JPS62142Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば変電所等の送電線側に使用する
SF₆ガスギヤツプ装置に係り、特にケースと接地
する接地側電極の接地端子部を改良したSF₆ガス
ギヤツプ装置に関する。

SF₆ガスギヤツプ装置は無保守、無点検および
絶縁特性等の点ですぐれた特長をもつている。こ
のため、近年では空気絶縁開閉所に代つてSF₆ガ
ス絶縁開閉所が多く実用化されている。

ところで、従来の気中棒一棒ジヤツプ装置は第
１図に示すｖ−ｔ特性図から明らかなように開閉
所機器を過電圧から保護できない問題がある。即
ち、第１図において１は気中棒一棒ジヤツプ装置
のｖ−ｔ特性曲線であり、２はSF₆ガスギヤツプ
装置のｖ−ｔ特性曲線である。この気中棒一棒ギ
ヤツプ装置のｖ−ｔ特性曲線１では、電圧傾斜が
激しいので時間の遅い領域で開閉所機器を保護し
ようとすれば、時間の早い領域で保護することが
できない。逆に、時間の早い領域で開閉所機器を
保護しようとすれば、時間の遅い領域で気中棒一
棒ギヤツプ装置の放電々圧が低くなりすぎて保護
ギヤツプの役目を果さなくなつてしまう。

そこで、かかる不都合を補う機器として避電器
がある。しかし、この避電器は、過電圧の保護ひ
いては要求性能を満足する点ですぐれているが、
価格的に高くなる欠点がある。従つて、以上の理
由から経済性にすぐれ、かつ平担なｖ−ｔ特性曲
線２を有するSF₆ガスギヤツプ装置の開発が行な
われ実用に供されつつある。

ところが、SF₆ガスギヤツプ装置の開発中に次
の点が明らかにされた、SF₆ガスギヤツプ装置の
放電時、そのギヤツプ装置の低圧側電極の接地端
子部が絶縁特性上問題となる点である。これにつ
いて種々研究した結果、SF₆ガスギヤツプ装置の
放電時間が極めて短かく、放電時に極めて急峻な
電流が接地端子部に流れるため、極く短い時間で
ある低圧側電極の接地端子部に過電圧の発生する
ことが判明された。

次に、以上のようなSF₆ガスギヤツプ装置を変
電所に適用した例について第２図ないし第４図を
参照して説明する。先ず、第２図において３は送
電線のサージインピーダンス、４はSF₆ガス開閉
所のサージインピーダンスを示し、これらの送電
線およびSF₆ガス開閉所間にしや断器５を介挿し
ている。６はSF₆ガスギヤツプ装置を示し、これ
は高圧側電極６ａ、低圧側電極６ｂおよび低圧側
電極６ｂの接地端子部６ｃを備えている。６ｄは
ギヤツプ装置の金属ケース、７は金属ケース６ｄ
の接地線、８は接地線７のサージインピーダンス
である。９はメツシユワイヤである。

而して、第２図のような構成を彩つた場合、送
電線側から雷サージが侵入すると、放電々圧設定
値に応じてSF₆ガスギヤツプ装置６は放電を開始
する。この放電前後を電気的に表わすと、第３図
の等価回路に置き換えることができる。今、送電
線のサージインピーダンスZ₁の送電線に落雷があ
り、Ｖ_Oなる電圧が侵入して電極６ａ，６ｂ間の
第４図ａのような放電々圧Ｖ_OGが生じたとする
と、この放電々圧Ｖ_OGは送電線のサージインピー
ダンスZ₁と接地線８のサージインピーダンスZ₂で
分圧され、低圧側電極の接地端子部６ｃにＺ_２／Ｚ_１＋
Ｚ_２ Ｖ_OGなる電圧Ｖ_OEを発生する。この電圧V_1Eは接
地点で反射を繰返して第４図ｂに示すような波形
となる。例えばＶ_OG＝2000Kv、Z₁＝350Ω、Z₂＝
20Ωとすれば、接地端子６ｃの電圧Ｖ_IEは108Kv
となる。この電圧Ｖ_IEは低圧側電極の接地端子部
６ｃの絶縁にとつて非常に高いものであつて、接
地端子６ｃの絶縁破壊或いは近接低圧制御ケーブ
ルへの誘導ノイズといつた障害を発生させる。

