JPH0583832A - ガス絶縁電気装置 - Google Patents
ガス絶縁電気装置Info
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- JPH0583832A JPH0583832A JP3240835A JP24083591A JPH0583832A JP H0583832 A JPH0583832 A JP H0583832A JP 3240835 A JP3240835 A JP 3240835A JP 24083591 A JP24083591 A JP 24083591A JP H0583832 A JPH0583832 A JP H0583832A
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- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
- H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
- H02B13/035—Gas-insulated switchgear
- H02B13/055—Features relating to the gas
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
- H01H33/56—Gas reservoirs
- H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G5/00—Installations of bus-bars
- H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
- H02G5/063—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings filled with oil or gas
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガス絶縁電気装置における局所的電界集中部
からの電子放出を低減することによって、コロナ放電開
始電圧そのものを上昇させることを目的とする。 【構成】 高電圧が印加される導体３，４と、この導体
を支える絶縁スペーサ４を収納する接地された金属容器
１の内部に存在し、局所的に電界が集中する金属異物７
やトリプルジャンクション８を有するガス絶縁電気装置
に全圧力1.4気圧以上の絶縁性混合ガス20を封入し、こ
のうちＳＦ6 ガスの分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％
以下にするとともに、絶縁性混合ガス20に含まれる第２
ガスを窒素ガスＮ2 または乾燥空気または炭酸ガスＣＯ
2 で構成したものである。 【効果】 封入される混合ガスの全圧力とＳＦ6 ガスの
分圧比とを調整することによって電子なだれ先端の電子
総数を桁違いに低減でき、たとえ電界集中部が存在して
いてもコロナ放電開始電圧を上昇させ得て、耐電圧性能
が高く寒冷地用に適したガス絶縁電気装置を得ることが
できる。
からの電子放出を低減することによって、コロナ放電開
始電圧そのものを上昇させることを目的とする。 【構成】 高電圧が印加される導体３，４と、この導体
を支える絶縁スペーサ４を収納する接地された金属容器
１の内部に存在し、局所的に電界が集中する金属異物７
やトリプルジャンクション８を有するガス絶縁電気装置
に全圧力1.4気圧以上の絶縁性混合ガス20を封入し、こ
のうちＳＦ6 ガスの分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％
以下にするとともに、絶縁性混合ガス20に含まれる第２
ガスを窒素ガスＮ2 または乾燥空気または炭酸ガスＣＯ
2 で構成したものである。 【効果】 封入される混合ガスの全圧力とＳＦ6 ガスの
分圧比とを調整することによって電子なだれ先端の電子
総数を桁違いに低減でき、たとえ電界集中部が存在して
いてもコロナ放電開始電圧を上昇させ得て、耐電圧性能
が高く寒冷地用に適したガス絶縁電気装置を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガス絶縁電気装置の
耐電圧向上に関するものである。
耐電圧向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えば特公昭60-28216号公報に、
図７は特開平2-79711 号公報に示されたガス絶縁開閉装
置のガス絶縁容器を示す断面図である。図６において１
は接地された金属容器であって、その内部に圧力１気圧
以上のＰ1 気圧でＳＦ6 ガス２が封入されている。３は
高電圧が印加される導体、４は導体３を絶縁支持する絶
縁物としての絶縁スペーサ、５は絶縁スペーサ４の内部
に埋込まれている高電圧の埋込導体、６は導体３と埋込
導体５との電気的接続部の電界を緩和するための電界緩
和シールド、７はガス絶縁電気装置の製造段階で金属容
器１の外部から混入した線状の金属異物、あるいは試験
や使用段階で金属容器１の内部で発生したアークに伴っ
て生成される微小な金属異物、８はＳＦ6 ガス２と接地
された金属容器１または高電圧の埋込導体５と絶縁スペ
ーサ４とで形成される３重接触点（トリプルジャンクシ
ョン）である。図７において、符号１〜８を付した部材
は図６と同様で９は接地された金属容器の内面に誘電体
材料からなる誘電体コーティング層である。
図７は特開平2-79711 号公報に示されたガス絶縁開閉装
