JP6072353B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧が印加される中心導体を接地タンク内部に収容し、接地タンク内部に充填した絶縁ガスで中心導体と接地タンクとを絶縁したガス絶縁開閉装置に関するものである。

ガス絶縁開閉装置は、高電圧が印加される中心導体を金属製の接地タンクに収納し、接地タンクと中心導体の間の空間に絶縁ガスを封入することで絶縁性能を確保している。ただし、製作時または現地での据付作業時に異物（ちり、繊維、または導電性もしくは半導電性の固体等）が接地タンク内に混入し、絶縁性能が低下する恐れがある。混入した異物は通電時に発生する電界によって帯電し、接地タンクの内表面から浮上する方向に静電気力を受ける。静電気力が異物に働く重力より大きくなると異物は浮上し、中心導体に向かって移動する。異物周囲で電界は集中するため、異物が中心導体に接近したり付着したりすると局所的に高電界となり、機器の耐電圧性能が低下する恐れがある。特に異物が金属製でかつ線状の場合は異物先端で強く電界集中するため、絶縁性能の低下が大きい。

この金属異物の問題に対し、例えば特許文献１に示される従来のガス絶縁開閉装置では、タンク内表面に非直線抵抗特性を有する非線形抵抗膜を設けることで、金属異物周囲の部分放電を抑制して金属異物の帯電を防止し、金属異物の浮上を抑制している。

特開２０１０−２０７０４７号公報（図１）

しかし、特許文献１に示された従来の技術では、電界強度が小さい段階で非線形抵抗膜の抵抗率が低下するため、金属異物周囲の部分放電を抑制できても、接地タンクから金属異物への電荷流入が大きくなり、金属異物が帯電する恐れがある。これにより、金属異物の電荷に作用する静電力が金属異物に働く重力を上回ると金属異物が浮上を開始し、ガス絶縁開閉装置の絶縁性能を大きく低下させることになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、金属異物周辺の部分放電を抑制しつつ、接地タンクから金属異物への電荷流入も抑制できるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが充填された接地タンクと、前記接地タンクの内部に配置され、電圧が印加される中心導体と、前記接地タンクに取付けられ、前記中心導体を絶縁支持する絶縁支持部材と、前記接地タンクの下側の内表面に配置され、絶縁材料に非線形抵抗材料が含有されてなる非線形抵抗部と、を有し、前記非線形抵抗部は、接地タンク側と比較して中心導体側により多くの前記非線形抵抗材料を含有することを特徴とする。

本発明によれば、金属異物周辺の部分放電を抑制しつつ、接地タンクから金属異物への電荷流入も抑制できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の軸方向断面図である。 図２は、図１内に示したＡ部の拡大図である。 図３は、実施の形態１の非線形抵抗膜の厚さ方向における非線形抵抗材料の含有率分布を示す図である。 図４は、特許文献１に記載された従来の非線形抵抗膜と実施の形態１における非線形抵抗膜に対して、金属異物の帯電量の時間依存性を示した図である。 図５は、一般的な絶縁膜と実施の形態１における非線形抵抗膜に対して、金属異物の周囲電界に対する金属異物と膜の接触点の周囲電界の依存性を示した図である。 図６は、実施の形態１において非線形抵抗膜の厚さ方向における非線形抵抗材料の含有率分布を示す別の図である。 図７は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の軸方向断面図である。 図８は、図７内に示したＢ部の拡大図である。 図９は、実施の形態２の非線形抵抗膜の厚さ方向における非線形抵抗材料の含有率分布を示す図である。 図１０は、実施の形態３の非線形抵抗膜を接地タンクに塗装した直後で硬化前の状態における断面図である。 図１１は、実施の形態３の非線形抵抗膜を接地タンクに塗装した後で硬化後の状態における断面図である。 図１２は、実施の形態４に係るガス絶縁開閉装置の軸方向断面図である。 図１３は、図１２内に示したＣ部の拡大図である。 図１４は、第一の非線形抵抗膜と第二の非線形抵抗膜の非線形抵抗特性を説明する図である。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１の軸方向断面図であり、図２は、図１内に示したＡ部の拡大図である。ガス絶縁開閉装置１は、圧力容器である円筒状の接地タンク２と、接地タンク２の内部に配置され、高電圧が印加される中心導体３と、接地タンク２に取付けられ、中心導体３を絶縁支持する絶縁支持部材４とを有する。中心導体３は、固体絶縁物からなる絶縁支持部材４により接地タンク２と同軸中心の位置に固定されている。なお、図１は、ガス絶縁開閉装置１の一部を示したものであり、ガス絶縁開閉装置１は以上述べた構成要素の他、遮断器、断路器、計器用変流器等の機器を備える構成が一般的である。

