JPH06121434A

JPH06121434A - ガス絶縁母線

Info

Publication number: JPH06121434A
Application number: JP4271489A
Authority: JP
Inventors: Setsuyuki Matsuda; 節之松田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【構成】製作や据付作業が容易で交流の他直流電圧で
も、微小金属片の捕捉が可能なガス絶縁母線を経済的に
提供する。【効果】ユニット２１の容器７の中央部が最下部とな
るように曲げ、そこに微小金属片Ｐを捕捉する捕捉装置
１０を設けるとともに、導体８は直線状あるいは容器７
の勾配を越えない範囲で傾き、捕捉装置１０の上部に曲
り部を持つものとした。又、ユニット２１の両端の高さ
は等しく、容器７の接続にフランジ１５を用いる時は、
フランジ１５やそのガスケット溝１７やボルト１６のピ
ッチ円などは円形に加工した。

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母線の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は例えば、特開昭５５−８２７０号
公報に示された従来のガス絶縁母線を示す断面図であ
る。図において、１は管状の金属製の容器であって、水
平面２に対し角度θを有するように設置されている。３
は容器１に配設された導体であって、両端に他の導体
（図示せず）との接合が可能な接続部3a, 3bを有する。
４は絶縁スペーサであって、エポキシ樹脂などで製作さ
れ導体３を支持し、容器１に固着されている。５は複数
個の孔5aを有する金属製の円環状で微小金属片を捕捉す
る捕捉装置であって、容器１と同電位として絶縁スペー
サ４に固着されている。なお、１, ３〜５によってガス
絶縁母線のユニット６を構成している。上記構成による
ユニット６と同様のユニットを次々に接続して長尺のガ
ス絶縁母線として構成する。隣接のユニットは、地面に
対する勾配が反対になるように設け、容器１の間を溶接
により接続する。同時に導体３の各接続部3a, 3bは隣接
する他の接続部と接合される。そして、容器１の内部に
はＳＦ₆ガスなどの絶縁性に秀れたガスが封入されてい
る。

【０００３】このような構成において、内部のＳＦ₆ガ
ス中に微小金属片Ｐがあった場合、導体３に電圧が加わ
った時に静電気力により、微小金属Ｐが跳躍運動をす
る。しかし、容器１が傾いているため一方に徐々に跳躍
しながら移動し、捕捉装置５の中の低電界部に達する
と、静電気力が小さくなるため、動きが止まり捕捉され
る。ＳＦ₆ガス中に微小金属片Ｐがある時、これが静電
気力で跳躍として、高電界部に達すると、局所的に、さ
らに高電界の部分を出現するため、ガス中の放電による
絶縁破壊事故を生じる恐れがある。しかし、このように
微小金属片Ｐが捕捉されると、その問題がなくなり、絶
縁性能に優れたガス絶縁母線が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁母線は
以上のように構成されているので、ユニット毎に勾配が
逆になるため、設置する場合の支持物（これは通常ユニ
ットの端部で行われる。）の長さが一定でなく、製作や
据付作業性において、水平なガス絶縁母線に対して劣
り、費用や人手を要していた。又、捕捉装置に微小金属
片を捕捉するには、使用前にあらかじめ電圧を加えて捕
捉作業、いわゆるコンディショニングを行なうが、従来
の構造は交流電圧で行ない、直流電圧では、捕捉の効率
の悪いものであった。

【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、製作や据付作業性において容易
であり、又使用前の微小金属捕捉のための課電も交流の
みならず直流においても、捕捉を効率よく行うことを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るガス絶縁
母線は、ユニットの容器の中央部が最下部となるよう曲
げて両側に勾配をつけ、両端部の高さは、水平面から等
しく、容器の最下部に低電界部を持った微小金属片の捕
捉装置を設けるとともに、導体は直線状、あるいは、容
器の勾配を越えない範囲で傾け捕捉装置の上部に導体の
最下部を設けるものとした。

【０００７】

【作用】この発明におけるガス絶縁母線は、ユニットの
両端は同じ高さで水平に支持されるため、支持物の製作
は容易であり、据付作業も容易になった。又、使用前の
微小金属片の捕捉のための課電も交流のみならず直流で
も効率よく行なうことができる。

