JP2005027439A

JP2005027439A - ガス絶縁開閉装置

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Publication number: JP2005027439A
Application number: JP2003190881A
Authority: JP
Inventors: Kenji Aoyanagi; 健二青柳; Shunji Ito; 俊二伊藤
Original assignee: Japan AE Power Systems Corp
Current assignee: Japan AE Power Systems Corp
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-03
Also published as: JP4119320B2

Abstract

【課題】対気密接続部のシール部材の劣化や発錆の進展などによるガス漏れを簡単に検出してガス漏れ発生部位を容易に特定することができるようにしたガス絶縁開閉装置を提供する。
【解決手段】受電ガス区画１６のガス圧力が低下したことを温度補償機能付きの圧力検出手段２０が検出すると、同部を構成する密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生したとして、同部にのみ検出用異種ガスを混入し、また同部を形成した密閉容器の各対気密接続部に気密袋などの包囲体をそれぞれ設け、所定時間放置した後に検出用異種ガス検出手段による検出によってガス漏れ部を特定し、その後、絶縁ガスと共に検出用異種ガスを回収してシール部材などの交換した後、当初と同じ窒素ガスまたは乾燥空気などのＳＦ６ガスを含まない絶縁ガスを充填する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧導体を電気的に絶縁して配置した密閉容器内に絶縁ガスを封入したガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス絶縁開閉装置では、高電圧導体を電気的に絶縁して配置した密閉容器内に封入する絶縁ガスとして、六弗化硫黄ガス（以下、ＳＦ６ガスと称す）が使用されていた。しかしながら、最近の地球環境問題から温暖化係数の高いＳＦ６ガスの排出が規制されていることから、ＳＦ６ガスを使用せずに環境にやさしい窒素ガスや乾燥空気などを絶縁ガスとして使用するガス絶縁開閉装置が注目されている。
【０００３】
ところで、ガス絶縁開閉装置は、万一の事故が発生した場合を想定して事故区間を制限するなどのために複数のガス区画に分けられたり、複数の密閉容器間の接続部などが存在するために、複数の対気密接続部が存在する。これらの対気密接続部においては、シール部材の劣化や発錆の進展などによりガス漏れが発生する危険もある。多くの場合、そのガス漏れ量は数ｐｐｍ（ｐａｒｔｓｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）程度の自然ガス漏れであるが、絶縁ガスとしてＳＦ６ガスを使用した場合には市販されている専用のＳＦ６ガス検知器により漏れたＳＦ６を検出してガス漏れ部位の特定が容易に行える。しかし、上述した地球環境の問題からＳＦ６ガス以外の窒素ガスや乾燥空気などを絶縁ガスとして使用した場合、それらと同一成分が大気中に存在しているためにＳＦ６ガスのときのようにガス漏れを検出することができない。従って、ガス漏れ部位を特定するためには、全ての対気密接続部に石けん水を付け、泡の有無により判定する必要があった。また、ガス絶縁開閉装置の組立時におけるガス漏れを検査するために、検査用ヘリウムガスを充填した密閉容器をさらに検査容器内に配置し、この検査容器内を真空引きして密閉容器内の充填ガス圧よりも低い状態にして放置し、検査容器内における検査用ヘリウムガスの有無によって密閉容器でのガス漏れを検出するようにし、この検査用ヘリウムガスの混入割合を考慮することによってそのままの状態でガス絶縁開閉装置を据付運転しても絶縁特性を低下させないようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−９２８１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス絶縁開閉装置におけるガス漏れ検出およびガス漏れ部位の特定では、全ての対気密接続部に石けん水を付けて泡の有無を確認しなければならず作業に多くの時間が必要であり、また検査用ヘリウムガスを用いたものでは、その後の据付運転に支障を与えない検査用ガスに限定されると共に、据付運転後における対気密接続部のシール部材の劣化や発錆の進展などによるガス漏れに対しては全体を覆う検査容器が巨大な設備となってしまい、現地での使用には適していない。
