JP2008072799A - ウイスカ溶断除去方法、ウイスカ溶断除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な電流制限装置等がなくても被装置を損傷することなく、検電電極等に発生するウイスカを確実に除去する。
【解決手段】Ｕ，Ｖ，Ｗの複数相の母線１の検電を一括して行う検電回路１０２の検電端子１３に対して、インダクタンス１５、スイッチ１６、交流電源１７を含むウイスカ溶断除去装置１１０を接続し、検電回路１０２に発生したウイスカ１８を含む当該検電回路１０２の共振周波数ｆＲにて共振電流ｉＲを流すことで、ウイスカ１８の溶断除去を行い、検電回路１０２の検電機能を回復する。交流電流をウイスカ１８に流すため、溶断完了後は電流がゼロの点で切れてアーク放電に移行しないため、溶断完了後の電流制御のための特別な電流制限装置等を必要とすることなく、検電回路１０２の絶縁物等の損傷を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウイスカ溶断除去方法、ウイスカ溶断除去装置に関し、たとえば、ガス絶縁開閉装置の母線に電圧が印加されていることを検出する検電電極におけるウイスカ除去技術等に適用して有効な技術に関する。

たとえば、ガス絶縁開閉装置では、高電圧が印加される母線に当該電圧が印加されているか否かを外部から確認するための検電電極が設けられる。
このような検電電極としては、たとえば、特許文献１に開示される技術が知られている。

すなわち、ガス絶縁容器の内部に収容された母線（充電導体）の近傍に検電電極を配置し、ガス絶縁容器の外部から検電電極に接続される接地線に磁気的に結合する変流器を介して検電装置を接続する構成としたものである。

ところで、接地されたガス絶縁容器とシール付き貫通部の絶縁物を挟んで対向した検電電極で形成されるコンデンサーＣの静電容量は、ガス絶縁容器の内面と検電電極のいずれかに発生するウイスカによって短絡される場合があり、この短絡状態では、検電電極は動作不能となる。

すなわち、ガス絶縁容器の内面や検電電極がめっきされた金属（たとえば亜鉛メッキ）の場合には、このメッキからウイスカと呼ばれる導電性の細線が電極から発生して数年から数十年の間に徐々に伸びて電極間が短絡さる場合がある。このウイスカは電極に形成されたメッキや、はんだ表面より生じるものが一般的に知られていて、太さが０．１μｍ〜１０μｍ程度のひげ状の金属結晶であり導体である。

たとえば、検電電極から発生したウイスカにより上記コンデンサーＣが短絡されると、その静電容量が零となり、この間の電圧が零となって電圧が発生せず母線（充電導体）に電圧が印加されていても検電端子の電圧はゼロとなり検電機能が損なわれる。

なお、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各々の母線に対応して設けられた検電電極を相互に接続して各相の検電を一括して行うことを可能にした三相一括型の検電回路であって、例えばＶ、Ｗ相間を短絡接続するとともにＵ、Ｖ相間を検電用のコンデンサーで繋ぎ、Ｕ相の検電電極に三相共通の検電端子を接続した構成として、三相の母線のいずれかに電圧が印加されていれば上記検電端子に電圧が発生するようにした検電回路では、Ｕ相にウイスカが発生した場合には、コンデンサーＣが短絡されるのでＵ，Ｖ，Ｗ相に電圧が印加されていても検電端子の電圧はゼロである。Ｖ相又はＷ相にウイスカが発生した場合には何らかの不具合でＵ相母線に電圧が印加されていなくて、Ｖ相又はＷ相に電圧が印加されていても当該Ｖ相またはＷ相の各々のコンデンサーＣの静電容量は短絡されるので検電端子の電圧はゼロである。このようにウイスカが発生して電極間が短絡されると母線電圧を測定することのできない検電不能になる。

すなわち、三相一括型検電回路ではＵ相にウイスカが発生した場合にはＵ，Ｖ，Ｗ相いずれの母線に電圧が印加されていても検電端子電圧は零となり検電不能となる。
検電機能を回復するには、密閉状態のガス絶縁容器を開放して、ウイスカの発生した部分を分解調査して分解清掃したり、ウイスカの発生した検電電極を交換するなどの対策が行われる。

しかし、密閉状態のガス絶縁容器を開放して専門技術者が点検して電極部分からのウイスカを除去する対策では、開放するための作業工数の費用がかかり、さらに作業も長時間を要するため、ガス絶縁開閉装置を含む配電設備の停止期間が長くなるなどの課題がある。

密閉状態のガス絶縁容器を分解せずにウイスカを除去するには、たとえば特許文献２に開示されているような、ウイスカに直流電流をながしてそのジュール熱により溶断除去する方法を適用することが考えられる。

