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1. JP2014207742 - GAS-INSULATED SWITCHGEAR

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Description

Title of Invention ガス絶縁開閉装置

Technical Field

0001  

Background Art

0002  

Citation List

Patent Literature

0003  

Summary of Invention

Technical Problem

0004   0005   0006   0007  

Technical Solution

0008  

Advantageous Effects

0009  

Brief Description of Drawings

0010  

Description of Embodiments

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057  

Industrial Applicability

0058  

Reference Signs List

0059  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10    

Drawings

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

Description

ガス絶縁開閉装置

Technical Field

[0001]
本発明はガス絶縁開閉装置に関し、特に、絶縁スペーサを有する導体収納容器を備えるガス絶縁開閉装置に関する。

Background Art

[0002]
変電所などに用いられるガス絶縁開閉装置は、断路器や遮断器などを収納する複数の容器を有し、それらの容器同士が連結された構造物が送電線に接続された構成となっている。上記の容器内には通常、高い電力が供給される導体部材が配置されている。容器内においては上記の高い電力が供給される導体部材が意図せず他の領域(特に容器)と導電することを抑制するために、容器内が絶縁媒体で充填されたり、導体部材が絶縁性の部材である絶縁スペーサ(たとえば、特許文献1〜6参照)で容器内に支持されたりしている。このような構造により、ガス絶縁開閉装置の当該導体部材は外界の影響から守られるので、ガス絶縁開閉装置は信頼性、安全性が高くなり、かつ環境への負荷が低減される。

Citation List

Patent Literature

[0003]
patcit 1 : 実開昭59−85526号公報
patcit 2 : 実開昭62−154738号公報
patcit 3 : 実開平5−18207号公報
patcit 4 : 実開昭59−114723号公報
patcit 5 : 特開昭63−121419号公報
patcit 6 : 特開平1−311812号公報

Summary of Invention

Technical Problem

[0004]
ところでガス絶縁開閉装置の容器内に充填される絶縁媒体としての絶縁ガスは、一般的におよそゲージ圧力が0.4から0.6MPaのSF 6(六フッ化硫黄)のガスである。しかしSF 6ガスは温暖化係数が二酸化炭素の23900倍あり、環境への負荷が非常に高い。このため昨今取り組まれている環境負荷低減のために、SF 6ガスに代わる代替ガスの、ガス絶縁開閉装置への適用が検討されている。
[0005]
代替ガスの候補とされているものに、CO 2(二酸化炭素)、N 2(窒素)、乾燥空気などがある。これらを絶縁ガスとして使用する場合には、SF 6ガスと比較して絶縁耐力が低く、電流を遮断する消弧性能が著しく劣る。このため代替ガスを使用する場合には遮断機として真空バルブを使うのが一般的である。真空バルブ内と絶縁ガスを充填した容器である接地部材内とはベローズにより区分されるが、ベローズを稼動させるためには接地部材内を低ガス圧力にする必要がある。
[0006]
しかし接地部材内の圧力を低下させれば、特に上記の代替ガスを低ガス圧力で用いた場合には、接地部材と絶縁スペーサとの接続部の全域において、部分放電が発生しやすくなる。特に接地部材と絶縁スペーサと絶縁ガスとの3つが接するいわゆるトリプルジャンクションと呼ばれる部分で部分放電が極めて発生しやすい。トリプルジャンクションで発生した部分放電が、絶縁スペーサの沿面(接地部材と絶縁スペーサとの接続部から導体部材に向かう方向に延びる絶縁スペーサの表面)に沿って進展し、導体部材に達すれば、絶縁スペーサが絶縁部材として機能しなくなり、当該沿面を介して接地部材(の容器)と導体部材とが導通するという危険な問題を生じる可能性がある。しかし上記の各特許文献をはじめ、従来はこのような問題に対する対策が何らなされていなかった。
[0007]
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、接地部材と絶縁スペーサとの接合部での部分放電の導体部材側への進展を抑制することにより、放電に起因する接地部材と接地部材内の導体部材との短絡を抑制することが可能な開閉部を有するガス絶縁開閉装置を得ることである。

Technical Solution

[0008]
この発明にかかるガス絶縁開閉装置は、容器状の接地部材と、接地部材内の導体部材と、接地部材内において導体部材を支持する絶縁スペーサと、接地部材内を充填する絶縁ガスと、放電光遮光板とを備える。放電光遮光板は、接地部材と絶縁スペーサとの接続部の近傍において接地部材と絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ接続部の近傍から絶縁スペーサの沿面に接触しながら導体部材の配置される方向に延びる。