置のガス絶縁容器を示す断面図である。図６において１
は接地された金属容器であって、その内部に圧力１気圧
以上のＰ1 気圧でＳＦ6 ガス２が封入されている。３は
高電圧が印加される導体、４は導体３を絶縁支持する絶
縁物としての絶縁スペーサ、５は絶縁スペーサ４の内部
に埋込まれている高電圧の埋込導体、６は導体３と埋込
導体５との電気的接続部の電界を緩和するための電界緩
和シールド、７はガス絶縁電気装置の製造段階で金属容
器１の外部から混入した線状の金属異物、あるいは試験
や使用段階で金属容器１の内部で発生したアークに伴っ
て生成される微小な金属異物、８はＳＦ6 ガス２と接地
された金属容器１または高電圧の埋込導体５と絶縁スペ
ーサ４とで形成される３重接触点（トリプルジャンクシ
ョン）である。図７において、符号１〜８を付した部材
は図６と同様で９は接地された金属容器の内面に誘電体
材料からなる誘電体コーティング層である。
【０００３】次に、ガス絶縁電気装置の耐電圧に関する
動作について説明する。図６において、高電圧の印加さ
れた導体３、埋込導体５および電界緩和シールド６など
がＳＦ6 ガス２および絶縁スペーサ４によって接地され
た金属容器１から絶縁されている。ＳＦ6 ガス中におけ
る絶縁破壊は局所的電界集中の影響を受け易く、例え
ば、接地金属容器１の内部に金属異物７が存在するとそ
こに電界が集中し、商用周波電圧の印加時にランダム運
動を生じて、高電圧の導体３などに接触したり、絶縁ス
ペーサ４の沿面に付着したりして絶縁破壊に進展する場
合がある。ＳＦ6 ガス中で絶縁スペーサ４が接地の金属
容器１や高電圧の埋込導体５と接触する部分、いわゆる
トリプルジャンクション８も局所的電界集中が生じて絶
縁破壊を起し易い部分である。図７における誘電体コー
ティング層９は上述の金属異物７のランダム運動を抑制
する効果を有している。
動作について説明する。図６において、高電圧の印加さ
れた導体３、埋込導体５および電界緩和シールド６など
がＳＦ6 ガス２および絶縁スペーサ４によって接地され
た金属容器１から絶縁されている。ＳＦ6 ガス中におけ
る絶縁破壊は局所的電界集中の影響を受け易く、例え
ば、接地金属容器１の内部に金属異物７が存在するとそ
こに電界が集中し、商用周波電圧の印加時にランダム運
動を生じて、高電圧の導体３などに接触したり、絶縁ス
ペーサ４の沿面に付着したりして絶縁破壊に進展する場
合がある。ＳＦ6 ガス中で絶縁スペーサ４が接地の金属
容器１や高電圧の埋込導体５と接触する部分、いわゆる
トリプルジャンクション８も局所的電界集中が生じて絶
縁破壊を起し易い部分である。図７における誘電体コー
ティング層９は上述の金属異物７のランダム運動を抑制
する効果を有している。
【０００４】一般にガス中の電極間の絶縁破壊は、１個
の電子なだれがストリーマに成長するときに開始し、こ
の電子なだれからストリーマへの転移の条件は、次の
（１）式において電子なだれの先端部の電子総数Ｎが臨
界値ＮC ＝108 個に達したときに満足される。すなわ
ち、
の電子なだれがストリーマに成長するときに開始し、こ
の電子なだれからストリーマへの転移の条件は、次の
（１）式において電子なだれの先端部の電子総数Ｎが臨
界値ＮC ＝108 個に達したときに満足される。すなわ
ち、
【０００５】
【数１】
【０００６】において、 ｌｎＮC ＝2.3 ×log108＝2.3 ×８＝18.4 … （２） ここで、Ｘは最大電界を与える電極表面からの距離で、
ＸC は電離係数αが電子付着係数ηと等しくなる点の距
離である。いま、電極間隙のいたる所でα＞ηである場
合には、ＸC として電極間隙長ｌをとる。そして、α−
ηは実効電離係数αe と呼ばれ、次式で与えられる。 α−η＝αe ＝Ｋ｛Ｅ−（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ｝ （mm）-1 … （３） ただし、Ｋはガスの種類により定まる定数（kV）-1，Ｅ
は電界強度（kV／mm），Ｐは封入ガス圧（ＭＰa ），
（Ｅ／Ｐ）C は臨界電界強度（kV／mm・ＭＰａ）を示
す。また理論的な絶縁破壊電界強度ＥC は、平等電界な
いしは準平等電界のもとで、 ＥC ＝（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ （kV／mm） … （４） となる。上記（１）〜（４）式における絶縁媒体として
のＳＦ6 ガスの特徴は、第１に、臨界電界強度（Ｅ／
Ｐ）C の値が圧力0.1 ＭＰａ（約0.99気圧）において8
7.8kV／mmと空気の３倍以上も高いことである。しかし
第２に、定数Ｋの値が27（kV）-1であり、空気と比べて
１桁以上大きいので、ギャップ中の最大電界Ｅmax が
（４）式のＥC を僅かでも超えると実効電離係数αe 、
つまり１個の初期電子が単位長移動するときの増殖電子
数が急激に増大して、（１）式の電子総数Ｎが臨界値Ｎ
c ＝108 個を超えてストリーマに移転してしまうという
欠点がある。電子なだれからストリーマへの移転条件を
示す（１）〜（４）式は、不平等電界、低気圧のもとで
特徴的なコロナを発生する条件下ではコロナ放電開始電
圧を与え、不平等電界でも高気圧のもとでコロナが生じ
にくいかまたは平等電界のもとでコロナを生じない条件
下では火花放電開始電圧そのものを与える。
ＸC は電離係数αが電子付着係数ηと等しくなる点の距
離である。いま、電極間隙のいたる所でα＞ηである場
合には、ＸC として電極間隙長ｌをとる。そして、α−
