材は、接地容器内において、スペーサによって接地容器から絶縁された状態で支持されている。スペーサは、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料を主成分として構成されている。

【0004】

ガス絶縁開閉装置の小形化するための一つの方法として、高電圧導体と接地容器との間の距離を短くして接地容器の外径を短くすることが有効である。そのためには、高電圧導体と接地容器との間にある絶縁スペーサの絶縁耐力を向上させる必要がある。

【0005】

絶縁スペーサの絶縁耐力を向上させる方法として、例えば、下記非特許文献１に、フィラー剤を添加したエポキシ樹脂によって絶縁スペーサを形成する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】「ＩＶ．ガス絶縁開閉装置の注型絶縁物」，富永 正太郎， 小鯛 正二郎，１９７７年１２月，電氣學會雜誌

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

非特許文献１に開示された絶縁スペーサによれば、ガス絶縁開閉装置の接地容器内部における、ＳＦ６ガスを介して高電圧導体と絶縁スペーサ（エポキシ樹脂）とが最も近接する領域（以下、「トリプルジャンクション部」とも称する。）の電界が非常に高くなり、その結果、絶縁スペーサが破損し、ガス絶縁開閉装置内の絶縁性能が低下する虞がある。

【0008】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、絶縁装置におけるスペーサと高電圧が印加される導電性部材との間の電界を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の代表的な実施の形態に係る構造体は、第１導電性部材と、前記第１導電性部材と異なる第２導電性部材と、前記第１導電性部材と前記第２導電性部材とに挟まれた状態で配置された絶縁部材と、前記第１導電性部材と接触した状態で、前記絶縁部材内に配置された非線形抵抗部材とを有し、前記絶縁部材と前記第１導電性部材とが接触する第１領域の中心から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記第１導電性部材とが接触する第２領域の中心から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る構造体によれば、絶縁装置におけるスペーサと高電圧が印加される導電性部材との間の電界を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る構造体の断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る構造体の、図１のＺ方向正側から見た上面図である。

【図3】図１における構造体の領域７００の拡大図である。

【図4】非線形抵抗部材を含む絶縁部材のサンプルの作成方法を説明するための図である。

【図5】解析に用いたサンプルの構成を示す図である。

【図6】図５に示したサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界緩和効果に関する解析結果を示す図である。

【図7】本実施の形態に係る構造体を適用したガス絶縁開閉装置の一例を示す図である。

【図8】図７に示される絶縁装置における高電圧導体とスペーサとの接合部分の拡大図である。

【図9】本実施の形態に係る構造体を適用したガス絶縁開閉装置の別の一例を示す図である。

【図10】図９に示される絶縁装置における高電圧導体とスペーサとの接合部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

【0013】

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る構造体（１０）は、第１導電性部材（１）と、前記第１導電性部材と異なる第２導電性部材（２）と、前記第１導電性部材と前記第２導電性部材とに挟まれた状態で配置された絶縁部材（３０）と、前記第１導電性部材と接触した状態で、前記絶縁部材内に配置された非線形抵抗部材（３１）とを有し、前記絶縁部材と前記第１導電性部材とが接触する第１領域（４０）の中心（Ｐ１）から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記第１導電性部材とが接触する第２領域（４１）の中心（Ｐ２）から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であることを特徴とする。

【0014】

〔２〕上記構造体において、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１であってもよい。

【0015】

〔３〕上記構造体において、前記非線形抵抗部材は、前記絶縁部材の前記第１導電性部材と接触する側の面（３００）に形成された穴（３０３）に埋め込まれていてもよい。

【0016】

〔４〕本発明の代表的な実施の形態に係るスペーサ（３Ａ，３Ｂ）は、一端において第１導電性部材（１Ａ，１Ｂ）に接合にされ、他端において前記第１導電性部材と異なる第２導電性部材（２Ａ，２Ｂ）に接合にされ、前記第１導電性部材を前記第２導電性部材上に支持する絶縁部材（３０Ａ，３０Ｂ）と、前記第１導電性部材に接触した状態で、前記絶縁部材の前記一端側に配置された非線形抵抗部材（３１Ａ，３１Ｂ）と、を有し、前記絶縁部材と前記第１導電性部材とが接触する第１領域（４０Ａ，４０Ｂ）の中心（Ｐ１）から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記第１導電性部材とが接触する第２領域（４１Ａ，４１Ｂ）の中心（Ｐ２）から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であることを特徴とする。

