JPH0684436A

JPH0684436A - 高速再閉路接地開閉器

Info

Publication number: JPH0684436A
Application number: JP4285901A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Mizoguchi; 均溝口; Hiroaki Toda; 弘明戸田; Hisatoshi Ikeda; 久利池田; Ikuo Miwa; 郁夫三輪; Takashi Yokota; 岳志横田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-03-25
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JP3369224B2

Abstract

(57)【要約】【目的】数サイクルの間電流零点を形成しない誘導電
流を遮断することができる高速再閉路接地開閉器を提供
する。【構成】パッファ形消弧室７の操作装置９には、開極
動作の速度を減速する緩衝手段である油圧シリンダ９ａ
が設けられている。この油圧シリンダ９ａは、シリン
ダ、消弧室部の操作ロッドに連結されるピストン、前記
ピストン後方に設けられた緩衝ピストン部、開極弁、閉
極弁、アキュムレータなどから構成されている。また
は、パッファ形消弧室７を、開極終了時のパッファシリ
ンダの容積が閉極時の容積の２０〜５０％となるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力用高電圧送電線に
おいて、送電線路の碍子連アークホーン間の逆フラッシ
オーバー（逆閃絡）によって発生する地絡事故を線路用
遮断器によって除去した後、アークホーン部に持続する
電磁誘導電流アークを遮断器の開閉動作と協調した高速
閉極動作によって消弧し、かつ即時の開極動作により誘
導電流を遮断して、遮断器の再閉路による再送電を可能
にする高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電線に雷が落ちると、送電線に吊られ
た碍子連のアークホーンに逆フラッシオーバーが発生す
る。送電線に生じる事故の大半は、この逆フラッシオー
バーを原因とする１線地絡事故である。この様な地絡事
故による故障を解消するためには、故障区間を無電圧と
して、事故原因である逆フラッシオーバーを消弧してし
まえば良い。具体的には、故障を起こした送電線の両端
にある送電線路用の遮断器に再閉路動作を行わせること
が有効である。ここで、再閉路動作とは、一旦開極し
て、故障区間を無電圧とし、逆フラッシオーバーを消弧
した後、再度投入することである。このような再閉路動
作を行うことにより、停電に至ることなく再送電を行う
ことができる。再閉路の代表的な方式としては単相再閉
路方式がある。この単相再閉路方式は、電力の変動が少
なく、過渡安定度に優れているため広く使われている。

【０００３】ところが、近年では電力需要の増大に伴っ
て、高電圧送電線として１１００ｋＶなどのＵＨＶ系送
電線が用いられようとしている。このＵＨＶ系送電線に
て単相再閉路を行う場合には、従来の５００ｋＶ系統の
場合に比較して、同一回線の他相や併架された他回線か
ら受ける静電電磁誘導が大きくなる。このような他相か
らの静電電磁誘導が大きいと、碍子連アークホーンの逆
フラッシオーバーが発生した時、たとえ故障区間両端の
遮断器を開極状態にしたにせよ、逆フラッシオーバーを
消弧することが難しくなる。そこで、ＵＨＶ系のような
高電圧送電線では、逆フラッシオーバーを消弧するため
に、高電圧送電線の１線地絡相に高速再閉路接地開閉器
を設置する必要がある。すなわち、事故発生箇所をその
両端の遮断器によって送電線路から切り離した後、この
高速再閉路接地開閉器を遮断器の開閉動作と協調して高
速投入することにより、碍子連アークホーンに持続する
電磁誘導電流アークを消弧し、その後直ちに開極動作を
行って誘導電流を遮断して、遮断器の再閉路による再送
電を可能にしている。

【０００４】以下、この高速再閉路接地開閉器を採用し
た保護システムを、図面を参照して具体的に説明する。
図１０はこのシステムの構成を示す説明図である。図に
おいて、１は変電所開閉装置入口のブッシング、３はＵ
ＨＶ系の鉄塔である。２は高電圧用の送電線であり、上
相、中相、下相の３線を有し、ブッシング１と鉄塔３ま
たは鉄塔３同士の間に張り渡されている。各鉄塔３に
は、アークホーン３ａを備えた碍子連３ｂが設けられ、
この碍子連３ｂによって送電線２が鉄塔３に吊り下げら
れている。送電線２の一定区間の両端には、遮断器（Ｇ
ＣＢ）と高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）が設けられ
ている。なお、４は雷雲、５は雷である。このシステム
において、３線の送電線２のうちの１つに雷雲４から雷
５が落ちると、その送電線２を吊り下げている碍子連３
ｂのアークホーン３ａに逆フラッシオーバー３ｃが発生
し、送電線２からこの逆フラッシオーバー３ｃを介して
鉄塔３へ地絡事故電流が流れ、地絡事故が発生する。