Advantageous Effects

[0009]
この発明は、接地部材と絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ接地部材から導体部材の方向に延びる放電光遮光板により、当該放電光遮光板の近傍において発生した部分放電が放電光遮光板により遮られる。このため、部分放電が絶縁スペーサの沿面上を導体部材にまで拡散、進展することによる接地部材と導体部材とが導通する不具合の発生を抑制することができる。したがってガス絶縁開閉装置の信頼性を高めることができる。

Brief Description of Drawings

[0010]
[fig. 1] ガス絶縁開閉装置の1例を示す概略平面図である。
[fig. 2] 図1のII−II線に沿う部分における、ガス絶縁開閉装置の一部分の概略断面図である。
[fig. 3] 実施の形態1における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。
[fig. 4] 図3をその右方から見た概略側面図である。
[fig. 5] 図3の丸点線で囲んだ領域Vにおける放電光遮光板の態様と、各部の寸法とを示す概略断面拡大図である。
[fig. 6] 図5の放電光遮光板を図の左側から見た概略側面図である。
[fig. 7] 比較例における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。
[fig. 8] 実施の形態2における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。
[fig. 9] 図8をその右方から見た概略側面図である。
[fig. 10] 実施の形態4における結合部材の態様を示す概略図である。
[fig. 11] 実施の形態4における導体収納容器内に絶縁スペーサが設置された態様を示す概略断面図である。
[fig. 12] 図11をその右方から見た概略側面図である。

