JPH11215669A - ガス絶縁母線及びガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、通電導体の誘導磁場に起因し
て接地メッシュに流れる誘導電流を低減して基礎コンク
リートの温度上昇を抑えることができるガス絶縁母線及
びガス絶縁開閉装置を提供することにある。 【解決手段】左側の導電性タンク１の接地線６ｂは右側
の導電性タンク１の下側の接地メッシュ５の左端に接続
され、右側の導電性タンク１の接地線６ｃは左側の導電
性タンク１の下側の接地メッシュ５の右端に接続されて
いる。接地メッシュ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞ
れ少なくとも１箇所（図１では１箇所）の交差部を有
し、複数（図１では２個）のループを形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス絶縁開閉装置に
係り、特に、ガス絶縁母線の接地メッシュに発生する誘
導電流を軽減したガス絶縁母線及びこれを用いたガス絶
縁開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大と電力設備の小型
化の要請から、送電系統の基幹では絶縁性能の高いＳＦ
₆ ガスを封入した導電性タンク内に通電導体や電気装置
を収納したガス絶縁機器を多用する傾向がある。ガス絶
縁開閉機器の基本構成要素にはガス絶縁母線（ＧＩＢ）
があり、ガス絶縁母線ではＳＦ₆ ガスを封入した導電性
タンクに、通電導体が絶縁スペーサを介して支持されて
いる。

【０００３】ガス絶縁開閉機器は開閉サージや雷サージ
によって大きな電流がタンクに発生する。このタンクに
発生する電流に対して、タンクを一点または多点接地し
て地面に放電して短絡などの事故を防止している。一点
接地は電気的に接続されている複数のタンクの一箇所を
接地する方式で、多点接地は電気的に接続されている複
数のタンクの二箇所以上を接地する方式である。近年の
大容量のガス絶縁開閉機器では、サージによってタンク
に発生する電流の影響を極力抑えるために多点接地が主
流となっている。

【０００４】しかしながら、多点接地方式では、タン
ク，接地線及び接地メッシュによって閉回路が形成さ
れ、通電導体に電流が流れることにより発生する磁場が
前記閉回路に鎖交して接地線及び接地メッシュに大きな
誘導電流が流れる。

【０００５】このため、従来の相分離形ガス絶縁開閉装
置では、三相のタンクを相間短絡導体で接続して三相短
絡回路を形成し、タンクに大きな誘導電流を生じさせる
ことで通電導体から発生する漏洩磁場を弱めて、前記閉
回路に誘導される電流を低減する方法が用いられてい
る。ここで、相分離形ガス絶縁開閉装置とは、三相交流
を通電する各相の通電導体を三つの独立したタンク内に
収納した構成のものをいう。しかしながら、この方法
は、三相のタンクがほぼ同一形状で平行に設置される場
合でなければ使用できないという問題があった。

【０００６】この問題に対処するための第１の従来技術
としては、特開昭57−36506 号公報に、一組の電気的に
接続された複数の接地線を一箇所に集め、前記接地線を
互いに電気的に接触しないように近接して地中の接地メ
ッシュに接続することにより、通電導体の電流による漏
洩磁束の貫通量を減少させ、接地線に流れる誘導電流を
抑える技術が記載されている。

【０００７】第２の従来技術としては、特開昭57−3650
9 号公報に、タンクの一端から他端付近の接地メッシュ
まで接地線を接続し、他端からは一端付近の接地メッシ
ュまで接地線を接続することにより、接地線に発生する
誘導電圧と、タンク及び接地メッシュに発生する誘導電
圧とを反対向きにして、接地線に流れる誘導電流を抑え
る技術が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には以下のような問題がある。第１の従来技術では、
タンクの複数の位置から接地線を一箇所に集めるため、
接地線の引き回しが煩雑になる。また、接地メッシュま
での接地線の長さが長くなるためにインピーダンスが高
くなり、サージ電流を確実に接地メッシュに流すことが
できない可能性がある。

