JPH04372508A - 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】本発明はガス絶縁開閉装置に係り
、特に、ガス絶縁開閉装置の内部に封入されている絶縁
ガス及びガス絶縁開閉装置の内部構造物の温度上昇を防
止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉装置は、図２に示すように
、水平及び垂直に設置された導体２ａ，２ｂを、絶縁ガ
ス５を充満させた容器１内に挿通した構造となっている
。導体内を流れる高電流は、導体の一部に設置された断
路器３ａ，３ｂにより遮断、または、継電される。導体
内を電流が流れることにより、電気抵抗によるジュール
熱が生じる。また、断路器固定子３ａ，断路器可動子３
ｂ等の接触部では接触抵抗により導体部よりも多くの熱
が発生する。温度上昇が極端に大きくなると、絶縁ガス
及び装置内部の構造物の温度が上昇し、構造物の表面に
塗布された絶縁剤の性能が劣化することもある。このた
め、ガス絶縁開閉装置の開発では、運転時の温度上昇を
設計時に十分評価し、実規模試験により信頼性を確認し
ている。

【０００３】ガス絶縁開閉装置に関する従来の公知例は
、特開昭６４−１２８０８　号及び特開昭６１−２２７
６１２号公報に示すように、何らかの異常発生により構
造物の温度が上昇した場合を検出することを目的とした
ものであった。 異常検出以外のものは、特開昭５５−９７１０３　号公
報に示すように、設置面積の縮小と製作コストの低減を
図ったものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、新たに開発され
たガス絶縁開閉装置では、特開昭５５−９７１０３　号
公報が示すように、コンパクト化及び低コスト化が促進
されており、電気容量の増大により容器内部の発熱密度
は上昇する傾向にある。このため、構造物表面の絶縁剤
の性能を保持するために要求される温度制限値に対する
余裕は、小さくなってきている。また、発熱密度が大き
くなることにより、容器内のガスの温度分布に偏りが発
生し、構造物の冷却能力の低下をもたらし、容器壁には
局所的な熱応力が発生することもある。

【０００５】特開昭６４−１２８０８号，特開昭６１−
２２７６１２　号公報では、ガス絶縁開閉装置の異常時
における温度上昇を検出し、事故を未然に防ぐものであ
って、通常運転時の温度制限値に対する余裕を向上させ
ることを始めとする上述の問題点に関してはなんら考慮
されていない。

【０００６】図３，図４は従来のガス絶縁開閉装置の構
造を示した断面図である。ジュール発熱により導体２ａ
で生じた熱は、周囲のガス５に伝えられる。加熱された
ガスは浮力によって上昇し、容器の上部まで達すると壁
面との熱交換により冷却されながら容器の壁面を下降し
、導体から生じた熱によって、再び、加熱さる。この現
象は、いわゆる対流として知られている。従来のガス絶
縁開閉装置では、このようなガスの流れは図５，図６に
模式的に示すように、発熱体である導体から上の領域で
対流を生じ、図に斜線を施して示した領域６ではガスの
流れがほとんどなく、ガスが滞留した状態となる。ガス
の滞留領域は、図５，図６に示すように、容器の軸方向
の各断面で同様に生じる。このような場合には、ガスの
対流領域が容器の上部に限定されるため、伝熱面積が小
さくなり容器外への放熱能力が低下する。また、温度成
層化とよばれる高温域と低温域の二つ領域が形成される
ため、容器に局所的な熱応力が発生することにより、機
器の健全性に悪影響をおよぼす。実際に三次元熱流動解
析プログラムにより、容器内のガスの温度分布を計算す
ると図７，図８に示すようになる。この結果によれば、
ガス温度は導体２ａよりも上部では対流によりガスが循
環するため温度勾配は小さい。これに対して、下部では
等温線が密になっており、温度勾配が大きいことを示し
ている。この傾向は図７，図８で示す断面でほぼ同様で
ある。

【０００７】本発明の目的は、ガス絶縁開閉装置の通常
運転時のガスの対流を促進させることにより容器壁から
の放熱量を増し、容器内のガス温度分布を均一し、ガス
及び構造物の温度を低下させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の手段に
よって達成できる。すなわち、容器内に挿通された発熱
体である導体の両側部に導体と平行に平板（以下、対流
促進板と呼ぶ）を設置し、対流促進板により形成される
導体周囲の空間の上部及び下部を開放する構造とすれば
よい。

