JPS6040681B2 - 流体絶縁型避雷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力系統のサージ吸収に用いられる避雷装置
に係り、特に流体絶縁型の避電装贋に関する。

電力系統に発生する雷サージ及び開閉サージは系統の電
気絶縁強度を脅やかすことがあり、これら系統に発生す
るサージを抑制、吸収するため従来より各種の逐電装置
が実用に供せられ、特に技近はＳＦ６や絶縁油などを用
いた流体絶縁型の逐電装贋が多用される鏡向にある。

避電装贋を流体絶縁型にすることの利点は、他の高電圧
装置と同様に、絶縁に必要な離隔距離を４・さくして、
袋直を小型化及び高信頼化することにある。また、ここ
数年来、酸化亜鉛などを主体とする亀圧非直線性が著し
く大きい金属酸化物非直線抵抗体が開発されるに及んで
、従来の避電装直には必要不可欠であった直列ギャップ
を必要としない、非直線抵抗体のみを内部要素とする逐
電菱贋、即ちギャップレス逐電器が開発されるに至った
。このような逐電装置に関する最近の２つの発展の必然
の結果として流体絶縁型のギャップレス逐電器が開発さ
れるようになった。このような流体絶縁型のギャップレ
ス選雷器の典型的な実例を第１図に示した。即ち、円柱
状の非直線抵抗集合体１を同軸状に囲む円筒金属容器２
、非直線抵抗集合体の高電圧側を保持する絶縁スべ−サ
ー３より成り、気密に保たれた円筒金属容器２内には高
圧の絶縁性流体４、たとえばＳＦ６などが封入されてい
る。ところが、このような流体絶縁型のギャップレス避
電器における最大の問題は、避電器に常時印加されてい
る電力系統の交流電圧によって、第２図の点線群で示さ
れる電気力線５に沿って非直線抵抗集合体１と円筒金属
容器２との間に変位電流が流れるので、非直線抵抗集合
体１の高電圧側ほど常時洩れ電流が多く流れて非直線抵
抗集合体１の高電圧側が低電圧側よりも早く劣化するこ
とである。

そこで最も早く劣化する非直線集合体１の高電圧側でも
所定の期間は正常に動作するように全体の寿命設計に裕
度を与えたり、非直線抵抗集合体１の高電圧側に静電シ
ールドを設けて変位鷺流を減らす等の対策がとられる。
しかし、電力系統の送電幹線では数十年の長期にわたり
特別に高度の信頼性が要求されるため、上記の対策のほ
かに定期的な点検によって避電器の劣化を検出・判定す
る必要がある。特にギャップレス避雷器においては、常
時洩れ電流の増加は非直線抵抗集合体１の熱的暴走を譲
発するので、常時洩れ電流の増加度合で避雷器の劣化を
検出・判定する方法が採用されなければならない。上記
のことから、流体絶縁型ギャップレス逐電器の劣化の検
出・判定には最も早く劣化する非道線抵抗集合体１の高
電圧側の常時洩れ電流の測定が必要なことが理解される
が、従来のように第２図の遊雷器接地端子７で常時洩れ
電流を測定する方法は非直線抵抗集合体１と円筒金属容
器２との間に流れる変位電流を無視することになるので
、最も早く劣化する非直線抵抗集合体１の高電圧側の劣
化を直接測定することができない欠点がある。

ギャップレス避電器用の非直線抵抗集合体１は常時洩れ
電流は〃Ａオーダーなので、非直線抵抗集合体１と円筒
金属容器２の間に流れる変位電流のｍＡオーダーより著
しく小さく、非直線抵抗集合体１の高電圧側部分が劣化
してその部分の常時洩れ電流が増加しても、避電器接地
端子７で測定される洩れ電流には殆んど変化がなく劣化
が全く検出されないのである。本発明は流体絶縁型の避
電器、特に流体絶縁型ギャップレス避電器の劣イｑ険出
・判定のための常時洩れ電流測定に関する上記の従来の
方法の欠点を克服するためになされたもので、最も劣化
の早い非直線抵抗集合体１の高電圧側部分の常時洩れ電
流を、避電器が電力系統に実装されたままの状態で直接
測定して避雷器の劣化の検出・判定を正確に行なうこと
ができるようにした流体絶縁型避電装層を得ることを目
的としてなされたものである。

