JP2002033201A - 中性点接地抵抗装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成により製造コストを低減し、か
つ、狭隘な設置スペースを有効に利用してメンテナンス
フリーにて設置可能とした中性点接地抵抗装置を得る。 【解決手段】 抵抗素体１３を抵抗取付枠体１４に所定
の形状に配設して形成した抵抗器１７を、上下方向に所
定の絶縁間隔を有して複数段積層し、前記各段の抵抗器
１７を各段毎に接続導体２１を介して直列に接続し、し
かも、各段の前記抵抗器１７を、各抵抗器１７間に介在
させた絶縁碍子２０により固定して、前記抵抗器１７を
縦方向に所定段数積層して抵抗体１２を構成し、この抵
抗体１２を底面が開放された接地電位のケース１１に所
定数収容・施設して、気中絶縁方式の抵抗装置を構成す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器巻線の中性
点を抵抗装置を介して接地する電力用の中性点接地抵抗
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られている中性点接地抵抗装
置は、例えば、図４に示すように、ケース内１に抵抗素
体２をグリッド状に配置して形成した複数台の抵抗器３
によって構成されている。抵抗器３の設置に際しては、
設置スペースの関係から、例えば、図４のように、個々
の抵抗器３を直列に接続した状態で、支持碍子４を介し
て２段積みで、かつ、２列に配列した状態で据付けるこ
とにより抵抗装置Ａを構成し、この抵抗装置Ａは、図４
の左上段の抵抗器３を絶縁碍子５，接続線６を介して図
示しない変圧器巻線の中性点に、図４の右下段の抵抗器
３は、接地側ブッシング７を介して接地線８にそれぞれ
接続されている。そして、前記抵抗装置Ａを構成する各
抵抗器３は、一般に気中絶縁方式により絶縁・冷却され
ているだけであるので、中性点の大地間電位が上昇した
場合、ケース１自体が高電圧となる結果、設置場所の周
囲は一般に安全対策の関係から保護フェンス等の周囲柵
１０が施設されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記抵抗装置
Ａは一般に気中絶縁方式が採用されている関係上、抵抗
装置Ａ自体が大形化するという問題を回避することがで
きなかった。また、各抵抗器３の据付に当っても、本来
ならば、横１列状態であれば、簡易に据付けることがで
きるが、この場合は、相当の設置スペースを必要とする
ため、現実的ではなかった。

【０００４】従って、図４に示すように、抵抗器３を横
１列状態から所定数段積みすることにより、設置スペー
スの問題をある程度解決していたが、抵抗装置Ａ自体が
気中絶縁方式を採用している関係上、大型化することは
避けられず、製作原価が高騰する大きな要因となってい
た。

【０００５】即ち、図４，５に示すように、抵抗装置Ａ
は４分割した抵抗器３を、それぞれ２段づつ段積みした
ものを横方向に２列配置して構成されているので、各抵
抗器３間の電位差は、抵抗装置Ａを例えば、公称電圧が
７７ｋＶ級の配電線に配置した場合で測定してみると、

【０００６】

【数１】

【０００７】となる。このように、図４に示す抵抗装置
Ａにおいては、各抵抗器３間の電位差が非常に大きく、
この結果、抵抗器３間の間隔を大きくすることはもとよ
り、抵抗器３間に介在する支持碍子４や、抵抗器３と接
地間に介在する支持碍子９においても、必然的に絶縁耐
力に優れた大形のものを準備しなければならないので、
設置スペースが少しばかり減少したとしても、抵抗装置
Ａ自体の小形化を図ることが難しいため、抵抗装置Ａを
小形で簡易に、かつ、経済的に製造することは困難であ
った。

【０００８】その上、各抵抗器３は図４に示すように、
抵抗素体２とケース１とが電気的に接続されているの
で、即ち、各抵抗器３には電位が与えられていることに
なる結果、ケース１自体が充電部となっているため、抵
抗装置Ａの活線中に人が充電部に近づいたりすることに
よって、感電事故等を誘発するのを防ぐために、抵抗装
置Ａの周囲には周囲柵１０が設置されている。

【０００９】前記周囲柵１０の設置場所は、抵抗装置Ａ
の充電部との間の距離が、公称電圧階級によって異なる
が、例えば、前記７７ｋＶ級の公称電圧においては、安
全対策上充電部（ケース１）と周囲柵１０との最小水平
距離は、１．５ｍ、周囲柵１０の高さは１．２ｍ以上と
するように要求されている。

