JPH0715814A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
ガス絶縁開閉装置Info
- Publication number
- JPH0715814A JPH0715814A JP14664593A JP14664593A JPH0715814A JP H0715814 A JPH0715814 A JP H0715814A JP 14664593 A JP14664593 A JP 14664593A JP 14664593 A JP14664593 A JP 14664593A JP H0715814 A JPH0715814 A JP H0715814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- temperature rise
- stainless steel
- plate
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 絶縁ガスを封入したタンク１に三相一括して
高電圧導体を収納するタンク１はステンレス鋼３と銅４
から成るクラッド板で構成されたガス絶縁開閉装置。 【効果】 渦電流は抵抗率の小さい銅４を流れるためタ
ンク径を大きくすることなくタンク１の温度上昇を抑制
できる。
高電圧導体を収納するタンク１はステンレス鋼３と銅４
から成るクラッド板で構成されたガス絶縁開閉装置。 【効果】 渦電流は抵抗率の小さい銅４を流れるためタ
ンク径を大きくすることなくタンク１の温度上昇を抑制
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変電所・開閉所におい
て使用されるガス絶縁開閉装置（以下ＧＩＳという）に
関する。
て使用されるガス絶縁開閉装置（以下ＧＩＳという）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＩＳは、ＳＦ6 ガスのような絶縁ガス
を封入した、接地タンク（以下タンクという）内に高電
圧導体を絶縁支持して構成されるが、運転時に高電圧導
体に何千アンペアもの電流が流れるため、高電圧導体の
有する微小抵抗により熱が発生する。この熱はタンク内
に封入されたＳＦ6 ガスを通じてタンクに伝わり、タン
クの温度を上昇させる。また、高電圧導体に電流が流れ
ることにより交流磁界が高電圧導体周囲に生じるが、タ
ンク材料が磁性体である場合には、この交流磁界により
タンクで鉄損が起こり、損失分が熱として現れてタンク
の温度を上昇させる。さらに、三相器の様に同一タンク
内に３本の高電圧導体が配置された場合には、高電圧導
体がタンクの中心に配置されていないため、高電圧導体
から生じた磁界がタンクと交錯する。このため、タンク
には局所的に渦電流が流れ、タンクの有する抵抗によっ
て熱を発生し、タンクの温度を上昇させる。
を封入した、接地タンク（以下タンクという）内に高電
圧導体を絶縁支持して構成されるが、運転時に高電圧導
体に何千アンペアもの電流が流れるため、高電圧導体の
有する微小抵抗により熱が発生する。この熱はタンク内
に封入されたＳＦ6 ガスを通じてタンクに伝わり、タン
クの温度を上昇させる。また、高電圧導体に電流が流れ
ることにより交流磁界が高電圧導体周囲に生じるが、タ
ンク材料が磁性体である場合には、この交流磁界により
タンクで鉄損が起こり、損失分が熱として現れてタンク
の温度を上昇させる。さらに、三相器の様に同一タンク
内に３本の高電圧導体が配置された場合には、高電圧導
体がタンクの中心に配置されていないため、高電圧導体
から生じた磁界がタンクと交錯する。このため、タンク
には局所的に渦電流が流れ、タンクの有する抵抗によっ
て熱を発生し、タンクの温度を上昇させる。
【０００３】以上述べてきた数々の要因により、運転時
のＧＩＳのタンクは温度が上昇する。ＧＩＳを安全に運
転するためには、このようなタンクの温度上昇を、タン
ク材料の使用可能温度範囲内、もしくは人がタンクに触
れても問題がないことを前提として考えられた安全基準
（30Ｋまでの温度上昇）以下に抑えなければならない。
また、タンクの温度上昇は高電圧導体の温度も引き上げ
ることになり、通電部に対する温度上昇規格値を上回る
ことにもなり、機器の通電性能を低下させる要因にもな
る。
のＧＩＳのタンクは温度が上昇する。ＧＩＳを安全に運
転するためには、このようなタンクの温度上昇を、タン
ク材料の使用可能温度範囲内、もしくは人がタンクに触
れても問題がないことを前提として考えられた安全基準
（30Ｋまでの温度上昇）以下に抑えなければならない。
また、タンクの温度上昇は高電圧導体の温度も引き上げ
ることになり、通電部に対する温度上昇規格値を上回る
