JPS6091807A - ガス絶縁開閉装置における電圧検出装置 - Google Patents

ガス絶縁開閉装置における電圧検出装置

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JPS6091807A
JPS6091807A JP58197529A JP19752983A JPS6091807A JP S6091807 A JPS6091807 A JP S6091807A JP 58197529 A JP58197529 A JP 58197529A JP 19752983 A JP19752983 A JP 19752983A JP S6091807 A JPS6091807 A JP S6091807A
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JP
Japan
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voltage
voltage side
low
epoxy
detection device
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JP58197529A
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English (en)
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澄川 俊雄
保田 邦昭
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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] 本発明は、ガス絶縁器I!1]装置にa) +Jる電L
■[検出装置にI′IIIづるらのである。
[発明の技術的青用] 近年電気所スペース人幅縮小化、低騒音化、耐汚損性能
の向上、及び美観の改善を目的として、開閉装置本体が
絶縁ガスと共に密閉容器に収納されたガス絶縁開閉装置
が数多く採用されてきている。この様なガス絶縁開閉装
置にJ3りる電圧検出装置の構成とし−C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電極を対−11さu
″CCコンデンサ成することにより、充電部の電位をコ
ンデンリ分圧し、この分圧電位を前記電極に接続された
口出し端子J:ウリガス絶縁開閉装置外導出し、測定計
器へ伝送するのが通例である。
第1図、第2図に従来用いられている電圧検出装置を示
す。第1図は従来の電圧検出装置の原理を示づ回路図で
あって、絶縁ガスの封入され且つ接地電位にある金属容
器2内に、外部の充電された系統に接続されている高圧
側ffi極1が配設されている。この高圧側電極1と金
属容器2との間に、浮N雷位にある分圧電極5が設番ノ
られ、この分圧電極5と高圧側電極1との間でコンデン
”j゛C+が形成され、また、分圧型t!i 5と金属
容器2との間ではコンデンサC2が形成されている。そ
して、分圧電位5の電位lJ1、高圧側電極1の電位を
′XJンデンサC+ とコンデンサC2とで分圧した電
位となり、この電位は金属容器2外に設[)られている
電圧測定装置8に接続され、電圧が測定される。
第1図に従って構成した電圧検出装置の構成図を第2図
に示す。高圧側電極1は、金属容器2ど絶縁スペーサ3
によって構成されるカス空間内に収納されている。高圧
側電極1と金属容器2との中間には、浮遊電位に置かれ
た分圧型(セ5が支持絶縁物4を介して設番)られてい
る。この分圧電極5により分圧され/、:電位GJ、金
属容器2に絶縁打つ気密に取(Jt)た1」出し端子6
を紅白して金属容器2外に導出されている。金属容器2
外ではl」出し端子6に高圧クープルアが接続され、高
圧クープルアの他端は電圧測定装置8に接続されIいる
[背狽技術の問題点] しかしながら、この様に構成された従来の電圧検出装置
に43いて;Jl、高圧側7111i桃i1と分圧電極
5間で構成される静電容量C+4よ、高々10〜20p
F程度である。この理由とし−ては、■誘電体どして比
誘電率が1に近いガスを用いること、0分圧電極5と高
圧側Yi極1を接近lしめるには絶縁上り「点があり信
頼性が低下りること、b測定制瓜を上げる目的で、例え
ば静電容量CIの10〜20pFの電極を1000pF