ηは実効電離係数αe と呼ばれ、次式で与えられる。 α−η＝αe ＝Ｋ｛Ｅ−（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ｝ （mm）-1 … （３） ただし、Ｋはガスの種類により定まる定数（kV）-1，Ｅ
は電界強度（kV／mm），Ｐは封入ガス圧（ＭＰa ），
（Ｅ／Ｐ）C は臨界電界強度（kV／mm・ＭＰａ）を示
す。また理論的な絶縁破壊電界強度ＥC は、平等電界な
いしは準平等電界のもとで、 ＥC ＝（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ （kV／mm） … （４） となる。上記（１）〜（４）式における絶縁媒体として
のＳＦ6 ガスの特徴は、第１に、臨界電界強度（Ｅ／
Ｐ）C の値が圧力0.1 ＭＰａ（約0.99気圧）において8
7.8kV／mmと空気の３倍以上も高いことである。しかし
第２に、定数Ｋの値が27（kV）-1であり、空気と比べて
１桁以上大きいので、ギャップ中の最大電界Ｅmax が
（４）式のＥC を僅かでも超えると実効電離係数αe 、
つまり１個の初期電子が単位長移動するときの増殖電子
数が急激に増大して、（１）式の電子総数Ｎが臨界値Ｎ
c ＝108 個を超えてストリーマに移転してしまうという
欠点がある。電子なだれからストリーマへの移転条件を
示す（１）〜（４）式は、不平等電界、低気圧のもとで
特徴的なコロナを発生する条件下ではコロナ放電開始電
圧を与え、不平等電界でも高気圧のもとでコロナが生じ
にくいかまたは平等電界のもとでコロナを生じない条件
下では火花放電開始電圧そのものを与える。
【０００７】以上ＳＦ6 ガス中で電界が集中する局部か
らの絶縁破壊電圧を向上する目的で、従来は、（１）Ｓ
Ｆ6 ガスを高気圧化する方法。（２）ＳＦ6 ガスに空気
又は窒素ガスなどを混合する方法が提案されている。し
かし、ＳＦ6 ガスは高気圧化する程、液化開始温度が上
昇するので、別途液化防止対策を要するなどの欠点があ
る。また上記（２）項の混合ガスを用いる場合、例えば
特開昭58-155602 号公報に示されるように、封入全圧力
が１気圧（0.101325ＭＰａ）附近に限定される欠点があ
る。このような全圧力が１気圧附近では、低気圧中の不
平等電界において特有のコロナ放電を許しながらコロナ
によって発生した空間電荷が電界を緩和する、いわゆる
コロナ緩和効果を期待できる。しかし全圧力を高くする
に従ってその効果が小さくなるので、より高気圧の従っ
てより高電圧用のガス絶縁電気装置には適用が難しいと
されてきた。
らの絶縁破壊電圧を向上する目的で、従来は、（１）Ｓ
Ｆ6 ガスを高気圧化する方法。（２）ＳＦ6 ガスに空気
又は窒素ガスなどを混合する方法が提案されている。し
かし、ＳＦ6 ガスは高気圧化する程、液化開始温度が上
昇するので、別途液化防止対策を要するなどの欠点があ
る。また上記（２）項の混合ガスを用いる場合、例えば
特開昭58-155602 号公報に示されるように、封入全圧力
が１気圧（0.101325ＭＰａ）附近に限定される欠点があ
る。このような全圧力が１気圧附近では、低気圧中の不
平等電界において特有のコロナ放電を許しながらコロナ
によって発生した空間電荷が電界を緩和する、いわゆる
コロナ緩和効果を期待できる。しかし全圧力を高くする
に従ってその効果が小さくなるので、より高気圧の従っ
てより高電圧用のガス絶縁電気装置には適用が難しいと
されてきた。
【０００８】更に、図８，図９において、トリプルジャ
ンクション８や絶縁スペーサ４の沿面や誘電体コーティ
ング層９など絶縁物表面上に存在する金属異物７は、前
述の電子なだれによって帯電し、クーロン力Ｆを受けて
浮上する。金属異物７近傍の電界をＥとすれば、Ｆは Ｆ＝Ｑ・Ｅ＝ｅ・Ｎ・Ｅ … （５） となる。ただし、ｅは電子電荷（1.6 ×10-19 クーロ
ン）で、Ｎは（１）式における電子総数である。このよ
うな、金属容器１の内面の誘電体コーティング層９の上
に存在する金属異物７のクーロン力による飛翔を防止す
るため、従来は例えば特開平2-79711 号公報に示される
ように、金属容器１の内部に誘電体コーティング層９を
２重に施工する手段が提案されているが、施工費が高価
であり、また２重コーティング層以外の例えば絶縁スペ
ーサ４の沿面などの絶縁物表面に付着した金属異物７に
対しては効を奏さない欠点がある。
ンクション８や絶縁スペーサ４の沿面や誘電体コーティ
ング層９など絶縁物表面上に存在する金属異物７は、前
述の電子なだれによって帯電し、クーロン力Ｆを受けて
浮上する。金属異物７近傍の電界をＥとすれば、Ｆは Ｆ＝Ｑ・Ｅ＝ｅ・Ｎ・Ｅ … （５） となる。ただし、ｅは電子電荷（1.6 ×10-19 クーロ
ン）で、Ｎは（１）式における電子総数である。このよ
うな、金属容器１の内面の誘電体コーティング層９の上
に存在する金属異物７のクーロン力による飛翔を防止す
るため、従来は例えば特開平2-79711 号公報に示される
ように、金属容器１の内部に誘電体コーティング層９を
２重に施工する手段が提案されているが、施工費が高価
であり、また２重コーティング層以外の例えば絶縁スペ
ーサ４の沿面などの絶縁物表面に付着した金属異物７に
対しては効を奏さない欠点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のガス絶縁電気装
置は以上のように、その内部に金属異物やトリプルジャ
ンクションが存在するので、それらの局部に電界が集中
して不平等電界を生じるのは避けられない。該局部から
の絶縁破壊を抑制または絶縁破壊電圧を向上するため
に、ＳＦ6 単独ガスを高気圧化したり、ＳＦ6 ガスと空
気との混合ガスを低気圧化したり、あるいは接地された
