JPH02247926A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はガス絶縁電気機器に係り、ガス絶縁断路器を動
作させたときに発生する高周波サージを抑制することの
できるようにしたガス絶縁電気機器に関する。

（従来の技術） 変電所に用いられる高電圧用の開閉装置として。

近年ガス絶縁開閉装置が広く用いられている。このガス
絶縁開閉装置は、母線、遮断器、断路器及びその他の付
属設備を接地金属容器の中に収納し、この接地金属容器
内に封入した安定度が高く、不活性、不燃性、無臭、無
害で、かつ空気の２〜３倍の絶縁耐力を有するＳＦ、ガ
ス等の絶縁性ガスで絶縁保持するように構成したもので
ある。

このようなガス絶縁電気機器の新路器や遮断器はその操
作時にガス絶縁開閉装置内に高周波サージが発生するこ
とはよく知られた事実であり、発生したサージはガス絶
縁電気機器が一般に同軸構造であるため、殆んど減衰す
ることなく伝播する。

特に、断路器の操作時に、波頭の立ち上がり部分が３〜
５ｎａで、それに続く数Ｍｌ（ｚの高周波振動の最大ピ
ーク値が常時運転電圧の波高値の２倍以上（２，Ｏｐｕ
以上）のサージ電圧が発生し得る。このサージの急峻な
波頭部分が原因となって、オイルブッシングが絶縁破壊
事故を起こした例や、サージの波高値が原因となって断
路器極間アークから接地金属容器への地絡事故を起こし
た例が報告されＣいる。また、これらのサージはガス絶
縁開閉装置の接地系に誘導し、様々な電波障害や、低圧
制御回路の破壊事故を引き起こす原因となる。ルたがっ
て、ガス絶縁開閉装置内に発生する高周波サージを何ら
かの手段で抑える必要がある。

断路器操作時に発生する高周波サージを抑える一方法と
して、第３図に示す方法が特開昭６１−６６５１０号公
報に提案されている。すなわち、同図は、ガス絶縁開閉
装置に設置される断路器の接点近傍の断面図であり、図
中１は接地金属容器、２ａ。

２ｂは固定電極で、可動電極３と摺動を保ち、電気的に
接触している。固定電極２ａと可動電極３は互いに接離
可能な構造となっており、両者を接続したり、切り離し
たりできる構造となっている。接地金属容ｉｌｌ内には
、絶縁性ガスが充填されており、高電圧通電部材である
固定電極２ａ、　２ｂと可動電極３の絶縁を保っている
。固定電極２ａの外周には強磁性体リング５が設置され
、その外側にシールド６ａが施され、固定電極２ａとの
間にギャップｇが形成されている。また、固定電極２ｂ
の外側にもシールド６ｂがｖ！置されている。強磁性体
リング５が有する大きなインダクタンス成分により、サ
ージを吸収し断路器サージを低減している。

（発明が解決しようとする課題） 第３図に示す従来例では、固定電極２ａの先端部分にギ
ャップｇを形成し、このギャップｇの絶縁により、強磁
性体リング５の周囲に１ターン電流が流れるのを防止し
ている。したがって、固定電極２ａと可動電極３が開離
してアーク８が形成され、新路器サージが発生すると、
ギャップｇには大きな電圧が印加され、アーク８の形成
前に伸展したストリーマが向きを変え、シールド６ａに
向かい。

シールド６ａと可動電極３との間に絶縁破壊が発生する
危険性が存在する。この状態では１強磁性体リング５は
何ら役目をなさず、サージ抑制効果は得られない。

さらに、サージ抑制効果は、磁性材の量に比例するが、
この従来例では１強磁性体リング５の外側にさらにシー
ルド６ａを設置しており、第３図に図示されていない両
者の取付機構も必要となることから、強磁性体リング５
の近傍の空間を有効に利用しているとは言えない。

