JP2639251B2 - 真空開閉装置 - Google Patents
真空開閉装置Info
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Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁媒体を密封する
容器内に真空スイッチ管（以後ＶＳＴと書く）を収納し
た真空開閉装置に関するものである。
容器内に真空スイッチ管（以後ＶＳＴと書く）を収納し
た真空開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８(a),(b) は定格電圧12kV、定格の全
開極距離ＬS ＝８mmの遮断器用真空開閉装置の全開極状
態を示す図で、図８(a) は上面図、図８(b) は側面図で
ある。図において１は、絶縁媒体であるSF6 ガス２を密
封する容器であって、一般にキュービクルと呼ばれ、内
部にＶＳＴ３、その他図示しない高電圧機器を収納して
いる。SF6 ガスの封入圧力は、容器を負圧にしないため
一般に大気圧以上であり、またＶＳＴ３の図示しないベ
ローズの特性との関係から最高２気圧以下が用いられ
る。3a,3b はＶＳＴ３の固定電極、可動電極で、ＬS は
全開極距離または全開極位置を表わす。4a,4b はケーブ
ルヘッドで、それぞれ固定電極3a、可動電極3bと電気的
に接続され、密封容器１外部の大気７側に引出されてい
る。８は真空開閉装置のフレーム、10はこのフレーム８
に設けられ、可動電極3bを開閉動作するための操作機構
である。開極動作の場合は、図示しない開放ばねのばね
力がピン11に加わり、駆動レバー12が駆動するシャフト
13を回転中心として回動し、この駆動レバー12の回動力
が継手14を介して主レバー15に伝達され、主レバー15は
主シャフト16の中心を回転中心として主シャフト16とと
もに回動する。この主シャフト16の回動によって可動電
極3bは閉極位置から全開極位置まで移動し、前記の全開
極距離ＬS に保持される。17は主シャフト16の回動を自
在にするとともに、SF6 ガス２と大気７とを隔離するガ
スシールである。尚、閉極動作は図示しない別の閉極ば
ねのばね力が主シャフト16に伝達されて、可動電極3bを
閉極させる。通常使用状態では、開・閉動作はともに高
速で行われ、可動電極3bの停止位置は閉極位置または全
開極位置ＬS の２位置に限られ、途中の中間開極位置で
停止することはできない構造になっている。
開極距離ＬS ＝８mmの遮断器用真空開閉装置の全開極状
態を示す図で、図８(a) は上面図、図８(b) は側面図で
ある。図において１は、絶縁媒体であるSF6 ガス２を密
封する容器であって、一般にキュービクルと呼ばれ、内
部にＶＳＴ３、その他図示しない高電圧機器を収納して
いる。SF6 ガスの封入圧力は、容器を負圧にしないため
一般に大気圧以上であり、またＶＳＴ３の図示しないベ
ローズの特性との関係から最高２気圧以下が用いられ
る。3a,3b はＶＳＴ３の固定電極、可動電極で、ＬS は
全開極距離または全開極位置を表わす。4a,4b はケーブ
ルヘッドで、それぞれ固定電極3a、可動電極3bと電気的
に接続され、密封容器１外部の大気７側に引出されてい
る。８は真空開閉装置のフレーム、10はこのフレーム８
に設けられ、可動電極3bを開閉動作するための操作機構
である。開極動作の場合は、図示しない開放ばねのばね
力がピン11に加わり、駆動レバー12が駆動するシャフト
13を回転中心として回動し、この駆動レバー12の回動力
が継手14を介して主レバー15に伝達され、主レバー15は
主シャフト16の中心を回転中心として主シャフト16とと
もに回動する。この主シャフト16の回動によって可動電
極3bは閉極位置から全開極位置まで移動し、前記の全開
極距離ＬS に保持される。17は主シャフト16の回動を自
在にするとともに、SF6 ガス２と大気７とを隔離するガ
スシールである。尚、閉極動作は図示しない別の閉極ば
ねのばね力が主シャフト16に伝達されて、可動電極3bを
閉極させる。通常使用状態では、開・閉動作はともに高
速で行われ、可動電極3bの停止位置は閉極位置または全
開極位置ＬS の２位置に限られ、途中の中間開極位置で
停止することはできない構造になっている。
【０００３】次に、ＶＳＴ電極間の放電開始電圧特性を
図９について説明する。図９は全開極距離ＬS を８mmと
して、ＶＳＴ内部圧力Ｐを10-4Torr以下の高真空から大
気圧（760 Torr）以上の高気圧まで変化させたときのＶ
ＳＴ極間の放電開始電圧Ｖの変化を示したもので、一般
にパッシェン曲線と呼ばれている。ＶＳＴの限界真空度
は、真空開閉装置の定格電圧3.6 〜36kVに対応してやや
異なるが、ほぼＰ＝10-3Torrのオーダで、圧力がそれ以
上になると耐電圧、遮断性能を満足しなくなる。従来大
気中で使用されるＶＳＴにおいては、真空良否判定する
ための耐電圧試験電圧Ｖ1 はこの限界真空度から空気大
気圧までをカバーできる電圧値が採用され、定格電圧12
kV用には20kVが標準とされている。しかし、ＶＳＴをSF
6 ガス中で使用する場合、パッシェン・ミニマム点から
左側の低気圧側では空気よりも放電開始電圧が低いの
で、試験電圧Ｖ1 により真空良否判定できて問題はな
