JPH02107977A - ガス絶縁開閉装置の検電回路 - 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、通常円筒状の密封容器内に高電圧リードな
どの高電圧電極を収納したＧＩＳと略称されているガス
絶縁開閉装置や、箱形状の密封容器に高電圧部を収納し
たＣＧＩＳと略称されているキユービクル形ガス絶縁開
閉装置などの、密封容器内に収納された高電圧電極に対
する電圧印加の有無を非接触で検知するためのガス絶縁
開閉装置の検電回路に関する。

〔従来の技術〕

ＧＩＳやＣＧＩＳは絶縁媒体として通称ＳＦ＆と称され
る六ふっ化硫黄でなる絶縁ガスを所定の圧力で密封容器
内に封入し、その中に高電圧リードや遮断器や断路器な
どの開閉器を収納して絶縁ガスの高絶縁特性を活用して
縮小化された開閉装置を構成するものである。

ＧＩＳやＣＧＩＳはそれ自身高電圧部が外部に露出しな
い構成であるとともに、外部から引き込まれる高電圧部
もケーブルやＧＩＢと略称されているガス絶縁ブスバー
、あるいは、ガス絶縁変圧器、油入変圧器の油入部とガ
ス絶縁部とを隔てる隔壁とこの隔壁を貫通する貫通ブッ
シングで接続するなどによって、外部高電圧部が一切出
ない変電所が構成され、これによって敷地面積が大幅に
縮小された変電所が実現されている。

ガス絶縁開閉装置の中に含まれる遮断器は所定の遮断回
数に達すると電流遮断部を点検することが規格で定めら
れており、また、内部異常が発生した場合も異常箇所や
異常原因の究明のために内部点検をする必要が生ずる。

このように、開閉装置の内部点検を行う際には、遮断器
や断路器を開いて点検すべき箇所の高電圧電極に電圧が
印加されていない状態にするが、何らかの手遅いによっ
て高電圧が印加された状態で点検作業などを行うと感電
事故が発生し人命に係わる災害となる危険性が高いので
、万一にもこのような災害が発生しないようにするため
に、外部から高電圧電極に電圧が印加されていないこと
を的確に知る方法が採られている。

前述のように、このような変電所では高電圧部が外部に
露出していないので、高電圧電極に電圧が印加されてい
ないことを検知するために、密封容器の中に高電圧電極
に対向し接地電位である密封容器に対して絶縁された低
電圧電極を設け、高電圧電極と低電圧電極との間の静電
容量を高電圧側キャパシタンスとし、低電圧電極を大き
な値のキャパシタンス値を持つコンデンサなどを介して
接地してキャパシタンス分圧で定まる電圧を検電するこ
とにより高電圧電極への電圧印加の有無を検知する方式
が採られる。

低電圧電極としては、密封容器に近接した位置に専用の
電極を設ける方法の他に、密封容器内に設置されている
断路器の支持碍子を密封容器に取付けるための取付は金
具を密封容器から絶縁して低電圧電極とする方式、高電
圧リードを密封容器からの所定の絶縁距離を保持すると
ともに高電圧リードにかかる電磁力などの機械力に耐え
るさせための支持具としてのエポキシ樹脂からなる絶縁
スペーサの取付は金具を前述と同じように密封容器から
絶縁して低電圧電極とする方式などがあり、ＧＩＳに対
しては専用の電極を設ける方式、ＣＧＩｓに対しては支
持碍子や絶縁スペーサの取付は金具を低電圧電極に兼用
する方式が採用されることが多い。

低［圧側キャパシタンスとして所定のキャパシタンス値
のコンデンサを使用することもできるが、ガス絶縁開閉
装置の信転性の点からコンデンサなどの回路素子を使用
することが忌避される場合があり、このような場合には
低電圧電極を数ｍのシールドケーブルを介して接地する
構成にしてシールドケーブルのリードと外径側のシール
ド導体との間のキャパシタンスを低電圧側キャパシタン
スにする方式が採用される。

