JPH05146011A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効果的な耐震性能を確保し且つ経済性も維持
できるガス絶縁開閉装置を提供する。 【構成】 ブッシング５および接地容器１を、ブッシン
グ５および接地容器１等の質量で決まる固有振動数が、
ブッシング５単体の固有振動数の１／１．４以下のバネ
定数を有する緩衝手段７を介して架台２で支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガス絶縁開閉装置に
係り、特に接地容器内の開閉部と接地容器外とを電気的
に接続するためのブッシングの耐震性能向上に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１９は例えば特開昭６４−４５４０９
号公報に示された従来のガス絶縁開閉装置のブッシング
部の構成を示す正面図である。図において、１は内部に
例えばＳＦ₆ガス等のような絶縁ガスが充填されるとと
もに開閉部（図示せず）を収容する接地容器、２はこの
接地容器１を支持する架台で、基礎３上に据付けられて
いる。４は接地容器１の側部から分岐する他機器への接
続用口出端、５は接地容器１の上部に機械的に接続され
接地容器１内の開閉部と接地容器１外とを電気的に接続
するためのブッシングである。

【０００３】従来のガス絶縁開閉装置は、接地容器１の
上部にブッシング５を接続し、接続されたものを架台２
で支持して基礎３上に据付ける構造となっている。ブッ
シング５の耐震性能は基礎３に一定加速度を持った地震
力が印加された時のブッシング５先端の応答加速度の値
で評価され、一般的にはブッシング５先端の応答加速度
が大きい程耐震性能は厳しく、応答加速度が小さい程耐
震性能は良好となる。したがって、地震時には基礎３に
印加された地震の加速度が接地容器１、架台２のばね系
で増幅された後、この増幅された地震加速度がブッシン
グ５の加震入力波となるため、（ブッシング５先端の応
答加速度）＝（地震力）×（接地容器１、架台２の増幅
率）×（ブッシング５単体の応答倍率）となり、接地容
器１、架台２の剛性如何では非常に大きな値となって耐
震性能をそこねる結果ともなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁開閉装
置は以上のように構成されているので、地震時の性能を
確保するためには、接地容器１および架台２の剛性を大
幅に増大させなければならず、大型化は勿論のこと経済
的にも不利になるといった問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、効果的に耐震性能を確保し且つ
経済性も維持できるガス絶縁開閉装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
のガス絶縁開閉装置は、接地容器を緩衝手段を介して架
台で支持するようにしたものであり、請求項２のガス絶
縁開閉装置は、請求項１においてブッシングおよび接地
容器等の質量で決まる固有振動数がブッシング単体の固
有振動数の１／１．４以下になるように緩衝手段のバネ
定数を設定したものであり、請求項３のガス絶縁開閉装
置は、請求項１において接地容器に密閉容器を取り付け
るとともに密閉容器内に液体を封入し且つ液体のスロッ
シング固有振動数をブッシングの固有振動数とほぼ同値
になるように設定したものであり、請求項４のガス絶縁
開閉装置は、ブッシングの上部に密閉容器を取り付ける
とともに密閉容器内に液体を封入し且つ液体のスロッシ
ング固有振動数をブッシングの固有振動数とほぼ同値に
なるように設定したものであり、請求項５のガス絶縁開
閉装置はブッシングの上部に質量ｍの物体をばね定数ｋ
を有するバネ部材を介して取り付けるとともに、質量ｍ
およびばね定数ｋによって定まる固有振動数をブッシン
グの固有振動数とほぼ同値になるように設定したもので
あり、請求項６のガス絶縁開閉装置は、請求項５におい
てブッシングの上部に収納容器を連結するとともに、こ
の収納容器内に質量ｍの物体を減衰部材を介して移動可
能に支持したものであり、請求項７のガス絶縁開閉装置
は、請求項６において減衰部を外周部が収納容器の内壁
に、又、内周部が質量ｍの物体にそれぞれ固着された筒
状の弾性部材で構成したものであり、請求項８のガス絶
縁開閉装置は、請求項５においてブッシング上部に取り
付けられる物体をブッシング上部の径より大なる径を有
する円筒状に形成したものである。

