JPS63150677A - 高電圧複合装置の事故検出方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、共通の接地金属容器内に隔壁を設けること
なく高電圧機器を非直線抵抵素子を備えた避雷器ととも
に収容してなる高電圧複合装置の前記接地金属容器内が
アーク事故によって損傷された状態となっている場合、
高電圧機器と避雷器のいずれがさきにアーク事故を生じ
たかを判別する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、変電所用機器の信頼性の向上に伴い、複数の高電
圧機器を共通の接地金属容器内に収容するに際し１機器
相互間に隔壁を設けて、１つの機器に生じた事故の影響
が残りの機器に及ばないようにする従来の機器隔船構造
をやめ、隔壁を設けることなく複数の機器を共通の容器
に収容することによる容器構造の単純化、小形化、隔壁
を貫通する導体を支える絶縁物の不要化やこの不要化に
よる事故発生可能部位の減少などによる経済的。

技術的効果を狙いとした高電圧複合装置が出現している
。しかし、万一、このような複合装置の容器内でアーク
事故が発生すると、アークは容器内の随所に移動し、事
故電流が遮断されて事故が終息した後、容器内を点検す
ると１機器の金属部分や容器壁のいたる所にアークによ
る溶損の跡が残されており、いずれの機器に事故の原因
があったのかを把握することは通常極めて困難である。

たとえば第２図に示すように、変電所の２重母線を構成
する各母線の同相の導体２，３を、接地された金属容器
１の側壁に設けられたブッシング４，５を介して容器内
へ導入し、母線連絡用の断路器７を介してこの両導体を
接続するとともに各母線導体２．３にそれぞれ避雷器８
，９が接続されて々る複合装置の前記容器内で閃絡事故
が発生し、事故終息後、容器内の点検時に、ブッシング
４の表面に生じた閃絡アーク１１によると思われる溶液
や、断路器７の支持絶縁物７ａの表面に生じた閃絡アー
ク１２によると思われる溶液や、避雷器の絶縁容器８ａ
の内側または外側に生じた閃絡アーク１３，１４による
と思われる溶液が存在していた場合、どの機器が最初に
閃絡事故を起こすことによってこのような浴液を生ずる
ことになったのかを明確に判定することは１機器の損傷
の仕方などに特に顕著な特徴が見られたりしないかぎり
、通常は至って困難である。このため最初に事故を生じ
た機器の特定ができず、事故の再発防止に支障を生じて
いた。このため、事故の終息後でなく、事故の発生時Ｋ
。

閃絡アークの光や音や熱線などを検出しようとする試み
が種々行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

閃絡アークの光や音や熱線などを検出する際の問題点は
、接地金属容器の内面が、可及的小形に形成された金属
容器内の絶縁に重大な影響を及ぼす塵埃の目視、検知を
容易にするため、通常光沢を有する白色に塗装され、あ
るいは鏡面状に仕上げられているため、検出対象が光や
音や熱線などでは、容器内の反射などによシ、閃絡を生
じた機器を明確に区別しうる信号が得られにくいのと。

検出後に変換された電気信号が通常微弱であって高電圧
大電流が存在する変電所などでは電磁誘導や静電誘導の
影響をうけ、誤検出のおそれがある点である。本発明は
、共通の接地金属容器内に遮断器や断路器などの高電圧
機器が非直線抵抵素子を備えた避雷器とともに収容され
ている場合１機器と避雷器のいずれがさきに事故を生じ
たかを。

事故終息後に確実に判別しうる方法を提供し、もって従
来の検出方法における前記問題点を解決して、適確な事
故の再発防止を行わしめることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため１本発明によれば。

共通の接地金属容器内に隔壁を設けることなく高電圧機
器を非直線抵抵素子を備えた避雷器とともに収容してな
る高電圧複合装置の前記接地金属容器内がアーク事故に
よって損傷された状態となっている場合、高電圧機器と
避雷器のいずれがさきにアーク事故を生じたかを判別す
る方法として。

避雷器の非直線抵抵素子と直列に、金属線が絶縁容器内
に収容されるとともに該金属線の周囲に石英砂が充填さ
れてなる可溶体を配し、前記接地金属容器内のアーク事
故後に、この可溶体の金属線まわりの石英砂が溶融、結
合して内部に金属線の気化による中空部が形成されたア
ークトンネルが存在しているか否かによって前記の判別
を行うものとする。

