JPS60160308A - ガス絶縁開閉装置の電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は、ガス絶縁開閉装置にお（〕る電電圧検出器に
関するもので、特に一つの金属容器内に容量或いは性能
の異なるコンデンサを収納して、各コンデンサをそれぞ
れ第１、第２の電圧検出器に接続することにＪ：す、２
種の電圧測定を可能とし−２− た電圧検出装置に係るものである。

［発明の技術的背景］ 近年、電気所スペースの大幅縮小化、低騒音化、耐汚損
性の向上及び美観の改善を目的として開閉器を絶縁ガス
封入した密閉容器に収納したガス絶縁開閉装置が数多く
採用されてきている。

通常、この様なガス絶縁開閉装置には、充電部の電圧検
出のために使用する計器用変成器（以下ＰＤと呼ぶ）用
の電圧検出装置と、ガス絶縁開閉装置の地絡点を評定す
るための故障点標定装置（以下ＦＬと叶ぶ）用の電圧検
出装置との、２種類の電圧検出装置が設けられている。

これらの電圧検出装置は、いずれもコンデンサ分圧によ
り充電部の電位を取出す様にしているが、双方の電圧検
出装置は、その要求される特性が異なることから、そこ
に使用されるコンデンサも自ずから異なったものとなる
。

まず、［Ｌは、各電気所内の送電線又は母線等に設置さ
れ、送電線上を伝搬してくる事故サージ波形を受信し、
各Ｆｌ間の受信時刻を比較Ｊ°るこ−３− とで故障点を標定するものである。

従って、このＦｌ用の電圧検出装置に使用される一次側
コンデンサＣＦ＋とじては、サージ受信精度の観点から
、数１０００ｐＦの容量を持つものが使用されていた。

イの理由は、故障サージ波形の受信感度は、受信器の入
力インピーダンスＺと二次側コンデンサＣＦ２どの積に
よって与えられる時定数τによって決定される。この時
定数τを一定値以上確保しなければ、受信サージ波形の
波頭レベルが小さくなり、波形の歪みも大きくなって故
障点標定感度が低下するので、大きな二次側付加コンデ
ンサ（対地側静電容！＞ＣＦ２を必要とし、その分圧電
位を一定値以上確保するために数１０００１）Ｆという
大きな一次側コンデンサＣＦ＋が必要となってくる。

この様な数１０００ｐＦという大きな一次側コンデンサ
ＣＦ＋を確保するために、従来では、油入タイプのコン
デンサが使用されていたが、最近では、各機器のガス絶
縁化に伴い、エポキシコンデンサが用いられている。こ
の場合、■ボキシコー　４　− ンデンサ自身は、ＳＦ６ガスの温度特性が一２０℃〜４
０℃での常用使用範囲内で２〜３％の一次側コンデンサ
ＣＦ＋の変化を生じるので、−次側コンデンサＣＦ＋自
身に着目した場合は、ＪＥＣ規格に定められた精度１％
又は０．３％以内に収められず不適当となる。しかし、
前述の時定数τを考えた時、２〜３％の一次側コンデン
サＣＦ＋の変化による時定数の変化は、Ｆｌ−用ザージ
受信器が故障点標定感度より大きな標定感度上の誤差を
有しているため、時定数での若干の変化は故障点標定全
体のシステム上で十分許容されつる変化量であり、故障
点標定感度にほとんど影響を与えないと考えられる。

この様なことから、Ｆｌ用の電圧検出ＷＡＷＩでは、数
１０００ｐＦの容量を持つエポキシコンデンサが使用さ
れていた。第１図は、この様なエポキシコンデンサを使
用したＦＬ用電電圧検出装置一例を示すものである。

即ち、高圧導体１を収納したガス絶縁開閉装置の金属容
器２の端部には、絶縁スペー号３を介し−５− て電圧検出装置の金属容器４が固定されている。

この金属容器４は、ガス絶縁開閉装置の容器１と共に接
地電位にあり、その内部にはエポキシコンデンサ５が配
設されている。このエポキシコンデンサ５は、高圧導体
１と電気的に接続された金属シールド６と、金属容器４
の底板４ａ上の支持板４ｂどの間に挟持されている。

エポキシコンデンサ５の内部には、クラフト紙或いは有
機ポリマー等を主体とした絶縁フィルムとアルミニウム
等の金属箔を多層に巻回して成る中間電位側部５ａが設
けられ、この中間電位側部５ａの内外周に同様な構成の
高圧電位側部５ｂと低圧電位側熱５Ｇとが独立して巻回
されている。