い。しかも、図中に示したようにSF6 ガスの高気圧領域
では試験電圧Ｖ1 よりも放電開始電圧が上回るので、真
空良否判定はできない。特に大気圧よりも高い圧力ＰT
では放電が起っても高真空との判別ができない。電圧Ｖ
2 は、この電圧を印加するとＶＳＴ極間以外の部分で放
電して真空開閉装置の絶縁物を脅かすので、印加しては
ならない課電制限電圧である。従って、SF6 ガスが密閉
される容器内１にＶＳＴ３を収納した真空開閉装置で、
仮に真空洩れを起してＶＳＴ内に密封容器１内の封入圧
力ＰT のSF6 ガスが充満した場合は、従来広く普及して
いる標準の耐電圧試験法を採用できず、特別の工夫が必
要である。
図９について説明する。図９は全開極距離ＬS を８mmと
して、ＶＳＴ内部圧力Ｐを10-4Torr以下の高真空から大
気圧（760 Torr）以上の高気圧まで変化させたときのＶ
ＳＴ極間の放電開始電圧Ｖの変化を示したもので、一般
にパッシェン曲線と呼ばれている。ＶＳＴの限界真空度
は、真空開閉装置の定格電圧3.6 〜36kVに対応してやや
異なるが、ほぼＰ＝10-3Torrのオーダで、圧力がそれ以
上になると耐電圧、遮断性能を満足しなくなる。従来大
気中で使用されるＶＳＴにおいては、真空良否判定する
ための耐電圧試験電圧Ｖ1 はこの限界真空度から空気大
気圧までをカバーできる電圧値が採用され、定格電圧12
kV用には20kVが標準とされている。しかし、ＶＳＴをSF
6 ガス中で使用する場合、パッシェン・ミニマム点から
左側の低気圧側では空気よりも放電開始電圧が低いの
で、試験電圧Ｖ1 により真空良否判定できて問題はな
い。しかも、図中に示したようにSF6 ガスの高気圧領域
では試験電圧Ｖ1 よりも放電開始電圧が上回るので、真
空良否判定はできない。特に大気圧よりも高い圧力ＰT
では放電が起っても高真空との判別ができない。電圧Ｖ
2 は、この電圧を印加するとＶＳＴ極間以外の部分で放
電して真空開閉装置の絶縁物を脅かすので、印加しては
ならない課電制限電圧である。従って、SF6 ガスが密閉
される容器内１にＶＳＴ３を収納した真空開閉装置で、
仮に真空洩れを起してＶＳＴ内に密封容器１内の封入圧
力ＰT のSF6 ガスが充満した場合は、従来広く普及して
いる標準の耐電圧試験法を採用できず、特別の工夫が必
要である。
【０００４】図９で、全開極距離ＬS よりも小さい開極
距離にした場合の特性はＶ字形曲線全体が右側にほぼ水
平移動するので、SF6 ガスの特性はＬS ＝８mmの空気の
特性に近付く。その上で従来のSF6 ガスの封入圧力ＰT
を下げて大気圧に近付けるか、あるいはＶＳＴの電極を
工夫して小開極距離での高真空耐電圧を高く維持しつつ
SF6 ガス耐電圧を下げるなどの手段によって従来標準の
耐電圧試験法を採用できる可能性が考えられる。
距離にした場合の特性はＶ字形曲線全体が右側にほぼ水
平移動するので、SF6 ガスの特性はＬS ＝８mmの空気の
特性に近付く。その上で従来のSF6 ガスの封入圧力ＰT
を下げて大気圧に近付けるか、あるいはＶＳＴの電極を
工夫して小開極距離での高真空耐電圧を高く維持しつつ
SF6 ガス耐電圧を下げるなどの手段によって従来標準の
耐電圧試験法を採用できる可能性が考えられる。
【０００５】図10は従来、大気中で使用されるＶＳＴの
耐電圧試験法を示す試験回路図で、真空開閉装置の使用
現場で簡便・確実に真空良否判定ができるので広く普及
している。図10において同一符号は図８〜図９と同等を
示す。30は試験装置で高圧トランス31と、ＶＳＴが極間
放電すればこれを検出する電流計32からなり、33は交流
電源である。今、ＶＳＴ３の真空良否を試験する場合
は、真空開閉装置を使用中の電路から切離して、全開極
距離のＬS の開極状態で試験装置30に接続し、両電極3
a,3b 間に試験電圧Ｖ1 ＝20kVを印加したときの、極間
放電の有または無を電流計32により検知して、真空は不
良または良と判定する。しかし、SF6 ガス中で使用され
るＶＳＴでは前述のように真空良否の判定できない圧力
範囲がある。また、特開昭62-208521 号公報で提案され
る方法は、ＶＳＴ極間に一定の高電圧を印加しておき、
極間放電が起る回数を一定時間にわたって測定し、単位
時間当たりの放電回数の経過時間に対する変化を観測し
て、時間的減少または増大のパターンに対応して真空は
良または不良と判定する。しかしこの方法も繁雑で熟練
を要する欠点があった。
耐電圧試験法を示す試験回路図で、真空開閉装置の使用
現場で簡便・確実に真空良否判定ができるので広く普及
している。図10において同一符号は図８〜図９と同等を
示す。30は試験装置で高圧トランス31と、ＶＳＴが極間
放電すればこれを検出する電流計32からなり、33は交流
電源である。今、ＶＳＴ３の真空良否を試験する場合
は、真空開閉装置を使用中の電路から切離して、全開極
距離のＬS の開極状態で試験装置30に接続し、両電極3
a,3b 間に試験電圧Ｖ1 ＝20kVを印加したときの、極間
放電の有または無を電流計32により検知して、真空は不
良または良と判定する。しかし、SF6 ガス中で使用され
るＶＳＴでは前述のように真空良否の判定できない圧力
範囲がある。また、特開昭62-208521 号公報で提案され
る方法は、ＶＳＴ極間に一定の高電圧を印加しておき、