高電圧電極の電圧は数十ＫＶから数百ＫＶと非常に高電
圧であるが、これに対して低電圧電極に発生する電圧は
１００　Ｖ程度になるように設定される。この低電圧電
極の電圧の設定では前述のように高電圧側キャパシタン
スの値を自由に選択できるのは専用の電極を低電圧電極
として設ける場合だけであるので、低電圧側キャパシタ
ンスを調整することになるが、シールドケーブルを使用
する場合にはこのシールドケーブルの長さを調整するこ
とで簡単に低電圧側キャパシタンスの値を所要の値に設
定することができる。

密封容器の中は絶縁ガスを封入し、しかもその気圧も散
気圧と高くして高い絶縁強度を確保し、これによって絶
縁距離を縮小して縮小化されたガス絶縁開閉装置を構成
しているので、当然密封容器内を気密に保持しておく必
要があるので、検電のために低電圧電極の電圧を外部に
引き出すリードは気密を保持した状態で引き出される構
成がとられている。

第２図は従来の高電圧電極への電圧印加の有無を検知す
るための回路図である。この図において、三相交流電源
１は三相電圧Ｖ、、Ｖ、、Ｖゎを発生しており、これら
の電圧は遮断器や断路器などの開閉器２Ａ、２Ｂ、２Ｇ
を介して高電圧電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃにそれぞれ印加さ
れる構成であリ、前述のように、密封容器の内壁近くに
設けられた低電圧電極５Ａ、５Ｂ、５Ｃと高電圧電極３
Ａ、３Ｂ、３Ｃとの間の高電圧側キャパシタンス４Ａ、
４Ｂ、４Ｃを形成している。これら高電圧側キャパシタ
ンス４Ａ、４Ｂ、４Ｇのキャパシタンス値をそれぞれＣ
４Ａ、　　Ｃ４１Ｃ４Ｃとすると、これらのキャパシタ
ンス値は同じ値になるように設定されている。ただし、
同じ値であるといっても検電であって計測ではないので
それほど厳密である必要はない。

低電圧電極５Ａ、５Ｂ、５Ｃからシールドケーブルで引
き出された端子はスイッチ６Ａ、６Ｂ。

６Ｃを介して接地され、シールドケーブルのリードとシ
ールドとの間のキャパシタンスとしての低電圧側キャパ
シタンス７Ａ、７Ｂ、７Ｃが接地との間に接続されてい
る。これら低電圧側キャパシタンス７Ａ、７Ｂ、７Ｃの
キャパシタンス値はそれぞれＣ’ＩＡ　＋　　Ｃ７ｍ　
＋　　Ｃ’Ｉｃであり、これらも略同じ値に設定されて
おり、このことは各相のシールドケーブルの長さを略同
じにしていることを示している。

スイッチ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、前述のように実際にはシ
ールドケーブルの外部に引き出された端子をボルト締め
で密封容器に電気的機械的に接続した部分を意味してお
り、この端子をボルト締めした状態がスイッチ６Ａ、６
Ｂ、６Ｃの「閉」状態であり、ボルト締めを外して端子
を開放にした状態がスイッチ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの「開」
状態である。

電圧が印加されているか否かの検知を行うための検電器
は、検電端子を電極に触れてこの電極が所定の値以上の
電圧が印加されているときには放電管が放電する方式の
もので、使用者の感電事故を防止するために検電器に付
属のボタンを押さないときには検電器の端子間は内部で
短絡されており、このボタンを押して初めて検電すると
いうようなものが市販されている。放電管の放電光で電
圧印加の有無を表示する方式の他にブザーによって知ら
せる方式のもある。

この検電器を使用して高電圧電極３Ａ、３Ｂ。

３Ｃに高電圧が印加されているかどうかの検知作業は次
の順序で行う。

■低電圧電極５Ａに接続され外部に引き出されているシ
ールドケーブルの外部端子の接地のためのボルトを緩め
て外し、この端子を開放状態にする。

この図ではスイッチ６Ａを「閉」の状態から［開」の状
態にすることを意味する。

■検電器の検電端子の一端をシールドケーブル端子に接
続する。

■検電器のボタンを押して検電する。

■検電端子をシールドケーブル端子から外す。

■シールドケーブル端子を接地するためのボルト締め接
続をする。

以上を各相ごとに繰り返し３回検電を行う。いずれの相
も電圧が印加されていないことが判明すると、始めてこ
の部分の高電圧電極部に近づいても感電の恐れはないと
いうことになる。