【０００７】

【作用】この発明における請求項１のガス絶縁開閉装置
の緩衝手段は地震力を吸収し、請求項２のガス絶縁開閉
装置の緩衝手段はブッシングの固有振動数を装置全体の
固有振動数と異ならせ、請求項３のガス絶縁開閉装置の
密閉容器内に封入された液体はブッシングあるいは密閉
容器とは逆方向にスロッシング運動をし、請求項４のガ
ス絶縁開閉装置の密閉容器内に封入された液体はブッシ
ングの振動とは逆方向にスロッシング運動をし、請求項
５のガス絶縁開閉装置のブッシング上部にバネ部材を介
して取り付けられた物体はブッシング頭部の振動とは逆
方向に振動し、円筒状に形成された物体はブッシング頭
部の電界を緩和する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図について説明
する。 実施例１．図１はこの発明の実施例１におけるガス絶縁
開閉装置のブッシング部の構成を示す正面図である。図
において、接地容器１、架台２、基礎３、接続用口出端
４およびブッシング５は図８における従来装置のものと
同様である。６はブッシング５と接地容器１とを一体に
支持する取付板、７はこの取付板６と架台２との間に介
挿される緩衝手段で、接地容器１およびブッシング５を
弾性支持している。

【０００９】上記のように構成された実施例１における
ガス絶縁開閉装置において、地震等が発生した場合、接
地容器１、ブッシング５等の質量ｍと緩衝手段７のばね
定数ｋによりｆ＝（ｋ／ｍ）^1/2で定まる固有振動数で
振動する時が一番厳しい条件となる。図２は振動数ｐを
有する周期的外力が加わった時の固有振動数ωを有する
系の応答倍率を示す図である。図中、Ｃ／Ｃ_Cは減衰定
数を示しており、通常ガス絶縁開閉装置ではＣ／Ｃ
_C《１である。今、緩衝手段７を取り付けた場合のブッ
シング５部の固有振動数をωとすると、ω／ｐ＝１の
時、すなわち共振時がブッシング５部の応答倍率は最大
となる。

【００１０】したがって、ブッシング５単体の固有振動
数を緩衝手段７を取り付けた系の約１．４倍程度に設定
しておくと、図２から明らかなようにブッシング５単体
の応答倍率は１となり、ブッシング５単体は応答しない
ことになる。すなわち、ブッシング５単体の発生応力を
低減するためには、緩衝手段７を取り付けた系の固有振
動数をブッシング５単体の固有振動数の１／１．４以下
になるように、緩衝手段７のばね定数を設定すればよ
い。

【００１１】又、ブッシング５単体の固有振動数で振動
する時は、印加された地震力を緩衝手段７の粘性、摩擦
力等で吸収するため、応答は少なく耐震強度は問題がな
くなる。なお、緩衝手段７はゴム系、輪ばねあるいは皿
ばね等のエネルギーを吸収し得るものではあれば何でも
よい。このように上記実施例１によれば、地震時のエネ
ルギーを緩衝手段７によって吸収するようにしているの
で、接地容器１、架台２およびブッシング５の地震時の
ひずみエネルギーを少なくすることができ、機器発生応
力を抑制することが可能になる。

【００１２】実施例２．図３はこの発明の実施例２にお
けるガス絶縁開閉装置のブッシング部の構成を示す正面
図である。図において、接地容器１、架台２、基礎３、
接続用口出端４、ブッシング５、取付板６および緩衝手
段７は図１における実施例１のものと同様である。８は
接地容器１の下部に取り付けられた密閉容器、９はこの
密閉容器８内に封入された例えば水、油等の液体であ
り、密閉容器８は内部に封入される液体９のスロッシン
グ固有振動数ｆ_nが、ブッシング５部の固有振動数ｆと
同一となるように、液体深さＨおよび底面長Ｌ等の関係
を定めた容量に形成されている。

【００１３】上記のように構成された実施例２における
ガス絶縁開閉装置において、地震等が発生した場合、実
施例１と同様に、接地容器１、ブッシング５等の質量ｍ
と緩衝手段７のばね定数ｋによりｆ＝（ｋ／ｍ）^1/2で
定まる固有振動数で振動する時が一番厳しい条件とな
る。この場合、液体９が封入された密閉容器８が無いと
すれば、図４の破線で示すようにブッシング５先端の応
答倍率は振動力の約７〜１０倍程度に増幅されることに
なる。

【００１４】しかしながら、この実施例２のように液体
９が封入された密閉容器８が取り付けられた場合には、
液体９が接地容器１あるいはブッシング５の振動方向と
反対方向にスロッシング運動を行い、しかも、スロッシ
ング固有振動数ｆ_nがブッシング５部固有振動数ｆと同
一に設定されているので、スロッシング時の流体力が液
体質量の数倍にも増幅されてブッシング５の振動を抑制
する力として働くため、ブッシング５先端の応答倍率を
図４の実線で示すように効果的に低減することが可能と
なり、ブッシング５部の耐震性能を向上させることがで
きる。