極間放電が起る回数を一定時間にわたって測定し、単位
時間当たりの放電回数の経過時間に対する変化を観測し
て、時間的減少または増大のパターンに対応して真空は
良または不良と判定する。しかしこの方法も繁雑で熟練
を要する欠点があった。
【０００６】一般に６年毎に実施される真空開閉装置の
定期点検においては、真空良否判定のほかにＶＳＴの電
極消耗量、電極接触抵抗、三相のＶＳＴの開閉不揃など
の点検も必要である。真空開閉装置は高機能・多機能化
する程、点検の高信頼化が要求されるが、密封容器１に
収納されてＶＳＴ３が外部から直接観察も触れることも
できない装置では特にその要求が強く、またケーブルヘ
ッド4a,4b の絶縁物の脱着作業もわずらわしいので、点
検時に作業性が優れた真空開閉装置の開発が望まれてい
る。更に、定期点検周期の延長化の要請から、たとえ極
微量の真空洩れが起ったとしても真空耐用寿命の長い真
空開閉装置の出現が強く期待されている。
定期点検においては、真空良否判定のほかにＶＳＴの電
極消耗量、電極接触抵抗、三相のＶＳＴの開閉不揃など
の点検も必要である。真空開閉装置は高機能・多機能化
する程、点検の高信頼化が要求されるが、密封容器１に
収納されてＶＳＴ３が外部から直接観察も触れることも
できない装置では特にその要求が強く、またケーブルヘ
ッド4a,4b の絶縁物の脱着作業もわずらわしいので、点
検時に作業性が優れた真空開閉装置の開発が望まれてい
る。更に、定期点検周期の延長化の要請から、たとえ極
微量の真空洩れが起ったとしても真空耐用寿命の長い真
空開閉装置の出現が強く期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＶＳＴをSF6 ガス中で
使用する従来の真空開閉装置は以上のように構成されて
いるので、真空洩れを生じた場合、簡便・確実で従来広
く普及している耐電圧試験法では真空良否判定のできな
い圧力範囲があって、試験電圧を高くするとＶＳＴ極間
以外で放電が起って絶縁物を損傷する恐れがあり、しか
も高真空の正常ＶＳＴとＶＳＴ内にSF6 ガスが充満した
不良ＶＳＴの極間放電開始電圧が同程度なので良否判定
ができない。特別の試験回路を用いても試験法が繁雑で
熟練を要する。また真空良否のほか各種点検の際に、そ
の都度ケーブルヘッドの絶縁物の脱着を要するなど点検
時の作業性が劣るなどの問題点があった。
使用する従来の真空開閉装置は以上のように構成されて
いるので、真空洩れを生じた場合、簡便・確実で従来広
く普及している耐電圧試験法では真空良否判定のできな
い圧力範囲があって、試験電圧を高くするとＶＳＴ極間
以外で放電が起って絶縁物を損傷する恐れがあり、しか
も高真空の正常ＶＳＴとＶＳＴ内にSF6 ガスが充満した
不良ＶＳＴの極間放電開始電圧が同程度なので良否判定
ができない。特別の試験回路を用いても試験法が繁雑で
熟練を要する。また真空良否のほか各種点検の際に、そ
の都度ケーブルヘッドの絶縁物の脱着を要するなど点検
時の作業性が劣るなどの問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、圧力および絶縁耐力がともに大
気圧空気よりも高い絶縁媒体を密封する容器内にＶＳＴ
を収納した真空開閉装置の据付現場で真空良否や電極消
耗、電極開閉不揃など各種の点検試験が簡便・確実にで
きて点検作業性が優れるとともに、仮に極微量の真空洩
れが起ったとしても真空耐用寿命の長い真空信頼性の高
い真空開閉装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、圧力および絶縁耐力がともに大
気圧空気よりも高い絶縁媒体を密封する容器内にＶＳＴ
を収納した真空開閉装置の据付現場で真空良否や電極消
耗、電極開閉不揃など各種の点検試験が簡便・確実にで
きて点検作業性が優れるとともに、仮に極微量の真空洩
れが起ったとしても真空耐用寿命の長い真空信頼性の高
い真空開閉装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る絶縁媒体
を密封する容器内に開極距離１mmで交流電圧20kV以上の
真空絶縁耐力を有するＶＳＴを収納した真空開閉器は、
圧力および絶縁耐力が大気圧空気よりも高い上記絶縁媒
体がＶＳＴ内に充満したときのＶＳＴ極間の絶縁耐力は
開極距離１mm以上で交流電圧20kV未満となる圧力を最高
圧力とし、且つ操作機構に、開極距離が全開極位置から
閉極位置まで縮小自在の開極距離調整装置を備えたもの
である。また、SF6 ガスよりも分子量の小さいガスとSF
6 ガスとの混合ガスで絶縁媒体を構成し、混合ガス中の
SF6 ガスの分圧を大気圧以下に限定したものである。
を密封する容器内に開極距離１mmで交流電圧20kV以上の
真空絶縁耐力を有するＶＳＴを収納した真空開閉器は、
圧力および絶縁耐力が大気圧空気よりも高い上記絶縁媒
体がＶＳＴ内に充満したときのＶＳＴ極間の絶縁耐力は
開極距離１mm以上で交流電圧20kV未満となる圧力を最高
圧力とし、且つ操作機構に、開極距離が全開極位置から
閉極位置まで縮小自在の開極距離調整装置を備えたもの
である。また、SF6 ガスよりも分子量の小さいガスとSF
6 ガスとの混合ガスで絶縁媒体を構成し、混合ガス中の
SF6 ガスの分圧を大気圧以下に限定したものである。
【００１０】
