JP2991266B2 - ガス遮断器 - Google Patents

ガス遮断器

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JP2991266B2
JP2991266B2 JP4248034A JP24803492A JP2991266B2 JP 2991266 B2 JP2991266 B2 JP 2991266B2 JP 4248034 A JP4248034 A JP 4248034A JP 24803492 A JP24803492 A JP 24803492A JP 2991266 B2 JP2991266 B2 JP 2991266B2
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克也 久我
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス遮断器に係り、特
に、電力系統の端末に設けられている変電所に設置され
た比較的容量の大きな変圧器に接続されて用いられるガ
ス遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に送電線用ガス遮断器として、その
開閉動作時に発生する開閉サージを抑制するために、絶
縁性消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な少なくと
も一対の接触子を有する遮断部と、この遮断部に電気的
並列に接続されると共に、この遮断部に先行して投入さ
れる抵抗接点および抵抗体から成る投入抵抗装置とを備
えたガス遮断器が、例えば、特開平1−313823号
公報に記載されており、実際にも362kV系統で採用
されているが、開閉サージを抑制する抵抗体の抵抗値は
500Ω程度で、また抵抗接点を遮断部に先行して投入
する先行投入時間は10ms程度である。このような送
電線用ガス遮断器においては、その開閉動作時に発生す
る開閉サージの周波数が非常に高く、しかも継続時間が
短いので、上述したような比較的短い先行投入時間で開
閉サージを十分に抑制することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電力系統の
電源端から遠い系統の末端にある変電所に設置された比
較的容量の大きな変圧器があり、この変圧器を系統並
入、つまり加圧する際、この変圧器内の鉄心の励磁イン
ダクタンスが小さくなり、瞬間的に大量の電流が流れ込
むという現象、所謂、励磁突入電流発生現象が生じる。
変圧器の二次側は、この現象の発生によって電圧が瞬時
に低下すると共に、高調波電流の発生を引き起こす。そ
の結果、需要家の電磁開閉器の上述した電圧低下による
誤動作、変圧器の異音、蛍光灯のちらつき、需要家のセ
ルビウス式ポンプのトリップ、ロープウェイの停止等の
障害が発生してしまう。このため、需要家側にて瞬時電
圧低下対策として無停電電源を設置するのが望ましい
が、コスト高になってしまう。また、電力会社側でも、
加圧時に障害を出さないように、加圧時に定常電圧より
も電圧を高くし励磁突入電流発生現象によって電圧低下
しても定常電圧程度にしようとしているが、これに要す
る労力や運用上の制約も無視できないものである。これ
に対して、上述した投入抵抗装置を有するガス遮断器を
変圧器に接続して設け、ガス遮断器の投入によって変圧
器を加圧し、このときの励磁突入電流発生現象を投入抵
抗装置の抵抗体によって抑制することも考えられるが、
実際には望ましい結果が得られなかった。
【0004】本発明の目的は、大容量変圧器の加圧時の
励磁突入電流による系統電圧の低下を抑制することがで
きるガス遮断器を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、絶縁性消弧性ガスを充填した容器内に接離
可能な少なくとも一対の接触子を有する遮断部と、上記
一対の接触子に電気的並列に接続されて上記一対の接触
子の投入に先行して投入される抵抗接点および抵抗体か
ら成る投入抵抗装置とを備え、変圧器の一次側又は二次
側の少なくとも一方に接続したガス遮断器において、上
記抵抗体は、その抵抗値を500Ω以上とし、上記抵抗
接点は、上記一対の接触子の投入に先行して投入される
先行投入時間を14msとするか、あるいは、上記抵抗
体は、その抵抗値を2000Ωとし、上記抵抗接点は、
その先行投入時間を12ms以上としたことを特徴とす
る。
【0006】
【作用】本発明によるガス遮断器は上述の如く、抵抗体
の抵抗値を500Ω以上とし、抵抗接点の先行投入時間
を14msとするか、あるいは、抵抗体の抵抗値を20
00Ωとし、抵抗接点の先行投入時間を12ms以上と
したため、遮断部の閉路に先立って主回路に適切な抵抗
の抵抗体を適切な時間挿入することができ、これによ
って大容量変圧器の加圧時の励磁突入電流を抑制して、
瞬時電圧低下を防止することができる。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面と共に説明する。
図2は本発明の一実施例によるガス遮断器を適用した電
力系統を示す回路図である。電源1には接続母線4を介
して例えば154kV級の母線2,3が接続され、この
母線3に、大容量の変圧器6と、その一次側に接続され
た遮断器7と、二次側に接続された遮断器8とを介して
77kV級の母線5が接続されている。この母線5には
一般負荷に至る複数の線路9が接続されている。上述し