接地タンク２と中心導体３との間には、両者を絶縁するための絶縁ガス（図示せず）が充填されている。絶縁ガスとして、例えばＳＦ₆、乾燥空気、Ｎ₂、ＣＯ₂、Ｏ₂またはＣＦ ₃Ｉなどの単体ガスが挙げられる。また、上記ガスを２種類もしくはそれ以上の種類で混合させたものを用いても良い。

接地タンク２の内表面には非線形抵抗膜５（非線形抵抗部）が配置されている。非線形抵抗膜５は、例えば接地タンク２の下側の内表面に配置されている。非線形抵抗膜５は樹脂を主成分とする絶縁材料８の中に非線形抵抗材料７（例えば炭化ケイ素）を含有している。非線形抵抗材料７は、低電界領域では高い抵抗値を示すが、高電界領域では抵抗値が小さくなる特性を有する。炭化ケイ素以外に非線形抵抗特性を示す材料としては、例えば酸化亜鉛、窒化ガリウムまたはダイヤモンドが挙げられる。また、絶縁材料としては熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂が考えられ、熱可塑性樹脂であれば塩化ビニル系、ポリエステル系またはナイロン系等の樹脂が、熱硬化性樹脂であればエポキシ系、ウレタン系またはアクリル系等の樹脂が使用される。また、非線形抵抗膜５の形成方法としては、はけ塗り、スプレー塗装または静電塗装（静電気を粉体に与えて目標物に付着させる）等が挙げられる。

非線形抵抗膜５が非線形抵抗特性を示し、かつ実用上問題とならないためには、非線形抵抗材料７の含有率が規定値の範囲内にある必要がある。例えば非線形抵抗材料７として炭化ケイ素を用いた場合、充填率は体積分率で例えば３０〜８０％の範囲にある必要がある。このうち、下限値は炭化ケイ素同士の接触に必要な分量から規定され、上限値は非線形抵抗膜５が脆くならない条件から規定される。すなわち、この規定値の範囲は、非線形抵抗膜５が非線形抵抗特性を示しかつ非線形抵抗膜５の強度を確保するための条件から決めることができる。

図３は、非線形抵抗膜５の厚さ方向における非線形抵抗材料７の含有率分布を示す図である。図３に示すように、非線形抵抗材料７の含有率が接地タンク２から中心導体３に向かうにつれて大きくなるように形成する。非線形抵抗膜５の中心導体３に面した部分における非線形抵抗材料７の含有率は、前述した規定値の範囲内におさめる。一方、非線形抵抗膜５の接地タンク２に近い部分における非線形抵抗材料７の含有率は前述の規定下限値を下回ってよく、ほぼ絶縁材料８で占められていてもよい。

