(57)【要約】      （修正有）【課題】避雷器に代えて、高電圧回路を支持する絶縁物に非線形抵抗膜を設け、この非線形抵抗膜の膜厚寸法を規定して優れた非線形抵抗特性を得ることができ、これにより絶縁寸法の縮小化とコストの低減を実現しつつ、高周波過電圧を制限する。【解決手段】絶縁物１９の表面には、高電圧導体と接地密閉容器とに連続して非線形抵抗膜１４が塗布される。非線形抵抗膜１４の膜厚寸法は、非線形抵抗材料の粒子であるＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内である。このため、非線形抵抗膜１４の厚さ方向にＭＯＶ粉１５が連接され難く、導電パスの最短長さは非線形抵抗膜１４の沿面長とほぼ等しくなる。したがって、導電パスの最短長さを非線形抵抗膜１４の沿面長に基づいて決めることができ、非線形抵抗膜１４の動作電圧値や耐電圧値を調整し易い。【選択図】図２
2015070667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地密閉容器の内部に絶縁物によって支持された高電圧導体を密封してなる密閉型開閉装置において、
前記絶縁物の表面に、前記高電圧導体及び前記接地密閉容器に連続して非線形抵抗膜を塗布し、
前記非線形抵抗膜は非線形抵抗特性を有する非線形抵抗材料の粒子を樹脂に充填した複合材料からなり、
前記非線形抵抗膜の膜厚寸法を、前記非線形抵抗材料の粒子の最大粒子径の１．５倍以内としたことを特徴とする密閉型開閉装置。
【請求項２】
前記絶縁物の表面に前記非線形抵抗膜を塗布するための溝を形成し、
前記溝の深さ寸法を前記非線形抵抗材料の粒子の最大粒子径の１．５倍以内としたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型開閉装置。
【請求項３】
前記絶縁物の表面に、前記接地密閉容器に連続して非線形抵抗膜を設け、
前記非線形抵抗膜と前記高電圧導体との間に絶縁距離を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型開閉装置。
【請求項４】
前記絶縁物の表面に、前記非線形抵抗膜を塗布するための溝を形成したことを特徴とする請求項３に記載の密閉型開閉装置。
【請求項５】
前記非線形抵抗膜の動作電圧をＬＩＷＶ以下としたことを特徴とする請求項３又は４に記載の密閉型開閉装置。
【請求項６】
接地密閉容器の内部に絶縁物によって支持された高電圧導体を密封してなる密閉型開閉装置において、
前記絶縁物の表面に、前記高電圧導体及び前記接地密閉容器に連続して非線形抵抗膜を塗布し、
前記非線形抵抗膜の動作電圧をＬＩＷＶの１．２倍以上としたことを特徴とする密閉型開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高周波過電圧の抑制を図る密閉型開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、変電設備用の電力機器のコンパクト化が進んでいる。そのため、電力機器の絶縁寸法は縮小化する傾向にあり、電力機器の信頼性をより高めることが要請されている。特に、重要な電力機器の一つである密閉型開閉装置においては、急峻波過電圧に対する信頼性の向上が求められている。密閉型開閉装置は、絶縁物にて支持した高電圧導体を密閉容器内部に配置し、密閉容器内部に絶縁性ガスを封入した電力機器である。
【０００３】
急峻波過電圧に対する信頼性の向上を図るためには、急峻波過電圧である雷過電圧や高周波過電圧を制限することが重要である。具体的には、雷過電圧から電力機器を保護する目的で、変電所には避雷器が設置されている。変電所における避雷器の設置位置について図１０を参照して説明する。
【０００４】
図１０に示すように、落雷等によって雷過電圧２が送電線１に発生した場合、雷過電圧２はブッシング３を介して変電所の母線４へ侵入する。雷過電圧２の周波数は数１００ｋＨｚ程度の領域にあり、雷過電圧２の波長は変電所の寸法に比べて大きい。そのため、避雷器６は通常、送電線１に接続される変電所の入り口や、重要機器である変圧器５の近傍に設置されている。
【０００５】
このような位置に設置された避雷器６により、変電所全体の過電圧の大きさを、ＬＩＷＶ以下である避雷器の保護レベル７にまで制限することができる。また、避雷器６は変電所の入り口や変圧器５近傍に設置するだけなので、その設置数が少なくて済み、コスト的にも有利である。
【０００６】
