JP2016082823A - ガス絶縁着脱母線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンクフランジとパイプ間の電位差に起因する放電を防止することができるガス絶縁着脱母線装置を提供するものである。
【解決手段】実施形態のガス絶縁着脱母線装置は、内部に絶縁媒体が封入されたタンクと、前記タンクの内部に配置された導体と、前記タンクの端部に設けられたタンクフランジと、前記タンクフランジの内側に設けられたシール用溝と、前記タンクフランジの内側に、前記シール溝とともに設けられた接点用溝と、前記シール用溝に装着されたシール部材と、前記接点用溝に装着された導電性の接点部材と、前記タンクフランジの内側に挿入され、前記シール部材および前記接点部材と接するパイプと、前記パイプの端部に設けられたパイプフランジと、前記タンクフランジと前記パイプフランジとを接続し、前記パイプをスライドさせるスタッドとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ガス絶縁着脱母線装置に関する。

一般に、ガス絶縁開閉装置は、接地された金属タンク内に開閉機器が収納され、ＳＦ６ガスなどの絶縁性に優れた絶縁ガスが充填されている。このようなガス絶縁開閉装置は、充電部が露出していないため、所要スペースを縮小化できるという利点があり、変電設備として広く普及している。

発電所や変電所といった電気所においては、事故時や点検時の遮断器、断路器、接地開閉器等の主要機器の取り外しや、母線組立時の母線長の寸法調整のためにガス絶縁着脱母線装置が配設されている。

ガス絶縁着脱母線装置は、ベローズ式あるいはスライド式等の伸縮可能な金属容器を縮めて、内部導体の一部を取り外すことによって、主回路から例えば故障回路を切り離す母線である。

特開２００１−１３６６１５号公報 特開２００２−１４２３４０号公報

図１１は、従来のガス絶縁着脱母線装置の一例を示す要部断面図である。

タンク１内には、ＳＦ６ガス等の絶縁ガス１２が高圧で封入され、導体２が配置される。タンク１は、タンクフランジ１ａを有し、タンクフランジ１ａの内側にパイプ３が挿入される。

パイプ３は、パイプフランジ３ａを有し、タンク１のタンクフランジ１ａを貫通するスタッド４がパイプフランジ３ａにねじ込まれ、ナット５にて固定される。また、タンクフランジ１ａを貫通するスタッド４の両側にナット６，７が装着され、ナット５，６，７の締緩によりパイプ３が固定あるいはスライドされる。

タンクフランジ１ａの内側には、シール用溝８が設けられ、シール用溝８にシール部材１０が装着される。また、タンク１とパイプ３間の防水目的として、タンクフランジ１ａの大気１３側角部に防水コーキング剤６０が塗布される場合もある。

このように構成されるガス絶縁着脱母線装置では、タンクフランジ１ａとパイプ３との摺動面６１に微小なギャップができ、外被サージインピーダンス不連続部を形成する場合がある。

ガス絶縁開閉装置の開閉サージに誘起されて数ＭＨｚの高周波サージ電圧が発生すると、この微小なギャップに電位差が生じることにより放電が起こり、光や音が発生する問題がある。その放電抑制対策として、上記シール部材１０や防水コーキング剤６０に導電性の材料を用いてタンク１とスライドするパイプ３とを電気的に接続し、放電を抑制する方法もある。しかし、導電性ゴム・導電性コーキング剤は、材料中の導電性粒子の分布状態、機器装着時の導電性オーリングへの負荷圧力、導電性コーキング材の塗布量、機器使用時の温度条件によって、電気特性が変動する可能性があり、放電防止対策として信頼性が十分ではない。

また、シール部材１０には通電容量がないため、シール部材１０にシース電流を流さないために、タンクフランジ１ａとパイプフランジ３ａ間にシャント６２を設ける必要も出てくる。シャント６２を設けることは、ガス絶縁着脱母線装置の小形化や簡素化を阻害する要因となってしまう。

そこで、本発明の実施形態はこれらの課題を解決するために、タンクフランジとパイプ間の電位差に起因する放電を防止することができるガス絶縁着脱母線装置を提供するものである。

上記課題を達成するために、実施形態のガス絶縁着脱母線装置は、内部に絶縁媒体が封入されたタンクと、前記タンクの内部に配置された導体と、前記タンクの端部に設けられたタンクフランジと、前記タンクフランジの内側に設けられたシール用溝と、前記タンクフランジの内側に、前記シール溝とともに設けられた接点用溝と、前記シール用溝に装着されたシール部材と、前記接点用溝に装着された導電性の接点部材と、前記タンクフランジの内側に挿入され、前記シール部材および前記接点部材と接するパイプと、前記パイプの端部に設けられたパイプフランジと、前記タンクフランジと前記パイプフランジとを接続し、前記パイプをスライドさせるスタッドとを有する。