次に、本実施の形態における非線形抵抗膜５の作用について説明する。ここで、図１では接地タンク２内に微小な金属異物６が混入し、非線形抵抗膜５上に存在するものとする。

図４は、特許文献１に記載された従来の非線形抵抗膜と本実施の形態における非線形抵抗膜に対して、金属異物の帯電量の時間依存性を示した図である。図４では、横軸は電圧印加時間を表し、縦軸は金属異物の帯電量を表している。なお、横軸は対数目盛で示している。また、Ｑ_ｃは金属異物が浮上する帯電量を表している。中心導体３に印加される電圧が低い場合、または中心導体３から発生する電界が低い場合、非線形抵抗膜５内の非線形抵抗材料７は絶縁物として機能する。前述した通り、非線形抵抗材料７単独では絶縁材料８より抵抗値が小さいが、接地タンク２に近い部分は絶縁材料８の割合を大きくしているため、高い抵抗値が得られる。このため、接地タンク２から金属異物６への電荷の流入が遮断され、図４に示す通り、本実施の形態における非線形抵抗膜５によれば、時間が経過しても金属異物６はほとんど帯電しない。従って、本実施の形態では、中心導体３から発生した電界による電気的吸引力が金属異物６の自重より大きくなって金属異物６が浮上することはない。これに対し、特許文献１に記載された従来の非線形抵抗膜によれば、非線形抵抗膜の抵抗が厚さ方向に一様に低下するため、時間の経過とともに接地タンク２から流入した電荷が金属異物６に蓄積し、金属異物６の帯電量はＱ_ｃに近づき、金属異物６は浮上することとなる。

一方、中心導体３に印加される電圧が高い場合、または中心導体３から発生する電界が高い場合、非線形抵抗膜５内の非線形抵抗材料７の抵抗値は小さくなる。これにより、非線形抵抗膜５の中心導体３に近い部分は導電性を示す。図５は、一般的な絶縁膜と本実施の形態における非線形抵抗膜に対して、金属異物の周囲電界に対する金属異物と膜の接触点の周囲電界の依存性を示した図である。図５では、横軸は金属異物の周囲電界を表し、縦軸は金属異物と膜の接触点の周囲電界を表している。ここで、金属異物６の周囲電界は、金属異物６の中心導体３側の周囲における電界である。中心導体３に印加される電圧が高い場合、または中心導体３から発生する電界が高い場合、図５に示す通り、金属異物６と非線形抵抗膜５との接触点の周囲における電界集中が緩和されて部分放電が発生しにくくなり、仮に部分放電が発生したとしても電荷は非線形抵抗膜５の中心導体３に面する部分を流れて逃げてしまい、金属異物６の帯電は抑制される。一方、非線形抵抗膜５のうち接地タンク２に近い部分は絶縁材料８の含有率が大きいため、電界が高い場合でも高い抵抗値を示す。このため、接地タンク２の内表面から金属異物６への電荷の移動による金属異物６の帯電は抑制される。以上より、本実施の形態では、中心導体３から発生した電界による電気的吸引力が金属異物６の自重より大きくなって金属異物６が浮上することがない。これに対し、絶縁膜を接地タンク２の内表面に配置した場合、金属異物６と非線形抵抗膜５との接触点の周囲における電界集中が生じて部分放電が発生しやすくなる。

次に、接地タンク２から中心導体３に向かうにつれて非線形抵抗材料７の含有率が増大するように非線形抵抗膜５を形成する方法について述べる。そのような方法として、例えば絶縁材料８と非線形抵抗材料７の割合を少しずつ変え、複数回に分けて塗装することが考えられる。すなわち、絶縁材料８は絶縁性の塗装材料であり、非線形抵抗膜５は塗装膜である。接地タンク２の内表面に形成した１層目は、ほぼ絶縁材料８のみで構成されるものとする。１層目の上に形成した２層目は、１層目より非線形抵抗材料７を多く含むものとする。同様に、３層目は２層目より非線形抵抗材料７を多く含むものとする。以下、これを繰り返して非線形抵抗膜５を形成する。ただし、最も高電圧導体に近い層における非線形抵抗材料７の含有率は前述した規定値の範囲内であるものとする。このように、非線形抵抗膜５は、非線形抵抗材料７の含有率を変えながら複数回塗装して形成された複数層から構成することができる。

