(57)【要約】【課題】雷サージ電流を吸収して発変電所設備の構内機器への雷サージ電流の侵入を防止し、構内機器の損傷を回避できること。【解決手段】送電線１が鉄構１１に架設されると共に、送電線の一端がジャンパ線２及び引込線３を介して構内機器（配電／連係用変圧器１２、遮断器１３、計器用変圧器１５等）に接続され、送電線の２回線に、雷撃による過大電流を大地へ流す送電線用避雷器１９が設置された発変電所設備であって、雷撃による雷サージ電流を吸収し大地へ流す雷サージ吸収装置２１が、送電線の２回線にそれぞれ接続されたジャンパ線２の２回線にそれぞれ設けられ、各雷サージ吸収装置２１は、一端がジャンパ線２に接続され、他端が大地に接続され、更に、定格電圧が６６ｋＶ〜５００ｋＶで、且つ屋外で使用可能に構成されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線が鉄構に架設されると共に、前記送電線の一端が電力線を介して構内機器に接続され、前記送電線の２回線に、雷撃による過大電流を大地へ流す避雷器が設置された発変電所設備であって、
雷撃による雷サージ電流を吸収し大地へ流す雷サージ吸収装置が、前記送電線の２回線にそれぞれ接続された前記電力線の２回線にそれぞれ設けられ、
前記各雷サージ吸収装置は、一端が前記電力線に接続され、他端が大地に接続され、更に、定格電圧が６６ｋＶ〜５００ｋＶで、且つ屋外で使用可能に構成されたことを特徴とする発変電所設備。
【請求項２】
前記雷サージ吸収装置は、２枚の電極間に絶縁材が介在されてなるコンデンサを備え、前記絶縁材がＳＦ６ガスまたは真空にて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の発変電所設備。
【請求項３】
前記雷サージ吸収装置は、複数個が直列接続可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の発変電所設備。
【請求項４】
前記雷サージ吸収装置の他端側には、この雷サージ吸収装置の他端を、大地または接続端子に切り替えて接続させる切替手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の発変電所設備。
【請求項５】
前記雷サージ吸収装置は、２枚の電極間に絶縁材が介在されてなるコンデンサと、このコンデンサを収容する容器とを備えてなり、この容器は、耐候性を有し且つ再生可能な樹脂にて多重構造に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の発変電所設備。
【請求項６】
雷撃による雷サージ電流を吸収し大地へ流す雷サージ吸収装置であって、
２枚の電極間に絶縁材が介在されてなるコンデンサを備え、前記絶縁材がＳＦ６ガスまたは真空にて構成されたことを特徴とする雷サージ吸収装置。
【請求項７】
前記電極の一方と他方にそれぞれ接続される一方側接続端子と他方側接続端子を備え、複数の雷サージ吸収装置の前記一方側接続端子と前記他方側接続端子が接続されることで、複数個が直列接続可能に構成されたことを特徴とする請求項６に記載の雷サージ吸収装置。
【請求項８】
前記コンデンサを収容する容器を備え、この容器は、耐候性を有し且つ再生可能な樹脂にて多重構造に構成されたことを特徴とする請求項６に記載の雷サージ吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の安定供給が要請される発電所設備または変電所設備（以下、発変電所設備と総称する）における構内機器を雷サージ電流から保護する雷サージ吸収装置を備えた発変電所設備、及び雷サージ吸収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６及び図７に示すように、従来の変電所設備１００においては、送電線１０１が、鉄構１０２に架設され、この送電線１０１の一端がジャンパ線１０３及び引込線１０４を介して変電所設備１００の構内機器に接続されている。この構内機器は、配電／連係用変圧器１０５、遮断器１０６、断路器１０７、計器用変圧器１０８、配電盤計器１０９及び保護継電器１１０などである。
