JPS6166512A - ガス絶縁高圧密閉開閉設備 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガス区分絶縁スペーサによりガス密に仕切
られたカプセル部分（ガス室）を備えたガス絶縁高圧密
閉開閉設備に関する。

［従来の技術］ ガス区分絶縁スペーサによりガス密に仕切られた複数の
カプセル部分（ガス室）を備え、カプセル外面に取り付
けられるべきセンナを含み事故アークに応答する監視装
置がこのカプセルの部分に付設可能であり、このセンサ
の信号が評価装置に与えられるガス絶縁高圧密閉開閉設
備は、アメリカ合衆国特許第３７８８２９３号明細書（
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３１５３２３号明細
書に同じ）により知られている。この場合には監視装置
は運転監視のために常時、又は運転状態の再検査のため
に一時的に、設備に付設することができる。この公知の
監視装置はカプセル外面上に配置されたセンサとして音
響センサ、つまり電気音響変換器、すなわち固体音マイ
クロフォンを含んでいる。このセンサはそれぞれ、カプ
セルの中で各ガス室を画成するガス区分絶縁スペーサに
隣接して配置さ′れている。それにより事故アークが発
生しているガス室の位置確認を行うことができる。セン
サの信号はこの公知の監視装置においては、増幅器、周
波数と振幅に依存するフィルタ、タイムスイッチ装置、
信号装置及び表示装置を含む評価装置に導かれる。この
公知の評価装置の特別な構成は、定められた周波数範囲
又は振幅範囲に限定することにより、絶縁破壊に基づい
て発生しその主成分が電源周波数の２倍であるアークの
特有の騒音だけを検出する。更に最小振幅を有するかか
る信号だけが増幅されるので、定められたレベル以下の
事故信号は評価されるには至らない。更にこの公知の評
価装置は、ガス絶縁高圧密閉開閉設備の内部では正常の
運転時にも、すなわち負荷時の遮断器の遮断の際にも、
アークが発生するという事実をも考慮している。評価装
置のタイムスイッチ装置は、発生した信号が遮断器の消
弧時間より長いときにだけ、アークの与えられた信号を
通過させる。こうして評価装置が事故アークだけを検出
し、遮断器の遮断アークを評価しないということが保証
される。

架空線の外にガス絶縁高圧密閉開閉設備をも含む回路網
においては、自動的に作動する通常の回路網保護システ
ムが更に設けられている。この回路網保護システムは高
圧密閉開閉設備の中で地絡又は短絡が起きたときでも応
答し、架空線の場合に通常行われるようにあらかじめ定
められた格付はシステムに応じて再閉路を行うであろう
。架空線システムの場合には短時間の開路により雲散ア
ークが消滅し絶縁が回復するけれども、高圧密閉開閉設
備の中ではこの効果は実際には無い。そのために高圧密
閉開閉設備の中では事故アークは再点弧し、当該ガス室
の中で更に圧力上昇が起きるであろう。

ガス絶縁高圧密閉開閉設備の中のアークを伴う事故によ
り、設備が一部を損傷し又は汚損することがある。それ
により個々のカプセル部分つまりガス室の中において修
理又は保守のために組み立て作業を実施できるように、
これらカプセル部分を事故の後に遮断し且つ圧力を抜く
必要が生じる。また別の修理作業又はかかる設備の増設
作業のために、既存の設備の部分的な遮断と開放が必要
となることがある。

仕−切られたカプセル部分つまりガス室の境・界面はそ
れぞれガス区分絶縁スペーサである。このスペーサは一
般にプラスチック例えばエポキシ樹脂ベースの注型樹脂
から成る。これらスペーサはその機械的強度の観点から
、正常な運転時においてもまた内部に事故アークが発生
した場合にも、金属のカプセル全体が閉鎖されていると
きに十分な安全性をもって負荷に耐えるように設計され
ている。それにより事故アークの作用は当該のガス室に
制限される。しかしながら組み立て作業の場合にはこれ
らガス区分絶縁スペーサの二、三のものが片面を接近自
由に開放されたカプセルの閉鎖壁要素を形成し、この壁
要素の一側には絶縁ガスの正常の運転圧力が加わり、し
かしなから他側にはいつもは接続されているガス室の対
抗圧力か加わっていない、このことは片側だけに匣転圧
力が加わったガス区分絶縁スペーサが事故アークの発生
の際の圧力上昇により正常の運転時におけるよりも高い
機械的な負荷を受けるという結果を招く、そして最大の
電流と事故アークの比較的長い燃焼時間とが重なった際
に、ガス区分絶縁スペーサが圧力上昇により割れるとい
うことが必ずしも避けられないので、組み立て者にとっ
て危険である。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は１組み立て作業の際の人体の危険を避ける簡
単且つ安価な可能性を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき前記の種類のガス絶縁高圧
密閉開閉設備において、監視装置と評価装置とトリガ装
置とが高圧密閉開閉設備における組み立て作業のための
保護装置の部分であり。

