JP2610291B2

JP2610291B2 - ガス絶縁電気装置

Info

Publication number: JP2610291B2
Application number: JP63060739A
Authority: JP
Inventors: 哲雄吉田; 巖大島; 信男正木; 寛人神津; 喜久雄松沢; 邦彦高木; 充彦小山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH01234004A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、ガス絶縁電気装置に係り、特に絶縁媒体と
して六弗化硫黄ガス（SF6ガス）を用いたガス絶縁電気
装置に関する。

（従来の技術）閉鎖配電盤は、密閉容器の内部に遮断器、その他の電
気機器が据付けられ屋内外の配電設備機器として広く採
用されている。この閉鎖配電盤は、据付け場所の有効活
用、電気設備機器の小形化等の要請によりコンパクト化
されている。そのため各電気機器、接続導体等の絶縁媒
体として空気を使用するものに替って、絶縁性の高い六
弗化硫黄ガス（以下SF6ガスと言う）が採用されてい
る。

このSF6ガスを封入した閉鎖配電盤10は、一般には、
第７図に示すよなものであって、扉11を有する密閉容器
12の内部に遮断器13、断路器14、母線15、断路器14や母
線15等を支持する有機絶縁体のがいし16、ケーブルヘッ
ド17が近接して据付けられ、それら各機器が接続導体18
によって接続されている。そのため密閉容器12と遮断器
13等の電気機器との間あるいは各電気機器相互間の距離
が接近し、これら接近部の絶縁の強化が必要になってい
る。特に、各電気機器を接続する接続導体等には鋭角部
19ができてしまい、これと電気機器とのあいだに不平等
電界を生じ絶縁性能を損なう等の問題がある。ここで20
は、密閉容器12の中の水分を取除く水分吸着剤である。

また、このような閉鎖配電盤10は、厳しい温度条件、
例えば寒冷地や製鉄所等の高温の場所で使用されるので
これらの条件においても有機絶縁物を使用するがいし等
の絶縁物が劣化しないようにする必要もある。

また、上記閉鎖配電盤10の密閉容器12内にSF6ガスを
封入するには、容器内を一旦真空引きにより真空状態と
した後、SF6ガスを供給する方法もあるが、この種装置
においては容器がほぼ直方体で薄鋼板によって形成して
あるため、真空引きが困難であり、空気とSF6ガスとの
ガス置換方式が一般に用いられる。

即ち、第８図に示すように、密閉容器12の側壁12aに
は、パイプ22、23、バルブ24、25、パイプ26、27を介し
てガス置換装置28が接続される。このガス置換装置28に
はパイプ29を介してガスボンベ30が連結されている。こ
こで31は、空気の放出バルブである。

そこで、バルブ24、25、放出バルブ31を開いてからガ
ス置換装置28を運転し、ガスボンベ30のSF6ガスをガス
置換装置28まで導く。次に、このSF6ガスをバルブ24を
介して密閉容器12の内部まで送り、これにより密閉容器
12の内部を内部空気とSF6ガスとの高圧の混合ガスにさ
せる。この高圧の混合ガスは、パイプ23、バルブ25、パ
イプ27を介してガス置換装置28に導かれる。このガス置
換装置28には、図示していないが冷却器のようなSF6ガ
スと空気との分離装置が設けられており、分離されたSF
6ガスは、前記ガスボンベ30のSF6ガスとともにバルブ24
を介して密閉容器12に再び送り込まれ、また、空気は、
放出バルブ31を介して大気に放出される。このようにし
て順次密閉容器12の内部空気はSF6ガスがほぼ大気圧で
封入され、密閉容器12の内部のSF6ガスが、ほぼ90％程
度になるまで行われる。

ところが、このSF6ガスの量を約90％で置換操作を終
えるのは、これ以上すると時間がかかることと、密閉容
器12の内部には電気機器等があるため完全に空気と置換
ができないことおよびこの混合割合いが空気の絶縁耐電
圧の約３倍になる等の理由による。

このように、この密閉容器12の内部には、ガス置換後
においてもなお空気が残存し、その中に含まれる酸素に
より機器の接続導体等が酸化され、これが劣化される等
の問題がある。

