JPS61147719A - 管路母線 - Google Patents
管路母線Info
- Publication number
- JPS61147719A JPS61147719A JP59268618A JP26861884A JPS61147719A JP S61147719 A JPS61147719 A JP S61147719A JP 59268618 A JP59268618 A JP 59268618A JP 26861884 A JP26861884 A JP 26861884A JP S61147719 A JPS61147719 A JP S61147719A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- frequency
- voltage
- busbar
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
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。
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、電力用管路母線に関するもので、特に急峻波
サージ電圧を減衰させる特性を備えた管路母線に係る。
サージ電圧を減衰させる特性を備えた管路母線に係る。
［発明の技術的背景及びその問題点］
変電所で用いられる高電圧回路の開閉装置として、近年
、ガス絶縁開閉装置が良く用いられている。これは、母
線、しゃ断器を初めとして、その他の付属設備を金属容
器の中に収納し、その後、この金属容器内に安定度が高
く、不活性、不燃、無臭、無害であり、且つ空気の２〜
３倍の絶縁耐力を有するＳＦ６ガスを封入して、高電圧
回路の開閉装置としたものである。
、ガス絶縁開閉装置が良く用いられている。これは、母
線、しゃ断器を初めとして、その他の付属設備を金属容
器の中に収納し、その後、この金属容器内に安定度が高
く、不活性、不燃、無臭、無害であり、且つ空気の２〜
３倍の絶縁耐力を有するＳＦ６ガスを封入して、高電圧
回路の開閉装置としたものである。
この様なガス絶縁開閉装置においては、しゃ断器や断路
器が作動し、回路が切離されたりつながれたりする際に
、電極間に放電が生じる。この放電により発生するサー
ジ電圧は、時には定格の２倍以上になることもあり、且
つ第１波の波高値に至る時間は１００ｎｓ以下の高周波
の振動波になり、しかも管路母線に用いられている同軸
上の構造は周波数特性が極めて良く、ＩＧＨｚまでの周
波数の電圧をほとんど減衰させることなく伝搬させるた
め、サージは減衰せずにそのままガス絶縁開閉装置に接
続された他の機器、例えば変圧器、ブッシング等に達す
る。
器が作動し、回路が切離されたりつながれたりする際に
、電極間に放電が生じる。この放電により発生するサー
ジ電圧は、時には定格の２倍以上になることもあり、且
つ第１波の波高値に至る時間は１００ｎｓ以下の高周波
の振動波になり、しかも管路母線に用いられている同軸
上の構造は周波数特性が極めて良く、ＩＧＨｚまでの周
波数の電圧をほとんど減衰させることなく伝搬させるた
め、サージは減衰せずにそのままガス絶縁開閉装置に接
続された他の機器、例えば変圧器、ブッシング等に達す
る。
次に、この様な高周波電圧が他の機器に及ぼす影響を変
圧器を例にして説明する。即ち、第６図に示した様に、
従来のＧＩＳ型変電所において、ガス絶縁開閉装置に接
続される変圧器は、変圧器の鉄心１の回りに巻線２が巻
回され、これらが絶縁油を充填したタンク３内に収納さ
れている。また、タンク３には絶縁油を冷却するクーラ
ー４及び絶縁油の劣化を防止する為のコンサベータ５が
配設されている。さらに、前記巻線２の一部から引出さ
れた高圧リード線６は油ダクト７を介して油／ガスブッ
シング８に接続され、さらに５Ｆｉ５ガス管路母線ダク
ト９内に収納された高圧中心導体１０によって図示して
いないガス絶縁開閉装置に接続されている。なお、油ダ
クト７には避雷器１１が配設されている。
圧器を例にして説明する。即ち、第６図に示した様に、
従来のＧＩＳ型変電所において、ガス絶縁開閉装置に接
続される変圧器は、変圧器の鉄心１の回りに巻線２が巻
回され、これらが絶縁油を充填したタンク３内に収納さ
れている。また、タンク３には絶縁油を冷却するクーラ
ー４及び絶縁油の劣化を防止する為のコンサベータ５が
配設されている。さらに、前記巻線２の一部から引出さ
れた高圧リード線６は油ダクト７を介して油／ガスブッ