上記のように非線形抵抗膜５を構成すれば、接地タンク２に近い側では中心導体３に近い側に比べて抵抗値の高い絶縁材料８の割合が高いため高い抵抗値を維持でき、高電圧を長時間印加した場合でも接地タンク２から金属異物６への電荷の流入を抑制でき、金属異物６の帯電を防止することで金属異物６の挙動を抑制できる。また、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料７の含有率が規定値の範囲内にあるため、非線形抵抗材料７により金属異物６付近の電界を緩和でき、部分放電の発生を抑制できる。

また、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１では、非線形抵抗膜５に含まれる非線形抵抗材料７の割合を接地タンク２から中心導体３に向けて少しずつ大きくしているため、以下の効果も得ることもできる。すなわち、一般に、ガス絶縁開閉装置は、周囲環境の温度変化と通電時に発生するジュール熱により、温度上昇と下降を繰り返すヒートサイクルが起こる。このため、熱膨張係数の異なる材料の界面に対し、界面から離れる方向に応力が働き界面剥離が起こる場合がある。剥離が起こると剥離層で部分放電が発生し、放電により絶縁被覆が劣化し、被覆の絶縁機能を低下させる恐れがある。しかし、本実施の形態では、接地タンク２と接している層から中心導体３に面する層まで非線形抵抗膜５の組成が少しずつ変化しているため、各層間の熱膨張係数の差が小さく、界面剥離を防止できる。

さらに、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１では、非線形抵抗膜５に含まれる非線形抵抗材料７の割合を接地タンク２から中心導体３に向けて少しずつ大きくしているため、以下の効果も得ることもできる。すなわち、一般に、中心導体３に通電した場合、接地タンク２に電流が流れることにより接地タンク２の温度が上昇する。また、接地タンク２への日射によっても接地タンク２の温度が上昇する。ここで、特許文献１に示した先行技術のように、接地タンクの表面に直接非線形抵抗膜を設けると、非線形抵抗膜内の非線形抵抗材料の抵抗率が温度上昇によって低下してしまう。しかし、本実施の形態では、接地タンク２と接している層は熱伝導率が非線形抵抗材料７より小さい絶縁材料８で実質構成されているため、接地タンク２の温度が上昇しても、非線形抵抗材料７の温度上昇は抑えられ、非線形抵抗膜５の抵抗率の低下を抑制することができる。なお、一般的な非線形抵抗材料の熱伝導率は、炭化ケイ素が150W/mK、酸化亜鉛が25W/mK、窒化ガリウムが130W/mK、ダイヤモンドが1000W/mKである。また、一般的な絶縁材料であるエポキシ樹脂の熱伝導率は0.3W/mKである。

また、本実施の形態では、非線形抵抗膜５内における非線形抵抗材料７の含有率分布を自由に調整できる。このため、非線形抵抗膜５は、（１）界面剥離を起こさず、（２）接地タンク２側からの電流の流入を抑制でき、（３）金属異物６周囲における部分放電も抑制できるような非線形抵抗材料７の含有率分布になるよう調整できる。また、一度そのような含有率分布を見いだせば、その分布を精度高く再現可能である。

なお、本実施の形態において、接地タンク２から中心導体３に向かうにつれて次第に非線形抵抗材料７の含有率が増大するよう非線形抵抗膜５を形成したが、図６に示すように、非線形抵抗膜５の内層（接地タンク２側）より外層（中心導体３側）の方が非線形抵抗材料７の含有率が低下するような部分があっても良い。ただし、この場合は層間の非線形抵抗材料７の含有率の違いが図３の場合と比較して大きくなるため、界面剥離を防止する効果は小さくなる。

また、上記に関連して、中心導体３に最も近い層（最外層）よりも非線形抵抗材料７の含有率が高い部分が内層に存在しても良い。ただし、最内層から最外層への全ての層で非線形抵抗材料７の含有率は規定上限値を超えないものとする。

