JPH0376083B2 - - Google Patents
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- JPH0376083B2 JPH0376083B2 JP59156034A JP15603484A JPH0376083B2 JP H0376083 B2 JPH0376083 B2 JP H0376083B2 JP 59156034 A JP59156034 A JP 59156034A JP 15603484 A JP15603484 A JP 15603484A JP H0376083 B2 JPH0376083 B2 JP H0376083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- electrodes
- disconnector
- gas
- electrode
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
- H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Circuit Breakers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は無負荷母線の充電電流を遮断できる
ガス絶縁断路器に関するものである。
ガス絶縁断路器に関するものである。
変電所においては電力系統の各送電線と複数の
母線およびこれらの母線と変電所内機器を結ぶ各
電路にしや断器を挟んでその両側に断路器が設け
られている。そして最近の変電所では断路器、し
や断器、母線などを全てSF6ガスを封入した金属
容器に収納して構成した全ガス絶縁変電所や母線
だけを架空線として構成した複合形ガス絶縁変電
所が採用されている。
母線およびこれらの母線と変電所内機器を結ぶ各
電路にしや断器を挟んでその両側に断路器が設け
られている。そして最近の変電所では断路器、し
や断器、母線などを全てSF6ガスを封入した金属
容器に収納して構成した全ガス絶縁変電所や母線
だけを架空線として構成した複合形ガス絶縁変電
所が採用されている。
このような変電所において、断路器は変電所内
機器の各送電線に対する切り離しや、回路の切り
換えの目的で開閉操作される。この場合、断路器
の開閉は隣接したしや断器が開路の状態で行なわ
れ、断路器はそのしや断器に至る変電所内の短い
線路の微少な充電電流を開閉するものである。
機器の各送電線に対する切り離しや、回路の切り
換えの目的で開閉操作される。この場合、断路器
の開閉は隣接したしや断器が開路の状態で行なわ
れ、断路器はそのしや断器に至る変電所内の短い
線路の微少な充電電流を開閉するものである。
第１図はかかる変電所の構成の一例を示すもの
で、BUS１，BUS２は甲母線及び乙母線、DS１
〜DS８は断路器、CB１〜CB３はしや断器であ
る。図において、例えば断路器DS１はしや断器
CB１までの短い線路ａを開閉し、断路器DS５は
断路器DS６が開路のときに線路区間ｂを開閉す
る。
で、BUS１，BUS２は甲母線及び乙母線、DS１
〜DS８は断路器、CB１〜CB３はしや断器であ
る。図において、例えば断路器DS１はしや断器
CB１までの短い線路ａを開閉し、断路器DS５は
断路器DS６が開路のときに線路区間ｂを開閉す
る。
Trは変圧器である。
ところで、上述したような変電所において、断
路器の開閉により充電電流をしや断する際に、多
数回の再点弧（極間放電）が発生し、第２図ａに
示すような負荷側線路対地電圧波形が得られるこ
とが知られている。すなわち、開極とほぼ同時に
微少の充電電流はしや断されるが、そのとき負荷
側の線路には、しや断瞬時の電源電圧が残留して
いるため、断路器の極間にはこの線路の残留電圧
Ve1と電源電圧の差が印加される。このとき、ま
だ、断路器は開路途上であつて、極間絶縁回復が
十分ではないため、極間電圧Vp1で再点弧する。
しかしこの場合、線路の静電容量は数百〜数千ピ
コフアラツド程度なので、流れる過渡電流が減衰
するとすぐしや断が成立し、負荷側線路の電圧は
そのときの電源電圧と一致した大きさで残留す
る。そして電源電圧はさらに変化するから極間電
圧Vp2でふたたび再点弧を発生する。以下同様に
して再点弧が繰返される。
路器の開閉により充電電流をしや断する際に、多
数回の再点弧（極間放電）が発生し、第２図ａに
示すような負荷側線路対地電圧波形が得られるこ
とが知られている。すなわち、開極とほぼ同時に
微少の充電電流はしや断されるが、そのとき負荷
側の線路には、しや断瞬時の電源電圧が残留して