ことにもなり、機器の通電性能を低下させる要因にもな
る。
【０００４】近年、電力需要の増加に伴い、ＧＩＳの電
圧及び通電容量が大きくなってきている。このため、高
電圧導体を流れる電流が増え、発熱量が増加している。
さらにこれに伴って、交流磁界も大きくなっているの
で、タンク材料及び高電圧導体の配置によっては磁界に
よる鉄損や渦電流による発熱も増加し、タンクの温度上
昇が大きくなってきている。したがって、通電容量が大
きい場合には、温度上昇量を規定値以下に抑えるため
に、タンク材料の適切な選定とタンク径の大形化を行っ
て対処している。日立評論ＶＯＬ64（1982年３月発行）
には、軟鋼製のタンクの内側に局部的に銅製の磁気シー
ルドを配設したＧＩＳが記載されている。このようなＧ
ＩＳにおいては、渦電流は磁気シールドに流れるため、
タンクの温度上昇を抑制することができる。しかし磁気
シールドを配設することによってタンク内面に凹凸が生
じるのでタンク内の電界が乱れ、特に磁気シールドの端
部の電界を誘和するためにタンク径を大きくしなければ
ならなかった。また、タンク材料として磁性体である鋼
材（ＳＳ400 材）や、抵抗率の大きいステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ304 ）を使わず、アルミニウム等の非磁性材を使う
ことにより、磁界によるタンクの直接の発熱を少なくし
たＧＩＳも知られている。しかし、このような従来のＧ
ＩＳは、タンク径が大きくなりＧＩＳの配置構成を制限
する可能性があるという問題があった。
圧及び通電容量が大きくなってきている。このため、高
電圧導体を流れる電流が増え、発熱量が増加している。
さらにこれに伴って、交流磁界も大きくなっているの
で、タンク材料及び高電圧導体の配置によっては磁界に
よる鉄損や渦電流による発熱も増加し、タンクの温度上
昇が大きくなってきている。したがって、通電容量が大
きい場合には、温度上昇量を規定値以下に抑えるため
に、タンク材料の適切な選定とタンク径の大形化を行っ
て対処している。日立評論ＶＯＬ64（1982年３月発行）
には、軟鋼製のタンクの内側に局部的に銅製の磁気シー
ルドを配設したＧＩＳが記載されている。このようなＧ
ＩＳにおいては、渦電流は磁気シールドに流れるため、
タンクの温度上昇を抑制することができる。しかし磁気
シールドを配設することによってタンク内面に凹凸が生
じるのでタンク内の電界が乱れ、特に磁気シールドの端
部の電界を誘和するためにタンク径を大きくしなければ
ならなかった。また、タンク材料として磁性体である鋼
材（ＳＳ400 材）や、抵抗率の大きいステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ304 ）を使わず、アルミニウム等の非磁性材を使う
ことにより、磁界によるタンクの直接の発熱を少なくし
たＧＩＳも知られている。しかし、このような従来のＧ
ＩＳは、タンク径が大きくなりＧＩＳの配置構成を制限
する可能性があるという問題があった。
【０００５】このような従来例として、図５及び図６
に、三相一括形で全長の短い三相短母線の断面図を示
す。三相短母線においては、全長が短い母線であるため
にタンク１内の容積が小さく、高電圧導体２の発熱がタ
ンクに伝わり易い。なおかつ、タンク１内に３本の高電
圧導体２ａ、２ｂ、２ｃがあるため発熱量も大きい。し
たがって、タンク１の温度上昇量を規定値以下に抑える
ためには、タンク１の径を大きくして容積を増やさなけ
ればならない。従来、一般的にタンク１の材料として用
いられてきたアルミ材（Ａ5083材、Ａ5052材）について
考えると、Ａ5083材は材料の使用温度範囲からの温度上
昇の限度が25Ｋと低いため、温度上昇量を規定値以下に
抑えるためには、タンク１の径を大きくする必要があ
る。Ａ5052材は安全基準による30Ｋまでの温度上昇が許
されるが、機械的強度が他の材料に比べて弱い（引張強
さ−Ａ5052材：24kgｆ／mm2 、Ａ5083材：28kgｆ／mm
2 ）。そのため、温度上昇対策としてタンクの径を大き
くすると、圧力容器としての強度を得るためにタンク１
の板厚が厚くなり、タンクの製作が従来のガス絶縁開閉
装置のタンクを製作する設備ではできなくなってしま
う。鋼材（ＳＳ400 材−引張強さ：41〜52kgｆ／mm2 ）
及びステンレス鋼（ＳＵＳ304 材−引張強さ：53kgｆ／
mm2 ）は機械的強度において十分であるが、鋼材（ＳＳ
400 Ｐ）と磁性体なので鉄損による発熱があり、またス
テンレス鋼（ＳＵＳ304 材）は抵抗率が72μΩcmと大き
く（ＳＳ400 材：14.5μΩcm、Ａ5052材： 4.9μΩc
m）。三相器では渦電流による発熱があるため、どちら
