JP2001016721A - Gas insulated electric apparatus - Google Patents

Gas insulated electric apparatus

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JP2001016721A
JP2001016721A JP11177775A JP17777599A JP2001016721A JP 2001016721 A JP2001016721 A JP 2001016721A JP 11177775 A JP11177775 A JP 11177775A JP 17777599 A JP17777599 A JP 17777599A JP 2001016721 A JP2001016721 A JP 2001016721A
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JP
Japan
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gas
dielectric strength
insulated
electric device
insulated electric
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Application number
JP11177775A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Uchiumi
知明 内海
Fumimasa Endo
奎将 遠藤
Yoshitoyo Yagihashi
義豊 八木橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JP2001016721A publication Critical patent/JP2001016721A/en
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  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure both of required dielectric strength after the commencement of operation and breakdown pressure during a test by mounting a dielectric strength improving means, based on the temperature distribution after a mixed gas is charged. SOLUTION: A dielectric strength improving means is mounted, based on the temperature distribution after mixed gas is charged, so as to stand pressure for test voltage while required dielectric strength is being ensured during operation. Upper SF6 gas concentration is lower than when it is uniform, and the dielectric strength lowers in a breaker 41, the insulation distance of an upper high voltage part 44 is made longer than that of the lower high voltage part 42, prevent the dielectric strength of the high voltage part 44 from lowering. By increasing the inclination of an insulating spacer 4d to increase creep distance, the dielectric strength is increased. Thus both the assurance of the required dielectric strength after the commencement of operation and pressure withstanding during a test are made possible.

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】本発明はガス絶縁開閉装置・
ガス絶縁変圧器等のガス絶縁電気機器に関わり、特に2
種以上の気体から成る混合ガスを絶縁ガスとして用いた
ガス絶縁電気機器に関する。
The present invention relates to a gas insulated switchgear.
Involved in gas-insulated electrical equipment such as gas-insulated transformers.
The present invention relates to a gas-insulated electric device using a mixed gas composed of at least one kind of gas as an insulating gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術では、例えば特開平5−83
832号のように、ガス絶縁電気機器に、SF6ガス
と、N2または乾燥空気またはCO2等とを混合した絶縁
性混合ガスを封入することにより、SF6ガス分圧を低
減して寒冷地でのSF6ガスの液化を防止していた。こ
の際、SF6ガスの分圧は1気圧以上としていた。
2. Description of the Related Art In the prior art, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
As described in No. 832, by sealing an insulating mixed gas obtained by mixing SF 6 gas and N 2 or dry air or CO 2 or the like in a gas-insulated electric device, the partial pressure of SF 6 gas is reduced to cool down. Liquefaction of SF 6 gas on the ground was prevented. At this time, the partial pressure of SF 6 gas was 1 atm or more.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のガス絶縁電
気機器では、ガス封入後の混合ガスの濃度分布が不均一
となり部位によって絶縁耐力が低下することについて配
慮がなされていない。
In the above-mentioned conventional gas-insulated electric equipment, no consideration is given to the fact that the concentration distribution of the mixed gas after gas filling becomes non-uniform and the dielectric strength decreases depending on the portion.

【0004】図3は、タンク80の中にN2ガスとSF6
ガスとを混合して封入したときの、各部位の絶縁耐力の
一例である。混合した直後は、比重の大きいSF6ガス
の濃度が下部で高くなっているため、均一な場合と比較
して、絶縁耐力は下部で高く上部で低くなっている。こ
の濃度分布は時間と共に均一になっていくが、均一にな
るまでに数十時間を要する。
FIG. 3 shows that N 2 gas and SF 6 are contained in a tank 80.
It is an example of the dielectric strength of each part when a gas is mixed and sealed. Immediately after mixing, since the concentration of SF 6 gas having a large specific gravity is high in the lower part, the dielectric strength is higher in the lower part and lower in the upper part as compared with the case where it is uniform. This concentration distribution becomes uniform with time, but it takes several tens of hours to become uniform.

【0005】従って、ガス絶縁電気機器において、工場
試験または現地試験などで混合ガス封入直後に電圧印加
すると、絶縁破壊して機器の信頼性が低下するという問
題があった。逆に、絶縁耐力が低下するものとして設計
すると、機器が大型化しコストアップするという問題が
あった。
Therefore, in a gas insulated electric device, if a voltage is applied immediately after filling a mixed gas in a factory test, a field test, or the like, there has been a problem that insulation breakdown occurs and the reliability of the device is reduced. Conversely, if the dielectric strength is designed to be reduced, there is a problem that the equipment becomes large and the cost increases.

