气体绝缘电气装置.pdf

提供一种异物捕获器，可以可靠地捕获气体绝缘电气装置内的金属异物，并且抑制电场集中而使耐电压性能优良，而且可以容易地设置在接地容器内。将金属制的波纹板(6)，以使连接该波纹板(6)中的具有同一高度的部分的线与上述接地容器的中心轴平行的方式，配置在接地容器(3)内，在该波纹板(6)的波状端部安装金属圆杆(7)，并且波纹板(6)与金属圆杆(7)被电连接，另外波纹板(6)与接地容器(3)被电连接，而且波纹板(6)的表面被绝缘物覆盖。

1.  一种气体绝缘电气装置，包括：填充有绝缘气体的接地容器；以及在该接地容器内经由绝缘间隔物而设置的高电压导体，该气体绝缘电气装置的特征在于，
以使将波纹板中的具有同一高度的部分进行连接的线与上述接地容器的中心轴平行的方式，在上述接地容器内配置了以至少使凸部的面成为平滑的曲面的方式弯曲为波状的上述波纹板。

2.  根据权利要求1所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
在上述波纹板的波状端部中，安装至少上表面部由平滑的曲面构成、且上述上表面部比上述波纹板的端部中的凸部突出的物体，并且上述波纹板与上述物体被电连接。

3.  根据权利要求1所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
沿着上述波纹板的波状端部包覆了绝缘物。

4.  根据权利要求1所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
使上述波纹板的端部中的凸部朝向上述接地容器的底面弯曲。

5.  根据权利要求1～4中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
上述波纹板与上述接地容器被电连接。

6.  根据权利要求1～5中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
上述波纹板的表面被绝缘包覆。

7.  根据权利要求1～6中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
构成为上述波纹板的凸部的宽度大于凹部的宽度。

8.  根据权利要求1～7中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
在上述波纹板设置了多个贯通孔。

9.  根据权利要求1～8中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
上述高电压导体的表面通过绝缘包覆而被覆盖。

10.  一种气体绝缘电气装置，包括：填充有绝缘气体的接地容器；以及在该接地容器内经由绝缘间隔物而设置的高电压导体，该气体绝缘电气装置的特征在于，
以使将波纹板中的具有同一高度的部分进行连接的线相对于上述接地容器的中心轴成为直角的方式，在上述接地容器内配置以至少使凸部的面成为平滑的曲面的方式弯曲为波状的上述波纹板，在上述波纹板的波状端部中，安装至少上表面部由平滑的曲面构成、且上述上表面部比上述波纹板的端部中的凸部突出的物体，并且上述波纹板与上述物体被电连接，而且上述波纹板的表面被绝缘包覆。

11.  根据权利要求1～10中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
在将上述波纹板的从凸部顶部到凹部底部的深度设为h、将凹部的宽度设为d、将金属异物的长度设为L、并设为α＝(h-L)/d时，以使α成为0.8以上的方式构成了上述波纹板。

12.  根据权利要求11所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
将上述波纹板构成为(h-3)/d≥0.8。

13.  根据权利要求11所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
将上述波纹板构成为(h-6)/d≥1.0。

14.  根据权利要求1～13中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
构成为从位于上述波纹板两端部的凸部的顶部朝向波纹板端部的部分的曲率大于这些部分以外的凸部的曲率。

