JPS6135108A - ガス絶縁断路器 - Google Patents

ガス絶縁断路器

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JPS6135108A
JPS6135108A JP15603484A JP15603484A JPS6135108A JP S6135108 A JPS6135108 A JP S6135108A JP 15603484 A JP15603484 A JP 15603484A JP 15603484 A JP15603484 A JP 15603484A JP S6135108 A JPS6135108 A JP S6135108A
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JP
Japan
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voltage
electrodes
disconnector
gas
line
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JP15603484A
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JPH0376083B2 (ja
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敏昭 吉積
松田 節之
新田 東平
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/24Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring

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  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Circuit Breakers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は無負荷母線の充[4流を遮断できるガス絶縁
断路器に関するものである。
〔従来の技術〕
変電所においては電力系統の各送電線と複数の母線およ
びこれらの母線と変電所内機器を結ぶ各電路にしゃ断器
を挾んでその両側に断路器が設けられている。そして最
近の変電所では断路器、しゃ断器、母線などを全てSF
eガスを封入した金属容器に収納して構成した全ガス絶
縁変電所や母線だけを架空線として構成した複合形ガス
絶縁変電所が採用されている。
このような変電所において、断路器は変電所内機器の各
送電線に対する切り離しや、回路の切り換えの目的で開
閉操作される。この場合、断路器の開閉は隣接したしゃ
断器が開路の状態で行なわれ、断路器はそのしゃ断器に
至る変電所内の短い線路の微少な充電電流を開閉するも
のである。
第1図はかかる変電所の構成の一例を示すもので、BU
S 1. BUS 2は甲母線及び乙母線、DSL〜D
S8は断路器、CBI〜CB8はしゃ断器である。回置
こおいて、例えは断路器DSLはしゃ断器CB1までの
短い線路aを開閉し、h路器DS5は断路!!DS6が
開路のときIこ線路区間すを開閉する。
Trは変圧器である。。
ところで、L述したような変電所1こおいて、断路器の
開閉により充r程電流をしゃ断する際に、多数回の再点
弧(極間放電)が発生し、第2図(a)に示すような負
荷側線路対地重圧波形がI灯られることが知られている
。すなわち、開極とほぼ同時に微少の充電電流はしゃ断
されるが、そのとき負荷側の線路1こは、しゃ断瞬時の
電源電圧が残留しているため、断路器の極間にはこの線
路の残留電圧Velと電源電圧の差が印加される。この
とき、まだ、断路器は開路途tであって、極間絶縁回復
が十分ではないため、極間電圧Vp1で再点弧する。
しかしこの場合、線路の静m容雇は数百〜数千ピコファ
ラッド程度なので、流れる過渡電流が減衰するとすぐし
ゃ断が成立し、負荷側線路の電圧はそのときの電源電圧
と一致しtこ大きさで残留する。
そして電源電圧はさらに変化するから極間電圧vp2で
ふたたび再点弧を発生する。以下同様にして再点弧が繰
返される。
断路器の極間1こはこれら再点弧のときにサージ電圧が
発生ずる。例えば第2図(a)のア部での再点弧の現象
を時間的1こ拡大し、概念的1こ示すと第2図(b)1
こ示すようになる。このときのサージ電圧は開閉する負
荷側の線路が短いため周波数が高く、多くの場合その基
本振動は数百K[42〜数MHzに達する。したがって
、再点弧時に断路器の極間には高周波電流が流れ、この
過渡電流が十分減衰した時点でしゃ断が成立し、負荷側
線路の電圧が電源電圧と一致した後でしゃ断される。
断路器の極間が次第1こ開離してゆくと、極間の耐電圧
性能がこれ1こ伴って回復するので、一般に断路器極間
の最終付近の再点弧において放電時の極間電位差はVp
 n−1やVpnなどのよう1こ大きく r、cる。そ
の結果、過渡振動にまる大きなサージ宙;圧は、第2図
(a)の(イ)点やゆ)点に示す電圧1こ達する。
なお、この例において極間放電時の電位差Vpn−1は
Vpn lこ比べて大きくなっている。これは一般1こ
、例えば第8図に示すよう番こ断路器の開閉途中の両電