実施の形態２．
実施の形態１では、非線形抵抗材料７の含有率を少しずつ変えながら複数回塗装することで、接地タンク２側より中心導体３側の方が非線形抵抗材料７の含有率が高い非線形抵抗膜５を得ていた。本実施の形態では、絶縁材料８と非線形抵抗材料７の含有率を厚さ方向に変化させた非線形抵抗シートを接地タンク２の内表面に設置する。

図７は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１の軸方向断面図であり、図８は、図７内に示したＢ部の拡大図である。なお、図７および図８では、図１および図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図９は、本実施の形態の非線形抵抗膜の厚さ方向における非線形抵抗材料の含有率分布を示す図である。

非線形抵抗シート１０は絶縁材料１２と非線形抵抗材料１１から構成され、厚さ方向で非線形抵抗材料１１の含有率が異なっており、接地タンク２に接する面は非線形抵抗材料１１の含有率が小さく、中心導体３に面する面は非線形抵抗材料１１の含有率が大きくなるようにする。非線形抵抗シート１０の厚さ方向における非線形抵抗材料１１の含有率（充填率）分布は、図９に示すように単調に増加していても良いが、接地タンク２側（外周側）より中心導体３側（内周側）の方が非線形抵抗材料１１の含有率が小さくなる部分が含まれていても良い。非線形抵抗シート１０の中心導体３に面した部分における非線形抵抗材料１１の含有率は、前述した規定値の範囲内にあるものとする。

図７に示すように、接地タンク２には複数枚の非線形抵抗シート１０を敷き詰める。非線形抵抗シート１０は隣り合う非線形抵抗シート１０と端部が重なるように設置し、接地タンク２の内表面で、非線形抵抗シート１０の敷かれていない部分が露出しないようにする。

次に、厚さ方向に非線形抵抗材料１１の含有率が上記分布を持つ非線形抵抗シート１０の作製方法について述べる。非線形抵抗材料１１の含有率に上記分布を持たせる方法として、例えば遠心力によって絶縁材料１２と非線形抵抗材料１１の比率を連続的に変化させる方法が挙げられる。絶縁材料１２に非線形抵抗材料１１を加えた状態で遠心力をかけると、回転軸から遠い部分は非線形抵抗材料１１が多く、回転軸から近い部分は非線形抵抗材料１１が少なくなり、非線形抵抗材料１１の含有率が連続的に分布する。非線形抵抗材料１１の含有率分布の形状は、例えば単位時間当たりの回転数または回転時間によって調整できる。

上記のような非線形抵抗シート１０を用いれば、接地タンク２に近い側では中心導体３に近い側に比べて抵抗値の高い絶縁材料１２の含有率が大きいため高い抵抗値を維持でき、高電圧を長時間印加した場合でも接地タンク２から金属異物６への電荷の流入を抑制でき、金属異物６の帯電を防止することで金属異物６の挙動を抑制できる。また、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料１１の含有率が上述した規定値の範囲内にあるため、非線形抵抗材料１１により金属異物６付近の電界を緩和でき、部分放電の発生を抑制できる。

また、実施の形態１における非線形抵抗膜５では接地タンク２側から中心導体３側に向かって非線形抵抗材料７の含有率が階段状に変化していたが、本実施の形態では、接地タンク２側から中心導体３側に向かって非線形抵抗材料１１の含有率が連続的に変化しているため、実施の形態１と比較しても非線形抵抗シート１０内部の界面剥離の防止効果が大きい。

また、実施の形態１では非線形抵抗膜５を形成するために複数回塗装する必要があったが、本実施の形態では出来上がった非線形抵抗シート１０を設置するだけでよいため、接地タンク２への非線形抵抗部の形成時間を短縮できる。

実施の形態３．
実施の形態１では、非線形抵抗材料７の含有率を少しずつ変えながら複数回塗装することで、接地タンク２に近い側では非線形抵抗材料７の含有率が小さく、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料７の含有率が大きい非線形抵抗膜５を得ていた。一方、本実施の形態では、絶縁材料８と比較して比重の小さい非線形抵抗材料７を用いることで、実施の形態１と同様に接地タンク２に近い側では非線形抵抗材料７の含有率が小さく、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料７の含有率が大きい非線形抵抗膜５を得る。