【０００５】この逆フラッシオーバー３ｃにより１線地
絡事故が起きた場合の遮断器（ＧＣＢ）及び高速再閉路
接地開閉器（ＨＳＥＳ）の動作順序を、図１１の動作シ
ーケンス図に沿って説明する。すなわち、地絡事故発生
前は、遮断器（ＧＣＢ）は投入状態、高速再閉路接地開
閉器（ＨＳＥＳ）は開極状態にある。送電線２に地絡事
故が発生すると、送電線保護リレー時間であるＴ₁時間
経過後、まず遮断器（ＧＣＢ）が開極動作を行う。しか
し、事故送電線２には、他相からの静電電磁誘導により
誘導電流が流れ、それによってアークホーン３ａ間には
依然として逆フラッシオーバー３ｃが持続している。そ
こで、遮断器（ＧＣＢ）が開極した状態で、高速再閉路
接地開閉器（ＨＳＥＳ）の投入動作を強制的に高速で行
い、アークホーン３ａ部分で接地されている誘導電流を
高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）側に導くことによ
り、アークホーン３ａの逆フラッシオーバーを消弧す
る。高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）は、θ時間投入
状態を続けて逆フラッシオーバーを消弧した後、開極状
態に戻って誘導電流を遮断し、最後に遮断器が投入動作
を行い送電を再開する。

【０００６】ところで、以上のように、逆フラッシオー
バーを消弧するために、遮断器（ＧＣＢ）が開極した状
態で、高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の投入動作を
行った場合に、高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）に流
れる電磁誘導電流は、図１２に示すように、２０００Ａ
にも達する。そして、このような大電流を高速再閉路接
地開閉器（ＨＳＥＳ）で遮断しようとして、高速再閉路
接地開閉器（ＨＳＥＳ）を開極することにより故障送電
線を接地状態から解放すると、高速再閉路接地開閉器
（ＨＳＥＳ）接触子間には、図１３に示すように、電気
回路の過渡現象分と故障送電線が他線から受ける静電誘
導電圧が重畳した過渡回復電圧が印加される。このよう
な比較的大きな電流と、比較的大きな上昇率、高い波高
値の過渡回復電圧条件の下での遮断は、単にＳＦ₆ガス
中で棒状の接触子を開閉するだけの並切り形の接地開閉
器では遮断することができず、遮断器と同様にパッファ
形の消弧室を有する高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）
が必要となる。

【０００７】図１を参照して、従来のパッファ形消弧室
を有する高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の一例を説
明する。この図において、接地容器６内には、パッファ
形消弧室７や導体８などが収納されている。そして、パ
ッファ形消弧室７の可動部は、操作装置９によって開閉
駆動されるようになっており、パッファ形消弧室７の可
動部と操作装置９との間には、操作装置９の動作ストロ
ークを変換して必要な開極長さを得るためのリンク部１
０が設けられている。なお、操作装置９中には、油圧シ
リンダ（制御弁を含む）９ａが設けられている。また、
導体８は、その両端部にて、絶縁スペーサ１１ａ，１１
ｂを介して接地容器６に対して支持され、電気的に絶縁
されている。さらに、パッファ形消弧室７の可動部の近
傍には、接地容器６を貫通する形で接地端子部１２が設
けられ、パッファ形消弧室７の可動部に電気的に接続さ
れており、接地開閉器の閉極時には、このパッファ形消
弧室７を介して導体８が接地端子部１２に接続されるよ
うになっている。

【０００８】図２に、図１のパッファ形消弧室の詳細な
構造を示す。なお、図２は開極動作終了時の状態を示し
ている。図において、Ａは固定接触子部であり、固定接
触子１３、シールド１４ａによって構成されている。ま
た、Ｂは可動接触子部であり、操作装置９に連結される
筒状の操作ロッド１５にパッファシリンダ１６が取り付
けられ、このパッファシリンダ１６上に可動接触子１７
及び絶縁ノズル１８が取り付けられている。パッファシ
リンダ１６内には、パッファピストン１９が挿入されて
おり、また、パッファシリンダ１６の外周部には、固定
接触子部Ａのシールド１４ａに対向するシールド１４ｂ
が設けられ、パッファピストン１９及びシールド１４ｂ
は、接地容器１に対して固定されている。そして、この
ように固定されたパッファピストン１９及びシールド１
４ｂに対して、部材１６〜１８が一体に移動するように
構成されている。

【０００９】このような構成を有する図２のパッファ形
消弧室の動作は次の通りである。すなわち、開極動作時
には、パッファシリンダ１６内のガスが圧縮され、先端
の絶縁ノズル１８部に図中点線矢印で示すような２方向
のガス流が生じ、固定接触子１３と可動接触子１７の間
に生じるアークが消弧される。また、開極終了後は、シ
ールド１４ａ，１４ｂの効果により、固定接触子部と可
動接触子部の間の絶縁が確保される。この場合、図２に
示すような開極終了時におけるパッファシリンダ１６の
先端部内面とパッファピストン１９の端面との間のギャ
ップＬ₀は、開極動作時にパッファシリンダ１６とパッ
ファピストン１９とが衝突しないような必要十分な長さ
に設定されている。その長さは通常１０ｍｍ程度であ
る。従って、その時形成されるシリンダ内の容積Ｖ₀は
小さな値となる。

【００１０】図１４に、以上のような従来の高速再閉路
接地開閉器（ＨＳＥＳ）における、開極動作時のストロ
ーク（開極移動特性）とパッファシリンダ内の圧力上昇
の特性を示した。図において、Ｘ₀は開極開始位置を示
しており、開極初期に遮断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ
_1aが得られる開極位置をＸ₁、その時の開極距離をＬ₁
とし、また、圧力上昇が十分であれば遮断可能な開極距
離Ｌ₂となる開極位置をＸ₂としている。また、開極終
期に得られる遮断可能な最小の圧力上昇値をΔＰ_1bとし
ている。