〔作用〕

前記可溶体の金属線まわりの石英砂が溶融、結合して内
部に金属線の気化による中空部が形成される現象は１石
英砂が充填されている絶縁容器が健全であって石英砂が
金属線まわりに固く保持され、この状態のまま金属線に
故障電流が流れた場合に起こる現象である。このような
現象は、金属線と直列になっている避雷器の非直線抵抵
素子が劣化して貫通破壊するか、素子の表面が閃絡破壊
するか、あるいは可溶体が避雷器の絶縁容器内に収容さ
れている場合に、避雷器の絶縁容器が内面閃絡して容器
内の圧力が上昇し、この圧力上昇とともに閃絡アークの
アーク電圧が高くなって可溶体の長さ範囲にあるアーク
が金属線に移行する場合にのみ起こる現象であり、避雷
器の絶縁容器の外側に生じたアークによって絶縁容器が
破壊されたような場合には、アークまわりのガス圧は１
機器と避雷器とを収容する大容積の接地金属容器中のガ
ス圧であるからさほど高い値にはなり得す。

従って、可溶体の長さ範囲にあるアークの電圧では、以
下に説明するように、アークは金属線に移行することが
できない。すなわち、可溶体の金属線の太さは、健全な
状態における非直線抵抵素子に常時流れるμＡオーダの
電流で溶断しない程度の細いものであればよく、たとえ
ば金属線の抵抗が０．１Ωのオーダとなるように選ばれ
るから、故障電流の大きさを１ＱｋＡオーダとすれば、
アークが金属線に移行したとしたときの金属線の端子電
圧は１００ＯＶのオーダと々す、この電圧を接地金属容
器中の数気圧以下のガス中のアーク電圧として得るには
。

アーク長として数十儂を必要とし、本発明における可溶
体の実用的長さとして想定している１０ｃｍ前後の長さ
をはるかに超過することになるから、結局このような短
いアークではアーク電圧が大きく不足し、金属線に移行
することができない。従って、故障を生じた接地金属容
器内の点検時に、金属線まわりに石英砂が溶融、結合し
かつ内部に金属線の気化によって生ずる中空部を有する
アークトンネルが発見された場合は、避雷器の絶縁容器
内でまず故障が発生し、この故障によって絶縁容器の破
壊や気密部分からの熱ガスの放出などにより故障が外部
へ波及したものと判定することができる。なお、アーク
トンネルの中空部の直径は２金属線の長さが通常のヒユ
ーズのように、その溶融、気化時に系統電圧に耐えるほ
どの長さではなく、従って上位の遮断器により故障が除
去されるまでの間アークの形が継続するから、金属線の
太さよりもはるかに大きくなり、アークトンネルである
ことの確認が容易に可能である。なお、アークトンネル
の有無の確認にあたり、可溶体の絶縁容器が破壊してお
らず、このため内部の石英砂が周囲に飛散していない場
合は、絶縁容器が通常磁器製であることから、容器をま
ず布で包み、布の上からハンマで叩いて容器を割り、然
る後布を広げてアークトンネルの有無を確認する。

〔実施例〕

第１図に、避雷器の非直線抵抵素子と直列に。

金属線の周囲に石英砂が充填されてなる可溶体を配する
場合の可溶体の配し方の一実施例を示す。

絶縁筒８１の両端面をそれぞれパツキン８４を介して気
密に封止する上部７ランジ８２．下部フランジ８３０間
には、コイルばね８ｂを圧縮した状態で上部電極板８Ｃ
と複数の非直線抵抵素子８ｄと下部電極板８ｅと可溶体
１０とが積み重ねられている。従って可溶体１０は前記
絶縁筒８１．上部７ランジ８２．下部フランジ８３．パ
ツキン８４からなる絶縁容器８ａ内に収容されている。

可溶体１０は、上部フランジ１０２と下部７ランジ１０
３とにより両端面が封止された耐熱磁器からなる絶縁筒
１０１の内側で前記両フランジの間に張られた銀線や銅
線あるいは肉厚の薄いリボン状の金属線１０４のまわり
に粒度が０．１關程度の石英砂１０５を絶縁筒の内側一
杯に充填してなり、避雷器の上部フランジ８２側から常
時非直線抵抵素子に流入する電流を接地側へ導いている
。避雷器の使用中に非直線抵抵素子が劣化し、素子の貫
通破壊や表面閃絡が起こると、大電流が上部７ランジ８
２から流入し１点線ＡまだはＢのような経路を通って可
溶体の金属線１０４に流れる。これにより金属線は瞬時
に溶融、気化し、この気化の瞬間に高抵抗となって電流
を阻止しようとし、電流の上昇が抑えられるとともに電
流は一時減衰に向かうが、可溶体の高さは避雷器の絶縁
容器の高さを本質的に変えるほど高くはないから、金属
線の長さも系統電圧に比して短く、一旦減衰に向かった
電流を最終的に遮断する能力は可溶体には存在しない。

