JPH04285415A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
ガス絶縁開閉装置Info
- Publication number
- JPH04285415A JPH04285415A JP3047152A JP4715291A JPH04285415A JP H04285415 A JPH04285415 A JP H04285415A JP 3047152 A JP3047152 A JP 3047152A JP 4715291 A JP4715291 A JP 4715291A JP H04285415 A JPH04285415 A JP H04285415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- metal container
- conductor
- high voltage
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 50
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 50
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 101000873446 Homo sapiens Selenoprotein S Proteins 0.000 description 3
- 102100034940 Selenoprotein S Human genes 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013142 basic testing Methods 0.000 description 1
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 1
- 238000001983 electron spin resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置に係
り、特に絶縁性能の向上を図ったガス絶縁開閉装置に関
するものである。
り、特に絶縁性能の向上を図ったガス絶縁開閉装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、変電設備や開閉設備に対する改
良点として、設備の縮小化、低騒音化、耐汚損性の向上
、保守の簡易化及び美観の向上等が挙げられている。 これらの点を改良したものとして、接地される金属容器
内に高電圧導体を絶縁性ガスと共に絶縁保持するガス絶
縁開閉装置（以後、ＧＩＳと称する）が提案され、広く
普及するに至っている。近年では、５００ｋＶ級変電所
の都心部導入計画の具体化に伴い、各種解析技術及び蓄
積された基礎試験データを駆使した合理的な設計による
ＧＩＳの一層の縮小化が検討されている。
良点として、設備の縮小化、低騒音化、耐汚損性の向上
、保守の簡易化及び美観の向上等が挙げられている。 これらの点を改良したものとして、接地される金属容器
内に高電圧導体を絶縁性ガスと共に絶縁保持するガス絶
縁開閉装置（以後、ＧＩＳと称する）が提案され、広く
普及するに至っている。近年では、５００ｋＶ級変電所
の都心部導入計画の具体化に伴い、各種解析技術及び蓄
積された基礎試験データを駆使した合理的な設計による
ＧＩＳの一層の縮小化が検討されている。
【０００３】ところで、ＧＩＳの各構成機器の寸法を決
定する要因としては絶縁性能・通電性能・機械的強度等
があるが、中でも機器の寸法を左右する最も支配的な要
因は絶縁性能である。
定する要因としては絶縁性能・通電性能・機械的強度等
があるが、中でも機器の寸法を左右する最も支配的な要
因は絶縁性能である。
【０００４】従来より、機器の絶縁設計は雷インパルス
耐電圧値（以後、ＬＩＷＬと称する）を基準として行わ
れる。ＬＩＷＬは各定格電圧別に規定されおり、国内に
おいては電気学会電気規格調査会基準規格（以後、ＪＥ
Ｃと称する）に定められている。従って、機器の設計に
当たってはＪＥＣに定められたＬＩＷＬがＧＩＳの高電
圧導体に印加された際に、ＧＩＳの金属容器内各部にお
ける電圧値（電界ストレスＥｕ）が許容電圧値Ｅｃ以下
となるように機器の各部寸法が決定される。許容電界値
Ｅｃとは、ＬＩＷＬ相当の電圧印加時に金属容器内に封
入される絶縁性ガスの封入圧力によって決定される高電
圧導体表面の電界値であり、通常次式により与えられる
。 Ｅｃ＝Ｅ５０・（１−３σ）・ｋ……（１）
耐電圧値（以後、ＬＩＷＬと称する）を基準として行わ
れる。ＬＩＷＬは各定格電圧別に規定されおり、国内に