【作用】この発明における真空開閉装置は、開極距離を
ＶＳＴ定格の全開極距離よりも縮小自在の開極距離調整
装置を設けることにより、縮小開極状態で従来広く普及
している20kV耐電圧試験法を適用して真空良否判定がで
きるようにするとともに、更に縮小開極１mmにおける高
真空ＶＳＴの耐電圧下限と絶縁媒体が充満したＶＳＴの
耐電圧上限とを限定することにより上記の真空良否判定
をより簡便・確実にできるようにする。また、絶縁媒体
をSF6 ガスより分子量の小さいガスとSF6 ガスとの混合
ガスにするとともに、混合ガス中のSF6 ガスの分圧を大
気圧以下に限定することにより、放電開始電圧とＶＳＴ
内部圧力との関係曲線におけるパッシェン・ミニマム点
より低気圧側の絶縁耐力を向上し、SF6 ガス中で使用さ
れるＶＳＴの限界真空度10-4Torrを大気中使用のＶＳＴ
の限界真空度10-3Torrに近付けるように拡大する。
ＶＳＴ定格の全開極距離よりも縮小自在の開極距離調整
装置を設けることにより、縮小開極状態で従来広く普及
している20kV耐電圧試験法を適用して真空良否判定がで
きるようにするとともに、更に縮小開極１mmにおける高
真空ＶＳＴの耐電圧下限と絶縁媒体が充満したＶＳＴの
耐電圧上限とを限定することにより上記の真空良否判定
をより簡便・確実にできるようにする。また、絶縁媒体
をSF6 ガスより分子量の小さいガスとSF6 ガスとの混合
ガスにするとともに、混合ガス中のSF6 ガスの分圧を大
気圧以下に限定することにより、放電開始電圧とＶＳＴ
内部圧力との関係曲線におけるパッシェン・ミニマム点
より低気圧側の絶縁耐力を向上し、SF6 ガス中で使用さ
れるＶＳＴの限界真空度10-4Torrを大気中使用のＶＳＴ
の限界真空度10-3Torrに近付けるように拡大する。
【００１１】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は開極距離調整装置を備えた真空開閉装置を
示し、(a) は上面図、(b) は側面図である。図２は開極
距離調整装置の斜視図である。図３(a) は実施例１の電
極Ａを示す縦断面図である。図４は放電開始電圧と開極
距離との関係図である。図中の同一符号は従来例の図８
〜図10と同等である。まず図１は定格電圧12kVの遮断器
用の真空開閉装置であり、密封容器１内に絶縁媒体であ
るSF6 ガスが従来例図８の圧力ＰT よりも低く、大気圧
以上の圧力ＰS で密封されており、定格の全開極距離Ｌ
Sは８mmであるが、図１では点検試験のため縮小開極距
離Ｌ＝ＬV〜ＬG に調整完了状態を示してある。操作機
構10には開極距離を全開極位置から閉極位置まで縮小自
在の開極距離調整装置20が設けられている。
する。図１は開極距離調整装置を備えた真空開閉装置を
示し、(a) は上面図、(b) は側面図である。図２は開極
距離調整装置の斜視図である。図３(a) は実施例１の電
極Ａを示す縦断面図である。図４は放電開始電圧と開極
距離との関係図である。図中の同一符号は従来例の図８
〜図10と同等である。まず図１は定格電圧12kVの遮断器
用の真空開閉装置であり、密封容器１内に絶縁媒体であ
るSF6 ガスが従来例図８の圧力ＰT よりも低く、大気圧
以上の圧力ＰS で密封されており、定格の全開極距離Ｌ
Sは８mmであるが、図１では点検試験のため縮小開極距
離Ｌ＝ＬV〜ＬG に調整完了状態を示してある。操作機
構10には開極距離を全開極位置から閉極位置まで縮小自
在の開極距離調整装置20が設けられている。
【００１２】図１、図２において21は中央部に穴を有し
フレーム８に当接する当板、22は中央部にめねじを有し
操作機構10の一部である駆動レバー12に固定されている
ピン11を引掛けるためのフック、23は当板21の穴を貫通
しフック22のめねじと係合するボルトである。このボル
ト23を右回転させるとフック22が当板21に近付くように
引寄せられ、従ってピン11、駆動レバー12および駆動シ
ャフト13が駆動シャフト13の中心を回転中心として回動
することによって、図８で記述したと同様にして主シャ
フト16に回動力が伝達されて、可動電極3bを閉極方向に
移動させることができる。逆にボルト23を左回転させる
と図８と同様に開放ばね力がピン11に作用しているので
可動電極3bは開極方向に移動する。この開極距離調整装
置20は開極距離を精密に微調整できるもので、予じめボ
ルト23の回転数Ｎと開極距離Ｌの変化との関係を較正し
ておき、テスターで可動電極3bと固定電極3aとの導通を
みながら導通がなくなったところを開極距離Ｌ＝０mmと
して、開極距離Ｌが後述する縮小開極距離ＬV とＬG の
中間値になるようにボルト23を左回転させて調整が完了
する。
フレーム８に当接する当板、22は中央部にめねじを有し
操作機構10の一部である駆動レバー12に固定されている
ピン11を引掛けるためのフック、23は当板21の穴を貫通
しフック22のめねじと係合するボルトである。このボル
ト23を右回転させるとフック22が当板21に近付くように
引寄せられ、従ってピン11、駆動レバー12および駆動シ
ャフト13が駆動シャフト13の中心を回転中心として回動
することによって、図８で記述したと同様にして主シャ
フト16に回動力が伝達されて、可動電極3bを閉極方向に
移動させることができる。逆にボルト23を左回転させる