【００１０】このように、抵抗装置Ａは自体の設置スペ
ースの他に、人体が充電部に触れないように保護するた
めには、充電部（ケース１）から、例えば、最低１．５
ｍ離れた位置（離隔距離）に周囲柵１０を施設すること
が基められていたので、結果的に設置スペースを低減す
ることは難しく、抵抗装置Ａを設置するためにはある程
度広いスペースが必要となるため、この種の抵抗装置Ａ
は市街地の狭隘な変電所等に設置することが難しく、結
果的に市街地においても、変電所のスペースは必然的に
広く必要とし、非常に不経済であった。

【００１１】前記の問題を解消するために、最近では、
抵抗素体をケースに収容して形成した抵抗器を、それぞ
れタンク内に支持碍子を介して必要段数積層して収容・
固定し、この後、タンク内に絶縁用の六フッ化イオウガ
ス（ＳＦ₆ ガス）等の絶縁ガスを充填・封入して構成し
た、所謂絶縁ガス封入形の中性点接地抵抗装置が使用さ
れている。

【００１２】前記絶縁ガス封入形の中性点接地抵抗装置
においては、充電部となっている抵抗器とタンクとの間
の空間に絶縁ガスを介在させることにより、充電部の露
呈を防ぐように構成されているので、前記のように、充
電部の露呈に伴う弊害を防止するための周囲柵を特別に
設ける必要がないため、抵抗装置の設置スペースは相当
節約することが可能となり、例えば、市街地の狭隘な地
上、あるいは、地下式の変電所においても良好に設置す
ることができ、至便である。

【００１３】前記絶縁ガス封入形の抵抗装置は、絶縁ガ
スを使用する関係上、抵抗装置を施設するための離隔距
離を大幅に低減して設置することができるという利便性
が存在する反面、次のような問題があった。即ち、第１
に抵抗器自体は、これまでと同様に抵抗素体をそれぞれ
ケースに収納して１個づつ製造していたので、製作に手
間と時間を要することはもとより、コスト高を招く要因
となっていた。第２に抵抗器を複数台段積みにして収容
するタンクは、絶縁ガスを充填している関係上、絶縁ガ
スが漏洩しないように気密性と耐圧力性を具備させて製
造しなければならないので、タンクを製造する場合にお
いても、抵抗器の製造と相まって抵抗装置の製造コスト
を必然的に高くするという問題があった。

【００１４】更に、絶縁ガスは抵抗器に地絡電流が流れ
ることによって生ずる熱により熱分解され、絶縁性能が
大幅に劣化するため、絶縁ガスを定期的に点検し補充し
なければならない等、抵抗装置の維持・管理に伴うメン
テナンス業務も必要とする結果、それに伴う人手、費用
等を必要とするという問題もあった。

【００１５】本発明は、前記の種々な問題点に鑑み、簡
素な構成で製造コストを低減させ、かつ、狭隘な設置ス
ペースに良好に施設してメンテナンスフリーを実現し
た、簡易な構成の中性点接地抵抗装置を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の中性点接地抵抗
装置は、抵抗素体を抵抗取付枠体に所定の形状に配設し
て形成した抵抗器を上下方向に所定の絶縁間隔を保って
複数段に積層し、前記各段の抵抗器を各段毎に接続導体
を介して直列に接続し、かつ、各段の前記抵抗器を、各
抵抗器間に介在させた絶縁碍子にて支持・固定すること
により、前記各抵抗器を縦方向に所定段数積層して抵抗
体を構成し、この抵抗体を接地電位のケースに所定数収
容・施設して、気中絶縁方式の抵抗装置を構成するよう
にしたことを特徴とする。

【００１７】又、本発明において前記抵抗体を所定数収
容した接地電位のケースは、下部周縁に外気の流入口
を、上部には流入した外気を排出する排出口をそれぞれ
形成し、前記外気の流入口と排出口とによって接地電位
ケース内に外気の流通路を形成するようにしたことを特
徴とする。

【００１８】本発明は、抵抗素体を直列に配列して抵抗
取付枠体に取付けた抵抗器を縦方向に所定段数積層して
抵抗体を形成し、この抵抗体を接地電位のケースに常時
外気と接触させた状態で所定数収容・施設して気中絶縁
方式の中性点接地抵抗装置を構成したので、抵抗装置は
簡易な構成で大形化することなく、製造コストを良好に
低減して製造することを可能とした。

