JP2000069626A - Gas-insulated switchgear - Google Patents

Gas-insulated switchgear

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JP2000069626A
JP2000069626A JP10232633A JP23263398A JP2000069626A JP 2000069626 A JP2000069626 A JP 2000069626A JP 10232633 A JP10232633 A JP 10232633A JP 23263398 A JP23263398 A JP 23263398A JP 2000069626 A JP2000069626 A JP 2000069626A
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JP
Japan
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gas
circuit breaker
insulated switchgear
insulating
main
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Japanese (ja)
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Yoshihiko Hirano
嘉彦 平野
Takeshi Shinkai
健 新海
Hiroyoshi Yamamoto
浩義 山本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-insulated switchgear which shows sufficient arc- extinguishing performance, while reducing the necessary quantity of SF6 gas. SOLUTION: The switching unit of a gas-insulated switchgear housed in an enclosed vessel filled with insulating gas has a plurality of component apparatuses such as breakers 1, disconnectors 2, a ground switch, etc. A current application unit has a plurality of component apparatuses, such as bus-bars 3, bushings 4, arrestors 5, etc. The pluralility of component apparatuses are sectioned into a plurality of gas sections in the enclosed vessel. The internal pressures of the sections of the breakers 1 are set not lower than 0.8 MPa. The internal pressures of the sections of the apparatuses other than the breakers 1 are set not lower than 0.4-0.5 MPa.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構成機器の容器内
に絶縁性ガスを封入したガス絶縁開閉装置に係り、特
に、地球環境への負荷を考慮して使用する絶縁性ガスの
圧力及び種類に改良を施したガス絶縁開閉装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-insulated switchgear having an insulating gas sealed in a container of a component device, and more particularly to a pressure and a type of the insulating gas used in consideration of a load on the global environment. The present invention relates to a gas-insulated switchgear that has been improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、電力系統においては、絶縁媒体及
び消弧媒体として六フッ化硫黄ガス(以下、SF6 ガス
と呼ぶ)を使用したガス遮断器が広く用いられている。
SF6ガスは絶縁性能及び消弧性能に優れているため、
性能が良好でコンパクトなガス遮断器の実現に大きく寄
与してきたが、地球温暖化に影響を与えるという問題も
ある。但し、SF6 ガスは二酸化炭素(CO2 )ガスに
比較すれば総使用量がわずかであるため、現在はSF6
ガスの排出量を削減し、今後、総使用量を徐々に削減し
ていく対策をとるべきと考えられる。
2. Description of the Related Art At present, in a power system, a gas circuit breaker using sulfur hexafluoride gas (hereinafter referred to as SF6 gas) as an insulating medium and an arc extinguishing medium is widely used.
SF6 gas is excellent in insulation performance and arc extinguishing performance,
Although it has greatly contributed to the realization of a compact gas circuit breaker with good performance, it also has the problem of affecting global warming. However, SF6 gas has a smaller total amount of use than carbon dioxide (CO2) gas.
It is thought that measures should be taken to reduce the amount of gas emitted and to gradually reduce the total usage in the future.

【0003】一方、SF6 ガスは、例えば、空気と比較
して高い温度で液化するため、寒冷地のガス絶縁開閉装
置に使用される場合には、液化による性能低下を招くと
いう問題点があった。これに対処するため、寒冷地向け
のガス絶縁機器には、使用される最低温度で液化しない
程度にまで圧力を低減したSF6 ガスを封入する方法
や、液化防止のため加熱手段を設けるという方法が行わ
れている。
On the other hand, since SF6 gas is liquefied at a higher temperature than air, for example, when used in a gas insulated switchgear in a cold region, there is a problem that liquefaction causes a decrease in performance. . To cope with this, gas insulation equipment for cold regions has a method of filling SF6 gas whose pressure has been reduced to a level that does not liquefy at the lowest temperature used, or a method of providing heating means to prevent liquefaction. Is being done.

【0004】また、SF6 ガスの代替として、SF6 ガ
スと窒素(N2 )ガスの混合ガス若しくはSF6 ガスと
四フッ化炭素(CF4 )ガスとの混合ガスを、絶縁及び
消弧媒体として使用することにより、SF6 ガスの分圧
を制限して液化を防止し、同時に全封入圧力を上げるこ
とが提案されている。この種のガス遮断器としては、例
えば、SF6 とN2 との混合ガスを使用した例として特
開昭55−76520号公報に、SF6 とCF4 との混
合ガスを使用した例として特開昭55−86025号公
報に提案されているものが知られている。これらのガス
遮断器の基本的な構造及び作用は、SF6 ガスを使用し
た従来のガス遮断器と同様である。
As an alternative to SF6 gas, a mixed gas of SF6 gas and nitrogen (N2) gas or a mixed gas of SF6 gas and carbon tetrafluoride (CF4) gas is used as an insulating and arc-extinguishing medium. It has been proposed to limit the partial pressure of SF6 gas to prevent liquefaction and at the same time increase the total filling pressure. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-76520 discloses an example of a gas circuit breaker of this type using a mixed gas of SF6 and N2, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-76520 discloses an example of using a mixed gas of SF6 and CF4. The thing proposed in 86025 gazette is known. The basic structure and operation of these gas circuit breakers are the same as those of conventional gas circuit breakers using SF6 gas.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の公報
において提案された従来技術は、寒冷地でのSF6 ガス
の液化回避という観点からSF6 と他のガスとの混合ガ
スを使用したものであり、地球環境に対する負荷の低減
という観点から、SF6 ガスの使用量を低減したもので
はない。環境負荷低減という意味では、SF6 ガスの使
用量をより一層低減することが望ましい。
The prior art proposed in the above publication uses a mixed gas of SF6 and another gas from the viewpoint of avoiding liquefaction of SF6 gas in a cold region. It does not reduce the amount of SF6 gas used from the viewpoint of reducing the burden on the global environment. From the viewpoint of reducing the environmental burden, it is desirable to further reduce the amount of SF6 gas used.

