JP3099919B2

JP3099919B2 - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: JP3099919B2
Application number: JP04141504A
Authority: JP
Inventors: 隆幸小林; 松本　　聡; 浩邦青柳; 洋村瀬
Original assignee: 東京電力株式会社; 株式会社東芝
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH05336624A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変電所等において使用
され、断路器等の開閉器を開閉操作したとき発生する高
周波サージを抑制できるようにしたガス絶縁開閉装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】変電所に用いられる高電圧回路に使用さ
れる開閉装置として、近年ガス絶縁開閉装置が多く用い
られている。このガス絶縁開閉装置は、母線、遮断器、
断路器を初めとして、その他の付属設備をＳＦ₆ガスが
封入された接地金属容器内に収納して構成される。この
ＳＦ₆ガスは、安定度が高く、不活性、不燃性、無臭、
無害であり、かつ空気の２〜３倍の絶縁耐力を有するか
ら、高電圧回路の開閉装置に多く用いられている。

【０００３】このような開閉装置は、一般に同軸構造
で、内部に発生したサージはほとんど減衰すること無く
伝播する。また、断路器や遮断器の開閉操作により、ガ
ス絶縁開閉装置内に高周波サージが発生することは良く
知られている事実である。特に、断路器の操作時には、
波頭の立ち上がり部分の時間が３ｎｓ〜５ｎｓで、それ
に続く数ＭＨｚの高周波振動の最大ピーク値が常時運転
電圧の波高値の２倍（２ｐｕ）以上のサージ電圧が発生
し得る。このようなサージの急峻な波頭部分が原因とな
って、オイルブッシングが絶縁破壊事故を起こした例
や、サージの波高値が原因となって断路器極間アークか
ら接地金属容器への地絡事故を起こした例が報告されて
いる。

【０００４】また、これらのサージはガス絶縁開閉装置
の接地系に誘導され、様々な電波障害や低電圧制御回路
の破壊事故を引き起こす原因となっている。従って、ガ
ス絶縁開閉装置内に発生する高周波サージを何等かの手
段により抑制する必要がある。

【０００５】このような開閉噐操作時に発生する高周波
サージを抑える方法として、従来、アモルファス磁性体
を用いたサージ吸収噐が、例えば特願昭６３−２１４１
７９号明細書（特開平２ー６５０１９号公報）に示すよ
うに公知である。これは、接地金属容器内に高電圧導体
を収納し、これを絶縁スペーサに固定した後、高電圧導
体の外周面に、薄状のアモルファス磁性材を同心円状に
多数回巻回し、アモルファス磁性材を、高電圧導体の外
周面に予め加工したねじ穴にねじにより固定する方法で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来例によ
れば、開閉器操作時に発生する高周波サージをある程度
抑えることができる。しかしながら、サージ吸収器は、
高電圧導体を接地金属容器内の絶縁スペーサに固定した
後に、高電圧導体の外周面にアモルファス磁性材を巻回
するとともに、ねじにより固定する方法であるため、ガ
ス絶縁開閉装置全体の組立に時間がかかり作業性に欠け
る欠点を有している。また、アモルファス磁性材は、機
械的応力によって磁性的性質が変化する恐れがあり、品
質的に安定したものが得られない場合がある。本発明
は、全体を組立る際の作業性が向上するガス絶縁開閉装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、以下のように構成したものである。請求項１
に対応する発明は、絶縁性ガスを封入した接地金属容器
内に、導体を配設してなり、かつこの導体に開閉器が電
気的に接続されるガス絶縁開閉装置において、

【０００８】リング状の巻芯に、フィルム状の磁性材を
同心状に多数回巻回し、この磁性材を非磁性材からなる
ケースにより包囲してなるサージ吸収器を、前記導体の
外周面の軸方向の所望の位置に固定手段により固定した
ものである。

【０００９】請求項２に対応する発明は、絶縁性ガスを
封入した接地金属容器内に、導体を配設してなり、かつ
この導体に開閉器が電気的に接続されるガス絶縁開閉装
置において、

