JPS6346544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電力送電用の変電所等において用いら
れ雷や開閉時の過電圧から変電所などの機器を保
護するためのガス・ギヤツプ装置に関する。

（従来の技術） 電力需要の増大に伴い、送電容量が増加してき
ている。また、電力消費地近傍おける発電所の立
地難から長距離送電が必要とされてきた。これら
の電力条件はより高電圧の送電を必要としてきて
いる。しかし、送電電圧の上昇に伴い、送電線路
の鉄塔が高くなるにつれて、雷による過電圧が送
電線に侵入する可能性が大きくなる。また、開閉
装置の開閉操作に伴う開閉過電圧も高い値とな
る。この為、従来より、これらの過電圧から変電
所の機器を保護する為に変電所の出口または入口
に避雷器を設置している。しかし、避雷器は高価
な為、構造が簡単で安価なガス・ギヤツプ装置が
避雷器の代りに用いられるようになつてきた。

従来、一般的に用いられてきたガス・ギヤツプ
装置は第１図に示すような構造を持つている。雷
等による過電圧が発生してガス・ギヤツプ装置に
印加されると、この電圧はガス・ギヤツプ装置の
上部電極８、シールド６および下部電極５との間
の間隙で分担され、まず、シールド６につながる
トリガ電極７と下部電極５との間で放電する。次
に、この放電によつて、上部電極８と下部電極５
との間も電界が破壊されて導通する。この後、系
統の運転状況によつて異なる電源周波数の続流が
ガス・ギヤツプ装置に流れる。この続流が遮断さ
れない場合には、地絡電流が流れることになり不
都合が生じる。この為、ガス・ギヤツプ装置には
これらの続流を遮断する能力が要求される。ガ
ス・ギヤツプ装置に流れる続流は地絡点にアーク
ホーンの有無によつて２つに分けられる。アーク
ホーンが有る場合には、送電線、アークホーン、
大地、ガス・ギヤツプ装置の間で閉ループが形成
されるため、遮断されていない他相から電磁誘導
電流が流れる。また、アークホーンがない場合に
は、遮断されていない他相からの静電誘導電流が
流れる。この他、遮断器が遮断する前は地絡電流
が流れるが、遮断器が遮断した後は前述の続流と
なる。これらの続流を遮断する場合、特に電磁誘
導電流を遮断する場合には遮断器におけるSLFの
遮断条件と同様に再起電圧が三角波となつて急峻
な上昇率を持つた再起電圧が生じる。ところが従
来のガス・ギヤツプ装置では単にSF6ガスの消弧
性能を利用した並切り方式が採用されているの
で、電流零点直後の絶縁回復特性が劣る。この
為、従来のガス・ギヤツプ装置では永久磁石ある
いは、スパイラル構造の電極等を用いて磁気力に
よりアークを動かして、アークを冷却することに
より絶縁回復特性を上げることが考えられてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、これらの磁気駆動方式を用いたガス・
ギヤツプ装置では、遮断器が地絡する前に流れる
地絡電流は相当大きい為、この地絡電流によりガ
ス・ギヤツプ間に発生しているアークに対して磁
界が大きく作用する。この為、大電流の地絡電流
を流れた場合には磁界が強まることによるアーク
の動きが活発になりタンク等へアークが達し、ガ
ス・ギヤツプ装置が地絡する等の不都合があり、
これを回避する為にタンクの径を大きくしなけれ
ばならないという欠点があつた。

本発明は上記の不都合に鑑みてなされたもの
で、地絡電流が大電流の場合にも、遮断性能、特
に、電磁誘導電流を遮断する際に生じる急峻な再
起電圧を充分にカバーすることのできる速い絶縁
回復特性をもつたガス・ギヤツプ装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 絶縁性ガスを封入した容器内に、互いに対向す
る一対の電極５，８を配置し、この一対の電極の
一方５と大地間にその内部が真空に保持され互い
に対向する電極を有する真空ギヤツプ９を直列に
接続し、更にこの真空ギヤツプ９と並列に抵抗１
０を接続したことを特徴とする。

（作用） 本発明は上記の如く構成することにより、ガ
ス・ギヤツプ装置に過電圧が印加されると、一対
の電極５，８間が絶縁破壊して導通する。この時
真空ギヤツプ９は導通していない為、電流は抵抗
１０を介して大地に流れる。そのため、真空ギヤ
ツプ９に電圧が印加されて導通する。次に地絡電
流が電流零点にさしかかると、絶縁回復特性の良
い真空ギヤツプ９が地絡電流を遮断する。その間
にガス・ギヤツプ装置にかかつていた過電圧は既
に減衰している。そして、地絡電流が流れなくな
ると、ギヤツプ５，８間のアークが消滅し、すで
にこの時は過電圧は減衰している為ギヤツプ５，
８間の絶縁が回復する。