【００１５】実施例３．図５はこの発明の実施例３にお
けるガス絶縁開閉装置のブッシング部の構成を示す正面
図である。図において、接地容器１、架台２、基礎３、
接続用口出端４およびブッシング５は図８における従来
装置のものと同様である。１０はブッシング５の上部に
取り付けられた密閉容器、１１はこの密閉容器１０内に
封入された例えば水、油等の液体であり、実施例２にお
けると同様に、密閉容器１０は内部に封入される液体１
１のスロッシング固有振動数ｆ_nが、ブッシング５部の
固有振動数ｆと同一となるように、液体深さＨおよび底
面長Ｌ等の関係を定めた容量に形成されている。

【００１６】上記のように構成された実施例３における
ガス絶縁開閉装置において、地震等が発生した場合、接
地容器１、ブッシング５等の質量ｍとばね定数ｋにより
ｆ＝（ｋ／ｍ）^1/2で定まる固有振動数で振動する時が
一番厳しい条件となる。この場合、液体１１が封入され
た密閉容器１０が無いとすれば、図４の破線で示すよう
にブッシング５先端の応答倍率は振動力の約７〜１０倍
程度に増幅されることになる。

【００１７】しかしながら、この実施例３のように液体
１１が封入された密閉容器１０が取り付けられた場合に
は、実施例２と同様に液体１１が接地容器１あるいはブ
ッシング５の振動方向と反対方向にスロッシング運動を
行い、しかも、スロッシング固有振動数ｆ_nがブッシン
グ５部固有振動数ｆと同一に設定されているので、スロ
ッシング時の流体力が液体質量の数倍にも増幅されてブ
ッシング５の振動を抑制する力として働くため、ブッシ
ング５先端の応答倍率を図４の実線で示すように効果的
に低減することが可能となり、ブッシング５部の耐震性
能を向上させることができる。

【００１８】実施例４．図６はこの発明の実施例４にお
けるガス絶縁開閉装置のブッシング部の構成を示す正面
図である。図において、接地容器１、架台２、基礎３、
接続用口出端４およびブッシング５は図８における従来
装置のものと同様である。１２は質量ｍを有する円筒状
の物体で、ブッシング５の上部にばね定数ｋを有するバ
ネ部材１３を介して接続されており、この物体１２の固
有振動数ｆ＝（ｋ／ｍ）^1/2はブッシング５の固有振動
数とほぼ同一になるように設定されている。

【００１９】上記各実施例において述べたように、地震
時におけるブッシング５の強度はブッシング５の固有振
動数で振動している場合が一般的に最も厳しく、この場
合、図４の破線で示すようにブッシング５先端の応答倍
率は振動力の約７〜１０倍程度に増幅される。しかしな
がら、上記実施例４のように物体１２をバネ部材１３を
介してブッシング５の上部に接続した場合は、ブッシン
グ５の上部振動が物体１２の加振力となって物体１２は
振動するが、その振動方向はブッシング５とは逆方向に
なり且つ共振状態で振動するため、質量ｍの７〜１０数
倍の力がブッシング５頭部の振動を抑制する力として働
くため、ブッシング５頭部の応答倍率を図４の実線で示
すように効果的に低減することが可能となる。又、物体
１２はブッシング５頭部の電界緩和用シールドの役目を
果たすこともできる。

【００２０】実施例５．尚、上記実施例４における物体
１２は円筒状に形成されているが、図７に示すように物
体１４はブロック状のものとし、バネ部材１５を介して
ブッシング５の上部に接続しても同様の効果を奏する。

【００２１】実施例６．図８はこの発明の実施例６にお
けるガス絶縁開閉装置のブッシング部上部の構成を示す
断面図である。図において、１６はブッシング５の上部
に連結される収納容器、１７は一端がブッシング５の上
部に固着され、他端で収納容器１６内に収納される物体
１８を支持するコイルばね、１９は内周部が物体１８
に、又、外周部が収納容器１６の内壁にそれぞれ固着さ
れた減衰部材としての弾性部材で、例えばゴム等で形成
されている。

【００２２】上記のように構成される実施例６において
も、実施例４において説明したと同様に、ブッシング５
の下部から入ってきた振動は、ブッシング５を通して収
納容器１６内にも伝達され、物体１８が大きく振動する
ことによって振動エネルギーの吸収が行われ、その結
果、ブッシング５の振れは抑制される。なお、弾性部材
１９で減衰効果を持たせているので、さらにスムーズに
抑制効果を発揮することができる。

