JPH0591611A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

ガス絶縁開閉装置

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Publication number
JPH0591611A
JPH0591611A JP3243621A JP24362191A JPH0591611A JP H0591611 A JPH0591611 A JP H0591611A JP 3243621 A JP3243621 A JP 3243621A JP 24362191 A JP24362191 A JP 24362191A JP H0591611 A JPH0591611 A JP H0591611A
Authority
JP
Japan
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gas
insulating
insulated switchgear
insulated
metal container
Prior art date
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Pending
Application number
JP3243621A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokuni Aoyanagi
浩邦 青柳
Hiroshi Murase
洋 村瀬
Iwao Oshima
巖 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0591611A publication Critical patent/JPH0591611A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/06Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
    • H02G5/068Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属容器内に、金属異物があっても、絶縁性能
を低下させないガス絶縁開閉装置を提供するにある。 【構成】本発明のガス絶縁開閉装置は、ガス絶縁母線5
の金属容器11内に、高電圧導体12を配置し、かつ金
属容器11内に、SF6 等の絶縁ガス15を充填する。
高電圧導体12を、円錐形の絶縁スペーサ23およびポ
スト形の絶縁スペーサ24により、金属容器11内に固
定する。両絶縁スペーサ23,24を、エポキシレジン
製のスペーサ本体23a,24aと、スペーサ本体23
a,24aの沿面の表層部に設けた被膜23b,24b
とから形成する。被膜23b,24bを、ボロンナイト
ライド等のセラミックス材料で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ガスを封入した密
閉構造の金属容器内に高電圧導体を配置し、この高電圧
導体を絶縁構造部材を介して支持したガス絶縁開閉装置
に係り、特に絶縁性能を向上させたガス絶縁開閉装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】絶縁性能の優れたSF6 ガスを主絶縁媒
体とするガス絶縁開閉装置は、変電所や発電所の開閉装
置の主流をなしているが、近年、このガス絶縁開閉装置
の550kvあるいはUHV級への高電圧化および大容
量化が求められ、一部では実用化されている。これらの
大形開閉所は、社会のエネルギ流通の根幹をなすことか
ら、高い信頼性が要求されることは勿論であるが、さら
に経済性も要求され、よりコンパクト化が望まれてい
る。
【0003】図7は、従来の変電所に用いられる開閉装
置部の単線結線例を示し、図8は、この単線結線図に従
ってガス絶縁開閉装置を配置した例を示す。また図9
は、図8のIX−IX線に沿う拡大断面図であり、図10は
図9の開閉装置部の詳細を示す。
【0004】図10に示すように、ガス絶縁開閉装置の
本体部分(図8に二点鎖線で囲んだ部分)は、遮断器
1、断路器2および接地開閉器3のような開閉器と、主
母線4、ガス絶縁母線5および内装CT9のような開閉
器でない部分とから構成され、いずれも、金属容器内に
