JPS6227488B2 - - Google Patents
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- JPS6227488B2 JPS6227488B2 JP57038361A JP3836182A JPS6227488B2 JP S6227488 B2 JPS6227488 B2 JP S6227488B2 JP 57038361 A JP57038361 A JP 57038361A JP 3836182 A JP3836182 A JP 3836182A JP S6227488 B2 JPS6227488 B2 JP S6227488B2
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Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はガス絶縁電気装置に関する。
絶縁媒体として空気の３倍以上の絶縁耐力を持
つ六弗化硫黄（SF6）が使用した電気装置では高
電圧の変圧器や開閉装置が知られ、これらの多く
はSF6ガスを加圧して使用することと、SF6ガス
が局部的な電界集中に弱いことから電界を平等に
近ずける対策が施されたうえで小形化が図られて
いる。その結果として封入されたSF6ガスの管理
が面倒なことや、機械的機能には不要な電界平等
化用のシールドが多数使用されることになつて装
置が高価になるなどの欠点があり、不平等電界に
強くして大気圧をやや上まわる程度の封入圧力で
かつ安価な絶縁媒体が使用されたガス絶縁電気装
置が望まれていた。
つ六弗化硫黄（SF6）が使用した電気装置では高
電圧の変圧器や開閉装置が知られ、これらの多く
はSF6ガスを加圧して使用することと、SF6ガス
が局部的な電界集中に弱いことから電界を平等に
近ずける対策が施されたうえで小形化が図られて
いる。その結果として封入されたSF6ガスの管理
が面倒なことや、機械的機能には不要な電界平等
化用のシールドが多数使用されることになつて装
置が高価になるなどの欠点があり、不平等電界に
強くして大気圧をやや上まわる程度の封入圧力で
かつ安価な絶縁媒体が使用されたガス絶縁電気装
置が望まれていた。
絶縁媒体の局部的な電界集中に強いか弱いか
は、周知の電離係数の電界に対する傾きで考えら
れ、確かにこれでみる限りH2、He、CO2、N2等
は電離係数の傾きが緩やかで電界集中に強いこと
になるが、それ自体の絶縁耐力が低いことから実
用にはならない。そしてこれを補なうためSF6ガ
スと前述したような種々のガスとの混合が考えら
れ幾多の実験が重ねられていた。しかしながら従
来の実験の多くはもつぱら平等電界またはそれに
準ずる電界のもとでの特性をもつて比較が行なわ
れていたために、その結果はほとんどの混合ガス
がSF6ガスと混合する相手ガスとの中間の放電電
圧になるのがせいぜいであつた。
は、周知の電離係数の電界に対する傾きで考えら
れ、確かにこれでみる限りH2、He、CO2、N2等
は電離係数の傾きが緩やかで電界集中に強いこと
になるが、それ自体の絶縁耐力が低いことから実
用にはならない。そしてこれを補なうためSF6ガ
スと前述したような種々のガスとの混合が考えら
れ幾多の実験が重ねられていた。しかしながら従
来の実験の多くはもつぱら平等電界またはそれに
準ずる電界のもとでの特性をもつて比較が行なわ
れていたために、その結果はほとんどの混合ガス
がSF6ガスと混合する相手ガスとの中間の放電電
圧になるのがせいぜいであつた。
第１図はその一例としての平等電界中のSF6ガ
スにN2ガスを混合したときの放電電圧の変化を
示すもので、横軸にSF6ガスとN2ガスの割合がと
られ縦軸に放電電圧にあたる破壊電界（破壊電
圧／ギヤツプ長）がとられている。この図でも明
らかなように平等電界下ではN2ガスを混合した
場合にSF6ガス単体の場合より放電電圧が上昇す
ることはなく、従来のこの種の混合ガスの研究は
高価なSF6ガスを安価なN2ガスでうすめて使うと
いう経済的効果と、SF6ガスの凝結点を低くする
ため液化温度の低いN2ガスや空気を混合するこ
とで低温地域での使用を可能にする対策の範囲の
ものであつた。またこのような平等電界下ではコ
ロナ開始電圧＝全路放電電圧であることから、コ
ロナ発生条件であるexp（∫α−ηdx）＝const、
（α−ηは実効電離係数）を満たせば全路放電に
至ると考えられ、SF6ガスの（α−η）SF6とそ
れに混合するガスの（α−η）extが与えられれ
ば、SF6ガス分圧Ｍ、混合するガス分圧Ｎ、とし
てSF6ガ＋混合するガスの（α−η）mixは、 （α−η）mix＝Ｍ（α−η）ＳＦ６＋Ｎ（α−η）ｅｘｔ／Ｍ＋Ｎ ， であり、これにより混合されたガスの放電電圧は
かなり正確に推定することができる。しかしこれ
に対する不平等電界下ではコロナ発生電圧＜全路
放電電圧であり、コロナ放電の安定性が放電電圧
に大きく影響されることから、前述の（α−η）
