JP2000253547A - 三相一括形ガス絶縁母線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】経済的で信頼性が高くかつ品質のよい三相一括
形ガス絶縁母線を提供すること。 【解決手段】金属帯板を螺旋状に巻いて溶接にて成形さ
れた主胴円筒管の金属容器と、この金属容器の端部に溶
接される円板状のフランジと、金属容器の内周面上に導
体支持用絶縁物を支持固定する三相分の座と、金属容器
内に絶縁性ガスを封入してなる三相一括形ガス絶縁母線
において、三相分の座は金属容器の軸方向に直角な同一
面になく軸方向にずらし、かつ主胴円筒管の螺旋状溶接
ビードと座が干渉しないように設けられているので、溶
接作業が向上し、経済的で信頼性がありかつ品質の高い
ガス絶縁開閉装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性ガス及び母
線を金属容器内に収納した三相一括形ガス絶縁母線に係
り、特に、金属容器の主胴円筒管にスパイラルパイプを
用いる三相一括形ガス絶縁母線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、変電所の建設には、用地取得の困
難性，環境調和に対する意識の高まりなどから、経済
的，社会的な制約が厳しくなってきている。このため、
所要スペースが小さく、信頼性，安全性が高く、環境調
和に優れた開閉装置及び電気所設備の建設がが要請され
ている。このような要請に応えるため、絶縁及び消弧能
力に優れた三相一括形ガス絶縁機器が開発され広く採用
されている。

【０００３】ガス絶縁開閉装置は、しゃ断器や断路器及
びＢ′ｇ部や変圧器への引出し接続母線などの電気機器
をすべて絶縁ガスを充填した金属容器内に収納して構成
したものであり、各機器の充電部露出度の高い他の開閉
装置よりも、上記要請に適合するものである。

【０００４】このようなガス絶縁開閉装置における金属
容器は、通常主胴円筒管が主体となり、それに隣設機器
と接続するためのフランジが溶接されている。また、主
回路が分岐する機器の場合、分岐円筒が溶接されてい
る。その他、導体を支持する絶縁物を固定するボスや座
も円筒管に溶接されている。さらに、ガス絶縁開閉装置
においても、１つの金属容器内に三相交流の三相分の導
体を一括して納める三相一括形が広く採用されている。
これは機器の設置スペースが単相形に比べて非常に少な
くて済むためである。特にＢ′ｇや変圧器への引き出し
ガス絶縁母線は機器の縮小化・経済性のため三相一括形
が多用化されている。

【０００５】従来の三相一括形ガス絶縁母線を図９を参
照して説明する。図に示すように、三相を構成する導体
１〜３は接続部４を介して絶縁物５で金属容器６に固定
されている。金属容器６には支持固定用に座７が溶接さ
れている。この金属容器６は巻きパイプを使用してい
る。巻きパイプは、幅の広い平板を準備し、これを所定
の直径になるように板取りした後、１周巻いて円筒管の
長手方向に溶接して成形し、必要に応じてこの円筒管を
周溶接して長手方向に接続し長くしたものである。

【０００６】しかし、最近新しい主胴円筒管としてスパ
イラルパイプが採用されるようになってきた。スパイラ
ルパイプは、金属の帯板を斜めにロール機に進入して、
螺旋状に巻いてその合わせ目を溶接接続して成形するも
のである。これは巻きパイプと比較すると、金属容器が
長手方向に長くなった時に巻きパイプでは非常に大きな
板取りが必要となるが、スパイラルパイプでは定尺の帯
板を準備しておけば様々な直径長さの金属容器を長く製
作することができるので、経済的である。また、巻きパ
イプの場合、金属容器内に高圧の絶縁性ガスが封入さ
れ、その圧力により、長手溶接部に応力が発生する。そ
の応力をσとした場合、図９に示す、スパイラルパイプ
の螺旋状の溶接部（角度θ）に発生する応力σ_θは、