おいては電気学会電気規格調査会基準規格（以後、ＪＥ
Ｃと称する）に定められている。従って、機器の設計に
当たってはＪＥＣに定められたＬＩＷＬがＧＩＳの高電
圧導体に印加された際に、ＧＩＳの金属容器内各部にお
ける電圧値（電界ストレスＥｕ）が許容電圧値Ｅｃ以下
となるように機器の各部寸法が決定される。許容電界値
Ｅｃとは、ＬＩＷＬ相当の電圧印加時に金属容器内に封
入される絶縁性ガスの封入圧力によって決定される高電
圧導体表面の電界値であり、通常次式により与えられる
。 Ｅｃ＝Ｅ５０・（１−３σ）・ｋ……（１）
【０００５
】Ｅ５０はインパルスに対するＳＦ６ ガス（絶縁性ガ
ス）の５０％破壊電界を表す。５０％破壊電界とは破壊
電界の確率分布の中心値である。例えば、Ｓ５７電気学
会全国大会シンポジウムＳ１１−１予稿を参照すると、
Ｅ５０はＳＦ６ ガス圧力（絶対圧）の関数として、Ｅ
５０＝６０Ｐ＋２５（ｋＶ／ｃｍ）……（２）で与えら
れている。但し、Ｐはガス圧力である。
】Ｅ５０はインパルスに対するＳＦ６ ガス（絶縁性ガ
ス）の５０％破壊電界を表す。５０％破壊電界とは破壊
電界の確率分布の中心値である。例えば、Ｓ５７電気学
会全国大会シンポジウムＳ１１−１予稿を参照すると、
Ｅ５０はＳＦ６ ガス圧力（絶対圧）の関数として、Ｅ
５０＝６０Ｐ＋２５（ｋＶ／ｃｍ）……（２）で与えら
れている。但し、Ｐはガス圧力である。
【０００６】次にσは破壊電界の確率分布が正規分布に
従うとした時の標準偏差であり、（１−３σ）を乗ずる
ことは放電確率が０．１４％となる電界、つまり、まず
放電する恐れのない電界を算出することを意味する。
従うとした時の標準偏差であり、（１−３σ）を乗ずる
ことは放電確率が０．１４％となる電界、つまり、まず
放電する恐れのない電界を算出することを意味する。
【０００７】また、ｋは表面粗さ・面積効果や設計上の
裕度を考慮した場合の係数である。許容電界値Ｅｃの一
例として、ガス圧力Ｐ＝４．５ｋｇ／ｃｍ２ −ａｂｓ
，σ＝１０％，ｋ＝０．９５とすると、 Ｅｃ＝２０５ｋＶ／ｃｍ……（３） となる。以上説明したように、ＧＩＳの絶縁設計はＬＩ
ＷＬに対して高電圧導体各部の電界ストレスＥｕが許容
電界値Ｅｃ以下になる様に行えば良いとされている。と
ころが、ＬＩＷＬにおける雷インパルスに対する許容電
界値Ｅｃを基準にして機器を設計すると、以下のような
問題点が生じていた。
裕度を考慮した場合の係数である。許容電界値Ｅｃの一
例として、ガス圧力Ｐ＝４．５ｋｇ／ｃｍ２ −ａｂｓ
，σ＝１０％，ｋ＝０．９５とすると、 Ｅｃ＝２０５ｋＶ／ｃｍ……（３） となる。以上説明したように、ＧＩＳの絶縁設計はＬＩ
ＷＬに対して高電圧導体各部の電界ストレスＥｕが許容
電界値Ｅｃ以下になる様に行えば良いとされている。と
ころが、ＬＩＷＬにおける雷インパルスに対する許容電
界値Ｅｃを基準にして機器を設計すると、以下のような
問題点が生じていた。
【０００８】すなわち、ＬＩＷＬ／常規対地運転電圧か
ら求められるインパルス比が小さい電圧クラスにおいて
、ＬＩＷＬに対して各部の電界値を許容電界値Ｅｃ以下
にするように設計すると、常規対地運転電圧が極めて高
くなる。
ら求められるインパルス比が小さい電圧クラスにおいて
、ＬＩＷＬに対して各部の電界値を許容電界値Ｅｃ以下
にするように設計すると、常規対地運転電圧が極めて高
くなる。
【０００９】例えば、インパルス比が小さい電圧クラス
として５５０ｋＶ級における５００号Ｌなる絶縁階級で
は、ＬＩＷＬが１５５０ｋＶ、常規対地運転電圧が３１
８ｋＶｒｍｓであり、インパルス比は（１５５０／３１
８）＝４．８７となる。これに対して６６ｋＶ級におい
てはＬＩＷＬが３５０ｋＶ、常規対地運転電圧が３８．
１Ｖｒｍｓであり、インパルス比は（３５０／３８．１
）＝９．１９となる。
として５５０ｋＶ級における５００号Ｌなる絶縁階級で
は、ＬＩＷＬが１５５０ｋＶ、常規対地運転電圧が３１
８ｋＶｒｍｓであり、インパルス比は（１５５０／３１
８）＝４．８７となる。これに対して６６ｋＶ級におい
てはＬＩＷＬが３５０ｋＶ、常規対地運転電圧が３８．
１Ｖｒｍｓであり、インパルス比は（３５０／３８．１
）＝９．１９となる。
【００１０】つまり、前記の５５０ｋＶ級におけるイン
パルス比は、６６ｋＶ級のそれの約半分である。逆に５
５０ｋＶ級における常規対地運転電圧は６６ｋＶ級の約
８倍であり、極めて高い値をとる。この様にインパルス
比が小さい電圧クラスのＧＩＳにおいて、常規対地運転
電圧が高くなると、それに比例して運転電界も高くなる
。
パルス比は、６６ｋＶ級のそれの約半分である。逆に５
５０ｋＶ級における常規対地運転電圧は６６ｋＶ級の約
８倍であり、極めて高い値をとる。この様にインパルス
