WO2018142449A1 - 直流ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

直流ガス絶縁開閉装置 Download PDF

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WO2018142449A1
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line
air bushing
power supply
tank
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篤志 太田
裕太 阿部
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株式会社 東芝
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear

Definitions

  • This embodiment relates to a DC gas insulated switchgear for switching DC power.
  • Each facility such as a power transmission station and a substation, is provided in an electric power system that supplies electric power generated from a power station to consumers. These facilities are provided with a plurality of switchgears for shutting down and connecting the power system during maintenance of the power system or when an accident occurs.
  • a DC gas insulated switchgear is used as one of these switchgears.
  • the DC gas insulated switchgear includes a gas-insulated power supply line, a switch that opens and closes the power supply line, and a bushing connected to an external part line.
  • the DC gas insulated switchgear has advantages such as compact equipment, high safety and easy maintenance and inspection, compared to the air insulated switchgear used in the past. For this reason, the replacement of the air insulated switchgear with the DC gas insulated switchgear is proceeding.
  • the power supply line on the high potential side and the power supply line on the ground potential side of the DC gas insulated switchgear are arranged in a tank filled with an insulating gas. For this reason, when adding a new power supply circuit to a power supply circuit configured by a DC gas insulated switchgear, it is necessary to open the tank and remove the insulating gas, and to seal the tank and fill the insulating gas. Is done. As a result, there is a problem in that the time and cost required for the construction become enormous as compared with the expansion in the power supply circuit in which the air insulated switchgear is used.
  • the DC gas insulated switchgear has the following configuration.
  • a tank filled with an insulating gas having the following: (1-1) A power supply line on the high potential side for supplying DC power.
  • (2) A part of the power supply line on the ground potential side is relay-connected by a relay unit including at least the following.
  • Second air bushing. (2-3) An overhead wire connected between the first air bushing and the second air bushing.
  • connection diagram of DC gas insulated switchgear according to first embodiment The top view of the DC gas insulated switchgear concerning a 1st embodiment Elevated view of the DC gas insulated switchgear according to the first embodiment are connected The top view of the DC gas insulated switchgear to which the extension line concerning a 1st embodiment was connected The top view of the direct-current gas insulated switchgear concerning the modification of a 1st embodiment The top view of the DC gas insulated switchgear provided with the pole separation circuit breaker concerning other embodiments Connection diagram of DC gas insulated switchgear provided with forced arc extinguishing device according to another embodiment The top view of the direct-current gas insulated switchgear provided with the forced arc extinguishing device concerning other embodiments
  • the DC gas insulated switchgear 1 is, for example, a line A (hereinafter referred to as “main line”) that is a high potential side power supply line and a line B (hereinafter referred to as “return line”) that is a ground potential side power supply line. ).
  • This DC gas insulated switchgear is a device for cutting off or conducting the power of the main line 2 and the return line 3.
  • the DC gas insulated switchgear 1 is installed in a transmission / substation.
  • Main line 2 includes lightning arresters 5Aa and 5Ab arranged inside tank 9A, current transformer 6A, transformer 7A, opening / closing part 8A, conducting wire 2A having opening / closing part 12, and air bushing arranged outside tank 9A. It is composed of 4Aa and 4Ab.
  • the main line 2 is a power line for cutting off or conducting the power on the high potential side between the air bushings 4Aa and 4Ab of the DC gas insulated switchgear.
  • the lightning arrester 5Aa, the current transformer 6A, the transformer 7A, the switching part 8A, the switching part 12 and the lightning arrester 5Ab are arranged in this order on the conductor 2A connecting the air bushings 4Aa and 4Ab toward the air bushings 4Aa and 4Ab.
  • the air bushings 4Aa and 4Ab are electrodes made of a conductive material made of copper with a conical insulator covered around.
  • the air bushings 4Aa and 4Ab are disposed in the atmosphere outside the tank 9A.
  • the air bushings 4Aa and 4Ab are connected to the conductor 2A, and are used as connection electrodes for inputting and outputting high-potential power from the external power line to the main line 2.
  • the conducting wire 2A is a conducting wire made of aluminum or the like covered with an insulating coating.
  • the conducting wire 2A is disposed in a tank 9A filled with an insulating gas.
  • the conducting wire 2A conducts the electric power between the air bushings 4Aa and 4Ab via an opening / closing part 8A connected in series in the electric path of the conducting wire 2A.
  • the lightning arresters 5Aa and 5Ab are constituted by discharge elements such as arresters.
  • the lightning arrester 5Aa is disposed between the conductor 2A near the air bushing 4Aa and the ground, and the lightning arrester 5Ab is disposed between the conductor 2A near the air bushing 4Ab and the ground.
  • Arrester 5Aa and 5Ab are arranged in tank 9A filled with insulating gas together with conductor 2A.
  • the lightning arresters 5Aa and 5Ab conduct when a high voltage is applied, such as a lightning strike, and protect the conductor 2A.
  • the current transformer 6A is constituted by a current transformer.
  • the current transformer 6A is arranged around the conducting wire 2A.
  • 6 A of current transformers are arrange
  • Current transformer 6A detects the electric current of conducting wire 2A.
  • the transformer 7A is composed of a voltage transformer.
  • the transformer 7A is disposed between the conductor 2A and the ground.