【0006】本発明の目的は、運転開始後の所要絶縁耐
力の確保と試験時耐圧の確保の両方が可能であり、かつ
低コストな、混合ガスを絶縁ガスとしたガス絶縁電気機
器を提供することである。
An object of the present invention is to provide a gas-insulated electric device which can secure both a required dielectric strength after the start of operation and a withstand voltage during a test and which is inexpensive and uses a mixed gas as an insulating gas. That is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のガス絶縁電気機器では、混合ガス封入後の
濃度分布に基づいて絶縁耐力向上手段を設けている。絶
縁耐力向上手段としては、例えば絶縁寸法の部分的な増
加、電界集中度の部分的な低減、スペーサの沿面距離の
増加などがある。
In order to solve the above-mentioned problems, the gas-insulated electric equipment of the present invention is provided with means for improving the dielectric strength based on the concentration distribution after filling the mixed gas. The means for improving the dielectric strength include, for example, a partial increase in the insulation dimension, a partial decrease in the electric field concentration, and an increase in the creepage distance of the spacer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は、本発明をガス絶縁開閉装置(以下
GISと称す)に適用した一実施例である。図1におい
て、GISは、主母線1、母線断路器11、接続母線2
1、CTユニット31、遮断器41、線路用断路器5
1、接地装置6a,6b,6c、ケーブルヘッド61な
どの機器ユニットを接続して構成されている。図1は、
GISの1回線当たりの1ユニットであり、GISは通
常このようなユニットを、数ユニットから十数ユニット
組み合わせて構成される。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear (hereinafter referred to as GIS). In FIG. 1, GIS is a main bus 1, a bus disconnector 11, a connection bus 2
1, CT unit 31, circuit breaker 41, line disconnector 5
1. It is configured by connecting device units such as grounding devices 6a, 6b, 6c and a cable head 61. FIG.
The GIS is one unit per line, and the GIS is usually configured by combining several units to several tens of units.

【0010】各機器ユニットの接地タンク7,17,4
7,57,67などの中には、SF6ガスを数%〜数十
%混合したSF6/N2混合ガスが絶縁ガスとして封入さ
れている。そして、導体2、可動側電極12と固定側電
極13で構成される開閉部、可動側電極42と固定側電
極43で構成される遮断部等の高電圧部位が配置され、
スペーサ4a,4b,4c,4d,4e、絶縁筒46,
56などの絶縁物で絶縁支持されている。各電極には、
必要に応じてシールドが取り付けられる。また、各機器
ユニットは、絶縁スペーサ4a〜4eによりガス区分さ
れている。
[0010] Ground tanks 7, 17, 4 of each equipment unit
Some such 7,57,67 is, SF 6 / N 2 mixed gas several% to several tens% of SF 6 gas is sealed as the insulating gas. Then, high-voltage parts such as the conductor 2, an opening / closing part composed of the movable-side electrode 12 and the fixed-side electrode 13, and a blocking part composed of the movable-side electrode 42 and the fixed-side electrode 43 are arranged.
Spacers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, insulating cylinder 46,
It is insulated and supported by an insulator such as 56. Each electrode has
Shields are installed as needed. Further, each device unit is gas-divided by insulating spacers 4a to 4e.

【0011】本発明では、例えば、遮断器41におい
て、上部の高電圧部位44の絶縁距離L2を、下部の高
電圧部位42の絶縁距離L1より5〜20%長くするこ
とにより、高電圧部位44の絶縁耐力を向上している。
また、本発明では、主母線1と母線断路器11の間にス
ペーサ4aを配置し、ガス濃度分布の不均一を抑制して
いる。
In the present invention, for example, in the circuit breaker 41, the insulation distance L2 of the upper high-voltage part 44 is made longer than the insulation distance L1 of the lower high-voltage part 42 by 5 to 20%, so that The dielectric strength has been improved.
Further, in the present invention, the spacer 4a is arranged between the main bus 1 and the bus disconnector 11, thereby suppressing the unevenness of the gas concentration distribution.

【0012】以下、上述のような形態とした理由につい
て説明する。
Hereinafter, the reason why the above-described embodiment is adopted will be described.