図１０は、非線形抵抗膜２０を接地タンク２に塗装した直後で硬化前の状態における断面図で、図１１は、硬化後の状態における断面図である。図１０では、非線形抵抗材料２１は非線形抵抗膜２０内の厚さ方向に均一に分布しているが、そうでなくとも良い。非線形抵抗材料２１と絶縁材料２２は、非線形抵抗材料２１の比重が絶縁材料２２の比重より小さくなるような組み合わせを選択する。なお、一般的な非線形抵抗材料の比重は、炭化ケイ素が3.22g/cm³、酸化亜鉛が5.6g/cm³、窒化ガリウムが6.1g/cm³、ダイヤモンドが3.52g/cm³である。一方、絶縁材料として一般的に用いられるエポキシ樹脂の比重は1〜1.2g/cm³である。このため、本実施の形態を用いるには、エポキシよりも比重の大きい絶縁材料を採用する必要がある。また、非線形抵抗膜２０の中心導体３に面した部分における非線形抵抗材料２１の含有率を前述した規定値の範囲に収めるため、硬化条件を調整する必要がある。

上記のように非線形抵抗材料２１と絶縁材料２２を選択すれば、塗装してから硬化が完了するまでの間に非線形抵抗材料２１が上方（中心導体３に近い側）に、絶縁材料２２が下方（接地タンク２に近い側）に移動するため、実施の形態１，２と同様に接地タンク２に近い側では非線形抵抗材料２１の含有率が小さく、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料２１の含有率が大きい非線形抵抗膜２０を得ることができる。

上記のように非線形抵抗膜２０を構成すれば、接地タンク２に近い側では中心導体３に近い側に比べて抵抗値の高い絶縁材料２２の割合が大きいため高い抵抗値を維持でき、高電圧を長時間印加した場合でも接地タンク２から金属異物６への電荷の流入を抑制でき、金属異物６の帯電を防止することで金属異物６の挙動を抑制できる。また、中心導体３に近い側では非線形抵抗材料２１の含有率が上述した規定値の範囲内にあるため、金属異物６付近の電界を緩和でき、部分放電の発生を抑制できる。

また、本実施の形態の方法では、非線形抵抗膜２０を一度で形成することができるため、実施の形態１の方法と比較して非線形抵抗膜の形成に要する加工時間および費用を低減できる。

また、実施の形態１における非線形抵抗膜５では接地タンク２側から中心導体３側に向かって非線形抵抗材料７の含有率が階段状に変化していたが、本実施の形態では、接地タンク２側から中心導体３側に向かって非線形抵抗材料２１の含有率が連続的に変化しているため、実施の形態１と比較しても界面剥離の防止効果が大きい。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では１種類の非線形抵抗材料を使用していたが、抵抗率が変化する電界強度が互いに異なる２種類の非線形抵抗材料を用いた２層の非線形抵抗膜を形成しても良い。

図１２は本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１の軸方向断面図であり、図１３は図１２内に示したＣ部の拡大図である。なお、図１２および図１３では、図１および図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

接地タンク２の内表面に、第一の絶縁材料３２に第一の非線形抵抗材料３３が含有されてなる第一の非線形抵抗膜３０（第一の非線形抵抗部）を配置する。さらに、第一の非線形抵抗膜３０の表面上に、第二の絶縁材料３４に第二の非線形抵抗材料３５が含有されてなる第二の非線形抵抗膜３１（第二の非線形抵抗部）を配置する。第一の絶縁材料３２と第二の絶縁材料３４は同じであっても異なっていても良いが、同じである場合の方が、第一の非線形抵抗膜３０と第二の非線形抵抗膜３１の密着性は高くなる。