と図８と同様に開放ばね力がピン11に作用しているので
可動電極3bは開極方向に移動する。この開極距離調整装
置20は開極距離を精密に微調整できるもので、予じめボ
ルト23の回転数Ｎと開極距離Ｌの変化との関係を較正し
ておき、テスターで可動電極3bと固定電極3aとの導通を
みながら導通がなくなったところを開極距離Ｌ＝０mmと
して、開極距離Ｌが後述する縮小開極距離ＬV とＬG の
中間値になるようにボルト23を左回転させて調整が完了
する。
【００１３】この開極距離調整装置20は操作機構10から
脱着可能で、真空良否の判定試験のほか、真空不良と判
定した場合はそのＶＳＴの圧力が図９のパッシェン曲線
上の低気圧側か、高気圧側であるかの判別に用いたり、
電極消耗量の測定、あるいは三相間の電極開閉不揃など
の各種の点検試験に用いるので、通常の真空開閉装置の
使用状態では取外しておくことができる。図２に示す補
助ばね24をボルト23に挿入して装着すれば、補助ばね24
のばね力でフック22を当板21から遠ざけて、通常使用状
態でピン11、駆動レバー12の回動動作を妨げることはな
く、点検試験の都度、開極距離調整装置20を着脱する必
要はない。尚、開極距離調整装置による開極位置の変更
可能範囲は、必要に応じて、定格の全開極距離よりも大
きくすることができる。
脱着可能で、真空良否の判定試験のほか、真空不良と判
定した場合はそのＶＳＴの圧力が図９のパッシェン曲線
上の低気圧側か、高気圧側であるかの判別に用いたり、
電極消耗量の測定、あるいは三相間の電極開閉不揃など
の各種の点検試験に用いるので、通常の真空開閉装置の
使用状態では取外しておくことができる。図２に示す補
助ばね24をボルト23に挿入して装着すれば、補助ばね24
のばね力でフック22を当板21から遠ざけて、通常使用状
態でピン11、駆動レバー12の回動動作を妨げることはな
く、点検試験の都度、開極距離調整装置20を着脱する必
要はない。尚、開極距離調整装置による開極位置の変更
可能範囲は、必要に応じて、定格の全開極距離よりも大
きくすることができる。
【００１４】開極距離Ｌを、ＬVとＬGの中間の距離ＬV
＜Ｌ≦ＬGの状態に調整した真空開閉装置を、図10と同
様に従来と同じ耐電圧試験器30に接続し、従来と同じく
試験電圧Ｖ1＝20kVを印加する。ＶＳＴ３が正常で高真
空であれば極間放電は起らず、従って電流計32には高圧
トランス31の僅かな励磁電流のみが流れる。若しも、Ｖ
ＳＴ３が不良でＳＦ6ガスが充満している状態であれ
ば、極間放電が起って電流計32には高圧トランス31の短
絡電流が流れる。短絡電流は励磁電流に比べて桁違いに
大きいので、ＶＳＴ３の極間放電の有無が明確に判断で
きる。
＜Ｌ≦ＬGの状態に調整した真空開閉装置を、図10と同
様に従来と同じ耐電圧試験器30に接続し、従来と同じく
試験電圧Ｖ1＝20kVを印加する。ＶＳＴ３が正常で高真
空であれば極間放電は起らず、従って電流計32には高圧
トランス31の僅かな励磁電流のみが流れる。若しも、Ｖ
ＳＴ３が不良でＳＦ6ガスが充満している状態であれ
ば、極間放電が起って電流計32には高圧トランス31の短
絡電流が流れる。短絡電流は励磁電流に比べて桁違いに
大きいので、ＶＳＴ３の極間放電の有無が明確に判断で
きる。
【００１５】実施例１の電極3a,3b は遮断器用のもので
従来例と同等の電極Ａは材料Ａで構成され、その構造は
図３(a) に示される。電極Ａの放電開始電圧特性を示す
図４において、試験電圧Ｖ1 を印加したとき、正常の高
真空ＶＳＴは開極距離ＬV で放電が起り、大気圧以上の
圧力ＰS のSF6 ガスが充満したＶＳＴは開極距離ＬG で
放電が起ることを表わしている。ＬV は約１mm、ＬG は
約2.5mm であって、その差は僅かである。真空良否の判
定試験は、ＬG とＬV の差が大きい程、試験作業が容易
で良否判定の信頼性が高くなる。ＬG とＬV との中間の
精密調整は図１、図２の開極距離調整装置20によって確
実にできるようになった。
従来例と同等の電極Ａは材料Ａで構成され、その構造は
図３(a) に示される。電極Ａの放電開始電圧特性を示す
図４において、試験電圧Ｖ1 を印加したとき、正常の高
真空ＶＳＴは開極距離ＬV で放電が起り、大気圧以上の
圧力ＰS のSF6 ガスが充満したＶＳＴは開極距離ＬG で
放電が起ることを表わしている。ＬV は約１mm、ＬG は
約2.5mm であって、その差は僅かである。真空良否の判
定試験は、ＬG とＬV の差が大きい程、試験作業が容易
で良否判定の信頼性が高くなる。ＬG とＬV との中間の
精密調整は図１、図２の開極距離調整装置20によって確
実にできるようになった。
【００１６】実施例２．図５は定格電圧12kVの真空リン
グメインユニットの側面図であり、同一符号は図１と同
様である。真空リングメインユニットは配電網に設置さ
れる区分開閉装置であって、装置の各種の点検性を高め
るため試験用端子6a,6b を密封容器１の大気７側に設け
て、切替断路器5a,5b によりＶＳＴ電極3a,3b をそれぞ
れ直接外部に引出せる構造になっている。また高い耐電
圧性能を要求されるので、図３(b)に示すように実施例
１の遮断器用電極Ａよりも耐電圧の高い材料Ｂで構成さ
れている。試験用開極距離ＬV 〜ＬG は開極距離調整装