【0006】また、従来のSF6 ガスを使用したガス遮
断器においては、SF6 ガスと他のガスとの混合ガスを
使用すると、消弧性能が低下するという問題がある。例
えば、混合ガスを使用した場合、SF6 ガスに比べて早
期に圧力が低下するとともに、ガス自身の冷却能力不足
が消弧性能の低下につながる。
Further, in the conventional gas circuit breaker using SF6 gas, if a mixed gas of SF6 gas and another gas is used, there is a problem that the arc extinguishing performance is reduced. For example, when a mixed gas is used, the pressure is reduced earlier than in the case of SF6 gas, and the lack of cooling capacity of the gas itself leads to a decrease in arc extinguishing performance.

【0007】このような冷却能力の低下の原理を、SF
6 とN2 の混合ガスを用いた場合を例に説明する。すな
わち、パッファ室からガス流として放出された比較的低
温の絶縁性ガスは、アークに晒されて分子が解離するこ
とで、アークからエネルギーを奪い去り、冷却する。と
ころが、混合ガスにおけるN2 分子の解離エネルギー
は、9.2eVであり、SF6 分子におけるF原子1個
の解離エネルギー3.5eVに比較して高い。従って、
アークのエネルギーでは容易に解離することができず、
効率的にアークを冷却することができない。
[0007] The principle of such a decrease in cooling capacity is described in SF.
An example in which a mixed gas of 6 and N2 is used will be described. That is, the relatively low-temperature insulating gas released as a gas stream from the puffer chamber is exposed to the arc and dissociates molecules, thereby removing energy from the arc and cooling. However, the dissociation energy of N2 molecules in the mixed gas is 9.2 eV, which is higher than the dissociation energy of one F atom in SF6 molecules, which is 3.5 eV. Therefore,
Arc energy cannot be easily dissociated,
The arc cannot be cooled efficiently.

【0008】従って、かかる混合ガスを使用したガス遮
断器において、SF6 ガスを使用した従来のガス遮断器
に相当する遮断性能を得ようとすると、上位定格のガス
遮断器を格下げして使用する必要がある。すなわち、同
定格の場合には、混合ガス遮断器は大型化することにな
る。ところが、このようにガス遮断器を大型化させる
と、混合ガス使用によってSF6 ガスの使用割合を減少
させることはできても、SF6 ガスの実質的な使用量を
削減できない可能性がある。例えば、SF6 ガス遮断器
と、これと全圧が等しくSF6 ガス50%、N2 ガス5
0%の混合ガスを使用したガス遮断器とを比較した場
合、絶縁距離が25%増加すれば、ガス遮断器の体積は
2倍近くに増加する。従って、SF6 ガスの使用量は結
果的に等しくなる。
Therefore, in order to obtain a breaking performance equivalent to that of a conventional gas circuit breaker using SF6 gas in a gas circuit breaker using such a mixed gas, it is necessary to downgrade and use a higher-rated gas circuit breaker. There is. That is, in the case of the same rating, the size of the mixed gas circuit breaker increases. However, when the size of the gas circuit breaker is increased in this way, even though the use ratio of SF6 gas can be reduced by using the mixed gas, there is a possibility that the substantial use amount of SF6 gas cannot be reduced. For example, SF6 gas circuit breaker, SF6 gas 50%, N2 gas 5
Compared with a gas circuit breaker using 0% gas mixture, if the insulation distance is increased by 25%, the volume of the gas circuit breaker is almost doubled. Therefore, the amount of SF6 gas used becomes equal as a result.

【0009】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
SF6 ガスの使用量を削減しつつ、十分な消弧性能が得
られるガス絶縁開閉装置を提供することである。
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above.
An object of the present invention is to provide a gas insulated switchgear capable of obtaining sufficient arc extinguishing performance while reducing the amount of SF6 gas used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、絶縁性ガスを充填した密閉容器内に、複
数の開閉機器から成る開閉部と、複数の構成機器から成
る通電部とを備え、前記密閉容器内が、複数のガス区画
に区分されたガス絶縁開閉装置において、以下のような
技術的特徴を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an airtight container filled with an insulating gas, comprising an opening / closing unit including a plurality of opening / closing devices and an energizing unit including a plurality of constituent devices. The gas-insulated switchgear in which the inside of the closed container is divided into a plurality of gas compartments has the following technical features.

【0011】すなわち、請求項1記載の発明は、前記開
閉部は遮断器を有し、前記遮断器と前記遮断器以外の機
器とにおいて、封入する絶縁性ガスの最低圧力が個別に
設定されていることを特徴とする。また、請求項2記載
の発明は、前記遮断器には、内圧力が0.8MPa以上
となるように、前記絶縁性ガスが封入され、前記遮断器
以外の機器は、内圧力が0.4MPa以上若しくは0.
5MPa以上となるように、前記絶縁性ガスが封入され
ていることを特徴とする。
That is, according to the first aspect of the present invention, the opening / closing section has a circuit breaker, and the minimum pressure of the insulating gas to be filled is individually set in the circuit breaker and devices other than the circuit breaker. It is characterized by being. Further, in the invention according to claim 2, the circuit breaker is filled with the insulating gas such that the internal pressure is 0.8 MPa or more, and the device other than the circuit breaker has an internal pressure of 0.4 MPa. Above or 0.
The insulating gas is sealed so as to have a pressure of 5 MPa or more.