Description of Embodiments

[0011]
実施の形態1.
まず図1および図2を用いて、ガス絶縁開閉装置について概略的に説明する。図1を参照して、このガス絶縁開閉装置100は、いわゆる二重母線遮断器母線方式を適用しており、母線として甲母線10と乙母線20とが接続されている。これらの母線10,20は後述するようにガス絶縁開閉装置100全体の主要な(3相の)導体線を1つの容器に収めたいわゆる3相一括型のガス絶縁主母線である。甲母線10と乙母線20とは平面視においてほぼ平行となるように、水平方向に延在するように配置されている。
[0012]
電力を外部に引き出すための外部引き出しユニットは、たとえば図1の甲母線10の上側に配置された1組のユニットであり、送電線引き出し用断路器1と、避雷器2と、変流器3と、遮断器4と、分岐接続母線5と、母線切換え用断路器6とを主に有している。送電線引き出し用断路器1は、架空送電線(図示せず)と接続されるブッシング11(図2参照)を設置するためのものである。分岐接続母線5は、遮断器4と母線切換え用断路器6とを、または1対の母線切換え用断路器6同士を、接続する。母線切換え用断路器6は甲母線10と乙母線20との間の切換えを行なうための断路器である。
[0013]
図1の乙母線20の下側にも上記と同様の1組の外部引き出しユニットが配置されており、変流器3と、遮断器4と、分岐接続母線5と、母線切換え用断路器6とを主に有している。また下側の外部引き出しユニットのさらに下側には変圧器7が配置されており、分岐接続母線5により、変圧器7と変流器3とが接続されている。
[0014]
なお以上の外部引き出しユニットは、たとえばA相、B相およびC相の3相が接続されることにより3相一括型のガス絶縁開閉装置100を構成している。図2を参照して、たとえば甲母線10内には上記のように3相の導体線10A,10B,10Cが延在しており、これらの導体線10A,10B,10Cを収納することにより一体の導体線としての甲母線10が形成されている。同様にたとえば乙母線20内には3相の導体線20A,20B,20Cが延在しており、これらの導体線20A,20B,20Cを収納することにより一体の導体線としての乙母線20が形成されている。
[0015]
甲母線10および乙母線20の上部には各母線間の切換え、具体的には甲母線10と乙母線20との切換えを行なうための母線切換え用断路器6が設置されている。母線切換え用断路器6内には図2の奥行き方向(図1の上下方向)に延在する導体部材8が間隔をあけて単数または複数(たとえば2本)配置されている。甲母線10上の母線切換え用断路器6と乙母線20上の母線切換え用断路器6との間に配置される分岐接続母線5内には、分岐接続母線5内を(図2の左右方向に)延在する導体部材8と、導体部材8を支持する絶縁スペーサ9とが配置されている。
[0016]
絶縁スペーサ9は図2の左右方向に関して分岐接続母線5内の空間と母線切換え用断路器6内の空間とを仕切るように配置されており、絶縁スペーサ9により分岐接続母線5内のガスと母線切換え用断路器6内のガスとが区分されていてもよい。なお母線切換え用断路器6内の図2の奥行き方向に延びる導体部材8の下部にも、導体部材8を支持する絶縁スペーサ9が配置されていてもよい。
[0017]
なお図2においては送電線引き出し断路器1、避雷器2、変流器3、遮断器4の内部の構成については図示が省略されている。
[0018]
次に図3〜図7を用いて、母線切換え用断路器6内の絶縁スペーサ9およびその近傍について詳細に説明する。図3はたとえば図2の丸点線で囲んだ領域IIIにおける態様を示す概略拡大図である。図3および図4を参照して、たとえば分岐接続母線5などの、ガス絶縁開閉装置100を構成するいわゆる導体収納容器は接地タンク5Aであり、接地タンク5A内には導体部材8と、絶縁スペーサ9と、絶縁ガス5Bと、が主に収納されている。
[0019]
接地タンク5Aは導体部材8などを収納する接地部材であり、その表面の電位がほぼゼロとなっている(接地されている)。接地タンク5Aは図3に示す左右方向に延在し、上記延在方向に交差する断面は、図4の概略側面図が示すようにたとえば円形状を有している。接地タンク5Aは容器状であるため、中空となっており、接地タンク5A内に導体部材8および絶縁スペーサ9などが配置されている。
[0020]
接地タンク5A内の中心部、すなわち接地タンク5Aの延在する方向に延びる中心軸付近に、上記中心軸に沿うように延びる導体部材8が配置されている。ガス絶縁開閉装置100の導体部材8には高電流が流れている。つまり導体部材8には高電圧が印加されて高い電力が供給されている。
[0021]
導体部材8は、第1の導体部材8Aと、第2の導体部材8Bとが接続されて構成されている。第1の導体部材8Aは、図3の左右方向に関して隣り合う1対の絶縁スペーサ9の間(図2に示す左右方向に隣り合う1対の絶縁スペーサ9およびその間の導体部材8を参照)を図3の左右方向に延在する導体部材である。第2の導体部材8Bは、各々の絶縁スペーサ9を図3の左右方向に延在しながら貫通する導体部材である。第1の導体部材8Aと第2の導体部材8Bとに電気的に接続する導体部材接続部8Cを備えていてもよい。導体部材接続部8Cは第1の導体部材8Aと第2の導体部材8Bとの接続部分およびその近傍の電界強度を緩和するために配置される。
