JP3146910B2 - 避雷器を有する変電所 - Google Patents

避雷器を有する変電所

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    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
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    • H01C8/04Overvoltage protection resistors; Arresters
    • HELECTRICITY
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛形避雷器を用
いるガス絶縁開閉装置で構成した変電所に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ガス絶縁開閉装置用避雷器として、従
来、例えば、電気学会論文誌B、112巻3号、p25
9−266「開放端避雷器の過電圧抑制効果および軽責
務避雷器による雷サージの抑制」(平成4年)に記載が
有り、図6に示すように規格を満足する制限電圧の標準
避雷器Aと避雷器Aよりも10〜20%程度高い制限電
圧の軽責務避雷器Bを設置し、過電圧Vを抑制する手段
が提案されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
標準避雷器Aと軽責務避雷器Bには同一材料、組成酸化
亜鉛素子を用いる思想が記載されおり、避雷器Bは避雷
器Aと同等もしくはこれ以上に長くなり、ガス絶縁開閉
装置に設置しにくく、避雷器Bの制限電圧が高くなる
分、あるいは酸化亜鉛素子の直径を小さくする分、全体
の直列キャパシタンスが小さくなり、各酸化亜鉛素子の
電圧分担の均一化を行いにくい問題があった。
【0004】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であり、避雷器Bを避雷器Aよりも小形にし、この避雷
器をガス絶縁開閉装置の開放端近くに設置し、全体に絶
縁協調のバランスのとれた信頼性の高い変電所を提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、従来よりも
1.5 倍程度以上の高電界で使える新組成の酸化亜鉛素
子を避雷器Bに適用することにより達成される。
【0006】
【作用】上記手段を設けたので、避雷器Bの長さを避雷
器Aよりも短くでき、ガス絶縁開閉装置に設置しやす
く、避雷器Bの各酸化亜鉛素子の電圧分担の均一化を行
いやすくなる。
【0007】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【0008】[実施例1]図1は本発明の一実施例であ
り、ガス絶縁開閉装置を用いる変電所の単線結線図で示
すスケルトン例である。変電所は2回線の送電線1,
2、1バンクの変圧器3およびガス絶縁開閉装置を用い
る線路引込み部4,2重主母線部5,変圧器連絡母線部
6で構成し、規格を満足する制限電圧の標準避雷器A1
とA2が線路引込みブッシング近傍4と変圧器連絡母線
部6に設置され、本発明の避雷器B1とB2を線路引込
み遮断器7の線路側と2重主母線部5に設置している。
変電所の雷サージ解析を行うと、各部の過電圧の最大値
が避雷器の制限電圧よりも20〜60%程度に高くなる
ことが多い。この範囲は変電所の構成によるものであ
る。そこで、本発明の避雷器B1とB2の制限電圧は、
図2の電圧電流特性に示すように避雷器A1とA2より
も10〜30%程度高くしている。本発明の避雷器B1
とB2には、標準避雷器A1とA2に使われているより
も1.5 倍程度以上の高電界で使える新組成で製作した
酸化亜鉛素子を用いている。例えば、ZnOを主成分と
し、添加物としてSiO2 10〜15モル%、Sb23
2モル%、Al(NO3)・9H2O0.01モル%、L
iCO21モル%を入れて、混合・成形・焼成した酸化
亜鉛素子の1mAにおける電圧、いわゆるV1mA は、避
雷器A1とA2に使われている酸化亜鉛素子の値の1.
5 倍程度以上になる。すなわち、一般に、標準避雷器
用酸化亜鉛素子では、ほぼ200V/mm程度、高電界酸
化亜鉛素子では、300V/mm程度以上である。従っ
て、避雷器B1とB2の長さは避雷器A1とA2の長さ
よりも1.5 分の1以下に短くできる効果がある。ま
た、制限電圧を標準避雷器A1とA2よりも10〜30
%程度高くしているので、避雷器B1とB2が短時間過
電圧等に対して吸収するエネルギーは避雷器A1とA2
よりも少なくてすむ。
【0009】図3は雷サージに対する本発明の効果を示
し、線路引込み遮断器7を開極した場合の絶縁協調検討
結果の例である。標準避雷器A1のみを設置した場合の
過電圧分布AVと、避雷器A1ならびに避雷器B1を設
置した場合の過電圧分布ABVが示されている。この例で
は、過電圧分布AVにおける過電圧の最大は、開極の線
路引込み遮断器7のX2で発生し、避雷器A1のX1に
おける電圧よりも60%程度高い。過電圧分布ABVに
おける最大過電圧は過電圧分布AVにおけるより30%
程度抑制されている。避雷器B1を設置した効果が明ら
かであり、よりバランスのとれた絶縁協調を達成でき
る。避雷器B1とB2の長さは避雷器A1とA2の長さ
よりも1.5 分の1以下に短くでき、吸収するエネルギ
ーは避雷器A1とA2よりも少なくてすむので、避雷器
B1とB2のコンパクト化を達成できる。
【0010】例えば、図4はガス絶縁開閉装置の断路器
10に避雷器Bを取り付けた実施例を示す。断路器10
の固定部絶縁筒11の中に高電界で使える酸化亜鉛素子
群からなる避雷器B1を収納している。避雷器B1の長
さが従来よりも短いので、図4のように断路器に組込が
可能となる。また、避雷器B1の長さが従来よりも短い
ので(直列キャパシタンスが同等か大きくなり)、接地
されたタンクの影響が小さくなり(ストレーキャパシタ
ンスが小さくなり)、各酸化亜鉛素子にかかる分担電圧
をより均一化できる効果がある。避雷器B1に不具合が
生じた場合、絶縁筒11により外部との気密を確保でき
るようにしておけば、避雷器B1を外して点検,修復で
きる。避雷器B1を上部12側に組み込むこともでき
る。
【0011】このようにして、全体に絶縁協調にバラン
スのとれた信頼性の高い変電所が得られる効果がある。
【0012】[実施例2]図5はガス絶縁開閉装置のガ
ス母線13に避雷器B1を取り付けた実施例を示す。図
4と類似しているが、避雷器B1が導体14とタンクに
付けたアダプター15の間に組み込まれている。図4に
比較し、取付け位置の自由度が大となる効果がある。
【0013】[実施例3]実施例2,3では、絶縁筒1
1を設けたが、絶縁筒を省略することもできる。この場
合、単独の修復は困難となるが、より安価な過電圧保護
システムとなる。[実施例4]図4,図5および実施例
3では、避雷器B1の実施例について示したが、主母線
部5に設置する避雷器B2の場合でも同様に実施でき
る。
【0014】[実施例5]標準避雷器A1,A2と1.
5 倍程度以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用いた
避雷器B1,B2の取付け金具を個別の寸法,形状とす
る。これにより間違ってガス絶縁開閉装置に設置するこ
とを防止できる効果がある。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、従来よりも1.5 倍程
度以上の高電界で使える新組成の酸化亜鉛素子を避雷器
に適用し、標準避雷器よりも10〜30%程度高い制限
電圧の避雷器を製作でき、この避雷器をガス絶縁開閉装
置の開放端近くに設置できるので、全体に絶縁協調のバ
ランスのとれた信頼性の高い変電所を提供できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるガス絶縁開閉装置を用
いる変電所の単線結線である。
【図2】本発明の避雷器と標準避雷器の電圧電流特性の
例である。
【図3】本発明の雷サージに対する絶縁協調検討結果の
例である。
【図4】本発明の避雷器をガス絶縁開閉装置の断路器に
取り付けた実施例である。
【図5】本発明の避雷器をガス母線に取り付けた実施例
である。
【図6】従来のガス絶縁開閉装置を用いる変電所の単線
結線である。
【符号の説明】
4…ガス絶縁開閉装置を用いる線路引込み部、5…2重
主母線部、6…変圧器連絡母線部、7…線路引込み遮断
器、10…断路器、11…絶縁筒、13…ガス母線、1
4…導体、15…アダプター、A1,A2…標準避雷
器、B1,B2…本発明の避雷器、AV,ABV…過電
圧分布。
フロントページの続き (72)発明者 松尾 尚英 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 八木橋 義豊 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 山崎 武夫 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平6−38323(JP,A) 実開 平3−167(JP,U) 実開 平2−67589(JP,U) 実開 昭53−77316(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02B 13/02 - 13/075 H02B 5/00 H01C 7/12

