JP2001145218A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

ガス絶縁開閉装置

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JP2001145218A
JP2001145218A JP32503599A JP32503599A JP2001145218A JP 2001145218 A JP2001145218 A JP 2001145218A JP 32503599 A JP32503599 A JP 32503599A JP 32503599 A JP32503599 A JP 32503599A JP 2001145218 A JP2001145218 A JP 2001145218A
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gas
insulated switchgear
lightning arrester
insulator
insulating
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Tomoaki Uchiumi
知明 内海
Fumimasa Endo
奎将 遠藤
Yoshitoyo Yagihashi
義豊 八木橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B5/00Non-enclosed substations; Substations with enclosed and non-enclosed equipment
    • H02B5/06Non-enclosed substations; Substations with enclosed and non-enclosed equipment gas-insulated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】GISの一層の縮小化のためには、新たなスペ
ースを使わずに避雷器を配置し、GIS内を伝搬する開
閉サージを低減する必要がある。特に、開閉部の可動側
に避雷器素子を配置する必要が有る。 【解決手段】避雷器素子を、開閉部の操作用絶縁物の内
部に配置する。あるいは、避雷器素子の中央部に貫通孔
を開け、その中に絶縁操作ロッドを配置する。 【効果】これらにより、新たなスペースを使うことなく
避雷器素子を配置して、開閉サージを大幅に低減でき、
GISを大幅に縮小化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置
に関わり、特に避雷器素子を配置したガス絶縁開閉装置
にかかわる。
【0002】
【従来の技術】従来の技術では、例えば特開平10−1
26913号、特開平8−251734号、実開平3−
1607号のように、避雷器をガス絶縁開閉装置(GI
S)の各部に配置しているが、その部位はブッシング
部、変圧器側の母線部、もしくはガス母線端部などであ
り、主として外部から侵入する雷サージを抑制してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のGISで
は、開閉部で発生する開閉サージを十分に抑制すること
ができない場合がある。
【0004】送電線からGIS内に侵入する雷サージ
は、ブッシング部の避雷器でエネルギーが吸収されるこ
とにより低減される。この雷サージは、近年の避雷器の
高性能化により、従来よりも大幅に低減されている。そ
の結果、GIS内の絶縁距離の短縮が可能となり、GI
Sは従来以上に縮小化されている。
【0005】しかし、開閉サージは、GIS内を伝搬し
てく際に、避雷器に到達するまで波高値は抑制されな
い。従来は、GIS内に侵入する雷サージのレベルが開
閉サージより高かったので、雷サージに耐えるように設
計すれば、開閉サージは問題とならなかった。しかし、
避雷器の高性能化によって雷サージが低減されて機器が
縮小化してくると、開閉サージに対する絶縁耐力を確保
する必要性から絶縁距離を短くできず、縮小化を妨げて
いるという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のガス絶縁開閉装置では、開閉部、特に可動
側に避雷器素子を配置する。例えば、可動側絶縁支持物
に避雷素子を埋め込むことにより、避雷器のための新た
なスペースを設けずに避雷器を設置し、機器を大幅に縮
小化する。
【0007】
【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。
【0008】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。GISは、
ブッシング2、分岐母線3、線路用断路器4、CTユニ