絶縁スペーサ6や絶縁筒7によって絶縁支持された充電
部が収納され、かつ絶縁ガスとして通常SF6 ガスが充
填される。なお、図10には示されていないが、絶縁筒
7の内部には、遮断器1および断路器2の充電部から絶
縁して可動電極を駆動する絶縁ロッドが挿入されてい
る。
【0005】また、図8に示すように、開閉器等の主要
機器を含むガス絶縁開閉装置本体部分は、二点鎖線のよ
うに極めてコンパクトにまとめられているが、架空線と
の引込み口部は、気中絶縁となるブッシング8で受ける
ため、ブッシング8からガス絶縁開閉装置本体部分まで
は、長尺なガス絶縁母線5で接続することになる。この
ガス絶縁母線5の一例を図11に示す。
【0006】このガス絶縁母線5は、主機器部に含まれ
る母線と同一構造となっており、図11に示すように、
接地電位の金属容器11内に、電流通電用の高電圧導体
12が配置され、この高電圧導体12は、円錐形絶縁ス
ペーサ13およびホスト形絶縁スペーサ14を介し、金
属容器11内に絶縁支持されている。
【0007】一般に、ガス絶縁開閉装置は、基本的には
前述の構造を有しているが、金属容器11内には、絶縁
性能の優れたSF6 ガスが絶縁ガス15として通常例え
ば3kg/cm2 程度に加圧されて充填されている。そし
て、ガス絶縁開閉装置本体部分と、ブッシング8から本
体部分までの接線母線部とを全部含めて、ガス絶縁開閉
装置と呼ばれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁開閉装
置においては、絶縁性能が非常に優れたガスを加圧充填
しているため、開閉装置を大幅にコンパクト化すること
が可能となったが、円錐形絶縁スペーサ13やポスト形
絶縁スペーサ14等の絶縁構造部材を、エポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂で形成しているため、金属容器11内
に、例えば数mm程度の金属異物が存在していても、高電
圧導体12を含む充電部と金属容器11との間の絶縁性
能が低下するという問題がある。
【0009】例えば図11に示すガス絶縁母線5におい
て、金属容器11内に金属異物が存在すると、金属異物
は運転電圧の下で高電圧導体12と金属容器11との間
を往復運動する。このような状態になると、金属異物は
電荷を帯びて円錐形絶縁スペーサ13またはポスト形絶
縁スペーサ14の沿面に付着し、静電吸引力によりその
箇所に留まる。
【0010】その際、断路器2の開閉に伴ない高いサー
ジ電圧が発生すると、この金属異物を介して絶縁スペー
サの沿面の絶縁破壊が引起こされるおそれがある。この
絶縁破壊現象は、絶縁スペーサを多数有するガス絶縁開
閉装置にとっては深刻な問題であり、製造上、金属異物
を皆無にできないことから、ガス絶縁部の絶縁性能に、
金属異物の混入を考慮した余裕を付加して大形化した
り、あるいは金属異物を捕えるためのトラップ装置を随
所に設ける等、余分な付属物を多数必要とする。
【0011】いずれにしても、金属異物の存在は、ガス
絶縁開閉装置の絶縁性能を脅かすことになり、信頼性の
上で問題となる。なお、このことは、ガス絶縁母線5の
絶縁スペーサのみに限らず、遮断器1や断路器2に用い
られている絶縁筒7および絶縁ロッドについても同様で
ある。
【0012】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、金属容器内に金属異物が存在する場合であっ
ても、絶縁構造部材の絶縁性能を向上させて充分な絶縁
性能が得られるガス絶縁開閉装置を提供することを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、内部に絶縁ガスを封入した金属容器
内に、通電用の高電圧導体を配置し、この高電圧導体
を、絶縁構造部材により前記金属容器から絶縁して支持
するガス絶縁開閉装置において、前記絶縁構造部材沿面
の表層部に、セラミックス絶縁材料からなる被膜を形成
するようにしたことを特徴する。
【0014】
【作用】本発明に係るガス絶縁開閉装置においては、絶
縁構造部材沿面の表層部に、セラミックス絶縁材料から
なる被膜が形成される。このため、万一絶縁構造部材の
沿面に金属異物が付着して部分放電が発生した場合で
も、セラミックス絶縁部材は無機絶縁材料であるため、
部分放電による絶縁劣化がない。したがって、ガス絶縁