本発明の第１の実施例を第３図に示した。円筒金属容器
２とは電気的に絶縁された状態で金属箔６を円筒金属容
器２の内壁に貼りつける。但し、第４図の断面図に示す
ように金属箔６の上騰は金属酸化物を主体成分とする非
直線抵抗集合体１の高電圧部分の最上端から円筒金属容
器２に向かう電気力線を受ける位置にまで貼りつけ、ま
た円筒金属容器２の底面にも貼りつけ、それらを非直線
抵抗集合体１の下端にある避雷器接地端子７に電気的に
接続する。要するに、非直線抵抗集合体１より円筒金属
容器２に向かう電気力線５を金属箔６で全て受けて、非
直線抵抗集合体１と円筒金属容器２の間に流れる変位電
流の全てを避雷器接地端子７へ流し込む構造にする。上
記のような構造にすれば、第４図において非直線抵抗集
合体１の高電圧部分の最上端から円筒金属容器２に向か
う電気力線及び円筒金属容器２の内壁に貼られた金属箔
６に囲まれた空間に流入する電流は、非直線抵抗集合体
１の高電圧側からの電流のみ、またこの空間から流出す
る電流は逐電器接地端子７からの電流のみとなってキル
ヒホッフの法則によりこの両者の電流は相等しくなる。

かくして、上記のように非直線抵抗集合体１から円筒金
属容器２に向かう電気力線５の全てを受けるように円筒
金属容器２の内壁とは電気的に絶縁して金属箔を鮎りつ
け、その金属箔６を逐電器接地端子７に電気的に接続し
た構造の流体絶縁型ギャップレス避電器においては、避
電器接地端子７を流れる電流は、最も早く劣化する非直
線抵抗集合体１の高電圧側に流れる常時洩れ電流に直接
等しいので、これを測定することにより最も正確に避電
器の劣化の検出・判定をすることができる。本発明の第
２の実施例の断面図を第５図に示す。

この実施例では静電シールド８を用いて非直線抵抗集合
体１と円筒金属容器２の間に流れる変位電流を少なくし
てあり、この場合には最も多く常時洩れ電流が流れて劣
化が早いのは静電シールド８の直下にある非直線抵抗集
合体１の部分である。従って第５図のように静電シール
ド８の直下から低電圧側にある非直線抵抗集合体１から
円筒金属容器２に向かう電気力線５の全てを受けるよう
に金属箔６を円筒金属容器２の内壁に電気的に絶縁させ
て鮎りつけ、その金属箔６を避電器接地端子７に電気的
に接続して逐電器接地端子７の電流を測定すれば、最も
劣化の早い静電シールド８の直下にある非直線抵抗集合
体１の部分の常時洩れ電流を知ることができ、劣化を検
出・判定することができる。本発明の第３の実施例を第
６図に示す。

これは前に説明した第１の実施例と異なり、円筒金属容
器２の内壁に電気的に絶縁されて貼られる金属箔が、非
直線抵抗集合体１に平行なストＩＪップ状金属箔９であ
ることが特長であり、このストリップ状金属箔９は流体
絶縁型ギャップレス避電器が殆んど完全に同軸的に対称
な場合に適用される。ストリップ状金属箔９では非直線
抵抗集合体１から円筒金属容器２に向かう電気力線を全
て受けることはできないが、遊軍器が殆んど完全に同軸
的に対称なので、第７図に示すようにストリップ状金属
箔９が非直線抵抗集合体１の中心軸を見込む角度を０（
度）として、避電器接地端子７の電流とストリップ状金
属箔９の電流を演算増中器１１によって１対３６０／８
の比率でアナログ加算して電流測定すれば、ストリップ
状金属箔９が実質的に非直線抵抗集合体１から円筒金属
容器に向かう全ての電気力線を受けたことと等しく、従
って第１の実施例と同じように非直線抵抗集合体１の高
電圧側部分の常時洩れ電流を測定することができる。こ
のストリップ状金属箔９による方法は、属箔を貼る面積
が少なくてすみ、工業的に有利である。また第６図の変
形ストリップ状金属箔１０のように非直線抵抗集合体１
の方向に沿ってストリップ状金属箔の中を変化させれば
、非直線抵集合体１の高電圧側部分ではなく非直線抵抗
集。体１の各部を流れる常時洩れ電流のストリップ状金
属箔９の中の変化に応じた荷重平均を求めることができ
、非直線抵抗集合体１の平均の劣化を知ることもできる
。本発明の第４の実施例を第８図に示す。

これは適当な面積を持つ矩形状の金属箔片群１２を非直
線抵抗集合体１に沿って円筒金属容器２の内壁に電気的
に絶縁させて貼りつける方法で、第３の実施例と同様こ
れら矩形状金属箔片群１２の電流及び避電器接地端子７
の電流を、演算増中器１１によってそれぞれに適当に選
んだ比例常数を乗じて加算するものである。この比例常
数を適当に選ぶことにより、非直線抵抗集合体１の任意
の位置の洩れ電流及び洩れ電流の任意の加重平均を求め
ることができ、非直線抵抗集合体１のあらゆる部分の劣
化に関する情報を得ることができる。以上４つの実施例
で説明したように、本発明の効果は従釆より困難とされ
てきた流体絶縁型ギャップレス避雷器の非直線抵抗集合
体の高電圧側部分を流れる洩れ電流を簡易にかつ避電器
が電力系統に実装されたままの状態で測定可能としたこ
とにある。

