JPH04372506A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、避雷器を有するガス絶
縁開閉装置に係り、特に、避雷器を構成する抵抗体の一
端より導出される導線と、地下に埋設された接地メッシ
ュに接続される立ち上げ接地線との接続方法の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉装置は、金属製の筒状容器
の内部に、ＳＦ６　ガスなどの絶縁性に優れたガスと共
に、高電圧導体や電流の開閉を行う接点を、絶縁スペー
サなどを使用して絶縁支持してなる開閉装置である。こ
のガス絶縁開閉装置は、経済性や保守性が優れていると
の理由により、近年、新設される開閉装置の主流を占め
るようになっている。

【０００３】通常、ガス絶縁開閉装置は、変電所や開閉
所において用いられ、他の変電所などとの接続を行う送
電線とは、ブッシング接続部を介して接続されている。 また、送電線として地中ケーブルを用いている場合には
、ケーブル接続部を介しての接続となる。図６は、一般
的なブッシング接続の場合のガス絶縁開閉装置の構成を
示す単線結線図である。また、図７は図６に対応するガ
ス絶縁開閉装置の構成の一例を示す配置図であり、図８
は、図７における避雷器周辺の構成を示す配置図である
。図７において、１はガス遮断器（ＧＣＢ）、２は線路
側断路器接地開閉器（ＤＳ，ＥＳ）、３は母線側断路器
接地開閉器（ＤＳ，ＥＳ）、４は主母線、５は分岐母線
、６は避雷器（ＬＡ）、７は変流器（ＣＴ）、８はブッ
シングである。

【０００４】本例においては、線路側断路器接地開閉器
２の上部にブッシング８が樹立されると共に、線路側断
路器接地開閉器２の上側の分岐部に避雷器６が接続され
ている。そして、避雷器６においては、図８に示すよう
に、その金属容器９の内部に、高電圧導体１０及び非直
線性の特性を持つ抵抗体１１が収納され、高電圧導体１
０は、絶縁スペーサ１２によって金属容器９に対して絶
縁支持され、抵抗体１１は、絶縁筒１３によって金属容
器９に対して絶縁支持されている。抵抗体１１の一端は
、高電圧導体１０を介して、隣接する線路側断路器接地
開閉器２の高電圧導体に接続されている。避雷器６の抵
抗体１１の他の一端には、導線１４が接続され、この導
線は、金属容器９に設けられた絶縁端子１５を経由し、
立ち上げ接地線として、地下に埋設された接地メッシュ
１６に接続されている。さらに、避雷器６の金属容器９
及び他の各機器の金属容器は、立ち上げ接地線１７を経
由して、接地メッシュ１６に接続されている。なお、接
地メッシュ１６は、遮断器や断路器などの開閉時に生じ
る過電圧が、静電誘導や電磁誘導などにより低圧制御回
路などに移行するのを抑制するなどの目的で設置されて
いる。

【０００５】このように構成されたガス絶縁開閉装置に
おける避雷器６の作用は次の通りである。すなわち、送
電線や鉄塔に落雷があった場合に、変電所や開閉所には
、ブッシング８を介して高電圧・大電流のサージが侵入
してくる。これに対し、避雷器６に組み込まれている抵
抗体１１は、図９に示すように、非直線性の電圧電流特
性を持つため、侵入してくるサージの電圧が抵抗体の動
作開始電圧に達すると、その抵抗値が急激に低下し、サ
ージによる大電流が、避雷器６の抵抗体１１を経由して
接地メッシュに流れるようになる。この時、避雷器６の
抵抗体１１の両端の電位差は、ほぼ一定の電圧を維持す
る。その結果、サージによる開閉装置内部の電位上昇が
抑制されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成されたガス絶縁開閉装置においては、以下の
ような問題が存在していた。まず、落雷などに起因して
変電所や開閉所に侵入してくるサージが、避雷器の抵抗
体及び接地線（導線）を経由して接地メッシュに流入す
る際に、抵抗体両端の電位差は、抵抗体の制限電圧で決
まる。これに対し、抵抗体の接地線（導線）の両端の電
位差は、２つの要素に対応して決定される。すなわち、
抵抗体と接地線（導線）の接続部と、接地線（導線）と
接地メッシュの接続部との間には、２つの要素、すなわ
ち、接地線（導線）のインダクタンス、及び抵抗体と接
地線（導線）を経由して接地メッシュに流入する電流に
対応した電位差が生ずることになる。