検電器の検電端子間の電圧、言い換えれば低電圧電極の
電圧ｖｋは次式となる。

Ｖｋ＝　（Ｃ４Ａ／Ｃ？Ａ）　Ｖ。

他の相もこの弐のインデックスを変えるだけの違いであ
り、高電圧側キャパシタンスも低電圧側キャパシタンス
も各相の値を概略同じ値にしているので検電端子間の電
圧も各相で概略同じ値にな圧電極に接続して検電器で検
電する方式は原理は簡単であるが、同じ検電の操作を３
回繰り返す必要があるという問題がある。このような検
電作業が必要なのは前述のように内部点検の場合であり
、頻度の高いものではないが、それだけに開閉装置の運
転中に検電のために必要な低電圧電極やシールドケーブ
ルが起因して事故が発生する可能性を絶無にすべくシー
ルドケーブルの外部端子の密封容器への接地などもより
確実にするために前述のようにボルト締めで接続する構
成にしている。そのために、■相の検電作業を行うごと
にシールドケーブル端子接地のためのボルトを緩めたり
締めつけたりする必要があり、煩わしさがある。

第３図はこの煩わしさを解消するために考えられる方式
を示した回路図である。この図において第２図と共通の
構成体については同じ参照符号を付けることにより詳細
な説明を省略する。この図において、低電圧電極３Ａに
接続されるシールドケーブルの対地キャパシタンスであ
る低電圧側キャパシタンス４Ｄのキャパシタンス値を０
４゜とし、この値ヲ他の２つの高電圧側キャパシタンス
４Ｂ。

４Ｃのキャパシタンス値Ｃ４ＩＩｒ　Ｃ４Ｃの２倍にＩ
ｌｌする。すなわち、 ＣＭ　＝Ｃ４ｍ＝Ｃ４Ｃ＝ＣＡＤ／２ また、低電圧側キャパシタンス７のキャパシタンス値を
ＣＬとする。スイッチ６を「開」にしたときの低電圧側
キャパシタンス７の端子間に発生する電圧ｖｋは次式と
なる。

Ｖｋ””　（Ｃ＋＋　／Ｃｔ　）　（２Ｖｍ　＋Ｖｂ　
＋Ｖｃ　）この式から分かるごとく、三相交流電源ｌの
電圧が正常な状態として平衡三相電圧となっている場合
は勿論、零相電圧のない場合には、ｖ、　＋Ｖｂ＋ＶＣ
＝０ であるので、括弧の中の電圧の値はＶ、となり、どれか
の相の電圧だけが零の場合、あるいは１つの相だけに電
圧が印加されている場合の、いずれの場合にも電圧Ｖｈ
が零になることはなく、結局、３つの相の低電圧電極５
Ｄ、５Ｂ、５Ｃを１つに接続してこの部分に接続した形
の低電圧側キャパシタンス７の端子間の電圧を検電する
ことにより１回の検電作業だけで高電圧電極の高電圧印
加の有無を検知することができる構成となる。

しかし、この方式は高電圧側キャパシタンス４Ｄのキャ
パシタンス値ＣａＯを他の相の高電圧側キャパシタンス
４Ｂ、４Ｃのキャパシタンス値Ｃ，，、Ｃ，、の２倍に
する必要があるが、前述のように、支持碍子や絶縁スペ
ーサの取付は金具を低電圧電極に兼用する場合には低電
圧側キャパシタンスを２倍にするのは不可能であること
から、この方式の採用は不可能であるし、専用の電極を
設ける場合でも低電圧電極の形状や配置を他の相のそれ
と別のものにする必要があることから、ガス絶縁開閉装
置を構成する部品の種類が増加するという問題が住する
。