いるため、断路器の極間にはこの線路の残留電圧
Ve1と電源電圧の差が印加される。このとき、ま
だ、断路器は開路途上であつて、極間絶縁回復が
十分ではないため、極間電圧Vp1で再点弧する。
しかしこの場合、線路の静電容量は数百〜数千ピ
コフアラツド程度なので、流れる過渡電流が減衰
するとすぐしや断が成立し、負荷側線路の電圧は
そのときの電源電圧と一致した大きさで残留す
る。そして電源電圧はさらに変化するから極間電
圧Vp2でふたたび再点弧を発生する。以下同様に
して再点弧が繰返される。
断路器の極間にはこれら再点弧のときにサージ
電圧が発生する。例えば第２図ａのア部での再点
弧の現象を時間的に拡大し、概念的に示すと第２
図ｂに示すようになる。このときのサージ電圧は
開閉する負荷側の線路が短いため周波数が高く、
多くの場合その基本振動は数百ＫHz〜数ＭHzに達
する。したがつて、再点弧時に断路器の極間には
高周波電流が流れ、この過渡電流が十分減衰した
時点でしや断が成立し、負荷側線路の電圧が電源
電圧と一致した後でしや断される。
電圧が発生する。例えば第２図ａのア部での再点
弧の現象を時間的に拡大し、概念的に示すと第２
図ｂに示すようになる。このときのサージ電圧は
開閉する負荷側の線路が短いため周波数が高く、
多くの場合その基本振動は数百ＫHz〜数ＭHzに達
する。したがつて、再点弧時に断路器の極間には
高周波電流が流れ、この過渡電流が十分減衰した
時点でしや断が成立し、負荷側線路の電圧が電源
電圧と一致した後でしや断される。
断路器の極間が次第に開離してゆくと、極間の
耐電圧性能がこれに伴つて回復するので、一般に
断路器極間の最終付近の再点弧において放電時の
極間電位差はVpo-1やVpnなどのように大きくな
る。その結果、過渡振動による大きなサージ電圧
は、第２図ａのイ点やウ点に示す電圧に達する。
耐電圧性能がこれに伴つて回復するので、一般に
断路器極間の最終付近の再点弧において放電時の
極間電位差はVpo-1やVpnなどのように大きくな
る。その結果、過渡振動による大きなサージ電圧
は、第２図ａのイ点やウ点に示す電圧に達する。
なお、この例において極間放電時の電位差
Vpo-1はVpnに比べて大きくなつている。これは
一般に、例えば第３図に示すように断路器の開閉
途中の両電極の形状が、一方の電極に可動接触子
であるために非対称であり、その結果極間電圧
Vpo-1やVpnの極性によつて極間の絶縁回復電圧
が非対称となる。いわゆる極性効果のためであ
る。この極性効果は上述のようなものであるか
ら、ほとんど全てのガス絶縁断路器に関して現わ
れるものである。
Vpo-1はVpnに比べて大きくなつている。これは
一般に、例えば第３図に示すように断路器の開閉
途中の両電極の形状が、一方の電極に可動接触子
であるために非対称であり、その結果極間電圧
Vpo-1やVpnの極性によつて極間の絶縁回復電圧
が非対称となる。いわゆる極性効果のためであ
る。この極性効果は上述のようなものであるか
ら、ほとんど全てのガス絶縁断路器に関して現わ
れるものである。
なお、この非対称の割合を（正極性極間絶縁回
復電圧）÷（負極性極間絶縁回復電圧）で表わせ
ば、この値は通常1.3程度である。
復電圧）÷（負極性極間絶縁回復電圧）で表わせ
ば、この値は通常1.3程度である。
さて、このような極性効果があるために極間放
電時の最大極間電位差が想定し得る最大値2.0pu
（pu：常規対地電圧波高値）となることはほとん
どないことが下記文献に述べられており、公知で
ある。
電時の最大極間電位差が想定し得る最大値2.0pu
（pu：常規対地電圧波高値）となることはほとん
どないことが下記文献に述べられており、公知で
ある。
Boggs、S.A.、Chu、F.Y.、Fujimoto、N.、
Krenicky、A.、Plessl、A.、Schlicht、A.
“Disconnect switch induced transients and
trapped charge in gas−insulated
substations”．IEEE Trans.PAS、Vol.101、
No.10、pp.3593−3600、1982. ところで、断路器極間放電時の過渡振動による
過電圧、いわゆる断路器サージは第２図に示すよ
うに常規対地電圧波高値と比べて極めて大きい値
となる。また、このような大きな断路器サージを
発生するときの断路器極間の開離は極めて大きい
ために放電時の電極間に存在するアークが枝分れ
して大地電位にある金属容器に向つて地絡すると
いう、いわゆる充電電流しや断時の地絡現象が生
じ易くなるなどの問題点があつた。
Krenicky、A.、Plessl、A.、Schlicht、A.