【０００７】一方、開閉装置の金属容器は、接地線（導
線）により、接地メッシュに直接接続されているため、
開閉装置の高電圧導体と金属容器との間には、避雷器の
抵抗体の制限電圧と、抵抗体の一端に接続された接地線
（導線）の両端に生じる電位差を合計した電位差が印加
されることになる。この関係を、等価回路の形で図１０
に示す。図中において、開閉装置の高電圧導体と金属容
器の間に生じる電位差Ｅは次式にて与えられる。 Ｅ＝Ｖｒ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）　　…　　（１）この場合
、Ｖｒ、Ｌ、及びＩは、それぞれ次の値を示している。 Ｖｒ：　　避雷器の抵抗体の制限電圧 Ｌ　　：　　接地線（導線）のインダクタンスＩ　　：
　　接地線（導線）に流入する電流値この（１）式から
わかるように、接地線（導線）のインダクタンスが大き
い場合や接地線（導線）に流入する電流の立ち上がりが
早い場合、すなわち、ＬやｄＩ／ｄｔが大きい場合には
、Ｅ＞＞Ｖｒとなり得る。従って、図７及び図８に示す
ような従来のガス絶縁開閉装置においては、開閉装置の
高電圧導体と金属容器の間に生じる電位差Ｅが開閉装置
の耐電圧値を超過する危険性があった。

【０００８】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、避
雷器の動作時に、避雷器の抵抗体から導線を介して接地
メッシュに流れる電流に応じて開閉装置の高電圧導体と
金属容器の間に生じる電位差を、十分に小さく抑制可能
とすることにより、絶縁信頼性の高い、優れたガス絶縁
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】本発明によるガス絶縁開
閉装置は、接地電位にある金属容器内に絶縁性に優れた
ガスを封入し、この金属容器内部に、高電圧導体及び電
圧電流特性が非直線性を示す抵抗体を収納し、高電圧導
体を絶縁スペーサまたはその他の支持手段によって金属
容器に対して絶縁支持すると共に、抵抗体を絶縁筒また
はその他の絶縁支持手段によって金属容器に対して絶縁
支持し、さらに、抵抗体の一端に接続した導線を、金属
容器に設けた絶縁端子を介して金属容器外へ導出し、地
下に埋設された接地メッシュに接続すると共に、抵抗体
の他の一端を、前記高電圧導体へ接続してなる避雷器を
有し、この避雷器の金属容器及びその他の機器の金属容
器を、立ち上げ接地線を介して接地メッシュに接続して
なるものである。

【００１０】そして、請求項１の発明によるガス絶縁開
閉装置は、避雷器の抵抗体の一端より導出された導線を
、この避雷器の金属容器またはこれに隣接する機器の金
属容器に接続される立ち上げ接地線の金属容器近傍の部
分と接続し、この立ち上げ接地線を介して接地メッシュ
に接続することを特徴としている。

【００１１】また、請求項２の発明によるガス絶縁開閉
装置は、避雷器の抵抗体の一端より導出される導線とし
て、大径の銅パイプまたはその他の断面積の大きい導体
を使用し、この導線を接地メッシュに接続することを特
徴としている。