も通電容量が大きい場合には使用できない。
に、三相一括形で全長の短い三相短母線の断面図を示
す。三相短母線においては、全長が短い母線であるため
にタンク１内の容積が小さく、高電圧導体２の発熱がタ
ンクに伝わり易い。なおかつ、タンク１内に３本の高電
圧導体２ａ、２ｂ、２ｃがあるため発熱量も大きい。し
たがって、タンク１の温度上昇量を規定値以下に抑える
ためには、タンク１の径を大きくして容積を増やさなけ
ればならない。従来、一般的にタンク１の材料として用
いられてきたアルミ材（Ａ5083材、Ａ5052材）について
考えると、Ａ5083材は材料の使用温度範囲からの温度上
昇の限度が25Ｋと低いため、温度上昇量を規定値以下に
抑えるためには、タンク１の径を大きくする必要があ
る。Ａ5052材は安全基準による30Ｋまでの温度上昇が許
されるが、機械的強度が他の材料に比べて弱い（引張強
さ−Ａ5052材：24kgｆ／mm2 、Ａ5083材：28kgｆ／mm
2 ）。そのため、温度上昇対策としてタンクの径を大き
くすると、圧力容器としての強度を得るためにタンク１
の板厚が厚くなり、タンクの製作が従来のガス絶縁開閉
装置のタンクを製作する設備ではできなくなってしま
う。鋼材（ＳＳ400 材−引張強さ：41〜52kgｆ／mm2 ）
及びステンレス鋼（ＳＵＳ304 材−引張強さ：53kgｆ／
mm2 ）は機械的強度において十分であるが、鋼材（ＳＳ
400 Ｐ）と磁性体なので鉄損による発熱があり、またス
テンレス鋼（ＳＵＳ304 材）は抵抗率が72μΩcmと大き
く（ＳＳ400 材：14.5μΩcm、Ａ5052材： 4.9μΩc
m）。三相器では渦電流による発熱があるため、どちら
も通電容量が大きい場合には使用できない。
【０００６】したがって、三相短母線においてはＡ5083
材を用いて径の大きいタンクを用いると、図７に示すよ
うに、三相短母線５のタンク径が他の機器（三相母線６
及び断路器７）のタンク径より大きくなってしまい、そ
の分だけ他の機器の脚８を大きくして高さを三相短母線
５に揃えなければならない。つまり、三相短母線のみタ
ンク径が大きいだけでガス絶縁開閉装置全体の高さが高
くなってしまうという問題があった。
材を用いて径の大きいタンクを用いると、図７に示すよ
うに、三相短母線５のタンク径が他の機器（三相母線６
及び断路器７）のタンク径より大きくなってしまい、そ
の分だけ他の機器の脚８を大きくして高さを三相短母線
５に揃えなければならない。つまり、三相短母線のみタ
ンク径が大きいだけでガス絶縁開閉装置全体の高さが高
くなってしまうという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来技術の課題を解決するために提案されたもので
あり、その目的は、30Ｋまでの温度上昇に耐える使用可
能温度範囲をもち、タンクとして十分な機械的強度を有
し、なおかつ非磁性体で抵抗率も低いような理想的な材
料をタンク材料として用いたガス絶縁開閉装置と同等の
ものを提供することである。
うな従来技術の課題を解決するために提案されたもので
あり、その目的は、30Ｋまでの温度上昇に耐える使用可
能温度範囲をもち、タンクとして十分な機械的強度を有
し、なおかつ非磁性体で抵抗率も低いような理想的な材
料をタンク材料として用いたガス絶縁開閉装置と同等の
ものを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、接地されたタンク内に絶縁支持部
材を介して高電圧導体を固定し、この絶縁支持部材とタ
ンク内に封入されたＳＦ6 ガスで高電圧導体を絶縁する
ガス絶縁開閉装置において、前記タンクがステンレン鋼
板と銅板で構成されたクラッド板で構成されていること
を特徴とするＧＩＳを提供する。
に本発明においては、接地されたタンク内に絶縁支持部
材を介して高電圧導体を固定し、この絶縁支持部材とタ
ンク内に封入されたＳＦ6 ガスで高電圧導体を絶縁する
ガス絶縁開閉装置において、前記タンクがステンレン鋼
板と銅板で構成されたクラッド板で構成されていること
を特徴とするＧＩＳを提供する。
【０００９】
【作用】以上のような構成を有する本発明のＧＩＳにお
いては、タンクをステンレス鋼板と銅板で構成されたク
ラッド板で構成することにより、材料の使用可能温度範
囲は30Ｋ以上の温度上昇に耐えることができ、タンク材
料による温度上昇制限がなくなる（但し安全面からの温
度上昇制限30Ｋは残る）。また、ステンレス鋼を用いて
いるため、タンクとして十分な機械的強度があり、通電
容量の増加にともないタンク径を大きくしても、タンク
の板厚を従来設備での製作可能範囲に収められる。さら
に、ステンレス鋼も銅も非磁性体なので交流磁界による
鉄損による発熱もない。また、ステンレス鋼の抵抗率は