【０００３】
また、変電所設備１００には、配電／連係用変圧器１０５を雷撃から保護するための変圧器用避雷器１１１が構内機器として設置されている。更に、特許文献１〜３にも示すように、送電線１０１に対しても雷撃から保護するために、送電線用避雷器１１２が設けられている。
【０００４】
送電線１０１の２回線のうちの１回線のみに送電線用避雷器１１２が接続された場合には、この送電線用避雷器１１２が接続されていない送電線１０１の１回線に雷撃が生じたときに、遮断器１０６が作動して雷撃による過大電流と共に、この過大電流よりも微小なノイズ的な雷サージ電流が大地へ流されて、変電所設備１００の構内機器が保護される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４５６０８号公報
【特許文献２】特開平８−１６２２５２号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、近年の変電所設備１００では、電力の安定供給の要請から、送電線の２回線に送電線用避雷器１１２が共に設置されて、遮断器１０６の作動を極力回避する傾向にある。
【０００７】
しかしながら、このような場合には、送電線１０１の２回線に共に設置された送電線用避雷器１１２によって、雷撃時の過大電流は大地へ流すことができるものの、雷サージ電流を大地へ流すことができない。このため、この雷サージ電流が変電所設備１００の構内へ侵入して構内機器、例えば断路器１０７の接触子を溶解したり、計器用変圧器１０８を通過して配電盤計器１０９や保護継電器１１０を焼損させるなどの事象が発生する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、雷サージ電流を吸収して発変電所設備の構内機器への雷サージ電流の侵入を防止し、構内機器の損傷を回避できる発変電所設備及び雷サージ吸収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る発変電所設備は、送電線が鉄構に架設されると共に、前記送電線の一端が電力線を介して構内機器に接続され、前記送電線の２回線に、雷撃による過大電流を大地へ流す避雷器が設置された発変電所設備であって、雷撃による雷サージ電流を吸収し大地へ流す雷サージ吸収装置が、前記送電線の２回線にそれぞれ接続された前記電力線の２回線にそれぞれ設けられ、前記各雷サージ吸収装置は、一端が前記電力線に接続され、他端が大地に接続され、更に、定格電圧が６６ｋＶ〜５００ｋＶで、且つ屋外で使用可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る雷サージ吸収装置は、雷撃による雷サージ電流を吸収し大地へ流す雷サージ吸収装置であって、２枚の電極間に絶縁材が介在されてなるコンデンサを備え、前記絶縁材がＳＦ６ガスまたは真空にて構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る発変電所設備及び雷サージ吸収装置によれば、送電線の２回線に避雷器が設置されて、雷撃時に発変電所設備の構内機器の１つである遮断器が作動せず、これにより雷撃による雷サージ電流を大地へ流すことができない場合にも、雷サージ吸収装置が、送電線の２回線にそれぞれ接続された電力線の２回線にそれぞれ設けられることで、前記雷サージ電流を吸収し大地へ流すことができる。この結果、発変電所設備の構内機器への雷サージ電流の侵入を防止でき、構内機器の損傷を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る発変電所設備の一実施形態が適用された変電所設備を示す系統回路図。
【図２】図１の変電所設備の構内機器などを概略して示す側面図。
【図３】図１及び図２における雷サージ吸収装置を示す構成図。
【図４】図３の雷サージ吸収装置における取付状況の一例を示す概略側面図。
【図５】図３の雷サージ吸収装置における取付状況の他の例を示す概略側面図。
