JPH0817668A - ガス絶縁機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ガス絶縁母線のような絶縁性気体の
流動性が低い絶縁構成はもとより、ガス絶縁変圧器のよ
うに絶縁性気体が流動する方式のガス絶縁機器において
も、異物を除去すると共に絶縁物表面の帯電を除去し
て、絶縁性能を向上させることを最も主要な目的として
いる。 【構成】本発明は、機器本体の内部に絶縁性気体を封入
して成るガス絶縁機器の製造方法において、機器本体の
内部を組み立てて、気体を機器運転時の定格流速よりも
速い流速で流動させた後に機器本体の内部気圧を大気圧
以下に減じ、その後絶縁性気体を所定圧力に封入して成
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性の気体を封入し
た密閉構造の金属容器内に高電圧部分を有するガス絶縁
機器の製造方法に係り、特に異物を除去すると共に絶縁
物表面の帯電を除去して、絶縁性能を向上させるように
したガス絶縁機器の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、接地電位にある金属容器内に高電
圧部分を有し、さらにこの金属容器内に絶縁性能の優れ
た気体、例えばＳＦ₆ ガスを圧縮充填して絶縁を確保し
て成る高電圧用のガス絶縁機器は、益々採用される傾向
にある。

【０００３】ところで、このＳＦ₆ ガスは、平等電界の
下では、非常に優れた絶縁特性を示すが、不平等電界の
下では、極端に絶縁性能が低下してしまう性質がある。
この場合、ガス絶縁機器内の電界分布を乱し、不平等電
界を形成する要因としてはいろいろ考えられるが、その
主なものとしては、機器本体の内部の組み立て時に内部
に混入する異物が挙げられる。

【０００４】このような金属異物が高電圧機器内に混入
すると、運転状態において部分放電が発生し、ついには
金属破壊という重大事態に至る可能性がある。以下、こ
の点について、図４に断面図を示すようなガス絶縁変圧
器を例に挙げて説明する。

【０００５】すなわち、図４において、鉄心１の回り
に、低圧巻線２、および高圧巻線３を巻回し、ＳＦ₆ ガ
ス４を金属製のタンク５内に封入して絶縁する。このＳ
Ｆ₆ ガスは、巻線２，３、および鉄心１を冷却するた
め、配管６を通じて、ポンプまたはブロア等のガス強制
循環器７により巻線２，３、および鉄心１内に送り込ま
れ、外部冷却器８により、その吸収した熱を放出するＳ
Ｆ₆ ガスが巻線２，３内に効率よく導かれるように、巻
線２，３とタンク５との間にはガス仕切板９を設け、ま
た巻線２，３内を効率よく流すために流路が工夫されて
いる。

【０００６】さて、このようなガス絶縁変圧器内に、い
ま何等かの原因により金属異物が混入すると、異物がＳ
Ｆ₆ ガス４の流れにより捲き上げられて、巻線２，３等
の高電圧課電部分に付着する虞れがある。

【０００７】また、運転電圧の電界の影響で金属異物が
動き回り、タンク５の底部に滞っていたような異物が仮
りに針状の金属異物であれば起立してしまい、巻線２，
３の方に電気的力（クーロン力）により引き上げられて
金属異物が動きまわり、場合によっては絶縁破壊を招く
虞れがある。

【０００８】さらに、ＳＦ₆ ガス４が流動している場合
には、動き回っていた金属異物が捲き上げられ、巻線
２，３内に導かれて絶縁破壊事故を招く虞れもあ．。一
方、機器本体の内部に用いられる絶縁物としては、高い
絶縁耐力が要求されるため、総じて絶縁物表面の抵抗の
高い絶縁物が用いられる。このような絶縁物は、組み立
て作業の際の取り扱いにおいて、絶縁物同士または金属
と接触することにより、あるいは清掃のために表面を絶
縁物クロス等で拭き取ることによって表面が帯電する。
しかも、絶縁物表面の抵抗が大きいため、一度帯電した
電荷はなかなか漏洩せずに表面に残留する。そして、こ
のように絶縁物表面が帯電していると、組み立て時にお
いて金属異物が絶縁物に付着したり、あるいは運転中の
ＳＦ₆ ガス４の流れによって捲き上げられた金属異物が
絶縁物表面に付着し、絶縁破壊事故を招く恐れがあっ
た。

【０００９】そこで、これらの金属異物対策として、従
来から、例えば管路母線のような高電圧部分である母線
が絶縁性気体を封入した金属容器内に収められた構造の
ガス絶縁機器では、金属容器の内面に固有抵抗の高い材
料から成る絶縁被膜を施すことが知られている。なお、
この場合、絶縁被膜として固有抵抗の低い材料を使用す
ると、その作用が低下するので、固有抵抗の高い材料を
使用することが必要である。

