JPH0898351A - ガス絶縁開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】開閉器の動作に伴う発生過電圧の発生を抑制す
ることにより、支持絶縁部の損傷を防止し、変流器によ
る電流検出を確実にし、周辺機器への影響を抑え、かつ
作業員の感電の危険を防止した安全なガス絶縁開閉器を
提供する。 【構成】密閉された接地容器１内に固定側電極２と可動
側電極３が対向して配置され、可動側電極３には接地導
体１０が接続される。接地導体１０は絶縁物１１を介し
て接地容器１に支持され、かつ接地容器１の内外を気密
に挿通している。接地容器１の外部に引き出された接地
導体１０の先端に複数の導電板１３が４方向に放射状に
配置される。接地容器１には、絶縁物１１を挟んで上部
及び下部に導電板接続端子１４が設けられる。導電板１
３により、接地導体１０と導電板接続端子１４が接続さ
れ、接地導体１０及び導電板１３は接地線１２を介して
接地される。変流器１５が接地導体１０の接地容器１の
内部部分に配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は接地導体を備えたガス絶
縁開閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガス絶縁開閉装置は３〜６気圧
程度のＳＦ₆ ガスを充填した密閉接地容器内に、遮断
器、断路器、接地開閉器、交流器、計器用変圧器などの
開閉操作に必要な機器を収納して構成されている。こう
したガス絶縁開閉装置は高電圧大電力の開閉操作が容易
であり、高い信頼性が得られ、安全性が高く、用地の面
からもコンパクトでしかも環境との調和が保たれるなど
数多くの優れた特徴を有する。そのため近年では、変電
所あるいは開閉所等において、系統切り替えや線路故障
時の機器保護を目的として、ガス絶縁開閉装置が広く採
用されている。

【０００３】ところで、ガス絶縁開閉装置によって系統
の切り替えを行う場合には、ガス絶縁開閉装置に設置さ
れている遮断器または断路器を用いて系統間の切り離し
や接続が行われる。また、これらのガス絶縁開閉装置に
は、必要に応じて母線の接地がなされる。

【０００４】ところがこうした開閉器の開閉操作時に
は、回路構成ならびに開閉器の特性によって決まる過電
圧が発生する。例えば、断路器の開閉操作時には断路器
サージと称される過電圧が発生するが、この断路器サー
ジは、発生するサージレベルが高く、サージ電圧の立ち
上がり時間が数ナノ秒から数１０ナノ秒と極めて速いこ
とから、構成機器の絶縁を脅かす恐れがあるほか、周辺
機器に対しても電磁誘導作用により誤動作や機器の損傷
をもたらす恐れがあり、その抑制が望まれている。

【０００５】一方、雷撃による送電線の短絡事故が発生
した場合には、事故点には数万アンペアの短絡電流が流
れるため、遮断器を開放することにより短絡電流の除去
を行っている。この場合、事故点に他相からの誘導電流
によりアークが発生するため、事故点のアークが自然消
滅するのを待って遮断器を投入し、系統の安全性を維持
している。通常この動作は０．５秒程度で行われ、これ
を高速度再閉路と呼んでいる。しかしながら、現在計画
中のＵＨＶ送電などにおいては、送電線の距離が長いた
め、他相からの誘導電流が大きく、遮断器を開放しても
事故点のアークが自然消滅しないというＵＨＶ送電特有
の現象が起こることが明らかにされている。このため、
遮断器の開放後、接地装置を用いて送電線を強制的に接
地することによりアークを消滅させた後、遮断器を再投
入する方法が考えられている。

【０００６】以上のような方式に採用される従来の接地
装置の一例を図面により説明する。図７は、従来の接地
装置の一例を示す全体構成図、図８は、図７に示す接地
装置の電気的等価回路図、図３は、図７に示す絶縁物１
１に対する過電圧発生の原理説明図である。

【０００７】図７に示すように、絶縁ガス７が封入され
て密閉された接地容器１の内部に固定側電極２と可動側
電極３が対向して配置され接点８を構成している。固定
側電極２は絶縁物４により、接地電位を有する接地容器
１に支持固定されている。また、可動側電極３は絶縁物
５により接地容器１に支持固定されると共に、操作装置
６に接続され、この駆動力により固定側電極２と可動側
電極３の開閉動作が行われる。可動側電極３には接地導
体１０が接続され、この接地導体１０は絶縁物１１を介
して接地容器１に支持され、かつ接地容器１の内外を気
密に挿通し、接地線１２を介して接地されている。接地
線１２には系統保護用の変流器１５が接続されている。
すなわち、可動側電極３を流れる電流は接地導体１０に
より接地容器１の外部に取り出され、接地線１２を介し
て接地されている。