極の形状が、一方の電極に可W1接触子があるために非
対称であり、その結果極間電圧Vpn−sやVpnの極
性によって極間の絶縁回復電圧が非対称となる。いわゆ
る極性効果のためである。この極性効果はL述のような
ものであるから、はとんど全てのガス絶縁断路器に関し
て現われるものである。
なお、この非対称の割合を(正極性極間絶縁回復電圧)
÷(負極性極間絶縁囲復亀圧)で表わせは、この値は通
富1.3程度である。
さて、このような極性効果があるtこめ1こ極間放n1
時の最大極間電位差が想定し得る最大値2.0pu(p
u:%規対地電圧波高値)となることはほとんどないこ
とが下記文献に述べられており、公知である。
Bdggs、S、A、、Chu、 F、Y、、 Fuj
imoto、 N、。
Krenicky、 A、、 Plessl、 A、、
 5chlicht、 A、。
’Disconnect 5w1tch 1nduce
d transients andtrapped c
harge in gas−4nsulated 5u
bstations’。
IEEE Trans、 PAS、 Vol、101.
No、IO,pp、 ’8593−8600゜1982
゜ ところで、断路器極間放電時の過渡振動による過電圧、
いわゆる断路8gサージは第2図に示すように常規対地
P柱圧波高値と比べて極めて大きい値となる。まtこ、
このような大きな断路器サージを発生するときの断路器
極間の開離は極めて大きいtコめ1こ放電時の電極間1
こ存在するアークが枝分れして大地電位にある金属容器
に向って地絡するという、いわゆる充電電流しゃ断時の
地絡現象が生じ易くなるなどの問題点があった。
しかるに、従来のガス絶縁鈎1路器においてはこの現象
に関する十分な理解が成されておらず、この極間放電時
の極間電圧を下げ、悶i屓13サージ尻圧を低下させる
ため1こ、前述した塚KtDの非対称性を高める等の他
に有効な対策を講することができなかった。
〔発明の概要〕
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、断
路器開離時の電極間の距離11こ対して、電極の直径を
2〜4の比率に設定することによって、断路器極間放電
時の極間電圧を低下させ、その結果断路器サージ電圧を
低下さiて、充電電流遮断時の対地絶縁性能を高めるこ
とかできるガス絶縁断路器を提供する。
〔発明の実施例〕
以ト、因について説明する。第3ν11こおいて、(1
)は接地されSF、1などの絶縁ガスが封入された金属
容器、(2)は金属容器(1)内に配置された直径d1
の円柱状の固定側電極で、固定接触子(2a)を有する
(3)は固定側Wt 極(27と所定の距1IIInを
あけて対向して金属容器(1ン内に配置された直径d2
の円柱状の可動側電極で、可動接触子(8a)が突出し
て固定接触子(2a)と接触する。可動接触子(8a)
は図示のよう1こ、接触(投入)時には、に)→(つ)
→(イ)→(ロ)と移動し、開離(遮断)時には、に)
→(イ)→(つ)→に)の順序で移動する。なお、一般
に両電極(2パ3)の直径はd= d、 = 62とさ
れるが、必ずしも同一でなくてもよい。
七記梠成のものの両電極(2J (3)間の絶縁回復?
ff、圧は、艶4図1こ示すよう1こ、可動接触子(8
a)のストローク$こ対して非直線的1こ変化し、ある
重圧を境(こして急激にL昇する。この急激暑こ且昇す
る点を靴1縁回復電圧の急り昇点と呼ぶこと1こする。
この非直線的な変化は両電極(21(3>閤を可動接触
子(8a)がよぎるために生じるもので、後述のよう蚤
こ主Iこ両電極(21(31間の距離lと電極の直径d
との比率によって定まることが、電極間の電界解析の結
果から明らかになっている。
従って、絶縁回復電圧の急を昇点も、lとdとの比率に
依存して定まることは明らかである。
なお、第41/:は極間電圧の極性が負のときの変化の
様子を示しているが、正極性については非ず(?称性の
割合1.3を乗することによって?qら7jる1、第5
図及び第6図は、基極IF’r!の距離eと電極の直径
dとの比率を変えて急り昇点の電圧を変化させなから断
路器の遮断過程で生じる極間電圧の最大1直と、最大サ
ージ電圧をコンピュータ1こよるシミュレーション:こ
よって絶綽、回復銃;度をパラメータとして表イつした
ものである。
なお、図において急を昇照の影り:!!を見やすくする
ためlこ、極間放電電圧を全て負極性の値(こ換pしで
ある。
こzlらの図から明らかなように急上昇点の電圧を変化
さぜると、最大lα[1■放m′直圧や最大サージ電圧
はこれに応じて変化する。急り昇点の電圧が1、Opu
付近にあるときは最大両開放1k ”’fJL圧や最大
サージ電圧が高くなる傾向1こある。極間放電電圧の斜
線で示した領域内のデータは、急と昇点暑こ至る以前で
の再点弧(極間放電)の終了を表わしておシ、この領域
内で再点弧が終了しれ場合、特に急を昇点1.4pu以
りにおいては最大極間放電電圧や最大サージ電圧は低く
なる傾向にある。
以りの結果から絶縁回復電圧の急り昇点が1.4pu以
tになるように両電極の形状を定めれば、最大両開放I
I![圧や最大サージ電圧を低くすることができる。そ
の結果、充電電流の遮断時の地絡現象を生じ難くするこ
とかできる。
第7図は電極間の距1111′lと電極の直径dとの比
率に=dllを種々、変化させたときの絶縁回復電圧の