比が小さい電圧クラスのＧＩＳにおいて、常規対地運転
電圧が高くなると、それに比例して運転電界も高くなる
。
【００１１】ところで、ＧＩＳの組立段階で金属容器内
に細かい金属異物等が発生し、組立終了後もこれらの異
物は金属容器内に残留する。この様な残留異物は、その
材質、大きさ及び運転電界の強度によって浮上、走行し
、高電圧導体と金属容器との間を往復運動することが知
られている。
に細かい金属異物等が発生し、組立終了後もこれらの異
物は金属容器内に残留する。この様な残留異物は、その
材質、大きさ及び運転電界の強度によって浮上、走行し
、高電圧導体と金属容器との間を往復運動することが知
られている。
【００１２】残留異物が往復運動をしている最中で、と
りわけ高電圧導体に接近した瞬間に、高電圧導体に落雷
、系統の故障、遮断器及び断路器の開閉により発生した
サージ等の電圧が加わった場合、異物周辺の電界が異物
によって著しく上昇する。その結果、残留異物〜高電圧
導体間に放電が発生し、これを契機として高電圧導体〜
金属容器間の絶縁破壊を招き、地絡事故を引起こして系
統の円滑な運用を妨げる事態が生じた。先に述べたイン
パルス比が小さいＧＩＳは運転電界の電気力が強いため
、この様な残留異物の往復運動を起こし易く、特に問題
となっていた。
りわけ高電圧導体に接近した瞬間に、高電圧導体に落雷
、系統の故障、遮断器及び断路器の開閉により発生した
サージ等の電圧が加わった場合、異物周辺の電界が異物
によって著しく上昇する。その結果、残留異物〜高電圧
導体間に放電が発生し、これを契機として高電圧導体〜
金属容器間の絶縁破壊を招き、地絡事故を引起こして系
統の円滑な運用を妨げる事態が生じた。先に述べたイン
パルス比が小さいＧＩＳは運転電界の電気力が強いため
、この様な残留異物の往復運動を起こし易く、特に問題
となっていた。
【００１３】ところで、ＥＰＲＩ論文Ｉｎｖｅｓｔｅｇ
ａｔｐｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ−ｖｏｌｔａｇｅ
ｐａｒｔｉｃｌｅ−ｉｎｉｔｉｔａｔｅｄ ｂｒｅａ
ｋｄｏｗｎｉｎ ＳＦ６ によると、ＧＩＳの金属容
器中に金属異物が存在する場合、金属容器内面の電界強
度が６ｋＶｒｍｓ／ｃｍを超えると異物が起立し、１２
ｋＶｒｍｓ／ｃｍを超えると浮上、走行を開始すると解
釈できる。また、この値はガス圧力には殆ど依存しない
。
ａｔｐｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ−ｖｏｌｔａｇｅ
ｐａｒｔｉｃｌｅ−ｉｎｉｔｉｔａｔｅｄ ｂｒｅａ
ｋｄｏｗｎｉｎ ＳＦ６ によると、ＧＩＳの金属容
器中に金属異物が存在する場合、金属容器内面の電界強
度が６ｋＶｒｍｓ／ｃｍを超えると異物が起立し、１２
ｋＶｒｍｓ／ｃｍを超えると浮上、走行を開始すると解
釈できる。また、この値はガス圧力には殆ど依存しない
。
【００１４】従って、金属容器内面の電界をほぼ１０ｋ
Ｖｒｍｓ／ｃｍ程度に抑制すれば、金属容器内の異物は
起立するにとどまり、浮上、走行には至らず、サージ電
圧が加わった場合の絶縁性能低下は殆ど無いと考えられ
る。
Ｖｒｍｓ／ｃｍ程度に抑制すれば、金属容器内の異物は
起立するにとどまり、浮上、走行には至らず、サージ電
圧が加わった場合の絶縁性能低下は殆ど無いと考えられ
る。
【００１５】そこで、先に本特許出願人は、系統の常規
対地運転電圧印加時に金属容器内表面の電界値が１０ｋ
ｖ／ｃｍ以下となる最小の金属容器の半径が、ＬＩＷＬ
相当の電圧印加時に高電圧導体表面の電界値が許容電界
値Ｅｃ以下となる最小の金属容器の半径より大きい接地
金属容器を備えたＧＩＳにおいて、この金属容器内面に
おける電界値が１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍとなるように高電
圧導体との距離を設定するＧＩＳを提案した。
対地運転電圧印加時に金属容器内表面の電界値が１０ｋ
ｖ／ｃｍ以下となる最小の金属容器の半径が、ＬＩＷＬ
相当の電圧印加時に高電圧導体表面の電界値が許容電界
値Ｅｃ以下となる最小の金属容器の半径より大きい接地
金属容器を備えたＧＩＳにおいて、この金属容器内面に
おける電界値が１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍとなるように高電
圧導体との距離を設定するＧＩＳを提案した。
【００１６】このＧＩＳによれば、絶縁設計において、
ＬＩＷＬに対する高電圧導体各部の電界ストレスＥｕを
許容電界値Ｅｃ以下にするのではなく、残留異物が浮上
、走行しない１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍという電界値に設定