た変圧器6の一次側に接続した遮断器7あるいは二次側
に接続した遮断器8は、以下に説明する図1および図3
に示すように構成されるが、ここでは説明の都合上、遮
断器7についてのみ説明する。
【0008】図3は本発明の一実施例による遮断器7の
等価回路図を示しており、少なくとも一対の接触子を有
して構成した遮断部18と電気的並列に、抵抗体17お
よび抵抗接点20とから成る投入抵抗装置が接続されて
いる。この投入抵抗装置の抵抗接点20は、後述する所
定の先行投入時間だけ遮断部18の投入に先行して投入
されて、その後、遮断部18が投入されるまでの間、つ
まり先行投入時間だけ後述する抵抗値の抵抗体17を主
回路中に挿入する。
【0009】このような等価回路図に基いて構成した遮
断器7の概略構成図を図1に示している。遮断部18は
固定接触子11と可動接触子12とから成り、固定接触
子11は主回路の一方の端子10に接続され、可動接触
子12は集電子13を介して主回路の他方の端子14に
接続されている。また可動接触子12には絶縁ノズル2
2とパッファ−シリンダ23が連結され、図示を省略し
た絶縁ロッドを介して操作器15に連結されている。パ
ッファ−シリンダ23は可摺動的に嵌合したピストン
とによってパファ−室16を形成しており、操作器1
5の遮断操作によってパファ−室16内の消弧性ガスを
圧縮し、この圧縮したガスを絶縁ノズル22によって導
いて両接触子11,12間の開離に伴って発生したア−
クに吹き付けてこれを消滅させる。この説明から分かる
ように、遮断部18はパッファ−形ガス遮断器として知
られる構成となっている。パッファ−シリンダ23に導
電性支持腕25の一端を電気的および機械的に連結し、
その自由端に可動抵抗接点26を取り付け、この可動抵
抗接点26に対向して追従式固定抵抗接点27が設けら
れ、これら両抵抗接点26,27によって図3に示した
投入抵抗接点20を構成している。追従式固定抵抗接点
27は、その拡大断面図を図4に示すように構成されて
いる。つまり、絶縁ロッド32の先端にシリンダ33を
固定し、このシリンダ33内に可摺動的に追従式固定抵
抗接点27を配置し、追従式固定抵抗接点27を常時ば
ね31によって可動抵抗接点26側へ付勢すると共に、
シリンダ33と追従式固定抵抗接点27間にばね31に
対する抗力を徐々に解除するダッシュポット機構34を
構成している。絶縁ロッド32には複数の環状抵抗体素
子35が挿入され、その外周部を絶縁パイプ36で覆っ
て抵抗体17が構成されている。
【0010】遮断器の開路状態において、追従式固定抵
抗接点27は、ダッシュポット機構34に抗しながらば
ね31によって可動抵抗接点26側へ既に移動させられ
ており、上述した投入抵抗装置の可動抵抗接点26と追
従式固定抵抗接点27間の開離距離は、遮断部18の固
定接触子11と可動接触子12の間の距離より狭くなっ
ている。従って、操作装置15によって投入操作が行わ
れると、固定接触子11と可動接触子12の接触に先立
って、先ずパッファシリンダ23に連結された可動抵抗
接点26が追従式固定抵抗接点27に接触し、このとき
主回路に抵抗体17が挿入されることなる。一方、遮断
操作が行われると、追従式固定抵抗接点27はばね31
によって可動抵抗接点26側へ駆動されようとするが、
この駆動はダッシュポット機構34によって徐々に行わ
れるため、遮断部18の固定接触子11と可動接触子1
2の開離に先立って開離されることになる。
【0011】上述したように可動抵抗接点26が追従式
固定抵抗接点27に接触することによって、図に示し
た変圧器6に対して電圧が加圧され、変圧器の励磁電流
が流れ始めるが、投入抵抗装置の抵抗体17によって限
流され、励磁電流は小さくなる。その後、更に投入動作
が進むと、図4に示した可動抵抗接点26は追従式固定
抵抗接点27をばね31に抗しながら更に左方へ駆動
し、一方、遮断部18の可動接触子12は固定接触子1
1と接触して抵抗体17を短絡する。投入抵抗装置の可
動抵抗接点26と追従式固定抵抗接点27が接触した
後、遮断部18の可動接触子12と固定接触子11が接
触するまでの時間が、所謂、先行投入時間である。この
先行投入時間は次のようにして決めることができる。つ
まり、実際に変圧器6の加圧時に励磁突入電流によって
電圧低下が発生している系統の変圧器6の一次側に投入
抵抗方式のガス遮断器7を設置したと仮定し、電源1、
電源側インピーダンス、ガス遮断器7の抵抗体17、ガ
ス遮断器7の抵抗接点20、変圧器6の漏れインピーダ
ンスの直列回路において、抵抗接点20の先行投入時間
および抵抗体17の抵抗値を変化させた場合の、変圧器
6の加圧時の励磁突入電流等を計算し、実効値で評価し
た電圧低下率を求めて、効果が得られる抵抗接点20の
先行投入時間と抵抗体17の抵抗値の組合せを求める。
【0012】図5は、このようにして求めた抵抗接点2
0の先行投入時間と電圧低下の関係を示すもので、抵抗
体17の抵抗値は2000Ωとしている。同図から分か
るように先行投入時間が12ms以上になると、電圧低
下は急激に著しく抑えられる傾向になり、具体的には電
圧低下を2%以下にすることができ、極めて安定した電
圧とすることができる。前述したように、開閉サ−ジを
抑制するために投入抵抗装置を設けたガス遮断器では、
投入抵抗装置の先行投入時間は10ms程度であり、こ
うしたガス遮断器を用いた場合よりも、電圧低下は著し
く抑えられている。このように本実施例によるガス遮断