変化の様子を示しtこものである。図から明らかなよう
Iこ、k>2では絶縁回復電圧の急り昇点が、はぼ1.
4p、u、以とになることがわかる。ところで、電極間
の距1iIII!に対して電極の直径dを大きくし遇ぎ
ると、電極の周囲にある接地金属容器の直径もこれ壷こ
伴って太きくしな番ブれはならないので、¥亀全体が大
形化してしJ:う欠点がある。
一方、断路器しゃ断時の極間電圧が2.0p、u、を越
えることは決してなく、また2、0p、u、付近の値と
なることも極めて希なことであるから、k=d/J?の
値を極端に大きくすることは実用的な面から不利である
以との結果から、k=dll=2〜4とするのが、実用
的にみて有利であると考えられる。これ1こよって、充
電電流の遮断時の地絡現象を生じ鮎(することができる
上記実施例では、両電極(2)(3)の対向面の直径が
d、=d2の場合について説明したが、d、≠d2のも
の1こついても適用できる。この場合は、偵径の小さい
側の電極の直径と両電極間の距離との比率で決定するこ
とができる。
さらに、上記実施例では金届容姫′内の絶縁性ガスがS
Fsのものについて説明しtこが、他にN2ガスとSF
eガスとの涙金ガス等の消弧性を発するガスでも適用で
きる。
〔発明の効果〕
この発明によると、開離時1ζおける一刻の電極間距離
1に対して電極の直径が2〜4の比率:こなるように構
成することによって、充[11E流の遮断時に発生する
サージ電圧の最大値及び極間の放電電圧の最大値を低く
することができるので、充電電流の遮断途中lこ発生す
る地絡を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はガス絶縁変電所の構成図、第2図は充電電流の
遮断時の波形を示す説明図、第3図はこの発明の要部を
示す断面図、第4図は極間の絶縁回復電圧の特性を示す
説明図、第5図及び第6−は絶縁回復電圧の急り昇点の
効果を示す説明図、第7図は絶縁回復電圧の変化の様子
を示す説明図で冴る。 図において、(1)は金属容’l!J、<2+は固定側
@極、(3) l!可動側vU極である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)接地される金属容器に絶縁性ガスとともに収納さ
    れ、電力系統の無負荷母線に流れる充電電流を開閉する
    ものにおいて、開離時における一対の電極間距離1に対
    して上記電極の直径が2〜4の比率になるようにしたこ
    とを特徴とするガス絶縁断路器。
JP15603484A 1984-07-24 1984-07-24 ガス絶縁断路器 Granted JPS6135108A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15603484A JPS6135108A (ja) 1984-07-24 1984-07-24 ガス絶縁断路器
CH321585A CH667941A5 (de) 1984-07-24 1985-07-24 Gasisolierter trenner in einem geerdeten metallgehaeuse.
DE19853526516 DE3526516A1 (de) 1984-07-24 1985-07-24 Isoliergas-trennschalter

Applications Claiming Priority (1)

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JP15603484A JPS6135108A (ja) 1984-07-24 1984-07-24 ガス絶縁断路器

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Publication Number Publication Date
JPS6135108A true JPS6135108A (ja) 1986-02-19
JPH0376083B2 JPH0376083B2 (ja) 1991-12-04

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JP15603484A Granted JPS6135108A (ja) 1984-07-24 1984-07-24 ガス絶縁断路器

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19514514C2 (de) * 1995-04-11 1997-02-20 Siemens Ag Überwachung einer gasisolierten Hochspannungsschaltanlage
EP2234232A3 (en) * 2009-03-27 2013-10-23 ABB Technology AG High-voltage device

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JPH0376083B2 (ja) 1991-12-04
DE3526516A1 (de) 1986-02-06
CH667941A5 (de) 1988-11-15
DE3526516C2 (ja) 1992-09-10

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