【図６】従来の変電所設備を示す系統回路図。
【図７】図６の変電所設備の構成機器などを概略して示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。  
図１及び図２に示す発変電所設備としての変電所設備１０では、この変電所設備１０の構内と構外を区画する、鉄製の枠組みである鉄構１１に送電線１が架設されている。この送電線１の一端は、ジャンパ線２や引込線３等の電力線を介して、上記構内に設置された構内機器（後述）に接続される。
【００１４】
変電所設備１０の構内機器は、配電／連係用変圧器１２、遮断器１３、断路器１４、計器用変圧器１５、配電盤計器１６及び保護継電器１７などである。
【００１５】
配電／連係用変圧器１２は、需要者に向けて電圧を昇降圧する機器である。この配電／連係用変圧器１２にて電圧が昇降圧された電力は、引込線３及びジャンパ線２を経て送電線１により需要者へ送電される。また、遮断器１３は、電力を供給またはその供給を遮断するための機器であり、雷撃（落雷）により増大した電流を遮断する機能も有する。
【００１６】
断路器１４は、電気的な回路を開閉により区分するものである。但し、この断路器１４は、雷撃時に自動的に開閉する機能はない。また、計器用変圧器１５は、送電線１からジャンパ線２を経て引込線３へ連なる系路の電圧を計測する。更に、この計器用変圧器１５は、雷撃等で引込線３等の系路に電圧等の変動が生じたときに、配電盤計器１６及び保護継電器１７を動作させるために、これらの配電盤計器１６及び保護継電器１７へ電圧を入力させる機能も果たす。
【００１７】
変電所設備１０の構内には、変圧器用避雷器１８が構内機器として、配電／連係用変圧器１２に並列に引込線３に接続されている。この変圧器用避雷器１８は、雷撃時の過大電流や遮断器１３の開閉サージを大地４へ流して、これらの過大電流などが配電／連係用変圧器１２へ侵入することを防止し、この配電／連係用変圧器１２を保護するものである。
【００１８】
また、送電線１は２回線あり、本実施の形態では送電線１の２回線のそれぞれに送電線用避雷器１９が接続されている。送電線１への雷撃は、鉄構１１の最上部に設置された架空地線２０によって極力防止されるが、万全ではない。そこで、送電線１に送電線用避雷器１９が接続されることで、送電線１に雷撃が生じた際に、この雷撃による過大電流が大地４へ流されて送電線１が保護される。但し、送電線１の１回線のみに送電線用避雷器１９が接続される場合には、送電線用避雷器１９が接続されていない他の１回線の送電線１に雷撃が生じたときに遮断器１３が作動して、変電所設備１０からの電力の安定供給が損なわれてしまう。そこで、この電力の安定供給を確保するために、上述の如く、送電線の２回線のそれぞれに送電線用避雷器１９が設置される。
【００１９】
更に、本実施の形態では、送電線の２回線にそれぞれ接続された電力線（例えばジャンパ線２）の２回線に雷サージ吸収装置２１がそれぞれ設けられる。図２及び図４では、ジャンパ線２の２回線のうちの１回線に設けられた雷サージ吸収装置２１を示し、他の１回線に設けられた雷サージ吸収装置２１は省略されている。これらの雷サージ吸収装置２１は鉄構１１に設置され、それぞれの一端が電力線としてのジャンパ線２に、他端が大地４に接続される。送電線１への雷撃時に生じた過大電流は送電線用避雷器１９により大地４へ流されるが、この送電線用避雷器１９が処理できない微小なノイズ的な雷サージ電流が雷サージ吸収装置２１により吸収され、大地４へ流されて処理される。
【００２０】
この雷サージ吸収装置２１は、図３に示すように、２枚の電極２４、２５間に絶縁材２６が誘電体として介在されてなるコンデンサ２２と、このコンデンサ２２を収容する容器２３とを備えてなり、定格電圧が６６ｋＶ〜５００ｋＶで、且つ屋外で使用可能に構成される。
【００２１】
絶縁材２６は、防火性に優れ、絶縁能力の高い材料、例えばＳＦ６（六フッ化硫黄）ガスや真空などが用いられる。これらの絶縁材２６は、実際には電極２４、２５間のみならず、容器２３の内部全体に至る。また、これらのＳＦ６ガスや真空は屋外での使用によっても酸化されることがない。
