JPS5942457A - ガス絶縁機器の電圧検出装置 - Google Patents

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】 り発明の技術分野］ 本発明はガス絶縁機器に設けられる電圧検出装置に関す
るものである。

［発明の技術的背景］ 近年の電力需要の増大伴い、送電系統Ｃま長距離化、複
雑化の一途をたどっている。また、超高圧、超々高圧と
いった送電電圧の高い系統では、個々の単一系統の送電
容量が非常に大きくなっている為、万が一送電線で地絡
或いは短絡事故が発生して、奢幾器に損傷を与える恐れ
のある場合には、できるだけ速やかにこれを復旧するこ
とが、電力供給の安定を保つ上での重要な責務となって
いる。

この為、送電線上の地絡点或いは短絡点を検出部る為の
故障点標定装置が開発され、多く用いられ゛つつある。

その中でサージ受信型の故障点標定の手段は、各電気所
内の送電線の複数の端子に、サージ波形受信装置を設置
することにより、送電線上を伝搬して端子に到達する事
故り一−ジ波形を受信し、各受信装置間の受信時刻を比
較づることで送電線故障点を標定するものである。。

事故り一−ジ波形の受信方法とし゛（は、まず、電気所
内の主母線または送電線引込み端子に接続されたコンデ
ンサ形計器用変圧器または搬送波用コンデンサ結合器に
、サージ受信用−１ンデンサ分圧器を接続することによ
り、事故サージ波形を取り出す。そして、この取り出さ
れたサージ波形を、建屋内に設置されたサージ受信器等
からなる故障点標定回路に伝達する。

主母線または送電線の引込み端子については、以下に述
べる様に、ガス絶縁開閉装置において既に設けられてい
る計器用変成器（以下ＰＤと呼ぶ）の検出装置を利用し
、この検出装置と一体的にり一一ジ受信器〈以下「Ｌと
呼ぶ）の検出装置を設ける方式が採用されている。

即ち、近年電気所スペースの大幅縮小化、低騒音化、耐
汚損性能の向上、及び美観の改善を目的として、ＩＡ開
閉置として、開閉装置本体が絶縁ガスと共に密閉容器に
収納されたガス絶縁開閉装置が数多く採用されてきてい
る。この様なガス絶縁開閉装置においでは、線路電圧及
び母線電圧を測定する為に、密閉容器内部のガス空間を
利用し、ガス絶縁開閉装置の充電部に対して絶縁ガスに
よって絶縁された電極を対峙させてコンデンサを形成す
ることにより、充電部の電位をコンデンザ分圧し、この
分圧電位を前記電極によりガス絶縁開閉装置外に導き計
器用変成器に連絡する。この計器用変成器の検出部以外
に、サージ受信器用の検出装置を別個に設けることは電
器機器の縮小化に反Ｊ゛る・しのであり、現在、この４
器用変成器の検出装置にり′−ジ受信器用の検出機能も
付加し一体化する方式が採用されつつある。この検出装
置の一体化方式は、別個の検出装置を設ける場合に比し
、ガス絶縁開閉装置の小型化を東ツものである。

検出装置の一体化方式を採用した、サージ電圧を取り出
り為の回路図の一例を第１図に示づ。この回路は、主母
線または送電線の引込み端子１に共通コンデンナＣｏを
接続し、この共通二】ンデン’ｔ　ＣＩ）から二つに分
岐した一方にはＰＤ側の第１゜第２コンデザＣ＋　、Ｃ
２を直列に接続し、他方にはＦＬ側の第１．第２コンデ
ンザＣ＋−、Ｃ２−を直列に接続し、各々最終端を接地
りる。各コンデンサーにより分圧されたサージ電圧のう
ち、１−）Ｄ側鎖２コンデンサＣ２に分圧された電圧は
、同軸ケーブル２を通じて計器用変成器用の増幅器４に
導入される。また、ＰＬ側第２コンデンサＣ２に分圧さ
れた電圧は、サージ受信器用光変換回路３　　　′に伝
達され、光信号に変換された後、光ケーブルを通じてサ
ージ受信器に導入される。

