JP3873529B2 - Gas insulated switchgear - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス絶縁開閉装置に係り、特に電気的なガス中絶縁性能に対する信頼性を向上したガス絶縁開閉装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にガス絶縁開閉装置は、いくつかの密閉容器内に遮断器、断路器、接地開閉器、計器用変圧器、計器用変流器、およびこれらを電気的に接続する通電導体、母線を収容し、絶縁性ガスを充填してなる装置であり、縮小化や絶縁性能および安全性に優れていることから、変電所等の電気所に広く設置されている。
【0003】
図3は、従来のガス絶縁開閉装置内に配置された遮断器を表わしたものである。図3−(a)は、水平に設置された容器1bに対し、絶縁筒2a,2e,導体2b,2d、遮断部ユニット2cが配置されている。また導体2f,2gを介して、他の電力用機器やケーブルを引くためのブッシングに接続される。また、この従来型遮断器を横に3相並べると図3−(b)のようになる。ブッシングが取付く場合、ブッシングの相間に対する気中絶縁が必要となり、少なくともある距離Lが必要となる。
【0004】
この開閉装置容器内に組立時等、万一何等かの原因で金属異物が混入すると、容器内面の底部に集まる傾向がある。少なくとも容器内面の底部に金属異物が存在すると、ガス中での移動や浮上または絶縁物沿面への付着によりその金属異物が存在する部分の絶縁性能が低下することが知られている。
【0005】
このため従来では、金属異物が全く存在しないとすれば、図1の円形容器1aの大きさとなるところが、金属異物が存在するため、金属異物が移動、浮上しても各機器に付着しない充分大きな円形容器1bとなり、容器の縮小化の妨げとなっている。また金属異物を考えない大きさの円形容器1aに、例えば特開平10−234113号等で開示されたものように、容器に金属異物を捕獲するためのトラップ装置を特別に設け、金属異物を捕獲することで、ガス絶縁開閉装置内部の絶縁性能の低下を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、容器が大きくなること、もしくは特別に異物を捕獲するためのトラップ装置を設けるため高価である。加えて、例えば遮断器動作時における機械的振動やガス流が作用する開閉装置容器内では、単に容器に金属異物を捕獲するトラップ装置を設けても、トラップ装置に捕獲された金属異物が再び開閉装置容器内に散乱してガス絶縁開閉装置内部の絶縁性能に悪影響を与える恐れが有る。また、トラップ容器の入口部に種々の装置を設ける方式ではその部分の電界が乱れ、電界集中によって開閉装置容器自体が大型化するという問題点がある。
【0007】
また、開閉装置容器が大型化することにより、容器内体積が増加し、温室効果ガスに指定されているSF6ガス等の使用量が増加してしまう。
【0008】
本発明の目的は、例え金属異物が存在しても、真円形の容器に比べ、高い電気絶縁性能の信頼性を安価に確保すること、またこれにより、同程度の電気絶縁性能の信頼性を有する真円形容器をもつガス絶縁開閉装置と比べ、相間距離を縮小し、据付面積を縮小させたガス絶縁開閉装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のガス絶縁開閉装置では、開閉装置容器を上面と下面の曲率を変化させる等の手段により、上面および左右面に比べ、電気機器と容器下面との充分な絶縁距離を確保する。上述の容器は、鋳造物で製作することにより、容易に安価に実現できる。また容器を鋳造物で製作することにより、トラップ容器を一体成形することも、容易に実現できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【0011】
図1は、本発明の第1の実施形態であり、図3のA−A断面相当を示している。本発明容器1上面の曲率R1と下面の曲率R2を変化させて、遮断部ユニット2cとの上左右方向の絶縁距離に対して下方向の絶縁距離を少なくとも長くとっている。これにより、容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性が低い、本発明容器1のR1を半径にもつ従来円形容器1aと比べ、容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の高い信頼性を確保している。これにより、横幅は変わらないため、据付面積は変化させずに、異物に対する信頼性を向上させている。また、本発明容器1と同程度の容器底面電界値である、本発明容器1のR2を半径にもつ従来円形容器1bと比べ、本発明容器1は、従来容器1bに対し、上左右方向を小さくすることができる。この容器の縮小によって、重量の低減、据付面積の低減、容積減少によるガス量の低減を図ることができる。
【0012】
図2に、図1に示す容器内面の電界解析結果の例を示す。本発明容器1の電界値は、容器上面から横面までは、異物の影響を考えない従来円形容器1aと同等の電界値となっている。また、容器横面から下面にかけて、容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の高い従来円形容器1bと同等の低い電界値となっており、絶縁信頼性を保ちつつ、容器の縮小を実現しているのがわかる。また、少なくとも容器下面に静電塗料を塗布することにより、容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性はより高くなる。
【0013】