（発明が解決しようとする課題）密閉容器12の内部に配置される遮断器13等の電気機器
との不平等電界を防止するためには、密閉容器12の内部
で遮断器12等の据付け場所を見直したり、機器や接続導
体の鋭角部を無くしたり、あるいは不平等電界が発生す
る部分に等電位のシールドを設ける等の対策が考えられ
る。しかし、このようにすると機器が大きくなり、結果
的には密閉容器12、即ち閉鎖配電盤10が大きくなり、こ
のコンパクト化の要請は満たされない。

また、電気機器に使用される絶縁性の維持には、絶縁
性の劣化させる気体、たとえば酸素を除去する必要があ
る。さらに接続導体18等の酸化を防止するにも酸素の除
去が必要である。

本発明は、以上の要望から絶縁電圧の向上と絶縁物の
劣化を防止するようにしたガス絶縁電気装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、密閉容器内に電気機器を配設するとともに
六弗化硫黄ガス（SF6ガス）を空気と置換しながら封入
するガス置換装置を設けたガス絶縁電気装置において、ガス置換装置のガス供給路に酸素吸着剤を装着したフ
ィルタを介在させるとともに密閉容器の内壁に酸素吸着
剤を取り付けたものでる。

（作用）ガス置換装置から密閉容器へのガス供給路に酸素吸着
剤を装着したフィルタを介在させるとともに密閉容器の
内部に酸素吸着剤を取り付けたから密閉容器の内部の酸
素を0.1〜0.2％までほぼ零に近い値まで低下させる。

これにより密閉容器に配設される電気機器を低温、例
えば、−50℃以下の寒冷地あるいは低い温度場所で使用
する場合のフラッシュオーバ電圧を著しく上昇させる。

また、電気機器の高温、例えば、320℃以上で使用す
る場合の電気機器の絶縁物の有機成分の減量を防止する
ことができる。

（実施例）以下図面について本発明ガス絶縁電気機器の一実施例
を説明する。

第１図において、閉鎖配電盤10の密閉容器12の内部構
造は、第７図および第８図で説明したものとほぼ同一で
あるのでその詳細な説明を省略し、本発明に係るものに
ついて説明する。この密閉容器12の後部の内側壁12bで
あって前記遮断器13等の邪魔にならない箇所に水分吸着
剤20と酸素吸着剤41が取付けられている。

この密閉容器12にSF6ガスを封入する方法は、第８図
で説明したガス置換法等により行い、SF6ガスが約90％
になるまで行われる。この状態においては密閉容器12の
内部に空気が10％ほど残される。この空気には、一般
に、酸素が21％含まれているので、密閉容器12の内部で
は10％×21％＝2.1％の酸素が含まれることになる。

この密閉容器12においては水分吸着剤20によって、密
閉容器12の内壁、遮断器13等の電気機器の外壁あるいは
SF6ガス媒体中の水分が吸着される。また、本発明では
特に酸素吸着剤41が密閉容器12に取付けられているの
で、密閉容器12の内部の酸素が時間の経過とともに低減
される。この関係は、第３図に示される酸素濃度（％）
と経過月数特性で明らかである。この特性によると３〜
５日経過すると酸素濃度が0.1〜0.2％に減少させられ、
10％の空気に含まれている酸素をほとんどなくすことが
できる。

また、第２図に示した閉鎖配電盤10は、第８図で説明
したものとほぼ同様である。この閉鎖配電盤10の密閉容
器12に連結されるガス置換装置28と密閉容器12のガス入
口部に設けてあるバルブ24との間に酸素吸着剤（図示せ
ず）を内臓したフィルタ51が設けらている。

上記密閉容器12の内部の空気とSF6ガスとの置換は、
前記第８図で説明したと通りであるが、本発明では酸素
吸着剤を内臓したフィルタ51がこの置換経路中に介在さ
れているので、空気とSF6ガスとの置換中において酸素
が吸着され、密閉容器51の内部には酸素のないSF6ガス
が封入される。

このようにして酸素を減少させた密閉容器の特性、例
えばフラッシオーバ電圧、有機成分の減量率につき模擬
テストを行った。

テストは、密閉容器（図示せず）の内部に直径1mmの
半球状の棒電極55とその棒電極55から20mmの下方に平板
状電極56を配置する（第４図参照）とともにこの密閉容
器に不活性ガスである窒素ガスを封入する。この状態で
酸素を０％から0.5％、１％と順次その量を増加して温
度とフラッシオーバ電圧特性を測定した。この結果は、
第５図に示す通りで０％（ａ特性）、0.5％（ｂ特性）
および１％（ｃ特性）の特性が得られ常温から−50℃付
近までは酸素の影響はほとんどなかったが、この温度が
−50℃以下の低温になると酸素の量が少ないほどフラッ
シオーバ電圧を上昇させることがわかった。そのためこ
の閉鎖配電盤10を寒冷地や低温度において使用するとき
に有効である。

