(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流高電圧が印加される３本の高電圧導体と、該高電圧導体及び絶縁性ガスを封入し接地される容器とを備えたガス絶縁母線であって、前記３本の高電圧導体の周方向の位置を変換する相配置変換部を有するガス絶縁母線において、
前記相配置変換部で、前記３本の高電圧導体のうち前記容器の底部に最も近い１本の形状が、ほぼ直線状に形成され、
前記相配置変換部で、残りの２本の形状が、その相対距離を保ち、径方向の外側に凸となるように形成されていることを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項２】
請求項１において、前記残りの２本の前記変換部における形状が、前記容器の中心軸を中心に螺旋状に形成されていることを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記３本の高電圧導体の周方向の変換角度が１２０度より小さい角度であることを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記３本の高電圧導体の周方向の変換角度が約１２０度であることを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項５】
三相高電圧を受電するブッシングと、各相毎に電流を遮断するガス絶縁遮断器と、前記ブッシングから前記ガス絶縁遮断器へ配電するガス絶縁母線とを備えたガス絶縁開閉装置において、
前記ガス絶縁母線として、請求項１乃至４の何れかのガス絶縁母線を用いたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス絶縁開閉装置に係り、特に三相高電圧の相配置変換部を有するガス絶縁母線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁開閉装置（以下、ＧＩＳと略す）は、変電所内で三相高電圧電源と気中送電線の間に配置され、雷サージなどの異常電圧を検知して、電流を遮断するもので、三相高電圧電源から受電するブッシング，ブッシングからガス絶縁遮断器（以下、ＧＣＢと略す）へ配電するガス絶縁母線（以下、ＧＩＢと略す）、電流を遮断するＧＣＢなどから構成される。
【０００３】
近年、機器のコンパクト化や立地面積の縮小化が進み、ブッシングからＧＩＢ内へ導体を配線する際やＧＩＢからＧＣＢへ導体を配線する際に、ＧＩＢ内の三相導体を配置変換し、各相を一方向へ配線する必要がある。ＧＩＢの容器内は絶縁ガスとして六フッ化硫黄（ＳＦ６  ）などで満たされており、ガスの種類によってガス絶縁破壊電界強度が異なる。三相導体の導体間および導体と容器間は、導体表面および容器表面の電界強度がガス絶縁破壊電界強度より低くなるように配置される。
【０００４】
近年、容器内に混入した金属製異物が絶縁強度を劣化する原因として問題になってきている。金属製異物は、重力の影響で容器底部に集まる傾向があり、容器底部の電界によって帯電し、帯電した電荷に働く電界力により浮上する。容器底部の電界強度が高くなると、金属製異物の帯電量が増加して浮上高さが高くなり、導体に接触する場合がある。導体に金属製異物が接触すると、導体と金属製異物間で生じる放電により、金属製異物が導体に溶着して絶縁強度を著しく低下させる。従って、容器底部の電界強度は金属製異物が導体に接触しない電界強度  （金属製異物の浮上許容電界強度）を下回る必要がある。
【０００５】
上記したように、容器内で導体の配置を決める場合、導体間の表面電界強度，導体と容器間の表面電界強度がガス絶縁破壊電界強度を下回ること、及び容器底部の電界強度が金属製異物の浮上許容電界強度を下回ることが必要となる。また、金属製異物の浮上許容電界強度はガス絶縁破壊電界強度よりも低いので、容器底部は絶縁強度上弱い部分となる。
【０００６】
容器内で相配置変換を行う従来方法を図６乃至図８を用いて説明する。容器１の側面図を図６に、図６の相配置変換前のＢ−Ｂ矢視図を図７に、図６の相配置変換後のＣ−Ｃ矢視図を図８に、それぞれ示す。容器１の底部は絶縁強度上弱い部分であるため、図７のように容器１内の三相導体３の配置は、三相導体３の各々の導体の中心を結ぶ三角形の頂点の一つが鉛直方向における上側にくる配置を取っている。
【０００７】
容器１の内径が大きく、相配置を変換する空間において容器１の底部と最短距離となる導体との距離が十分であれば、容器１底部の電界強度が金属製異物の浮上許容電界強度を下回ることができる。従って、三相導体３間の表面電界強度がガス絶縁破壊電界強度を下回るように、中心軸Ｏの周りに、三相導体３の位置を鋭角θだけ同一方向に移動し、移動前と移動後の導体を直線状導体で結び、これを繰り返して相配置変換を行っていた。
【０００８】