【００２３】実施例７．又、上記実施例６における物体
１８はコイルばね１６によって支持されているが、図９
に示すように、同等のばね作用を有する板状あるいは棒
状のばね２０で物体１８を担持しても同様の効果を奏す
る。

【００２４】実施例８．又、上記各実施例６、７では、
物体１８をコイルばね１８および板ばね２０を下方から
担持しているが、図１０に示すように、物体１８を弾性
部材１９で収納容器１６の下方に固着し、コイルばね１
７で上方から吊持するようにしても同様の効果を奏す
る。

【００２５】実施例９．又、上記各実施例６、７、８で
は、物体１８を弾性部材１９を介して収納容器１６の内
壁に連結することによって減衰効果を持たせているが、
図１１に示すように、摩擦特性を有する例えばテフロン
板等のような摩擦部材２１を収納容器１６の底部に配設
し、この摩擦部材２１の上面にコイルばね１７で吊持さ
れた物体１８を載置するようにしても、物体１８と摩擦
部材２１との間の滑りにより減衰効果を得ることができ
る。

【００２６】実施例１０．又、上記各実施例６、７、
８、９では、コイルばね１７または板ばね２０で物体１
８を吊持または担持しているが、図１２に示すように、
物体１８の周囲から収納容器１６の内壁に向けて複数の
コイルばね２２を水平に張架し、摩擦部材２１の上面で
物体１８を担持するようにしても良く、同様の効果を奏
する。

【００２７】実施例１１．又、上記各実施例６、７、
８、９では、コイルばね１７または板ばね２０で物体１
８を吊持または担持しているが、図１３に示すように、
一対のコイルばね２３で上方および下方から吊持および
担持しても良く、同様の効果を奏する。

【００２８】実施例１２．又、上記各実施例６〜１１で
は、コイルばね１７または板ばね２０で物体１８を吊持
または担持しているが、図１４に示すように、柱状の積
層ゴム２４で物体１８を担持しても良く、同様の効果を
奏する。

【００２９】実施例１３．又、上記実施例７では、板状
あるいは棒状のばね２０で物体１８を担持しているが、
図１５および図１６に示すように、複数の板ばね２５
を、ブッシング５の上部に放射状に配置し、これら板ば
ね２５の各上面で物体１８を担持するようにしても良
く、同様の効果を奏する。

【００３０】実施例１４．又、上記実施例１３では、複
数の板ばね２５で物体１８を担持するようにしている
が、図１７に示すような、円筒状部材２６で担持するよ
うにしても良く、同様の効果を奏する。

【００３１】実施例１５．さらに、上記実施例１４にお
ける円筒状部材２６の上部に、図１８に示すような、複
数のスリット２７ａを形成した筒状部材２７で担持する
ようにしても良く、同様の効果を奏する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば接地容器を緩衝手段を介して架台で支持し、請求項
２によればブッシングおよび接地容器等の質量で決まる
固有振動数がブッシング単体の固有振動数の１／１．４
以下になるように緩衝手段のバネ定数を設定し、請求項
３によれば接地容器に密閉容器を取り付けるとともに密
閉容器内に液体を封入し且つ液体のスロッシング固有振
動数をブッシングの固有振動数とほぼ同値になるように
設定し、請求項４によればブッシングの上部に密閉容器
を取り付けるとともに密閉容器内に液体を封入し且つ液
体のスロッシング固有振動数をブッシングの固有振動数
とほぼ同値になるように設定し、請求項５によればブッ
シングの上部に質量ｍの物体をばね定数ｋを有するバネ
部材を介して取り付けるとともに質量ｍおよびばね定数
ｋによって定まる固有振動数をブッシングの固有振動数
とほぼ同値になるように設定し、請求項６によればブッ
シング上部に収納容器を連結するとともに、この収納容
器内に質量ｍの物体を減衰部材を介して移動可能に支持
し、請求項７によれば減衰部を外周部が収納容器の内壁
に、又、内周部が質量ｍの物体にそれぞれ固着された筒
状の弾性部材で構成したので、効果的に耐震性能を確保
し且つ経済性も維持できるガス絶縁開閉装置を提供する
ことが可能になる。又、請求項９によればブッシング上
部に取り付けられる物体をブッシング上部の径より大な
る径の円筒状に形成したので、ブッシング頭部の電界を
緩和することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング部の構成を示す正面図である。

【図２】振動数ｐを有する周期的外力が加わった時の固
有振動数ｗを有する系の応答倍率を示す図である。

【図３】この発明の実施例２におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング部の構成を示す正面図である。

【図４】ブッシング頭部応答倍率を示す曲線図である。

【図５】この発明の実施例３におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング部の構成を示す正面図である。

