JPH08103008A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

ガス絶縁開閉装置

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JPH08103008A
JPH08103008A JP6236249A JP23624994A JPH08103008A JP H08103008 A JPH08103008 A JP H08103008A JP 6236249 A JP6236249 A JP 6236249A JP 23624994 A JP23624994 A JP 23624994A JP H08103008 A JPH08103008 A JP H08103008A
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JP
Japan
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gas
insulating
voltage conductor
insulated
metal container
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Pending
Application number
JP6236249A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Nojima
健一 野嶋
Hiroshi Murase
洋 村瀬
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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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH08103008A publication Critical patent/JPH08103008A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】金属異物がガス絶縁空間に移動することを防止
するとともに、金属異物が存在する空間の絶縁破壊特性
が金属異物の影響を受け難くし、小型で且つ絶縁信頼性
を高める。 【構成】内部に絶縁性ガスを封入した金属容器8内に通
電用の高電圧導体7を収納し、この高電圧導体7を絶縁
構造部材12にて金属容器8から絶縁支持するガス絶縁
開閉装置において、高電圧導体7の周囲に絶縁物の微細
粉体層15を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性ガスを封入した
密閉構造の金属容器内に通電用の高電圧導体を収納し、
この高電圧導体を絶縁構造部材にて金属容器から絶縁・
支持するガス絶縁開閉装置に係り、特に耐電圧値を向上
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
体として用いたガス絶縁開閉装置は、その適用範囲が拡
がり、今や変電所および発電所の開閉装置の主流を成し
ている。ガス絶縁開閉装置の550kV級および110
0kV級系統への適用も進んでおり、一層の高電圧化と
大容量化が進んでいる。
【0003】図3は変電所に適用されたガス絶縁開閉装
置の従来例を示す配置図、図4は図3におけるA部拡大
断面図である。図3に示すように、ガス絶縁開閉装置
は、遮断器1、断路器2、接地開閉器3のような開閉器
部分と、主母線4、母線5、CT(変流器)6のような
非開閉器部分とから構成されている。これらの機器の通
電用の高電圧導体7は、図4に示すようにいずれも金属
容器8内において絶縁スペーサ9または絶縁筒10によ
り絶縁支持されている。そして、金属容器8内には、絶
縁性ガスとしてSF6 ガスが充填されている。
【0004】これらの大型開閉装置を用いた変電所は、
社会の電気エネルギーの根幹をなすことから、高い信頼
性が要求されているとともに、経済性の観点から縮小化
も望まれている。これらの要求を満たすため、従来の絶
縁開閉装置の絶縁構成よりも信頼性が高く、高ストレス
での使用に耐える新規の絶縁構成が求められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来多用さ
れているガス絶縁開閉装置には、いくつかの課題が残さ
れていた。その一つとして絶縁性能が非常に優れたガス
を加圧充填することによって、気中絶縁開閉装置と比べ
て大幅な縮小化が可能になった反面、図5に示すように
金属容器8内に例えば数mm程度の金属異物11が存在
するだけで、高電圧導体7を含む充電部と金属容器8と
の間の絶縁性能が著しく低下することが知られている。
【0006】図5に示す母線部において、金属異物11
が存在すると、金属異物11は運転電圧の下で高電圧導
体7と金属容器8との間を往復運動する。このような状
況下で、金属異物11が高電圧導体7に達すると、高電
圧導体7と金属容器8との間の絶縁空間で絶縁破壊が生