一方、第３図に示した様なガス絶ｌｌＩＣ開閉装置にお
いては、接地金属容器１の半径方向に高電圧導体３の電
圧が印加されており、シールド６ａの一端に形成したギ
ヤツブｇ部分には、２つの同方向の電界が同時に印加さ
れることになる。そのため、ギャップｇで絶縁破壊が発
生し、１ターン電流が流れると、サージ抑制効果が失わ
れると同時に、最初に進展したストリーマがそのままタ
ンク側に進展していき、地絡事故を起こす危険性があっ
た。

以上の様な理由から、ギャップｇを充分大きくとること
が望まれるが、接地金属容器の大きさに限界があるため
、ギャップｇを充分大きくとることはできなかった。

（目　的） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので。

断路器や遮断器によるサージを効果的にかつ確実に抑え
ることができ、しかも信頼性が高く小型で安価な構造の
ガス絶縁電気機器を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（ｉｌｌ！ｆｌを解決するための手段）本発明は、上記
目的を達成するためになされたもので、絶縁性ガスを充
填した接地金属容器内に、高電圧通電部材を配置してな
るガス絶縁電気機器において、高電圧通電部材を包囲し
て設置される電界緩和用のシールドの内周部及び側面部
は金属部材で形成し、その外周部は磁性材で形成したこ
とを特徴とする。

（作　用） 本発明によると、シールドの側面部は金属で形成されて
いるため、磁性体の周囲に１ターン電圧が発生したとき
、接地金属容器の半径方向に電界は発生しない、したが
って、高電圧通電部材と接地金属容器の間に発生する電
界に、１ターン電圧による電界が重畳されることはなく
、磁性材の設置により信頼性を低下させることなく、サ
ージを抑制できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の正面断面図であり、図中第
３図と同一個所には同一符号を付して説明する。

高電圧通電部材である固定電極２ａを包囲して設置され
るシールド１０ａは、その内周部及び側面部を金属部材
９ａから形成し、外周部は磁性材７ａにより形成されて
いる。また、高電圧通電部材である可動電極３を包囲し
て設置されるシールド１０ｂは、同様にその内周部及び
側面部を金属部材９ｂから形成し、外周部は磁性材７ｂ
により形成されている。

そして、シールドｌＯａ、　１０ｂはそれぞれ固定電極
２ａ。

２ｂに図示されていないボルトにより固定される。

また、磁性材７ａ、　７ｂはたとえば鉄やコバルトを主
成分とするアモルファス合金の粉末をエポキシ樹脂など
の合成樹脂で固めたものである。

次に１本実施例の作用について説明する。

可動電極３を操作し、固定電極２ａとの接触を切り離す
時、もしくは、切り離された状態から再び接触する状態
にする時に、可動電極３と固定電極２ａの間にアークが
発生し、これにより生ずるサージが両方向へ伝播しよう
とする。しかし、磁性材？ａ、７ｂが有する大きなイン
ダクタンスにより両方向へのサージ伝播が抑制される。

このとき、磁性材７ａ、　７ｂはその周囲に１ターン電
圧を発生する。

ここで、シールドｌＯａ、　１０ｂの内周部及び側面部
は金属部材９ａ、　９ｂから形成されているため、１タ
ーン電圧による電界は外周部のみに発生し、その向きは
、接地金属容器１の軸方向となる。したがって、１ター
ン電圧はシールド１０ａ、　ｌＯｂの周囲に、接地金属
容器１の半径方向の電界を発生させることはなく、高電
圧通電部材（固定電極２ａ、　２ｂと可動電極３）と接
地金属容器１との間に常時印加されている電界に１ター
ン電圧による電界が加算されることはない。また、アー
ク８の近傍には、１ターン電圧による電界は発生せず、
ストリーマが接地金属容器１の方向に伸展することもな
い。

さらに、エポキシ樹脂は大きな比誘電率を有している上
に、導電体であるアモルファス金属の粉末を含んでいる
ので、磁性材７ａ、　７ｂの見かけ上の誘電率は、さら
に大きくなる。したがって、磁性材７ａ、　７ｂは本来
の電界緩和の役割も十分持たせることができる。