【０００８】ここで接地導体１０と絶縁物１１の接触点
をａ点、接地容器１と絶縁物１１の接触点をｂ点とする
と、接点８の投入により接地導体１０と接地線１２の間
には、図８に示すような電流ループａ−ｂが形成され
る。これに伴い絶縁物１１には図３に示される過電圧が
発生する。すなわち、接点８の投入によりａ点には図３
に示される電圧が生じ、一方ｂ点側は電流ループが形成
されているため、サージ伝搬の遅れによる電圧発生の遅
れが生じる。この結果、ａ−ｂ間すなわち絶縁物１１の
両端には図３の下側に示される台形状の過電圧が生じる
ことになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ａ−ｂ間す
なわち絶縁物１１の両端に生じる過電圧の大きさは固定
側電極側の電圧の大きさならびにループの長さにより種
々変化する。ところがＵＨＶ系統に接地装置が使用され
た場合、その大きさは、数百キロボトルに達するため、
絶縁物１１において沿面絶縁破壊が生じる恐れがあっ
た。また、接地線１２に系統保護用の変流器１５が接続
されている場合には、接地電流は絶縁物沿面を介して流
れてしまうため、変流器１５による電流検出は不可能と
なる問題があった。こうした絶縁物沿面の放電を防止す
るには、絶縁レベルの高い端子を用いる必要があるが、
絶縁レベルの高い端子を用いた場合には機器寸法が著し
く増大するという問題があった。また、過電圧の発生は
周辺機器に対しては電磁誘導による誤動作の発生や機器
の損傷を招く恐れがあった。さらに、接地装置の動作時
に、地上に立った作業員が接地導体１０の引出し部に接
触していた場合、前記高電圧サージ電圧が作業員に印加
されることになり、作業員に対する安全性が確保されて
いなかった。このような問題点は前記のような高速度再
閉路を行う接地装置のみに限られるものではなく、接地
導体を有するガス絶縁開閉器全般にあてはまる問題点で
あった。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
開閉器の動作に伴って、接地導体の支持絶縁部に発生す
る過電圧を抑制することにより、支持絶縁部の損傷を未
然に防止し、変流器による電流検出を確実にすると共
に、周辺機器への影響を少なくし、且つ、作業員の感電
の危険を防止した安全なガス絶縁開閉器を提供すること
である。

【００１１】

【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、請求項１記載のガス絶縁開閉器は、絶縁性ガスを
封入した接地容器内に固定側電極と可動側電極が対向し
て配置され、前記可動側電極が絶縁物を介して前記接地
容器に支持され、且つ前記接地容器の内外を気密に挿通
する接地導体に接続され、前記接地導体が前記接地容器
の外部にて接地線に接続されて成るガス絶縁開閉器にお
いて、前記接地導体が、並列して配設された複数の導電
板を介して前記接地容器に接続されたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項２記載のガス絶縁開閉器は、請求項
１記載のガス絶縁開閉器において、前記複数の導電板が
前記接地導体から放射状に配設されたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項３記載のガス絶縁開閉器は、請求項
１または請求項２記載のガス絶縁開閉器において、前記
複数の導電板の一つが、前記接地容器及び前記可動側電
極を駆動する操作装置を収納する機構箱に沿って下方向
に延長され、さらに前記導電板が前記機構箱に支持さ
れ、前記機構箱に設けられた端子により前記機構箱に電
気的に接続され、該導電板の下端部に接地線が接続され
たことを特徴とする。

【００１４】請求項４記載のガス絶縁開閉器は、請求項
１、請求項２または請求項３記載のガス絶縁開閉器にお
いて、前記導体の前記接地容器内部部分に変流器が配設
されたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち請求項１記載の発明によれば、開
閉器の動作に伴って発生する高周波の過電圧成分は、複
数の導電板により効果的にバイパスされるため、接地導
体の支持絶縁物の損傷や周辺機器の誤動作を招くことな
く信頼性の高い開閉動作を行なうことが可能となる。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、複数の導電
板を接地導体から放射状に配設することにより、簡単な
導電板の取り付け作業により、信頼性の高い開閉動作を
行なうことが可能となる。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、下方向に延
長した導電板下端に接地線を接続したことにより接地イ
ンピーダンスが低減され、電極部からの導体引出し部と
大地間の過電圧も抑制され作業員の安全性を確保でき
る。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、変流器を接
地導体の接地容器内部部分に配設したことにより、前記
バイパス回路に影響されることなく接地線電流を確実に
検出することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明によるガス絶縁開閉器の実施
例について図面を参照して具体的に説明する。