  • the transformer 7A is arranged in a tank 9A filled with an insulating gas together with the conductor 2A.
  • the transformer 7A detects the voltage between the conductor 2A and the ground.
  • the switch 8A has a disconnect switch 8Ae and two ground switches 8Af and 8Ag.
  • the disconnector 8Ae is configured by a switch that cuts off or conducts power.
  • the disconnector 8Ae is arranged in series in the electrical path of the conducting wire 2A.
  • the disconnector 8Ae is arranged in the tank 9A filled with the insulating gas together with the conductor 2A.
  • the disconnector 8Ae is operated by an operator at the time of adding a power line, during maintenance, at the time of failure, and the like, and is opened to cut off the power flowing through the conductor 2A.
  • the ground switches 8Af and 8Ag are constituted by switches that conduct or cut off power to the ground potential.
  • the two ground switches 8Af and 8Ag are arranged between the conductor 2A and the ground on the air bushing 4Aa side and 4Ab side of the disconnector 8Ae, respectively.
  • the ground switches 8Af and 8Ag are arranged in the tank 9A filled with the insulating gas together with the conductor 2A.
  • the earthing switches 8Af and 8Ag are operated by an operator at the time of adding a power line, during maintenance, at the time of failure, and the like, and are closed to bring the potential of the conductor 2A to the ground potential.
  • the switch 12 is configured by a switch that cuts off or conducts power.
  • the opening / closing part 12 is disposed between the conducting wire 2 ⁇ / b> A and the return wire 3.
  • the opening / closing part 12 is arranged in a tank 9A filled with an insulating gas together with the conductor 2A.
  • the opening / closing part 12 is operated by the worker when the power line is added, maintained, or malfunctioned by the worker, and is brought into a closed state so that the conducting wire 2A and the return wire 3 are electrically connected.
  • the tank 9A is a case sealed with an insulating gas sealed inside.
  • the tank 9A has a cylindrical shape along the conductor 2A, and is installed in a transmission / substation.
  • the tank 9A keeps insulation by enclosing the conductor 2A, the lightning arresters 5Aa and 5Ab, the current transformer 6A, the transformer 7A, the opening / closing part 8A and the opening / closing part 12 in an insulating gas.
  • the return line 3 includes a return line 3a, a return line 3b, and a relay unit 3c.
  • the return line 3 is a power line for cutting off or conducting the power on the ground potential side between the air bushings 4Ba and 4Bb which are the input / output terminals of the DC gas insulated switchgear.
  • the relay unit 3c is arranged in the atmosphere between the return line 3a and the return line 3b, and relays the return line 3a and the return line 3b.
  • the return wire 3a includes a lightning arrester 5Ba disposed inside the tank 9Ba, a current transformer 6B, a conducting wire 3Ba having an opening / closing portion 8Ba, and an air bushing 4Ba disposed outside the tank 9Ba.
  • the return line 3a is a power line for cutting off or conducting the power on the ground potential side between the air bushing 4Ba and the relay unit 3c of the DC gas insulated switchgear.
  • a lightning arrester 5Ba, a current transformer 6B, and an opening / closing part 8Ba are arranged on the conducting wire 3Ba in this order from the air bushing 4Ba side.
  • the air bushing 4Ba is an electrode made of a conductive material made of copper and surrounded by a conical insulator.
  • the air bushing 4Ba is disposed in the atmosphere outside the tank 9Ba.
  • the air bushing 4Ba is connected to the conductor 3Ba, and is used as a connection electrode for inputting / outputting power on the ground potential side from the external power line to the return line 3.
  • the conducting wire 3Ba is disposed in a tank 9Ba filled with an insulating gas.
  • the conducting wire 3Ba conducts the electric power on the ground potential side between the air bushing 4Ba and the relay unit 3c through an opening / closing unit 8Ba connected in series in the electric path of the conducting wire 3Ba.
  • the lightning arrester 5Ba is disposed in the tank 9Ba and between the conductor 3Ba near the air bushing 4Ba and the ground.
  • the lightning arrester 5Ba conducts when a high voltage such as a lightning strike is applied, and protects the conductor 3Ba.
  • the current transformer 6B is constituted by a current transformer, and is disposed in the tank 9Ba and around the conducting wire 3Ba.
  • Current transformer 6B detects the electric current of conducting wire 3Ba.
  • the switch 8Ba has a disconnect switch 8Bae and ground switches 8Baf, 8Bag.
  • the disconnector 8Bae is a switch, and is arranged in series in the electric line of the conducting wire 3Ba in the tank 9Ba.
  • the disconnector 8Bae is operated by an operator when the power line is added or the like, and is opened to cut off the power flowing through the conductor 3Ba.
  • the earthing switches 8Baf and 8Bag are switches, and are respectively disposed between both ends of the disconnecting switch 8Bae and the ground.
  • the ground switch 8Baf is operated by an operator to add a power line or the like, and is closed to bring the potential of the conductor 3Ba to the ground potential.
  • the tank 9Ba is a sealed housing with an insulating gas sealed inside, and has a cylindrical shape along the conductive wire 3Ba.
  • the tank 9Ba keeps insulation by enclosing the conductive wire 3Ba, the lightning arrester 5Ba, the current transformer 6B, and the opening / closing part 8Ba in an insulating gas.
