JPH023521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変圧器巻線の中性点を抵抗器を介して
接地する電力用の中性点接地抵抗装置に使用する
封入形抵抗装置に関するもので、その目的は封入
形抵抗装置の小型化および安全性の向上をはかる
ことにある。一般に送電系統においては、一線地
絡時の異常電圧抑制および地絡継電器の要素の検
出、あるいは通信線への誘導障害を防止するうえ
から中性点接地方式が広く採用されており、この
方式の実例としては、第１図に示すように、例え
ば、中性点接地抵抗装置１が、送電系統の中継地
点となる変電所内において、変圧器２の中性点ブ
ツシング２ａに接続接地されている。前記中性点
接地抵抗装置１はケース３内に抵抗素体ａをグリ
ツド状に配置した複数台の抵抗４からなり、その
設置は変圧器２の横に立設した保護柵５内に、複
数台の抵抗器４を直列接続させて据付けられてい
る。尚、６は抵抗器４据付用の絶縁碍子である。

然るに、前記各抵抗器４は通常気中絶縁方式を
採用している関係上大形化し、又、据付けに当つ
ては大部分が横１列の状態で設置されているの
で、据付面積が広くなると共に、安全性に問題が
あつた。一方、近年ガス絶縁機器にみられるよう
に、変電機器は絶縁材として六フツ化イオウガス
（以下SF₆ガスという）を使用して機器の小形軽
量化がはかられており、中性点接地抵抗装置１に
使用する低抗器４においても同様である。例え
ば、第２図に示すように、SF₆ガスＧを封入した
ケース３内に抵抗素体ａを収納したり、又、第３
図のように、抵抗素体ａ間に無機質・板状の絶縁
スペーサ７を介して設けた抵抗素体ａを、SF₆ガ
スＧを封入したケース３に収納したものがある。
そして、各抵抗素体ａはケース３内においてそれ
ぞれ多段状に積層されている。しかし、前者は抵
抗素体ａに電流が流れると、抵抗電流分又は電力
量に応じた熱がそのまま抵抗素体ａから放散され
るので、抵抗素体ａやケース３は耐熱性に優れた
ものを必要し、又、SF₆ガスは抵抗素体ａからの
熱で分解されてフツ化水素ガス等の分解ガスが発
生し、これがケース３内に蓄積される結果、抵抗
素体ａへの通電容量が制限を受けることがあつ
た。この欠点は抵抗器４自体を大きくすれば問題
はないが、これでは中性点接地抵抗装置１が大型
化すると共に、広い接地面積が必要となる。又、
後者は絶縁スペーサ７によつて抵抗素体ａに電流
が流れたときに生ずる電磁機械力によつて抵抗素
体ａ同士が接触するのを防止できるので、抵抗素
体ａ間の間隔を狭まくして抵抗器４の小型化をは
かることができるが、抵抗器４の組立に際して
は、抵抗素体ａを絶縁スペーサ７や連結部材８に
固定しながら組立てなければならないので、製作
に多くの手間と時間を要していた。又、抵抗素体
ａの発熱によりSF₆ガスＧが分解され、こ分解ガ
スによつて絶縁スペーサ７を劣化損傷させる虞れ
があり、このため、長年月の間に抵抗器４として
の機能が低下したり、その寿命を短縮させる等の
虞れがあつた。