【０００６】
本発明の目的は、対気密接続部のシール部材の劣化や発錆の進展などによるガス漏れを簡単に検出してガス漏れ発生部位を容易に特定することができるようにしたガス絶縁開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、高電圧導体を電気的に絶縁して配置した密閉容器内に絶縁ガスを封入したガス絶縁開閉装置において、上記密閉容器内のガス漏れによる圧力低下を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段によるガス漏れによる圧力低下を検出したとき上記密閉容器内に検出用異種ガスを混入する混入手段と、上記検出用異種ガスを混入した上記密閉容器の耐気密接続部を包囲する包囲体と、この包囲体内に混入した上記検出用異種ガスの有無を検出する検出用異種ガス検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような本発明のガス絶縁開閉装置によれば、密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生していることが圧力検出手段によって検出された場合にだけ、検出用異種ガスの充填を行うことになり、またガス漏れが発生していた場合、同部に対応するガス区画内の絶縁ガスを充填した検出用異種ガスと共に回収し、その後再度、初期状態の絶縁ガスを充填するため、作業時間の短縮と作業量を軽減することができる。またガス漏れ検出用異種ガスは最終的に回収され、絶縁特性に悪影響を与えることがなく、種々の検出用ガスを使用することができる。しかも、石けん水を用いる従来のように養生や石けん水の塗布などの作業段取り、また作業後の清掃に多くの時間を費やすことなく、どこの箇所から絶縁ガスが漏れているのか容易に特定することができる。
【０００９】
また請求項２に記載の本発明は、請求項１記載のものにおいて、上記検出用異種ガスとして六弗化硫黄ガスを用い、上記絶縁ガスとして六弗化硫黄ガスを含まない他の絶縁ガスを用いたことを特徴とする。このようなガス絶縁開閉装置によれば、ガス絶縁開閉装置の分野で実績のあるＳＦ６ガスを検出用ガスとして使用しているため、そのＳＦ６ガス専用検出器を用いて精度良く検出することができると共に、その後にＳＦ６ガスを回収して当初の絶縁ガスを再充填するため、運転状態では常に環境を考慮したガス絶縁開閉装置とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置のガス系統図である。
ガス絶縁開閉装置は、主回路を構成する高電圧導体６を密閉容器２２内に詳細な図示を省略した絶縁物によって電気的に絶縁した状態で支持し、この密閉容器２２内に窒素ガスまたは乾燥空気などのＳＦ６ガスを含まない絶縁ガスを封入して構成している。密閉容器２２は、適当な大きさで製作された後に隣接する密閉容器同士を対気密接続したり、絶縁スペーサ１５によって適当な大きさのガス区画１６，１７，１８に区分された所で対気密接続したり、端部において端蓋によって気密に封じられたりして、例え同一ガス区画内でも複数の対気密接続部を有している。その主回路は、ケーブルヘッド１……断路器７……遮断器９……断路器１０……計器用変圧変流器１２を介して変圧器１４に接続されており、受電側に電圧検出器２、避雷器３、受電側接地開閉器４および変流器５を設け、遮断器９の受電側に遮断器受電側接地開閉器８を、また遮断器９の変圧器１４側に変圧器一次側接地開閉器１３を設けて構成している。
【００１１】
上述したように密閉容器２２は絶縁スペーサ１５により複数のガス区画に区分され、ここでは受電ガス区画１６、遮断器ガス区画１７、接続母線ガス区画１８に区分したものとして図示している。これらのガス区画１６〜１８には、常時開状態のガス給排用バルブ１９がそれぞれ取付けられ、現場盤２３に設けた圧力検出手段２０により各ガス区画１６〜１８毎にガス圧力が監視されている。圧力検出手段２０の他側には常時閉状態のガス漏れ検出用ガスバルブ２１が接続されている。各ガス区画１６〜１８内のガス圧力は等しいが、各密閉容器２２内の温度や外部周囲温度によってガス圧力値は変動するため、各圧力検出手段２０はそれぞれ密閉容器２２内の測定圧力を所定温度に換算して温度補償圧力値を検出する温度補償機能を有している。
【００１２】