シング８に接続され、さらに５Ｆｉ５ガス管路母線ダク
ト９内に収納された高圧中心導体１０によって図示して
いないガス絶縁開閉装置に接続されている。なお、油ダ
クト７には避雷器１１が配設されている。
この様な構成を有するガス絶縁開閉装置に接続される変
圧器においては、ガス絶縁開閉装置が作動し極めて立上
がり峻度の高い高周波サージが発生すると、前述した様
にサージは管路母線を通って変圧器に印加される。この
様な波頭峻度の高い高周波サージが印加された場合の変
圧器の巻線の応答について、優れた耐インパルス電圧特
性を持ち、しばしば高電圧巻線として用いられているハ
イセルキャップ円板巻１ｌＡ（高直列静電容量巻線）を
使用した場合について説明する。即ち、ハイセルキャッ
プ円板巻線に前述の様な高周波サージ電圧が印加される
と、ハイセルキャップ巻線は直列静電容量が大きいにも
拘らず、電位分布の改善は行なわれない。つまり、第７
図に示した様に、直列静電容量は、電圧が第１段の第１
のターンとそれに第２段の合計のターン（Ｎ−１６）の
半分（Ｎ／２−８）を加えた次のターンに印加されて始
めて形成されるものであるが、急峻波サージ電圧になる
と、第１のターンに入来した電圧波がＮ／２加えた隣の
ターンに到達する前に第１のターンで波高値に達するこ
とになる。この様に、急峻なサージ電圧に対しては、ハ
イセルキャップ円板巻線のねらいである電位分布の改善
は無意味になる。この無意味になる境界は巻線の電圧及
び容量によって異なるが、第１波の負の波高値に至る時
間が０．５μｓ程度以下といわれている。
圧器においては、ガス絶縁開閉装置が作動し極めて立上
がり峻度の高い高周波サージが発生すると、前述した様
にサージは管路母線を通って変圧器に印加される。この
様な波頭峻度の高い高周波サージが印加された場合の変
圧器の巻線の応答について、優れた耐インパルス電圧特
性を持ち、しばしば高電圧巻線として用いられているハ
イセルキャップ円板巻１ｌＡ（高直列静電容量巻線）を
使用した場合について説明する。即ち、ハイセルキャッ
プ円板巻線に前述の様な高周波サージ電圧が印加される
と、ハイセルキャップ巻線は直列静電容量が大きいにも
拘らず、電位分布の改善は行なわれない。つまり、第７
図に示した様に、直列静電容量は、電圧が第１段の第１
のターンとそれに第２段の合計のターン（Ｎ−１６）の
半分（Ｎ／２−８）を加えた次のターンに印加されて始
めて形成されるものであるが、急峻波サージ電圧になる
と、第１のターンに入来した電圧波がＮ／２加えた隣の
ターンに到達する前に第１のターンで波高値に達するこ
とになる。この様に、急峻なサージ電圧に対しては、ハ
イセルキャップ円板巻線のねらいである電位分布の改善
は無意味になる。この無意味になる境界は巻線の電圧及
び容量によって異なるが、第１波の負の波高値に至る時
間が０．５μｓ程度以下といわれている。
次に、高周波サージが印加された場合に、避雷器１１が
作動して変圧器を保護できるか否かを説明する。即ち、
ガス絶縁開閉装置が作動して高周波サージが管路母線に
入った場合の各部の急峻波電圧の波形図を第８図に示し
た。まずＥなる電圧波高値を持つ急峻波電圧が油／ガス
ブッシング８の対地キャパシタンスＣｏを充電し、避雷
器１１の端子へ達する。このときブッシングの対地キャ
パシタンスＣｏにより急峻波電圧の波高値は若干小さい
Ｅ−となり波頭峻度も若干小さくなる。また、避雷器１
１においてはそのｖ−ｉ特性に応じて電流が流れるため
、電圧は避雷器１１の制限電圧以下に抑制され、その波
高値はＥ ／／となる。しかし避雷器では、波高値を下
げるだけで波頭峻度は何等変らないため、急峻波サージ
電圧の巻線分布の改善はできない。
作動して変圧器を保護できるか否かを説明する。即ち、
ガス絶縁開閉装置が作動して高周波サージが管路母線に
入った場合の各部の急峻波電圧の波形図を第８図に示し
た。まずＥなる電圧波高値を持つ急峻波電圧が油／ガス
ブッシング８の対地キャパシタンスＣｏを充電し、避雷
器１１の端子へ達する。このときブッシングの対地キャ
パシタンスＣｏにより急峻波電圧の波高値は若干小さい
Ｅ−となり波頭峻度も若干小さくなる。また、避雷器１
１においてはそのｖ−ｉ特性に応じて電流が流れるため
、電圧は避雷器１１の制限電圧以下に抑制され、その波
高値はＥ ／／となる。しかし避雷器では、波高値を下
げるだけで波頭峻度は何等変らないため、急峻波サージ
電圧の巻線分布の改善はできない。
［発明の目的］
本発明は、上述したような従来の管路母線の欠点を解消
するために提案されたもので、その目的は、ＧＩＳ変電