この方法によって最も早く劣化する非直線抵抗集合体の
高電圧側に流れる洩れ電流を直接測定して避電器の劣化
を正確に点検・評価でき、流体絶縁型ギャップレス避雷
器の謀電試験の判定及び実フィールドでの劣化事故の減
少に資するところ大である。本発明では流体絶縁型ギャ
ップレス遊軍器についてその効果が最も顕著なのでそれ
を例にとって説明したが、従来より使用されている流体
絶縁型ギャップ付避電器の高電圧側の洩れ電流の測定に
も本発明を採用できる。

更に、一般に金属容器内に接地された金属容器との間の
変位電流を無視できない高インピーダンス素子の高電圧
側の電流を測定するのに本発明の方法が使用できること
は、明らかである。要するに高インピーダンス素子から
金属容器に向かう電気力線を全て金属箔で受けて、金属
箔の電流と高インピーダンス素子の接地側の電流を合成
した値が高インピーダンス素子の高蚤圧側の電流を与え
るのである。また、第１から第４の実施例で説明した非
直線抵抗集合体１と円筒金属容器２との間に流れる変位
電流の測定原理は円筒金属容器２内に満たされた絶縁性
流体４の種類には影響されないので、絶縁性流体にはＳ
Ｆ６、乾燥空気、窒素などの絶縁性ガスまたは電気絶縁
油などの絶縁性液体を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な流体絶縁型ギャップレス避蟹器の図、
第２図は典型的な流体絶縁型のギャップレス避電器の断
面図、第３図は本発明の金属箔を使用した流体絶縁型ギ
ャップレス避電器の図、第４図は本発明の金属箔を使用
した流体絶縁型ギャップレス避雷器の断面図、第５図は
本発明の金属箔を使用した静蟹シールド付流体絶縁型ギ
ャップレス避電器の断面図、第６図は本発明のストリツ
プ状及び変形ストリップ状金属箔を使用した流体絶縁型
ギャップレス選雷器の図、第７図は本発明のストリップ
状金属箔を使用した非直線抵抗集合体の高電圧側の洩れ
電流の測定説明図、第８図は本発明の矩形状金属箔群を
使用した流体絶縁型ギヤップレ避電器の図、第９図は本
発明の矩形状金属箔群を使用した非直線抵抗集合体の任
意の部分の洩れ電流の測定説明図である。 １・・・・・・非直線抵抗集合体、２・・・・・・円筒
金属容器、３・・・・・・絶縁スベーサー、４・・・・
・・絶縁性流体、５…・・・電気力線、６……金属箔、
７……接地端子。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属容器内に収納した避雷器内部要素を絶縁性流体
   で絶縁した流体絶縁型避雷装置に於いて、前記避雷器内
   部要素から金属容器に向かう電気力線を受けるように且
   つ金属容器に対し電気的に絶縁して金属箔を前記金属容
   器に取りつけ、前記金属箔に流れる電流を金属容器外部
   に取り出し、前記電流の値により避雷器内部要素の洩れ
   電流を検出するようにした流体絶縁型避雷装置。 ２ 避雷器内部要素が直列放電ギヤツプを含まない、謂
   ゆるギヤツプレス避雷器用内部要素である特許請求の範
   囲第１項記載の流体絶縁型避雷装置。 ３ 金属箔を避雷器内部要素の低電圧側の接地端子に電
   気的に接続され、この接地端子を介して洩れ電流を検出
   するようにした特許請求の範囲第１項記載の流体絶縁型
   避雷装置。 ４ 金属箔が避雷器内部要素に沿つて一定の巾をもつス
   トリツプ状金属箔であり、そのストリツプ状金属箔から
   避雷器接地端子とは別に端子を引き出した特許請求の範
   囲第１項記載の流体絶縁型避雷装置。 ５ ストリツプ状金属箔の巾が避雷器内部要素に沿つて
   変化する変形ストリツプ状金属箔であり、その変形スト
   リツプ状金属箔から避雷器接地端子とは別に端子を引き
   出した特許請求の範囲第４項記載の流体絶縁型避雷装置
   。 ６ 金属箔が矩形状の金属箔群であつて、この矩形状金
   属箔群を避雷器内部要素に沿つて金属容器に対して電気
   的に絶縁して金属容器の内壁に取りつけそれら矩形状金
   属箔群から避雷器接地端子とは別に端子群を引き出した
   特許請求の範囲第１項記載の流体絶縁型避雷装置。 ７ 流体力ＳＦ＿６、乾燥空気、窒素などの絶縁性ガス
   または電気絶縁油などの絶縁性液体である特許請求の範
   囲第１項記載の流体絶縁型避雷装置。