JPH0660227U - ガス絶縁開閉装置の接地装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス絶縁開閉装置のガス密閉容器内に収納さ
れたガス絶縁機器において内部地絡又は内部短絡事故が
発生した時にガス密閉容器内の圧力上昇によってガス密
閉器が破損するのを未然に防止することを目的とする。 【構成】 ガス密閉容器１を絶縁部材２で大地と絶縁し
て設置し、そのアース端子ＥＴは、限流抵抗３とアース
分離装置４とを並列接続して構成した接地装置Ｇａを介
して設置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はガス絶縁開閉装置用接地装置に関し、特に絶縁ガスを密閉したガス容 器内のガス絶縁機器が内部地絡、内部短絡事故発生時にガス密閉容器内の圧力上 昇を防止する接地装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ガス絶縁開閉装置は、空気より絶縁特性、消弧能力の優れたガス（例ＳＦ₆ガ ス）を用い、接地された金属製のガス密閉容器内に、遮断器、断路器、接地開閉 器、母線、避雷器等の電気機器を収納してガス絶縁化して小形に形成した開閉装 置で、設置面積の縮少化ができ、高電圧部が接地された金属容器内に密閉されて いるため、信頼性、安全性の向上および保守の省力化が図れる等の理由で、広く 普及されている。

【０００３】 しかし、ガス密閉容器内の電気機器において内部地絡あるいは内部短絡事故等 が発生しアークが発生すると、このアークによりガス密閉容器内の圧力が高まり 、密閉容器を破損する恐れがあり危険であるため、アークを火急速かに消滅させ るか、圧力を低下させて安全を確保する対策が必要となる。

【０００４】 ガス絶縁開閉装置で、電圧要素による事故が発生する場合は、その前駆現象と して、部分放電（コロナ）が発生し、やがて、地絡現象から、３相短絡現象へと 発展する。この場合、系統の短絡電流が流れるため、アークエネルギが大きくな り、ガス密閉容器内を高温、高圧力状態にする。この高温、高圧力状態をそのま ま放置するとガス密閉容器は破損し、大事故に進展する。そのため、次のように 種々の破損防止手段が講じられている。

【０００５】 ａ、地絡電流を検出して遮断器の両端に設置されている接地開閉器を投入して ３相短絡を防止する方法。

【０００６】 ｂ、充電部とガス密閉容器間に真空トリガを入れて、閃絡電流を消弧して事故 を防止する方法。

【０００７】 ｃ、アークによる地絡を防止させるために、遮断器の固定接点シールドを延ば し、アークが対地に流れないようにする方法。

【０００８】 ｄ、地絡、短絡アークの閃光を光ファイバーで集光して検出し、バックアップ の遮断器をトリップさせてアークを消す方法。

【０００９】 ｅ、ガス密閉容器に放圧板を設け、この放圧板をガス密閉容器内の圧力で破り 、内部圧力を大気に放出する方法。

【００１０】 ｆ、予測保全でコロナを検出し、メンテナンスを実施する方法。

【００１１】 等である。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

上記の方法の中ａ〜ｄの方法は、いまだ実用化されておらず、ｅとｆの方法が 実用化されている。

【００１３】 しかし、ｅのガス密閉容器の内部圧力（高温、高圧力）を放出する方法は、構 成も簡単で確実に動作するが、ビルディング等の建築物に設置する場合は、一般 に地下変電所に設置されるため、設置場所が狭く、このため６ＫＶ以下の気中絶 縁開閉装置の変電設備に隣接して設置される場合が多く、放圧の際、これら他の 変電設備へ危害をおよぼす恐れが大きい。

【００１４】 また、高温度状態にある大気に熱分解されたＳＦ₆ガスが放出されると、この ガスが大気中の水分と結合して、有害物質を生成し、隣接した変電設備に付着し 、著しく絶縁性能を低下させ、２次災害を発生させる恐れがあり、また、諸材料 を腐触させる等の問題がある。

【００１５】 一方、ｆの予測保全による方法は、微小コロナを検出して危険信号を出し、し かるべき時期に分解点検して事故を未然に防ぐので、理想的ではあるが、しかし 、ＳＦ₆ガス中では、ガス圧が高くなると、コロナ発生と地絡発生とは、ほとん ど同時刻に発生することが多く、０．５ＭＰａ（５ｋｇ／ｃｍ²）で使用されて いる管路形のガス絶縁開閉装置に適用することは難しい等の問題がある。

【００１６】 本考案は上記の点に鑑み、短絡電流の状態のとき、火急的速かにアークを消滅 させて上記の課題の解決を図った接地装置を提供せんとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案における上記の課題を解決するための手段は、電気機器を収容し内部に 絶縁ガスを密封したガス密閉容器を大地から絶縁して設置し、該ガス密閉容器を アース分離装置を介して接地するとともに、該アース分離装置と並列に限流抵抗 を接続して設けたことを特徴とする。

