JP2014030282A

JP2014030282A - 三相一括型ガス絶縁母線

Info

Publication number: JP2014030282A
Application number: JP2012169074A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 高視渡辺; Nobuyuki Tsunoda; 伸幸角田; Kazuyuki Hatta; 万幸樹八田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13

Abstract

【課題】絶縁性能に配慮しつつ小型化を可能にしたガス絶縁母線を提供する。
【解決手段】絶縁スペーサ５を、Ｕ字形状の絶縁物５Ｃと、Ｕ字形状の絶縁物５Ｃの略中央で保持される中心導体５Ａと、Ｕ字形状の絶縁物５Ｃの両端に設けた接続金具５Ｂで構成する。中心導体５Ａの少なくとも一方に通電導体３を連結する集電子４を締結する。タンク２は配管部２Ａと、フランジ部２Ｂとで構成する。フランジ部２Ｂ間にアダプタフランジ６を挟持して連結する。アダプタフランジ６は、配管部２Ａの内周面から突出する膨出部６Ａを略等間隔で３箇所有し、絶縁スペーサ５はＵ字形状の絶縁物５Ｃの両端を膨出部６Ａの隣接する２つに固定して構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、三相一括型ガス絶縁母線に関する。特に、絶縁性能及び作業性に配慮しつつ小型化を可能にした三相一括型ガス絶縁母線に関する。

近年の電力開閉装置は、電力需要の増大と電力設備の小型化の要請から、絶縁性能の高い六弗化硫黄（ＳＦ_６）ガスを封入したタンク内に、通電導体や電気装置を収納することにより装置全体を縮小したガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）が多用される傾向がある。

このＧＩＳの基本構成要素として、ガス絶縁母線があり、このガス絶縁母線は、ＳＦ_６ガスを封入したタンク内面に電流を流す通電導体が絶縁スペーサを介して支持される構造となっている。

とりわけ、３本の通電導体を絶縁スペーサにより支持する三相一括型ガス絶縁母線は、絶縁性能の向上とともに小型化が求められることが多い。例えば、特許文献１には、これらの課題を達成するための構成が開示されている。

特許文献１の第８実施形態（図９）には、三相一括型ガス絶縁母線において、フランジ間に挟持され金属容器内周面の周方向に膨出したリングに、断面Ｌ字形の絶縁スペーサを等間隔で設け、高電界部となる高電圧導体接続部が各々対向しない配置としたものが開示されている。

特許文献１によれば、第８実施形態のような構成とすることで、相間絶縁距離を小さくしつつ、母線の径方向の縮小化が可能である、としている。

また、特許文献１の第１１実施形態（図１２）には、三相一括型ガス絶縁母線において、フランジ間に挟持され金属容器内周面の周方向に膨出したリングに、断面Ｉ字形の絶縁スペーサを低電圧金属容器接続部に等間隔に設け、高電圧導体接続部を金属容器の中心を回転軸として同方向にずらして配置したものが開示されている。

特許文献１によれば、第１１実施形態のような構成とすることで、高電圧導体接続部と低電圧金属容器接続部の絶縁物の沿面絶縁距離を大きくとることができる、としている。また、高電圧導体の対金属容器距離を短縮することで、母線の径方向の縮小化が可能になる、としている。

また、特許文献２には、三相の導体を一相ずつ二脚形の絶縁スペーサで支持し、この絶縁スペーサの脚端部それぞれを環状の可とう性のある支持環に固定し、この支持環を外皮接続部材の内径に嵌挿して構成したガス絶縁送電路が開示されている。

特許文献２によれば、上記支持環は剛性が小さく製作されており、絶縁スペーサの伸縮に追随して変形するので、絶縁スペーサに大きな機械的応力が発生することがなく、内部応力の少ないガス絶縁送電路が得られる、としている。

特開２００７−２７４８２３特開平１０−１６４７３８

しかし、特許文献１の第８実施形態（図９）においては、高電圧導体を保持する断面Ｌ字形の絶縁スペーサを片持ち梁でリングに固定しなければならないため、十分な機械的強度を有する比較的大きな扇状の絶縁スペーサを用いる必要がある。このような形状の絶縁スペーサには導電性異物が付着するおそれが高く、絶縁上の弱点となるおそれがある。

特許文献１の第１１実施形態（図１２）においても、高電圧導体を保持する略扇形の絶縁スペーサを片持ち梁でリングに固定しなければならないため、十分な機械的強度を有する比較的大型の絶縁スペーサを用いる必要がある。このため、上記同様絶縁上の問題が生じることになる。また、絶縁スペーサそれぞれの先端も大型化するため、十分な相間絶縁距離を確保しようとすると母線の径方向の縮小化が困難になるという問題がある。

また第１１実施形態の構成では、断面Ｉ字状の絶縁スペーサを用いているため、断面湾曲状の絶縁スペーサを用いる場合に比べ、高電圧導体接続部と低電圧金属容器接続部間の絶縁物の沿面絶縁距離を十分確保しようとすると母線の径を大型化しなければならないという問題がある。

