JPH11203993A - 遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブッシングを有する遮断器のブッシング頭部
から外閃地絡する場合、この遮断器そのものの異常では
ない。しかし、この外閃地絡電流がブッシング変流器内
部を通過して流れるとブッシング変流器は遮断器内部の
異常発生として検出し、異常を誤表示し、かつこの遮断
器をトリップさせる。その結果、その後の点検、復旧に
手間取ることとなる。 【解決手段】 ブッシング２の周囲の、主回路端子１と
ブッシング変流器３との間でブッシング変流器３に近い
位置に、シールドリング１３を設ける。シールドリング
１３は変流器カバー３２とは絶縁され、また、接地導体
１９によりブッシング変流器３の外側を経由してアース
に接続される。これにより外閃地絡電流はブッシング変
流器３をバイパスして流れ、誤警報が出ることはなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発電所、変電所
などで用いられる遮断器に関し、更に詳しくは、その保
護動作を安定化させるためのものである。

【０００２】

【従来の技術】高電圧。大電流の電力線には、この電力
線を必要に応じて遮断するための遮断器が要所に用いら
れている。この遮断器は負荷あるいは電力線の他の場所
で例えば地絡などの異常が生じた時に、それら異常を検
出する装置からの指令によって電力線を遮断する動作を
行うことは勿論であるが、遮断器内部で異常が発生した
ときには、他から指令を受けなくとも自ら遮断動作して
事故の拡大を防止するように構成されている。

【０００３】図９は従来の遮断器の全体構成図（正面
図）、図１０は図９の側面図である。図９〜図１０にお
いて、１は電力線に接続される主回路端子、２は主回路
端子１の下方に絶縁性の筒によって構成され内部には主
回路端子１に接続される電流導通路２１が設けられたブ
ッシングである。３はブッシング２の下方に設けられ電
流導通路２１に流れる電流を検出して監視する（監視と
検出が分離されているものもあるが）ブッシング変流器
であり、ブッシング変流器３は検出した電流値が所定の
レベルを超えた場合には、遮断器内部の電流が異常であ
るという警報信号を発する。

【０００４】４は電流導通路２１を遮断する遮断装置
（図示しない）が収納されているタンクであり、タンク
４とブッシング２の内部は一般にはＳＦ６などの絶縁性
ガスが満たされている。５はタンク４を支える脚であり
大地に接地されている。

【０００５】図９のブッシング変流器３の付近の構造を
更に詳しく説明するため、図１１にその付近の要部拡大
図を示す。図１１において２２はブッシング２の内部に
設けられた内部シールド、２５は内部シールド２２を支
える保持具であるが、これらは本発明と直接関係がない
ので詳細な説明は省略する。２３はブッシング２を取付
けるためのフランジであり、構造的強度を得るため金属
で製作されている。２４はフランジ２３を構造的に支え
る気密フレームであり、詳細は示さないが電気的には脚
５に接続され大地アースされている。３１はブッシング
変流器３を構成する電流検出コイルで電流導通路２１を
包むように、また、主回路の耐電圧性能を確保し、保守
を容易とするために気密フレーム２４の外側に設けられ
ている。３２は電流検出コイル３１のカバー（変流器カ
バーとも言う）である。

【０００６】次ぎに動作について図により説明する。正
常動作時には図９の２つの主回路端子１の間に電流が導
通している。この電流は電流導通路２１を経由して流れ
ているので、その電流はブッシング変流器３の電流検出
コイル３１により検出され、図示しない監視回路によっ
て監視されている。検出した電流値に異常がなければ何
の信号も出力されない。次ぎに、何らかの理由により電
流導通路２１に流れる電流値があらかじめ定めた所定値
を越えたときには、図示しない監視回路が、遮断器の電
流検出コイル３１の保護範囲内で異常が生じたものと判
断し、図示しないが遮断器の電流検出器コイル３１の保
護範囲内の異常の警報表示を行うとともに、タンク４内
の遮断装置を動作させて主回路を遮断する。