【０００９】また、第２の従来技術では、通電導体によ
る漏洩磁場は通電導体から離れるに従い減少するため、
接地線に流れる誘導電流を完全に抑制することはできな
い。また、第１の従来技術と同様に、接地メッシュまで
の接地線が長いためにインピーダンスが高くなり、サー
ジ電流を確実に接地メッシュに流すことができない可能
性がある。

【００１０】さらに、ガス絶縁開閉装置では多数のガス
絶縁機器が電気所に設置されるため、電気所の広範囲に
わたって基礎コンクリート中に接地メッシュが敷設され
ている。接地メッシュは導線による格子で構成されてい
るため、ガス絶縁機器からの漏洩磁場によって、接地メ
ッシュの各格子で形成される閉回路には、誘導電流が発
生する。近年の送電容量の増大によって、ガス絶縁機器
からの漏洩磁場は強くなる傾向があるため、接地メッシ
ュに流れる誘導電流が増大することになり、基礎コンク
リートの温度が上昇し、破損するなどの影響が懸念され
ている。

【００１１】本発明の目的は、通電導体の誘導磁場に起
因して接地メッシュに流れる誘導電流を低減して基礎コ
ンクリートの温度上昇を抑えることができるガス絶縁母
線及びガス絶縁開閉装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明は、内部に絶縁ガスと通電導体を収納した
導電性タンクと、前記導電性タンクの下側の基礎コンク
リート中に前記導電性タンクに対応させて埋設された接
地メッシュと、前記導電性タンクと前記接地メッシュと
の間を電気的に接続する接地線とを備えたガス絶縁母線
において、複数の前記導電性タンクが絶縁スペーサを挟
んで接続されており、前記絶縁スペーサを挟んだ一方の
導電性タンクの絶縁スペーサ側端部と他方の導電性タン
クに対応する接地メッシュの絶縁スペーサ側端部とが第
１の接地線で接続され、前記他方の導電性タンクの絶縁
スペーサ側端部と前記一方の導電性タンクに対応する接
地メッシュの絶縁スペーサ側端部とが第２の接地線で接
続されている。

【００１３】第２の発明は、内部に絶縁ガスと通電導体
を収納した導電性タンクと、前記導電性タンクの下側の
基礎コンクリート中に埋設された接地メッシュと、前記
導電性タンクと前記接地メッシュとの間を電気的に接続
する接地線とを備えたガス絶縁母線において、前記接地
メッシュは少なくとも１つの閉回路を備え、前記閉回路
は少なくとも１箇所の電気的に絶縁された交差部を有す
ることにより複数のループを形成している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガス絶縁開閉装置
の第１実施例を図１〜図４を用いて説明する。図３は第
１実施例のガス絶縁開閉装置の側面図、図４は図３の上
面図、図１は第１実施例のガス絶縁母線の概略構成図、
図２は図１の接地メッシュの交差部の拡大図である。ガ
ス絶縁開閉装置は、変電所や開閉所での電力系統の開閉
に使用される。

【００１５】図３及び図４に示すように、ガス絶縁開閉
装置は、ガス絶縁母線１１及び１２，遮断器１３，断路
器１９などの構成機器の通電部を導電性タンク内に配置
し、導電性タンク内に絶縁性能の優れたＳＦ₆ ガスなど
を満たして構成されている。遮断器１３は、電力系統に
生じた地絡箇所又は短絡箇所を即座に系統から切り離
し、機器の破壊や損傷を防ぐために使用される。断路器
１９は、回路の接続変更や点検修理の際に電源からの切
り離しを確実に行うために使用される。

【００１６】ガス絶縁母線１１及び１２はガス絶縁開閉
装置の基本構成要素であり、導電性タンク内に絶縁材で
形成されたスペーサで通電導体を支持し、不燃性ガスと
共に密閉した構造を持つ。ガス絶縁母線１２は、ブッシ
ング１０及びケーブル１０ａを介して外部の送電線など
と接続される。ガス絶縁開閉装置内では、各機器はガス
絶縁母線１１及び１２によって接続されている。