【0017】

〔５〕上記スペーサにおいて、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１であってもよい。

【0018】

〔６〕本発明の代表的な実施の形態に係る絶縁装置（１００Ａ，１００Ｂ）は、グラウンド電位に接続された接地容器（２Ａ，２Ｂ）と、前記接地容器の内部に設けられ、高電圧が印加される導電性部材（１Ａ，１Ｂ）と、前記接地容器の内部において、前記導電性部材を支持するスペーサ（３Ａ，３Ｂ）とを備え、前記スペーサは、一端において前記導電性部材と接合され、他端において前記接地容器と接合された絶縁部材（３０Ａ，３０Ｂ）と、前記導電性部材と接触した状態で前記絶縁部材内に配置された非線形抵抗部材（３１Ａ，３１Ｂ）とを有し、前記絶縁部材と前記導電性部材とが接触する第１領域（４０Ａ，４０Ｂ）の中心（Ｐ１）から前記第１領域の端部までの距離をｒ１とし、前記非線形抵抗部材と前記導電性部材とが接触する第２領域（４１Ａ，４１Ｂ）の中心（Ｐ２）から前記第２領域の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１であることを特徴とする。

【0019】

〔７〕上記絶縁装置において、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１であってもよい。

【0020】

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。
なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0021】

図１乃至図３は、本発明の実施の形態に係る構造体の構成を示す図である。
図１には、本発明の実施の形態に係る構造体１０の断面図が示され、図２には、図１のＺ方向正側から見た構造体１０の上面図が示されている。図３には、図１に示される構造体１０の領域７００の拡大図が示されている。

【0022】

構造体１０は、異なる電圧が印加される複数の導体間を絶縁部材によって絶縁した構成を有している。構造体１０は、後述するように、ガス絶縁開閉装置等の絶縁装置に適用される。

【0023】

具体的に、構造体１０は、第１導電性部材１、第２導電性部材２、絶縁部材３０、および非線形抵抗部材３１を有する。なお、図１乃至３では、一例として、第１導電性部材１、第２導電性部材２、絶縁部材３０、および非線形抵抗部材３１がＺ軸に沿って積層され、絶縁部材３０の面３００，３０１がＸ－Ｙ平面と平行に配置されているものとする。

【0024】

第１導電性部材１は、導電性材料（例えば、アルミニウムや銅）を主成分として構成されており、例えば６千Ｖ以上の高電圧が印加される高電圧導体である。第１導電性部材１は、例えば円柱状に形成されている。

【0025】

第２導電性部材２は、導電性材料（例えば、アルミニウムや鉄）を主成分として構成されており、例えばグラウンド電位に接続される。第２導電性部材２は、円板状に形成されている。

【0026】

絶縁部材３０は、絶縁材料を主成分として構成されている。上記絶縁材料は、樹脂を主成分とする材料であって、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする材料である。絶縁部材３０は面３００と、面３００に対向する面３０１を有している。絶縁部材３０は、面３００において第１導電性部材１と接合され、面３０１において第２導電性部材２と接合されている。

【0027】

図１に示すように、絶縁部材３０は、第１導電性部材１と第２導電性部材２との間に挟まれた状態で配置されている。絶縁部材３０は、例えば、平面視矩形の板状に形成されている。

【0028】

非線形抵抗部材３１は、非線形抵抗材料（以下、「ＮＲＭ：Ｎｏｎ－Ｌｉｎｅａｒ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ」とも称する。）を含む。例えば、非線形抵抗部材３１は、エポキシ樹脂に酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタ粒子を添加した複合材料から構成されている。非線形抵抗部材３１は、例えば一端が平面状に形成され、他端が曲面状に形成された円柱形状を有する。

