JP2001251711A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁ガスを封入し通電導体を収納した導電性タ
ンク１の複数箇所が、基礎コンクリート中に埋設された
接地メッシュ５に接地線６を介して多点接地されたガス
絶縁開閉装置において、基礎コンクリートの温度上昇を
抑えることができるガス絶縁開閉装置を提供する。 【解決手段】導電性タンク１を支持する導電性架台１８
を備え、導電性架台１８は、前記通電導体を流れる電流
によって発生する誘導電流が流れる閉回路を構成する。

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
係り、特に、導電性タンク、接地線及び接地メッシュに
発生する誘導電流を軽減したガス絶縁開閉装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大と電力設備の小型
化の要請から、送電系統の基幹では絶縁性能の高いＳＦ
６ガスを封入した導電性タンク内に通電導体や電気装置
を収納したガス絶縁機器を多用する傾向がある。ガス絶
縁母線（ＧＩＢ）はガス絶縁開閉機器の基本構成要素で
あり、ＳＦ６ガスを封入した導電性タンク内に、通電導
体が絶縁スペーサを介して支持されている。

【０００３】ガス絶縁開閉機器には開閉や雷によって過
渡的にタンクに大きな電圧（サージ）が発生する。この
サージに対して、タンクを一点または多点接地して大地
に放電することにより短絡などの事故を防止している。
一点接地は電気的に接続されている複数のタンクの一箇
所を接地する方式で、多点接地は電気的に接続されてい
る複数のタンクの二箇所以上の複数箇所を接地する方式
である。近年の大容量のガス絶縁開閉機器では、タンク
に発生するサージによる影響を極力抑えるために多点接
地が主流となっている。

【０００４】しかしながら、多点接地方式では、導電性
タンク，接地線及び接地メッシュによって閉回路が形成
され、通電の経路である通電導体に電流が流れることに
より発生する磁束が前記閉回路に鎖交して発生し、それ
に基づき接地線及び接地メッシュに大きな誘導電流が流
れる。近年の送電容量の増大によってガス絶縁機器から
の漏洩磁束は強くなる傾向があり、接地メッシュに流れ
る誘導電流が増大することで基礎コンクリートの温度が
上昇し破損するなどの影響が懸念されている。

【０００５】このため、従来の相分離形ガス絶縁開閉装
置では、図１２に示すように、三相の導電性タンク１を
相間短絡導体３で接続して三相短絡回路を形成し、導電
性タンク１に大きな渦電流１０を生じさせることで通電
導体から発生する漏洩磁束を低減させて、導電性タンク
１，接地線６及び接地メッシュ５によって形成される閉
回路に誘導される電流を低減する方法が用いられてい
る。ここで、相分離形ガス絶縁開閉装置とは三相交流を
通電する各相の通電導体を三つの独立した導電性タンク
１内に収納した構成のものをいう。

【０００６】しかしながら、この方法は、三相の導電性
タンクがほぼ同一形状で平行に設置される場合でなけれ
ば使用できないという問題があった。また、相間短絡導
体は導電性タンクと同じ高さに取り付けられるために、
点検などの作業時に障害物となるという問題があった。
さらに、導電性タンクに大きな渦電流を発生させるため
に発熱損失が生じ、タンク径を小さくしたり、導電性タ
ンクにステンレス材などの抵抗の大きな材料を使用した
り、送電容量が大きくなった場合には導電性タンクの温
度上昇が著しくなるといった課題があった。

【０００７】この課題に対処するための従来技術として
は、特公平1−59803 号公報があり、図１３に示すよう
に、導電性タンク１の２箇所以上に接地線７を設けたガ
ス絶縁電気装置において、接地メッシュ５に接続される
手前で複数の接地線７を１本に合流させて接地メッシュ
５に接続することにより、通電導体の電流による漏洩磁
束の貫通量を減少させ、接地線に流れる誘導電流４と接
地メッシュ５に流れる誘導電流１０ａを抑える技術が記
載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には、以下のような課題がある。第１に接地メッシュ
までの接地線の長さが長くなるために接地抵抗が高くな
り、サージによる電流を十分に接地メッシュに流すこと
ができない。第２にタンクから接地メッシュへの接地線
の引き回しが煩雑になる。なお、上記の従来技術には、
架台に誘導電流を流して接地メッシュに流れる誘導電流
を低減させるという機能は持っていない。

