(57)【要約】【課題】圧力容器の接続部の温度上昇を抑制し、小型で安価な密閉形母線装置を得る。【解決手段】磁性材料で構成された複数個の圧力容器１、圧力容器内に配置される母線導体２、及び母線導体２を支持し圧力容器１同士の端部１４間に介在される絶縁スペーサ３を有し、圧力容器１同士は絶縁スペーサ３を介在させて接続され、圧力容器内に絶縁ガスが封入される密閉形母線装置において、圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間に、圧力容器１を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材１６を介在させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料で構成された複数個の圧力容器、
前記圧力容器内に配置される母線導体、及び
前記母線導体を支持し前記圧力容器同士の端部間に介在される絶縁スペーサを有し、
前記圧力容器同士は前記絶縁スペーサを介在させて接続され、前記圧力容器内に絶縁ガスが封入される密閉形母線装置において、
前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に、前記圧力容器を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材を介在させたことを特徴とする密閉形母線装置。
【請求項２】
磁性材料で構成された複数個の圧力容器、
前記圧力容器内に配置される母線導体、
前記母線導体を支持し前記圧力容器同士の端部間に介在される絶縁スペーサ、及び
前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に介在されるＯリングを有し、
前記圧力容器同士は前記絶縁スペーサを介在させて接続され、前記圧力容器内に絶縁ガスが封入される密閉形母線装置において、
前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に、前記圧力容器を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材を介在させたことを特徴とする密閉形母線装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に介在されたＯリングの位置を避けて、前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に介在させた請求項２記載の密閉形母線装置。
【請求項４】
磁性材料で構成された前記圧力容器の内表面に沿うと共に前記母線導体に沿って、前記圧力容器内に導電性部材を配置した請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の密閉形母線装置。
【請求項５】
前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に介在させた前記導電性部材を、前記圧力容器の内表面に沿う前記圧力容器内の前記導電性部材に、機械的電気的に接続して保持するようにした請求項４記載の密閉形母線装置。
【請求項６】
磁性材料で構成された前記圧力容器の外表面に沿うと共に前記母線導体に沿って、前記圧力容器外に導電性部材を配置した請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の密閉形母線装置。
【請求項７】
磁性材料で構成された前記圧力容器の内表面に沿うと共に前記母線導体に沿って前記圧力容器内に導電性部材を配置し、
磁性材料で構成された前記圧力容器の外表面に沿うと共に前記母線導体に沿って前記圧力容器外に導電性部材を配置し、かつ
前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に介在させた前記導電性部材と、前記圧力容器の内表面に沿う前記圧力容器内の前記導電性部材と、前記圧力容器の外表面に沿う前記圧力容器外の前記導電性部材とを電気的に接続した請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の密閉形母線装置。
【請求項８】
磁性材料で構成された複数個の筒状圧力容器、
前記筒状圧力容器内に前記筒状圧力容器の軸方向に延在される母線導体、
前記母線導体を支持し前記筒状圧力容器同士の環状端部間に介在される絶縁スペーサ、及び
前記筒状圧力容器の環状端部と前記絶縁スペーサ間に介在される環状Ｏリングを有し、
前記筒状圧力容器同士は前記絶縁スペーサを介在させて接続され、前記筒状圧力容器内に絶縁ガスが封入される密閉形母線装置において、
前記筒状圧力容器の環状端部と前記絶縁スペーサ間に、前記圧力容器を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である環状導電性部材を介在させたことを特徴とする密閉形母線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力容器内に母線導体を配置し、圧力容器内部に絶縁ガスを封入して母線導体を絶縁する密閉形母線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉形母線装置は、主母線（母線導体），変流器，そして高圧のＳＦ６ガスを封入するための圧力容器から構成されている。アルミニューム（Ａｌ）又は銅などで構成される母線導体には、圧力容器内に配置された状態で負荷電流が通電される。母線導体に負荷電流を流すことにより、周囲に磁界が発生し圧力容器には磁界を打ち消そうとする方向に渦電流が流れる。圧力容器の材質が磁性体であれば、渦電流によるジュール発熱が問題となる。タンク（圧力容器）の発熱量は負荷電流の２乗に比例する。また、タンクの発熱量はタンク径が大きいほど小さくなる。このため、所定の径のタンクを用いる場合、ある負荷電流、例えば２０００Ａまでは鉄鋼タンクで実現できるが、負荷電流がさらに大きくなり、例えば３０００Ａでは、非磁性のＡｌタンクなどを用いる必要がある。また、鉄鋼タンクを採用している負荷電流値においても、小型化すると発熱量が増大し、Ａｌタンクを採用しなければならない場合もある。
