专利名称：内置光纤型绝缘衬垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及内置光纤型绝缘衬垫，尤其涉及内置有用于电流測定用光变流器的光纤的内置光纤型绝缘衬垫。
背景技术：
气体绝缘开关装置(以下，简称为“GIS”)构成为，当连结多个配置高电压的通电导体、各种设备的圆筒状容器时，使由环氧树脂等绝缘材料生成的圆板状的绝缘衬垫介于它们之间而进行密封划分，并在划分的各圆筒状容器内填充绝缘性气体。为了测定在圆筒状容器内的通电导体中流动的电流，在GIS中使用卷线形变流器、或使用了具有法拉第(faraday)效果的光纤的光变流器。尤其，由于期望GIS小型化且轻型化，所以对于变流器，也研究与卷线形变流器相比能够大幅度地小型化的光变流器的使用。作为GIS用的变流器，公知有例如日本的专利公开公报平成10-142265号(专利文献 I)所记载的光变流器。对于专利文献I的光变流器而言，当连结多个具有连接用的凸缘部的圆筒形箱时，具有三相的通电导体的绝缘材料制的三相绝缘衬垫以隔着凸缘部的方式配设。在该三相绝缘衬垫上，成为光路的法拉第效果材料的送光用光纤以及受光用光纤以分别包围各相的通电导体的方式埋设。在送光用光纤上、且在箱外配置包括光源、偏振光镜等送光侧部件，并且在受光用光纤上且在箱外配置检偏镜、測定器等受光侧(检测器侧)部件，从而构成光变流器。而且，光变流器中，使直线偏振光从送光侧通过光路内，并在检测器侧，对与在通电导体中流动的电流的磁场作用的大小对应地旋转的直线偏振光的法拉第旋转角进行检测而測定，从而检测通电导体的电流的大小。另ー方面，作为气体绝缘电气设备所使用的零相变流器，有日本的专利公开公报平成8-178987号(专利文献2)所记载的设备。该零相变流器构成为，在具有三相的通电导体的三相绝缘衬垫的内部，以ー并对成为零相电流检测部的三相的通电导体进行卷绕的方式埋入法拉第效果材料的光纤，在该光纤的各端部配置送光侧部件与受光侧部件，并根据通过光纤而输出的偏振光信号来检测零相电流。上述的专利文献I的光变流器中，使用光纤以包围各相的通电导体的方式埋设的绝缘衬垫，并且专利文献2的零相变流器中，使用埋入有以ー并包围三相的通电导体的方式设置的光纤的绝缘衬垫。这些绝缘衬垫一般使用环氧树脂等绝缘材料来制作。通常，对于绝缘材料制的绝缘衬垫而言，当埋设通电导体而进行模塑时，一般有产生被称作空穴(void)的微小空隙的情況。对于该微小空隙而言，由于在通电时对通电导体施加的电场而产生电晕，从而有给予电的负面影响的问题。另外，为了将绝缘衬垫固定于圆筒形箱的凸缘部，使用多根贯通螺栓，由于存在该贯通螺栓，所以有绝缘衬垫的外周附近的电场混乱的问题。为了防止这种负面影响，对于绝缘衬垫而言，一并地附加包围通电导体的整体的接地屏蔽而进行模塑，利用接地屏蔽来防止由微小空隙引起的电的负面影响。
专利文献I以及2的绝缘衬垫中，也能够附加接地屏蔽来进行制作，但在同时一体模塑通电导体与光纤、以及接地屏蔽的情况下，无法充分地消除由微小空隙引起的电的负面影响，从而有无法容易制作的问题。本发明的目的在于提供如下内置光纤型绝缘衬垫，即，内置变流器所使用的光纤而能够容易地且经济地进行制作，不会在微小空隙上产生由电场集中引起的电晕，从而不会对变流器的特性有影响。
发明内容
本发明的特征在于，在利用绝缘材料进行模塑而一体成型的绝缘成型部件内，埋入至少ー个通电导体、以包围上述通电导体的方式配置的接地屏蔽以及法拉第效果材料的光纤，当如上所述地构成内置光纤型绝缘衬垫时，上述接地屏蔽使用圆筒状屏蔽部件，并在上述圆筒状屏蔽部件的内部的规定位置配置上述光纤。 优选的特征在于，上述圆筒状屏蔽部件使用螺旋状地卷绕金属线而形成的金属线圆筒材料来构成。另外，优选的特征在于，上述圆筒状屏蔽部件使用编织带状金属材料而形成的带状金属圆筒材料来构成，使用使金属线形成为网筒状的金属网圆筒材料来构成，并且使用设有多个小孔的金属圆筒材料来构成。发明的效果若如本发明那样地构成内置光纤型绝缘衬垫，则通过将构成变流器的法拉第效果材料光纤与接地的圆筒状屏蔽部件埋设于绝缘成型部件内，就能够对绝缘衬垫进行模塑，从而有能够容易地且经济地进行制作的优点。另外，因为法拉第效果材料的光纤本身配置于接地的圆筒状屏蔽部件的内部的规定位置，所以当进行绝缘衬垫的树脂成型吋，即使在光纤的附近产生微小空隙，由于圆筒状屏蔽部件接地，从而当对通电导体施加电压时，圆筒状屏蔽部件部分附近也不会产生由电场集中引起的电晕，进而也有不会对变流器的特性有影响的优点。
