JP2023543237A - 高電圧装置における被覆導体、及び、絶縁耐力を増大させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は高電圧装置（１）に関し、この高電圧装置は、カプセル型ハウジング（２）、及び、カプセル型ハウジング（２）に引き込まれる及び／又はカプセル型ハウジング（２）から引き出される少なくとも１つの電気導体（４）のための少なくとも１つのブッシング（３）を有する。この少なくとも１つの電気導体（４）は絶縁層（５）で被覆されている。この絶縁層（５）により、高電圧装置（１）における、特にブッシング（３）の領域における絶縁耐力が増大される。

Description

本発明は、高電圧装置、及び、高電圧装置における絶縁耐力を増大させるための方法に関し、この高電圧装置は１つのカプセル型ハウジング、及び、そのカプセル型ハウジングに引き込まれる及び／又はそのカプセル型ハウジングから引き出される少なくとも１つの電気導体のための少なくとも１つのブッシングを含む。

高電圧装置は数十キロボルトの範囲から数百キロボルトの電圧範囲、特に１２００ ｋＶの電圧、かつ、数百キロアンペアまでの範囲の電流に対して設計されている。高電圧装置には、例えば、高電圧開閉装置、断路器、変圧器、避雷器、計器用変成器及び／又はブッシングが含まれる。高電圧装置、特に開閉装置は、例えば、屋外型開閉装置として及び／又はガス絶縁開閉装置（Gas-Isolierte-Leistungsschalter）、即ちガス絶縁開閉装置（Gas-Insulated-Switchgear）として設計されており、ガス絶縁開閉装置は、高圧電位で開閉ユニットが絶縁体内に配置された碍子形として、又は、接地されたハウジング内に開閉ユニットが配置されたタンク形として設計されている。

タンク形ガス絶縁開閉装置は、特に円筒形のタンクの形に設計された例えばアルミニウム製のカプセル型ハウジングと、電気導体用の複数のブッシングとを有し、これらのブッシングはカプセル型ハウジングの内部に配置された開閉ユニットを電力系統の電力需要家、発電者及び／又は電力線に接続するためのものである。これらの電気導体は、運転中の作動状態に応じて、例えば、開閉装置が閉路され高電圧が印加された場合には、活線導体である。このカプセル型ハウジングは、特にタンク形では気密に設計されており、例えば特に円形のフランジ形状に設計された２つの開口部を有し、この開口部に特に中空円筒形の絶縁体ハウジングが気密に固定されている。絶縁体ハウジングすなわち絶縁体内では、開閉ユニットを電力系統内の需要家、発電者及び／又は電力線に電気的に接続するために、電気導体が、気密封止されたハウジング端部の外部接続端子からカプセル型ハウジングの開口部へ、さらにこれを通って例えば開閉ユニットまで延在している。

高電圧装置の、特に開閉装置のカプセル型ハウジングは、特にコンクリートの基礎に機械的に安定した方法で固定された支持台上に、例えば鋼製支柱の上に配設されている。カプセル型ハウジングは、メンテナンス作業員及び／又は周囲にいる人の危険を最小限に抑えるために、電気的に接地されている。特に長い中空円筒形の絶縁体は、カプセル型ハウジングの、支持台とは反対の側に配設又は固定されており、例えば、カプセル型ハウジングに垂直に又は角度をつけて、特に、カプセル型ハウジングから上方に向いている。したがって、接続端子の、接地電位及び／又は基礎からの十分な電気絶縁距離が得られ、電気フラッシュオーバーを防止することができる。カプセル型ハウジング及び絶縁体の内部は絶縁ガス及び／又は遮断ガス、特にＳＦ₆で充填されている。