【００１０】しかしながら、このような構成において
も、通常は絶縁被膜の形成により金属異物は起立しない
が、機械的振動が加わると、その機械力により金属異物
は微小な動きをして、その反動で起立し浮上する虞れが
ある。

【００１１】また、金属異物が起立しない故に、金属異
物がタンク５の底部で動きまわる時に発生する音波を、
タンク５の外部から検出する等の手法が使えず、工場試
験時には異物が発見されず、運転中に突然に金属異物が
起立して絶縁破壊に至るという逆効果もある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ガス絶縁機器においては、異物を除去できないと共に絶
縁物表面の帯電を除去できないことから、絶縁性能が低
いという問題があった。本発明の目的は、ガス絶縁母線
のような絶縁性気体の流動性が低い絶縁構成はもとよ
り、ガス絶縁変圧器のように絶縁性気体が流動する方式
のガス絶縁機器においても、異物を除去すると共に絶縁
物表面の帯電を除去して、絶縁性能を向上させることが
可能なガス絶縁機器の製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、機器本体の内部に絶縁性気体を封入して成るガス
絶縁機器の製造方法において、まず、請求項１に係る発
明では、機器本体の内部を組み立てて、気体を機器運転
時の定格流速よりも速い流速で流動させた後に機器本体
の内部圧力を大気圧以下に減じ、その後絶縁性気体を所
定圧力に封入して成る。

【００１４】また、請求項２に係る発明では、機器本体
の内部を組み立てて、機器本体の内部圧力を大気圧以下
に減じた後に気体を封入し、当該気体を機器運転時の定
格流速より速い流速で流動させた後に機器本体の内部圧
力を大気圧以下に減じ、その後絶縁性気体を所定圧力に
封入して成る。

【００１５】ここで、特に上記気体が流動する経路の一
部に異物除去手段を備えて成る。また、上記気体が流動
する経路において流れのよどみが生じる部分を形成して
成る。

【００１６】さらに、上記機器運転時の定格流速よりも
速い流速で流動させる気体と、所定圧力に封入してなる
絶縁性気体とが同一気体とする。一方、上記気体を機器
運転時の定格流速よりも速い流速で流す際に、超音波を
検出する超音波検出手段を備えて成る。

【００１７】また、上記機器運転時に絶縁性気体を流動
させる装置に付加して、気体を機器運転時の定格流速よ
りも速い流速で流動させる時のみ気体を流動させる装置
を備えて成る。

【００１８】

【作用】従って、本発明のガス絶縁機器の製造方法にお
いては、定格流速よりも速い流速で気体を流動させるた
めに、機器本体の内部に混入した異物を吹き流して異物
除去装置にて捕獲したり、異物検出装置により検出する
ことが容易にできると共に、その後機器本体の内部圧力
を大気圧以下に減じることより、絶縁物表面に帯電して
いる電荷を放電させ、絶縁物表面を除電することがで
き、よって絶縁性能が向上することになる。

【００１９】

【実施例】本発明のガス絶縁機器の製造方法は、機器本
体の内部の絶縁構成物を組み立てて、気体を過流速で流
動させ、その後機器本体の内部圧力を大気圧以下に減じ
た後に、絶縁性気体を所定圧力に封入して構成すること
を特徴とする。

【００２０】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法をガス絶縁変圧器に適用した
場合の一実施例を示す断面図であり、図４と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。

【００２１】すなわち、図１において、鉄心１の回りに
配設された高圧巻線２，低圧巻線３がタンク５内に収納
されている。このようにタンク５内に変圧器構成物を収
納して組み立てた後に、乾燥した清浄な気体を封入し、
機器運転時に流動する流速より早い流速で流動させる。
この場合、流動させる気体としては、乾燥空気でもある
いは、また機器内部に充填する絶縁性気体と同一気体で
もよいが、不活性気体であることが望ましい。

【００２２】このようにして、気体を過流速にて流動さ
せることにより、機器本体の内部に混入した金属異物、
中でも変圧器内部の絶縁物表面に付着して除去しきれな
かった金属異物を吹き飛ばすことができる。こうした異
物は、配管途中に設けられた異物除去装置１０、あるい
は流路途中に流れが急速に低下するいわゆるよどみ部分
を設け、そこに異物を集める等の手法によって捕獲し、
除去することができる。