特許文献２の構成においては、絶縁スペーサを固定した支持環を外皮接続部材の内径に嵌挿するものであるため、外皮ユニット内での取り付け作業が生じる。このため作業性の問題や、この作業により生じた異物が外皮ユニット内に残留するおそれがある。また、絶縁スペーサの通伝導体から外皮ユニットに至る沿面絶縁距離を十分確保するためには外皮ユニットの径を大型化しなければならないという問題もある。

以上の点にかんがみ、本発明の目的は、作業性及び絶縁性能に配慮しつつ小型化を可能にした三相一括型ガス絶縁母線を提供することにある。

本発明は、絶縁ガスを密閉したタンク内に設けられた３本の通電導体を絶縁スペーサにより支持する三相一括型ガス絶縁母線において、前記絶縁スペーサは、Ｕ字形状の絶縁物と、前記Ｕ字形状の絶縁物の略中央で保持される中心導体と、前記中心導体の少なくとも一方に設けられ前記通電導体を連結する集電子とで構成され、前記タンクは配管部と、前記配管部の両端に設けられたフランジ部とで構成され、前記フランジ部間にアダプタフランジを挟持して連結され、前記アダプタフランジは、前記配管部の内周面から突出する膨出部を略等間隔で３箇所有し、前記絶縁スペーサは前記Ｕ字形状の絶縁物の両端を前記膨出部の隣接する２つに固定して構成することを特徴とする。

また、前記膨出部の中央部は、前記タンクの中心点を起点とし前記３本の通電導体の中心点を通る延長線上からずれた位置に設けられることを特徴とする。

本発明の三相一括型ガス絶縁母線によれば、絶縁スペーサを両持ち梁で配管部内に取り付けることができるので、使用する絶縁物を最小限に抑えつつ通電導体を十分な強度で保持することが可能となる。これにより、特許文献１の上記構成に比べてもタンク径を大型化せずに相間絶縁距離を確保することが可能となる。

また、Ｕ字形状の絶縁スペーサを用いることで、タンク径を大きくせずに高電圧導体接続部と低電圧金属容器接続部間の沿面絶縁距離を稼ぐことができる。これにより、タンク径を小型に保ったまま絶縁性能を向上させることが可能となる。

また、本実施例の構成によれば、あらかじめタンクの外でアダプタフランジに、絶縁スペーサと集電子を取り付け、組品として一体でタンク内へ挿入しフランジ部へ締結することができる。こうすることで、タンク内での作業を極力少なくすることが可能となるので、絶縁性能を低下させる異物の発生を低減することができる。

本発明の第一の実施例による三相一括型ガス絶縁母線を示す概略断面図である。図１のＡ−Ａ線の縦断面図である。本発明の第二の実施例による三相一括型ガス絶縁母線を示す概略断面図である。本発明の第二の実施例による三相一括型ガス絶縁母線の別の実施形態を示す概略断面図である。

以下、本発明の三相一括型ガス絶縁母線を、実施例として示す図面に基づいて説明する。

図１に示すＧＩＳの三相一括型ガス絶縁母線１は、ＳＦ_６ガス７を封入したタンク２内に３相分の通電導体３を配置している。タンク２は、直線状の配管部２Ａと、両端のフランジ部２Ｂで構成される。そして、２つの隣接するタンク２のフランジ部２Ｂ間にアダプタフランジ６が挟持され、このアダプタフランジ６に、通電導体３が、集電子４と絶縁スペーサ５を介して支持されている。

絶縁スペーサ５は、集電子４を両端に取り付けるための中心導体５Ａと、中心導体５Ａを保持する絶縁物５Ｃで構成される。絶縁物５ＣはＵ字形状であり、その両端面には、絶縁物５Ｃをアダプタフランジ６に固定するための接続金具５Ｂが埋め込まれている。

図２に本実施例の断面図を示す。アダプタフランジ６は、タンク２の配管部２Ａの内周面より内側に突出した膨出部６Ａが３箇所設けられ、そこへ、絶縁スペーサ５の接続金具５Ｂがボルト等により締結されている。膨出部６Ａ以外のアダプタフランジ６の内周面は、タンク２の配管部２Ａの内周面と同一曲面を形成している。図２に示すように、膨出部６Ａはそれぞれ略等間隔で設けるのが好ましい。

このように本実施例では、通電導体３を絶縁スペーサ５を用いて両持ち梁で保持するので、特許文献１に記載する実施例と比べて細い形状の絶縁物を用いて通電導体３を保持することが可能となる。これにより、絶縁スペーサに導電性異物が付着するおそれを低減することが可能となる。また、特許文献１に記載する実施例と比べて相間絶縁距離Ｌ３を大きく確保することが可能となるのでタンク径を縮小化することが可能となる。