の項の他に、電子エネルギー分布に対する付着、
再結合係数、電子、イオンの拡散係数、イオンの
準安定、励起エネルギー等多くの放電パラメータ
の把握と定量化が必要となつて現段階では放電電
圧の推定は困難なことであり、このようなことか
ら従来の混合ガスの実験結果からは封入圧力が低
くて不平等電界に強く、しかも経済性も良好な絶
縁媒体を選び出すことは無理で、前述に基づくガ
ス絶縁電気装置向きの絶縁媒体の開発が必要であ
つた。
スにN2ガスを混合したときの放電電圧の変化を
示すもので、横軸にSF6ガスとN2ガスの割合がと
られ縦軸に放電電圧にあたる破壊電界（破壊電
圧／ギヤツプ長）がとられている。この図でも明
らかなように平等電界下ではN2ガスを混合した
場合にSF6ガス単体の場合より放電電圧が上昇す
ることはなく、従来のこの種の混合ガスの研究は
高価なSF6ガスを安価なN2ガスでうすめて使うと
いう経済的効果と、SF6ガスの凝結点を低くする
ため液化温度の低いN2ガスや空気を混合するこ
とで低温地域での使用を可能にする対策の範囲の
ものであつた。またこのような平等電界下ではコ
ロナ開始電圧＝全路放電電圧であることから、コ
ロナ発生条件であるexp（∫α−ηdx）＝const、
（α−ηは実効電離係数）を満たせば全路放電に
至ると考えられ、SF6ガスの（α−η）SF6とそ
れに混合するガスの（α−η）extが与えられれ
ば、SF6ガス分圧Ｍ、混合するガス分圧Ｎ、とし
てSF6ガ＋混合するガスの（α−η）mixは、 （α−η）mix＝Ｍ（α−η）ＳＦ６＋Ｎ（α−η）ｅｘｔ／Ｍ＋Ｎ ， であり、これにより混合されたガスの放電電圧は
かなり正確に推定することができる。しかしこれ
に対する不平等電界下ではコロナ発生電圧＜全路
放電電圧であり、コロナ放電の安定性が放電電圧
に大きく影響されることから、前述の（α−η）
の項の他に、電子エネルギー分布に対する付着、
再結合係数、電子、イオンの拡散係数、イオンの
準安定、励起エネルギー等多くの放電パラメータ
の把握と定量化が必要となつて現段階では放電電
圧の推定は困難なことであり、このようなことか
ら従来の混合ガスの実験結果からは封入圧力が低
くて不平等電界に強く、しかも経済性も良好な絶
縁媒体を選び出すことは無理で、前述に基づくガ
ス絶縁電気装置向きの絶縁媒体の開発が必要であ
つた。
この発明は上記に鑑み不平等電界に強くして封
入圧力が低くてよく、かつ少なくともSF6ガスよ
りは安価な絶縁媒体が使用されたガス絶縁電気装
置を提供することを目的とする。
入圧力が低くてよく、かつ少なくともSF6ガスよ
りは安価な絶縁媒体が使用されたガス絶縁電気装
置を提供することを目的とする。
この発明によれば上記目的は開閉装置類など不
平等電界を生じ得る電気機器が外部から閉鎖され
た容器内に収納され、該容器内には絶縁媒体とし
て大気圧付近の圧力に保たれたガス絶縁媒体が充
満される電気装置において、該ガス絶縁媒体が六
弗化硫黄（SF6）と空気との混合ガスからなり、
かつその混合体積比がSF6／空気＝98／２〜60／
40の範囲内にあるように選ぶことにより達せられ
る。
平等電界を生じ得る電気機器が外部から閉鎖され
た容器内に収納され、該容器内には絶縁媒体とし
て大気圧付近の圧力に保たれたガス絶縁媒体が充
満される電気装置において、該ガス絶縁媒体が六
弗化硫黄（SF6）と空気との混合ガスからなり、
かつその混合体積比がSF6／空気＝98／２〜60／
40の範囲内にあるように選ぶことにより達せられ
る。
以下この発明の実施例を図面に基づき説明す
る。第２図ないし第４図において第２図は実験に
より求めた不平等電界下におけるSF6ガスと空気
との混合体積比を放電電圧の変化を記したもので
あつて、その時の電極構成は第３図に示す高圧側
の棒状電極１と接地側の平板電極２とでなり、電
極１に印加した電圧はインパルス電圧は1.2×40
μＳで交流電圧は50Hzの商用周波である。そして
曲線１は商用周波の放電電圧、曲線２はインパル
ス正極性放電電圧、曲線３は商用周波のコロナ発
生電圧を示し、それぞれのピーク値における混合
体積比SF6ガス／空気の大約は曲線１が70／30〜
80／20、曲線２が87／13付近、曲線３が96／４附
近になつている。なおそれぞれの放電電圧および
発生電圧でピーク値の85％に低下混合体積比の
上・下限は第４図に示すようになつている。
る。第２図ないし第４図において第２図は実験に
より求めた不平等電界下におけるSF6ガスと空気
との混合体積比を放電電圧の変化を記したもので
あつて、その時の電極構成は第３図に示す高圧側
の棒状電極１と接地側の平板電極２とでなり、電
極１に印加した電圧はインパルス電圧は1.2×40
μＳで交流電圧は50Hzの商用周波である。そして
曲線１は商用周波の放電電圧、曲線２はインパル
ス正極性放電電圧、曲線３は商用周波のコロナ発
生電圧を示し、それぞれのピーク値における混合
体積比SF6ガス／空気の大約は曲線１が70／30〜
80／20、曲線２が87／13付近、曲線３が96／４附