【数１】 となり、必ずσより小さくなる。

【０００７】すなわち、スパイラルパイプの方が溶接部
に発生する応力が小さくなる。このことからスパイラル
パイプは巻きパイプよりもパイプ径の大きいものに適し
ており、またパイプの板厚を薄くできることも分かる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主胴円
筒管をスパイラルパイプとした場合、以下のような問題
があった。すなわち、主胴円筒管には、絶縁物支持のた
めに種々の部品が溶接取り付けされるが、スパイラルパ
イプは文字通り、螺旋状の溶接線が主胴円筒管上に走る
上、三相一括形では周囲に３ケの部品が取り付けられる
ため、図９に示すように、螺旋状の溶接ビード１１が座
７の溶接線と干渉する可能性がある。溶接線同士の干渉
は、一旦溶接した部分に再度溶接のための熱を加えるの
で、当該部分の品質の信頼性に欠けるという問題があ
る。また、溶接線と穴との干渉は穴あけ作業で無理な力
を加えるので、金属容器全体としての品質の信頼性を落
すという問題があった。また、いずれの場合も、溶接作
業を伴うため作業性はよくなかった。本発明は上記状況
に鑑みてなされたもので、その目的は、経済的で信頼性
が高く、かつ品質のよい三相一括形ガス絶縁母線を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１は、金属帯板を螺旋状に巻いて
溶接にて成形された主胴円筒管の金属容器と、この金属
容器の端部に溶接される円板状のフランジと、前記金属
容器の内周面上に導体支持用絶縁物を支持固定する三相
分の座と、前記金属容器内に絶縁性ガスを封入してなる
三相一括形ガス絶縁母線において、前記三相分の座は前
記金属容器菅の軸方向に直角な同一面になく軸方向にず
らし、かつ前記主胴円筒の螺旋状溶接ビードと前記座が
干渉しないように設けられていることを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項２は、請求項１記載の三相
一括形ガス絶縁母線において、３個の導体は正三角形位
置に配置されていることを特徴とする。本発明の請求項
３は、請求項１記載の三相一括形ガス絶縁母線におい
て、３個の導体が２等辺三角形位置に配置されているこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項４は、請求項１記載の三相
一括形ガス絶縁母線において、三相中、１相または２相
分がエンドシールドを有し、そのエンドシールドが他相
導体の接続部と対向せず、他相導体の円筒状の導体部分
と対向するように配置されたことを特徴とする。

【００１２】請求項１乃至請求項４によると、主胴円筒
管の溶接線が主胴円筒管に溶接取付される絶縁物の支持
座の溶接線と干渉または溶接ビード間が主胴板厚の２倍
以下に接近することがなく、溶接作業性が向上し、経済
的で信頼性の高い三相一括形のガス絶縁母線を提供する
ことが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項１
対応）であるスパイラルパイプを用いた三相一括形ガス
絶縁母線の側面図、図２は図１のＸ−Ｘ方向断面図であ
る。

【００１４】図において、本実施例では、三相を構成す
る導体１〜３はそれぞれ接続部４を介して絶縁物５とス
パイラルパイプ１０に溶接された座７で支持固定されて
いる。これら座７はスパイラルパイプ１０の螺旋状溶接
ビード１１との干渉を避けるため、他相の座７とは間隔
（距離）Ｂずらして溶接されている。このように座７の
位置を間隔（距離）Ｂずらすと、導体１〜３の接続部４
同士が重なり合わず、かつ他相の接続部との間隔（距
離）Ｃ、Ｃ＞０となるような構成とすることができる。

【００１５】また、ガス絶縁母線１２，１３同士をその
フランジ１４，１５により接続する時、接続部４での導
体接続が確認できるようにするため、フランジ１４，１
５からの座７の位置までの距離を図に示すように遠い距
離のものＥ，Ｇと近い距離のものＤ，Ｆとし、これら
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを必ずＤ＜Ｅ，Ｆ＜Ｇ，Ｇ＞Ｄ，Ｅ＞Ｆ
の関係が成立するようにする。

【００１６】ガス絶縁母線を接続する場合に、接続導体
１６は図の右側の接続部４Ａ側に、接続導体１７は図の
左側の接続部４Ｂ側に先に挿入しておいて、必ず接続導
体１６，１７と接続部４との接続がフランジ１４，１５
から近い方で行われ、接続の最初がフランジ１４，１５
間の隙間から確認できる構成とする。

【００１７】また、三相一括形ガス絶縁母線のＡ相，Ｂ
相，Ｃ相において、Ｂ相とＣ相の接続部・絶縁物・座は
同一断面上に位置し、各相の接続部４１，４２，４３が
図の位置になるように配置し、スパイラルパイプ１０の
螺旋状溶接ビード１１と干渉及び影響のない位置に座７
を設ける。

【００１８】本実施例は上記のように構成されているの
で、座７がスパイラルパイプ１０の螺旋状溶接ビード１
１と干渉することなく構成できる上、接続部４同士は対
向配置せず、必ず接続部４は導体と対向配置するので、
導体電界の不平等性が小さくなり、絶縁特性にも優れて
いる。

【００１９】また、接続されるガス絶縁母線同士のフラ
ンジ１４，１５からの座７の位置までの距離を遠いもの
と近いものの組み合わせ構成とすることにより、確実な
導体接続ができる。これによって、経済的で絶縁特性に
優れた品質の良い信頼性のあるガス絶縁母線が提供でき
る。

【００２０】図３は本発明の第２実施例（請求項１対
応）の側面図、図４は図３のＸ−Ｘ方向断面図である。
図に示すように、本実施例が図１の第１実施例と異なる
構成は、三相一括形ガス絶縁母線のＡ相，Ｂ相，Ｃ相の
接続部・絶縁物・座がお互いにずれるように、各接続部
４１，４２，４３を配置しており、かつスパイラルパイ
プ１０の螺旋状溶接ビード１１と干渉及び影響しない位
置に各接続部４１，４２，４３を取付ける座７をスパイ
ラルパイプ１０に各々設けている。

【００２１】本実施例によると、接続部４２と接続部４
３は並設されないため、絶縁距離が第１実施例よりも大
きく確保できるので、絶縁特性の優れた信頼性のあるガ
ス絶縁母線を提供できる。また、上記第１実施例及び第
２実施例の変形例（請求項２対応）として、導体１，
２，３が正三角形状に配置したガス絶縁母線としたもの
である。