ずる。また、高電圧導体7に達しない状態でも、金属異
物11は電荷を帯びており、絶縁スペーサ12の表面に
付着し、静電吸引力によりその場所に滞留することがあ
る。この状態で、断路器2の開閉動作が行われてサージ
過電圧が発生すると、この金属異物11を介して絶縁ス
ペーサ12の表面で絶縁破壊が発生する虞がある。この
現象は、絶縁スペーサ12を多数有するガス絶縁開閉装
置にとって深刻な問題である。
【0007】金属異物11を発端とする放電進展メカニ
ズムとしては、次のことが知られている。すなわち、金
属異物11が存在すると、その先端部分の電界強度が高
くなり、図6に示すようにストリーマ放電13が生ず
る。このストリーマ放電13はガス中を進展するが、こ
のストリーマ進展距離dがガス圧や電界値で決まる所定
の臨界値を越すと、放電路の導電率が激増し、リーダ放
電へと成長する。このリーダ放電は急激に進展して絶縁
空間を短絡し、絶縁破壊を生じる。ストリーマ進展距離
dが短く制限された場合には、局所的な放電に留まり、
絶縁破壊は生じ難い。従来のガス絶縁開閉装置では、ガ
ス絶縁空間中にストリーマ放電13のストリーマ進展距
離dを制限する構造物が配置されていないため、ストリ
ーマ放電13がリーダ放電へと成長し易かった。
【0008】ところで、金属異物の発生場所としては、
絶縁スペーサ部などにおける導体の接続部が主な発生場
所として考えられる。ガス絶縁開閉装置の組立前に部品
毎に十分な清掃が行われ、金属異物が除去されても、組
立時に金属同士が擦れ合う接続部で金属異物が発生し
て、組立後の装置内部に含まれていることが考えられ
る。このため、組立後にも厳重な清掃を行うと同時に、
部分放電試験や超音波診断試験などを行って有害な金属
異物を注意深く検出し除去する作業が行われる。
【0009】しかし、希ではあるが、これらの検出およ
び除去方法でも除去しきれない金属異物が存在すること
が考えられる。例えば、組立作業時に円筒形状の高電圧
導体内部に発生した金属異物である。高電圧導体内部に
閉じ込められている限り、この金属異物は何等絶縁性能
に悪影響を及ぼすことはなく、ほとんどの場合がこの状
態にある。また、極希ではあるが、図7に示すように、
高電圧導体7の接続部などに挟み込まれていた金属異物
11が接続部の溝などを通して高電圧導体7の外部に移
動することが考えられる。高電圧導体7の外部に移動し
た金属異物11は、前述のようにガス絶縁機器の絶縁性
能に影響を及ぼすことが考えられる。
【0010】ガス絶縁機器の信頼性を確保するために
は、これらのことを考慮して絶縁性能に裕度を持たせて
大型化したり、金属異物を捕らえるためのトラップ装置
を随所に設けるなど余分な付属物を多数取り付けたりす
ることが必要となる。これがガス絶縁機器の縮小化の妨
げとなっている。ここでは、ガス絶縁母線装置の絶縁ス
ペーサについてのみ説明したが、遮断器、断路器などに
用いられる絶縁筒および絶縁ロッドに関しても同様のこ
とが言える。
【0011】以上のように、従来のガス絶縁開閉装置に
は、金属異物がガス絶縁空間へ移動するのを確実に防止
することが困難であり、小型化すると同時に信頼性を高
めることも困難であった。
【0012】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、金属異物がガス絶縁空間に移動することを防止
するとともに、金属異物が存在する空間の絶縁破壊特性
が金属異物の影響を受け難くし、小型で且つ絶縁信頼性
の高い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】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項1は、内部に絶縁性ガスを封入
した金属容器内に通電用の高電圧導体を収納し、この高
電圧導体を絶縁構造部材にて前記金属容器から絶縁支持
するガス絶縁開閉装置において、前記高電圧導体の周囲
に絶縁物の微細粉体層を設けたことを特徴とする。
【0014】請求項2は、内部に絶縁性ガスを封入した
金属容器内に通電用の高電圧導体を収納し、この高電圧
導体を絶縁構造部材にて前記金属容器から絶縁支持する
ガス絶縁開閉装置において、前記高電圧導体と前記絶縁
構造部材との接続部に絶縁物の微細粉体層を設けたこと
を特徴とする。
【0015】請求項3は、内部に絶縁性ガスを封入した
金属容器内に通電用の高電圧導体を収納し、この高電圧
導体を絶縁構造部材にて前記金属容器から絶縁支持する
ガス絶縁開閉装置において、前記金属容器の内面に絶縁
物の微細粉体層を設けたことを特徴とする。
【0016】請求項4は、請求項1,2または3記載の
絶縁物の微細粉体層が、その粒子の直径を絶縁性ガス中
放電においてストリーマ放電がリーダ放電へ成長するに
必要な雪崩進展距離より小さく設定したことを特徴とす
る。
【0017】
【作用】上記の構成を有する請求項1においては、高電
圧導体の周囲に絶縁物の微細粉体層を設けたことから、
万一金属容器内部に金属異物が含まれていて、これが金
属容器内を往復運動しても、金属異物が直接高電圧導体
に達することがない。その結果、金属異物による絶縁性