この発明は、３つの相の低電圧側キャパシタンスが同じ
値で、しかも検電作業を１回だけ行って３つの相の高電
圧電極の高電圧印加の有無を検知することができるガス
絶縁開閉装置の検電回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明によれば、密封容
器内に第１、第２、第３の３つの相からなる三相の高電
圧電極を収納したガス絶縁開閉装置の各相ごとの前記高
電圧電極に対向して設けられた３つの低電圧電極と、低
電圧電極と接地電位との間に接続され前記高電圧電極と
前記低電圧電極間との間の静電容量よりも充分大きい低
電圧側キャパシタンスとを備え、前記低電圧電極の対地
電圧を検電器によって検電することにより高電圧電極へ
の電圧印加の有無を検知するガス絶縁開閉装置の検電回
路において、前記第２の相と第３の相の低電圧電極を電
気的に接続して前記低電圧側キャパシタンスを介して接
地し、第１の相の前記低電圧電極を前記低電圧側パシタ
ンスの値と実質的に同じ値の相関接続キャパシタンスを
介して前記低電圧側キャパシタンスの低電圧電極接続部
に接続し、前記第１の相の低電圧電極の電圧を検電器に
よって検電するものとする。

〔作用〕

この発明の構成において、第２の相と第３の相の低電圧
電極を電気的に接続して低電圧側キャパシタンスを介し
て接地し、第１の相の低電圧電極をこの低電圧側バシタ
ンスの値と実質的に同じ値の相間接続キャパシタンスを
介して低電圧側キャパシタンスの低電圧電極接続部に接
続して、第１の相の低電圧電極の電圧を検電器によって
検電すると、第１の相の低電圧電極の対地電圧は第１そ
の相の高電圧電極の電圧の２倍と他の２つの相の高電圧
電極の電圧との和に比例することから、３つの高電圧電
極の電圧が平衡三相電圧の場合でも、１つの相の高電圧
電極の電圧が零の場合でも、１つの相だけの高電圧電極
に電圧が印加されている場合でも、いずれの場合でも検
電される第１の相の低電圧電極の電圧が零になることは
なく、全ての高電圧電極に電圧が印加されていない場合
にだけ零になる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す回路図である。この図において、
第２図と共通の構成体については同じ参照符号を付ける
ことにより詳細な説明を省略する。高電圧側キャパシタ
ンス４Ａ、４Ｂ。

４Ｃのキャパシタンス４１ＩＣａＡ、　　Ｃ４ｍ、　　
Ｃ４ｃはいずれも従来技術と同じく略同じ値になるよう
に、低電圧電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの形状や配置を各相共
通にしである。低電圧電極５Ｂ、５Ｃを電気的に接続し
この接続部を低電圧側キャパシタンス７１を介して接地
する。低電圧電極５Ａは相間接続キャパシタンス７２を
介して前述の低電圧電極５Ｂ、５Ｃの接続部に接続する
。検電器による検電は低電圧電極５Ａに対して行う。

低電圧電極５Ａの対地電圧ｖｋは低電圧電極５Ｂ、５Ｃ
の接続部の電圧ｖ２に相間接続キャパシタンスの端子間
の電圧ｖ１を加えたものになるが、低電圧側キャパシタ
ンス７１や相間接続キャパシタンス７２のキャパシタン
ス値ＣＬは高電圧側キャパシタンスのキャパシタンス値
Ｃ１１に比べて桁違いに大きいことを考慮すると、電圧
Ｖ、は相間接続キャパシタンス７２の有無にかかわらず
各相の高電圧電極の電圧の和に比例する値になり、電圧
ｖ１は高電圧電極３Ａの電圧に比例する値になる。これ
らの比例定数はキャパシタンス分圧で決まる値であり両
者同じ値であるので、結局、低電圧電極５Ａの電圧は高
電圧電極３Ａの電圧の２倍と他の２つの相の高電圧電極
の電圧との和に比例する値になる。これらの関係を式で
表せば次式となる。

Ｖｚ　＝　（ＣＭ　／ＣＬ　）　　（Ｖｌｌ　＋Ｖｂ　
＋Ｖｃ　）Ｗｂ　＝ＶＺ　＋（Ｃｏ　／Ｃｔ　）　Ｖａ
＝（Ｃ＋＋　／　Ｃｔ　）　　（２Ｖ、　十Ｖ＋、　＋
Ｖｃ）ここで、 Ｃ，；高電圧側キャパシタンスの値 （Ｃ４Ａ＝Ｃ４ｍ＝Ｃ４Ｃ＝ＣＨ） ｃｔ　ｉ低電圧側キャパシタンスと相間接続キャパシタ
ンスの値（Ｃ１＝　Ｃｙｔ＝　Ｃｔ　）すなわち、前述
の比例定数は（Ｃ１ｌ／ＣＬ）である。