【００２０】（１）第一実施例 ［１−１］第一実施例の構成 図１は、本発明の第一実施例のガス絶縁開閉器を示す全
体構成図、図２は、図１のＡ矢視図である。図３は、図
１に示した絶縁物１１に対する過電圧発生の原理説明図
であり、図４は、図１に示すガス絶縁開閉器の電気的等
価回路図である。

【００２１】図１に示すように、絶縁ガス７が封入さ
れ、密閉された接地容器１の内部に固定側電極２と可動
側電極３が対向して配置され接点８を構成している。固
定側電極２は絶縁物４により、接地電位を有する接地容
器１に支持固定されている。また、可動側電極３は絶縁
物５により接地容器１に支持固定されると共に、操作装
置６に接続され、この駆動力により固定側電極２と可動
側電極３の開閉動作が行われる。可動側電極３には接地
導体１０が接続され、この接地導体１０は絶縁物１１を
介して接地容器１に支持され、かつ接地容器１の内外を
気密に挿通し、接地線１２を介して接地されている。こ
こで接地導体１０と絶縁物１１の接触点をａ点、接地容
器１と絶縁物１１の接触点をｂ点とする。ここまでの構
成は前述した従来例と同様であるが、さらに本実施例に
おいては、図２に示すように接地容器１の外部に引き出
された接地導体１０の先端には複数の導電板１３が４方
向に放射状に配置されている。接地容器１には、支持し
た絶縁物１１を挟んで上部及び下部に、それぞれ導電板
接続端子１４が設けられる。そして接地導体１０から４
方向に放射状に伸びる導電板１３により、接地導体１０
と接地容器１に設けられた導電板接続端子１４とが接続
され、接地導体１０及び導電板１３は接地線１２を介し
て接地されている。また、接地線１２を流れる電流を測
定することを目的とする変流器１５が、導体１０の接地
容器１の内部部分に配設されている。

【００２２】［１−２］第一実施例の作用・効果 以上のような構成を有する本実施例の作用効果は次の通
りである。すなわち、図４に示すようにガス絶縁開閉器
の開閉操作に伴って発生する過電圧は、接地導体１０を
介して絶縁物１１の点に達した時点で、導電板１３によ
り、接地容器１に至る帰還ループが形成される。すなわ
ち、より線に比べ自己インダクタンスの小さい複数の導
電板１３を並列且つ放射状に配置したことにより、導電
板１３合計の抵抗及びインダクタンスが低減できる。こ
の結果、接地線１２を介する電流ループ２のインピーダ
ンスに比べ、導電板１３を介する電流ループ１のインピ
ーダンスが十分小さくでき、また図３における、ａ点に
対するｂ点の電圧立上がり時間が短くできるため、絶縁
物１１に発生する過電圧（ａ−ｂ間電圧）を抑制するこ
とが可能となる。

【００２３】なお、本実施例では、導電板１３は４方向
に放射状に配置されているが、これは接地容器１の導電
板接続端子１４の配置が容易であるためであり、導電板
１３のインピーダンス値を調整するため、必要に応じて
増減してもよい。

【００２４】また、接地線電流を測定するための変流器
１５を接地導体１０の接地容器１の内部部分に設けたた
め、同変流器１５は導電板１３による電流ループ１の接
点８側に位置し、接地線電流を確実に測定することがで
きる。

【００２５】以上のように、本発明の第一実施例によれ
ば、接地導体１０の接地容器１からの引出し口部分に、
接地導体１０と接地容器１とを接続する並列且つ放射状
の導電板１３を設けることにより、過電圧の原因となる
ループインピーダンスを低減することが可能となる。こ
の結果、絶縁物１１に生じる過電圧を抑制することがで
き、絶縁物１１の沿面絶縁破壊を未然に防止できる。ま
た、発生するサージのレベルも低くなるため、周辺機器
への誘導を抑制することができ、機器の誤動作や損傷を
防止できる。