  • the return line 3b includes a lightning arrester 5Bb arranged inside the tank 9Bb, a conducting wire 3Bb having an opening / closing part 8Bb, and an air bushing 4Bb arranged outside the tank 9Bb.
  • the return line 3b is a power line for cutting off or conducting the power on the ground potential side between the air bushing 4Bb and the relay unit 3c of the DC gas insulated switchgear.
  • the lightning arrester 5Bb and the opening / closing part 8Bb are arranged in this order from the air bushing 4Bb side to the conducting wire 3Bb connecting the air bushing 4Bb and the relay part 3c.
  • the air bushing 4Bb is an electrode arranged in the atmosphere outside the tank 9Bb.
  • the air bushing 4Bb is connected to the conductor 3Bb, and is used to input and output power on the ground potential side from the external power line.
  • the conducting wire 3Bb is arranged in a tank 9Bb filled with an insulating gas, and conducts electric power through an opening / closing part 8Bb connected in series in the electric path.
  • the lightning arrester 5Bb is disposed between the conductor 3Bb in the tank 9Bb and the ground, and protects the conductor 3Bb when a high voltage such as a lightning strike is applied.
  • the opening / closing part 8Bb has a disconnect switch 8Bbe and ground switches 8Bbf, 8Bbg.
  • the disconnector 8Bbe is a switch, and is arranged in series in the electrical path of the conducting wire 3Bb in the tank 9Bb and is opened by being operated by an operator, thereby cutting off the electric power flowing through the conducting wire 3Bb.
  • the earthing switches 8Bbf and 8Bbg are switches that are disposed between the conductor 3Bb and the ground, and are operated by an operator to be in a closed state, thereby setting the potential of the conductor 3Bb to the ground potential.
  • the tank 9Bb is a sealed casing sealed with an insulating gas, and has a cylindrical shape along the conductor 3Bb.
  • the tank 9Bb keeps insulation by enclosing the conductor 3Bb, the lightning arrester 5Bb, and the opening / closing part 8Bb in an insulating gas.
  • the relay unit 3 c includes air bushings 14 a and 14 b and an overhead wire 15.
  • the relay unit 3c is arranged in the atmosphere and relays the return line 3a and the return line 3b.
  • the first air bushing in the claims corresponds to the air bushing 14a, and the second air bushing in the claims corresponds to the air bushing 14b.
  • the air bushings 14a and 14b are electrodes made of a conductive material made of copper and surrounded by a conical insulator.
  • the air bushings 14a and 14b are disposed in the atmosphere outside the tanks 9Ba and 9Bb.
  • the air bushing 14a has a tip connected to the overhead wire 15 and the other connected to the conducting wire 3Ba of the return wire 3a.
  • the air bushing 14b has a tip connected to the overhead wire 15 and the other connected to the lead 3Bb of the return wire 3b.
  • the overhead wire 15 is a conductive wire made of copper covered with an insulating coating.
  • the overhead wire 15 is disposed between the air bushings 14a and 14b and in the atmosphere.
  • the overhead wire 15 conducts electric power between the air bushings 14a and 14b.
  • extension line 41 which is a new power supply circuit.
  • the extension line 41 has the same configuration as the main line 2 (line A).
  • the extension line 41 includes the lightning arresters 5Ca and 5Cb, the current transformer 6C, the transformer 7C, the opening / closing part 8C, the conducting wire 41A having the opening / closing part 42, and the air arranged outside the tank 9C. It is comprised by middle bushing 4Ca and 4Cb.
  • the extension line 41 includes an air bushing 44 for connection with the return line 3.
  • the air bushing 44 is not in the tank 9C filled with the insulating gas but in the atmosphere.
  • An opening / closing part 42 is disposed between the air bushing 44 and the extension line 41, and the extension line 41 is electrically connected to the return line 3 via the opening / closing part 42 and the air bushing 44.
  • the connection between the extension line 41 and the return line 3 is performed by connecting the air bushing 44 of the extension line 41 with the air bushing 14b of the relay unit 3c by the overhead line 45.
  • the overhead wire 45 is provided not in the tank filled with the insulating gas but in the atmosphere.
  • the air bushing 14b is a bushing connected to the return line 3b side which is a power supply line on the ground potential side. Therefore, the extension line 41 is connected to the return line 3 without opening the tank 9C or the tank 9Bb filled with the insulating gas.
  • extension line 41 which is a new power supply circuit, to the DC gas insulated switchgear.
  • the extension line 41 is added by the following procedure.
  • the extension line 41 which is a new power supply circuit is prepared.
  • the switch 12 of the main line 2 is opened, the disconnector 8Ae of the switch 8A is opened, and the ground switches 8Af and 8Ag are closed.
  • the air bushing 44 of the extension line 41 and the air bushing 14b of the relay unit 3c are connected by the overhead wire 45.
  • the overhead wire 45 is provided in a form branched from the distal end portion of the air bushing 14b of the relay portion 3c.
  • the extension line 41 has an air bushing 44, and this air bushing 44 is connected to the air bushing 14b of the relay unit 3c.
  • the air bushing 14b of the relay part 3c is disposed in the atmosphere, and the tank 9Bb need not be opened.
  • the relay unit 3c is arranged in the atmosphere rather than in a tank filled with an insulating gas.
