JPH067139B2 - ガス絶縁電気装置のサ−ジ測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、主としてＳＦ₆ガスを絶縁媒体とするガス絶
縁開閉装置や管路気中送電装置などのガス絶縁電気装置
に使用される絶縁スペーサの内部に埋め込まれている電
極を利用して、ガス絶縁電気装置内のサージ電圧を測定
するガス絶縁電気装置のサージ測定方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ ガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置では、高電圧導体
を接地金属容器内に絶縁支持するため、絶縁スペーサが
数多く使用される。この絶縁スペーサは、例えば特公昭
５４−４４１０６号公報および特開昭５５−１５５５１
２号公報に示すようにエポキシ樹脂などの熱硬化性合成
樹脂からなる絶縁スペーサ本体で高電圧導体を支持し、
このスペーサのフランジ部に取付ボルト用の埋金が埋め
こまれている。さらにＳＦ₆ガスが不平等電界で絶縁特
性を低下する傾向にあるため、この対策として高電圧導
体の周りに接地シールドが一体に埋めこまれこの電位は
取付ボルト孔を兼用する接地用埋金を介して確保してい
るのが普通である。

第３図及び第４図に従来の絶縁スペーサの縦断面図並び
にこの絶縁スペーサを用いたサージ測定装置を示す。１
は高電圧導体、２は絶縁ガス、３は接地容器である。４
は絶縁スペーサ本体である。高電圧導体１相互を接合す
る通電部材４１は絶縁スペーサ本体４と一体に注形され
ている。６は金属フランジであり、これも絶縁スペーサ
本体４に一体に注形されている。７１，７２は絶縁スペ
ーサ本体４に一体に注形された導電性リングであり、こ
のリングのうち７１は常時設置され、これによって容器
３と前述のように構成された絶縁スペーサ４０との結合
部の電界を緩和し、絶縁性能の向上に寄与している。７
２は任意に、常時または一時的に電位を浮遊させること
が可能な構造となっており、高圧側充電部の電圧測定、
およびコロナ測定に使用される。つまり、金属リング７
２を電位的に浮遊させると高電圧導体１と金属リング７
２間および金属リング７２と接地容器３、あるいは金属
フランジ６間の静電容量分圧により、金属リング７２に
は電圧側充電部電圧に比例した電圧が誘起される。

この電圧を金属フランジ６とは絶縁された導電性部材に
より、金属フランジ６に設けられる開孔を通して、外部
に取り出すことにより、高圧側充電部の検電、即ち電圧
測定及びコロナ測定などをおこなうことができる。

ところで上述した構成の絶縁スペーサ４０を使用した装
置におけるコロナ測定は、安全上の要請から、金属リン
グ７２から絶縁スペーサ４０の外部へは２か所に端子が
引き出されていた。またこの絶縁スペーサ４０を使用し
てガス絶縁開閉装置内のサージを測定するときは、第４
図に示すように、一か所の引出端子８ａと金属フランジ
６との間にコンデンサ２１を接続し、このコンデンサ２
１の端子間に測定器２０を接続して測定するようにな
し、他の引出端子８ｂは解放状態としていた。しかしな
がらこの従来の絶縁スペーサにおいては以下のような欠
点がある。

すなわち、絶縁スペーサ４０内に２個の金属リング７
１，７２を金属フランジ６と共に一体に注形する必要が
あり、注形時に注形工数がかかること、又、構造的に複
雑になることなどからコスト高になる。

また、絶縁物内に複数個の小さな金属リングを一体に注
形することは機械的、特に熱応力的にも好ましくなく、
クラック割れ発生の原因にもなる。従って、絶縁物内に
一体注形される金属リングの個数は必要最小限であるこ
とが望まれていた。

［発明の目的］ 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、構造が簡単
で製作が容易であり、機械応力的にも好ましい構造の絶
縁スペーサを利用してサージ電圧を測定することができ
るようにしたガス絶縁電気装置のサージ測定方法を提供
することを目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために本発明によれば絶縁スペーサ
本体と金属フランジを分離した構造の絶縁スペーサを使
用するとともに絶縁スペーサ本体内部に埋め込まれた１
つのリング状電極から、２か所もしくは等配された３か
所以上の場所において、前記絶縁スペーサの外部に端子
を引き出し、それぞれの引出端子と金属フランジとの間
に等しい容量のコンデンサを夫々接続し、それらのコン
デンサの少なくとも一か所の端子電圧を測定するように
したものである。