图I是局部剖开作为本发明的一个实施例的内置光纤型绝缘衬垫而进行表示的简要侧视图。图2从A-A线观察图I的内置光纤型绝缘衬垫的简要剖视图。图3 Ca)是图I的局部剖视图，图3 (b)图2的局部剖视图。图4是表示图I以及图2的内置光纤型绝缘衬垫所使用的接地屏蔽的例子的简图。图5是从A-A线观察图I的内置光纤型绝缘衬垫的本发明的其它的实施例的简要首1J视图。图6 (a)至图6 (C)是分别表示图5所示的内置光纤型绝缘衬垫所使用的接地屏蔽的例子的简图。
具体实施方式
对于本发明的内置光纤型绝缘衬垫而言，在利用绝缘材料进行模塑而一体成型的绝缘成型部件内，埋入至少ー个通电导体、以包围该通电导体的方式配置的接地屏蔽以及法拉第效果材料的光纤而形成。接地屏蔽使用圆筒状屏蔽部件，在其中心部附近配置上述光纤。内置的光纤作为对电流进行测定的变流器的部件来使用。实施例I以下，使用图I至图6来具体地对本发明的内置光纤型绝缘衬垫进行说明。图I的绝缘衬垫I表示単相用的绝缘衬垫。该绝缘衬垫I由对圆筒形箱内的中心导体间进行电连接的通电导体2、以及将通电导体2配置并固定于中心的绝缘成型部件3来形成。另外，在绝缘成型部件3的外周部的凸缘部11上，等间隔地配置多个连结接头12，且利用环氧树脂等绝缘材料进行模塑来埋入多个连结接头12，从而一体地成型圆盘状或圆锥状的绝缘成型部件3。绝缘衬垫I的凸缘部11与通常相同地被夹持在圆筒形箱的凸缘部间，从而利用绝缘衬垫I来对各圆筒形箱内进行划分。 在图I至图3所示的例子中，对于变流器所使用的法拉第效果材料的光纤14而言，在绝缘衬垫I的凸缘部11附近，以包围通电导体2的方式配置，并埋入绝缘成型部件3内。并且，光纤14在成为接地屏蔽的圆筒状屏蔽部件15的内部的规定位置上配置，优选配置于中心部附近而能够将离通电导体2的距离维持在恒定范围内，从而即使用于光变流器也不会产生任何妨碍。将圆筒状屏蔽部件15与配置于其内部的光纤14埋入绝缘成型部件3内而进行模塑，来制作绝缘衬垫1，此时，如下所述那样进行制作。光纤14成为被支承件支承于圆筒状屏蔽部件15内的规定位置的状态。而且，如图I至图3的例子所示，圆筒状屏蔽部件15通过兼作固定线的接地线13来与连结接头12连结而进行电连接，并且能够机械性地維持在规定位置，以该状态而安装在成型模内，利用环氧树脂等绝缘材料进行模塑，从而制作绝缘衬垫I。圆筒状屏蔽部件15中使用金属线圆筒材料15A，该金属线圆筒材料15A例如如图4所示地使用加工性良好的铜线、铝线等金属线，并将该金属线卷绕成螺旋状而。当然，使用的金属线使用当螺旋状地卷绕形成时能够维持圆筒形状的粗细的金属线。并且，由金属线卷绕形成的金属线圆筒材料15A以具有作为接地屏蔽的性能的方式制作，在使光纤14位于内部的状态下，利用绝缘材料进行模塑来成型绝缘成型部件3。由此，将光纤14以及金属线圆筒材料15A双方埋入绝缘成型部件3的预先決定的位置来形成，并以使光纤14在预先决定的离通电导体2的距离的尺寸范围内的方式来制作。图2以及图3 (b)所示的例子的光纤14设置为，以两端部从绝缘成型部件3突出的方式伸出，在该伸出两端部上也根据需要设有作为接地屏蔽的圆筒状屏蔽部件15。而且，当将光纤14作为反射型的变流器部件来使用时，在其一个端部形成光反射用的镜面部17，在另ー个端部配置送光侧部件以及受光侧部件，来构成光变流器。另外，当将光纤14作为透过型的部件来使用时，在其一个端部配置送光侧部件，在另ー个端部配置电流检测用的受光侧部件，来构成光变流器。若如上述那样地构成内置光纤型绝缘衬垫，则在作为接地屏蔽的圆筒状屏蔽部件15的内部，能够将光变流器所使用的光纤14配置于预先決定的规定位置，从而能够通过埋设于绝缘成型部件3内来对绝缘衬垫I进行模塑，进而能够容易地且经济地进行制作。