監視装置のセンサがそれぞれ、組み立て作業により片面
が開放されたガス区分絶縁スペーサにより閉鎖され且つ
電圧が加えられた導体部分を備えたガス室のカプセル（
圧力容器）上に配置されており、且つトリガ装置が、片
面を開放されたガス区分絶縁スペーサを有するガス室の
中の電圧を加えられた導体部分のための給電遮断器の遮
断のトリガのためめ手段、及びこの給電遮断器の再閉路
の阻止のための手段を備えることにより達成される。

こうして高圧密閉開閉設備の中での組み立て作業の実施
前に簡単に取り付けられ、且つ作業の期間中だけ維持さ
れる保護装置が得られる。従ってこの保護装置は一種の
特殊工具であり、常に再び新たに組み込み可能である０
組み立て作業のためにカプセルの圧力容器が取り外され
又は開放されると、隣接するガス区分絶縁スペーサは片
面を開放される。今や組み立て場所に隣接し電圧が加え
られているガス室のカプセル外面上には、事故アークの
検出のために少なくとも各一つのセンサが配置される。

このガス室は片側が開放されたガス区分絶縁スペーサに
より閉鎖され、且つ電圧を加えられた導体部分を有する
。センサは評価装置を介して直接に、及び場合によって
は通常の回路網保護装置に並列に、当該のガス室の中の
電圧を加えられた部分への給電遮断器のトリガ装置に結
合されている。

危険にさらされたガス室の中で事故アークが発生した場
合に、ガス室の中の圧力り昇が片側を開放されたガス区
分絶縁スペーサの機械的強度を超過する値に達する前に
事故アークが遮断されるようなユσい時間で、且つしか
も運転中の回路網保護装置を迂回して、保護装置は当該
の給電遮断器を遮断゛する。保護装置はその最初の応答
の後にトリガ装置を介して給電遮断器の再閉路を同様に
阻止するので、組み立て者の危険が確実に防止される。

保護装置のセンサとしては音響センサ又は光センサを使
用することが推賞される０例えば光電池のような光セン
サはカプセル壁の中にのぞき窓が存在することを前提と
するけれども、保護装置の構成が著しく簡単になるとい
う特徴を有する。すなわち片側が開放されたガス区分絶
縁スペーサを有する危険なガス室に対しては、一つのセ
ンサと一つの簡単な評価装置だけで十分である。なぜな
らばこのセンサは事故アークによって生じる発光に応答
するだけでよいからである。

保護装置に付属するトリガ装置においては、給電遮断器
のトリガのための手探又は再閉路指令の閉そくのための
手段が機械的又は電気的に構成できる。電気的な手段は
例えば給電遮断器の投入コイルの回路を断ち切る。機械
的手段は故障が少なく点検が容易であるという長所を有
する。

保護装置がセンサ信号の発信の後に給電遮断器を遮断す
るまでの時間は、できる限りｌｏｏｍｓより小さく選ぶ
ことが推奨される。このことは保護装置により与えられ
た安全性を増大する。この時間は音響センサを使用した
場合にも実現可能である。なぜならば遮断器の正常な遮
断アークは−・般に２０　ｍ　ｓより短いので、評価装
置がタイムスイッチ素子を介して正常な運転に基づくこ
のアークを確実に消去できるからである。

［実施例］ 次にこの発明に基づく装置の二つの実施例を示す図面に
よりこの発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図に示す実施例においては、二つの母線
システムｌと２がＳＦ６゛ガス絶縁高圧密閉開閉設＠３
の中に設けられており、これら母線システムは三相を一
括して密閉され且つ相互に平行に延びている。ケーブル
接続部４に通じる回線分岐５の場所において、母線シス
テム１の母線が圧力容器６の中に設けられ、母線システ
ム２の母線が圧力容器７の中に設けられている。圧力容
器６又は７はそれぞれ圧力容器８又は９に接続され、そ
の際圧力容器６と８又は７と９の間にはそれぞれガス区
分絶縁スペーサ１０又は１１が設けられている。圧力容
器８の中には母線システム１に結合された導体部分１２
があり、この導体部分は接地開閉器１３と断路器１４と
に通じている。