【００１７】ガス絶縁母線には、主に各相を別々の導電
性タンク内に密封した相分離形のガス絶縁母線１２と、
三相を同じ導電性タンク内に密封した三相一括形のガス
絶縁母線１１が用いられる。各導電性タンクは、これを
支持する金属製の台座１８又はタンクに直接接続された
接地線６によって、基礎コンクリート中に埋設された接
地メッシュ５に多点接地されている。

【００１８】図１に示すように、ガス絶縁母線は、導電
性タンク１，通電導体２，絶縁スペーサ４及び導電性タ
ンク１内に密閉されたＳＦ₆ ガス（図示せず）などから
構成される。導電性タンク１はアルミ材で形成され、２
つの導電性タンク１が絶縁スペーサ４を挟んでフランジ
３により接続されている。絶縁スペーサ４はエポキシ樹
脂で形成されており、円錐状又は円板状の形状をしてい
る。通電導体２はアルミ材で形成され、絶縁スペーサ４
によって支持されて、導電性タンク１内に３〜５気圧程
度の不燃性ガス（絶縁ガス）であるＳＦ₆ ガスと共に密
閉収納される。導電性タンク１の端部からは、接地線６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが図示されていないコンクリート
中に埋設された接地メッシュ５に接続されている。図１
において左側に位置する導電性タンク１の右端に接続さ
れた接地線６ｂと、右側に位置する導電性タンク１の左
端に接続された接地線６ｃとは、互いに交差している。
即ち、左側の導電性タンク１の接地線６ｂは右側の導電
性タンク１の下側の接地メッシュ５の左端に接続され、
右側の導電性タンク１の接地線６ｃは左側の導電性タン
ク１の下側の接地メッシュ５の右端に接続されている。
２つの接地線６ｂと６ｃの交差部分は、電気的に絶縁さ
れている。

【００１９】左側の導電性タンク１の下側には、閉回路
を構成する２つの接地メッシュ５ａ及び５ｂが存在す
る。右側の導電性タンク１の下側には、閉回路を構成す
る２つの接地メッシュ５ｃ及び５ｄが存在する。接地メ
ッシュ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞれ少なくとも
１箇所（図１では１箇所）の交差部を有し、複数（図１
では２個）のループを形成している。図２の交差部分の
拡大図に示すように、各接地メッシュ５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄの交差部分も、互いに電気的には絶縁されてい
る。

【００２０】次に、本実施例の作用を図５〜図８を用い
て説明する。図５は図１の概略縦断面図である。通電導
体２に矢印７の方向（右方向）に交流電流を流すと、導
電性タンク１の外部には漏洩磁束８が発生する。この漏
洩磁束８の影響により、導電性タンク１，接地線６ａ〜
６ｄ，接地メッシュ５には、それぞれ矢印で示す方向に
誘導電流が発生する。

【００２１】図５の絶縁スペーサ４を挟む両側の導電性
タンク１の接地線が交差する部分では、図６の接地線の
交差部分の拡大図に示すように、交差位置を境に接地線
６ｃに誘導される誘導電流９ａと９ｃが打ち消し合い、
接地線６ｂに誘導される誘導電流９ｂと９ｄが打ち消し
合う。このようにして、接地線と接地メッシュに流れる
誘導電流は本交差部分で打ち消し合うため、通電導体２
への通電により接地線及び接地メッシュに発生する誘導
電流を大幅に低減できる。

【００２２】従って、接地線及び接地メッシュの温度上
昇を抑制して、基礎コンクリートの温度上昇を抑えるこ
とができる。また、本実施例では、長さの短い接地線に
よりガス絶縁開閉装置（ガス絶縁母線）の導電性タンク
を多点接地できるため、導電性タンクにサージ電流が発
生した場合でも、サージ電流を確実に接地メッシュに流
すことができ、機器の信頼性を向上できる。