この絶縁ガスは、高電圧装置の内部の例えば開閉ユニット及び電気導体又は活線導体を接地されたカプセル型ハウジングに対して絶縁する。ブッシングの領域では、特に、カプセル型ハウジングのフランジの形に設計された円形開口部から固定された特に中空円筒形の絶縁体への移行部の領域では、接地されたカプセル型ハウジングと特に高電圧電位の電気導体との間で十分な絶縁耐力を確保する必要がある。カプセル型ハウジングにおいて開口部が円形の場合には、電気導体はカプセル型ハウジングに対して等距離に、特に、開口部の円形平面を円の中心において垂直に貫通するように配置されている。これらの開口部は、高電圧装置の最大電圧及び使用された絶縁ガスならびにその圧力に応じて、十分な絶縁耐力を確保する大きさ又は円周を有し、これにより、導体とカプセル型ハウジングとの間の電気的フラッシュオーバーを確実に防止することができる。

開口部の領域における電界又は電界ピークは、接地された複数の電極によって、特に絶縁体の内部に配置されカプセル型ハウジングのフランジに機械的に固定された円形の中空円筒形の金属電極によって、活線導体から出発して変化されるか又は減少される、すなわち、シールドされる。これにより、特にブッシング領域内の高電圧電位の電気導体と接地されたカプセル型ハウジングとの間で電気的フラッシュオーバー及び／又は短絡が生じることなしに、この高電圧装置において特に数百キロボルトの範囲の高電圧印可が可能である。高電圧装置の高い電圧レベルは、長期にわたる安全な運転のために、カプセル型ハウジングの開口部の大口径を必要とし、このことは大きな周囲を有する絶縁体のための高コストに繋がり、高い絶縁耐力を有する遮断ガス、特にＳＦ₆ を必要とし、及び／又は、遮断ガスの高い圧力を必要とし、このことは、十分な機械的安定性を長期にわたり確保するために、絶縁体及びカプセル型ハウジングの大きな肉厚のための高コストに繋がる。

ＳＦ₆のような遮断ガスは気候に有害である。清浄空気、すなわち、洗浄された空気、のような代替の遮断ガスの絶縁耐力はより小さい。清浄空気のような気候に優しい遮断ガスの使用は、カプセル型ハウジング内の開口部のより大きな開口部直径及び／又は遮断ガスのより高い圧力を必要とし、上述した欠点がある。例えば複数の接地された制御電極を使用するなどの対策は、特定の電圧レベルに対しては不十分な程度にしか絶縁耐力を増大させることができない。したがって、その高電圧開閉装置の使用は制限される。

本発明の課題は、上述した諸問題を解決する高電圧装置、及び、高電圧装置において絶縁耐圧を高めるための方法を提供することにある。特にこの課題は、特に清浄空気のような代替の遮断ガスの使用時に、高電圧装置のブッシング領域における絶縁耐力が大きく、特に例えば周囲空気の範囲のような低いガス圧力を有する遮断ガスの使用時に、及び／又は、ブッシング直径がＳＦ₆で満たされた高電圧装置のブッシング直径と同等かそれよりも小さい場合に、有利なコストで且つ材料を節約して高い電圧レベルを可能にする高電圧装置を提供することにある。

上掲の課題は、請求項１に記載の特徴を有する高電圧装置によって、及び／又は、高電圧装置、特に、上述の高電圧装置において絶縁耐力を増大させるための請求項１４による方法によって、解決される。本発明による高電圧装置の有利な実施形態、及び／又は、高電圧装置、特に上述の高電圧装置における絶縁耐力を増大させるための本発明による方法の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。２つの主請求項の主題は互いに、及び、従属請求項の特徴と組み合わせることができ、従属請求項の特徴は互いに組み合わせることができる。

本発明による高電圧装置は、１つのカプセル型ハウジングと、少なくとも１つの電気導体のための少なくとも１つのブッシングとを備える。この少なくとも１つの電気導体は、そのカプセル型ハウジング内に引き込まれる、及び／又は、そのカプセル型ハウジングから引き出される。この少なくとも１つの電気導体は絶縁層で被覆されている。