一方、変電所内部では密閉型開閉装置が動作した場合に、急峻波過電圧である高周波過電圧が発生する。図１１に示すように、密閉型開閉装置８が動作して放電１０が起きると、高電圧回路９において高周波過電圧が発生する。高周波過電圧は高電圧回路９における回路の静電容量１１（開閉装置８の両側にある）しか持たない。そのため、高周波過電圧のエネルギーは雷過電圧２のエネルギーと比べて著しく小さい。
【０００７】
また、高周波過電圧の周波数は、前記静電容量１１と、高電圧回路９のインダクタンス１２とで決まる基本周波数を有しており、数ＭＨｚから数十ＭＨｚの領域といった高周波の過電圧が発生する可能性がある。このような高周波過電圧の周波数は、雷過電圧２の周波数よりも１桁以上高いので、高周波過電圧の波長は変電所の寸法に比べて短くなる。したがって、高周波過電圧の電圧レベルの高さは変電所の場所ごとに大きく変化する。例えば、図１２に示すように、避雷器６の設置場所から離れた高電圧回路の端部で、避雷器の保護レベル７よりも、かなり高いレベルの高周波過電圧１３が発生することがある。
【０００８】
そこで変電所の設計に際しては、事前に高周波過電圧の電圧レベルを解析検討して絶縁設計に反映させる必要があり、高周波過電圧１３を制限できる位置に避雷器６を追加設置している。ただし、避雷器６の増設がコストの上昇要因となることは否めない。そのため、今後、避雷器６の追加コストを抑制しながら電力機器を一層縮小化する上で、高周波過電圧１３の発生が、縮小化に対する制約条件となることが懸念されている。
【０００９】
このような状況を踏まえて、避雷器の増設を回避しつつ、高周波過電圧を抑えることができる技術の開発が急務となっている。避雷器を用いることなく、電界分布を制御する技術としては、非線形抵抗膜を備えた電力機器が提案されている。例えば、特許文献１では高電圧機器の絶縁ロッドに非線形抵抗膜が設けられ、非特許文献１ではブッシングの碍子の内面に非線形抵抗膜が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２２５５３２号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】IEEE Electrical Insulation Magazine p.p.18-29
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記従来の事例は非線形抵抗膜によってＡＣ電圧や雷電圧といった比較的周波数の低い電圧を抑える技術であり、高周波過電圧の制限には対応していない。そこで、高周波過電圧のエネルギーで劣化しない非線形抵抗膜を備えることによって高周波過電圧を制限することが期待されている。特に、高電圧導体を支持する絶縁物の表面に非線形抵抗膜を塗布することによって、高周波過電圧を抑制することが望まれている。
【００１３】
しかし、上記のニーズに応えるためには次のような課題が指摘されている。一般に、非線形抵抗材料の動作電圧値は非線形抵抗材料ごとにほぼ決まっているが、動作電圧値とは単位長さ当たりの値であって、非線形抵抗材料を用いた非線形抵抗膜全体の非直線抵抗特性を制御することは困難であった。
【００１４】
以上の問題点について詳しく述べる前に、まず非線形抵抗膜の構成について図１３、図１４を用いて説明する。図１３に示すように、非線形抵抗膜１４は、酸化亜鉛等からなる非線形抵抗特性を有する非線形抵抗材料の粒子、例えば金属酸化物バリスタ（以下、ＭＯＶとする）の粉粒体であるＭＯＶ粉１５を、エポキシ等の樹脂１６に充填した複合材料からなる。
【００１５】
非線形抵抗膜１４の内部では、ＭＯＶ粉１５が連接して非線形抵抗導電パス（以下、単に導電パスと呼ぶ。点線で示す）１７を形成する。この導電パス１７によって、非線形抵抗膜１４は、図１４に示すような非線形抵抗特性を発揮する。すなわち、非線形抵抗膜１４の抵抗値は、印加電圧が動作電圧Ｖｔｈを超すと非線形的に低下することになる。
【００１６】
このとき、非線形抵抗膜１４全体の非線形特性である動作電圧値や耐電圧値は、導電パス１７の最短長さによって支配されやすい。また、非線形抵抗膜１４全体で処理できるエネルギーは、流せる電流路の数の影響を受けるので、導電パス１７の数によって支配されやすい。したがって、非線形抵抗膜１４の非直線抵抗特性を把握するためには、導電パス１７の最短長さや数を評価することが重要である。
【００１７】
非線形抵抗膜１４中に混合されたＭＯＶ粉１５の体積％は、非線形抵抗膜１４内に含まれるＭＯＶ粉１５の量によって決まるが、このＭＯＶ粉１５の体積％から、非線形抵抗膜１４内のある単位体積が、ＭＯＶであるかどうかの確率を決めることができる。導電パス１７の最短長さを評価する場合、次のような手法がある。