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】規格を満足する制限電圧の標準避雷器を線
    路引込みブッシング近傍もしくは変圧器連絡母線部に設
    け、標準避雷器に使われているよりも1.5 倍程度以上
    の高電界で使える酸化亜鉛素子を用いかつ標準避雷器よ
    りも10〜30%程度高い制限電圧の避雷器を線路引込
    み遮断器の線路側もしくは2重主母線部の開放端近傍に
    設けたことを特徴とする避雷器を有する変電所。
  2. 【請求項2】請求項1記載において、前記1.5 倍程度
    以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用いかつ標準避雷
    器よりも10〜30%程度高い制限電圧の避雷器をガス
    断路器に組み込んだことを特徴とする避雷器を有する変
    電所。
  3. 【請求項3】請求項1記載において、前記1.5 倍程度
    以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用い、かつ標準避
    雷器よりも10〜30%程度高い制限電圧の避雷器をガ
    ス母線に組み込んだことを特徴とする避雷器を有する変
    電所。
  4. 【請求項4】請求項1記載において、前記1.5 倍程度
    以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用い、かつ標準避
    雷器よりも10〜30%程度高い制限電圧の避雷器の気
    密を確保できる絶縁筒内に設けたことを特徴とする避雷
    器を有する変電所。
  5. 【請求項5】請求項1記載において、標準避雷器に使わ
    れている酸化亜鉛素子の1mAにおける電圧が200V
    /mm程度であり、前記高電界で使える酸化亜鉛素子の1
    mAにおける電圧が300V/mm程度以上であることを
    特徴とする避雷器を有する変電所。
  6. 【請求項6】請求項1記載において、標準避雷器と前記
    1.5 倍程度以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用い
    た避雷器の取付け金具を個別の寸法,形状とすることを
    特徴とする避雷器を有する変電所。
  7. 【請求項7】ガス絶縁開閉装置を有する変電所におい
    て、異なる材料組成の酸化亜鉛素子を組み込んだ複数の
    避雷器を該ガス絶縁開閉装置内に分散して設けたことを
    特徴とする避雷器を有する変電所。
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