第１の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の要部断面図。 第２の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図。 図２のＡ−Ａ矢視図。 第３の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図。 図４のＢ−Ｂ矢視図。 第４の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の要部断面図。 第５の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図。 図７のＣ−Ｃ矢視図。 第６の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図。 図９のＤ−Ｄ矢視図。 従来のガス絶縁着脱母線装置の一例を示す要部断面図。

以下、実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の要部断面図である。

第１の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置は、タンク１、導体２、パイプ３、スタッド４、シール部材１０、および接点部材１１を有する。

タンク１内には、ＳＦ６ガス等の絶縁ガス１２が高圧で封入され、導体２が配置される。タンク１は、タンクフランジ１ａを有し、タンクフランジ１ａの内側にパイプ３が挿入される。

パイプ３は、パイプフランジ３ａを有し、タンク１のタンクフランジ１ａを貫通するスタッド４がパイプフランジ３ａにねじ込まれ、ナット５にて固定される。また、タンクフランジ１ａを貫通するスタッド４の両側にナット６，７が装着される。

タンクフランジ１ａの内側には、シール用溝８および接点用溝９が設けられる。シール用溝８には、シール部材１０が装着され、接点用溝９には、導電性の接点部材１１が装着される。

なお、本実施形態では、シール部材１０が接点部材１１よりもパイプフランジ３ａ側に位置する。すなわち、シール部材１０がパイプフランジ３ａ側（大気１３側）に位置し、接点部材１０がパイプフランジ３ａ側とは反対側（絶縁ガス１２側）に位置するように配置される。

パイプ３がタンクフランジ１ａの内側に挿入される際、パイプ３の外周面がシール部材１０および接点部材１１と接するように配置され、シール部材１０によってタンク１内の絶縁ガス１２の気密性が保たれる。

次に、第１の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の着脱動作について、図１を用いて説明する。

まず、タンク１のタンクフランジ１ａを貫通したスタッド４に装着されているナット６を緩め、他方のナット７をねじ込む。

これにより、スタッド４はタンクフランジ１ａ側（図１の左方向）に移動し、スタッド４がねじ込まれているパイプフランジ３ａもまた、スタッド４とともにタンクフランジ１ａ側（図１の左方向）に移動する。

そして、スタッド４およびパイプフランジ３ａの移動により形成された図示しない開口部から、導体２の一部が取り外される。

このように構成された、第１の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、タンクフランジ１ａとパイプ３とが摺動する箇所に、導電性の接点部材１１が設けられるため、タンクフランジ１ａとパイプ３は電気的に接続される。そのため、タンクフランジ１ａとパイプ３間が同電位に保たれ、外被サージインピーダンスが不連続になることを防ぐことができ、放電の抑制が可能となる。このことにより、ガス絶縁着脱母線装置の信頼性向上に繋がる。

また、十分な通電容量を有する接点部材１１を使用することで、シース電流を通電する際にシャントを設ける必要がなくなり、機器の小形化・簡素化が可能となる。

さらに、シール部材１０がパイプフランジ３ａ側（大気１３側）に位置し、接点部材１１がパイプフランジ３ａ側とは反対側（絶縁ガス１２側）に位置するように配置されるため、接点部材１１が大気１３にさらされることによる経年劣化を防止し、加えて、タンク１内への異物の混入を防ぐことが可能となる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態の変形例として、接点部材１１を帯状としてもよい。帯状の接点部材１１の両面に、バネ性を有する凸部を設けることで、帯状の接点部材１１がタンクフランジ１ａおよびパイプ３に適当な接触荷重で接触する。このことにより、第１の実施形態で得られる効果に加えて、タンクフランジ１ａとパイプ３との通電性能を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図２は、第２の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。

この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、接点部材１１に代えて接点部材２０を用いる点にある。接点部材２０はコイル状であり、タンクフランジ１ａの内側に設けられた接点用溝９に沿って装着される。

このように構成された、第２の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、コイルのバネ性により、接点部材１１がタンクフランジ１ａおよびパイプ３に適当な接触荷重で接触する。このことにより、第１の実施形態で得られる効果に加えて、タンクフランジ１ａとパイプ３との通電性能を向上させることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図４は、第３の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図、図５は、図４のＢ−Ｂ矢視図である。