15.  根据权利要求1～14中的任意一项所述的气体绝缘电气装置，其特征在于，
在上述波纹板的凹部设置了粘接层。

气体绝缘电气装置
技术领域
本发明涉及一种如下的气体绝缘电气装置：在接地容器(groundtank)内收容高电压导体，并在接地容器内填充绝缘气体，从而使高电压导体与接地容器绝缘。
背景技术
在以往存在的气体绝缘电气装置中，在接地金属容器内收容高电压导体，并在该容器内填充绝缘气体，从而可以实现绝缘。在该情况下在组装气体绝缘电气装置时，有时金属异物侵入到容器内，金属异物由于在对高电压导体进行通电时发生的强电场而浮起，附着到高电压导体或接近高电压导体，从而有时降低装置的耐电压性能。
因此，在以往的气体绝缘电气装置中，在容器的轴向上配置一个以上的金属棒，并对该金属棒的表面实施绝缘包覆，在与容器接触的部分的低电场部设置具有用于捕获粒子的结构的粒子捕获器(参照专利文献1)。
另外，在其它以往的气体绝缘电气装置中，在容器的下部设置有用于捕获导电性微粒的微粒捕获器，并配置成将引导板弯曲为锯齿状而使其朝下的倾斜朝向微粒捕获器，从而使微粒被微粒捕获器捕获(参照专利文献2)。
而且，在其它以往的气体绝缘电气装置中，在容器内面设置交替地连续配置了多个平滑的波状的凹凸的金属板，并且对凹部实施绝缘包覆，而在凹部的低电场部捕获异物(参照专利文献3)。
专利文献1：日本实开昭56-145313(第3页14～第4页4行、图5～6)
专利文献2：日本实开昭56-73124(第4页16～第5页12行、图3～5)
专利文献3：日本实开昭62-57511(第3页11～14行、第4页4～8行、图1)
以往的气体绝缘电气装置如上所述构成，因此，在上述专利文献1示出的气体绝缘电气装置中，如果想要在容器底面的规定区域中捕获异物，则需要配置多个金属棒，由于进行配置时的位置调节困难，并且为了固定而需要焊接等，所以存在进行设置用的成本变高这样的问题点。
另外，在上述专利文献2示出的气体绝缘电气装置中，由于在容器的下部设置捕获器所以花费成本，并且电场集中于弯曲成锯齿状的引导板的凸部、引导板的端部，所以存在引导板中的耐电压性能降低这样的问题点。
而且，在上述专利文献3示出的气体绝缘电气装置中，由于没有对凸部实施绝缘包覆，所以在电场强的凸部存在异物时，该异物易于朝向高电压导体而浮起，存在耐电压性能降低这样的问题点。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种具有如下异物捕获器的气体绝缘电气装置，其中，所述异物捕获器可以可靠地捕获装置内的异物，并且可以抑制电场集中而耐电压性能优良，还可以容易地设置在接地容器中。
本发明所涉及的气体绝缘电气装置包括：填充有绝缘气体的接地容器；以及在该接地容器内经由绝缘间隔物而设置的高电压导体，其中，以使将波纹板(corrugated plate)中的具有同一高度的部分进行连接的线与接地容器的中心轴平行的方式，在接地容器内配置了以至少使凸部的面成为平滑的曲面的方式弯曲为波状的上述波纹板。
根据本发明的气体绝缘电气装置，包括：填充有绝缘气体的接地容器；以及在该接地容器内经由绝缘间隔物而设置的高电压导体，其中，以使将波纹板中的具有同一高度的部分进行连接的线与接地容器的中心轴平行的方式，在接地容器内配置了以至少使凸部的面成为平滑的曲面的方式弯曲为波状的上述波纹板，所以可以沿着接地容器的内面容易地弯曲波纹板，并且向接地容器的焊接等固定作业也以最小限来完成，所以可以容易地进行设置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的气体绝缘电气装置的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1的气体绝缘电气装置的侧面截面图。
