TW402832B - Gas insulated mother line and gas insulated switch apparature - Google Patents

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經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 402832 _B2__ 五、發明説明（i ) ' 本發明係有關一種氣體，絕緣開關裝置’特別是有關具 有三相高電壓的相配置變換部之氣體絕緣母線。 氣體絕緣開關裝置（以簡稱G1S)係在變電廠內被 配置在三相高電壓電源與空氣送電線之間，檢測電湧等異 常電壓，以切斷電流者；G I S係由自三相高電壓電源受 電之軸套、自軸套配電給氣體絕緣切斷器Γ以下簡稱 GCB)之氣體絕緣母線（以下簡稱GIB)、切斷電流 之G C B等所構成的。 近年，機器的小型化或佔地面積突飛猛進，自軸套對 GIB內配線導體之際或自GIB對GCB配線導體之際 ，配置變換G I B內的三相導體，必須將各相以一個方向 配線；GIB的容器內充滿了作爲絕緣氣體的六氟化硫磺· 等（SF6)，根據氣體的種類，氣體絕緣破壞電場強度並 不相同；三相導體的導體間及導體與容器間，導體表面及 容器表面的電場強度配置的比氣體絕緣破壞電場強度低。 近年，混入容器內的金屬製異物會有劣化絕緣強度原 因的問題；金屬製異物會因重力影響而有集中在容器底部 的傾向，藉著容器底部的電場帶電，且藉由作用在帶電的 電荷的電場力做上升；一旦容器底部的電場強度變高，金 屬製異物的帶電量會增加而上升高度會變高，會有接觸導 體的情形；一旦導體接觸到金屬製異物，會因在導體與金 屬製異物間產生的放電，而使金屬製異物會熔接在導體而 使絕緣強度明顯的下降；因而，容器底部的電場強度必須 低於金屬製異物不會接觸到導體的電場強度（金屬製異物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） I 1_ - - 1 H— ..... ! -- -1 ( I 二· —II -- - -Ϊ -I 1^1 TV ^ ) '-1 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - A7 4〇283£_^___ 五、發明説明（2 ) ' 的上升容許電場強度）。 如上所述，在容器內決定導體配置的情形，必須導體 間的表面電場強度、導體與容器間的表面電場強度是在氣 體絕緣破壞電場強度之下，以及容器底部的電場強度是在 金屬製異物的上升容許電場強度之下：又，因金屬製異物 的上升容許電場強度比氣體絕緣破壞電場強度低，所以容 器底部爲絕緣強度上較弱的部分。 採用第6至8圖來說明在容器內進行相配置變換之習 知方法；分別於第6圖表示容器1之側視圖，於第7圖表 示第6圖之相配置變換前之Β - Β端視圖，於第8圖表示 第6圖的相配置變換後之C- C端視圖，由於容器1的底 部爲絕緣強度上較弱的部分，所以如第7圖容器1內的三， 相導體3的配置，係採取連接三相導體3的各個導體中心 的三角形頂點之一在垂直方向的上側的配置。 只要容器1的內徑大，在變換相配置的空間的容器1 的底部與最短距離的導體之距離就足夠，容器1底部的電 場強度就會低於金屬製異物的上升容許電場強度；因而， 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 I : II - I I -»1 I .1 I I I H -I 丁 ^ ^-口 < J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 三相導體3間的表面電場欲低於氣體絕緣破壞電場強度， 在中心軸0的圓周，只要將三相導體3的位置同一方向移 動銳角6>，就能以直線狀導體來連接移動前與移動後的導 體，將此重覆來進行相配置變換。 此方法，一旦增進機器的小型化，容器的內徑就會變 小，容器底部的電場強度就會增大，且會高於金屬製異物 的上升容許電場強度；又，用於相配置變換部的構件多， 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規梢（210Χ 297公# ) '~~ " -5- A7 B7 3 40283^ 五、發明说明（ 自相配置變換的開始位置至相配置變換的終了位置 長邊（軸）方向的距離會變長，具有機器大型的缺點。 