今、ガス絶縁開閉装置の運転状態において、例えば、受電ガス区画１６のガス圧力が低下したことを圧力検出手段２０が検出すると、圧力検出手段２０は温度補償を行っているので、この受電ガス区画１６を構成する密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生していることが分かる。そこで、受電ガス区画１６に接続されたガス漏れ検出用ガスバルブ２１に検出用異種ガスを混入する混入手段、例えばＳＦ６ガス補給装置を取り付け、ガス漏れ検出用ガスバルブ２１を開状態にする。すると、受電ガス区画１６を形成する密閉容器２２にのみＳＦ６ガスを充填することになる。このときに充填するＳＦ６ガスの量は、ＳＦ６ガス補給装置に取付けた流量計で測定および監視することができる。
【００１３】
ＳＦ６ガスの充填後あるいは充填作業に前後して、受電ガス区画１６を形成した密閉容器の各対気密接続部に気密袋などの包囲体をそれぞれ設け、所定時間放置した後に各包囲体内に検出用異種ガス検出手段、例えばＳＦ６ガス専用ガス検知器を挿入することにより、密閉容器２２内に充填したＳＦ６ガスがどこの体気密接続部から包囲体内に漏れているかが判別できる。
【００１４】
その後、該当した受電ガス区画１６のガス漏れ検出用ガスバルブ２１を閉じて検出用異種ガスを混入する混入手段、例えばＳＦ６ガス補給装置を取り外し、その後、このガス漏れ検出用ガスバルブ２１に真空ポンプなどのガス回収装置を接続してガス漏れ検出用ガスバルブ２１を開いて内部ガスを回収する。その後、ガス漏れ検出用ガスバルブ２１あるいはガス給排用バルブ１９を閉じてガス漏れが発生した対気密接続部を解体し、同部のシール部材などを交換する。この作業終了後、ガス漏れ検出用ガスバルブ２１に当初と同じ窒素ガスまたは乾燥空気などのＳＦ６ガスを含まない絶縁ガスの充填装置を接続し、ガス漏れ検出用ガスバルブ２１およびガス給排用バルブ１９を開いて受電ガス区画１６を形成した密閉容器２２内に当初と同じ絶縁ガスを充填する。その後は、図１の運転状態に復帰させて作業を終了する。
【００１５】
ここで注目すべきことは、密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生していることが圧力検出手段によって検出された後に、検出用異種ガス、例えばＳＦ６ガスの同部への充填が行われることである。ガス漏れが検出される前に検出用異種ガス、例えばＳＦ６ガスを全てあるいは任意のガス区画の密閉容器毎に充填すると、実際にはガス漏れが生じていない場合に、全てのガス区画で異種検出ガスの回収と、当初の絶縁ガスの再充填作業を行わなければならず、信頼性確認のためだけに多くの作業と時間を費やしてしまう。また、この回収作業を省略するには、絶縁保持に悪影響を与えない検出用異種ガスだけを使用しなければならない。しかし、密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生していることが圧力検出手段によって検出された場合にだけ、検出用異種ガスの充填を行うため、上述したような無駄な作業はなく作業時間の短縮と作業量を軽減することができる。
【００１６】
このようなガス絶縁開閉装置によれば、あるガス区画を形成する密閉容器の対気密接続部にガス漏れが発生したとしても、気密袋などの包囲体と、既に存在しており検出精度の高いＳＦ６ガス専用ガス検知器を利用して、ガス漏れが発生しているのはどの対気密接続部かを容易に特定することができる。しかも、ガス漏れ検出後は、この検出用異種ガスとして混入したＳＦ６ガスを回収して初期の絶縁ガスを再度充填するようにしたため、再び環境問題を考慮したガス絶縁開閉装置とすることができる。
【００１７】
上述した実施の形態で、ガス漏れが発生した対気密接続部を特定するためにガス圧力の低下したガス区画にＳＦ６ガスを充填して、このＳＦ６ガスを検出用異種ガスとして用いたが、これに限らず、検出用異種ガス検出手段が存在しているならその他のガス、例えばヘリウム、ＣＦ４、アルゴンなどを用いることもできる。
【００１８】
図２は、本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置のガス監視システムの要部を示すフローチャートである。
上述した本発明を実施するに当たって、ガス圧力が低下したガス区画を形成する対気密接続部におけるシール部材の劣化などでガス漏れが発生したことを確実に検出することが重要である。何故なら、実際にガス漏れが発生していない他のガス区画を形成した密閉容器内にも検出用異種ガスを充填するなら、その後、再度当初の絶縁ガスを充填するために多くの時間を要するからである。図２のフローチャートは、この点を詳細に示すものである。
【００１９】
