CN102171902A - 气体绝缘开闭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种气体绝缘开闭装置，其可提高变流器次级电路的可靠性，谋求电力系统的稳定。在圆筒状的母线容器(1)中，密封有绝缘气体，张设接纳有主电路导体(2)。在母线容器(1)中设置法兰(3)。按照与母线容器(1)邻接的方式设置变流器容器(4)。变流器容器(4)由内筒(5)和外筒(6)构成。在内筒(5)的外周面上，经由绝缘缓冲件(10)而设置3个变流器(11)。在内筒(5)的纵向另一端上，在其与母线容器(1)之间，形成绝缘空隙(9)。在绝缘空隙(9)侧的内筒(5)和外筒(6)之间，通过连接导体(16)而电连接有伴随所外加的电压的值，电阻值改变的可变电阻(非线性电阻体(15)。可变电阻(15)在外加规定值以上的突然波动电压时实现导通。
Description
技术领域
本发明涉及密封有绝缘气体的气体绝缘开闭装置，其具有为了测定流过主电路导体的电流而设置的变流器容器。
背景技术
一般，气体绝缘开闭装置多用于电力系统的开闭，以便进行电力的送配电，受配电。气体绝缘开闭装置中的主电路导体进行相分离配置或三相共箱配置。
为了测定流过相分离配置的主电路导体的电流，按照与张设接纳主电路导体母线的母线容器邻接的方式设置变流器容器。变流器容器由内筒和外筒构成，在内筒的外周面上设置变流器容器。伴随气体绝缘开闭装置的容量的增加，使变流器多重化。
变流器构成下述的贯通型的仪表用变流器，其中，主电路导体为一次导体，设置于内筒的外周面上的变流器的次级线圈为二次导体。在变流器的次级线圈上连接作为次级电路的电流测量电路，测定通过变流器检测的主电路导体的通过电流。这样的变流器容器例如，在JP特开2003-164024号(文献1)中记载。
另一方面，从确保安全性的观点，接纳主电路导体的母线容器和变流器容器实现接地。为此，设置有变流器的内筒和外筒构成闭环，通过主电路导体，感应电流流过变流器容器(内筒和外筒)，无法以良好的精度进行变流器的电流测定。为了防止该情况，在内筒的纵向的一端和母线容器之间，形成绝缘空隙。
但是，在气体绝缘开闭装置中，在隔断器、断路器、接地开闭器的开闭时产生的较大的开闭电涌在主电路导体中形成行进波而移动，在与主电路导体面对的母线容器中，根据母线容器的阻抗、主电路导体和母线容器之间的静电容器等，诱导高频的突然波动电压。
在母线容器中行进的感应突然波动电压在于变流器容器内筒和母线容器之间形成的绝缘空隙的行进受到妨碍，在变流器容器外筒和主电路导体之间产生突然波动电压。变流器曝露于在变流器容器外筒和主电路导体之间产生的突然波动电压中，按照浮游静电电容耦合。于是，在变流器中诱导突然波动电压，移到次级电路中。
在变流器中诱导的突然波动电压也依赖于气体绝缘开闭装置的额定电压和变流器容器的直径等，其峰值为数十kV，频率在数MHz～数十MHz的范围内。
在过去，在作为次级电路的电流测定电路中，设置可变电阻等的电涌吸收器，保护构成突然波动电压的电流测定电路的电子部件。
发明内容
发明的概述
在已有技术中，在作为次级电路的电流测量电路中，设置电涌吸收器，避免突然波动电压的影响。但是，如果在次级电路上施加过大的突然波动电压，则具有对电子部件造成妨碍的机会增加，显著降低次级电路的可靠性的问题。
本发明的目的在于提供一种气体绝缘开闭装置，其可提高变流器次级电路的可靠性，谋求电力系统的稳定。
用于解决课题的技术方案
本发明的特征在于设置突然波动电压抑制机构，其在上述内筒和外筒之间外加因开闭突然波动电压而产生的感应突然波动电压时使内筒和外筒之间短路。
作为本发明的突然波动电压抑制机构的优选的一个例子采用非线性电阻体，其电连接于上述内筒和外筒之间，在外加规定电压以上的上述感应突然波动电压时实现导通。
另外，作为突然波动电压抑制机构的另一例子，在母线容器的法兰上固接设置有高介电常数材料覆盖膜板，其在商用频率区域，为高阻抗，在开闭电涌的高频区域，为低阻抗，高介电常数材料覆盖膜板按照与上述内筒的纵向一端电连接的方式构成。
发明的效果
在本发明中，由于在于变流器容器的内筒和外筒之间，外加因开闭电涌而产生的感应突然波动电压时，将内筒和外筒之间短路，故可抑制外加于变流器次级电路上的突然波动电压的值。于是，可提高变流器次级电路的可靠性，谋求电力系统的稳定。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施例的局部剖开的剖视图；