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 〔發明之槪略〕 本發明之目的係提供一即使存在相配置變換部，還是 可提高絕緣性能及運轉可靠性的小型之氣體絕緣母線及具 備有絕緣母線之氣體絕緣開關裝置。 爲達成上述目的，本發明係爲具備有外加三相交流高 電壓的三個之高電壓導體、和封入該高電壓導體及絕緣性 氣體且接地之容器之氣體絕緣母線，針對具有變換前述三 個高電壓導體圓周方向位置的相電置變換部之氣體絕緣母 線中，在最接近前述三個高電壓導體中的前述容器底部的 一個前述變換器的形狀爲形成略直線狀，剩下的兩個前述 變換部的形狀爲形成凸出於徑向的外側。 經 濟 部 中 標 準 局 貝 工 消 合 作 社 印 製 因按本發明，高電壓導體間的距離能縮的相當短，得 以將最接近容器底部的高電壓導體與容器底部的距離做的 比習知長，所以絕緣強度上較弱的容器底部的電場強度能 比金屬製異物的上升容許電場強度低；因而，能提高絕緣 性能及運轉的可靠性；又，因用於相配置變換的構件比習 知少，所以能小型化的製造該部分氣體絕緣母線。 〔最佳實施例之詳細說明〕 採用第1至5圖說明有關本發明之G I S之第1實施 例；第4圖係表示G I S的第1實施例的槪略構成之側視 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ΑΊ規格（2丨OX2S»7公釐} -6- 五 0283^-、發明説明 4 A7 B7 圖，第5圖係第4圖之俯視圖，第1圖係G I B的第1實 施例之側視圖，第2圖係第1圖的相配置變換前之B _ B 端視圖，第3圖係第1圖的相配置變換後之C — C端視圖 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 本GIS係具備有自 100、 自軸套100配 101、 對每一各相切斷 101係具備有接地之容 緣2、在容器1內支持三 置變換的空間（區域）中 與最短距離的導體爲3 1 3 2° 本實施例係將三相導 置在每12 0°旋轉之位 體3的各個導體中心的三 方向）的上側的配置；在 配置變換，係以中心軸0 度的圓周方向。 在相配置變換的空間 3 2係從相配置變換的開 之間，以依然保持相對距 轉來進行相配置變換，導 變換的開始位置與相配置 換。 三相高電壓電源受電之軸套 電給GCB102之GIB 電流之GCB102:GIB 器1、結合容器1之間之容器凸 相導體3之絕緣襯墊4;於相配 ，以三相導體3之中的容器底部 ，除導體31以外的兩導體爲 配置以中心軸0爲中心配 第2圖，採取連起三相導 體3的 置，如 角形頂點之一在垂直方向（上下 第1圖 爲中心 所示的相配置變換部之相 變換至比1 2 0 °小的角 中，三個導體3之中的兩個導體 始位置至相配置變換的終了位置 離以中心軸◦爲中心做螺旋狀旋 體3 1，係略直線狀連起相配置 變換的終了位置來進行相配置變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公趁） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 ^ A7 B7 402832 五、發明説明（） ' 0 具有此種相配置變換的構造，藉此將導體3 1與導體 3 2間的距離縮的相當短，導體3 1與容器底部的距離可 取得比習知長；然而，因導體間的表面電場強度及導體與 容器間的表面電場強度會比氣體絕緣破壞電場強度更低， 絕緣強度上較弱的容器底部的電場強度會比金屬製異物的 上升容許電場強度更低，所以比習知更能提高絕緣性能及 運轉的可靠性；又，因用於相配置變換的構件比習知少， 所以能將該部分的G I B小型化。 爲確認本實施例的效果，一旦將導體3從相配置變換 的開始位置至相配置變換的終了位置之間，以依然保持相 對距離的中心軸0爲中心做螺旋狀旋轉來進行相配置變換 的比較例（參照第9至11圖），解析求得本實施例的容· 器底部的電場強度分佈；於第12圖表示解析結果：第 1 2圖中，縱軸係爲容器底部的電場強度分佈的相對値， 以1 E〔％/mm〕來表示金屬製異物的上升容許電場強 度，橫軸係表示容器凸緣間的軸方向距離；又，第9圖係 比較例之側視圖，第1 0圖係第9圖之B — B端視圖，第 1 1圖係第9圖之C — C端視圖。 