しかし、溶断電流が直流ではウイスカが溶断後も電流が切れることなく溶断電流が継続して流れることがあり、絶縁物を損傷する恐れがあるため溶断後はあらかじめ設定した時間で電流を切るなどの対策が必要となる。さらにウイスカが複数本発生して電極間を短絡している場合には、ウイスカの本数が不明なためその溶断電流値と設定時間の決定ができない、という技術的課題がある。

また上記のような三相一括検電方式ではＵ、Ｖ相間は検電用のコンデンサーで繋がれているために、Ｖ、Ｗ相に発生したウイスカを取り除くには、直流ではＶ，Ｗ相に発生したウイスカに電流を流して溶断することが出来ない、という技術的課題がある。

また交流であってもＵ、Ｖ相間は検電用のコンデンサーのインピーダンスにより電流が制限され、流せる電流でウイスカを溶断できる本数が決まるため制限されるとウイスカを溶断できる本数が少なくなる課題がある。

一方、ウイスカは数年から数十年の間に徐々に伸びて電極間を短絡するので、ウイスカで何時短絡されるかは判らない。またウイスカで短絡された時には瞬時にウイスカを除去していつでも検電機能が正常であることが望まれるが、検電端子電圧を計って検電電圧が零であることや、正規の電圧が発生していないことを検知してからウイスカ除去作業が行われる。このため、ウイスカによる短絡が発生してからウイスカを取り除くまで長期間検電不能になる、という技術的課題があった。

また、ガス絶縁容器を分解せずに、電流によって溶断する場合には、溶断電流の値はウイスカの持つ熱容量できまり、そのジュール損で溶断する。したがってウイスカに流す電流は、電流が大きければ通電時間が短く、電流が小さければ通電時間が短くなるが、１本のウイスカ当りの溶断電流はウイスカの溶断に寄与しないウイスカ表面から逃げる熱、放射やウイスカの熱伝導で逃げる熱があり、この熱損失を与える最低電流値が存在し、この最低電流値以下では通電時間を長くしても溶断できない。溶断にはその最低電流を超えた電流値で溶断に必要なジュール熱を与えるだけの時間電流を流す必要がある。

このため、長期間の放置によってウイスカの本数が多くなると電源から供給する溶断電流は増加する。このためウイスカで短絡される本数が増加するとウイスカが複数本並列にあることになり電流はウイスカに分流して流れるためにウイスカの本数×最低電流値の最低溶断電流が必要である。このための溶断電流を流すには大きな電源容量のものを準備しておく必要があり、本数が多い場合には電源容量が不足して溶断できない懸念があるという技術的課題が生じていた。
特開平９−２１９９１２号公報 特開２００６−１３４５９０号公報

本発明の目的は、複雑な電流制限装置等がなくても被装置を損傷することなく、検電電極等に発生するウイスカを確実に除去することが可能なウイスカ除去技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数相の母線の各々に対応した複数の検電電極を容量結合して、複数相の母線の一括した検電を行う場合において、個々の検電電極に発生するウイスカを確実に除去することが可能なウイスカ除去技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、ウイスカに集中的に大きな電流を流して、溶断できるウイスカの数を増加させることが可能なウイスカ除去技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、ガス絶縁開閉装置の検電電極等に発生するウイスカを放置せずに確実に除去することで、ウイスカに起因する検電不能期間を解消することが可能なウイスカ除去技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、電流容量の大きな高価な電源を必要することなく、低コストにて、ウイスカを確実に除去することが可能なウイスカ除去技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、絶縁物を挟んで配置された電極の間を短絡させるウイスカに交流電流を流すことにより前記ウイスカに発生するジュール熱で前記ウイスカを溶断するウイスカ溶断除去方法を提供する。

本発明の第２の観点は、絶縁物を挟んで配置された電極の間を短絡させたウイスカに交流電流を印加する交流電源を備え、前記ウイスカに交流電流を流すことにより前記ウイスカに発生するジュール熱で前記ウイスカを溶断するウイスカ溶断除去装置を提供する。

本発明の第３の観点は、絶縁物を挟んだ電極間に発生するウイスカにより前記電極間が短絡されたときに、前記電極が前記ウイスカによって短絡されて構成される回路での共振周波数の電流が流れるように、常時、前記回路に前記共振周波数の電圧を印加するウイスカ溶断除去方法を提供する。

本発明の第４の観点は、絶縁物を挟んだ電極間に発生するウイスカにより前記電極間が短絡されたときに、前記電極が前記ウイスカによって短絡されて構成される回路での共振周波数の電流が流れるように、常時、前記回路に前記共振周波数の電圧を印加する交流電源を備えたウイスカ溶断除去装置を提供する。