【００１８】 また、前記のアース分離装置を、分離可能な絶縁容器内に設けた抵抗体と、該 抵抗体と並列に通電による発熱で起爆する起爆部材とギャップとの直列回路を接 続して構成し、前記抵抗体に電流が流れたときに生ずる抵抗体の両端の電圧でギ ャップを放電させて電流を流し、起爆部材を爆発させて接地線を分離するように することを好適とする。

【００１９】 更に、このアース分離装置に代えてヒューズを使用することができるようにし たものである。

【００２０】

【作用】

電力系統の接地状態と、絶縁ガスで絶縁されたガス密閉容器内で発生する地絡 現象および短絡現象との関係は表１のようになる。

【００２１】

【表１】

【００２２】 上記の表からわかるように、短絡電流の状態のとき、火急的速かにアークを消 滅するか、アークによるガスを放出してガス密閉容器の破損を防止する必要があ る。

【００２３】 本考案は、上記のアークを消滅させるようにしたもので、例えば、ガス密閉容 器内部で地絡事故が発生すると、地絡電流はアース分離装置を流れ、所定電流値 以上流れて加熱すると、アース分離装置内の起爆性の化学物質が爆発して電路を 分離する。分離されると地絡電流は限流抵抗側に移行する。この限流抵抗の抵抗 値は、地絡電流をガス密閉容器内の絶縁ガスの持つ自己消弧能力以内の電流値に まで限流する値としてあるので、これにより地絡電流は限流され自力消弧させる 。

【００２４】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す一実施例に基づいて説明する。

【００２５】 図１は本考案の全体説明図で、１はガス絶縁開閉装置のガス密閉容器で、内部 に遮断器、断路器等の電気機器が収納されガス絶縁している。２は絶縁部材で、 ガス密閉容器１をこの絶縁部材２の上に設置し、ガス密閉容器１を大地から絶縁 している。３は限流抵抗で、直線抵抗体から成り、ガス密閉容器１とアースＥを 接続する接地線に直列に挿入されている。４はアース分離装置で、限流抵抗３に 並列に接続されている。８は避雷器で、該避雷器８、限流抵抗３およびアース分 離装置４で接地装置Ｇｄを構成し、ガス密閉容器１のアース端子ＥＴとアースＥ 間に挿入される。

【００２６】 図２は接地装置Ｇｄの詳細な説明図で、同図において、４は図１のアース分離 装置、４１は絶縁容器で、中央を小径となし両端側を大径としてその一方端に後 述の保持部材４２が係合する係合段部４１ａを有し、また内部の中心には軸線方 向に貫通する中心孔４１ｂを有する。４３は中心孔４１ｂ内に収納して設けられ た抵抗体、ｇは中心孔４１ｂ内においてギャップ部材４４と４５とを対峙させて 形成したギャップで、一方のギャップ部材４４の基端側は外部端子４６と抵抗体 ４３の一端側と電気的に接続され、他方のギャップ部材４５は保持部材４２と抵 抗体４３の他端側と電気的に接続され、且つ内部に熱によって感応し起爆する化 学物質４７（非火薬物）が納置されている。保持部材４２は、有底円筒形の開口 側に鍔部４２ａを有し、底面の背面側に端子４８が一体に取付けられ、鍔部４２ ａは絶縁容器４１の係合段部４１ａに気密シール４９を介して気密に取付けられ ている。また、絶縁容器４１の外部端子４６側もギャップ部材４４および外部端 子４６によって気密が保たれている。また、前記の端子４８はガス密閉容器１の 接地端子ＥＴと接続されている。

【００２７】 ４０は外部端子４６にナットで取付けられた接地側端子、５はフレキシブル導 体で、その一端側は接地側端子４０に、他端側はアース導体６に接続されている 。７は跳返り防止用ばねで、アース導体６と接地側端子４０間に弾装され、アー ス分離装置４の絶縁容器４１が化学物質４７の爆発によって保持部材４２から分 離したとき跳返るのを防止する。８は限流抵抗体３に並列に設けられた避雷器、 ９は端子取付導体で、この端子取付導体９とアース導体６間にアース分離装置４ 、限流抵抗３、避雷器８が並列に取付けられる。図３（ａ）は上記の実施例の等 価回路を示している。

【００２８】 以上の構成による動作を説明する。

【００２９】 今、ガス密閉容器１の内部で地絡事故が発生すると、地絡電流は、限流抵抗に も流れるが、大部分はガス密閉容器１のアース端子ＥＴからアース分離装置４の 端子４８−抵抗体４３−外部端子４６−接地端子４０−フレキシブル導体５−ア ース導体６を通ってアースＥに流れる。この地絡電流が所定値以上流れると、抵 抗体４３の端子間に生じた電圧（電圧降下）で、ギャップｇが閃絡し、電流は端 子４８−ギャップ部材４５−ギャップｇ−ギャップ部材４４−外部端子４６−接 地側端子４０−フレキシブル導体５−アース導体６の通路を経てアースＥに流れ る。ギャップ部材４５に電流が流れると、化学物質４７は即発熱し、起爆して絶 縁容器４１、抵抗体４３を爆発力によって保持部材４２から分離して下方に吹き 飛ばす。これによってギャップｇのギャップ長は急激に大きくなり、抵抗を増す ため、地絡電流はすべて限流抵抗３に移行して流れる。