【００１９】即ち、本発明においては、各抵抗器を従来
の抵抗器に比べてその分割数を増して、分割した各抵抗
器間の電位差を小さくするとともに、各抵抗器を構成す
る抵抗素体は開放形の抵抗取付枠体に取付けるようにし
たので、抵抗器自体は各抵抗器間の絶縁距離が縮小で
き、これにより、抵抗器間の絶縁距離を維持する絶縁碍
子の小形化が可能となり、結果的に前記抵抗器を所要数
段積みして形成した抵抗体の小形・軽量化を容易とし
た。

【００２０】前記抵抗体の小形化に伴い、これを複数台
収容して抵抗装置を構成する接地電位ケースも必然的に
小形化でき、しかも、前記各抵抗体は接地電位ケースに
収容されているので、即ち、抵抗体を構成する充電部を
露呈させた各抵抗器は接地電位ケースに収容することに
より、従来のように、充電部を露呈させた抵抗器に比
べ、接地場所における安全な離隔距離をあらかじめ設け
る必要は全くない。又、前記充電部とケースとの間の絶
縁距離は、前記離隔距離と一概に比較できないが、約半
分程度に抑えることができる。

【００２１】この場合、ケース内に絶縁ガスを封入した
抵抗装置と比較すると、本発明は、気中絶縁方式を採用
しているので、前記絶縁距離はやや長くなるものの、設
置スペースにおいては大差ない。その上、本発明におい
ては、気中絶縁方式の採用により、抵抗素体自体は接地
電位ケースに収容されているものの、常時外気と接触さ
せてあるので、抵抗素体に地絡電流が流れて発熱したと
しても、抵抗素体は接地電位ケース内を流通する外気に
より、迅速・良好に冷却することができ利便である。

【００２２】この結果、本発明においては、これまでの
絶縁ガスを封入した抵抗装置に比べ、絶縁ガスを使用し
ない点、絶縁ガスを充填するためにケースの気密性を高
める点、更に、絶縁ガスの定期的な補充が不要な点等、
絶縁ガス封入方式の抵抗装置に対して著しく簡素な構成
で、かつ、設置スペースにおいても大差なく低コストで
製造することができる等優れた効果を有する。しかも、
従来の気中絶縁方式の抵抗装置の如く、充電部を外部に
露呈した場合に比べ、充電部が被覆されているので、設
置スペースにおいても、安全を維持するための離隔距離
を全く必要としないため、設置スペースが良好に低減す
ることができ至便である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ない
し図３によって説明する。図１において、１１は鉄板等
の金属板を建屋風に板金加工して形成した後述する抵抗
体収容用の床面開放形の接地電位ケース（以下、ケース
という）で、１２，１２ａは前記ケース１１内に所要数
立設して収容した抵抗体で、本発明の中性点接地抵抗装
置（以下抵抗装置という）Ｂは、大別すると前記ケース
１１と抵抗体１２，１２ａによって構成されている。

【００２４】次に前記抵抗体１２の構成について説明す
る。最初に耐熱性に優れた磁器材料からなる図示しない
絶縁支持棒に、例えば、フェライト系の特殊鋼等からな
る平角状に形成した線材を前記絶縁支持棒に設けた嵌合
溝に螺旋状に巻回して抵抗素体１３（本例では４本）を
形成し、この抵抗素体１３を、図１，３に示すように、
金属板を断面凹字形に曲成した抵抗取付枠体１４に、一
定の間隔を保って平行に並べてから、支持金具１５を用
いて前記取付枠体１４に固定する。この後、各抵抗素体
１３を接続板１６にて４本の抵抗素体１３を直列に接続
して抵抗器１７を形成する。

【００２５】つづいて、前記抵抗器１７を図１に示すよ
うに、ケース１１内で縦方向に段状に積層する。この場
合は、ケース１１の開放された床面側に横梁１８を横架
し、この横梁１８上に垂直に直立して取付けた第１の径
大な絶縁碍子１９に、抵抗器１７を乗載して固定し、各
抵抗器１７の抵抗取付枠体１４，１４間には、小径な第
２の絶縁碍子２０をそれぞれ介在させて、抵抗器１７を
所定段数積層して固定する。

【００２６】前記のように、抵抗器１７を第２の絶縁碍
子２０を用いて順次積層・固定することにより、前述し
た抵抗体１２を形成するものである。本例では、図１に
示すように、抵抗器１７を６段に積層することにより第
１の抵抗体１２を設ける。そして、前記抵抗体１２を構
成する各抵抗器１７群は、それぞれ接続導体２１にて直
列状態に接続する。なお、図２に示す１２ａは、前記第
１の抵抗体１２と同様にして構成した第２の抵抗体であ
り、その構成は第１の抵抗体１２と全く同じであるた
め、説明は省略する。