图2为用于说明本发明的突然波动电压路线图；
图3为表示本发明的另一实施例的局部剖开的剖视图。
具体实施方式
实施发明的最佳实施例
下面参照附图，对本发明的一个实施例进行说明。
(实施例1)
图1表示本发明的一个实施例。图1为气体绝缘开闭装置的局部剖开的剖视图，表示相分离配置的一相量。
在图1中，在圆筒状的母线容器1中，密封有绝缘气体，张设接纳主电路导体2。在母线容器1中设置法兰3。按照与母线容器1邻接的方式设置变流器容器4。变流器容器4由内筒5和外筒6构成，在本实施例中，在与母线容器1邻接的另一母线容器的一部分用作内筒5。
外筒6的纵向一端通过圆环板7而将内筒5之间密封，在其另一端，设置与母线容器1的法兰3连接的法兰8。在变流器容器4中，通过图中未示出的螺栓，将外筒6的法兰8与母线容器1的法兰3连接固定，形成密封容器。从外筒6的法兰8，到圆环板7的部分构成变流器容器4。绝缘气体也密封于变流器容器4的内部。
在内筒5的纵向另一端，在其与母线容器1之间，形成绝缘空隙9。绝缘空隙9在内筒5的全周的范围内形成。在内筒5的外周面上，设置圆筒状的绝缘缓冲件10。在内筒5的外周面上，经由绝缘缓冲件10，设置3个变流器11。变流器11为3重型结构。
变流器11通过模制的方式形成，图示右侧的变流器11按照密贴于圆环板7的内面的方式设置。在变流器11之间，设置绝缘圆环板12。在图示左侧的变流器11的侧面上设置圆环状的压板13，该压板13通过螺栓14而与圆环板7连接。
在绝缘空隙9侧的内筒5和外筒6之间，伴随所外加的电压的值，电阻值变化的可变电阻(非线性电阻体)15通过连接导体16而电连接。可变电阻15在外加规定值以上的感应突然波动电压时导通。可变电阻15例如，沿变流器容器4的周向每次按照120度而设置3个。
在变流器容器4中设置密封端子17，在密封端子17上连接次级电路伸出管18。3个变流器11通过次级伸出管19，与密封端子17连接。通过3个变流器11检测的主电路导体2的电流信号从密封端子17，通过次级电路伸出管18侧的次级伸出管19，送给图中未示出的电流测量电路。
在该方案中，断路器等的开闭突然波动电压构成主电路导体2的行进波，从图示右侧，移向图示左侧。在与主电路导体2面对的母线容器1中，根据母线容器1的阻抗、主电路导体2和母线容器1之间的静电电容等，感应出高频的突然波动电波。
在母线容器1中感应的突然波动电压在母线容器1中行进。对于在母线容器1中行进的突然波动电压，在形成于内筒5和母线容器1之间的绝缘空隙9中其行进受到妨碍，在外筒6和主电路导体2之间，感应出突然波动电压。在变流器容器4的内筒5和外筒6之间，外加作为外筒6和主电路导体2之间的突然波动电压以及母线电容1与主电路导体2的突然波动电压的差电压的突然波动电压。该突然波动电压的峰值在50万V的电力系统中，例如，为数十kV。
变流器11曝露于在外筒6和主电路导体2之间产生的感应突然波动电压中，按照浮游静电电容而耦合。于是，在过去，在变流器11中，感应出数十KV的突然波动电压，移到次级电路。
在这里，为了容易理解本发明的效果，对本发明人通过模拟而计算外加于开闭突然波动电压和变流器容器的内筒和外筒上的突然波动电压的一个例子进行说明。模拟结果为50万v的电力系统的结果。
图2为突然波动电压的路线图，在开闭突然波动电压E通过计算而求出时，其峰值为1225kV。如果变流器容器外筒6和接地之间的电压为V11，主电路导体2和变流器容器外筒6之间的电压为V12，母线容器1和接地之间的电压为V21，母线容器1和主电路导体2之间的电压为V22，则开闭突然波动电压E象下述式那样表达：
E＝V11+V12＝V21+V22 ……(式1)
如果开闭突然波动电压为1225KV，计算突然波动电压V21，V22，则：
V21＝878kV，V22＝347kV。
由于变流器容器4的直径不同，故母线容器1的突然波动阻抗改变，突然波动电压V11，V12按照同样方式求出，此时，
V11＝842kV，V12＝383kV。
在变流器容器4的内筒5和外筒6之间，外加下述这样的突然波动电压。
V21-V11＝V12-V22＝36kV