图3是示出接地容器3的底部的放大侧面截面图。
图4是从图3的A方向观察的正面截面图。
图5是示出接地容器3的底部的放大正面截面图。
图6是示出接地容器3的底部的放大侧面截面图。
图7是从图6的B方向观察的正面截面图。
图8是示出接地容器3的底部的放大侧面截面图。
图9是示出本发明的实施方式2的气体绝缘电气装置的放大截面正面图。
图10是示出本发明的实施方式3的气体绝缘电气装置的侧面截面图。
图11是示出本发明的实施方式4的气体绝缘电气装置的立体图。
图12是示出本发明的实施方式5的气体绝缘电气装置的立体图。
图13是示出本发明的实施方式6的气体绝缘电气装置的侧面截面图。
图14是示出本发明的实施方式7的气体绝缘电气装置的侧面截面图。
图15是示出本发明的实施方式7的气体绝缘电气装置的正面截面图。
图16是示出本发明的实施方式8的气体绝缘电气装置的正面截面图。
图17是示出容器底面电场与最大浮起高度的关系的线图。
图18是示出异物的长度与浮起电场的关系的线图。
图19是示出波纹板的形状系数与波纹板的凹部底部的电场的关系的线图。
图20是示出波纹板的形状的截面图。
图21是示出波纹板的凹部形状及其电场分布、以及异物进入的状态的截面图。
图22是示出本发明的实施方式9的气体绝缘电气装置的正面截面图。
图23是示出本发明的实施方式10的气体绝缘电气装置的正面截面图。
具体实施方式
实施方式1
以下根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是示出本发明的实施方式1的气体绝缘电气装置的立体图，示出用截面来切取接地容器的一部分的状态。图2是示出本发明的实施方式1的气体绝缘电气装置的侧面截面图。
图中，在本发明的气体绝缘电气装置1中，在筒状的接地容器3中填充有绝缘气体，沿着接地容器3的中心轴配置有高电压导体2。该高电压导体2通过由绝缘性的部件构成的绝缘间隔物4而被接地容器3支撑。
作为填充到接地容器3内的绝缘气体，使用SF6、干燥空气、氮、二氧化碳等，但为了提高绝缘气体的绝缘性能并且紧凑地构成气体绝缘电气装置1整体，一般将绝缘气体的压力设定得比大气压高而密封在接地容器3内。
在接地容器3的底面部设置有异物捕获器5，异物捕获器5通过焊接与接地容器3进行固定，从而与接地容器3电连接。异物捕获器5包括：通过对金属板实施规定的弯曲加工而至少使凸部的面形成为平滑的曲面的波纹板6；以及安装在该波纹板6的波状端部、并且与波纹板6电连接的金属圆杆7。
另外，被配置成使将波纹板6中的具有同一高度的部分进行连接的线(图1中的直线6a)与接地容器3的中心轴平行。即，以使波纹板6中的波状端部沿着接地容器3的圆周的方式，将波纹板6设置在接地容器3内。并且，波纹板6和金属圆杆7的表面被实施绝缘包覆。
图3是示出图2所示的接地容器3的底部的放大侧面截面图，图4是从图3的A方向观察的正面截面图。例如通过对厚度t＝0.5～5mm程度的铝、铁或不锈钢等的金属板进行弯曲加工而制作波纹板6。弯曲加工后的波纹板6的高度H是由金属板的厚度t决定的，成为大致H＝1～20mm程度。
如果在接地容器3内部设置这样的波纹板6，则电场集中于金属的端部，波纹板6的绝缘性能降低。由于尤其电场集中于波纹板6的端部中的凸部6b部分，因此需要使该凸部6b部分中的电场缓和，为此在波纹板6的波状端部安装有金属圆杆7。
此处，金属圆杆7的直径φ与波纹板6的高度H的关系成为φ≥H，所以金属圆杆7的上表面成为与凸部6b相同、或者成为高的位置，凸部6b中的电场被有效地缓和。