することによって、残留異物の往復運動を防止した。 従って、残留異物〜高電圧導体間の放電の発生を防ぐこ
とができ、優れた絶縁性能を確保できる。
ＬＩＷＬに対する高電圧導体各部の電界ストレスＥｕを
許容電界値Ｅｃ以下にするのではなく、残留異物が浮上
、走行しない１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍという電界値に設定
することによって、残留異物の往復運動を防止した。 従って、残留異物〜高電圧導体間の放電の発生を防ぐこ
とができ、優れた絶縁性能を確保できる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＧＩＳにおいては、次のような不具合があった。
ＧＩＳにおいては、次のような不具合があった。
【００１８】すなわち、許容電界値Ｅｃを基準として設
計された金属容器の半径よりも、１０ｋｖ／ｃｍを基準
として設計された金属容器の半径の方が大きい。この径
の大きい金属容器によってＧＩＳを構成する為、ＧＩＳ
全体が極めて大形化し、経済性が低下した。この様なＧ
ＩＳの大形化は、ＧＩＳの一層の縮小化が検討されてい
る現在、早急に解消されるべき問題になっている。
計された金属容器の半径よりも、１０ｋｖ／ｃｍを基準
として設計された金属容器の半径の方が大きい。この径
の大きい金属容器によってＧＩＳを構成する為、ＧＩＳ
全体が極めて大形化し、経済性が低下した。この様なＧ
ＩＳの大形化は、ＧＩＳの一層の縮小化が検討されてい
る現在、早急に解消されるべき問題になっている。
【００１９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、ＧＩＳにおいて、
金属容器内に残留した異物の影響を受ける部分と、受け
ない部分とを明確に区分し、それぞれの部分に対して最
適な設計基準を適用することにより、信頼性を確保しつ
つＧＩＳ全体としての経済性の向上を図ることである。 ［発明の構成］
のであり、その目的とするところは、ＧＩＳにおいて、
金属容器内に残留した異物の影響を受ける部分と、受け
ない部分とを明確に区分し、それぞれの部分に対して最
適な設計基準を適用することにより、信頼性を確保しつ
つＧＩＳ全体としての経済性の向上を図ることである。 ［発明の構成］
【００２０】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的を達
成する為に、本発明は、系統の常規対地運転電圧印加時
に金属容器内表面の電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下
となる最小の金属容器の半径が、系統のインパルス耐電
圧値相当の電圧印加時に高電圧導体表面の電界値が金属
容器内に封入される絶縁性ガスの封入圧力によって決定
される許容電界値以下となる最小の金属容器の半径より
大きい接地金属容器を備え、該金属容器内に高電圧導体
を絶縁性ガスと共に絶縁保持してなるガス絶縁開閉装置
において、前記金属容器の軸線に沿う方向が水平に近い
角度を有しているものについては、前記高電圧導体に系
統の常規対地運転電圧が印加された際の前記金属容器内
表面における電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下となる
様に前記高電圧導体との距離を設定し、前記金属容器の
軸線に沿う方向が水平面に対して急峻に傾斜しているも
のについては、前記高電圧導体に系統のインパルス耐電
圧値相当の電圧が印加された際の前記高電圧導体表面の
電界値が前記許容電界値以下となる様に前記高電圧導体
との距離を設定することを特徴としている。
成する為に、本発明は、系統の常規対地運転電圧印加時
に金属容器内表面の電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下
となる最小の金属容器の半径が、系統のインパルス耐電
圧値相当の電圧印加時に高電圧導体表面の電界値が金属
容器内に封入される絶縁性ガスの封入圧力によって決定
される許容電界値以下となる最小の金属容器の半径より
大きい接地金属容器を備え、該金属容器内に高電圧導体
を絶縁性ガスと共に絶縁保持してなるガス絶縁開閉装置
において、前記金属容器の軸線に沿う方向が水平に近い
角度を有しているものについては、前記高電圧導体に系
統の常規対地運転電圧が印加された際の前記金属容器内
表面における電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下となる
様に前記高電圧導体との距離を設定し、前記金属容器の
軸線に沿う方向が水平面に対して急峻に傾斜しているも
