JPH0336904A

JPH0336904A - 閉鎖配電盤

Info

Publication number: JPH0336904A
Application number: JP16830389A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yokokura; 邦夫横倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-01
Filing date: 1989-07-01
Publication date: 1991-02-18

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、閉鎖配電盤に係り、特に内部に収納した真空
遮断器の開閉サージ抑制に関するものである。

（従来の技術）周知のように、真空遮断器で誘導性負荷電流を開閉する
と、開閉サージ電圧が発生する。これら開閉サージは、
電流さい断にともなう数ＫＨｚのサージと再発弧にとも
なう数Ｍ　Ｈｚのサージがある。

これらサージを抑制するため、ＣＲサプレッサ。

避雷器、非直線抵抗体等が使用されてきた。しかし、こ
れらのサージ抑制装置は、全て対地電圧を抑制すること
が目的とされ、再発弧にともなう数Ｍ　Ｈｚのサージを
抑制することを目的としていない、（ただし、対地電圧
が抑制されることで、再発弧にともなう数Ｍ　Ｈｚのサ
ージの波高値を抑制する効果が生ずる。電気学会雑誌、
Ｖｏｌ、９３．　Ｎα８を参照）一方、高圧電動機等は、系統の末端に接続されることか
ら、従来インパルス耐電圧に関する規定が規格に含まれ
ていない。このような電動機の開閉に真空遮断器のよう
に高周波サージを発生する開閉装置が接続されると、電
動機との絶縁協調上問題を生ずることがある。

すなわち、電動機に急峻な波頭長を有するサージが浸入
すると、電動機の目出部のコイルで大きな電圧を分担し
てしまう。このような状況になると、コイルの対地間の
絶、＊（主絶縁）ではなく、コイル内部のターン間の絶
縁（層間絶縁）が問題となる。常時運転中の交流電圧の
場合、コイル間の電圧分担がほぼ均等になるため、コイ
ル内部のターン間には小さな電圧しか加わらず、したが
って眉間絶縁レベルは、低いレベルでも運転可能である
。しかし、短かい波頭長を有するサージが侵入した場合
には、日出部のコイルの分担電圧が大きくなる。この目
出部の分担電圧は、波頭長が短かいほど大きくなること
が知られており、例えば波頭長０．２．のサージが侵入
した場合、日出部の分担電圧の比率は９０％程度になる
ことが知られている。

（発明が解決しようとする課題）以上述べたように、従来使用されていたサージ抑制装置
は、対地間に発生するサージを抑制することに目的があ
った。しかし、電動機のように。

急峻なサージに対して各部の電圧分担のアンバランスが
大きく、かつ絶縁劣化の大きな機器との絶縁協調を考慮
する場合には急峻なサージ発生そのものを抑制する必要
がある。

そこで、本発明の目的は、真空遮断器の遮断時における
発弧時に発生する急峻なサージを抑制する閉鎖配電盤を
提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、真空遮断器を収納し、ケーブルを介して誘導
性負荷またはキャパシタバンクと接続する閉鎖配電盤に
おいて、ケーブルの端末処理部近傍に、各相ごとにリン
グ状磁性体をケーブルを貫通させて設置したものである
。

（作　用）真空遮断器再発弧時の急峻なサージの波頭長は、真空遮
断器廻りのインダクタンスと線路のサージインピーダン
スで決定される。また、その時の波頭長は、真空遮断器
廻りのインダクタンスが大きくなると緩和されるから、
真空遮断器部の高周波サージ電流の流れる部分に、リン
グ状磁性体を設置することにより、見掛は上の真空遮断
器廻りのインダクタンスが大きくなり、再発弧時の急峻
なサージ電圧の立上りを緩和することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例を示す側面図である。