[0022]
絶縁スペーサ9は、導体部材8を接地タンク5Aに固定するように支持する部材である。絶縁スペーサ9は接地タンク5Aと導体部材8との双方と接続されることにより、導体部材8を接地タンク5A内において支持固定している。
[0023]
絶縁スペーサ9はその沿面が接続部59から導体部材8(第2の導体部材8B)まで、接地タンク5Aと導体部材8とを接続するように延びている。なお接続部59は接地タンク5Aの内壁と絶縁スペーサ9の表面とが接続される部分である。なお図3においては接続部59の面積を確保するために、接続部59およびその近傍において接地タンク5Aの断面を構成する円形状の径が他の領域の円形状の径よりもやや大きくなっているが、このような構成となっていなくてもよい。また導体部材8が絶縁スペーサ9を挿通するように、絶縁スペーサ9は導体部材8と導体挿通部89において接続されている。
[0024]
絶縁スペーサ9は絶縁性の材料で形成されることが好ましく、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁材料で形成されることが好ましい。つまり接地タンク5Aと導体部材8との間に絶縁スペーサが接続されることにより、接地タンク5Aと導体部材8とを電気的に絶縁させている。
[0025]
絶縁スペーサ9の沿面、すなわち接地タンク5Aから導体部材8まで導体部材8の配置される方向に延びる絶縁スペーサ9の表面は、円錐形状を形成するように、導体部材8などの延在する方向に対して斜め方向に延びている。このような構成を有するため、たとえば導体部材8などの延在する方向に対して垂直な方向に絶縁スペーサ9の沿面が延びる場合に比べて、当該沿面が長くなるため、接地タンク5Aと導体部材8との間の電界強度が低くなり、接地タンク5Aと導体部材8との間の絶縁性能をより高めることができる。
[0026]
絶縁ガス5Bは接地タンク5A内に充填されている。絶縁ガス5Bも絶縁スペーサ9と同様に、接地タンク5Aと導体部材8との間の絶縁性能を高める機能を有している。絶縁ガス5Bは、乾燥空気と、二酸化炭素と、窒素と、5割以上の体積割合を占める窒素および酸素の混合ガスと、5割以上の体積割合を占める窒素およびSF ガスの混合ガスとからなる群(5種類)から選択されるいずれかであることが好ましい。絶縁ガス5Bとしてこれらのガスを用いることにより、ガス絶縁開閉装置の環境への負荷を低減することができる。このときの接地タンク5A内の絶縁ガス5Bの圧力は0.3MPa以下であることが好ましい。
[0027]
接続部59の近傍JC、すなわち接続部59の導体部材8側の近傍JC(接地タンク5Aの内壁から見て導体部材8側に隣接する領域)には放電光遮光板30が形成されている。放電光遮光板30は絶縁性の材料で形成されることが好ましい。
[0028]
図3および図5を参照して、放電光遮光板30は、概ね接続部59のうち最も導体部材8に近い場所に隣接する領域JCにおいて、接地タンク5Aの内壁(タンク内壁面5S)と絶縁スペーサ9の表面(接触表面9S1)との双方と接触している。放電光遮光板30は上記近傍の領域JCから、絶縁スペーサ9の沿面である接触表面9S1に接触しながら導体部材8の配置される方向(図3および図5の下方向)に向けて延びている。放電光遮光板30のうち導体部材8の配置される方向に延びる部分の側面図が図6である。放電光遮光板30は、接続部59の近傍の狭い領域JCにおいて、タンク内壁面5Sと接する表面30S1と、接触表面9S1に接触しながら導体部材8に向かう方向に延びる表面30S2とを有している。
[0029]
図4を参照して、接地タンク5Aの断面(図4が示す概略側面図)を構成する円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数の放電光遮光板30が配置されることが好ましい。図4においては複数の放電光遮光板30が、絶縁スペーサ9の接続部59およびその近傍の環状の円周部分に接続するように形成され、かつ断面中央の導体部材8の配置される方向に延びている。複数の放電光遮光板30は図4に示すように接地タンク5Aおよび絶縁スペーサ9の環状部(円形状)の周方向に関して等間隔に複数配置されていてもよいが、このような態様を有さずに周方向に関して異なる間隔で配置されていてもよい。また放電光遮光板30の形成される数は極力多く、上記環状部の周方向に関して隣り合う1対の放電光遮光板30間の距離が極力短いことが好ましい。いずれにせよ、接地タンク5Aの断面を構成する円形状の周が複数の放電光遮光板30により分割される。
[0030]