【0029】

非線形抵抗部材３１は、絶縁部材３０の第１導電性部材１と接触する側の面３００と、絶縁部材３０の第２導電性部材２と接触する側の面３０１との間に配置されている。具体的に、非線形抵抗部材３１は、第１導電性部材１と接触した状態で、絶縁部材３０内に配置されている。例えば、図１および図３に示すように、非線形抵抗部材３１は、絶縁部材３０の面３００に形成された穴（例えば非貫通孔）３０３に埋め込まれた状態で配置されている。非線形抵抗部材３１の一部は、絶縁部材３０の面３００から露出し、第１導電性部材１と接触している。

【0030】

上述したように、第１導電性部材１は、絶縁部材３０の面３００と接触するとともに、非線形抵抗部材３１と接触する。図２において、第１導電性部材１と絶縁部材３０とが接触する第１領域は参照符号４０で示され、第１導電性部材１と非線形抵抗部材３１とが接触する第２領域は参照符号４１で示されている。

【0031】

ここで、第１領域４０の中心Ｐ１から第１領域４０の端部までの距離をｒ１とし、第２領域４１の中心Ｐ２から第２領域４１の端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１となるように構造体１０を形成することにより、気体（例えば空気やＳＦ６等のガス）を介して第１導電性部材１と絶縁部材３０とが最も近接するトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度をより効果的に低減することが可能となる。

【0032】

以下に、非線形抵抗部材３１を含む絶縁部材３０のサンプルを用いて実現した構造体１０に関する解析結果を示す。

【0033】

図４は、非線形抵抗部材３１を含む絶縁部材３０のサンプルの作成方法を説明するための図である。

【0034】

先ず、絶縁部材３０を作成する。例えば、樹脂成形用の金型を用意し、その金型内に溶解したエポキシ樹脂を流し込込んで硬化させ、成形された樹脂加工物を金型から取り出す。例えば、この金型には、成形された樹脂加工物（絶縁部材３０）に上述した穴３０３が形成されるように、突起部が形成されている。

【0035】

次に、非線形抵抗部材３１を作成するために混合物を作成する。例えば、エポキシ樹脂に非線形抵抗材料（マイクロバリスタ）の酸化亜鉛（ＺｎＯ）粒子を添加し、ミキサーを用いて混合および脱泡することにより、混合物３２０を生成する。

【0036】

その後、図４に示すように、樹脂加工物３１０に形成された穴３０３を覆うように樹脂加工物３１０上に筒部材４００を載置するとともに、筒部材４００内に混合物３２０を導入する。これにより、樹脂加工物３１０の穴３０３に混合物３２０が沈降する。筒部材４００が載置された樹脂加工物３１０を恒温槽内に配置し、所定時間加熱することにより、絶縁部材３０の内部に非線形抵抗部材３１が形成されたサンプルを作成することができる。
本解析では、上述した非線形抵抗部材３１に係る距離ｒ２を変更したサンプルを複数作成した。

【0037】

次に、上述の方法によって作成したサンプルを用いて構造体１０を形成し、第１導電性部材１と第２導電性部材２との間にインパルス電圧を加えたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界強度を計算した。

【0038】

図５は、解析に用いたサンプルの構成を示す図である。
同図に示すように、円柱状の電極としての第１導電性部材１の半径を７．５ｍｍ、第１導電性部材１の一端部の曲率半径を２．５ｍｍとした。また、円板状の電極としての第２導電性部材２の半径を２５ｍｍ、第２導電性部材２の端部の曲率半径を５ｍｍとした。また、上述の手法により作成したサンプルにおける絶縁部材３０の厚みを１０．５ｍｍ、絶縁部材３０の中心Ｐ１から端部までの距離を３０ｍｍとし、第１導電性部材１と絶縁部材３０との接触領域の半径（ｒ１）を５ｍｍとした。

【0039】

更に、サンプルにおける非線形抵抗部材３１の深さを１０ｍｍとし、非線形抵抗部材３１の半径（ｒ２）をサンプル毎に異なる値に設定した。なお、図５には、非線形抵抗部材３１の半径（ｒ２）を５ｍｍとした場合が一例として示されている。

【0040】

図６は、図５に示したサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界緩和効果に関する解析結果を示す図である。