これを防ぐ手段として、接地端子部６ｃと金属
ケース６ｄとの間にコンデンサを挿入してサージ
電圧Ｖ_IEを抑制することが考えられるが、コンデ
ンサ容量を小さくするとサージ抑制効果がなく、
反対にコンデンサ容量を大きくすればサージを押
えることができるが、コンデンサを通して流れる
急峻な電流によつて近接低圧制御ケーブルに誘導
導を引き起す不都合がある。

本考案は上記実情にかんがみてなされたもので
あつて、低圧側電極を支持する支持棒を固定支持
する導電体部と金属ケースの蓋体との間の絶縁体
部に同軸状に複数の非直線抵抗体を配置し、放電
時の急峻な電流を前記非直線抵抗体の特性により
金属ケースに流すようにし、これにより低圧側電
極の接地端子部のサージ保護と低圧制御ケーブル
への誘導ノイズの低減化を図るようにするSF₆ガ
スギヤツプ装置を提供するものである。

以下、本考案の一実施例について図面を参照し
て説明する。第５図はSF₆ガスギヤツプ装置の低
圧側電極部分を示す縦断面図であつて、同図にお
いて１１および１２は高圧側電極および低圧側電
極を示し、これら両電極１１，１２でギヤツプ部
を形成している。この両電極１１，１２はSF₆ガ
スを充填してなる筒状の金属ケース１３に収納さ
れ、前記低圧側電極１２の支棒１４は金属ケース
１３の端部を閉塞する蓋体１５の貫通孔１５ａを
所定隙間を有して挿通される。１６は低圧側電極
１２の支持棒１４を支持固定し、かつ支持棒１４
を通す蓋体貫通孔１５ａを気密に閉塞する接地端
子部である。

次に、第６図は第５図の接地端子部１６を詳細
に示した図である。即ち、この接地端子部１６
は、支持棒１４を支持固定する導電体部１６１の
内側に、所望の肉厚を有し同軸状に複数の穴部１
６２ａ，１６２ｂ…を設けた絶縁体部１６３を配
置する。従つて、絶縁体部１６３は蓋体１５と導
電体部１６１とで挾持された状態となる。そし
て、絶縁体部１６３の穴部１６２ａ，１６２ｂ…
に金属酸化物を主体とした非直線抵抗体１６４
ａ，１６４ｂ…を収納し、これをばね１６５ａ，
１６５ｂ…および１６６ａ，１６６ｂ…により支
持するとともに蓋体１５と導電体部１６１に対し
て電気的に接続している。１６７，１６８はSF₆
ガスギを密封するためのパツキングである。

而して、上記構成のSF₆ガスギヤツプ装置は、
第７図のような電気的等価回路で表わすことがで
きる。即ち、第２図の接地線８のサージインピー
ダンスZ₂に対し非直線抵抗体１６４ａ，１６４ｂ
…が並列に接続された構成である。なお、この非
直線抵抗体１６４ａ，１６４ｂ…は同時にキヤパ
シタンスをもつている。

この結果、本考案のSF₆ガスギヤツプ装置は従
来のSF₆ガスギヤツプ装置と比較し第８図に示す
ような動作上の差異を生ずる。第８図は雷電圧
VoによるSF₆ガスギヤツプ装置の放電前後の電圧
を示しているが、従来のように非直線抵抗体１６
４ａ，１６４ｂ…のない場合、電極１１，１２間
に表われる放電々圧Ｖ_OGは同図ａの点線のように
減衰し、同様に低圧側電圧Ｖ_IEの接地端子部１６
に同図Ｂの点線のような電圧が発生する。

これに対し、非直線抵抗体１６４ａ，１６４ｂ
…を設けた場合、電圧Ｖ_OG，Ｖ_IEは第８図ａ，ｂ
の実線のような電圧波形となる。このことは、放
電開始時に放電々流の一部を非直線抵抗体１６４
ａ，１６４ｂ…を用いて流したためであつて、こ
の電流Ｉは第８図ｃの実線のような波頭しゆん度
の緩慢な波形となる。接地線８のサージインピー
ダンスZ₂にコンデンサのみ並設することが考えら
れるが、この場合は第８図ｃの点線のような電流
が流れる。

特に、第８図ｃのように電流波高値が小さくか
つ波頭しゆん度の緩慢な電流波形の得られる理由
は、非直線抵抗体１６４ａ，１６４ｂ…が第９図
のような特性を持つていることをを起因する。つ
まり、非直線抵抗体１６４ａ，１６４ｂ…は、第
９図ａのようなＶ−Ｉ曲線の履歴特性が見られ、
従つて同図ｂのような急峻な電圧の印加に際し、
最初比較的抵抗値が高いために電流が流れず、そ
の後徐々に増加していく。ステツプ電圧を印加し
た場合でもなだらかに増加する電流しか流ない。