【０００８】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１において、７は容器であって、水
平面２に対し小さな角度θ₁の勾配があり、中央部に最
下部があって曲った形をしている。８は導体であり、こ
の例の場合は直管状である。９は導体８を支持するため
の絶縁スペーサであり、この例では円板状のものを示し
ている。１０は微小金属片Ｐを捕捉する捕捉装置であっ
て、容器７の一部を下方にへこませた凹部状に形成して
ある。導体８に電圧が加わった時、捕捉装置１０内の電
界強度が微小金属片Ｐを浮上させないだけ深く、つぼ状
や箱状をなしている。

【０００９】１１は導体３の両端に他の導体１２、ここ
では絶縁スペーサ９中の導体１２との接合が可能な接続
部１３である。１４は接続部１３をおおう電界緩和用の
シールドである。１５は容器７を接続するためのフラン
ジである。フランジ１５は容器７とは斜交し、水平面に
垂直となっている。１６はフランジ間を接続するための
ボルトである。１７は気密のためのガスケットを用いる
ためにフランジ１５に設けた溝、１８はボルト１６を通
すためのボルト孔である。この例では、フランジ１５は
円形であり、ガスケット用の溝１７も円形状に削られて
おり、ボルト孔１８も円周上に明けられている。１９は
取付脚であり、各ユニットとも等長である。２０は基礎
で、水平面から同じ高さである。２１は上記の構造のガ
ス絶縁母線のユニットである。

【００１０】図１のように、構成したガス絶縁母線は次
のように作動する。まず、容器７は曲っており、導体８
が真直ぐであるので、絶縁スペーサ９の中心に導体があ
る場合、ユニット２１の中央部の横断面で考えると容器
７と導体８が最も偏心した状態にあり、電界強度の最も
高いところが現われる。

【００１１】しかし、次のように絶縁耐力上は十分な性
能を持っている。通常、ガス絶縁母線のユニットの長さ
は、内部導体に働く短絡時の大電流による電磁力や製作
の容易性などにより得られる支持絶縁物の間隔で決ま
り、６〜９ｍ程度である。例として、直径１０００mm程
度のガス絶縁母線で、ユニットの長さを８ｍとしてみ
る。中央部で容器の中心が１００mm下方に曲った１／４
０の勾配（角度で約１．５°）の容器とし、導体は２７
０φ位の真直ぐのものとすると、図２のように、中央部
の導体上の電界強度（Ｅ）は導体が中心部にある場合の
電界（Ｅ′）の約１．１倍になると計算される。元々、
同心の時、絶縁スペーサもなく、形状の単純な導体のみ
の部分では絶縁スペーサ９や接続部１３の部分の電界の
１／１．２倍程度であり、絶縁的には、この程度の偏心
は全く問題にならない。一般に他の電界強度の最も厳し
い部分と同等になるまでは、偏心することが可能であ
る。

【００１２】次に容器７の勾配のため、ガス絶縁母線の
使用前の課電による、微小金属片Ｐの捕捉、即ちコンデ
ィショニングを行う時、非常に効率よく捕捉が行われ
る。交流電圧がある値まで上昇すると、微小金属片Ｐへ
の静電気力が重力に勝って浮き上り導体の方に向って移
動する。そして、電流の向きが変った時、今度は容器７
に向って動く。容器７にぶつかった場合にはその反揆力
も加わり、微小金属片は跳躍運動をする。この場合、重
力の作用や、微小片の容器７への衝突時の方向が光の入
射角と反射角と同様の場合の確率が高いことなどのた
め、図１に示したように微小金属片Ｐは跳躍しながら容
器７の最下部の捕捉装置１０の中へ移動し、この内部の
低電界部に落ちこむと再び、静電気力により飛び出すこ
となく捕捉される。

【００１３】また、コンディショニングのため直流の加
わった場合には、浮き上った微小金属片Ｐは導体の方向
に力を受けそのまま導体に衝突するが、ここで逆の極性
の電荷を得て容器７に向う。そして、容器７に衝突する
と、再び、逆の極性の電荷を得て導体８に向い、このよ
うな往復運動を続ける。この時、微小金属片Ｐは電気力
線の向きに静電気力を受けるのである。しかし、導体８
と容器７の間が平行でない図１、図３のような本発明の
構造の場合、電気力線は導体８、容器７の近くではそれ
らにほぼ直角方向であるが、中間部では曲っている。こ
のため、動き出した微小金属片Ｐは慣性力のため電気力
線ほどには曲らず、少しずれた位置の導体８や容器７に
ぶつかる。そして、衝突時の反射角の関係や、重力の影
響などにより、図３に示したような軌跡を画いて、移動
する確率が高いので、微小金属片Ｐは捕捉装置１０の方
に時間ととも移動し捕捉される。

