JP2503054B2 - 接地タンク型ガス遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は接地タンク型ガス遮断器に係り、特に遮断部
と並列に投入抵抗装置及びコンデンサ装置を有する接地
タンク型ガス遮断器に関する。

〔従来の技術〕

一般に、高電圧大容量ガス遮断器においては、第18図
に示すように遮断部１と電気的並列にインピーダンス装
置を有している。このインピーダンス装置として、遮断
部１に印加される過渡回復電圧を抑制又は複数の遮断部
１間の電圧分坦を制御したりするコンデンサ装置２や、
投入サージを抑制するため抵抗体23と抵抗接点部19Aを
有する投入用の抵抗装置19或いは遮断用の抵抗装置が知
られている。

主遮断部等は、円筒状の容器（接地タンク）内に収納
され、SF₆ガス等の消弧および絶縁性に優れた絶縁ガス
が充填されている。この種のガスは平等電界のもとで高
い性能を得ることができるため、遮断部等をシールド筒
で覆い、シールド筒を接地タンクの内面に対向させ、こ
の両者の間で絶縁を保持している。従つて、接地タンク
の直径の縮小のためには、シールド筒内の構成について
考慮する必要がある。従来のガス遮断器では、接地タン
クの軸方向に接離する固定側及び可動側は接触子からな
る遮断部１、コンデンサー装置２、抵抗体23や抵抗接点
部19Aからなる抵抗装置19などのすべてを、直径の大き
な、遮断部大直径の筒状シールド内にコンパクトに収納
し、しかも遮断部全体の点検作業を効率よく行うため
に、それらの配置に工夫がこらされていた（特公昭57−
21819号公報及び特開昭60−25123号公報参照）。すなわ
ち、主遮断部１部分に対向するタンク面に遮断部の点検
用開口を設け、遮断部１と点検用開口との間にはコンデ
ンサ装置２や抵抗体並びにそれに関係する部材などを配
置しないようにしている。最近のガス遮断器では主遮断
部の高電圧用化が促進され、遮断器１相当りの構成部品
の点数がどんどん少なくなつて、例えば550kV級は遮断
部が１点化されようとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

接地タンク型ガス遮断器において、遮断部の１点化を
図ろうとする場合や、高電圧用として絶縁信頼度を向上
していこうとするためには、下記のような問題が生ず
る。すなわち、遮断部を一点化しようとする際には、一
つの遮断部に従来の２点分に相当する数のコンデンサ装
置を直列に配置しなければならない。しかも、再起電圧
は１点の遮断部に全部印加されるので、十分な抑制効果
を得るには、単純計算でも、２点の遮断部の場合の４倍
のコンデンサ装置の収納空間を必要とすることになる。
また、絶縁信頼度を向上させるためには、遮断部におけ
る極部電界強度を緩和することが必要であり、遮断部を
構成する固定側及び可動側の主接触子や、抵抗接点を取
囲むように設ける固定側と可動側の筒状シールド間の対
向距離が、遮断部の極間長に近い値にまでになるという
こともあり、コンデンサ装置の軸方向の配列長さが、筒
状シールドの対向距離の３倍以上にもなつてしまう欠点
が生ずる。上記のように、筒状シールドの対向距離が近
接している構造では、電位を規制するコンデンサ装置の
両側に等電線が引張られるために、遮断部の固定接触子
のシールド先端可動側主接触子の先端更には筒状シール
ドの各対向端部の電界が高くなる問題が生ずる。その対
策として、コンデンサー装置で引込まれる分を考慮して
遮断部からコンデンサ装置まで、或いはコンデンサ装置
から筒状シールドまでの径方向の間隙を大きくすること
は、筒状シールドの外径をいたずらに大きくすることに
なり、遮断部の小形化のうえでは得策ではなくなる。

本発明の目的は、高電圧で大容量用であつても小形化
且経済的に製作できる接地タンク型ガス遮断器を提供す
ることにある。

また、本発明の目的は、遮断部の電界強度を緩和する
ことにより、絶縁性能を向上できる接地タンク型ガス遮
断器を提供することにある。

更に、本発明の目的は、遮断部に用いるシールドの直
径を大きくすることなく、コンデンサ装置の収納空間を
確保できる接地タンク型ガス遮断器を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、接地タンク内に配置する遮断部とコンデ
ンサ装置及び抵抗装置を電気的に並列に接続する際、遮
断部の固定側及び可動側にそれぞれ円形断面の円筒状シ
ールドとほぼ長円形断面の小シールドからなるシールド
部材を設け、シールド部材の小シールドの外面部分で且
円筒状シールド内の位置にコンデンサ装置を設けること
により達成される。