【０００７】ところで、まれではあるが、例えば接続さ
れている送電線に落雷などがあった場合に、それが引金
となって、主回路端子１といずれかの接地電位部例えば
フランジ２３との間に外部の空間を通して閃絡（空中放
電）が生じ、しかも、電流導通路２１を流れる電流には
何らの異常も生じないと言うことがある。この場合、本
来、電流値に異常がなく、遮断器の電流検出コイル３１
の保護範囲内には異常がないのであるから、ブッシング
変流器３は異常電流を検出せず、その異常表示も表示さ
れないはずである。しかし、閃絡電流は一般には高い尖
頭値を有し、又、その一部が気密フレーム２４を流れる
（即ち電流検出コイル３１の内部を流れる）ため、ブッ
シング変流器３の出力信号に異常が生じ、その結果、遮
断器の電流検出コイル３１の保護範囲内に異常が生じて
いないにも関わらず、異常が生じたむねの誤った警報信
号が発信されてしまう。このような誤表示が発信される
と、遮断器の電流検出コイル３１の保護範囲内で異常が
生じたものとして、この遮断器以外の他の遮断器を１台
又は複数台動作させ、不必要に停電範囲を広げてしまう
と言う問題がある。

【０００８】この時、当然この遮断器も動作するが、こ
の遮断器の動作そのものは、ここでは問題視していな
い。なぜなら遮断器の電流検出コイル３１の保護範囲内
の異常が検出されなかった場合も、閃絡は別の図示しな
い電流検出コイルの保護システム（例えば地絡検知）に
よって検知され、この遮断器とは限らないいずれかの遮
断器によって遮断されるからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の遮断器は以上の
ように構成されているので、ブッシングの外部に生じた
閃絡によって、ブッシング変流器の出力が異常となり、
この遮断器の電流検出コイルの保護範囲内に異常が生じ
たかの如くに誤動作することがある、という問題があっ
た。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ブッシングの外部気中で外閃地
絡した際、ブッシング変流器内部への地絡電流の流れを
絶ち、遮断器の誤動作を防止できる遮断器を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る遮断器
は、絶縁物の筒で構成され、一端に電力線を接続する主
回路端子、内部に電流導通路を有するブッシング、この
ブッシングの他端に設けられ前記電流導通路を流れる電
流を検出する電流検出手段、前記電流導通路に接続され
前記電流検出手段の検出した電流値が所定の値を超えた
とき、上記電流導通路を流れる電流を遮断する電流遮断
手段、とを有する遮断器であって、上記ブッシングの周
囲の、上記電流検出手段と前記主回路端子の間で上記電
流検出手段に近い位置に設けられ、上記主回路端子から
上記ブッシングの外側空間を通って流れる外閃地絡電流
を接地線へバイパスする外閃地絡電流バイパス手段を有
するものである。外閃地絡電流バイパス手段は、発生し
た外閃地絡電流をブッシング変流器の外側を通ってアー
スに逃すので、ブッシング変流器が誤警報信号を発信す
ることがないように作用する。

【００１２】この発明の遮断器は、ブッシングの周囲
の、電流検出手段と主回路端子との間で上記電流検出手
段に近い位置に設けられ、前記ブッシングの最大外径よ
り大きい内径を有するシールドリングと、このシールド
リングを接地する接地手段とを含むものである。シール
ドリングは主回路端子から発生する外閃地絡を受け、接
地手段は受けた地絡電流をアースに逃すので、外閃地絡
の際、ブッシング変流器が誤警報を発することがないよ
うに作用する。

【００１３】この発明の遮断器は、接地手段がシールド
リングを電流検出手段の外側を経由して、大地又は大地
に接続された接地物に接続されている導線からなるもの
である。電流検出手段の外側を経由して、大地又は大地
に接続された接地物に接続されている導線からなる接地
手段は、外閃地絡の際、ブッシング変流器が誤警報を発
することをなくすように作用する。

【００１４】この発明の遮断器は、シールドリングが電
流検出手段の表面に設けた絶縁手段により保持されてい
るものである。絶縁手段はシールドリングと電流検出手
段のカバーとの間を絶縁することによって、外閃地絡電
流が電流検出手段の内部を経由して流れると言うことを
なくすように作用する。

【００１５】この発明の遮断器は、絶縁手段がブッシン
グの中心軸に対してシールドリングの位置を少なくとも
軸方向に移動させる軸方向調整機構を有するものであ
る。絶縁手段に設けられた軸方向調整機構は、シールド
リングとブッシング下部のフランジとの距離を調整可能
とし、シールドリングのシールド性能と電流バイパス性
能とを最適に調整できるように作用する。