【００２３】次に、接地メッシュ５ａ及び５ｂに流れる
誘導電流について説明する。図７は図１の概略横断面図
である。通電導体２に７の方向（紙面の下側から上側に
向かう方向）に電流を流すと、漏洩磁束８が発生する。
この漏洩磁束８が、図示されていないコンクリート中に
設置される接地メッシュ５に鎖交する。図８は図１を真
上から見た誘導電流の説明図である。通電導体２に矢印
７の方向に電流を流すことで発生する漏洩磁束８の影響
により、接地メッシュ５ａには誘導電流１３ａ及び１３
ｂが、接地メッシュ５ｂには誘導電流１３ｃ及び１３ｄ
が、それぞれ発生する。

【００２４】接地メッシュ５ａは二つのループを備えて
いるため、２つの誘導電流１３ａと１３ｂは接地メッシ
ュ５ａの交差点で互いに打ち消し合う。同様に、接地メ
ッシュ５ｂは二つのループを備えているため、２つの誘
導電流１３ｃと１３ｄは接地メッシュ５ｂの交差点で互
いに打ち消し合う。接地メッシュ５ｃ及び５ｄでも、同
様な効果が得られる。この結果、漏洩磁束８により接地
メッシュに誘導される誘導電流を大幅に低減できる。従
って、接地メッシュの温度上昇を抑制して、基礎コンク
リートの温度上昇を抑えることができる。

【００２５】次に、本発明のガス絶縁母線の第２実施例
を図９及び図１０を用いて説明する。図９は第２実施例
の概略上面図、図１０は図９の概略横断面図である。本
実施例は、相分離形のガス絶縁母線に適用した例であ
り、三相交流の各相毎に１本のガス絶縁母線が対応して
おり、３本のガス絶縁母線が一対で使用される。

【００２６】各相共に、図９で上下方向に並べられた２
つの導電性タンク１が絶縁スペーサ４を挟んでフランジ
３により接続されている。また、各相共に、図１と同様
に、導電性タンク１の端部から接地線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄが接地メッシュ５に接続されている。本実施例
でも、図９の上方に位置する導電性タンク１の下端に接
続された接地線６ｂと、下方に位置する導電性タンク１
の上端に接続された接地線６ｃとは、互いに交差してい
る。即ち、上方の導電性タンク１の接地線６ｂは下方の
導電性タンク１の下側の接地メッシュ５に接続され、下
方の導電性タンク１の接地線６ｃは上方の導電性タンク
１の下側の接地メッシュ５に接続されている。２つの接
地線６ｂと６ｃの交差部分は、電気的に絶縁されてい
る。

【００２７】また、各相共に、上方の導電性タンク１の
下側の接地メッシュ５ａ及び５ｂを有し、下方の導電性
タンク１の下側の接地メッシュ５ｃ及び５ｄを有する。
接地メッシュ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞれ３回
自分自身と交差し、４個のループを持つような閉回路を
形成している。各接地メッシュ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
の交差部分は、互いに電気的に絶縁されている。

【００２８】また、各相の導電性タンク１は、図９に示
すように、両端近傍を相間短絡板１４によって接続され
ている。こうして３個の導電性タンク１で三相短絡回路
を形成することにより、相間短絡板１４を介して導電性
タンク１に誘導電流を発生させ、通電導体２による漏洩
磁束８を低減できる。

【００２９】一方、図１０に示すように、各相のガス絶
縁母線から発生する漏洩磁束８は、自相だけでなく他相
（隣接するガス絶縁母線）の下側に位置する接地メッシ
ュとも鎖交して、誘導電流を発生させる。図１０では、
通電導体２に紙面の下側から上側に向かう方向に電流を
流した場合における漏洩磁束８の向きを表示している。
これに対して、２つの接地線６ｂと６ｃを交差させるこ
とにより、自相だけでなく他相からの漏洩磁束８による
接地メッシュ５の誘導電流も低減できる。