エル４ニジコンデンサ５の高圧側の端部には、高圧電位
側部５ｂに接続された高圧側端子５ｄが設けられ、この
高圧側端子５ｄによって、エポキシコンデンサ５の高圧
側端部が前記金属シールド６に固定されている。

エポキシコンデンサ５の低圧側端面と低圧電位側Ｍ５Ｃ
との間には、リング状のシールド５ｅが−〇　− 内蔵されている。このシールド５ｅは、低圧電位側部５
Ｃの最外周及び最内周の箔と電気的に接続されている。

またエポキシコンデンサ５の低圧側の端面には、複数個
の締結金具７ａ〜７ｑが同一円周上にほぼ等間隔に設け
られている。このうち所定の一個の締結金具７ａが前記
シールド５ｅに電気的に接続され、他の締結金具７Ｑは
■ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にて一体にモールドされ
てシールド５ｅとは絶縁されている。ざらに、金属容器
４の底板４ａには開口部４Ｇが設けられ、この開口部４
Ｃ内において、締結金具７ａにコンタクト８が取付けら
れ、このコンタク１−８が底板４ａに絶縁且つ気密に配
設された絶縁密封端子９と電気的に接続されている。

この様な構成のＦＬ用電圧検出装置においては、充電部
側の電圧はエポキシコンデンサ５により分圧され、低圧
電位側部５０に：Ｎ導された電圧は、締結金具７ａの低
圧側端子とコンタクト８とを経て、絶縁密封端子９に現
われる。絶縁密封端子９は、図示されていない二次側付
加コンデンサＣＦ−７− ２に接続され、エポキシコンデンサ５によって構成され
た一次側コンデンサＣＦ＋　と二次側コンデンサＣＦ２
とによって分圧された電圧が、ＦＬ用ザージ受信器側に
導かれる。

一方、ＰＤ用の電圧検出装置としては、ＪＥＣ規格に定
められた１級あるいは０．３級等の全システムとしての
精度が、１％または０．３％以内に納められることが要
求されることが多い。この場合、ＰＤ用の一次側コンデ
ンサＣＰ＋　として、「１−用に使用される上記の様な
エポキシコンデンサを使用することは、それ自身の温度
特性が悪いため、不可能である。また、増幅型のＰＤを
使用する場合は、−次側コンデンサＣＰ＋の容量は、１
０〜５０ｐＦ程廉で良く、数１０００ｐＦもの容量は必
要としない。

この様なことから、ＰＤ用の電圧検出装置の一次側コン
デンザＣＰ＋　とじては、密閉容器内部のガス空間を利
用し、ガス絶縁開閉装置の充電部に対して絶縁ガスによ
って絶縁された中間電極を対峙させてガスコンデンサを
形成することにより、−８− 充電部の電位をコンデンサ分圧し、この分圧電位を前記
電極に接続された口出し端子よりガス絶縁開閉装置外に
導出し、測定計器へ伝送するものが使用されている。

第２図は、この様なガスコンデンサを使用したＰＤ用電
圧検出装置の原理を示す回路図である。

即ち、絶縁ガスの封入され且つ接地電位にある金属容器
内に、外部の充電された系統に接続されている高圧側電
極１１が配設されている。この高圧側電極１１と金属容
器１２との間に、浮遊電位にある中間電極１３が設ｉノ
られ、この中間電極１３と高圧側電極１１との間で一次
側のガスコンデンサＣＰ＋が形成されている。中間電極
１３の電位は、絶縁密封端子１４を介して金属容器１２
外部に導出され、二次側付加コンデンサＣＰ２に接続さ
れ、−次側のガスコンデンサＣＰ＋及び二次側付加コン
デンサＣＰ２に分圧された電位となり、この分圧された
電位は外部リード線１５を介して電圧測定器１６に伝送
され電圧が測定される。

第２図に従って構成したＰＤ用電圧検出！装を−９− 第３図に示す。高圧側Ｎ極２１は、円筒状の金属容器２
２のガス空間内に収納され、高圧側電極２１と金属容器
２２との中間には高圧側Ｎ極２１と同軸状に中間電極２
３が設【プられ、中間電極２３の一端は絶縁棒２４を介
して金属容器２２に支持され、他端にはコンタクト２５
が設けられている。