【０００３】
密閉形母線装置から導入される電流路において遮断器,断路器/接地開閉器が追加されたガス絶縁開閉装置が使用されている。さらに変圧器に主母線を導入する電流路においても密閉形母線装置が使用されることがある。圧力容器は、機器の点検時などに検査員が触れる可能性が高いため、圧力容器の温度上昇は、人が触れても問題のない範囲まで抑制することが義務づけられている。また、圧力容器同士の接続部には温度上昇に弱いＯリングなどが配置されている。このＯリングに熱劣化を発生させないために、接続部の温度上昇値の規格値は圧力容器の中央部に比べてさらに低い値となっている。
【０００４】
また、ガス絶縁開閉装置では、母線導体から圧力容器へ地絡した際の地絡電流の流路を短くするため(地絡電圧を抑制するため)に、圧力容器を区画する絶縁フランジ（絶縁スペーサ）が配置されている。特許文献１には圧力容器の内外壁面に導電性帯状板を接続し、渦電流を帯状板に流すことにより、圧力容器の発熱を抑制するものが開示されている。特許文献２には圧力容器の外側に母線導体と対向した複数条の渦電流通電部材を設け、渦電流通電部材の各端部間を電気的に接続したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭４９−１０７６７６号公報
【特許文献２】実開昭５７−  ５８９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の圧力容器の発熱抑制対策は、圧力容器の内外壁面に導電性部材を配置することで圧力容器の軸方向の中央部の発熱を抑制しているが、この構成では圧力容器同士の接続部の発熱を抑制することができない。そのため、たとえ圧力容器の軸方向の中央部の温度上昇の規格値を充たせても、圧力容器の接続部の温度上昇の規格値を充たすことが困難であるという問題があった。また、上記接続部の温度上昇の規格値を充たすため、タンクが大形化し、もしくは鉄鋼タンクより材料コストが高いＡｌタンクを用いる必要があり、高コストとなると言う問題があった。  この発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、圧力容器の接続部の温度上昇を抑制し、小型で安価な密閉形母線装置を得る
ことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる密閉形母線装置は、磁性材料で構成された複数個の圧力容器、前記圧力容器内に配置される母線導体、及び前記母線導体を支持し前記圧力容器同士の端部間に介在される絶縁スペーサを有し、前記圧力容器同士は前記絶縁スペーサを介在させて接続され、前記圧力容器内に絶縁ガスが封入される密閉形母線装置において、前記圧力容器の端部と絶縁スペーサ間に、前記圧力容器を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材を介在させたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の密閉形母線装置によれば、前記圧力容器の端部と前記絶縁スペーサ間に、前記圧力容器を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材を介在させたので、圧力容器の接続部の温度上昇を抑制でき、小形で安価な圧力容器を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部を示す構成図である。
【図２】実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部の他の例を示す構成図である。
【図３】実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部のさらに他の例を示す構成図である。
【図４】実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置される導電性部材を示す構成図である。
【図５】実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置される他の導電性部材を示す構成図である。
【図６】実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置されるさらに他の導電性部材を示す構成図である。
【図７】従来の密閉形母線装置示す構成図で、その断面図（Ａ−Ａ断面）を上部に、その上面図を下部に、その側面図を右部にそれぞれ示す。
【図８】その（ａ）が図７のＢ−Ｂ線断面を示す横断面図であり、その（ｂ）が図８（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図９】従来の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に流れる渦電流を説明する図である。
【図１０】従来の密閉形母線装置における圧力容器の内外に配置された導電性部材を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態1．