所において、ガス絶縁開閉装置を作動させることによっ
て発生する高周波サージによって変圧器や他の接続され
ている機器が絶縁破壊を起こさない程度まで、高周波サ
ージを減衰させることのできる管路母線を提供すること
にある。
するために提案されたもので、その目的は、ＧＩＳ変電
所において、ガス絶縁開閉装置を作動させることによっ
て発生する高周波サージによって変圧器や他の接続され
ている機器が絶縁破壊を起こさない程度まで、高周波サ
ージを減衰させることのできる管路母線を提供すること
にある。
［発明の概要］
本発明の管路母線は、ダクト内に配設された高圧中心導
体の回りに、印加されるサージが高周波になるほど損失
が大きくなる誘電体を配設することにより、印加される
高周波サージを大幅に減衰できる様にしたものである。
体の回りに、印加されるサージが高周波になるほど損失
が大きくなる誘電体を配設することにより、印加される
高周波サージを大幅に減衰できる様にしたものである。
［発明の実施例］
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
具体的に説明する。なお、第６図の従来の管路母線と同
一の部材については、同一符号を付し説明は省略する。
具体的に説明する。なお、第６図の従来の管路母線と同
一の部材については、同一符号を付し説明は省略する。
本実施例において、ＳＦ６ガス管路母線ダクト９の内部
に配設されている高圧中心導体１０の回りの一部に、印
加されるサージが高周波になるほど損失が大きくなる誘
電体２０が高抵抗金属または半導体２１を介して取付け
られている。また、この誘電体２０は、ＳＦ６ガス管路
母線ダクト９の接地導体２２とも高抵抗金属または半導
体２１を介して接触している。なお、この高抵抗金属ま
たは半導体２１の厚さは、その物質が持つ１ＭＨ２での
表皮深さ程度（例えばタングステンであれば１８０μｍ
）のもので、めっきまたは蒸着等の方法で取付けられて
いる。
に配設されている高圧中心導体１０の回りの一部に、印
加されるサージが高周波になるほど損失が大きくなる誘
電体２０が高抵抗金属または半導体２１を介して取付け
られている。また、この誘電体２０は、ＳＦ６ガス管路
母線ダクト９の接地導体２２とも高抵抗金属または半導
体２１を介して接触している。なお、この高抵抗金属ま
たは半導体２１の厚さは、その物質が持つ１ＭＨ２での
表皮深さ程度（例えばタングステンであれば１８０μｍ
）のもので、めっきまたは蒸着等の方法で取付けられて
いる。
この様な構成を有する本実施例の管路母線においては、
同軸状の管路母線の特性サージインピーダンスは Ｚｏ ＝１３８／ （Ｅ；・＋ ００１ （ｂ／ａ）テ
表される。ここでａは高圧中心導体１０の直径、ｂは接
地導体２２の直径、εｒは高圧中心導体１０と接地導体
２２の間にある物質の比誘電率である。
同軸状の管路母線の特性サージインピーダンスは Ｚｏ ＝１３８／ （Ｅ；・＋ ００１ （ｂ／ａ）テ
表される。ここでａは高圧中心導体１０の直径、ｂは接
地導体２２の直径、εｒは高圧中心導体１０と接地導体
２２の間にある物質の比誘電率である。
例えば、誘電体２０として３ａｌ’−１０３を用いたと
すると、εｒ＃３０００となり、ガスはＳ Ｆ６の１気
圧とすると、εｒ＝１になる６Ｂ ａ Ｔ ！ ０３が
ある所のサージインピーダンスＺ＋ とＳ Ｆｓがある
ところのサージインピーダンスＺ２の、比は、Ｚ２／Ｚ
１＝５５となる。即ちこの部分でインピーダンス不整合
が起こり、ｓＦ６のある管路を通ってきた高周波電圧Ｖ
ｏＳ電流ＩＯはＢａＴｉＯ３がある所になると、高周波
電圧は１／２８Ｖｏ、電流は５５／２８Ｉｏになる。ま
た、抵抗損はＲＩ２で与えられる為、［３ａＴｉＯ３が
ある領域での抵抗損は約４倍に増える。且つ、このＢａ
ＴｉＯ３がある領域において高圧中心導体１０と接地導
体２２０部分を構成する金属表面に、抵抗率の高いタン
グステン、ニクロム、モリブデン等を１ＭＨ２における
表皮深さ程度、蒸着またはめつきしである為、さらに損
失は大きくなり、高周波サージの減衰は非常に大きくな
る。その上、ＢａＴｉＯ３には、第２図の様に電界Ｅと
電束りにはヒステリシスがある。この曲線に囲まれた部
分は損失になり、しかも周波数によらず大きさは一定の
為周波数に比例して損失は増える。しかし、商用周波は
周波数が低い為、損失はほとんど無い。この様に強誘電
体を管路に入れることにより、管路表面での抵抗損と強
誘電体内部でのヒステリシス損により高周波のみを減衰
させることができる。その結果、変圧器及びブッシング