図4、図5に別の実施形態を示す。図4は、図1と同様に、本発明容器1は、従来容器1aと同程度の横幅で、従来円形容器1bと同程度の下部空間長を持っている。これにより、従来容器1aよりも容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の高い信頼性を得、同程度の容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性をもつ従来容器1bよりも、上左右方向を小さくしている。図5では、本発明容器1は、従来容器1aよりも容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の高い信頼性を得るため、従来容器1aより横幅が増えているが、同一程度の容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性をもつ従来容器1bよりは、上左右方向が小さい。
【0014】
同様に、図1、図4、図5における遮断部ユニット2cを、絶縁筒2a,2e,導体2b,2dに置き換えても、また断路器、接地開閉器、計器用変圧器、計器用変流器、およびこれらを接続する通電導体、母線等のユニットに置き換えても、同じことが言える。
【0015】
図6は、図1の容器を3相並置した場合を示す。同程度の容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性をもつ従来容器1bを3相並べた場合に比べ、本発明容器1を比べた場合は、左右方向を大幅に縮小することが可能となり、容器を固定するフレームにおいても、従来容器固定フレーム3bより、本発明容器固定フレーム3は、大幅な縮小が可能となる。
【0016】
左右方向を大幅に縮小することにより、ブッシングの相間に対する気中絶縁に必要な距離Lが取れなくなる場合があり、問題となる。
【0017】
これに対して、図7のように、3相並置した本発明容器を少なくとも二つ傾むかせることにより、ブッシングの相間に対する気中絶縁に必要な距離Lを確保することができる。また少なくとも一つ傾けることにより、固定フレーム3よりも固定フレーム3aはさらに縮小が可能となる。
【0018】
図8は、従来容器1bと同じ外形をもち、容器断面内面のみ、図1の発明容器と同様に、上面の曲率R1と下面の曲率R2を変化させた場合を示す。これにより、従来容器1bに対し、容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性は同程度を確保しつつ、図中斜線部分の分、容積を大幅に縮小させ、温室効果ガスであるSF6ガス等の大幅な減量を実現させたものである。
【0019】
図9は、図1の発明容器と同様に、本発明容器11外面は容器上面曲率と下面曲率を変化させ、本発明容器11内面にトラップ空間13を設け、また連通部14をトラップ空間13の最大径または最大幅よりも小さくなるようにしている。トラップ空間13により異物を捕獲し、連通部14の幅が狭くなっているため、異物が飛び出し難くなっている。したがって、従来容器1aと同一幅で、従来容器1aよりも容器下面に集まる異物に対する絶縁耐力の信頼性が大幅に向上している。また、本発明容器11は、例えば、鋳物にて製作することにより、容易に、大量に製作可能である。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、万一ガス絶縁開閉装置内に金属異物が混入、発生しても、充分な電気的絶縁特性を確保し、信頼性の高いガス絶縁開閉装置を安価に提供する効果がある。また従来の同程度の電気的絶縁信頼性の高いガス絶縁開閉装置の容積や設置面積をより縮小する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるガス開閉装置内に配置される遮断器の断面図。
【図2】本発明容器内面の電界解析結果例を示す図。
【図3】従来の遮断器構造と3相並列配置例を示す図。
【図4】本発明の別形態実施例による遮断器の断面図。
【図5】本発明の別形態実施例による遮断器の断面図。
【図6】本発明の実施例による3相並列配置例を示す図。
【図7】本発明の実施例による3相並列配置例を示す図。
【図8】本発明の別形態実施例による遮断器の断面図。
【図9】本発明の別形態実施例による遮断器の断面図。
【符号の説明】
1…本発明開閉装置容器、1a,1b…従来型円形開閉装置容器、2a,2e…絶縁筒、2b,2d…導体、2c…遮断部ユニット、2f,2g…導体、3,3a,3b…開閉装置固定フレーム、R1…本発明開閉装置容器1断面内面上面の曲率、R2…本発明開閉装置容器1断面内面下面の曲率、L…ブッシングの相間に対する気中絶縁に必要な距離、11…開閉装置容器、13…トラップ空間、14…連通部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas-insulated switchgear, and more particularly, to a gas-insulated switchgear with improved reliability for electrical gas-insulating performance.
[0002]
[Prior art]
In general, a gas-insulated switchgear contains circuit breakers, disconnectors, ground switches, instrument transformers, instrument current transformers, current-carrying conductors and busbars that electrically connect them in several sealed containers. It is a device filled with an insulating gas, and is widely installed in electrical stations such as substations because it is excellent in downsizing, insulation performance and safety.