（実施例） 本発明の一実施例を第２図を参照しながら以下
説明する。

第２図において、タンク１はその一端は絶縁ス
ペーサ２と他端は底板３でもつて密封されて、そ
の内部にSF6ガス等の絶縁ガスが封入されてい
る。絶縁スペーサ２の中心部には導体２１が気密
に貫通しており、導体２１のタンク１内の一端は
上部電極８を形成しており、タンク１外の他端は
送電線と電気的に連結される。上部電極８と対抗
する位置に円筒状の下部電極５が配置される。下
部電極５の中心部にはトリガ電極７が配設されて
おり、同じく下部電極５の外側には上部電極８と
下部電極５とで形成されるギヤツプ２２を覆うよ
うに円筒状のシールド６が配設されている。下部
電極５はシールド６に絶縁物４を介して機械的に
固定されている。そして下部電極５、シールド
６、トリガ電極７はそれぞれ電気的に連結されて
いる。また下部電極５、シールド６、トリガ電極
７は連結部材２３を介して真空ギヤツプ９に電気
的、機械的に連結されている。更に、真空ギヤツ
プ９と並列に導電性の円板２４を介して抵抗１０
が接続されている。

次に上述の如く構成された本発明の作用を説明
する。

本発明のガス・ギヤツプ装置の電気的等価回路
は第３図の如くなる。第２図において系統に雷等
の過電圧が生じ、送電線からガス・ギヤツプ装置
に過電圧が印加されると、上部電極８、シールド
６および下部電極５間のギヤツプ２２で電圧を分
担するため、シールド６に接続されたトリガ電極
７にも電圧が誘起され、トリガ電極７と下部電極
５との間で放電が生じ、この放電で上部電極８と
下部電極５との間も絶縁破壊して導通する。この
時、真空ギヤツプ９は導通していないので電流は
抵抗１０を介して大地へ流れる。すると抵抗１０
の電圧降下が生じるのでこれと並列の真空ギヤツ
プ９に電圧が印加されて真空ギヤツプ９が導通す
る。一方、続流が流れて電流零点が来ると、真空
ギヤツプ９とガス・ギヤツプ２２の両方に同時に
電流零点が得られる。

しかし、絶縁回復特性は真空ギヤツプ９の方が
極めて優れており、一般には真空ギヤツプ９が最
初に遮断する。ガス・ギヤツプ２２が真空ギヤツ
プ９と同時の遮断に成功しなかつた場合には、抵
抗１０に電流が流れ、抵抗１０で減流するため、
ガス・ギヤツプ２２も次の零点で遮断することが
できる。もし遮断に失敗した場合でも送電線にか
かつている過電圧は徐々に減衰しているため、更
に次の零点で遮断できることになる。

真空ギヤツプ９は一般には大電流遮断にも適し
ているが地絡電流が流れることも考慮するとアー
クと並列に磁界を印加するコイルを有する縦磁界
型電極を用いると電極融解がすくなくなり多数回
使用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、ガス・ギヤツプ２２と直列に
真空ギヤツプ９を接続し、更に真空ギヤツプ９と
並列に抵抗１０を接続することにより、遮断時に
は真空ギヤツプ９の優れた絶縁回復特性を利用し
て、急峻な再起電圧の遮断も可能となり、電磁誘
導電流遮断に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス・ギヤツプ装置の断面図、
第２図は本発明のガス・ギヤツプ装置の断面図、
第３図は本発明のガス・ギヤツプ装置の電気的な
等価回路の説明図である。 １……タンク、２……絶縁スペーサ、３……底
板、４……絶縁物、５……下部電極、６……シー
ルド、９……真空ギヤツプ、１０……抵抗、２２
……ガス・ギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性ガスを封入した容器内に、互いに対向
   する一対の電極を配置し、この一対の電極の一方
   と大地間にその内部が真空に保持され互いに対向
   する電極を有する真空ギヤツプを直列に接続し、
   更にこの真空ギヤツプと並列に抵抗を接続したこ
   とを特徴とするガス・ギヤツプ装置。 ２ 前記真空ギヤツプの電極は、電極間に発生す
   るアークと並列に磁界を印加するコイルを有する
   縦磁界型電極であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のガス・ギヤツプ装置。