【００１０】リング状の巻芯に、フィルム状の磁性材を
同心状に多数回巻回し、この磁性材を非磁性材からなる
ケースにより包囲してなるサージ吸収器を、前記接地金
属容器の内周面の軸方向の所望の位置に固定手段により
固定したものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、予め、巻芯に磁性材を多数回
巻回し、かつこの磁性材をケースにより包囲したサージ
吸収器を準備し、これを導体の外周面または接地金属容
器の内周面に固定するようにしたので、従来に比べて全
体を組立る際の作業性が向上する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明によるガス絶縁開閉装置
の第１実施例を示す断面図である。接地金属容器１内
に、絶縁性ガス、例えば、ＳＦ₆ガス２と共に高電圧導
体３が配置され、これは接地金属容器１の軸方向端部に
図示しない絶縁スペーサにより固定されている。高電圧
導体２の外周面に、以下に述べるサージ吸収器４が配設
されている。これは、巻芯４１、磁性材４２、ケース４
３、間隔片４４、フランジ４５、ワッシャ４６、ナット
４７、抵抗体４８、シールド電極４９からなっている。

【００１３】巻芯４１は、導電性を有し、かつ非磁性を
有する材料、例えばアルミニュウムパイプからなり、両
端部外周面にねじ部４１ａが形成されると共に、このね
じ部４１ａに近接するパイプ外周面に段部４１ｂが形成
されている。

【００１４】磁性材４２は、例えばフィルム状のアモル
ファス磁性材を、巻芯４１の外周面に同心円状に多数巻
回したものからなっている。ケース４３は、磁性材４２
の外周面を包囲するためのものであって、例えばフィル
ム状のアルミニュウムからなっている。間隔片４４は、
ケース４３の相互間およびケース４３とフランジ４５の
間に配設され、絶縁材料からなる円形リング状になって
いる。フランジ４５は、円形リング状であって、この穴
部４５ａは巻芯４１の段部４１ｂにはまるようになって
いる。抵抗体４８は、複数の棒状抵抗体からなり、フラ
ンジ４５間の周縁に圧接されるようになっている。

【００１５】左右のナット４７は、巻芯４１のねじ部４
１ａにそれぞれ螺合可能であって、巻芯４１の外周面
に、ケース４３で包囲された磁性材４２、間隔片４４、
フランジ４５、ワッシャ４６を挿入した状態で、これら
および抵抗体４８がフランジ４５間に締め付けられるよ
うになっている。シールド電極４９は、各フランジ４５
の周縁に支持部材５０を介して取り付けられている。

【００１６】このように構成されているので、以下のよ
うな効果が得られ、従来装置で問題であった急峻な立上
りを示す高周波サージを抑制できる。すなわち、本実施
例によれば、高電圧導体３の軸方向に対して、複数個の
磁性材４２が互いに間隔を存して配設されているので、
１ターン電圧を磁性材４２でそれぞれ分担させることが
できる。従って、磁性材４２、１個当りに対する１ター
ン電圧が小さくなる。また、１ターン電圧が発生する高
電圧導体３の半径方向の電界は小さくなり、高電圧導体
３そのものの絶縁の信頼性が向上する。

【００１７】さらに、巻芯４１の外周面に磁性材４２が
多数回巻回されているので、高電圧導体３の半径方向の
絶縁がより確実となり、高電圧導体３により形成される
電界と１ターン電圧による電界が重畳しても絶縁が保た
れることになる。

【００１８】一般に、５０Hzや６０Hzの商用周波数に対
しては、絶縁スペーサ２等に使用されているエポキシ樹
脂で、外周を覆えば、絶縁耐圧上影響のでない範囲であ
れば問題がないと言える。また、周波数が数百 KHzから
数 MHz、あるいは、数十 MHzとなる断路器サージ等の急
峻な立上りを示す高周波サージに対しては、高電圧導体
３の周囲に配設されている磁性材４２によって、サージ
波形の立上り峻度がなまるので、その立上り峻度によっ
てその後の波形がほとんど決定するサージ波形を抑制す
ることができ、また、絶縁破壊への進展を防止すること
ができる。

【００１９】このようなサージ吸収器４は、ガス絶縁開
閉装置を組み立てる前に、予め準備され、高電圧導体３
の両端部が図示しない絶縁スペーサに固定される前に、
挿入し、最終的に全体が組立てられた状態で、望ましい
位置に図示しないねじにより高電圧導体３に固定するだ
けでよく、このことからサージ吸収器４を高電圧導体３
に組立てる時間が短時間となり、組立て時の作業性が向
上する。