在增大了金属圆杆7的直径φ的情况下，金属圆杆7的上表面接近高电压导体2，但在该情况下，如果不存在金属圆杆7的上表面中的电场变得过高的可能性，则可以设为φ≥2H，通过这样构成，凸部6b中的电场集中被充分缓和。
接下来，对异物捕获器5的异物捕捉效果进行说明。在对高电压导体2施加了电压时，接地容器3的内面中的电场变高。此时，在金属异物混入到接地容器3内时，金属异常通过电场的作用而带电，在从接地容器3的内面浮起的方向上受到静电力。
在静电力超过金属异物的重量时，金属异物浮起，并朝向高电压导体2开始进行移动。一般，高电压导体2中的电场比接地容器3的底面中的电场高，所以在金属异物向高电压导体2接近或接触时，高电压导体2的耐电压性能降低。
另外，关于对该耐电压性能带来最大影响的金属异物的形状，是金属异物的形状为线状的时候，即使假设没有发生使这样的线状的金属异物朝向高电压导体2浮起程度的充分大的静电力，例如在以机械振动等为契机而使线状的金属异物立起时，有时也由于静电力而使立起状态继续，此时金属异物前端的电场局部地变大，从而还发生使耐电压性能降低这样的事态。
与此相对，在本发明的异物捕获器5中，波纹板6的凹部6c成为低电场部，在金属异物进入到凹部6c时，不会受到引起浮起或立起的程度的静电力。通过调节凹部6c的宽度或深度，可以使凹部6c的电场成为不存在异物捕获器5时的接地容器3的底面的电场的几分之一～十几分之一、或其以下。
另一方面，如图5所示，波纹板6的凸部6b部分中存在的金属异物8a、以及未设置异物捕获器5的接地容器3的侧面部中存在的金属异物8b通过向高电压导体2的电压施加而受到静电力从而开始动起来，并由于重力而向下方移动，从而最终地进入到异物捕获器5的低电场部而使得不再动。
为了使以上那样的动作最大限度地发挥效果，在气体绝缘电气装置1的运转前实施使向高电压导体2施加的施加电压逐渐提高的所谓预施加即可。由此，金属异物被逐渐导入到设置在接地容器3下方的异物捕获器5所生成的低电场部。除此之外，也可以通过提供机械振动，使金属异物由于金属异物自身的重力而向下方移动。
如上所述，金属异物浮起是因为金属异物由于电场而带电从而受到静电力，如果可以抑制金属异物带电，则可以有效地抑制浮起。
因此，如果通过在异物捕获器5的表面涂敷绝缘物等而进行绝缘包覆，则可以抑制向金属异物供给电荷从而抑制带电，可以有效地捕捉金属异物。
在本发明的利用了波纹板6的异物捕获器5中，在凸部6b中电场变高，所以通过对凹凸的两方的部分、即异物捕获器5的整个表面进行绝缘包覆，可以抑制凸部6b中存在的金属异物浮起，在凹部6c中有效地捕捉金属异物。而且，在异物捕获器5的制造过程中，例如对于异物捕获器5全体，将绝缘物进行喷涂等即可，能够以低成本进行绝缘包覆。
在以上那样的异物捕获器5中，作为使波纹板6的端部中的凸部6b的电场集中缓和的方法，叙述了设置直径φ的金属圆杆7的例子，但除此以外也可以在波纹板6的端部设置以使高度成为φ的方式卷绕的弹簧，而且设置直径φ的中空状的金属管也可以抑制波纹板6的端部中的电场集中。
另外，如图6、图7所示，即使使用φ＜H那样的直径φ的金属圆杆11，只要配置成使该金属圆杆11仅与波纹板6的端部中的凸部6b接触而连接，则与上述的情况同样地，可以抑制波纹板6的端部中的电场集中，可以提供耐电压性能优良的异物捕获器5。另外，图6是示出接地容器3的底部的放大侧面截面图，图7是从图6的B方向观察的正面截面图。
即，作为在波纹板6的波状端部安装的物体，至少上表面部由平滑的曲面构成，而且上表面部是比波纹板6的端部中的凸部6b突出的结构即可，显然截面无需是圆的形状。
另外，即使沿着波纹板6的波状端部包覆了绝缘物，也可以抑制波纹板6的端部中的电场集中。而且，如图8所示，即使构成为使波纹板6的端部中的凸部6b朝向接地容器3的底面而弯曲，从而形成曲面，也可以抑制波纹板6的端部中的电场集中。