〔作用〕

シールド部材は円筒状シールドと小シールドから形成
され、しかも小シールドの外面部分にコンデンサ装置を
配置するようにしたので、固定接触子のシールド先端部
分や可動側の主接触子の極部電界に大きな影響を与える
ことがなくなるし、遮断部の固定側及び可動側にそれぞ
れ配置する小シールドの対向部分の曲率半径も大きく変
えることなく、極間の電界強度を達成することができ
る。また、コンデンサ装置は、小シールドの形状を略長
円形状して、長円形状の小シールドと円筒シールドとの
間にコンデンサを配置できるようにし、円筒状シールド
を小型化できるようになった。

〔実施例〕

以下、本発明の接地タンク型ガス遮断器について、第
１図から第17図の用いて順に説明する。

本発明の第１図とこの一部断面である第２図に示す実
施例は、周知のパツフアー形の遮断部を用いたガス遮断
器である。密閉する円筒状の接地タンク３は水平に配置
され、この中には消弧性能、絶縁性能共に優れたSF₆ガ
スを充填すると共に、このガス中に遮断器の各部品が組
込れている。すなわち、接地タンク３内に遮断部１とコ
ンデンサ装置２と抵抗体23及び抵抗接点部を備えた抵抗
装置19を適切に配置している。遮断部１の固定側は図の
例では接地タンク３の左方に配置され、また可動側は右
側に配置してある。遮断部１の固定側は絶縁支持して通
電導体（図示せず）に至る固定側導体４の先端部に、固
定接触子５や電界集中の緩和用の固定側シールド６など
を配置して構成している。また、可動側は接地タンク３
に一端を支持させる絶縁支持筒10の他端に通電導体13と
連結する集電子12が備えられるブラケツト９を固定し、
絶縁支持筒10やブラケツト９を貫通して接地タンク３外
の操作装置（図示せず）にて駆動する絶縁操作棒11を備
え、これにて操作するアーク接触子（図示せず）とパツ
フアシリングやピストン束には絶縁ノズルなどからなる
パツフア装置８、更には固定接触子５に対向する可動接
触子７などを備えて構成している。抵抗装置19は図では
投入用のものを示しており、固定側導体４の先端部或い
は固定接触子５の固定部分に絶縁支持体24を設け、これ
に抵抗体23を支持させ且一端を電気的に接続すると共に
他端に固定抵抗接点22を設けた固定側と、抵抗固定接触
子22に対向する抵抗可動接触子20とこれをパツフア装置
８に支持させる腕金具21などの可動側から構成し、遮断
部１と並列になるようにしており、遮断用もほぼこれと
同様に構成する。これら遮断部１及び投入用或いは遮断
用の抵抗装置19と並列となるようにコンデンサ装置２を
配置し、これらは電気的に並列接続するものであるが、
この部分の詳細については以下に説明する。

遮断部１及び抵抗装置19の可動側及び固定側のそれぞ
れには、特別な形状に形成したシールド部材16,17が設
けられ、例えば第２図に示すようにブラケツト９に一端
を固定した取付腕25や、固定側導体４に一端を固定した
取付腕26を用いて取付けるようにしている。各シールド
部材16,17は、第１図及び第２図に示すように遮断部１
の固定側及び可動側の大部分を包囲して接地タンク３の
内周全面に対向するように設けて電界緩和を図る第１シ
ールドである円形断面の円筒状シールド16A,17Aと、遮
断部１及び抵抗装置19の先端部分を取り囲むように設け
て対向する第２シールドであるほぼ長円形断面の小シー
ルド16B,17Bとから形成され、組立時の作業性を考慮し
て一体にしたり或いは分離した状態で使用する。このシ
ールド部材16,17の一部をなす小シールド16B,17Bと円筒
状シールド16A,17Aの仮想円にて囲まれる弧状空間を利
用して遮断部１の過渡電圧抑制用や分坦電圧制御用のコ
ンデンサ装置２を配置し、可動側及び固定側取付金具1
4,15に取付けて支持している。