  • a line is connected from the relay unit 3c. Since it is possible to branch, it is not necessary to open the tank and vent the insulating gas, and to seal the tank and fill the insulating gas, thereby saving time and cost for the construction.
  • the relay part 3c has the air bushings 14a and 14b arrange
  • the addition of a new power supply circuit is performed by connecting the air bushing 14a or 14b of the relay unit 3c and the air bushing 44 of the extension line 41 through the overhead wire 45 in the atmosphere. Since the overhead wire 45 can be wired in the atmosphere, the time and cost required for the construction can be saved.
  • a new power supply circuit can be added by branching from the relay unit connected to the power supply line side on the ground potential side, and the power supply on the ground potential side with a low ground voltage can be added. Since the branch circuit can be provided on the line, the separation distance can be reduced and the safety of the construction can be improved.
  • the relay unit 3c is arranged in the atmosphere instead of in the tank filled with the insulating gas, and the line is branched from this relay unit when a new power supply circuit is added. Therefore, many lines can be branched and other devices such as a circuit breaker can be easily connected to the outside.
  • the main line 2 is provided with the opening / closing part 8A, the opening / closing part 12, the return line 3a is provided with the opening / closing part 8Ba, and the return line 3b is provided with the opening / closing part 8Bb.
  • An opening / closing part may be provided at any location on the main line 2 and the return line 3.
  • the opening / closing part 8A, the opening / closing part 8Ba, and the opening / closing part 8Bb have the disconnecting switch and the two grounding switches, but the number and arrangement of the disconnecting switch and the grounding switch of each switching part. Is not limited to this.
  • Each opening / closing part may have a disconnector and a grounding switch at an arbitrary quantity and location.
  • the relay part 3c shall have the air bushings 14a and 14b and the overhead wire 15, the quantity and arrangement
  • air bushings may be arranged at arbitrary numbers and locations, and these air bushings may be connected by an overhead line. By doing this, the degree of freedom in the arrangement of the air bushing and the connection of the overhead wire is increased, and it is possible to cope with the terrain where it is difficult to place the extension line and the terrain where it is difficult to place the air bushing. Also easier to do.
  • the overhead wire 45 is connected to the extension line 41 from the air bushing 14b of the relay portion 3c.
  • the air bushing and the overhead line connected to the extension line 41 are limited to this. Absent.