のについては、前記高電圧導体に系統のインパルス耐電
圧値相当の電圧が印加された際の前記高電圧導体表面の
電界値が前記許容電界値以下となる様に前記高電圧導体
との距離を設定することを特徴としている。
【００２１】
【作用】以上のような構成を有する本発明のガス絶縁開
閉装置は、金属容器内の残留異物が電界により往復運動
する電界値の強度はおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以上であるこ
とに着目している。すなわち、その軸線に沿う方向が水
平に近い角度を有している場合、金属容器内には異物が
残留すると予想される。そこで、この様な金属容器に対
しては金属容器内の電界値強度を１０ｋｖ／ｃｍを超え
ないようにすることによって、残留異物の往復運動の発
生を防ぐことができる。その結果、残留異物〜高電圧導
体間に放電が発生することがなく、確実な絶縁性能を確
保できる。
閉装置は、金属容器内の残留異物が電界により往復運動
する電界値の強度はおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以上であるこ
とに着目している。すなわち、その軸線に沿う方向が水
平に近い角度を有している場合、金属容器内には異物が
残留すると予想される。そこで、この様な金属容器に対
しては金属容器内の電界値強度を１０ｋｖ／ｃｍを超え
ないようにすることによって、残留異物の往復運動の発
生を防ぐことができる。その結果、残留異物〜高電圧導
体間に放電が発生することがなく、確実な絶縁性能を確
保できる。
【００２２】一方、その軸線に沿う方向が水平面に対し
て急峻に傾斜している場合、金属容器内に残留した異物
は落下又は滑落して存在しないと予想される。その為、
この様な金属容器に対しては高電圧導体表面の電界値強
度を許容電界値以下とするだけで、十分な絶縁性能を獲
得することができる。この時、許容電界値を基準として
設計された金属容器は、１０ｋｖ／ｃｍを基準として設
計された金属容器よりも径が小さい為、装置を縮小する
ことができる。
て急峻に傾斜している場合、金属容器内に残留した異物
は落下又は滑落して存在しないと予想される。その為、
この様な金属容器に対しては高電圧導体表面の電界値強
度を許容電界値以下とするだけで、十分な絶縁性能を獲
得することができる。この時、許容電界値を基準として
設計された金属容器は、１０ｋｖ／ｃｍを基準として設
計された金属容器よりも径が小さい為、装置を縮小する
ことができる。
【００２３】
【実施例】以下に、本発明によるガス絶縁開閉装置の実
施例について、図面を参照して具体的に説明する。
施例について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】図１は、本発明を適用して構成したＧＩＳ
の一実施例の断面図を示す。図１において、水平に配設
されている母線１において、接地された金属容器である
タンク３の内半径をＲ１ ｃｍ，高電圧導体４の外半径
をＲ２ ｃｍとする。この時、高電圧導体４に系統の常
規対地運転電圧ＶＡＣｋＶが印加された場合、下記の関
係式を満たすようにＲ１ 及びＲ２ が選定されている
。 （ＶＡＣ）／（Ｒ１ ｌｎＲ１ ／Ｒ２ ）≦１０
（ｋＶ／ｃｍ）……（４）
の一実施例の断面図を示す。図１において、水平に配設
されている母線１において、接地された金属容器である
タンク３の内半径をＲ１ ｃｍ，高電圧導体４の外半径
をＲ２ ｃｍとする。この時、高電圧導体４に系統の常
規対地運転電圧ＶＡＣｋＶが印加された場合、下記の関
係式を満たすようにＲ１ 及びＲ２ が選定されている
。 （ＶＡＣ）／（Ｒ１ ｌｎＲ１ ／Ｒ２ ）≦１０
（ｋＶ／ｃｍ）……（４）
【００２５】また図１におい
て、垂直に配設されている母線２において、接地金属容
器であるタンク５の内半径をＲ３ ｃｍ，高電圧導体６
の外半径をＲ４ ｃｍとした際に、高電圧導体６に系統
のインパルス耐電圧値ＶＩＭＰ ｋＶが印加された場合
、下記の関係式を満たすようにＲ３ 及びＲ４ が選定
されている。 （ＶＩＭＰ ）／（Ｒ４ ｌｎＲ３ ／Ｒ４ ）≦
Ｅｃ（ｋＶ／ｃｍ）……（５）なお、Ｅｃは上述したよ
うに、金属容器内に封入されるＳＦ６ ガス圧力によっ
て決定される高電圧導体６表面の許容電界値である。ま
た、タンク３の内半径Ｒ１ はタンク５の内半径Ｒ３
よりも大きく設定されている。更に具体的な例をとって
詳細に説明する。
て、垂直に配設されている母線２において、接地金属容
器であるタンク５の内半径をＲ３ ｃｍ，高電圧導体６
の外半径をＲ４ ｃｍとした際に、高電圧導体６に系統
のインパルス耐電圧値ＶＩＭＰ ｋＶが印加された場合
、下記の関係式を満たすようにＲ３ 及びＲ４ が選定