【0012】以上のような請求項1及び請求項2記載の
発明では、例えば、混合ガスを絶縁媒体として使用した
場合には、遮断器においては、SF6 ガスに比べて早期
に圧力が低下するという問題があるが、遮断器以外の部
分に関しては、遮断時の消弧性能を考慮する必要がな
い。このため、遮断器のガス圧力を、遮断器以外よりも
高くすることにより、消弧性能を維持しつつ、混合ガス
使用によってSF6 ガスの使用量を低減することが可能
となる。
According to the first and second aspects of the present invention, for example, when a mixed gas is used as an insulating medium, the pressure in the circuit breaker is reduced earlier than that in the SF6 gas. Although there is a problem, it is not necessary to consider the arc extinguishing performance at the time of interruption for parts other than the breaker. For this reason, by setting the gas pressure of the circuit breaker higher than those other than the circuit breaker, it is possible to reduce the amount of SF6 gas used by using the mixed gas while maintaining the arc extinguishing performance.

【0013】請求項3記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁性ガス
は、SF6 ガス以外のガスであって、分圧比70%以上
の主ガスと、前記主ガスと異なる種類の副ガスとの混合
ガスであることを特徴とする。また、請求項4記載の発
明は、前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガス
の少なくとも一種であり、前記副ガスが、電気的負性ガ
スであることを特徴とする。また、請求項5記載の発明
は、前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの
少なくとも一種であり、前記副ガスが、高拡散性ガスで
あることを特徴とする。以上のような請求項3〜5記載
の発明では、SF6 ガスを含まない絶縁性ガスを使用す
ることにより、環境調和に優れたガス絶縁開閉装置を構
成することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the gas insulated switchgear according to the first or second aspect, the insulating gas is a gas other than SF6 gas, and is composed of a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more. And a mixed gas of the main gas and a different type of auxiliary gas. The invention according to claim 4 is characterized in that the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is an electric negative gas. The invention according to claim 5 is characterized in that the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is a highly diffusible gas. In the above-mentioned inventions of claims 3 to 5, the use of an insulating gas not containing SF6 gas makes it possible to construct a gas insulated switchgear excellent in environmental harmony.

【0014】請求項6記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載のガス絶縁開閉装置において、前記遮断器と前
記遮断器以外の機器とにおいて、異なる成分の絶縁性ガ
スが封入されていることを特徴とする。以上のような請
求項6記載の発明では、絶縁性ガスに要求される能力が
異なる遮断器と遮断器以外の機器において、絶縁性ガス
の成分を異ならしめることによって、最適な種類のガス
を選択し、全体としてSF6 ガスの使用量を低減するこ
とができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas insulated switchgear of the first or second aspect, an insulating gas of a different component is sealed in the circuit breaker and a device other than the circuit breaker. It is characterized by the following. In the invention according to claim 6 described above, in a circuit breaker and a device other than the circuit breaker having different capacities required for the insulating gas, different components of the insulating gas are used to select an optimal type of gas. In addition, the amount of SF6 gas used can be reduced as a whole.

【0015】請求項7記載の発明は、前記遮断器に封入
された絶縁性ガスは、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガス
の少なくとも一種であることを特徴とする。また、請求
項8記載の発明は、前記遮断器に封入された絶縁性ガス
が、SF6 ガス以外のガスであって、分圧比70%以上
の主ガスと前記主ガスと異なる種類の副ガスとの混合ガ
スであることを特徴とする。また、請求項9記載の発明
は、前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの
少なくとも一種であり、前記副ガスが、電気的負性ガス
であることを特徴とする。また、請求項10記載の発明
は、前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの
少なくとも一種であり、前記副ガスが、高拡散性ガスで
あることを特徴とする。以上のような請求項7〜10記
載の発明では、高い消弧能力が要求される遮断器におけ
る絶縁性ガスにつき、SF6 ガスを含まない混合ガスを
使用することによって、全体としてSF6 ガスの使用量
を低減することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the insulating gas sealed in the circuit breaker is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas. According to the present invention, the insulating gas sealed in the circuit breaker is a gas other than the SF6 gas, and includes a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more and a sub-gas different in type from the main gas. Characterized in that it is a mixed gas of The invention according to claim 9 is characterized in that the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is an electric negative gas. The invention according to claim 10 is characterized in that the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is a highly diffusible gas. According to the above-described inventions of claims 7 to 10, the amount of SF6 gas used as a whole is determined by using a mixed gas containing no SF6 gas for the insulating gas in the circuit breaker requiring high arc extinguishing ability. Can be reduced.

【0016】請求項11記載の発明は、前記主ガスが、
SF6 ガスであることを特徴とする。また、請求項12
記載の発明は、前記副ガスが、SF6 ガスであることを
特徴とする。以上のような請求項11及び請求項12記
載の発明では、高い消弧能力が要求される遮断器におけ
る絶縁性ガスにつき、SF6 ガスと他のガスを含む混合
ガスを使用することにより、消弧能力の維持を容易にし
つつ、全体としてSF6 ガスの使用量を低減することが
できる。
According to an eleventh aspect of the present invention, the main gas comprises:
It is SF6 gas. Claim 12
The described invention is characterized in that the auxiliary gas is SF6 gas. According to the above-described inventions of the eleventh and twelfth aspects, arc-extinguishing is performed by using a mixed gas containing SF6 gas and another gas as an insulating gas in a circuit breaker requiring high arc extinguishing ability. The use of SF6 gas can be reduced as a whole while facilitating the maintenance of the performance.