  • an overhead line may be connected to the extension line 41 from the air bushing 14a of the relay unit 3c.
  • an air bushing may be disposed at an arbitrary location, and the extension line 41 and the relay unit 3c may be connected to each other via an overhead wire via the air bushing.
  • relay air bushings 14c and 14d are further added to the relay section 3c, and a pole separation breaker (NCB) 16 is provided between the air bushings 14c and 14d. It may be.
  • NBC pole separation breaker
  • the provision of the pole separation breaker 16 makes it easier to open and close the line when another branch line is provided.
  • the pole separation breaker 16 is connected to the air bushing in the atmosphere, it is possible to add the pole separation breaker, replace it, remove it when it is abolished, and shorten the work period during maintenance.
  • a relay air bushing may be further added to the relay unit 3c, and a new line D may be provided in the air bushing.
  • a forced arc extinguishing device 56 may be connected to the line D.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

電力供給回路に新規の電力供給回路を増設する場合に、タンクを開封し絶縁ガスを抜く、およびタンクを封止し絶縁ガスを充填する作業が必要とされない、工事に要する時間及びコストを節約することができる直流ガス絶縁開閉装置を提供する。直流ガス絶縁開閉装置1は、直流電力を供給する高電位側の電力供給線2と、接地電位側の電力供給線3と、高電位側の電力供給線2を開閉する開閉部8と、を内部に備え、絶縁ガスが充填されたタンク9、9a、9bを有し、接地電位側の電力供給線3の一部は、タンク外の大気中に配置された少なくとも第1の気中ブッシング14aと、第2の気中ブッシング14bと、第1の気中ブッシング14aと第2の気中ブッシング14bの間に接続され架空線15と、を有する中継部により中継接続されるようにした。

Description

直流ガス絶縁開閉装置
 本実施形態は、直流電力の開閉を行う直流ガス絶縁開閉装置に関する。
 発電所から需要家に対して発電された電力を供給する電力系統には、送電所や変電所などの各設備が設けられる。これらの設備には電力系統のメンテナンス時や事故発生時おいて、電力系統の遮断および接続を行うために複数の開閉装置が設けられる。この開閉装置の一つとして直流ガス絶縁開閉装置が使用される。直流ガス絶縁開閉装置は、ガス絶縁された電力供給線と、この電力供給線を開閉する開閉器と、外部の部線と接続されたブッシングを有する。
特開2000-236604公報
 直流ガス絶縁開閉装置は、従来使用されていた気中絶縁開閉装置に比べ、機器がコンパクトであり、安全性が高く、保守点検が行いやすい等の長所がある。このため気中絶縁開閉装置から直流ガス絶縁開閉装置への置き換えが進んでいる。
 しかしながら、直流ガス絶縁開閉装置の高電位側の電力供給線および接地電位側の電力供給線は、絶縁ガスが充填されたタンク中に配置されている。このため、直流ガス絶縁開閉装置によって構成された電力供給回路に新規の電力供給回路を増設する場合、タンクを開封し絶縁ガスを抜く、およびタンクを封止し絶縁ガスを充填する作業が必要とされる。その結果、気中絶縁開閉装置が使用された電力供給回路における増設と比較し、工事に要する時間及びコストが、多大なものになるという問題点があった。
 本実施形態は、電力供給回路に新規の電力供給回路を増設する場合に、タンクを開封し絶縁ガスを抜く、およびタンクを封止し絶縁ガスを充填する作業が必要とされない、工事に要する時間及びコストを節約することができる直流ガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
 本実施形態の直流ガス絶縁開閉装置は次のような構成を有することを特徴とする。
(1)内部に以下を備えた絶縁ガスが充填されたタンク。
 (1-1)直流電力を供給する高電位側の電力供給線。
 (1-2)接地電位側の電力供給線。
 (1-3)高電位側の電力供給線を開閉する開閉部。
(2)前記接地電位側の電力供給線の一部は、少なくとも以下を備えた中継部により中継接続されている。
 (2-1)タンク外の大気中に配置された第1の気中ブッシング。
 (2-2)第2の気中ブッシング。
 (2-3)第1の気中ブッシングと第2の気中ブッシングの間に接続された架空線。
第1実施形態にかかる直流ガス絶縁開閉装置の結線図 第1実施形態にかかる直流ガス絶縁開閉装置の平面図 第1実施形態にかかる直流ガス絶縁開閉装置の立面図 第1実施形態にかかる増設線が接続された直流ガス絶縁開閉装置の結線図 第1実施形態にかかる増設線が接続された直流ガス絶縁開閉装置の平面図 第1実施形態の変形例にかかる直流ガス絶縁開閉装置の平面図 他の実施形態にかかる極分離遮断器を備えた直流ガス絶縁開閉装置の平面図 他の実施形態にかかる強制消弧装置を備えた直流ガス絶縁開閉装置の結線図 他の実施形態にかかる強制消弧装置を備えた直流ガス絶縁開閉装置の平面図
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