このようなシールド部材16,17を、遮断部１及び抵抗
装置19部分の固定側及び可動側を取り囲むように設け、
小シールド16B,17Bにまたがつて接地タンク３に大部分
を対向させると共に端部が円筒状シールド16A,17A内に
至るようにコンデンサ装置２を設けるようにしたので、
第17図に示すように端面の曲率ｒを適宜設定して形成し
た小シールド16B,17B間の対向距離Ｌを、遮断部の固定
接触子６と可動接触子７間の寸法（極間長）に近接させ
た状態であつても、円筒状シールド16A,17Aが離れてい
るのでコンデンサ装置２によつて等電位線は大きく広が
る。そして等電位線は小シールド16B,17Bの曲率ｒに沿
つて等間隔で分布するので、遮断部の特定個所やシール
ド部材の対向部などに電界集中することもなくなるか
ら、局部電界強度を大幅に緩和でくるので、高電圧で大
容量用の遮断部を小形化でき、絶縁性能を向上させるた
めに大きな効果がある。また、コンデンサ装置では、小
シールド16B,17Bの形状を略長円形状に、長円形状の小
シールドの例えば長手辺と円筒シールドとの間にコンデ
ンサ２を配置できるようにし、円筒状シールド16A,17A
及び接地タンク型ガス遮断器を小形化できるようになっ
た。

シールド部材の形状とコンデンサ装置の配置関係の一
つの例を第３図に示している。この第３図の例では、シ
ールド部材17は後述するように円形断面の円筒状シール
ド17Aと、平坦部を有するほは長円状の小シールド17Bと
から形成するものであるが、小シールド17Bは円筒状シ
ールド17Aの中心を通り端部の弧状部分が円弧と等しい
部分まで延びるように設けて形成して、遮断部１と抵抗
装置23の先端部付近を包囲するようにすることにより、
コンデンサ装置２の配置個所を上下の円弧状空間（半円
状空間）としたものである。小シールド17の上下に平行
に配置するコンデンサ装置２として、この例では中空絶
縁筒29内に複数個のコンデンサ素子28と接続用部品を挿
入した棒状コンデンサ27の複数本を用いたものである。
このように、シールド部材17を形成してコンデンサ装置
２を上下に配置するようにすれば、遮断部１や抵抗装置
23部分の点検や交換等を、コンデンサ装置２の配置に影
響されずに接地タンクに通常設けてあるマンホールから
行うことができるし、遮断部付近の電界集中も良好に緩
和できる。

上記の実施例では、コンデンサ装置２として複数本の
棒状コンデンサ27を用いるもので説明したが、この棒状
コンデンサ27は直径の等しいものを用いると、組立が容
易に行えるようにすることができ、また直径の異なるも
のを組合せることによつて、この配置本数を増して静電
要領の調節を適切に行えるようにすることもできる。更
には、後述するように成形したモールド部材を用いたコ
ンデンサ装置を用いて組立をより一層簡単にすることも
できる。

遮断部の可動側及び固定側に配置するシールド部材1
6,17は、例えば第11図に示すように加工性の良いアルミ
ニウムや銅更にはステンレス材を用いて、第１シールド
である円筒状シールド16A,17Aと、第２のシールドであ
るほぼ長円形の小シールド16B,17Bとを別々に製作し、
両者を接合して一体にして用いるか、或いはそれぞれ別
々のまま用いて最終組立状態で一体のものとほぼ同様と
なるように使用することもできる。小シールド16B,17B
は、平坦部分を多少ふくらませたいわゆる楕円形に形成
して使用することもできる。

シールド部材17とコンデンサ装置２の組合せの他の例
を第４図から第６図に示している。第４図において第３
図と異なる点はシールド部材17を構成する第２シールド
である小シールド17Bの配置にあり、小シールド17Bは円
筒状シールド17Aの円弧に一方のみを接するようにして
他方を縮めて内側に留め、この空間部分にもコンデンサ
装置２を配置したものであり、このようにすればコンデ
ンサ装置２の静電容量の調整や電界緩和をより良好にで
きる。また、第５図及び第６図に示す例では、シールド
部材17の一部であるほぼ長円形のシールド17Bを、円筒
状シールド17A内に位置するようにし、小シールド17Bを
囲む全ての空間部分にコンデンサ装置２を配置し、これ
によつて静電容量の調整及び電界集中の緩和をより一層
向上することができる。この第５図及び第６図の例のい
ずれ遮断部１側に配置するコンデンサ装置に例えばバン
ド18で緊縛して一括した弧状ユニツト36を用い、遮断部
１を接地タンクのマンホールから点検する場合に、着脱
を容易にしたものである。更に第６図ではコンデンサ装
置２の取付けをより効率的に行えるように２つの弧状ユ
ニツト36と２つの半円状の円弧ユニツト37を対称配置し
て取付けるようにしたものである。