【００１２】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。まず、避雷器を構成する抵抗体の一端より
導出された導線の接地メッシュへの接続を、この避雷器
の金属容器またはこれに隣接する機器の金属容器に接続
される立ち上げ接地線の金属容器近傍の部分との接続を
介して行うことにより、抵抗体の一端と金属容器の接地
電位の基準となる点（立ち上げ接地線）とを接続する導
線の長さを短くできるため、この導線のインダクタンス
を小さくできる。すなわち、抵抗体から引き出される導
線を、そのまま立ち上げ接地線として接地メッシュに接
続する場合よりも、導線のインダクタンスを格段に小さ
くできる。従って、避雷器が動作した際に、抵抗体を経
由して接地メッシュに流入する電流に応じて抵抗体の一
端と避雷器の金属容器との間に生じる電位差を、小さく
することができる。この結果、避雷器の抵抗体の制限電
圧と、抵抗体の一端と避雷器の金属容器との間に生じる
電位差との合計として、ガス絶縁開閉装置の高電圧導体
と金属容器との間に生じる電位差を十分に小さく抑制す
ることができる。

【００１３】また、避雷器の抵抗体の一端より導出され
る導線として、大径の銅パイプまたはその他の断面積の
大きい導体を使用し、この導線を接地メッシュに接続す
ることによっても、導線のインダクタンスを小さくでき
る。従って、この場合にも、同様に、抵抗体の一端と避
雷器の金属容器との間に生じる電位差を小さくすること
ができ、ガス絶縁開閉装置の高電圧導体と金属容器との
間に生じる電位差を十分に小さく抑制することができる
。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明によるガス絶縁開閉装置の代
表的な実施例について、図１及び図２を参照して具体的
に説明する。この図１及び図２に示す実施例は、図６の
単線結線図に対応するガス絶縁開閉装置の一実施例であ
り、図１は、避雷器周辺の構成を示す配置図、図２は、
ガス絶縁開閉装置全体の構成を示す配置図である。なお
、図７及び図８に示した従来技術と同一部分には同一符
号を付している。

【００１５】まず、図１に示すように、本実施例の避雷
器６は、図８に示した従来技術と同様、線路側断路器接
地開閉器２の上側の分岐部に接続されている。また、そ
の金属容器９の内部に、高電圧導体１０及び非直線性の
特性を持つ抵抗体１１が収納され、高電圧導体１０は、
絶縁スペーサ１２によって金属容器９に対して絶縁支持
され、抵抗体１１は、絶縁筒１３によって金属容器９に
対して絶縁支持されている。抵抗体１１の一端は、高電
圧導体１０を介して、隣接する線路側断路器接地開閉器
２の高電圧導体に接続され、抵抗体１１の他の一端には
、導線１４の一端が接続されている。さらに、避雷器の
金属容器９は、立ち上げ接地線１７を経由して、地下に
埋設された接地メッシュ１６に接続されている。

【００１６】そして、本実施例においては、本発明に従
う特徴の一つとして、避雷器６の抵抗体１１に接続され
た導線１４が、金属容器９に設けられた絶縁端子１５を
経由し、避雷器６の金属容器９と接地メッシュ１６とを
接続している立ち上げ接地線１７の金属容器９に近い部
分に接続されている。なお、図２に示すように、避雷器
６以外の部分の構成要素、すなわち、ガス遮断器１、線
路側断路器接地開閉器２、母線側断路器接地開閉器３、
主母線４、分岐母線５、変流器７、及びブッシング８の
配置構成は、図７に示した従来技術と同様である。

【００１７】以上のような構成を有する本実施例の作用
は次の通りである。すなわち、金属容器９の接地電位の
基準となる点（立ち上げ接地線１７）と避雷器６の抵抗
体１１の一端とを接続する導線１４の長さを、短くする
ことができる。そのため、導線１４を、そのまま立ち上
げ接地線として接地メッシュ１６に接続していた従来技
術に比べて、導線１４のインダクタンスを格段に小さく
することができる。従って、避雷器６が動作した際に、
抵抗体１１を経由して接地メッシュ１６に流入する電流
に応じて抵抗体１１の一端と避雷器６の金属容器９との
間に生じる電位差を、小さくすることができる。この結
果、避雷器６の抵抗体１１の動作電圧と、抵抗体１１の
一端と避雷器６の金属容器９との間に生じる電位差との
合計として、ガス絶縁開閉装置の高電圧導体と金属容器
との間に生じる電位差を十分に小さく抑制することがで
きる。