【0041】

同図において、縦軸は電界の強度〔ｋＶ／ｍｍ〕を表している。同図に示される参照符号５００～５０５は、図６に示した構造体１０における第２導電性部材２をグラウンド電位に接続し、第１導電性部材１にインパルス電圧（波高値：１ｋＶ，立上り時間：１μ秒，パルス幅：５０μ秒）を印加したときのサンプル毎のトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表している。

【0042】

すなわち、参照符号５００は、絶縁部材３０に非線形抵抗部材３１を設けていないサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表し、参照符号５０１は、ｒ２＝０．４ｒ１としたサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表し、参照符号５０２は、ｒ２＝０．８ｒ１としたサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表し、参照符号５０３は、ｒ２＝ｒ１としたサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表している。更に、参照符号５０４は、ｒ２＝１．２ｒ１としたサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表し、参照符号５０５は、ｒ２＝１．５ｒ１としたサンプルを用いたときのトリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度を表している。

【0043】

図６から理解されるように、非線形抵抗部材３１に係る距離ｒ２が絶縁部材３０に係る距離ｒ１に近づくほど、トリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度が低下する傾向がある。すなわち、非線形抵抗部材３１の第１導電性部材１と接触する領域４１の端部が絶縁部材３０の第１導電性部材１と接触する領域４０の端部が近づくほど、トリプルジャンクション部ＴＪの電界の強度が低下する傾向がある。

【0044】

この解析結果から理解されるように、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１を満たすように非線形抵抗部材３１を絶縁部材３０内に形成することにより、より効果的に、トリプルジャンクション部ＴＪの電界を緩和することが可能となる。

【0045】

一方、図６から理解されるように、非線形抵抗部材３１に係る距離ｒ２が絶縁部材３０に係る距離ｒ１を超えた場合、トリプルジャンクション部ＴＪの電界強度が急激に上昇する傾向がある。例えば、ｒ２＝ｒ１としたサンプルの場合、電界強度が３．５ｋＶ／ｍｍであるのに対し、ｒ２＝１．２ｒ１としたサンプルの場合、電界強度が１０１ｋＶ／ｍｍとなり、ｒ２＝１．５ｒ１としたサンプルの場合、電界強度が１４６ｋＶ／ｍｍとなる。

【0046】

このように、非線形抵抗部材３１が、絶縁部材３０と第１導電性部材１とが接触する領域を超えて形成された場合（ｒ２＞ｒ１の場合）、トリプルジャンクション部ＴＪの電界緩和効果が得られないばかりか、電界の強度を更に上昇させてしまうことになり、好ましくない。

【0047】

ところで、ガス絶縁開閉装置等の絶縁装置は、その使用状況や周辺環境により、絶縁装置の接地容器が伸縮することが知られている。その伸縮率は、例えば、接地容器の材質に応じて、０．５～２％の範囲である。

【0048】

したがって、本実施の形態に係る構造体１０を上記絶縁装置に適用した場合に、構造体１０においてｒ２＞ｒ１とならないようにするためには、接地容器の上記伸縮率を考慮し、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１とすることが好ましい。

【0049】

すなわち、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１を満たすように非線形抵抗部材３１を絶縁部材３０内に形成することにより、構造体１０をガス絶縁開閉装置等の絶縁装置に適用した場合に、絶縁装置の運用中に接地容器が伸縮して第１導電性部材１に対する絶縁部材３０（非線形抵抗部材３１）の位置がずれた場合であっても、非線形抵抗部材３１が絶縁部材３０と第１導電性部材１との接触領域を超えることを防止することができる。これにより、絶縁装置の使用状況や周辺環境によらず、トリプルジャンクション部ＴＪの電界を確実に低下させることが可能となる。

【0050】

次に、本実施の形態に係る構造体１０のガス絶縁開閉装置への適用例を示す。
図７は、本実施の形態に係る構造体１０を適用したガス絶縁開閉装置の一例を示す図である。同図には、ガス絶縁開閉装置１００Ｂにおける構造体１０が適用された箇所の断面構造が示されている。

【0051】

図７に示すように、ガス絶縁開閉装置１００Ｂは、接地容器２Ａと、高電圧導体１Ａと、スペーサ３Ａとを有する。

【0052】

接地容器（接地タンク）２Ａは、高電圧導体１Ａを収容する導電性部材である。接地容器２Ａは、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料から成り、例えば円筒状に形成されている。接地容器２Ａは、その内部に、高電圧導体１Ａを収容するとともに、例えば空気やＳＦ６等の気体（ガス）５が充填されている。接地容器２Ａは、グラウンド電位に接続されている。

