JP2013070449A - Sealed switchgear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、密閉容器同士の接続部に絶縁区分部を備えた密閉型開閉装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a hermetic switchgear provided with an insulating section at the connection between hermetic containers.
一般に、開閉設備には、高電圧導体を密閉容器内に絶縁支持した密閉型開閉装置が配置されている。中でも、密閉容器同士の接続部に絶縁区分部を備えたものは、複数の密閉容器を接続した場合でも、密閉容器にAC誘導電流が流れることがないため、高い絶縁信頼性を確保している。 Generally, in a switchgear, a hermetic switchgear in which a high voltage conductor is insulated and supported in a hermetic container is arranged. Among them, those provided with an insulating section at the connection part between the sealed containers ensure high insulation reliability because AC induction current does not flow through the sealed container even when a plurality of sealed containers are connected. .
例えば図8に示すように、断路器5を含む密閉型開閉装置では、複数の密閉容器3が接続配置されている。密閉容器3の内部には高電圧導体1が絶縁支持されると共に絶縁性ガス2が封入されている。このような密閉型開閉装置において、密閉容器3同士の接続部に、エポキシ等の絶縁部10を有する絶縁区分部11が設けられている。
For example, as shown in FIG. 8, in a closed type switchgear including a
絶縁区分部11の絶縁部10の構造としては、次の2つの構造が代表的である。1つは、図9に示すように、密閉容器3内に設置された絶縁スペーサ17の外縁部をそのまま絶縁区分用の絶縁部10として用いる構造である。もう1つは、図10に示すように、リング状の薄い絶縁板18を絶縁部10として用いる構造である。絶縁板18は一般的に、金属フランジ19と組み合わせて用いられている。図9、図10において、符号23は絶縁ワッシャ、符号24はボルト・ナットを示している。
As the structure of the
以上のような絶縁区分部11を備えた密閉型開閉装置では、高電圧導体1にAC電流が流れても、絶縁区分部11の絶縁部10が密閉容器3を絶縁区分する。このため接地点の複数化に伴う閉ループ回路が構成されることがなく、密閉容器3に流れるAC誘導電流を抑制することができる。したがって、密閉容器3の温度上昇を回避可能であり、密閉容器3内に封入された絶縁性ガス2の絶縁性能を低下させることがない。
In the hermetic switchgear having the
ところで、図8に示した密閉型開閉装置では、絶縁区分部11の絶縁部10に放電13が発生することがある。ここで、放電13の発生過程について、図8並びに図11、図12を用いて説明する。いま、図11に示すように、密閉型開閉装置の高電圧回路が、遮断器4と断路器5との間の高電圧回路6と、電源側高電圧回路7とから構成されている場合に、遮断器4が開放された状態で断路器5を開放操作したとする。
Incidentally, in the hermetic switch shown in FIG. 8, a
このとき、高電圧回路6と電源側高電圧回路7との電位差が変化するので、断路器5の極間には極間放電8が生じる。その結果、遮断器4と断路器5との間の高電圧回路6の電圧は、電源側高電圧回路7の電圧に一致するように急変し、密閉型開閉装置の高電圧回路には10MHzを超す高周波過渡電圧9が発生する(図12のグラフ参照)。
At this time, since the potential difference between the
高周波過渡電圧9が発生すると、絶縁区分部11によって絶縁区分された密閉容器3間には高周波高電圧12(図8に図示)が誘起される。高周波高電圧12は数μ秒と非常に短い時間で消滅するが、その電圧値が絶縁区分部11における絶縁耐圧よりも高ければ、絶縁区分部11の絶縁部10に放電13が発生する。
When the high-frequency transient voltage 9 is generated, a high-frequency high voltage 12 (shown in FIG. 8) is induced between the sealed
絶縁区分部11に印加される高周波高電圧12は、高電圧回路が開閉するたびに発生するため、絶縁部10で発生する放電13は多数回繰り返されるおそれがある。したがって、放電13は、隣接する制御回路に対して誘導障害を生じさせるばかりか、絶縁部10にダメージを与えかねない。
Since the high frequency
放電13による絶縁部10のダメージが大きくなれば、絶縁区分部11の絶縁性能は低下し、密閉容器3にAC誘導電流が流れて、密閉容器3の温度上昇を招いてしまう。したがって、絶縁区分部11において放電13による絶縁部10のダメージを防ぐことは、密閉型開閉装置全体から見ても、信頼性を向上する上で非常に重要なポイントとなっている。