72μΩcmであるのに対し、銅の抵抗率は1.78μΩcm程度
であるため、クラッド板を交差する磁界により生じた渦
電流の大半は抵抗率の低い銅材の方を流れるので、渦電
流に起因する発熱も従来に比べて小さくなる。
いては、タンクをステンレス鋼板と銅板で構成されたク
ラッド板で構成することにより、材料の使用可能温度範
囲は30Ｋ以上の温度上昇に耐えることができ、タンク材
料による温度上昇制限がなくなる（但し安全面からの温
度上昇制限30Ｋは残る）。また、ステンレス鋼を用いて
いるため、タンクとして十分な機械的強度があり、通電
容量の増加にともないタンク径を大きくしても、タンク
の板厚を従来設備での製作可能範囲に収められる。さら
に、ステンレス鋼も銅も非磁性体なので交流磁界による
鉄損による発熱もない。また、ステンレス鋼の抵抗率は
72μΩcmであるのに対し、銅の抵抗率は1.78μΩcm程度
であるため、クラッド板を交差する磁界により生じた渦
電流の大半は抵抗率の低い銅材の方を流れるので、渦電
流に起因する発熱も従来に比べて小さくなる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明によるガス絶縁開閉装置の一
実施例について、図１乃至図４を参照して具体的に説明
する。なお、図５乃至図７に示した従来技術と同一部分
には同一符号を付している。
実施例について、図１乃至図４を参照して具体的に説明
する。なお、図５乃至図７に示した従来技術と同一部分
には同一符号を付している。
【００１１】本実施例の基本的な構成は、図５乃至図７
に示した従来技術と同様である。図１及び図２に示すよ
うに、タンク１内には高電圧導体２ａ〜２ｃが配置され
ている。
に示した従来技術と同様である。図１及び図２に示すよ
うに、タンク１内には高電圧導体２ａ〜２ｃが配置され
ている。
【００１２】そして、以上のような基本的な部品構成に
加え、本実施例では、タンク１をステンレス鋼３と銅４
のクラッド板で構成し、内側が銅４になるようにしてい
る。機械的強度を確保するためのステンレス鋼３は、30
Ｋ以上の温度上昇でも圧力容器材料としての使用が許容
されているため、Ａ5083材の様なタンク材料による温度
上昇制限はなくなる（但し製品としての保守安全面から
の温度上昇制限は残る）。また、ステンレス鋼を用いて
いるため、機械的強度が強く、高電圧導体からの発熱に
よる温度上昇を規定値以下に抑えるためにタンク径を大
きくする必要がない。さらに、ステンレス鋼も銅も非磁
性体なので交流磁界によって生じる鉄損による発熱もな
い。また、ステンレス鋼の電気抵抗率は高いが、銅の電
気抵抗率は充分に低いために、磁界による渦電流は大半
が銅の方に流れるため、これによる発熱も少なく問題に
ならない。さらに、磁気シールドを配設する必要がな
く、タンク１内には凸凹がないので電界が乱れることも
なく、しかも電界設計が容易である。
加え、本実施例では、タンク１をステンレス鋼３と銅４
のクラッド板で構成し、内側が銅４になるようにしてい
る。機械的強度を確保するためのステンレス鋼３は、30
Ｋ以上の温度上昇でも圧力容器材料としての使用が許容
されているため、Ａ5083材の様なタンク材料による温度
上昇制限はなくなる（但し製品としての保守安全面から
の温度上昇制限は残る）。また、ステンレス鋼を用いて
いるため、機械的強度が強く、高電圧導体からの発熱に
よる温度上昇を規定値以下に抑えるためにタンク径を大
きくする必要がない。さらに、ステンレス鋼も銅も非磁
性体なので交流磁界によって生じる鉄損による発熱もな
い。また、ステンレス鋼の電気抵抗率は高いが、銅の電
気抵抗率は充分に低いために、磁界による渦電流は大半
が銅の方に流れるため、これによる発熱も少なく問題に
ならない。さらに、磁気シールドを配設する必要がな
く、タンク１内には凸凹がないので電界が乱れることも
なく、しかも電界設計が容易である。
【００１３】したがって、タンクの容積が三相短母線の
ように小さい場合でも、タンクの温度上昇を規定値以下
に抑えることができ、隣接の大きなガス容積を有する機
器で、温度上昇制約を受けない機器と同等なタンク径で
ガス絶縁開閉装置を構成することが可能である。したが
って、図４に示すように、ガス絶縁開閉装置の各機器の
タンク径が同等に揃うために、脚の高さが従来例のよう
に高くならず、ガス絶縁開閉装置の高さを低く抑えられ
る。
ように小さい場合でも、タンクの温度上昇を規定値以下
に抑えることができ、隣接の大きなガス容積を有する機
器で、温度上昇制約を受けない機器と同等なタンク径で
ガス絶縁開閉装置を構成することが可能である。したが
って、図４に示すように、ガス絶縁開閉装置の各機器の
タンク径が同等に揃うために、脚の高さが従来例のよう
に高くならず、ガス絶縁開閉装置の高さを低く抑えられ