【００３０】従って、第１実施例と同様に、接地線及び
接地メッシュの温度上昇を抑制して基礎コンクリートの
温度上昇を抑えることができると共に、導電性タンクに
発生したサージ電流を確実に接地メッシュに流すことが
できる。

【００３１】更に、各相共に、接地メッシュ５ａ〜５ｄ
が４個のループを備えているため、各ループに流れる誘
導電流は接地メッシュの交差点で互いに打ち消し合う。
従って、第１実施例と同様に、漏洩磁束８により接地メ
ッシュに誘導される誘導電流を大幅に低減できる。これ
に伴い、接地メッシュの温度上昇を抑制し、基礎コンク
リートの温度上昇を抑えることができる。

【００３２】次に、本発明のガス絶縁母線の第３実施例
を図１１を用いて説明する。図１１は第３実施例の概略
構成図である。本実施例は、三相一括形のガス絶縁母線
に適用した例である。本実施例は、３本の通電導体２が
導電性タンク１内に収納されている以外は、第１実施例
と同じ構成をしている。即ち、本実施例でも、第１実施
例と同様に、接地線６ｂと６ｃは交差して接地メッシュ
５に接続されている。また、接地メッシュ５ａ〜５ｄ
も、第１実施例と同様に、１回自分自身と交差して２個
のループを持つ閉回路を形成している。

【００３３】従って、本実施例でも、第１実施例と同様
に、導電性タンクに発生したサージ電流を確実に接地メ
ッシュに流すことができると共に、接地線及び接地メッ
シュの温度上昇を抑制して基礎コンクリートの温度上昇
を抑えることができる。

【００３４】次に、本発明のガス絶縁母線の第４実施例
を図１２を用いて説明する。図１２は第４実施例の概略
構成図である。本実施例は、通電導体２の引き回しの都
合から、三相のうち二相分の通電導体２が導電性タンク
１内に収納されている例であり、その他の構成は第１実
施例と同じである。即ち、本実施例でも、接地線６ｂと
６ｃは交差して接地メッシュ５に接続されており、接地
メッシュ５ａ〜５ｄは１回自分自身と交差して２個のル
ープを持つ閉回路を形成している。従って、本実施例で
も、第１実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３５】次に、電気所においてガス絶縁母線などの
機器の基礎コンクリート中に敷設される本発明の接地メ
ッシュの第５実施例及び第６実施例を、図１３及び図１
４を用いて説明する。図１３及び図１４は、第５実施例
及び第６実施例の接地メッシュの概略構成図である。電
気所においては、床などの基礎コンクリート中の広い範
囲にわたって接地メッシュが埋設されている。

【００３６】第５実施例では、各接地メッシュ１５が、
図１３の左上から右下に向かう方向に複数のループを形
成するように交差している。接地メッシュ１５がこのよ
うな構成を有することにより、例えば図１３の紙面の上
側から下側に向かう方向に一様な磁場１７が発生した場
合、接地メッシュ１５の各ループには誘導電流１６が発
生する。各接地メッシュ１５の交差部分では誘導電流１
６が互いに打ち消し合うため、接地メッシュ１５に流れ
る誘導電流は大幅に低減される。従って、第１実施例と
同様に、接地メッシュの温度上昇を抑制して、基礎コン
クリートの温度上昇を抑えることができる。

【００３７】また、第６実施例では、各接地メッシュ１
５が、図１４の上下方向に複数のループを形成するよう
に交差している。本実施例でも、一様な磁場１７が発生
した場合、各接地メッシュ１５の交差部分では誘導電流
１６が互いに打ち消し合う。従って、第５実施例と同様
に、接地メッシュ１５に流れる誘導電流を大幅に低減し
て、接地メッシュ及び基礎コンクリートの温度上昇を抑
えることができる。

