JP3202340B2 - 受電設備 - Google Patents

受電設備

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JP3202340B2 JP20283292A JP20283292A JP3202340B2 JP 3202340 B2 JP3202340 B2 JP 3202340B2 JP 20283292 A JP20283292 A JP 20283292A JP 20283292 A JP20283292 A JP 20283292A JP 3202340 B2 JP3202340 B2 JP 3202340B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/666Operating arrangements
    • H01H33/6661Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • HELECTRICITY
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    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/668Means for obtaining or monitoring the vacuum

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、受電設備に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の受電設備について、66/77K
Vクラスの特高変電設備を例にとり、説明する。
【0003】66KVクラスの受電設備は、(1)開放
式(オ―プン)受電設備、(2)ハウジング形受電設
備、(3)ガス絶縁式受電設備(GIS;Gas Insulate
d Switchgear)、(4)キュ―ビクル式ガス絶縁開閉装
置(C−GIS;CubicletypeGIS)へと変遷してき
ている。
【0004】ところで、開放式受電設備は、遮断器、断
路器、接地断路器、計器用変圧器、変流器、避雷器等の
各電気機器を銅より線、アルミパイプで接続し、空気絶
縁を利用した受電設備であった。このため、各電気機器
を直列的に配列する関係上、設置スペ―スが大きくな
り、また空気絶縁方式のため充電部が露出しており、安
全性に問題があった。
【0005】これに対して、建設費や用地の高騰と共
に、充電部汚損、安全性、騒音等の問題から受電設備の
小形化や密閉化が要求され、ガス絶縁式受電設備(GI
S)が開発された。これは、各電気機器をパイプ状の金
属容器で覆い、絶縁媒体として高圧のSF6 ガスを封入
して、小形化、密閉化したものである。
【0006】またキュ―ビクル式ガス絶縁受電設備は、
ガス絶縁式受電設備に対し、より高い信頼性、安全性、
保守・点検の簡素化と同時に、狭い用地に短期間で建設
でき、かつ周囲との環境に調和させる要請にも対応すべ
く開発された受電設備である。これは、大気圧近傍の低
圧力絶縁ガスを利用したキュ―ビクル形の容器に各電気
機器を一括して収納し、内部を構成単位ごとに区分した
ものであり、他の閉鎖配電盤と同様の外観である。この
ように最近では、SF6 ガスを絶縁媒体として用いた受
電設備が、多数運転されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このSF6 ガスは、通
常の運転状態では、無色、無臭、無味、不燃性の非常に
安定した気体であり、しかも無害である。その高度な安
定性と優れた電気的特性のゆえに、電気機器の絶縁材料
として広く利用されている。しかし、事故などによって
過電圧が発生したSF6 ガス中でア―ク放電が発生する
と、SF6 ガスは、SOF2 、SO2 、F2 、SO
4 、SO2 、HF、SiF4 等の分解生成物や分解ガ
スを発生する。このSF6 ガスの分解生成物や分解ガス
は有害である。
【0008】このためSF6 ガスを用いた受電設備にお
いては、活性アルミナまたは合成ゼオライト等の吸着剤
を設置して分解ガスを吸着させている。しかし、この吸
着剤の処理に苦慮しているが現状であり、SF6 ガスを
受電設備に用いるのが困難な状況にある。本発明の目的
は、信頼性、安全性に優れた受電設備を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために第1の発明では、電気機器を収納する容器
内に絶縁媒体を封入した受電設備において、電気機器を
収納する容器内に絶縁媒体を封入した受電設備におい
て、絶縁媒体を10-2Pa以下の真空とし、金属容器内
の真空度が10-2Paをこえたときに真空引きを行う制
御手段を備えるようにしたので、SF6 ガスと同等の絶
縁耐力を維持したまま安全性を向上することができる。
【0010】また第2の発明では、電気機器を収納する
容器内に絶縁媒体を封入した受電設備において、電気機