開閉装置の絶縁性能を向上させることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係るガス絶縁開閉装置の実施
例を添付図面を参照して説明する。
【0016】図1ないし図3は本発明のガス絶縁開閉装
置の第1実施例を示すもので、図1は、本発明に係るガ
ス絶縁開閉装置を母線部に適用した場合を示す。図中、
符号5はガス絶縁母線であり、このガス絶縁母線5は、
接地電位の金属容器11を備えている。
【0017】この金属容器11内には、図1に示すよう
に、電流通電用の高電圧導体12が配置されているとと
もに、SF6 等の絶縁ガス15が加圧して充填されてい
る。高電圧導体12は、セラミックス複合円錐形絶縁ス
ペーサ23およびセラミックス複合ポスト形絶縁スペー
サ24を介し、金属容器11内に絶縁支持されている。
【0018】各絶縁スペーサ23,24は、図1ないし
図3に示すように、エポキシレジン等の熱硬化性樹脂を
注形または成形して製作されるスペーサ本体23a,2
4aを備えており、これら各スペーサ本体23a,24
aの絶縁ガス15が触れる表層部には、体積固有抵抗が
エポキシレジンに比べ2桁のオーダで小さいセラミック
ス絶縁材料の被膜23b,24bが形成されている。
【0019】これら各被膜23b,24bを形成するセ
ラミックス材料としては、例えばボロンナイトライドが
用いられており、その誘電率は、エポキシレジンの誘電
率(通常、ガス絶縁開閉装置に用いられるエポキシレジ
ンの誘電率は5.5〜6.0)よりも小さくなってい
る。そして各被膜23b,24bを形成することによ
り、万一金属異物が各絶縁スペーサ23,24に付着し
た場合でも、その付着力を小さくすることができるよう
になっている。
【0020】次に、本実施例の作用について説明する。
【0021】セラミックス複合円錐形絶縁スペーサ23
およびセラミックス複合ポスト形絶縁スペーサ24は、
その沿面がすべてセラミックス材料の被膜23b,24
bで被覆されている。このため、ガス絶縁開閉装置内に
万一金属異物が存在し、運転電圧で金属異物が動き廻
り、前記絶縁スペーサ23,24の表面に付着したとし
ても、必ず被膜23b,24bに付着することになる。
【0022】ここで、金属異物が各絶縁スペーサ23,
24の沿面電界強度の高いところに付着した場合、運転
状態で金属異物の先端から部分放電が生じる。しかしな
がら、部分放電は、炭素結合のない無機絶縁材料である
セラミックス絶縁材料で生じるため、材料の放電劣化は
ない。すなわち、各絶縁スペーサ23,24は、金属異
物での部分放電劣化に対し強化されていることになる。
【0023】また、ガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサ2
3,24沿面への金属異物付着の絶縁上の他の問題点と
しては、断路器サージ等の急峻波サージ電圧に対し、絶
縁性能が著しく低下することが揚げられる。特に、サー
ジ電圧の極性が反転して印加された場合にその傾向が著
しい。
【0024】例えば、負極性サージ電圧が印加された後
に正極性サージ電圧が印加された場合を考える。負極性
サージ電圧で金属異物先端からの放電により電界放射さ
れた自由電子が金属異物先端部分に蓄積し、沿面には負
の蓄積電荷の沿面帯電が形成される。ここで、従来のエ
ポキシレジンのみの絶縁構造物では、体積固有抵抗が非
常に高いため、この蓄積電荷が逃げにくく、その放電時
定数は日のオーダーである。このため、このような状態
で正極性サージ電圧が印加されると、等価的に金属異物
先端の電界が強められ、同一極性のサージ電圧印加に比
べ約20%絶縁性能が低下する。
【0025】ところが、本実施例に係る各絶縁スペーサ
23,24においては、セラミックス絶縁材料からなる
被膜23b,24bの体積固有抵抗が、エポキシレジン
の体積固有抵抗に比べ2桁のオーダーで小さいため、サ
ージ電圧の印加で形成した蓄積電荷が逃げ易い状態にあ
る。すなわち、各絶縁スペーサ23,24沿面の蓄積電
荷の放電時定数は1/100〜1/10になり、時間の
オーダになる。一般に、ガス絶縁開閉装置における断路
器操作は日のオーダーであるので、1回の断路器操作の
サージ電圧で形成した蓄積電荷は、次の断路器操作時の
サージ電圧が印加されるまでに拡散されている。したが
って、従来のものに比較して、サージ電圧による絶縁性
能を20%向上させることができる。
【0026】また、被膜23b,24bとして、ボロン