“Disconnect switch induced transients and
trapped charge in gas−insulated
substations”．IEEE Trans.PAS、Vol.101、
No.10、pp.3593−3600、1982. ところで、断路器極間放電時の過渡振動による
過電圧、いわゆる断路器サージは第２図に示すよ
うに常規対地電圧波高値と比べて極めて大きい値
となる。また、このような大きな断路器サージを
発生するときの断路器極間の開離は極めて大きい
ために放電時の電極間に存在するアークが枝分れ
して大地電位にある金属容器に向つて地絡すると
いう、いわゆる充電電流しや断時の地絡現象が生
じ易くなるなどの問題点があつた。
しかるに、従来のガス絶縁断路器においてはこ
の現象に関する十分な理解が成されておらず、こ
の極間放電時の極間電圧を下げ、断路器サージ電
圧を低下させるために、前述した電極間の非対称
性を高める等の他に有効な対策を講ずることがで
きなかつた。
の現象に関する十分な理解が成されておらず、こ
の極間放電時の極間電圧を下げ、断路器サージ電
圧を低下させるために、前述した電極間の非対称
性を高める等の他に有効な対策を講ずることがで
きなかつた。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
ので、断路器開離時の電極間の距離１に対して、
電極の直径を２〜４の比率に設定することによつ
て、断路器極間放電時の極間電圧を低下させ、そ
の結果断路器サージ電圧を低下させて、充電電流
遮断時の対地絶縁性能を高めることができるガス
絶縁断路器を提供する。
ので、断路器開離時の電極間の距離１に対して、
電極の直径を２〜４の比率に設定することによつ
て、断路器極間放電時の極間電圧を低下させ、そ
の結果断路器サージ電圧を低下させて、充電電流
遮断時の対地絶縁性能を高めることができるガス
絶縁断路器を提供する。
以下、図について説明する。第８図において、
１は接地されSF6などの絶縁ガスが封入された金
属容器、２は金属容器１内に配置された直径d1の
円柱状の固定側電極で、固定接触子２ａを有す
る。３は固定側電極２と所定の距離ｌをあけて対
向して金属容器１内に配置された直径d2の円柱状
の可動側電極で、可動接触子３ａが突出して固定
接触子２ａと接触する。可動接触子３ａは図示の
ように、接触（投入）時にはエ→ウ→イ→アと移
動し、開離（遮断）時には、ア→イ→ウ→エの順
序で移動する。なお、一般に両電極２，３の直径
はｄ＝d1＝d2とされるが、必ずしも同一でなくて
もよい。
１は接地されSF6などの絶縁ガスが封入された金
属容器、２は金属容器１内に配置された直径d1の
円柱状の固定側電極で、固定接触子２ａを有す
る。３は固定側電極２と所定の距離ｌをあけて対
向して金属容器１内に配置された直径d2の円柱状
の可動側電極で、可動接触子３ａが突出して固定
接触子２ａと接触する。可動接触子３ａは図示の
ように、接触（投入）時にはエ→ウ→イ→アと移
動し、開離（遮断）時には、ア→イ→ウ→エの順
序で移動する。なお、一般に両電極２，３の直径
はｄ＝d1＝d2とされるが、必ずしも同一でなくて
もよい。
上記構成のものの両電極２，３間の絶縁回復電
圧は、第４図に示すように、可動接触子３ａのス
トロークに対して非直線的に変化し、ある電圧を
境にして急激に上昇する。この急激に上昇する点
を絶縁回復電圧の急上昇点と呼ぶことにする。こ
の非直線的な変化は両電極２，３間を可動接触子
３ａがよぎるために生じるもので、後述のように
主に両電極２，３間の距離ｌと電極の直径ｄとの
比率によつて定まることが、電極間の電界解析の
結果から明らかになつている。
圧は、第４図に示すように、可動接触子３ａのス
トロークに対して非直線的に変化し、ある電圧を
境にして急激に上昇する。この急激に上昇する点
を絶縁回復電圧の急上昇点と呼ぶことにする。こ
の非直線的な変化は両電極２，３間を可動接触子
３ａがよぎるために生じるもので、後述のように
主に両電極２，３間の距離ｌと電極の直径ｄとの
比率によつて定まることが、電極間の電界解析の
結果から明らかになつている。
従つて、絶縁回復電圧の急上昇点も、ｌとｄと
の比率に依存して定まることは明らかである。
の比率に依存して定まることは明らかである。
なお、第４図は極間電圧の極性が負のときの変
化の様子を示しているが、正極性については非対
称性の割合1.3を乗ずることによつて得られる。
化の様子を示しているが、正極性については非対
称性の割合1.3を乗ずることによつて得られる。
第５図及び第６図は、電極間の距離ｌと電極の
直径ｄとの比率を変えて急上昇点の電圧を変化さ
せながら断路器の遮断過程で生じる極間電圧の最
大値と、最大サージ電圧をコンピユータによるシ
ミユレーシヨンによつて絶縁回復速度をパラメー
タとして表わしたものである。
直径ｄとの比率を変えて急上昇点の電圧を変化さ
せながら断路器の遮断過程で生じる極間電圧の最
大値と、最大サージ電圧をコンピユータによるシ
ミユレーシヨンによつて絶縁回復速度をパラメー
タとして表わしたものである。
なお、図において急上昇点の影響を見やすくす
るために、極間放電電圧を全て負極性の値に換算
してある。
るために、極間放電電圧を全て負極性の値に換算
してある。
これらの図から明らかなように急上昇点の電圧