If the damage of the
放電13の発生を防ぐ具体的な従来例としては、図13や図14に示した技術が知られている。図13の従来例では、絶縁区分された密閉容器3間に抵抗素子14が取付けられている(例えば特許文献1)。抵抗素子14は絶縁区分部11に印加される高周波高電圧12を低減することができる。
As a specific conventional example for preventing the
また、図14に示した従来例では、絶縁区分部11の絶縁物10に対し並列にギャップ式の避雷器素子15が取り付けられている(例えば特許文献2)。避雷器素子15は放電電極15aを備えており、高周波高電圧12が印加されると、放電電極15aが放電することで放電13の発生を防いでいる。
Further, in the conventional example shown in FIG. 14, a gap type
図13、図14に示した素子14、15は、高周波高電圧12の電圧値を効果的に下げることができるので、高周波高電圧12の電圧値が絶縁区分部11の絶縁耐圧を超える心配が無い。その結果、絶縁部10における放電13の発生を確実に防ぐことができる。なお、高周波高電圧12の発生時に、素子14、15を通して密閉容器3に電流が流れるが、高周波高電圧12の通電時間は数μ秒と短いため、素子14、15の設置が密閉容器3の温度上昇に影響を及ぼすことはない。
The
しかしながら、上記の従来技術には、下記のような課題が指摘されていた。すなわち、図13および図14の従来例では、抵抗素子14や避雷器素子15が絶縁区分部11の外側つまり密閉容器3の外側に取り付けられている。そのため、各素子14、15の取り付け導体長が長くなり、素子14、15を含む回路インダクタンス16(図13、図14に図示)は大きくなりやすい。これは、電気回路を構成する導体には長さに比例したインダクタンスが生じるためである。
However, the following problems have been pointed out in the above prior art. That is, in the conventional example of FIGS. 13 and 14, the
取り付け導体長に起因した回路インダクタンス16のインピーダンスは、10MHzを超すような高周波電圧12に対して、素子14、15のインピーダンスよりも大きくなる。このため、素子14、15は、高周波高電圧12を効果的に低減できなくなり、素子14、15を設置しても、絶縁部10での放電13の発生を十分に防止できないおそれがあった。
The impedance of the
また、図13および図14の従来例では、素子14、15は絶縁区分部11の外側に位置するので、これらの素子14、15は汚損の影響を受けやすいといった不具合もある。素子14、15が汚損すれば、各素子14、15の耐電圧特性が劣化することは否めない。さらに汚損の度合が進み、素子14、15の耐電圧値が著しく低下すれば、通常のAC電圧運転時に流れるAC誘導電流に対しての耐電圧性能さえも危ぶまれる状況に陥る。このため、素子14、15の汚損は深刻な問題となっていた。
Further, in the conventional example of FIGS. 13 and 14, since the
上述したように、従来の密閉型開閉装置では、絶縁区分部での放電を防止する素子を密閉容器の外側に設置したので、前記素子の取付け導体が長尺化しインピーダンスが増大して、高周波過渡電圧の低減が困難となっていた。また、放電防止用の素子を密閉容器の外側に設置したことで、前記素子は汚損の影響を受けて耐電圧性能が低下し易くなり、絶縁区分部の絶縁部にて絶縁破壊が生じるおそれがあった。その結果、従来の密閉型開閉装置においては、絶縁信頼性を長期間維持することが難しかった。 As described above, in the conventional hermetic switchgear, since the element for preventing discharge at the insulating section is installed outside the hermetic container, the mounting conductor of the element becomes longer and the impedance is increased, and the high frequency transient It has been difficult to reduce the voltage. In addition, by installing an element for preventing discharge on the outside of the sealed container, the element tends to be deteriorated in withstand voltage performance due to the influence of fouling, and there is a risk that dielectric breakdown may occur in the insulating part of the insulating section. there were. As a result, in the conventional hermetic switchgear, it has been difficult to maintain the insulation reliability for a long time.