第１図において、閉鎖配電盤１０は、閉鎖箱１１に、真
空バルブ１２ａおよび図示しない操作機構部を備えた真
空遮断器１２と、この真空遮断器１２に一方の主回路断
路部１３ａおよび電源側主回路導体１４を介して接続さ
れる母線１５と、他方の主回路導体１３ｂおよび負荷側
主回路導体１６ａを介して接続される変流器１７を収納
し、この変流器１７には、負荷側主回路導体１６ｂおよ
びケーブルヘッド１８を介して負荷側ケーブル１９が接
続されており、この負荷ケーブル１９のケーブルヘッド
１８との接続部近くにフェライト製リング（以下、フェ
ライトリングという）２０を挿入して取付ける。

負荷側ケーブル１９は、第２図に示すように心線２１、
絶縁層２２．接地、１ｉ１２３および外被２４が同軸状
に配置されている。この負荷側ケーブル１９の接地層２
３に接続した接地リード線２５を、フェライトリング２
０を貫通させ、閉鎖箱１１に設けた接地母線２６に接続
する。ここで、接地リード線２５は、外被２４を除去し
、接地層２３は一部を残して取り除き、残部に外部から
接続する。この接続後、絶縁テープを繰返し巻いて、絶
縁テープ層２７を形成する。

次に、以上のように構成された閉鎖配電盤の作用を説明
する。真空遮断器１２で電動機負荷を遮断すると、第３
図に示すような繰り返し再発弧（多重再発弧）を起こす
ことがある。この現象は、真空バルブ内の接点が開離直
後に電流が遮断され。

充分バルブ内の接点が開いていない時に発生する。

このため、電流遮断にともなう過渡回復電圧が接点間の
耐圧を超え、接点間で放電が発生し、この時接点間を流
れる高周波電流がその電流零点で消弧される。これらの
現象が繰り返し発生し１次第に電圧が上昇していく。こ
の現象のある再発弧点近傍を拡大すると、第４図のよう
になることが普通である。すなわち、再発弧瞬時は急激
に電圧が変化するため、線路を分布定数として考える必
要がある。

一般の所内配電系統では、真空遮断器と電動機の間は塩
カケープルで接続されるのが普通である。

列盤構成となっているある１つの真空遮断器に着目した
場合、Ｘ空遮断器の電源側には同様のフィーダが接続さ
れることとなり、真空遮断器からみたサージインピーダ
ンスは非常に小さくなる。また、真空遮断器及びこれが
収納される閉鎖配電盤の母線は、ストレーのインダクタ
ンス分を持っている。さらに、真空遮断器の負荷側には
、塩カケープルが接続され、そのサージインピーダンス
は数１０Ωである。また、塩カケープルの他端に接続さ
れる電動機のサージインピーダンスは、一般に数にΩで
ある。以上のことを考慮し、再発弧時の等倍回路を求め
ると第５図となる。同図において、電源側を対地間のス
トレーキャパシタンス３０とし、接点の放電をスイッチ
３１が閉路することで模擬する。真空遮断器廻りのイン
ダクタンスは電源側ストレーインダクタンス（Ｌ）２）
　３２．負荷側ストレーインダクタンス（Ｌ３３）　３
３で表し、塩カケープルはケーブル３４で表し、電動機
はそのサージインピーダンスが塩カケープルのサージイ
ンピーダンスと比較して大きいことから、急峻なサージ
に対しては無視できるため、同図の等倍量路上は考慮せ
ず、ケーブル３４の一方は開放端とした。

同図の等倍回路で、スイッチ３１が閉路した時にストレ
ーインダクタンス３３とケーブル３４の接続点の対地間
に発生する電圧波形は、ケーブル３４の線路長が充分長
いと仮定すると、第６図のようになる。この電圧波形の
立ち上り部の時定数Ｊは、次のＯ）式で表すことができ
る。　ここで、Ｚｏは、ケーブル３４のサージインピー
ダンスを表している。