【0017】請求項13記載の発明は、前記遮断器以外
の機器に封入された絶縁性ガスは、窒素ガス、乾燥空気
及び炭酸ガスの少なくとも一種であることを特徴とす
る。以上のような請求項13記載の発明では、遮断器以
外の機器にSF6 ガスを含まない絶縁性ガスを使用する
ことにより、全体としてSF6 ガスの使用量を低減する
ことができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the insulating gas sealed in equipment other than the circuit breaker is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas. According to the invention of the thirteenth aspect, by using an insulating gas containing no SF6 gas for equipment other than the circuit breaker, the amount of SF6 gas used can be reduced as a whole.

【0018】請求項14記載の発明は、前記遮断器以外
の機器に封入された絶縁性ガスを、SF6 ガスとしたこ
とを特徴とする。以上のような請求項14記載の発明で
は、遮断器以外の機器にのみ、SF6 ガスを使用するこ
とにより、全体としてSF6 ガスの使用量を低減するこ
とができる。
The invention according to claim 14 is characterized in that the insulating gas sealed in equipment other than the circuit breaker is SF6 gas. According to the above-mentioned invention, the use amount of SF6 gas can be reduced as a whole by using SF6 gas only for devices other than the circuit breaker.

【0019】請求項15記載の発明は、前記遮断器以外
の機器に封入された絶縁性ガスは、主ガスと、主ガスと
は異なる種類の副ガスとの混合ガスであることを特徴と
する。また、請求項16記載の発明は、前記主ガスが、
分圧比70%以上であることを特徴とする。また、請求
項17記載の発明は、前記主ガスが、SF6 ガスである
ことを特徴とする。また、請求項18記載の発明は、前
記副ガスが、SF6 ガスであることを特徴とする。以上
のような請求項15〜18記載の発明では、遮断器以外
の機器に使用する絶縁性ガスを、SF6 ガスと他のガス
との混合ガスとすることにより、全体としてSF6 ガス
の使用量を低減することができる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the insulating gas sealed in equipment other than the circuit breaker is a mixed gas of a main gas and a sub-gas of a type different from the main gas. . In the invention according to claim 16, the main gas is:
The partial pressure ratio is 70% or more. The invention according to claim 17 is characterized in that the main gas is SF6 gas. The invention according to claim 18 is characterized in that the auxiliary gas is SF6 gas. According to the above-described inventions, the insulating gas used for equipment other than the circuit breaker is a mixed gas of SF6 gas and another gas, so that the usage amount of SF6 gas as a whole can be reduced. Can be reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】(1)第1の実施の形態 (構成)請求項1〜5記載の発明に対応する一つの実施
の形態を、図1及び図2を参照して説明する。なお、図
1は、ガス絶縁開閉装置の側面透視図であり、図2は、
SF6 ガスの絶縁破壊特性と、SF6 ガスを含んだ混合
ガスの絶縁破壊特性との比較を示すグラフである。すな
わち、ガス絶縁開閉装置は、高電圧を印加される開閉部
及び通電部を備え、全て絶縁性ガスを充填した密閉容器
内に収納されている。開閉部は、図1に示すように、遮
断器1、断路器2、接地開閉器等の複数の構成機器を備
えている。通電部は、母線3、ブッシング4、避雷器5
等の複数の構成機器を備えている。これらの複数の構成
機器の密閉容器内は、絶縁物であるスペーサ6によっ
て、複数のガス区画に区分されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) First Embodiment (Structure) One embodiment corresponding to the first to fifth aspects of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a side perspective view of the gas insulated switchgear, and FIG.
5 is a graph showing a comparison between the dielectric breakdown characteristics of SF6 gas and the dielectric breakdown characteristics of a mixed gas containing SF6 gas. That is, the gas insulated switchgear includes a switchgear to which a high voltage is applied and a current-carrying unit, and all are housed in a sealed container filled with an insulating gas. As shown in FIG. 1, the switching unit includes a plurality of components such as a circuit breaker 1, a disconnecting switch 2, and a grounding switch. The current-carrying parts are the bus 3, bushing 4, and lightning arrester 5.
Etc. are provided. The inside of the sealed container of the plurality of components is divided into a plurality of gas compartments by a spacer 6 which is an insulator.

【0021】ところで、遮断器1の密閉容器内と、スペ
ーサ6によって区分された遮断器1以外の密閉容器内と
は、絶縁性ガスに求められる要求が異なっている。すな
わち、遮断器1においては、遮断時に発生するアークを
消弧する性能が、絶縁性ガスに求められる。これに対し
て、その他の部分では、基本的にはアークは発生しない
ため、絶縁性ガスには耐電圧絶縁特性の方が求められ
る。
The requirements for the insulating gas are different between the inside of the closed vessel of the circuit breaker 1 and the inside of the closed vessel other than the circuit breaker 1 separated by the spacer 6. That is, in the circuit breaker 1, the ability to extinguish the arc generated at the time of interruption is required for the insulating gas. On the other hand, no arc is basically generated in the other portions, so that the insulating gas is required to have higher withstand voltage insulation characteristics.