なお、Ｆ［側鎖２コンデンサＣ２−に分圧された電圧を
サージ受信器用光変換回路３に伝達する回路において、
ＦＬ側第２コンデンサＣ２’−に並列にリアクタンスし
が挿入され、［し側鎖２コンデンザＣ２−と対をなして
ローパスフィルターを形成している１、また、前記コン
デンサのうちＩ）　Ｄ側鎖１コンデンサＣ１−及びＦＬ
側第１コンデン　　　：すＣ＋−は、引込み端子１から
飛込んだザージが往復反射しこの反射サージがサージ受
信器側に直接侵入しない様に、反射ナージの→ノ゛−ジ
受信器侵入レベルを低減づる目的で設けられている。

以上の様なザージ電圧取り出し回路において、５００Ｋ
ｖクラスの送電電圧を有する送電線を例にすると、引込
み端子１の電位に対して、例えば、共通コンデンサＧｏ
からの分岐点５の電位（Ｊその１／１２５、ＰＤ側第１
コンデンザＣ１とＰＤ側第２コンデンサＣ２の接続点６
の電位は１１５０００、ＦＬ側第１コンデンサＣ＋　−
とＦし側力２コンデン→ｔ　Ｃ２−の接続点７の電位は
１／２５０００、という比率で分担される様に、各コン
デンサＣ＋　、Ｃ２，ＣＩ−、Ｃ２−の容量が選定され
る。そして、以上の様な各コンデンサ容量が選定された
場合に、前記各点５，６．７の電位は以１−の様になる
。

分岐点５においては、 ５５０／汀Ｘ１／１２５Ｘ１０３ ＝２５４０　（Ｖ） まｌζ、絶縁階級５０ＣＩＨクラスの雷インパルス、１
８００ＫＶのサージ電ＩＩ［が加わった場合には、 １８００ｘ１／１　２５ｘ１０３ ＝１　４４００　　（Ｖ） どなる。接続点６においては、 ５５０／ｆｉＸ１１５０００Ｘ１０３ −６３．５　（Ｖ） 接続点７においては、 ５５０／汀Ｘ１／２５０００Ｘ１０３ ＝１　２．　７　　（Ｖ） となる。

以上の様な第１図に示すサージ電圧取り出し回路の一部
を具体的に構成する計器用変成器及び１ノー一ジ受信器
の検出装＠８の従来例を、第２図において説明する。

この検出装置８は、前記各コンデン゛す°Ｃｏ、Ｃ１、
Ｃ２，ＣＩ−，０２′及び引込み端子１から成る。この
引込み端子１は、図示しないガス絶縁開閉器の充電導体
と接続しており、絶縁スペーサ１１によって支持された
状態で、接地された容器である接地シース１２内に絶縁
ガスと共に密封されている。絶縁ガスはガス絶縁開門器
の絶縁ガスと通じでおり、よって接地シース１２はガス
絶縁開閉器の一部を構成するものである。

この引込み端子１の先端か−ら一定の距離を置いた位置
に、円板状の電極１３が接地シース１２の外部から気密
的に挿入されている。この電極１３は、引込み端子１に
対峙して設けられ、絶縁ガスを介してちょうどＧｏの静
電容量を持つガスコンデンサを形成しており、分圧され
た電圧を接地シース１２外に導出している。そして、接
地シース１２の外部の外箱内において二つに分岐さ１１
、一方の側にはリード線１４を介してＰＤ側第１コンデ
ンサＣ１が、更にリード線１５を介してＰＤ側第２コン
デン−リ°Ｃ２が接続され、このＰ、Ｄ側第２コンデン
サＣ２がリード線１６にＪ、って接地さｔしている。電
極１３の他方の側には、リードｗ；Ａ１７を介して「し
側鎖１コンデンサＣ＋’−が接続され、更に低いインピ
ーダンスリード線１８によってケーブルダクト１つを通
じて図示しないローノくスフイルター及び光変換回路に
または大地に接続されている。そして、前記リード線１
５は、同軸ケーブル２０の芯線に接続され、また前記リ
ード線１Ｇは同軸ケーブル２０のシース線に接続さｔし
、同軸ノ１−プル２０にＪ：つてケーブルダクｌ〜１９
を通じて図示しない旧型用変成器用の増幅器に接続され
る。