に危険なレベルの高周波サージ電圧はかからなくなる。
すると、εｒ＃３０００となり、ガスはＳ Ｆ６の１気
圧とすると、εｒ＝１になる６Ｂ ａ Ｔ ！ ０３が
ある所のサージインピーダンスＺ＋ とＳ Ｆｓがある
ところのサージインピーダンスＺ２の、比は、Ｚ２／Ｚ
１＝５５となる。即ちこの部分でインピーダンス不整合
が起こり、ｓＦ６のある管路を通ってきた高周波電圧Ｖ
ｏＳ電流ＩＯはＢａＴｉＯ３がある所になると、高周波
電圧は１／２８Ｖｏ、電流は５５／２８Ｉｏになる。ま
た、抵抗損はＲＩ２で与えられる為、［３ａＴｉＯ３が
ある領域での抵抗損は約４倍に増える。且つ、このＢａ
ＴｉＯ３がある領域において高圧中心導体１０と接地導
体２２０部分を構成する金属表面に、抵抗率の高いタン
グステン、ニクロム、モリブデン等を１ＭＨ２における
表皮深さ程度、蒸着またはめつきしである為、さらに損
失は大きくなり、高周波サージの減衰は非常に大きくな
る。その上、ＢａＴｉＯ３には、第２図の様に電界Ｅと
電束りにはヒステリシスがある。この曲線に囲まれた部
分は損失になり、しかも周波数によらず大きさは一定の
為周波数に比例して損失は増える。しかし、商用周波は
周波数が低い為、損失はほとんど無い。この様に強誘電
体を管路に入れることにより、管路表面での抵抗損と強
誘電体内部でのヒステリシス損により高周波のみを減衰
させることができる。その結果、変圧器及びブッシング
に危険なレベルの高周波サージ電圧はかからなくなる。
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものでは無
く、誘電体として紙などの高周波になるほど損失角（ｔ
ａｎδ）が増加する高分子を用いると、誘電体として強
誘電体を用いた場合と同様に、導体での抵抗損が増加し
、その上、高周波になるほどｔａｎδが増加するため、
損失が増加し高周波の減衰が大きくなり、変圧器やブッ
シング等の機器を高周波サージより保護することができ
る。
く、誘電体として紙などの高周波になるほど損失角（ｔ
ａｎδ）が増加する高分子を用いると、誘電体として強
誘電体を用いた場合と同様に、導体での抵抗損が増加し
、その上、高周波になるほどｔａｎδが増加するため、
損失が増加し高周波の減衰が大きくなり、変圧器やブッ
シング等の機器を高周波サージより保護することができ
る。
また、高圧中心導体１０の回りに配設される誘電体３０
の形状を、第３図に示したように中心導体１０のみに接
する様に構成しても良い。一般に、ＳＦ６ガスが充満し
ている同軸状の管路に高周波が伝搬するときの電界は、
第４図に示した様な形状をしているが、第３図の様に中
心導体１０の回りに比誘電率の高い物質を同軸上に配設
すると、電界は第５図に示した様に、高圧中心導体１０
から接地導体２２に行かずに誘電体３０の内部のみを通
って伝搬していく。その結果、高周波は、導体での抵抗
損が増加し、且つ誘電体内のヒステリシス損またはｔａ
ｎδによる損失が生じ、第１図に示した実施例と同様の
効果が得られる。
の形状を、第３図に示したように中心導体１０のみに接
する様に構成しても良い。一般に、ＳＦ６ガスが充満し
ている同軸状の管路に高周波が伝搬するときの電界は、
第４図に示した様な形状をしているが、第３図の様に中
心導体１０の回りに比誘電率の高い物質を同軸上に配設
すると、電界は第５図に示した様に、高圧中心導体１０
から接地導体２２に行かずに誘電体３０の内部のみを通
って伝搬していく。その結果、高周波は、導体での抵抗
損が増加し、且つ誘電体内のヒステリシス損またはｔａ
ｎδによる損失が生じ、第１図に示した実施例と同様の
効果が得られる。
［発明の効果］
以上の通り、本発明によれば、高圧中心導体の回りに強
誘電体又は紙等の様に高周波になるほどｔａｎδが増加
する誘電体を配設することにより、高周波の電気エネル
ギーを充分に減少させ、変圧器やブッシング等の機器が
高周波サージにより絶縁破壊を起こさない程度にまで、
高周波サージを減衰することができる安価で信頼性の高
い管路母線を提供できる効果がある。
誘電体又は紙等の様に高周波になるほどｔａｎδが増加
する誘電体を配設することにより、高周波の電気エネル
ギーを充分に減少させ、変圧器やブッシング等の機器が
高周波サージにより絶縁破壊を起こさない程度にまで、
高周波サージを減衰することができる安価で信頼性の高
い管路母線を提供できる効果がある。
第１図は本発明の管路母線の一実施例を示す要部拡大断
面図、第２図は強誘電体のヒステリシス損を示す電界と
藁束の関係を表す図、第３図は本発明の管路母線の他の
実施例を示す要部拡大断面図、第４図は従来の管路母線
