JP2845659B2 - 直流ガス絶縁装置 - Google Patents
直流ガス絶縁装置Info
- Publication number
- JP2845659B2 JP2845659B2 JP4074243A JP7424392A JP2845659B2 JP 2845659 B2 JP2845659 B2 JP 2845659B2 JP 4074243 A JP4074243 A JP 4074243A JP 7424392 A JP7424392 A JP 7424392A JP 2845659 B2 JP2845659 B2 JP 2845659B2
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- Japan
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- foreign matter
- heat
- voltage
- shrinkable tube
- voltage conductor
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G5/00—Installations of bus-bars
- H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
- H02G5/063—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings filled with oil or gas
- H02G5/065—Particle traps
Landscapes
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧導体に絶縁材料
からなる熱収縮チューブを施すことにより、絶縁耐力の
向上を図った直流ガス絶縁装置に関するものである。
からなる熱収縮チューブを施すことにより、絶縁耐力の
向上を図った直流ガス絶縁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直流ガス絶縁装置に用いられるガス絶縁
母線は、図４に示した様に、接地された金属容器１内に
高電圧導体２が絶縁支持構造物３により支持固定されて
構成されている。具体的には絶縁支持構造物３の高電圧
端に取り付けられた高電圧電極４が、前記高電圧導体２
内に挿入され、バネ機構５により圧縮固定されるように
なっている。
母線は、図４に示した様に、接地された金属容器１内に
高電圧導体２が絶縁支持構造物３により支持固定されて
構成されている。具体的には絶縁支持構造物３の高電圧
端に取り付けられた高電圧電極４が、前記高電圧導体２
内に挿入され、バネ機構５により圧縮固定されるように
なっている。
【０００３】また、前記絶縁支持構造物３の他端には金
属フランジ６が設けられており、この金属フランジ６と
前記金属容器１とがボルト７により固定されている。
属フランジ６が設けられており、この金属フランジ６と
前記金属容器１とがボルト７により固定されている。
【０００４】なお、前記金属容器１内には絶縁性能の優
れたガス、例えばＳＦ6 ガス８が圧縮充填されている。
また、このガスシールのために、前記絶縁支持絶縁構造
物３には、シール用のゴムリングが設けられている。
れたガス、例えばＳＦ6 ガス８が圧縮充填されている。
また、このガスシールのために、前記絶縁支持絶縁構造
物３には、シール用のゴムリングが設けられている。
【０００５】ところで、このように構成された直流ガス
絶縁装置では、金属容器１内に金属異物が万一存在する
と、運転中に高電圧導体２に荷電されている直流電圧に
よる静電気力で金属異物が動き廻る。例えば、図５に示
すように、高電圧導体２に負極性直流電圧が荷電され
て、線状の金属異物（以下、線状異物）１０が金属容器
１内面に存在すると、文献「ＳＦ6 ガスギャップの直流
絶縁特性、電気学会 開閉保護装置研究会、ＳＰＤ−９
０−４５、１９９０年」に述べられているように、金属
容器１内の線状異物１０は、（１）式で示す静電浮上力
によって起立する（“Ａ”の状態）。
絶縁装置では、金属容器１内に金属異物が万一存在する
と、運転中に高電圧導体２に荷電されている直流電圧に
よる静電気力で金属異物が動き廻る。例えば、図５に示
すように、高電圧導体２に負極性直流電圧が荷電され
て、線状の金属異物（以下、線状異物）１０が金属容器
１内面に存在すると、文献「ＳＦ6 ガスギャップの直流
絶縁特性、電気学会 開閉保護装置研究会、ＳＰＤ−９
０−４５、１９９０年」に述べられているように、金属
容器１内の線状異物１０は、（１）式で示す静電浮上力
によって起立する（“Ａ”の状態）。
【０００６】
【数１】 ＦL ＝Ｑ・Ｅ［Ｎｅｗｔｏｎ］ …（１） Ｑ：線状異物が受ける電荷量 ＝２π・ε0 ・ａ・ｌ・Ｅ（クーロン） Ｅ：線状異物が存在する場所の電界強度（Ｖ／ｍ） ε0 ：真空中の誘電率（８．８５５×１０-12 ） ａ：線状異物の半径（ｍ） ｌ：線状異物の長さ（ｍ） このように線状異物１０が起立すると、線状異物１０が