一面が平坦で他方を弧状とした半円状の円弧ユニツト
37は、例えば第７図から第10図に示すように製作する。
すなわち、第７図に示すように両端面に固定用孔35を形
成すると共に軸方向に貫通する複数の貫通穴31を有する
ようにエポキシ樹脂や四弗化エチレン樹脂等で成形した
モールド部材30を用いる。この各貫通穴31には前述した
ように中空絶縁管内に第８図に示すようなコンデンサ素
子28と両端部に導電棒31,32や押圧力にて電気的接続を
良好にするばね34等を配置して各部品を所定位置に保持
した棒状コンデンサをそれぞれ配置したり、或いは中空
絶縁筒を省略した状態で配置して所定位置に保持した
後、両端面の固定用孔35にそれぞれ取付金具14,15を固
定して各収納穴のコンデンサ素子28と電気的に接続する
ように構成して使用する。モールド部材30は、第９図に
示すように同一直径の複数の貫通穴31Aを成形するよう
にしたものを使用したり、第10図に示すように直径の異
なる複数の貫通穴31Aと31Bとを組合せて成形したものを
使用でき、これらの貫通穴31A,31Bに適する大きさのコ
ンデンサ素子を用いて挿入すれば適切な静電容量を持つ
ように調節して作ることができる。

本発明の接地タンク型ガス遮断器は、第12図にその一
例を示すようにして組立てる。すなわち、接地タンク３
の外で遮断部や抵抗装置の固定側及び可動側部品を組立
て、可動側及び固定側にシールド部材16,17をそれぞれ
取付けた後、いずれか一方例えば図の矢印イのように可
動側のコンデンサ装置２を挿入して取付金具14を固定し
てから可動側及び固定側を矢印ロ，ハのように接地タン
ク３内に挿入して所定位置に組立てて位置決めすると共
に、コンデンサ装置２の他端を取付金具15に固定してか
ら、可動側の集電子12に通電導体13を挿入して電気的に
接続したり、固定側導体４にも通電導体（図示せず）を
接続することによつて支障なく組立てることができる。
この図の例では、可動側の集電子12に接地タンク上方か
ら通電導体13を挿入する方式であるが、絶縁支持筒10を
接地タンク３の径方向に設けるときには集電子12及び通
電導体13も軸方向に延びるように設けられる。この第12
図に示す組立方法は分割方式であるが、接地タンク３外
で可動側及び固定側部品の組立てやコンデンサ装置２の
組合せを行なつて一体化してから、接地タンク３内に挿
入して組立てるようにすることもできる。

本発明の他の例である第13図に示すガス遮断器は、シ
ールド部材が分離した円筒状シールド16A,17Aとほぼ長
円形の小シールド16B,17Bを用いる点でのみ第１図及び
第２図に示す実施例と異なつているだけで、他の部分は
ほぼ同一構造になつている。この例ではシールド部材が
分離構造であるので、小シールド16B,17Bの取付けやコ
ンデンサ装置の組立て、更には円筒状シールドの取付け
が簡単になるし、接地タンク３内でも外部での組立の場
合においてもより一層容易に行える。

本発明のガス遮断器は、第14図から第16図に示すよう
に三相一括ガス絶縁開閉装置用にも適用することもでき
る。すなわち、第14図のガス絶縁開閉装置では、操作装
置や機構部の収納箱40の上方に配置する縦形の接地タン
ク３を用いてこの側方に、上部及び下部電路を接続する
開口3A,3Bを形成し、この開口3A,3Bに接続する少なくと
も上部電路42に変流器41を配置した構造であり、上部及
び下部電路42,43の右方は省略して示してある。すなわ
ち、絶縁ガスを充填する縦形の接地タンク３内には、第
15図及び第16図に示す如く固定及び可動接点などを有す
る遮断部１や、上述したようなコンデンサ装置２、更に
抵抗体と抵抗固定及び抵抗可動接触子を有する抵抗装置
19と並列接続した構造物のU,V,W相の三相分を三角形の
頂点に位置するように配置する。図示のこれらの各相分
は、遮断部１や抵抗装置19の配置、更には可動側及び固
定側に用いる円筒状シールド16A,17Aとほぼ長円形の小
シールド16B,17Bからなるシールド部材16,17の形状やコ
ンデンサ装置２の配置についても含めて、既に述べた第
４図の構造のものが用いられている。そして、各相分の
シールド部材16,17の小シールド16B,17の一方の円弧部
を、接地タンク２の内面に対向するように配置している
ので、各遮断部１も接地タンク３側に位置し、しかも遮
断部１を取り囲むようにコンデンサ装置２が配置されて
いるため、電界集中の緩和が図れると同時に遮断時にお
ける各相間の悪影響を防止できる優れた効果を達成でき
る。また、遮断部１が接地タンク１側にあるため、接地
タンク３に設けるマンホール（図示せず）からの点検等
も極めて容易に行える。