【００１８】以上のことは、この電位差Ｅを与える前述
の（１）式を考えた場合に、その第２項：Ｌ（ｄＩ／ｄ
ｔ）を従来に比べて格段に小さくできるため、電位差Ｅ
を十分に小さく抑制できることに他ならない。ここで、
理解の容易化のために再び（１）式を表示する。

【００１９】Ｅ＝Ｖｒ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）　　…　　（
１）この場合、Ｖｒ、Ｌ、及びＩは、それぞれ次の値を
示している。 Ｖｒ：　　避雷器の抵抗体の制限電圧 Ｌ　　：　　接地線（導線）のインダクタンスＩ　　：
　　接地線（導線）に流入する電流値この（１）式にお
いて、第１項：Ｖｒは、図９に示す電圧電流特性により
決まる避雷器の抵抗体の動作電圧でほぼ一定値となる。 このため、前述したように、導線のインダクタンスＬを
小さくして、抵抗体の一端に接続された接地線（導線）
の両端に生じる電位差であるところの第２項：Ｌ（ｄＩ
／ｄｔ）を小さくすることによって、ガス絶縁開閉装置
の高電圧導体と金属容器との間に生じる電位差Ｅを有効
に小さくできることがわかる。なお、図３は、このよう
な関係を示す等価回路図である。

【００２０】次に、図４は、本発明によるガス絶縁開閉
装置の他の実施例の構成を示す配置図である。この実施
例においては、避雷器６の抵抗体１１に接続された導線
１４が、避雷器６に隣接する線路側断路器接地開閉器２
の金属容器と接地メッシュ１６とを接続している立ち上
げ接地線１７の、金属容器に近い部分に接続されている
。この実施例においても、前記実施例と同様の作用効果
が得られる。

【００２１】また、図５は、本発明によるガス絶縁開閉
装置のさらに異なる実施例の構成を示す配置図である。 この実施例は、避雷器６より導出される導線が、大径の
銅パイプ１８とされ、この銅パイプ１８が直接接地メッ
シュ１６に接続されている。この実施例においては、導
線として、断面積の大きい導体を使用しているため、導
線のインダクタンスを小さい値に抑制することができ、
結果として前記各実施例と同様の作用効果が得られるも
のである。

【００２２】なお、本発明は、前記各実施例に限定され
るものではなく、避雷器の具体的な形状や配置構成は適
宜選択可能であり、また、使用する導線の種類も適宜選
択可能である。すなわち、本発明は、避雷器の導線と接
地メッシュとの接続部分の改良に関するものであるため
、この接続部分の構成が請求の範囲の記載内容に包含さ
れる限りにおいて、他の各機器の配置構成や細部の構成
は適宜選択可能であり、同様の作用効果を得られること
は明らかである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、避雷器の抵抗体から導出される導線と地下に埋設され
た接地メッシュとの接続を、金属容器と接地メッシュと
を接続する立ち上げ接地線の金属容器近傍で行うか、ま
たは、導線として断面積の大きい導体を使用することに
より、避雷器の動作時に流れる電流に応じて開閉装置の
高電圧導体と金属容器の間に生じる電位差を、開閉装置
の耐電圧に対して十分に小さく抑制できるような、絶縁
信頼性の高い、優れたガス絶縁開閉装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス絶縁開閉装置の代表的な一実
施例における避雷器周辺の構成を示す配置図。