受ける電荷量は、（２）式に示すように線状異物の長さ
の２乗に比例するため、より大きくなる。そして、線状
異物が浮上すればするほど電界強度Ｅが高くなるため、
静電浮上力ＦLは益々大きくなる。そのため、直流電圧
の場合、線状異物がいったん起立すると、線状異物は必
ず高電圧導体２に到達してしまう（“Ｂ”の状態）。
受ける電荷量は、（２）式に示すように線状異物の長さ
の２乗に比例するため、より大きくなる。そして、線状
異物が浮上すればするほど電界強度Ｅが高くなるため、
静電浮上力ＦLは益々大きくなる。そのため、直流電圧
の場合、線状異物がいったん起立すると、線状異物は必
ず高電圧導体２に到達してしまう（“Ｂ”の状態）。
【０００７】
【数２】 Ｑ＝π・ε0 ・ｌ 2 ・Ｅ／ｌｎ（２ｌ／ａ）−１ …（２） この様にして高電圧導体２に達した線状異物１０は、そ
のまま高電圧導体２の表面を円周方向や軸方向に動き廻
り、高電圧導体２から離れようとしない（“Ｃ”の状
態）、いわゆる“ｆｉｒｅｆｌｙ”といわれる負極性直
流電圧特有の現象を生じる。このような状態の時に、高
電圧のサージが高電圧導体２に加わると、直流ガス絶縁
装置の絶縁性能を著しく低下させる恐れがある。
のまま高電圧導体２の表面を円周方向や軸方向に動き廻
り、高電圧導体２から離れようとしない（“Ｃ”の状
態）、いわゆる“ｆｉｒｅｆｌｙ”といわれる負極性直
流電圧特有の現象を生じる。このような状態の時に、高
電圧のサージが高電圧導体２に加わると、直流ガス絶縁
装置の絶縁性能を著しく低下させる恐れがある。
【０００８】これらの線状異物対策として、種々のトラ
ップ装置を設け、強制的に低電界部に線状異物を捕獲す
る方法や、金属容器１内面に絶縁材料を塗布して絶縁被
膜を形成する方法がある。図６は金属容器１の内面に固
有抵抗の高い絶縁材料から成る絶縁被膜９を形成した直
流ガス絶縁装置を示したものである。
ップ装置を設け、強制的に低電界部に線状異物を捕獲す
る方法や、金属容器１内面に絶縁材料を塗布して絶縁被
膜を形成する方法がある。図６は金属容器１の内面に固
有抵抗の高い絶縁材料から成る絶縁被膜９を形成した直
流ガス絶縁装置を示したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示した様な直流ガス絶縁装置においては、金属容器１の
内面に絶縁被膜９を形成することにより、前記線状異物
の起立・浮上開始電圧（電界強度）は高められるが、金
属容器１に機械的振動が加わると、線状異物はその衝撃
力で微少な動きをし、その反動で起立・浮上する恐れが
ある。このような状態になると、絶縁被膜９の線状異物
に対する抑制効果は全く損なわれ、直流ガス絶縁装置の
絶縁耐力の低下をきたすといった問題があった。
示した様な直流ガス絶縁装置においては、金属容器１の
内面に絶縁被膜９を形成することにより、前記線状異物
の起立・浮上開始電圧（電界強度）は高められるが、金
属容器１に機械的振動が加わると、線状異物はその衝撃
力で微少な動きをし、その反動で起立・浮上する恐れが
ある。このような状態になると、絶縁被膜９の線状異物
に対する抑制効果は全く損なわれ、直流ガス絶縁装置の
絶縁耐力の低下をきたすといった問題があった。
【００１０】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するために提案されたもので、その目的は、線状異物
の動きを抑制することにより絶縁信頼性の向上を図った
直流ガス絶縁装置を提供することにある。
決するために提案されたもので、その目的は、線状異物
の動きを抑制することにより絶縁信頼性の向上を図った
直流ガス絶縁装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性ガスが
充填された金属容器と、金属容器内に配置された高電圧
導体と、この高電圧導体を金属容器から絶縁保持する絶
縁物とから成る直流ガス絶縁装置において、前記高電圧
導体外表面に、絶縁材料から成る熱収縮チューブを被覆
したことを特徴とするものである。
充填された金属容器と、金属容器内に配置された高電圧
導体と、この高電圧導体を金属容器から絶縁保持する絶
縁物とから成る直流ガス絶縁装置において、前記高電圧
導体外表面に、絶縁材料から成る熱収縮チューブを被覆
したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の直流ガス絶縁装置によれば、高電圧導
体を絶縁材料の熱収縮チューブで被覆することにより、
金属容器内に存在する線状異物が、何らかの衝撃力によ
り直流運転電圧の静電気力で起立・浮上しても、線状異
物を高電圧導体の熱収縮チューブに付着させることがで
きる。また、付着した線状異物には、熱収縮チューブを
介して静電吸引力が作用するため、線状異物は高電圧導
体上を動き廻ることなく、熱収縮チューブにトラップさ
れる。線状異物が熱収縮チューブにこのような状態で付