通常、ガス絶縁開閉装置は、各部の状態を常時監視して各部の異常をいち早く検出するために監視システムを備えており、その監視項目の中に、各ガス区画のガス圧力も含まれている。この監視システムを利用してステップＳ１では、各ガス区画のガス圧力の測定および外気温度の測定を常時行う。この外気温度は対応する密閉容器内の温度でも良い。ステップＳ２では、各ガス区画における測定ガス圧力を所定温度、例えば２０℃に換算して温度補償圧力値を算出すると、これによって図１に示した圧力検出手段２０と同じ出力を得ることができる。従って、図１に示した圧力検出手段２０の出力を監視システムに取り込むこともできるし、また、圧力検出手段２０とは別に設けた圧力検出手段の出力を温度補償曲線に基づいて換算した圧力値を出力しても良い。
【００２０】
ステップＳ３では、このようにして得た圧力値を初期圧力値、例えば０．５０ＭＰａと比較し、ステップＳ４に示すようにもし初期圧力値よりも低い場合は、ステップＳ５でガス圧低下による検出用異種ガス充填指令を与える。この充填指令に基づいて行う検出用異種ガス、例えばＳＦ６ガスの充填作業は図１に示した実施の形態の場合と同様である。しかし、ステップＳ３の判定で両者の間に差がなければ、ステップＳ１に戻って監視データの測定を継続する。ここでは圧力検出手段による測定圧力値と初期値を比較するようにし、差が生じた場合に検出用異種ガス充填指令を与えているが、両者の差がある設定値範囲内にあるか否かを判定し、両者の差が設定値範囲を超えたとき検出用異種ガス充填指令を与えるようにすることもできる。
【００２１】
このように異常監視システムの中でガス圧力を監視する圧力検出手段を用い、この圧力検出手段により検出した圧力低下を、対応するガス区画における密閉容器の体気密接続部でのガス漏れによるものとして検出することにより、先の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。また、ガス絶縁開閉装置の場合、多くのガス漏れはごく微小な自然漏れであることを考えると、前回の圧力検出手段による測定圧力値を記憶手段に記憶させておき、次回の測定圧力値と前回の測定圧力値を比較して圧力低下が見られるなら対応するガス区画における密閉容器の体気密接続部でのガス漏れと判定する判定手段を設けると、一層精度良くガス漏れを検出することができる。
【００２２】
尚、本発明は図１に示した構成のガス絶縁開閉装置に限らず、その他の構成のガス絶縁開閉装置にも適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるガス絶縁開閉装置によれば、密閉容器のいずれかの対気密接続部におけるシール部材の劣化などによりガス漏れが発生していることが圧力検出手段によって検出された場合にだけ、検出用異種ガスの充填を行うため作業時間の短縮と作業量を軽減することができ、またガス漏れが発生していた場合、同部に対応するガス区画内の絶縁ガスを検出用異種ガスと共に回収して、その後再度、初期状態の絶縁ガスを充填するため、ガス漏れ検出用異種ガスは最終的に回収され、絶縁特性に悪影響を与えることがなく、種々の検出用異種ガスを使用することができる。また運転状態では常に環境に調和した絶縁ガスを使用したガス絶縁開閉装置とするすることができる。しかも、石けん水を用いる従来のように養生や石けん水の塗布などの作業段取り、また作業後の清掃に多くの時間を費やすことなく、どこの箇所から絶縁ガスが漏れているのか容易に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置のガス系統図である。
【図２】本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置における監視システムの要部動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１５絶縁スペーサ
１６受電ガス区画
１７遮断器ガス区画
１８接続用母線ガス区画
１９ガス給排用バルブ
２０圧力検出手段
２１ガス漏れ検出用ガスバルブ

Claims

高電圧導体を電気的に絶縁して配置した密閉容器内に絶縁ガスを封入したガス絶縁開閉装置において、上記密閉容器内のガス漏れによる圧力低下を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段によるガス漏れによる圧力低下を検出したとき上記密閉容器内に検出用異種ガスを混入する混入手段と、上記検出用異種ガスを混入した上記密閉容器の耐気密接続部を包囲する包囲体と、この包囲体内に混入した上記検出用異種ガスの有無を検出する検出用異種ガス検出手段とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
請求項１記載のものにおいて、上記検出用異種ガスとして六弗化硫黄ガスを用い、上記絶縁ガスとして六弗化硫黄ガスを含まない他の絶縁ガスを用いたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。