本発明の第１および第２の観点では、電極から発生したウイスカは導電性材料であるため、検電端子から電流を流して溶断する。
このときの溶断電流はウイスカの持つ熱容量できまり、ウイスカに電流を流してそのジュール損で溶断する。したがってウイスカに流す電流は電流が大きければ通電時間が短く、電流が小さければ通電時間が短くなるが、１本のウイスカ当りの溶断電流はウイスカの溶断に寄与しないウイスカ表面から逃げる熱伝達、放射やウイスカの熱伝導で逃げる熱があり、この熱を与える最低電流値があり、この電流値以下では通電時間を長くしても溶断できない。溶断にはその最低電流を超えた電流値で溶断に必要なジュール熱を与えるだけの時間電流を流す必要がある。ウイスカが複数本並列にある場合には電流はウイスカに分流して流れるためにおおよそそのウイスカ本数分倍の最低溶断電流が必要である。このためウイスカの本数が多くなると電源から供給する溶断電流は増加する。

電流が直流では、ウイスカ溶断後も電流の零点がないため検電電極間の距離が短いこともありアークでつながり継続して電流が流れるので絶縁物の損傷の恐れがある。さらにウイスカが複数ある場合を想定して大きな直流電流を流すと電流の値が大きくなるのでアーク時のエネルギーも大きくなり電極間の絶縁物が損傷する恐れが更に増す。

そこで、本発明では、直流電流に変えて交流電流を流す。これにより、ウイスカ溶断後はアークで流れつづける電流は電流に零点がくるためこの時点で電流が切れるため特別な電流を制限する装置がなくても絶縁物の損傷の恐れが少ない。

次に三相検電の場合にはＵ相とＶ相の間に接続された後述のコンデンサーＣＸ１のため直流電流ではＶ、Ｗ相に発生したウイスカに溶断電流を流すことはできない。このため直流ではなく交流電流を流すことが必要である。

また、交流電流を流すとしても、三相検電の場合にはＵ，Ｖ間に直列にあるコンデンサーＣＸ１の静電容量のために電流値が制限されてしまう。このためこの静電容量のインピーダンスを打ち消すことができればウイスカの抵抗だけとなるので大きな電流を流すことができる。さらにその電流の大きさにより電極間を短絡したウイスカの本数が多くても溶断可能となる。このインピーダンスを打ち消す方法として、本発明では、共振電流を流す。

検電端子にコンデンサーＣＸ１と直列になるようにタンク外でインダクタンスをつなぎ直列共振を起こし共振周波数の高周波電流を流す。このようにすればコンデンサーのインピーダンスはインダクタンスのインピーダンスにより打ち消され零とすることができるので、ウイスカには同じ電圧でも大きな電流を流すことができ、ウイスカが並列に繋がったときにより多くのウイスカを溶断できることになる。また溶断後はウイスカが切れてウイスカと並列にあった静電容量が直列に繋がるため共振周波数がずれ、特別な電流を制限するための装置を付加することなく電流は自然に絞られるために、ウイスカ溶断後は絶縁物を損傷する大きな電流は流れない。

本発明の第３および第４の観点によれば、電極から発生したウイスカは導電性材料であるため、検電端子から電流を流して溶断することができる。そこで絶縁物を挟んだ電極間でメッキされた電極から発生したウイスカによりその電極間が短絡されたその瞬時に、検電端子からウイスカで検電電極が短絡した時の回路での共振周波数電流が流れるように常時その回路にその共振周波数の電圧を印加し、電流によるジュール熱でウイスカを溶断する。このようにすればウイスカが発生していない時には回路の静電容量とインダクタンスの大きなインピーダンスによりウイスカを溶断するための電源電圧が検電端子に印加されていても検電回路に流れる電流はほとんど無視でき、ウイスカで検電電極が短絡された時だけウイスカに大きな溶断電流を流すことができる。母線電圧を測定するときには電源を取りはずして、検電電圧を測定すればよい。また、本発明の場合にはウイスカが電極間を短絡した瞬時に共振電流が流れてウイスカを溶断するため、複数本のウイスカを溶断できる大きな電流を流す必要はなく、１本のウイスカを溶断できる小さな電流を流すだけで済む。このために電源容量を小さくできウイスカの本数が多くて電源容量が不足して溶断できないという懸念はない。

本発明によれば、複雑な電流制限装置等がなくても被装置を損傷することなく、検電電極等に発生するウイスカを確実に除去することができる。
また、複数相の母線の各々に対応した複数の検電電極を容量結合して、複数相の母線の一括した検電を行う場合において、検電電極に発生するウイスカを確実に除去することができる。

また、ウイスカに集中的に大きな電流を流して、溶断できるウイスカの数を増加させることができる。
また、ガス絶縁開閉装置の検電電極等に発生するウイスカを放置せずに確実に除去することで、ウイスカに起因する検電不能期間を解消することができる。

また、電流容量の大きな高価な電源を必要することなく、低コストにて、ウイスカを確実に除去することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるウイスカ溶断方法を実施するウイスカ溶断除去装置の構成の一例を示す概念図である。図２は、本発明の一実施の形態であるウイスカ溶断方法および装置が適用されるガス絶縁開閉装置の検電電極部分の一例を示す部分断面図であり、図３は、本実施の形態の検電電極を含む検電回路の等価回路を示す概念図である。