同様に圧力容器９の中には導体部分１５が設けられ、こ
の導体部分が母線システム２に結合されると共に接地開
閉器１６と断路器１７とに通じている。圧力容器８又は
９には別の圧力容器１８が接続し、圧力容器１８は圧力
容器８に向かってはガス区分絶縁スペーサ１９を、また
圧力容器９に向かってはガス区分絶縁スペーサ２０を有
する。断路器１４から来る導体２１はガス区分絶縁スペ
ーサ１９を貫通して導かれている。同様に断路器１７か
ら来る導体２２はガス区分絶縁スペーサ２０を貫通して
いる。導体２１と２２は圧力容器１８の中で相互に結合
されている。従って圧力容器１８は配電モジュール２３
を形成し、この配電モジュールの中に更に接地開閉器２
４が配列されている。

圧力容′Ａ１８には回線分岐５の経路の中で通常の絶縁
スペーサを介して変流器２６を含む圧力容器２５が接続
しており、またガス区分絶縁スペーサ２７を介して遮断
器２９を備えた圧力容器２８が接続している。更に続い
て再びガス区分絶縁スペーサ３０を介して接地開閉器３
２を備えた圧力容器３１が接続し、それに続いて断路器
３４と接地開閉器３５とを備えた圧力容器３３が接続し
、更にガス区分絶縁スペーサ３６を介してケーブル接続
部４の圧力容器３７が接続し、更に圧力容器３７に計器
用変圧器３９を備えた圧力容器３８が接続している。

第２図の回路図に示すようにガス絶縁高圧密閉開閉設備
３の他の場所においては、同様にケーブル接続部４０に
通じ回線分岐５と同一構造の第２の回線分岐４１が設け
られ、その遮断器は両母線システム１と２のための給電
遮断器４２である。

さて回線分岐５の中の配電モジュール２３を備えた圧力
容器１８が組み立て作業のために圧力を抜かれて開放さ
れ又は取り外されるときには、母線システム１と２への
結合を断ち切るために事前に断路器１４と１７が開放さ
れる。開放された断路器１４．１７を有する圧力容器８
と９の中では絶縁ガスの正常の圧力が正しく維持されて
いるけれども、今やガス区分絶縁スペーサ１９．２０は
一側だけに絶縁ガスの運転時の圧力を受、け、一方この
絶縁スペーサの他側は大気圧にさらされている、すなわ
ち片側が開放されている。しかしながら母線システムｌ
と２はこうして配電モジュール２３のところでの組み立
て作業中正規に運転を続けることができる。そして圧力
容器８のガス室４３の中又は圧力容器９のガス室４４の
中では。

４ｖｉ部分１２又は１５には電圧が加わっている。

そのためにガス室４３又は４４の中で事故アークが発生
するという可能性が存在する。このため不利な条件の下
では、ガス室４３．４４を閉鎖するガス区１分絶縁スペ
ーサ１９又は２０が、゛バ故アークにより発生した圧力
上昇のために機械的に過大な負荷を受けて割れるという
ことが起こるかもしれない、もしそうなれば配電モジュ
ール２３のところの組み立て作業を実施している人が危
うくなるであろう。

それ故にガス絶縁高圧密開開閉設＠３の中での組み立て
作業の全期間にわたりそのつど、片側が開放されたガス
区分絶縁スペーサ１９．２０を備えて危険にさらされた
ガス室４３．４４と、運転状態を保つ母線システム１，
２のための給電遮断器４２との間に組み込まれる保護装
置４５が計画された。

この保護装置４５は四つの音響センサ（固体音マイクロ
フォン）４６ないし４９を有する。センサ４６は圧力容
器８のカプセル外面上に配置され、音響センサ４７は同
様に圧力容器９上に設けられている。従って音響センサ
４６，４７はそれぞれ危険にさらされたガス室４３．４
４を監視し、これらガス室の中で事故アークを速やかに
検出しようとするものである。しかしながら事故アーク
から発生する騒音は相互に結合された圧力゛　　容器の
カプセル壁の中を固体音として遠くまで伝わるので、隣
接する回線分岐の中で発生しその固体音が圧力容器６又
は７を介して圧力容器８又は９に伝達される事故アーク
の騒音をもまた、センサ４６．４７は検出するであろう
、従ってセンサ４６．４７により検出された固体音がど
の方向から来たかを確定するために、圧力容器６の上に
音響センサ４８が配置され且っ圧力容器７上には音響セ
ンサ４９が配置されている。