【００２０】また、磁性材４２は、アモルファス磁性材
から構成されていても、サージ吸収器４を組立てる際
に、機械的応力が加わり磁気的性質が変化することが考
えられるが、この場合には、サージ吸収器４を組立てる
際に、巻芯４１にアモルファス磁性材からなる磁性材４
２を巻回した後に、磁性材４２を焼鈍する設備にいれて
焼鈍すれば、問題がなく、これにより品質的に安定した
ものが得られる。

【００２１】さらに、フランジ４５に支持部材５０によ
りシールド電極４９が取付けられているので、高電圧導
体３に高電圧が印加されたとき、フランジ４５の端部か
ら生ずる放電が防止できる。

【００２２】図２は本発明によるガス絶縁開閉装置の第
２実施例を示す断面図であり、前述の実施例ではサージ
吸収器４を、高電圧導体３の外周面に取付けた例であっ
たが、これを接地金属容器１の内周面に取付けるように
したものである。すなわち、サージ吸収器４の構成は、
前述の実施例とほぼ同一であるが、巻芯４１の直径を大
きくし、これに前述の磁性材４２、ケース４３、間隔片
４４、フランジ４５、ワッシャ４６、ナット４７、抵抗
体４８を設け、フランジ４５の外周縁に別のフランジ５
１を設け、これを図示しないねじにより接地金属容器１
の内周面に取付けるようにしたものである。

【００２３】この実施例によれば、前述の実施例と同様
に、サージ吸収器４を高電圧導体３に組立てる時間が短
時間となり、組立て時の作業性が向上し、また、アモル
ファス磁性材から構成されている磁性材４２の磁気的特
性を損なうことがない。

【００２４】前述の実施例では、巻芯４１の材料として
アルルミニウムを用いた場合について説明したが、他の
材料例えば導電性プラスチックを用いても同様な効果が
期待できるばかりでなく、この場合には前述の実施例に
比べてさらに軽量することができ作業性が向上する。

【００２５】また、磁性材４２の材料としてアモルファ
ス磁性材を用いたが、これに代えてフェライトやケイ素
鋼板を使用しても同様なサージ吸収効果を有することは
言うまでもない。さらに、ケース４３の材料としてアル
ルミニウムを用いた場合について説明したが、他の材料
例えば導電性有機材を用いても同様な効果が期待でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、巻芯にフィ
ルム状の磁性材を同心状に多数回巻回し、この磁性材を
ケースにより包囲したサージ吸収器を、予め準備し、こ
れを導体または接地金属容器内に固定するようにしたの
で、全体の組立時の作業性を向上させることができるガ
ス絶縁開閉装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス絶縁開閉装置の第１実施例を
示す断面図。

【図２】本発明によるガス絶縁開閉装置の第２実施例を
示す断面図。

【符号の説明】

１…接地金属容器、２…絶縁性ガス、３…高電圧導体、
４…サージ吸収器、４１…巻芯、４２…磁性材、４３…
ケース、４４…間隔片、４５…フランジ、４６…ワッシ
ャ、４７…ナット、４８…抵抗体、４９…シールド電
極、５０…支持部材、５１…フランジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青柳浩邦神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者村瀬洋神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内 (56)参考文献特開昭62−60407（ＪＰ，Ａ) 特開平２−74108（ＪＰ，Ａ) 特開平２−164208（ＪＰ，Ａ) 特開平３−36908（ＪＰ，Ａ) 特開平２−65019（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−82915（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02B 13/025 - 13/075 H02G 5/06 H01H 33/59

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性ガスを封入した接地金属容器内
に、導体を配設してなり、かつこの導体に開閉器が電気
的に接続されるガス絶縁開閉装置において、リング状の巻芯に、フィルム状の磁性材を同心状に多数
回巻回し、この磁性材を非磁性材からなるケースにより
包囲してなるサージ吸収器を、前記導体の外周面の軸方
向の所望の位置に固定手段により固定したガス絶縁開閉
装置。
【請求項２】絶縁性ガスを封入した接地金属容器内
に、導体を配設してなり、かつこの導体に開閉器が電気
的に接続されるガス絶縁開閉装置において、リング状の巻芯に、フィルム状の磁性材を同心状に多数
回巻回し、この磁性材を非磁性材からなるケースにより
包囲してなるサージ吸収器を、前記接地金属容器の内周
面の軸方向の所望の位置に固定手段により固定したガス
絶縁開閉装置。