【0013】従来ガス絶縁電気機器では、純SF6(六弗
化硫黄)ガスの絶縁耐力が高いことから、主としてSF6
ガスを絶縁ガスとして使用してきた。しかし、近年は地
球温暖化防止という観点から、SF6ガスの使用量を極
力少なくすることが要求されている。この対応策とし
て、例えば、地球温暖化指数が炭酸ガスCO2以下のガ
スを主ガスとし、絶縁耐力が主ガスよりも高いガスを少
しだけ混合したガスを絶縁ガスとすることが考えられ
る。地球温暖化指数がCO2以下のガスには、窒素N2
空気、CO2などがあり、これらより絶縁耐力が高いガ
スには、SF6ガスがあるが、C38、c−C48など
のフロンも絶縁耐力が高い。そして、N2とSF6の混合
ガス、空気とSF6の混合ガスなどが実用しやすい。
[0013] In the conventional gas-insulated electrical equipment, from that dielectric strength is high pure SF 6 (sulfur hexafluoride) gas, mainly SF 6
Gas has been used as an insulating gas. However, in recent years, from the viewpoint of preventing global warming, it has been required to minimize the amount of SF 6 gas used. As a countermeasure for this, for example, it is conceivable to use a gas having a global warming index of not more than carbon dioxide CO 2 as a main gas and a gas obtained by slightly mixing a gas having a higher dielectric strength than the main gas as an insulating gas. Gases with a global warming index of less than CO 2 include nitrogen N 2 ,
There are air, CO 2 and the like, and SF 6 gas is a gas having a higher dielectric strength than these gases. CFCs such as C 3 F 8 and c-C 4 F 8 also have a high dielectric strength. Then, a mixed gas of N 2 and SF 6, a mixed gas of air and SF 6 , and the like are easily put into practical use.

【0014】図2は、SF6/N2混合ガスの、SF6
ス混合率に対する絶縁耐力の特性の一例である。SF6
ガスの混合率が少ない場合には、混合率を増加すると絶
縁耐力が急激に増加する。そして、混合比が10%以上
になると絶縁耐力の増加は飽和傾向を示す。このように
上に凸の特性となり、単なる分圧比で算定される絶縁耐
力(図2の破線)より高くなっているので、SF6とN2
が絶縁特性上相乗効果を持っているといえる。図2の特
性から、SF6ガスの混合率を数%〜十数%とすること
により、SF6ガスの使用量を抑制しつつ高い絶縁耐力
を確保できる。ただし、この領域では濃度の変動による
絶縁耐力の変動が大きいので、濃度分布の不均一による
絶縁耐力の変動について配慮することが必要である。
FIG. 2 shows an example of the dielectric strength characteristics of the SF 6 / N 2 mixed gas with respect to the SF 6 gas mixture ratio. SF 6
When the mixing ratio of the gas is small, the dielectric strength rapidly increases when the mixing ratio is increased. When the mixture ratio becomes 10% or more, the increase in the dielectric strength shows a tendency to be saturated. As described above, the characteristic becomes convex upward and is higher than the dielectric strength (broken line in FIG. 2) calculated simply by the partial pressure ratio. Therefore, it can be said that SF 6 and N 2 have a synergistic effect on the insulating characteristic. . From the characteristics of FIG. 2, by setting the mixing ratio of SF 6 gas to several percent to several tens percent, it is possible to secure a high dielectric strength while suppressing the amount of SF 6 gas used. However, in this region, since the fluctuation of the dielectric strength due to the fluctuation of the concentration is large, it is necessary to consider the fluctuation of the dielectric strength due to the uneven distribution of the concentration.

【0015】図3は、タンク80内にN2ガスとSF6
スとを混合して封入したときの、各部位の絶縁耐力の一
例である。混合した直後は、SF6ガスの濃度が下部で
高くなっているため、均一な場合よりも、下部の絶縁耐
力が高くなり、また、上部の絶縁耐力が低くなってい
る。これは、SF6の分子量146がN2の分子量28よ
りも5倍も重いためである。
FIG. 3 shows an example of the dielectric strength of each part when N 2 gas and SF 6 gas are mixed and sealed in the tank 80. Immediately after mixing, since the concentration of SF 6 gas is high in the lower part, the dielectric strength of the lower part is higher and the dielectric strength of the upper part is lower than in a uniform case. This is because the molecular weight 146 of SF 6 is five times heavier than the molecular weight 28 of N 2 .

【0016】この濃度分布は時間とともに均一になって
いくが、均一になるまでに数十時間かかる。このため、
ガス絶縁電気機器において、工場試験または現地試験な
どで混合ガス封入後数時間以内に電圧印加すると絶縁破
壊してしまい、機器の信頼性が低下するという問題があ
る。逆に、絶縁耐力が低下するものとして絶縁設計する
と、機器が大型化しコストアップするという問題があ
る。
This concentration distribution becomes uniform over time, but it takes several tens of hours to become uniform. For this reason,
In a gas insulated electric device, if a voltage is applied within several hours after filling a mixed gas in a factory test or on-site test, insulation breakdown occurs, and the reliability of the device is reduced. Conversely, if the insulation design is performed on the assumption that the dielectric strength is reduced, there is a problem that the device becomes large and the cost increases.

