JPS6166510A - ガス絶縁電気機器 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はガス絶ａ電気機器、特に変電所内に生ずるサー
ジ電圧を抑制するよう構成されたガス絶縁電気Ｉａｍに
関する。

（発明の背景〕 変電所内に生ずるサージ電圧の抑制として、特に断路器
の開閉時に発生するサージ電圧は１周波数も高く発生頻
度も高いことから、その抑制が望まれている。

従来の抑制方法として１例えば実開昭５５−４０９１８
号公報に示されているように断路器の開閉時に抵抗を介
して開閉を行なうことが提案されている。

しかしながら、この方法は抵抗体の追加によって可動電
極の動作距離を大きくしなければならないなど構造上の
新たな問題が発生している。また実開昭５８−２２８０
８号公報あるいは実開昭５６−２７８０８号公報に示さ
れているように、接点近傍の周囲に磁性体のリングを装
着する方法も提案されている。

前者は磁性体リングを大気中で使用する場合であり、ま
た後者はガス絶縁機器中ではあるが低電圧の接地側に使
用する場合であり、このため、磁性体リング自体の絶縁
構造に配慮を拡う必要はなかった。

しかしながら、ガス絶縁電気機器の断路器等に使用する
場合には、磁性体リングをＳＦ、ガス等の雰囲気内で高
電圧導体の周囲に配置しなければならないが、ＳＦ、ガ
スを用いた電気機器では。

電界集中部を極力緩和することが絶縁性能の向上あるい
は機器の小型化につながる。このため、高電圧導体の近
傍に磁性体リングを装着する場合には、磁性体の電界緩
和が重要な問題となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的はサージ電圧抑制効果を損なうことなく絶
縁性能を向上したガス絶縁電気機器を提供するにある。

〔発明の重要〕

本発明は高電圧導体の周囲に磁性体リングを配置すると
共に、磁性体リングの外周に電界緩和用のシールドを設
けるが、この電界緩和用シールドと高電圧導体との電気
的な接続関係によって磁性体リングによるサージ電圧抑
制効果が得られる場合と得られない場合があることを見
いだし、電界緩和用シールドの一端を高電圧導体から所
定比離隔てて配置、したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第３図はガス絶縁母線に本発明を適用した断面図を示し
ており、絶縁性ガスを封入した接地タンンｌ内には高電
圧導体２が配置され、この導体２の外周に複数の環状も
しくは筒状の磁性体１０が装着されている。導体２と接
続された新路器３０を開閉すると、少なからずサージ電
圧が発生する。

第２図は新路器３０の投入時に発生するサージ電圧Ｖの
一例を示しており、ａは磁性体１０を装着しない場合で
、ｂは磁性体１０を装着した場合であり１両者の比較か
ら明らかなように磁性体１０の装着によってサージ電圧
゛はｖｌからｖ２に低下しており、サージ抑制効果が得
られている。

ところで、磁性体ｌＯの端部は尖鋭な形状であって、接
地タンク１側への電界強度Ｅ６は円筒側面の電界強度Ｅ
Ｃに比べて極めて高い値となり、この部分の電界緩和が
必要となる。

そこで第４１！！に示すように、磁性体１０の外周に電
界緩和用のシールド電極２０を取り付ける。

シールド電極２０の端部は比較的大きな曲率とすること
ができるので、電界強度Ｅ、は第３図の開部電界強度Ｅ
、に比べて大幅に低減することができる。

ここで問題となるのは、シールド電極２０がサージ電圧
の抑制効果に与える影響である。この点について種々検
討した結果、高電圧導体２とシールド電極２０との電気
的な接続構造が極めて重要であることがｂかった。すな
わち、第４図においてシールド電極２０の一端Ｂ、と高
電圧導体のＢ１点とを接続し、またシールド電極２０の
他端Ｃ１と高電圧導体２の０１点を接続すると、サージ
電圧抑制効果が損なわれてしまう。一方、シールド電極
２０の少なくとも一方の端を高電圧導体２から浮いた状
態に分離すると、磁性体１０に接触しても接触しなくて
も、サージ電圧抑制効果が得られる。

第１図は、こうした検討をもとに構成したガス絶縁電気
機器の断面図を示している。絶縁性ガスを封入した接地
タンク１内には、絶縁スペーサ５等の絶縁物によって高
電圧導体２が支持されている。高電圧導体２の外周には
複数の環状もしくは筒状の磁性体１０が装着されており
、この磁性体ｌＯの外周に電界緩和用のシールド電極２
０が配置されている。シールド電極２０の左端は高電圧
導体２に固定されて電気的にも接続されている。

しかしシールド電極２０の右端は、高電圧導体２からギ
ャップｇだけ隔てられている。このギャップｇは、この
ガス絶縁電気機器で想定される最大サージに対し磁性体
１０の両端に発生する電位差に耐えて絶縁を保持する距
離である。

このような構造にすることによって、サージ発生時にサ
ージ吸収効果が十分発輝されると共に。

磁性体１０での電界集中もなく絶縁特性の優れたガス絶
縁電気機器が得られる。

第５図から第７図は他のそれぞれ異なる実施例によるシ
ールド電極を示す。

第５図のシー　ルド電極２０は２分割されており。

磁性体１０における電界集中部の電界をそれぞれ緩和し
ている。この例でも両シールド電極２０の一端である下
端は高電圧導体２に接続されているが、他端である上端
は高電圧導体２から所定距離隔てられており、第１図の
場合と同様の効果が得られる。