金属容器の内面に誘電体コーティング層を２重に施すな
どの対策がとられていたが、これらは液化防止対策を必
要としたり、コロナ放電を許容しながらコロナによる電
界緩和効果に期待するため適用が低気圧で比較的低電圧
用のガス絶縁電気装置に限定されたり、あるいは２重コ
ーティング層以外の他の絶縁物表面に付着した金属異物
には効を奏さないなどの問題点があった。
置は以上のように、その内部に金属異物やトリプルジャ
ンクションが存在するので、それらの局部に電界が集中
して不平等電界を生じるのは避けられない。該局部から
の絶縁破壊を抑制または絶縁破壊電圧を向上するため
に、ＳＦ6 単独ガスを高気圧化したり、ＳＦ6 ガスと空
気との混合ガスを低気圧化したり、あるいは接地された
金属容器の内面に誘電体コーティング層を２重に施すな
どの対策がとられていたが、これらは液化防止対策を必
要としたり、コロナ放電を許容しながらコロナによる電
界緩和効果に期待するため適用が低気圧で比較的低電圧
用のガス絶縁電気装置に限定されたり、あるいは２重コ
ーティング層以外の他の絶縁物表面に付着した金属異物
には効を奏さないなどの問題点があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、局所的電界集中部が存在し、そ
こから電子放出が生じたとしても電子なだれ先端の電子
総数Ｎを低減することによって、コロナ放電開始電圧そ
のものを上昇させることを目的とする。
ためになされたもので、局所的電界集中部が存在し、そ
こから電子放出が生じたとしても電子なだれ先端の電子
総数Ｎを低減することによって、コロナ放電開始電圧そ
のものを上昇させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るガス絶縁
電気装置は、高電圧が印加される導体とこの導体を絶縁
支持する絶縁物を収納し接地された金属容器内に、全圧
力1.4 気圧以上の絶縁性混合ガスを封入し、ＳＦ6 ガの
分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％以下にするととも
に、第２ガスを窒素Ｎ2 ，乾燥空気または炭酸ガスＣＯ
2 で構成したものである。
電気装置は、高電圧が印加される導体とこの導体を絶縁
支持する絶縁物を収納し接地された金属容器内に、全圧
力1.4 気圧以上の絶縁性混合ガスを封入し、ＳＦ6 ガの
分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％以下にするととも
に、第２ガスを窒素Ｎ2 ，乾燥空気または炭酸ガスＣＯ
2 で構成したものである。
【００１２】
【作用】この発明における混合ガス絶縁装置は、（３）
式中のガスによって定まる定数Ｋ値を所要の値まで低下
させるように混合ガスの種類と混合比を構成するととも
に、（３）式中の臨界電界強度（Ｅ／Ｐ）C 値をＳＦ6
ガス単独装置の値と同等以上に維持するように混合ガス
の全圧力を高めることによって、（１）式中の電子なだ
れ先端部の電子総数Ｎを低減させて、コロナ放電開始電
圧を上昇させるものである。
式中のガスによって定まる定数Ｋ値を所要の値まで低下
させるように混合ガスの種類と混合比を構成するととも
に、（３）式中の臨界電界強度（Ｅ／Ｐ）C 値をＳＦ6
ガス単独装置の値と同等以上に維持するように混合ガス
の全圧力を高めることによって、（１）式中の電子なだ
れ先端部の電子総数Ｎを低減させて、コロナ放電開始電
圧を上昇させるものである。
【００１３】
【実施例】実施例１．以下この発明の実施例１を図につ
いて説明する。図１（ａ）は従来例の図６に対応する断
面図で、同一符号は図６と同等であり、図１（ｂ）は図
１（ａ）の断面１Ｂ−１Ｂを示す。図１において、20は
接地された金属容器１内に封入された絶縁性混合ガス
で、ＳＦ6 ガスと第２ガスとが混合されている。絶縁性
混合ガスの全圧力は1.4 気圧以上で、うちＳＦ6 ガスの
分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％以下、第２ガスとし
ては窒素ガスＮ2 ，乾燥空気DryAir，または炭酸ガスＣ
Ｏ2 が用いられている。例えばＳＦ6 ガス単独で定格ガ
ス圧0.5 ＭＰａ（約4.93気圧）のガス絶縁開閉装置と比
べて平等ないしは準平等電界部分の耐電圧性能が同等の
混合ガス封入の装置は、分圧比20％ＳＦ6 ガスと80％乾
燥空気の混合ガスを全圧力0.775 ＭＰａ（約7.65気圧）
で封入する。同様に分圧比11.5％ＳＦ6 ガスと88.5％Ｃ
Ｏ2 ガスの混合ガスを全圧力1.0 ＭＰａ（約9.87気圧）
としても、また分圧比23％ＳＦ6 ガスと77％Ｎ2 ガスの
混合ガスを全圧力0.705 ＭＰａ（約6.96気圧）で封入し
てもよく、何れの場合も、ＳＦ6 ガス単独で定格ガス圧
0.5 ＭＰａの装置よりも不平等電界部分におけるコロナ
放電開始電圧が高く、従って耐電圧性能の優れた混合ガ
ス絶縁開閉装置が得られた。
いて説明する。図１（ａ）は従来例の図６に対応する断
面図で、同一符号は図６と同等であり、図１（ｂ）は図
１（ａ）の断面１Ｂ−１Ｂを示す。図１において、20は
接地された金属容器１内に封入された絶縁性混合ガス
で、ＳＦ6 ガスと第２ガスとが混合されている。絶縁性
混合ガスの全圧力は1.4 気圧以上で、うちＳＦ6 ガスの
分圧は１気圧以上で且つ分圧比70％以下、第２ガスとし
ては窒素ガスＮ2 ，乾燥空気DryAir，または炭酸ガスＣ
Ｏ2 が用いられている。例えばＳＦ6 ガス単独で定格ガ
ス圧0.5 ＭＰａ（約4.93気圧）のガス絶縁開閉装置と比
べて平等ないしは準平等電界部分の耐電圧性能が同等の