【0017】本発明では、運転時の所要絶縁耐力を確保
しつつ試験電圧に耐圧させるために、混合ガス封入後の
濃度分布に基づいて絶縁耐力向上手段を設けている。具
体的には、混合ガスを封入後一定時間経過後の濃度分布
において、絶縁耐力が濃度分布均一の場合よりも低くな
る部位に、絶縁距離を長くするなどの絶縁耐力向上手段
を講じる。前記一定時間としては、例えば、工場内試験
または現地受入れ試験または定期点検におけるガス封入
完了から試験電圧印加までの時間などがある。濃度分布
の時間変化は、類似の形状の接地タンクについて測定し
ておけば推定可能である。
In the present invention, in order to ensure the required dielectric strength during operation and to withstand the test voltage, a means for improving the dielectric strength is provided based on the concentration distribution after filling the mixed gas. Specifically, in the concentration distribution after a certain period of time after filling the mixed gas, in a portion where the dielectric strength is lower than that in the case where the concentration distribution is uniform, a dielectric strength improving means such as increasing the insulation distance is taken. The fixed time includes, for example, a time from completion of gas filling in a factory test or a field acceptance test or a periodic inspection to application of a test voltage. The temporal change of the concentration distribution can be estimated by measuring a similar shape of the grounded tank.

【0018】図1のGIS中の遮断器41においては、
上部のSF6ガス濃度が均一の場合より低くなって、絶
縁耐力が5〜20%低下することがあるので、上部の高
電圧部位44の絶縁距離L2を下部の高電圧部位42の
絶縁距離L1よりも5〜20%長くすることにより、高
電圧部位44の絶縁耐力を低下させないようにしてい
る。絶縁耐力の低下率は、接地タンクの形状、ガス封入
後試験実施までの時間などにより変わる。
In the circuit breaker 41 in the GIS shown in FIG.
Since the upper SF 6 gas concentration may be lower than the case where the concentration is uniform and the dielectric strength may be reduced by 5 to 20%, the insulation distance L 2 of the upper high voltage part 44 is reduced to the insulation distance L 1 of the lower high voltage part 42. By increasing the length by 5 to 20%, the dielectric strength of the high voltage portion 44 is not reduced. The rate of decrease in the dielectric strength varies depending on the shape of the grounding tank, the time from the gas filling until the test is performed, and the like.

【0019】ところで、上述のように絶縁距離L1、L2
を絶縁耐力の低下に合せて長くするのは、両部分の電界
集中度が等しい場合であるが、実際には電界集中度が異
なることが多い。このような場合には、電界集中度の高
い部位を2つ以上n個所選択し、選択した部位の電界集
中度をξ1、ξ2…ξnとし、絶縁距離をL1、L2…Lnと
し、混合ガスを封入後一定時間経過後の濃度分布での各
部位の破壊電界をE1、E2…Enとしたときに、
By the way, as described above, the insulation distances L1, L2
Is lengthened in accordance with the decrease in the dielectric strength when the electric field concentration in both portions is equal, but in practice, the electric field concentration often differs. In such a case, two or more sites with high electric field concentration are selected at n locations, the electric field concentration of the selected region is set to ξ1, ξ2... Ξn, the insulation distance is set to L1, L2. When the destructive electric field of each part in the concentration distribution after a certain period of time has elapsed since the encapsulation is E1, E2.

【0020】[0020]

【数2】 E1・L1/ξ1=E2・L2/ξ2=…=En・Ln/ξn (1) となるようにする。ここで、ガス濃度が不均一の場合と
均一の場合の両方を考えなければならないので、場合に
よっては(1)式で決まる値より、絶縁距離Lを大きく
したり電界集中度ξを小さくすることもあるが、(1)
式はガス濃度が不均一の場合の基準となることは変わり
がない。以下、このように設定する原理について説明す
る。
.Times..times..times..times..times..times..times..times..times..times..tim- es..times..times..times..times..times. Here, it is necessary to consider both the case where the gas concentration is non-uniform and the case where the gas concentration is uniform. Therefore, depending on the case, the insulation distance L or the electric field concentration degree ξ may be reduced from the value determined by the equation (1). There are also (1)
The equation remains the basis for non-uniform gas concentrations. Hereinafter, the principle of such setting will be described.

【0021】ガス絶縁電気機器に高電圧を印加し内部で
フラッシオーバさせた場合、フラッシオーバ個所の破壊
電界Eとフラッシオーバ電圧(以下FOVと記す)との
関係は、
When a high voltage is applied to a gas-insulated electric device to cause a flashover inside, the relationship between the breakdown electric field E at the flashover point and the flashover voltage (hereinafter referred to as FOV) is as follows.