されている。 （ＶＩＭＰ ）／（Ｒ４ ｌｎＲ３ ／Ｒ４ ）≦
Ｅｃ（ｋＶ／ｃｍ）……（５）なお、Ｅｃは上述したよ
うに、金属容器内に封入されるＳＦ６ ガス圧力によっ
て決定される高電圧導体６表面の許容電界値である。ま
た、タンク３の内半径Ｒ１ はタンク５の内半径Ｒ３
よりも大きく設定されている。更に具体的な例をとって
詳細に説明する。
【００２６】５００ｋＶ級のＧＩＳを例にとり、ＶＡＣ
＝３１８ｋＶ，ＶＩＭＰ ＝１５５０ｋＶとし、高電圧
導体４，６の外半径Ｒ２ ，Ｒ４ は９ｃｍと仮定する
。また、高電圧導体４，６表面の許容電圧値は従来技術
にて触れた２０５ｋＶ／ｃｍとする。まず、（４）式に
基づいて、水平母線１のタンク３の内半径Ｒ１ を求め
る。 （３１８）／（Ｒ１ ｌｎＲ１ ／９）≦１０より、Ｒ
１ ≧２８となり、タンク３の内半径Ｒ１ は最小２８
ｃｍ必要であることが分かる。この寸法を有するタンク
３では、電界値が１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍ程度であるため
、タンク３内の残留異物は起立するにとどまり、浮上、
走行には至らず、サージ電圧が加わった場合の絶縁性能
低下は殆ど無い。
＝３１８ｋＶ，ＶＩＭＰ ＝１５５０ｋＶとし、高電圧
導体４，６の外半径Ｒ２ ，Ｒ４ は９ｃｍと仮定する
。また、高電圧導体４，６表面の許容電圧値は従来技術
にて触れた２０５ｋＶ／ｃｍとする。まず、（４）式に
基づいて、水平母線１のタンク３の内半径Ｒ１ を求め
る。 （３１８）／（Ｒ１ ｌｎＲ１ ／９）≦１０より、Ｒ
１ ≧２８となり、タンク３の内半径Ｒ１ は最小２８
ｃｍ必要であることが分かる。この寸法を有するタンク
３では、電界値が１０ｋＶｒｍｓ／ｃｍ程度であるため
、タンク３内の残留異物は起立するにとどまり、浮上、
走行には至らず、サージ電圧が加わった場合の絶縁性能
低下は殆ど無い。
【００２７】次に、（５）式に基づいて、垂直母線２の
タンク５の内半径Ｒ３ を算出する。 （１５５０）／（９ｌｎＲ３ ／９）≦２０５より、Ｒ
３ ≧２１となり、タンク５の内半径Ｒ３ は２１ｃｍ
で十分であり、水平母線１よりも大幅に縮小が可能であ
る。ここで、垂直母線２に対して（５）式が適用したの
は、タンク５に異物が残留しても、下方のタンク３に異
物が落下する為、垂直母線２では残留異物による不具合
は発生しないためである。
タンク５の内半径Ｒ３ を算出する。 （１５５０）／（９ｌｎＲ３ ／９）≦２０５より、Ｒ
３ ≧２１となり、タンク５の内半径Ｒ３ は２１ｃｍ
で十分であり、水平母線１よりも大幅に縮小が可能であ
る。ここで、垂直母線２に対して（５）式が適用したの
は、タンク５に異物が残留しても、下方のタンク３に異
物が落下する為、垂直母線２では残留異物による不具合
は発生しないためである。
【００２８】この様に、残留異物の影響を受けるタンク
３と、残留異物の影響を受けないタンク５とでは、（４
）式及び（５）式から求められる内半径が大きく異なる
。その為、（４）式及び（５）式より得られたタンク内
半径のうち、大きい方のタンク内半径の母線で全ＧＩＳ
を構成する場合に比べると、格段に縮小化を進めること
ができ、経済性を高めることが可能である。しかも、絶
縁性能面での劣化は生じない為、優れた信頼性を維持で
きる。なお、本発明は上記のような実施例に限定される
ものではなく、図２に示すような実施例をも含むもので
ある。
３と、残留異物の影響を受けないタンク５とでは、（４
）式及び（５）式から求められる内半径が大きく異なる
。その為、（４）式及び（５）式より得られたタンク内
半径のうち、大きい方のタンク内半径の母線で全ＧＩＳ
を構成する場合に比べると、格段に縮小化を進めること
ができ、経済性を高めることが可能である。しかも、絶
縁性能面での劣化は生じない為、優れた信頼性を維持で
きる。なお、本発明は上記のような実施例に限定される
ものではなく、図２に示すような実施例をも含むもので
ある。
【００２９】図２において、水平に配設された母線１１
は、前述の（４）式を満たすようにタンク半径が設定さ
れ、一方、傾斜角度が４５度以上に配設された母線１２
は前述の（５）式を満たすようにタンク半径が設定され
る。
は、前述の（４）式を満たすようにタンク半径が設定さ
れ、一方、傾斜角度が４５度以上に配設された母線１２
は前述の（５）式を満たすようにタンク半径が設定され
る。
【００３０】ここで、傾斜母線１２に対して（５）式が
適用できるとしたのは、母線の傾斜角度が急である為、
傾斜母線１２側に異物が残留していたとしても、下方の
水平母線１１側に異物が滑落する為、傾斜母線１２側で
は残留異物による不具合は発生しないと考えられるため