【００２７】前記第１，第２の抵抗体１２，１２ａは、
図２で示すように、それぞれ最下段の抵抗器１７，１７
同士を第２の接続導体２１ａにより電気的に接続されて
いる。そして、前記第１の抵抗体１２は、最上段の抵抗
器１７の入力側が、ケース１１上に樹立した中性点側ブ
ッシング２２から導出されて図示しない変圧器巻線の中
性点に接続する接続線２３と接続されており、又、第２
の抵抗体１２ａは、その最上段に位置する抵抗器１７の
出力側が、ケース１１上に樹立した接地側ブッシング２
４から導出されてケース１１の側壁に取付けた変流器２
５の入力端と接続する引出線２６と接続されている。

【００２８】なお、前記変流器２５の出力端は接地線２
７に接続されている。又、図１において、２８はケース
１１の下部側壁に開口した横長な外気（空気）の流入口
である。２９はケース１１の外側から流入口２８内に雨
水が浸入するのを防ぐ防雨板であり、３０はケース１１
内において流入口２８に被着した塵埃や害虫の侵入を防
ぐフィルターである。

【００２９】更に、図１に示す３１はケース１１の上面
（屋根部分）に開口したケース１１内の空気を排出する
排出口で、この排出口３１はその上部に被着した雨水避
体３２により、雨水が排出口３１からケース１１内に流
入するのを防ぎ、排出口３１のケース１１内に位置する
内側には、流入口２８と同様に害虫等の侵入を防ぐフィ
ルター３３が取付けられている。図２に示す３４はケー
ス１１に設けた接地端子であり、図示しないアース線が
接続されている。

【００３０】次に動作について説明する。配電系統にお
いて、例えば、１線地絡事故等が発生し、図示しない変
圧器の中性点に大きな地絡電流が流れると、この大電流
は、接続線２３→抵抗体１２→第２の接続導体２１ａ→
第２の抵抗体１２ａ→引出線２６→変流器２５→接地線
２７に流れ、前記変圧器が地絡電流によって損傷するの
を防止する。

【００３１】そして、前記第１，第２の抵抗体１２，１
２ａに大電流が流れると、抵抗体１２，１２ａを構成す
る各抵抗器１７内に組込まれている抵抗素体１３は、そ
の抵抗分又は電力量に応じて発熱する。前記各抵抗素体
１３に発生した熱は、抵抗素体１３の外部に放散され
る。即ち、ケース１１内に放散されることになる。

【００３２】前記ケース１１内に放散された熱はそのま
まケース１１内を上昇し、ケース１１上部の排出口３１
からケース１１外に排出される。一方、前記大電流によ
って発熱した抵抗素体１３はもとより、この抵抗素体１
３から伝熱されて隣接する抵抗取付枠体１４等の部材も
当然発熱するが、抵抗素体１３，抵抗取付枠体１４等抵
抗装置Ｂを構成する各部材は、ケース１１の流入口２８
から流入してケース１１上部の排出口３１から排出され
る外気にさらされることになる。

【００３３】従って、前記抵抗素体１３等に残存してい
る熱は、前記ケース１１内を流通する外気によって良好
に発散が増長されてケース１１外に排除され、抵抗体１
２，１２ａを迅速に冷却し、抵抗素体１３の発熱による
劣化を抑制し、抵抗器１７の長期使用を可能とする。

【００３４】次に、本発明の抵抗装置Ｂは、図２に示す
ように、抵抗器１７が１２分割されたものが例示されて
おり、これは、７７ｋＶ級の配電線に抵抗装置Ｂを設置
した場合、抵抗器１７間の電位差は、

【００３５】

【数２】

【００３６】となる。これは従来の４分割した場合の１
１ｋＶに比較すると電位差は約１／３となる。

【００３７】各抵抗器１７間における前記電位差は、抵
抗器１７を細かく分割すれば小さくすることは可能であ
る。この場合、従来の抵抗器においても当然実施するこ
とは可能であるが、従来の各抵抗器は電位差を小さくし
ても充電部は依然として外部に露出しているため、抵抗
器の動作時における安全性を考慮すれば、設置場所にお
ける離隔距離は必ず必要となり、抵抗器を細分化しても
設置スペースを低減することは難しい。