この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、接点部材１１に代えて接点部材３０を用いる点にある。接点部材３０は、第１の板部３１、第２の板部３２、第３の板部３３、およびバネ３４を有し、タンクフランジ１ａの内側に設けられた接点用溝９に沿って装着される。

第１の板部３１は、タンクフランジ１ａに接するように配置され、第２の板部３２は、パイプ３に接するように配置される。バネ３４は、第１の板部３１と第２の板部３２との間に配置され、隣り合う第１の板部３１と第２の板部３２は、第３の板部３３によって接続される。すなわち、第１の板部３１、第２の板部３２、および第３の板部３３は、略Ｚ形状となるように形成される。

なお、第１の板部３１、第２の板部３２、および第３の板部３３は一体成形されてもよい。

このように構成された、第３の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、バネ３４により、第１の板部３１と第２の板部３２が、それぞれタンクフランジ１ａとパイプ３に適当な接触荷重で接触する。このことにより、第１の実施形態で得られる効果に加えて、タンクフランジ１ａとパイプ３との通電性能を向上させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。

図６は、第４の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の要部断面図である。

第４の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置は、タンク１、導体２、パイプ３、スタッド４、シール部材１０、接点部材１１を有する。

タンク１内には、ＳＦ６ガス等の絶縁ガス１２が高圧で封入され、導体２が配置される。タンク１は、タンクフランジ１ａを有し、タンクフランジ１ａの内側にパイプ３が挿入される。

パイプ３は、パイプフランジ３ａを有し、タンク１のタンクフランジ１ａを貫通するスタッド４がパイプフランジ３ａにねじ込まれ、ナット５にて固定される。また、タンクフランジ１ａを貫通するスタッド４の両側にナット６，７が装着される。

タンクフランジ１ａの内側には、シール用溝８が設けられ、シール用溝８に、シール部材１０が装着される。

パイプ３がタンクフランジ１ａの内側に挿入される際、パイプ３の外周面がシール部材１０と接するように配置され、シール部材１０によってタンク１内の絶縁ガス１２の気密性が保たれる。

接点部材１１は、タンクフランジ１ａとパイプ３とにより形成される角部に配置され、タンクフランジ１ａおよびパイプ３に接する導電性の部材である。また、接点部材１１は、バネ性を有する板状である。

タンクフランジ１ａには周方向に沿ってネジ穴が設けられ、接点部材１１を介してボルト５２がネジ穴に挿入されることによって、接点部材１１が固定される。

次に、第４の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の着脱動作について、図６を用いて説明する。

まず、タンク１のタンクフランジ１ａを貫通したスタッド４に装着されているナット６を緩め、他方のナット７をねじ込む。

これにより、スタッド４はタンクフランジ１ａ側（図６の左方向）に移動し、スタッド４がねじ込まれているパイプフランジ３ａもまた、スタッド４とともにタンクフランジ１ａ側（図６の左方向）に移動する。

そして、スタッド４およびパイプフランジ３ａの移動により形成された図示しない開口部から、導体２の一部が取り外される。

このように構成された、第４の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、タンクフランジ１ａとパイプ３とにより形成される角部に、導電性の接点部材１１が設けられるため、タンクフランジ１ａとパイプ３は電気的に接続される。そのため、タンクフランジ１ａとパイプ３間が同電位に保たれ、外被サージインピーダンスが不連続になることを防ぐことができ、放電の抑制が可能となる。

また、接点部材１１はバネ性を有した板状であるため、適当な接触荷重でタンクフランジ１ａおよびパイプ３に接する。そのことにより、タンクフランジ１ａとパイプ３との通電性能を向上させることができる。

さらに、シース電流を通電する際にシャントを設ける必要がなくなり、機器の小形化・簡素化が可能となる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第４の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図７は、第５の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図、図８は、図７のＣ−Ｃ矢視図である。

この第５の実施形態が第４の実施形態と異なる点は、接点部材１１に代えて接点部材５０を用いる点にある。

接点部材５０は、リング状であり、パイプ３を囲むように配置される。具体的には、接点部材５０は、タンクフランジ１ａとパイプ３とにより形成される角部に配置され、タンクフランジ１ａおよびパイプ３に接する。