【０００９】本発明の目的は、絶縁ガスを封入し通電導
体を収納した導電性タンクの複数箇所が、基礎コンクリ
ート中に埋設された接地メッシュに接地線を介して多点
接地されたガス絶縁開閉装置において、基礎コンクリー
トの温度上昇を抑えることができるガス絶縁開閉装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁ガスを封
入し通電導体を収納した導電性タンクの複数箇所が、基
礎コンクリート中に埋設された接地メッシュに接地線を
介して多点接地されたガス絶縁開閉装置において、前記
導電性タンクを支持する導電性架台を備え、前記導電性
架台は、前記通電導体を流れる電流によって発生する誘
導電流が流れる閉回路を構成することを特徴とするガス
絶縁開閉装置である。

【００１１】また、本発明は、前記導電性架台の下辺部
は、前記基礎コンクリートに埋設されていることを特徴
とするガス絶縁開閉装置である。

【００１２】また、本発明は、絶縁ガスを封入し通電導
体を収納した導電性タンクの複数箇所が、基礎コンクリ
ート中に埋設された接地メッシュに接地線を介して多点
接地されたガス絶縁開閉装置において、前記導電性タン
クを支持する導電性架台を備え、前記導電性架台及び前
記導電性タンクは、前記通電導体に流れる電流によって
発生する誘導電流が流れる閉回路を構成することを特徴
とするガス絶縁開閉装置である。

【００１３】また、本発明は、絶縁ガスを封入し通電導
体を収納した導電性タンクの複数箇所が、基礎コンクリ
ート中に埋設された接地メッシュに接地線を介して多点
接地されたガス絶縁開閉装置において、前記導電性タン
クを支持する導電性架台を備え、前記基礎コンクリート
中には導体が埋設されており、前記導電性架台、前記導
電性タンク及び前記導体は、前記通電導体に流れる電流
によって発生する誘導電流が流れる閉回路を構成するこ
とを特徴とするガス絶縁開閉装置である。

【００１４】また、本発明は、前記導体が鉄製の梁であ
ることを特徴とするガス絶縁開閉装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明のガス絶縁開閉装置
の第１の実施の形態の構成図である。図２は図１の前面
図である。図３は図１の平面図である。このガス絶縁開
閉装置は、発電所や変電所や開閉所での電力系統の開閉
に使用される。

【００１６】図１，図２及び図３に示すように、ガス絶
縁開閉装置は、ガス絶縁母線１１，遮断器１３，ブッシ
ング１４などの機器からなる。このうち、ガス絶縁母線
１１，遮断器１３は導電性タンク１で覆われている。導
電性タンク１内には通電導体または開閉機器が配置さ
れ、さらに絶縁性能に優れたガス(ＳＦ６)などが充填さ
れて構成されている。遮断器１３は、電力系統に生じた
地絡等の障害箇所を即座に系統から切離し、機器の損傷
や破壊を防ぐ為に使用される。ガス絶縁開閉装置は、ブ
ッシング１４及びケーブル１５を介して外部の送変電機
器と接続される。導電性タンク１は、その複数箇所よ
り、これを支持する金属製架台１８（または導電性タン
ク１）に直接接続された接地線６によって、基礎コンク
リート(図示せず)に埋設された接地メッシュ５に多点接
地されている。

【００１７】図４は図１のガス絶縁母線１１の基本構成
を示す図である。ガス絶縁母線１１はガス絶縁開閉装置
の基本的な構成要素であり、ガス絶縁開閉装置の各機器
はガス絶縁母線１１によって接続されている。ここで、
ガス絶縁母線１１は、導電性タンク１，通電導体２，絶
縁スペーサ４，導電性タンク１を支える金属製架台１８
及び導電性タンク１内に密封された絶縁性ガスであるＳ
Ｆ６ガス（図示せず）などから構成されている。