実際に、500Kv級SF₆ガスギヤツプ装置につい
て実験を試みたところ、接地端子部１６の電圧は
従来のSF₆ガスギヤツプ装置の1/15以下であり、
さらに5000PFのココンデンサを付加した時の制
御ケーブルへの誘導電圧と非直線抵抗体１６４
ａ，１６４ｂ…を付加したときの制御ケーブルの
誘導電圧の比は1/100以下であつた。この結果、
接地端子部１６の絶縁は10号〜120号程度の構造
的要求性能を満たす絶縁で充分であり、しかも制
御ケーブルの誘導ノイズも全く問題とならなくな
る。また、実験結果から非直線抵抗体は１個では
効果が少なく、複数個の非直線抵抗体１６４ａ，
１６４ｂ…を同軸状に分散した時に格段に効果を
発揮することが判明された。

以上詳記したように本考案によれば、低圧側電
極の接地端子部を、低圧側電極の支持棒を支持す
る導電体部の内側にｖ−ｉ曲線の履歴特性を有す
る複数の非直線抵抗体を同軸状に分散配置して金
属ケースの端部を閉塞する蓋体と電気的に接続す
る構成としたので、接地線のサージインピーダン
スに非直線抵抗体が並列に入つた状態となつてギ
ヤツプ放電開始時のサージ電圧がが抑制され接地
端子部の絶縁破壊を回避できる。さらに非直線抵
抗体は放電開始時に比較的高抵抗を示して電流を
阻止し、徐々に電流増加をもたらすので急峻な電
流がケースに流れることがなく、近接する低圧制
御ケーブルへの誘導ノイズも問題にならない程小
さくなり、誘導ノイズの障害を除去できる。

さらにに、サージ電圧の抑制によつて絶縁の問
題を解決できるばかりでなく、経済的に安価であ
る特徴も維持でき、益々SF₆ガスギヤツプ装置の
実用的価値を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気中棒ギヤツプ装置およびSF₆
ガスギヤツプ装置のｖ−ｔ特性図、第２図は変電
所の送電線側に適用した従来のSF₆ガスギヤツプ
装置の構成図、第３図は従来のSF₆ガスギヤツプ
装置の等価回路図、第４図ａ，ｂは雷サージの侵
入における発生電圧の波形図、第５図ないし第９
図ａ，ｂは本考案に係るSF₆ガスギヤツプ装置の
一実施例を説明するためのものであつて、第５図
は低圧側電極部分を示す縦断面図、第６図は低圧
側電極の接地端子部を詳細に示す縦断面図、第７
図はSF₆ガスギヤツプ装置の等価回路図、第８図
ａ〜ｃは非直線抵抗体の有る場合と無い場合の電
圧、電流の比較波形図、第９図ａ，ｂは非直線抵
抗体のｉ−ｖ特性および電圧に対する電流の変化
状態を示す図である。 ３……送電線のサージインピーダンス、８……
接地線のサージインピーダンス、１１……高圧側
電極、１２……低圧側電極、１３……金属ケー
ス、１５……金属ケースを構成する蓋体、１６…
…接地端子部、１６１……導電体部、１６３……
絶縁体部、１６４ａ，１６４ｂ……非直線抵抗
体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧線路に接続される高圧側電極と、これと所
   定間隙を存して対向配置される低圧側電極とを
   SF₆、ガスが封入されかつ接地された金属ケース
   内に収納してなる過電圧保護用SF₆ガスギヤツプ
   装置において、前記金属ケースの端部を閉塞する
   蓋体の貫通孔に前記低圧側電極を支持する支持棒
   が挿通され、この支持棒を支持固定する導電体部
   を前記蓋体の貫通孔近くに配置し、前記導電体部
   と前記蓋体との間に、前記支持棒に対して複数の
   非直線抵抗体を同軸状に収納配置可能な収納部を
   有する絶縁体部を気密に設けるとともに、この絶
   縁体部の収納部に複数の非直線抵抗体を前記支持
   棒に対してそれぞれ同軸状に収納し、かつ前記導
   電体部および金属ケースの蓋体との間を電気的に
   接続したことを特徴とするSF₆ガスギヤツプ装
   置。