図２に例示されるように、ガス絶縁開閉装置１００の密閉容器のタンク壁１４の内部には、母線１が収容され、この母線１は、絶縁スペーサ２、スペーサフランジ６を介してタンク壁１４に支持されている。なお、図２は、Ｕ相，Ｖ相、Ｗ相の各々における母線１を示している。

各相個別の検電ではＵ相，Ｖ相、Ｗ相の母線１の近傍のスペーサフランジ６に検電電極３が取り付けられて、その検電電極３から各相ごとに検電端子１３がタンク外に取り付けらそれぞれに検電される。

検電電極３は、スペーサフランジ６に対して、ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５を介して絶縁状態で検電電極支持ボルト７によって固定されている。
この検電電極３は、検電電極リード線１２、リード接続ボルト１１、検電端子リード９を介して、タンク壁１４の外部に露出した検電端子１３に接続されている。

検電端子１３のタンク壁１４における貫通部には、絶縁リング１０が設けられており、この絶縁リング１０により、検電端子１３は、タンク壁１４から電気的に絶縁されている。タンク壁１４には、検電端子１３とペアになる検電端子８が突設されている。

図３に、本実施の形態の検電端子１３を含む検電回路１０１の電気的等価回路を示す。Ｃ１は母線１と検電電極３と間の静電容量でＣ４は絶縁物（ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５）を挟んだ検電電極３とタンクに取り付けられたスペーサフランジ６と間の静電容量でありタンク壁１４は接地されて電位は零である。

Ｃ１とＣ４の静電容量はＣ４がＣ１に比べて５００倍大きければＣ４の静電容量間には母線１の電圧の１／５００の電圧が検電電極３に発生する。検電電極３の電圧をタンク壁１４に取り付けられた検電端子１３と検電端子８を使って、タンク壁１４の外で測定して母線１に電圧が印加されているか否かをタンク壁１４の外部から判断する。

図４はＵ，Ｖ，Ｗ相の各々の母線１の電圧を個別に検電せず、三相母線電圧を一括して検電する検電回路１０２の等価回路である。
この検電回路１０２において、
Ｃ１：中心導体Ｕ相（母線１）と検電電極３との間の静電容量、
Ｃ２：中心導体Ｖ相（母線１）と検電電極３との間の静電容量、
Ｃ３：中心導体Ｗ相（母線１）と検電電極３との間の静電容量、
Ｃ４：Ｕ相の検電電極３とスペーサフランジ６との間の静電容量、
Ｃ５：Ｖ相の検電電極３とスペーサフランジ６との間の静電容量、
Ｃ６：Ｗ相の検電電極３とスペーサフランジ６との間の静電容量、
ＣＸ１：Ｕ相とＶ相をつなぐ三相一括検電に必要な検電用静電容量、
である。

この検電回路１０２では、一つの検電端子で三相の各々の母線１のいずれかに電圧がかかっていれば検電端子に電圧が発生するように検電電極３の間を接続している。この検電回路１０２の場合はＵ相とＶ相間にＣＸ１のコンデンサーが設けられ、このコンデンサーＣＸ１があることで上記の三相の母線１のいずれかに電圧が印加されていれば検電端子１３と検電端子８に電圧が発生する。

アース電極（検電端子８）と、ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５等の絶縁物を挟んで対向した検電電極３でコンデンサーを作ったＣ４の静電容量は、ウイスカと呼ばれる導電性の細線が検電電極３から発生して数年から数十年の間に徐々に伸びて電極間が短絡させる場合がある。

図４の三相一括型の検電回路では、Ｕ相の検電電極３にウイスカが発生した場合には、Ｃ４が短絡されるのでＵ，Ｖ，Ｗ相の母線１に電圧が印加されていても検電端子１３の電圧はゼロである。Ｖ相又はＷ相の検電電極３にウイスカが発生した場合には何らかの不具合でＵ相の母線１に電圧が印加されていなくて、Ｖ相又はＷ相の母線１に電圧が印加されていてもＣ５、Ｃ６の静電容量は短絡されるので検電端子１３の電圧はゼロである。このようにウイスカが発生して検電電極３とスペーサフランジ６が短絡されると母線１の電圧を測定できない検電不能状態になる。

本実施の形態の後述のウイスカ溶断除去装置１１０やウイスカ溶断除去装置１２０では、この検電電極３に発生するウイスカを除去して検電機能を回復させる。
図１に例示されるように、ウイスカ溶断除去装置１１０は、三相一括型の検電回路１０２でＶ、Ｗ相の検電電極３に発生したウイスカ１８を溶断する回路を構成しており、検電端子１３に直列にインダクタンス１５を繋ぎ直列共振回路を形成した回路となっている。このインダクタンス１５には、スイッチ１６を介して可変周波数を発生できる装置とその周波数の電力増幅器を備えた交流電源１７が接続されている。