［背県技術の問題点］ ■　これらの接地シース１２外部のコンデンｊＪ−Ｃ１
、Ｃ２，ＣＩ−及びリード線１４，１５．１６゜１７．
１８は、外箱２１に収納されるが、この外箱２１の内部
は大気に満たされ１＝ものである。

よって、これら外部のコンデンサＣ＋　、Ｃ２。

ＣＩ−は、ぞれ自体で絶縁性を有し、対気中でも絶縁を
確保できるものでなくてはならない。その為、Ａイルコ
ンデンザ、セラミックコンデンサ等を用いるが、この種
のコンデンサは温度特性、周波数特性、誘電体損失等の
緒特性等があまりよくなく、計器用変成器用として精度
が０．３級とか１級とかのコンデンサを製作しようとす
ると、泪器用変成器の温度使用範囲が一２０℃〜６０℃
内では特性を維持するのが困難であり、現実には、３級
程度のものしか製作できなかった。

■　また、電極１３によって形成された共通コンデンサ
Ｃｏによって分圧されて、第１図における接続点５に与
えられる電位は、前記の様に２５４０Ｖにもなり、雷イ
ンパルス１８００ＫＶが送電線に加わった場合には１４
４００Ｖにもなる。よって、大気中に存在するリード線
１４．１７等も同様の大きな電位を有し、これらのリー
ド線と接地シース１２どの絶縁間隙を大きくしなければ
ならず、これにＪ、り外箱２１が大きくなる欠点かあつ
　Ｉこ　。

（■　更に、ＰＤ側第１及びＦＬ側第１」ンデンサＣ＋
　、Ｃ＋　−にも大きな電圧がかかる為、その耐電）ｆ
設計を考えるとコンデンサの外形が大きくなり、従って
外箱２１も大型化してしまう欠点があった。このことは
、この外箱２１の取付りられている接地シース１２及び
ガス絶縁開閉装置の大型化に−しつながり、電気機器小
型化の要請に反するものであった。

［弁明の目的］ 本発明は、前記問題点に鑑み、泪器用変成器用検出装首
とサージ受信器用検出装置との一体化方式を採用し、し
かも絶縁性能に優れたガス絶縁機器の電圧検出装置を提
供するものである。

［発明の概要］ 本発明の電圧検出装置は、電器機器の充電部と接続して
いる引込み端子と、この引込み端子に対して一定の距離
を保って配置された共通電極とによって共通コンデンサ
を形成し、更にこの共通電極と一定の距離を保って配置
されたＰＤ側電極及びＦＬ側電極とによってＰＤ側第１
コンデンサ及びＦＬ側第１コンデンサを形成し、且つ前
記各コンデンサは接地シース内の絶縁ガスを誘電体とす
るガスコンデサとすることにより、高電圧の加わる共通
コンアン４ノ、ＰＤ側第１コンデンサ及びＦＬ側第１コ
ンデンサの絶縁をより完全に且つ簡単にできる様にした
ものである。

［発明の実施例］ 第３図において、本発明の一実施例を説明する。

第２図と同一の部分については同一の番号を付して説明
を省略する。

引込み端子１は、図示しないガス絶縁開閉器の充電導体
と接続しており、絶縁スペーサ１１によって支持され、
接地シース３１内に絶縁ガスと共に密封されている。こ
の接地シース３′１はガス絶縁開閉器の一部を構成覆る
ものであり、端子室３１ａとコンデンサ室３１ｂとの上
下の２つの部屋から成っていて、双方の室３１８．３１
ｂは小さな孔３１により連通し共に絶縁ガスにより満た
されている。端子室３１ａには前記引込み端子１が存在
し、この引込み端子１に対峙り、で上方のコンデンサ室
３１１）から孔３２を通して円板状の電極１３が設（プ
られ、これにより絶縁ガスを介してＣＯの静電容量を持
つガスコンデンサが、共通」ンデンザＣｏとして形成さ
れている。なお、この第２の電極は、接地シース３１に
対し絶縁拐を介し゛Ｃ支持されている。