【0053】

高電圧導体１Ａは、例えば６万Ｖ以上の高電圧が印加される導電性部材であって、金属材料（例えば、アルミニウム）から構成されている。高電圧導体１Ａは、接地容器２Ａの内部に延在している。高電圧導体１Ａは、接地容器２Ａの内部において、例えば接地容器２Ａと同一の方向に延在している。

【0054】

スペーサ３Ａは、接地容器２Ａの内部において、高電圧導体１Ａを接地容器２に対して絶縁した状態で支持する部品である。スペーサ３Ａは、絶縁部材３０Ａと非線形抵抗部材３１Ａとを有する。

【0055】

絶縁部材３０Ａは、上述した絶縁部材３０と同様に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする材料から構成されている。絶縁部材３０Ａは、例えば円錐台状に形成されている。

【0056】

絶縁部材３０Ａは、一端において高電圧導体１Ａに接合にされ、他端において接地容器２Ａに接合にされ、高電圧導体１Ａを接地容器２Ａの内壁面上に支持する。
例えば、図７に示すように、絶縁部材３０Ａの底面が接地容器２Ａに接触した状態で接地容器２Ａに接合され、絶縁部材３０Ａの底面に対向する上面が高電圧導体１Ａと接触した状態で高電圧導体１Ａに接合されている。

【0057】

非線形抵抗部材３１Ａは、上述した非線形抵抗部材３１と同様のＮＲＭから構成されている。非線形抵抗部材３１Ａは、高電圧導体１Ａに接触した状態で、絶縁部材３０Ａの一端側に配置されている。具体的に、非線形抵抗部材３１Ａは、絶縁部材３０Ａの上面に形成された穴（例えば非貫通孔）３０３Ａに埋め込まれた状態で配置されている。非線形抵抗部材３１Ａの一部は、絶縁部材３０から露出し、高電圧導体１Ａに接触している。

【0058】

図８は、図７に示される絶縁装置１００Ａにおける高電圧導体１Ａとスペーサ３Ａとの接合部分の拡大図である。

【0059】

図７および図８に示すように、絶縁部材３０Ａと高電圧導体１Ａとが接触する領域４０Ａの中心Ｐ１から領域４０Ａの端部までの距離をｒ１とし、非線形抵抗部材３１Ａと高電圧導体１Ａとが接触する領域４１Ａの中心Ｐ２から領域４１Ａの端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１を満たし、より好ましくは、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１を満たすように、スペーサ３Ａが形成され、高電圧導体１Ａと接合されている。

【0060】

これによれば、絶縁装置１００Ａにおけるトリプルジャンクション部ＴＪの電界強度を効果的に緩和することができる。

【0061】

図９は、本実施の形態に係る構造体１０を適用したガス絶縁開閉装置の別の一例を示す図である。同図には、ガス絶縁開閉装置１００Ｂにおける構造体１０が適用された箇所の断面構造が示されている。

【0062】

図９に示すように、ガス絶縁開閉装置１００Ｂは、接地容器２Ｂと、高電圧導体１Ｂと、スペーサ３Ｂとを有する。

【0063】

接地容器（接地タンク）２Ｂは、高電圧導体１Ｂを収容する導電性部材である。接地容器２Ｂは、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料から成り、例えば円筒状に形成されている。接地容器２Ｂは、その内側に、高電圧導体１Ｂを収容するとともに、例えば空気やＳＦ６等の気体５が充填されている。接地容器２Ｂは、グラウンド電位に接続されている。

【0064】

高電圧導体１Ｂは、高電圧が印加される導電性部材であって、高電圧導体１Ａと同様の金属材料から構成されている。高電圧導体１Ｂは、接地容器２Ｂの内部において、例えば接地容器２Ｂと同一の方向に延在している。