前述のように低電圧側キャパシタンス７１は従来技術と
同様に低電圧電極に接続したシールドケーブルのリード
とシールド導体との間のキャパシタンス値であるが、相
間接続キャパシタンス７２も同じシールドケーブルを同
じ長さ使用することで容易に実現することができる。た
だ、相間接続キャパシタンスとなるシールドケーブルの
シールド導体は接地電圧ではないので、密封容器から絶
縁する必要がある。低電圧電極の電圧は前述のようにせ
いぜい１００Ｖ程度であるので、この絶縁は容易である
。

低電圧側キャパシタンス７１や相間接続キャパシタンス
７２としてシールドケーブルの静電容量を使用するので
はなく、所定のキャパシタンス値を持つコンデンサを使
用しても勿論よい。ただ、開閉装置の信顧性の点からこ
のような回路素子を使用することを忌避する使用者もあ
るので適宜選択が必要である。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、２つの相の低電圧電極を電気
的に接続してこの接続部を低電圧側キャパシタンスを介
して接地し、もう１つの相の低電圧電極をこの低電圧側
キャパシタンスの値と実質的に同じ値の相間接続キャパ
シタンスを介して前記接続部に接続して、前述のもう１
つの相の低電圧電極の電圧を検電器によって検電すると
、この低電圧電極の対地電圧はこの相の高電圧電極の電
圧の２倍と他の２つの相の高電圧電極の電圧との和に比
例する。その結果、３つの相の高電圧電極の電圧が平衡
三相電圧の場合でも、どれか１つの相の高電圧電極の電
゛圧が零の場合でも、どれか１つの相だけの高電圧電極
に電圧が印加されている場合でも、いずれの場合でも検
電される低電圧電極の電圧が零になることはなく、全て
の高電圧電極の電圧が零の場合にだけ零になる。一方、
低電圧側キャパシタンスの値は各相で同じでよいので、
支持碍子や絶縁スペーサの取付は金具を低電圧電−１８
＝ 極に兼用する方式を採用することができるともに、専用
の電極を低電圧電極として設ける場合は１つの相の低電
圧電極の形状や配置を変えることなく、３つの相全てを
同じ形状、配置の低電圧電極を使用することができるの
で、ただ１回だけの検電作業で３つの相の高電圧電極の
検電を行うことのできる検電回路を経済的に実現するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこのこの発明の実施例を示す回路図、第２図は
従来技術の例を示す回路図、第３図は従来技術の別の例
を示す回路図である。 ＩＡ、３Ｂ、３Ｃ・・・高電圧電極、 ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ・・・高電圧側キャパシタンス
、 ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ・・・低電圧電極、７１．７Ａ
、７Ｂ、７Ｃ・・・低電圧側キャパシタンス、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）密封容器内に第１、第２、第３の３つの相からなる
   三相の高電圧電極を収納したガス絶縁開閉装置の各相ご
   との前記高電圧電極に対向して設けられた３つの低電圧
   電極と、低電圧電極と接地電位との間に接続され前記高
   電圧電極と前記低電圧電極間との間の静電容量よりも充
   分大きい低電圧側キャパシタンスとを備え、前記低電圧
   電極の対地電圧を検電器によって検電することにより高
   電圧電極への電圧印加の有無を検知するガス絶縁開閉装
   置の検電回路において、前記第２の相と第３の相の低電
   圧電極を電気的に接続して前記低電圧側キャパシタンス
   を介して接地し、第１の相の前記低電圧電極を前記低電
   圧側パシタンスの値と実質的に同じ値の相間接続キャパ
   シタンスを介して前記低電圧側キャパシタンスの低電圧
   電極接続部に接続し、前記第１の相の低電圧電極の電圧
   を検電器によって検電することを特徴とするガス絶縁開
   閉装置の検電回路。