【００２２】
容器２３は、屋外で使用可能な耐候性を有し、且つ再生可能な樹脂を用いて、２重または３重の多重構造に構成される。容器２３が多重構造に構成されることで気密性が高められる。
【００２３】
また、１方の電極２４に接続端子２７が接続され、他方の電極２５に切替手段としての切替スイッチ２８が接続される。この切替スイッチ２８は電極２５を、大地４に接地される接地端子３０と接続端子２９とに切り替えて接続させるものである。複数個の雷サージ吸収装置２１のそれぞれの接続端子２７と接続端子２９とが結合されることで、複数の雷サージ吸収装置２１は直列接続可能に構成される（図５参照）。
【００２４】
雷サージ吸収装置２１は、絶縁能力の高いＳＦ６ガスや真空からなる絶縁材２６がコンデンサ２２の誘電体として用いられることから、定格電圧が６６ｋＶ以上の変電所設備１０で使用可能となる。これにより、変電所設備１０から送電線１へ供給される電力は、雷サージ吸収装置２１の絶縁材２６へ放電した場合であっても、分流などにより電力損失することが防止される。雷サージ吸収装置２１が複数個直列接続されることで、複数個の雷サージ吸収装置２１の絶縁能力は全体として高まり、定格電圧が５００ｋＶまでの変電所設備１０で使用可能になる。
【００２５】
このように、コンデンサ２２の誘電体を構成する絶縁材２６の絶縁能力が高いことから、雷サージ電流の蓄電容量が増大し、雷サージ吸収装置２１の雷サージ吸収能力を向上させることが可能になる。
【００２６】
また、雷サージ吸収装置２１におけるコンデンサ２２を構成する絶縁材２６が、油等と異なり酸化されにくいことと、雷サージ吸収装置２１を構成する容器２３が耐候性に優れた樹脂にて構成されていることから、雷サージ吸収装置２１は屋外で使用可能に構成される。
【００２７】
雷サージ吸収装置２１の接続端子２７は、図４に示すように、ジャンパ線２に計器用変圧器１５（図１）と並列に接続され、接地端子３０は、大地４にＣ種設置工事により接地される。送電線１に雷撃Ａが生じたとき、送電線用避雷器１９により処理されない雷サージ電流Ｐは、雷サージ吸収装置２１のコンデンサ２２に蓄電され、その遅相電流が大地４へ流されて除去される。これにより、変電所設備１０の構内機器、特に断路器１４、計器用変圧器１５、配電盤計器１６及び保護継電器１７が雷サージ電流Ｐの侵入による損傷から回避され保護される。
【００２８】
図５に示すように、雷サージ吸収装置２１が複数個直列接続された場合、各雷サージ吸収装置２１は単独で交換可能である。例えば、劣化または故障した雷サージ吸収装置２１のみを新たな雷サージ吸収装置２１と交換することが可能になる。
【００２９】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（１１）を奏する。
【００３０】
（１）電力の安定供給を図るために送電線１の２回線に送電線用避雷器１９がそれぞれ設置されたときには、送電線１への雷撃時に、変電所設備１０の構内機器の１つである遮断器１３が作動せず、雷撃による過大電流は送電線用避雷器１９にて大地４へ流すことができるものの、雷撃による雷サージ電流を大地４へ流すことができない場合がある。この場合、定格電圧が６６ｋＶ〜５００ｋＶで、且つ屋外で使用可能な雷サージ吸収装置２１が、送電線１の２回線にそれぞれ接続されたジャンパ線２の２回線にそれぞれ設けられることで、定格電圧の大きな変電所設備１０の送電線１に生じた雷撃時の雷サージ電流を吸収し大地４へ流すことができる。この結果、変電所設備１０の構内機器（特に断路器１４、計器用変圧器１５、配電盤計器１６及び保護継電器１７）への雷サージ電流の侵入を防止でき、これらの構内機器の損傷を回避できる。
【００３１】
（２）雷サージ吸収装置２１におけるコンデンサ２２の誘電体としての絶縁材２６がＳＦ６ガスまたは真空にて構成されたので、絶縁材２６が油等である場合に比べ、軽量で且つ絶縁能力の高い誘電体とすることができる。絶縁材２６が軽量であるため、雷サージ吸収装置２１の取替作業の安全性を高めることができる。