器として真空遮断器、真空断路器を有し、この真空遮断
器と真空断路器の主接点部の摺動部を備えた容器内を1
-2Pa以下の真空にするとともに、容器に収納された
電気機器を絶縁物で含浸または充填したので、SF6
スと同等の絶縁耐力を維持したまま安全性を向上でき、
さらに絶縁距離を短縮できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を参照して説明す
る。
【0012】図1は、本発明の一実施例を示す受電設備
の一部を切断した断面図である。図1において、受電設
備の容器1の内部には、遮断器3、断路器4が設けら
れ、高電圧の開閉操作ができるようになっている。ま
た、接地断路器5の操作により、点検・保守が可能とな
っている。電力会社より供給された高電圧は、受電設備
のこれらの機器に接続される。さらに高電圧は、容器1
を貫通するブッシング6を介して、別に設けられた受電
設備が供給される。本発明の受電設備では、受電設備の
容器1の内部の圧力が、10-2Pa以下の高真空となっ
ている。なお受電設備の容器1は、例えば外気との圧力
差1気圧に充分耐え得るような密閉型の金属容器で構成
されている。
【0013】また受電設備の容器1には、止め弁9を介
して真空ポンプ10が接続されている。さらに、容器1内
の真空度を監視するための真空計11が設けられており、
真空ポンプ10は、真空計11で計測された真空度が低下す
ると、止め弁9とともに作動するようなシステムとなっ
ている。具体的には、真空計11で計測された圧力が、1
-2Pa以上になると真空ポンプ10の電源が“ON”状
態になり、真空ポンプ10が作動する。次に止め弁9が
“開”状態になり、受電設備の容器1の真空引きを行
う。真空計11の圧力が10-2Pa以下になると、止め弁
9が“閉”状態になり、真空ポンプ10が停止する。
【0014】止め弁9は、例えば制御が可能な電磁弁か
らなっている。真空ポンプ10は、例えば容器1内の真空
度を10-2Pa以下の高真空にすることが可能なタ―ボ
分子ポンプ、スパッタイオンポンプ、クライオポンプな
どで構成されている。
【0015】図2は、圧力Pと絶縁耐力の関係を示す。
図2において、絶縁耐力が最低となる圧力Pmin は、1
2 Pa程度である。受電設備の内部機器の絶縁媒体と
して用いた10-2Pa以下の高真空の絶縁耐力は、図2
に示すように真空度によって大きく影響を受ける。また
10-2Pa以下の高真空中の絶縁耐力は、真空遮断器の
場合では、電極表面の酸化などの微視的表面状態によっ
ても大きく影響を受ける。従って、電極表面の吸着ガス
を除去するために真空中での加熱処理を行うと、図2に
示すように絶縁耐力は高くなる。しかしながら、受電設
備のように大きな設備の場合、加熱処理を行うための加
熱処理装置を設けると、非常に高価になる。ところが、
加熱処理を行わなくても10-2Pa以下の高真空であれ
ば、キュ―ビクル式ガス絶縁受電設備で用いている大気
圧近傍の低圧力SF6 ガスと同等の絶縁耐力を有するの
である。
【0016】前述したように、受電設備の容器1の表面
は吸着ガス層で覆われている。この吸着ガスが徐々に放
出されて経年的に真空度が低下する。真空度が低下する
と、図2からわかるように、絶縁性能は大きく低下す
る。しかしながら、本発明の受電設備には真空計11が設
けられているので、真空度が低下すると止め弁9が
「開」状態となり、真空ポンプ10が作動して10-2Pa
以下の高真空を維持でき、絶縁性能の低下を防ぐ事がで
きる。
【0017】一方、高真空は低圧力SF6 ガスと同等の
絶縁耐力を有するので、本発明の受電設備の大きさは、
従来のキュ―ビクル式ガス絶縁受電設備と同等の大きさ
とすることができる。また高真空は、通常の運転状態で
は無害であり、事故などによって過電圧が発生し高真空
中でア―ク放電が発生しても、ア―クを形成しているプ
ラズマが高真空中で拡散して消弧する。従って、SF6
ガスのように分解生成物や分解ガスを発生しないため、
事故が発生しても無害であり、環境保全に適している。
さらに絶縁媒体として高真空を用いるため、受電設備の
容器内の部品の腐食などによって経年的に劣化すること
がない。
【0018】また、図3に本発明の他の実施例を示す受
電設備の一部を切断した断面図を示す。図3において、
容器1内の遮断器3,断路器4,接地断路器5は、主接
点部3a、4a、5aの容器の圧力が例えば10-2Pa
以下の高真空とした真空遮断器や真空断路器を用いた。
遮断器3の操作機構と連結される接点の摺動部3bの容
器内の圧力を10-2Pa以下の高真空とすることによ
り、遮断器3の接点の開閉動作が可能となっている。同
様に断路器4や接地断路器5の操作機構と連結される接
点の摺動部4b、5bの容器内の圧力も10-2Pa以下
の高真空とすることにより、遮断器3の接点の開閉動作
が可能となっている。この接地断路器5の操作により、
点検・保守が可能となっている。これらの受電設備の容
器1内の主要機器は、例えばエポキシ樹脂の固体絶縁物