第1 2圖中，分別將該距離小的左端區域對應在相配 置變換前，距離大的右端區域對應在相配置變換後，該些 中間距離的區域係對應在相配置變換部；如同圖所示，容 器底部的電場強度，相於對比較例的金屬製異物的上升容 許電場強度約爲1.6倍，判斷本實施例是在金屬製異物 的上升容許電場強度之下；亦即，按本實施例，連第1至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I — -- - I — I I I Ά I — - - -I - —1--丁 . * i-(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 -8- 經濟部中央榡率局貝工消費合作社印製 A7 ^__ 五、發明説明（6 ) < 3圖所示的小型構造之氣體絕緣母線，還是能提高其絕緣 性能，也能提高可靠性：又，圖未表示，但本實施例及比 較例均同時讓導體間的表面電場強度及導體與容器間的表 面電場強度低於氣體絕緣破壞、電場強度。 接著，採用第1 3至1 5圖，說明有關本發明之 G I B之第2實施例；第1 3圖係第2實施例之側視圖， 第1 4圖係第1 3圖之相配置變換前之B — B端視圖，第 15圖係第13圖之相配置變換後之C-C端視圖；本實 施例之構成係略與第1實施例相同，但將相配置變換以中 心軸〇爲中心約1 2 0 °做變換的這點並不相同。 即使本實施例，相配置變換的空間，三個導體3中的 兩個導體3 2係從相配置變換位置的開始位置至相配置變. 換的終了位置之間，依然保持相對距離以中心軸◦爲中心 約做1 2 0°螺旋狀旋轉來進行相配置變換，導體3 1係 略直線狀連起相配置變換的開始位置與相配置變換的終了 位置來進行相配置變換。 連本實施例也達到與第1實施例相同效果；甚至於本 實施例的情形，因導體3 1與容器底部的距離比第1實施 例更長，所以能比第1實施例更加降低容器底部的電場強 度。 接著，採用第1 6至1 8圖，說明有關本發明之 G I B之第2實施例；第1 6圖係第3實施例之側視圖， 第1 7圖係第1 6圖之相配置變換前之B — B端視圖，第 18圖係第16圖之相配置變換後之C_C端視圖；本實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -9- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 402832_b7_ 五、發明説明（7 ) ， 施例之構成係略與第2實施例相同，導體3 1的相配置變 換之方法不同。 亦即，於相配置變換的空間中，三個導體3中的兩個 導體3 2，從相配置變換位置的開始位置至相配置變換的 終了位置之間，依然保持相對距離以中心軸◦爲中心約做 1 2 0°螺旋狀旋轉來進行相配置變換；另一方面，導體 31係從相配置變換的開始位置至稍微角度Si的第1中間 位置之間'和從相配置變換位置至正前的稍微角度02的第 2中間位置之間，依然與導體3 2保持相對距離以中心軸 0爲中心做螺旋狀旋轉來進行相配置變換，第1中間位置 與第2中間位置之間是略直線狀連接來進行相配置變換。 連本實施例也能達到與第2實施例相同效果；更因本. 實施例的情形，導體體距離能得到比第2實施例更大的， 所以導體間的表面電場強度能降的比第2實施例還要低。 接著，採用第1 9至2 1圖，說明有關本發明之 G I B之第4實施例；第1 9圖係第4實施例之側視圖， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2 0圖係第1 9圖之相配置變換前之B — B端視圖，第 21圖係第19圖之相配置變換後之C_C端視圖；本實 施例之構成係略與第3實施例相同，導體3 2的相配置胃 換方法不同。 亦即，於相配置變換的空間中，三個導體3中的兩個 導體3 2，是從相配置變換的開始位置至角度約6 0 °的 中間位置略直線狀連接，從中間位置至角度約6 0 °的相 配置變換的終了位置略直線狀連接來進行相配置變換；連 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -10- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 4Q2832__B7___ 五、發明説明（8 ) - 本實施例也能達到略與第3實施例相同效果。