以上説明したように１本実施例によれば、磁性材の設置
により、高電圧通電部材と接地金属容器の間の絶縁の信
頼性を低下させることなく、サージ抑制効果を持たせる
ことができる。

また、シールドは、磁性材を設置しなくても本来設置さ
れるべきものであり、本実施例によれば、接地金属容器
内の空間を有効に利用でき、ガス絶縁電気機器の大きさ
を従来の大きさと変えることなく、有効なサージ抑制効
果を持たせることができる。さらに、従来のガス絶縁電
気機器の設計を変更することなく、サージ抑制装置を設
置できるため、余計な設計が不要であり、安価に制作で
きると同時に、サージ抑制機能を有しない既設のガス絶
縁電気機器にも、単純な部品の交換で、サージ抑制機能
を持たせることができる。

なお、磁性材７ａ、　７ｂとしては、アモルファス合金
の粉末を導電性エポキシで固めることも考えられる。こ
の場合、電界緩和効果は、磁性材？ａ、　７ｂが有する
大きな誘電率によるものではなく、構造体７ａ、　７ｂ
が有する抵抗によるものとなる。

第２図は本発明の他の実施例のガス絶縁電気機器の接点
近傍の断面図であり、図に示すように、シールドｌＯａ
、　ｆｏｂの外周部をＦＲＰのような絶縁物１１ａ、　
ｌｌｂで形成し、内部にアモルファス合金の粉末などの
磁性材を充填したものである６本実施例では、金属部材
９ａ、　９ｂに磁性材７ａ、　７ｂを充填するための孔
１２ａ、　１２ｂを設けている。磁性材７ａ、　７ｂは
アモルファス合金の粉末をエポキシ樹脂で固めたものと
することもできるが、粒末のまま使用することもできる
。

また、絶縁物１１ａ、　ｌｌｂのかわりに、ガラス繊維
を導電性エポキシで固めた抵抗材としてもよい。

このとき、電界緩和効果は、磁性材７ａ、　７ｂの比誘
電率には依存せず、抵抗材が有する抵抗によって得られ
るため、磁性材７ａ、７ｂがどのような状態にあろうと
、電界緩和効果に支障は来たさない。

上記した本実施例においては、断路器の接点近傍に設置
されるシールドを考慮したが、このシールドと同等の作
用を要するものであれば他の構成をとることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、高電圧通電部材
の絶縁信頼性を低下させることなく、しかも、ガス絶縁
電気機器の設計を変更することなく、また、ガス絶縁電
気機器の大きさも従来のものとそれほど変化させること
なく、断路器サージ抑制機能を持たせることができる。

さらに、簡単な部品の交換により、既設のガス絶縁電気
機器にも断路器サージ抑制効果を持たせることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガス絶縁電気機器の接
点近傍の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示すガ
ス絶縁電気機器の接点近傍の断面図、第３図は従来のガ
ス絶縁電気機器の接点近傍の断面図である。 １・・・接地金属容器　　　２ａ、２ｂ・・・固定電極
３・・・可動電極 ５・・・強磁性体リング ７ａ　、　７ｂ・・・磁性材 ９ａ　、　９ｂ・・・金属部材 １１ａ、１１ｂ・・・絶縁物 （８７３３）　　代理人　弁理士 猪 ４・・・絶縁性ガス ６ａ　、　６ｂ・・・シールド ８・・・アーク １０ａ、１０ｂ−シールド １２ａ、１２ｂ−孔 股 祥 晃（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性ガスを充填した接地金属容器内に、高電圧通電部
   材を配置してなるガス絶縁電気機器において、前記高電
   圧通電部材を包囲して設置される電界緩和用のシールド
   を有し、前記シールドは内周部及び側面部を金属部材か
   ら形成され、外周部は少くとも磁性材を有した部材から
   形成されることを特徴とするガス絶縁電気機器。