を伝搬する高周波の電界の模式図、第５図は本発明の他
の実施例における高周波の電界の模式図、第６図は従来
のＧＩＳ形変電所の代表的な構成図、第７図は変圧器の
ハイセルキャップ巻線の構成図、第８図は高周波サージ
がＧｒＳ変電所を伝搬する時の模式図である。 １・・・変圧器の鉄心、２・・・巻線、３・・・タンク
、４・・・クーラー、５・・・コンサベータ、６・・・
高圧リード線、７・・・油ダクト、８・・・油／ガスブ
ッシング、９・・・ＳＦ６ガス管路母線ダクト、１０・
・・高圧中心導体、１１・・・避雷器、２０・・・誘電
体、２１・・・高抵抗金属又は半導体、２２・・・接地
導体、３０・・・誘電体。
面図、第２図は強誘電体のヒステリシス損を示す電界と
藁束の関係を表す図、第３図は本発明の管路母線の他の
実施例を示す要部拡大断面図、第４図は従来の管路母線
を伝搬する高周波の電界の模式図、第５図は本発明の他
の実施例における高周波の電界の模式図、第６図は従来
のＧＩＳ形変電所の代表的な構成図、第７図は変圧器の
ハイセルキャップ巻線の構成図、第８図は高周波サージ
がＧｒＳ変電所を伝搬する時の模式図である。 １・・・変圧器の鉄心、２・・・巻線、３・・・タンク
、４・・・クーラー、５・・・コンサベータ、６・・・
高圧リード線、７・・・油ダクト、８・・・油／ガスブ
ッシング、９・・・ＳＦ６ガス管路母線ダクト、１０・
・・高圧中心導体、１１・・・避雷器、２０・・・誘電
体、２１・・・高抵抗金属又は半導体、２２・・・接地
導体、３０・・・誘電体。
Claims (4)
- （１）ガス絶縁管路母線のダクト内に配設された高圧中
心導体の回りに、印加されるサージが高周波になるほど
損失が大きくなる誘電体を配設したことを特徴とする管
路母線。 - （２）前記誘電体が、高圧中心導体と接地導体の両方に
接する様に配設され、誘電体と中心導体の間及び誘電体
と接地導体の間に、高抵抗金属又は半導体が配設されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管路
母線。 - （３）前記誘電体が、ＢａＴｉＯ＿３やＢａＴｉＯ＿３
にＳｒＴｉＯ＿３、ＢａＳｎＯ＿３又はＣａＴｉＯ＿３
を少量添加したもの、或いは、ＮａＮＯ＿２、ＰｂＺｒ
Ｏ＿３又はＳｂＳＩである特許請求の範囲第１項及び第
２項記載の管路母線。 - （４）前記誘電体が、紙又はセルロース等のコモノマー
又は側鎖を持つ高分子である特許請求の範囲第１項及び
第２項記載の管路母線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59268618A JPS61147719A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 管路母線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59268618A JPS61147719A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 管路母線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147719A true JPS61147719A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0520969B2 JPH0520969B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17461044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59268618A Granted JPS61147719A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 管路母線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147719A (ja) |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59268618A patent/JPS61147719A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0520969B2 (ja) | 1993-03-23 |
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