【００１８】
まず、非線形抵抗膜１４内の任意の点をスタート点とし、そのスタート点にＭＯＶ粉１５が存在するかどうかを確認する。スタート点にＭＯＶ粉１５の存在が確認された場合、粒度分布で決まる確率に従って、評価されるＭＯＶ粉１５の大きさがどれくらいかを求める。そして、スタート点と隣り合う点に関してＭＯＶ粉１５の大きさを順次検討していく。
【００１９】
この場合、スタート点から任意の中間点までのＭＯＶ粉１５の存在する場所と粒径が決まれば、非線形抵抗膜１４における残りの領域のＭＯＶ粉１５の量は決まり、前記中間点に隣接する点にＭＯＶ粉１５が存在する確率も決まる。以上のようにして、ＭＯＶ粉１５の存在を検討していき、スタート点から最終点までのＭＯＶ粉１５の連接の長さ、つまり導電パス１７の最短長さについて評価する。
【００２０】
ところで、図１５に示すように、非線形抵抗膜１４の中で、ＭＯＶ粉１５は立体的で不規則に存在し、ＭＯＶ粉１５同士の連接は３次元的に生じることが多い。ＭＯＶ粉１５同士の連接が３次元的であれば、ＭＯＶ粉１５の連接により形成される導電パス１７も３次元的に形成される。このため、導電パス１７の最短長さや数は、非線形抵抗膜１４の表面積や体積から割り出すことができない。その結果、非線形抵抗膜１４全体の動作電圧値や耐電圧値を調整することが難しく、非線形抵抗膜１４の非線形特性を把握することが困難となっていた。
【００２１】
しかも、非線形抵抗膜１４の沿面に対し垂直方向に多くのＭＯＶ粉１５が連続して存在すると、導電パス１７の沿面方向への進展に寄与しないまま、残りのＭＯＶ粉１５の量を減らしてしまう。その結果、非線形抵抗膜１４内の残りの体積領域でのＭＯＶ粉１５の存在確率が減り、連続した導電パス１７の形成確率が低下するといった不具合を招いた。
【００２２】
本発明の実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、避雷器に代えて、高電圧回路を支持する絶縁物に非線形抵抗膜を設け、この非線形抵抗膜の膜厚寸法を規定して優れた非線形抵抗特性を得ることができ、これにより絶縁寸法の縮小化とコストの低減を実現しつつ高周波過電圧を制限することが可能となる密閉型開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、接地密閉容器の内部に絶縁物によって支持された高電圧導体を密封してなる密閉型開閉装置において、次の構成要素（ａ）〜（ｃ）を備えている。
（ａ）前記絶縁物の表面に、前記高電圧導体及び前記接地密閉容器に連続する非線形抵抗膜を設ける。
（ｂ）前記非線形抵抗膜は非線形抵抗特性を有する非線形抵抗材料の粒子を樹脂に充填した複合材料からなる。
（ｃ）前記非線形抵抗膜の膜厚寸法を、前記非線形抵抗材料の粒子の最大粒子径の１．５倍以内とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の要部正面図、（ｂ）は第１の実施形態の側面図。
【図２】第１の実施形態に係る非線形抵抗膜の断面図。
【図３】（ａ）は第２の実施形態の要部正面図、（ｂ）は第２の実施形態の側面図。
【図４】第２の実施形態の要部断面図。
【図５】第３の実施形態における非線形抵抗膜の動作電圧を示すグラフ。
【図６】第３の実施形態における非線形抵抗膜の動作電圧を示すグラフ。
【図７】（ａ）は第４の実施形態の要部正面図、（ｂ）は第４の実施形態の側面図。
【図８】（ａ）は第５の実施形態の要部正面図、（ｂ）は第５の実施形態の側面図。
【図９】第６の実施形態における非線形抵抗膜の動作電圧を示すグラフ。
【図１０】従来の避雷器の設置位置を示す構成図。
【図１１】密閉型開閉装置が動作した時の高周波過電圧の発生を示す構成図。
【図１２】高周波過電圧に対する避雷器の効果を説明するための構成図。
【図１３】従来の非線形抵抗膜の断面図。
【図１４】非線形抵抗特性を示すグラフ。
【図１５】従来の非線形抵抗膜の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る密閉型開閉装置について、図面を参照して説明する。下記の実施形態はいずれも、接地密閉容器の内部に絶縁物によって支持された高電圧導体を密封してなる密閉型開閉装置である。非線形抵抗膜の構成は図１０に示した非線形抵抗膜と基本的に同様であり、同一部分に関しては同一符号を付して説明は省略する。
【００２６】
（１）第１の実施形態
［構成］
本発明の第１の実施形態について図１を用いて説明する。図１において（ａ）は第１の実施形態の要部正面図、（ｂ）は第１の実施形態の側面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る密閉型開閉装置には、内部に絶縁性ガスを封入した接地密閉容器１８が設けられている。
【００２７】
接地密閉容器１８の内部には、接地密閉容器１８の軸方向に延びる高電圧導体２０が配置されている。高電圧導体２０には円盤状の絶縁物１９が取り付けられており、この絶縁物１９によって高電圧導体２０が接地密閉容器１８に支持されている。絶縁物１９は円盤状の中心部に開口部が設けられており、この開口部に高電圧導体２０が挿入されている。また、絶縁物１９の外縁部が接地密閉容器１８の内壁に固定されている。
【００２８】
絶縁物１９の表面には、高電圧導体２０と接地密閉容器１８とに連続して非線形抵抗膜１４が塗布されている。図２に示すように、非線形抵抗膜１４は、膜厚寸法（図２の左右方向）が、非線形抵抗膜１４に充填された非線形抵抗材料の粒子であるＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内となるように構成されている。
【００２９】
［作用及び効果］
以上の構成を有する第１の実施形態では、運転電圧が常に非線形抵抗膜１４に印加されるため、非線形抵抗膜１４は運転電圧に対する耐電圧信頼性を確保しなくてはならない。そこで非線形抵抗膜１４における非線形抵抗特性の動作電圧値に関しては、ＡＣ漏れ電流を小さくし且つ高周波過電圧印加時には低抵抗になって高周波過電圧値を制限するレベルに調整する必要がある。
【００３０】
図１５に示した従来の事例では、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法がＭＯＶ粉１５の径に比べて十分に厚く、導電パス１７は３次元的に形成されるので、導電パス１７は３次元的に形成されてしまい、導電パス１７の最短長さを、非線形抵抗膜１４の形状から求めることは困難であった。
【００３１】
特に、導電パス１７が非線形抵抗膜１４において３次元的に形成されることで、ＭＯＶ粉１５は、非線形抵抗膜１４の沿面方向ではなく、沿面に対して垂直な厚さ方向に、連続して存在し易くなる。したがって、導電パス１７は沿面方向へ進展し難く、そのような状況の中で残りのＭＯＶ粉１５の量を減っていく。その結果、非線形抵抗膜１４内の残りの体積領域でのＭＯＶ粉１５の存在確率が減り、連続した導電パス１７の形成確率が低下した。
【００３２】
これに対して、第１の実施形態では、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を、ＭＯＶ粉１５の径の１．５倍よりも薄くしたことで、図２に示すように、ＭＯＶ粉１５は、非線形抵抗膜１４の厚さ方向に連接され難くなる。このため、導電パス１７は３次元的ではなく、２次元的に形成される。
【００３３】
すなわち、本実施形態では、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を、ＭＯＶ粉１５の最大粒径の１．５倍以内としたことで、最大粒径近辺の大きさのＭＯＶ粉１５が、万が一、非線形抵抗膜１４の沿面と垂直な厚さ方向にずれて連接したとしても、ＭＯＶ粉１５の中心が沿面方向にずれて、かならず導電パス１７の沿面方向への進展に寄与することになり、連続した導電パス１７の形成確率が上昇した。しかも、本実施形態では、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を決める際、ＭＯＶ粉１５の最大粒径を基準としたので、ＭＯＶ粉１５の体積は大きく、導電パス１７の形成確率の向上への影響を高めることができる。
【００３４】
このような非線形抵抗膜１４においては、導電パス１７の最短長さを非線形抵抗膜１４の沿面長とほぼ等しくすることが可能である。その結果、導電パス１７の最短長さを、非線形抵抗膜１４の沿面長に基づいて簡単に決めることができ、導電パス１７の最短長さから影響を受ける非線形抵抗膜１４の動作電圧値や耐電圧値の調整が容易となる。
【００３５】
上記の非線形抵抗膜１４によれば、運転電圧に対する抵抗値を高く保ってＡＣ漏れ電流を確実に小さくすると同時に、高周波過電圧印加時には低抵抗になって高周波過電圧１３を確実に抑えることができる。これにより、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９の絶縁信頼性は大幅に向上する。