【0065】

スペーサ３Ｂは、接地容器２Ｂの内部において、高電圧導体１Ｂを接地容器２Ｂに対して絶縁した状態で支持する部品である。スペーサ３Ｂは、絶縁部材３０Ｂと非線形抵抗部材３１Ｂとを有する。

【0066】

絶縁部材３０Ｂは、上述した絶縁部材３０と同様に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする材料から構成されている。絶縁部材３０Ｂは、例えばテーパ状の筒形状、換言すれば、中空の円錐台形状を有している。

【0067】

絶縁部材３０Ｂは、一端において高電圧導体１Ｂに接合にされ、他端において接地容器２Ｂに接合にされ、高電圧導体１Ｂを接地容器２Ｂの内壁面上に支持する。具体的に、絶縁部材３０Ｂは、その軸線方向の一端側において高電圧導体１Ｂと接合され、軸線方向の他端側において接地容器２Ｂと接合されている。

【0068】

例えば、図９に示すように、高電圧導体１Ｂは、絶縁部材３０Ｂの軸線に沿って絶縁部材３０Ｂを貫通した状態で絶縁部材３０Ｂに接合されている。

【0069】

非線形抵抗部材３１Ｂは、上述した非線形抵抗部材３１と同様のＮＲＭから構成されている。非線形抵抗部材３１Ｂは、高電圧導体１Ｂに接触した状態で、絶縁部材３０Ｂの一端側に配置されている。具体的に、非線形抵抗部材３１Ｂは、絶縁部材３０Ｂの高電圧導体１Ｂと接触する側の面に形成された穴（例えば非貫通孔）３０３Ｂに埋め込まれた状態で配置されている。非線形抵抗部材３１Ｂの一部は、絶縁部材３０Ｂから露出し、高電圧導体１Ｂに接触している。

【0070】

図１０は、図９に示される絶縁装置１００Ｂにおける高電圧導体１Ｂとスペーサ３Ｂとの接合部分の拡大図である。
図９および図１０に示すように、絶縁部材３０Ｂと高電圧導体１Ｂとが接触する領域４０Ｂの中心Ｐ１から領域４０Ｂの端部までの距離をｒ１とし、非線形抵抗部材３１Ｂと高電圧導体１Ｂとが接触する領域４１Ｂの中心Ｐ２から領域４１Ｂの端部までの距離をｒ２としたとき、０．８ｒ１≦ｒ２≦ｒ１を満たし、より好ましくは、０．９８０ｒ１≦ｒ２≦０．９９５ｒ１を満たすように、スペーサ３Ｂが形成され、高電圧導体１Ｂと接合されている。
これによれば、絶縁装置１００Ｂにおけるトリプルジャンクション部ＴＪの電界強度を効果的に緩和することができる。

【0071】

埋込材料に非線形抵抗材料を用いることで，運転電界下での固体絶縁物への電界負荷を金属埋込電極に比べて緩和することができる。

【0072】

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

【0073】

例えば、図７等に示したガス絶縁開閉装置１００Ａ，１００Ｂのスペーサ３Ａ，３Ｂの形状はあくまで一例であり、上述したように、絶縁部材３０と、非線形抵抗部材３１と、高電圧導体（第１導電性部材１）との間の位置関係を満足していれば、別の形状を採用することも可能である。

【符号の説明】

【0074】

１…第１導電性部材、１Ａ，１Ｂ…高電圧導体（第１導電性部材）、２…第２導電性部材、２Ａ，２Ｂ…接地容器（第２導電性部材）、３…絶縁部材、３Ａ，３Ｂ…スペーサ、５…気体（ガス）、１０…構造体、３０，３０Ａ，３０Ｂ…絶縁部材、３１，３１Ａ，３１Ｂ…非線形抵抗部材、４０，４０Ａ，４０Ｂ…第１領域、４１，４１Ａ，４１Ｂ…第２領域、１００Ａ，１００Ｂ…ガス絶縁開閉装置、３００，３０１…面、３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ…穴（例えば非貫通孔）、Ｐ１…第１領域の中心、Ｐ２…第２領域の中心、ｒ１…第１領域の中心Ｐ１から第１領域Ｐ１の端部までの距離（半径）、ｒ２…第２領域の中心Ｐ２から端部までの距離（半径）、ＴＪ…トリプルジャンクション部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】