JPH09294313A - ガス絶縁開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ギャップ放電を行ってもアーク生成物による
絶縁物への悪影響を防いで優れた性能を維持するガス絶
縁開閉器を提供する。 【解決手段】 抵抗体７を通して固定側接触部３に接続
される抵抗体シールド５と対向して、外部よりガス気密
貫通する接地棒挿入部１１が設けられる。接地棒挿入部
１１には接地用端子棒１３が挿入され、抵抗体７の耐電
圧試験時には接地用端子棒１３が抵抗体シールド５と電
気的に接続される。また、固定接触部３に対してギャッ
プ放電によるサージ電圧を印加するギャップ放電装置１
０が取付けられている。このギャップ放電装置１０には
固定端子１５および可動端子１６が対向して配置され
る。固定端子１５の外径Ｄ２および可動端子１６の外径
ｄ２はそれぞれ、抵抗接点６の外径Ｄ１および可動接触
子４の外径ｄ１と同径に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電所において使
用される抵抗付きのガス絶縁開閉器に係り、特に、外部
から容易に抵抗体の耐電圧を調べることが可能なガス絶
縁開閉器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガス絶縁開閉器は、絶縁性ガス
として３〜６気圧程度のＳＦ6 ガスを密閉容器内に充填
し、この密閉容器内に遮断器、断路器、接地開閉器、変
流器、計器用変圧器などの開閉操作に必要な機器が収納
されて構成されている。これらのガス絶縁開閉器の中
で、断路器はその開閉操作を遮断器を開いた状態で行っ
ている。このような断路器の開閉操作を行う場合、断路
器サージと呼ばれるサージが断路器の極間において発生
し、ガス断路器内を伝搬する。この断路器サージはＵＨ
Ｖクラスのガス絶縁開閉器の絶縁を脅かすため、その発
生電圧レベルを抑える必要がある。

【０００３】そこで、断路器サージの発生電圧レベルを
抑制するガス断路器として、抵抗付きのガス絶縁開閉器
が提案されている。このようなガス絶縁開閉器の従来例
を図６を参照して具体的に説明する。

【０００４】図に示すように、ガス断路器９には密閉容
器であるタンク１が設けられており、このタンク１内に
はＳＦ6 ガスが充填されている。またタンク１内には、
所定の極間を保持して可動側接触部２および固定側接触
部３が対向配置されて収納されている。これら可動側電
極部２および固定側電極部３に対して摺動自在に可動接
触子４が設けられている。また、タンク１の上部には可
動接触子４に駆動力を与える操作機構部８が取付けられ
ている。前記可動接触子４は操作機構部８からの駆動力
を受けて固定側接触部３と接離するようになっている。

【０００５】固定側接触部３の周囲には断路器サージを
十分に抑制できる値の抵抗体７が配置されている。抵抗
体７は棒状絶縁物に抵抗線を巻回して形成されており、
その一端部が固定側接触部３に固定されている。抵抗体
７において可動側接触部２と対向する側の他端部には抵
抗体シールド５が配設されている。抵抗体シールド５は
抵抗体７を通して固定側接触部３に電気的に接続されて
いる。

【０００６】また、抵抗体シールド５の内周部には抵抗
接点６が設けられており、この抵抗接点６と前記可動接
触子４との間隙にはギャップｇが形成されている。ギャ
ップｇのギャップ長は、次のような絶縁協調面からの検
討を行うことによって決定されている。すなわち、ガス
断路器９の開閉操作途中、可動接触子４の先端部が抵抗
接点６の近傍に位置するとき、接触部２，３間に再点弧
が発生した場合、抵抗接点６と可動接触子４がフラッシ
オーバーによって通電するが、この時点で可動接触子４
と固定側接触部３やタンク１とが絶縁破壊を起こすこと
のないようにギャップｇのギャップ長が決定される。

【０００７】以上のようなガス断路器９においては、開
閉操作途中で可動接触子４と抵抗接点６との間で再点弧
が複数回発生するが、抵抗体７がこの時の断路器サージ
の発生電圧レベルを十分抑制することができる。このよ
うに抵抗体７は重要な働きを担っており、その耐電圧が
ガス断路器９の性能を左右する。そのため従来より、抵
抗体７に所定の電圧を印加して抵抗体７の耐電圧を調べ
る放電試験が行われている。