【００３２】
（３）雷サージ吸収装置２１における絶縁材２６の絶縁能力が高いことから、雷サージ電流の蓄電容量が増大して雷サージ吸収装置２１の雷サージ吸収能力を向上させることができる。
【００３３】
（４）雷サージ吸収装置２１における絶縁材２６の絶縁能力が高いことから、変電所設備１０から送電線１へ供給される電力が雷サージ吸収装置２１の絶縁材２６へ放電した場合にも、分流等による電力損失を防止することができ、この結果、高い定格電圧（例えば６６ｋＶ）の変電所設備１０に使用可能な雷サージ吸収装置２１を実現できる。
【００３４】
（５）雷サージ吸収装置２１における絶縁体２６が油等である場合に比べ、この絶縁体２６を構成するＳＦ６ガスや真空は酸化されないので、この絶縁材２６を備えたコンデンサ２２を内蔵する雷サージ吸収装置２１を屋外で使用することができる。
【００３５】
（６）雷サージ吸収装置２１は、複数個が直列接続可能に構成されたので、この複数個の雷サージ吸収装置２１によって、定格電圧が高い（例えば定格電圧６０ｋＶ〜５００ｋＶ）の変電所設備１０に本実施の形態の雷サージ吸収装置２１を適用することができる。
【００３６】
（７）雷サージ吸収装置２１が直列接続可能に構成されたので、雷サージ吸収装置２１の同一機種のみを生産すれば足り、複数機種の雷サージ吸収装置２１を生産する必要がない。このため、雷サージ吸収装置２１の製造コストを低減できる。
【００３７】
（８）雷サージ吸収装置２１が直列接続可能に構成されたので、直列接続された一部の雷サージ吸収装置２１に不具合が生じた場合には、その雷サージ吸収装置２１のみを取り替えれば足りる。このため、雷サージ吸収装置２１の保守面におけるコストも低減できる。
【００３８】
（９）雷サージ吸収装置２１には、コンデンサ２２の電極２５を、大地４に接地される接地端子３０と接続端子２９とに切り替えて接続する切替スイッチ２８が設置されたので、複数の雷サージ吸収装置２１を接続させる際に、一の雷サージ吸収装置２１の切替スイッチ２８を接続端子２９側に切り替え、この接続端子２９を他の雷サージ吸収装置２１の接続端子２７に接続すればよいので、雷サージ吸収装置２１の接続作業を容易化できる。
【００３９】
（１０）雷サージ吸収装置２１が変電所設備１０の鉄構１１に設置されたので、雷サージ吸収装置２１の設置スペースを新たに確保する必要がない。このため、変電所設備１０の構内に構内機器を配置するレイアウトの自由度を拡大できる。
【００４０】
（１１）雷サージ吸収装置２１の容器２３が再生可能な樹脂にて構成されたので、金属製の容器に比べ軽量であり、且つ雷サージ吸収装置２１の取替における産業廃棄物の発生を低減できる。
【００４１】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、雷サージ吸収装置２１が変電所設備１０に適用される場合を述べたが、発電所設備であってもよく、その他のプラントの発電・変電設備に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  送電線
２  ジャンパ線（電力線）
４  大地
１０  変電所設備（発変電所設備）
１１  鉄構
１２  配電／連係用変圧器（構内機器）
１３  遮断器（構内機器）
１４  断路器（構内機器）
１５  計器用変圧器（構内機器）
１６  配電盤計器（構内機器）
１７  保護継電器（構内機器）
１９  送電線用避雷器
２１  雷サージ吸収装置
２２  コンデンサ
２３  容器
２４、２５  電極
２６  絶縁体
２７、２９  接続端子
２８  切替スイッチ（切替手段）
Ａ  雷撃
Ｐ  雷サージ電流
【図１】
2011166915.tif 000003
【図２】
2011166915.tif 000004
【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】
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