【００１１】また、ガス遮断器に使用されていることか
ら明らかなように、パッファ形消弧室の遮断性能は優秀
であるため、２０００Ａ〜３０００Ａの電磁誘導電流の
消弧は比較的容易であり、図１４に示すように、低い圧
力上昇値（ΔＰ_1a ，ΔＰ_1b）で消弧できる。その反
面、高い過渡回復電圧が印加されるため、開極距離を十
分大きく取らないと遮断は成功しない。また、図１４に
おいて、開極初期の遮断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ_1a
が得られた時の開極距離Ｌ₁は、遮断するために十分な
大きさではなく、開極距離Ｌ₂になって初めて遮断可能
になるとしている。従って、この場合、開極開始位置Ｘ
₀から遮断可能な開極距離Ｌ₂となる開極位置Ｘ₂まで
の時間が、遮断可能最短アーク時間Ｔａ_minとなり、開
極開始位置Ｘ₀から開極終期に遮断可能な最小の圧力上
昇値ΔＰ_1bが得られるまでの時間が、遮断可能最長アー
ク時間Ｔａ_maxとなる。そして、遮断可能な開極距離Ｌ
₂となる開極位置Ｘ₂から、開極終期に遮断可能な最小
の圧力上昇値ΔＰ_1bが得られるまでの時間が、遮断可能
アーク時間幅Ｔ_wとなる。この遮断可能アーク時間幅Ｔ
_wは、一般的に、遮断電流の半波の時間以上であれば十
分である。ただし、遮断器に比べ、高速再閉路接地開閉
器（ＨＳＥＳ）の遮断は容易であることから、遮断可能
な圧力上昇が低く、遮断可能の時間幅を２０ｍｓ〜３０
ｍｓまで広くすることは可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
した通り、送電線２は上相、中相、下相を有しており、
各相には所定の負荷電流が流れているが、このような送
電線２の中相において地絡事故が発生し、図１１に示す
ような動作シーケンスで再閉路動作を実施するものと仮
定すると、送電線２の各相に流れる電流は、図１５の電
流変化図に示すようになる。すなわち、図１５に示すよ
うに、送電線２の中相においては、地絡事故発生時Ｔ₀₁
と、遮断器（ＧＣＢ）の開極開始時Ｔ₀₂との間だけ事故
電流が流れている。ところが、送電線２の中相は、他の
健全相である上相及び下相や併架された他の回線から静
電電磁誘導を受ける。そのため、遮断器が開極した状態
では、送電線２の中相のアークホーンには誘導電流に起
因する逆フラッシオーバーが依然として生じているた
め、この逆フラッシオーバーの消弧のために、高速再閉
路接地開閉器（ＨＳＥＳ）を投入する（投入時Ｔ₀₃）。
すると、高速再閉路接地開閉器には、図１５に示すよう
に、その投入時Ｔ₀₃以降、最初は直流成分の含まれた地
絡事故電流と電磁誘導電流とが重畳され電流零点よりも
変移した電流が流れ、その後地絡事故電流が接地される
につれて電磁誘導電流成分が多くなり、電流零点を通る
交流電流が流れることになる。従って、高速再閉路接地
開閉器（ＨＳＥＳ）によってこのような誘導電流を遮断
する場合には、電流零点になるタイミングを捕らえて開
極動作を行うことにより、電流を比較的容易に遮断する
ことができる。

【００１３】しかしながら、このように送電線の中相に
て地絡事故が発生した後、中相以外の２相のうちの１相
（この例では上相）あるいは併架された他の回線の１相
で、時刻Ｔ₀₄において地絡事故（後追い故障）が発生
し、この後追い故障事故のタイミングが、中相の高速再
閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の開極タイミングと重なる
と共に、後追い故障事故電流に直流電流成分が多く含ま
れている場合には、中相の送電線には、上相の事故電流
による電磁誘導で生じた直流電流成分の多い誘導電流が
流れ、図１５のＡ部に示すように、中相の高速再閉路接
地開閉器（ＨＳＥＳ）には、数サイクルの間、電流零点
を形成しない零ミス電流が流れることになる。

【００１４】この零ミス電流を遮断することは、通常の
交流電流の零点遮断に比較すると格段に困難である。こ
の場合、電流が再び零点を形成するまでの間、遮断可能
な最小の圧力上昇値を維持できれば、零点を形成した時
点で電流を遮断することが可能となる。しかしながら、
前述した通り、従来の高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥ
Ｓ）によって得られる遮断可能アーク時間幅Ｔ_w（図１
４参照）は、電流が再び零点を形成するまでの時間幅よ
りも短いため、従来の高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥ
Ｓ）によってこの様な電流を遮断することはできなかっ
た。

【００１５】本発明は、以上のような従来技術の有する
問題点を解消するために提案されたものであり、その目
的は、数サイクルの間電流零点を形成しない誘導電流を
遮断することができる高速再閉路接地開閉器を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の高速再閉路接地
開閉器は、遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置さ
れ、前記送電線に設けられた碍子連のアークホーンの逆
フラッシオーバーによる１線地絡事故時に、前記送電線
の両端にある遮断器を開極することにより切り離された
送電線を高速で閉極接地し、前記碍子連に持続している
他相または他回線からの電磁誘導電流アークを消弧し、
その後開極動作を行うことにより、前記遮断器の再閉極
による再送電を可能とするパッファ形消弧室及びその操
作装置を備えた高速再閉路接地開閉器である。

