JP4625714B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は、電源系統を構成する真空バルブや接続導体のような主回路部材をエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドしたスイッチギヤの部分放電の検出に関する。

従来、スイッチギヤの主回路を構成する真空バルブや接続導体のような電気機器においては、全体形状を縮小するため、エポキシ樹脂のような絶縁材料によりモールドして絶縁外皮を形成した固体絶縁式のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ガス絶縁式のスイッチギヤに用いられる絶縁物においては、その表面に透明な保護層を設け、分解生成物が発生したときに絶縁特性の低下を防ぐ技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

一方、このような絶縁物を使用したスイッチギヤにおいては、絶縁劣化状態を監視するため、絶縁破壊の前駆現象として知られている部分放電を検出し、予防保全、余寿命診断が行われている。部分放電を検出する手法としては、部分放電により発生する音、電流、電磁波、光などの信号を検出するＡＥセンサ、ＣＴセンサなどの部分放電検出装置が用いられている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００１−２８６０１８号公報 （第４ページ、図３） 特開平８−２３７８２７号公報 （第５ページ、図１） 特開２００２−９０４１３号公報 （第４ページ、図１）

上記の従来のスイッチギヤにおける部分放電の検出においては、次のような問題がある。

部分放電による音、電流、電磁波、光などの信号が微弱であり、ノイズなどの外部環境に大きく影響され、部分放電の検出が困難であった。また、絶縁劣化に大きく影響する部分放電は、絶縁物内部から発生するものが多いものの、一般的な絶縁材料のエポキシ樹脂がチョコレート色などに着色されていることから、絶縁物内部を観測することが困難であった。これは、絶縁物表面に透明な保護層を設けたものにおいても同様であり、保護層内部での部分放電の観測はできるものの、絶縁層内部での観測は困難であった。

このため、ノイズなどの外部環境に影響され難く、絶縁層内部で発生する部分放電を容易に検出できるようなスイッチギヤが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、部分放電を容易に検出し得るスイッチギヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスイッチギヤは、箱体と、前記箱体内に設けられたスイッチギヤの主回路を構成する主回路部材と、前記主回路部材の周りにモールドして形成された絶縁層とを具備し、前記絶縁層は、透明であるとともに、その表面に蛍光被膜を設けたことを特徴とするスイッチギヤ。

本発明によれば、スイッチギヤを構成する主回路部材を透明な絶縁材料でモールドして絶縁層を形成しているので、絶縁層内で発生する部分放電による光を外部から容易に観測することができ、絶縁劣化診断を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係るスイッチギヤを図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るスイッチギヤの構成を示す断面図である。

図１に示すように、スイッチギヤは、箱体１内が背面側のケーブル部１ａ、中央部の開閉部１ｂ、正面側の母線部１ｃに分かれて構成されている。

ケーブル部１ａには、ケーブルヘッド２が設けられ、ケーブルヘッド２に変流器３を貫通した電力用ケーブル４が接続されている。

開閉部１ｂには、接離自在の一対の接点を有する真空バルブ５の周りに絶縁材料をモールドして絶縁層６を形成させた遮断部７が設けられている。この遮断部７の一方の主回路端は、コ字状の接続導体８でケーブルヘッド２に接続されている。また、他方の主回路端は、後述する母線部１ｃとの接続を行う連結導体９を絶縁層内に埋め込んだ可動導体部１０の一方に接続されている。

また、可動導体部１０の開口部１０ａの一方には、絶縁操作ロッド１１が設けられている。絶縁操作ロッド１１の一方端には、連結導体９の一方を移動自在に摺動接触する真空バルブ５の可動軸が固定され、他方端には、真空バルブ５の一対の接点を開閉する電磁アクチュエータのような操作機構１２が連結されている。

母線部１ｃには、遮断部７と同様に、真空バルブ１３の周りに絶縁材料をモールドして絶縁層１４を形成させた断路部１５が設けられている。断路部１５の一方の主回路端には、可動導体部１０の他方が接続されている。断路部１５の他方の主回路端には、隣接する盤との接続を行う中心導体に絶縁材料をモールドして絶縁層を形成させた母線１６が接続されている。

また、可動導体部１０の他方の開口部１０ａには、絶縁操作ロッド１７が設けられている。絶縁操作ロッド１７の一方端には、連結導体９の他方を移動自在に摺動接触する真空バルブ１３の可動軸が固定され、他方端には、真空バルブ１３の一対の接点を開閉する開閉部１ｂの操作機構１２と同様な操作機構１８が連結されている。箱体１の正面側には、遮断部７や断路部１５などを制御する制御室１９が設けられている。

なお、遮断部７、断路部１５、接続導体８、可動導体部１０および母線１８などの電気機器の主回路端は、いずれもテーパ状に形成された界面接続部となっており、図示しない可撓性絶縁体を介して互いの主回路端が接続されている。