异物捕获器5的波纹板6和金属圆杆7由于与接地容器3电连接，所以波纹板6与金属圆杆7成为接地电位，可以抑制在与接地容器3之间发生部分放电，提高了绝缘性能，但即使在波纹板6和金属圆杆7未与接地容器3电连接的情况下，有时当异物捕获器5离接地容器3很近时，成为接近接地电位的状态，实际应用中不会有问题。
但是，在设计上接地容器3的底面的电场变高的情况、高电压导体2在异物捕获器5附近的情况等，异物捕获器5的电位变高，有时由于与接地容器3之间的电位差而发生部分放电，所以在该情况下需要使异物捕获器5与接地容器3电连接。
通过如上所述构成，将以至少使凸部的面成为平滑的曲面的方式弯曲为波状的波纹板6中的具有同一高度的部分进行连接的线(图1中的直线6a)被配置成与接地容器3的中心轴平行，即，以使波纹板6中的波状端部沿着接地容器3圆周的方式在接地容器3内设置了波纹板6，所以波纹板6变得易于沿着接地容器3的底面形状弯曲，变得可以容易设置。而且，利用焊接等而将波纹板6固定到接地容器3的固定作业也能够以最小限来完成，所以可以容易设置。
另外，由于在波纹板6的波状端部安装有直径至少为波纹板6的厚度以上的金属圆杆7、金属管、或弹簧，所以可以缓和电场集中于波纹板6的凸部端部，可以提供耐电压性能优良的异物捕获器5。
而且，即使是直径比波纹板6的厚度小的金属圆杆11，也可以构成为将位于波纹板6端部的凸部6b连接而设置，或者利用绝缘物来包覆波状端部，而且使波纹板6的端部中的凸部6b朝向接地容器3弯曲，通过这样构成，可以缓和电场集中于波纹板6的端部，可以提供耐电压性能优良且可以捕获异物的异物捕获器。
另外，由于异物捕获器5的整个表面被绝缘包覆，所以可以抑制金属异物带电，可以抑制异物捕获器5的凸部中的金属异物的不需要的浮起，固定进入到凹部的异物而实现无害化。另外，异物捕获器5与接地容器3电连接，所以可以防止在异物捕获器5与接地容器3之间发生部分放电，可以实现绝缘性能优良的气体绝缘电气装置1。
实施方式2
图9是示出本发明的实施方式2的气体绝缘电气装置的放大截面正面图。在本实施方式中，在将波纹板21的凸部21b(所谓向上凸的部分)的宽度设为dt、将凹部21c(所谓向下凸的部分)的宽度设为do时，波纹板21被弯曲加工成do≤dt。
通过如上所述构成，在波纹板21的凸部21b中，可以抑制电场上升，而且可以降低凹部21c中的电场，所以可以有效地捕捉金属异物。
即，与上述相反地在使do与dt的关系成为dt≤do时，波纹板21的凸部21b的形状与设为do≤dt的情况相比成为前端尖的形状，所以电场进一步集中于凸部21b部分，导致电场的上升变得显著。与此相对，如果构成为do≤dt，则凸部21b的形状变得平缓，电场的集中被缓和。
实施方式3
图10是示出本发明的实施方式3的气体绝缘电气装置的侧面截面图。在气体绝缘电气装置1的接地容器3内，在绝缘间隔物4a、4b之间设置有多个异物捕获器5a、5b。另外，在图10中，示出了设置有两个异物捕获器5a、5b的情况，但也可以设置三个以上的异物捕获器。
可以排列设置多个异物捕获器5。此时，为了缓和间隙部分的电场，有效的是将异物捕获器5间的间隙设定成波纹板6的高度H程度或其以下。
通过如上所述构成，即使接地容器3的尺寸较大、且绝缘间隔物4间的距离较大，也可以通过在绝缘间隔物4间设置多个操作性优良的大小的异物捕获器5来实现目的，所以可以容易地设置气体绝缘电气装置1。
实施方式4
图11是示出本发明的实施方法4的气体绝缘电气装置的立体图，示出了以截面切取接地容器的一部分的状态。在图中，使异物捕获器5中的波纹板31的凸部31b形成为曲面状，并且凹部31c形成为平面状。
