JPH04133606A - キュービクル形ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直方体状の金属容器、いわゆるキユービク
ル内に母線、遮断器や断路器などの開閉機器及びａ雷器
などの保護機器などを一括して収納し絶縁ガスを封入し
てなるキユービクル形ガス絶縁開閉装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、六ふっ化硫黄（以下、略してＳＦ６　と称する）
ガスを絶縁媒体として金属性容器内に母線や開閉機器な
どを収納したいわゆるガス絶縁開閉装置が広く使用され
て変電設備の縮小化に太き（寄与している。６０にν前
後の系統ではキユービクル内のガス絶縁開閉装置も広く
採用されている。

これらキユービクル形ガス絶縁開閉装置は、容器内部が
外部から完全に遮断されているので信較性は橿めて高い
ものであるが、容器内の絶縁物の絶縁劣化による万一の
容器内での地絡や短絡事故などの内部事故の際に、アー
クによる被害が容器内の広範囲に及ぶことを避けるため
に、全体の容器を複数のガス室に分割し互いに気密を保
持するようにして、１つのガス室で生した内部事故が他
のガス室に波及しない構成が採用されている。

第４図はキユービクル形ガス絶縁開閉装置の内部構成を
示す模式図であり、第５図はこのキユービクル形ガス絶
縁開閉装置の回路図である。第４図において、金属性の
容器１００は概略直方体状をしていて、超高圧系統に採
用される円筒を組み合わせた容器からなるガス絶縁絶縁
開閉装置と区別するために前述のような名称が付けられ
ている。

容器１００内には中央が仕切られた下部に図示しない制
御機構が収納されていて上部に図示するように種々の高
圧機器が収納されている。外部に導体を引き出すために
設けられているブッシング１０１から高圧導体２０を追
って順次説明すると次のようになる。なお、電気的な接
続は第５図の回路で示されておりブッシング１０１１は
この図の最左端にあって高圧導体２０は図の中央を左か
ら右端に連なる直線で表されている。高圧導体２０は途
中の断路キユービクル１０４や遮断器１０５で切れてい
るが特にこれら切られた高圧導体を区別する必然性はな
いので共通した参照符号２０で表すことにする。

また、容器１００は一点鎖線でその中に収納されたもの
の範囲を示している。ブッシング１０１の付は根に高圧
導体２０を貫通して設けられている計器用突変流器１０
２、接地電極と高圧導体２０の間に挿入された避雷器１
０３　、高圧導体２０間を電気的に遮断する断路器１０
４、高圧導体２０に流れる負荷電流や短絡電流を遮断す
るための遮断器１０５及び高圧導体２０の各所を接地す
るための接地開閉器１０６．１０７１０８などの高圧機
器が設けられていて、遮断器１０５は電流遮断時に発生
する加熱ガスなどが他の機器に影響しないよう別室にな
っている。遮断器室に出入りする導体を貫通させてしか
も遮断器室を他から気密に保持するために絶縁スペーサ
２１２２が使用されている。高圧導体２０は絶縁スペー
サ２３を貫通して後述のガス絶縁ブスバーに通している
。絶縁スペーサ２３は容器１００とガス絶縁ブスバーと
の間を気密に保持するものでもある。第５図にはこれら
３つの絶縁スペーサが設けられている位置も示しである
。

第６図は容器１００からガス絶縁ブスバー容器２００に
高圧導体２０が引き出される部分の断面図であり、第４
図の絶縁スペーサ２３が設けられている部分に略相当す
る。この図において、容器１００がらガス絶縁ブスバー
容器２００へ絶縁スペーサ２４を貫通して導体２０が引
き出され途中絶縁スペーサ２５に支持されて更に図の右
側に引き出される。容器＋００の内部であるガス室１２
０に対してガス絶縁ブスバー容器２００の絶縁スペーサ
２４と２５で仕切られたガス室２２０の容積は小さいの
で、このガス室２２０で高圧導体２０と接地！橋である
ガス絶縁ブスバー容器２００との間が絶縁破壊してアー
ク３が発生したとすると、アーク３によってＳＦｈガス
が加熱あるいは分解されてその容積が増大するためにガ
ス室２２０の圧力が上昇する。この圧力上昇はアーク３
が持続する間継続する。アーク３は計器用変流１０２な
どによって検出され遮断器によって地絡ｆｔ流を遮断す
るまで継続するが、通常アーク３が発生してから地絡を
流が遮断されるまでの時間は短く、そのためにガス室２
２０の圧力上昇値はガス絶縁ブスバー容器２００を破壊
するような値になることはないが、地絡電流検出から電
流遮断に至る過程で何らかの異常が存在していたために
ｔ流遮断までの時間が長くなりガス絶縁ブスバー容器２
００が破壊される圧力にまで上昇してしまう可能性も無
視できない。