【０００９】

【作用】本発明によれば、対流促進板は導体の両側に設
置されている。対流促進板に囲まれた空間は、上部及び
下部が開放された構造となっている。このような構造と
することにより、導体からの発熱により加熱されたガス
は対流促進板の間を上昇する。このとき対流促進板は煙
突と同じ作用により加熱されたガスの上昇力を増大させ
る。また、対流促進板は導体の位置よりも下方から設け
られているため、容器の下部に滞留する低温のガスを巻
き込んで対流させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
。

【００１１】図１及び図２は、本発明の基本となる一実
施例を示すガス絶縁開閉装置の断面図である。図におい
て、導体２ａの両側部には一対の対流促進板７ａ，７ｂ
が導体と平行に設置されている。一対の対流促進板によ
って囲まれる空間は、上部と下部が開放されておりガス
の流路となっている。本実施例では、対流促進板の上端
及び下端は、容器壁側の流路面積を確保するため、それ
ぞれ内側に曲げられた構造となっている。このような構
造とすることにより、ガスの対流が図９，図１０に示す
ように構成され、それを促進することができる。この実
施例によるガス温度分布の状況を図１１，図１２に示す
。

【００１２】図１３，図１４は、本発明の他の実施例を
示す断面図である。図１に示した実施例と異なるのは、
対流促進板７ｃを円筒とし、垂直導体２ｂ及び断路器３
の周囲に設置した点にある。このような構造とすること
により、容器の立上り部４でもガスの循環力を増大させ
ることができるため、容器壁面からの放熱と容器内ガス
温度の均一化を促進することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、ガス絶縁開閉器内部の
ガスの温度分布を均一にし、ガス温度及び構造物温度を
低下させることができる。その結果、ガス温度の不均一
に起因する容器壁の熱応力を低減することができる。ま
た、構造物の温度を低くできるため、絶縁剤の劣化を防
止するための温度制限値に対する余裕を大きくすること
ができる。さらに、発熱密度を大きくできるため、機器
のコンパクト化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対流促進板を適用したガス絶縁開閉装
置の構造を示す横断面図。

【図２】図１の縦断面図。

【図３】従来のガス絶縁開閉装置の構造を示す横断面図
。

【図４】図３の縦断面図。

【図５】従来のガス絶縁開閉装置内部のガスの流れを示
す説明図。

【図６】従来のガス絶縁開閉装置内部のガスの流れを示
す説明図。

【図７】従来のガス絶縁開閉装置内部のガス温度分布図
。

【図８】従来のガス絶縁開閉装置内部のガス温度分布図
。

【図９】本発明の対流促進板を適用したガス絶縁開閉装
置内部のガスの流れを示す説明図。

【図１０】本発明のガス絶縁開閉装置内部のガスの流れ
を示す説明図。

【図１１】本発明の対流促進板を適用したガス絶縁開閉
装置内部のガス温度分布図。

【図１２】本発明のガス絶縁開閉装置内部のガス温度分
布図。

【図１３】本発明の他の実施例におけるガス絶縁開閉装
置の構造を示す横断面図。

【図１４】図１３の縦断面図。

【符号の説明】

１…ガス絶縁開閉装置容器、２ａ…水平導体、２ｂ…垂
直導体、３ａ…断路器固定子、３ｂ…断路器可動子、４
…容器立上り部、７ａ，７ｂ…対流促進板、７ｃ…円筒
状の対流促進板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガスを充満させた容器内に導体を挿通
   し、前記導体に設けた断路器により前記導体内を流れる
   電流を遮断または継電するガス絶縁開閉装置において、
   前記容器の内部に設置される発熱体を囲んで板を設置し
   、前記板により形成される前記発熱体の周囲の空間の上
   部及び下部を開放する構造としたことを特徴とするガス
   絶縁開閉装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記発熱体が前記導体
   であって、前記導体を囲む板を、前記導体の両側部に前
   記導体と平行に設置し、前記導体の上部及び下部を開放
   する構造としたガス絶縁開閉装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記発熱体が断路器で
   あって、前記断路器を囲む板を円筒としたガス絶縁開閉
   装置。