【0022】また、上述のように、混合ガスを絶縁媒体
として使用した場合には、遮断器1においては、SF6
ガスに比べて早期に圧力が低下し、消弧能力が低下する
という問題がある。このため、それを補うために、SF
6 単独で使用する場合よりもガス圧力を高くする方が好
ましい。一方、遮断器1以外の部分に関しては、遮断時
の消弧性能とは関係ないため、絶縁特性上必要十分なガ
ス圧にすればよい。
As described above, when the mixed gas is used as the insulating medium, the circuit breaker 1
There is a problem that the pressure is reduced earlier than the gas and the arc extinguishing ability is reduced. Therefore, to make up for it, SF
6 It is preferable that the gas pressure be higher than when used alone. On the other hand, the portions other than the circuit breaker 1 are not related to the arc extinguishing performance at the time of interruption, so that the gas pressure may be set to a necessary and sufficient for insulation characteristics.

【0023】さらに、ガス圧を必要以上に高めること
は、機器密閉容器に不必要な内部耐圧特性を要求し、タ
ンク強度を高めるための補強が必要となり、結果的に機
器の大型化、重量増につながる。また、SF6 を含むガ
スを遮断器1以外の機器に封入する場合、必要以上に高
い圧力で封入することは、結果的にSF6 ガスの使用量
を増やすことになる。
Further, increasing the gas pressure more than necessary requires an unnecessary internal pressure resistance property of the sealed container of the equipment, and requires reinforcement for increasing the strength of the tank. As a result, the size and weight of the equipment are increased. Leads to. Further, when gas containing SF6 is sealed in equipment other than the circuit breaker 1, if the gas is sealed at an unnecessarily high pressure, the amount of SF6 gas used increases as a result.

【0024】そこで、本実施の形態においては、絶縁性
ガスを充填するに際して、遮断器1におけるガス圧と遮
断器1以外の機器におけるガス圧との最低圧力を個別に
設定しする。このように、ガス圧を個別に設定する場合
には、スペーサ6を利用する。すなわち、密閉容器内に
は複数のスペーサ6が存在するが、このスペーサ6の配
置を制御することにより、遮断器1と遮断器1以外の部
分にガス区画を実現し、それぞれの区画中のガス圧力を
個別に設定する。
Therefore, in the present embodiment, when filling the insulating gas, the minimum pressure of the gas pressure in the circuit breaker 1 and the gas pressure in the devices other than the circuit breaker 1 are individually set. As described above, when the gas pressure is individually set, the spacer 6 is used. That is, a plurality of spacers 6 are present in the closed container. By controlling the arrangement of the spacers 6, a gas compartment is realized in the circuit breaker 1 and a portion other than the circuit breaker 1, and the gas in each compartment is realized. Set the pressure individually.

【0025】かかるガス圧力の設定値を具体的に述べ
る。すなわち、図2に示すように、通常、100%のS
F6 ガスを絶縁性ガスとして使用する場合には、ガス圧
を0.4MPaないし0.5MPa程度で使用すること
が多い。SF6 ガス以外のガスを使用する場合は、SF
6 ガスを使用していないため、ガス圧があがってもSF
6 ガスの量が増加することはない。しかし、SF6 ガス
を含むガスにおいては、ガス圧を上昇することは、SF
6 ガス量の増加になる。特に、ガス絶縁開閉装置の多く
の部分を占める遮断器1以外の部分のガス圧は、なるべ
くであれば、遮断器1部分よりも低くすることが好まし
い。また、例えば、図2から分かるように、窒素若しく
は空気等とSF6 ガスとの混合ガスを使用する場合、S
F6 ガスの混合比を30%とした時に、SF6 ガスとほ
ぼ同程度の絶縁特性を示す。
The set value of the gas pressure will be specifically described. That is, as shown in FIG.
When F6 gas is used as the insulating gas, the gas pressure is often used at about 0.4 MPa to 0.5 MPa. If a gas other than SF6 gas is used, use SF
6 Since no gas is used, SF
6 The amount of gas does not increase. However, in gas containing SF6 gas, increasing the gas pressure is
6 Gas volume increases. In particular, it is preferable that the gas pressure of parts other than the circuit breaker 1 occupying a large part of the gas insulated switchgear be lower than that of the circuit breaker 1 if possible. For example, as can be seen from FIG. 2, when a mixed gas of nitrogen or air and SF6 gas is used, S
When the mixing ratio of the F6 gas is set to 30%, the insulating properties are almost the same as those of the SF6 gas.

【0026】そこで、本実施の形態においては、例え
ば、遮断器1の部分に関しては、内圧力を0.8MPa
以上とし、遮断器1以外の部分に関しては、0.4MP
a以上若しくは0.5MPa以上とする。
Therefore, in the present embodiment, for example, the internal pressure of the circuit breaker 1 is set to 0.8 MPa.
0.4MP for parts other than circuit breaker 1
a or 0.5 MPa or more.

【0027】また、使用する絶縁性ガスは、SF6 ガス
と他のガスとの混合ガスとすることも可能であるが、S
F6 ガス以外のガスであって、分圧比70%以上の主ガ
スと、主ガスとは異なる種類の副ガスとの混合ガスとす
ることも可能である。より具体的には、主ガスとして窒
素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの少なくとも一種を用
い、副ガスとして後述する電気的負性ガス若しくは高拡
散性ガスを用いることが考えられる。
The insulating gas used may be a mixed gas of SF6 gas and another gas.
It is also possible to use a mixed gas of a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more and a sub-gas different from the main gas, other than the F6 gas. More specifically, it is conceivable to use at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas as a main gas, and use an electric negative gas or a highly diffusive gas described later as a sub gas.