複数の放電光遮光板30は、絶縁スペーサ9の、円錐形状の凸形状に盛り上がる図3の右側の表面(導体部材8の延在する方向に関する一方の方向に面する表面)と、凹形状になっている図3の左側の表面(導体部材8の延在する方向に関する他方の方向に面する表面)との双方に設けられることが好ましい。図3においては絶縁スペーサ9の右側の凸形状の表面と左側の凹形状の表面との双方において、図4に示す方向から見たときに同じ位置(図4の円周方向に関する同じ位相の位置)に重なるように放電光遮光板30が配置されている。しかし上記右側の凸形状の表面と左側の凹形状の表面との間で図4に示す方向から見たときに互いに異なる位置に放電光遮光板30が形成されてもよい。
[0031]
ここで放電光遮光板30の作用効果について説明する。図7の比較例を参照して、図7は図3と基本的に同様の構成であるが、図3の接続部59の近傍JCに放電光遮光板30が形成されない点においてのみ、図7は図3と異なっている。
[0032]
接続部59の近傍における接地タンク5Aと絶縁スペーサ9と絶縁ガス5Bとの3つが接合する部位であるトリプルジャンクションTJにおいて、部分放電が発生する可能性が高くなる。これはトリプルジャンクションTJは、導体部材8に電圧が印加されたときに他の領域に比べて電界が高くなるためである。
[0033]
トリプルジャンクションTJはたとえば図4に示す絶縁スペーサ9の接続部59およびその近傍の環状部の周方向のほぼ全域に形成される。トリプルジャンクションTJおよびその近傍の領域では、当該領域の電界強度およびガス圧力などの条件が満足されれば、部分放電が発生する。たとえばトリプルジャンクションTJの1点において発生した部分放電は、絶縁スペーサ9の沿面を進展する。部分放電を発生させた電界の大きさおよび方向に応じて、部分放電が絶縁スペーサ9の沿面を進展する方向および距離が変化する。仮にトリプルジャンクションTJ(の近傍)において発生した部分放電が導体部材8の配置される方向に向けて進展し、接地タンク5Aから導体部材8に達するように進展すれば、接地タンク5Aと導体部材8とが導通し、絶縁スペーサ9はいわゆる沿面破壊に至る。
[0034]
このような部分放電および沿面破壊は、特に上記のように環境負荷を低減する目的で、乾燥空気などの絶縁耐力の低い絶縁ガス5Bが用いられた場合に起こりやすくなり、接地タンク5A内の絶縁ガス5Bの圧力が低いときには特に、トリプルジャンクションTJの近傍の広い領域(環状のトリプルジャンクションTJの周方向に関する広い領域)で一斉に部分放電が発生し、沿面破壊に至りやすくなる。
[0035]
またたとえばトリプルジャンクションTJ(の近傍)の一の領域で発生した部分放電による発光で放出される光子は、トリプルジャンクションTJ(の近傍)の上記一の領域以外の他の領域に到達すれば、トリプルジャンクションTJ(の近傍)の上記他の領域を起点とする部分放電を誘発する。またたとえばトリプルジャンクションTJ(の近傍)における互いに異なる複数の個所にて同時多発的に部分放電が発生したときに、それらの部分放電のそれぞれが絶縁スペーサ9の沿面を進展する途中で結合すれば大きな部分放電になる。この大きな部分放電は絶縁スペーサ9の沿面を進展する距離が特に長いため、導体部材8に到達し沿面破壊に至る可能性を高くする。
[0036]
一方図3の構成において、たとえばトリプルジャンクションTJ(の近傍)の1点で発生した部分放電、または部分放電により発生した光子が絶縁スペーサ9の沿面を図4に示す環状の周方向に沿って進展すれば、放電光遮光板30(のたとえば図5に示す面)にて当該部分放電(光子)が遮られ、放電光遮光板30の奥側に拡散、進展することが抑制される。このため上記1点以外の他の領域において部分放電が発生する可能性を低くすることができ、結果として沿面破壊につながるような大きな部分放電の発生を抑制することができる。このことは絶縁スペーサ9の沿面の耐電圧を上昇させ、接地タンク5Aの外部を高電圧から保護する安全性を確保することにつながる。
[0037]
以上より、放電光遮光板30は接地タンク5Aの断面を構成する円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数形成されることが好ましい。このようにすれば上記のように、トリプルジャンクションTJの近傍で発生した部分放電(光子)がトリプルジャンクションTJの他の領域に達することによる、トリプルジャンクションTJの他の領域を起点とする部分放電(光子)の発生を抑制する効果が高められる。放電光遮光板30の設置される数が増え、隣り合う1対の放電光遮光板30間の距離が短くなれば、その分だけ遮光効果が高まるため、トリプルジャンクションTJの他の領域を起点とする部分放電(光子)の発生を抑制する効果がいっそう高められる。
[0038]
放電光遮光板30は、分岐接続母線5などの(導体収納容器としての)接地タンク5A内が上記のようにSF 6ガスよりも低い圧力で用いる必要があるガスで充填されているなど、トリプルジャンクションにおいて部分放電が発生しやすい構成に対して用いられれば、特に実益がある。
[0039]