音響センナ４６．４７は、組み立て作業により片側が開
放されたガス区分絶縁スペーサ１９゜２０を有する圧力
容器８，９上に設けられている。これに反して音響セン
サ４８．４９は、片側が開放されたガス区分絶縁スペー
サ１９．２０が閉鎖するガス室４３．４４に隣接してい
る圧力容器６又は７上に取り付けられている。従って高
圧密閉開閉設備３の他の部分で事故アークが発生すると
、音響センサ４８又は４９は音響センサ４６又は４７が
検出するより大きい騒音を検出するであろう、ガス室４
３又は４４の中における事故アークの場合には事態は逆
となり、この場合にはセンサ４６．４７はセンサ４Ｂ　
、４９より大きい騒音をそれぞれ記録する。しかしなが
ら音響信号の経過時間差もまた検出できる。従って事故
アークの位置決定について、特に事故アークが正に危険
にさらされたガス室４３．４４の中で発生しているかど
うかについて述べることができる。

音響センサ４６ないし４９は一緒に保護装置４５の監視
装置５０を構成する。監視装置５ｏにより受けられた信
号は評価装置５１に与えられる。評価装、７２５１の詳
細な構成は第４図に示されている、監視装置５０がまず
その信号を増幅器５２に与え、この増幅器の出力端は電
源周波数の２倍例えば１００Ｈｚに同調可能なフィルタ
５３に接続されている。絶縁破壊に基づいて発生したア
ークはその主成分が電源周波数の２倍である特有の騒音
を有する。従って調節可能に構成することもできるフィ
ルタ５３はアークに相応する信号だけを通過させる。そ
してフィルタ５３の出力信号はその振幅に同調可能な増
幅器５４に与えられ、この増幅器は最低振幅を有する信
号だけを増幅するので、成るレベル以下の故障信号は評
価されるに至らない、最後に増幅器５４の出力はタイム
スイッチ装置５５に与えられる０発生した信号が遮断器
の消弧時間より長く存在するときにだけ信号を通過させ
るように、このタイムスイッチ装置は原則的に構成され
ている。すなわち遮断器の遮断アークは高圧密閉開閉設
備３の運転時における正規の現象であり、この現象は音
響信号において等価の事故アークだけを把握すべき評価
装置５１の応答を招いてはならない。このようにして、
遮断器の遮断アークがｇｔ価装置５１によって評価され
るようなことは確実に防止される。

ガス室４３又は４４の中の事故アークが監視装置により
検出されたときには、評価装置５１は信号を更にトリガ
装置５６に与える。このトリ力装置５６は給電遮断器４
２の投入電磁石５７と遮断電磁石５８とに作用する電気
的手段を有する。投入電磁石５７又は遮断ＴＬ電磁石８
は正規の運転時には回路網保護装置にも接続された遮断
器制御装置５９により操作される。この正規の電気回路
にトリガ装置５６のリード線が部分的に並列に接続され
ている。従ってガス室４３又は４４の中で事故アークが
発生しているという信号がトリガ装置５６に与えられる
と、トリガ装置は遮断電磁石５８を介して給電遮断器４
２を直ちに遮断する。

その際給電遮断器は遅くとも１００ｍ５の後に遮断され
ることが保証されている。このことは遮断電磁石５８を
用いて給電遮断器４２の弁６０と駆動部６１に引き起こ
される。更にトリが装置５６が投入電磁石５７の回路を
断ち切るので、投入電磁石は給電遮断器４２の駆動部６
１にもはや作用することができない、正規の遮断器制御
装置５９による給電遮断器４２の再閉路は、従って保護
装置４５の応答の後にはもはや不可能である。給電遮断
器４２の遮断により母線システムｌと２は無電圧になる
ので、ガス室４３又は４４の中の事故アークは速やかに
消え、その結果圧力上昇によるガス区分絶縁スペーサ１
９又は２０の割れは発生しない、こうして組み立て作業
を実施している人の危険は生じない。

給電遮断器４２のための投入電磁石５７が機械的な手段
によっても再閉路を阻止されうることが第３図に示され
ている。この目的のために相応する溝を有する板６２が
投入電磁石５７のプランジャ６３を越えて押し込まれて
いる。それにより板６２は機械的に連動を妨げられるの
で、正規の遮断器制御装置５９による給電遮断器４２の
投入はもはや不可能である。

最後に第５図に別の実施例の部分を示す、第５図は断路
器と接地開閉器とを内蔵する圧力容器６４を示す、この
圧力容器６４は一側においてガス区分絶縁スペーサ６５
を介して母線システムの圧力容器６６に結合されている
。他側では同様にガス区分絶縁スペーサ６７を備え、こ
の絶縁スペーサは配電モジュールの圧力容器６Ｂに通じ
ている。