【００３８】以上説明したように、各実施例によれば、
ガス絶縁母線などのガス絶縁開閉装置の接地線及び接地
メッシュの温度上昇を抑制して基礎コンクリートの温度
上昇を抑えることができるので、機器の大容量化が可能
となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、通電導体の誘導磁場に
起因して接地メッシュに流れる誘導電流を低減して基礎
コンクリートの温度上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁母線の第１実施例の概略構成
図。

【図２】図１の接地メッシュの交差部分の拡大図。

【図３】本発明のガス絶縁開閉装置の第１実施例の側面
図。

【図４】図３の上面図。

【図５】図１の概略縦断面図。

【図６】図５の接地線の交差部分の拡大図。

【図７】図１の概略横断面図。

【図８】図１を真上から見た誘導電流の説明図。

【図９】本発明のガス絶縁母線の第２実施例の概略上面
図。

【図１０】図９の概略横断面図。

【図１１】本発明のガス絶縁母線の第３実施例の概略構
成図。

【図１２】本発明のガス絶縁母線の第４実施例の概略構
成図。

【図１３】本発明の接地メッシュの第５実施例の概略構
成図。

【図１４】本発明の接地メッシュの第６実施例の概略構
成図。

【符号の説明】

１…導電性タンク、２…通電導体、３…フランジ、４…
絶縁スペーサ、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，１５…接
地メッシュ、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…接地線、８
…漏洩磁束、１０…ブッシング、１１，１２…ガス絶縁
母線、１３…遮断器、１４…相間短絡板、１７…磁場、
１８…台座、１９…断路器。

フロントページの続き (72)発明者 八田 万幸樹 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に絶縁ガスと通電導体を収納した導電
   性タンクと、前記導電性タンクの下側の基礎コンクリー
   ト中に前記導電性タンクに対応させて埋設された接地メ
   ッシュと、前記導電性タンクと前記接地メッシュとの間
   を電気的に接続する接地線とを備えたガス絶縁母線にお
   いて、 複数の前記導電性タンクが絶縁スペーサを挟んで接続さ
   れており、前記絶縁スペーサを挟んだ一方の導電性タン
   クの絶縁スペーサ側端部と他方の導電性タンクに対応す
   る接地メッシュの絶縁スペーサ側端部とが第１の接地線
   で接続され、前記他方の導電性タンクの絶縁スペーサ側
   端部と前記一方の導電性タンクに対応する接地メッシュ
   の絶縁スペーサ側端部とが第２の接地線で接続されてい
   ることを特徴とするガス絶縁母線。
2. 【請求項２】請求項１において、前記接地メッシュは少
   なくとも１つの閉回路を備え、前記閉回路は少なくとも
   １箇所の電気的に絶縁された交差部を有することにより
   複数のループを形成していることを特徴とするガス絶縁
   母線。
3. 【請求項３】内部に絶縁ガスと通電導体を収納した導電
   性タンクと、前記導電性タンクの下側の基礎コンクリー
   ト中に埋設された接地メッシュと、前記導電性タンクと
   前記接地メッシュとの間を電気的に接続する接地線とを
   備えたガス絶縁母線において、 前記接地メッシュは少なくとも１つの閉回路を備え、前
   記閉回路は少なくとも１箇所の電気的に絶縁された交差
   部を有することにより複数のループを形成していること
   を特徴とするガス絶縁母線。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の何れかにおいて、三相電
   力の各相が平行に配置された３つの導電性タンク内の各
   通電導体にそれぞれ供給され、前記平行に配置された３
   つの導電性タンクの両端部同士が短絡板により電気的に
   接続されていることを特徴とするガス絶縁母線。
5. 【請求項５】電力系統への送電を行うガス絶縁母線と、
   前記電力系統に生じた地絡箇所又は短絡箇所を切り離す
   ための遮断器と、接続変更や点検修理の際に対象となる
   回路を電源から切り離すための断路器とを備えたガス絶
   縁開閉装置において、 前記ガス絶縁母線として請求項１乃至４の何れかに記載
   のガス絶縁母線を備えたことを特徴とするガス絶縁開閉
   装置。