【図２】図１のガス絶縁開閉装置全体の構成を示す配置
図。

【図３】図１のガス絶縁開閉装置の作用を示す等価回路
図。

【図４】本発明によるガス絶縁開閉装置の、図１とは異
なる一実施例における避雷器周辺の構成を示す配置図。

【図５】本発明によるガス絶縁開閉装置の、図１、図４
とは異なる一実施例における避雷器周辺の構成を示す配
置図。

【図６】一般的なブッシング接続の場合のガス絶縁開閉
装置の構成を示す単線結線図。

【図７】従来のガス絶縁開閉装置の構成の一例を示す配
置図。

【図８】図７のガス絶縁開閉装置における避雷器周辺の
構成を示す配置図。

【図９】避雷器の抵抗体の電圧電流特性を示す特性図。

【図１０】図７のガス絶縁開閉装置の問題点を示す等価
回路図。

【符号の説明】

１　　　　…　　ガス遮断器 ２　　　　…　　線路側断路器接地開閉器３　　　　…
　　母線側断路器接地開閉器４　　　　…　　主母線 ５　　　　…　　分岐母線 ６　　　　…　　避雷器 ７　　　　…　　変流器 ８　　　　…　　ブッシング ９　　　　…　　金属容器 １０　　…　　高電圧導体 １１　　…　　抵抗体 １２　　…　　絶縁スペーサ １３　　…　　絶縁筒 １４　　…　　導線 １５　　…　　絶縁端子 １６　　…　　接地メッシュ １７　　…　　立ち上げ接地線 １８　　…　　銅パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　接地電位にある金属容器内に絶縁性に
   優れたガスを封入し、この金属容器内部に、高電圧導体
   及び電圧電流特性が非直線性を示す抵抗体を収納し、高
   電圧導体を絶縁スペーサまたはその他の支持手段によっ
   て金属容器に対して絶縁支持すると共に、抵抗体を絶縁
   筒またはその他の絶縁支持手段によって金属容器に対し
   て絶縁支持し、さらに、抵抗体の一端に接続した導線を
   、金属容器に設けた絶縁端子を介して金属容器外へ導出
   し、地下に埋設された接地メッシュに接続すると共に、
   抵抗体の他の一端を、前記高電圧導体へ接続してなる避
   雷器を有し、この避雷器の金属容器及びその他の機器の
   金属容器を、立ち上げ接地線を介して接地メッシュに接
   続してなるガス絶縁開閉装置において、前記避雷器の抵
   抗体の一端より導出される導線を、この避雷器の金属容
   器またはこれに隣接する機器の金属容器に接続される立
   ち上げ接地線の金属容器近傍の部分と接続し、この立ち
   上げ接地線を介して接地メッシュに接続することを特徴
   とするガス絶縁開閉装置。
2. 【請求項２】　　接地電位にある金属容器内に絶縁性に
   優れたガスを封入し、この金属容器内部に、高電圧導体
   及び電圧電流特性が非直線性を示す抵抗体を収納し、高
   電圧導体を絶縁スペーサまたはその他の支持手段によっ
   て金属容器に対して絶縁支持すると共に、抵抗体を絶縁
   筒またはその他の絶縁支持手段によって金属容器に対し
   て絶縁支持し、さらに、抵抗体の一端に接続した導線を
   、金属容器に設けた絶縁端子を介して金属容器外へ導出
   し、地下に埋設された接地メッシュに接続すると共に、
   抵抗体の他の一端を、前記高電圧導体へ接続してなる避
   雷器を有し、この避雷器の金属容器及びその他の機器の
   金属容器を、立ち上げ接地線を介して接地メッシュに接
   続してなるガス絶縁開閉装置において、前記避雷器の抵
   抗体の一端より導出される導線として、大径の銅パイプ
   またはその他の断面積の大きい導体を使用し、この導線
   を接地メッシュに接続することを特徴とするガス絶縁開
   閉装置。