【００１４】一方、図１の構造では、導体８が直管状で
あり製作し易い。又、フランジ１５やガスケット溝１７
やボルト孔１８のピッチ円が円形であり、又、支持脚１
９も同形状であり製作が容易である。フランジ１５は容
器７とある角度で斜交するため容器７との接合面は楕円
になる。しかし、この発明の場合、フランジ（１０）の
傾きは容器７との直交面に対し小さく、円に近い接合面
になり、フランジ１５やガスケット溝１７などを楕円の
長径を直径とする円形で加工するとしても、これらの部
品をあまり大きくしなくとも製作可能である。円形加工
であれば、非常に能率的に作業できるメリットが大き
い。又、支持脚１９は同じ高さであり、ユニットの両端
は同じ高さに据付けられるので据付作業は容易である。

【００１５】実施例２．図３は、本発明の他の実施例を
示すガス絶縁母線の断面図である。図１と異なる点は、
導体８が中央部近くで、容器７の角度θ₂を越えない
が、左右θ₁の角度の勾配を持ち少し折れ曲った円管状
をなしていることである。又、絶縁スペーサ９が柱状の
形状であり、ユニットは建築物などの水平な梁２２の上
に据付けた例を示している。２３は導体８の回転防止具
であり、２つの間を導体８の中心部からできるだけ遠い
位置に差込み、回り止めを行っている。

【００１６】ガス絶縁母線の使用電圧が低くて直径の小
さい場合、図１のような直線状の導体８を用いると、同
じ勾配・長さとしても中央部での容器７と導体８の偏心
のための電界強度の増大が大きくなるため、絶縁設計上
から図３の構造が適したものとなる。この場合にも、容
器７と導体８の傾きθ₁とθ₂は図２の例で示したよう
に、電界強度Ｅの大きさが許客値を越えない範囲で決め
る。

【００１７】図３の場合も、図１の場合と同様に使用前
に、電圧を加えてコンディショニングを行うと、容器７
の勾配のため交流電圧を加えた場合には、図１に図示の
ような微小金属片Ｐの跳躍運動により、微小金属片Ｐが
捕捉装置１０の中に捕捉される。又、直流電圧を加えた
場合も図３に図示のような微小金属片Ｐの往復運動によ
り捕捉装置１０の低電界部に落ちこみ捕捉される。又、
導体８は中央部で曲がっているので、短絡事故時などに
容器７や隣接した相のガス絶縁母線（図示していないが
通常三相分並んでいる）間の電磁力が作用した時、互い
に接近しないよう、回り止め具２３が働く。

【００１８】実施例３．図１、図３では容器７はフラン
ジ接続の例を示したが、図４の例のように、溶接接続の
場合にも本発明の考えは適用できる。図４は本発明をガ
ス絶縁母線の曲り部ユニットに適用した例を示す平面図
である。図４において、図１に示す導体８の接続部１３
などは省略して図を簡略化している。又、この図４の正
面図が図５に示されている。やはり、容器７、導体８、
絶縁スペーサ９捕捉装置１０など図１と同じ番号は同じ
名称で同じ働きをする。２４は導体８を支えるための絶
縁スペーサである。図５において、容器７及び導体８は
θ₁，θ₂のように勾配を持たせ、図の右の紙面にほぼ
直角に伸びた部分も同様にθ₁，θ₂のように容器７と
導体８に勾配をつけ、さらに、容器７及び導体８の最下
部の下に捕捉装置１０を設けている。図１，図２と同
様、導体８に加える電圧を上昇すると微小金属片Ｐが運
動し、捕捉装置１０の中に捕捉される。

【００１９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ユニッ
トの容器は中央部が最下部となるように両側に互に逆の
勾配をつけたもので、両端部の高さが水平面から等し
く、容器の最下部にくぼみによる低電界部を備えた微小
金属片の捕捉装置を設けるとともに、導体を直線状ある
いは容器の勾配を越えない範囲で傾き、捕捉装置の上部
に屈曲部を持つ形としたので、交流の他直流電圧でも使
用前の微小金属片の捕捉が可能であり、しかも、製作、
据付が容易で、経済的なガス絶縁母線が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるガス絶縁母線を示す
断面図である。