着している場合には、高電圧導体に高電圧のサージが印
加されても、線状異物先端の電界強度の上昇は最小値に
なるため、絶縁破壊を生じることがない。
体を絶縁材料の熱収縮チューブで被覆することにより、
金属容器内に存在する線状異物が、何らかの衝撃力によ
り直流運転電圧の静電気力で起立・浮上しても、線状異
物を高電圧導体の熱収縮チューブに付着させることがで
きる。また、付着した線状異物には、熱収縮チューブを
介して静電吸引力が作用するため、線状異物は高電圧導
体上を動き廻ることなく、熱収縮チューブにトラップさ
れる。線状異物が熱収縮チューブにこのような状態で付
着している場合には、高電圧導体に高電圧のサージが印
加されても、線状異物先端の電界強度の上昇は最小値に
なるため、絶縁破壊を生じることがない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基
づいて具体的に説明する。なお、図４に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
づいて具体的に説明する。なお、図４に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１４】本実施例においては、図１に示したよう
に、高電圧導体本体２０ａの外表面に、絶縁物から成る
熱収縮チューブ２０ｂを施した熱収縮チューブ付き高電
圧導体２０が金属容器１内に設置され、絶縁支持構造物
３で絶縁支持されている。図２は、熱収縮チューブ付き
高電圧導体２０の詳細を示したものである。この熱収縮
チューブ付き高電圧導体２０は、高電圧導体本体２０ａ
と、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエチレ
ンテレフタレート系、フッ素樹脂系などの絶縁材料から
成る熱収縮チューブ２０ｂとから構成されている。ま
た、この熱収縮チューブ付き高電圧導体２０は、熱収縮
チューブ２０ｂを予め高電圧導体本体２０ａの長さに合
わせて所定寸法に切断しておき、高電圧導体本体２０ａ
に挿入後、加熱して密着させることにより得られる。
に、高電圧導体本体２０ａの外表面に、絶縁物から成る
熱収縮チューブ２０ｂを施した熱収縮チューブ付き高電
圧導体２０が金属容器１内に設置され、絶縁支持構造物
３で絶縁支持されている。図２は、熱収縮チューブ付き
高電圧導体２０の詳細を示したものである。この熱収縮
チューブ付き高電圧導体２０は、高電圧導体本体２０ａ
と、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエチレ
ンテレフタレート系、フッ素樹脂系などの絶縁材料から
成る熱収縮チューブ２０ｂとから構成されている。ま
た、この熱収縮チューブ付き高電圧導体２０は、熱収縮
チューブ２０ｂを予め高電圧導体本体２０ａの長さに合
わせて所定寸法に切断しておき、高電圧導体本体２０ａ
に挿入後、加熱して密着させることにより得られる。
【００１５】このような構成を有する本実施例の直流ガ
ス絶縁装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、図３
に示した様に、“Ａ”“Ｂ”の状態での静電浮上力ＦL
は、前述した図６の場合と同じで、（１）、（２）式で
表される。そして、浮上した線状異物は負に帯電されて
いる熱収縮チューブ２０ｂの表面に付着する（“Ｃ”の
状態）。その時の線状異物の付着の仕方は、熱収縮チュ
ーブとの接触面積が最大となるように付着するため、高
電圧導体に対して垂直でなく、必ず軸方向に水平にな
る。
ス絶縁装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、図３
に示した様に、“Ａ”“Ｂ”の状態での静電浮上力ＦL
は、前述した図６の場合と同じで、（１）、（２）式で
表される。そして、浮上した線状異物は負に帯電されて
いる熱収縮チューブ２０ｂの表面に付着する（“Ｃ”の
状態）。その時の線状異物の付着の仕方は、熱収縮チュ
ーブとの接触面積が最大となるように付着するため、高
電圧導体に対して垂直でなく、必ず軸方向に水平にな
る。
【００１６】この様に線状異物１０が熱収縮チューブ２
０ｂに付着した場合、線状異物の重力ＦG （＝ｍｇ、
ｍ：質量、ｇ：重力の加速度）に対して拘束力ＦA が作
用する。この拘束力ＦA は（３）式で表される。
０ｂに付着した場合、線状異物の重力ＦG （＝ｍｇ、
ｍ：質量、ｇ：重力の加速度）に対して拘束力ＦA が作
用する。この拘束力ＦA は（３）式で表される。
【００１７】
【数３】 ＦA ＝ｆｅ＋ｆａ ［Ｎｅｗｔｏｎ］ …（３） ここで、ｆｅは静電吸引力、ｆａは粘着力である。な
お、ｆｅは、（４）式で表される。
お、ｆｅは、（４）式で表される。
【００１８】
【数４】 直流電圧が印加されている場合は、この静電吸引力ｆｅ
が大きいため、線状異物１０は熱収縮チューブ２０ｂに
付着したままの状態でいる。直流電圧がなくなった場合