第６図の実施例では、２分割されたシールド電極２０の
下端を磁性体１０間に挾持して高電圧導体２と接続して
いる。一方、シールド電極２０の上部は両端の強性体１
０を包含するように湾曲され、その端は高電圧導体２か
ら所定距離だけ隔てられている。この構造によっても先
の実施例と同様の効果が得られる。

第７図のシールド電極２ｏには、中間部に支持板４が固
定されており、この支持板４を磁性体１０間に挾持する
ことによってシールド電極２゜を固定している。シール
ド電極２ｏは支持板４を介して高電圧導体２へ電気的に
接続されているが。

その両端は高電圧導体２から所定距離隔てられている。

このようにシールド電極２ｏは少なくとも一端を高電圧
導体２から所定距離だけ離して構成すれば良く、片端だ
けを高電圧導体２がら離すことに限定されるものではな
い。

第８図はサージの発生源である断路器に本発明を適用し
た例である。絶縁性ガスを封入した接地タンク１内の高
電圧導体は、固定電極４ｏと可動電極４１を有している
。固定電極４ｏの外周には複数板の環状もしくは筒状の
磁性体１ｏが装着されており、更に、その外周に電界緩
和用のシールド電極２１を設けている。このシールド電
極２１の左端は高電圧導体である固定電極４ｏに固定さ
れて電気的にも接続されているが、その右端は固定電極
４０との間に所定比ｓｉｇを有している。可動電極４１
は位置を固定された集電子４２内を摺動して移動し、固
定電極４０と接離する。集電子４２にはシールド電極２
１に対向してシールド電極２２が固定されている。

可動電極４１が固定電極４０から開離すると、放電５０
が発生し高いサージ電圧が生ずるが磁性体１０はこのサ
ージ電圧を抑制する。シールド電極２１の一端は高電圧
導体との間に所定比ｌｔｇを有しているため、サージ電
圧抑制効果を損なうことなく、磁性体１０の端部の電界
を緩和することができる。尚、磁性体１０は、パーマロ
イ、鉄。

フエライ゛ト等の材質を用いるこ゛とができるが、断路
器サージの周波数帯域は数１００ＫＨｚ〜数１０ＭＨｚ
と高周波のため、フェライトが最も有効である。

第９図はガス絶縁母線の絶縁スペーサ５の近傍に磁性体
１０を設けた場合を示している。この例では絶縁スペー
サ５等の絶縁物の中心部の導体２５を、一端にのみ底部
を有する筒形にしている。

導体２５の底部で左右の？ＩＥｆｆｔ圧導体２が接続さ
れており、従って、導体２５の筒部と高電圧導体２間に
は先の実施例と同じ所定距離を有するギャップｇが形成
されている。高電圧導体２の外周で導体２５の内部には
複数枚の磁性体１０が装着されている。

このような構成であるため、導体２５はシールド電極と
同じ機能を有し、しかも、その一端は高電圧導体２との
間にギャップｇを有するため、サージ抑制効果を損なう
ことなく磁性体１ｏの電界を緩和することができる。特
に、絶縁スペーサ５　。

等は、この種ガス絶縁電気機器において絶縁上の弱点と
なるが、絶縁スペーサ５の近傍でサージ電圧を抑制でき
信頼性の向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、磁性体の電界緩和を図る
シールド電極を設け、このシールド電極の一端は高電圧
導体との間に所定距離を隔てて配置したため、サージ電
圧の抑制効果を損なうことなく絶縁性能を向上したガス
絶縁電気機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるガス絶縁電気機器の断
面図、第２図はサージ電圧の波形図、第３図および第４
図は本発明の原理を示すガス絶縁電気機器のそれぞれ断
面図、第５図乃至第９図は本発明のそれぞれ異なる他の
実施例によるガス絶縁電気機器の断面図である。 １・・・接地タンク、２・・・高電圧導体、５・・・絶
縁スペーサ、１０・・・磁性体、２０．２１・・・シー
ルド電極、４０・・・固定電極、４１・・・可動電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性ガスを充填した接地タンク内に高電圧導体を
   配置して成るガス絶縁電気機器において、上記高電圧導
   体の外周を包囲して磁性体を設け、この磁性体の外周部
   に電界緩和用のシールド電極を配置し、このシールド電
   極の少なくとも一端は上記高電圧導体との間に所定距離
   を隔てて配置したことを特徴とするガス絶縁電気機器。 ２、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記高電圧導体は、接離する１対の電極を有する断路部を
   構成したことを特徴とするガス絶縁電気機器。 ３、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記高電圧導体は絶縁物によつて上記接地タンクへ支持さ
   れており、上記磁性体は上記絶縁物の近傍に配置したこ
   とを特徴とするガス絶縁電気機器。 ４、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記磁性体としてフェライトを用いたことを特徴とするガ
   ス絶縁電気機器。 ５、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記シールド電極は上記高電圧導体と電気的に接続したこ
   とを特徴とするガス絶縁電気機器。