(57)【要約】【課題】環境に調和し、変電所全体のＳＦ６ガス削減の割合を大きくしたガス絶縁変電所を提供する。【解決手段】ガス絶縁母線２ａと、ガス絶縁開閉器４−１と、ガス絶縁変圧器８−１とを備えたガス絶縁変電所において、ガス絶縁開閉器４−１およびガス絶縁変圧器８−１に封入される絶縁ガスは、ガス絶縁母線２ａに封入される絶縁ガスより地球温暖化係数が小さい絶縁ガスにした。【選択図】図２
2010051157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁スペーサによって絶縁支持された導体を絶縁ガスの封入された接地タンク内に配置したガス絶縁母線と、
絶縁スペーサによって絶縁支持された導体および開閉部を絶縁ガスの封入された接地タンク内に配置するとともに、前記導体を前記ガス絶縁母線の導体に接続し、さらに、前記接地タンクを絶縁スペーサを介して前記ガス絶縁母線の接地タンクに気密に接続したガス絶縁開閉機器と、
変圧器要素を収納した変圧器タンク内に絶縁ガスを封入するとともに、当該変圧器要素を前記ガス絶縁開閉機器の導体に接続し、さらに、前記変圧器タンクを絶縁スペーサを介して前記ガス絶縁開閉機器の接地タンクに気密に接続したガス絶縁変圧器と、を備えたガス絶縁変電所において、
前記ガス絶縁開閉機器およびガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスは、前記ガス絶縁母線に封入される絶縁ガスより地球温暖化係数が小さい絶縁ガスであることを特徴とするガス絶縁変電所。
【請求項２】
前記ガス絶縁母線に封入されている絶縁ガスが六フッ化硫黄ガスであり、前記ガス絶縁開閉機器および前記ガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスが前記ＳＦ６より地球温暖化係数の小さい絶縁ガスであることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁変電所。
【請求項３】
前記ガス絶縁開閉機器および前記ガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項２記載のガス絶縁変電所。
【請求項４】
前記ガス絶縁開閉機器および前記ガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスが炭酸ガスであることを特徴とする請求項２記載のガス絶縁変電所。
【請求項５】
前記ガス絶縁母線に封入されている絶縁ガスが六フッ化硫黄ガスであり、前記ガス絶縁開閉機器に封入される絶縁ガスが炭酸ガスであり、さらに前記ガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項２記載のガス絶縁変電所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地球温暖化対策に対応したガス絶縁開閉装置などの機器を有するガス絶縁変電所に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用電圧が500kVクラスの変電設備では、建設費、用地の高騰とともに、充電部汚損、安全性、騒音などの問題から開閉装置の小形化や密閉化の要求に応えるために、近年の傾向として絶縁性能および消弧性能に優れた六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを封入したガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）とＳＦ６ガスを封入したガス絶縁変圧器とを直結した全ガス絶縁変電所もしくは開閉所が設置されるようになってきた。この場合、ガス絶縁変圧器からガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）に引き込まれた高電圧は、接地金属容器内部に挿入された導体を介して断路器、避雷器、ガス遮断器等の電気機器に接続される。
【０００３】
ＳＦ６ガスは空気と比較して約１００倍の消弧性能と約３倍の絶縁性能を持つことが知られている。このＳＦ６ガスは常温大気圧においては化学的に安定度の高い無毒、無臭、無色、不燃性の気体で、大気中での寿命は３２００年と長く、赤外線吸収量も大きいため、100年間の地球温暖化係数（ＧＷＰ；Global  Warming  Potential）は、炭酸ガス（ＣＯ２）の２３，９００倍と大きい。
【０００４】