図５は、周波数と共振電流の大きさの関係を示す線図である。本実施の形態の場合、図１のような構成の検電回路１０２の共振周波数は、直列に繋がれた静電容量（ＣＸ１）が三相一括型検電の場合には数１０００ＰＦであるために直列につなぐインダクタンス１５の大きさが２００μＨでは共振周波数ｆＲは数１００ｋＨｚ程度と成る。

ウイスカ１８の溶断後はウイスカ１８に並列にある静電容量Ｃ５、Ｃ６が直列に入り共振周波数がずれるため共振電流は絞られるので、ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５等の絶縁物の損傷の恐れはない。

共振周波数ｆＲを見つけるには、図１のように検電端子１３に対して、周波数発生器とその周波数を電力増幅する電力増幅器を含む交流電源１７をつなぎ、交流電源１７の可変周波数の周波数を調整して共振周波数ｆＲを見つけ、その周波数で電力増幅して共振電流ｉＲを増加させてウイスカ１８を溶断する。

ウイスカ１８が溶断されると、ウイスカ１８に並列にあるＣ５、Ｃ６の静電容量によって共振周波数ｆＲがずれるため、共振電流ｉＲは急激に減少する。この共振電流ｉＲの変化を観察すればウイスカ１８が溶断できたことが判る。また、ウイスカ１８の溶断後は共振電流ｉＲが急激に減少するため検電回路１０２に電流が流れていても問題がない。

検電回路１０２の共振周波数ｆＲを調整する際に、検電回路１０２の導線によるインダクタンス１５だけでは少ない時には検電回路１０２にインダクタンスをつなげば良い。
また別の場合にインダクタンスだけでなく静電容量もつないで共振周波数ｆＲを調整してもよい。

図６は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の母線１に個別に設けられた検電回路１０１に適用されたウイスカ溶断除去装置１２０を示す概念図である。ウイスカ溶断除去装置１２０は、スイッチ１６、交流電源１７を含んでいる。

このウイスカ溶断除去装置１２０では、ガス絶縁開閉装置１００の検電端子１３に、スイッチ１６を介して交流電源１７をつないで、共振周波数ｆＲの溶断電流（共振電流ｉＲ）を流し、各相の母線１に対応して設けられた検電電極３のウイスカ１８を溶断して除去する。

この実施の形態１のウイスカ溶断除去装置１１０、ウイスカ溶断除去装置１２０によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、この実施の形態１によれば、ウイスカ１８を除去してガス絶縁開閉装置１００の検電を可能とするために、ガス絶縁開閉装置１００のタンク壁１４を分解することなく、ガス絶縁開閉装置１００の検電端子１３に接続された交流電源１７から交流電流（共振電流ｉＲ）を流すことでウイスカ１８を溶断除去でき、コスト削減とガス絶縁開閉装置１００の停電期間の短縮を実現できる。

またウイスカ１８が再度発生しても同じ手順で除去できる。交流電流（共振電流ｉＲ）でウイスカ１８を溶断するために、ウイスカ１８の溶断後に、電流がゼロ点で切れてアークに移行しないため、検電電極３とスペーサフランジ６の間がアークで繋がることがなく、特別な電流制御装置等を設けることなく、溶断後のアーク放電等によるボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５等の絶縁物の損傷を防止できる。

また、交流電流として、共振電流ｉＲをながすことで、検電回路１０２のインピーダンスがウイスカ１８のインピーダンスだけになり同じ電流をながすための、交流電源１７の電源容量が小さくでき、低コストとなる。

また、交流電流として、共振電流ｉＲを用いることで、ウイスカ１８に直列に静電容量のコンデンサが繋がっていても、直流電流の場合と異なり、支障無く、当該ウイスカ１８に共振電流ｉＲを流して溶断できる。

共振周波数の共振電流を利用するため、ウイスカ１８の溶断後は共振周波数ｆＲがずれるために特別な電流制限方法や装置を設けなくても共振電流ｉＲは極端に減衰するため、ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５等の絶縁物の損傷の恐れがない。

（実施の形態２）
図７は、本発明の他の実施の形態であるウイスカ溶断除去装置の構成の一例を示す概念図である。本実施の形態２では、ウイスカ溶断除去装置１３０を、検電回路１０１の検電端子１３に対して常時接続状態とし、ウイスカ１８による検電電極３の短絡が発生した瞬間に、当該ウイスカ１８を除去する例について説明する。

本実施の形態のウイスカ溶断除去装置１３０は、図７のように、検電回路１０１の検電端子１３に対して、コンデンサー２０とインダクタンス２１を当該検電端子１３に直列になるようにつなぎ、さらに、可変周波数発生器とその周波数を電力増幅する電力増幅器を含む交流電源２２をつないだ構成となっている。