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、タンクをステンレス鋼板と銅板で構成されたクラッ
ド板で構成することにより、従来温度上昇の問題からタ
ンク径を大きくせざるを得なかった機器を、他の機器と
同等のタンク径で構成した信頼性の高いガス絶縁開閉装
置。
は、タンクをステンレス鋼板と銅板で構成されたクラッ
ド板で構成することにより、従来温度上昇の問題からタ
ンク径を大きくせざるを得なかった機器を、他の機器と
同等のタンク径で構成した信頼性の高いガス絶縁開閉装
置。
【図１】本発明によるタンクの部分断面図
【図２】本発明による代表的実施例のガス絶縁開閉装置
を示す構成図
を示す構成図
【図３】本発明による三相短母線の断面図（図１のＡ−
Ａ線断面図）
Ａ線断面図）
【図４】本発明による三相短母線の横断面図
【図５】従来の三相短母線の断面図
【図６】従来の三相短母線の横断面図
【図７】従来のガス絶縁開閉装置を示す構成図
１…タンク、２ａ，２ｂ，２ｃ…高電圧導体、３…ステ
ンレス鋼、４…銅、５…三相短母線、６…三相母線、７
…断路器、８…脚。
ンレス鋼、４…銅、５…三相短母線、６…三相母線、７
…断路器、８…脚。
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁ガスを封入した接地タンクに３相一
括して高電圧導体を収納したガス絶縁開閉装置におい
て、 前記接地タンクが、ステンレス鋼板の内側に銅板を接合
したクラッド板で構成されていることを特徴とするガス
絶縁開閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664593A JPH0715814A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ガス絶縁開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14664593A JPH0715814A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ガス絶縁開閉装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715814A true JPH0715814A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15412419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14664593A Pending JPH0715814A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | ガス絶縁開閉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6904961B2 (en) | 2003-01-07 | 2005-06-14 | Honeywell International, Inc. | Prime surface gas cooler for high temperature and method for manufacture |
| WO2010029632A1 (ja) | 2008-09-11 | 2010-03-18 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁開閉装置 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14664593A patent/JPH0715814A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6904961B2 (en) | 2003-01-07 | 2005-06-14 | Honeywell International, Inc. | Prime surface gas cooler for high temperature and method for manufacture |
| WO2010029632A1 (ja) | 2008-09-11 | 2010-03-18 | 三菱電機株式会社 | ガス絶縁開閉装置 |
| US8520368B2 (en) | 2008-09-11 | 2013-08-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas insulated switchgear |
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