【０００８】抵抗体７に電圧を印加する場合、雷インパ
ルスでは立ち上がりが緩やか過ぎて不適であるとされて
いる。これは、断路器サージは数ｎｓｅｃといった早い
立ち上がりであり、数十μｓｅｃの立ち上がりである雷
インパルスと比べて非常に急峻であるため、抵抗体７が
数十ｃｍ程度であれば十分に抵抗体７を通る間にサージ
が立ち上がることになるからである。したがって、抵抗
体７に電圧を印加する放電試験を行う場合、ギャップ放
電によるサージ電圧が用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、抵抗体７の
放電試験を行う場合、放電電圧にはばらつきがあるの
で、抵抗体７に所定の電圧をかけるために必要回数以上
のギャップ放電を行うことが有り得る。しかし、ギャッ
プ放電時にはアークによる分解生成物の発生を伴うこと
がある。したがって、せっかく放電試験に合格しても、
アークによる分解生成物が固定側接触部３や可動接触子
４に付着し、極間の耐電圧性能に対して悪影響を与える
ことがある。すなわち、ガス絶縁開閉器の内部で何回も
ギャップ放電を行うといった試験方法を採用することは
絶縁物への影響を考えると好ましくなかった。

【００１０】また、抵抗体７と可動接触子４のギャップ
ｇのギャップ長は、投入状態では最小になっている。そ
のため、ガス断路器９の開閉途中に比べて抵抗体７と可
動接触子４との絶縁距離は小さく、低い放電電圧しか発
生しない。そこで、抵抗体７実レベルの放電電圧を印加
するために、可動接触子４を開極操作の途中でいったん
止めた状態で放電試験を行っていた。したがって、操作
機構部８は可動接触子４を開極操作の途中で停止させる
機能を備える必要があった。その結果、操作機構部８が
複雑化・大形化していた。

【００１１】さらに従来では、抵抗体７の単品による耐
電圧の試験と、抵抗体シールド５をガス断路器９に組み
込んだ状態での雷インパルス及び商用周波による通常の
耐電圧の試験を実施している。しかし、どちらの試験に
おいても抵抗体７にサージ電圧が印加された状態におい
て過渡的に抵抗体シールド５および固定側接触部３に電
圧がかかる場合の絶縁検証を行うことができない。

【００１２】そのため、万一抵抗体７の取付けに不備が
あったり、抵抗体シールド５と固定側接触部３間に異物
があったとしても、実際に系統を運用してガス断路器９
を動かすまでは、抵抗体シールド５および固定側接触部
３間の絶縁は保証されていないことになる。抵抗体シー
ルド５および固定側接触部３間がもし短絡されると、抵
抗体７を介さないため過大なサージが発生することにな
り、系統の故障要因となる可能性がある。よって、通常
の耐電圧試験の他に、実際に系統を運用した上での本試
験を必ず実施しており、時間と費用がかかっていた。

【００１３】以上述べたように従来技術においては、ガ
ス絶縁開閉器内でギャップ放電を行っていたため、アー
ク生成物が固定側接触部や可動接触子に付着して極間の
耐電圧性能を低下させる可能性があった。また、抵抗体
の放電試験を行うとき可動接触子を開極操作途中で止め
なくてはならなかったので、可動接触子の操作機構部が
複雑化・大形化した。さらに、抵抗体シールドおよび固
定側接触部間の絶縁を保証するために多大な時間と費用
がかかっており、放電試験の容易化ならびに試験コスト
の低減化が望まれていた。

【００１４】本発明は、上記の問題点を解消するために
提案されたものであり、その主たる目的は、抵抗体の耐
電圧を調べるためのギャップ放電を行ってもアーク生成
物による絶縁物への悪影響を防いで優れた性能を維持す
るガス絶縁開閉器を提供することである。

【００１５】また、本発明の他の目的は、抵抗体の放電
試験を行うに際して可動接触子を開極操作の途中で止め
ることなく、操作機構部を簡略化して機器の小形化に貢
献するガス絶縁開閉器を提供することである。