【００１８】導電性タンク１はアルミ材や鉄材またはス
テンレス材などで形成されている。金属製架台１８は鉄
材などで形成されている。絶縁スペーサ４はエポキシ樹
脂などの誘電体で形成されており、円錐または円版状の
形状をしている。ここで、絶縁スペーサ４は通電導体２
を支えるだけで絶縁性ガスの密封には寄与しない柱状の
形状をしている。通電導体２は主にアルミ材，銅などで
形成され、絶縁スペーサ４によって支持されて、導電性
タンク１内に３〜５気圧程度の不燃性ガス（絶縁ガス）
であるＳＦ６ガスと共に密閉収納されている。

【００１９】導電性タンク１は金属製架台１８によって
支持され、金属製架台１８の両端部から、接地線６ａ，
６ｂが図示されていないコンクリート中に埋設された接
地メッシュ５に多点接続されている。さらに、金属製架
台１８は導電性タンク１，接地メッシュ５に沿って配置
され、金属製架台１８の両端部の脚１８a，１８ｂとに
より、一周経路となるような電気的閉回路を構成してい
る。

【００２０】次に、本実施の形態の作用を、図４を用い
て説明する。通電導体２に矢印８の方向（右方向）に交
流電流を流すと、導電性タンク１の外部には漏洩磁束が
矢印９の方向に発生する。この漏洩磁束９の影響によ
り、導電性タンク１，接地線６ａ，６ｂ，接地メッシュ
５には、それぞれ矢印１０，１０ａで示す方向に誘導電
流が発生する。

【００２１】同時に、漏洩磁束９は金属製架台１８に矢
印１０ｂで示すような誘導電流を生じさせる。これらの
２つの誘導電流が流れる金属製架台１８と接地メッシュ
５は近接して配置されている為、これら２つの回路間に
は相互誘導作用が生じる。このため、金属製架台１８
を、導電性タンク１と接地メッシュ５に沿った一周経路
となるような閉回路に構成することにより、接地メッシ
ュ５に誘導電流１０aを発生させる為には、必然的に金
属製架台１８にも誘導電流１０ｂを発生させることにな
り、より大きな漏洩磁束９が必要となる。したがって、
通電導体２に流す交流電流が同じ場合、金属製架台１８
により導電性タンク１，接地線６ａ，６ｂ，接地メッシ
ュ５に流れる誘導電流は低減されることになる。また、
本実施の形態では、導電性タンク１に発生する渦電流１
０が、金属製架台１８の下辺部と接地線６a，６ｂに分
流するという効果によっても、基礎コンクリート中の接
地メッシュ５に流れる電流１０aを低減することができ
る。

【００２２】このように金属製架台１８を設置すること
で、接地線６ａ，６ｂと接地メッシュ５に流れる誘導電
流が低減されるため、接地線６ａ，６ｂの位置と接地メ
ッシュ５の構成を変えることなく送電電力の大容量化が
できる。特に接地メッシュ５は基礎コンクリート中に埋
設されるため、従来、基礎コンクリート敷設後の機器の
容量変更は困難であった。しかし、本実施の形態によれ
ば、金属製架台１８は基礎コンクリート上に設置可能で
あるために、接地メッシュ埋設後の機器の大容量化に容
易に対応できる。

【００２３】また、現在、機器の大容量化と縮小化が顕
著となっているが、本実施の形態によれば、導電性タン
ク１に発生する渦電流が金属製架台１８に流れるものと
分流される為、渦電流による導電性タンク１の発熱も低
減することができる。すなわち導電性タンク１の径を大
きくすること無く大容量化を図ることが可能である。

【００２４】さらに、落雷や機器の開閉により導電性タ
ンク１にサージが発生した場合を考慮すると、導電性タ
ンク１の地面に対する抵抗は出来るだけ小さいほうが良
い。本実施の形態によれば、導電性タンク１と接地線メ
ッシュ５の距離は最短であり、金属製架台１８の閉回路
構成を導電性タンク１の長手方向に変えても、導電性タ
ンク１と地面間の抵抗が増加することがないので、金属
製架台１８がサージによる短絡事故の原因となることは
ない。