コンデンザ室３１ｂ内において、円板状の電極１３の上
方に続く棒状の導体の周囲には、広い円板状金属盤３３
が一定の間隙をおいて複数層設りられている。これら複
数の円板状金属盤３３の各間隙には、それぞれＰ　Ｄ　
（Ｉｌｌｌ電極または「１−側電極を構成する２つのグ
ループから成る扇状金属盤３４．３５が、円板状金属盤
３３と同心に一定の間隙を保って挿入されている。そし
て、この間隙には絶縁ガスが満たされ、各金属盤を絶縁
している。

一方のグループの扇状金属盤３４（よ、他方のグループ
の扇状金属盤３５よりも円周角の広い扇状となっており
、各層のものが接続され、円板状金属盤３３との間で絶
縁ガスを介してＣ１の静電容量をもつガスコンデンサが
形成されて、ＰＤ側第１コンデンサ−Ｃ１となっている
。他方のグループの扇状金属盤３５も各層のものが接続
され、円板状金属盤３３との間でＣ＋　　’−の静電容
量をｂつガスコンデンサが形成され、ＦＬ側第１コンデ
ンザＣ１′となっている。なお、扇状金属盤３５は、本
実施例では２層の構成となっている。

一方の扇状金属盤３４のグループは、接地シース３１外
部にある外箱２１内のＰＤ側第２コンデンザＣ２に対し
、リード線１５によってガス密に接続され、更に、リー
ド線１６により外箱２１外に導出され接地されている。

そして、リード線１５は更に同軸ケーブル２０の芯線に
接続され、リード線１６は同軸ケーブル２０のシース線
に接続され、同軸ケーブル２０によってケーブルダクト
１９を通じて外箱２１外に導出され、図示しない計器用
変成器用の増幅器または大地に接続される。

他方の扇状金属盤３５のグループは、低インピーダンス
リード線１８によってガス密に接地シース３１外に導出
され、更にケーブルダクト１つを通じて外箱２１外に導
出され、図示しないローパスフィルター及び光変換回路
に接続されている。

以上の構成を有する電圧検出部によれば、■　ＰＤ側及
びＦＬ側の第１のコンデンサ゛Ｃ＋。

０１　″は、絶縁ガスと金属！３３，３４．３５から構
成されるコンデンサであり、オイルコンデンサ、セラミ
ツコンデンサに比して緒特性が優れているので、精度の
高い電圧検出装置を提供できる。

■　従来例の接続点５及びこれに連続するリード線１４
．１７に該当する高電圧部位は、すべて絶縁ガスの封入
された接地シールド３１に収納されており、これらの部
位に対°する絶縁対策を更に設ける必要がない。

■　更に、ＰＤ側及びＦＬ側の第１コンデンザＣ＋、Ｃ
＋’−を構成する金属盤３３．３４．３．５の各層間は
、絶縁ガスで絶縁されており、数千ボルトの電位差をも
たせる様に絶縁設計づる場合でも、高々数ｍｍの間隙を
保持するのみで充分である。

従って、これらの金属盤の所要覆る空間は非常に小さい
ものですむ。

■　外箱２１内に唯−残るＰＤ側第２コンデンυＣ２は
低電圧で使用される為、温度特性の良好なマイカコンデ
ンサを使用することができ、外箱２１は更に縮小化でき
る。

以上■■■のことより外箱２１及び接地シールド３１の
大きさを縮小することができ、ガス絶縁開閉装置の小型
化も図れるものである。

■　外箱２１内における大気中の回路部分がすべて低電
圧部分である為、安全性に優れ、誤作業によってたとえ
充電中に外部回路の一部に接触したとしても、人間に対
して危険性がない。更に、従来例の接続点５等に該当す
る数千Ｖの電位部分が絶縁ガス中に設けられている為、
絶縁上経年劣化等の心配がなく、長年月に互り安定した
精度が期待できる。

なお、本実施例においては円板状の電極１３に連続して
いる金属盤３３は円板状を成しているが、他の実施例に
おいては扇状とし、しかも中心軸回りに回転可能に構成
することにＪ：す、同様に扇状を成す金属盤３４．３５
との重なる面積を可変とし、静電容量を可変とづること
もできる。。