【0028】(作用効果)以上のような本実施の形態に
よれば、高い消弧性能が要求される遮断器1のガス圧力
を、消弧性能を考慮しなくともよい遮断器1以外の機器
のガス圧力よりも高く設定することにより、SF6 ガス
と他のガスとの混合ガスを用いても、あるいはSF6 ガ
ス以外のガスを用いても、消弧性能を維持することがで
きる。従って、機器全体の大型化及び重量増を防止しつ
つ、SF6 ガスの使用量を低減することが可能となる。
(Effects) According to the present embodiment as described above, the gas pressure of the circuit breaker 1 for which high arc extinguishing performance is required can be reduced by changing the gas pressure of the devices other than the circuit breaker 1 without considering the arc extinguishing performance. By setting the gas pressure higher than the above, the arc extinguishing performance can be maintained even when a mixed gas of SF6 gas and another gas is used or a gas other than SF6 gas is used. Therefore, it is possible to reduce the amount of SF6 gas used while preventing the entire apparatus from increasing in size and weight.

【0029】(2)第2の実施の形態 (構成)請求項1〜3、請求項6〜12記載の発明に対
応する一つの実施の形態を、以下に説明する。本実施の
形態は、上記の第1の実施の形態と同様に、ガス絶縁機
器内に存在するガス区分を活用して、遮断器1と遮断器
1以外の機器とのガスの種類を異なるものとしたもので
ある。
(2) Second Embodiment (Structure) One embodiment corresponding to the first to third and sixth to twelfth aspects of the present invention will be described below. In the present embodiment, similar to the first embodiment described above, the types of gas of the circuit breaker 1 and the devices other than the circuit breaker 1 are different by utilizing the gas division existing in the gas insulating device. It is what it was.

【0030】すなわち、上述のように、遮断器1以外の
構成機器と異なり、遮断器1には遮断時に発生するアー
クを消弧する能力が特に必要である。そこで、遮断器1
に封入するガスにのみ、アーク消弧性を強化するような
ガスを封入する。このようなガスとしては、電気的負性
ガスや高拡散性ガスが考えられる。
That is, as described above, unlike the components other than the circuit breaker 1, the circuit breaker 1 is particularly required to have an ability to extinguish an arc generated at the time of interruption. Therefore, circuit breaker 1
A gas that enhances the arc extinguishing property is sealed only in the gas to be sealed. Examples of such a gas include an electrically negative gas and a highly diffusible gas.

【0031】一般に、ガス中の電極間の絶縁破壊は、1
個の電子なだれがストリーマに成長するときに開始し、
この電子なだれからストリーマヘの転移は、電子なだれ
の先端部の電子総数が臨界値に達した時に発生するが、
電子付着性の高いガスが存在すると、電子が吸着されて
電子密度が低減し、絶縁破壊が緩和される。電気的に負
性なガスとは、このように電子付着性の高いガスのこと
を指す。具体的には、酸素や炭酸ガス等が挙げられる。
Generally, dielectric breakdown between electrodes in a gas is 1
Starts when an avalanche grows into a streamer,
The transition from the avalanche to the streamer occurs when the total number of electrons at the tip of the avalanche reaches a critical value.
When a gas having a high electron-adhering property is present, electrons are adsorbed, the electron density is reduced, and dielectric breakdown is reduced. An electrically negative gas refers to a gas having such high electron adhesion. Specific examples include oxygen and carbon dioxide.

【0032】一方、上述のように、SF6 ガスを使用し
ないか、あるいは全ガス中の一部として使用すると、分
子の解離による冷却効果が小さい。しかしながら、高拡
散性ガスを導入することにより、冷却特性を高めること
ができる。例えば、高拡散のガスの一種であるHeガス
を添加すると、解離効果に代わって、拡散による冷却効
果が働き、十分な消弧性能が得られる。これは、Heガ
スの熱伝達係数は、0.15W/m/Kであり、SF6
ガスの0.0155W/m/Kに比較して著しく大きい
からである。高拡散性のガスとしては、ヘリウムのよう
な希ガスと呼ばれているガスや水素が挙げられる。
On the other hand, as described above, if SF6 gas is not used or if it is used as a part of the whole gas, the cooling effect due to dissociation of molecules is small. However, cooling characteristics can be improved by introducing a highly diffusive gas. For example, when He gas, which is a kind of high-diffusion gas, is added, a cooling effect by diffusion acts instead of a dissociation effect, and sufficient arc extinction performance can be obtained. This is because the heat transfer coefficient of He gas is 0.15 W / m / K and SF6
This is because the gas is remarkably larger than 0.0155 W / m / K. Examples of the highly diffusible gas include a gas called a rare gas such as helium and hydrogen.

【0033】そこで、本実施の形態においては、遮断器
1に、SF6 ガス以外のガスであって、分圧比70%以
上の主ガスと前記主ガスと異なる種類の副ガスとの混合
ガスを封入する。そして、主ガスとして、窒素ガス、乾
燥空気及び炭酸ガスの少なくとも一種を使用し、副ガス
として、電気的負性ガス若しくは高拡散性ガスを使用す
る。また、主ガス若しくは副ガスの一方に、SF6 ガス
を用いることも可能である。
Therefore, in this embodiment, the circuit breaker 1 is filled with a mixed gas of a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more and a sub-gas different from the main gas, other than SF6 gas. I do. Then, at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas is used as a main gas, and an electric negative gas or a highly diffusible gas is used as a sub gas. It is also possible to use SF6 gas as one of the main gas and the sub gas.