【００１７】そして、請求項１に記載の高速再閉路接地
開閉器は、前記パッファ形消弧室の操作装置に、その開
極時に、前記電磁誘導電流を遮断可能な圧力上昇値が得
られる開極位置近傍から開極動作を減速するように調整
された緩衝手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１８】また、請求項２に記載の高速再閉路接地開
閉器は、前記パッファ形消弧室を、開極終了時のパッフ
ァシリンダの容積が、閉極時の容積の１５〜５０％とな
るように構成したことを特徴とするものである。

【００１９】さらに、請求項３に記載の高速再閉路接地
開閉器は、前記パッファ形消弧室を、開極終了時のパッ
ファシリンダの容積が、閉極時の容積の１５〜５０％と
なるように構成すると共に、前記パッファ形消弧室の操
作装置に、その開極時に、前記電磁誘導電流を遮断可能
な圧力上昇値が得られる開極位置近傍から開極動作を減
速するように調整された緩衝手段を設けたことを特徴と
するものである。

【００２０】また、請求項４に記載の高速再閉路接地開
閉器は、請求項１または請求項３に記載の高速再閉路接
地開閉器において、緩衝手段を制御する制御手段を設け
たことを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】以上のように構成された本発明の作用は次の通
りである。

【００２２】まず、請求項１に記載の高速再閉路接地開
閉器においては、所定の緩衝手段を設けることにより、
パッファ形消弧室の開極時に、電磁誘導電流を遮断可能
な圧力上昇値が得られる開極位置近傍から開極動作を減
速することができるので、開極終了までの時間を長くす
ることができ、遮断可能アーク時間幅を長くすることが
できる。

【００２３】また、請求項２に記載の高速再閉路接地開
閉器においては、パッファシリンダの開極終了時の容積
を意図的に大きくしたことにより、開極初期の圧力上昇
は従来に比べて緩く立上がり、その最大値も低くなる。
そのため、開極初期に遮断可能な圧力上昇値が得られる
開極距離を、開極終了時の容積を大きくしない場合の開
極初期における遮断可能な開極距離よりも大きくするこ
とができる。従って、開極初期に遮断可能な圧力上昇値
が得られれば即遮断可能となる。そして、このように、
開極終了時のパッファシリンダの容積を意図的に大きく
したことにより、開極が終了した後の圧力上昇値の減少
速度を著しく遅くすることができるため、遮断可能アー
ク時間幅を長くすることができる。

【００２４】さらに、請求項３に記載の高速再閉路接地
開閉器においては、上記請求項１及び請求項２に記載の
発明を結合した結果、上記両方の作用・効果が得られ
る。

【００２５】また、請求項４に記載の高速再閉路接地開
閉器においては、パッファ形消弧室の開極時に、制御手
段によって緩衝手段を制御して、電磁誘導電流を遮断可
能な圧力上昇値が得られる開極位置近傍から開極動作を
減速することができるので、開極終了までの時間を長く
することができ、遮断可能アーク時間幅を長くすること
ができる。

【００２６】従って、送電線の１相で地絡事故が発生し
て、遮断器が開極し、続いて、逆フラッシオーバーの消
弧のために高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）を投入し
た後に、隣接する他相あるいは併架された他の回線で、
地絡事故相の高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の開極
タイミングと重なる後追い故障事故が発生し、この後追
い故障事故電流に直流電流成分が多く含まれ、地絡事故
相の高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）に、数サイクル
の間電流零点を形成しない零ミス電流が流れた場合で
も、電流が再び零点を形成するまでの間、遮断可能状態
を維持することができるため、電流零点で電流遮断を行
うことができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明による高速再閉路接地開閉器
（ＨＳＥＳ）の複数の実施例について、図面を参照して
説明する。

【００２８】（実施例１）本発明の実施例１は、基本的
に図１及び図２に示すような構成を有しており、この構
成は、従来技術の説明として前述した通りである。すな
わち、図１に示すように、接地容器６内には、パッファ
形消弧室７や導体８などが収納されている。そして、パ
ッファ形消弧室７の可動部は、操作装置９によって開閉
駆動されるようになっており、パッファ形消弧室７の可
動部と操作装置９との間には、操作装置９の動作ストロ
ークを変換して必要な開極長さを得るためのリンク部１
０が設けられている。なお、操作装置９中には、油圧シ
リンダ（制御弁を含む）９ａが設けられている。また、
導体８は、その両端部にて、絶縁スペーサ１１ａ，１１
ｂを介して接地容器６に対して支持され、電気的に絶縁
されている。さらに、パッファ形消弧室７の可動部の近
傍には、接地容器６を貫通する形で接地端子部１２が設
けられ、パッファ形消弧室７の可動部に電気的に接続さ
れており、接地開閉器の閉極時には、このパッファ形消
弧室７を介して導体８が接地端子部１２に接続されるよ
うになっている。