図5に示すように、タンク内壁面5Sは、特に接続部59の近傍JCの、接地タンク5Aの(図4の側面図が示す)断面の径が大きくなるためにタンク内壁面5Sが接地タンク5Aの延在方向から(断面の円形状の)径方向に向けて湾曲する領域において概ね円弧状の曲面形状を描いている。このため当該曲面形状のタンク内壁面5Sに接するように配置される放電光遮光板30の表面30S1は、タンク内壁面5Sの曲面形状の曲率半径Rと等しい曲率半径を有する曲面形状を有している。このようにすれば放電光遮光板30と接地タンク5Aとをより確実に接触させることができ、両者の間に隙間が形成されなくなる。このため放電光遮光板30の、図5の紙面奥行き方向に進む放電光(部分放電に起因する光子)が放電光遮光板30の(図5が示す)表面上にぶつかりそれより奥の方への拡散を抑制する機能が高められる。
[0040]
特に放電光遮光板30が接触表面9S1に接触する表面30S2は、接続部59の近傍JCに限らず、近傍JCを起点として放電光遮光板30が導体部材8に向かう方向に延びる領域の全体において、絶縁スペーサ9の沿面としての接触表面9S1に接触していることが好ましい。
[0041]
ここで接続部59から導体部材8に向かう方向に向けて放電光遮光板30が絶縁スペーサ9の接触表面9S1に沿うように延びる第1の長さをLとし、表面30S1とタンク内壁面5Sとが接触する部分に関する、第1の長さLに直交する第2の長さをYとする。また放電光遮光板30から見て導体部材8側(図3および図5の下側)に隣接する絶縁スペーサ9の表面(沿面)である第1の表面9S2と、放電光遮光板30において導体部材8と面する(図5の下方向に面する)第2の表面30S3とがなす角度をθ tとする。このとき
R≦L、R≦Y、90°<θ t
が成り立つことが好ましい。
[0042]
R≦L、R≦Yが成り立つ程度に図5に示す放電光遮光板30の表面積が大きければ、図5の紙面奥行き方向に進む放電光(部分放電に起因する光子)が放電光遮光板30の(図5が示す)表面上にぶつかりそれより奥の方に進むことを遮る機能が高められる。このため放電光遮光板30の手前側から奥側への光子の進行を抑制することができ、その結果図4の円形状に延びるトリプルジャンクション上の他の領域を起点とする部分放電の発生を抑制することができる。トリプルジャンクション上の多数の領域において同時多発的に部分放電が発生することが抑制できるため、上記のように導体部材8と接地タンク5Aとが導通する程の大きな放電の発生を抑制し、接地タンク5A外部の安全を確保することができる。
[0043]
また上記のトリプルジャンクションTJのように3つの誘電率の異なる物質が接合する領域において90°<θ tが成り立てば、当該部分における電界を低下させることができる。このため放電光遮光板30を起点とする部分放電の発生を抑制することができる。
実施の形態2.
図8および図9を参照して、接続部59の近傍JCにて接地タンク5Aおよび絶縁スペーサ9の双方と接触し、かつ接続部59の近傍JCから絶縁スペーサ9の沿面に接触しながら導体部材8の配置される方向に延びる放電光遮光板31は、導体部材8まで延びていてもよい。ここでは第2の導体部材8Bと接続するように放電光遮光板31が延びている。
[0044]
このようにすれば、放電光遮光板31がたとえばトリプルジャンクション上の一の領域から発生した部分放電(光子)が絶縁スペーサ9の沿面に沿って進展し、トリプルジャンクション上の他の領域に到達することによる当該他の領域での部分放電の発生を抑制する効果が実施の形態1よりさらに高められる。放電光遮光板31が部分放電(光子)を遮ることができる表面積が放電光遮光板30より非常に大きくなるためである。ここでは接地タンク5Aから導体部材8に達するまでの絶縁スペーサ9の沿面の全体に遮光板31が設けられるため、たとえば導体部材8に比較的近い絶縁スペーサ9の沿面にまで進展した部分放電の、他のトリプルジャンクションに向けての拡散進展をも遮断する効果を有する。
[0045]
実施の形態2は、図5に示す第1の長さLが非常に長くなり、接続部59の近傍JCから導体部材8までの長さを有する例である。しかしこれに限らず、たとえば図5の放電光遮光板30よりも非常に長い第1の長さLを有するが、導体部材8に接続するほどの長さを有しない(放電光遮光板30と放電光遮光板31との中間の第1の長さLを有する)放電光遮光板が用いられてもよい。
[0046]
実施の形態2の放電光遮光板31は以上に述べた点においてのみ実施の形態1の放電光遮光板30と異なっており、それ以外の点は基本的に実施の形態1の放電光遮光板30に準ずる。
実施の形態3.
上記の放電光遮光板30,31は、シリコーンゴム、ゲル、軟質エポキシ樹脂からなる群から選択されるいずれかにより形成されることが好ましい。これらの材料は伸縮性の高い高分子材料であるため、放電光遮光板30,31の形状が外力により容易に変形する。したがってたとえ接地タンク5Aのタンク内壁面5Sの曲率半径R(図5参照)と放電光遮光板30の表面30S1の曲率半径とが等しくならず、両者の間に多少の誤差が生じたとしても、その誤差を埋め合わせて接地タンク5Aと放電光遮光板30との間に隙間が形成されないように放電光遮光板30,31が柔軟に変形することができる。このため放電光遮光板30,31の上記の遮光効果がより確実となる。