実施形態の密閉型開閉装置は、上記課題を解決するために提案されたものである。本実施形態は、密閉容器同士の接続部に絶縁区分部を設けた密閉型開閉装置において、絶縁区分部に発生する高周波高電圧を抑制しつつ外部汚損による絶縁区分部の耐電圧性能の低下を防止することにより、絶縁区分部の絶縁信頼性を長期間維持することを目的とする。 The hermetic switchgear according to the embodiment is proposed in order to solve the above problems. In this embodiment, in a closed type switchgear in which an insulating section is provided at the connection between the sealed containers, the withstand voltage performance of the insulating section due to external contamination is reduced while suppressing high frequency high voltage generated in the insulating section. The purpose of this is to maintain the insulation reliability of the insulation section for a long period of time.
上記目的を達成するために、実施形態は、密閉容器同士の接続部に絶縁区分部が設けられた密閉型開閉装置において、絶縁区分部の内部に、絶縁区分部での放電発生を防止する素子が取り付けられたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an embodiment provides an element that prevents discharge from occurring in an insulating section inside the insulating section in a hermetic switchgear in which an insulating section is provided at the connection between the sealed containers. It is characterized by having been attached.
以下、実施形態に係る密閉型開閉装置について、図面を参照して説明する。下記の実施形態はいずれも、密閉容器同士の接続部に絶縁部を有する絶縁区分部が設けられたものである。したがって、図9および図10に示した従来例と同一の部材に関しては同一符号を付し、説明は省略する。 Hereinafter, a hermetic switchgear according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In all of the following embodiments, an insulating section having an insulating portion is provided at the connecting portion between the sealed containers. Therefore, the same members as those in the conventional example shown in FIGS. 9 and 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
(1)第1の実施形態
[構成]
図1に示すように、第1の実施形態では、前記図9に示した例と同じく、絶縁スペーサ17の外縁部を、絶縁区分部11の絶縁部10として用いている。また、図2に示す実施形態は第1の実施形態の変形例である。図2の実施形態では、前記図10に示した例と同じく、金属フランジ19と組み合わせた絶縁板18Aを、絶縁区分部11の絶縁部10として用いている。つまり図2に示した実施形態は、図10に示した例に本実施形態を適用したものである。
(1) First Embodiment [Configuration]
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, as in the example shown in FIG. 9, the outer edge portion of the insulating
このような第1の実施形態では、絶縁スペーサ17外縁部の絶縁部10に、密閉容器3の軸方向と平行に貫通穴25が形成されている。また第1の実施形態の変形例では、絶縁板18Aに貫通穴25が形成されている。この貫通穴25内部には、抵抗素子もしくは避雷器素子からなる放電防止素子14が取り付けられる。なお、図2に示した第1の実施形態の変形例において、絶縁板18Aの厚さ寸法は、放電防止素子14を取り付ける必要上、図12に示した絶縁板18よりも厚く設定されている。
In such a 1st embodiment, the through-
[作用効果]
以上のような第1の実施形態では、貫通穴25内部つまり絶縁物10内部に放電防止素子14を取り付けている。そのため、放電防止素子14を絶縁区分部11の外側に取り付けた場合と比べて、放電防止素子14の回路長を格段に短縮化することができる。
[Function and effect]
In the first embodiment as described above, the