【００２６】（２）第二実施例 ［２−１］第二実施例の構成 図５は、本発明の第二実施例のガス絶縁開閉器を示す全
体構成図、図６は、図５のＢ矢視図である。図５に示す
ように本実施例では、絶縁ガス７が封入され、密閉され
た接地容器１の内部に固定側電極２と可動側電極３が対
向して配置され接点８を構成している。固定側電極２は
絶縁物４により、接地電位を有する接地容器１に支持固
定されている。また、可動側電極３は絶縁物５により接
地容器１に支持固定されると共に、可動側電極３を駆動
する操作装置を収納した機構箱１６に接続され、操作装
置の駆動力により固定側電極２と可動側電極３の開閉動
作が行われる。可動側電極３には接地導体１０が接続さ
れ、この接地導体１０は絶縁物１１を介して接地容器１
に支持され、かつ接地容器１の内外を気密に挿通してい
る。接地容器１の外部に引き出された接地導体１０の先
端には複数の導電板１３が４方向に放射状に配置されて
いる。接地導体１０と接地容器１とを接続する複数の導
電板１３の内の１つが機構箱１６に沿って下方向に延長
され、機構箱１６には延長した導電板１３を支持し且つ
機構箱１６と導電板１３とを電気的に接続する部材１７
が設けられている。さらに、下方向に延長した導電板１
３の下端には接地線１２が接続されている。

【００２７】［２−２］第二実施例の作用・効果 本実施例によれば、接地導体１０の接地容器１からの引
出し口部分と大地間の接地線インピーダンスをも低減す
ることができ、大地と接地導体１０引出し口部間の過電
圧をも抑制することができる。この大地と接地導体１０
引出し口部間の電圧は、接地開閉器動作時に作業員が接
触している場合作業員に印加される電圧（いわゆる接触
電圧）であり、本電圧を抑制することにより作業員の安
全性が確保できる。また、導電板１３と機構箱１６とを
電気的に接続しているため、接地線１２は導電板１３に
１ケ所のみ接続すればよく、構成が簡素化できる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、ガス
絶縁開閉器の接地側電極の接地容器からの引出し導体出
口部に該導体と接地容器とを接続する複数の並列導電板
を設けることにより、開閉操作に伴って発生する過電圧
を抑制することができ、これによって接地導体の支持絶
縁物沿面の絶縁破壊を防止できると共に周辺機器に対し
ても電磁誘導による影響が少ないガス絶縁開閉器を提供
できる。また、接地線電流測定用変流器を接地導体の接
地容器内部部分に配設することにより、確実に接地線電
流が測定可能なガス絶縁開閉器を提供できる。さらに、
接地導体引出し部の前記複数の導電板の１つを下方向に
延長し、この導電板下端に接地線を接続することによ
り、接地導体引出し部と大地間の過電圧をも抑制するこ
とができ、安全且つ構成の簡素なガス絶縁開閉器を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス絶縁開閉器の第一実施例を示
す全体構成図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】図１及び図７に示す絶縁物１１に対する過電圧
発生の原理説明図。

【図４】図１に示すガス絶縁開閉器の電気的等価回路
図。

【図５】本発明によるガス絶縁開閉器の第二実施例を示
す全体構成図。

【図６】図５のＢ矢視図。

【図７】従来の接地装置の一例を示す全体構成図。

【図８】図７に示す接地装置の電気的等価回路図。

【符号の説明】

１…接地容器 ２…固定側電極 ３…可動側電極 ４…絶縁物 ５…絶縁物 ６…操作装置 ７…絶縁ガス ８…接点 １０…接地導体 １１…絶縁物 １２…接地線 １３…導電板 １４…導電板接続端子 １５…変流器 １６…機構箱 ａ…接地導体１０と絶縁物１１の接触点 ｂ…接地容器１と絶縁物１１の接触点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 剛一 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性ガスを封入した接地容器内に固定側
   電極と可動側電極が対向して配置され、前記可動側電極
   が絶縁物を介して前記接地容器に支持され、且つ前記接
   地容器の内外を気密に挿通する接地導体に接続され、前
   記接地導体が前記接地容器の外部にて接地線に接続され
   て成るガス絶縁開閉器において、 前記接地導体が、並列して配設された複数の導電板を介
   して前記接地容器に接続されたことを特徴とするガス絶
   縁開閉器。
2. 【請求項２】前記複数の導電板が前記接地導体から放射
   状に配設されたことを特徴とする請求項１記載のガス絶
   縁開閉器。
3. 【請求項３】前記複数の導電板の一つが、前記接地容器
   及び前記可動側電極を駆動する操作装置を収納する機構
   箱に沿って下方向に延長され、さらに前記導電板が前記
   機構箱に支持され、前記機構箱に設けられた端子により
   前記機構箱に電気的に接続され、該導電板の下端部に接
   地線が接続されたことを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のガス絶縁開閉器。
4. 【請求項４】前記導体の前記接地容器内部部分に変流器
   が配設されたことを特徴とする請求項１、請求項２また
   は請求項３記載のガス絶縁開閉器。