【0022】[0022]

【数3】 FOV/L・ξ=E (2) となる。ここでFOVi/Liは平均破壊電界であり、破
壊電界Eiは電界集中度ξiの分だけ平均破壊電界よりも
高くなる。Eiは絶縁ガスによって決まる値であり、S
6/N2混合ガスの場合には、図2のようにSF6ガス
濃度によって変化する。従って、各部位iでフラッシオ
ーバしたと想定した時のFOViは、
FOV / Lξ = E (2) Here, FOVi / Li is an average breakdown electric field, and the breakdown electric field Ei is higher than the average breakdown electric field by the electric field concentration degree Δi. Ei is a value determined by the insulating gas.
In the case of the F 6 / N 2 mixed gas, it changes depending on the SF 6 gas concentration as shown in FIG. Therefore, when it is assumed that the flashover has occurred at each part i, the FOVi is

【0023】[0023]

【数4】 FOVi=Ei・Li/ξi (3) となる。従って、式(1)のようにすれば、各部のFO
Vが同等となり、最適な絶縁設計となる。
FOVi = Ei · Li / ξi (3) Therefore, according to the equation (1), the FO of each unit is obtained.
V are equivalent, and the optimum insulation design is achieved.

【0024】ところで、図1のようなGISでSF6
スのみを絶縁ガスとした場合には、主母線1と母線断路
器11の間に絶縁スペーサを入れないことが多い。しか
し、混合ガスを絶縁ガスとした場合には、主母線1の体
積が大きいと主母線1にSF6ガス分子が留まり易い。
そのため、母線断路器11でSF6ガス濃度が低下して
絶縁耐力を低下する可能性があるため、主母線1と母線
断路器11の間に絶縁スペーサを入れてSF6ガス濃度
の不均一を抑制し絶縁耐力の低下を抑えることができ
る。
When only the SF 6 gas is used as the insulating gas in the GIS as shown in FIG. 1, an insulating spacer is often not inserted between the main bus 1 and the bus disconnector 11. However, when the mixed gas is an insulating gas, if the volume of the main bus 1 is large, SF 6 gas molecules easily stay in the main bus 1.
Therefore, there is a possibility that the SF 6 gas concentration is reduced in the bus disconnector 11 and the dielectric strength is reduced. Therefore, an insulating spacer is inserted between the main bus 1 and the bus disconnector 11 to reduce the unevenness of the SF 6 gas concentration. It is possible to suppress the decrease of the dielectric strength.

【0025】図4は、本発明をガス絶縁開閉装置に適用
した別の実施例である高電圧部位44の表面の曲率半径
R2を、部位42の表面の曲率半径R1より大きくするこ
とにより、L2を大きくせずに電界集中度ξ2を低減して
絶縁耐力を向上している。
FIG. 4 shows another embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear. By making the radius of curvature R2 of the surface of the high voltage portion 44 larger than the radius of curvature R1 of the surface of the portion 42, L2 The electric field concentration degree ξ2 is reduced without increasing the dielectric strength to improve the dielectric strength.

【0026】投入抵抗素子などを支持する場合には、ポ
ストスペーサ48が配置されるが、ひだをつけて沿面長
を長くし、L2を大きくせずに絶縁耐力を向上できる。
When supporting a closing resistance element or the like, a post spacer 48 is disposed. However, the post spacer 48 is formed with a fold and the creepage length can be increased to improve the dielectric strength without increasing L2.

【0027】コーン形絶縁スペーサ4c、4dは、凸面
側の方が凹面側より絶縁耐力が高いので、SF6ガス濃
度の低下しやすい上部では、コーン形絶縁スペーサ4d
の凸面側を遮断器41に向けて絶縁耐力を確保してい
る。また、絶縁スペーサ4dの傾斜を大きくすることに
より、沿面長を長くして、絶縁耐力を向上している。
The cone-shaped insulation spacer 4c, 4d, since towards the convex side than the dielectric strength is high concave side, the reduction tends to top of the SF 6 gas concentration, conical insulating spacer 4d
The dielectric strength is ensured by directing the convex side of. Further, by increasing the inclination of the insulating spacer 4d, the creepage length is increased, and the dielectric strength is improved.

【0028】図5は、本発明をガス絶縁開閉装置に適用
した別の実施例である。
FIG. 5 shows another embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear.

【0029】高電圧部位44の表面に絶縁被覆を施すこ
とにより破壊電界Eを向上できるので、L2を大きくせ
ずに絶縁耐力が向上する。表面被覆としては、例えばエ
ポキシ樹脂、フタル酸樹脂などがある。
By providing an insulating coating on the surface of the high voltage portion 44, the breakdown electric field E can be improved, so that the dielectric strength can be improved without increasing L2. Examples of the surface coating include an epoxy resin and a phthalic acid resin.

【0030】導体がアルミニウムの場合には、陽極酸化
処理(アルマイト処理)を施すことにより、絶縁性の酸化
皮膜を設けて絶縁被覆とし、絶縁耐力を向上できる。こ
の酸化皮膜はまた、表面の熱放射性も向上させるので、
通電導体に施せば、電流容量の増加を図ることもでき
る。
When the conductor is aluminum, an anodizing treatment (alumite treatment) is performed to provide an insulating oxide film to form an insulating coating, thereby improving the dielectric strength. This oxide film also improves the thermal emissivity of the surface,
If applied to the current-carrying conductor, the current capacity can be increased.