【００２５】図５は本発明のガス絶縁開閉装置の第２の
実施の形態の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構
成を示す図である。図５において、金属製架台１８の下
辺部が基礎コンクリート(図示せず)中に埋設されてい
る。漏洩磁束９による誘導電流は，金属製架台１８に流
れる誘導電流１０bと、接地線６a，６b及び接地メッシ
ュ５に流れる誘導電流１０aに分流するため、誘導電流
による全体の発熱量も低減される。図５において、金属
製架台１８の基礎コンクリート中に埋設された下辺部分
は破線で示されている。このように、金属製架台１８の
下辺部分を基礎コンクリート中に埋設することにより、
第１の実施の形態に比べて、保守，点検作業を容易にす
ることができる。

【００２６】図６は本発明のガス絶縁開閉装置の第３の
実施の形態の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構
成を示す図である。図６において、接地線６a，６bは、
金属製架台１８を経由せずに直接導電性タンク１の端部
に接続されている。本実施の形態の場合でも、金属製架
台１８には第１，第２の実施の形態と同様に誘導電流１
０bが流れるため、接地線６a，６b及び接地メッシュ５
に流れる誘導電流１０aを低減できる。なお、この場合
は金属製架台１８と、導電性タンク１及び接地線６a，
６bは必ずしも電気的に接続されている必要はない。

【００２７】図７は本発明のガス絶縁開閉装置の第４の
実施の形態の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構
成を示す図である。図７において、導電性タンク１と接
地メッシュ５に沿って、金属製架台１８が一周経路の閉
回路となる形状を複数連ねて構成されている。本実施の
形態の場合でも、金属製架台１８には誘導電流１０bが
発生するので、接地メッシュ５に流れる誘導電流１０a
を低減できる。このように金属製架台１８を複数の閉回
路で構成すると、導電性タンク１が長い場合や、形状が
異なる導電性タンク１が接続された場合や、導電性タン
ク１が直角に曲っている場合などに容易に対応できる。

【００２８】図８は本発明のガス絶縁開閉装置の第５の
実施の形態の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構
成を示す図である。図８において、金属製架台１８が導
電性タンク１を一辺とする一周経路の閉回路を形成する
ように配置されている。本実施の形態によれば、導電性
タンク１に流れる渦電流１０は、第１から第４の実施の
形態に比べて大きくなるが、金属製架台１８の上辺部分
の部材を省くことが出来る。

【００２９】図９は本発明のガス絶縁開閉装置の第６の
実施の形態の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構
成を示す正面図である。図１０は図９の接地メッシュ５
を除いて下からみた図である。図１１は従来のガス絶縁
母線で図１０に対比して示した図である。

【００３０】一般にガス絶縁母線などのガス絶縁機器
は、重量があるために、基礎コンクリート(図示せず)上
に直接設置されずに、導体の一例である、ピットと呼ば
れる鉄製の梁の上に設置されている。図１１に示すよう
に、従来は出来るだけ部材を減らすために、鉄製の梁２
０(基礎コンクリート中のため破線で図示)が短くなるよ
うに、導電性タンク１に対して垂直に配置されていた。

【００３１】それに対して、本実施の形態では、図９の
正面図および図１０の下からみた図に示すように、金属
製架台の脚１８ａ，１８ｂはそれぞれ鉄製の梁１９，１
９（基礎コンクリート中のため破線で図示）上に載って
おり、かつ鉄製の梁１９は導電性タンク１に沿った方向
に敷設されている。このように配置することにより、金
属製架台の脚１８ａ，１８ｂと導電性製タンク１と鉄製
の梁１９で一周経路の閉回路が構成され、鉄製の梁１９
には誘導電流１０ｃが流れ、接地メッシュ５に流れる誘
導電流１０ａを低減することができる。なお、本第６の
実施の形態は、第１から第５の各実施の形態と併用でき
ることは明らかである。