〔発明の効果〕

本発明のようにすれば、適切な形状のシールド部材を
用いたので、高電圧で大容量の接地タンク型ガス遮断器
を小形に且経済的に製作することができる。また、コン
デンサ装置は、小シールドの形状を略長円形状に、長円
形状の小シールドと円筒シールドとの間にコンデンサを
配置できるようにし、円筒状シールドを小形化できるよ
うになったので、従来に比べてはるかに多い３倍から５
倍のコンデンサ装置を配置できるので、極部電界緩和が
図れるため、絶縁性能も向上する。更に、コンデンサ装
置には、棒状コンデンサ或いはモールド部材を用いるこ
とができるので、取付けや組立作業も極めて容易に行う
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平配置する接地タンクの部分等を断面して示
す本発明の一実施例である接地タンク型ガス遮断器の要
部斜視図、第２図は第１図のより詳細な内部構造を示す
斜視図、第３図から第６図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ線
から見た遮断部の異なる例を示す断面図、第７図は本発
明に用いるコンデンサスタツクを一部断面して示す概略
図、第８図は並列コンデンサの一例を示す斜視図、第９
図及び第10図はそれぞれコンデンサスタツクの異なる例
を示す側面図、第11図は本発明の遮断部に用いるシール
ドの一例を示す斜視図、第12図は本発明の接地タンク型
ガス遮断器の組立法の例を示す斜視図、第13図は第１図
と異なる本発明の他の実施例である接地タンク型ガス遮
断器を一部断面して示す要部斜視図、第14図は本発明を
適用した縦配置のガス遮断器を用いた三相一括型ガス絶
縁開閉装置の一例を示す概略正面図、第15図は第14図の
ガス遮断器の部分の概略縦断面図、第16図は第15図のXV
I−XVI線の横断面図、第17図は本発明を適用した接地タ
ンク型ガス遮断器の遮断部付近の極間等電位線図、第18
図は投入抵抗付ガス遮断器の結線図である。 １……遮断部、２……コンデンサ装置、３……接地タン
ク、４……固定接触子、７……可動接触子、14,15……
取付金具、16,17……シールド部材、16A,17A……円筒形
シールド、16B,17B……小シールド、19……抵抗装置、2
0……抵抗可動接触子、22……抵抗固定接触子、27……
棒状コンデンサ、28……中空絶縁筒、29……コンデンサ
素子、30……モールド部材、31,31A,31B……貫通穴、35
……固定用孔。

フロントページの続き (72)発明者 筑紫 正範 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒沢 幸夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 斉藤 和弘 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所国分工場内 (56)参考文献 特開 昭58−165233（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−87442（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガスを充填する接地タンク内に固定及
   び可動接触子を有する遮断部と、コンデンサ装置と、抵
   抗体と抵抗固定及び抵抗可動接触子を有する抵抗装置と
   を電気的に並列に接続して配置し、上記遮断部及び抵抗
   装置の両接触子をシールド部で包囲したものにおいて、
   上記対向配置された遮断部及び抵抗装置の固定側及び可
   動側のそれぞれを包囲する円筒状シールドと、それぞれ
   の円筒状シールド対向面中間部より突出し、かつ円筒状
   シールドに支持された遮断器の接触子及び抵抗装置を包
   囲する一対の長円形状の小シールドと、該長円形状の小
   シールドと円筒状シールドとの間に配置され対向する円
   筒状シールド間にまたがるコンデンサと、を備えたこと
   を特徴とする接地タンク型ガス遮断器。
2. 【請求項２】互いに対向する円筒状シールドの先端部を
   コンデンサ装置の側端部近傍に設けることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の接地タンク型ガス遮断器。
3. 【請求項３】上記円筒状シールドと小シールドとを取外
   し自在に構成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の接地タンク型ガス遮断器。