第一の非線形抵抗膜３０と第二の非線形抵抗膜３１の非線形抵抗特性は図１４のようになっており、第一の非線形抵抗膜３０は、第二の非線形抵抗膜３１と比較して、抵抗率が変化する電界強度が高いようにする。すなわち、第一の非線形抵抗材料３３は、第二の非線形抵抗材料３５と比較して、抵抗率が変化する電界強度が高いようにし、第一の非線形抵抗膜３０は、第二の非線形抵抗膜３１と比較して、より高電界領域で抵抗率が低下するようにする。ここで、抵抗率が変化（低下）する電界強度は、非線形抵抗膜が絶縁性から導電性に変化する電界強度である。なお、第一の絶縁材料３２における第一の非線形抵抗材料３３の含有率は、例えば、第二の絶縁材料３４における第二の非線形抵抗材料３５の含有率に等しい。

また、抵抗率が変化（低下）する前の低電界領域において、第一の非線形抵抗膜３０の抵抗率は、第二の非線形抵抗膜３１と同等か、より大きくなるようにすることが好ましい。すなわち、自己の抵抗率が変化（低下）する電界強度よりも低電界領域における第一の非線形抵抗膜３０の抵抗率は、自己の抵抗率が変化（低下）する電界強度よりも低電界領域における第二の非線形抵抗膜３１の抵抗率と同等か、より高くなるようにすることが好ましい。

上記のように第一の非線形抵抗膜３０と第二の非線形抵抗膜３１を構成すると、金属異物６周囲の電界強度が低い段階では、第二の非線形抵抗膜３１のみ抵抗率が小さくなり、第二の非線形抵抗膜３１の表面方向に電荷を逃がすことで金属異物６の帯電を抑制できる。このとき、第一の非線形抵抗膜３０は高抵抗を維持しているため、接地タンク２から金属異物６への電荷流入を抑制することができる。

上記のように第一の非線形抵抗膜３０と第二の非線形抵抗膜３１を構成すれば、金属異物６周囲の部分放電を抑制できるとともに、接地タンク２から金属異物６への電荷の流入も抑制でき、金属異物の帯電を防止できる。

また、第一の非線形抵抗膜３０と第二の非線形抵抗膜３１で非線形抵抗特性を示す電界領域をずらしたことで、幅広い領域で非線形抵抗特性を有することになり、従来技術と比較して膜厚等のバラツキを許容しやすくなる。

なお、本実施の形態では、抵抗率が変化する電界強度が互いに異なる２種類の非線形抵抗材料を用いた２層の非線形抵抗膜を形成する構成について説明したが、抵抗率が変化する電界強度が互いに異なるｎ種類の非線形抵抗材料を用いたｎ層の非線形抵抗膜を形成する構成も可能である。ここで、ｎは３以上の整数である。すなわち、接地タンク２の内表面に、第一の非線形抵抗膜から第ｎの非線形抵抗膜までが順に積層され、第ｉの非線形抵抗膜は第ｉの絶縁材料に第ｉの非線形抵抗材料が含有されてなる。ここで、ｉは、１≦ｉ≦ｎを満たす任意の整数である。そして、第ｉの非線形抵抗材料は、第（ｉ＋１）の非線形抵抗材料と比較して、抵抗率が変化する電界強度が高いようにし、第ｉの非線形抵抗膜は、第（ｉ＋１）の非線形抵抗膜と比較して、より高電界領域で抵抗率が低下するようにする。また、抵抗率が変化（低下）する前の低電界領域において、第ｉの非線形抵抗膜の抵抗率は、第（ｉ＋１）の非線形抵抗膜と同等か、より大きくなるようにすることが好ましい。すなわち、自己の抵抗率が変化（低下）する電界強度よりも低電界領域における第ｉの非線形抵抗膜の抵抗率は、自己の抵抗率が変化（低下）する電界強度よりも低電界領域における第（ｉ＋１）の非線形抵抗膜の抵抗率と同等か、より高くなるようにすることが好ましい。その他については、上記した２層の非線形抵抗膜を形成する構成の場合と同様である。