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係本發明G I B之第1實施例之側視圖； 第2圖係第1圖之B - B端視圖； 第3圖係第1圖之C — C端視圖； 第4圖係表示本發明GIS之第1實施例之槪略構成 之側視圖； 第5圖係第4圖之俯視圖； 第6圖係習知容器之側視圖； 第7圖係第6圖之B — B端視圖； 第8圖係第6圖之C-C端視圖； 第9圖係比較例之側視圖； 第10圖係第9圖之B—B之端視圖； 第11圖係第9圖之C—C之端視圖； 第12圖係表示容器底部的電場強度分佈的解析例圖 » 第1 3圖係本發明G I B之第2實施例之側視圖； 第1 4圖係第1 3圖之B — B端視圖； 第1 5圖係第1 3圖之C - C端視圖； 第1 6圖係本發明G I B之第3實施例之側視圖； 第1 7圖係第1 6圖之B _ B端視圖； 第1 8圖係第1 6圖之C — C端視圖； 第1 9圖係本發明G I B之第4實施例之側視圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公& ) (锖先閱讀背面之注意事項存填寫本萸)

-11 - 402832五、發明説明（9 ) B C 之之 圖圖 9 9 1M 1± 第第 係係 圖圓 ο 一—I 2 2 第第

圖圖 視視 端端 B C 明器相導 說容三： 之 ： ： 一—I 號 1 q 符

: ο B 1 o C 3 1 G 導體軸 體 套

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B ο (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .-¾ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公t ) -12-

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 402832 六、申請專利範圍 1 . 一種氣體絕緣母線，其爲具備有外加三相交流高 電壓的三個之高電壓導體、和封入該高電壓導體及絕緣性 氣體且接地之容器之氣體絕緣母線，針對具有變換前述三 個高電壓導體圓周方向位置的相電置變換部之氣體絕緣母 線中，其特徵爲： 最接近前述三個導體的高電壓導體中的前述容器的底 部的一個前述變換器的形狀爲形成略直線狀； 剩下的兩個前述變換部的形狀爲形成凸出於徑向的外 側》 2 .如申請專利範圍第1項所述之氣體絕緣母線’其 中，前述剩下的兩個前述變換部的形狀是以前述容器的中 心軸爲中心形成螺旋狀。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之氣體絕緣母線 ，其中，前述三個高電壓導體圓周方向的變換角度爲比 1 2 0度小的角度。 4. 如申請專利範圍第1或2項所述之氣體絕緣母線 ，其中，前述三個高電壓導體圓周方向位的變換角度約爲 1 2 0 度。 5 . —種氣體絕緣母線，其爲具備有外加三相交流高 電壓的三個之高電壓導體、和封入該高電壓導體及絕緣性 氣體且接地之容器之氣體絕緣母線，針對具有變換前述三 個高電壓導體圓周方向位置的相電置變換部之氣體絕緣母 線中，其特徵爲： 最接近前述三個高電壓導體中的前述容器底部的一個 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -13 - n ^^1 HI 1 - n In - —-I ϋ» - - I -- - in • · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印策 402832 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ' ’係略直線狀連接相配置變換的開始位置與終了位置而被 相配置變換； 剩下的兩個高電壓導體係在相配置變換的開始位置與 終了位置之間，在前述容器中心軸的圓周做螺旋狀旋轉而 被相配置變換。 '6.—種氣體絕緣開關裝置，針對具備有受電三相高 電壓之軸套、和對每個相切斷電流之氣體絕緣切斷器、和 從前述軸套配電給前述氣體絕緣切斷器之氣體絕緣母線之 氣體絕緣開關裝置中，其特徵爲： 前述氣體絕緣母線可採用申請項第1至5項任一項之 氣體絕緣母線。 (請先閲讀背面之注意事項存填寫本貰) 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-14 -