JPH0724886Y2 - ガス絶縁開閉装置の通電異常検出センサ取付部構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ガス絶縁密閉装置（以下GISと略称する）
における大電流通電部の接触不良など通電異常の検出装
置、ことにその温度センサの取付部構造の改善に関す
る。

〔従来の技術〕

GISは接地された密閉金属容器内にSF₆ガス等の絶縁ガス
とともに、遮断器，断路器等の開閉機器やケーブルヘッ
ド、およびこれらを導電接続する大電流導体が収納さ
れ、絶縁スペーサ等の絶縁支持材によって密閉金属容器
（以下密閉容器と略称する）に絶縁支持される。このよ
うに構成されたGISにおいては開閉機器の電流開閉性能
や大電流通電部の絶縁性能とともに、大電流の通電性能
が重要視される。すなわち、開閉機器の接触子や大電流
導体の接続部に電気的接触不良等が発生すると、接触部
に電流の局部的集中が起こり、この部分の導体温度が異
常に上昇し、時には導体の溶断による通電不能や、アー
クによる地絡事故等の絶縁異常にまで発展する危険性が
ある。

そこでこのような通電異常を密閉容器の温度上昇として
密閉容器の外側から検出するために、通電異常検出装置
を設け、通電異常を早期に発見して事故の発生を未然に
防ぐ試みがなされている。

考案が解決しようとする課題 GISは遮断器，断路器などの開閉機器をその主要構成要
素としてもっている。これらの機器は事故電流，負荷電
流，充電電流などの電流を開閉する。電流開閉時には、
開閉過渡現象としてGISの接地された密閉容器にはサー
ジ電圧が発生する。このサージ電圧はGISの定格，開閉
する電圧，電流条件によって異なるが、数kVないし数10
kVに達する。したがって、センサとしての例えば熱電対
やサーミスタ等を直接GIS容器へ取付けると、センサは
勿論のことセンサの出力を増幅，演算する装置まで絶縁
破壊することとなる。このような不都合を避けるため、
センサ部は密閉容器外壁と絶縁物により絶縁しサージ電
圧に耐えるようにする必要があるが、こうすると絶縁物
は一般に熱の不良導体であるためGIS外壁の温度を正確
に検出できないという矛盾が生じ、有効な解決策が待ち
望まれている。

この考案の目的は、耐サージ電圧性能と密閉容器温度の
検出性能との二つの性能を兼ね備えたセンサ取付部構造
を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この考案によれば、密閉金
属容器に絶縁ガスとともに収納された大電流通電部の通
電異常による温度上昇を、密閉金属容器外壁に導熱結合
された温度センサにより密閉金属容器の温度上昇として
検出するものにおいて、前記密閉金属容器を構成する金
属材料の熱伝導率と同等以上の熱伝熱率を有する磁器材
料からなる伝熱性電気絶縁板を介して前記温度センサの
感温部が前記密閉金属容器の外壁側に導熱結合されてな
るものとする。

〔作用〕

上記手段において、伝熱性電気絶縁板としてアルミナ磁
器（熱伝導率λ＝19.8ないし33.7Kcal/m・ｈ・℃），窒
化ほう素（λ＝19.8ないし68.6），窒化アルミニウム
（λ＝69.8ないし209），ベリリア磁器（λ＝279ないし
296），高熱伝導炭化けい素（λ＝341）等高熱伝導磁器
材料を用い、密閉容器の構成材料である軟鋼（λ＝46Kc
al/m・ｈ・℃），ステンレス鋼（λ＝14），アルミニウ
ム（λ＝175ないし198）等に対し、これらと同等以上の
熱伝導率を有する上記磁器材料と組み合わせて密閉容器
の材質に見合った伝熱性電気絶縁板とし、これを介して
温度センサの感温部を密閉容器に伝熱結合することによ
り、上記各磁器材料は少なくともその上限値側で10の13
乗Ω−cm以上に及ぶ体積抵抗率を有するので、耐サージ
電圧性能と密閉容器の温度検出性能とを同時に満足する
温度センサの取付部構造が得られる。