また、同様にして密閉容器にエポキシ樹脂絶縁物を入
れ、これに空気とSF6ガスとを交互に封入して温度対有
機成分の減量率を測定し、第６図に示すよう結果がえら
れた。この結果、空気中のものはａ特性となり、SF6ガ
ス中のものはｂ特性となり、空気中のものは温度がほぼ
230℃から有機成分の減量が始まり350℃では有機成分の
減量が急激に大きくなった。これに対してSF6ガスでは
温度が約320℃から有機成分の減量が始まり430℃になる
とようやく有機成分の減量が大きくなることがわかっ
た。

上記２つのテスト結果から明らかなように酸素が少な
いと低温時の耐電圧特性が向上し、高温時では有機成分
の減量を少なくさせることができる。

そのため本発明では、密閉容器にSF6ガスを封入する
ときフィルタにより酸素が吸着され、また密閉容器中で
は酸素吸薬剤により酸素が吸着されるから、密閉容器の
内部の酸素を少なくでき、低温時の耐電圧の向上により
不平等電界が防止され、高温時の有機物質の減量により
がいし等の有機物質を使用する絶縁体の絶縁特性を損な
うことがない。

なお、上記実施例では、密閉容器に酸素吸薬剤を取付
けたものとSF6ガスを封入するときフィルタにより酸素
を吸着するものについて述べたが、これら酸素吸薬剤と
フィルタを同一の装置に取付け、封入時と使用時に酸素
を吸着するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、密閉容器内に電気機器を配設するとともに
六弗化硫黄ガス（SF6ガス）を空気と置換しながら封入
するガス置換装置を設けたガス絶縁電気装置において、
ガス置換装置のガス供給路に酸素吸着剤を装着したフィ
ルタを介在させるとともに密閉容器の内壁に酸素吸着剤
を取り付けたから、ガス供給路中の酸素吸着剤および密
閉容器の内部の酸素吸着剤により酸素を0.1〜0.2％まで
低下させることができる。

そのため、ガス絶縁電気装置を−50℃以下の寒冷地あ
るいは温度が低い場所で使用した場合の電気機器のフラ
ッシュオーバ電圧を著しく上昇させるとともに320℃以
上の高温で使用する場合の電気機器の絶縁物の有機成分
の減量を防止することができる。

さらに、密閉容器中には酸素が限りなく少なくなった
ので、電気機器の接続導体等が酸化されることがなくな
るばかりか接続導体にメッキを施す必要がなくなり電気
機器を安価に制作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のガス絶縁電気機器の主要部を示す断
面図、第２図は、他のガス絶縁電気機器の主要部を示す
断面図、第３図は、密閉容器に酸素吸着剤を取付けた場
合の酸素濃度と経過月数との関係を示す特性図、第４図
は、本発明の特性を模擬テストするための説明図、第５
図および第６図は、第４図の模擬テスト装置により得ら
れた温度とフラッシオーバ電圧および温度対有機成分の
減量率を示す特性図、第７図および第８図は、従来のガ
ス絶縁電気機器の主要部を示す断面図である。 10……ガス絶縁電気機器、11……扉、12……密閉容器、
13……遮断器、14……断路器、15……母線、16……がい
し、17……ケーブルヘッド、18……接続導体、19……鋭
角部、20……水分吸着剤、24、25……バルブ、28……ガ
ス置換装置、30……ガスボンベ、31……放出バルブ、41
……酸素吸着剤、51……フィルタ、55……棒電極、56…
…平板状電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神津寛人東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内 (72)発明者松沢喜久雄東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内 (72)発明者高木邦彦東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内 (72)発明者小山充彦東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に電気機器を配設するとともに
六弗化硫黄ガス（SF6ガス）を空気と置換しながら封入
するガス置換装置を設けたガス絶縁電気装置において、ガス置換装置のガス供給路に酸素吸着剤を装着したフィ
ルタを介在させるとともに密閉容器の内壁に酸素吸着剤
を取り付けたことを特徴とするガス絶縁電気装置。