混合ガス封入の装置は、分圧比20％ＳＦ6 ガスと80％乾
燥空気の混合ガスを全圧力0.775 ＭＰａ（約7.65気圧）
で封入する。同様に分圧比11.5％ＳＦ6 ガスと88.5％Ｃ
Ｏ2 ガスの混合ガスを全圧力1.0 ＭＰａ（約9.87気圧）
としても、また分圧比23％ＳＦ6 ガスと77％Ｎ2 ガスの
混合ガスを全圧力0.705 ＭＰａ（約6.96気圧）で封入し
てもよく、何れの場合も、ＳＦ6 ガス単独で定格ガス圧
0.5 ＭＰａの装置よりも不平等電界部分におけるコロナ
放電開始電圧が高く、従って耐電圧性能の優れた混合ガ
ス絶縁開閉装置が得られた。
【００１４】次に実施例１の耐電圧動作を図２，図３及
び図４について説明する。図２は（３）式におけるガス
によって定まる定数Ｋと混合ガス中のＳＦ6ガスの分圧
比率との関係を示し、第２ガスであるＮ2 ガス，乾燥空
気，ＣＯ2 ガスの分圧を増すとともに定数Ｋの値を下げ
ることができる。図３は、（３）式の臨界電界強度（Ｅ
／Ｐ）C と混合ガス中のＳＦ6 ガスの分圧比率との関係
を示し、第２ガスの分圧を増すと（Ｅ／Ｐ）C の値も低
下してしまうことを示す。そこで、（Ｅ／Ｐ）C の値が
低下しても、（５）式から、封入圧力Ｐを増せば混合ガ
スの平等電界ないしは準平等電界における絶縁破壊電界
強度ＥC をＳＦ6ガス単独（100 ％ＳＦ6 ガス）の場合
の理論的な絶縁破壊電界強度ＥC と同一値に維持するこ
とができる。図４は、混合ガスの（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ＝Ｅ
C をＳＦ6 ガス単独のＥC 値と同一値に保つために、混
合ガスの封入圧力をＳＦ6 ガス単独の場合の何倍に高め
る必要があるかを示す目安として縦軸に封入ガス圧力比
をとったものである。また図４にはＳＦ6 ガス単独のＫ
値を基準とする混合ガスＫ値の低下率も併せて示してあ
る。
び図４について説明する。図２は（３）式におけるガス
によって定まる定数Ｋと混合ガス中のＳＦ6ガスの分圧
比率との関係を示し、第２ガスであるＮ2 ガス，乾燥空
気，ＣＯ2 ガスの分圧を増すとともに定数Ｋの値を下げ
ることができる。図３は、（３）式の臨界電界強度（Ｅ
／Ｐ）C と混合ガス中のＳＦ6 ガスの分圧比率との関係
を示し、第２ガスの分圧を増すと（Ｅ／Ｐ）C の値も低
下してしまうことを示す。そこで、（Ｅ／Ｐ）C の値が
低下しても、（５）式から、封入圧力Ｐを増せば混合ガ
スの平等電界ないしは準平等電界における絶縁破壊電界
強度ＥC をＳＦ6ガス単独（100 ％ＳＦ6 ガス）の場合
の理論的な絶縁破壊電界強度ＥC と同一値に維持するこ
とができる。図４は、混合ガスの（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ＝Ｅ
C をＳＦ6 ガス単独のＥC 値と同一値に保つために、混
合ガスの封入圧力をＳＦ6 ガス単独の場合の何倍に高め
る必要があるかを示す目安として縦軸に封入ガス圧力比
をとったものである。また図４にはＳＦ6 ガス単独のＫ
値を基準とする混合ガスＫ値の低下率も併せて示してあ
る。
【００１５】図４に示された封入ガス圧力の通り混合ガ
スの全圧力をＳＦ6ガス単独時のガス圧よりも高めて、
（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ＝ＥCの値をＳＦ6 ガスのＥC 値と同
一に保つ限りにおいて、混合ガスＫの低下率が87.5，75
および62.5％に低下するということは、（２）式におけ
る電子なだれ先端の電子総数ＮがＳＦ6 ガス単独時の10
8 個に比べて、それぞれ10，１および0.1 ％に減少、す
なわち107 ，106 および105 個に減少することを意味し
ている。先に述べた実施例は何れもＫの低下率62.5％、
つまり電子なだれ先端の電子総数105に相当する混合ガ
ス装置としたものである。従ってＳＦ6 ガス単独装置と
同じ最大電界が混合ガス装置に与えられた場合、混合ガ
スの全圧力が高いので金属異物７のランダム運動や浮上
力は抑制され、また絶縁スペーサ４沿面などの絶縁物表
面に付着した微小金属異物７やトリプルジャンクション
８の局所における電子なだれ先端の電子総数Ｎが桁違い
に減少するので、本実施例の混合ガス装置によれば従来
のＳＦ6 ガス単独装置よりも格段にコロナ開始電圧を高
めることができる。
スの全圧力をＳＦ6ガス単独時のガス圧よりも高めて、
（Ｅ／Ｐ）C ・Ｐ＝ＥCの値をＳＦ6 ガスのＥC 値と同
一に保つ限りにおいて、混合ガスＫの低下率が87.5，75
および62.5％に低下するということは、（２）式におけ
る電子なだれ先端の電子総数ＮがＳＦ6 ガス単独時の10
8 個に比べて、それぞれ10，１および0.1 ％に減少、す
なわち107 ，106 および105 個に減少することを意味し
ている。先に述べた実施例は何れもＫの低下率62.5％、
つまり電子なだれ先端の電子総数105に相当する混合ガ
ス装置としたものである。従ってＳＦ6 ガス単独装置と
同じ最大電界が混合ガス装置に与えられた場合、混合ガ
スの全圧力が高いので金属異物７のランダム運動や浮上
力は抑制され、また絶縁スペーサ４沿面などの絶縁物表
面に付着した微小金属異物７やトリプルジャンクション
８の局所における電子なだれ先端の電子総数Ｎが桁違い
に減少するので、本実施例の混合ガス装置によれば従来
のＳＦ6 ガス単独装置よりも格段にコロナ開始電圧を高
めることができる。
【００１６】上記のようにコロナ放電開始電圧の上昇
は、封入される混合ガス中のＳＦ6 ガス分圧、ＳＦ6 ガ
スの分圧比率、および混合ガスの全圧力の三者の相乗的