この方法では、機器のコンパクト化が進み容器の内径が小さくなると、容器底部の電界強度が増大し、金属製異物の浮上許容電界強度を上回ってしまう。また、相配置変換部に用いる部材が多く、相配置変換の開始位置から相配置変換の終了位置までの容器の長手（軸）方向の距離が長くなり、機器が大型になるという欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、相配置変換部が存在しても、絶縁性能及び運転の信頼性を向上できるコンパクトなガス絶縁母線及びこれを備えたガス絶縁開閉装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス絶縁母線は、三相交流高電圧が印加される３本の高電圧導体と、該高電圧導体及び絶縁性ガスを封入し接地される容器とを備えたガス絶縁母線であって、前記３本の高電圧導体の周方向の位置を変換する相配置変換部を有するガス絶縁母線において、前記相配置変換部で、前記３本の高電圧導体のうち前記容器の底部に最も近い１本の形状が、ほぼ直線状に形成され、前記相配置変換部で、残りの２本の形状が、その相対距離を保ち、径方向の外側に凸となるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、高電圧導体間の距離を余り短くすることなしに、容器の底部に最も近い高電圧導体と容器底部との距離を従来よりも長く取れるので、絶縁強度上弱い容器（容器）底部の電界強度を金属製異物の浮上許容電界強度よりも低くできる。従って、絶縁性能及び運転の信頼性を向上できる。また、相配置変換に用いる部材が従来よりも少なくなるので、その分ガス絶縁母線をコンパクトにできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるＧＩＳの第１実施例を図１乃至図５を用いて説明する。図４は  ＧＩＳの第１実施例の概略構成を示す側面図、図５は図４の上面図、図１はＧＩＢの第１実施例の側面図、図２は図１の相配置変換前のＢ−Ｂ矢視図、図３は図１の相配置変換後のＣ−Ｃ矢視図である。
【００１３】
本ＧＩＳは、三相高電圧電源から受電するブッシング１００，ブッシング１００からＧＣＢ１０２へ配電するＧＩＢ１０１、各相毎に電流を遮断するＧＣＢ１０２を備える。ＧＩＢ１０１は、接地されている容器１，容器１同士を結合する容器フランジ２，三相導体３，三相導体３を容器１内で支持する絶縁スペーサ４を備える。相配置変換の空間（領域）において、三相導体３のうち容器底部と最短距離となる導体を３１，導体３１以外の二本の導体を３２としている。
【００１４】
本実施例は、三相導体３の配置を中心軸Ｏを中心に１２０°ずつ回転する位置に配置し、図２のように、三相導体３の各々の導体の中心を結ぶ三角形の頂点の一つが鉛直方向（上下方向）において上側にくる配置を取っている。図１に示す相配置変換部における相配置変換は、中心軸Ｏを中心に１２０°より小さい角度だけ周方向に変換している。
【００１５】
相配置変換の空間において、三本の導体３のうち二本の導体３２は相配置変換の開始位置から相配置変換の終了位置までの間、相対距離を保ったまま中心軸Ｏを中心に螺旋状に回転して相配置変換を行い、導体３１は相配置変換の開始位置と相配置変換の終了位置とをほぼ直線状に結んで相配置変換を行っている。
【００１６】
このような相配置変換の構造を有することにより、導体３１と導体３２間の距離を余り短くすることなしに、導体３１と容器底部との距離を従来よりも長く取れる。従って、導体間の表面電界強度及び導体と容器間の表面電界強度をガス絶縁破壊電界強度よりも低くでき、絶縁強度上弱い容器底部の電界強度を金属製異物の浮上許容電界強度よりも低くできるので、従来に比べて絶縁性能及び運転の信頼性を向上できる。また、相配置変換に用いる部材が従来よりも少なくなるので、その分ＧＩＢをコンパクトにできる。
【００１７】
本実施例の効果を確認するために、導体３を相配置変換の開始位置から相配置変換の終了位置までの間、相対距離を保ったまま中心軸Ｏを中心に螺旋状に回転して相配置変換を行った比較例（図９乃至図１１参照）と、本実施例の容器底部の電界強度分布を解析的に求めた。解析結果を図１２に示す。図１２で、縦軸は容器底部の電界強度分布の相対値で、金属製異物の浮上許容電界強度を１Ｅ［％／ｍｍ］で表わしている。横軸は容器フランジ間の軸方向距離を表わしている。尚、図９は比較例の側面図、図１０は図９のＢ−Ｂ矢視図、図１１は図９のＣ−Ｃ矢視図である。
【００１８】
図１２で、距離が小さい左端の領域は相配置変換前に、距離が大きい右端の領域は相配置変換後に、これらの中間の距離の領域は相配置変換部に、それぞれ対応している。同図に示すように、容器底部の電界強度は、比較例では金属製異物の浮上許容電界強度の約１．６  倍になるのに対して、本実施例では金属製異物の浮上許容電界強度を下回っていることが判る。即ち、本実施例によれば、図１乃至図３に示したコンパクトな構造のガス絶縁母線でも、その絶縁性能を向上でき、運転の信頼性も向上できる。尚、図示していないが、本実施例および比較例共に、導体間の表面電界強度及び導体と容器間の表面電界強度は、ガス絶縁破壊電界強度を下回っている。
【００１９】
次に、図１３乃至図１５を用いて、本発明によるＧＩＢの第２実施例を説明する。図１３は第２実施例の側面図、図１４は図１３の相配置変換前のＢ−Ｂ矢視図、図１５は図１３の相配置変換後のＣ−Ｃ矢視図である。本実施例の構成は第１実施例とほぼ同じであるが、相配置変換を中心軸Ｏを中心に約１２０°で変換した点が異なる。
【００２０】