で含浸又は充填して絶縁した。また、電力会社より供給
された高電圧は、受電設備のこれらの機器に接続され
る。さらに、高電圧は、容器1を貫通するブッシング6
を介して、別に設けられた変電設備に供給される。
【0019】遮断器3、断路器4および接地断路器5の
摺動部の容器3b、4b、5bには、止め弁9を介して
真空ポンプ10が接続されている。また、摺動部の容器3
b、4b、5bの真空度を監視するための真空計11が、
設けられている。真空ポンプ10は、真空計11で計測され
た真空度が低下すると、止め弁9とともに作動するよう
なシステムとなっている。具体的には真空計11で計測さ
れた圧力が、10-2Pa以上になると真空ポンプ10の電
源が“ON”状態になり、真空ポンプ10が作動する。次
に止め弁9が“開”状態になり、受電設備の容器1の真
空引きを行う。真空計11の圧力が10-3Pa以下になる
と、止め弁9が“閉”状態になり、真空ポンプ10が停止
する。この止め弁9は、制御が可能な電磁弁からなって
いる。真空ポンプ10は、容器1内の真空度を1このよう
にすれば、特に絶縁耐力を必要とする箇所の絶縁を10
-2Pa以下の真空にしたので、前述した実施例と同等の
効果を得ることができる。さらに、受電設備の容器1内
の主要機器は、エポキシ樹脂などの固体絶縁物で含浸又
は充填して絶縁されるので、各機器間の絶縁距離を短縮
することができ、コンパクトな受電設備とすることが可
能である。
【0020】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、電気
機器を収納する容器内に絶縁媒体を封入した受電設備に
おいて、絶縁媒体を10-2Pa以下の真空とし、容器内
の真空度が10-2Paをこえたときに真空引きを行う制
御手段を備えたので、信頼性、安全性が向上した受電設
備を得ることができる。
【0021】また第2の発明によれば、容器内に収納さ
れる電気機器として真空遮断器、真空断路器を有し、こ
の真空遮断器と真空断路器の主接点部の摺動部を備えた
容器内を10-2Pa以下の真空にするとともに、電気機
器を絶縁物で含浸または充填したので、信頼性、安全性
が向上し、絶縁距離の短縮によりコンパクト化が可能な
受電設備を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す受電設備の一部を切断
した断面図。
【図2】本発明および従来の受電設備の圧力−絶縁耐力
特性を示す図。
【図3】本発明の他の実施例を示す受電設備の一部を切
断した断面図。
【符号の説明】
9…止め弁、10…真空ポンプ、11…真空計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹本 修文 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭52−98978(JP,A) 特開 昭51−130873(JP,A) 特開 昭50−69567(JP,A) 実開 昭50−145468(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02B 13/02 H01H 33/66 H02B 7/00 H02B 13/025

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気機器を収納する容器内に絶縁媒体を
    封入した受電設備において、前記絶縁媒体を10-2Pa
    以下の真空とし、前記容器内の真空度が10-2Paをこ
    えたときに真空引きを行う制御手段を備えたことを特徴
    とする受電設備。
  2. 【請求項2】 電気機器を収納する容器内に絶縁媒体を
    封入した受電設備において、前記電気機器として真空遮
    断器、真空断路器を有し、この真空遮断器と真空断路器
    の主接点部の摺動部を備えた容器内に10-2Pa以下の
    真空とするとともに、前記容器に収納された電気機器を
    絶縁物で含浸または充填したことを特徴とする受電設
    備。
  3. 【請求項3】 前記真空遮断器と真空断路器の主接点部
    の摺動部を備えた容器内の真空度が10-2Paをこえた
    とき真空引きを行う制御手段を備えたことを特徴とする
    請求項2記載の受電設備。
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WO2000021106A1 (fr) * 1998-10-05 2000-04-13 Hitachi, Ltd. Commutateur a vide et appareillage de commutation a vide comportant le commutateur
JP3788148B2 (ja) * 1999-12-16 2006-06-21 株式会社日立製作所 真空スイッチ及びその運転方法

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