(57)【要約】【課題】密閉容器に絶縁ガスを給排出するためのガス配管の施工を容易にする。密閉容器とガス配管との間で発生するループ状のシース電流を低減する。【解決手段】密閉容器１ａ〜３ｂに接続するガス配管６ａ，６ｂとして、高柔軟性の塗料を塗布されたオーステナイト系ステンレス製の金属ベローズから成る可撓配管７を使用する。可撓配管７は、その両端に回動自在にフランジ７ｂを設ける。このフランジ７ｂを使用して、ガス配管を密閉容器のガスポート８に接続する。ステンレス製の可撓配管は銅製の配管に比較して抵抗値が高く、シース電流を低減できる。可撓配管の外周に、高柔軟性の塗料を塗布する。塗装後であっても、可撓配管の曲げ加工が可能になり、耐候性も向上する。ガス配管の支持間隔を１ｍ以上とする。商用電力系統の周波数によってガス配管が共振することがない。【選択図】図１
2011015490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気導体または電気接続した機器を密閉容器内に収納し、密閉容器内に絶縁性ガスを封入したガス絶縁開閉装置において、
前記密閉容器間もしくは密閉容器とガスゲージ間を非磁性のオーステナイト系ステンレス製金属ベローズ製の可撓配管で接続したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置おいて、前記可撓配管の端部にフランジを設け、かつこのフランジを前記金属ベローズ部分と着脱可能に構成し、このフランジを介して密閉容器に可撓配管を接続したたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス絶縁開閉装置において、
可撓配管の支持部材の間隔を１ｍ以上としたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記可撓配管の金属ベローズ部に高柔軟性塗料を塗布もしくは電着塗装によって施し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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉容器内に対するガス配管の構成に改良を施したガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の接地密閉容器内に高電圧導体やその遮断部などの機器を配置し、これらの高電圧機器と密閉容器間の絶縁をＳＦ6ガスなどで絶縁したガス絶縁開閉装置は従来から知られている。このガス絶縁開閉装置には、密閉容器内に絶縁ガスを吸排気するために、ガス配管が設けられている。このようなガス配管は、特許文献１の図１に示すようにガス区分された隣接する密閉容器間を接続したり、図２に示すように各密閉容器とガス供給装置との間を接続するものである。特許文献２も同様なガス配管に関する技術であって、特に、ガス配管上にシース電流が流れることを防止するための絶縁部材を使用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４０９６３公報
【特許文献２】特開２０００−１３４７３４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、特許文献１，２に記載されたようなガス配管を備えたガス絶縁開閉装置において、ガス配管としては一般に銅製の配管が使用されていた。また、特許文献２に示すように、ガス配管上にシース電流が流れることを防止するために、ガス配管に絶縁継手などの絶縁部材を配置することも知られていた。しかし、絶縁部材を配置すると、ガス配管の施設工事に手間が掛かる上に、その部分からのガス漏れの可能性も高くなる欠点があった。
【０００５】
特に、ガス配管に絶縁部材を設けることは、部品点数が増えることや絶縁部材に過大な荷重が加わらないように配慮が必要であったり、絶縁部材が外部大気への露出する部分の防水対策が必要であった。また、ガス絶縁開閉装置は複数の機器の集合体であることから最終仕向け地まで分割する形で輸送し、現地で据付時に組立調整する場合があるが、この場合には配管施工についても銅配管のロー付けや曲げ施工を据付状態にあわせて現地で調整をする必要があり、不良が発生しないように細心の注意を払う必要があった。
【０００６】