第７図はアーク３が発生したときの圧力上昇の時間変化
を示すグラフである。この図において、横軸はアーク発
生後電流遮断までの経過時間ｔ、、縦軸は圧力上昇値Δ
Ｐであり、縦軸に表示したΔＰ、は絶縁スペーサ２４．
２５が破壊される圧力上昇値、ΔＰｚはガス絶縁ブスバ
ー容器２００が破壊される圧力上昇値である。直線状に
上昇する特性Ａはガス室２２０でアーク３が発生した場
合、特性Ｂはガス室１２０でアークが発生した場合のそ
れぞれ圧力上昇を示す特性である。ガス室１２０は容積
が大きいためにアーク３がその中で発生しても圧力上昇
速度は遅＜　１２００謹ｓ（２秒）経過しても絶縁スペ
ーサ２４が破壊される圧力差に達しないが、特性Ｂでは
ガス室２２０の容積が小さいために圧力上昇が急激であ
り、この図では３５０ｍ５で絶縁スペーサ破壊圧力に達
し、５５０■Ｓ経過してガス絶縁ブスバー容器２００の
破壊圧力に達することを示している。

したがって、前述のようにアーク３による容器の破壊の
可能性はガス室２２０のように容積の小さなガス室が大
きいといえる。

（発明が解決しようとする課題］ 前述のように、ガス絶縁ブスバー容器２００のガス室２
２０のように小さ２容積のガス室で地絡などによるアー
ク３が発生し、しかも遮断器によって電流が遮断される
までの時間が何からかの異常によって長くなった場合に
このガス室の容器が破壊してしまう可能性があるという
問題がある。

この発明の目的はこのような問題を解決し、小さな容積
のガス室でアークが発生してもこのアークによ圧力上昇
が抑制され破壊に至ることのないキユービクル形ガス絶
縁開閉装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するためにこの発明によれば、絶縁ガス
が封入された金属性の容器内に高圧機器が収納され、互
いに気密が保持される複数のガス室からなるキユービク
ル形ガス絶縁開閉装置において、容積の小さなガス室ど
このガス室に隣接する容積の大きなガス室とを、前記小
さなガス室の圧力が大きなガス室の圧力よりも所定の圧
力差以上大きくなったときに連通状態となる放圧逆止弁
で連結してなるものとし、更に、連通状態となる圧力差
が実質的に２００ｋ　Ｐａであるものとする。

〔作用］ この発明の構成において、容積の小さなガス室とこのガ
ス室に隣接する容積の大きなガス室とを、小さなガス室
の圧力が前記大きなガス室の圧力よりも所定の圧力差以
上大きいときに連通状態となる放圧逆止弁で連結したこ
とによって、小さなガス室でアークが発生して圧力が上
昇し所定の圧力に達するとこの放圧逆止弁が連通状態に
なって小さなガス室から大きなガス室にガスが流れるこ
とによって小さなガス室の圧力上昇が抑制される。

また、キユービクル形ガス絶縁開閉装胃の封入絶縁ガス
の圧力は相対値で約１００ｋＰａ　（１気圧）以下の適
当な値が採用されるので、前述の所定の圧力差の値を２
００ｋＰａ程度にすれば、隣接する一方のガス室を真空
にしても放圧逆止弁は動作せず、しがもアーク発生時の
圧力上昇値は隣の大きな容積のガス室に対して２００ｋ
Ｐａを越える圧力差が生ずることはない。

〔実施例〕 以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示すガス絶縁ブスバー容器部の断面図
である。この図において第６図と共通の部材については
同じ参照符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

この図において、ガス室１２０と２２０とを仕切る壁１
３０に放圧逆止弁５を設けてガス室２２０の圧力がガス
室１２０の圧力よりも所定の圧力差以上に大きくなると
この放圧逆止弁５が図示のように開いてガス室１２０．
２２０を連通する。ガス室２２０の方が圧力が高いので
ガス流６が生じてガス室２２０がらガス室１２０に向が
ってガスが移動する。このガスの移動によってガス室２
２０の圧力上昇は抑制される。ガス室１２０は容積が大
きいのでガス流６による圧力上昇は僅がである。

第２図は第１図に示す放圧逆止弁５を拡大した側面図で
ある。この図において、放圧逆止弁５が取付けられてい
る壁１３０に弁体５１が密着していてガス室１２０とガ
ス室２２０　とは互いに気密が保持されている。第１図
のように弁体５１が壁１３０から離れたときにガス室１
２０とガス室２２０とが連通ずることになる。弁体５１
の両端には２本の案内棒５２が貫通しいて弁体５１が図
の左右の方向だけ移動するように案内している。また、
案内棒５２を周回するコイルバ２５３が設けられていて
、常時は所定の圧力で弁体５１を壁】３０に押しつけて
いる。この所定の圧力は通常２００ｋＰａ程度が採用さ
れるがそれは次の理由による。キユービクル形ガス絶縁
開閉装置に封入するＳＦ、のガス圧は相対圧力で１００
ｋＰａ　（１ス圧）未満、通常５０ｋＰａ　　（０，５
気圧）程度が採用される。現地据え付けの際には、１つ
のガス室にＳＦ、が封入されたときにその隣のガス室で
はＳＦ、が封入される前の真空（相対圧力で一１００ｋ
Ｐａ）が保持されているので、隣のガス室との圧力差は
１５０ｋＰａとなり、この圧力差に対して放圧逆止弁５
が動作してはならないことから余裕をみて前述のように
所定の圧力差を約２００ｋＰａとするのが妥当である。