実施の形態１〜４では、ガス絶縁開閉装置を例に説明したが、実施の形態１〜４は、絶縁ガスが充填された接地タンクと、前記接地タンクの内部に配置され、電圧が印加される中心導体と、前記接地タンクに取付けられ、前記中心導体を絶縁支持する絶縁支持部材とを備えたガス絶縁機器に適用することができる。すなわち、以上の説明はガス絶縁開閉装置をガス絶縁機器に置き換えても同様に成り立つ。

本発明は、ガス絶縁開閉装置として有用である。

１ ガス絶縁開閉装置、２ 接地タンク、３ 中心導体、４ 絶縁支持部材、５，２０
非線形抵抗膜、６ 金属異物、７，１１，２１ 非線形抵抗材料、８，１２，２２ 絶縁材料、１０ 非線形抵抗シート、３０ 第一の非線形抵抗膜、３１ 第二の非線形抵抗膜、３２ 第一の絶縁材料、３３ 第一の非線形抵抗材料、３４ 第二の絶縁材料、３５
第二の非線形抵抗材料。

Claims (12)

1. 絶縁ガスが充填された接地タンクと、
   前記接地タンクの内部に配置され、電圧が印加される中心導体と、
   前記接地タンクに取付けられ、前記中心導体を絶縁支持する絶縁支持部材と、
   前記接地タンクの下側の内表面に配置され、絶縁材料に非線形抵抗材料が含有されてなる非線形抵抗部と、
   を有し、
   前記非線形抵抗部は、接地タンク側と比較して中心導体側により多くの前記非線形抵抗材料を含有することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記中心導体側における前記非線形抵抗材料の含有率は、前記非線形抵抗部が非線形抵抗特性を示しかつ前記非線形抵抗部の強度を確保するための条件から決まる範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記非線形抵抗部は、前記絶縁材料である絶縁性の塗装材料に前記非線形抵抗材料が含有されてなる塗装膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記塗装膜は、前記非線形抵抗材料の含有率を変えながら複数回塗装して形成された複数層からなることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記非線形抵抗材料の含有率は、前記接地タンク側から前記中心導体側に向かうにつれて階段状に増大することを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記非線形抵抗材料の比重は、前記絶縁材料の比重よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記非線形抵抗材料の含有率は、前記接地タンク側から前記中心導体側に向かうにつれて連続的に増大することを特徴とする請求項６に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記非線形抵抗部は、前記絶縁材料である絶縁性の塗装材料に前記非線形抵抗材料が含有されてなる非線形抵抗シートであることを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記非線形抵抗材料の含有率は、前記接地タンク側から前記中心導体側に向かうにつれて連続的に増大することを特徴とする請求項８に記載のガス絶縁開閉装置。
10. 前記非線形抵抗材料の熱伝導率は、前記絶縁材料の熱伝導率より高いことを特徴とする請求項３または８に記載のガス絶縁開閉装置。
11. 絶縁ガスが充填された接地タンクと、
    前記接地タンクの内部に配置され、電圧が印加される中心導体と、
    前記接地タンクに取付けられ、前記中心導体を絶縁支持する絶縁支持部材と、
    前記接地タンクの下側の内表面に配置され、第一の絶縁材料に第一の非線形抵抗材料が含有されてなる第一の非線形抵抗部と、
    前記第一の非線形抵抗部の表面上に配置され、第二の絶縁材料に第二の非線形抵抗材料が含有されてなる第二の非線形抵抗部と、
    を有し、
    前記第一の非線形抵抗部は、前記第二の非線形抵抗部よりも、抵抗率が変化する電界強度が高いことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
12. 自己の抵抗率が変化する電界強度よりも低電界領域における前記第一の非線形抵抗部の抵抗率は、自己の抵抗率が変化する電界強度よりも低電界領域における前記第二の非線形抵抗部の抵抗率よりも高いことを特徴とする請求項１１に記載のガス絶縁開閉装置。

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