近になつている。なおそれぞれの放電電圧および
発生電圧でピーク値の85％に低下混合体積比の
上・下限は第４図に示すようになつている。
以上のことから一般の高電圧機器では商用周波
の試験電圧はインパルスの試験電圧よりも低くな
つていることから、インパルスの正極性が絶縁協
調上もつとも酷しい条件となり、その点でインパ
ルス正極性の放電圧のピーク値近傍における混合
体積比82／18〜92／８附近を用いるのがよい。こ
の場合それぞれの混合率が±５％の変動範囲にお
いて放電電圧の変化は僅かである。
の試験電圧はインパルスの試験電圧よりも低くな
つていることから、インパルスの正極性が絶縁協
調上もつとも酷しい条件となり、その点でインパ
ルス正極性の放電圧のピーク値近傍における混合
体積比82／18〜92／８附近を用いるのがよい。こ
の場合それぞれの混合率が±５％の変動範囲にお
いて放電電圧の変化は僅かである。
なお第２図における数値は大気圧附近のもので
あり、これが２気圧以上の封入圧となるとその効
果が少なく暫時第１図に示したSF6ガスとN2ガス
との混合ガスの場合と同様な傾向に近づくことに
なる。これは封入圧力が高くなるにしたがつてコ
ロナ放電の安定性が小さくなり、コロナ放電電圧
と全路放電電圧が近づくことによるものである。
またインパルスを絶縁上考慮に入れなくてもよい
機器においては曲線１の放電電圧がピーク値とな
る混合体積比70／30〜80／20附近の混合ガスを用
いることがよい。この場合は混合体積の範囲を
60／40程度にすることが可能でSF6ガスの節約に
有効である。しかしながら空気の混合率が40％を
超えると放電電圧の低下が急速に大きくなること
の注意が肝要となる。また、コロナ開始電圧のみ
が問題となる機器の場合においては曲線３におけ
る混合体積比96／４前後がもつとも高いコロナ発
生電圧をを示していることから98／２〜92／８の
混合体積比をもつ混合ガスを使用することがよ
い。
あり、これが２気圧以上の封入圧となるとその効
果が少なく暫時第１図に示したSF6ガスとN2ガス
との混合ガスの場合と同様な傾向に近づくことに
なる。これは封入圧力が高くなるにしたがつてコ
ロナ放電の安定性が小さくなり、コロナ放電電圧
と全路放電電圧が近づくことによるものである。
またインパルスを絶縁上考慮に入れなくてもよい
機器においては曲線１の放電電圧がピーク値とな
る混合体積比70／30〜80／20附近の混合ガスを用
いることがよい。この場合は混合体積の範囲を
60／40程度にすることが可能でSF6ガスの節約に
有効である。しかしながら空気の混合率が40％を
超えると放電電圧の低下が急速に大きくなること
の注意が肝要となる。また、コロナ開始電圧のみ
が問題となる機器の場合においては曲線３におけ
る混合体積比96／４前後がもつとも高いコロナ発
生電圧をを示していることから98／２〜92／８の
混合体積比をもつ混合ガスを使用することがよ
い。
なおこれらの混合ガスを作るに際してSF6ガス
は当然のこととして一般のガスボンベに封入され
ているものを使用することになるが、空気はガス
ボンベを使用するのも、また当該装置内に存在す
る空気を利用するのもよい。そして装置内の残存
空気を利用する場合には、この発明による混合体
積比を構成するところまで、あらかじめ減圧した
後SF6ガスを充気する工程となるので、絶縁媒体
に純SF6ガスを使用する場合における真空引きに
比較して大幅にガス封入時間の短縮ができること
や、真空ポンプの設置容量の小形化が可能となる
利点もある。
は当然のこととして一般のガスボンベに封入され
ているものを使用することになるが、空気はガス
ボンベを使用するのも、また当該装置内に存在す
る空気を利用するのもよい。そして装置内の残存
空気を利用する場合には、この発明による混合体
積比を構成するところまで、あらかじめ減圧した
後SF6ガスを充気する工程となるので、絶縁媒体
に純SF6ガスを使用する場合における真空引きに
比較して大幅にガス封入時間の短縮ができること
や、真空ポンプの設置容量の小形化が可能となる
利点もある。
以上述べたようにこの発明によればSF6ガスを
主体とする空気との混合ガスを用い低封入圧力の
採用で、不平等電界下での絶縁耐力が大幅に向上
したことから、電界緩和用のシールドが不要で在
来機器との部品の共通化が可能となり、ついで絶
縁媒体がSF6ガスと空気との混合でしかも封入圧
力が低くなつたことから絶縁媒体費が大幅に削減
され、さらには絶縁媒体封入にともなう真空引き
などの抜気作業の時間が短縮されるなどから小形
にして大幅にコストダウンされたガス絶縁電気装
置が得られる。
主体とする空気との混合ガスを用い低封入圧力の
採用で、不平等電界下での絶縁耐力が大幅に向上
したことから、電界緩和用のシールドが不要で在
来機器との部品の共通化が可能となり、ついで絶
縁媒体がSF6ガスと空気との混合でしかも封入圧
力が低くなつたことから絶縁媒体費が大幅に削減
され、さらには絶縁媒体封入にともなう真空引き
などの抜気作業の時間が短縮されるなどから小形