于是，在过去，在变流器11上，感应出36kV的突然波动电压，移到次级电路。
在本发明中，在变流器容器4的内筒5和外筒6之间，电连接有可变电阻15。该可变电阻15在突然波动电压为规定值的可变电阻电压时，实现导通，将内筒5和外筒6电连接。可变电阻15的可变电阻电压为数千V(2千～3千V)，数千V的突然波动电压外加于次级电路上。
于是，外加于变流器次级电路上的突然波动电压在1/10以下，可大幅度地降低。其结果是，可提高变流器次级电路的可靠性，谋求电力系统的稳定。
(实施例2)
图3表示本发明的另一实施例。图3的实施例按照静电电容，将母线容器和变流器容器内筒之间的绝缘空隙电连接。
在图3中，与图1相同的标号表示对应部件，在连接有变流器容器外筒6的另一端的母线容器1的法兰3上，沿周向在全周范围内固接而设置有高介电常数材料覆盖膜板20。作为高介电常数材料，例如，采用环氧树脂底涂料、聚四氟乙烯(注册商标：特氟隆)等。高介电常数材料覆盖膜板20构成较大的静电电容，在商用频率区域，为高阻抗，在高频突然波动电压的高频区域，为低阻抗。
在绝缘空隙9中设置导电性的金属波纹管21。金属波纹管21沿周向在全周的范围内设置。金属波纹管21的一端固接于内筒5的纵向另一端，另一端熔接于高介电常数材料覆盖膜板20上。高介电常数材料覆盖膜板20通过金属波纹管21，与内筒5的纵向另一端电连接。在金属波纹管21中，开设有使绝缘气体通过的多个孔(图中未示出)。
如果在实施例2中，外加高频突然波动电压，则高介电常数材料覆盖膜板20导通，将内筒5和外筒6电连接。由于无法使高介电常数材料覆盖膜板20的静电电容无限大，故1千V的突然波动电压外加于次级电路上，但是其可大幅度地降低。
象这样，同样在实施例2中，与实施例1相同，可大幅度地降低外加于变流器次级电路上的突然波动电压，可提高变流器次级电路的可靠性，谋求电力系统的稳定。
另外，在实施例2中，沿法兰3的周向在全周的范围内而设置高介电常数材料覆盖膜板20，但是，也可根据必要的静电电容的尺寸，仅仅设置于周向的一部分的区域。即，既可在法兰3的周向的全周范围内，交替地按照多个而设置高介电常数材料覆盖膜板20和普通的绝缘板，也可在夹设有规定的间隙的同时，按照多个而设置高介电常数材料覆盖膜板20。
Claims (3)
1.一种气体绝缘开闭装置，其包括母线容器，其中，张设接纳有主电路导体；变流器容器，其与上述母线容器连接，上述变流器容器由内筒和外筒构成，在上述内筒的外周面上，设置变流器，上述外筒的纵向一端通过圆环板而将上述内筒之间封闭，上述内筒的纵向另一端在与上述母线容器之间，形成空隙，上述外筒的纵向另一端连接固定于上述母线容器上，形成密封容器，其特征在于，设置突然波动电压抑制机构，其在上述内筒和外筒之间外加因开闭突然波动电压而产生的感应突然波动电压时实现导通，将上述内筒和上述外筒之间电连接。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘开闭装置，其特征在于，突然波动电压抑制机构为非线性电阻体，其电连接于上述内筒和外筒之间，在外加规定电压以上的上述感应突然波动电压时实现导通。
3.根据权利要求1所述的气体绝缘开闭装置，其特征在于，突然波动电压抑制机构为高介电常数材料覆盖膜板，其中，其固接设置于连接有上述外筒的另一端的上述母线容器的法兰上，上述高介电常数材料覆盖膜板与上述内筒的纵向另一端电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI,LTD. Free format text: FORMER OWNER: NIPPON AE PAVA CO., LTD. Effective date: 20130221 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130221 Address after: Tokyo, Japan Applicant after: Hitachi Ltd. Address before: Tokyo, Japan Applicant before: Nippon AE Pava Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |