JPS61262010A - ガス絶縁電気機器の圧力監視装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はガス絶縁電気機器の圧力監視装置に係り、特に
発変電所に用いられる管路気中母線内の気体絶縁媒体の
絶縁耐力によって監視する圧力監視装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

発電所に用いられる高電圧回路の開閉装置として、近年
ガス絶縁開閉装置が広く用いられている。

これは母線、遮断器、断路器、その他の設備を接地金属
容器の中に収納し、この接地金属容器内に安定度が高く
、不活性、不燃、無臭、無害であり。

かつ大気圧で空気の約３倍の絶縁耐力を有するＳＦ６ガ
スを封入して、高電圧回路の開閉装置としたものである
。このガス絶縁開閉装置と送電線につながるブッシング
または変圧器との接続に管路気中母線が用いられる。こ
れは絶縁ガスを充てんした管状容器内部に絶縁スペーサ
を用いて導体を支持させたもので、この導体及び管状容
器の長さは数１０ｍないし数１００＋ｗで構成されてい
る。このときの絶縁スペーサは通常、ポスト形絶縁スペ
ーサまたは三脚形絶縁スペーサなどのガス区分性能を有
しないものが用いられる。

即ち第１１図に示すように、所定の長さの管状容器１内
に数ｍの間隔でポスト形または三脚形のようなガス区分
しない絶縁スペーサ３によって導体２を支持して収納し
、管状容器１内に気体絶縁媒体例えばＳＦ、ガス４を封
入して構成される。

このような従来の管路気中母線においては、管状容器１
の微小クラックなどの欠陥あるいはシール構造の不具合
などのよりＳＦ、ガス４のリークが発生し、管路気中母
線の絶縁耐力の低下の原因となるおそれがある。このた
め、密度スイッチなどの圧力監視装置が用いられている
が、高価であり、また温度補正などの換算が必要であっ
て不便であり、改良すべき問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、温度補正などの換算を必要とせず、絶
縁耐力の低下を検知して事故を未然に防ぐ安価なガス絶
縁電気機器の圧力監視装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明によれば、ガス絶縁
電気機器の容器例えばＳＦ、ガスのような気体絶縁媒体
と同圧になるように突出容器を設け、この突出容器内に
フローティング電極、測定ギャップ及び電流検出変流器
を収納し、フローティング電極に誘起される電圧を常時
測定ギャップに印加し、もし容器内の気体絶縁媒体の圧
力の低下などがあった時は、測定ギャップに放電を生じ
、その電流を電流検出変流器で検出して圧力低下を監視
することにより、温度補正などの換算を要せず絶縁耐力
の低下を防止するとともに安価なことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

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１０図と同一部分は同符号を付しである。

ガス絶縁電気機器の管路気中母線１は次のようにして形
成される。すなわち、所定の長さの管状容器ｌａ内に導
体２を数ｍの間隔でポスト形または三脚形の非密閉形絶
縁スペーサ図示ではポスト形絶縁スペーサ３で支持して
収納し、この管状容器１ａ内部に所定の圧力の気体絶縁
媒体例えばＳＦ、ガス４を封入して管路気中母線１が形
成される。そして管路気中母線１に圧力監視装置１０が
設けられる。

圧力監視装置１０は管状容器１ａの側面に開口を向けて
連通して内部のＳＦ６ガス４の圧力と同じ圧力を有する
ような突出容器５を気密に取付ける。

この突出容器５内部に絶縁部材からなる支持部材９によ
ってフローティング電極６を固着支持する。

フローティング電極６は突出容器５の開口に位置し、導
体２に対向するように配設される。

このフローティング電極６には直列に接地間に測定ギャ
ップ部７を接続する。この測定ギャップ部７はフローテ
ィング電極６側に支持棒６ａに取付けられたギャップ電
極７ａと支持棒８ａに設けられる接地ギャップ電極７ｂ
とギャップ電極７ａ及び接地ギャップ電極７ｂ間に形成
するギャップ７ｃよりなる。そして支持棒８ａには電流
検出変流器８が設けられ、リード線８ｂを介して外部に
導出されて、圧力監視装置１ｏが構成される。

次に本実施例の作用効果について述べる。フローティン
グ電極６と導体２間の高電圧側静電容量Ｃ１、フローテ
ィング電極６と管状容器１８間の低電圧側静電容量Ｃ２
との静電容量分圧によって、電位が常にフローティング
電極６に印加される。すなわち、これと同電位のギャッ
プ電極７ａにも同一の電位が常に印加されている。

ここでＳＦ６ガス圧と破壊ストレスとの関係を第２図に
示す。すなわち、縦軸に破壊ストレス（ｋｖ／］）をと
り、横軸にＳＦ６ガス圧Ｐ（ｋｖ／ａＩ−ａｂｓ）をと
り、比較的ギャップの小さい球ギヤツプ間に交流電圧を
印加したときのＳＦ、ガス圧と破壊ストレスとの関係を
示すと、特性工のようにＳＦ、ガス圧に比例して破壊ス
トレスが増加することがわかる。

すなわち、第１図に示したＳＦ、ガス４の圧力が定格で
４ｋｇ／ｆｆ１−ａｂｓで封入されていたものが、例え
ばリークによって２ｋｇ／ａＪ・ａｂｓまで圧力が低下
した場合、破壊ストレスは半分になることを示す。測定
ギャップ部７のギャップ長をフローティング電極６の誘
起電圧に合せ、管状容器１ａ内のＳＦ、ガス４の圧力が
定格圧力では測定ギャップ部７が放電しないように設定
され、かつリークにより許容されるロック圧力以下で放
電するように適宜調整されている。また測定ギャップ部
７が放電した時の放電々流を大地電位の支持棒８ａに取
付けられた電流検出変流器８によって検出し、その信号
をリード線８ｂを介して例えば図示しない遮断器のトリ
ップ信号とすることにより、管路気中母線１の回路を遮
断することができる。

このようにして本実施例によれば、従来のように温度補
正などの換算を必要とせず、絶縁耐力の低下を防ぐ安価
な管路気中母線の圧力監視装置が得られる。

次に本発明の第１の他の実施例を第３図を参照して説明
する。第１図と同一部分及び同一機能を有する部分は同
一符号を付しである。本発明の実施例では電流検出変流
器８を突出容器５内部に収納しているが、第３図におい
ては測定ギャップ部７の接地ギャップ電極７ｂの支持棒
８ａを突出容器５の底板５ａに設けた絶縁部材１１によ
って気密に貫通させ、接地支持金具１２に支持棒８ａの
一端を固着し、この支持棒８ａの突出容器５の外部に電
流検出変流器８を取付はリード線８ｂを介して導出する
。このようにして突出容器５を小形化できる利点がある
。

続いて本発明の第２の他の実施例を第４図を参照して説
明する。第１図と同一部分は同符号を付しである。すな
わち、フローティング電極６の電位を調整するために、
コンデンサ１３によって支持棒６ａを支持するとともに
フローティング電極６と同電位のギャップ電極７ａを支
持している。

このように構成することにより、導体２（第１図参照）
及び管状容器１ａの径寸法が変化してもコンデンサ１３
の静電容量を適宜変化させることでフローティング電極
６の電位を導体２及び管状容器１ａの大きさに限らず一
定に保てる。すなわち、絶縁階級の異る管路気中母線で
同一の圧力監視装Ｗ１１０を使用することができるとい
う利点がある。

次に本発明の第３の他の実施例を第５図を参照して説明
する。第１図と同一部分は同符号を付しである。すなわ
ち、可撓性を有するフレキシブル突出容器１５内にフロ
ート電極６、測定ギヤツブ部７．電流検出変流器８を収
納して圧力監視装置１０を形成する。測定ギャップ部７
の接地側の支持棒８ａには電流検出変流器８を設け、フ
レキシプル突出容器１５の内側に支持棒８ａの一端を固
着する。そして、管状容器１ａ内のＳＦ、ガス４の圧力
が定格圧力より低下すると管状容器ｌａ内のＳＦＢガス
４の圧力と大気圧のバランスがくずれるとフレキシブル
突出容器１５が収縮する。それに伴い測定ギャップ部７
のギャップ長も小さくなり、所定の圧力差以下で測定ギ
ャップ部７の放電が生じて圧力監視ができるという利点
がある。

続いて本発明の第４の他の実施例を第６図を参照して説
明する。第１図と同一部分及び同一機能を有する部分は
同符号を付しである。すなわち、測定ギャップ部７の接
地側の支持棒８ａを突出容器５の底板５ａをバッキング
１７を介して貫通させて外側に出し、この支持棒８ａに
設けたねじ部１８にギャップ調整ナツト１６をねじ込ん
で固定する。このギャップ調整ナツト１６によって測定
ギャップ部７のギャップ７ｃの長さを可変できる役目を
もっている。このように構成することにより、ＳＦ６ガ
ス４の圧力及び耐電圧強度をチェックしたい時に、測定
ギャップ部７のギャップ７ｃの長さを適宜変化させて、
放電させることによってギャップ長さを読みとり、例え
ば第２図のＳＦ６ガスの絶縁特性すなわち特性工からＳ
Ｆ、ガス４の圧力及び耐電圧強度を知ることができる。

その他に耐電圧試験用の電源を特に要しないことでも簡
便なＳＦ、ガスの絶縁検出器と云える。このように圧力
監視装置としての能力と、ＳＦ６ガスの耐電圧監視装置
も兼用することができるとい゛う利点がある。

次に本発明の第５の他の実施例を第７図及び第８図を参
照して説明する。第１図と同一部分及び同一機能を有す
る部分は同符号を付しである。第７図において、測定ギ
ャップ部７の接地ギャップ電極７ｂにおいて、ギャップ
電極７ａに対向するギャップ７ｃ側に吸湿性絶縁部材２
０を介してトリガー電極１９をとりつける。ここで図示
しない管状容器内のＳＦ、ガスに万一水分が混入した場
合、吸湿性絶縁部材２０が吸湿して導電化され、それに
伴いトリガー電極１９の電界が厳しくなり、測定ギャッ
プ部７が放電する。このように管状容器内のＳＦ６ガス
の圧力低下または水分混入による耐電圧低下が生じて、
測定ギャップ部７が放電したときの放電々流を図示しな
い電流検出変流器により検出し、その信号を例えば遮断
器のトリップ信号とすることにより、管路気中母線の回
路を遮断することができる。なお、トリガー電極１９の
設置は測定ギャップ部７のギャップ電極７ａ、７ｂの何
れか一方に設ければよく、何れにおいても同様な効果が
得られる。

また、第８図において、測定ギャップ部７の接地ギャッ
プ電極７ｂのギャップ７ｃ側に吸湿性及び多孔性絶縁部
材２１を設けることにより、ＳＦ。

ガス中に水分が混入した場合に、吸湿性及び多孔性絶縁
部材２１が吸湿して導電化され、測定ギャップ部７のギ
ャップ７ｃの長さが短くなり、放電する。ここで吸湿性
及び多孔性絶縁部材２１の多孔性は清浄時にこの絶縁部
材のＳＦ、ガス中におけるギャップに換算したギャップ
長をより長くするためである。なお吸湿性及び多孔性絶
縁部材２１は接地ギャップ電極７ｂに配設して説明した
が、ギャップ電極７ａ側でもよく１両ギャップ電極７ａ
、７ｂの何れか一方に設ければよく、何れでも効果は同
じである。

続いて、本発明の第６の実施例を第９図を参照して説明
する。第１図と同一部分又は同一機能を有する部分は同
符号を付しである。フローティング電極６と同電位のギ
ャップ電極７ａの支持棒６ａに直列接続されるようにイ
ンダクタンス２２を挿入接続する。このインダクタンス
２２は、交流電圧に対してはインピーダンスが測定ギャ
ップ部７で形成される低圧側静電容量によるインピーダ
ンスより十分小さくなるようにして、また雷サージなど
の異常電圧に対しては逆に十分大きくなるように値を選
定する。また測定ギャップ部７で形成される低圧側静電
容量が不足するときは測定ギャップ部７と並列に図示し
ないがコンデンサを設けることができる。このようにし
て雷サージなどの異常電圧発生時に測定ギャップ部７に
過電圧が印加されてもインダクタンス２２によって放電
するのを抑制することができる利点がある。

続いて本発明の第７の他の実施例を第１Ｏ図を参照して
説明する。第１図と同一部分あるいは同一機能を有する
部分は同一符号を付しである。すなわち、突出容器５内
の開口をシール付絶縁部材２３で封止し、フローティン
グ電極６を管状容器１ａ内に、出し、支持棒６ａを気密
にシール付絶縁部材２３を貫通するようにして支持し、
突出容器５内においてギャップ電極７ａを設け、ギャッ
プ電極７ａ、７ｂ間にギャップ７ｃを設けて測定ギャッ
プ部７を形成する。このギャップ電極７ｂの支持棒８ａ
には電流検出変流器８を設け、リード線８ｂを介して外
部を導出する。また、突出容器５内と管状容器１ａ内と
は配管２５．バルブ２６、圧力ケージ２７を介して接続
され、さらに突出容器５に排気バルブ２９を設ける。

このように構成することにより、通常はバルブ２６を開
とし、排気バルブ２９を閉じた状態で圧力監視装置１０
として作用する。またバルブ２６を閉じ、排気バルブ２
９を除々に開き、測定ギャップ部７が放電する圧力を圧
力ケージ２７で読みとることにより、ＳＦ、ガス４の絶
縁強度が検出できる。

上記した何れの実施例もガス区分された管路気中母線に
ついて説明したが、ガス区分された各機器すなわちガス
絶縁開閉装置の各機器に圧力監視装置を設置しても本発
明の実施例と同様な効果が得られることは云うまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によ′れば容器に突出容器を
設け、ブローティング電極、測定ギャップ部、電流検出
変流器を設けることにより、温度補正の換算などをする
必要なく、また絶縁耐力の低下を検知して事故を未然に
防止する安価なガス絶縁電気機器の圧力監視装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス絶縁電気機器の圧力監視装置の断
面図、第２図は第１図の圧力監視装置の測定ギャップ部
の放電特性の線図、第３図は本発明の第１の他の実施例
の要部の断面図、第４図はは本発明の第２の他の実施例
の要部の断面図、第５図は本発明の第３の他の実施例の
要部の断面図、第６図は本発明の第４の他の実施例の要
部の断面図、第７図及び第８図は本発明の第５の他の実
施例の要部のそれぞれ断面図、第９図は本発明の第６の
他の実施例の要部の断面図、第１０図は本発明の第７の
他の実施例の要部の断面図、第１１図は従来のガス絶縁
電気機器の断面図である。 １・・・管路気中母線、１ａ・・・管状容器、２・・・
導体、３・・・ポスト形絶縁スペーサ、４・・・ＳＦ、
ガス、５・・・突出容器、５ａ・・・底板、６・・・フ
ローティング電極、７・・・測定ギャップ部、７ａ・・
・ギャップ電極、７ｂ・・・接地ギャップ電極、７ｃ・
・・ギャップ、８・・・電流検出変流器、９・・・支持
部材、１０・・・圧力監視装置、１３・・・コンデンサ
、１５・・・フレキシブル突出容器、１６・・・ギャッ
プ調整ナツト、１７・・・バッキング、１８・・・ねじ
部、２０・・・吸湿性絶縁部材、２１・・・吸湿性及び
多孔性絶縁部材、２２・・・インダクタンス、２３・・
・シール付絶縁部材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内に絶縁物を介して支持される導体を収納す
   るとともに気体絶縁媒体を封入してガス絶縁機器を形成
   し、前記容器に圧力監視装置を設け、この圧力監視装置
   は前記容器の外側に突出するとともに内部に開口した突
   出容器を設け、この突出容器内に支持部材を介して支持
   し前記導体に対向するフローティング電極を設け、この
   フローティング電極と同電位のギャップ電極と、このギ
   ャップ電極と対向した接地ギャップ電極とからなる測定
   ギャップ部を前記フローティング電極と接地間に設け、
   また前記測定ギャップ部の接地ギャップ電極側に電流検
   出変流器を設けて形成したことを特徴とするガス絶縁電
   気機器の圧力監視装置。
2. （２）電流検出変流器が突出容器の外部に設けられた特
   許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電気機器の圧力監視
   装置。
3. （３）フローティング電極とこれと同電位のギャップ電
   極を支持する支持部材がコンデンサによって形成される
   特許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電気機器の圧力監
   視装置。
4. （４）突出容器がフレキシブル容器によって形成される
   とともに接地ギャップ電極が前記フレキシブル容器の内
   側に固着された特許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電
   気機器の圧力監視装置。
5. （５）大地電位の接地ギャップ電極の支持棒が突出容器
   の外部に突出し、この支持棒にねじ部を介してナットを
   ねじ込み、測定ギャップ部のギャップ長さを調整するよ
   うにした特許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電気機器
   の圧力監視装置。
6. （６）測定ギャップ部の何れか一方のギャップ電極のギ
   ャップに対向する側に吸湿性絶縁部材を介してトリガー
   電極を設けるか、あるいは測定ギャップ部の何れか一方
   のギャップ電極のギャップに対向する側に吸湿性及び多
   孔性絶縁部材を配設した特許請求の範囲第１項記載のガ
   ス絶縁電気機器の圧力監視装置。
7. （７）フローティング電極とギャップ電極との間にイン
   ダクタンスを直列に設け、これらを一体として支持部材
   で支持した特許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電気機
   器の圧力監視装置。
8. （８）支持部材がフローティング電極を支持するととも
   に突出容器の開口と内部とを気密に仕切るとともに、前
   記容器内部と前記突出容器内部とを連結する配管にバル
   ブと圧力ケージを設け、また前記突出容器に大気と連通
   できる排気バルブを取りつけた特許請求の範囲第１項記
   載のガス絶縁電気機器の圧力監視装置。