に高めるには、分圧電極5と高圧側電極1との対向面積
を50−100位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し、不経済でもあるこ
となどが挙げられる。
この様に従来の電圧検出装置では、1次側静電容ff1
c+ として10〜20pF程度しかとれない!こめ、
2次側静電容量 C2で分圧される電圧が低く、2次側
静電容量 C2に注入されるエネルギーが少ないので電
圧測定装置として増幅器を持′〕ものを用いていた。こ
の増幅器を用いる場合、高圧側電極1と増幅器どの間が
絶縁されておらす、111幅器が高圧側電■メに生じた
ザージにより誘導を受り、増幅器内部のトランジスタ回
路等を絶縁破壊することがあった。また、増幅器に至る
回路に用いられる同軸ケーブルの)1!遊容足が、2次
側静電容量C2と並列に入り誤差に影響を与える恐れが
あった。
上記欠点を回避J−るため、■11次側静電容量C12
次側静電容量C2の中間電位点と増幅1intどの間に
、絶縁トランスを介在させて耐4)−ジ性の向上を図る
。■増幅器自体を用いずに、負担のとれるトランスを用
いることで問題の解決を図る等の手段も提案されている
しかるに、従来の電圧検出装置では、1次側静電容lc
+が小さいために、■の方法では絶縁1−ランスの励磁
に必要なエネルギーを小さな1次側り電音■C1から得
ることができJ゛、電圧測定装置としては十分な精度が
得られない。また、■の手段では、同様に1次側静電容
量c+を通じて負担のとれる1−ランスとづるため、十
分な励磁エネルギーを供給づることがてきず、電圧測定
装置として十分な精度がえられない欠点があった。
[発明の目的] 本発明は上記の問題点に檻みなされたしので、その第1
の目的は、1次側静電容量を大きくとることができ、そ
れにJ、り耐サージ性の向上並びに高精度な測定が可能
て、しかも小形で経済的なガス絶縁開閉装置にJjりる
電圧検出装置を提供りることにある。
また、本発明の第2の目的は、1次側静電容量を大きく
とることのできる様にしたガス絶縁開閉装置の電圧検出
装置において、外部の測定機器に対する口出し端子の取
付は構造に改良を施すことにより、絶縁性能の向上を達
成することにある。
[発明の概要] 本発明のガス絶縁開閉装置における電圧検出装置は、1
NN電電にある円筒状金属容器内の金属容器とほぼ同軸
上の中心位置に、高圧側の電極−と低圧側の電極を対向
する様に設け、両者間に円筒状の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を高圧側電極に
他端を低圧側電極に接続することで、高低圧電極間に形
成される1次側静電容量の増大を達成したものである。
また、本発明の電圧検出装置は、前記円筒状エポキシコ
ンデンサ中に含浸されるコンデンザ箔を、グラフ1〜紙
又はフィルムと共に多層に巻回したアルミニウム箔より
構成し、しかもこのアルミニウム箔の最外周の層を、コ
ンデンサの低電圧側の部分では前記低圧側電極に接続す
ることで、−での近傍に低電界領域を形成し、この低電
界領域に1」出し端子を設けることで、その部分の絶縁
性能の向」二を図1っ1こものである。
[発明の実施例] 本発明の一実施例を、第3図乃至第5図に基づいて説明
づる。
まず、第3図にa3いて、外部の充電された系統に電気
的に接続される高圧側電極′11が、接地電位にある円
筒状金属容器12内にほぼ同軸に配置されている。また
、金属容器12内には分圧用の低圧制電1115が、絶
縁物14により金属容器より絶縁して取イ」けられCい
る。これら高圧側712極11と低圧制電1析15の間
には、円筒状の]−ボ1−シコンデン→ノ°21が配置
9されている。このエボニにシコンデンソ21の内部に
は、静電容量を増りために9571〜紙又は右型ボッマ
ーを主体とし!、:フィルムと共に多層に巻回したアル
ミニウム箔にてキャパシタ22が411?成され、その
層間に比誘電率の高いエポキシ樹脂J脂が含浸されCい
る。さらに、イの周囲にもエポキシ樹脂が厚り二」−テ
ンプされている。
まfc、金属容器12の側面にお1)る低圧側電極15
の近傍、即ち、前記エポキシコンデンサ21の低電界領
域に当たる位置には、金属容器に対し絶縁且つ気密に取
付りられた口出し端子16があり、低圧側電極15どこ
の口出し端子16どは電気的に接続されている。口出し
端子1Gのもう一端には高圧ケーブル17が接続され、