したがって、放電防止素子14を含む回路のインダクタンスは非常に小さくなり、10MHzを超すような高周波電圧12に対しても放電防止素子14は効果的に保護機能を発揮することができる。つまり、放電防止素子14は絶縁区分部11に印加する高周波高電圧12を低減させることができ、絶縁部10での放電13の発生を確実に防止することが可能である。
Therefore, the inductance of the circuit including the
また、絶縁部10内部に配置された放電防止素子14は、外部に露出していないので、外部からの汚損の影響を受けにくい。したがって、汚損を原因として放電防止素子14の耐電圧性能が低下することがない。その結果、通常運転時のAC誘導電流に対する耐電圧性能は勿論のこと、高周波高電圧12に対しての耐電圧性能も長期間保つことができる。これにより、絶縁区分部11の絶縁部10にて絶縁破壊が生じる心配がなく、絶縁区分部11の絶縁信頼性を長期間にわたり維持可能である。
Further, since the
さらに、絶縁部10を含む部材は、第1の実施形態の絶縁スペーサ17であれ、その変形例の絶縁板18Aであれ、通常、注形により製造される。そのため、絶縁スペーサ17または絶縁板18Aに対して、注形型を調整するだけで適切な貫通穴25を容易に設けることができる。したがって、絶縁部10内部への放電防止素子14の組込み作業を効率よく進めることができ、密閉型開閉装置を迅速に組み立てることが可能である。
Furthermore, the member including the insulating
(2)第2の実施形態
[構成]
続いて、第2の実施形態について、図3を用いて説明する。第2の実施形態では、金属フランジ19と組み合わせた絶縁板18を、絶縁区分部11の絶縁部10として用いている。第2の実施形態では、絶縁板18および金属フランジ19の両方に貫通穴25が形成されている。貫通穴25には接続導体20が設置されている。接続導体20は絶縁区分部11の内壁部に固定されている。2つの接続導体20には挟まれるようにして、貫通穴25内部に放電防止素子14Aが取り付けられる。放電防止素子14Aは、接続導体20に対して着脱自在に設置されている。
(2) Second Embodiment [Configuration]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the insulating
図4の(A)に示すように、接続導体20には左右方向に重なり合う2つのケース201が設けられており、ケース201内部には左右方向に弾性力を有するバネ202が収納されている。ケース201はバネ202の弾性力を受けつつ、軸方向に伸縮するようになっている。また、図4の(B)に示すように、放電防止素子14Aは、抵抗素子もしくは避雷器素子からなる素子部141が、金属フランジ19に接する絶縁モールド142によって被覆されることにより構成されている。
As shown in FIG. 4A, the
[作用効果]
以上のような構成を有する第2の実施形態では、上記第1の実施形態の作用効果に加えて、次のような独自の作用効果がある。金属フランジ19は機械加工で製作される場合が多いが、第2の実施形態においては、このような機械加工品である金属フランジ19に対し貫通穴25を開けている。そのため、貫通穴25のサイズや位置を自由に調整可能であり、絶縁部10に対する放電防止素子14Aの取付作業をいっそう効率良く進めることができる。
[Function and effect]
The second embodiment having the above-described configuration has the following unique operational effects in addition to the operational effects of the first embodiment. The
また、第2の実施形態では、絶縁板18および金属フランジ19の両方に貫通穴25が形成したので、絶縁板18が従来のように薄いリング状であっても、放電防止素子14Aの取付スペースを確保することができる。そのため、上記第1の実施形態のように、厚みのある絶縁板18Aを採用する必要がなく、経済的である。
In the second embodiment, since the through
さらに、第2の実施形態においては、ケース201が伸縮するので、接続導体20に対する放電防止素子14Aの着脱自在は容易であり、放電防止素子14Aの取付作業性が良好である。しかも、放電防止素子14Aでは素子部141を絶縁モールド142が覆っているので、金属フランジ19内部に放電防止素子14Aが位置していても、放電防止素子14Aが破損する心配がない。
Furthermore, in the second embodiment, since the
(3)第3の実施形態
[構成]
次に図5を参照して第3の実施形態を説明する。第3の実施形態は、上記第2の実施形態の改良例であって、貫通穴25の上方は金属フランジ19上面に至るまで開口しており、この開口部分が放電防止素子14Aを取出し可能な取出し口26を形成している。また、取出し口26には当該取出し口26を塞ぐ蓋部材21が開閉自在に取り付けられている。
(3) Third Embodiment [Configuration]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is an improved example of the second embodiment, and the upper part of the through
[作用効果]