従って電流は再び上昇に向かい、その最終値に到達して
継続する。これＫよりアークまわりの石英砂はアーク熱
により溶融して互いに結合し、中空状のアークトンネル
を形成する。故障電流が上位の遮断器により遮断される
までの間に絶縁容器１００内の圧力により容器が破壊す
ると１石英砂は避雷器容器８ａの内側に飛散するととも
にアークトンネルも複数の小片に折れて下部７ランジ８
３上に散在する。

また故障電流が遮断されるまでの時間が短く、可溶体の
絶縁容器が破壊しない状態では、アークトンネルが形成
されたか否かの確認は、容器を人為的に破壊せしめるこ
とにより初めて可能である。すなわち、容器を布で包み
、布の上からノ・ンマで叩いて容器を割り、然る後布を
広げれば、金属線に沿った形のアークトンネルを発見す
ることができるから、この長いアークトンネルをさらに
手で折って内部が中高であるか否かを確認する。

本実施例のように、可溶体を避雷器の絶縁容器内に収容
すると、容器内面に閃絡故障が生じたとき、容器内のガ
ス圧は時間とともに上昇し、閃絡アークのアーク電圧も
ガス圧とともに上昇する。

このため、可溶体の高さの範囲内にあるアークの電圧は
、この部分のアークを可溶体の金属線へ移行せしめるに
十分な大きさになり、非直線抵抵素子の劣化時と同様、
アークトンネルが形成される。

もし、高電圧複合装置の接地金属容器内の故障が避雷器
の絶縁容器の外側でさきに起こったような場合には、こ
の故障アークのアーク電圧は、接地金属容器内の容積が
大きいことから容器内のガス圧が容易に上昇せず、この
ためアーク電圧の上昇分も小さいから、かりにこの故障
アークによって避雷器の絶縁容器が破損し、アークが非
直線抵抵素子と可溶体とに近接しても、このアーク中の
可溶体高さの範囲にあるアークは可溶体の金属線に移行
することはできず、従ってアークトンネルは形成されな
い。

以上のことから、アークトンネルが形成が確認された場
合には、接地金属容器内の最初の故障位置は避雷器の絶
縁容器内部であると判定することができる、。

なお、可溶体を避雷器の絶縁容器内でなく、避雷器はも
とのｔまとして可溶体のみを下部フランジ８３と接地金
属容器との間に介装したときにも。

アークトンネルは最初の故障位置が避雷器の絶縁容器の
内部であるときＫのみ形成され、絶縁容器の外側に最初
に故障が生じてもアークトンネルは形成されないから、
アークトンネルによね最初の故障位置の判別が可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上に述べたように１本発明によれば、高電圧機器と避
雷器とを収容する接地金属容器内にア−り故障が生じた
場合、避雷器の非直線抵抗要素と直列に配された可溶体
の金属線まわりに形成されるアークトンネルの有無を確
認するのみで最初の故障位置が機器側にあるか避雷器側
にあるかを確実に判別することができ、しかもこの可溶
体は故障を流を遮断する能力を必要とせず、従９て小形
につくることが可能であり、Ｓ故の再発防止対策を行う
ための判別に要する費用が少ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による事故検出手段の構成を示
す縦断面図、第２図は高電圧複合装置の構成例とアーク
事故発生個所の例を示す装置断面説明図である。 １・・・接地金属容器、８，９・・・避雷器、８ａ・・
・絶縁容器、８ｄ・・・非直線抵抵素子、１０・・・可
溶体、１００・・・絶縁容器、１０４・・・金属線、１
０５・・・石英砂。 ８ｃ　　　　　　８ｂ １０可：、容体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）共通の接地金属容器内に隔壁を設けることなく高電
   圧機器を非直線抵抗素子を備えた避雷器とともに収容し
   てなる高電圧複合装置の前記接地金属容器内がアーク事
   故によつて損傷された状態となっている場合、高電圧機
   器と避雷器のいずれがさきにアーク事故を生じたかを判
   別する方法であって、避雷器の非直線抵抵素子と直列に
   、金属線が絶縁容器内に収容されるとともに該金属線の
   周囲に石英砂が充填されてなる可溶体を配し、前記接地
   金属容器内のアーク事故後に、この可溶体の金属線まわ
   りの石英砂が溶融、結合して内部に金属線の気化による
   中空部が形成されたアークトンネルが存在しているか否
   かによって前記の判別を行うことを特徴とする高電圧複
   合装置の事故検出方法。