［実施例の構成］ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。

第３図、第４図に示した部品と同一部品には同符号を符
している。第２図は、従来の絶縁スペーサの欠点をなく
すために改良された絶縁スペーサの構造を示したもので
ある。

第２図において、高電圧導体１を、絶縁スペーサ４０を
介して絶縁ガス２が充填された接地容器３内に支持配設
する。通常接地容器３の端部には、接地容器３相互を連
結するために連結フランジ５が設けられている。絶縁ス
ペーサ４０はこの連結フランジ５相互に挟持される形で
高電圧導体１を接地容器３内に支持配設する。絶縁スペ
ーサ４０は、連結フランジ５相互に挟持される金属フラ
ンジ６及びこれと係合される絶縁スペーサ本体４とから
構成し、そしてこれら従来の様に一体注形して製作する
ことなく、別個に単独に製作し、機器組立時に一体とし
て組込んで製作する。尚、絶縁スペーサ本体４と連結フ
ランジ５との間はオーリング３１を介して接合し、ガス
密を維持させている。

絶縁スペーサ本体４の外周部には、その厚さ方向中間部
に突出部４ａを設け、一方金属フランジ６の内周面に
は、その一側に突出部６ａを設ける。そして前記突出部
６ａの存在しない側から金属フランジ６を絶縁スペーサ
本体４にはめ込めばよい。

絶縁スペーサ本体４には、接地シールド７１が導体１と
同心的に埋め込まれている。絶縁スペーサ本体４と接地
シールド７１を一体注形するためには、絶縁スペーサ本
体４の中心軸と接地シールド７１の中心軸を一致させる
ために、接地シールド７１を少なくとも３点で支持する
必要がある。すなわち、接地シールド７１の平面を出す
ことが一体注形上必要となる。この支持具は、注形後ス
ペーサの外部に露出されるので、支持具を金属とし、こ
れをサージ測定用の端子として利用できる。

この支持具は３点もしくは４点に等配するのが注形上最
も得策である。即ち、支持具はすべて同一形状のもので
あることがその製作効率上望ましく、それぞれの支持点
に同一の力が加わるように設計するのがよい。たとえば
一点のみに大きな力が加わる支持方法にしたとき、支持
具の強度はこの最大強度に合わせて設計しなければなら
ず、他の支持点では過剰設計となり不効率である。ま
た、支持点の数が少なければ、一個の支持具にかかる力
が大きくなり強度が要求される。それに対し支持点の数
が多くなれば、支持具の数は多くなるが一個の支持具に
かかる力が小さくなり、強度の点では有利となる。以上
のことから、本発明では支持具を３点もしくは４点に等
配している。

そして第１図は、前記絶縁スペーサを利用したサージ測
定法の一実施例を示したものである。接地シールド７１
からの絶縁スペーサ注形時における支持具として利用し
た引出端子8a,8b,8c，８ｄを４か所に等配し、等しい容
量のコンデンサ２１，２２，２３，２４を引出端子８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと金属フランジ６間に夫々接続
し、このうちのコンデンサ２１の端子電圧をサージ測定
器２０で測定している。

このように構成した絶縁スペーサにおいては、絶縁スペ
ーサ本体の注形時は、接地シールド７１および支持金具
としての引出端子8a,8b,8c，８ｄの最小限のものが埋め
こまれるだけで足り、これは従来のフランジ締めつけに
使用する多くの埋め金を注形しなくともよいので作業の
改善および品質向上の安定に役立つことになる。また絶
縁スペーサ本体４と金属フランジ６とは、別体に個々に
作られるからその加工が非常に容易になり、その両者の
一体化は、止め金具とボルトとの使用で足りる。

一方サージ測定上では以下の主要な効果が得られる。

(1)サージ測定用の端子が２か所以上の場所に接地され
ているので、サージ測定器２０を取り付ける際、接地シ
ールド７１が高電位になることはなく、作業員に対して
も、ガス絶縁機器の信頼性からも安全である。すなわ
ち、接地シールド７１は常時金属フランジ６に接続して
おき、測定を行う場合のみコンデンサ２１〜２４に付け
換える。このとき、一つの端子と金属フランジ６の接続
をはずし、他の端子と金属フランジ６の接続をはずす前
にコンデンサを取り付ければ、それ以後、残りのすべて
の端子と金属フランジの接続をはずしても、接地シール
ド７１の電位は、先に接続したコンデンサにより抑制さ
れる。