圧力容器６８の開放又は取り外しに至る組み立て作業の
際にガス区分絶縁スペーサ６７の片側が開放されるなら
ば、圧力容器６６の中の母線システムが依然として運転
されるときには、断路器を開放していても圧力容器６４
のガス室６９の中に電圧を加えられた導体部分が存在す
る。それ故に組み立て作業に先立って保護装置７ｏが設
置される。

この保護装置は光学センサ７１を右する。なぜならば圧
力容器６４のカプセル壁には、断路器と接地開閉器の極
間ギャップが監視できるように二、三ののぞき窓７２が
配置されているからである。のぞき窓７２には今や光セ
ンサ７１として光電池が取り付けられ、この光電池はガ
ス室６９の内部の事故アークの発光に応答する。光セン
サ７１の信号は保護装置７０の一部である評価装置７３
に与えられ、この評価装置は第１図及び第２図に示す実
施例において説明した保護装置４５と同様に作動を開始
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づくガス絶縁高圧密閉開閉設備の
１実施例の部分断面を含む側面図、第２図は第１図に示
す設備の回路図、第３図は第２図に示す投入電磁石部分
の変形例を示す部分図、第４図は第２図に示す評価装置
のブロック線図、第５図はこの発明に基づく設備の別の
実施例の部分図である。 ３・・φガス絶縁高圧密閉開閉設備、　　　６゜７．８
，９，６４φ・拳カプセル（圧力容器）、１２．１５＠
・−４体部分、　　１９，２０；６７・・・ガス区分絶
縁スペーサ、　　４２・・・給電遮断器、　　４３，４
４；６９・拳・カス室。 ４５．７０・・・保護装置、　　　　４６　、４７　。 ４８．４９．７１−−−センサ、　　　５０−−一監視
装置、　　　５１．７３・・・評価装置、　　５３゜５
４φ・・フィルタ、　５５・・・タイムスイッチ素子、
　　５６−−−　トリガ装２ｔ、　　　５７一−−投入
電磁石、　６２・働・再閉路の阻止手段、６３・ｅ・プ
ランジャ、　　７１・・会光センサ、７２・・・のぞき
窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ガス区分絶縁スペーサによりガス密に仕切られた複
   数のカプセル部分（ガス室）を備 え、カプセル外面に取り付けられるべきセンサを含み事
   故アークに応答する監視装置がこのカプセル部分に付設
   可能であり、このセンサの信号が評価装置に与えられる
   ガス絶縁高圧密閉開閉設備において、監視装置（５０）
   と評価装置（５１、７３）とトリガ装置 （５６）とが高圧密閉開閉設備（３）における組み立て
   作業のための保護装置（４５； ７０）の部分であり、監視装置（５０）のセンサ（４６
   、４７、４８、４９；７１）がそれぞれ、組み立て作業
   により片面が開放さ れたガス区分絶縁スペーサ（１９、２０； ６７）により閉鎖され且つ電圧を加えられ た導体部分（１２、１５）を備えたガス室 （４３、４４；６９）のカプセル上に（圧力容器８、９
   、６４上に）配置されており、且つトリガ装置（５６）
   が、片面を開放されたガス区分絶縁スペーサ（１９、２
   ０；６７）を有するガス室（４３、４４；６９）の中の
   電圧を加えられた導体部分（１２、１５）のための給電
   遮断器（４２）の遮断のトリガのための手段、及びこの
   給電遮断器（４２）の再閉路の阻止のための手段（６２
   ）を備えることを特徴とするガス絶縁高圧密閉開閉設 備。 ２）カプセル壁にのぞき窓（７２）を備え、監視装置が
   こののぞき窓（７２）に配置された光センサ（７１）を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の設備
   。 ３）保護装置（４５、７０）により給電遮断器（４２）
   が遅くともセンサ信号の発信の １００ｍｓ後に遮断されるように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の設備
   。 ４）トリガ装置（５６）に機械的な手段 （６２）が付設されており、この手段が給電遮断器（４
   ２）の再閉路を阻止することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の設備。 ５）給電遮断器（４２）において投入電磁石（５７）の
   プランジャ（６３）が阻止されることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の設備。 ６）監視装置（５０）が音響センサ（４６、４７、４８
   、４９）を含み、且つ評価装置 （５１）が周波数と振幅とに依存するフィルタ（５３、
   ５４）及びタイムスイッチ素子 （５５）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれか１項に記載の設備。 ７）片側が開放されたガス区分絶縁スペーサ（１９、２
   ０）が閉鎖するガス室（４３、 ４４）が隣接している圧力容器（６、７）上にも、音響
   センサ（４８、４９）が配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の設備。