この高圧ケーブルの他端は絶縁1〜ランスを経て増幅器
18に接続されるか、又は100〜200v△程度のリ
レー用負担のとれる1〜ランスに接続されている。
なお、金属容器上端には、絶縁スペーサ13が設()ら
れているが、この絶縁スペーサ゛13は金属容器内のガ
ス気密と高圧側電極11の支持のためのちのである。
次に、上記に如き本発明の電圧検出装置に用いられるエ
ポキシコンデンサ21の詳細構造を、第4図に基づいて
説明する。なお、エポキシ樹脂)゛ン4ノ21は、高圧
側・低圧側の区別が無い場合もあるが、第4図では説明
を容易にづるため、その上部を高電圧側下部を低電圧側
として示す゛。
第4(a)はいわゆる1段型キ11パシタで、最内周に
高圧側と低圧側に共通のアルミニウム箔22aがあり、
イの外側にn圧側と低圧側とで独立したアルミニウム箔
22b、2:2Gが絶縁フィルムで互いに絶縁されて巻
回されζいる。このにうに構成されたエポキシコンデン
サ゛21の上端面及び下端面には、金属ブツシュ23a
、23bが電気的な接続と(幾械的支持の目的で埋め込
まれている。即ち、金属ブツシュ23aは、キ17バシ
タ22の最外周のアルミニウムf1922bとリード線
24aを介して電気的に接続され、また金属ブツシュ2
31)は、低圧側の最外周のアルミニウム箔22Cとリ
ード線24bを介して電気的に接続されいてる。
第4図(L))はいわゆる2段型キ亀・パシタで、高圧
側と低圧側に共通なアルミニラlx f522 aの内
外両側に、高圧側と低圧側の独立したアルミニウムfi
’+22b、22cを絶縁フィルムで互いに絶縁して巻
回している。モして、高圧側キトパシタの最外周のアル
ミニウム箔22bと最内周のアルミニウム箔22d、は
リード線24aにて金属ブツシュ23aに電気的に接続
されている。また、低圧側キャパシタに最外周のアルミ
ニウム箔22Gと最内周のアルミニウム箔22eは、リ
ード線24 dにて金属ブツシュ23bに電気的に接続
されている。
第4図(C,)はいわゆる3段型キpパシタで、その構
造については(a)(b)に準じるので説明は省くが、
高圧側・低圧側ともに最外周に金属ブツシュに接続され
るアルミニウム箔が配置される点が(a)(、b)(c
)のエポキシコンアン1ノ21に共通した特徴である。
そして、各エル;1シコンデンサ21の金属ブツシュ2
3aは、高圧側電極11に電気的・機械的に接続される
と共に、金属ブツシュ23bは低圧側電極15に電気的
・機械的に接続されている。
上記の様に本発明に採用されるエポキシコンデンサ−2
゛1の低電圧側においては、その最外周に低圧側7c極
に電気的に接続されるアルミニウム箔が配置されている
。従って、このようなエポキシコンデンサにあっては、
その電界解析を実施し等電位線を描くと第5図に示す如
きものとなり、低電圧部最外周のアルミニウム箔と容器
の間に等電位線が存在しておらflこの空間が著しく低
電界の部分りになっている。そこで、本発明においては
、この低電界領域に口出し端子16を設けて、優れた絶
縁性能を確保している。
以上の様に、静電容量を増Jためにエポキシコンデンサ
21を用いた本発明の電圧検出装置においては、第4図
に示1様に絶縁フィルムとアルミニウム箔にて構成され
るキA・パシタの層間に比誘電率の高いエポキシ樹脂を
含浸りるどとしに、イの周囲にもエポキシ樹脂を厚く」
−ティングしているため、イの静電容量はガスコンデン
リに比較して著しく大きくなる。例えば、内径350 
m rn 。
外径500 m m、長さ1000 m m程度の大き
さのエポキシコンデンサであっても、第1図中の1次側
静電容量C1として1000 D 「Vj!度を容易に
確保することができる。この結果、1次側静電音ff1
C1と2次側静電容MA C2の中間電位点に絶縁トラ
ンスを介して増幅器を接続したり、又は100〜200
VA程度の負担の取れる1−ランスを直接に接続しても
、1次側静電音ff1c+の静電容量が大きいためにこ
れらのトランスを励磁するだ【ノの十分なエネルギーを
1次側静電容量C1より供給できることになる。さらに
、1次側静電容量C1から1〜ランスを励磁するだ1ノ
の十分なエネルギーを供給できるので、絶縁]−ラン又
と増幅器を用いた場合でも、またトランスのみの場合で
し、電圧測定装置としての十分な精度を得ることができ
る。且つ、増幅器を使う場合は絶縁トランスを用いるの
で、サージを絶縁1〜ランスにて遮蔽づることかでき、
増幅器の耐υ−ジ性の向上がnlれる。