【００２３】次に、金属異物を取り除いた後に、系全体
を大気圧以下に減じることにより、絶縁物表面を除電す
る。すなわち、組み立て時において、絶縁物同士が摩擦
することにより、あるいは清掃のため表面を擦ることに
より帯電した絶縁物表面、さらには気体が流動する際に
混入していた金属異物が絶縁物表面に衝突することによ
り帯電した絶縁物表面の電荷は、気体の圧力を大気圧以
下に減じていくことにより放電して除電される。

【００２４】図２は、気体の圧力と放電開始電圧との関
係の一例を示す特性図である。この図２は一般に気体の
パッシェン曲線と呼ばれ、気体により放電開始電圧の絶
対値はかわるものの、全て図示のようなＶ字曲線とな
り、低い圧力の下で最小の放電開始電圧となる特徴を有
する。

【００２５】すなわち、大気圧以下に減じて、真空状態
にしていくことにより、気体の絶縁強度が最も弱く、放
電し易い状態となり、絶縁物表面に帯電していた電荷は
放電し消滅する。

【００２６】このようして、全く帯電が除去された状態
で、しかも金属異物が完全に除去された状態にて、絶縁
性気体が封入されて運転されるため、本構成を有するガ
ス絶縁変圧器においては、絶縁物表面に帯電が生じるこ
とを完全に防止することでき、また組み立て時において
あるいは気体流動時に生じる絶縁物表面への帯電現象を
完全に防止することができ、絶縁信頼性が大幅に向上す
る。

【００２７】また、従来では、絶縁物表面の帯電のため
に金属異物が絶縁物表面に付着し、完全に除去すること
が難かしかった組み立て時等の製造工程において混入し
た金属異物を容易に除去することができ、機器の絶縁信
頼性が向上する。

【００２８】上述したように、本実施例においては、絶
縁性気体を封入してなるガス絶縁変圧器において、機器
本体の内部の絶縁構成物を組み立てた後に、気体を過流
速で流動させ、その後機器本体の内部圧力を大気圧以下
に減じ、その後絶縁性気体を所定圧力に封入するといっ
た簡単な方法により、機器本体の内部に混入した金属異
物を容易に捕獲すると共に、絶縁物表面を除電し、その
結果、金属異物の浮遊や絶縁物の帯電が生じず、絶縁性
能低下の虞れのないガス絶縁変圧器を容易に得ることが
可能となる。

【００２９】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。 （ａ）上記実施例では、タンク５内にて変圧器構成物を
組み立てた後に、気体を機器運転時の定格流速よりも速
い流速で流動させ、その後機器本体の内部圧力を大気圧
以下に減じるように構成した場合について説明したが、
これに限らず、例えばタンク５内にて変圧器構成物を組
み立てた後に、まず機器本体の内部圧力を大気圧以下に
減じ、その後気体を封入して機器運転時の定格流速より
も速い流速で流動させ、しかる後に機器本体の内部圧力
を大気圧以下に減じてから、絶縁性気体を封入するよう
に構成してもよい。

【００３０】このように構成すると、組み立てが完了し
た時点で、機器本体の内部圧力を大気圧以下に減じるこ
とにより、組み立ての際に帯電していた絶縁物表面が除
電され、静電気により付着している金属異物等が容易に
絶縁物表面から離れるため、気体を過流速で流動させる
ことにより、機器本体の内部の金属異物を除去すること
ができる。

【００３１】また、気体を流動させる際に、金属異物が
絶縁物に衝突することにより生じた絶縁物表面の帯電電
荷は、続いて実施される機器本体の内部圧力を大気圧以
下に減じる過程において除去される。

【００３２】従って、絶縁性気体を封入した機器の運転
状態では、絶縁物への帯電現象はなく、また金属異物等
も完全に除去されているため、機器の絶縁信頼性が大幅
に向上する。

【００３３】さらに、機器運転中においては、既に定格
流速よりも速い流速にて気体を流動させているので、も
はや定格流速にて金属異物が浮上したり、新たに出現す
る可能性は極めて小さくなる。

【００３４】（ｂ）上記実施例では、本発明をガス絶縁
変圧器に適用した場合について説明したが、本発明はガ
ス絶縁変圧器に限ることはなく、通常、気体を強制的に
流動させることのない、例えばガス絶縁母線やガス絶縁
開閉装置等のその他のガス絶縁機器についても、同様に
適用することが可能である。

【００３５】図３は、ガス絶縁母線に適用した場合の構
成例を示す断面図である。すなわち、本実施例のガス絶
縁母線は、図３に示すように、金属容器２１内に、絶縁
支持部材２２を用いて高電圧導体２３を支持する構成で
あり、絶縁性気体２４が封入されるタンク壁には、気体
を機器運転時の定格流速よりも速い流速で流す際に超音
波を検出する超音波検出装置２５を備えている。