并且，光纤14本身配置在接地的圆筒状屏蔽部件15的内部的规定位置，从而不会由于施加于通电导体2的电压而在微小空隙部分引起电场集中，而不会产生电晕，不会对电有负面影响，并也不会有损光变流器的特性。实施例2接下来，使用图5以及图6，来对作为其它的例子的本发明的内置光纤型绝缘衬垫I进行说明。绝缘衬垫I与图I及图2相同地表示単相用的绝 缘衬垫，并与上述的例子相同地，由通电导体2以及绝缘成型部件3形成，并且使用如图6 (a)至图6 (c)所示那样地形成的机械性强的构造的圆筒状屏蔽部件15，且在该中心部配置光纤14，从而构成绝缘衬垫
Io作为圆筒状屏蔽部件15，使用图6 (a)所示的例子中，编织带状金属材料而形成的帯状金属圆筒材料15B;图6 (b)所示的例子中，使金属线形成为网筒状的金属网圆筒材料15C ;以及图6 (C)所示的例子中，设有多个小孔16的金属圆筒材料15D。即使是像这样构成的内置光纤型绝缘衬垫，能够实现与上述的实施例相同的效果，并且圆筒状屏蔽部件15是机械性强的构造，从而当利用环氧树脂等绝缘材料来对绝缘成型部件3进行模塑时，不会产生大的变形，进而能够更加容易地进行制作。此外，上述的各实施例中，以单相用绝缘衬垫的例子进行了说明，但也可以适用于三相用绝缘衬垫中，该三相用绝缘衬垫构成为，井置三根通电导体2、或以连接顶点的线成为等边三角形、等腰三角形的方式配置三根通电导体2，来一体成型绝缘成型部件3。该情况下，光纤14与圆筒状屏蔽部件15分别以包围各相的通电导体2的方式设置，另外配置一并地包围三相的通电导体2的整体的整体屏蔽，利用绝缘材料进行模塑，若由此一体成型绝缘成型部件3，则能够使用。另外，以内置于绝缘成型部件3的光纤14用于光变流器的例子进行了说明，但可知，对于在圆筒状屏蔽部件15内配置光纤14而树脂成型的绝缘衬垫I的构造而言，也能够用于零相变流器，而能够实现相同的效果。エ业上的应用可行性本发明的内置光纤型绝缘衬垫能够很好地适用于単相用以及三相用气体绝缘开关装置，并能够没有任何问题地进行使用。
权利要求
1.ー种内置光纤型绝缘衬垫， 其构成为，在利用绝缘材料进行模塑而一体成型的绝缘成型部件内，埋入至少ー个通电导体、以包围所述通电导体的方式配置的接地屏蔽以及法拉第效果材料的光纤，该内置光纤型绝缘衬垫的特征在干， 所述接地屏蔽使用圆筒状屏蔽部件，在所述圆筒状屏蔽部件的内部的规定位置配置所述光纤。
2.根据权利要求I所述的内置光纤型绝缘衬垫，其特征在于，所述圆筒状屏蔽部件使用螺旋状地卷绕金属线而形成的金属线圆筒材料来构成。
3.根据权利要求I所述的内置光纤型绝缘衬垫，其特征在于，所述圆筒状屏蔽部件使用编织带状金属材料而形成的帯状金属圆筒材料来构成。
4.根据权利要求I所述的内置光纤型绝缘衬垫，其特征在于，所述圆筒状屏蔽部件使用使金属线形成为网筒状的金属网圆筒材料来构成。
5.根据权利要求I所述的内置光纤型绝缘衬垫，其特征在于，所述圆筒状屏蔽部件使用设有多个小孔的金属圆筒材料来构成。
全文摘要
本发明提供内置变流器所使用的光纤而能够容易地且经济地进行制作、不会在微小空隙上产生由电场集中引起的电晕、从而不会对变流器的特性有影响的内置光纤型绝缘衬垫。在模塑环氧树脂等绝缘材料而一体成型的绝缘成型部件(3)内，埋入并内置至少一个通电导体(2)、以包围该通电导体的方式配置的接地屏蔽以及法拉第效果材料的光纤(14)，来构成绝缘衬垫(1)。在接地屏蔽上，使用金属线、带状金属材料、设有多个小孔的金属圆筒材料制的圆筒状屏蔽部件(15)，并在该圆筒状屏蔽部件(15)的内部的规定位置，配置作为光变流器的部件而使用的光纤(14)。
文档编号G01R15/24GK102812368SQ201180014568
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月19日
发明者张伟, 川又雅史, 山口达史, 盐泽大五郎 申请人:株式会社日立制作所, 东光电气株式会社
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