上記第3の実施形態では、第1および第2の実施形態の作用効果に加えて、さらに下記の作用効果がある。すなわち、金属フランジ19に取出し口26を設けたので、蓋部材21を開けて、貫通穴25内部の放電防止素子14Aを取出し口26から取り出すことができる。したがって、放電防止素子14Aの点検や交換を簡単に実施することが可能であり、開閉装置を組み立てた後、高周波電圧12の発生状況に応じて、放電防止素子14Aの取付数を変更することも容易である。これにより、絶縁区分部11の絶縁信頼性はさらに向上する。
[Function and effect]
In the third embodiment, in addition to the functions and effects of the first and second embodiments, there are the following functions and effects. That is, since the
(4)第4の実施形態
[構成]
図6に示すように、第4の実施形態では、金属フランジ19と組み合わせた絶縁板18が、非線形抵抗樹脂から構成された非線形抵抗絶縁板22であることに特徴がある。非線形抵抗絶縁板22の寸法や形状は、従来の絶縁板18と同様であって、非線形抵抗材料を充填した非線形抵抗樹脂からなる点が絶縁板18とは異なる。また、非線形抵抗絶縁板22は外面に防水処理が施されている。
(4) Fourth Embodiment [Configuration]
As shown in FIG. 6, the fourth embodiment is characterized in that the insulating
[作用効果]
非線形抵抗絶縁板22は、非線形抵抗特性を持つので、通常のAC電圧のみでの運転時は、絶縁板22に対する印加電圧は小さい。そのため、非線形抵抗絶縁板22は、非線形抵抗特性に起因して抵抗値を非常に高い値に保つことができる。したがって、密閉容器3間の抵抗が高くなり、密閉容器3にAC誘導電流が流れることを確実に防止することができる。
[Function and effect]
Since the non-linear
一方、断路器5が動作して高周波高電圧12が発生した場合には、非線形抵抗絶縁板22の非線形抵抗特性に起因して絶縁区分部11に印加される電圧値は比較的低い制限電圧に制限される(図7のグラフ参照)。このため、絶縁区分部11の絶縁部10にて絶縁破壊が生じることを防ぐことができる。
On the other hand, when the high-frequency
また、非線形抵抗絶縁板22は樹脂を注形して製造するので、薄く注形し且つ金属フランジ19との接触面積を広くする形状に製造することは容易である。その結果、非線形抵抗絶縁板22を介して密閉容器3間を接続する回路に関しては、回路長を短くすることができ、回路インダクタンスは小さくなる。したがって、10MHzを越す高周波電圧12に対しても絶縁区分部11への印加電圧を効果的に制限することができ、絶縁部10にて放電13が発生するおそれがない。
Further, since the non-linear
さらに、第4の実施形態では、非線形抵抗絶縁板22の外面に防水処理を施すことで、外部汚損の影響は受けにくくなり、長期間の絶縁信頼性を確保しやすい。このため、高周波電圧12に対して絶縁区分部11の絶縁部10で放電13が発生することを確実に防止可能である。これにより、密閉容器3にAC誘導電流の阻止に必要な絶縁区分部11の絶縁信頼性を長期間に渡って維持することができる。
Furthermore, in the fourth embodiment, the outer surface of the non-linear
(5)他の実施形態
なお、本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、上記実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。すなわち、上記の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、絶縁区分部の内部に取り付けられる放電防止素子としては、抵抗素子や避雷器素子に限らず、絶縁区分部に印加される高周波電圧を低減するサージ防護素子であれば、その構成は適宜選択可能である。
(5) Other Embodiments In the present specification, a plurality of embodiments according to the present invention have been described. However, the above embodiments are presented as examples, and are intended to limit the scope of the invention. Not done. That is, the above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention. For example, the discharge prevention element attached to the inside of the insulation section is not limited to a resistance element or a lightning arrester element, but can be appropriately selected as long as it is a surge protection element that reduces the high-frequency voltage applied to the insulation section. It is.