置20により、実施例１よりも短かい１〜２mmに調整され
ている。図４は大気圧以上の圧力ＰS のSF6 ガスを密封
する容器内に電極ＢのＶＳＴを収納した真空リングメイ
ンユニットの放電開始電圧Ｖと開極距離Ｌの関係図で、
実施例１の電極Ａとの比較を示す。試験電圧Ｖ1 ＝20kV
で放電するSF6 ガス中の開極距離ＬG は、高耐電圧電極
の方が短くなって、ＬG とＬV との距離差は１mmに減少
する。実際の真空良否判定はＬG とＬV の中間距離で行
うが、このように微細な距離調整でも開極距離調整装置
20によって可能である。また、ＬG とＬV との距離差を
大きくするには試験電圧を高めればよいが、真空リング
メインユニットでは試験用端子6a,6b が大気７に露出し
ており、その課電制限電圧Ｖ2 は実施例１と同様であり
経済的に安価に構成されている。
グメインユニットの側面図であり、同一符号は図１と同
様である。真空リングメインユニットは配電網に設置さ
れる区分開閉装置であって、装置の各種の点検性を高め
るため試験用端子6a,6b を密封容器１の大気７側に設け
て、切替断路器5a,5b によりＶＳＴ電極3a,3b をそれぞ
れ直接外部に引出せる構造になっている。また高い耐電
圧性能を要求されるので、図３(b)に示すように実施例
１の遮断器用電極Ａよりも耐電圧の高い材料Ｂで構成さ
れている。試験用開極距離ＬV 〜ＬG は開極距離調整装
置20により、実施例１よりも短かい１〜２mmに調整され
ている。図４は大気圧以上の圧力ＰS のSF6 ガスを密封
する容器内に電極ＢのＶＳＴを収納した真空リングメイ
ンユニットの放電開始電圧Ｖと開極距離Ｌの関係図で、
実施例１の電極Ａとの比較を示す。試験電圧Ｖ1 ＝20kV
で放電するSF6 ガス中の開極距離ＬG は、高耐電圧電極
の方が短くなって、ＬG とＬV との距離差は１mmに減少
する。実際の真空良否判定はＬG とＬV の中間距離で行
うが、このように微細な距離調整でも開極距離調整装置
20によって可能である。また、ＬG とＬV との距離差を
大きくするには試験電圧を高めればよいが、真空リング
メインユニットでは試験用端子6a,6b が大気７に露出し
ており、その課電制限電圧Ｖ2 は実施例１と同様であり
経済的に安価に構成されている。
【００１７】実施例３．図３(c) はＶＳＴの電極Ｃの構
造を示す断面図である。電極Ａ，Ｂがそれぞれ材料Ａ，
Ｂで一体に構成されているのに対して、実施例３におけ
る電極Ｃは電極の中央部を材料Ｃで電極周辺部を材料Ａ
で構成したものである。材料的にみると耐電圧性能は材
料Ｂが最も高く、材料Ｃは最も低い。以上のように複合
構成した電極Ｃの極間放電開始電圧特性は、図６に示す
ように、大気圧以上の圧力ＰS のSF6 ガスがＶＳＴ内に
充満した場合の開極距離の短い領域で放電開始電圧が特
に低くなる。SF6 ガスに対する開極距離の長い領域や、
ＶＳＴ内に大気圧空気が充満した場合およびＶＳＴが高
真空の場合においては電極Ａの放電開始電圧特性と殆ん
ど変わらない。電極Ｃのように、電極周辺部を高耐電圧
材料で電極中央部を低耐電圧材料で複合構成した電極を
有する真空開閉装置によれば、真空の良否判定のための
試験用開極距離ＬV は約１mm、ＬG は約５mmとなり、図
６の放電開始電圧特性からわかるように、電極周辺部と
電極中央部を同じ材料で構成した電極ＡよりもＬV とＬ
G との距離差を大幅に拡大できる効果がある。従って、
真空良否判定の試験が極めて簡便となり、良否判定の信
頼性を向上することができる。尚、この複合構成の電極
Ｃを適用すれば、従来例のガス圧力ＰT と同じ値まで高
めることも可能である。
造を示す断面図である。電極Ａ，Ｂがそれぞれ材料Ａ，
Ｂで一体に構成されているのに対して、実施例３におけ
る電極Ｃは電極の中央部を材料Ｃで電極周辺部を材料Ａ
で構成したものである。材料的にみると耐電圧性能は材
料Ｂが最も高く、材料Ｃは最も低い。以上のように複合
構成した電極Ｃの極間放電開始電圧特性は、図６に示す
ように、大気圧以上の圧力ＰS のSF6 ガスがＶＳＴ内に
充満した場合の開極距離の短い領域で放電開始電圧が特
に低くなる。SF6 ガスに対する開極距離の長い領域や、
ＶＳＴ内に大気圧空気が充満した場合およびＶＳＴが高
真空の場合においては電極Ａの放電開始電圧特性と殆ん
ど変わらない。電極Ｃのように、電極周辺部を高耐電圧
材料で電極中央部を低耐電圧材料で複合構成した電極を
有する真空開閉装置によれば、真空の良否判定のための
試験用開極距離ＬV は約１mm、ＬG は約５mmとなり、図
６の放電開始電圧特性からわかるように、電極周辺部と
電極中央部を同じ材料で構成した電極ＡよりもＬV とＬ
G との距離差を大幅に拡大できる効果がある。従って、
真空良否判定の試験が極めて簡便となり、良否判定の信
頼性を向上することができる。尚、この複合構成の電極
Ｃを適用すれば、従来例のガス圧力ＰT と同じ値まで高
めることも可能である。
【００１８】実施例４．図７の放電開始電圧特性は、SF
6 ガスに代えて、SF6 ガスと乾燥空気との混合ガス中で
ＶＳＴを使用した実施例を示す。SF6 ガス単独の場合と
比べて、試験用開極距離ＬG が大きくなってＬV との距
離差を拡大できる効果がある。また図９のパッシェン・
ミニマム点より低気圧側の絶縁耐力を高めることになっ