このコンタクト２５は金属容器２２に絶縁且つ気密に取
付けられた絶縁密封端子２６に接続され、この絶縁密封
端子２６により中間電極２３によって分圧された電位が
金属容器２２外部に導出されている。金属容器２２外で
は、絶縁密封端子２６に図示されていないリード線を介
して二次側付加コンデンサＣＰ２が接続され、分岐リー
ド線によって中間電極２３の分圧された電位は、電圧測
定器に導かれる。

この様に構成されたＰＤ用電圧検出装置においては、高
圧側電極２１と中間電極２３で構成されている一次側の
ガスコンデンサＣＰ＋の容量は、通例１０〜５０ｐＦ程
度である。ところが、ガス絶縁開閉装置において、この
様な構成によって大−１０＝ 規模な一次側ガスコンデンザＣＰ＋の容量、例えば１０
００ｐＦをとるには、中間電極２３と高圧側電極２１と
の対向面積を数１０１ＴＩの長さに増大する必要があり
、ガス絶縁開閉装置の縮小化の目的に相反するばかりで
なく不経済でもある。この様にガスコンデンサを用いた
ＰＤ用電圧検出装置は、−次側ガス］ンデン９′ＣＰ　
＋の容量どして１０〜５０ＰＦｌ、かとれないため、電
圧測定器側に入ってくるエネルギー串が少ないので、一
般には、電圧測定器として増幅器が用いられ、増幅型彫
電圧測定器という形で利用されている。

［背景技術の問題点］ 以上述べた様に、従来のガス絶縁開閉装置においては、
エポキシコンデンサを使用したＦＬ用の電圧検出装置と
、ガスコンデンサを使用したＰＤ用の電圧検出装置とが
不可欠であり、同じ電圧検出という目的を持ちながら、
双方の検出精度の要求の相違や、ＦＬ用電圧検出装置と
増幅形電圧測定器を使用するＰＤ用電圧検出装置どのコ
ンデンサ容量の相違等の理由から、それぞれ専用の電圧
−１１− 検出装置を設置しなければならなかった。

そのため、各々の電圧検出装置の取付は所要空間が増加
（）、現在強く要求されているガス絶縁開閉装置の小型
縮小化の妨げどなる問題点があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記ＰＤ用電圧検出装置とＦＬ用電圧
検出装置の作用を合せ持ち、機能的でしかも取Ｆ目プ所
要空間が少なく、ガス絶縁開閉装置の小型縮小化に寄与
し得るガス絶縁開閉装置の電圧検出装置を提供リ−るこ
とにある。

［発明の概要１ 本発明の電圧検出装置は、絶縁ガスの封入された接地金
属容器内に円筒状エポキシコンデンサを配置し、このエ
ポキシコンデンサの一端に高圧側金属シールドを設け、
この高圧側金属シールドを高圧電路に接続される充電部
側に接続し、ざらに、エポキシコンデンサの金属箔に接
続している一部の端子を第１の電圧測定器に接続するこ
とで、第１の電圧測定器の一次側コンデンサとし、ざら
に接地金属容器内には、前記高圧側金属シー　１２　− 一ルドと対向して低圧側金属シールドを配設し、この低
圧側金属シールドを接地金属容器とは絶縁して中間電位
とし、高圧側金属シールドとの間にガスコンデンサを形
成し、このガスコンデンサを第２の電圧測定器に接続す
ることで、第２の電圧測定器の一次側コンデンサとした
もので、一つの接地金属容器内に容量の大きなエポキシ
コンデンサと、小容量で高精度のガスコンデンサとを組
込むことにより、一つの電圧検出装置で２種の電圧測定
を可能としたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第４図乃至第６図に基づいて
説明する。なお、第１図の従来のＦＬ用電圧検出装置と
同一部分につい−Ｃは、同一符号を付して説明を省略Ｊ
る。

第４図において、金属容器４内には、従来の１Ｌ用電圧
検出装置と同様に、エポキシコンデンサ５が収納され、
この７［ボキシコンデン［１５からコンタクト８、絶縁
密、Ｉｌ端子９を介して容器４外部にエポキシコンデン
サ゛５で分圧された電位が導出−１３− される様になつ−Ｃいる。即ち、本装置でエボキシコン
デン１す５は、「１−用電圧検出装置の一次側コンデン
サＣＦ＋を構成している。