その上、従来の銅製の配管は、配管の直線部分には適していても銅管自体が屈曲し難いために、管路の屈曲部分に使用する場合に特殊な治具あるいは工具が必要であり、配管の設置現場での施工が困難であった。これについて、屈曲可能な銅製のベローズ（可撓性のある蛇腹状の管）を使用することも考えられるが、ガス配管は長期にわたって風雨にさらされることから、屈曲して配管した後に防錆用の塗装が必要であり、施工が面倒であった。
【０００７】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、絶縁部材を使用することなく配管にシース電流が流れることを防止すると共に、ガス配管の施工が容易なガス絶縁開閉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、電気導体または電気接続した機器を密閉容器内に収納し、密閉容器内に絶縁性ガスを封入したガス絶縁開閉装置において、前記密閉容器に接続するガス配管として、非磁性のオーステナイト系ステンレス製金属ベローズ製の可撓配管を使用したことを特徴とする。また、可撓配管の端部にフランジを設け、このフランジを前記金属ベローズ部分と着脱可能に構成したこと、前記可撓配管の金属ベローズ部に高柔軟性硬化剤を使用した塗料を塗布もしくは電着塗装したことも、本発明の一態様である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガス配管の管部をステンレス製金属ベローズで構成される可撓配管（Flexible  tube）として、高抵抗とすることでシース電流の流れ込みを抑制して、絶縁部材を不要とすることができる。また、自由度の高い可撓配管を使用することにより、機器の組立調整結果に合わせて現地でロー付け作業をする必要がなくなり、曲げ作業のみでガス配管を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す斜視図。
【図２】実施例１における可撓配管の一例を示す断面図。
【図３】実施例２におけるガス配管設置例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）はガスゲージ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１１】
［実施例１の構成］
以下、本発明の実施例１を図１及び図２に従って具体的に説明する。図１は、隣接する密閉容器間に配置したガス配管の位置例を示す斜視図である。図中、符号１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、それぞれその内部に電気導体または電気接続した機器を収納した３相分の密閉容器である。密閉容器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ内には、ＳＦ6ガスなどの絶縁ガスが封入されている。各相の密閉容器１ａと１ｂ、２ａと２ｂ、３ａと３ｂがフランジ部４を介して接続されている。各相の密閉容器はその境界部であるフランジ部４においてガス区分され、隣接する同相の密閉容器間で直接のガスの移動は行われない。各密閉容器
【００１２】
密閉容器の外周には、各相の密閉容器１ａと２ａと３ａ又は１ｂと２ｂと３ｂを結び付けるように、密閉容器の軸方向と直交する方向に伸びる導電性部材５，５が固定されている。この導電性部材５，５は、各相の密閉容器間を通電可能に接続するものであるため、相間シャントと呼ばれる。
【００１３】
隣接する密閉容器間には、ガス配管６ａ，６ｂが設けられている。このうち、ガス配管６ａは、同相の隣接する密閉容器１ａ，１ｂ間を接続するものであり、ガス配管６ｂは異なる相の隣接する密閉容器１ｂ，２ｂ，３ｂを接続するものである。なお、図には現れていないが、同相の隣接する密閉容器２ａ，２ｂ間や３ａ，３ｂ間を接続するガス配管も存在する。これにより、すべての密閉容器に対してガス配管が接続され、ガスの供給・排出が可能となる。
【００１４】
本実施例において、各密閉容器を接続するガス配管６ａ，６ｂは、図２に示すような構成を有する可撓配管７によって構成されている。即ち、この可撓配管７は、その外周に高柔軟性の塗料を塗布したオーステナイト系ステンレス製の金属ベローズ７ａの両端に、接続用フランジ７ｂを回転自在に装着したものである。この接続用フランジ７ｂを、各密閉容器側に設けたガス配管接続用のガスポート８に対して、図示しない気密ガスケットを介して密着固定することにより、可撓配管７から構成されたガス配管６ａ，６ｂが密閉容器に接続される。
【００１５】