を変化させると、最大極間放電電圧や最大サージ
電圧はこれに応じて変化する。急上昇点の電圧が
1.0pu付近にあるときは最大極間放電電圧や最大
サージ電圧が高くなる傾向にある。極間放電電圧
の斜線で示した領域内のデータは、急上昇点に至
る以前での再点弧（極間放電）の終了を表わして
おり、この領域内で再点弧が終了しれ場合、特に
急上昇点1.4pu以上においては最大極間放電電圧
や最大サージ電圧は低くなる傾向にある。
を変化させると、最大極間放電電圧や最大サージ
電圧はこれに応じて変化する。急上昇点の電圧が
1.0pu付近にあるときは最大極間放電電圧や最大
サージ電圧が高くなる傾向にある。極間放電電圧
の斜線で示した領域内のデータは、急上昇点に至
る以前での再点弧（極間放電）の終了を表わして
おり、この領域内で再点弧が終了しれ場合、特に
急上昇点1.4pu以上においては最大極間放電電圧
や最大サージ電圧は低くなる傾向にある。
以上の結果から絶縁回復電圧の急上昇点が
1.4pu以上になるように両電極の形状を定めれば、
最大極間放電電圧や最大サージ電圧を低くするこ
とができる。その結果、充電電流の遮断時の地絡
現象を生じ難くすることができる。
1.4pu以上になるように両電極の形状を定めれば、
最大極間放電電圧や最大サージ電圧を低くするこ
とができる。その結果、充電電流の遮断時の地絡
現象を生じ難くすることができる。
第７図は電極間の距離ｌと電極の直径ｄとの比
率ｋ＝ｄ／ｌを種々、変化させたときの絶縁回復
電圧の変化の様子を示したものである。図から明
らかなように、ｋ＞２では絶縁回復電圧の急上昇
点が、ほぼ1.4p.u.以上になることがわかる。とこ
ろで、電極間の距離ｌに対して電極の直径ｄ大き
くし過ぎると、電極の周囲にある接地金属容器の
直径もこれに伴つて大きくしなければならないの
で、装置全体が大形化してしまう欠点がある。一
方、断路器しや断時の極間電圧が2.0p.uを越える
ことは決してなく、また2.0p.u付近の値となるこ
とも極めて希なことであるから、ｋ＝ｄ／ｌの値
を極端に大きくすることは実用的な面から不利で
ある。
率ｋ＝ｄ／ｌを種々、変化させたときの絶縁回復
電圧の変化の様子を示したものである。図から明
らかなように、ｋ＞２では絶縁回復電圧の急上昇
点が、ほぼ1.4p.u.以上になることがわかる。とこ
ろで、電極間の距離ｌに対して電極の直径ｄ大き
くし過ぎると、電極の周囲にある接地金属容器の
直径もこれに伴つて大きくしなければならないの
で、装置全体が大形化してしまう欠点がある。一
方、断路器しや断時の極間電圧が2.0p.uを越える
ことは決してなく、また2.0p.u付近の値となるこ
とも極めて希なことであるから、ｋ＝ｄ／ｌの値
を極端に大きくすることは実用的な面から不利で
ある。
以上の結果から、ｋ＝ｄ／ｌ＝２〜４とするの
が、実用的にみて有利であると考えられる。これ
によつて、充電電流の遮断時の地絡現象を生じ難
くすることができる。
が、実用的にみて有利であると考えられる。これ
によつて、充電電流の遮断時の地絡現象を生じ難
くすることができる。
上記実施例では、両電極２，３の対向面の直径
がd1＝d2の場合について説明したが、d1≠d2のも
のについても適用できる。この場合は、直径の小
さい側の電極の直径と両電極間の距離との比率で
決定することができる。
がd1＝d2の場合について説明したが、d1≠d2のも
のについても適用できる。この場合は、直径の小
さい側の電極の直径と両電極間の距離との比率で
決定することができる。
さらに、上記実施例では金属容器内の絶縁性ガ
スがSF6のものについて説明したが、他にN2ガス
とSF6ガスとの混合ガス等の消弧性を有するガス
でも適用できる。
スがSF6のものについて説明したが、他にN2ガス
とSF6ガスとの混合ガス等の消弧性を有するガス
でも適用できる。
この発明によると、開離時における一対の電極
間距離１に対して電極の直径が２〜４の比率にな
るように構成することによつて、充電電流の遮断
時に発生するサージ電圧の最大値及び極間の放電
電圧の最大値を低くすることができるので、充電
電流の遮断途中に発生する地絡を抑制できる。
間距離１に対して電極の直径が２〜４の比率にな
るように構成することによつて、充電電流の遮断
時に発生するサージ電圧の最大値及び極間の放電
電圧の最大値を低くすることができるので、充電
電流の遮断途中に発生する地絡を抑制できる。
第１図はガス絶縁変電所の構成図、第２図は充
電電流の遮断時の波形を示す説明図、第３図はこ
の発明の要部を示す断面図、第４図は極間の絶縁
回復電圧の特性を示す説明図、第５図及び第６図
は絶縁回復電圧の急上昇点の効果を示す説明図、
第７図は絶縁回復電圧の変化の様子を示す説明図
である。 図において、１は金属容器、２は固定側電極、
３は可動側電極である。
電電流の遮断時の波形を示す説明図、第３図はこ
の発明の要部を示す断面図、第４図は極間の絶縁
回復電圧の特性を示す説明図、第５図及び第６図
は絶縁回復電圧の急上昇点の効果を示す説明図、
第７図は絶縁回復電圧の変化の様子を示す説明図
である。 図において、１は金属容器、２は固定側電極、
３は可動側電極である。
Claims (1)
- １ 接地される金属容器に絶縁性ガスとともに収
納され、電力系統の無負荷母線に流れる充電電流
を開閉するものにおいて、開離時における一対の