【００１６】この発明の遮断器は、絶縁手段がブッシン
グの中心軸に対してシールドリングの位置を軸に直交す
る方向に移動させる横方向調整機構を有するものであ
る。絶縁手段に設けられた横方向調整機構は、シールド
リングのシールド性能と電流バイパス性能とを最適に調
整できるように作用する。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る遮断器の全体構成図、図２は図１の
側面図、図３は図１の要部を示す断面図である。図に於
いて、１は電力線に接続される主回路端子、２は主回路
端子２の下方に絶縁性の筒によって構成され内部には主
回路端子１に接続される電流導通路２１が設けられたブ
ッシングである。３はブッシング２の下方に設けられ電
流導通路２１に流れる電流を検出して監視する（監視と
検出が分離されているものもあるが）ブッシング変流器
（この発明に言う電流検出手段）であり、ブッシング変
流器３は検出した電流値が所定のレベルを超えた場合に
は、遮断器内部の電流が異常であるという警報信号を発
する。（この警報の出力はブッシング変流器３に接続さ
れた他の装置で行われる場合もある）

【００１８】４は電流導通路２１を遮断する遮断装置
（図示しない、この発明に言う遮断手段）が収納されて
いるタンクであり、タンク４とブッシング２の内部は一
般にはＳＦ６などの絶縁性ガスが満たされている。５は
タンク４を支える脚であり大地に接地されている。

【００１９】ブッシング変流器３の付近の構造を更に詳
しく説明するため、図３にその付近の要部断面図を示
す。図３において２２はブッシング２の内部に設けられ
た内部シールド、２５は内部シールド２２を支える保持
具であるが、これらは本発明と直接関係がないので詳細
な説明は省略する。２３はブッシング２を取付けるため
のフランジであり、構造的強度を得るため金属で製作さ
れている。２４はフランジ２３を構造的に支える気密フ
レームであり、詳細は示さないが電気的には脚５に接続
され大地アースされている。３１はブッシング変流器３
を構成する電流検出コイルで電流導通路２１を包むよう
に、また、主回路の耐電圧性能を確保し、保守を容易と
するために気密フレーム２４の外側に設けられている。
３２は電流検出コイル３１のカバーである。

【００２０】図１中のＡは説明のための補助線で、外閃
地絡の時、主回路端子１とアースとの間に流れる電流の
経路を示している。Ｂは正常な主回路電流の経路を示し
ている。

【００２１】１３はブッシング２の外周部に沿って、主
回路端子１とブッシング変流器３との間のブッシング変
流器３に近い位置に設けられたシールドリングである。
１５はシールドリング１３を保持するステーションポス
ト碍子（この発明に言う絶縁手段）であり変流器カバー
３２の上に取付けられている。１４はステーションポス
ト碍子１５によってシールドリング１３と変流器カバー
３２との間にある間隙である。

【００２２】１９は一端がシールドリング１３に接続さ
れ他端がタンクの脚５に点１９２で接続された接地導体
（接地手段）である。点１９２はブッシング変流器３よ
り下部にある接地点である。なお、図示しないが脚５が
接地されていることは言うまでもない。シールドリング
１３と接地導体１９は、この発明に言う外閃地絡電流バ
イパス手段である。

【００２３】次ぎに、動作について図により説明する。
外閃地絡が生じていない正常状態では従来の遮断器と変
るところはない。即ち、主回路端子１に流れ込んだ電流
は電流導通路２１を流れ（電流Ｂ）、ブッシング変流器
３内の電流検出コイル３１の中を通る。そして、ブッシ
ング変流器３の出力信号は、ブッシング変流器３の内部
で、あるいは図示しない別の回路によってあらかじめ定
められた所定の値の範囲内かどうか判定される。正常な
範囲内にある場合は特別な操作は行われない。

【００２４】次ぎに、外閃地絡が生じる場合について説
明する。シールドリング１３は主回路端子１とブッシン
グ変流器３との間に設けられているから、距離的には他
のどの接地物よりも主回路端子１に近い。そこで主回路
端子１から発生する外閃はブッシング２の外部を通って
（図示ルートＡ）必ずシールドリング１３との間で生じ
る。

【００２５】この時、シールドリング１３は接地導体１
９（この発明に言う接地手段）によって、ブッシング変
流器３の外側を経由してアースされ、かつ、シールドリ
ング１３はブッシング変流器３のカバー３２やフランジ
２３からは絶縁されているので、外閃地絡電流Ａはブッ
シング変流器３の外部をパイパスして流れ、その出力に
影響することが全くない。

【００２６】外閃地絡電流バイパス手段の構造について
更に詳しく説明する。シールドリング１３は導電性金属
で構成することは勿論であるが、その断面積が外閃地絡
電流に耐えられる電流容量を持つものとする必要があ
る。また、シールドリング１３の内径は、次のようにし
て決定する。即ち、外閃が生じたとき、接地導体１９の
インピーダンスによってシールドリング１３はある程度
の電位を持つが、シールドリング１３と例えばフランジ
２３との距離があまりに近いと、この電位によって両者
の間に閃絡が生じる。この閃絡による電流はブッシング
変流器３の内部を通るから誤動作につながり好ましくな
い。このような閃絡が生じないように適当な距離をとれ
るような内径寸法とするのである。