器の先行投入時間は、開閉サ−ジ抑制のためにガス遮断
器に用いられる投入抵抗装置の先行投入時間が10ms
程度であるのに対して12msと長いが、これは遮断部
18の固定接触子11と可動接触子12との開離距離に
比べて可動抵抗接点26と追従式固定抵抗接点27との
開離距離を小さくすることによって実現できる。
【0013】図6は、上述したようにして求めた抵抗体
17の抵抗値と電圧低下の関係を示すもので、先行投入
時間は14msとしてる。同図から分かるように抵抗値
を500Ω以上にすると電圧低下を4%以下にすること
ができるが、抵抗値が大きいと遮断部18の可動接触子
12と固定接触子11が接触するとき大電流が流れるの
で、上限を規定するのが良い。そこで抵抗値を1000
〜4500Ωとすると電圧低下を3%以下にすることが
でき、望ましくは抵抗値を1500〜2500Ωとする
と電圧低下を2%以下にすることができる。このような
抵抗値は、開閉サ−ジ抑制のためにガス遮断器に用いら
れる投入抵抗装置の抵抗値が500Ω程度であるのに対
して大きいが、抵抗体素子35の一枚一枚の抵抗値を大
きくすることによって対処することができる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、抵抗体の
抵抗値が500Ω以上、抵抗接点の先行投入時間が14
ms、あるいは、抵抗体の抵抗値が2000Ω、抵抗接
点の先行投入時間が12ms以上の投入抵抗装置を有す
ガス遮断器としたため、変圧器の加圧時の励磁突入電
流による電圧低下をほとんど無くすことができ、瞬時電
圧低下による需要家の種々の障害を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるガス遮断器の概略構成
図である。
【図2】本発明の一実施例によるガス遮断器を適用した
電力系統の回路図である。
【図3】図1に示すガス遮断器の等価回路図である。
【図4】図1に示すガス遮断器の開路状態にある要部拡
大断面図である。
【図5】先行投入時間と電圧低下の関係を示す特性図で
ある。
【図6】抵抗値と電圧低下の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
6 変圧器 7 ガス遮断器 8 ガス遮断器 11 固定接触子 12 可動接触子 17 抵抗体 18 遮断部 20 投入抵抗接点 26 可動抵抗接点 27 追従式固定抵抗接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久我 克也 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 (72)発明者 内田 幸男 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 (72)発明者 小川 明栄 愛知県名古屋市東区東新町1番地 中部 電力 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−281517(JP,A) 特開 平4−82120(JP,A) 特開 昭58−176829(JP,A) 特開 昭58−121519(JP,A) 特開 平5−115127(JP,A) 実開 昭62−11334(JP,U) 実開 昭55−141819(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 33/16 H01H 9/42 H02J 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性消弧性ガスを充填した容器内に接
    離可能な少なくとも一対の接触子を有する遮断部と、上
    記一対の接触子に電気的並列に接続されて上記一対の接
    触子の投入に先行して投入される抵抗接点および抵抗体
    から成る投入抵抗装置とを備え、変圧器の一次側又は二
    次側の少なくとも一方に接続したガス遮断器において、
    上記抵抗体は、その抵抗値を500Ω以上とし、上記抵
    抗接点は、上記一対の接触子の投入に先行して投入され
    る先行投入時間を14msとしたことを特徴とするガス
    遮断器。
  2. 【請求項2】 絶縁性消弧性ガスを充填した容器内に接
    離可能な少なくとも一対の接触子を有する遮断部と、上
    記一対の接触子に電気的並列に接続されて上記一対の接
    触子の投入に先行して投入される抵抗接点および抵抗体
    から成る投入抵抗装置とを備え、変圧器の一次側又は二
    次側の少なくとも一方に接続したガス遮断器において、
    上記抵抗体は、その抵抗値を2000Ωとし、上記抵抗
    接点は、上記一対の接触子の投入に先行して投入される
    先行投入時間を12ms以上としたことを特徴とするガ
    ス遮断器。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のものにおいて、上記抵抗
    体の抵抗値を、1000〜4500Ωとしたことを特徴
    とするガス遮断器。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のものにおいて、上記抵抗
    体の抵抗値を、1500〜2500Ωとしたことを特徴
    とするガス遮断器。
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