本発明は前記の欠点を解消し、抵抗素体を複数
段にわたりグリツド状に配設して形成した抵抗体
を耐熱および断熱機能に優れた断熱材料により包
囲し、この抵抗体をシールドケース内に密閉内蔵
させて、抵抗体からの熱によりSF₆ガスの分解ガ
スが発生するのを防止するようにした中性点接地
抵抗装置に使用する封入抵抗装置を提供するもの
で、以下本発明の実施例を第４図乃至第９図によ
り説明すると、１１は金属板を四角形状に成形加
工した抵抗体収納用のシールドケース（以下ケー
スという）で、１２はケース１１内に収納設置し
た抵抗体、そして、前記抵抗体１２は第５図およ
び第６図に示すように、フエライト系特殊鋼等よ
りなる板体をグリツド状に曲成した抵抗素体１２
ａと、この抵抗素体１２ａを挟持する絶縁支持棒
１２ｂとが主体となり、前記絶縁支持棒１２ｂは
耐熱性に優れた磁器材料によつて棒状に形成さ
れ、その外周面の上、下部には第８図に示すよう
に、抵抗素体１２ａの幅方向の端部を嵌合するた
めの凹溝１２b₁が絶縁支持棒１２ｂの長さ方向と
直交して必要数形成されている。前記抵抗体１２
の組立てに当つては、始めに最下段に位置する絶
縁支持棒１２ｂを凹溝１２b₁が上向きとなるよう
に２本平行に並べて、グリツド状に曲成された抵
抗素体１２ａの幅方向の下端をそれぞれ凹溝１２
b₁に嵌合させて第６図のように配置する。続い
て、前記抵抗素体１２ａの上側に第２段目の絶縁
支持棒１２ｂを、最下段の絶縁支持棒１２ｂの位
置に載せて、前記同様、抵抗素体１２ａの幅方向
の上端を第２段目の絶縁支持棒１２ｂの下側に設
けた凹溝１２b₁に嵌合させる。このため、グリツ
ド状の抵抗素体１２ａは最下段と２段目との絶縁
支持棒１２ｂ，１２ｂ間にそれぞれ凹溝１２b₁を
利用して挟持される。以下同様にして抵抗素体１
２ａと絶縁支持棒１２ｂとを交互に必要段数積み
重ねる。抵抗素体１２ａの積層後、金属板を偏平
な箱状に成形加工した側板１３をそれぞれ低面を
絶縁支持棒１２ｂの両端部に押しあてて、前記絶
縁支持棒１２ｂの端部に取り付けられた支持ボル
ト１２b₂を側板１３の外側に貫通させ、前記支持
ボルト１２b₂の側板１３からの突出部分にナツト
１４を堅締螺着することにより、第５図に示す如
く、抵抗素体１２ａを復数段にわたり絶縁支持棒
１２ｂを介して積層させて抵抗体１２を構成する
ものである。そして、各段の抵抗素体１２ａは、
板状の接続導体１５によつて直列に接続される。
１６は断熱材で、この断熱材１６を側板１３の上
端部を利用して前記側板１３の存在しない抵抗体
１２の上面と前、後面とに第７図に示す如く、垂
下端面を少し浮き上がらせた状態で被せる。この
断熱材１６は耐熱性に優れたグラスウールとかセ
ラミツクフアイバー質等からなる断熱材料を毛布
ように織つて形成されており、この断熱材１６を
抵抗体１２に必要枚数被せたあとは、側板１３の
上端部において、断熱材１６の上部を大径な平ワ
ツシヤ等により押え、この平ワツシヤをボルト、
ナツト等の固定具１７にて止着することによつ
て、前記断熱材１６が抵抗体１２から離脱するの
を阻止する。尚、断熱材１６の垂下部分も、必要
に応じて固定具１７によつて側板１３に固定する
ようにしてもよい。又、前記固定はクリツプ等の
挟着具であつてもよい。１８，１９は抵抗体１２
の入力端と出力端とにそれぞれ接続した端子板
で、これら端子板１８，１９は第７図のように、
断熱材１６を貫通して抵抗体１２の外側に突出さ
れている。断熱材１６を被着した抵抗体１２はケ
ース１１内に収納され、側板１３はケース１１に
ボルトにて強固に取付けてから端子板１８，１９
をケース１１に設けた碍子２０の導電部と接続す
る。このあとケース１１をカバー１１ａにより密
封して抵抗器２１を構成する。２２は抵抗器２１
の上、下部に既存のパイプを周設して形成したシ
ールドリング、２３は前記抵抗器２１を必要断数
積層して収容するタンクで、抵抗器２１はそれぞ
れ絶縁碍子２４を介して積み重ね設置される。こ
の際、各抵抗器２１は互いに碍子２０側を向い合
せてタンク２３内に積層固定し、この碍子２０に
取付けた導出端子２５同士を接続導体２５ａにて
接続してタンク２３内の各抵抗器２１を直列に接
続させる。このあと、タンク２３内に絶縁用の
SF₆ガスＧを封入することにより電力用の中性点
接地抵抗装置２６を構成する。この中性点接地抵
抗装置２６はケーブル２７を介して変圧器２８の
中性点ブツシング２８ａに接続されて変電所内に
設置される。２９は中性点接地抵抗装置２６から
引き出されたアース線である。