ここで、遮断部７、断路部１５、接続導体８、可動導体部１０および母線１８などの絶縁層６、１４は、例えば日本ペルノックス（株）社製の透明エポキシ樹脂ＮＭ−１０２Ａ／Ｂのような絶縁材料によってモールドされ、透明なものに形成されている。即ち、これらの絶縁層６、１４は、金型内に前述のような絶縁材料を充填し、加熱硬化させて得られる。このため、遮断部７、断路部１５、可動導体部１０などのスイッチギヤを構成する電気機器は、これらの絶縁層６、１４内に埋め込まれている主回路部材の真空バルブ５、１３や連結導体９などを外部から目視することができる。

また、機械的強度が必要な電気機器においては、二酸化ケイ素を主成分とする透明な粒径数十μｍ以下のガラス粒子からなる充填剤を絶縁材料中に充填すれば、その充填量を調整することにより、機械的強度を向上させることができる。一般的に、充填量を増やせば機械的強度が増すものの透明度が低下するが、内部が目視できる程度まで充填量を増やすことができるものとする。

透明度は、観測時の明るさや絶縁層６、１４自体の透過の程度などによって変化することが考えられるが、ここでは、一般的な電気室の昼間の時間帯に、スイッチギヤを構成する主回路部材が外部から目視できることを、絶縁層６、１４が透明に形成されていると定義する。

このように、絶縁層６、１４を透明に形成することにより、絶縁層６、１４内で発生する部分放電による光を外部から観測できる。更には、部分放電が発生し、その後、部分放電が一旦消滅したものにおいても、その放電痕を観測することができる。即ち、絶縁層６、１４を透明にすることにより、部分放電によって発生する信号のうち、部分放電光を外部から検出することができる。また、当然のことながら、絶縁層６、１４表面での部分放電も検出することができる。

なお、真空バルブ５、１３においては両端のフランジ部、接続導体８においてはコ字状に曲がった曲率部の近傍において、電界が集中し易く部分放電を起こし易い。このため、電界が集中し易い絶縁層６、１４部分の透明度を向上させることにより、部分放電の観測がより容易となり好ましくなる。

上記実施例１のスイッチギヤによれば、スイッチギヤを構成する主回路部材の真空バルブ５、１３などを透明な絶縁層６、１４で形成しているので、絶縁層６、１４内で発生する部分放電や放電痕を外部から容易に検出でき、絶縁劣化診断をすることができる。

次に、本発明の実施例２に係るスイッチギヤを図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係るスイッチギヤの遮断部の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、絶縁層表面に蛍光被膜を設けたことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、真空バルブ５の周りに形成させた絶縁層６の表面には、例えばハロリン酸カルシウムのような母結晶に、例えばマンガンのような賦活剤を添加した蛍光体からなる蛍光被膜２０を設けている。

これにより、部分放電光（可視光）による電磁波が蛍光被膜２０に吸収されると、この蛍光被膜２０が発光し、微弱な部分放電光を外部から容易に観測することができる。なお、蛍光被膜２０の形成は、遮断部７に限らず、他の電気機器にも用いることができる。

上記実施例２のスイッチギヤによれば、実施例１による効果のほかに、部分放電による光を更に容易に観測することができる。

次に、本発明の実施例３に係るスイッチギヤを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係るスイッチギヤの遮断部の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、絶縁層表面に感光紙を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、真空バルブ５の周りに形成させた絶縁層６の表面には、例えばジアゾ感光紙のようなテープ状の感光紙２１を巻き付けている。そして、点検など所定の期間毎に感光紙２１の変色を観測するようにしている。部分放電が発生していると、その光が感光紙２１に積分されて転写され、変色を起こす。

なお、箱体１を密閉し、箱体１内の壁面に感光紙２１を貼ってもよく、また、箱体１内に暗視カメラを設置して部分放電光を観測してもよい。箱体１の内面を黒色に塗装すれば、部分放電光を容易に観測することができる。

これら感光紙２１や監視カメラなどを、ここでは、部分放電の光を観測する部分放電光観測手段と定義する。

上記実施例３のスイッチギヤによれば、実施例１による効果のほかに、部分放電による光を更に容易に観測することができる。

本発明の実施例１に係るスイッチギヤの構成を示す断面図。 本発明の実施例２に係るスイッチギヤの遮断部の構成を示す断面図。 本発明の実施例３に係るスイッチギヤの遮断部の構成を示す断面図。

符号の説明

１ 箱体
１ａ ケーブル部
１ｂ 開閉部
１ｃ 母線部
２ ケーブルヘッド
３ 変流器
４ 電力用ケーブル
５、１３ 真空バルブ
６、１４ 絶縁層
７ 遮断部
８ 接続導体
９ 連結導体
１０ 可動導体部
１０ａ 開口部
１１、１７ 絶縁操作ロッド
１２、１８ 操作機構
１５ 断路部
１６ 母線
１９ 制御室
２０ 蛍光被膜
２１ 感光紙

Claims (3)

1. 箱体と、
   前記箱体内に設けられたスイッチギヤの主回路を構成する主回路部材と、
   前記主回路部材の周りにモールドして形成された絶縁層とを具備し、
   前記絶縁層は、透明であるとともに、その表面に蛍光被膜を設けたことを特徴とするスイッチギヤ。
2. 前記箱体内に、部分放電光を観測する部分放電光観測手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
3. 前記部分放電光監視手段は、感光紙であることを特徴とする請求項２に記載のスイッチギヤ。

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