この絶縁層により、ＳＦ₆のような気候に有害な遮断ガスに代えて特に清浄空気のような気候に優しい遮断ガスを使用する場合に、小さい直径のブッシングの使用が可能となる。絶縁層により被覆された少なくとも１つの電気導体を有する高電圧装置は、特に清浄空気のような気候に優しい遮断ガスの使用時に、小さい直径のブッシングを使用することができるので、コスト的に有利で、且つ、材料を節約できる方法で製作され、高い電圧レベルにおいて高電圧装置のブッシング領域で高い絶縁耐力を備えた、例えば周囲空気の範囲のような低いガス圧を有する遮断ガスの使用を可能とし、このことにより、肉厚の薄いカプセル型ハウジング及び絶縁体が可能となる。

例えば、カプセル型ハウジングに引き込まれた又はこれから引き出された電気導体をブッシング内に有するガス絶縁開閉装置において、最大の電界強度は電気導体の表面に現れる。電気導体に被着された絶縁層により層状の誘電体ができ、それによって、その電気導体の表面上のそうでなければ最大の電界強度の箇所が低減され、最適に選択された絶縁層の厚さでは、臨界領域の電界強度がほぼ均等になる。さらに、この絶縁層により、電気的フラッシュオーバーを開始に導く自由電子の確率が阻害される。表面粗さによる局所的な電界上昇は低減又は防止される。こうしてこの高電圧装置の信頼性と耐用年数が増加し、保守インターバルを減らすことができ、それによって人員とコストが低減される。

この少なくとも１つの電気導体はその全長にわたって１つの絶縁層で被覆することができる。電気導体の全長にわたる絶縁はブッシング領域だけでなく、導体全体に沿って上述の利点を有する。

この少なくとも１つの電気導体は、代替的に、ブッシング領域においてのみ、カプセル型ハウジングの特に開口部の領域においてのみ、１つの絶縁層で被覆することができる。これにより、完全な被覆よりも材料及びコストが節約され、ブッシング領域における電界に的確な有利な影響を及ぼすことが可能となる。電界配分をブッシングから遠ざけることによって、ブッシング領域内のフラッシュオーバーを低減又は防止することができ、特にブッシング領域又はカプセル型ハウジングの開口部における絶縁耐力を増大させることができる。この場合、この領域は電界強度、及び、フラッシュオーバー又は短絡の発生し易さに関して特に臨界的な領域である。

この絶縁層の比誘電率を１の範囲、特に１より大きくするとよい。電気導体に被着された、比誘電率が気体よりも幾分大きい、すなわち、１より大きい絶縁層によって、層状の誘電体ができ、その結果、特に金属製内部導体の表面の、そうでなければ最大の電界強度の箇所が低減され、最適に選択された絶縁層の厚さでは、その臨界領域における電界強度がほぼ均等にされる。絶縁層材料の誘電率及び層厚を最適化することにより、金属製内部導体すなわち電気導体における電界強度と、被着された絶縁層の表面における電界強度とが同一になるように設定することができる。

この絶縁層は２つ以上の層で構成することができ、特に、層から層へと誘電率が低下し、特に、少なくとも１つの電気導体に直接接している層の誘電率が最も高い。異なる比誘電率を有する更に複数の絶縁層を被着することにより、１層のみと比較して、より顕著な電場の均等化を達成することができ、その結果、臨界領域の絶縁負担を更に軽減することができる。この場合、例えば、内側層の誘電率が最も高く、各々の次の層はより低い又は小さくなる誘電率を有するが、常に気体の誘電率よりも大きい誘電率を有するように形成されている。

この絶縁層はシリコーン、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ及び／又はＰＣＴＦＥで作ることができる、及び／又は、シリコーン、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ及び／又はＰＣＴＦＥを含むことができる。これらの材料はコスト的に有利で、加工が容易であり、特に、１よりも大きい誘電率を有する層として容易に被着可能であり、電気的に絶縁性であり、したがって、絶縁層として適している。