ただし、地球温暖化への寄与の大きさはＧＷＰと大気中濃度の積で与えられ、現時点ではＳＦ６ガスの大気中濃度が極めて低いため、ＳＦ６ガスの影響力はＣＯ２に比べると極めて小さい。しかしながら、ＧＷＰが大きいということは温暖化への潜在的影響力が大きいということであり、今後ＳＦ６ガスの排出量が増え、大気中での濃度が増加すると、その影響力はＣＯ２と比較してかなり大きくなる可能性もある。
【０００５】
このような観点から、１９９７年１２月に京都で開催された第３回気候変動に関する国際連合枠組み条約締約国会議（ＣＯＰ３）において、ＳＦ６も削減対象ガスとして加えられ、排出の抑制と削減についての対応が要求されている。このように環境面からも、開閉装置にＳＦ６ガスの使用量の削減が望まれている。
【０００６】
このような要望に応えるため、ガス絶縁変電所において、避雷器を付加配置し、開閉部を有するガス区画と、開閉部を有しないガス区画である主母線ユニット、母線、ブッシング、避雷器とを分離し、開閉部を有する区画には遮断性能確保のためＳＦ６ガスを使用し、開閉部を有しない区画には避雷器定格の選定もしくは追加配置により過電圧を抑制し、ＳＦ６ガス量の削減あるいはＳＦ６ガス以外の絶縁ガスを使用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、ガス絶縁変圧器とガス絶縁開閉装置とを管路母線で接続したものにおいて、ガス絶縁変圧器には、環境低負荷ガスを使用し、ガス絶縁開閉装置にＳＦ６ガスを使用して変電所全体に対するＳＦ６ガスの量を低減する提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、電流遮断を行う消弧ガス室には７０％乃至１００％のＳＦ６を封入し、電流遮断を行わない線路区分には１０〜３０％のＳＦ６と残りの９０〜７０％の窒素ガス（Ｎ２）との混合ガスを封入して、変電所全体に対するＳＦ６ガスの量を低減する提案がなされている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−２９９０２０号公報
【特許文献２】特開２００７−８８２７４号公報
【特許文献３】特開平１１−１８２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献に記載の発明では、検討の結果以下のような問題点が新たに生じることがわかった。  
（１）特許文献１に記載の発明では、変電所に新たにサージ電圧を抑制するための避雷器を追加配置することにより定格電圧を下げた変電所として運用するため、既設変電所に避雷器を追加配置する際、現地で停電を伴う作業となりその取り付けが困難である。
【００１０】
（２）特許文献１乃至３に記載の発明では、開閉部を有する区画には遮断性能を確保するためＳＦ６ガスを使用しており、ＳＦ６ガスは電流遮断部でアーク放電に触れると、一部分解が生じ、化学的に活性な化合物であるＳＯＦ６、ＳＯ６、ＳＯ６Ｆ６、ＳＯＦ６、ＨＦ、ＳｉＦ６等の分解生成物、分解ガスを生成する。この場合、分解ガスを含むＳＦ６ガスを回収する場合、特別な処理や管理が必要になるという欠点がある。
【００１１】
（３）さらに、特許文献１乃至３に記載の発明では、変電所内でも大型の電気機器の一つであるガス絶縁遮断器にＳＦ６ガスを使用し、開閉部を有しない区画には環境を考慮した他の絶縁ガス例えば、窒素ガス（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）等を使用しているため、変電所全体で考えた場合のＳＦ６ガス削減割合は小さく、更なる削減が望まれる。
【００１２】
そこで本発明の目的は、環境に調和し、変電所全体のＳＦ６ガス削減の割合を大きくしたガス絶縁変電所を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、絶縁スペーサによって絶縁支持された導体を絶縁ガスの封入された接地タンク内に配置したガス絶縁母線と、絶縁スペーサによって絶縁支持された導体および開閉部を絶縁ガスの封入された接地タンク内に配置するとともに、前記導体を前記ガス絶縁母線の導体に接続し、さらに、前記接地タンクを絶縁スペーサを介して前記ガス絶縁母線の接地タンクに気密に接続したガス絶縁開閉機器と、変圧器要素を収納した変圧器タンク内に絶縁ガスを封入するとともに、当該変圧器要素を前記ガス絶縁開閉機器の導体に接続し、さらに、前記変圧器タンクを絶縁スペーサを介して前記ガス絶縁開閉機器の接地タンクに気密に接続したガス絶縁変圧器と、を備えたガス絶縁変電所において、