なお、この接続用フランジ７ｂを金属ベローズ７ａの両端に取り付けるには、接続用フランジ７ｂの中心部に設けられた挿入孔内に予め金属ベローズ７ａを挿入しておき、金属ベローズ７ａの端部に口金７ｃを溶接、圧入、ねじ込みによって固定するか、金属ベローズ７ａの端部をプレスで広げるなどの手段による。ただし、これらの手段に限定されるものではない。なお、７ｄは、フランジ７ｂに設けられたガスポート接続用ボルト孔である。
【００１６】
高柔軟性の塗料は、前記のような塗布以外に、電着塗装によって可撓配管７に外周に施しても良い。また、高柔軟性の塗料とては、硬化後に柔軟性を有する１液反応硬化型水性ウレタン塗料や１液型特殊変性ポリエステル樹脂、柔軟性硬化剤を使用した２液反応型ウレタン塗料が使用できる。
【００１７】
前記ガス配管６ａ，６ｂの支持間隔は、１ｍ以上に設定されている。即ち、図１のガス配管６ｂのように直接密閉容器によって支持されている場合には密閉容器のガスポート８間の間隔、図１のガス配管６ａのように管路の一部が別途設けた支持部材９によって支持されている場合には、ガスポート８と支持部材の間隔或いは支持部材９同士の間隔が、１ｍ以上に設定されている。
【００１８】
［実施例１の作用］
（１）シース電流の低減
図１の太線で示すように、各相の密閉容器１ａ〜３ｂと相間シャントである導電部材５，５によって形成された電路には、ループ状にシース電流１０が流れる。実施例１のようにガス配管６ａ，６ｂと密閉容器１ａ〜３ｂが併設されている場合には、それぞれの抵抗分とインダクタンス分の比率で流れるシース電流１０の量が決まる。密閉容器１ａ〜３ｂのループ長の方が大きい場合には、ガス配管６ａ，６ｂのループの方にもシース電流１０が流れる可能性がある。本実施例によれば、ガス配管としてステンレス製金属ベローズを用いているので銅配管に比して高抵抗になるため、主回路から誘起されるシース電流１０も小さくなり、銅配管を利用して接続したときのように大きな電流が流れて発熱することがない。
【００１９】
この点を、下記(A) (B) に示す銅製の管とステンレス製ベローズを例に挙げて、具体的に説明する。
（A）外径が2cm、厚さ1mmの銅製の管
（B）外径が2cm、厚さ0.3mmのステンレス製ベローズ
【００２０】
銅の固有抵抗は常温で1.78μΩcm、ステンレス鋼の固有抵抗は常温で72μΩcm程度である。また抵抗値は面積に反比例するので（A）と（B）の抵抗値RA、RBの比率は以下のように、
RB/RA=72/1.78*0.60/0.19≒128
と2桁のオーダーで大きくなる。
【００２１】
配管の抵抗値が２桁オーダーで大きくなると、配管に分流するシース電流も相間シャントに比べると２桁オーダーで小さくなるので、主回路電流が２０００Ａの場合、配管に流れる電流は２０Ａ程度となる。一方、配管の許容温度上昇を３０Ｋとすると、無風状態の２０℃の大気中に水平に設置された外径２ｃｍ程度のステンレス丸導体の放熱量Qは以下の計算で概算できる。（実際には可撓波管形状なので単純円管よりも放熱面積は大きくなるので下記以上になる。）
【数１】
2011015490.tif 000003
【００２２】
また、上記配管の抵抗値Rはステンレスの抵抗値温度係数0.0057を用いると、次の通りである。
【数２】
2011015490.tif 000004
【００２３】
許容電流値をIとすると、発熱量と放熱量が等しい場合、Q=I2Rとなるので、上記の計算値を代入して計算するとI=√(Q/R)=√(26.5/0.045)=24Ａになる。この値は、シース電流値と同等なので配管部に絶縁部を設ける必要はなくなる。
【００２４】
（２）支持部の間隔を１ｍ以上
ガス配管３の太さは通常ガスの給排気の作業性と曲げ施工性を考慮すると1cmから2cm程度の外径サイズを選択することが一般的である。一様断面でまっすぐな棒状の配管の一次固有振動数 は一般的に次式で計算できる。
【数３】
2011015490.tif 000005
【００２５】
仮に銅製で外径が2cmで1mm厚さの管（A）を想定すると、上記の計算により固有振動数は、下記の表１に示す通り、約84Hzの値が得られる。一方、2cmの径で0.3mm厚さのステンレス製ベローズ（B）とすると、下記の表２に示す通り、約121Hzの値が得られる。一般に、商用交流電力の周波数は50/60Hzであり、共振を回避するには倍周期の120Hz以下とすることが望ましい。
【表１】
2011015490.tif 000006
【表２】
2011015490.tif 000007
【００２６】