この絶縁層の層厚は、数ミリメートルの範囲及び／又は数センチメートルの範囲に形成することができる。複数の層の場合、数ミリメートルの範囲の層厚は特に良好な電気絶縁性を有し、この場合、全体の層厚は数センチメートルの範囲とすることができる。所望の効果を達成するためには、材料に応じて、これらの層厚は数ミリメートル又は数センチメートルの範囲で十分であり、これにより上述の利点が得られる。

この絶縁層の厚さ及び誘電率は、電気導体表面の電界強度、特に、被覆されていない領域における電界強度と、絶縁層の外側表面における電界強度とが同一の大きさとなるように選択することができる。このようにして、絶縁層を通しての、及び、導体と絶縁層との間のフラッシュオーバーは最小化されるか、又は、排除される。

このカプセル型ハウジングは１つのフランジを有することができ、１つの絶縁体、特にシリコーン、セラミック及び／又は複合材料から成り、特に中空パイプ状及び／又は円筒状に形成され、その外周部に特に複数のリブを有している絶縁体がこのフランジに機械的に安定な方法で固定可能であり、特に、この絶縁体の中心軸が少なくとも１つの電気導体の長手方向軸と一致している。フランジにより、絶縁体をカプセル型ハウジングに、機械的に安定で、長期的に強固で、特に気密に固定することができる。こうして、カプセル型ハウジングと絶縁体とを有する高電圧装置の気密なハウジングが可能となり、これは、ハウジング内に少なくとも部分的に電気シールドされた導体を有する。絶縁体及び／又はカプセル型ハウジング内に配置された導体、電極、及び／又は、開閉ユニットのような装置は、こうして、例えば天候の影響から保護されている。

接地電位にある少なくとも１つの電極をブッシングによって囲むことができ、特に空間的に囲むことができる。このようにして、カプセル型ハウジングの開口部の領域における電界の更なるシールドが得られ、特に、電気導体又は活線導体に対する開口部の良好なシールドが得られる。接地電位にある電極と電気導体上の絶縁層との組合せは、ブッシング領域及び／又はカプセル型ハウジングの開口部の領域における高い絶縁耐力をもたらし、これにより上述の利点が得られる。１層のみの又は複数の絶縁層の使用に加えて、この組合せにより、特にブッシング領域における絶縁耐力を増大することができる。この電気導体の周囲に、少なくとも１層の絶縁層が設けられた電気導体から離れて、接地電位にある少なくとも１つの電極を配置することによって、カプセル型ハウジングでの、すなわちカプセル型ハウジングのフランジの開口部の周囲での、接地電位にある電極の接地された配置又は固定が可能となり、これは高いシールド効果を有する。接地電位にあるこの少なくとも１つの電極は、金属、特に、銅、アルミニウム及び／又は鋼、及び／又は、金属合金で構成されるか、又は、これらで作ることができる。金属は良好な電気シールド効果をもたらし、コスト的に有利に任意の形状で容易に製造可能である、又は、容易に加工可能である。

この絶縁体の中心軸は、接地電位にある少なくとも１つの電極の中心軸及び／又は少なくとも１つの活線導体又は電気導体の長手方向軸線と一致するように又は同一に配置することができる。これにより、良好なシールド効果を有し、省スペースでコスト的に有利な電極配置が可能になる。

高電圧開閉装置の少なくとも１つの開閉ユニットが含まれており、特にカプセル型ハウジング内に配置されており、及び／又は、少なくとも１つの電気導体を介して電力系統内の電力需要家、発電者及び／又は電力線に接続されることが可能である。高電圧開閉装置の複数の開閉ユニットは、少なくとも１つの活線導体又は電気導体のための少なくとも１つのブッシングを有する上述のタイプのカプセル型ハウジング内に設置されており、このことが、高電圧装置としての、特に高電圧開閉装置のための上述の利点と結びついている。