てＶＳＴの限界真空度の領域を拡大できる。従って、仮
にＶＳＴが極く微量の真空洩れを生じた場合の真空耐用
寿命を長くする効果がある。この効果を更に大きくする
ため、SF6 ガスの分圧は従来例の最高圧力２気圧の１／
２にすれば真空耐用寿命を従来例の２倍にできる。極く
微量の真空洩れを生じたときの、ＶＳＴ内部へのガス洩
れ速度はＶＳＴ外部の圧力に比例するからである。
6 ガスに代えて、SF6 ガスと乾燥空気との混合ガス中で
ＶＳＴを使用した実施例を示す。SF6 ガス単独の場合と
比べて、試験用開極距離ＬG が大きくなってＬV との距
離差を拡大できる効果がある。また図９のパッシェン・
ミニマム点より低気圧側の絶縁耐力を高めることになっ
てＶＳＴの限界真空度の領域を拡大できる。従って、仮
にＶＳＴが極く微量の真空洩れを生じた場合の真空耐用
寿命を長くする効果がある。この効果を更に大きくする
ため、SF6 ガスの分圧は従来例の最高圧力２気圧の１／
２にすれば真空耐用寿命を従来例の２倍にできる。極く
微量の真空洩れを生じたときの、ＶＳＴ内部へのガス洩
れ速度はＶＳＴ外部の圧力に比例するからである。
【００１９】実施例５．実施例４のSF6 ガスに混入する
第２ガスは乾燥空気に限らず、分子量ＭがSF6 の146 よ
りも小さいガスであればよく、パッシェン・ミニマム点
よりも低気圧側の絶縁耐力をSF6 ガスよりも高めること
ができる。 たとえば、Ｎ2(分子量Ｍ＝28、以下同様),
CO2(44),あるいはCF4(88) などの炭化フッソ系ガス、あ
るいはHe(4),Ne( 20),Ａ(40),Kr(83.8),Xe(131.3) など
の希ガスを用いてSF6 ガスとの混合ガスとし、全圧力が
大気圧よりも高く、パッシェン・ミニマム点の右側の高
気圧側における絶縁耐力が大気圧空気よりも高い範囲に
おいて各成分の分圧を定めることができる。
第２ガスは乾燥空気に限らず、分子量ＭがSF6 の146 よ
りも小さいガスであればよく、パッシェン・ミニマム点
よりも低気圧側の絶縁耐力をSF6 ガスよりも高めること
ができる。 たとえば、Ｎ2(分子量Ｍ＝28、以下同様),
CO2(44),あるいはCF4(88) などの炭化フッソ系ガス、あ
るいはHe(4),Ne( 20),Ａ(40),Kr(83.8),Xe(131.3) など
の希ガスを用いてSF6 ガスとの混合ガスとし、全圧力が
大気圧よりも高く、パッシェン・ミニマム点の右側の高
気圧側における絶縁耐力が大気圧空気よりも高い範囲に
おいて各成分の分圧を定めることができる。
【００２０】実施例６．以上の実施例では、ＶＳＴ周囲
の絶縁媒体がSF6ガスを含む気体である場合について説
明したが、これらの気体に代えて、たとえば真空式固体
絶縁開閉装置や真空式負荷時タップ切替器におけるシリ
コン油や変圧器油、あるいは超電導用真空開閉器におけ
る液体窒素や液体水素、液体ヘリウムなどの液体絶縁媒
体中でＶＳＴを使用する場合もＶＳＴが真空洩れを起し
た場合は先ず気体として侵入するので、上記の開極距離
調整装置20を備えた真空開閉装置はＶＳＴの真空良否判
定を正確に行うことができるものである。
の絶縁媒体がSF6ガスを含む気体である場合について説
明したが、これらの気体に代えて、たとえば真空式固体
絶縁開閉装置や真空式負荷時タップ切替器におけるシリ
コン油や変圧器油、あるいは超電導用真空開閉器におけ
る液体窒素や液体水素、液体ヘリウムなどの液体絶縁媒
体中でＶＳＴを使用する場合もＶＳＴが真空洩れを起し
た場合は先ず気体として侵入するので、上記の開極距離
調整装置20を備えた真空開閉装置はＶＳＴの真空良否判
定を正確に行うことができるものである。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば絶縁媒
体を密封する容器内に収納されたＶＳＴの真空絶縁耐力
を開極距離１mmで交流電圧20kV以上とし、絶縁媒体がＶ
ＳＴ内に充満したときの絶縁耐力を開極距離１mm以上で
交流電圧20kV未満となる圧力を最高圧力とし、且つ操作
機構に開極距離が全開極位置から閉極位置まで縮小自在
の開極距離調整装置備えたので、従来広く普及している
耐電圧試験法を適用して簡便に真空良否判定できるとと
もに、各種点検試験の作業性の優れた真空開閉装置が得
られる効果がある。
体を密封する容器内に収納されたＶＳＴの真空絶縁耐力
を開極距離１mmで交流電圧20kV以上とし、絶縁媒体がＶ
ＳＴ内に充満したときの絶縁耐力を開極距離１mm以上で
交流電圧20kV未満となる圧力を最高圧力とし、且つ操作
機構に開極距離が全開極位置から閉極位置まで縮小自在
の開極距離調整装置備えたので、従来広く普及している
耐電圧試験法を適用して簡便に真空良否判定できるとと
もに、各種点検試験の作業性の優れた真空開閉装置が得
られる効果がある。
【００２２】また、絶縁媒体をSF6 ガスよりも分子量の
小さいガスとSF6 ガスとの混合ガスにするとともに混合
ガス中のSF6 ガスの分圧を大気圧以下に限定したので、
たとえ極く微量の真空洩れが生じてもＶＳＴの真空耐用
寿命を従来より２倍以上に延長する真空開閉装置が得ら
れる効果がある。
小さいガスとSF6 ガスとの混合ガスにするとともに混合
ガス中のSF6 ガスの分圧を大気圧以下に限定したので、
たとえ極く微量の真空洩れが生じてもＶＳＴの真空耐用