这样，为了抑制电场的上升，优选使凸部31b形成为平滑的曲面状，但凹部31c形成为平面状也可以确保低电场，所以可以得到能在凹部31c捕捉异物的异物捕获器5。
实施方式5
图12是示出本发明的实施方式5的气体绝缘电气装置的立体图，示出了以截面切取接地容器的一部分的状态。在异物捕获器5中的波纹板41中设置有多个贯通孔41a。
作为贯通孔41a，在设为直径为0.5～5mm的圆形孔时，可以容易地进行开孔工作，但未必一定需要圆形。贯通孔41a的内部位于波纹板41与接地容器3之间，成为电场极低的部分。
因此，进入到贯通孔41a中的异物不会由于静电力而再次浮起，而被可靠地捕捉到异物捕获器5中。另外，还可以代替设置了贯通孔41a的波纹板41而使用金属网，从而得到与上述同样的效果。
实施方式6
图13是示出本发明的实施方式6的气体绝缘电气装置的侧面截面图。在图中，高电压导体2的表面被绝缘包覆45覆盖。而且，在接地容器3的底面设置有异物捕获器5。
气体绝缘电气装置1整体的耐电压性能往往由异物决定，所述异物受高电压导体2中的电场的影响和接地容器3中的电场的影响。对于这样的气体绝缘电气装置1，通过利用绝缘包覆45覆盖高电压导体2的表面，可以提高高电压导体2的耐电压性能，并且可以通过设置异物捕获器5而抑制异物浮起。
通过如上所述构成，即使高电压导体2与接地容器3之间的绝缘距离较小，也可以抑制异物浮起，维持并提高耐电压性能，可以进一步缩小气体绝缘电气装置1整体的尺寸。
实施方式7
图14是示出本发明的实施方式7的气体绝缘电气装置的侧面截面图，图15是同样的正面一部分截面图。通过在接地容器3的底面部设置异物捕获器51并通过焊接与接地容器3进行固定，从而进行电连接。
异物捕获器51由波纹板52和金属圆杆53构成，被配置成使将波纹板52中的具有同一高度的部分进行连接的线相对于接地容器3的中心轴成为直角，其中，波纹板52通过对金属板实施规定的弯曲加工而形成，所述金属圆杆53安装在波纹板52的波状端部，并且直径为波纹板52的高度以上，而且与波纹板52电连接。即，以使波纹板52中的波状端部沿着接地容器3侧面的方式，在接地容器3内设置有波纹板52。另外，波纹板52的表面被绝缘包覆。
由于配置成使将波纹板52中的具有同一高度的部分进行连接的线相对于接地容器3的中心轴成为直角，所以如图15所示，异物捕获器51未沿着接地容器3的曲面，而成为中央部浮起的状态。
由此，异物捕获器51与实施方式1的情况相比接近高电压导体2，但由于可以通过异物捕获器51捕捉异物，所以即使在发生高的电场那样的环境下也可以动作。因而，可以减小接地容器3与高电压导体2之间的绝缘距离，可以紧凑地设计气体绝缘电气装置1整体。
在该情况下与实施方式1的情况相比，制造所涉及的工序数增加，但通过以沿着接地容器3内面的方式预先加工波纹板52，可以抑制电场在波纹板52的中央部的凸部52a中上升，可以设为耐电压性能优良的异物捕获器51。
如上所述，以使将波纹板52中的具有同一高度的部分进行连接的线相对于接地容器3的中心轴成为直角的方式，在接地容器3内配置可通过在波纹板52的波状端部设置金属圆杆53来缓和电场的异物捕获器51，从而可以抑制电场在异物捕获器51中上升，可以提供耐电压性能优良的异物捕获器51。
另外，虽然未详细叙述，但在本实施方式中可以采用实施方式1中示出的各种结构，即，既可以代替金属圆杆而设置金属管或弹簧，也可以使直径比波纹板的厚度小的金属圆杆与凸部接触而进行设置。
另外，也可以构成为在波状端部包覆绝缘物、或使端部中的凸部朝向接地容器3弯曲。而且，既可以将异物捕获器51的整个表面进行绝缘包覆，另外也可以在本实施方式中采用实施方式2～6中示出的结构。
实施方式8