である。この様な構成を有する実施例においては、上記
の実施例と同様の作用効果を期待することができる。
適用できるとしたのは、母線の傾斜角度が急である為、
傾斜母線１２側に異物が残留していたとしても、下方の
水平母線１１側に異物が滑落する為、傾斜母線１２側で
は残留異物による不具合は発生しないと考えられるため
である。この様な構成を有する実施例においては、上記
の実施例と同様の作用効果を期待することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
金属容器内に残留した金属異物等の影響を受ける部分と
、受けない部分とを明確に区分して、それぞれの部分に
対して最適な設計基準を適用したので、ガス絶縁開閉装
置をコンパクト化することができた。
金属容器内に残留した金属異物等の影響を受ける部分と
、受けない部分とを明確に区分して、それぞれの部分に
対して最適な設計基準を適用したので、ガス絶縁開閉装
置をコンパクト化することができた。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図であり、
その際の各母線の寸法を決定する条件を併記している。
その際の各母線の寸法を決定する条件を併記している。
【図２】本発明の他の一実施例の構成を示す断面図であ
り、その際の各母線の寸法を決定する条件を併記してい
る。
り、その際の各母線の寸法を決定する条件を併記してい
る。
１ 水平母線
２ 垂直母線
３ タンク
４ 高電圧導体
５ タンク
６ 高電圧導体
１１ 水平母線
１２ 傾斜母線
Claims (1)
- 【請求項１】 系統の常規対地運転電圧印加時に金属
容器内表面の電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下となる
最小の金属容器の半径が、系統のインパルス耐電圧値相
当の電圧印加時に高電圧導体表面の電界値が金属容器内
に封入される絶縁性ガスの封入圧力によって決定される
許容電界値以下となる最小の金属容器の半径より大きい
接地金属容器を備え、該金属容器内に高電圧導体を絶縁
性ガスと共に絶縁保持してなるガス絶縁開閉装置におい
て、前記金属容器の軸線に沿う方向が水平に近い角度を
有しているものについては、前記高電圧導体に系統の常
規対地運転電圧が印加された際の前記金属容器内表面に
おける電界値がおよそ１０ｋｖ／ｃｍ以下となる様に前
記高電圧導体との距離を設定し、前記金属容器の軸線に
沿う方向が水平面に対して急峻に傾斜しているものにつ
いては、前記高電圧導体に系統のインパルス耐電圧値相
当の電圧が印加された際の前記高電圧導体表面の電界値
が前記許容電界値以下となる様に前記高電圧導体との距
離を設定することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047152A JP2937507B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3047152A JP2937507B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285415A true JPH04285415A (ja) | 1992-10-09 |
| JP2937507B2 JP2937507B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=12767123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3047152A Expired - Lifetime JP2937507B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | ガス絶縁開閉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937507B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3047152A patent/JP2937507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2937507B2 (ja) | 1999-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Srivastava et al. | A review of some critical aspects of insulation design of GIS/GIL systems | |