次に動作について説明すると、今、変圧器２８
の中性点ブツシング２８ａからケーブル２７を経
て中性点接地抵抗装置２６を構成する各抵抗器２
１に電流が流れた場合、抵抗体１２を形成する抵
抗素体１２ａからはその電流分に応じた熱が発生
する。この熱によつて断熱材１６と側板１３とに
よつて包囲されている抵抗体１２内の空気は、前
記抵抗素体１２ａから発生した熱によつて急激に
加熱されることとなるが、抵抗体１２外側の空気
層Ｙはほとんど温度上昇しない。これは、抵抗体
１２内の空気層Ｘと抵抗体１２の外側の空気層Ｙ
とが、前記断熱材１６と側板１３とに遮られてほ
とんど交流することがないためである。しかし、
時間が経過するに従つて前記抵抗体１２内の加熱
された空気Ｘは断熱材１６を透過したり、断熱材
１６の垂下端とケース１１底面との間の空間から
徐々に抵抗体１２外側の空気層Ｙに移動して伝熱
され、タンク２３内に充填されたSF₆ガスＧを熱
分解することのない温度でケース１１の表面から
前記タンク２３内を通つて大気中に熱放散され
る。従つて、抵抗素体１２ａの通電中に生ずる抵
抗素体１２ａからの熱は、一旦断熱材１６と側板
１３とによつて包囲された抵抗体１２内に封じ込
められることとなるが、ケース１１内が全体的に
抵抗素体１２ａの発熱によつて温度上昇する訳で
なく、内圧が大きくなることはない。

この点について、本発明の抵抗装置、即ち、抵
抗体１２を断熱材１６で包囲したものと、断熱材
で全く包囲されていないものとを、それぞれ実規
模大モデルを使つて通電試験を行つた試験結果を
第９図に示す抵抗体温度−内圧特性図表によつて
説明する。尚、抵抗体にはそれぞれ400Aの電流
を15秒間、１回連続通電させて試験を行つた。

第９図の図表から判明するように、抵抗体を断
熱材で包囲しない場合は、抵抗素体の温度（実線
で示す）θは通電が終了すると、時間経過に従つ
て急速に低下する。内圧（２点鎖線で示す）Ｐも
通電終了直後が最高に上昇し、以後時間経過に伴
つて減少する。これはケースが密閉構造となつて
いるため、空気が抵抗素体温度上昇に伴いケース
内の空気の温度（１点鎖線で示す）イが上昇して
急激に膨張するからである。

これ対して、本発明は抵坑体１２が空気層Ｘを
介して断熱材１６により包囲されているので、抵
抗素体１２ａの温度（実線で示す）θ₁は断熱材１
６で包囲されていないものに比べて温度の降下は
やや遅い。これは抵抗素体１２ａの発熱により抵
抗体１２内の空気が加熱されるが、この加熱され
た空気が断熱材１６によつて抵抗体１２内に一時
的に封じ込められるからである。この結果、抵抗
体１２外側の空気層Ｙの温度（第９図ロ参照、１
点鎖線で示す）は前記断熱材１６の存在によつて
実質的に上昇することはなく、従つて、ケース１
１内は局部的な高温個所が存在するにもかかわら
ず、全体的には温度上昇の傾向がみられず、ケー
ス１１内圧力（２点鎖線で示す）P₁はほとんど
上昇することはない。従つて、ケース１１は圧力
P₁により損傷を受けることはない。

次に、抵抗器２１は尖鋭な突出部にシールドリ
ング２２が取付けてあるので、尖鋭な突出部が存
在することによつて通電時に生ずる不平等電界を
補償することができるため、タンク２３内のSF₆
ガスが劣化、汚損する虞れがないので、雷サージ
侵入時の絶縁強度を上昇させることが可能とな
る。

尚、断熱材１６はその垂下端面をケース１１底
面との間に小空間を保つて抵抗体２１に被覆する
代りに、断熱材１６をケース１１の底面に垂下し
た状態で被せるようにしてもよく、又、断熱材１
６の内側面にアルミニユウム等の金属板を介在さ
せて断熱材１６の腰を強くして断熱材が抵抗素体
１２ａと接触するのを防止したり、更に、金属板
を介在させた断熱材の止着は、断熱材の外側から
ひも等を巻回して断熱材が抵抗体１２から離脱す
るのを防止するようにしたものでも本発明は成立
するものである。