Ｏ）式より明らかなように再発弧時Ｊ　＝　（Ｌ３．＋ＬＪ　／　Ｚｃ　　　　　　・・・
・・・（１）の急峻な立ち上りを緩和するためには、Ｌ
、２゜Ｌ３ｆｆを大きくするかまたはＺ。を小さくする
ことが考えられる。

しかしながら、　Ｚｏをサージ抑制の目的のために小さ
くすることは、無駄が多い。また、Ｌ１２゜Ｌ３．は、
母線形状および配置から決定されてくるため、これを母
線構成上変化させることは困難である。

そこで、上記した構成のように再発弧時に流れる高周波
電流の流れるループの一部に、強磁性体であるフェライ
トリング２０を取付けることにより、回路に流れる高周
波電流に対応した磁束がフェライトリング２０内部に発
生し、高周波電流とフェライトリング２０内部の磁束と
による磁束鎖交数を大きくし、この部分のインダクタン
スを大きくし、見掛は上回図に示すり。＋Ｌ３３の値を
大きくすることにより立ち上り部の時定数Ｊを大きくす
ることができる。

この考え方によれば、フェライトリング２０は、高周波
電流の流れる電流ループの任意の位置に設置しても同様
の効果が期待できる。しかしながら、このような作用を
する構成体を充電部に設置することは、対地間または相
間の絶縁距離を小さくすることになる。そこで、上記し
たように本発明では、第１図に示すようにフェライトリ
ング２０をケーブル１９の部分に設置した。負荷側ケー
ブルは、第７図に示すようにケーブル全体にストレーの
キャパシタンスが心線２１と接地層２３間に分布してい
るものと考えることができる。スイッチ３１が閉路して
心線２１に流れる高周波電流３５は、接地層２３をスイ
ッチ３１側に戻ってくる。したがって、この状態では心
線２１と接地層２３を流れる電流によりケーブル外の磁
束は無くなり、外部にフェライトリング２０を置いても
インダクタンスの増加はそれ程期待できなくなる。

そこで、端末部で接地層２３に接続した接地リード線３
５をフェライトリング２０内を通して引出すと、同図に
示すようにフェライトリング２０部では１．５往復した
ことになり、回路に流れる高周波電流３５に対し有効な
磁束がフェライトリング２０内に発生する。

また、ケーブル端末部にフェライトリング２０を設置す
ることは、フェライトリング２０の周囲が接地電位にな
るから、フェライトリング２０を取付けたことにより絶
縁距離が小さくなる影響は少なくなる。

したがって、以上のように構成することにより、次の効
果が得られる。すなわち、（１）再発弧時の急峻な立ち上り電圧を緩和させるごと
ができる。

■　閉鎖配電盤の一部を改造することで対応でき、既設
の閉鎖配電盤への対応も容易である。

■　電動機のコイルの層間絶縁と再発弧サージの絶縁協
調を図ることができる。

なお、上記実施例は、負荷を電動機としたが。

これ以外の変圧器やコンデンサバンク等にも適用できる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、真空遮断器の遮断
時の発弧または再発弧時に発生する短かい立ち上り時間
を持つサージ電圧の立ち上り時間を長くし、真空遮断器
の開閉サージが誘導性負荷の眉間絶縁部に大きく分担さ
れるのを低減する閉鎖配電盤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図のＡ部の拡大断面図、第３図は本発明に関連する繰返
し再発弧時のサージ電圧波形図、第４図は第３図の一部
を拡大して示すサージ電圧波形図、第５図は本発明の実
施例の等倍量路図、第６図は本発明の実施例の作用を示
す説明図、第７図は本発明の実施例の第６図と異なる作
用を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】真空遮断器を収納し、ケーブルを介して誘導性負荷また
はキャパシタバンクと接続する閉鎖配電盤において、前
記ケーブルの端末処理部近傍に。各相ごとにリング状磁性体を前記ケーブルを貫通させて
設置したことを特徴とする閉鎖配電盤。