寿命を従来より２倍以上に延長する真空開閉装置が得ら
れる効果がある。
【図１】この発明の実施例１を示す真空開閉装置の(a)
は上面図、(b）は側面図である。
は上面図、(b）は側面図である。
【図２】この発明の実施例１〜実施例６に共通の開極距
離調整装置の斜視図である。
離調整装置の斜視図である。
【図３】この発明の実施例１〜実施例３の電極の縦断面
図で、(a) は実施例１、(b）は実施例２、(c) は実施例
３を示す。
図で、(a) は実施例１、(b）は実施例２、(c) は実施例
３を示す。
【図４】この発明の実施例１、実施例２に共通の放電開
始電圧と開極距離の関係図である。
始電圧と開極距離の関係図である。
【図５】この発明の実施例２を示す真空開閉装置の側面
図である。
図である。
【図６】この発明の実施例３の放電開始電圧と開極距離
の関係図である。
の関係図である。
【図７】この発明の実施例４の放電開始電圧と開極距離
の関係図である。
の関係図である。
【図８】従来のＶＣＢの(a) は上面図、(b）は側面図で
ある。
ある。
【図９】従来の真空開閉装置の放電開始電圧とＶＳＴ内
部圧力の関係図である。
部圧力の関係図である。
【図１０】従来の真空良否判定用の耐電圧試験法を示す
試験回路図である。
試験回路図である。
１ 密封容器 ２ 絶縁媒体 ３ 真空スイッチ管 ＬV 開極距離 ＬG 開極距離 ＬS 全閉極距離 ＰS 最高圧力 10 操作機構 20 開極距離調整装置
Claims (2)
- 【請求項１】 気体または液体であって圧力および絶縁
耐力が大気圧空気よりも高い絶縁媒体を密封する容器内
に、開極距離１mmで交流電圧20kV以上の真空絶縁耐力を
有する真空スイッチ管を収納し、この真空スイッチ管内
に前記絶縁媒体が充満したとき極間絶縁耐力は開極距離
１mm以上で交流電圧20kV未満である圧力を前記絶縁媒体
の最高圧力とし、且つ開極距離が全開極位置から閉極位
置まで縮小自在の開極距離調整装置を操作機構に備えた
ことを特徴とする真空開閉装置。 - 【請求項２】 全圧力および絶縁耐力が大気圧空気より
も高い混合ガスを密封する容器内に真空スイッチ管を収
納し、前記混合ガスをSF6 ガスよりも分子量の小さいガ
スとSF6 ガスで構成するとともに前記SF6 ガスの分圧を
大気圧以下に限定したことを特徴とする真空開閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25375091A JP2639251B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 真空開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25375091A JP2639251B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 真空開閉装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594742A JPH0594742A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2639251B2 true JP2639251B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=17255624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25375091A Expired - Lifetime JP2639251B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 真空開閉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639251B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310133A (ja) | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | 真空遮断器およびその接点のスロークローズ方法並びにそれを用いた接点の摩耗量測定方法および接点間のギャップ長さ設定方法 |
| JP5340324B2 (ja) * | 2011-02-01 | 2013-11-13 | 中国電力株式会社 | 真空遮断器試験装置及び方法 |
| CN103956294B (zh) * | 2014-04-28 | 2017-02-15 | 宁波兴邦电器有限公司 | 固封绝缘户外高压开关设备 |
| CN116679200B (zh) * | 2023-08-03 | 2023-11-14 | 国网山东省电力公司淄博供电公司 | 一种高压断路器动作特性检测方法及终端机 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25375091A patent/JP2639251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594742A (ja) | 1993-04-16 |
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