【0031】図5で絶縁被覆を施すとした部分の絶縁被
覆を止め、表面の粗さを小さくしても絶縁耐力を向上で
きる。
The insulating strength can be improved even if the insulating coating is stopped at the portion where the insulating coating is applied in FIG. 5 and the surface roughness is reduced.

【0032】以上に説明したように、2種類のガスをタ
ンクに別々に供給した場合には、封入後かなりの時間が
経過してもガスが分離した状態であるため、絶縁耐力の
高いガスの濃度が低い部分では絶縁耐力が低下する。し
かし、供給時に2種類のガスをガス混合装置で均一に混
合させてから封入すれば、タンク内の混合ガスは均一で
あるため、絶縁耐力が低下することはない。
As described above, when two kinds of gases are separately supplied to the tank, the gas is in a separated state even after a considerable time has passed since encapsulation. In portions where the concentration is low, the dielectric strength decreases. However, if two kinds of gases are uniformly mixed by a gas mixing device at the time of supply and then sealed, the mixed gas in the tank is uniform, so that the dielectric strength does not decrease.

【0033】図6は、ガス混合装置の一実施例の概略図
である。本図のガス混合装置では、SF6ガスボンベ1
01およびN2ガスボンベ102のそれぞれのガス圧力
を圧力調整器103、104により減圧した後、熱交換
器105により暖める。そして、2種類のガスを混合器
106で攪拌混合し、一旦貯槽107に蓄え、貯槽10
7からガス絶縁開閉装置90に均一な混合ガスを供給す
る。
FIG. 6 is a schematic diagram of one embodiment of the gas mixing device. In the gas mixing device shown in the figure, the SF 6 gas cylinder 1
After the gas pressure of each of the 01 and N 2 gas cylinders 102 is reduced by the pressure regulators 103 and 104, they are heated by the heat exchanger 105. Then, the two types of gases are mixed by stirring in the mixer 106, and temporarily stored in the storage tank 107.
From 7, a uniform mixed gas is supplied to the gas insulated switchgear 90.

【0034】上述の説明では、主としてGISについて
説明しているが、混合ガスを絶縁ガスとしたガス絶縁変
圧器など、各種ガス絶縁電気機器にも適用できる。
In the above description, GIS is mainly described, but the present invention can also be applied to various gas-insulated electric devices such as a gas-insulated transformer using a mixed gas as an insulating gas.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、運転開始後の所要絶縁
耐力の確保と試験時耐圧の確保の両方が可能であり、か
つ低コストな、混合ガスを絶縁ガスとしたガス絶縁電気
機器を提供することができる。
According to the present invention, a gas-insulated electric device which can secure both the required dielectric strength after the start of operation and the withstand voltage at the time of the test and which is inexpensive and uses a mixed gas as the insulating gas can be provided. Can be provided.

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

【図1】本発明をガス絶縁開閉装置に適用した一実施例
を説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear.

【図2】SF6/N2混合ガスの混合比と絶縁耐力の関係
を説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the mixing ratio of SF 6 / N 2 mixed gas and dielectric strength.

【図3】SF6/N2混合ガスをタンクに封入後の、各部
位の絶縁耐力の時間変化を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a change over time in the dielectric strength of each part after filling a mixed gas of SF 6 / N 2 into a tank.

【図4】本発明をガス絶縁開閉装置に適用した一実施例
を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear.

【図5】本発明をガス絶縁開閉装置に適用した一実施例
を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a gas insulated switchgear.

【図6】ガス混合装置を備えたガス絶縁開閉装置の一実
施例の概略図。
FIG. 6 is a schematic view of an embodiment of a gas insulated switchgear provided with a gas mixing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…主母線、4a〜4e…絶縁スペーサ、6a〜6c…
接地装置、11…母線断路器、21…接続母線、31…
CTユニット、41…遮断器、51…線路用断路器、6
1…ケーブルユニット、100…ガス混合装置、103
…圧力調整器(SF6用)、104…圧力調整器(N
2用)、105…熱交換器、106…混合器、107…
貯槽。
1 ... Main bus, 4a-4e ... Insulating spacer, 6a-6c ...
Grounding device, 11 Bus disconnector, 21 Connection bus, 31
CT unit, 41: circuit breaker, 51: line disconnector, 6
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cable unit, 100 ... Gas mixing device, 103
... Pressure regulator (for SF 6 ), 104 ... Pressure regulator (N
2 ), 105: heat exchanger, 106: mixer, 107 ...
Storage tank.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木橋 義豊 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 Fターム(参考) 5G017 DD01 DD06 EE06 HH01 HH04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yoshitoyo Yagihashi 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in the Electric Power & Electronics Development Division, Hitachi, Ltd. 5G017 DD01 DD06 EE06 HH01 HH04