【００３２】以上説明したように、各実施の形態によれ
ば、ガス絶縁開閉装置の接地線と、接地メッシュと、接
地メッシュが埋設されている基礎コンクリートの温度上
昇を抑制することができるので、機器の縮小化や大容量
化が可能となる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁ガスを封入し通電
導体を収納した導電性タンクの複数箇所が、基礎コンク
リート中に埋設された接地メッシュに接地線を介して多
点接地されたガス絶縁開閉装置において、基礎コンクリ
ートの温度上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁開閉装置の第１の実施の形態
の構成を示す図である。

【図２】図１の前面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】図１のガス絶縁母線１１の基本構成を示す図で
ある。

【図５】本発明のガス絶縁開閉装置の第２の実施の形態
の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構成を示す図
である。

【図６】本発明のガス絶縁開閉装置の第３の実施の形態
の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構成を示す図
である。

【図７】本発明のガス絶縁開閉装置の第４の実施の形態
の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構成を示す図
である。

【図８】本発明のガス絶縁開閉装置の第５の実施の形態
の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構成を示す図
である。

【図９】本発明のガス絶縁開閉装置の第６の実施の形態
の構成図で、特にそのガス絶縁母線の基本構成を示す正
面図である。

【図１０】図９の接地メッシュ５を除いて下からみた図
である。

【図１１】従来のガス絶縁母線で図１０に対比して示し
た図である。

【図１２】従来の相分離形ガス絶縁開閉装置の概略を示
す斜視図である。

【図１３】従来の特許公告公報でのガス絶縁開閉装置の
概略を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…導電性タンク、２…通電導体、３…相間短絡導体、
４…接地メッシュに流れる誘導電流、５…接地メッシ
ュ、６，６ａ，６ｂ、７…接地線、８…通電導体に流れ
る電流の方向を示す矢印、９・・・通電導体に流れる電流
がつくる磁束、１０・・・導電性タンクに流れる渦電流、
１０a・・・接地メッシュに流れる誘導電流、１０b・・・金属
製架台に流れる誘導電流、１０ｃ・・・導電性ピットに流
れる誘導電流、１１・・・ガス絶縁母線、１３…遮断器、
１４…ブッシング、１５…送電線、１８…金属製架台、
１８a，１８b・・・金属製架台の脚、１９，２０・・・鉄製の
梁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 六戸 敏昭 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 Ｆターム(参考） 5G017 BB03 5G365 DA12 DD05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガスを封入し通電導体を収納した導電
   性タンクの複数箇所が、基礎コンクリート中に埋設され
   た接地メッシュに接地線を介して多点接地されたガス絶
   縁開閉装置において、前記導電性タンクを支持する導電
   性架台を備え、前記導電性架台は、前記通電導体を流れ
   る電流によって発生する誘導電流が流れる閉回路を構成
   する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に記載のガス絶縁開閉装置におい
   て、前記導電性架台の下辺部は、前記基礎コンクリート
   に埋設されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
3. 【請求項３】絶縁ガスを封入し通電導体を収納した導電
   性タンクの複数箇所が、基礎コンクリート中に埋設され
   た接地メッシュに接地線を介して多点接地されたガス絶
   縁開閉装置において、前記導電性タンクを支持する導電
   性架台を備え、前記導電性架台及び前記導電性タンク
   は、前記通電導体に流れる電流によって発生する誘導電
   流が流れる閉回路を構成することを特徴とするガス絶縁
   開閉装置。
4. 【請求項４】絶縁ガスを封入し通電導体を収納した導電
   性タンクの複数箇所が、基礎コンクリート中に埋設され
   た接地メッシュに接地線を介して多点接地されたガス絶
   縁開閉装置において、前記導電性タンクを支持する導電
   性架台を備え、前記基礎コンクリート中には導体が埋設
   されており、前記導電性架台、前記導電性タンク及び前
   記導体は、前記通電導体に流れる電流によって発生する
   誘導電流が流れる閉回路を構成することを特徴とするガ
   ス絶縁開閉装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載のガス絶縁開閉装置におい
   て、前記導体が鉄製の梁であることを特徴とするガス絶
   縁開閉装置。