【００１６】さらに、本発明の他の目的は、放電試験の
容易化を図り、低コストで抵抗体シールドおよび固定側
接触部間の絶縁保証が可能なガス絶縁開閉器を提供する
ことである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ため、請求項１の発明は、絶縁性ガスを充填した密閉容
器が設けられ、この密閉容器内には所定の極間を保持し
て可動側接触部および固定側接触部が対向配置され、前
記固定側電極部および前記可動側電極部に対して摺動自
在に可動接触子が設けられ、この可動接触子に駆動力を
与える操作機構部が取付けられ、前記固定側接触部の周
囲には抵抗体が固定され、前記抵抗体において前記可動
側電極部と対向する側の端部には抵抗接点を有する抵抗
体シールドが配置され、前記抵抗体シールドは前記抵抗
体を通して前記固定側接触部に電気的に接続されるよう
に構成されたガス絶縁開閉器において、前記密閉容器の
前記抵抗体シールドと対向する部分には外部よりガス気
密貫通する接地棒挿入部が設けられ、前記接地棒挿入部
には摺動自在に接地用端子棒が挿入され、前記接地用端
子棒は前記抵抗体の耐電圧試験時に前記抵抗体シールド
と電気的に接続されるように構成され、さらに、前記ガ
ス絶縁開閉器の外部より前記固定接触部にギャップ放電
によるサージ電圧を印加するギャップ放電装置が取付け
られたことを特徴とする。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１記載のガス絶
縁開閉器において、前記ギャップ放電装置には、２つの
放電端子が対向配置され、一方の放電端子が前記固定側
接触部に電気的に接続され、この固定側接触部に接続さ
れた側の放電端子の外径は前記抵抗接点の外径とほぼ同
径と設定され、他方の放電端子の外径は前記可動接触子
の外径とほぼ同径と設定されたことを特徴とする。

【００１９】請求項３の発明は、請求項２記載のガス絶
縁開閉器において、前記放電端子のうち少なくとも一方
は、前記放電端子間の距離を変えるように移動可能に設
けられたことを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明は、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、前記放電端子の対向
する部分にはそれぞれ、耐弧性の金属からなる耐弧片が
形成されたことを特徴とする。

【００２１】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の発明では、接地
用端子棒が抵抗体シールドと電気的に接続された状態
で、ギャップ放電装置がガス絶縁開閉器の外部から固定
接触部にサージ電圧を印加して、抵抗体の放電試験を行
うことができる。つまり、ガス絶縁開閉器内でギャップ
放電を行うことなく抵抗体にサージ電圧を印加すること
ができる。したがって、抵抗体に所定の電圧をかけるた
めに何回もサージ電圧を印加した場合でも、ギャップ放
電時に発生するアーク生成物がガス絶縁開閉器内の固定
側接触部や可動接触子に付着することがない。そのた
め、ガス絶縁開閉器の極間の耐電圧性能が劣化するおそ
れがない。

【００２２】また、ギャップ放電装置はガス絶縁開閉器
の操作とは独立して動作することができるので、ガス絶
縁開閉器の開極操作途中でわざわざ可動接触子を停止さ
せた状態で抵抗体の放電試験を行う必要がない。したが
って、可動接触子に駆動力を与える操作機構部には、可
動接触子を開極操作の途中で停止させる機能が不要であ
り、操作機構部の構成を簡略化することができる。

【００２３】さらに本発明では、ギャップ放電装置が固
定接触部にサージ電圧を印加することによって抵抗体シ
ールドと固定接触部間の耐電圧試験を行うことができ
る。そのため、実際に系統を運用することなく、抵抗体
にサージ電圧が印加された状態において過渡的に抵抗体
シールドおよび固定側接触部に電圧がかかる場合の絶縁
検証を行うことが可能となる。

【００２４】請求項２の発明では、ギャップ放電装置の
放電端子の外径を、ガス絶縁開閉器の抵抗接点および可
動接触子の外径に合わせたことで、放電電圧についても
ほぼ同等の極間距離で発生させることが可能になり、放
電電圧を実際のガス絶縁開閉器に合わせることができ
る。

【００２５】請求項３の発明においては、放電端子を移
動させて端子間の距離を変えることができるため、放電
電圧の調整を容易に行うことが可能である。

【００２６】請求項４の発明においては、放電端子の対
向部分に耐弧片を形成したことにより、多数回の放電に
耐えることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について、図１〜図５を参照して具体的に説明する。な
お、本実施の形態は図６に示した従来例と同一のガス断
路器に適用したものであり、同一の部材に関しては同一
符号を付し、説明は省略する。

【００２８】（１）構成 図１の構成図に示すように、タンク１の壁面部において
抵抗体シールド５と対向する部分には，外部よりガス気
密貫通する接地棒挿入部１１が設けられている。この接
地棒挿入部１１には摺動自在に接地用端子棒１３が挿入
されている。接地用端子棒１３の先端部にはストッパ１
４が設けられている。ストッパ１４は抵抗体シールド５
と接触し、接地用端子棒１３と抵抗体シールド５とが電
気的に接続されるようになっている。また、接地棒挿入
部１１と接地用端子棒１３との間には気密シール１２が
設けられている。このような接地棒挿入部１１およびそ
の周辺の構成に関しては図５にその拡大図を示してい
る。