【００２７】また、シールドリング１３の取付け位置
（つまり間隙１４の厚み、あるいはステーションポスト
碍子１５の長さで決る）は主回路端子１に近すぎるとブ
ッシングの本来の絶縁耐圧機能が損われるし、変流器カ
バー３２に近すぎると外閃電流のバイパス機能が低下す
るから、一般には変流器カバー３２の表面から数ｃｍ〜
１０数ｃｍとするのが適当である。

【００２８】接地導体１９は図では１〜２本としている
が、更に多く、また太いものとしても良い。接地導体１
９の接地点１９２はブッシング変流器３よりもアースに
近いことが必須条件である。ステーションポスト碍子１
５はシールドリング１３を完全に絶縁できる機能を有す
るものであれば、他の形式、材質のものでも良い。もし
も接地導体１９が十分な機械的強度を有するものなら、
ステーションポスト碍子１５は必ずしも必要ではない。

【００２９】外閃地絡電流バイパス手段は、シールドリ
ング１３と接地導体１９からなる、きわめて簡単な構成
であるので、既設の遮断器に現地で取付けることも容易
であるという特徴がある。その場合シールドリング１３
は２つ割れの半円状のリングを２枚合わせて構成しても
良い。あるいは、複数個の円弧状に分割したものをリン
グ状に組合わせて構成しても良い。

【００３０】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２による遮断器の要部構成図である。図４において図１
と類似する部分は同符号を付してその詳細な説明は省略
する（以下各図も同様）。外閃電流Ａがブッシング変流
器３内を通過しないようにするための他の方法として、
図４に示すようにアークホン４０をブッシング変流器３
の主回路端子１に向う面に接近して取付ける。変流器カ
バー３２やフランジ２３とアークホン４０とは絶縁物４
１（この発明に言う絶縁手段）によって絶縁された構成
となっている。アークホン４０は接地導体１９によって
ブッシング変流器３の外部を経由してアースされてい
る。

【００３１】実施の形態３．図５は実施の形態３による
遮断器の全体構成図である。図６は図５の側面図であ
る。図に於いて５１はシールドリング１３から直接大地
に接地された直接接地導体である。直接大地に接地する
ことにより、図１のように脚５を経由してアースするよ
りも、更にインピーダンスを低くできるので、バイパス
効果がより良くなるという効果が得られる。

【００３２】このような直接アースする直接接地導体５
１は実施の形態２の図４のアークホン４０に適用するこ
ともできる。

【００３３】実施の形態４．遮断器が用いられる送配電
線の電圧の高さによって、ブッシング２の高さや外径が
異なることは周知である。また、通電する電流容量によ
ってブッシング変流器３の大きさ（場合によっては変流
器カバー３２の大きさ）も異なる。実施の形態１の図１
で説明したシールドリング１３の内径はブッシング２の
下部の外径に対応して決定される必要があるが、ブッシ
ング２は寸法が系列化されて製造されているから、これ
に合わせてシールドリングの外径寸法を種々そろえるこ
とは可能である。しかし、図３のステーションポスト碍
子１５を、その高さや太さの異なるものを色々そろえる
ことは、種類が多くなりすぎてきわめて不経済である。

【００３４】そこで、シールドリング１３の取付け高さ
を自由に調節することができ、且つ、又、外径の異なる
シールドリング１３に対して共通に使用できる取付け
具、即ち、直径と高さが自由に調整できる取付け具が望
まれる。図７はこのような目的のために発明された取付
け具の例を示すものである。

【００３５】図に於いて、４２はセラミック又はプラス
ティック製のＬ形アングルを２個用いたもので、長円形
の取付け穴４３を有し、この長円形の穴４３に挿入した
ボルトナット４４によつて高さと取付け直径の調整が可
能である。図中Ｌはシールドリング１３とフランジ２３
との絶縁距離を示し、上記の高さと直径の調節によりＬ
を調整できる。

【００３６】寸法Ｌは外閃電流バイパス手段の機能を確
実なものとする上できわめて重要であり、Ｌが短すぎる
とシールドリング１３が外閃電流を受けてもブッシング
変流器３に電流の一部が流れてしまい初期の目的が達せ
られないことになる。また、Ｌが大きすぎるとブッシン
グ２の本来の絶縁耐圧性能が低下してしまう。即ち、こ
のＬを調整するものが絶縁率調整手段である。絶縁率調
整手段はギャップＬが調整出来るもの、即ち、シールド
リング２の直径の大小に対応できるものであれば、他の
形式でも良いので、図８に示すようなものでも良い。