本実施例でも、相配置変換の空間では、三本の導体３のうち二本の導体３２は相配置変換の開始位置から相配置変換の終了位置までの間、相対距離を保ったまま中心軸Ｏを中心に約１２０°螺旋状に回転して相配置変換を行い、導体３１は相配置変換の開始位置と相配置変換の終了位置をほぼ直線状に結んで相配置変換を行っている。
【００２１】
本実施例でも、第１実施例と同じ効果を達成できる。更に、本実施例の場合、導体３１と容器底部の距離が第１実施例よりも長くなるので、第１実施例に比べて、容器底部の電界強度をより低下できる。
【００２２】
次に、図１６乃至図１８を用いて、本発明によるＧＩＢの第３実施例を説明する。図１６は第３実施例の側面図、図１７は図１６の相配置変換前のＢ−Ｂ矢視図、図１８は図１６の相配置変換後のＣ−Ｃ矢視図である。本実施例の構成は第２実施例とほぼ同じで、導体３１の相配置変換の方法が異なる。
【００２３】
即ち、相配置変換の空間において、三本の導体３のうち二本の導体３２は、相配置変換の開始位置から相配置変換の終了位置までの間、相対距離を保ったまま中心軸Ｏを中心に約１２０°螺旋状に回転して相配置変換を行っている。一方、導体３１は、相配置変換の開始位置から僅かな角度θ１  の第１の中間位置までの間と、相配置変換の終了位置から直前の僅かな角度θ２  の第２の中間位置までの間は、導体３２と相対距離を保ったまま中心軸Ｏを中心に螺旋状に回転して相配置変換を行い、第１の中間位置と第２の中間位置との間はほぼ直線状に結んで相配置変換を行っている。
【００２４】
本実施例でも、第２実施例と同じ効果を達成できる。更に、本実施例の場合、第２実施例よりも導体間距離を大きく取れるので、第２実施例に比べて、導体間の表面電界強度を低下できる。
【００２５】
次に、図１９乃至図２１を用いて、本発明によるＧＩＢの第４実施例を説明する。図１９は第４実施例の側面図、図２０は図１９の相配置変換前のＢ−Ｂ矢視図、図２１は図１９の相配置変換後のＣ−Ｃ矢視図である。本実施例の構成は第３実施例とほぼ同じで、導体３２の相配置変換の方法が異なる。
【００２６】
即ち、相配置変換の空間において、三本の導体３のうち二本の導体３２は、相配置変換の開始位置から角度約６０°の中間位置までほぼ直線状に結び、中間位置から角度約６０°の相配置変換の終了位置までほぼ直線状に結んで相配置変換を行っている。本実施例でも、第３実施例とほぼ同じ効果を達成できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス絶縁母線内における三相導体の相配置変換を、導体間の表面電界強度及び導体と容器間の表面電界強度をガス絶縁破壊電界強度よりも小さくでき、かつ容器底部の表面電界強度を金属製異物の浮上許容電界強度よりも小さくできるので、絶縁性能及び運転の信頼性を向上できる。また、相配置変換に用いる部材が少なく、コンパクトな構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＧＩＢの第１実施例の側面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ矢視図。
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視図。
【図４】本発明のＧＩＳの第１実施例の概略構成を示す側面図。
【図５】図４の上面図。
【図６】従来の容器の側面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視図。
【図８】図６のＣ−Ｃ矢視図。
【図９】比較例の側面図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ矢視図。
【図１１】図９のＣ−Ｃ矢視図。
【図１２】容器底部の電界強度分布の解析例を示す図。
【図１３】本発明のＧＩＢの第２実施例の側面図。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ矢視図。
【図１５】図１３のＣ−Ｃ矢視図。
【図１６】本発明のＧＩＢの第３実施例の側面図。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ矢視図。
【図１８】図１６のＣ−Ｃ矢視図。
【図１９】本発明のＧＩＢの第４実施例の側面図。
【図２０】図１９のＢ−Ｂ矢視図。
【図２１】図１９のＣ−Ｃ矢視図。
【符号の説明】
１…容器、２…容器フランジ、３…三相導体、４…絶縁スペーサ、３１，３２…導体、１００…ブッシング、１０１…ＧＩＢ、１０２…ＧＣＢ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003550962.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003550962.tif 000014
【図１４】
0003550962.tif 000015
【図１５】
0003550962.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0003550962.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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