【００２２】このように導体１，２，３を正三角形状に
配置すると、熱的，絶縁的空間利用率が非常に良くな
り、母線径を小さくできる。その結果、導体が正三角形
配置の母線がＢ′ｑ引き出しや変圧器接続母線に適用さ
れ、スパイラルパイプの適用効果が非常に大きい。

【００２３】図５は本発明の第３実施例（請求項３対
応）の側面図であり、図６は図５のＸ−Ｘ方向断面図で
ある。図６に示すように、本実施例が第１実施例と異な
る構成は、導体１〜３の配置が二等辺三角形配置である
点であり、その他の点は同一であるので、同一部分には
同一符号を付して重複説明は省略する。

【００２４】本実施例では、二等辺三角形配置のガス絶
縁母線はＡ相の導体１が上側に分岐する場合などに適用
されるものであり、単相分岐を有するＧＩＳ周辺やＢ′
ｇ周辺，変圧器周辺などのガス絶縁母線にスパイラルパ
イプ１０を適用できるものである。また、三相一括形ガ
ス絶縁母線のＣ相，Ｂ相，Ａ相において、Ｃ相とＢ相の
接続部・絶縁物・座は同一断面上に設置されている。

【００２５】本実施例の変形例（請求項３対応）につい
て説明する。本実施例では三相一括形ガス絶縁母線のＡ
相，Ｂ相，Ｃ相の各相とスパイラルパイプ１０までの距
離をそれぞれＪ，Ｋ，Ｌとしたとき、このＪ，Ｋ，Ｌを
Ｊ＝Ｋ＝Ｌの条件であったが、本変形例では、Ｋ＝Ｌ＜
Ｊの条件を有した導体を二等辺三角形配置のガス絶縁母
線としたものである。すなわち、図６において下側に位
置するＡ相において、母線内に異物が存在する場合、最
も絶縁的影響を受けやすいため、Ａ相は上側のＢ相，Ｃ
相の二相よりも対地距離Ｊを大きくしたガス絶縁母線と
したものである。

【００２６】図７は本発明の第４実施例（請求項４対
応）の側面図、図８は図７のＸ−Ｘ方向断面図である。
図に示すように、本実施例が第１実施例と異なる構成
は、導体１のエンドシールド１８を別相の導体２，３の
接続部４ではなく単純な円筒状の導体１と対向するよう
に配置した点であり、その他の構成は同一であるので、
同一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。

【００２７】本実施例によると、一般に導体のエンドシ
ール１８は絶縁設計上大きくなり、接続部４と対向する
位置に設置すると離間距離が小さくなるため、導体１の
エンドシール１８は導体２，３と対向する位置へ設置す
ることで、絶縁信頼性を向上させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項４対応）によれば、三相一括形ガス絶縁母線
の主胴円筒管にスパイラルパイプを用いているので、溶
接作業が向上し経済的で信頼性があり、かつ品質の高い
ガス絶縁開閉装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の側面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ方向断面図。

【図３】本発明の第２実施例の側面図。

【図４】図３のＸ−Ｘ方向断面図。

【図５】本発明の第３実施例の側面図。

【図６】図５のＸ−Ｘ方向断面図。

【図７】本発明の第４実施例の側面図。

【図８】図７のＸ−Ｘ方向断面図。

【図９】従来のガス絶縁母線の側面図。

【符号の説明】

１，２，３…導体、４，４１，４２，４３…接続部、５
…絶縁物、６…金属容器、７…座、１０…スパイラルパ
イプ、１１…溶接ビード、１２，１３…ガス絶縁母線、
１４，１５…フランジ、１６，１７…接続導体、１８…
エンドシールド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯板を螺旋状に巻いて溶接にて成形
   された主胴円筒管の金属容器と、この金属容器の端部に
   溶接される円板状のフランジと、前記金属容器の内周面
   上に導体支持用絶縁物を支持固定する三相分の座と、前
   記金属容器内に絶縁性ガスを封入してなる三相一括形ガ
   ス絶縁母線において、前記三相分の座は前記金属容器の
   軸方向に直角な同一面になく軸方向にずらし、かつ前記
   主胴円筒菅の螺旋状溶接ビードと前記座が干渉しないよ
   うに設けられていることを特徴とする三相一括形ガス絶
   縁母線。
2. 【請求項２】 請求項１記載の三相一括形ガス絶縁母線
   において、３個の導体は正三角形位置に配置されている
   ことを特徴とする三相一括形ガス絶縁母線。
3. 【請求項３】 請求項１記載の三相一括形ガス絶縁母線
   において、３個の導体が２等辺三角形位置に配置されて
   いることを特徴とする三相一括形ガス絶縁母線。
4. 【請求項４】 請求項１記載の三相一括形ガス絶縁母線
   において、三相中、１相または２相分がエンドシールド
   を有し、そのエンドシールドが他相導体の接続部と対向
   せず、他相導体の円筒状の導体部分と対向するように配
   置されたことを特徴とする三相一括形ガス絶縁母線。