ウイスカ１８で検電電極３が短絡した時の共振周波数ｆＲは、図８に示すようにあらかじめ検電電極３を模擬ウイスカ導体Ｒで短絡して、周波数が可変な交流電源２２の出力周波数を調整して共振周波数ｆＲを決定しておく。

共振周波数ｆＲを見つけた後に模擬ウイスカ導体Ｒは取りはずされる。
次にその共振周波数ｆＲで電力増幅してウイスカ１８を溶断できるまで共振電流ｉＲを増加させるように設定しておき、検電電極３の検電端子１３に、常時、その設定状態の交流電源２２を接続し電圧を印加しておく。

このようにすればウイスカ１８で検電電極３が短絡されると瞬時に共振電流ｉＲが検電回路１０１に流れてウイスカ１８が溶断される。溶断後はウイスカ１８に並列にあるＣ４等の静電容量のために検電電極３を含む検電回路１０１の共振周波数がｆＲからずれるため共振電流ｉＲは急激に減少する。

すなわち、ボルト絶縁リング４、絶縁間隔スペーサ５等の絶縁物を挟んだ検電電極３とスペーサフランジ６の間でメッキされた検電電極３から発生したウイスカ１８により、検電電極３とスペーサフランジ６とが短絡されたその瞬時に、検電端子１３から、ウイスカ１８で検電電極３が短絡した時に形成される検電回路１０１での共振周波数ｆＲの共振電流ｉＲが流れるように、常時、検電電極３を含む検電回路１０１に、当該回路の共振周波数ｆＲの電圧を印加しておき、共振電流ｉＲによるジュール熱でウイスカ１８を溶断することができるようにしておく。

このようにすればウイスカ１８が発生していない時には、検電電極３等を含む回路の静電容量とインダクタンスの大きなインピーダンスによりウイスカ１８を溶断するための電源電圧が検電端子１３に印加されていても検電回路１０１に流れる電流はほとんど無視でき、ウイスカ１８で検電電極３が短絡された時だけウイスカ１８に大きな溶断電流を流すことができる。母線１の電圧を測定するときにはウイスカ溶断除去装置１３０を切り離して、検電回路１０１の検電電圧を測定すればよい。

ウイスカ溶断除去装置１３０における電流と周波数特性の関係は、上述した図５と同様である。
また、本実施の形態２によればウイスカ１８が検電電極３を短絡した瞬時に共振電流ｉＲが流れてウイスカ１８を溶断するため、複数本のウイスカを溶断できる大きな電流を流す必要はなく、高々１本のウイスカを溶断できる電流を流せばよい。このために交流電源２２の電源容量を小さくでき、ウイスカの発生本数が多いために電源容量が不足して溶断できないという不都合が発生することは無い。

図９は、本実施の形態２のウイスカ溶断除去装置の変形例を示すブロック図である。この図９に例示されるウイスカ溶断除去装置１４０では、検電回路１０１に発生したウイスカ１８に溶断電流が流れてウイスカ除去が行われたことを表示するウイスカ検出回路１４１を備えた点が、上述の図７に例示されるウイスカ溶断除去装置１３０の場合と異なっている。

図９に例示されるウイスカ溶断除去装置１４０に備えられたウイスカ検出回路１４１は、コイル巻線３２（ＣＴ）、電流検出器３０、表示器３１で構成されている。
そして、コイル巻線３２により、検電回路１０１を流れる電流を測定して電流検出器３０により共振電流ｉＲが流れたことを判別して表示器３１で表示する。

これにより、このウイスカ溶断除去装置１４０においては、ウイスカ１８が発生すると瞬時ウイスカを除去するとともに、ウイスカ検出回路１４１の表示器３１により、ウイスカ１８の除去処理が行われたことを知らせる警報を出す。

検電回路１０１が共振回路要素を持たない時には検電端子１３にコンデンサーまたはインダクタンス、その両方を直列につないで共振回路を構成すればよい
図１０は、ガス絶縁開閉装置１００においてＵ，Ｖ，Ｗの三相一括検電を行う検電回路１０２に適用されるウイスカ溶断除去装置１５０を示す概念図である。

このウイスカ溶断除去装置１５０は、スイッチ４２、コンデンサー２０およびインダクタンス２１を介して検電端子１３に接続される交流電源４０を含む第１溶断回路部１５１と、スイッチ４３、インダクタンス２１を介して検電端子１３に接続される交流電源４１を備えた第２溶断回路部１５２と、を備えている。

すなわち、検電回路１０２においてコンデンサーＣＸ１によって分離されたＵ相およびＶ、Ｗ相の各々にウイスカ１８が発生したことを想定して、Ｕ相に発生したウイスカ１８の除去用の共振電流ｉＲは第１溶断回路部１５１の交流電源４０から、Ｖ、Ｗ相に発生したウイスカ１８の除去用の共振電流ｉＲは第２溶断回路部１５２の交流電源４１から供給されるように、スイッチ４２，４３を使って交流電源４０と交流電源４１を交互に切り替えてウイスカ１８を除去する。