【００３６】
以上のような第１の実施形態では、避雷器１６に代えて、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９を密閉型開閉装置の内部に複数配置することにより、変電所全体の絶縁信頼性を確保することができる。しかも、避雷器１６の増設を回避することでコストを低減することが可能であり、避雷器の追加コストを抑制しながら、密閉型開閉装置の更なる縮小化を寄与することができる。
【００３７】
（２）第２の実施形態
［構成］
図３、図４を用いて第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、絶縁物１９上の表面には半径方向に４本の溝部２１が所定のカーブを持って螺旋状に形成されている。溝部２１は断面が長方形である（図４参照）。第２の実施形態では溝部２１を満たすようにして非線形抵抗膜１４が塗られている。溝部２１は、高電圧導体２０に接する絶縁物１９の中心側の端部から、接地密閉容器１８に接する絶縁物１９の外縁側の端部まで、形成されている。そのため、非線形抵抗膜１４は高電圧導体２０と接地密閉容器１８に連続して設けられる。
【００３８】
溝部２１の深さ寸法は、ＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内となるように構成されている。溝部２１の幅寸法は、ＭＯＶ粉１５の最大粒子径以上であればよく、非線形抵抗膜１４を均一に塗布できる幅であれば、塗布する非線形抵抗材料の粘性に応じて適宜変更してよい。また、溝２１の本数は４本に限らず非線形抵抗膜１４が処理するサージエネルギーに応じて任意に選択することができる。
【００３９】
［作用及び効果］
上記のような第２の実施形態では、非線形抵抗膜１４を高電圧導体２０と接地密閉容器１８とに連続して塗布している。非線形抵抗膜１４は、ＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内の深さの溝部２１に塗布されるため、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法はＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内となる。また、溝２１の長さ寸法は、非線形抵抗膜１４全体が目的とする非線形抵抗特性となるよう、非線形抵抗材料の非線形特性に応じて調整可能である。
【００４０】
第２の実施形態においては、溝部２１の深さがＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内なので、この溝部２１から溢れないように非線形抵抗膜１４を塗るだけで、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を、ＭＯＶ粉１５の最大粒子径の１．５倍以内に抑えることができる。
【００４１】
このため、簡単な塗布作業で所望の膜厚寸法を持つ非線形抵抗膜１４を作成することができ、ＭＯＶ粉１５は非線形抵抗膜１４の厚さ方向への連接が構成され難くなって、非線形抵抗膜１４の非線形抵抗特性の動作電圧を、溝部２１の長さで調整しやすくなる。したがって、運転電圧に対する抵抗値が高くＡＣ漏れ電流を確実に小さくことができ、且つ高周波過電圧に対しては確実に非線形抵抗特性を動作させやすくなる。
【００４２】
しかも、ある程度の硬さを持つ絶縁物１９を削って所望の深さの溝部２１を設けるが、このような切削作業は、粘性を持つ非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を調整する作業に比べて、作業性が良好であり、高い精度で溝部２１の深さを調整することが可能である。したがって、非線形抵抗膜１４の膜厚寸法を高精度に調整することができ、非線形抵抗特性を高いレベルで制御することができる。
【００４３】
さらに、溝部２１の形状を螺旋状にしたので、高電圧導体２０から接地密閉容器１８に至る非線形抵抗膜１４の長さ寸法を、高い自由度で変化させることが可能であり、非線形抵抗膜１４全体としての動作電界を調整しやすい。以上の結果、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９の絶縁信頼性が向上し、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９を複数配置して変電所全体の絶縁信頼性を確保することができる。