【００２９】さらに、タンク１の壁面底部にはギャップ
放電装置１０が取付けられている。ギャップ放電装置１
０はガス断路器９の外部より固定接触部３に対してギャ
ップ放電によるサージ電圧を印加するようになってい
る。なお、図３では本実施の形態を模式的に示し、図４
では回路図を示している。

【００３０】続いて、ギャップ放電装置１０の構成につ
いて、図１および図２を用いて詳しく説明する。図２は
ギャップ放電装置１０の平面図である。これらの図に示
すように、ギャップ放電装置１０内にはＳＦ6 ガスが充
填されたタンク１が設けられており、その内部に放電端
子として固定端子１５および可動端子１６が対向配置さ
れている。各端子１５，１６の対向する部分にはそれぞ
れ、耐弧性の金属からなる耐弧片２１が形成されてい
る。固定端子１５は固定側接触部３に電気的に接続され
ており、その外径Ｄ２は抵抗接点６の外径Ｄ１と同径と
設定されている。また、可動端子１６の外径ｄ２は可動
接触子４の外径ｄ１と同径と設定されている。

【００３１】さらに可動端子１６は、端子１５，１６間
の距離を変えるように移動可能に設けられている。具体
的には、可動端子１６の基端部にはリンクレバー１９が
設置されており、リンクレバー１９には絶縁棒１７が立
ち上げられている。絶縁棒１７の先端部はギャップ放電
装置１０のタンク１上面部に突出しており、回転シール
部１８を介して回動自在なレバー２０に連結されてい
る。

【００３２】（２）作用効果 以上のような構成を有する本実施の形態において、接地
用端子棒１３が抵抗体シールド５側に移動し、ストッパ
１４を抵抗体シールド５に接触すると、接地用端子棒１
３と抵抗体シールド５とが電気的に接続され、抵抗体シ
ールド５は接地状態となる。この状態で、ギャップ放電
装置１０が動作し、固定端子１５および可動端子１６間
にギャップ放電を発生させ、サージ電圧が固定側接触部
３を通り抵抗体７の端部に到達する。このとき、抵抗体
シールド５は接地用端子棒１３により零電位の状態であ
るから、抵抗体５をサージが通り抜ける数十ｎｓｅｃの
間、抵抗体７を介して抵抗体シールド５と固定接触部３
にサージ電圧を印加することが可能となる。このように
して本実施の形態では、ギャップ放電装置１０が固定接
触部３に対してギャップ放電によるサージ電圧を印加
し、抵抗体７の放電試験ならびに抵抗体シールド５と固
定側接触部３間の耐電圧試験を行うことができる。

【００３３】以上の試験を行う本実施の形態では、ガス
断路器９の内部でギャップ放電を行うのではなく、ガス
断路器９の外部より抵抗体７にサージ電圧を印加するこ
とが可能である。したがって、抵抗体７に複数回サージ
電圧を印加しても、ギャップ放電時に発生するアーク生
成物が固定側接触部３や可動接触子４に付着することが
ない。その結果、ガス断路器９の極間の耐電圧性能が劣
化するおそれがなく、高い性能を維持することができ
る。

【００３４】また、ギャップ放電装置１０はガス断路器
９の操作に関係なく動作することができるので、抵抗体
７実レベルの放電電圧を印加するために可動接触子４を
開極操作途中で停止させた状態で抵抗体７の放電試験を
行うといった試験方法を採用しないで済む。したがっ
て、可動接触子４に駆動力を与える操作機構部８は、可
動接触子４を操作途中で停止させる機能を持つ必要がな
い。これにより、操作機構部８の構成を簡略化すること
ができ、機器の小形化に貢献することができる。

【００３５】さらに、ギャップ放電装置１０が抵抗体シ
ールド５および固定接触部３間の耐電圧試験を行うこと
ができるので、抵抗体７にサージ電圧が印加された状態
において過渡的に抵抗体シールド５および固定側接触部
３に電圧がかかる場合の絶縁検証を行うことが可能とな
る。したがって、実際に系統を運用する本試験を行わな
くとも、抵抗体シールド５および固定側接触部３間の絶
縁保証を実現することができ、放電試験の容易化ならび
に試験コストの低減化が図ることができる。

【００３６】また、本実施の形態では、ギャップ放電装
置１０における固定端子１５および可動端子１６の外径
Ｄ２，ｄ２を、抵抗接点６および可動接触子４の外径Ｄ
１，ｄ１に合わせたので、ギャップ放電装置１０による
放電電圧についても、ガス断路器９とほぼ同等の極間距
離で発生させることができる。つまり、ギャップ放電装
置１０の放電電圧を実際のガス断路器９のそれに合わせ
ることが可能である。