この少なくとも１つの電気導体は金属、特に、銅、アルミニウム及び／又は鋼、及び／又は、金属合金で構成することができる。この少なくとも１つの電気導体は特に、円筒形のバー、及び／又は、ロッドの形状を有することができる。銅、アルミニウム及び／又は鋼のような金属は良好な電気伝導体であり、高電圧装置において特に数百アンペアまでの範囲の大電流時においても電力損失は小さい。これにより、高電圧装置の電気的要素、例えば開閉ユニットから、電力系統内の外部需要家、発電者及び／又は電力線への良好な電気的接続が、高電圧装置の運転中に小さい電力損失で可能である。電気導体の丸みを帯びた形状、特に円筒形のバーとして及び／又はロッドとして形成され、特に数センチメートルの範囲の直径を有する形状により、エッジでの電圧上昇が防止され、ブッシング領域での電気フラッシュオーバーを最小化し又は防止するような活線状態の電気導体の周りの電界分布が得られる。

この高電圧装置、特にカプセル型ハウジング及び／又はブッシングは、清浄空気で充填することができる。清浄空気は有利なコストで環境に優しく、特に気候に対してニュートラルである。清浄空気の絶縁耐力がＳＦ₆のような従来の絶縁ガスよりも低いことは、活線導体又は電気導体が貫通しているカプセル型ハウジングの特に開口部の領域において、電気導体上に絶縁層を設けることによって補償することができる。これにより、異なる絶縁ガスに対して同一のカプセル型ハウジングを使用することが可能となり、このことによって、特にブッシング領域において電気導体上に絶縁層を設けると、既存の高電圧装置での簡単な交換が可能となり、これは気候に優しい効果を有し、さらに、特に気候に優しい絶縁ガスを使用すると、新設の設備においてコスト的に有利な大量生産が可能となる。小さい寸法を有するカプセル型ハウジング及び絶縁体を使用することができ、このことにより、上記の利点と共に、材料及びコストが節約される。

高電圧装置、特に上述の高電圧装置において絶縁耐力を増大させるための本発明による方法は、高電圧装置のカプセル型ハウジングに引き込まれるか及び／又はカプセル型ハウジングから引き出される少なくとも１つの電気導体のための特にブッシング領域において、少なくとも１つの電気導体が１つの絶縁層で被覆されることを含む。

高電圧装置、特に上述の高電圧装置において絶縁耐力を増大するための請求項１４に記載された本発明による方法の利点は、請求項１に記載された本発明による高電圧装置の上述の利点と同様であり、その逆も然りである。

以下に本発明の実施例を図面で模式的に示し、さらに詳細に説明する。

絶縁層５で被覆された電気導線４の模式図 本発明による高電圧装置１の一部の断面の模式図である。カプセル型ハウジング２に開口部があり、この開口部を通る活線導体４のためのブッシング３があり、電気導体４が絶縁層５で被覆されている。

図１には、電力系統内の電力需要家、発電者及び／又は電力線を電気的に接続するための活線導体として、本発明による高電圧装置において使用される電気導体４が示されている。この電気導体４は円筒形ロッド又は円筒形パイプの形状に形成されており、絶縁層５で部分的に被覆された外被を有する。この電気導体４は、例えば、銅、アルミニウム及び／又は鋼からなる、及び／又は、これらを含む。その直径は、例えば１～１０ｃｍの範囲であり、長さは、例えば１～１０ｍの範囲である。

絶縁層５は、例えば、シリコーン、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ及び／又はＰＣＴＦＥで構成される、及び／又は、これらを含む。その層の厚さは、例えば、数ミリメートルから数センチメートルまでの範囲、特には１ｃｍである。図１の実施例では、電気導体４は絶縁層５で部分的にのみ、例えば、その長さの半分までのみ被覆されている。被覆の厚さ及び長さは、例えば、ブッシングの形状及び寸法、高電圧装置の最大電流値及び／又は最大電圧、導体４の材料選択及び絶縁層５の材料選択、及び／又は、導体４の形状、厚さ及び長さに依存する。電気絶縁材料を備える導体４の材料選択、厚さ及び被覆の長さは、特に、導体４に沿った電界分布が、例えば本発明による高電圧装置のブッシング領域において均等になるように最適化される。