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2種以上のガスから成る混合ガスを絶縁
ガスとして封入した接地タンクと、該接地タンク内に配
置され、導体,開閉部,シールドを有する高電圧部位
と、該高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁物とを備え
たガス絶縁電気機器において、前記混合ガスの封入後の
濃度分布に基づいて絶縁耐力を向上させる手段を設けた
ことを特徴とするガス絶縁電気機器。
1. A grounding tank in which a mixed gas of two or more gases is filled as an insulating gas, a high-voltage part disposed in the grounding tank and having a conductor, a switch, and a shield; A gas-insulated electrical device comprising: a plurality of insulators which are insulated and supported; and a means for improving a dielectric strength based on a concentration distribution of the mixed gas after encapsulation.
【請求項2】 2種以上のガスから成る混合ガスを絶縁
ガスとして封入した接地タンクと、該接地タンク内に配
置され、導体・開閉部・シールドを有する高電圧部位
と、該高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁物とを備え
たガス絶縁電気機器において、前記混合ガスを封入し一
定時間経過後の濃度分布での絶縁耐力が濃度分布が均一
の場合よりも低くなる部位に、絶縁耐力を向上させる手
段を設けたことを特徴とするガス絶縁電気機器。
2. A grounding tank in which a mixed gas of two or more gases is sealed as an insulating gas, a high-voltage part disposed in the grounding tank and having a conductor, a switch, and a shield; In a gas-insulated electrical device comprising a plurality of insulators for insulating support, a dielectric strength is defined at a portion where the mixed gas is sealed and the dielectric strength at a concentration distribution after a certain period of time becomes lower than when the concentration distribution is uniform. A gas-insulated electric device characterized by comprising means for improving the performance.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のガス絶縁電気機
器において、前記混合ガスは、地球温暖化指数が炭酸ガ
スCO2よりも小さい第1のガスと、絶縁耐力が該第1
のガスよりも高い第2のガスとから成り、該第2のガス
の濃度が低くなりうる部位に、前記絶縁耐力を向上させ
る手段を設けたことを特徴とするガス絶縁電気機器。
3. The gas-insulated electric device according to claim 1, wherein the mixed gas is a first gas having a global warming index smaller than carbon dioxide CO 2 and a first gas having a dielectric strength equal to the first gas.
A gas insulated electric device comprising: a second gas higher than a second gas; and a means for improving the dielectric strength provided at a portion where the concentration of the second gas can be low.
【請求項4】 請求項3に記載のガス絶縁電気機器にお
いて、前記第1のガスは、窒素N2又は空気又は炭酸ガ
スCO2であり、前記第2のガスは、六弗化硫黄SF6
はC38,c−C48などのフロンであることを特徴と
するガス絶縁電気機器。
4. The gas-insulated electrical device according to claim 3, wherein the first gas is nitrogen N 2 or air or carbon dioxide gas CO 2 , and the second gas is sulfur hexafluoride SF 6. or gas-insulated electric device, which is a chlorofluorocarbon, such as C 3 F 8, c-C 4 F 8.
【請求項5】 請求項3又は請求項4に記載のガス絶縁
電気機器において、前記接地タンクの中の上方の部位
に、前記絶縁耐力を向上させる手段を設けたことを特徴
とするガス絶縁電気機器。
5. The gas-insulated electric device according to claim 3, wherein a means for improving the dielectric strength is provided in an upper part of the grounding tank. machine.
【請求項6】 2種以上のガスから成る混合ガスを絶縁
ガスとして封入した接地タンクと、該接地タンク内に配
置され、導体・開閉部・シールドを有する高電圧部位
と、該高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁物とを備え
たガス絶縁電気機器において、電界集中度の高い部位を
集中度の高い方から2個所以上選択し、選択した部位の
数をn,前記選択した部位の電界集中度をξ1、ξ2…ξ
n,前記各部位の絶縁距離をそれぞれL1、L2…Ln,前
記混合ガスを封入し一定時間経過後の濃度分布での前記
各部位の破壊電界をそれぞれE1、E2…Enとしたと
き、 【数1】 E1・L1/ξ1=E2・L2/ξ2=…=En・Ln/ξn の関係が成り立つようにしたことを特徴とするガス絶縁
電気機器。
6. A ground tank in which a mixed gas of two or more gases is sealed as an insulating gas, a high-voltage part disposed in the ground tank and having a conductor, a switch, and a shield; In a gas insulated electric device provided with a plurality of insulators to be insulated and supported, two or more portions having a high electric field concentration are selected from the one having the highest concentration, the number of the selected portions is n, and the electric field of the selected portion is n. The concentration level is ξ1, ξ2… ξ