【００３７】さらに、本実施の形態においては、レバー
２０が回転すると、その回転力が絶縁棒１７を介してリ
ンクレバー１９に伝わり、リンクレバー１９が回転運動
を直線運動に変換して可動端子１６が水平方向に直線的
に移動する。このようにして可動端子１６を移動させて
端子１５，１６間の距離を変えることができるため、ギ
ャップ放電装置１０の放電電圧を容易に調整することが
可能である。しかも、本実施の形態では、端子１５，１
６の対向部分に耐弧片２１を形成しているので、多数回
の放電に耐えることができる。したがって、低コストで
長期間、放電試験を続けることができる。

【００３８】（３）他の実施の形態 なお、本発明は、以上のような実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、固定端子１５の外径Ｄ２と抵抗
接点６の外径Ｄ１、ならびに可動端子１６の外径ｄ２と
可動接触子４の外径ｄとを同一にすると共に、ガス断路
器９およびギャップ放電装置１０におけるタンク１の内
径を同一とした実施の形態も包含する。このような実施
の形態によれば、ガス断路器９およびギャップ放電装置
１０においてサージインピーダンスも等しくなる。その
ため、サージの反射等の影響を極力小さくすることが可
能になる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
ス絶縁開閉器内でギャップ放電をさせることがないた
め、ギャップ放電を行ってもアーク生成物による絶縁物
への悪影響を防ぐことができ、優れた性能を維持するこ
とができる。また、抵抗体の放電試験を行うに際して可
動接触子を開極操作の途中で止める必要がなく、操作機
構部を簡略化して機器の小形化に貢献することができ
る。さらに、抵抗体シールドおよび固定接触部間の耐電
圧試験が可能になるため、放電試験の容易化を図り、低
コストで抵抗体シールドおよび固定側接触部間の絶縁保
証が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成図。

【図２】本実施の形態のギャップ放電装置部分の平面
図。

【図３】本実施の形態の模式図。

【図４】本実施の形態の回路図。

【図５】本実施の形態の接地棒挿入部分の拡大図。

【図６】従来のガス断路器の構成図。

【符号の説明】

１…タンク ２…可動側接触部 ３…固定側接触部 ４…可動接触子 ５…抵抗体シールド ６…抵抗接点 ７…抵抗体 ８…操作機構部 ９…ガス断路器 １０…ギャップ放電装置 １１…接地棒挿入部 １２…気密シール １３…接地用端子棒 １４…ストッパ １５…固定端子 １６…可動端子 １７…絶縁棒 １８…回転シール部 １９…リンクレバー ２０…レバー ２１…耐弧片

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性ガスを充填した密閉容器が設けら
   れ、この密閉容器内には所定の極間を保持して可動側接
   触部および固定側接触部が対向配置され、前記固定側電
   極部および前記可動側電極部に対して摺動自在に可動接
   触子が設けられ、この可動接触子に駆動力を与える操作
   機構部が取付けられ、前記固定側接触部の周囲には抵抗
   体が固定され、前記抵抗体において前記可動側電極部と
   対向する側の端部には抵抗接点を有する抵抗体シールド
   が配置され、前記抵抗体シールドは前記抵抗体を通して
   前記固定側接触部に電気的に接続されるように構成され
   たガス絶縁開閉器において、 前記密閉容器の前記抵抗体シールドと対向する部分には
   外部よりガス気密貫通する接地棒挿入部が設けられ、 前記接地棒挿入部には摺動自在に接地用端子棒が挿入さ
   れ、 前記接地用端子棒は前記抵抗体の耐電圧試験時に前記抵
   抗体シールドと電気的に接続されるように構成され、 さらに、前記ガス絶縁開閉器の外部より前記固定接触部
   にギャップ放電によるサージ電圧を印加するギャップ放
   電装置が取付けられたことを特徴とするガス絶縁開閉
   器。
2. 【請求項２】 前記ギャップ放電装置には、２つの放電
   端子が対向配置され、一方の放電端子が前記固定側接触
   部に電気的に接続され、この固定側接触部に接続された
   側の放電端子の外径は前記抵抗接点の外径とほぼ同径に
   設定され、他方の放電端子の外径は前記可動接触子の外
   径とほぼ同径に設定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】 前記放電端子のうち少なくとも一方は、
   前記放電端子間の距離を変えるように移動可能に設けら
   れたことを特徴とする請求項２記載のガス絶縁開閉器。
4. 【請求項４】 前記放電端子の対向する部分にはそれぞ
   れ、耐弧性の金属からなる耐弧片が形成されたことを特
   徴とする請求項２または３記載のガス絶縁開閉器。