更に、接地シース３１を円筒状にし、引込み端子１は接
地シース３１はぼ中央部にほぼ球形のシールド体となし
、金属盤３３，３４．３５の面を接地シース３１の中心
軸線とほぼ直交する方向に合せることが望ましい。これ
により、コンデンサとしての各金属盤に分圧される電位
が接地シース３１に対して平衡がとれ、電界強度の面か
らも有利となり、且つ静電容量も安定し、安定した電圧
検出が可能で接地シース３１の縮小化ができる。

また、各金属盤３３．３４．３５間にポリエステルフィ
ルム等の絶縁フィルムを挾み込み、各金属盤３３，３４
．３５間の絶縁を絶縁ガスと絶縁フィルムとの複合絶縁
とし、金属盤３３．３４゜３５の専有りる空間を更に縮
小すること−しできる。

また、各金属盤３３．３４．．３５は必ずしも円板状ま
たは扇状である必要はなく、各々同一の細形状をした平
板状であってもよい。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、ガス絶縁ＩＩ器の絶縁ガ
スをそのまま用いて］ンデンザを形成させることが可能
どなり、絶縁性能に優れたコンデンサを右りる電圧検出
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は検出装置の一体化方式を採用したサージ電圧を
どり出り一部の回路図、第２図は第１図の回路図による
従来の電圧検出装置の断面図、第３図ｔよ第１図の回路
図による本発明の電ｙ［検出装置の断面図、第４図（ａ
　）は第３図のＡ−Ａ線の矢視図、第４図（ｂ　）は第
４図（ａ　）の一部破断正面図である。 １・・・引込み端子、２・・・同軸クープル、３・・・
サージ受信器用光変換器、４・・・計器用変成器用増幅
器、５・・・分岐点、６．７・・・接続点、８・・・検
出部、１′１・・・絶縁スベーザ、１２・・・接地シー
ス、１３・・・円板状電極、１／Ｉ、１５．１６．１７
．１８・・・リード線、１つ・・・ケーブルダク１へ、
２０・・・同軸クープル、２１・・・外箱、３１・・・
接地シース、３１ａ・・・端子室、３２ａ・・・コンデ
ンリ゛室、３２・・・孔、３３・・・円板状金属盤、３
４．３Ｆｉ・・・扇状金属盤、Ｃ１］、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ
Ｉ　　、Ｃ２−・・・：」ンデン１ノー、Ｌ・・・リア
クタンス１゜７３１７代理人弁理士則近憲佑（ほか１名
）第１図 第２図 区 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　絶縁ガスの封入された接地シース内に、スペー
   リ−でガス区分もあり、ガス絶縁機器の充電部と接続し
   ている引込み端子と、この引込み端子に対して一定の距
   離を保って配置された」（通電極とににって共通コンデ
   ンサを形成し、更にこの共通電極と一定の距離を保って
   配置された計器用変成器側電極及びサージ受信器側電極
   とによって計器用変成器側第１コンデンサ及びサージ受
   信器側第１コンデンリーを形成し、且つ前記各コンデン
   サーは接地シース内の絶縁ガスを誘電体とするガスコン
   デンサどしたことを特徴とりるガス絶縁１幾器の電圧検
   出装置。 （２、特許請求の範囲＄１項記載のものにおいで、共通
   電極が３枚以上、計器用変成器側及びサージ受信器側電
   極が各々２枚以」−の一定間隙を保って電気的に接続さ
   れた金属盤から成り、共通電極と計器用変成器側電極と
   の金属盤、及び共通電極とサージ受信器側電極との金属
   盤が、Ｈいにほぼ重すり合うようにしてガスコンデンサ
   を形成しているガス絶縁ｔＦｌ器の電圧検出装置。 （３）　特許請求の範囲第１項及び第２項記載のものに
   おいて、接地シースは円筒状金属容器であり、引込み端
   子は接地シースの底部中央にほぼ球形を成ずシールド体
   であり、共通電極は円板状金属盤であり、また計器用変
   成器側及びサージ受信器側電極は共通電極と同心状に設
   けられｉ＝扇状金属盤であり、更に、共通電極、計器用
   変成器側、計器用変成器及びサージ受信器側の各電極を
   構成する金ｉｇＡが、円筒状の接地シースの中心軸と直
   交しているガス絶縁機器の電圧検出装置。