[0047]
また放電光遮光板が変形容易となることから、放電光遮光板30,31が接地タンク5Aの表面により容易に接触可能となる。このため放電光遮光板30,31と接地タンク5Aと絶縁ガス5BとのトリプルジャンクションTJおよびその近傍において部分放電が発生する条件を満たしにくくなり、放電光遮光板30,31が配置された領域の近傍を起点とする部分放電の発生が抑制される。
[0048]
放電光遮光板30,31の誘電率は絶縁スペーサ9の誘電率に等しいことが好ましい。ここでの「等しい」とはたとえば両者の材質が同じであり誘電率が完全に一致する場合に限らず、ほぼ等しい、あるいは同等である場合を含む。特に高分子材料の誘電率は一定ではなく数値範囲を有することが多い。このためたとえば放電光遮光板30,31を構成する高分子材料の誘電率の範囲と絶縁スペーサ9を構成する絶縁材料の誘電率の範囲とが重複する場合には、ここでは両者の誘電率が「等しい」ものと定義する。
[0049]
放電光遮光板30,31の誘電率を絶縁スペーサ9の誘電率に等しくすれば、放電光遮光板30,31の近傍のトリプルジャンクションTJにおける電界強度を低下させることができ、放電光遮光板30、31を起点とする(放電光遮光板30,31に起因する)部分放電の発生を抑制することができる。
実施の形態4.
図10および図12は図4および図9と同じ、接地タンク5Aの円形状の断面方向を(図11の右方から)見た概略側面図であり、図11は図3および図8と同じ、接地タンク5Aの延在方向を見た概略断面図である。
[0050]
図10〜図12を参照して、接地タンク5Aの延在方向に交差する断面(図10および図12が示す側面図)がなす円周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置される放電光遮光板30同士を結合するように結合部材40が形成されてもよい。結合部材40は接地タンク5Aの延在方向に交差する断面がなす円周方向に沿うように延びているため、環状をなしている。結合部材40は放電光遮光板30と同一の絶縁材料(高分子材料)で形成されていることが好ましい。
[0051]
これにより、複数配置される放電光遮光板30のそれぞれが接地タンク5Aおよび絶縁スペーサ9の双方と接触するという条件さえ満たせば、たとえ個々の放電光遮光板30が接地タンク5Aに強固に固定されなくても、少なくとも1つの放電光遮光板30が接地タンク5Aに強固に固定されていれば、結合部材40によりすべての放電光遮光板30同士が一体として固定される。あるいは逆に結合部材40が接地タンク5Aに強固に固定されれば、全ての放電光遮光板30は接地タンク5Aに強固に固定されなくても、結合部材40によりすべての放電光遮光板30同士が一体として固定される。このため放電光遮光板30の取り付けが容易になる。
[0052]
図11に示すように結合部材40と絶縁スペーサ9とが接触しないように両者の間に間隙Gが形成されていることが好ましい。また図示されないが実施の形態2の放電光遮光板31に対して結合部材40が形成されてもよい。少なくとも1つの放電光遮光板30が接地タンク5Aに強固に固定されていれば、図12に示すように接地タンク5Aと結合部材40との間に間隙Gが形成されてもよい。
[0053]
仮に結合部材40が絶縁スペーサ9と接触し、特に接地タンク5Aの環状の円周方向の1周分にわたって絶縁スペーサ9と結合部材40とが接触すれば、あたかも絶縁スペーサ9と結合部材40とが合体した絶縁スペーサが配置されたような構成となる。つまり結合部材40を含む絶縁スペーサと接地タンク5Aと絶縁ガス5Bとのトリプルジャンクションが形成され、トリプルジャンクションを起点とする部分放電が発生する可能性が高まる。
[0054]
しかし結合部材40と絶縁スペーサ9とが接触しないように両者の間に間隙Gが形成されれば、結合部材40と絶縁スペーサ9とを一体とみなした絶縁部材と、接地タンク5Aと、絶縁ガス5Bとの3つによるトリプルジャンクションが形成されなくなる。このため結合部材40の配置に起因して部分放電の発生確率が高まるなどの不具合を抑制することができる。
[0055]
実施の形態4は以上に述べた点においてのみ実施の形態1〜3と異なっており、それ以外の点は基本的に実施の形態1〜3に準ずる。
[0056]
以上の各実施の形態1〜4においては分岐接続母線5の接地タンク5A内の絶縁スペーサ9に対して放電光遮光板30を設置した例を示している。しかしこれに限らず、たとえばガス絶縁開閉装置100を構成する他の導体収納容器に放電光遮光板30が適用されてもよい。たとえば開閉器である遮断器4や母線切換え用断路器6などの内部の絶縁スペーサ9に対して放電光遮光板30が用いられてもよい。
[0057]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Industrial Applicability