【００３６】かかるガス絶縁母線に、絶縁性気体２４あ
るいはその他の気体を流動させ、同時に超音波検出装置
２５により、タンク内に混入した金属異物を強制的にタ
ンク壁に衝突させ、その時に発生する超音波を検出して
金属異物の混入を検知する。

【００３７】すなわち、従来では、電圧を印加して金属
異物が起立してからでないと、金属異物の混入が検知で
きなかったのに対して、本構成では、課電することなく
混入した金属異物を検出することができ、機器の絶縁信
頼性が大幅に向上する。

【００３８】また、絶縁支持部材２２に対しての初期の
帯電、あるいは金属異物が衝突することにより生じた帯
電電荷を、タンク内を大気圧以下に減じることにより、
上記実施例で説明した場合と同様の作用によって放電さ
せ、除電することができる。従って、機器運転時におい
ては、金属異物等が完全に除去され、かつ絶縁物への帯
電現象もないことから、機器の絶縁信頼性は大幅に向上
することになる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
器本体の内部に絶縁性気体を封入して成るガス絶縁機器
の製造方法において、機器本体の内部を組み立てて、気
体を機器運転時の定格流速よりも速い流速で流動させた
後に機器本体の内部気圧を大気圧以下に減じ、その後絶
縁性気体を所定圧力に封入して構成しているので、ガス
絶縁母線のような絶縁性気体の流動性が低い絶縁構成は
もとより、ガス絶縁変圧器のように絶縁性気体が流動す
る方式のガス絶縁機器においても、異物を除去すると共
に絶縁物表面の帯電を除去して、絶縁性能を向上させる
ことが可能なガス絶縁機器の製造方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法をガス絶縁変圧器に適用した
場合の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例における気体の圧力と放電開始電圧と
の関係を説明するための特性図。

【図３】本発明の製造方法をガス絶縁母線に適用した場
合の一実施例を示す断面図。

【図４】従来のガス絶縁変圧器の構成例を示す断面図。

【符号の説明】

１…鉄心、２…低圧巻線、３…高圧巻線、４…ＳＦ₆ ガ
ス、５…タンク、６…配管、７…ガス強制循環器、８…
冷却器、９…ガス仕切板、１０…異物除去装置、２１…
金属容器、２２…絶縁支持部材、２３高電圧導体、２４
…絶縁性気体、２５…超音波検出装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器本体の内部に絶縁性気体を封入して
   成るガス絶縁機器の製造方法において、 前記機器本体の内部を組み立てて、気体を機器運転時の
   定格流速よりも速い流速で流動させた後に前記機器本体
   の内部圧力を大気圧以下に減じ、その後前記絶縁性気体
   を所定圧力に封入して成ることを特徴とするガス絶縁機
   器の製造方法。
2. 【請求項２】 機器本体の内部に絶縁性気体を封入して
   成るガス絶縁機器の製造方法において、 前記機器本体の内部を組み立てて、機器本体の内部圧力
   を大気圧以下に減じた後に気体を封入し、当該気体を機
   器運転時の定格流速より速い流速で流動させた後に前記
   機器本体の内部圧力を大気圧以下に減じ、その後前記絶
   縁性気体を所定圧力に封入して成ることを特徴とするガ
   ス絶縁機器の製造方法。
3. 【請求項３】 前記請求項１または請求項２に記載のガ
   ス絶縁機器の製造方法において、 前記気体が流動する経路の一部に異物除去手段を備えて
   成ることを特徴とするガス絶縁機器の製造方法。
4. 【請求項４】 前記請求項１または請求項２に記載のガ
   ス絶縁機器の製造方法において、 前記気体が流動する経路において流れのよどみが生じる
   部分を形成して成ることを特徴とするガス絶縁機器の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記機器運転時の定格流速よりも速い流
   速で流動させる気体と、前記所定圧力に封入してなる絶
   縁性気体とが同一気体であることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載のガス絶縁機器の製造方法。
6. 【請求項６】 前記請求項１または請求項２に記載のガ
   ス絶縁機器の製造方法において、 前記気体を機器運転時の定格流速よりも速い流速で流す
   際に超音波を検出する超音波検出手段を備えて成ること
   を特徴とするガス絶縁機器の製造方法。
7. 【請求項７】 前記請求項１または請求項２に記載のガ
   ス絶縁機器の製造方法において、 前記機器運転時に絶縁性気体を流動させる装置に付加し
   て、気体を機器運転時の定格流速よりも速い流速で流動
   させる時のみ気体を流動させる装置を備えて成ることを
   特徴とするガス絶縁機器の製造方法。