【0034】一方、遮断器1以外の機器には、窒素ガ
ス、乾燥空気及び炭酸ガスの少なくとも一種若しくはS
F6 ガスを封入することが考えられる。また、主ガス
と、主ガスとは異なる種類の副ガスとの混合ガスを封入
すること、その主ガスの分圧比を70%以上とするこ
と、主ガス若しくは副ガスの一方にSF6 ガスを用いる
こと等が可能である。
On the other hand, the equipment other than the circuit breaker 1 includes at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas or S gas.
It is conceivable to fill F6 gas. In addition, a mixed gas of a main gas and a sub gas different from the main gas is sealed, the partial pressure ratio of the main gas is set to 70% or more, and SF6 gas is used as one of the main gas and the sub gas. And so on.

【0035】さらに、遮断器1と遮断器1以外の機器と
に充填する絶縁性ガスの種類は、上記の具体例を適宜選
択して組み合わせることができる。例えば、遮断器1に
は、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの少なくとも一種
を封入し、遮断器1以外の機器には、窒素ガス、乾燥空
気及び炭酸ガスのうちで遮断器1に封入したもの以外の
ガスを封入することが考えられる。
Further, the types of the insulating gas to be filled in the circuit breaker 1 and devices other than the circuit breaker 1 can be appropriately selected from the above specific examples and combined. For example, at least one of nitrogen gas, dry air, and carbon dioxide gas is sealed in the circuit breaker 1, and devices other than the circuit breaker 1 are sealed in the circuit breaker 1 among nitrogen gas, dry air, and carbon dioxide gas. It is possible to enclose a gas other than the above.

【0036】(作用効果)以上のような本実施の形態に
よれば、高い消弧性能が要求される遮断器1のガスの種
類を、消弧性能を考慮しなくともよい遮断器1以外の機
器のガス種類と異なるものとして、異なる冷却プロセス
を有する複数のガスの混合と、異なる絶縁性能を有する
複数のガスの混合による相乗効果を利用することによ
り、SF6 ガスと他のガスとの混合ガスを用いても、あ
るいはSF6 ガス以外のガスを用いても、消弧性能を維
持することができる。従って、全体として機器の大型化
及び重量増を低減しつつ、SF6 ガスの使用量を低減す
ることが可能となる。
(Effects) According to the present embodiment as described above, the type of gas of the circuit breaker 1 which is required to have high arc extinguishing performance is changed to a type other than the circuit breaker 1 which does not need to consider the arc extinguishing performance. By using a synergistic effect of mixing a plurality of gases having different cooling processes and mixing a plurality of gases having different insulating performances as a gas type different from the equipment, a mixed gas of SF6 gas and another gas is used. The arc extinguishing performance can be maintained by using a gas other than SF6 gas. Therefore, it is possible to reduce the amount of SF6 gas used while reducing the size and weight of the device as a whole.

【0037】なお、本発明における、遮断器1と遮断器
1以外の機器との圧力設定、ガスの種類は、自由に設計
変更可能である。
In the present invention, the pressure setting of the circuit breaker 1 and the devices other than the circuit breaker 1 and the type of gas can be freely changed in design.

【0038】[0038]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、SF6
ガスの使用量を削減しつつ、十分な消弧性能が得られる
ガス絶縁開閉装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, SF6
It is possible to provide a gas insulated switchgear capable of obtaining sufficient arc extinguishing performance while reducing the amount of gas used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態におけるガス絶縁開閉装置
を示す側面透視図である。
FIG. 1 is a side perspective view showing a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

【図2】SF6 ガスとSF6 ガスを含む混合ガスとの絶
縁破壊特性の比較を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a comparison of dielectric breakdown characteristics between SF6 gas and a mixed gas containing SF6 gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…遮断器 2…断路器 3…母線 4…ブッシング 5…避雷器 6…スペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit breaker 2 ... Disconnector 3 ... Busbar 4 ... Bushing 5 ... Lightning arrester 6 ... Spacer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩義 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Fターム(参考) 5G017 AA07 AA32 BB01 DD01 JJ01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyoshi Yamamoto 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term in the Toshiba Hamakawasaki Plant 5G017 AA07 AA32 BB01 DD01 JJ01