【００３０】 限流抵抗３は、地絡電流をガス密閉容器１内の絶縁ガス（ＳＦ₆ガス）の持つ 自己消弧能力以内の電流値にまで限流するためのもので、６６ＫＶクラスでは４ ００〜８００Ωに設定される。

【００３１】 即ち、アース分離装置４が動作して限流抵抗３に電流が移ることによって地絡 電流又は短絡電流は、数１０Ａ〜１００Ａ未満に制限され、発生したアークはガ ス密閉容器１内の絶縁ガスによって自己消弧される。この場合、抵抗分電流とな るため極めて容易に消弧される。

【００３２】 地絡が発生してから、アークが消滅するまでの動作時間は［（アース分離装置 の分離時間）＋（１／２サイクル）］で、地絡電流が５０Ａで０．１〜１．５秒 、１００Ａで０．０２５〜０．５秒、５００Ａ以上で、０．０５秒以下となって いる。

【００３３】 このため、地絡（短絡）電流に対しては、０．０５秒以下、中性点の抵抗又は リアクトル電流に対しては、０．５秒以下でアーク消滅するので、ガス密閉容器 内部の地絡ダメージを残すことが少なく、再通電も可能となる。

【００３４】 以上は、アース分離装置に熱によって感応して起爆する化学物質を使用した場 合の実施例であるが、このアース分離装置に代えてヒューズを用いても良い。図 ３（ｂ）はこのヒューズ１０を用いた場合の等価回路図で、前述の実施例と同様 の効果を発揮する。

【００３５】 ヒューズ１０は、計器用変圧器用の低電流ヒューズが好ましいが、誘導電流で 遮断することを防止するため、３０〜５０Ａ定格で用いれば、アース分離装置と 同等の性能を発揮する。

【００３６】 なお、本考案の目的を達成するためには接地装置Ｇａの避雷器８は必ずしも必 要でない。

【００３７】

【考案の効果】

以上のように本考案は、ガス絶縁開閉装置のガス密閉容器を絶縁部材を介して 設置し、このガス密閉容器をアース分離装置またはヒューズから成る接地装置を 介して接地したので、次の効果を発揮する。

【００３８】 ア、系統の接地系のいかんにかかわらず、所定の電流値（数１０Ａ）以上地絡 電流が流れると、アース分離装置（又はヒューズ）の作動により、限流抵抗によ る地絡電流の限流と、抵抗分電流によって、ガス密閉容器内の絶縁ガスで電流が 消弧され、地絡現象の継続時間を短縮する。

【００３９】 イ、このことにより、ガス密閉容器の破損が防止される。

【００４０】 ウ、ガス絶縁開閉装置の避雷器室や母線室のガス区分毎に本接地装置を設けれ ば、目視によって事故発生容器の判別がつき、故障点標定の機能を兼ね得ること ができる。

【００４１】 エ、更に波及効果として、ガス密閉容器の強度を低下させることができ、製作 コストの低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体説明図。

【図２】本考案の一実施例の接地装置の説明図。

【図３】本考案の接地装置の等価回路図。

【符号の説明】 Ｇａ…接地装置 １…ガス絶縁開閉装置のガス密閉容器 ２…絶縁部材 ３…限流抵抗 ４…アース分離装置 ＥＴ…アース端子 ５…フレキシブル導体 ６…アース導体 ７…跳返り防止用ばね ８…避雷器 ９…端子取付導体 １０…ヒューズ ４０…接地側端子 ４１…絶縁容器 ４２…保持部材 ４３…抵抗体 ４４，４５…ギャップ部材 ４６…外部端子 ４７…起爆性の化学物質 ４８…端子 ４９…気密シール

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機器を収容し内部に絶縁ガスを密封
   したガス密閉容器を大地から絶縁して設置し、該ガス密
   閉容器をアース分離装置を介して接地するとともに、該
   アース分離装置と並列に限流抵抗を接続して設けたこと
   を特徴とするガス絶縁開閉装置の接地装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアース分離装置を、分離
   可能な絶縁容器内に設けた抵抗体と、該抵抗体と並列に
   通電による発熱で起爆する起爆部材とギャップとの直列
   回路を接続して構成し、前記抵抗体に電流が流れたとき
   に生ずる抵抗体の両端の電圧でギャップを放電させて電
   流を流し、起爆部材を爆発させて接地線を分離するよう
   にしたことを特徴とするガス絶縁開閉装置の接地装置。
3. 【請求項３】 請求項１におけるアース分離装置を、ヒ
   ューズで形成したことを特徴とするガス絶縁開閉装置の
   接地装置。