図７はこの発明が適用できる従来の密閉形母線装置示す構成図の一例である。その断面図（Ａ−Ａ断面）を上部に、その上面図を下部に、その側面図を右部にそれぞれ示す。なお、上面図のＡ−Ａ線断面を断面図（Ａ−Ａ断面）に示している。密閉形母線装置は、鉄鋼製磁性体で構成された複数個のタンク（圧力容器）１、負荷電流を流す主母線（母線導体）２、絶縁フランジ（絶縁スペーサ）３、ブッシング６ａ，６ｂ、圧力容器１とブッシング６ａ，６ｂをつなぐ枝管７ａ，７ｂ、端板１２、鉄鋼板１３から構成され、圧力容器１の内部にはＳＦ６ガスや乾燥空気などの絶縁ガスが封入されている。端板１２は圧力容器１と同材料の鉄鋼板である。絶縁スペーサ３は樹脂製である。母線導体２に図に示す方向に負荷電流４が流れると、周囲に磁界が発生し圧力容器１には磁界を打ち消そうとする方向に渦電流５ａ，５ｂが流れる。圧力容器１の内表面には図に示す方向に渦電流５ａが
、圧力容器１の外表面には図に示す方向に渦電流５ｂが流れる。この渦電流のジュール発熱により圧力容器１の温度が上昇する。
【００１１】
図８（ａ）は図７のＢ−Ｂ線断面を示す横断面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。密閉形母線装置は、複数個の筒状圧力容器１と、負荷電流が流れる母線導体２と、母線導体２を支持し圧力容器１の端部間に介在される絶縁スペーサ３を備えて構成される。圧力容器１の端部（環状端部）には、圧力容器１の胴部と同材料である磁性体で形成されたフランジ（環状フランジ）１４が設けられ、圧力容器１同士の端部１４（フランジ）間に絶縁スペーサ３を介在させて、圧力容器１同士が互いに電気的に絶縁されて接続されている。図７と図８を参照して、各圧力容器１は絶縁スペーサ３で区画され（区画９ａ，９ｂ，９ｃ）、各圧力容器１単位（区画単位）で絶縁ガスが封入されている。
【００１２】
図９は従来の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に流れる渦電流を説明する図である。密閉形母線装置はガス圧力を圧力容器１毎で区切っているため、圧力容器１の接続部には一般的にＯリング８が配置されている。圧力容器１間を絶縁スペーサ３で区切ると、渦電流は、圧力容器１の内表面の渦電流５ａから圧力容器１の一方の端部１４（絶縁スペーサ３に面する端部面１５）に流れ、圧力容器１の外表面の渦電流５ｂに至り、圧力容器１の他方の端部（端部面１５）に流れ、圧力容器１の内表面の渦電流５ａに戻るように流れる。そのため、端部の発熱が問題となるが、圧力容器１の端部１４（フランジと絶縁スペーサ３間）にＯリング８が配置されているときには、特に問題となる。
【００１３】
図１はこの発明の実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部を示す構成図である。圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間には、圧力容器１を構成する材料の導電率より高い導電率を有し、非磁性である導電性部材１６を介在させている。絶縁スペーサ３の両側は、それぞれ異なる圧力容器１の端部１４に面しているので、それぞれの圧力容器１の端部１４との間に導電性部材１６を介在させている。筒状圧力容器１の端部１４は、環状フランジであり、導電性部材１６も環状フランジと同形の環状の板となっている。環状のＯリング８は圧力容器１の端部１４（フランジ）と導電性部材１６間、及び導電性部材１６と絶縁スペーサ３間の両方に介在させてある。圧力容器１の端部１４（フランジ）と導電性部材１６間の外周縁部を全周に亘って溶接することにより、両者間のＯリング８を省くこともできる。
【００１４】
導電性部材１６を配置することで、圧力容器端部１４（端部面１５）に流れていた渦電流は導電性部材１６に流れＯリング８付近の発熱量が低減できる。導電性部材１６は、非磁性体であるため磁性体に比べ表皮厚が大きく、導電率が圧力容器１よりも高い、例えば銅やアルミニュームの環状板であるため、導電性部材１６の抵抗は圧力容器１よりも低い。そのため、導電性部材１６に渦電流が流れてもジュール発熱は小さい。また、導電性部材１６の厚みは導電性部材１６の表皮厚（１０ｍｍ程度）以上にすることで効果的に発熱量を低減できる。但し、導電性部材１６の厚みが表皮厚以下でも効果がある。
【００１５】
図１では、導電率の高い導電性部材１６を、圧力容器端部１４の環状フランジの半径方向の全体に配置する必要があるので、絶縁スペーサ３と導電性部材１６間の機密を維持するＯリングを追加する必要がある。そこで、図２や図３のような構成にすることで、Ｏリングの数を増やさずに、発熱抑制効果を得ることができる。図２は実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部の他の例を示す構成図である。図３は実施の形態１の密閉形母線装置における圧力容器の接続部のさらに他の例を示す構成図である。図２と図３では、圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間のＯリングの位置を避けた、圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間に前記導電性部材１６を介在させたものである。Ｏリングの位置を避けた一部において、つまり、圧力容器端部１４の環状フランジの半径方向の
一部において、圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間に前記導電性部材１６を介在させた分に相当して、圧力容器１の接続部の発熱を抑制できる。
【００１６】
以上により、実施の形態１の密閉形母線装置においては、前記導電性部材１６を圧力容器１の端部１４と絶縁スペーサ３間に介在させることにより、前記導電性部材１６に渦電流を流し圧力容器１の接続部の発熱を抑制し、Ｏリングを設けたものであれば、温度上限値の低いＯリングを含む接続部の発熱を抑制し、小形で安価な圧力容器を採用できる。これにより、密閉形母線装置を小形で安価にすることができる。