電極間距離１に対して上記電極の直径が２〜４の
比率になるようにしたことを特徴とするガス絶縁
断路器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603484A JPS6135108A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | ガス絶縁断路器 |
| DE19853526516 DE3526516A1 (de) | 1984-07-24 | 1985-07-24 | Isoliergas-trennschalter |
| CH321585A CH667941A5 (de) | 1984-07-24 | 1985-07-24 | Gasisolierter trenner in einem geerdeten metallgehaeuse. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15603484A JPS6135108A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | ガス絶縁断路器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135108A JPS6135108A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0376083B2 true JPH0376083B2 (ja) | 1991-12-04 |
Family
ID=15618868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15603484A Granted JPS6135108A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | ガス絶縁断路器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6135108A (ja) |
| CH (1) | CH667941A5 (ja) |
| DE (1) | DE3526516A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19514514C2 (de) * | 1995-04-11 | 1997-02-20 | Siemens Ag | Überwachung einer gasisolierten Hochspannungsschaltanlage |
| EP2234232A3 (en) * | 2009-03-27 | 2013-10-23 | ABB Technology AG | High-voltage device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107498A (en) * | 1976-01-15 | 1978-08-15 | Westinghouse Electric Corp. | Disconnect switch and drive mechanism therefor |
| FR2344987A1 (fr) * | 1976-03-15 | 1977-10-14 | Merlin Gerin | Sectionneur de mise a la terre pour poste blinde a haute tension |
| DE2704389C3 (de) * | 1977-01-31 | 1980-06-26 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Trennschalter für metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen |
| DE2831134C2 (de) * | 1978-07-13 | 1980-08-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Metallgekapseltes, druckgasisoliertes Hochspannungsschaltgerät |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15603484A patent/JPS6135108A/ja active Granted
-
1985
- 1985-07-24 DE DE19853526516 patent/DE3526516A1/de active Granted
- 1985-07-24 CH CH321585A patent/CH667941A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH667941A5 (de) | 1988-11-15 |
| DE3526516A1 (de) | 1986-02-06 |
| JPS6135108A (ja) | 1986-02-19 |
| DE3526516C2 (ja) | 1992-09-10 |
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