n, the insulation distances of the respective portions are L1, L2... Ln, and the breakdown electric fields of the respective portions are E1, E2. 1. A gas-insulated electric device characterized by satisfying the following relationship: E1 · L1 / ξ1 = E2 · L2 / ξ2 =... = En · Ln / ξn.
【請求項7】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
ガス絶縁電気機器において、前記絶縁耐力を向上させる
手段は、絶縁距離を長くすることによるもの、又は前記
絶縁物の高電圧電極から接地電極までの沿面長を長くす
ることによるもの、又は前記高電圧部位の表面に絶縁被
覆を設けることによるもの、又は高電圧部位の表面粗さ
を小さくすることによるもの、又は高電圧部位の電極表
面の曲率半径を大きくすることによるものであることを
特徴とするガス絶縁電気機器。
7. The gas-insulated electric device according to claim 1, wherein the means for improving the dielectric strength is by increasing an insulation distance or a high-voltage electrode of the insulator. By increasing the creeping length from the ground electrode to the ground electrode, or by providing an insulating coating on the surface of the high-voltage part, or by reducing the surface roughness of the high-voltage part, or of the high-voltage part Gas insulated electrical equipment characterized by increasing the radius of curvature of the electrode surface.
【請求項8】 2種以上のガスから成る混合ガスを絶縁
ガスとして封入した接地タンクと、該接地タンク内に配
置され、導体,開閉部,シールドを有する高電圧部位
と、該高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁物とを備え
たガス絶縁電気機器において、前記混合ガスの濃度の不
均一を抑制する手段を設けたことを特徴とするガス絶縁
電気機器。
8. A ground tank in which a mixed gas of two or more gases is filled as an insulating gas, a high-voltage part disposed in the ground tank and having a conductor, a switch, and a shield; What is claimed is: 1. A gas insulated electric device comprising: a plurality of insulators that are insulated and supported; and a means for suppressing non-uniformity in the concentration of the mixed gas.
【請求項9】 請求項8に記載のガス絶縁電気機器にお
いて、前記混合ガスの濃度の不均一を抑制する手段は、
前記接地タンクを前記絶縁物で上下に分離することによ
るものであることを特徴とするガス絶縁電気機器。
9. The gas-insulated electric device according to claim 8, wherein the means for suppressing the non-uniformity of the concentration of the mixed gas includes:
A gas-insulated electric device characterized in that the grounding tank is vertically separated by the insulator.
【請求項10】 2種以上のガスから成る混合ガスを絶
縁ガスとして封入した接地タンクと、該接地タンク内に
配置され、導体,開閉部,シールドを有する高電圧部位
と、該高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁物とを備え
たガス絶縁電気機器において、前記2種以上のガスを均
一に混合して供給するためのガス混合装置を備えたこと
を特徴とするガス絶縁電気機器。
10. A ground tank in which a mixed gas composed of two or more gases is sealed as an insulating gas, a high-voltage part disposed in the ground tank and having a conductor, a switch, and a shield; What is claimed is: 1. A gas-insulated electrical device comprising: a plurality of insulators that are insulated and supported; and a gas-mixing device for uniformly mixing and supplying the two or more gases.
【請求項11】 請求項10に記載のガス絶縁電気機器
において、前記ガス混合装置は、前記2種以上のガス各
々を詰めたガスボンベと、該各々のガスボンベのガス圧
力を減圧するための圧力調整器と、該圧力調整器から出
たガスを暖めるための熱交換器と、該熱交換器で暖めら
れた2種以上のガスを混合するための混合器と、該混合
器で混合したガスを一旦蓄えるための貯槽とを備えてな
るものであることを特徴とするガス絶縁電気機器。
11. The gas-insulated electric device according to claim 10, wherein the gas mixing device includes a gas cylinder filled with each of the two or more gases, and a pressure regulator for reducing a gas pressure of each of the gas cylinders. A heat exchanger for warming the gas discharged from the pressure regulator, a mixer for mixing two or more gases heated by the heat exchanger, and a gas mixed by the mixer. A gas-insulated electrical device comprising a storage tank for temporarily storing the gas.
【請求項12】 請求項2に記載のガス絶縁電気機器に
おいて、前記一定時間は、工場内試験又は現地受入れ試
験又は定期点検におけるガス封入完了から試験電圧印加
までの時間であることを特徴とするガス絶縁電気機器。
12. The gas-insulated electric device according to claim 2, wherein the predetermined time is a time from completion of gas filling in a factory test, an on-site acceptance test, or a periodic inspection to application of a test voltage. Gas insulated electrical equipment.
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DE102004061358A1 (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Abb Technology Ag High-voltage switchgear
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