能の低下が生じ難くなる。
【0018】請求項2においては、高電圧導体と絶縁構
造部材との接続部に絶縁物の微細粉体層を設けたことに
より、高電圧導体内部で発生した金属異物がガス絶縁空
間へ移動し難くなる。したがって、金属異物による絶縁
性能の低下を防止することができる。
【0019】請求項3においては、金属容器の内面に絶
縁物の微細粉体層を設けたことにより、金属容器の内面
を金属異物が移動し難くなる。その結果、絶縁構造部材
へ金属異物が到達し難くなり、絶縁性能の低下を防止す
ることができる。
【0020】請求項4においては、絶縁物の微細粉体層
の粒子の直径を絶縁性ガス中放電においてストリーマ放
電がリーダ放電へ成長するに必要な雪崩進展距離より小
さく設定したことにより、金属異物を発端とする絶縁破
壊が生じ難くなり、金属異物による絶縁性能の低下を防
止することができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1および図2は本発明に係るガス絶縁開閉装置
の一実施例をガス絶縁母線に適用した例を示す。なお、
従来と同一または対応する部分には同一の符号を用いて
説明する。
【0022】本実施例を適用したガス絶縁母線は、図1
に示すような基本的構成を有する。すなわち、同図に示
すように、絶縁性ガスを充填した金属容器8内には、通
電用の高電圧導体7が絶縁構造部材としての絶縁スペー
サ12により絶縁支持されている。高電圧導体7の外側
には、高電圧導体7と接触しないような内径寸法を有す
る絶縁物円筒14が配設され、この絶縁物円筒14の両
端は絶縁スペーサ12で密封終端されている。
【0023】高電圧導体7と絶縁物円筒14との間に
は、例えば微細ガラスビーズからなる絶縁物の微細粉体
層としての絶縁物粉体15が充填されており、この絶縁
物粉体15の粒子の直径は数十μmであり、粉体粒子の
間隙は図2に示すように、金属異物11先端からのスト
リーマ放電13がリーダ放電へ進展するのに必要な距離
よりも短い。すなわち、絶縁物粉体15の粒子の直径
は、絶縁性ガス中放電においてストリーマ放電13がリ
ーダ放電へ成長するのに必要な雪崩進展距離(数十μ
m)より小さく設定されている。
【0024】絶縁物円筒14には、絶縁物粉体15を注
入するための密閉可能な封入口16と、絶縁物円筒14
内へ絶縁性ガスを封入できるようにするためのフィルタ
口17が設けられている。このフィルタ口17には、粉
体を通さない程度に密なフィルタが取り付けられている
ため、粉体がここから漏れ出すことはない。
【0025】したがって、高電圧導体7と絶縁物円筒1
4との間に絶縁物粉体15を充填するとともに、絶縁性
ガスを封入したことから、高電圧導体7の周囲には、絶
縁物粉体15および絶縁性ガスからなる混合絶縁層が設
けられることになる。
【0026】また、本実施例では金属容器8の内面にも
上記の構造と同様の絶縁物円筒14を配設し、金属容器
8と絶縁物円筒14との間に絶縁物粉体15を充填する
とともに、絶縁性ガスを封入した混合絶縁層が設けられ
ている。さらに、絶縁支持部材としての絶縁スペーサ1
2周辺の高電圧導体7の接続部は、絶縁物粉体15およ
び絶縁性ガスからなる混合絶縁層により覆われている。
【0027】次に、本実施例の作用について説明する。
本実施例を適用したガス絶縁母線においては、高電圧導
体7の周囲に絶縁物粉体15および絶縁性ガスからなる
混合絶縁層が設けられているため、万一ガス空間に金属
異物11が存在して往復運動しても、金属異物11と高
電圧導体7とが接触するすることがない。このため、絶
縁性能の低下を防止できる。
【0028】また、接続時に、万一高電圧導体7の内部
に金属異物11が発生しても、高電圧導体7が絶縁物粉
体15で覆われているため、金属異物11がガス空間へ
移動し難い。このため、金属異物11により絶縁性能を
低下させることがない。
【0029】さらに、金属容器8の内面にも上記の構造
と同様の絶縁物円筒14と絶縁物粉体とを用いた混合絶
縁層を設けることにより、金属異物11が接地電位側の
絶縁円筒表面に付着して他の場所へ移動し難くなり、絶
縁性能の低下を防止できる。そして、絶縁支持部材とし
ての絶縁スペーサ12周辺の高電圧導体7の接続部は、
絶縁物粉体15および絶縁性ガスからなる混合絶縁層に
より覆われているため、高電圧導体7内部で発生した金
属異物11がガス絶縁空間へ移動し難くなる。したがっ
て、金属異物11による絶縁性能の低下を防止すること
ができる。
【0030】また、万一金属異物11が混合絶縁層の中
へ侵入しても、絶縁性粉体15の粒子間隙がストリーマ
放電13からリーダ放電へ進展するのに必要な距離より
も小さいため、金属異物11を発端とする絶縁破壊が生
じ難くなり、金属異物11による絶縁性能の低下を防止
することができる。
【0031】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変更が可能である。例えば、絶縁物
円筒14の形状は適宜選択可能であり、円形断面を有す
るもの以外に、楕円形断面を有するものであってもよ
い。また、上記実施例ではガス絶縁母線に適用した例を