【００３８】然るに、本発明においては、例えば、抵抗
器１７を、従来の４分割した抵抗器に対して１２分割す
ることにより、抵抗器１７間の電位差が大幅に低減でき
るため、抵抗器１７間の絶縁距離が小さくでき、それに
伴い抵抗器１７間を支持する絶縁碍子２０も必然的に小
形化することが可能となる。しかも、各抵抗器１７群か
らなる抵抗体１２，１２ａは、接地電位のケース１１に
収容設置されているので、安全性は十分確保することが
できるとともに、充電部となっている各抵抗器１７とケ
ース１１壁面との間の絶縁距離は、種々テストを繰り返
した結果、本例の７７ｋＶ級における機器の絶縁距離を
設定するために、規格等により定められている安全対策
上の寸法（７５０ｍｍ）は充分クリアすることができ
た。

【００３９】即ち、従来の抵抗器を外部に直接設置した
場合に比べ、人体への安全性を確保するための設置スペ
ースを約半分程度に縮小して設置することが可能とな
り、抵抗装置Ｂの設置におけるコストの大幅低減が可能
となる。更に、本発明においては、抵抗体１２，１２ａ
を収容したケース１１内に常に外気が流通するように形
成されているので、抵抗装置Ｂの作動時において、抵抗
体１２，１２ａの発熱処理が良好に行い得、抵抗体１
２，１２ａを構成する抵抗素体１３の冷却を迅速・確実
に行うことができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、抵抗素
体を直列に配列して抵抗取付枠体に取付けた抵抗器を縦
方向に所定段数積層して抵抗体を形成し、この抵抗体
を、底面を開放した接地電位のケースに常時外気と接触
させた状態で所定数収容・施設して気中絶縁方式の中性
点接地抵抗装置を構成したので、中性点抵抗装置を簡易
な構成で大形化することなく、設置スペース及び製造コ
ストを良好に低減して製造することを可能とした。

【００４１】又、本発明は、各抵抗器を従来の抵抗器に
比べてその分割数を増して、各抵抗器間の電位差を小さ
くし、かつ、各抵抗器を構成する抵抗素体を開放形の抵
抗取付枠体に取付けるように構成したので、各抵抗器間
の絶縁距離が縮小でき、この結果、抵抗器間の絶縁を維
持する絶縁碍子の小形・軽量化が可能となり、前記抵抗
器を所要数段積みして形成する抵抗体の小形・軽量化を
良好に促進することができる。

【００４２】更に、前記抵抗体の小形化に伴い、これを
複数個収容して中性点接地抵抗装置を構成するために使
用する接地電位ケースも必然的に小形化でき、しかも、
前記各抵抗体を接地電位ケースに収容するように構成し
たので、従来のように、充電部を露呈させた抵抗器に比
べ、設置場所における安全な離隔距離を設定する必要は
全くないので、中性点接地抵抗装置の設置スペースを約
半分程度に抑えることができる。

【００４３】その上、本発明においては、気中絶縁方式
の採用により、抵抗素体自体は接地電位ケースに収容さ
れているものの、常時外気と接触するように構成されて
いるので、抵抗素体に地絡電流が流れて発熱したとして
も、抵抗素体は接地電位ケース内を流通する外気によ
り、迅速・良好に冷却することができ利便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中性点接地抵抗装置の一部を切欠いて
示す正面図である。

【図２】同じく本発明の中性点接地抵抗装置の一部を切
欠いて示す側面図である。

【図３】本発明の中性点接地抵抗装置に用いる抵抗体の
結線状態を説明する説明図である。

【図４】従来の中性点接地抵抗装置の設置状態を示す概
略正面図である。

【図５】同じく概略側面図である。

【符号の説明】

１１ 接地電位ケース １２，１２ａ 抵抗体 １３ 抵抗素体 １４ 抵抗取付枠体 １７ 抵抗器 １９，２０ 絶縁碍子 ２８ 流入口 ３１ 排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗素体を抵抗取付枠体に所定の形状に
   配設して形成した抵抗器を上下方向に所定の絶縁間隔を
   保って複数段に積層し、前記各段の抵抗器を各段毎に接
   続導体を介して直列に接続し、かつ、各段の前記抵抗器
   を、各抵抗器間に介在させた絶縁碍子にて支持・固定す
   ることにより、前記各抵抗器を縦方向に所定段数積層し
   て抵抗体を構成し、この抵抗体を接地電位のケースに所
   定数収容・施設して、気中絶縁方式の抵抗装置を構成す
   るようにしたことを特徴とする中性点接地抵抗装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗体を所定数収容した接地電位の
   ケースは、下部周縁に外気の流入口を、上部には流入し
   た外気を排出する排出口をそれぞれ形成し、前記外気の
   流入口と排出口とによって接地電位ケース内に外気の流
   通路を形成するようにしたことを特徴とする中性点接地
   抵抗装置。