[0003]
FIG. 3 shows a circuit breaker arranged in a conventional gas insulated switchgear. In FIG. 3A, insulating
[0004]
If metal foreign matter is mixed into the switchgear container for any reason, such as during assembly, it tends to collect at the bottom of the inner surface of the container. It is known that when a metal foreign matter exists at least at the bottom of the inner surface of the container, the insulation performance of the portion where the metal foreign matter exists is deteriorated due to movement in gas, levitation, or adhesion to the surface of the insulator.
[0005]
For this reason, conventionally, if there is no metallic foreign matter, the size of the circular container 1a in FIG. 1 is large enough that the metallic foreign matter is present and does not adhere to each device even if the metallic foreign matter moves and floats. It becomes a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned conventional technique is expensive because the container becomes large or a trap device for capturing a foreign object is provided. In addition, for example, in a switchgear container where mechanical vibration or gas flow acts during breaker operation, even if a trap device that simply captures metal foreign matter is provided in the container, the metal foreign matter captured by the trap device is opened and closed again. There is a risk of scattering inside the device container and adversely affecting the insulation performance inside the gas insulated switchgear. Further, in the system in which various devices are provided at the inlet of the trap container, there is a problem that the electric field at that part is disturbed and the switchgear container itself is enlarged due to the electric field concentration.
[0007]
Moreover, when the switchgear container is enlarged, the volume in the container is increased, and the amount of SF6 gas or the like designated as a greenhouse gas is increased.
[0008]
The purpose of the present invention is to ensure high reliability of electrical insulation performance at a low price even when a metallic foreign object is present, as compared to a true circular container, and to thereby provide the same level of reliability of electrical insulation performance. An object is to provide a gas insulated switchgear having a reduced interphase distance and a reduced installation area as compared with a gas insulated switchgear having a true circular container.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the gas insulated switchgear according to the present invention, sufficient insulation between the electrical equipment and the bottom surface of the container is achieved compared to the top and left and right surfaces by means such as changing the curvature of the top and bottom surfaces of the switchgear container. Secure the distance. The above-described container can be easily realized at a low cost by being manufactured by casting. In addition, it is possible to easily form the trap container integrally by manufacturing the container by casting.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and shows an AA cross-section corresponding to FIG. By changing the curvature R1 of the upper surface and the curvature R2 of the lower surface of the
[0012]
FIG. 2 shows an example of the electric field analysis result on the inner surface of the container shown in FIG. The electric field value of the
[0013]
4 and 5 show another embodiment. In FIG. 4, like FIG. 1, the
[0014]
Similarly, even if the interruption | blocking
[0015]
FIG. 6 shows a case where the container of FIG. Compared to the case where the
[0016]
If the left and right direction is significantly reduced, the distance L required for air insulation between the bushing phases may not be obtained, which is a problem.
[0017]
On the other hand, as shown in FIG. 7, by tilting at least two of the present invention containers juxtaposed in three phases, it is possible to secure a distance L necessary for air insulation between the bushing phases. Further, by tilting at least one, the fixed frame 3a can be further reduced than the fixed frame 3.
[0018]
FIG. 8 has the same outer shape as the
[0019]
9 is similar to the inventive container of FIG. 1, the outer surface of the
[0020]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, even if metal foreign matter is mixed in or generated in a gas insulated switchgear, there is an effect of ensuring a sufficient electrical insulation characteristic and providing a highly reliable gas insulated switchgear at low cost. . In addition, there is an effect of further reducing the volume and installation area of the conventional gas insulated switchgear having the same level of electrical insulation reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a circuit breaker disposed in a gas switchgear according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an electric field analysis result on the inner surface of the container of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional circuit breaker structure and a three-phase parallel arrangement example.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a three-phase parallel arrangement example according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a three-phase parallel arrangement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記密封容器断面における容器上面の曲率と下面の曲率を変化させて、前記遮断器の遮断部との容器断面上方向及び左右方向の絶縁距離に対して下方向の絶縁距離を長くすると共に前記密封容器を3相並置し、かつ、少なくとも一つの前記密封容器を、該密封容器の長手方向を回転軸として傾けて配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。In a sealed container in which the insulating gas is sealed, breaker, disconnector, earthing switch, instrument transformer, current transformer, and current carrying conductors, mother lines are arranged to connect them electrically In gas insulated switchgear,
By changing the curvature of the upper surface of the container and the curvature of the lower surface in the cross section of the sealed container, the insulation distance in the downward direction is increased with respect to the insulation distance in the container cross-section upper and left and right directions with respect to the breaker of the circuit breaker. A gas-insulated switchgear characterized in that containers are arranged in three phases and at least one of the sealed containers is inclined with the longitudinal direction of the sealed container as a rotation axis .
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