ット5、遮断器6、母線断路器7、8、主母線9、1
0、接地装置11、12、13などの機器を接続して構
成される。各機器は、導体3b、4b、5b、9b、1
0b、及び、開閉部4c、4d、6c、6d、7c、7
d、8c、8d等の高電圧部位を、接地容器3a〜10
aの中に配置している。各高電圧部位は絶縁支持物21
a〜21g、22、23等により支持配置され、さらに
接地容器に絶縁性ガスを封入することにより絶縁され
る。また、各機器は絶縁スペーサ21a〜21gにより
ガス区分される。高電圧の気中送電線1は、ブッシング
2を介して高電圧導体3bを始めとする高電圧部位に接
続される。
【0009】図1は、GISの1回線当たりの1ユニッ
トであり、GISはこのようなユニットが、数ユニット
から十数ユニット組み合わされて構成されるのが一般的
である。接地容器に封入する絶縁性ガスとしては、例え
ばSF6(六弗化硫黄)ガス、N2(窒素)ガス、高気圧空気
などがある。また、SF6ガスとN2ガスの混合ガス、空
気とSF6ガスの混合ガスなども適用できる。
【0010】このような構成のGISにおいて、本発明
では、断路器4、8などの開閉器部の可動側4c、8c
に避雷器素子32、34を配置している。避雷器素子と
しては、酸化亜鉛素子などの非直線抵抗体がある。これ
らにより、新たなスペースを使わずに避雷器を配置し
て、開閉サージを低減することが可能となり、GISを
大幅に縮小化できる。開閉部の可動側と固定側の両方に
避雷器素子を配置すると、最も確実に開閉サージを抑制
することができる。その際、例えば図1に示した避雷器
素子36のように、断路器4に隣接するポストスペーサ
に埋め込むことも可能である。また、ポストスペーサ以
外に、隣接するコーンスペーサ21b、21aに埋め込
むことも可能である。
【0011】ところで、開閉サージ、特に、断路器開閉
時の断路器サージは線路側で高くなることが多いので、
断路器4の少なくとも線路側に避雷器素子を配置するこ
とが考えられる。また、例えば図1の断路器4の固定側
4dのように、別の避雷器素子33が近くに配置されて
いる場合には、避雷器素子36を省略することも考えら
れる。また、母線側断路器7、8では、「開」状態の時
に、そこに繋がった別の断路器の開閉動作時に発生伝搬
してきたサージが、反射により約2倍に跳ね上がるた
め、断路器の母線側に避雷器素子を配置することが考え
られる。
【0012】図2は、本発明を断路器4に適用した一実
施例である。断路器4の操作用絶縁物32bは円筒状に
なっており、その内側に避雷器素子32aが配置されて
いる。操作用絶縁物32bには、ネジ穴の開いたシンブ
ル32c、32eが埋め込まれており、それぞれ可動子
4gと接地側駆動機構4fに固定される。可動子4gは
接地側駆動機構4fをスライドさせることにより、開閉
動作する。操作用絶縁物32aは有機絶縁物で形成さ
れ、有機絶縁物としては、例えば無機物を充填したエポ
キシ樹脂が適用される。
【0013】操作用絶縁物32bの高電圧側には、複数
の避雷器素子32aの電圧分担を均一にするための電界
シールド32dを埋め込む場合がある。これにより、避
雷器素子32aの1素子にかかる電圧の最大値を低減
し、素子数を削減して避雷器の長さを短縮できるので、
GISを縮小化できる。
【0014】また、断路器4が動作する時、操作用絶縁
物32bが変形や振動するが、これによる避雷器素子3
2aの破壊を防止するために、避雷器素子32aと操作
用絶縁物32bの間に、絶縁物32gを配置する場合が
ある。絶縁物32gは、弾性率が操作用絶縁物32bよ
りも低い物を用いる。避雷器素子32aと可動子4gお
よび接地側駆動機構4fとの接触については、バネ32
fにより接触力を得ている。
【0015】図2の避雷器素子32(32a〜32g)
のような構成は、断路器の可動部以外にも適用可能であ
り、例えば図1の避雷器素子31、33、35に適用す
ることにより、新たなスペースをとらずに避雷器を配置
でき、開閉サージと雷サージを低減してGISを縮小化
することができる。
【0016】図3は、本発明を断路器4に適用した別の
実施例である。避雷器素子32aの中央部に貫通孔をあ
け、絶縁ロッド32hに避雷器素子32aを通して組立
てることにより、組立て作業を容易にしている。
【0017】図4は、本発明を断路器8に適用した一実
施例である。避雷器素子34aの中央部に貫通孔をあ
け、その貫通孔に絶縁操作ロッド8fを通すことによ
り、新たなスペースを使わずに避雷器素子32aを配置
している。絶縁物34bとシンブル34c、34e、シ
ールド34dの構成は図3と同様としている。
【0018】図5は、本発明を断路器8に適用した別の
実施例である。断路器8の可動側電極8cはスペーサ2
1によって固定されているので、絶縁物34bは可動側
電極8cを絶縁支持する必要がない。従って、避雷器素
子34aを有機絶縁物34bでモールド一体化して用い