【図２】図１のII−II線の断面図である。

【図３】この発明の他の実施例を示すガス絶縁母線の断
面図である。

【図４】この発明の他の実施例を示すガス絶縁母線の平
面図である。

【図５】図４の一部破断を示す正面図である。

【図６】従来のガス絶縁母線の例を示す断面図である。

【符号の説明】

７容器８導体９絶縁スペーサ１０捕捉装置１５フランジ１６ボルト１８ボルト孔２３回り止め具

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】このような構成において、内部のＳＦ₆ガ
ス中に微小金属片Ｐがあった場合、導体３に電圧が加わ
った時に静電気力により、微小金属Ｐが跳躍運動をす
る。しかし、容器１が傾いているため一方に徐々に跳躍
しながら移動し、補足装置５の中の低電界部に達する
と、静電気力が小さくなるため、動きが止まり補足され
る。ＳＦ₆ガス中に微小金属片Ｐがある時、これが静電
気力により跳躍し、高電界部に達すると、局所的に、さ
らに高電界の部分を出現させるため、ガス中の放電によ
る絶縁破壊事故を生じる恐れがある。しかし、このよう
に微小金属片Ｐが補足されると、その問題がなくなり、
絶縁性能に優れたガス絶縁母線が得られる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】１１は導体８の両端に他の導体１２、ここ
では絶縁スペーサ９中の導体１２との接合が可能な接続
部である。１４は接続部１１をおおう電界緩和用のシー
ルドである。１５は容器７を接続するためのフランジで
ある。フランジ１５は容器７とは斜交し、水平面に垂直
となっている。１６はフランジ間を接続するためのボル
トである。１７は気密のためのガスケットを用いるため
にフランジ１５に設けた溝、１８はボルト１６を通すた
めのボルト孔である。この例では、フランジ１５は円形
であり、ガスケット用の溝１７も円形状に削られてお
り、ボルト孔１８も円周上に明けられている。１９は取
付脚であり、各ユニットとも等長であ