图16是示出本发明的实施方式8的气体绝缘电气装置的正面一部分截面图。在异物捕获器中的波纹板54中，将从凸部顶部到凹部底部的深度设为h(＝H-t)(mm)、将凹部的宽度设为d(mm)。另外，将未图示的捕捉用的最大异物的长度设为L(mm)。
在波纹板54中，在作为规定凹部形状的尺度之一而定义了形状系数α＝(h-L)/d时，在本实施方式中，以使波纹板54的形状系数α成为α≥0.8～1.0的方式形成波纹板54。
以下，说明以使形状系数α成为α≥0.8～1.0的方式进行设定的理由。通常，将容器底面的电场设计成在气体绝缘电气装置的运转中不会使异物由于静电力而浮起，或者设计成即使浮起也不会到达至高电压导体2那样的电场。
关于容器底面的电场与异物的浮起的关系、以及与到达至高电压导体2的关系，例如成为如图17所示的关系。图17示出金属异物的长度为3mm、直径为0.2mm的铝线时的容器底面电场(kVrms/mm)与最大浮起高度(mm)的关系，实线表示容器内壁仅由金属构成的情况，并且虚线表示在容器内壁涂敷了苯二甲酸类树脂的情况。
在图中，在容器内壁仅由金属构成的情况下，在容器底面电场为0.4kVrms/mm时异物已经浮起，在1.0kVrms/mm时到达高电压导体2。另一方面，在用苯二甲酸类树脂涂敷了容器内壁的情况下，在0.7kVrms/mm时异物浮起，在1.3kVrms/mm时到达高电压导体2。
这样，在假设了长度3mm的铝线异物的情况下，在容器内壁仅为金属的情况、或者用苯二甲酸类树脂涂敷的情况下的容器设计电场的上限为大致1kVrms/mm，在超过该值时，铝线异物到达高电压导体2而有可能产生绝缘破坏。
另外，在混入了比3mm长的铝线异物的情况下，即使在1kVrms/mm以下的电场下异物也有可能达到高电压导体2而产生绝缘破坏。如果作为具有混入到容器中的可能性的异物的尺寸而假设最大为3mm时，容器设计电场的上限为大致1kVrms/mm。
另一方面，通过将金属线的形状看作半旋转椭圆体，可以用下式逻辑上计算出用于使在金属表面上竖立的状态下的线状异物浮起的电场E。
浮起电场E＝{ln(2L/r)-1}[2ρr²g/(3ε₀L{ln(L/r)-0.5})]^0.5…(1)
此处，r、L、ρ分别为异物的半径、长度、密度，g为重力加速度，ε₀为真空的介电常数。
图18是根据式(1)，对于半径r为0.2mm的铝的线状异物示出异物的长度L与浮起电场E的关系的图。在长度L为3mm的异物的逻辑上的浮起电场E大约是0.1kVrms/mm，在长度为6mm的情况下，大约是0.08kVrms/mm，随着异物长度变长，浮起电场E降低。
因此，为了用捕获器可靠地捕获异物，需要如下的波纹板的形状以及尺寸：在容器内存在的异物的最大长度例如是3mm的情况下，使异物进入0.1kVrms/mm以下的区域，在6mm的情况下，使异物进入0.08kVrms/mm以下的区域。
接下来，对波纹板54的凹部中的电场分布进行说明。图19的曲线(a)是表示通过电场解析而求出了在容器底面的电场为1kVrms/mm的底面设置异物捕获器的情况下作为波纹板54的形状系数β而定义了β＝h/d时的、β与波纹板54的凹部底部的电场之间的关系的结果的线图。
另外，图19的曲线(b)是示出了在电场1kVrms/mm的容器底面设置了如图20所示的形状系数β＝3的波纹板的情况下将波纹板的凸部顶部起到波纹板凹部的深度设为hi时γ＝hi/d与深度hi处的电场之间的关系的线图。
如图19所示，在电场为0.1kVrms/mm以下的区域、即形状系数β≥0.8的区域中，曲线(a)与曲线(b)大致重叠。即，在电场为0.1kVrms/mm以下的区域中，可知如图20所示的波纹板凹部的任意深度hi处的电场，与以宽度为d且深度h为hi的方式形成的波纹板的凹部的底部中的电场大致相同。