図２には、本発明による高電圧装置１の一部の断面が模式的に示されており、高電圧装置１のカプセル型ハウジング２に開口部がある。この開口部は環状又はつば状に形成されたフランジ９を備えている。このフランジ９には、固定手段のための複数の孔、例えばねじが形成されている。中空パイプ状の絶縁体１０がフランジ９に垂直に配置され、固定手段、特にねじを介して、フランジ９に機械的に安定に固定されている。フランジ９を有するカプセル型ハウジング２は、例えば金属、特にアルミニウムで形成されている。絶縁体１０は、例えば、セラミック、シリコーン及び／又は複合材料から成る。絶縁体１０の外周部には沿面漏れ電流経路を長くするための特につば状の複数のリブが形成されている。

円形断面を有する中空パイプ状の絶縁体１０は、円形開口部の開口面に垂直な長手方向軸６を有し、この長手方向軸はカプセル型ハウジング２の開口部と円の中心で交差するか、これを貫通している。このカプセル型ハウジング２内には、本発明による高電圧装置１に含まれる高電圧開閉装置の例えば１つの開閉ユニットが配置されており、導体４を介してカプセル型ハウジング２の外部の電力系統内の電力需要家、発電者及び／又は電力線と電気的に接続されている。高電圧装置１の運転中に又は開閉ユニットの閉状態において活線である電気導体４は、図１に詳細に示されているように、特にロッド又はバーの形に形成されており、絶縁体の長手方向軸６と一致する又は同一の長手方向軸を有する。

電流が電気導体４を流れると、その導体４の周囲に電界及び磁界が発生する。この導体４は特に１２００ ｋＶまでの高電圧電位にあり、カプセル型ハウジング２は接地されている、すなわち接地電位にある。接地されたカプセル型ハウジング２と活線導体４との間の電位差は、電圧フラッシュオーバー及び／又は短絡を生じさせ得る。これを防止するために、カプセル型ハウジング２の開口部は、導体４とカプセル型ハウジング４との間の最小距離を確保するに十分な半径を有し、この半径は電圧フラッシュオーバーを防止するために十分に大きい。この必要最小距離は、カプセル型ハウジング４及び絶縁体１０に充填されている絶縁ガス、例えば清浄空気に依存し、さらに、その絶縁ガスの圧力、例えば１バール（１０^５Ｐａ）に依存する。さらなる対策により、この最小距離を短くすることが可能である。

カプセル型ハウジング４の開口部の領域において十分な絶縁耐力を有しつつ、最小距離を短くするための一つの可能性は、図２に示されているように、接地電位にある電極７を使用することである。この電極７は金属、特に、アルミニウム、銅及び／又は鋼で作られ、円形断面を有する中空円筒又は中空パイプの形状である。円形断面を有する中空パイプ状の電極７は長手方向軸又は中心軸６を有し、この中心軸は円形開口部の開口面に垂直であり、カプセル型ハウジング２の開口部と円の中心で交差するか、又はこれを貫通する。接地電位に印加された電極７の長手方向軸すなわち中心軸は、絶縁体１０の長手方向軸６を含むか又はそれと同一である。電極７は、例えばねじなどの固定手段を用いて、カプセル型ハウジング２のフランジ９に機械的に安定で、且つ導電的に固定されており、絶縁体１０内に又はその内部の中空空間内に突き出ている。この電極７は、カプセル型ハウジング２の開口部又はフランジ９における電圧上昇が電極７によってシールドされるか、又は、絶縁体１０の内部に移されるように、カプセル型ハウジング２と活線導体４との間の電界を変化させる。