この第１溶断回路部１５１と第２溶断回路部１５２の検電回路１０２に対する交互接続の切り替え周期は１日程度の間を置いて切り替えればよい。その理由はウイスカ１８は検電電極３から発生して数年から数十年の間に徐々に伸びてスペーサフランジ６に到達して短絡が発生するから、１日程度の切り替え間隔でも、ウイスカ１８の発生による短絡に間に合わせるには十分である。

この実施の形態２によれば、ウイスカ１８を除去してガス絶縁開閉装置１００の検電を可能とするために、ガス絶縁開閉装置１００を分解してウイスカ１８を除去することなく、ガス絶縁開閉装置１００の検電端子１３から共振電流ｉＲをながすことでウイスカ１８を瞬時に溶断除去できるため、ガス絶縁開閉装置１００を含む送電システムを停電する必要が無く、またガス絶縁開閉装置１００を開放して除去する必要もないためコスト低減と安定した送電が可能となる。

また、ウイスカ溶断除去装置１３０、ウイスカ溶断除去装置１４０、ウイスカ溶断除去装置１５０は、検電回路１０１や検電回路１０２に対して常時接続され、検電電極３で発生したウイスカ１８で短絡された瞬時に当該ウイスカ１８を溶断除去するため、溶断電流は１本のウイスカ１８を溶断するだけの比較的小さな電源容量を持つ電源を準備すればよくウイスカ溶断除去装置のコストを低減できる。

また、ウイスカ溶断除去装置１４０のように、ウイスカ検出回路１４１によって、ウイスカ１８が発生して除去したことを示す警報を発することにより、ガス絶縁開閉装置１００の点検の際に、必要に応じて検電電極３をより詳細に点検して安全確保をすることが可能となる。

また、ウイスカ１８による短絡が発生した瞬間に当該ウイスカ１８の除去が行われるので、ウイスカ１８が検電電極３に付着している状態がなくなり、常にガス絶縁開閉装置１００の母線１の電圧を監視する機能が確保できるので安全である。

ウイスカ１８は、検電電極３の各部から徐々に伸びるので一度除去してもまた除去する必要があるが、本実施の形態２の場合には、上述のように何回でも瞬時に除去可能である。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態であるウイスカ溶断除去装置の構成の一例を示す回路図である。 本発明の一実施の形態であるウイスカ溶断方法および装置が適用されるガス絶縁開閉装置の検電電極部分の一例を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態における検電電極を含む検電回路の等価回路を示す概念図である。 本発明の一実施の形態における検電電極を含む三相一括検電回路の等価回路である。 本発明の一実施の形態であるウイスカ溶断除去装置における周波数と共振電流の大きさの関係を示す線図である。 各相の個別検電を行う検電回路に適用されるウイスカ溶断除去装置を示す概念図である。 本発明の他の実施の形態であるウイスカ溶断除去装置の構成の一例を示す概念図である。 本発明の他の実施の形態であるウイスカ溶断除去装置における共振周波数の決定方法の一例を示す概念図である。 本発明の他の実施の形態であるウイスカ溶断除去装置の変形例を示すブロック図である。 本発明の他の実施の形態であるウイスカ溶断除去装置を三相一括検電回路に適用した場合の変形例を示す概念図である。

符号の説明

１ 母線
２ 絶縁スペーサ
３ 検電電極
４ ボルト絶縁リング
５ 絶縁間隔スペーサ
６ スペーサフランジ
７ 検電電極支持ボルト
８ 検電端子
９ 検電端子リード
１０ 絶縁リング
１１ リード接続ボルト
１２ 検電電極リード線
１３ 検電端子
１４ タンク壁
１５ インダクタンス
１６ スイッチ
１７ 交流電源
１８ ウイスカ
２０ コンデンサー
２１ インダクタンス
２２ 交流電源
３０ 電流検出器
３１ 表示器
３２ コイル巻線
４０ 交流電源
４１ 交流電源
４２，４３ スイッチ
１００ ガス絶縁開閉装置
１０１ 検電回路
１０２ 検電回路
１１０ ウイスカ溶断除去装置
１２０ ウイスカ溶断除去装置
１３０ ウイスカ溶断除去装置
１４０ ウイスカ溶断除去装置
１４１ ウイスカ検出回路
１５０ ウイスカ溶断除去装置
１５１ 第１溶断回路部
１５２ 第２溶断回路部
Ｒ 模擬ウイスカ導体
ｆＲ 共振周波数
ｉＲ 共振電流

Claims (18)