【００２９】そしてまた、パッファ形消弧室の詳細な構
造についても、前述した通りである。すなわち、図２に
示すように、Ａは固定接触子部であり、固定接触子１
３、シールド１４ａによって構成されている。また、Ｂ
は可動接触子部であり、操作装置９に連結される筒状の
操作ロッド１５にパッファシリンダ１６が取り付けら
れ、このパッファシリンダ１６上に可動接触子１７及び
絶縁ノズル１８が取り付けられている。パッファシリン
ダ１６内には、パッファピストン１９が挿入されてお
り、さらに、パッファシリンダ１６の外周部には、固定
接触子部Ａのシールド１４ａに対向するシールド１４ｂ
が設けられ、これらのパッファピストン１９及びシール
ド１４ｂは、接地容器１に対して固定されている。そし
て、このように固定されたパッファピストン１９及びシ
ールド１４ｂに対して、部材１６〜１８が一体に移動す
るように構成されている。

【００３０】以上のような基本的構成に加えて、本実施
例の操作装置９中に設けられた油圧シリンダ部は、図３
に示すように構成されている。図において、９_a1はシリ
ンダ、９_a2は消弧室部の操作ロッド１５に連結されるピ
ストン、前記ピストン後方の９_a3は緩衝ピストン部、９
_a4は開極弁、９_a5は閉極弁、９ｂはアキュムレータであ
る。なお、前記ピストン９_a2の後端から緩衝ピストン９
_a3の後端までの長さＬ_dpは、従来の長さ■_dpより長く構
成されている。

【００３１】ここで、本実施例の操作装置９中に設けら
れた油圧シリンダ部の作用を、図３に基づいて説明す
る。なお、図３は閉極中の高速再閉路接地開閉器（ＨＳ
ＥＳ）に開極力が加わった状態を示したものである。す
なわち、閉極弁９_a5が閉じている状態で、開極弁９_a4が
開くと、シリンダ内のＣ₂，Ｃ₃部の高圧油が開極弁９
_a4から低圧部９_a6に排出され、シリンダ内のＣ₂，Ｃ₃
部は低い圧力状態となる。一方、シリンダの上部に位置
するＣ₁部には、アキュムレータ９ｂから高圧の油が供
給される。その結果、ピストン９_a2は図中下方に移動
し、それと共に消弧室部の操作ロッド１５も図中下方に
移動するので、消弧室部で開極動作が開始される。そし
て、緩衝ピストン９_a3の後端部がシリンダ９_a1の小径部
に達すると、シリンダ大径部Ｃ₂部の油が排出されにく
くなり、Ｃ₂部の圧力が急上昇して、ピストン９_a2に制
動力（緩衝力）が働く。

【００３２】この様な油圧シリンダ部の特徴は、ピスト
ン９_a2から後方に突き出すように形成された緩衝ピスト
ン９_a3の長さＬ_dpが、従来例の■_dpより長く構成され、
開極動作の開始位置から緩衝力が働くまでの長さＸｄ
が、消弧室において誘導電流遮断が可能となる圧力が得
られるストローク長とほぼ同じ長さに調整されているこ
とにより、図４に示した特性が得られることである。

【００３３】次に、図４について説明する。従来例と同
様に、開極開始位置をＸ₀、開極初期に遮断可能な最小
の圧力上昇値ΔＰ_1aが得られる開極位置をＸ₁、その時
の開極距離をＬ₁とし、また、遮断可能な開極距離Ｌ₂
となる開極位置をＸ₂、開極終期に得られる遮断可能な
最小の圧力上昇値をΔＰ_1bとする。ここで、前記緩衝ピ
ストン９_a3の後端部がシリンダ９_a1の小径部の入口に達
して、緩衝力が働き始める位置はＸｄであり、本実施例
ではＸｄはＸ₁とほぼ等しいとされている。このため、
遮断可能な圧力が得られるＸ₁の付近から緩衝力が働
き、開極運動を速やかに減速する。なお、図４中におい
ては、比較のために、従来例における開極特性（ストロ
ーク）を点線で示している。また、図中Ｘｔは高速再閉
路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の開極開始位置から終了（停
止）位置までの全ストロークである。

【００３４】次に、本実施例の作用について説明する。
すなわち、本実施例においては、操作装置９中に設けら
れた油圧シリンダの上記作用によって、開極動作後半の
開極速度を減速することができるため、図１４に示した
従来特性に比べて、圧力上昇の最大値は大幅に低下す
る。しかしながら、開極終了までの時間が大幅に引き延
ばされるため、開極終期に遮断可能な最小の圧力上昇値
ΔＰ_1b（ΔＰ_1aと等しい）が得られるまでの時間、すな
わち、遮断可能な最小の圧力上昇値が持続する時間幅は
大幅に延長される。

【００３５】図４では、開極開始位置Ｘ₀から遮断可能
な開極距離Ｌ₂となる開極位置Ｘ₂までの時間が、遮断
可能最短アーク時間Ｔａ_minとなり、開極開始位置Ｘ₀
から開極終期に遮断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ_1bが得
られるまでの時間が、遮断可能最長アーク時間Ｔａ_max
となる。そして、遮断可能な開極距離Ｌ₂となる開極位
置Ｘ₂から、開極終期に遮断可能な最小の圧力上昇値Δ
Ｐ_1bが得られるまでの時間が、遮断可能アーク時間幅Ｔ
_wとなる。この場合、本実施例の遮断可能アーク時間幅
Ｔ_wは、前述した従来例の遮断可能アーク時間幅に比べ
て、３〜４倍程度に長くできる。