でも、ＦA ＞ＦG の状態が保たれる限り、線状異物は熱
収縮チューブ２０ｂに付着したままである。一方、ＦA
＜ＦG の状態になると線状異物は落下する。ＦA ＜ＦG
になるのは、熱収縮チューブ２０ｂの帯電電荷が放電
し、電荷量Ｑが小さくなり、静電吸引力ｆｅが減少した
場合である。
が大きいため、線状異物１０は熱収縮チューブ２０ｂに
付着したままの状態でいる。直流電圧がなくなった場合
でも、ＦA ＞ＦG の状態が保たれる限り、線状異物は熱
収縮チューブ２０ｂに付着したままである。一方、ＦA
＜ＦG の状態になると線状異物は落下する。ＦA ＜ＦG
になるのは、熱収縮チューブ２０ｂの帯電電荷が放電
し、電荷量Ｑが小さくなり、静電吸引力ｆｅが減少した
場合である。
【００１９】ここで、熱収縮チューブの帯電電荷の放電
時定数は、（５）式で表される。
時定数は、（５）式で表される。
【００２０】
【数５】 本提案の熱収縮チューブのεｓは３〜５で、ρｖは約１
×１０15（Ω・ｃｍ）である。これから、放電時定数τ
を推定すると、（２．７〜４．４）×１０4 （秒）（約
８時間）になり、無荷電後でも線状異物は熱収縮チュー
ブに付着していることが分かる。
×１０15（Ω・ｃｍ）である。これから、放電時定数τ
を推定すると、（２．７〜４．４）×１０4 （秒）（約
８時間）になり、無荷電後でも線状異物は熱収縮チュー
ブに付着していることが分かる。
【００２１】このように、直流ガス絶縁装置に熱収縮チ
ューブ付き高電圧導体を適用すれば、万一金属容器内に
線状異物が存在していても、運転状態では、線状異物は
常に線状異物先端の電界強度が最小値になる状態で熱収
縮チューブ２０ｂの表面に付着しており、そのままトラ
ップされた状態に保持される。これにより、運転中の直
流ガス絶縁装置において、高電圧導体に高電圧のサージ
が印加されても、線状異物による耐電圧性能の低下は最
小にとどめることができ、直流ガス絶縁装置の信頼性
は、線状異物の混入など、不測の事態に対しても維持で
きる。
ューブ付き高電圧導体を適用すれば、万一金属容器内に
線状異物が存在していても、運転状態では、線状異物は
常に線状異物先端の電界強度が最小値になる状態で熱収
縮チューブ２０ｂの表面に付着しており、そのままトラ
ップされた状態に保持される。これにより、運転中の直
流ガス絶縁装置において、高電圧導体に高電圧のサージ
が印加されても、線状異物による耐電圧性能の低下は最
小にとどめることができ、直流ガス絶縁装置の信頼性
は、線状異物の混入など、不測の事態に対しても維持で
きる。
【００２２】また、本実施例の熱収縮チューブ付き高電
圧導体は、前述の様に熱収縮チューブ２０ｂ内に高電圧
導体本体２０ａを挿入し、加熱して密着させるため、熱
硬化性樹脂や熱可塑性樹脂での注形、成形による絶縁被
膜に比べ、高電圧導体との密着性が完全でなく、微少な
剥離的なボイドが生じる。しかし、このような剥離的ボ
イドは、交流電圧に対しては部分放電の発生があり絶縁
劣化の要因になるが、直流電圧においては、電圧が一定
であるため部分放電の発生がなく何等問題にならない。
圧導体は、前述の様に熱収縮チューブ２０ｂ内に高電圧
導体本体２０ａを挿入し、加熱して密着させるため、熱
硬化性樹脂や熱可塑性樹脂での注形、成形による絶縁被
膜に比べ、高電圧導体との密着性が完全でなく、微少な
剥離的なボイドが生じる。しかし、このような剥離的ボ
イドは、交流電圧に対しては部分放電の発生があり絶縁
劣化の要因になるが、直流電圧においては、電圧が一定
であるため部分放電の発生がなく何等問題にならない。
【００２３】また、熱収縮チューブは、熱硬化性樹脂や
熱可塑性樹脂による注形、成形作業に比べ簡単で、工数
及びコストの低減が可能な絶縁被膜を形成でき、直流ガ
ス絶縁装置に対して、注形、成形被膜と同様な絶縁信頼
性向上が可能となるという効果が得られる。
熱可塑性樹脂による注形、成形作業に比べ簡単で、工数
及びコストの低減が可能な絶縁被膜を形成でき、直流ガ
ス絶縁装置に対して、注形、成形被膜と同様な絶縁信頼
性向上が可能となるという効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の直流ガス絶
縁装置によれば、高電圧導体外表面に、絶縁材料から成
る熱収縮チューブを被覆することにより、線状異物の動
きを抑制し、絶縁信頼性の向上を図った直流ガス絶縁装
置を提供することができる。
縁装置によれば、高電圧導体外表面に、絶縁材料から成
る熱収縮チューブを被覆することにより、線状異物の動
きを抑制し、絶縁信頼性の向上を図った直流ガス絶縁装
置を提供することができる。
【図１】本発明の直流ガス絶縁装置の一実施例を示す断
面図
面図
【図２】本発明の直流ガス絶縁装置の熱収縮チューブ付
き高電圧導体の詳細を示す断面図
き高電圧導体の詳細を示す断面図
【図３】本発明の直流ガス絶縁装置内での線状異物の動
きを説明する図
きを説明する図
【図４】従来の直流ガス絶縁装置の一例を示す断面図
【図５】従来の直流ガス絶縁装置内での線状異物の動き