1. 絶縁物を挟んで配置された電極の間を短絡させるウイスカに交流電流を流すことにより前記ウイスカに発生するジュール熱で前記ウイスカを溶断することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
2. 請求項１記載のウイスカ溶断除去方法において、
   前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
   前記検電電極および前記ウイスカを含む回路の共振電流を前記ウイスカに流すことを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
3. 請求項２記載のウイスカ溶断除去方法において、
   前記検電電極に接続され、前記ガス絶縁開閉装置の外部に引き出された検電端子の外側に共振周波数を決めるためのインダクタンスを接続することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
4. 請求項２または請求項３記載のウイスカ溶断除去方法において、
   前記検電電極に接続され、前記ガス絶縁開閉装置の外部に引き出された検電端子の外側に共振周波数を決めるためのコンデンサーを接続することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
5. 絶縁物を挟んで配置された電極の間を短絡させたウイスカに交流電流を印加する交流電源を備え、前記ウイスカに交流電流を流すことにより前記ウイスカに発生するジュール熱で前記ウイスカを溶断することを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
6. 請求項５記載のウイスカ溶断除去装置において、
   前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
   前記交流電源は、前記検電電極および前記ウイスカを含む回路の共振電流を前記ウイスカに流すことを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
7. 請求項６記載のウイスカ溶断除去装置において、
   さらに、前記検電電極に接続され、前記ガス絶縁開閉装置の外部に引き出された検電端子の外側に、共振周波数を決めるためのインダクタンスを接続してなることを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
8. 請求項６または請求項７記載のウイスカ溶断除去装置において、
   さらに、前記検電電極に接続され前記ガス絶縁開閉装置の外部に引き出された検電端子の外側に、共振周波数を決めるためのコンデンサーを接続してなることを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
9. 絶縁物を挟んだ電極間に発生するウイスカにより前記電極間が短絡されたときに、前記電極が前記ウイスカによって短絡されて構成される回路での共振周波数の電流が流れるように、常時、前記回路に前記共振周波数の電圧を印加することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
10. 請求項９記載のウイスカ溶断除去方法において、
    前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
    前記ウイスカが発生する前記検電電極間の静電容量以外に前記ガス絶縁開閉装置の外部の検電端子からみて静電容量だけが接続されている時には、前記静電容量と直列になるようにインダクタンスを前記検電端子と、当該検電端子に接続される電源との間に接続し、前記静電容量と前記インダクタンスとで直列共振回路を構成することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
11. 請求項９記載のウイスカ溶断除去方法において、
    前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
    前記回路にインダクタンスだけが接続されている時には、前記インダクタンスと直列になるように静電容量を、前記ガス絶縁開閉装置の外部から前記検電電極に接続される検電端子と電源との間に接続し、前記インダクタンスと前記静電容量とで直列共振回路を構成することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
12. 請求項９記載のウイスカ溶断除去方法において、
    前記ウイスカが発生する検電電極と直列になるように静電容量とインダクタンスを、前記ガス絶縁開閉装置の外部から前記検電電極に接続される検電端子と電源との間に接続し、前記静電容量と前記インダクタンスとで直列共振回路を構成することを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
13. 請求項９記載のウイスカ溶断除去方法において、
    前記回路に前記共振周波数の電流が流れたことを検出して、警報を出すことを特徴とするウイスカ溶断除去方法。
14. 絶縁物を挟んだ電極間に発生するウイスカにより前記電極間が短絡されたときに、前記電極が前記ウイスカによって短絡されて構成される回路での共振周波数の電流が流れるように、常時、前記回路に前記共振周波数の電圧を印加する交流電源を備えたことを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
15. 請求項１４記載のウイスカ溶断除去装置において、
    前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
    前記ウイスカが発生する前記検電電極間の静電容量以外に前記ガス絶縁開閉装置の外部の検電端子からみて静電容量だけが接続されている時には、前記静電容量と直列になるようにインダクタンスが前記検電端子と、当該検電端子に接続される前記交流電源との間に接続され、前記静電容量と前記インダクタンスとで直列共振回路が構成されることを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
16. 請求項１４記載のウイスカ溶断除去装置において、
    前記電極は、ガス絶縁開閉装置の内部に設けられた検電電極であり、
    前記回路にインダクタンスだけが接続されている時には、前記インダクタンスと直列になるように静電容量が、前記ガス絶縁開閉装置の外部から前記検電電極に接続される検電端子と前記交流電源との間に接続され、前記インダクタンスと前記静電容量とで直列共振回路が構成されることを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
17. 請求項１４記載のウイスカ溶断除去装置において、
    前記ウイスカが発生する検電電極と直列になるように静電容量とインダクタンスが、前記ガス絶縁開閉装置の外部から前記検電電極に接続される検電端子と前記交流電源との間に接続され、前記静電容量と前記インダクタンスとで直列共振回路が構成されることを特徴とするウイスカ溶断除去装置。
18. 請求項１４記載のウイスカ溶断除去装置において、
    前記回路に前記共振周波数の電流が流れたことを検出して警報を出す警報手段を備えたことを特徴とするウイスカ溶断除去装置。