【図６】この発明の実施例４におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング部の構成を示す正面図である。

【図７】この発明の実施例５におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング部の構成を示す正面図である。

【図８】この発明の実施例６におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図９】この発明の実施例７におけるガス絶縁開閉装置
のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１０】この発明の実施例８におけるガス絶縁開閉装
置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１１】この発明の実施例９におけるガス絶縁開閉装
置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１２】この発明の実施例１０におけるガス絶縁開閉
装置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１３】この発明の実施例１１におけるガス絶縁開閉
装置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１４】この発明の実施例１２におけるガス絶縁開閉
装置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１５】この発明の実施例１３におけるガス絶縁開閉
装置のブッシング上部の構成を示す断面図である。

【図１６】図１５における板ばねの構成を示す斜視図で
ある。

【図１７】この発明の実施例１４におけるガス絶縁開閉
装置に適用される円筒状部材を示す斜視図である。

【図１８】この発明の実施例１５におけるガス絶縁開閉
装置に適用される円筒状部材を示す斜視図である。

【図１９】従来のガス絶縁開閉装置のブッシング部の構
成を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 接地容器 ２ 架台 ３ 基礎 ４ 接続用口出端 ５ ブッシング ６ 取付板 ７ 緩衝手段 ８、１０ 密閉容器 ９、１１ 液体 １２、１４、１８ 物体 １３、１５ バネ部材 １６ 収納容器 １７、２２、２３ コイルばね １９ 弾性部材（減衰部材） ２０ ばね ２１ 摩擦部材 ２４ 積層ゴム ２５ 板ばね ２６ 円筒状部材 ２７ 筒状部材 ２７ａ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 浩 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガス雰囲気中に開閉部を収容する接
   地容器と、この接地容器の上部に機械的に接続され上記
   接地容器内の上記開閉部と上記接地容器外とを電気的に
   接続するためのブッシングと、上記接地容器を支持する
   架台とを備えたガス絶縁開閉装置において、上記架台は
   緩衝手段を介して上記接地容器を支持していることを特
   徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 【請求項２】 ブッシングおよび接地容器等の質量で決
   まる固有振動数が上記ブッシング単体の固有振動数の１
   ／１．４以下になるように緩衝手段のバネ定数を設定し
   たことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
3. 【請求項３】 接地容器に密閉容器を取り付けるととも
   に上記密閉容器内に液体を封入し且つ上記液体のスロッ
   シング固有振動数をブッシングの固有振動数とほぼ同値
   になるように設定したことを特徴とする請求項１記載の
   ガス絶縁開閉装置。
4. 【請求項４】 絶縁ガス雰囲気中に開閉部を収容する接
   地容器と、この接地容器の上部に機械的に接続され上記
   接地容器内の上記開閉部と上記接地容器外とを電気的に
   接続するためのブッシングと、上記接地容器を支持する
   架台とを備えたガス絶縁開閉装置において、上記ブッシ
   ングの上部に密閉容器を取り付けるとともに上記密閉容
   器内に液体を封入し且つ上記液体のスロッシング固有振
   動数を上記ブッシングの固有振動数とほぼ同値になるよ
   うに設定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
5. 【請求項５】 絶縁ガス雰囲気中に開閉部を収容する接
   地容器と、この接地容器の上部に機械的に接続され上記
   接地容器内の上記開閉部と上記接地容器外とを電気的に
   接続するためのブッシングと、上記接地容器を支持する
   架台とを備えたガス絶縁開閉装置において、上記ブッシ
   ングの上部に質量ｍの物体をばね定数ｋを有するバネ部
   材を介して取り付けるとともに、上記質量ｍおよびばね
   定数ｋによって定まる固有振動数を上記ブッシングの固
   有振動数とほぼ同値になるように設定したことを特徴と
   するガス絶縁開閉装置。
6. 【請求項６】 ブッシングの上部に収納容器を連結する
   とともに、上記収納容器内に質量ｍの物体を減衰部材を
   介して移動可能に支持したことを特徴とする請求項５記
   載のガス絶縁開閉装置。
7. 【請求項７】 減衰部材は外周部が収納容器の内壁に、
   又、内周部が質量ｍの物体にそれぞれ固着された筒状の
   弾性部材であることを特徴とする請求項６記載のガス絶
   縁開閉装置。
8. 【請求項８】 ブッシングの上部に取り付けられる物体
   を上記ブッシングの上部の径より大なる径を有する円筒
   状に形成したことを特徴とする請求項５記載のガス絶縁
   開閉装置。