 図1~図3を参照して本実施形態の一例としての直流ガス絶縁開閉装置について説明する。
 本直流ガス絶縁開閉装置1は、一例として高電位側の電力供給線である回線A(以降「本線」と呼ぶ)および接地電位側の電力供給線である回線B(以降「帰線」と呼ぶ)を有する。本直流ガス絶縁開閉装置は、本線2および帰線3の電力を遮断または導通するための装置である。本直流ガス絶縁開閉装置1は、送変電所に設置される。
[1-1-1.本線2の構成]
 本線2は、タンク9Aの内部に配置された避雷器5Aaおよび5Ab、変流器6A、変成器7A、開閉部8A、開閉部12を有する導線2A、およびタンク9Aの外部に配置された気中ブッシング4Aaおよび4Abにより構成される。
 本線2は、直流ガス絶縁開閉装置の気中ブッシング4Aaおよび4Ab間の高電位側の電力を遮断または導通するための電力回線である。気中ブッシング4Aaおよび4Abを結ぶ導線2Aに、気中ブッシング4Aaおよび4Abに向かい避雷器5Aa、変流器6A、変成器7A、開閉部8A、開閉部12、避雷器5Abの順に配置される。
 気中ブッシング4Aaおよび4Abは、周囲を円錐状の碍子に覆われた銅を材質とする導電材により構成された電極である。気中ブッシング4Aaおよび4Abは、タンク9Aの外部の大気中に配置される。気中ブッシング4Aaおよび4Abは、導線2Aに接続され、外部電力回線からの高電位側の電力を本線2に入出力するための接続用の電極として使用される。
 導線2Aは、絶縁被覆に覆われたアルミニウム等を材質とする導線である。導線2Aは、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。導線2Aは、気中ブッシング4Aaおよび4Ab間の電力を、導線2Aの電路中に直列接続された開閉部8Aを介して導通する。
 避雷器5Aaおよび5Abは、アレスタ等の放電素子により構成される。避雷器5Aaは、気中ブッシング4Aaの近傍の導線2Aと接地の間に、避雷器5Abは、気中ブッシング4Abの近傍の導線2Aと接地の間に、配置される。避雷器5Aaおよび5Abは、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。避雷器5Aaおよび5Abは、落雷等の高電圧印加時に導通し、導線2Aを保護する。
 変流器6Aは、電流トランスにより構成される。変流器6Aは、導線2Aの周囲に配置される。変流器6Aは、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。変流器6Aは、導線2Aの電流を検出する。
 変成器7Aは、電圧トランスにより構成される。変成器7Aは、導線2Aと接地の間に配置される。変成器7Aは、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。変成器7Aは、導線2Aと接地間の電圧を検出する。
 開閉部8Aは、断路器8Aeと、2つの接地開閉器8Afおよび8Agを有する。
 断路器8Aeは、電力を遮断または導通する開閉器により構成される。断路器8Aeは、導線2Aの電路中に直列に配置される。断路器8Aeは、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。断路器8Aeは、電力回線の増設時、メンテナンス時および故障時等に作業者により操作され、開状態となり、導線2Aに流れる電力を遮断する。
 接地開閉器8Afおよび8Agは、電力を接地電位に導通または遮断する開閉器により構成される。2つの接地開閉器8Afおよび8Agは、それぞれ断路器8Aeの気中ブッシング4Aa側および4Ab側に、導線2Aと接地の間に配置される。接地開閉器8Afおよび8Agは、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。接地開閉器8Afおよび8Agは、電力回線の増設時、メンテナンス時および故障時等に作業者により操作され、閉状態となり、導線2Aの電位を接地電位にする。
 開閉部12は、電力を遮断または導通する開閉器により構成される。開閉部12は導線2Aと帰線3間に配置される。開閉部12は、導線2Aとともに、絶縁ガスが充填されたタンク9A内に配置される。開閉部12は、作業者により電力回線の増設時、メンテナンス時および故障時等に作業者に操作され、閉状態となり、導線2Aと帰線3を導通させる。
 タンク9Aは、内部に絶縁ガスが封入され密封された筐体である。タンク9Aは、導線2Aに沿った円筒状の形状をしており、送変電所に設置される。タンク9Aは、導線2A、避雷器5Aaおよび5Ab、変流器6A、変成器7A、開閉部8Aおよび開閉部12を絶縁ガス中に封入し、絶縁を保つ。
[1-1-2.帰線3の構成]
 帰線3は、帰線3a、帰線3bおよび中継部3cを有する。帰線3は、直流ガス絶縁開閉装置の入出力端である気中ブッシング4Baおよび4Bb間の接地電位側の電力を遮断または導通するための電力回線である。中継部3cは、帰線3aと帰線3bの間の大気中に配置され、帰線3aと帰線3bとを中継する。
(1)帰線3a
 帰線3aは、タンク9Baの内部に配置された避雷器5Ba、変流器6B、開閉部8Ba、を有する導線3Ba、およびタンク9Baの外部に配置された気中ブッシング4Baにより構成される。帰線3aは、直流ガス絶縁開閉装置の気中ブッシング4Baおよび中継部3c間の接地電位側の電力を遮断または導通するための電力回線である。導線3Baに、気中ブッシング4Ba側から順に避雷器5Ba、変流器6B、開閉部8Baが配置される。
 気中ブッシング4Baは、周囲を円錐状の碍子に覆われた銅を材質とする導電材により構成された電極である。気中ブッシング4Baは、タンク9Baの外部の大気中に配置される。気中ブッシング4Baは、導線3Baに接続され、外部電力回線からの接地電位側の電力を帰線3に入出力するための接続用の電極として使用される。
 導線3Baは、絶縁ガスが充填されたタンク9Ba内に配置される。導線3Baは、気中ブッシング4Baと中継部3c間の接地電位側の電力を、導線3Baの電路中に直列接続された開閉部8Baを介して導通する。
 避雷器5Baは、タンク9Ba内であって気中ブッシング4Ba近傍の導線3Baと接地の間に配置される。避雷器5Baは、落雷等の高電圧印加時に導通し、導線3Baを保護する。
 変流器6Bは、電流トランスにより構成され、タンク9Ba内であって導線3Baの周囲に配置される。変流器6Bは、導線3Baの電流を検出する。