示したが、これに限らずガス断路器などの他のガス絶縁
機器にも適用可能である。さらに、混合絶縁層を設ける
範囲も、高電圧導体7全体に渡らなくてもよく、絶縁部
材周辺での接続部にのみ前記混合絶縁層を設けてもよ
い。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、高電圧導体の周囲に絶縁物の微細粉体層を設
けたことにより、金属異物による絶縁性能の低下を防止
することができ、絶縁信頼性の高いコンパクトなガス絶
縁開閉装置を提供することができる。
【0033】請求項2によれば、高電圧導体と前記絶縁
構造部材との接続部に絶縁物の微細粉体層を設けたこと
により、高電圧導体内部で発生した金属異物がガス絶縁
空間へ移動し難くなる。したがって、金属異物による絶
縁性能の低下を防止することができる。
【0034】請求項3によれば、金属容器の内面に絶縁
物の微細粉体層を設けたことにより、金属容器の内面を
金属異物が移動し難くなる。その結果、絶縁構造部材へ
金属異物が到達し難くなり、絶縁性能の低下を防止する
ことができる。
【0035】請求項4によれば、絶縁物の微細粉体層の
粒子の直径を絶縁性ガス中放電においてストリーマ放電
がリーダ放電へ成長するに必要な雪崩進展距離より小さ
く設定したことにより、金属異物を発端とする絶縁破壊
が生じ難くなり、金属異物による絶縁性能の低下を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス絶縁開閉装置の一実施例をガ
ス絶縁母線に適用した例を示す断面図。
【図2】図1のガス絶縁開閉装置の作用を示す説明図。
【図3】変電所に適用されたガス絶縁開閉装置の従来例
を示す配置図。
【図4】図3におけるA部拡大断面図。
【図5】従来のガス絶縁開閉装置の母線部を示す断面
図。
【図6】金属異物先端の放電の状態を示す説明図。
【図7】従来のガス絶縁開閉装置の母線部の金属異物の
移動経路を示す断面図。
【符号の説明】
7 高電圧導体 8 金属容器 9 絶縁スペーサ 10 絶縁筒 11 金属異物 12 絶縁スペーサ(絶縁構造部材) 13 ストリーマ放電 14 絶縁物円筒 15 絶縁物粉体(絶縁物の微細粉体層) 16 注入口 17 フィルタ口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に絶縁性ガスを封入した金属容器内
    に通電用の高電圧導体を収納し、この高電圧導体を絶縁
    構造部材にて前記金属容器から絶縁支持するガス絶縁開
    閉装置において、前記高電圧導体の周囲に絶縁物の微細
    粉体層を設けたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
  2. 【請求項2】 内部に絶縁性ガスを封入した金属容器内
    に通電用の高電圧導体を収納し、この高電圧導体を絶縁
    構造部材にて前記金属容器から絶縁支持するガス絶縁開
    閉装置において、前記高電圧導体と前記絶縁構造部材と
    の接続部に絶縁物の微細粉体層を設けたことを特徴とす
    るガス絶縁開閉装置。
  3. 【請求項3】 内部に絶縁性ガスを封入した金属容器内
    に通電用の高電圧導体を収納し、この高電圧導体を絶縁
    構造部材にて前記金属容器から絶縁支持するガス絶縁開
    閉装置において、前記金属容器の内面に絶縁物の微細粉
    体層を設けたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
  4. 【請求項4】 絶縁物の微細粉体層は、その粒子の直径
    を絶縁性ガス中放電においてストリーマ放電がリーダ放
    電へ成長するに必要な雪崩進展距離より小さく設定した
    ことを特徴とする請求項1,2または3記載のガス絶縁
    開閉装置。
JP6236249A 1994-09-30 1994-09-30 ガス絶縁開閉装置 Pending JPH08103008A (ja)

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JP (1) JPH08103008A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220200247A1 (en) * 2017-06-16 2022-06-23 Eaton Intelligent Power Limited Isolating bus enclosure arrangements for switchgear

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220200247A1 (en) * 2017-06-16 2022-06-23 Eaton Intelligent Power Limited Isolating bus enclosure arrangements for switchgear

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