よって、固有振動数を120Hz以下とするには支持間隔を1mより大きくすることが必要である。すなわち、上記計算例では101cm以上とすると120Hz以下となる。なお、上記の例では2cmの管径で計算したが、径が大きくなれば相対的に固有振動数は大きくなるので、少なくとも1m以上の間隔で支持すれば共振を回避することは可能である。
【００２７】
（３）柔軟性
本実施例では、ステンレス製の可撓配管７の使用により、ベローの可撓性を活かして配管路にあわせて自在に管を曲げて施工することが可能である。特に、金属ベローズの材料として耐食性の良いステンレスを使用しているが、その上、本実施例では、可撓配管７の表面に高柔軟性の塗装を施して、外気の直接的な接触を防止しているため、海浜近隣地区などの腐食環境下でも応力腐食割れの危険性がなく、耐候性に優れている。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例２を、図３により説明する。この実施例２のガス絶縁開閉装置３０は、遮断器３１を介して、２本の主母線を１本の給電回線用の母線に接続するものである。すなわち、ガス絶縁開閉装置３０は、３相分の遮断器３１、各相の遮断器３１の一端に接続された給電回線用の母線３２、遮断器３１の他端に垂直に接続されたＴ型接続母線３３、Ｔ型接続母線３３の上部の一端に設けられた第１の主母線用断路器３４ａ、Ｔ型接続母線３３の上部の他端に設けられた第２の主母線用断路器３４ｂを備えている。ガス絶縁開閉装置３０を構成するこれらの機器は、前記実施例１と同様に、密閉容器とその内部に配設された高電圧機器とから構成され、密閉容器内部に封入された絶縁ガスによってその絶縁が確保されている。
【００２９】
実施例２において、３相の各機器は、図３（Ｃ）の平面図に示すように、相間シャントである導電部材３５により、連結されている。また、各構成機器に絶縁ガスを吸排気するために、各密閉容器に設けられたガスポート８を接続するようにガス配管３６が設けられている。このガス配管３６の一部には、圧力監視用のガスゲージ３７が設けられている。このガスゲージ３７は、ガス絶縁開閉装置３０の保守または運転時に目視確認が必要であるため、保守または運転時に人が接近できる位置に設けられている。
【００３０】
前記ガス配管３６及びガスゲージ３７の取り付け用の配管は、前記実施例１と同様に、高柔軟性の塗料を塗布されたオーステナイト系ステンレス製の金属ベローズの両端に接続用フランジを設けた可撓配管が使用されている。また、配管の長尺の部分は支持部材３８により密閉容器に指示されているが、その場合、配管部は少なくとも１ｍ以上の間隔で機器本体に支持されている点も実施例１と同様である。
【００３１】
このような構成を有する実施例２においても、前記実施例１と同様に、ガス配管３６としてステンレス製の可撓配管を使用したため、ガス配管にループ状にシース電流が流れることを防止できる。また、配管部を１ｍ以上の間隔で支持することにより、商用電力系統の周波数との共振に起因する振動を防止できる。更に、高柔軟性の塗料を可撓配管の外周に塗布しておくことにより、配管屈曲後における塗装の施工が不要になると共に、配管の耐候性の向上が可能になる。
【００３２】
［他の実施例］
本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、次のような他の実施例も包含する。(1) 可撓配管７を金属繊維ブレード（braid）で保護することにより、外部からの衝撃による破損防止を図る。
【００３３】
(2) 銅もしくは真鍮製の直線状の配管とステンレス製の可撓配管７を併用することにより、配管路の長い直線部のような単純形状部は真直ぐな管状の配管で施工し、途中に高抵抗で施工自由度の高いステンレス製の可撓配管７を組み込むことで、全てを可撓配管７で構成することなく施工性の向上と絶縁部材の省略を可能とする。この場合、ガスゲージ３７の接続周辺部は計器が集中するので、可撓性の高い配管を用いることにより施工性が向上する。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ〜３ｂ…密閉容器
４…フランジ部
５…導電性部材
６ａ，６ｂ…ガス配管
７…可撓配管
８…ガスポート
９…支持部材
１０…シース電流
３０…ガス絶縁開閉装置
３１…遮断器
３２…給電回線用の母線
３３…Ｔ型接続母線３３
３４ａ，３４ｂ…主母線用断路器
３５…導電部材
３６…ガス配管
３７…ガスゲージ
【図１】
2011015490.tif 000008
【図２】
2011015490.tif 000009
【図３】
2011015490.tif 000010