 開閉部8Baは、断路器8Baeと接地開閉器8Baf、8Bagを有する。
 断路器8Baeは、開閉器であり、タンク9Ba内であって導線3Baの電路中に直列に配置される。断路器8Baeは、電力回線の増設時等に作業者により操作され、開状態となり、導線3Baに流れる電力を遮断する。
 接地開閉器8Baf、8Bagは、開閉器であり、それぞれ断路器8Baeの両端と接地の間に配置される。接地開閉器8Bafは、電力回線の増設等に作業者により操作され、閉状態となり、導線3Baの電位を接地電位にする。
 タンク9Baは、内部に絶縁ガスが封入され密封された筐体であり、導線3Baに沿った円筒状の形状をしている。タンク9Baは導線3Ba、避雷器5Ba、変流器6B、開閉部8Baを絶縁ガス中に封入し、絶縁を保つ。
(2)帰線3b
 帰線3bは、タンク9Bbの内部に配置された避雷器5Bb、開閉部8Bbを有する導線3Bb、およびタンク9Bbの外部に配置された気中ブッシング4Bbにより構成される。帰線3bは、直流ガス絶縁開閉装置の気中ブッシング4Bbおよび中継部3c間の接地電位側の電力を遮断または導通するための電力回線である。気中ブッシング4Bbおよび中継部3c間を結ぶ導線3Bbに、気中ブッシング4Bb側から順に、避雷器5Bb、開閉部8Bbが配置される。
 気中ブッシング4Bbは、タンク9Bbの外部の大気中に配置された電極である。気中ブッシング4Bbは、導線3Bbに接続され、外部電力回線からの接地電位側の電力を入出力するために使用される。
 導線3Bbは、絶縁ガスが充填されたタンク9Bb内に配置され、電力を電路中に直列接続された開閉部8Bbを介して導通する。
 避雷器5Bbは、タンク9Bb内の導線3Bbと接地の間に配置され、落雷等の高電圧印加時に導線3Bbを保護する。
 開閉部8Bbは、断路器8Bbeと接地開閉器8Bbf、8Bbgを有する。
 断路器8Bbeは、開閉器であり、タンク9Bb内の導線3Bbの電路中に直列に配置され作業者により操作されて開状態となり、導線3Bbに流れる電力を遮断する。
 接地開閉器8Bbf、8Bbgは、開閉器であり導線3Bbと接地の間に配置され、作業者により操作され閉状態となり、導線3Bbの電位を接地電位にする。
 タンク9Bbは、内部に絶縁ガスが封入され密封された筐体であり、導線3Bbに沿った円筒状の形状をしている。タンク9Bbは導線3Bb、避雷器5Bb、開閉部8Bbを絶縁ガス中に封入し、絶縁を保つ。
(3)中継部3c
 中継部3cは、気中ブッシング14aおよび14b、架空線15を有する。中継部3cは、大気中に配置され、帰線3aと帰線3bを中継する。請求項の第1の気中ブッシングが気中ブッシング14aに、請求項の第2の気中ブッシングが気中ブッシング14bに相当する。
 気中ブッシング14aおよび14bは、周囲を円錐状の碍子に覆われた銅を材質とする導電材により構成された電極である。気中ブッシング14aおよび14bは、タンク9Baおよび9Bbの外部の大気中に配置される。気中ブッシング14aは、先端部を架空線15に接続され、他方を帰線3aの導線3Baに接続される。気中ブッシング14bは、先端部を架空線15に接続され、他方を帰線3bの導線3Bbに接続される。
 架空線15は、絶縁被覆に覆われた銅を材質とする導線である。架空線15は、気中ブッシング14aおよび14bの間であって、大気中に配置される。架空線15は、気中ブッシング14aおよび14b間の電力を導通する。
[1-2.作用]
 次に、本実施形態の直流ガス絶縁開閉装置の作用を図4、5に基づき説明する。本直流ガス絶縁開閉装置によって構成された電力供給回路に新規の電力供給回路を増設する場合について説明する。
 図4、5における回線Cを、新たな電力供給回路である増設線41として増設する。増設線41は、本線2(回線A)と同様の構成となっている。つまり増設線41は、タンク9Cの内部に配置された避雷器5Caおよび5Cb、変流器6C、変成器7C、開閉部8C、開閉部42を有する導線41A、およびタンク9Cの外部に配置された気中ブッシング4Caおよび4Cbにより構成される。
 また増設線41は、帰線3との接続用の気中ブッシング44を備えている。気中ブッシング44は、絶縁ガスが充填されたタンク9C中ではなく、大気中に配置されている。気中ブッシング44と増設線41の間に開閉部42が配置され、増設線41は、開閉部42および気中ブッシング44を介して、帰線3と電気的に接続される。
 増設線41と帰線3の接続は、増設線41の気中ブッシング44が、中継部3cの気中ブッシング14bと架空線45により接続されることにより行われる。架空線45は絶縁ガスが充填されたタンク中ではなく、大気中に設けられる。気中ブッシング14bは、接地電位側の電力供給線である帰線3b側に接続されたブッシングである。従って、増設線41は、絶縁ガスが充填されたタンク9Cまたはタンク9Bbを開封することなく、帰線3と接続される。
 次に新たな電力供給回路である増設線41を、本直流ガス絶縁開閉装置に増設する手順について説明する。増設線41は以下の手順にて増設される。
(1)新たな電力供給回路である増設線41を準備する。
(2)本線2の開閉部12を開状態、開閉部8Aの断路器8Aeを開状態、接地開閉器8Afおよび8Agを閉状態とする。
(3)帰線3aの開閉部8Baの断路器8Baeと帰線3bの開閉部8Bbの断路器8Bbaeを開状態、帰線3aの開閉部8Baの接地開閉器8Baf、8Bagと帰線3bの接地開閉器8Bbf、8Bbgを閉状態にする。
(4)増設線41の気中ブッシング44と、中継部3cの気中ブッシング14bとを、架空線45により接続する。架空線45は、中継部3cの気中ブッシング14bの先端部から分岐させた形で設けられる。
(5)帰線3aの開閉部8Baの接地開閉器8Baf、8Bagと帰線3bの接地開閉器8Bbf、8Bbgを開状態、帰線3aの開閉部8Baの断路器8Baeと帰線3bの開閉部8Bbの断路器8Bbaeを閉状態にする。
(6)本線2の開閉部8Aの接地開閉器8Afおよび8Agを開状態、断路器8Aeを閉状態とする。
 増設線41は、気中ブッシング44を有しており、この気中ブッシング44を中継部3cの気中ブッシング14bに接続するようにする。中継部3cの気中ブッシング14bは大気中に配置されており、タンク9Bbの開封は必要とされない。
[1-3.効果]
(1)本実施形態によれば、絶縁ガスが充填されたタンク中ではなく大気中に配置された中継部3cを有し、新規の電力供給回路を増設する場合にこの中継部3cから回線を分岐することができるので、タンクを開封し絶縁ガス抜く、およびタンクを封止し絶縁ガスを充填する作業が必要とされず、工事に要する時間及びコストを節約することができる。