この圧力差を確保するにはコイルハネ５３の強度に適切
なものを選択すればよい。なお、ＳＦ。

ガス　を封入する際には容積の大きな方から、抜くとき
には容積の小さい方から、それぞれ順番に行うようにす
れば放圧逆止弁５に設定する圧力差はもっと小さな値を
採用することも不可能ではない 第３図は放圧逆止弁５を設けた場合のアーク３によるガ
ス室内の圧力上昇の特性を示すグラフである。この図に
おいて横軸、縦軸を始め第７図と同し符号は同じものを
表す。ΔＰ３は放圧逆止弁５の動作する圧力差であり、
特性Ａ、はガス室２２０の圧力上昇特性を示すものであ
る。ガス室２２０の圧力はアーク発生後放圧逆止弁５の
ない場合と同じ上昇速度で上昇するが、この圧力がΔＰ
３に達すると放圧逆止弁５が動作して連通状態になりガ
ス室２２０からガス室１２０にガスが流れ込むことによ
ノ っでガス室２２０の圧力上昇が抑制されてこの後の圧力
上昇速度は小さくなる。その結果、絶縁スペーサ２４．
２５が破壊する圧力上昇値ΔＰ２に達するまでの時間が
著しく増大して絶縁スペーサの破壊が回避される。

なお、放圧逆止弁５の構成の例を第１図や第２図に示し
たが、このような構成以外にも放圧逆止弁の機能を満足
する構成は種々あり、この発明における放圧逆止弁とし
てこれらの図の構成に制約されるものではなく、この発
明の目的に反しない範囲においてどのような構成を採用
してもよい。

また、容量の小さなガス室２２０としてガス絶縁ブスバ
ー容器　２２０を例として説明したが、これにこだわる
ものではない。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、容積の小さなガス室とこのガ
ス室に隣接する容積の大きなガス室とを、小さなガス室
の圧力が大きなガス室の圧力よりも所定の圧力差以上に
なったときに動作して連通状態にする放圧逆止弁で設け
たことによって、小さなガス室でアークが発生して圧力
が上昇し大きなガス室との間の圧力差が所定の値に達す
ると、この放圧逆止弁が動作して小さなガス室がら大き
なガス室にガスが流れるので小さなガス室の圧力上昇が
抑制される。その結果、絶縁スペーサが破壊される圧力
差にまで圧力が上昇する時間が長くなり、保護装置が遅
く動作することがあっても充分耐えることのできるキユ
ービクル形ガス絶縁開閉装置となり、たとえ装置内で地
絡や短絡などによるアークが発生しても絶縁スペーサな
どの破壊に至る波及事故を防止することができ、事故の
復旧作業も事故の生したガス室だけを点検修理すればよ
いことになることがら早急、な復旧が可能になるという
効果が得られる。

また、キユービクル形ガス絶縁開閉装置の封入絶縁ガス
の圧力は相対値で約１００ｋＰａ未満の適当な値が採用
されるので、前述の所定の圧力差の値を２００ｋＰａ程
度にすれば、隣接する一方のガス室が真空であっても放
圧逆止弁は動作せず、しかもアーク発生時の圧力上昇値
は隣の大きな容積のガス室に対して２００ｋＰａを越え
る圧力差が生ずることばな

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すガス絶縁ブスバ一部の
断面図、第２図は第１図の放圧逆止弁の側面図、第３図
は第１図におけるアークが発生したときの圧力上昇の時
間変化を示すグラフ、第４図はキユービクル形ガス絶縁
開閉装置の内部構成を示す模式図、第５図は第４図のキ
ユービクル形ガス絶縁開閉装置の回路図、第６図は従来
のガス絶縁ブスバ一部の断面図、第７図は第６図におけ
るアークが発生したときの圧力上昇の時間変化を示すグ
ラフである。 ＩＱＱ・・・容器、２ｏ・・・高圧導体（高圧機器）１
０４・・・新路器（高圧機器）、 １０５・・・遮断器（高圧機器）、 １０６、１０７．１０８・・・接地開閉器（高圧機器）
、２Ｌ　２２．２３．２４．２５・・・絶縁スペーサ、
２００・・・ガス絶縁ブスバー容器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁ガスが封入された金属性の容器内に高圧機器が
   収納され、互いに気密が保持される複数のガス室からな
   るキュービクル形ガス絶縁開閉装置において、 容積の小さなガス室とこのガス室に隣接する容積の大き
   なガス室とを、前記小さなガス室の圧力が大きなガス室
   の圧力よりも所定の圧力差以上大きくなったときに連通
   状態となる放圧逆止弁で連結してなることを特徴とする
   キュービクル形ガス絶縁開閉装置。 ２）連通状態となる圧力差が実質的に２００ｋＰａであ
   ることを特徴とする請求項１記載のキュービクル形ガス
   絶縁開閉装置。