前記ガス絶縁開閉機器およびガス絶縁変圧器に封入される絶縁ガスは、前記ガス絶縁母線に封入される絶縁ガスより地球温暖化係数が小さい絶縁ガスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガス絶縁変電所によれば、多量の絶縁ガスを使用するガス絶縁遮断器とガス絶縁変圧器等の変電設備機器に封入する絶縁ガスとして、ＳＦ６ガスに替えて炭酸ガスや窒素ガス等の地球温暖化係数の小さいガスを採用するので、全ガス絶縁変電所全体としてのＳＦ６ガス削減割合を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は本発明による全ガス絶縁変電所の回路構成を示す単線結線図であり、図２は本発明の一実施例による全ガス絶縁変電所を示す概略配置図である。
【００１６】
まず、図１に示す単線結線図により、ガス絶縁変電所に設置されている各変電設備機器の電気的な接続関係を説明する。  
本発明のガス絶縁変電所とは、ガス絶縁開閉所も含むものである。
【００１７】
１なる符号は、二重母線構成のガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の全体を示すものであり、第１主母線２ａおよび第２主母線２ｂと、第１主母線２ａに接続された母線用断路器３ａ１および３ａ２と、第２主母線２ｂに接続された母線用断路器３ｂ１および３ｂ２と、この母線用断路器３ａ１および３ｂ１の共通接続部から導出される第１回線側ガス絶縁遮断器４−１、母線用断路器３ａ２および３ｂ２の共通接続部から導出される第２回線側ガス絶縁遮断器４−２と、第１回線側ガス絶縁遮断器４−１および第２回線側ガス絶縁遮断器４−２にそれぞれ接続される第１回線側変圧器接続母線５−１および第２回線側変圧器接続母線５−２と、これら第１回線側変圧器接続母線５−１および第２回線側変圧器接続母線５−２にそれぞれ設置される接地断路器６−１および６−２と、避雷器７−１および７−２とから構成されており、全て絶縁ガスが封入されている接地タンク（接地容器）内に上記の変電設備機器を収納している。  
なお、便宜上、電流開閉機能を有する、ガス絶縁遮断器および断路器、あるいは開閉器をガス絶縁開閉機器と総称する。
【００１８】
このように構成されたガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）１の第１回線側変圧器接続母線５−１および第２回線側変圧器接続母線５−２に対して、それぞれ第１回線側ガス絶縁変圧器８−１、第２回線側ガス絶縁変圧器８−２が接続されるようになっている。
【００１９】
なお、図１中、破線の枠で示したものは、ガス絶縁変圧器の変圧器タンクあるいはＧＩＳの接地タンク（接地容器）であり、また、菱形のシンボルＳは、接地タンク（容器）同士を気密に結合してガス区分するとともに、接地タンク（容器）内に収納した導体等を絶縁支持する絶縁スペーサである。
【００２０】
図２の全ガス絶縁変電所の概略配置図は、図１の第１回線側の母線用断路器３ａ１からガス絶縁変圧器８−１までの変電設備機器を示す。  
図２では、主母線２ａは絶縁ガス２ａＧを封入した円筒状の接地容器２ａＴ内の中心部に絶縁スペーサによって絶縁支持された中心導体（高圧導体ともいう）２ａＣを配置した構成になっている。
【００２１】
この主母線２ａの中心導体２ａＣは絶縁スペーサＳ１を貫通し、絶縁ガス３ａ１Ｇを封入した母線用断路器３ａ１の接地タンク３ａ１Ｔ内に収容された母線用断路器開閉部３ａ１Ｂの端部に位置する接続導体３ａ１Ｃを介して電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、この母線用断路器開閉部３ａ１Ｂの他の端部に位置する接続導体３ａ１Ｃは、絶縁スペーサＳ２を貫通し、絶縁ガス４−１Ｇを封入したガス絶縁遮断器４−１の接地タンク４−１Ｔ内に収容されている接続導体４−１Ｃを介してガス絶縁遮断器開閉部４−１Ｂに接続されている。
【００２３】
また、ガス絶縁遮断器開閉部４−１Ｂの他の端部に位置する接続導体４−１Ｃは絶縁スペーサＳ３を貫通し、絶縁ガス５−１Ｇを封入した変圧器接続母線５−１の接地タンク５−１Ｔ内に収容されている中心導体５−１Ｃに接続されている。
【００２４】
この変圧器接続母線５−１の中心導体５−１Ｃは、絶縁スペーサＳ４を貫通し、絶縁ガス８−１Ｇを封入した第１回線側ガス絶縁変圧器８−１のタンク８−１Ｔ内の図示しない変圧器要素に接続されている。そして、この中心導体５−１Ｃの中間部には絶縁スペーサＳ５、Ｓ６をそれぞれ貫通してタンク型の接地断路器７−１と、避雷器８−１とが接続されている。