効果により達成される。まず、ＳＦ6 ガス分圧が１気圧
以下では、ガス絶縁開閉装置における所要の耐電圧性能
や消弧性能を満足しない場合が多く、本実施例において
ＳＦ6 ガス分圧は少なくとも１気圧以上とするのが有効
である。第２に、ＳＦ6 ガスの分圧比率については、電
子なだれ先端の電子総数Ｎが減少してコロナ放電開始電
圧を高める作用はＳＦ6 ガス単独装置に対する電子総数
の比率が10％以下になると明らかに認められ、この電子
総数の比率10％に対応する混合ガスの定数Ｋの低下率は
図４から87.5％であり、従って窒素ガスＮ2 との混合ガ
ス中におけるＳＦ6 ガス分圧比率70％以下に抑えるのが
有効である。第３に、混合ガスの全圧力については、上
記ＳＦ6 ガス分圧の下限値１気圧と上記ＳＦ6 ガスの分
圧比率70％とから、1.43気圧以上とするのが有効であ
る。更に、混合ガス装置に用いる第２ガスとしての窒素
ガスＮ2 ，乾燥空気DryAir，または炭酸ガスＣＯ2 の分
圧比は、図４からそれぞれ30，41，または37％以上が有
効である。これら第２ガスの沸点は何れもＳＦ6 ガスよ
りも低いので、この実施例を適用すれば、寒冷地の厳寒
期においてＳＦ6 ガスの液化が生じても所要の耐電圧性
能を維持できる効果がある。また、第２ガスは安価なの
でガス費用が節減できる。
は、封入される混合ガス中のＳＦ6 ガス分圧、ＳＦ6 ガ
スの分圧比率、および混合ガスの全圧力の三者の相乗的
効果により達成される。まず、ＳＦ6 ガス分圧が１気圧
以下では、ガス絶縁開閉装置における所要の耐電圧性能
や消弧性能を満足しない場合が多く、本実施例において
ＳＦ6 ガス分圧は少なくとも１気圧以上とするのが有効
である。第２に、ＳＦ6 ガスの分圧比率については、電
子なだれ先端の電子総数Ｎが減少してコロナ放電開始電
圧を高める作用はＳＦ6 ガス単独装置に対する電子総数
の比率が10％以下になると明らかに認められ、この電子
総数の比率10％に対応する混合ガスの定数Ｋの低下率は
図４から87.5％であり、従って窒素ガスＮ2 との混合ガ
ス中におけるＳＦ6 ガス分圧比率70％以下に抑えるのが
有効である。第３に、混合ガスの全圧力については、上
記ＳＦ6 ガス分圧の下限値１気圧と上記ＳＦ6 ガスの分
圧比率70％とから、1.43気圧以上とするのが有効であ
る。更に、混合ガス装置に用いる第２ガスとしての窒素
ガスＮ2 ，乾燥空気DryAir，または炭酸ガスＣＯ2 の分
圧比は、図４からそれぞれ30，41，または37％以上が有
効である。これら第２ガスの沸点は何れもＳＦ6 ガスよ
りも低いので、この実施例を適用すれば、寒冷地の厳寒
期においてＳＦ6 ガスの液化が生じても所要の耐電圧性
能を維持できる効果がある。また、第２ガスは安価なの
でガス費用が節減できる。
【００１７】実施例２．図５はこの発明の実施例２を示
す。図５（ａ）は従来例の図７に対応する縦断面図で、
同一符号は同等であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の横断
面５Ｂ−５Ｂを示す。図５において、20は図２〜図４で
述べた絶縁性混合ガスである。この実施例２は、接地さ
れた金属容器１の内面に誘電体コーティング層９が設け
てあるから、金属異物７のランダム運動が抑制され、従
って、混合ガスにおけるＫ値の低減率を大きく下げなく
ともコロナ開始電圧の上昇効果が得られる。例えば、Ｓ
Ｆ6 ガス単独の定格ガス圧0.13ＭＰａ（約1.28気圧）の
装置では、分圧比69％ＳＦ6 ガスと31％Ｎ2 ガスの混合
ガスを全圧力0.142 ＭＰａ（約1.4 気圧）用いることに
より、Ｋ値の低下率87.5％、従って、電子なだれ先端の
電子総数Ｎの比率は純ＳＦ6 ガスの装置に比べて10％に
低減され、コロナ放電開始電圧を大幅に向上できること
を確認した。また、分圧比59％ＳＦ6 ガスと49％乾燥空
気の混合ガスを全圧力0.151 ＭＰａ（約1.49気圧）で用
いても、同様の効果が得られた。もちろん、Ｋ値の低減
率を62.5％すなわち電子総数Ｎの比率を0.1 ％まで低減
するように、ＳＦ6 ガスの分圧を上記よりも下げて混合
ガスの全圧力を上記よりも高めることによって一層の耐
電圧向上を図ることも可能である。
す。図５（ａ）は従来例の図７に対応する縦断面図で、
同一符号は同等であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の横断
面５Ｂ−５Ｂを示す。図５において、20は図２〜図４で
述べた絶縁性混合ガスである。この実施例２は、接地さ
れた金属容器１の内面に誘電体コーティング層９が設け
てあるから、金属異物７のランダム運動が抑制され、従
って、混合ガスにおけるＫ値の低減率を大きく下げなく
ともコロナ開始電圧の上昇効果が得られる。例えば、Ｓ
Ｆ6 ガス単独の定格ガス圧0.13ＭＰａ（約1.28気圧）の
装置では、分圧比69％ＳＦ6 ガスと31％Ｎ2 ガスの混合
ガスを全圧力0.142 ＭＰａ（約1.4 気圧）用いることに
より、Ｋ値の低下率87.5％、従って、電子なだれ先端の
電子総数Ｎの比率は純ＳＦ6 ガスの装置に比べて10％に
低減され、コロナ放電開始電圧を大幅に向上できること
を確認した。また、分圧比59％ＳＦ6 ガスと49％乾燥空
気の混合ガスを全圧力0.151 ＭＰａ（約1.49気圧）で用
いても、同様の効果が得られた。もちろん、Ｋ値の低減
率を62.5％すなわち電子総数Ｎの比率を0.1 ％まで低減
するように、ＳＦ6 ガスの分圧を上記よりも下げて混合
ガスの全圧力を上記よりも高めることによって一層の耐
電圧向上を図ることも可能である。