ナイトライドを用いた場合、被膜23b,24bの誘電
率をエポキシレジンの誘電率よりも小さくすることがで
きる。このため、金属異物が被膜23b,24bに付着
したとしても、その付着力は小さく、金属異物を付着し
にくくすることができる。
【0027】図4ないし図6は、本発明の第2実施例を
示すもので、本発明に係るガス絶縁開閉装置を遮断器に
適用したものである。
【0028】この遮断器1は、図4に示すように、遮断
部31と駆動装置32とを備えており、遮断部31は、
絶縁ガス33を封入した金属容器34内に配置され、か
つセラミックス複合絶縁筒35により金属容器34に絶
縁支持される。また、この遮断部31とこれを駆動する
駆動装置32とは、セラミックス複合絶縁ロッド36に
より絶縁状態で連結される。
【0029】セラミックス複合絶縁筒35およびセラミ
ックス複合絶縁ロッド36は、図5および図6に示すよ
うに、エポキシレジン等の熱硬化性樹脂の注形、成形ま
たは含浸により製作された本体35a,36aを備えて
おり、これら各本体35a,36aの絶縁ガス33に触
れる表層部には、セラミックス絶縁材料の被膜35b,
36bが形成されている。
【0030】なお、その他の点は、前記第1実施例と同
一構成となっており、作用も同一である。
【0031】しかして、本実施例によっても、前記第1
実施例と同様の効果が期待できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、絶縁構造
部材沿面の表層部に、セラミックス絶縁材料からなる被
膜を形成するようにしているので、金属容器内に金属異
物が存在する場合であっても、充分な絶縁性能が得ら
れ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るガス絶縁開閉装置を
示す構成図である。
【図2】図1のセラミックス複合円錐形絶縁スペーサの
詳細を示す断面図である。
【図3】図1のセラミックス複合ポスト形絶縁スペーサ
の詳細を示す断面図である。
【図4】本発明の第2実施例に係るガス絶縁開閉装置を
示す構成図である。
【図5】図4のセラミックス複合絶縁筒の詳細を示す断
面図である。
【図6】図4のセラミックス複合絶縁ロッドの詳細を示
す断面図である。
【図7】従来のガス絶縁開閉装置の単線結線の一例を示
す説明図である。
【図8】図7の単線結線図に従ってガス絶縁開閉装置を
配置した一例を示す配置図である。
【図9】図8のIX−IX線拡大断面図である。
【図10】図9の要部拡大図である。
【図11】ガス絶縁母線に適用される従来のガス絶縁開
閉装置の具体例を示す図1相当図である。
【符号の説明】
1 遮断器 5 ガス絶縁母線 11,34 金属容器 15,33 絶縁ガス 23 セラミックス複合円錐形絶縁スペーサ 23a,24a スペーサ本体 23b,24b,35b,36b 被膜 24 セラミックス複合ポスト形絶縁スペーサ 35 セラミックス複合絶縁筒 35a,36a 本体 36 セラミックス複合絶縁ロッド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に絶縁ガスを封入した金属容器内
    に、通電用の高電圧導体を配置し、この高電圧導体を、
    絶縁構造部材により前記金属容器内に絶縁支持するガス
    絶縁開閉装置において、前記絶縁構造部材沿面の表層部
    に、セラミックス絶縁材料からなる被膜を形成したこと
    を特徴とするガス絶縁開閉装置。
JP3243621A 1991-09-24 1991-09-24 ガス絶縁開閉装置 Pending JPH0591611A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044793A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Hitachi Ltd 開閉器ユニット及びスイッチギヤ
CN110707537A (zh) * 2018-07-09 2020-01-17 河南平芝高压开关有限公司 一种包含z型转接段的gis设备
CN112670040A (zh) * 2020-11-20 2021-04-16 华北电力大学 一种用于气体绝缘高压电气设备的陶瓷支柱绝缘子

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