【００３６】以上のように、本実施例においては、遮断
可能アーク時間幅を従来に比べて大幅に引き延ばすこと
ができるため、前述のように電流零点が数サイクル形成
されない場合でも、電流零点が再び形成されるまで遮断
可能な圧力上昇値が維持され、電流零点で電流遮断を行
うことができる。従って、遮断範囲の大きさのいかなる
誘導電流でも遮断可能な、優れた高電圧送電線用の高速
再閉路接地開閉器を容易に実現できる。

【００３７】（実施例２）本実施例は上記実施例１を変
形したものである。すなわち、実施例１では消弧室側の
操作ロッドは、絶縁棒等を介して駆動シリンダ中のピス
トンに直結されているが、本実施例においては、一方の
レバー１０ａがガス中に配置され、他方のレバー１０ｂ
が気中に配置されたリンク１０を介して連結されてい
る。なお、図中９ａは油圧シリンダ部、９_a2はピストン
である。また、本実施例においては、緩衝装置９ｃは駆
動シリンダの外部に設けられている。すなわち、気中側
のレバー１０ｂにそのピストン部が連結されるように操
作装置９中に設置されている。さらに、実施例１と同様
に、図中Ｘｄは、開極動作を開始した後、緩衝ピストン
９_c3の先端が緩衝装置９ｃの小径部に達する長さ、すな
わち、緩衝力が働き始めるまでの長さである。また、Ｘ
ｔは、開極開始から終了（停止）までの全ストロークで
ある。

【００３８】この様な構成を有する本実施例の作用・効
果は、上記実施例１と同様であるので、説明は省略す
る。なお、実際に高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）を
設計するにあたっては、既存の油圧シリンダを使用し、
緩衝装置（緩衝手段）は別個に設けた方が有利である場
合もあり、その様な場合には本実施例の構成を採用する
こともできる。

【００３９】（実施例３）図６は、本実施例におけるパ
ッファ形消弧室の要部の構造を示す図であり、開極動作
終了時の状態を示している。基本的な構成は、前述した
実施例１と同様であるため、以下には実施例１と異なる
特徴について説明する。すなわち、本実施例において
は、従来例に比べて、開極終了時のパッファシリンダ１
６の先端部内面とパッファピストン１９の端面との間の
ギャップＬ₀が、意図的に長くされている。そして、そ
れにより、開極終了時のパッファシリンダ１６内の容積
も格段に大きくなっており、具体的には、閉極時容積の
１５％〜５０％程度とされている。なお、図６において
は、閉極時におけるパッファシリンダ１６、可動接触子
１７、絶縁ノズル１８などの位置を点線で示している。
この場合、閉極時におけるパッファシリンダ１６の先端
部内面とパッファピストン１９の端面との間のギャップ
はＬ_cとして示されている。そして、この閉極時のギャ
ップＬ_cにより、閉極時のシリンダ容積が決定される。

【００４０】次に、本実施例の作用について説明する。
図７の実線は、本実施例の高速再閉路接地開閉器（ＨＳ
ＥＳ）における、開極動作時のストローク（開極移動特
性）とパッファシリンダ内の圧力上昇の特性を示したも
のである。なお、開極特性は、図１４に示した従来例と
同様である。

【００４１】すなわち、本実施例では、前述したよう
に、パッファシリンダ１６の開極終了時の容積が従来に
比べて意図的に大きくされているため、開極の初期にお
ける圧力上昇は従来に比べて緩く立上がり、その最大値
も低い。図７に示すように、本実施例において、開極初
期に遮断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ_1aが得られる開極
位置をＸ_2a、その時の開極距離をＬ_2aとした場合、この
開極距離Ｌ_2aは、従来例における圧力上昇が十分であれ
ば遮断可能な開極距離Ｌ₂よりもすでに大きくなってい
る。従って、圧力上昇値ΔＰ_1aが得られれば即遮断可能
となる。

【００４２】また、本実施例では、パッファシリンダ１
６の容積が大きいため、開極が終了した後の圧力上昇の
減少速度が従来例に比べて著しく遅くなる。この結果、
図７に示すように、開極初期に遮断可能な最小の圧力上
昇値ΔＰ_1aが得られる開極位置Ｘ_2aから、開極終期に遮
断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ_1bが得られるまでの時
間、すなわち、遮断可能アーク時間幅Ｔ_w1は、従来例に
比べて大幅に長くなる。従って、本実施例においても、
前記実施例１，２と同様に、従来例の遮断可能アーク時
間幅に比べて、３〜４倍程度に長い遮断可能アーク時間
幅が得られる。

【００４３】なお、パッファシリンダ１６の容積を大き
くしすぎると、圧力上昇が低くなり過ぎ、遮断可能な最
小の圧力上昇値が得られなくなるが、本実施例のよう
に、開極終了時のパッファシリンダ内の容積を、閉極時
容積の１５％〜５０％程度とすることにより、このよう
な問題を生じることなく、前述のような優れた作用が得
られる。

【００４４】以上のように、本実施例においても、実施
例１，２と同様に、遮断可能アーク時間幅を従来に比べ
て大幅に引き延ばすことができるため、数サイクルの間
電流零点を形成しない零ミス電流が流れた場合において
も、電流零点が再び形成されるまで、遮断可能な圧力上
昇値が維持され、電流零点で電流遮断を行うことができ
る。従って、遮断範囲の大きさのいかなる誘導電流でも
遮断可能な、優れた高電圧送電線用の高速再閉路接地開
閉器を容易に実現できる。