1…高電圧導体
2…絶縁性ガス
3…密閉容器
4…遮断器
5…断路器
6…断路器と遮断器との間の高電圧回路
7…電源側高電圧回路
8…極間放電
9…高周波過渡電圧
10…絶縁部
11…絶縁区分部
12…高周波高電圧
13…放電
14、14A…放電防止素子
141…素子部
142…絶縁モールド
15…放電ギャップ
16…インダクタンス
17…絶縁スペーサ
18、18A…絶縁板
19…金属フランジ
20…接続導体
21…蓋部材
22…非線形抵抗絶縁板
25…貫通穴
26…取出し口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記絶縁区分部の内部に、絶縁区分部での放電発生を防止する素子が取り付けられたことを特徴とする密閉型開閉装置。 A plurality of sealed containers are connected, a high-voltage conductor is insulated and supported inside the sealed container, and an insulating section for insulating and separating the sealed containers is provided at a connection portion between the sealed containers. In switchgear,
An enclosed switchgear characterized in that an element for preventing discharge in the insulating section is attached inside the insulating section.
前記絶縁区分部は前記絶縁スペーサの外縁部から構成され、
前記絶縁区分部となる前記絶縁スペーサの外縁部には貫通穴が形成され、
前記貫通穴に前記放電防止素子が取り付けられたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型開閉装置。 An insulating spacer made of an insulating material is installed in the sealed container,
The insulating section is composed of an outer edge of the insulating spacer,
A through hole is formed in an outer edge portion of the insulating spacer serving as the insulating section,
The hermetic switchgear according to claim 1, wherein the discharge prevention element is attached to the through hole.
前記絶縁板には貫通穴が形成され、
前記貫通穴の内部に前記放電防止素子が取り付けられたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型開閉装置。 The insulating section is provided with a metal flange and an insulating plate,
A through hole is formed in the insulating plate,
The hermetic switchgear according to claim 1, wherein the discharge prevention element is attached to the inside of the through hole.
前記絶縁板および前記金属フランジに貫通穴が形成され、
前記貫通穴の内部に前記放電防止素子が取り付けられたことを特徴とする請求項1に記載の密閉型開閉装置。 The insulating section is provided with a metal flange and an insulating plate,
A through hole is formed in the insulating plate and the metal flange,
The hermetic switchgear according to claim 1, wherein the discharge prevention element is attached to the inside of the through hole.
前記貫通穴には前記放電防止素子を前記貫通穴の外部に取出すための取出し口が連挿して形成され、
前記取出し口には当該取出し口を塞ぐ蓋部材が開閉自在に取り付けられたことを特徴とする請求項3または4に記載の密閉型開閉装置。 The discharge prevention element is detachably attached to the inside of the through hole,
In the through hole, a discharge port for taking out the discharge prevention element to the outside of the through hole is inserted and formed,
The sealed opening / closing device according to claim 3 or 4, wherein a lid member that closes the extraction opening is attached to the extraction opening so as to be freely opened and closed.
前記絶縁区分部には金属フランジおよび絶縁板が設けられ、
前記絶縁板は、非線形抵抗材料を充填した非線形抵抗樹脂から構成されたことを特徴とする密閉型開閉装置。 A plurality of sealed containers are connected, a high-voltage conductor is insulated and supported inside the sealed container, and an insulating section for insulating and separating the sealed containers is provided at a connection portion between the sealed containers. In switchgear,
The insulating section is provided with a metal flange and an insulating plate,
2. The hermetic switchgear according to claim 1, wherein the insulating plate is made of a non-linear resistance resin filled with a non-linear resistance material.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141202 |