[0058]
本発明は絶縁スペーサを有するガス絶縁開閉装置に、特に有利に適用され得る。

Reference Signs List

[0059]
1 送電線引き出し用断路器、2 避雷器、3 変流器、4 遮断器、5 分岐接続母線、5A 接地タンク、5B 絶縁ガス、5S タンク内壁面、6 母線切換え用断路器、7 変圧器、8 導体部材、8A 第1の導体部材、8B 第2の導体部材、8C 導体部材接続部、9 絶縁スペーサ、9S スペーサ表面、10 甲母線、10A,10B,10C 導体線、11 ブッシング、20 乙母線、30 放電光遮光板、40 結合部材、59 接続部、89 導体挿通部、100 ガス絶縁開閉装置、JC 接合部近傍、TJ トリプルジャンクション。

Claims

[1]
容器状の接地部材と、
前記接地部材内に配置され、電力を供給するための導体部材と、
前記接地部材内において前記導体部材を支持するように、前記接地部材と前記導体部材とを接続するように延びる絶縁スペーサと、
前記接地部材内を充填する絶縁ガスと、
前記接地部材と前記絶縁スペーサとの接続部の近傍において前記接地部材と前記絶縁スペーサとの双方と接触し、かつ前記接続部の近傍から前記絶縁スペーサの沿面に接触しながら前記導体部材の配置される方向に延びる放電光遮光板とを備える、ガス絶縁開閉装置。
[2]
前記導体部材が延在する方向に交差する方向に関する前記接地部材の断面は円形状であり、
前記放電光遮光板は、前記接地部材の前記円形状の周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置されている、請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
[3]
前記絶縁ガスの圧力は0.3MPa以下であり、
前記絶縁ガスは、乾燥空気と、二酸化炭素と、窒素と、5割以上の体積割合を占める窒素および酸素の混合ガスと、5割以上の体積割合を占める窒素およびSF 6ガスの混合ガスとからなる群から選択されるいずれかである、請求項1または2に記載のガス絶縁開閉装置。
[4]
前記接続部の近傍の、前記放電光遮光板と前記接地部材とが接触する領域において、前記接地部材および前記放電光遮光板の表面は互いに曲率半径の等しい曲面形状を有している、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
[5]
前記放電光遮光板が前記絶縁スペーサの沿面に沿うように延びる第1の長さをL、前記接続部の近傍において前記放電光遮光板が前記接地部材と接触する部分の、前記第1の長さに直交する第2の長さをY、前記接続部の近傍における前記接地部材の前記曲面形状の曲率半径をR、前記放電光遮光板から見て前記導体部材側に隣接する前記絶縁スペーサの表面である第1の表面と、前記放電光遮光板において前記導体部材と面する第2の表面とがなす角度をθ tとすれば、
R≦L、R≦Y、90°<θ t
が成り立つ、請求項4に記載のガス絶縁開閉装置。
[6]
前記放電光遮光板は、前記導体部材と接続するように、前記接続部の近傍から前記導体部材まで前記絶縁スペーサの沿面に接しながら延びる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
[7]
前記放電光遮光板は、シリコーンゴム、ゲル、軟質エポキシ樹脂からなる群から選択されるいずれかにより形成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
[8]
前記放電光遮光板の誘電率は前記絶縁スペーサの誘電率と等しい、請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉装置。
[9]
前記周方向に関して互いに間隔をあけて複数配置されている前記放電光遮光板同士を結合するように、前記周方向に延びるように形成された結合部材をさらに備える、請求項2に記載のガス絶縁開閉装置。
[10]
前記結合部材と前記絶縁スペーサとの間には間隙が形成されている、請求項9に記載のガス絶縁開閉装置。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]

[ Fig. 7]

[ Fig. 8]

[ Fig. 9]

[ Fig. 10]

[ Fig. 11]

[ Fig. 12]