にして大幅にコストダウンされたガス絶縁電気装
置が得られる。
第１図はこの発明説明するための参考線図、第
２図はこの発明によるガス絶縁電気装置の絶縁媒
体の一実施例の特性の要部を示す線図、第３図は
第２図の特性を得るための電極の形状と配置図、
第４図は交流耐圧、インパルス正極性に対する放
電電圧および交流コロナ開始電圧それぞれのピー
ク値に対する混合率とピーク値の85％または90％
値に対する混合率の関係を示す図表である。
２図はこの発明によるガス絶縁電気装置の絶縁媒
体の一実施例の特性の要部を示す線図、第３図は
第２図の特性を得るための電極の形状と配置図、
第４図は交流耐圧、インパルス正極性に対する放
電電圧および交流コロナ開始電圧それぞれのピー
ク値に対する混合率とピーク値の85％または90％
値に対する混合率の関係を示す図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 開閉装置類など不平等電界を生じ得る電気機
器が外部から閉鎖された容器内に収納され、該容
器内には絶縁媒体として大気圧付近の圧力に保た
れたガス絶縁媒体が充満される電気装置であつ
て、該ガス絶縁媒体が六弗化硫黄（SF6）と空気
との混合ガスからなり、かつその混合体積比が
SF6／空気＝98／２〜60／40の範囲内にあるよう
に選ばれたことを特徴とするガス絶縁電気装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電気装置におい
て、ガス絶縁媒体の混合体積比が交流耐電圧絶縁
強度を上げるためにSF6／空気＝96／４〜60／40
の範囲内にあるように選ばれたことを特徴とする
ガス絶縁電気装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電気装置におい
て、ガス絶縁媒体の混合体積比が耐インパルス絶
縁強度を上げるためにSF6／空気＝95／５〜72／
28の範囲内にあるように選ばれたことを特徴とす
るガス絶縁電気装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の電気装置におい
て、ガス絶縁媒体の混合体積比が交流部分放電開
始電圧制御のためSF6／空気＝98／２〜92／８の
範囲内にあるように選ばれたことを特徴とするガ
ス絶縁電気装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の電気装置におい
て、容器内に充満されるガス絶縁媒体の圧力が０
〜１Kg／cm2ゲージ圧に保持されることを特性とす
るガス絶縁電気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038361A JPS58155602A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | ガス絶縁電気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038361A JPS58155602A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | ガス絶縁電気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155602A JPS58155602A (ja) | 1983-09-16 |
| JPS6227488B2 true JPS6227488B2 (ja) | 1987-06-15 |
Family
ID=12523138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038361A Granted JPS58155602A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | ガス絶縁電気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155602A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989505A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | 株式会社東芝 | ガス絶縁装置 |
| JPH0583832A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | ガス絶縁電気装置 |
-
1982
- 1982-03-11 JP JP57038361A patent/JPS58155602A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58155602A (ja) | 1983-09-16 |
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