特に、負担のとれる1−ランスを耐サージ性を考慮して
製作Jることは容易であるので、その様な構成を用いて
も信頼性のある電圧検出装置が1qられる。さらに、上
述のエポキシコンデンサは小形で安価であるため電圧検
出装置の小形かつ低」スト化も達成できる。
[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、エポキシコンデンサの採
用により、1次側静電容量増大したため、耐サージ性の
向上並びに高精度の電圧測定の実施が可能で、しかも小
形で紅演的なガス絶縁開閉装置にJ3ける電圧検出装置
を冑ることができる。1ziに、A\発明は、口出じ端
子を再ポキシコンデン〃の低電界領域に設けlこことで
、I」出し部分における絶縁性が格段に向上し信頼性の
高い電圧検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガス絶縁開閉装置における電圧検出装置
の原理を示づ回路図、第2図は同しくその構成を示づ一
断面図、第3図は本発明のガス絶縁間開装置用電圧検出
装置の一実施例を示づ断面図、第4図(a)〜(C)は
それぞれ本発明に用いられているエポキシ]ンデン1ノ
のnT 1llj ’;c…i面図、第5図は第4図の
エボキシコンデンリの等電位線を示り電界解析図である
。 1.11・・・高圧側電極、2.12・・・金属容器、
3.13・・・絶縁スペーサ、4.1/I・・・絶縁物
、5゜15・・・分圧電極、6,16・・・口出し端子
、7,17・・・高圧クープル、8.18・・・増幅器
、19・・・リード線、21・・・エボキシコンデンリ
゛、22・・・キi・パシタ、23・・・埋込みブツシ
ュ、24・・・リード線、L・・・低電界領域。 第1図 第3図 fJS4 閃 (a) (b) 、 (c)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 内部に絶縁性に(夕れたガスが封入され接地電
    位にある円筒状金属容器を備え、この円筒状金属容器内
    のほぼ同軸の中心位置に、充電されIこ系統に電気的に
    接続されl〔高圧側電極を設けると共に、この円筒状金
    属容器の内部に、当該円筒状容器より絶縁物を用いて絶
    縁支持された低圧側電極を設置)、これら高圧側電極と
    低圧側電極を対向覆る様に配置し、両者の間に円筒状の
    一エボキシコンデン1ノ°を配置したガス絶縁開閉装置
    用電圧検出装置において、 円筒状のエボキシコンデン4ノ中に含浸されるコンデン
    サ箔を、クラフト紙又は有はポリマーを主体としたフィ
    ルムどバに多層に巻回したアルミニウム箔にて構成し、
    この多層に巻回したアルミニウム箔の最外周の層を、そ
    の高電圧側の部分にa3いては前記高圧側電極に、低電
    圧側の部分においては前記低圧側電極にそれぞれ電気的
    に接続し、前記円筒状金属容器の側面にお()る低圧側
    電極近傍の低電界領域には、金属容器に対し絶縁且つ気
    密に口出し端子を設け、この口出し端子と低)上側電極
    の間を電気的に接続すると共に、口出し端子の他端を外
    部に設しプだ充電都電圧測定装置に電気的に接続したこ
    とを特徴とするガス絶縁開閉装置にJ3ける電圧検出装
    置。
  2. (2) エボキシコンデンリ−として、最内周に高圧側
    と低圧側に共通なアルミニウム箔を設【ノ、この外側に
    高圧側と低圧側で独立したアルミニウム箔を巻回してな
    る1段型キャパシタを使用した特許請求の範囲第1項記
    載のガス絶縁開閉装置にJ>ける電圧検出装置。
  3. (3) エボキシコンデン号として、高圧側と11(圧
    側に共通なアルミニウム箔の内外両側に高圧側と低圧側
    の独立したアルミニウム箔を巻回してなる2段型キトパ
    シタを使用した特許請求の範囲第1項記載のガス絶縁開
    閉装置における電圧検出装置。
  4. (4) エポキシコンデンサが、その両端にエポキシコ
    ンデン1ノーを構成づるアルミニウメ1箭に接続された
    金属製ブッシングを備え、この金属製ブッシングを介し
    て高圧側と低圧側の電極に接続されているものである特
    許請求の範囲第1項記載のガス絶縁開閉装置における電
    圧検出装置。
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