タンクフランジ１ａには周方向に沿ってネジ穴が設けられ、接点部材５０、押さえ板５１を介してボルト５２がネジ穴に挿入されることによって、接点部材５０が固定される。

このように構成された、第５の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、タンクフランジ１ａとパイプ３とにより形成される角部に、導電性の接点部材５０が設けられるため、タンクフランジ１ａとパイプ３は電気的に接続される。そのため、タンクフランジ１ａとパイプ３間が同電位に保たれ、外被サージインピーダンスが不連続になることを防ぐことができ、放電の抑制が可能となる。

また、接点部材５０は、押さえ板５１を介してボルト５２で固定されるため、適当な接触荷重でタンクフランジ１ａおよびパイプ３に接する。そのことにより、タンクフランジ１ａとパイプ３との通電性能を向上させることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第５の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図９は、第６の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置の構成を示す要部断面図、図１０は、図９のＤ−Ｄ矢視図である。

この第６の実施形態が第５の実施形態と異なる点は、リング状の接点部材５０が円周方向に複数に分割されている点にある。図９、図１０では接点部材５０ａ，５０ｂの２分割であるが、３分割以上されていてもよい。

接点部材５０ａ，５０ｂに対応し、押さえ板５１も押さえ板５１ａ，５１ｂの２分割されている。

このように構成された、第６の実施形態に係るガス絶縁着脱母線装置によれば、第５の実施形態で得られる効果に加えて、接点部材５０が分割されていることにより、現地において母線組立時の母線長の寸法調整を行った後に、接点部材５０ａ，５０ｂを取付けることが可能となり、作業性が向上する。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら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。

１…タンク
１ａ…タンクフランジ
２…導体
３…パイプ
３ａ…パイプフランジ
４…スタッド
５，６，７…ナット
８…シール用溝
９…接点用溝
１０…シール部材
１１，２０，３０…接点部材
１２…絶縁ガス
１３…大気
３１…第１の板部
３２…第２の板部
３３…第３の板部
３４…バネ
５０，５０ａ，５０ｂ…接点部材
５１，５１ａ，５１ｂ…押さえ板
５２…ボルト
６０…防水コーキング剤
６１…摺動面
６２…シャント

Claims (9)

1. 内部に絶縁媒体が封入されたタンクと、
   前記タンクの内部に配置された導体と、
   前記タンクの端部に設けられたタンクフランジと、
   前記タンクフランジの内側に設けられたシール用溝と、
   前記タンクフランジの内側に、前記シール溝とともに設けられた接点用溝と、
   前記シール用溝に装着されたシール部材と、
   前記接点用溝に装着された導電性の接点部材と、
   前記タンクフランジの内側に挿入され、前記シール部材および前記接点部材と接するパイプと、
   前記パイプの端部に設けられたパイプフランジと、
   前記タンクフランジと前記パイプフランジとを接続し、前記パイプをスライドさせるスタッドと
   を有するガス絶縁着脱母線装置。
2. 前記シール部材は、前記接点部材よりも前記パイプフランジ側に位置する請求項１に記載のガス絶縁着脱母線装置。
3. 前記接点部材は、両面に凸部を有する帯状である請求項１または請求項２に記載のガス絶縁着脱母線装置。
4. 前記接点部材は、コイル状である請求項１または請求項２に記載のガス絶縁着脱母線装置。
5. 前記接点部材は、
   前記タンクフランジに接する第１の板部と、
   前記パイプに接する第２の板部と、
   前記第１の板部と前記第２の板部との間に配置されるバネと
   を有する請求項１または請求項２に記載のガス絶縁着脱母線装置。
6. 内部に絶縁媒体が封入されたタンクと、
   前記タンクの内部に配置された導体と、
   前記タンクの端部に設けられたタンクフランジと、
   前記タンクフランジの内側に設けられたシール用溝と、
   前記シール用溝に装着されたシール部材と、
   前記タンクフランジの内側に挿入され、前記シール部材と接するパイプと、
   前記タンクフランジと前記パイプとにより形成される角部に配置され、前記タンクフランジおよび前記パイプに接する導電性の接点部材と、
   前記パイプの端部に設けられたパイプフランジと、
   前記タンクフランジと前記パイプフランジとを接続し、前記パイプをスライドさせるスタッドと
   を有するガス絶縁着脱母線装置。
7. 前記接点部材は、バネ性を有する板状である請求項６に記載のガス絶縁着脱母線装置。
8. 前記接点部材は、前記パイプを囲むリング状である請求項６に記載のガス絶縁着脱母線装置。
9. 前記接点部材は、円周方向に複数に分割される請求項８に記載のガス絶縁着脱母線装置。

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