ることができる。この場合、取付け金具34c、34e
も一緒にモールドすると、組立て作業が容易となる。モ
ールドしたの際には、避雷器素子34aと絶縁物34b
の間に、絶縁物34bより弾性率の低い絶縁物34gを
配置する場合もある。
【0019】以上、開閉部に避雷器素子を配置した効果
について述べてきた。避雷器素子としては酸化亜鉛素子
などの非直線抵抗体が高性能であるが、素子に直列ある
いは並列にギャップを配置することにより、サージをさ
らに低減することができる。
【0020】図6は、断路器4の避雷器素子32に直列
ギャップ32iを配置した実施例である。サージがない
時は電流が流れないが、サージが来るとギャップ32i
で短絡し、避雷器素子32aでエネルギーが吸収され
る。ギャップがない場合には、避雷器の直列数は交流電
圧に耐えるように設計されるので、直列数が多くなり制
限電圧が高くなる。しかし、直列ギャップ付の場合、避
雷器素子32aに交流電圧が掛らないので、直列数を減
らすことができ、サージを大幅に低減することができ
る。
【0021】図7は、断路器4の避雷器素子32に並列
ギャップ32iを配置した実施例である。サージが来る
とギャップ32iで短絡して、動作している避雷器素子
数を減らす。その結果、制限電圧を低くし、サージを大
幅に低減することができるので、結果的にGISを小さ
くすることができる。
【0022】上述したことは、SF6(六弗化硫黄)ガス
を絶縁ガスとしたGISでも効果があるが、SF6以外
の、N2(窒素)ガス、または、SF6ガスとN2ガスの混
合ガスなど代替ガスとして考えられている絶縁性ガスに
ついてはさらに効果がある。これは、これらのガスの絶
縁耐力はSF6ガスよりも低いため、絶縁距離を長くと
る必要があり、機器が大型化するため、サージレベルの
低減により機器の大型化を抑制することができ、コスト
の大幅な低減をはかることが可能である。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、開
閉器の可動側に避雷器素子を配置することができ、開閉
サージをGIS内に伝搬する前に低減することができ、
GISを縮小化できる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【図3】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【図4】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【図5】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【図6】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【図7】本発明を断路器に適用した一実施例を説明する
図。
【符号の説明】
1…送電線、2…ブッシング、3…分岐母線、4…線路
用断路器、5…CTユニット、6…遮断器、7・8…母
線断路器、9・10…主母線、11・12・13…接地
装置、3a〜10a…接地容器、3b・4b・5b・9
b・10b…導体、4c・6c・7c・8c…開閉部
(可動側)、21a〜21g・22・23…絶縁支持
物、31〜36…避雷器素子。
───────────────────────────────────────────────────── 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・電機開発研究所内 Fターム(参考) 5G017 BB09

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性ガスを封入した接地容器内に、開
    閉部・導体・シールド等で構成される高電圧部位と、前
    記高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁支持物とを配置
    し、前記開閉部は固定接触子を備えた固定側電極と可動
    接触子を備えた可動側電極とで構成され、前記可動接触
    子は接地側から操作するための操作用絶縁物を備えてい
    る、ガス絶縁開閉装置において、前記避雷器素子を前記
    操作用絶縁物の中に配置したことを特徴とするガス絶縁
    開閉装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のガス絶縁開閉装置において、
    前記操作用絶縁物の中に避雷器素子の電圧分担を均一に
    するためのシールド電極を埋め込んだことを特徴とする
    ガス絶縁開閉装置。
  3. 【請求項3】 絶縁性ガスを封入した接地容器内に、開
    閉部・導体・シールド等で構成される高電圧部位と、前
    記高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁支持物とを配置