【００４５】（実施例４）本実施例は、前記実施例１あ
るいは実施例２と実施例３とを組み合わせたものであ
る。すなわち、図６に示すような構成で、遮断可能な圧
力上昇が得られる開極位置付近から、操作装置９内の緩
衝装置を動作させて、開極動作を減速するように構成し
たものである。

【００４６】このように構成した場合には、図７の点線
に示すような特性が得られる。すなわち、図７において
は、前記実施例３の特性に併せて、本実施例の高速再閉
路接地開閉器（ＨＳＥＳ）における、開極動作時のスト
ローク（開極移動特性）とパッファシリンダ内の圧力上
昇の特性を点線で示している。この点線に示すように、
本実施例の圧力上昇の立上がりは前記実施例３よりも一
層緩くなり、その最大値も一層低くなる。その反面、開
極初期に遮断可能な最小の圧力上昇値ΔＰ_1aを得る時間
はほぼ同時であるため、開極終期に遮断可能な最小の圧
力上昇値ΔＰ_1b ₂に至るまでの時間は、前記実施例１〜
３に比べて格段に長くなる。すなわち、遮断可能アーク
時間幅Ｔ_w2はさらに長くなり、非常に有利なものとな
る。

【００４７】以上のように、本実施例においても、前記
実施例１〜３と同様に、遮断可能アーク時間幅を従来に
比べて大幅に引き延ばすことができるため、数サイクル
の間電流零点を形成しない零ミス電流が流れた場合にお
いても、電流零点が再び形成されるまで、遮断可能な圧
力上昇値が維持され、電流零点で電流遮断を行うことが
できる。従って、遮断範囲の大きさのいかなる誘導電流
でも遮断可能な、優れた高電圧送電線用の高速再閉路接
地開閉器を容易に実現できる。

【００４８】さらにまた、本実施例では、前記実施例１
ほど著しく減速する必要がないため、操作装置９の緩衝
部の設計が容易になるという利点もある。その結果、実
施例１〜３に比べて一層効率の良い高速再閉路接地開閉
器を実現することができる。

【００４９】（実施例５）本実施例においては、図１あ
るいは図２に示した基本構成に加えて、操作装置９が図
８に示すように構成されている。すなわち、操作装置９
は駆動源２１と、この駆動源２１の駆動力により、リン
ク部１０を介してパッファ形消弧室７の可動部Ｂを駆動
する駆動ロッド２２を備えると共に、駆動源２１と駆動
ロッド２２との間には、駆動ロッド２２の動作速度を減
速することでパッファ形消弧室７の可動部Ｂの速度を減
速する緩衝装置（緩衝手段）２３が設けられている。ま
た、駆動ロッド２２の近傍には、この駆動ロッド２２の
動作位置を検出することで、開極時に電磁誘導電流を遮
断可能な最小の圧力上昇値が得られる開極位置を検出す
る開極位置検出装置２４が設けられている。さらに、こ
の開極位置検出装置２４によって、所定の開極位置が検
出された場合に、緩衝装置２３を動作させて開極動作を
減速し、開極終了までの時間を長くするように緩衝装置
２３を制御する制御装置（制御手段）２５が設けられて
いる。なお、図９は、本実施例における開極動作を示す
フローチャートである。

【００５０】この様な構成を有する本実施例の作用は、
実施例１の作用と同じであり、図４に示した開極特性
（ストローク）と圧力上昇の特性が得られる。また、実
施例３（シリンダ容積を大きくした構成）と組み合わせ
ることにより、図７に示した特性が得られる。また、本
実施例においては、遮断位置を検出し、その結果に基づ
いて緩衝装置を制御するので、より効率的な特性が得ら
れる。

【００５１】（他の実施例）なお、本発明は、前記各実
施例に限定されるものではなく、パッファ形消弧室及び
その操作装置の具体的な構成の細部は適宜選択可能であ
る。すなわち、緩衝手段、開極位置検出手段及び制御手
段などの具体的構成は、適宜選択可能である。例えば、
制御手段としてタイマーを使用し、開極指令時間から、
緩衝手段の動作を開始させる開極位置までの時間に対応
する時間の経過後に、緩衝手段の動作を開始させるよう
に設定することも可能である。また、このような場合も
含めて、開極位置検出手段は必ずしも必要ではない。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
パッファ形消弧室の操作装置に、開極動作の速度を減速
する緩衝手段を設けるか、または、パッファ形消弧室
を、開極終了時のパッファシリンダの容積が閉極時の容
積の１５〜５０％となるように構成することにより、あ
るいは、前記緩衝手段を制御する制御手段を設けること
により、数サイクルの間電流零点を形成しない誘導電流
を遮断することができる高速再閉路接地開閉器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥ
Ｓ）の実施例１及び従来例を示す構成図

【図２】本発明による高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥ
Ｓ）の主要部の構成を示す図であり、開極状態を示す構
成図