| Yanabu et al. | SF/sub 6/insulation and its application to HV equipment | |
| Ozawa et al. | Suppression of fast transient overvoltage during gas disconnector switching in GIS | |
| US3624450A (en) | Metal enclosed gas insulated lightning arrester | |
| Walsh | A review of lightning protection and grounding practices | |
| Anis | Gas-insulated switchgear | |
| Rashkes et al. | Very high frequency overvoltages at open air EHV substations during disconnect switch operations | |
| Leeds et al. | The interruption of charging current at high voltage | |
| JPH04285415A (ja) | ガス絶縁開閉装置 | |
| Blahous et al. | Mathematical investigation of the transient overvoltages during disconnector switching in GIS | |
| Dillard et al. | Controlling switching surges on 1100-kV transmission systems | |
| Schoonenberg et al. | Control of inductive load switching transients | |
| Szewczyk et al. | Measurements and simulations of very fast transients during disconnector type testing in UHV gas-insulated switchgear | |
| Carrara et al. | Switching Surges Insulation Coordination: Switches," Anomalous" Sparkovers, and Possible Generalization | |
| JP3100271B2 (ja) | ガス絶縁開閉装置 | |
| Ghufran et al. | The design and testing of gas-insulated metalclad switchgear and its application to EHV substations | |
| Yokota | Suitable configuration of switchgear for UHV AC substation and its environmental consideration | |
| Ito | High Voltage Equipment | |
| Musa et al. | Application of 800-kV SF6 dead tank circuit breaker with transmission line surge arrester to control switching transient overvoltages | |
| Simms | Overvoltage protection of gas-insulated substations | |
| JPS61227326A (ja) | ガス絶縁開閉装置 | |
| Picot | Vacuum disconnectors: Acceptability issues | |
| Walldorf et al. | Development of 1200-kV compressed-gas-insulated transmission and substation equipment in the United States | |
| Billings et al. | Improved SF6 terminations and bushings | |
| Dale | Future development in solid dielectric insulators for compressed gas insulated transmission systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 12 |