上記それぞれの膨出部は、タンク２の中心点２Ｃを起点として通電導体中心点３Ａを通り径方向に延びる直線上からずらして配置する。好ましくは、図２に示す２Ｃを起点として３本の通電導体中心点３Ａを通り径方向に延びる３本の直線により形成される角度（それぞれおおよそ１２０度）の二等分線上にそれぞれの膨出部６Ａの中央部が位置するように構成する。

このようにすることで、本実施例ではタンク径を小さく抑えつつ、相間絶縁距離Ｌ３を十分確保することが可能となる。

また、本実施例ではＵ字形状の絶縁スペーサ５を用いることで、特許文献１の第１１実施形態（図１２）や特許文献２に開示された断面Ｉ字状の絶縁スペーサを用いた構成と比べて絶縁スペーサの沿面絶縁距離をかせぐことができる。これにより、図２に示す、アダプタフランジの膨出部６Ａと通電導体または集電子との絶縁距離Ｌ１を短くすることが可能となり、タンク径を縮小化することが可能となる。

更に、本実施例では、上述のとおり、アダプタフランジ６の膨出部６Ａが３箇所のみタンク２の配管部２Ａの内周面より内側に膨出しており、それ以外の部分は配管部２Ａの内周面と同一曲面を形成するので、特許文献１に示す実施形態と比べ、図２のＬ２で示すタンクと通電導体または集電子との絶縁距離を長く確保することができる。これにより、絶縁性能を向上させることが可能となる。

また、本実施例の構成によれば、あらかじめタンク２の外でアダプタフランジ６に、絶縁スペーサ５と集電子４を取り付け、組品として一体でタンク２内へ挿入しフランジ部２Ｂへ締結することができる。こうすることで、タンク内での作業を極力少なくすることが可能となるので、絶縁性能を低下させる異物の発生を低減することができる。

本発明による三相一括型ガス絶縁母線の第二の実施例を図３及び図４に示す。図１に示す実施例１の構成と同様の部分は同じ符号を用いて説明を省略する。実施例２の構成は、中心導体５Ａに接続する集電子４が絶縁スペーサ５の片側、すなわち中心導体５Ａの一方のみに締結されることを特徴とする。

実施例２の構成においても実施例１と同様の効果を達成できる。更に、実施例２では、以下に示すように、輸送時に生じる異物の発生を低減し、信頼性を向上することができる。

一般に母線の輸送時には、ガス絶縁母線１をタンク２ごとに分割し、内部の通電導体３が集電子４との接触部で摺動しないように固定することで異物の発生を防止している。

実施例２の構成では、通電導体３と集電子４との接続部分が絶縁スペーサ５の片側のみであることから、ガス絶縁母線１をタンク２ごとに分割したときに、この接続部分で分割され、通電導体３と集電子４との接続部分が存在しない状態となる。これにより輸送時の振動による集電子４と通電導体３の摺動のおそれがなくなり、異物の発生をさらに低減することが可能となる。

また、通電導体３の両端に集電子４が配置される構成では、ガス絶縁母線１を分割する際や輸送後に組み立てる際に通電導体３が集電子４から脱落するおそれがあるため作業に慎重を要するのに対し、実施例２の構成においてはそのようなおそれがないため、作業が容易であり作業工数の短縮が可能となる。

２・・・タンク、２Ａ・・・タンクの配管部、２Ｂ・・・タンクのフランジ部
３・・・通電導体、３Ａ・・・通電導体の中心点
４・・・集電子
５・・・絶縁スペーサ、５Ａ・・・中心導体、５Ｂ・・・接続金具、５Ｃ・・・絶縁物
６・・・アダプタフランジ、６Ａ・・・膨出部
Ｌ１・・・アダプタフランジと通電導体または集電子との絶縁距離
Ｌ２・・・タンクと通電導体または集電子との絶縁距離
Ｌ３・・・相間絶縁距離

Claims

絶縁ガスを密閉したタンク内に設けられた３本の通電導体を絶縁スペーサにより支持する三相一括型ガス絶縁母線において、
前記絶縁スペーサは、Ｕ字形状の絶縁物と、前記Ｕ字形状の絶縁物の略中央で保持される中心導体と、前記中心導体の少なくとも一方に設けられ前記通電導体を連結する集電子とで構成され、
前記タンクは配管部と、前記配管部の両端に設けられたフランジ部とで構成され、前記フランジ部間にアダプタフランジを挟持して連結され、
前記アダプタフランジは、前記配管部の内周面から突出する膨出部を略等間隔で３箇所有し、
前記絶縁スペーサは前記Ｕ字形状の絶縁物の両端を前記膨出部の隣接する２つに固定して構成することを特徴とする三相一括型ガス絶縁母線。
請求項１において、前記膨出部の中央部は、前記タンクの中心点を起点とし前記３本の通電導体の中心点を通る延長線上からずれた位置に設けられることを特徴とする三相一括型ガス絶縁母線。