【００１７】
実施の形態２．
図１０は従来の密閉形母線装置における圧力容器の内外に配置された導電性部材を示す構成図である。図１０（ａ）は密閉形母線装置の横断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。圧力容器１の内外に配置された導電性部材１７，１８は、圧力容器１の円周方向に９０°隔てて４箇所（エリア１９，２０，２１，２２）に配置してある。内側の導電性部材１７は、圧力容器１の内表面に沿うと共に母線導体２に沿って、圧力容器内に配置されている。外側の導電性部材１８は、圧力容器１の外表面に沿うと共に母線導体２に沿って、圧力容器外に配置されている。内側の導電性部材１７から外側の導電性部材１８に端部で矢印方向に電流が流れる。このように導電性部材１７，１８を配置すると、圧力容器１の円周方向に均等に流れていた渦電流が導電性部材１７，１８に集中するため、エリア１９，２０，２１，２２で局所的に発熱量が増加する。よって、円周方向で局所的に温度上昇し、環状のOリングがあるものについては、Oリングが局所的に劣化する。
【００１８】
図４は実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置される導電性部材を示す構成図である。図４のように圧力容器の内外に加えて圧力容器１の端部１４にも、端部１４の端部面の全体に当接する環状の導電性部材１６を配置することで、円周方向に渦電流を分散させると共に、発生した熱を伝熱により分散させ、円周方向の温度を均一化にすることができる。圧力容器１より導電率の高い導電性部材は、熱伝導率も圧力容器１に比べ高いためより温度をより均一化にすることができる。
【００１９】
図５は実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置される他の導電性部材を示す構成図である。圧力容器１の内側に配置した導電性部材１７と圧力容器１の端部１４に配置した環状の導電性部材１６とをボルト１０で機械的電気的に接続している。圧力容器１の内側の導電性部材１７は端部で切り起こされ、ボルト孔が形成されている。これにより、内側に流れる渦電流は圧力容器１に流れないため、さらに発熱抑制効果が高くなる。絶縁スペーサ３は母線導体２を支持し、圧力区画を形成する役割をもっているため、絶縁スペーサ３に導電性部材１６を取付けることは強度上問題となる。また、圧力容器１に導電性部材１６の取付け座を設けるためには、圧力容器１に座を溶接する必要があり、座を取付けるのが困難である。さらに、圧力容器１の内部に取付け座を溶接すると、金属片が混入する可能性があるため好ましくない。そこで、導電性部材１７に導電性部材１６を機械的電気的に接続して、導電性部材１７に導電性部材１６を保持することにより、圧力容器１に導電性部材１６を取付ける座を設けなくても良い。導電性部材１６，１７は、事前に接続用の加工をしておくことで圧力容器内に金属片が混入する可能性が低くなり、作業性も良くなる。
【００２０】
図６は実施の形態２の密閉形母線装置における圧力容器の接続部に配置される他の導電性部材を示す構成図である。図６では、図５の導電性部材１７と導電性部材１６との機械的電気的接続に加えて、圧力容器１の外側に配置した導電性部材１８と圧力容器１の端部１４に配置した導電性部材１６とを機械的電気的接続している。圧力容器１の外側の導電性部材１８は、その端部を折曲げ導電性部材１６に溶接接続している。圧力容器１の内外
側に配置した導電性部材１７，１８と端部１４の導電性部材１６をすべて接続することにより、渦電流は内外において圧力容器１に流れないため発熱抑制効果はさらに高くなる。
【００２１】
以上より、実施の形態２の密閉形母線装置においては、磁性体で構成された圧力容器１の内表面、外表面またはその両方に母線導体の延在方向に沿って導電性部材を配置し、これに加え導電率の高い(熱伝導率の高い)導電性部材１６を圧力容器１の端部１４に円周状（つまり環状）に配置したので、熱伝導を促進させOリング近傍での局所的な温度上昇を
抑制できる。これにより、小形で安価な圧力容器を採用できるので、密閉形母線装置を小形化で安価にすることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  圧力容器                            ２  母線導体
３  絶縁スペーサ                        ４  負荷電流
５ａ，５ｂ  渦電流                      ６ａ，６ｂ  ブッシング
７ａ，７ｂ  枝管                        ８  Ｏリング
９ａ，９ｂ，９ｃ  区画                  １０  ボルト
１２  端板                              １３  鉄鋼板
１４  端部                              １５  端部面
１６  導電性部材                        １７  導電性部材
１８  導電性部材                        １９，２０，２１，２２  エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011083099.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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