    したガス絶縁開閉装置において、前記絶縁支持物のうち
    1つ以上の絶縁支持物に避雷器素子を配置し、前記絶縁
    支持物に前記避雷器素子の電圧分担を均一にするための
    シールド電極を埋め込んだことを特徴とするガス絶縁開
    閉装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2のガス絶縁開閉
    装置において、前記避雷器素子の中央部に貫通孔を開け
    ておき、前記貫通孔に前記操作用絶縁物を配置したこと
    を特徴とするガス絶縁開閉装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、請求項3、または、請求項4
    のガス絶縁開閉装置において、前記避雷器素子が有機絶
    縁物によりモールドされていることを特徴とするガス絶
    縁開閉装置。
  6. 【請求項6】 請求項5のガス絶縁開閉装置において、
    前記有機絶縁物を、無機物を充填した有機絶縁物とした
    ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
  7. 【請求項7】 請求項1、請求項3、請求項4および請
    求項5のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁物と前記
    避雷器素子の間に、前記有機絶縁物よりも弾性率の低い
    絶縁物を配置したこと特徴とするガス絶縁開閉装置。
  8. 【請求項8】 請求項1、または、請求項3のガス絶縁
    開閉装置において、前記絶縁物の中に前記避雷器素子と
    接触した取付け金具を埋め込んだことを特徴とするガス
    絶縁開閉装置。
  9. 【請求項9】 請求項1、請求項3、または、請求項4
    のガス絶縁開閉装置おいて、前記避雷器素子と直列また
    は並列に放電ギャップを設けたことを特徴とするガス絶
    縁開閉装置。
  10. 【請求項10】 絶縁性ガスを封入した接地容器内に、
    開閉部・導体・シールドなどで構成される高電圧部位
    と、前記高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁支持物と
    を配置し、前記開閉部は、短絡電流を遮断するための遮
    断器と、前記遮断器が電流を遮断した状態で開閉動作す
    る断路器およびその他の部位で構成されたガス絶縁開閉
    装置において、前記断路器に隣接する前記絶縁支持物の
    うち少なくとも一方に避雷器素子を埋め込んだことを特
    徴とするガス絶縁開閉装置。
  11. 【請求項11】 絶縁性ガスを封入した接地容器内に、
    開閉部・導体・シールド等で構成される高電圧部位と、
    前記高電圧部位を絶縁支持する複数の絶縁支持物とを配
    置し、前記開閉部は固定接触子を備えた固定側電極と可
    動接触子を備えた可動側電極とで構成されたガス絶縁開
    閉装置において、前記開閉部のうち1つ以上について前
    記避雷器素子を少なくとも可動側電極に配置したことを
    特徴とするガス絶縁開閉装置。
  12. 【請求項12】 短絡電流を遮断するための遮断器と、
    前記遮断器が電流を遮断した状態で開閉動作する断路器
    を備え、前記断路器は少なくとも前記遮断器の母線側に
    配置されたガス絶縁開閉装置において、前記母線側断路
    器の少なくとも母線側に避雷器素子を配置したことを特
    徴とするガス絶縁開閉装置。
  13. 【請求項13】 短絡電流を遮断するための遮断器と、
    前記遮断器が電流を遮断した状態で開閉動作する断路器
    を備え、前記断路器は少なくとも前記遮断器の線路側に
    配置されたガス絶縁開閉装置において、前記線路側断路
    器の少なくとも線路側に避雷器素子を配置したことを特
    徴とするガス絶縁開閉装置。
  14. 【請求項14】 請求項1、請求項3、請求項4、請求
    項9、請求項10、請求項11、請求項12、または、
    請求項13のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁性ガ
    スを、N2ガス、または、SF6/N2混合ガスとしたこ
    とを特徴とするガス絶縁開閉装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007148374A1 (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Mitsubishi Electric Corporation ガス絶縁電力機器
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