〔実施例〕 以下この考案を実施例装置に基づいて説明する。第１図
はこの考案の実施例装置を示す要部の側断面図である。
図において、１はGISの接地された密閉容器であり、そ
の内部に絶縁ガスとしてのSF₆ガス２とともに、開閉機
器としての例えば断路器の接触子４により電流が開閉さ
れる大電流導体３が収納された状態を示している。接触
子４に対向する密閉容器１の外壁側には日射による熱影
響を抑えるために内側容器16と外側容器17との間に断熱
材18や空隙を有する二重容器20の内部に通電異常検出装
置の温度検出部が設けられる。温度検出部は密閉容器１
の外壁面に溶接された通常密閉容器１と同じ材質の取付
座15に伝熱電気絶縁板（以下伝熱板と略称する）13が例
えば締付ボルト15A等により取付座15に密着するよう取
付けられる。11は保護管12を有する温度センサとしての
熱電対であり、その感温部11Aは伝熱板13に形成された
検温穴14内に伝熱板に密着するよう固定される。また熱
電対11は電線管ソケット19に連結される図示しない電線
管中を通電異常検出装置本体に向けて導かれる。

実施例装置において、例えば接触子４に通電異常が発生
してその温度が異常に上昇すると、絶縁ガス２の対流熱
伝達あるいは輻射熱伝達によって密閉容器１の温度も局
部的に上昇する。密閉容器の温度上昇は密閉容器と同等
の熱伝導率λを有する取付座15を介してさらに熱伝導率
の大きい伝熱性電気絶縁板13に伝わり、検温穴14に埋設
された熱電対11の感温部11Aを密閉容器の温度とほぼ同
じ温度に加熱するので、通電異常による密閉容器温度の
上昇をかなり正確に検出することができる。また、伝熱
性電気絶縁板13としてのアルミナ磁器，ベリリア磁器，
窒化ほう素，高熱伝導炭化けい素はいずれも常温で10の
13乗のΩ−cm以上の体積抵抗率を持ち、窒化アルミニウ
ムも体積抵抗率の高いものは同等の電気絶縁性を有する
とともに、固体絶縁材料としての高い耐電圧性能を持
ち、かつベリリア磁器は500℃の高温でも10の12乗Ω−c
mの高い体積抵抗率を維持し、アルミナ磁器も10の８乗
Ω−cmを維持するので、密閉容器１の伝導率および予想
温度を勘案して伝熱性電気絶縁板13の材質を選ぶことに
より、温度検出性能はもとより、収納開閉機器から発生
するサージ電圧から温度センサを含む通電異常検出装置
を保護する機能を同時に得ることができる。

〔考案の効果〕

この考案は前述のように、温度センサの感温部とGISの
密閉容器との間に、熱伝導率が密閉容器のそれと同等以
上で電気絶縁抵抗が高く、かつ耐電圧性能にも優れた磁
器材料からなる伝熱性電気絶縁板を介在させるように構
成した。その結果、GISの収納機器の通電異常による密
閉容器の温度上昇を正確に検出する機能と、収納機器の
開閉によって密閉容器に生ずるサージ電圧から通電異常
検出装置を保護する機能を同時に得ることが可能とな
り、従来技術で問題となったサージ電圧による通電異常
検出装置の故障を回避し、かつ密閉容器温度を正しく検
出できる通電異常検出センサ取付部構造を備えたガス絶
縁開閉装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例構造を示す要部の側断面図で
ある。 1:密閉金属容器、2:絶縁ガス、3:大電流導体、4:接触
子、11:温度センサ（熱電対）、11A:感温部、13:伝熱性
電気絶縁板、14:検温穴、15:取付座、20:二重容器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉金属容器に絶縁ガスとともに収納され
   た大電流通電部の通電異常による温度上昇を、密閉金属
   容器外壁に導熱結合された温度センサにより密閉金属容
   器の温度上昇として検出するものにおいて、前記密閉金
   属容器を構成する金属材料の熱伝導率と同等以上の熱伝
   導率を有する磁器材料からなる伝熱性電気絶縁板を介し
   て前記温度センサの感温部が前記密閉金属容器の外壁側
   に導熱結合されてなることを特徴とするガス絶縁開閉装
   置の通電異常検出センサ取付部構造。