【００２５】
このように構成したガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）１と、ガス絶縁変圧器８とからなる全ガス絶縁変電所において、本実施形態では、多量の絶縁ガスを使用する変電設備機器、あるいは電流を遮断する変電設備機器である、ガス絶縁変圧器８−１、８−２やガス絶縁遮断器４−１、４−２、さらには母線用断路器、接地断路器等のガス絶縁開閉機器の接地タンク（接地容器）に封入する絶縁ガス３ａ１Ｇ、４−１Ｇ、５−１Ｇおよび８−１Ｇとして、地球温暖化係数が１である炭酸ガス（ＣＯ２）または地球温暖化係数がほぼゼロである窒素ガス（Ｎ２）あるいは、他の地球温暖化係数の小さい絶縁ガスを採用する。
【００２６】
これら炭酸ガス（ＣＯ２）または窒素ガス（Ｎ２）は、ＳＦ６よりも絶縁性能、消弧性能とも劣るものの、絶縁、消弧媒体として優れたガスであるので、近年これらの絶縁ガスを消弧媒体として用いたガス絶縁遮断器が開発・発表されており、本発明のガス絶縁遮断器やガス絶縁変圧器にも採用できるものである。
【００２７】
一方、ガス絶縁遮断器やガス絶縁変圧器のように多量の絶縁ガスを使用する変電設備機器でもなく、また、電流を遮断する変電設備機器でもない、ガス絶縁母線２ａ、変圧器接続母線５−１に封入する絶縁ガス２ａＧ、５−１Ｇには炭酸ガスや窒素ガスよりも地球温暖化係数の大きい絶縁ガス、例えばＳＦ６ガスを採用する。
【００２８】
このように、本実施形態の全ガス絶縁変電所によれば、多量の絶縁ガスを使用するガス絶縁遮断器とガス絶縁変圧器等の変電設備機器に封入する絶縁ガスとして、ＳＦ６ガスに替えて炭酸ガス（ＣＯ２）または窒素ガス（Ｎ２）等の地球温暖化係数の小さいガスを採用することで、ガス絶縁変電所全体としてのＳＦ６ガスの削減割合を大きくすることができる。
【００２９】
また、電流を遮断する変電設備機器ではないガス絶縁母線、変圧器接続母線に封入する絶縁ガス２ａＧ、５−１ＧとしてＳＦ６ガスを採用しているので、ガス絶縁母線から各回線のガス絶縁変圧器までの全ての変電設備機器に地球温暖化係数の小さいガスを採用する場合に比べ、同一電圧の機器の場合、小型化でかつ、低ガス圧で機器を製作することができるので、ガス絶縁母線が小型化される分、変電所全体の敷地面積を縮小できる。
【００３０】
また、ガス絶縁遮断器、母線用断路器等の消弧媒体として、炭酸ガス（ＣＯ２）を用いた場合、ＳＦ６ガスを用いていたときのような分解ガスは発生せず、したがって、環境に優しいガス絶縁変電所を提供できる。
【００３１】
さらに変電設備機器の点検などで、ガスの回収の必要性が生じた場合においても、ガス絶縁遮断器や断路器などの電流を遮断する機器の封入する絶縁ガスを炭酸ガス（ＣＯ２）としているので、そのまま大気に放出が可能であり、ガス絶縁母線に封入したガスもＳＦ６の単体ガスなので極めて容易にガス回収が行え、点検時間を大幅に短縮することができる。
【００３２】
なお、ガス絶縁変圧器内部の部分放電や過熱などに基づく内部絶縁物である紙の炭化により炭酸ガスが生じるので、ガス絶縁変圧器に封入する絶縁ガスとして炭酸ガス（ＣＯ２）に替えて窒素ガス（Ｎ２）を採用した場合、炭酸ガス（ＣＯ２）をモニターすることによりガス絶縁変圧器内部の異常診断を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による全ガス絶縁変電所の回路構成を示す単線結線図。
【図２】本発明の一実施例による全ガス絶縁変電所を示す概略配置図。
【符号の説明】
【００３４】
１…ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）、２ａ，２ｂ…主母線、２ａＴ…主母線接地タンク、２ａＣ…主母線中心導体、３ａ１〜３ｂ２…母線用断路器、３ａ１Ｔ…接地タンク、３ａ１Ｂ…断路器開閉部、３ａ１Ｃ…接続導体、４−１，４−２…ガス絶縁遮断器、４−１Ｔ…ガス絶縁遮断器接地タンク、４−１Ｂ…ガス絶縁遮断器開閉部、４−１Ｃ…ガス絶縁遮断器接続導体、５−１，５−２…変圧器接続母線、５−１Ｔ…変圧器接続母線接地タンク、５−１Ｂ…変圧器接続母線開閉部、５−１Ｃ…変圧器接続母線中心導体、６−１，６−２…接地断路器、７−１，７−２…避雷器、８−１，８−２…ガス絶縁変圧器、Ｓ，Ｓ１〜Ｓ６…絶縁スペーサ。
【図１】
2010051157.tif 000003
【図２】
2010051157.tif 000004