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性ガスを充填した密閉容器内に、複
数の開閉機器から成る開閉部と、複数の構成機器から成
る通電部とを備え、前記密閉容器内が、複数のガス区画
に区分されたガス絶縁開閉装置において、 前記開閉部は遮断器を有し、 前記遮断器と前記遮断器以外の機器とにおいて、封入す
る絶縁性ガスの最低圧力が個別に設定されていることを
特徴とするガス絶縁開閉装置。
A closed container filled with an insulating gas includes an opening / closing unit including a plurality of opening / closing devices and a current-carrying unit including a plurality of constituent devices, and the inside of the closed container is divided into a plurality of gas compartments. In the gas-insulated switchgear, the switchgear has a circuit breaker, and in the circuit breaker and equipment other than the circuit breaker, the minimum pressure of the insulating gas to be filled is set individually. Gas insulated switchgear.
【請求項2】 前記遮断器には、内圧力が0.8MPa
以上となるように、前記絶縁性ガスが封入され、 前記遮断器以外の機器には、内圧力が0.4MPa以上
若しくは0.5MPa以上となるように、前記絶縁性ガ
スが封入されていることを特徴とする請求項1記載のガ
ス絶縁開閉装置。
2. An internal pressure of the circuit breaker is 0.8 MPa.
As described above, the insulating gas is sealed, and the devices other than the circuit breaker are sealed with the insulating gas such that the internal pressure is 0.4 MPa or more or 0.5 MPa or more. The gas insulated switchgear according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】 前記絶縁性ガスは、SF6 ガス以外のガ
スであって、分圧比70%以上の主ガスと、前記主ガス
と異なる種類の副ガスとの混合ガスであることを特徴と
する請求項1又は請求項2記載のガス絶縁開閉装置。
3. The insulating gas is a gas other than SF6 gas, and is a mixed gas of a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more and a sub-gas different from the main gas. The gas insulated switchgear according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び
炭酸ガスの少なくとも一種であり、 前記副ガスが、電気的負性ガスであることを特徴とする
請求項3記載のガス絶縁開閉装置。
4. The gas insulated switchgear according to claim 3, wherein said main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and said auxiliary gas is an electrically negative gas. .
【請求項5】 前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び
炭酸ガスの少なくとも一種であり、 前記副ガスが、高拡散性ガスであることを特徴とする請
求項3記載のガス絶縁開閉装置。
5. The gas insulated switchgear according to claim 3, wherein the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air, and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is a highly diffusible gas.
【請求項6】 前記遮断器と前記遮断器以外の機器とに
おいて、異なる成分の絶縁性ガスが封入されていること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載のガス絶縁開閉
装置。
6. The gas insulated switchgear according to claim 1, wherein an insulating gas having a different component is sealed between the circuit breaker and a device other than the circuit breaker.
【請求項7】 前記遮断器に封入された絶縁性ガスは、
窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの少なくとも一種であ
ることを特徴とする請求項6記載のガス絶縁開閉装置。
7. The insulating gas sealed in the circuit breaker,
The gas-insulated switchgear according to claim 6, wherein the gas-insulated switchgear is at least one of nitrogen gas, dry air, and carbon dioxide gas.
【請求項8】 前記遮断器に封入された絶縁性ガスは、
分圧比70%以上の主ガスと前記主ガスと異なる種類の
副ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項6記
載のガス絶縁開閉装置。
8. The insulating gas sealed in the circuit breaker,
The gas-insulated switchgear according to claim 6, wherein the gas-insulated switchgear is a mixed gas of a main gas having a partial pressure ratio of 70% or more and a sub-gas different from the main gas.
【請求項9】 前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及び
炭酸ガスの少なくとも一種であり、 前記副ガスが、電気的負性ガスであることを特徴とする
請求項8記載のガス絶縁開閉装置。
9. The gas insulated switchgear according to claim 8, wherein the main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and the auxiliary gas is an electrically negative gas. .
【請求項10】 前記主ガスが、窒素ガス、乾燥空気及
び炭酸ガスの少なくとも一種であり、 前記副ガスが、高拡散性ガスであることを特徴とする請
求項8記載のガス絶縁開閉装置。
10. The gas insulated switchgear according to claim 8, wherein said main gas is at least one of nitrogen gas, dry air and carbon dioxide gas, and said auxiliary gas is a highly diffusible gas.
【請求項11】 前記主ガスが、SF6 ガスであること
を特徴とする請求項8記載のガス絶縁開閉装置。
11. The gas insulated switchgear according to claim 8, wherein said main gas is SF6 gas.
【請求項12】 前記副ガスが、SF6 ガスであること
を特徴とする請求項8記載のガス絶縁開閉装置。
12. The gas insulated switchgear according to claim 8, wherein said auxiliary gas is SF6 gas.
【請求項13】 前記遮断器以外の機器に封入された絶
縁性ガスは、窒素ガス、乾燥空気及び炭酸ガスの少なく
とも一種であることを特徴とする請求項6〜12のいず
れか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
13. The apparatus according to claim 6, wherein the insulating gas sealed in the equipment other than the circuit breaker is at least one of nitrogen gas, dry air, and carbon dioxide gas. Gas insulated switchgear.
【請求項14】 前記遮断器以外の機器に封入された絶
縁性ガスは、SF6ガスであることを特徴とする請求項
6〜12のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
14. The gas insulated switchgear according to claim 6, wherein the insulating gas sealed in equipment other than the circuit breaker is SF6 gas.
【請求項15】 前記遮断器以外の機器に封入された絶
縁性ガスは、主ガスと、主ガスとは異なる種類の副ガス
との混合ガスであることを特徴とする請求項6〜12の
いずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
15. The insulating gas according to claim 6, wherein the insulating gas sealed in equipment other than the circuit breaker is a mixed gas of a main gas and a sub-gas of a type different from the main gas. The gas-insulated switchgear according to any one of the preceding claims.
【請求項16】 前記主ガスが、分圧比70%以上であ
ることを特徴とする請求項15記載のガス絶縁開閉装
置。
16. The gas insulated switchgear according to claim 15, wherein the main gas has a partial pressure ratio of 70% or more.
【請求項17】 前記主ガスが、SF6 ガスであること
を特徴とする請求項15又は請求項16記載のガス絶縁
開閉装置。
17. The gas insulated switchgear according to claim 15, wherein the main gas is SF6 gas.
【請求項18】 前記副ガスが、SF6 ガスであること
を特徴とする請求項15又は請求項16記載のガス絶縁
開閉装置。
18. The gas insulated switchgear according to claim 15, wherein the auxiliary gas is SF6 gas.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG100771A1 (en) * 2000-11-30 2003-12-26 Mitsubishi Electric Corp Gas-filled switching apparatus
JPWO2007032344A1 (en) * 2005-09-15 2009-03-19 学校法人東京電機大学 Gas insulated switchgear and gas circuit breaker
JP2013070443A (en) * 2011-09-20 2013-04-18 Toshiba Corp Gas-insulation substation and switchyard

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