【００１８】実施例３．上記の実施例１、２では、ＳＦ
6 ガス単独入りのガス絶縁開閉装置の平等ないしは準平
等電界部分の理論的な絶縁破壊電界強度ＥC ＝（Ｅ／
Ｐ）C ・Ｐの値と同一に保つ様に混合ガスの全圧力を設
定した例を説明したが、上記の分圧比の混合ガスを用い
て全圧力を上記よりも更に高めれば平等ないし準平等電
界部分の耐電圧もＳＦ6 ガス単独入りの装置より向上す
るとともに、不平等電界部分からのコロナ放電開始電圧
は上記実施例よりも更に向上できる。
6 ガス単独入りのガス絶縁開閉装置の平等ないしは準平
等電界部分の理論的な絶縁破壊電界強度ＥC ＝（Ｅ／
Ｐ）C ・Ｐの値と同一に保つ様に混合ガスの全圧力を設
定した例を説明したが、上記の分圧比の混合ガスを用い
て全圧力を上記よりも更に高めれば平等ないし準平等電
界部分の耐電圧もＳＦ6 ガス単独入りの装置より向上す
るとともに、不平等電界部分からのコロナ放電開始電圧
は上記実施例よりも更に向上できる。
【００１９】実施例４．上記の実施例では、相分離形の
ガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器を例として説明した
が、三相一括形ガス絶縁開閉装置に適用しても同様の効
果がある。
ガス絶縁開閉装置のガス絶縁容器を例として説明した
が、三相一括形ガス絶縁開閉装置に適用しても同様の効
果がある。
【００２０】実施例５．また、ＳＦ6 ガスを含むガス遮
断器、避雷器、変圧器などの高電圧のガス絶縁電気装置
に適用しても、上記実施例と同様の効果が得られること
は言うまでもない。
断器、避雷器、変圧器などの高電圧のガス絶縁電気装置
に適用しても、上記実施例と同様の効果が得られること
は言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明によればＳＦ6
ガスを含む全圧力1.4 気圧以上の絶縁性混合ガスを封入
し、ＳＦ6 ガス分圧を１気圧以上で且つ分圧比70％以下
にするとともに混合ガス中に含まれる第２ガスを窒素ガ
スＮ2 ，乾燥空気，または炭酸ガスＣＯ2 で構成したの
で、混合ガスの全圧力の下限とＳＦ6 ガス分圧の下限か
ら平等ないしは準平等電界部分の耐電圧性能がＳＦ6 ガ
ス単独封入の装置と同等以上となり、混合ガス中のＳＦ
6 ガス分圧比の上限からＳＦ6 ガス単独封入の装置と比
べて、電子なだれ先端の電子総数が10％以下となって、
不平等電界部分のコロナ放電開始電圧が格段に向上し、
しかも寒冷地用に適したガス絶縁電気装置が得られる効
果がある。
ガスを含む全圧力1.4 気圧以上の絶縁性混合ガスを封入
し、ＳＦ6 ガス分圧を１気圧以上で且つ分圧比70％以下
にするとともに混合ガス中に含まれる第２ガスを窒素ガ
スＮ2 ，乾燥空気，または炭酸ガスＣＯ2 で構成したの
で、混合ガスの全圧力の下限とＳＦ6 ガス分圧の下限か
ら平等ないしは準平等電界部分の耐電圧性能がＳＦ6 ガ
ス単独封入の装置と同等以上となり、混合ガス中のＳＦ
6 ガス分圧比の上限からＳＦ6 ガス単独封入の装置と比
べて、電子なだれ先端の電子総数が10％以下となって、
不平等電界部分のコロナ放電開始電圧が格段に向上し、
しかも寒冷地用に適したガス絶縁電気装置が得られる効
果がある。
【図１】この発明の実施例１を示すガス絶縁電気装置の
ガス絶縁容器で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は１Ｂ−１
Ｂ線に沿った断面図である。
ガス絶縁容器で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は１Ｂ−１
Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】ＳＦ6 ガスの分圧比率とガスにより定まる定数
Ｋとの関係を示す図である。
Ｋとの関係を示す図である。
【図３】ＳＦ6 ガスの分圧比率と臨界電界強度（Ｅ／
Ｐ）C との関係を示す図である。
Ｐ）C との関係を示す図である。
【図４】ＳＦ6 ガスの分圧比率と封入圧力比および定数
Ｋの低下率との関係を示す図である。
Ｋの低下率との関係を示す図である。
【図５】この発明の実施例２を示すガス絶縁容器のガス
絶縁容器で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は５Ｂ−５Ｂ線
に沿った断面図である。
絶縁容器で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は５Ｂ−５Ｂ線
に沿った断面図である。
【図６】従来のガス絶縁電気装置のガス絶縁容器を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図７】従来のガス絶縁電気装置のガス絶縁容器を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
１ 金属容器 ３ 導体 ４ 絶縁スペーサ 20 絶縁性混合ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 高電圧が印加される導体と、この導体を
絶縁支持する絶縁物を収納する接地された金属容器内に
ＳＦ6 ガスを含む全圧力1.4 気圧以上の絶縁性混合ガス
を封入し、前記ＳＦ6 ガスの分圧は１気圧以上で且つ分
圧比70％以下にするとともに、前記絶縁性混合ガス中に
含まれる第２ガスを窒素ガスＮ2 ，乾燥空気，または炭
酸ガスＣＯ2で構成したことを特徴とするガス絶縁電気