一方、エポキシ：」ンデンサ５内部のガス空間には、高
圧側の金属シールド６と対向して低圧側金属シールド４
１が設けられている。低圧側金属シールド４１は、円板
状金属シールドＡ１ａと、これを支持する円柱状支持部
４１ｂから形成され、支持部／１１ｂの下端には取付フ
ランジ４１ｃが形成されている。この低圧側金属シール
ド４１は、支持板４ｂ上に固定された絶縁リング４２の
上面に、取付フランジ４１Ｇを締付部材で固定すること
により、支持板４ｂに締結固定されている。また、低圧
側金属シールド４１の支持部４１ｂの下端にはコンタク
ト４７が埋め込まれている。このコンタク１−４３は、
底板４ａの中央部に設けた第２の聞［１部４ｄ内に絶縁
且つ気密に配設された絶縁密封端子４４に対して、電気
的に接続されている、。

この様に、エポキシコンデンサ５内に設けられ−１４− た低圧側金属シールド４１は、接地電位にある金属容器
４とは絶縁されているので、高圧側の金属シールド６と
低圧側金属シールド４１との間にガスコンデンサＣＰ＋
が形成される。モして、低圧側金属シールド４１の電位
は、その端部に接続された絶縁密封端子４４を介して金
属容器外部に導出される。

第５図に本発明の電圧検出装置の回路を等価的に示す。

金属容器１２内に外部の充電された系統に接続されてい
る高圧側電極１１が配設されている。この高圧側電極１
１と金属容器１２との間に、■ルキシコンデ２勺にＪこ
りＦＬ用の一次側コンデンサＣＦ＋が形成され、その中
間電位は絶縁密封端子４４を介して金属容器１２外部に
導出され、絶縁密封端子４４に接続された二次側付加コ
ンデンサＣＦ２によって分圧された電位となり、この分
圧電位は外部リード線４５を介してＦＬ用雷電圧測定器
４６と伝送される。

一方、エポキシコンデンサ５内の低圧側金属シールド４
１と高圧側金属シールド６との間には、−１５− １）　Ｄ用の一次側ガスコンデンサＣＰ＋が形成され、
その電位は絶縁密封端子４４を介して金属容器１２外部
に導出され、そこに接続された二次側付加コンデンサＣ
］〕２によって分圧された電位となり、この分圧電位は
外部リード１ｉｊ１１５を介して増幅器形のＰＤＤ電圧
測定器１６へと伝送される。

この様に本実施例の電圧検出装置は、Ｆ　Ｌ用電圧検出
装置の一次側コンデンサＣＥ１として作用するエポキシ
コンデンサ内部のガス空間に、ガスコンデンサＣＰ＋を
形成し、このガスコンデンサを精度の要求されるＰＤ用
電電圧検出装置一次側ガスコンデンサとして作用させる
ことを特徴とするものである３、その結果、本発明によ
れば、一つの電圧検出装置で二つの機能が具備されるこ
とになるから、ガス絶縁開閉ＶＸ＠内に２種類の電圧検
出装置を別々に配置することがなくなり、一つの電圧検
出装置が省略されたスペースだけガス絶縁開閉装置がそ
れだけ小型縮小化できる効果がある。

また、第１図において、エポキシコンデンサ５【よ、そ
のほぼ全長の１／２程度まで内外面が低圧−１６− 側部５Ｃとなっている。従って、低圧側金属シールド４
１は、この低圧側箔５Ｃと常時はぼ同等の電位に分圧さ
れるため、低圧側箔５Ｃの設置位置の最高圧電位部位側
まで近接して設けることができる。故に、低圧側金属シ
ールド４１は、高圧側金属シールド６との距離を上記範
囲内で適切な一次側ガスコンデンサＣＰ＋の容量を得る
様に自由に選択できる。

以上の実施例に示す様に、本発明の電圧検出装置は、一
つの金属容器内にＦＬ用のエポキシコンデンサとＰＤ用
のガコンデンサを内蔵したものであるが、その具体的構
成は、前記実施例に限定されるものではない。

例えば、前記実施例では、エポキシコンデンサ５及び金
属容器４をガス絶縁開閉装置の金属容器２と同軸上に設
け、且つ絶縁スペーサ３によって電圧検出装置の金属容
器４をガス絶縁開閉装置の金属容器４に対してガス区分
しているが、エポキシコンデンサ５及び低圧側金属シー
ルド４１は、いずれも金属容器４の底板４ａに支持され
ている−　１７　− ので、周囲の金属容器４と一体である必要はなく、第６
図の様に、ガス絶縁開閉装置の金属容器２の一部を、特
に絶縁スペーサを設けることなく、そのまま電圧検出装
置の金属容器として使用することもできる。