【００３７】図８において、４６は上部にねじ穴、下部
に取付け脚が付いた碍管でシールドリング１３の絶縁が
確保される。４７は高さ調整用絶縁物で碍管４６のねじ
穴にねじ込んで高さが調整できるネジ４８を有してい
る。４９はシールドリング１３上に径方向に設けた長円
穴であり、ここに挿入するボルト４４により径方向の位
置の調整が可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ブッ
シングの周囲、電流検出手段と主回路端子の間で電流検
出手段に近い位置に、主回路端子からブッシングの外側
空間を通って流れる外閃地絡電流を接地線へバイパスす
る外閃地絡電流バイパス手段を設けたので、外閃地絡電
流をブッシング変流器が遮断器の電流検出コイルの保護
範囲内の異常として検出し、警報出力することがなくな
るという効果がある。

【００３９】また、この発明によれば、シールドリング
とシールドリングを接地する接地手段によるきわめて簡
単な構成で外閃地絡電流をバイパスさせることができ
る。

【００４０】また、この発明によれば、シールドリング
を電流検出手段の外側を経由して接地する接地手段を設
けたので、外閃地絡電流が確実にブッシング変流器をバ
イパスするようにさせることができる。

【００４１】また、この発明によれば、シールドリング
を変流器カバーから絶縁して保持しているので、外閃地
絡電流が確実にブッシング変流器をバイパスするように
させることができる。

【００４２】また、この発明によれば、絶縁手段はシー
ルドリングを軸方向又は軸に直交する方向に位置調整で
きるので、シールドリングの効果を確実なものとするこ
とが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による遮断器の全体
構成図である。

【図２】 図１の側面図である。

【図３】 図１の要部詳細断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による遮断器の要部
詳細断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３による遮断器の全体
構成図である。

【図６】 図５の側面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による遮断器の要部
詳細構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による遮断器の他の
詳細断面図である。

【図９】 従来の遮断器の全体構成図である。

【図１０】 図９の側面図である。

【図１１】 図９の要部構成図である。

【符号の説明】

１ 主回路端子、 ２ ブッシン
グ、３ ブッシング変流器、１３ シールドリング、
１４ 間隙、１５ ステーションポスト碍
子、 １９ 接地導体、２１ 電流導通路、
３１ 電流検出コイル、３２ 変流器カバー、
Ａ 外閃地絡電流、５１ 直接接地導
体、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁物の筒で構成され、一端に電力線を
   接続する主回路端子、内部に電流導通路を有するブッシ
   ング、 このブッシングの他端に設けられ前記電流導通路を流れ
   る電流を検出する電流検出手段、 前記電流導通路に接続され前記電流検出手段の検出した
   電流値が所定の値を超えたとき、上記電流導通路を流れ
   る電流を遮断する電流遮断手段、とを有する遮断器であ
   って、 上記ブッシングの周囲の、上記電流検出手段と前記主回
   路端子の間で上記電流検出手段に近い位置に設けられ、
   上記主回路端子から上記ブッシングの外側空間を通って
   流れる外閃地絡電流を接地線へバイパスする外閃地絡電
   流バイパス手段を有することを特徴とする遮断器。
2. 【請求項２】 外閃地絡電流バイパス手段は、ブッシン
   グの周囲の、電流検出手段と主回路端子との間で上記電
   流検出手段に近い位置に設けられ、前記ブッシングの最
   大外径より大きい内径を有するシールドリングと、 このシールドリングを接地する接地手段とを含むもので
   あることを特徴とする請求項１に記載の遮断器。
3. 【請求項３】 接地手段はシールドリングを電流検出手
   段の外側を経由して、大地又は大地に接続された接地物
   に接続されている導線からなることを特徴とする請求項
   ２に記載の遮断器。
4. 【請求項４】 シールドリングは電流検出手段の表面に
   設けた絶縁手段により保持されていることを特徴とする
   請求項２に記載の遮断器。
5. 【請求項５】 絶縁手段はブッシングの中心軸に対して
   シールドリングの位置を少なくとも軸方向に移動させる
   軸方向調整機構を有することを特徴とする請求項４に記
   載の遮断器。
6. 【請求項６】 絶縁手段はブッシングの中心軸に対して
   シールドリングの位置を軸に直交する方向に移動させる
   横方向調整機構を有することを特徴とする請求項４に記
   載の遮断器。