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240835A JPH0583832A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ガス絶縁電気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240835A JPH0583832A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ガス絶縁電気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583832A true JPH0583832A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17065409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240835A Pending JPH0583832A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ガス絶縁電気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0583832A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256535A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 電気素子及びその製造方法 |
| JP2007256534A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子及びその製造方法 |
| JP2022520421A (ja) * | 2019-02-14 | 2022-03-30 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 部品の製造方法および部品 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225299A (en) * | 1975-06-23 | 1977-02-25 | Allied Chem | Method of suppressing formation of carbon in dielectric fluid in discharging and composition thereof |
| JPS58155602A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | 株式会社富士電機総合研究所 | ガス絶縁電気装置 |
| JPS5989505A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | 株式会社東芝 | ガス絶縁装置 |
| JPS6028216A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-13 | Midori Anzen Kk | 直流電流検出変流器 |
| JPH0279711A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | ガス絶縁容器 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240835A patent/JPH0583832A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225299A (en) * | 1975-06-23 | 1977-02-25 | Allied Chem | Method of suppressing formation of carbon in dielectric fluid in discharging and composition thereof |
| JPS58155602A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | 株式会社富士電機総合研究所 | ガス絶縁電気装置 |
| JPS5989505A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | 株式会社東芝 | ガス絶縁装置 |
| JPS6028216A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-13 | Midori Anzen Kk | 直流電流検出変流器 |
| JPH0279711A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | ガス絶縁容器 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007256535A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 電気素子及びその製造方法 |
| JP2007256534A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光制御素子及びその製造方法 |
| JP2022520421A (ja) * | 2019-02-14 | 2022-03-30 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 部品の製造方法および部品 |
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