また、前記実施例は、エポキシコンデンサ５の低圧側を
支持する支持板４ｂを、低圧側金属シールド４１の支持
板としてそのまま利用したが、低圧側金属シールド４１
とエポキシコンデンサ５とは、全く別の支持手段により
金属容器４内に支持させることも可能である。

更に、低圧側の金属シールドは、高圧側の金属シールド
との間で、ＰＤ用として適正な静電容量が得られるなら
ば、必ずしもその先端をエポキシコンデンサ５の内部に
挿入する必要はない。金属容器内のスペースや、外部に
導出する絶縁密封端子の取付は位置によっては、エポキ
シコンデンサ外部の周辺に低圧側金属シールドを設ける
ことも可能である。

［発明の効果１ −　１８　− 以上の通り、本発明においては、一つの電圧検出装置内
に第１の電圧検出作用を果すエポキシコンデンサと、第
２の電圧検出作用を果すガスコンデンサが具漏されてい
るので、これらを各別に設けていた従来の電圧検出装置
に比較して、電圧検出装置の取付スペースの削減による
ガス絶縁開閉装置自体の小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＦＬ用電圧検出装置の一例を示１す断面
図、第２図は従来のＰＤ用電圧検出装置の回路図、第３
図は第２図の回路図に従って構成した従来のＰＤ用電圧
検出装置の断面図、第４図は本発明の電圧検出装置の断
面図、第５図は本発明の電圧検出装置の回路図、第６図
は本発明の電圧検出装置の他の実施例を示す断面図であ
る。 １．１１．２１・・・高圧側電極、２．１２．２２・・
・ガス絶縁開閉装置の金属容器、３・・・絶縁スペーサ
、４・・・電圧検出装置の金属容器、５・・・エポキシ
コンデンサ、６・・・高圧側金属シールド、７ａ〜７Ｑ
・・・低圧側端子、８・・・コンタクト、９・・・絶縁
密封−１９一 端子、１３・・・中間電極、１４・・・絶縁密封端子、
１５・・・外部リード、１６・・・ＰＤ用雷電圧測定器
２３・・・中間電極、２４・・・絶縁棒、２５・・・コ
ンタクト、２６・・・絶縁密封端子、４１・・・低圧側
金属シールド、４２・・・絶縁リング、４３・・・コン
タクト、４４・・・絶縁密封端子、４５・・・外部リー
ド、４６・・・ＦＬ用電圧検出器。 ＣＰ＋・・・ＰＤ用−次ガスコンデンサ。 ＣＦ２・・・ＰＤ用用法次側付加コンデンサＣＰ＋・・
・ＦＬ用−次コンデンザ。 （エポキシコンデンサ） ＣＦ２・・・［１−用二次側付加］ンデンサ。 −２０− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 １ コ・

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に絶縁性に優れたガスが封入された接地電圧
   にある金属容器内に、クラフト紙或いは有機ポリマー等
   を主体とした絶縁フィルムと低電比側及び高電圧側のア
   ルミ等の金属箔とを交互に多層に巻回し、これをエポキ
   シ等の熱硬化性樹脂にて一体にモールドした円筒状のエ
   ポキシコンデンサを収納し、 このエポキシコンデンサの高圧側に高圧側金属シールド
   を設け、この高圧側金属シールドを高圧電路に接続され
   る充電部側に接続し、またエポキシコンデンサの金属箔
   に接続している低圧側の端子を接地金属容器外部の第１
   の電圧測定器に接続して、前記エポキシコンデンサを第
   １の電圧測定器の一次側コンデンサとし、 さらに前記接地金属容器内には、高圧側金属シールドと
   対向して低圧側金属シールドを配設し、−１− この低圧側金属シールドを接地金属容器とは絶縁して中
   間電位どし、この低圧側金属シールドと前記高圧側金属
   シールドとの間のガス空間を利用してガスコンデンサを
   形成し、この低圧側金属シールドを接地容器外部の第２
   の電圧測定器に接続して、前記ガスコンデンサを第２の
   電圧測定器の一次側コンデンザとしたことを特徴とする
   ガス絶縁開閉装置の電圧検出装置。
2. （２）低圧側金属シールドとして、その先端部が、円筒
   状エポキシコンデンサの内側空間内に、エポキシコンデ
   ンサの全長の１／２程度まで挿入されたものを用いた特
   許請求の範囲第１項記載のガス絶縁開閉装置の電圧検出
   装置。