本発明によれば、絶縁層５を電気導体４上に設けることによって、カプセル型ハウジング２と電気導体又は活線導体４との間の電界のさらなるシールド又はその電界の変化が可能である。絶縁層５は電気導体４に沿って電界を、その電界が均等にされ、さらに絶縁体１０の内部及びカプセル型ハウジング２内に移されるように、変化させる。電気導体４とカプセル型ハウジング２との間の放電を開始させる自由電子の確率は抑えられる。電気導体４の表面上の表面粗さによる局所的な電界上昇は低減又は防止される。かくして、カプセル型ハウジング２と活線導体４との間の電圧フラッシュオーバー及び／又は短絡は、カプセル型ハウジング２又はフランジ９の開口部のサイズが小さくなった場合でも、絶縁ガス圧力が低い場合でも、清浄空気のような代替の絶縁ガスを使用した場合でも、及び／又は、高電圧装置１の運転中の上昇した電圧の場合でも、防止される。

このことにより、カプセル型ハウジング２及び絶縁体１０の寸法及び肉厚がより小さくなる場合の材料節約及びより低いコストが得られ、カプセル型ハウジング２の開口部を通る活線導体４のブッシング３の領域における絶縁耐力が増大した状態においてより軽量になり、さらに、より低い圧力での、例えば１バールでの、清浄空気のような代替の遮断ガスの使用が可能となる。この高電圧装置１の信頼性及び耐用年数は向上し、保守費用が低減される。

上述の複数の実施例は、互いに組み合わすことができ、及び／又は、従来技術と組み合わせることができる。したがって、例えば、高電圧装置１は、高電圧開閉装置、断路器、変圧器、避雷器、計器用変成器及び／又はブッシングを含むことができる。高電圧装置１、特に開閉装置は例えばガス絶縁開閉装置（Gas-Isolierte-Leistungsschalter）、即ちガス絶縁開閉装置（Gas-Insulated-Switchgear）として設計されている。接地電位にある開口部を通る導体のためのブッシング内で導体に絶縁層を設けるという基本原理は、屋外型開閉装置又は屋外型高電圧装置においても適用可能である。本発明は、タンク形設備、すなわち接地されたハウジング内に配置された開閉ユニットを有する設備において使用可能である。しかし、基本的には碍子形設備、すなわち、絶縁体中に配置された高電圧電位の開閉ユニットを有する設備においても使用可能である。この電気導体４は、例えば円筒形に形成されている。さらに、他の形状、例えば、楕円形の断面を有する形状、及び／又は、円錐台として形成された形状も可能である。

高電圧装置１のカプセル型ハウジング２は例えばタンク形であり、絶縁体１０により気密に閉じられている。タンク形の容器は、例えば、球形又は円筒形であり、別の形状も可能である。この高電圧装置の要素間の接続は、例えば、固定手段、特にねじ、及び、少なくとも１つのフランジを介して機械的に安定した方法で行われる。他の又は代替の接続技術、特に、接着接続、溶接接続及び／又はろう付け接続も同様に適用可能である。複数の要素の気密接続のためのシールの使用、特に銅シールの使用が可能である。電極の端部、特に接地電位にある電極７の端部は電界上昇を避けるために、例えば丸みを付けられている。これらの電極端部の、例えば、直線状に延びている、曲線状の、複数の丸み半径を有する丸みをつけられた、などの他の形状も可能である。

電気導体４上の絶縁層５は、例えば、１つの層として、又は、複数層からなる層スタックとして形成されている。これらの層は異なる誘電率、特に、層から層へ減少する誘電率を有することができ、例えば、少なくとも１つの電気導体４に直接接している層が最も高い誘電率を有する。異なる比誘電率を有する更なる複数の絶縁層を被着することにより、この場合、例えば、内側層の誘電率が最も高く、次なる層の各々はより低い又は減少する誘電率を有するが、常に気体の誘電率、即ち１よりも大きいように形成されている、１つの層のみと比較して、電界のより顕著な均等化を達成することができ、これによって、臨界領域における絶縁負荷を更に軽減することができる。