(2)本実施形態によれば、中継部3cは大気中に配置された気中ブッシング14aおよび14bを有し、増設線41は大気中に気中ブッシング44を有している。新規の電力供給回路の増設は、中継部3cの気中ブッシング14aまたは14bと増設線41の気中ブッシング44とが架空線45により大気中で結線されることにより行われる。架空線45の配線を大気中で行うことができるので、工事に要する時間及びコストを節約することができる。
(3)本実施形態によれば、接地電位側の電力供給線側に接続された中継部から分岐して新規の電力供給回路を増設することができ、対地電圧が低い接地電位側の電力供給線に分岐回路を設けることができるので、離隔距離を小さくすることができるとともに、工事の安全性を向上させることができる。
(4)本実施形態によれば、絶縁ガスが充填されたタンク中ではなく大気中に配置された中継部3cを有し、新規の電力供給回路を増設する場合にこの中継部から回線を分岐することができるので、多数の回線を分岐させることができるとともに、外部に遮断器等の他の機器を容易に接続することができる。
[1-4.変形例]
(1)上記実施形態では、本線2に開閉部8A、開閉部12、帰線3aに開閉部8Ba、帰線3bに開閉部8Bbを設けるものとしたが、開閉部の配置並びに数量はこれに限られない。本線2および帰線3の任意の箇所に開閉部を設けるものとしてよい。
(2)上記実施形態では、開閉部8A、開閉部8Ba、開閉部8Bbは、断路器および2つの接地開閉器を有するものとしたが、各開閉部の断路器および接地開閉器の数量並びに配置はこれに限られない。各開閉部とも任意の数量、および箇所に断路器および接地開閉器を有するものとしてよい。
(3)上記実施形態では、中継部3cは、気中ブッシング14aおよび14b、架空線15を有するものとしたが、気中ブッシングおよび架空線の数量並びに配置はこれに限られない。図6に示すように、任意の数量、および箇所に気中ブッシングを配置しこれらの気中ブッシング間を架空線にて結線するようにしてもよい。このようにすることで、気中ブッシングの配置および架空線の結線の自由度が増し、増設線を配置しにくい地形、気中ブッシングを配置しにくい地形にも対応することができるとともに、増設工事も行いやすくなる。
(4)上記実施形態では、中継部3cの気中ブッシング14bから増設線41に架空線45を接続するものとしたが、増設線41に接続される気中ブッシングおよび架空線はこれに限られない。例えば、中継部3cの気中ブッシング14aから増設線41に架空線を接続してもよい。また、任意の箇所に気中ブッシングを配置し、これらの気中ブッシングを介して架空線にて増設線41と中継部3cとを接続するようにしてもよい。
[2.他の実施形態]
 上記に変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、実施形態を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。
(1)図7に示すように、中継部3cにさらに中継用の気中ブッシング14cおよび14dを増設し、この気中ブッシング14cおよび14dの間に、極分離遮断器(NCB)16を設けるようにしてもよい。極分離遮断器16が、設けられることにより、さらに他に分岐回線を設ける場合に、回線の開閉遮断が行い易くなる。また、極分離遮断器16が大気中の気中ブッシングに接続されるので、極分離遮断器の追加工事、交換および廃止時の取り外し工事、メンテナンス時の工期短縮が可能となる。
(2)図8、9に示すように、中継部3cにさらに中継用の気中ブッシングを増設し、この気中ブッシングに新たに回線Dを設けるようにしてもよい。回線Dには、強制消弧装置56が接続されるようにしてもよい。また、強制消弧装置56に代わりもしくは並列に別回線に変流器57や変成器58を設けるようにしてもよい。これらは、大気中の気中ブッシングに接続されるので、強制消弧装置56、変流器57または変成器58の追加工事、交換および廃止時の取り外し工事、メンテナンス時の工期短縮が可能となる。
1・・・直流ガス絶縁開閉装置
2・・・本線
2Ba・・・導線
3、3a、3b・・・帰線
3c・・・中継部
3Ba、3Bb・・・導線
4、4Aa、4Ab、4Ba、4Bb・・・気中ブッシング
5、5Aa、5Ab、5Ba、5Bb・・避雷器
6、6A、6B・・・変流器
7、7A・・・変成器
8、8A、8Ba、8Bb・・・開閉部
9、9A、9Ba、9Bb・・・タンク
12・・開閉部
14a、14b・・・気中ブッシング
15・・・架空線
16・・・極分離遮断器
56・・・強制消弧装置
57・・・変流器
58・・・変成器
e・・・断路器
f、g・・・接地開閉器

 

Claims (5)

  1.  直流電力を供給する高電位側の電力供給線と、
     接地電位側の電力供給線と、
     前記高電位側の電力供給線を開閉する開閉部と、
     を内部に備え、絶縁ガスが充填されたタンクを有し、
     前記接地電位側の電力供給線の一部は、
     前記タンク外の大気中に配置された、少なくとも第1の気中ブッシングと、第2の気中ブッシングと、前記第1の気中ブッシングと前記第2の気中ブッシングの間に接続され架空線と、
    を有する中継部により中継接続された直流ガス絶縁開閉装置。
  2.  前記第1の気中ブッシング及び前記第2の気中ブッシングは、極分離遮断器を介して気中に配置された架空線により接続された請求項1記載の直流ガス絶縁開閉装置。
  3.  前記第2の気中ブッシングと接地の間に強制消弧装置を有する請求項1乃至2のいずれか1項記載の直流ガス絶縁開閉装置。
  4.  前記第2の気中ブッシングに接続された変成器を有する請求項1乃至3のいずれか1項記載の直流ガス絶縁開閉装置。
  5.  前記第2の気中ブッシングに接続された変流器を有する請求項1乃至4のいずれか1項記載の直流ガス絶縁開閉装置。

     
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JP2007319000A (ja) * 2007-09-05 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corp 複合形ガス絶縁開閉装置
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