以上説明したように、本発明はグリツド状に曲
成した抵抗素体を上下方向に絶縁支持棒を介して
複数段に積層配置して抵抗体を形成し、この抵抗
体を耐熱性に優れた断熱材により包囲し、前記断
熱材で包囲された抵抗体を断熱材の内側と外側と
に空気層を介在させてシールドケース内に気密に
収納設置して封入形抵抗装置を得るようにしたも
ので、次に示すような効果を奏する。

(1) 本発明は抵抗体を、耐熱性に優れた断熱材で
包囲して密閉構造のシールドケース内に空気層
を介在させて収納設置されているので、通電
時、抵抗素体の発熱により抵抗体内の空気が加
熱されても、この加熱空気は断熱材に遮られて
抵抗体内に一時的に封じ込める構造となつてい
るため、断熱材の外側の空気が加熱されること
はほとんどないので、ケース内の圧力が異常に
上昇してケースを損傷させるということはな
い。

(2) 又、抵抗素体の発熱により加熱された空気は
断熱材を透過して徐々に断熱材の外側の空気層
に移動し、この空気層を媒体としてシールドケ
ースの表面から常温に近い温度で放散されるの
で、本装置を収容する中性点接地抵抗装置のタ
ンク内に充填されているSF₆ガスは、熱によつ
て分解されることがないので、絶縁機能を長期
に亘り維持することが可能となる。

(3) 更に、本発明は抵抗体を収納したケース内は
従来のSF₆ガスを封入したものではなく、空気
が存在しているだけであるので、従来のように
SF₆ガスが熱分解され、その分解ガスによつて
抵抗体あるいは断熱材が劣化損傷することは全
くなく、従つて、抵抗器を長期に亘り安全な状
態で使用することができる。

(4) 又、抵抗器の組立ては、グリツト状に曲成さ
れた抵抗素体を絶縁支持棒の間に挟持させて抵
抗体を形成したあと、この抵抗体を断熱材で包
囲してシールドケースに気密に収納設置すれば
よいので、簡単な構造で容易に組立でることが
できる。

(5) 更に、本発明は抵抗体を断熱材で包囲してい
るので、抵抗体への通電時、抵抗素体からの熱
を一時的に前気断熱材で包囲した抵抗体内に封
じ込めてケース内の空気が膨張するのを極力抑
制してあり、抵抗素体の温度を比較的高くでき
るため、抵抗素体は断面積の小さなものを使用
することができるので、抵抗体を小型化するこ
とが可能となる。従つて、抵抗器自体も小形化
でき、この抵抗器をSF₆ガスが充填されたタン
ク内に段積みして製作する中性点接地抵抗装置
も小形化でき、その据付面積を縮少することが
できる利点もある。

以上のように、本発明の封入形抵抗装置は、そ
の機能を長期間良好な状態を維持することがで
き、しかも、小形軽量に製作することができる
等、幾多の優れた特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗器を備えた中性点接地抵抗
装置の設置状態を示す概略図、第２図および第３
図は従来の抵抗器を示す横断面図、第４図は本発
明の封入形抵抗装置を備えた中性点接地抵抗装置
の設置状態を示す概略図、第５図は本発明の抵抗
装置を縦断して示す側面図、第６図は第５図のＡ
−Ａ線における断面図、第７図は抵抗体の斜視
図、第８図は絶縁支持棒の斜視図、第９図は本発
明装置の熱特性と内圧特性とを説明するための説
明図である。 １１……シールドケース、１２……抵抗体、１
２ａ……抵抗素体、１２ｂ……絶縁支持棒、１６
……断熱材、２１……抵抗器、Ｘ，Ｙ……空気
層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ グリツド状に曲成された抵抗素体を上下方向
   に所要の間隔を保つて複数段に配置された絶縁支
   持棒の間にそれぞれ挟装し、前記複数段に配設さ
   れた抵抗素体を各段毎に接続導体により接続して
   抵抗体を形成し、この抵抗体を耐熱性に優れた断
   熱材で包囲し、前記断熱材で包囲された抵抗体
   を、断熱材の内側と外側とにそれぞれ空気層を介
   在させてシールドケースに気密に収納設置するよ
   うにしたことを特徴とする封入形抵抗装置。