【図３】図１に示した実施例１における駆動シリンダの
構成を示す図

【図４】実施例１における作用を示す図

【図５】実施例２における操作装置の主要部の構成を示
す図

【図６】実施例３の主要部の構成を示す図であり、開極
状態を示す構成図

【図７】実施例３の作用及び実施例４の作用を示す図

【図８】実施例５の構成を示す図

【図９】実施例５の動作のフローチャートを示す図

【図１０】高速再閉路接地開閉器を採用した保護システ
ムの構成を示す説明図

【図１１】逆フラッシオーバーにより１線地絡事故が起
きた場合の遮断器（ＧＣＢ）及び高速再閉路接地開閉器
（ＨＳＥＳ）動作順序を示す動作シーケンス図

【図１２】高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）の動作相
への他相からの静電誘導電流及び電磁誘導電流の特性を
示す波形図

【図１３】高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）開極時の
過渡回復電圧波形図

【図１４】従来の高速再閉路接地開閉器（ＨＳＥＳ）に
おける開極動作時のストローク（開極移動特性）とパッ
ファシリンダ内の圧力上昇の特性を示す図

【図１５】送電線の１相で地絡事故が発生し、他相で後
追い故障事故が発生した際における、高速再閉路接地開
閉器（ＨＳＥＳ）と送電線の各相に流れる電流の変化を
示す電流波形図

【符号の説明】

ＧＣＢ…遮断器ＨＳＥＳ…高速再閉路接地開閉器１…ブッシング２…送電線３…鉄塔６…接地容器７…パッファ形消弧室８…導体９…操作装置９ａ…油圧シリンダ９_a1…シリンダ９_a2…ピストン９_a3…緩衝ピストン９_a4…開極弁９_a5…閉極弁９ｂ…アキュムレータ９ｃ…緩衝装置９_c1…シリンダ９_c2…ピストン９_c3…緩衝ピストン１０…リンク部１１ａ，１１ｂ…絶縁スペーサ１２…接地端子部１３…固定接触子１４ａ，１４ｂ…シールド１５…操作ロッド１６…パッファシリンダ１７…可動接触子１８…絶縁ノズル１９…パッファピストン

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】以上のような基本的構成に加えて、本実施
例の操作装置９中に設けられた油圧シリンダ部は、図３
に示すように構成されている。図において、９_a1はシリ
ンダ、９_a2は消弧室部の操作ロッド１５に連結されるピ
ストン、前記ピストン後方の９_a3は緩衝ピストン部、９
_a4は開極弁、９_a5は閉極弁、９ｂはアキュムレータであ
る。なお、前記ピストン９_a2の後端から緩衝ピストン９
_a3の後端までの長さＬ_dpは、従来の長さＬ_dp より長く構
成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】この様な油圧シリンダ部の特徴は、ピスト
ン９_a2から後方に突き出すように形成された緩衝ピスト
ン９_a3の長さＬ_dpが、従来例のＬ_dp より長く構成され、
開極動作の開始位置から緩衝力が働くまでの長さＸｄ
が、消弧室において誘導電流遮断が可能となる圧力が得
られるストローク長とほぼ同じ長さに調整されているこ
とにより、図４に示した特性が得られることである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三輪郁夫神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者横田岳志東京都港区芝浦１丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
され、前記送電線に設けられた碍子連のアークホーンの
逆フラッシオーバーによる１線地絡事故時に、前記送電
線の両端にある遮断器を開極することにより切り離され
た送電線を高速で閉極接地し、前記碍子連に持続してい
る他相または他回線からの電磁誘導電流アークを消弧
し、その後開極動作を行うことにより、前記遮断器の再
閉極による再送電を可能とするパッファ形消弧室及びそ
の操作装置を備えた高速再閉路接地開閉器において、前記パッファ形消弧室の操作装置に、その開極時に、前
記電磁誘導電流を遮断可能な圧力上昇値が得られる開極
位置近傍から開極動作を減速するように調整された緩衝
手段を設けたことを特徴とする高速再閉路接地開閉器。
【請求項２】遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
され、前記送電線に設けられた碍子連のアークホーンの
逆フラッシオーバーによる１線地絡事故時に、前記送電
線の両端にある遮断器を開極することにより切り離され
た送電線を高速で閉極接地し、前記碍子連に持続してい
る他相または他回線からの電磁誘導電流アークを消弧
し、その後開極動作を行うことにより、前記遮断器の再
閉極による再送電を可能とするパッファ形消弧室及びそ
の操作装置を備えた高速再閉路接地開閉器において、前記パッファ形消弧室を、開極終了時のパッファシリン
ダの容積が、閉極時の容積の１５〜５０％となるように
構成したことを特徴とする高速再閉路接地開閉器。
【請求項３】遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
され、前記送電線に設けられた碍子連のアークホーンの
逆フラッシオーバーによる１線地絡事故時に、前記送電
線の両端にある遮断器を開極することにより切り離され
た送電線を高速で閉極接地し、前記碍子連に持続してい
る他相または他回線からの電磁誘導電流アークを消弧
し、その後開極動作を行うことにより、前記遮断器の再
閉極による再送電を可能とするパッファ形消弧室及びそ
の操作装置を備えた高速再閉路接地開閉器において、前記パッファ形消弧室を、開極終了時のパッファシリン
ダの容積が、閉極時の容積の１５〜５０％となるように
構成すると共に、前記パッファ形消弧室の操作装置に、
その開極時に、前記電磁誘導電流を遮断可能な圧力上昇
値が得られる開極位置近傍から開極動作を減速するよう
に調整された緩衝手段を設けたことを特徴とする高速再
閉路接地開閉器。
【請求項４】前記緩衝手段を制御する制御手段を設け
たことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の高
速再閉路接地開閉器。