を説明する図
を説明する図
【図６】従来の直流ガス絶縁装置の改良例を示す断面図
１…金属容器 ２…高電圧導体 ３…絶縁支持構造物 ４…高電圧電極 ５…バネ機構 ６…金属フランジ ７…ボルト ８…ＳＦ6 ガス ９…絶縁被膜 ２０…熱収縮チューブ付き高電圧導体 ２０ａ…高電圧導体本体 ２０ｂ…熱収縮チューブ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−111550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−119251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−18900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−136811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−129117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−135611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−111203（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105505（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−100078（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−163721（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−181420（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02B 13/00 - 13/08 H02G 5/00 - 5/10
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性ガスが充填された金属容器と、金
属容器内に配置された高電圧導体と、この高電圧導体を
金属容器から絶縁保持する絶縁物とから成る直流ガス絶
縁装置において、 前記高電圧導体外表面に、絶縁材料から成る熱収縮チュ
ーブを被覆したことを特徴とする直流ガス絶縁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074243A JP2845659B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流ガス絶縁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074243A JP2845659B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流ガス絶縁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284627A JPH05284627A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2845659B2 true JP2845659B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=13541531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074243A Expired - Lifetime JP2845659B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流ガス絶縁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845659B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4954631B2 (ja) * | 2006-07-28 | 2012-06-20 | ソマール株式会社 | 電力用絶縁機器の製造方法、電力用絶縁機器および絶縁用フィルム |
| CN108963928B (zh) * | 2018-07-20 | 2021-04-20 | 西安交通大学 | 一种用于超/特高压管廊输电gil中的基础单元及管廊输电gil |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074243A patent/JP2845659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05284627A (ja) | 1993-10-29 |
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