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】しかし、次のように絶縁耐力上は十分な性
能を持っている。通常、ガス絶縁母線のユニットの長さ
は、内部導体に働く短絡時の大電流による電磁力や製作
の容易性などにより得られる支持絶縁物の間隔で決ま
り、６〜９ｍ程度である。例として、直径１０００mm程
度のガス絶縁母線で、ユニットの長さを８ｍとしてみ
る。中央部で容器の中心が１００mm下方に曲った１／４
０の勾配（角度で約１．５°）の容器とし、導体は２７
０φ位の真直ぐのものとすると、図２のように、中央部
の導体上の電界強度（Ｅ）は導体が中心部にある場合の
電界（Ｅ′）の約１．１倍になると計算される。元々、
同心の時、絶縁スペーサもなく、形状の単純な導体のみ
の部分では絶縁スペーサ９や接続部１１のシールド１４
の部分の電界の１／１．２倍程度であり、絶縁的には、
この程度の偏心は全く問題にならない。一般に他の電界
強度の最も厳しい部分と同等になるまでは、偏心するこ
とが可能である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】次に容器７の勾配のため、ガス絶縁母線の
使用前の課電による、微小金属片Ｐの捕捉、即ちコンデ
ィショニングを行う時、非常に効率よく捕捉が行われ
る。交流電圧がある値まで上昇すると、微小金属片Ｐへ
の静電気力が重力に勝って微小金属片Ｐが浮き上り導体
の方に向って移動する。そして、電圧の正負が逆になっ
たとき、今度は容器７に向って動く。容器７にぶつかっ
た場合にはその反揆力も加わり、微小金属片Ｐは跳躍運
動をする。この場合、重力の作用や、微小金属片Ｐの容
器７への衝突反射時の方向が光の入射角と反射角と同様
の関係となる確率が高いことなどのため、図１に示した
ように微小金属片Ｐは跳躍しながら容器７の最下部の捕
捉装置１０の中へ移動し、この内部の低電界部に落ちこ
むと、再び静電気力により飛び出すことなく捕捉され
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、コンディショニングのため直流の加
わった場合には、浮き上った微小金属片Ｐは導体の方向
に力を受けそのまま導体に衝突するが、ここで逆の極性
の電荷を得て容器７に向う。そして、容器７に衝突する
と、再び、逆の極性の電荷を得て導体８に向い、このよ
うな往復運動を続ける。この時、微小金属片Ｐは電気力
線の向きに静電気力を受ける。しかし、導体８と容器７
の間が平行でない図１、図３のような本発明の構造の場
合、電気力線は導体８、容器７の近くではそれらにほぼ
直角方向であるが、中間部では曲がっている。このた
め、動き出した微小金属片Ｐは慣性力のため電気力線ほ
どには曲らず、少しずれた位置の導体８や容器７にぶつ
かる。そして、衝突時の反射角の関係や、重力の影響な
どにより、図３に示したような軌跡を画いて移動する確
率が高いので、微小金属片Ｐは捕捉装置１０の方に時間
とともに移動し捕捉される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】実施例３．図１、図３では容器７はフラン
ジ接続の例を示したが、図４の例のように、溶接接続の
場合にも本発明の考えは適用できる。図４は本発明をガ
ス絶縁母線の曲り部ユニットに適用した例を示す平面図
である。図４において、図１に示す導体８の接続部１１
などは省略して図を簡略化している。又、この図４の正
面図が図５に示されている。やはり、容器７、導体８、
絶縁スペーサ９捕捉装置１０など図１と同じ番号は同じ
名称で同じ働きをする。２４は導体８を支えるための絶
縁スペーサである。図５において、容器７及び導体８は
θ₁，θ₂のように勾配を持たせ、図の右の紙面にほぼ
直角に伸びた部分も同様にθ₁，θ₂のように容器７と
導体８に勾配をつけ、さらに、容器７及び導体８の最下
部の下に捕捉装置１０を設けている。図１，図２と同
様、導体８に加える電圧を上昇すると微小金属片Ｐが運
動し、捕捉装置１０の中に捕捉される。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ユニッ
トの容器は中央部が最下部となるように両側に互に逆の
勾配をつけたもので、両端部の高さが水平面から等し
く、容器の最下部にくぼみによる低電界部を備えた微小
金属片の捕捉装置を設けるとともに、導体は直線状ある
いは容器の勾配を越えない範囲で傾き、捕捉装置の上部
に屈曲部を持つ形としたので、交流の他直流電圧でも使
用前の微小金属片の捕捉が可能であり、しかも、製作、
据付が容易で、経済的なガス絶縁母線が得られた。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に絶縁ガスを充填した容器内に、導
体を絶縁スペーサで支持した構造のユニットを接続して
構成したガス絶縁母線において、上記容器の軸方向のほ
ぼ中央部が最下部となるように上記容器を曲げて両側に
互に反対の勾配をつけ、上記容器の最下部に低電界部よ
り成る微小金属片を捕捉する捕捉装置を設けるととも
に、上記導体に直線状、あるいは容器の勾配の大きさを
越えない範囲で勾配をつけ、上記捕捉装置の上部に上記
導体の最下部を設けたことを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項２】請求項１において、容器の端部に設けた
フランジで上記両容器間を接続し、上記フランジを勾配
を持つ上記容器に対し斜交させ、上記フランジの内外径
及びガスケットの接触面を円形に形成し、接続用ボルト
のためのボルト孔の位置も円周上あるよう加工すること
を特徴とするガス絶縁母線。
【請求項３】請求項１において、導体の両端の中心軸
の回りに回転しない回り止め具を設けたことを特徴とす
るガス絶縁母線。
【請求項４】内部に絶縁ガスを充填した容器内に、導
体を絶縁スペーサで支持した第１のユニットから第３の
ユニットを接続して、上記第１のユニットと上記第２の
ユニットとの間に配置した上記第３のユニットを弧状に
構成したガス絶縁母線において、上記第１のユニットと
上記第２のユニットとの上記各容器の端面から上記第３
のユニットの上記容器を所定の傾斜角度で下方に傾斜さ
せ、上記第３のユニットの上記容器の最下部に微小金属
片を捕捉する捕捉装置を設け、上記第３のユニット内の
上記導体の傾斜角度が上記第３のユニットの上記容器の
傾斜角度を越えないようにし、上記第３のユニット内の
上記導体の最下部の位置が上記捕捉装置の上方に位置す
るようにしたガス絶縁母線。