(2)すべての端子８ａ〜８ｄにコンデンサ２１〜２４が
接地されているので、端子の電位がコンデンサにより抑
えられ、端子と金属フランジ６間が絶縁破壊することは
ない。もし、どれか一つの端子にコンデンサが接続され
ていないと、サージ発生時にその端子と金属フランジ６
間で絶縁破壊が起こることが工場試験で確認された。こ
の現象は次のような理由により発生する。ガス絶縁機器
内に発生する段路器サージやしゃ段器開閉サージは、そ
の発生時に２０ms以下の短時間内に電圧が数百ｋＶ変化
する。このような大きな電圧変化率に対して、接地シー
ルド７１はインダクタンスとして働き、このインダクタ
ンスにかなり大きな電圧が発生する。この電圧が絶縁破
壊の原因となる。コンデンサによりこの電圧を吸収でき
るので各端子にコンデンサを接続しておけば、端子と金
属フランジ６間が絶縁破壊することはない。第３図に示
す従来の絶縁スペーサでは、必須の２個の接地シールド
７１，７２が埋め込まれており、高圧導体１に近い接地
シールド７１は常に金属フランジ６に接地されていたの
で、接地シールド７２の引出端子の一個にコンデンサを
接続しなくてもこのような現象は発生しなかった。

(3)すべての端子に等しい容量のコンデンサを接続して
いるので、コンデンサ間の共振現象がなく、正確なサー
ジ測定が可能である。もし、端子が等配されていない
か、又はコンデンサの容量が異なっているか、或いはそ
の両方であると、それらのコンデンサは接地シールド７
１のインダクタンス成分により分離されるので、サージ
が発生した瞬間、各コンデンサに瞬間的に印加される電
圧が異なる。すると、各コンデンサと接地シールド７１
のインダクタンスで共振現象が発生し、正確なサージ測
定が不可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、構造が簡単で、
製作容易であり、機械応力的にも好ましい絶縁スペーサ
を利用した、ガス絶縁電気装置のサージの測定方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される絶縁スペーサを用いたサー
ジ電圧の測定法を示す図、第２図は第１図の絶縁スペー
サの一実施例を示す断面図、第３図は従来の絶縁スペー
サの縦断面図、第４図は従来のサージ電圧の測定法を示
す図である。 １…高電圧導体、２…絶縁ガス、３…接地容器、４…絶
縁スペーサ本体、５…接地容器フランジ、６…金属フラ
ンジ、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…支持金具（引出端
子）、２０…サージ測定器、２１，２２，２３，２４…
コンデンサ、３１…オーリング、４０…絶縁スペーサ、
４１…通電部材、７１…環状接地シールド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接地容器内に挿通した高圧導体を、接地容
   器の連結フランジ相互間に挟持固定される絶縁スペーサ
   により支持するようにしたガス絶縁電気装置に於て、前
   記絶縁スペーサは連結フランジ相互に挟持される金属フ
   ランジ並びにこの金属フランジと係合され、高圧導体と
   同心的に環状の接地シールドを埋込んだ絶縁スペーサ本
   体で構成され、前記絶縁スペーサ本体に埋込まれた接地
   シールドからは絶縁スペーサの外部に複数個の引出端子
   が導出され、この夫々の引出端子と前記接地容器或いは
   絶縁スペーサの金属フランジ間に等しい容量のコンデン
   サを夫々接続し、サージ測定にあたり前記コンデンサの
   うちの１つの端子電圧を測定するようにしたガス絶縁電
   気装置のサージ測定方法。
2. 【請求項２】接地シールドから導出される引出端子が、
   接地シールドに等配配置されている特許請求の範囲第１
   項記載のガス絶縁電気装置のサージ測定方法。
3. 【請求項３】引出端子が、接地シールドを絶縁スペーサ
   本体内に一体に埋込む際に用いられる支持金具である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のガス絶縁電気装置
   のサージ測定方法。