根据这样的波纹板凹部的电场分布的特征，对波纹板凹部应具备的形状进行说明。例如，在最大异物的长度为3mm的情况下，如图18所示，需要使波纹板凹部的底面的电场为0.1kVrms/mm以下，但是在此当假设考虑将凹部的深度设为h1、将宽度设为d、将凹部的底面电场设为0.1kVrms/mm的波纹板时，其形状系数β1如图19所示，被决定成β1＝h1/d＝0.8。
但是，由于需要使异物的全体进入到0.1kVrms/mm以下的区域，所以实际上作为波纹板的深度h而考虑异物的长度3mm，需要h≥h1+3(mm)。即，由于h1≤h-3，所以向该式代入将h1/d＝0.8进行变形而得到的h1＝0.8d并整理，重新定义为形状系数α时，表示为α＝(h-3)/d≥0.8。
图21示出满足该条件的波纹板的凹部形状及其电场分布、以及进入了异物X的状态。同样地在最大异物的长度为6mm的情况下，需要使异物全体为0.08kVrms/mm以下，所以如图19所示，为了成为0.08kVrms/mm以下，需要将捕获器形状的形状系数β设为1.0以上，需要与3mm的情况同样地进行计算而设为形状系数α＝(h-6)/d≥1.0。
之后，当决定凹部的深度h或宽度d中的任一个时，所需的另一方的尺寸被自动地决定。另外，即使异物的最大长度为上述以外，也可以通过同样的方法求出所需的形状系数。实际应用中，混入到容器中的异物的大小的最大值是此处叙述的3～6mm，其以上的大小的异物在制造工序中被去除，所以形状系数α只要制作成α＝(h-L)/d≥0.8～1.0就足够了。
如上所述，按照混入到容器内的异物的大小来定义波纹板凹部的形状系数，从而可构成具有能够可靠地捕获目标大小的异物的异物捕获器的气体绝缘电气装置。
实施方式9
图22是示出本发明的实施方式9的气体绝缘电气装置的正面一部分截面图。本实施方式的异物捕获器中的波纹板55成为多个凸部55b～55e与凹部交替排列的形状，形成为这些凸部之中从位于波纹板55两端部的凸部55b、55e的顶部朝向波纹板端部的部分55a、55f的曲率大于这些部分以外的凸部55b、55c、55d、55e的曲率。
由此，可以抑制从位于作为凸部不邻接的部分的两端部的凸部55b、55e的顶部朝向波纹板端部的部分55a、55f的电场变高，所以可以抑制由波纹板55引起的绝缘破坏，构成可靠性高的气体绝缘电气装置。
实施方式10
图23是示出本发明的实施方式10的气体绝缘电气装置的正面一部分截面图。本实施方式的异物捕获器中的波纹板56成为多个凸部与凹部交替排列的形状，其中在凹部中设置有粘接层57a、57b、57c。
如上所述通过在凹部设置粘接层57a、57b、57c，不会使进入到异物捕获器中的异物机械性地弹回等而再次浮起，而可以可靠地捕获到异物捕获器内。另外，在工厂中安装了气体绝缘电气装置之后一旦施加电压而将异物捕获到异物捕获器中时，该异物在气体绝缘电气装置的输送中也被可靠地捕获到异物捕获器内，在现场安装之后，无需为了使异物向异物捕获器内移动而进行逐渐提高电压这样的作业，可以立即施加运转电压。
另外，粘接层57a、57b、57c的粘接力在运转中由于经年变化，或者由于任何要因而降低甚至失去的情况下，异物也被低电场部捕获，所以不会再次浮起而使绝缘性能变差。
不设置异物捕获器而仅在容器内面设置粘接层时，如上所述在粘接力降低这样的情况下，不仅异物再次浮起而降低绝缘性能，而且线状异物以保持竖立的形式通过粘接层的粘接力而被固定，在异物的前端产生电场集中，从而还有可能降低绝缘性能。
与此相对，如本实施方式，在异物捕获器的凹部设置粘接层时，即使假设线状异物以保持竖立的形式被固定，也由于异物捕获器的凹部是低电场，所以可以抑制电场集中，可以防止绝缘性能降低。