１ 高電圧装置
２ カプセル型ハウジング
３ ブッシング
４ 活線導体
５ 絶縁層
６ 長手方向軸又は中心軸
７ 接地電位にある電極
８ 接続手段
９ フランジ
１０ 絶縁体

Claims (14)

1. カプセル型ハウジング（２）を有し、前記カプセル型ハウジング（２）に引き込まれる、及び／又は、前記カプセル型ハウジング（２）から引き出される、少なくとも１つの電気導体（４）のための少なくとも１つのブッシング（３）を有する高電圧装置（１）であって、
   前記少なくとも１つの電気導体（４）が１つの絶縁層（５）で被覆されていることを特徴とする高電圧装置（１）。
2. 前記少なくとも１つの電気導体（４）が、その全長にわたって１つの絶縁層（５）で完全に被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の高電圧装置（１）。
3. 前記少なくとも１つの電気導体（４）が、前記ブッシング（３）の領域において、特に前記カプセル型ハウジング（２）の開口部の領域において、１つの絶縁層（５）で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の高電圧装置（１）。
4. 前記絶縁層（５）の比誘電率が、１の範囲、特に１より大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
5. 前記絶縁層（５）が２つ以上の層からなり、特に層ごとに誘電率が減少し、特に前記少なくとも１つの電気導体（４）に直接接している層が最も高い誘電率を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
6. 前記絶縁層（５）が、シリコーン、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ及び／又はＰＣＴＦＥで作られていること、及び／又は、前記絶縁層（５）がシリコーン、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ及び／又はＰＣＴＦＥを含むこと、を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
7. 前記絶縁層（５）の層厚が、数ミリメートルの範囲及び／又は数センチメートルの範囲に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
8. 前記絶縁層（５）の層厚及び誘電率が、前記電気導体（４）の表面の電界強度と前記絶縁層（５）の外側表面における電界強度が等しくなるように選択されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
9. 前記カプセル型ハウジング（２）が、フランジ（９）と、絶縁体（１０）、特に中空パイプ状及び／又は円筒状に形成され、特にシリコーン、セラミック及び／又は複合材料から成り、外特に外周部に複数のリブを有する絶縁体（１０）と、を有し、
   前記絶縁体（１０）が、前記フランジ（９）、特に前記少なくとも１つの電気導体（４）の長手方向軸と一致する前記絶縁体（１０）の中心軸を有する前記フランジ（９）に、機械的に安定な方法で固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
10. 接地電位にある少なくとも１つの電極（７）が前記ブッシング（３）によって囲まれていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
11. 高電圧開閉装置の少なくとも１つの開閉ユニットが含まれており、
    特に前記カプセル型ハウジング（２）内に配置されている、及び／又は、前記少なくとも１つの電気導体（４）を介して電力系統内の需要家、発電者及び／又は電力線に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
12. 前記少なくとも１つの電気導体（４）が、
    金属、特に、銅、アルミニウム及び／又は鋼、及び／又は、金属合金から成ること、
    及び／又は、
    前記少なくとも１つの電気導体（４）が、バーの形、特に円筒形のバーの形、及び／又は、ロッドの形を有すること、
    を特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
13. 前記高電圧装置（１）、特に前記カプセル型ハウジング（２）及び／又は前記ブッシングが、清浄空気で充填されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）。
14. 高電圧装置（１）、特に請求項１から１３のいずれか１項に記載の高電圧装置（１）において絶縁耐力を増大させるための方法であって、
    前記少なくとも１つの電気導体（４）が、特に前記高電圧装置（１）のカプセル型ハウジングに引き込まれる、及び／又は、前記カプセル型ハウジングから引き出される、前記少なくとも１つの電気導体（４）のためのブッシング（３）の領域において、１つの絶縁層（５）で被覆されることを特徴とする方法。
    
    

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