【００４４】
（３）第３の実施形態
［構成］
第３の実施形態について図５、図６のグラフを参照して説明する。第３の実施形態は、接地密閉容器１８の内部に絶縁物１９によって支持された高電圧導体２０を密封してなる密閉型開閉装置において、絶縁物１９の表面に非線形抵抗膜１４を密閉接地容器１８に連続して塗布している。第３の実施形態の特徴は非線形抵抗膜１４の動作電圧をＬＩＷＶ（Lightning Impulse Withstand Voltage,雷インパルス耐電圧値）の１．２倍以上とした点にある。
【００４５】
［作用及び効果］
前述したように、送電線１から変電所に侵入する雷過電圧２は、変電所入口や変圧器５近傍に設置された避雷器６によって効果的にＬＩＷＶ以下に制限される。これに対して、変電所内の密閉型開閉装置８が動作した際に発生する高周波過電圧は、場所によってＬＩＷＶを越す可能性が生じる。
【００４６】
高電圧機器における高周波過電圧に対する絶縁性能は、雷過電圧に対する絶縁性能と同等以上となる場合が多い。絶縁物１９に塗布する非線形抵抗膜１４の動作電界をＬＩＷＶ以下にすると、雷過電圧で非線形抵抗膜１４が動作して雷電流が流れる可能性が生じる。雷過電圧のエネルギーは非常に大きく、非線形抵抗膜１４に熱的損傷を生じる可能性が高い。そこで、非線形抵抗膜１４の動作電圧をＬＩＷＶの１．２倍程度にしておくと、雷過電圧２で非線形抵抗膜１４が動作することがなくなり、過大なエネルギーで非線形抵抗膜１４が損傷することがなくなる。
【００４７】
また、高電圧機器の高周波過電圧に対する絶縁性能は、雷過電圧２に対する絶縁性能の１．２倍程度以上となる場合が多いため、非線形抵抗膜１４の動作電圧をＬＩＷＶの１．２倍程度にしておくことで、高電圧機器の絶縁性能への影響も防ぐことができる。以上述べたように、第３の実施形態においては、ＬＩＷＶの１．２倍以上とした動作電圧を持つ非線形抵抗膜１４を備えることにより、絶縁物１９並びに変電所全体の絶縁信頼性が向上する。
【００４８】
（４）第４の実施形態
［構成］
第４の実施形態について図７を参照して説明する。第４の実施形態は、接地密閉容器１８の内部に絶縁物１９によって支持された高電圧導体２０を密封してなる密閉型開閉装置において、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０との間に絶縁距離２２を確保した点に特徴がある。つまり、第４の実施形態では、絶縁物１９の表面に、密閉接地容器１８に連続した非線形抵抗膜１４を塗布している。
【００４９】
［作用及び効果］
第４の実施形態では、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０が絶縁されている。このため、高電圧導体２０と密閉接地容器１８との間に、直接に非線形抵抗膜１４を通した電流経路が無い。したがって、通常のＡＣ運転電圧が印加された状態で非線形抵抗膜１４を通して、微小なＡＣ漏れ電流が高電圧導体２０から密閉接地容器１８へ流れることが無い。漏れ電流が無くなることで、非線形抵抗膜１４の劣化がなくなり、運転状態での長時間信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、エネルギーが大きい雷過電圧２は、その周波数が数１００ｋＨｚ程度の領域であり、密閉型開閉装置８が動作したときに発生する高周波過電圧１３に比べて１桁以上低い。そのため、雷過電圧２の発生時には非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０との間の静電容量２３のインピーダンスは高くなり、非線形抵抗膜１４には電流が流れず、雷過電圧２の過大なエネルギーによって非線形抵抗膜１４が損傷を受けるおそれがない。
【００５１】
一方、高周波過電圧１３に対しては、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０との間の静電容量２３のインピーダンスが低くなり、非線形抵抗膜１４に電流が流れて非線形抵抗膜１４の電圧効果を確実に作用させることができる。以上のように、第４の実施形態によれば、非線形抵抗膜１４を施した絶縁物１９の絶縁信頼性を高く保つことができ、且つ密閉型開閉装置８を動作させたときに発生する高周波過電圧を抑制して、コンパクトで耐電圧信頼性の高い密閉型開閉装置を供給することができる。
【００５２】
（５）第５の実施形態
［構成］
図８に用いて第５の実施形態を説明する。第５の実施形態は、接地密閉容器１８の内部に絶縁物１９によって支持された高電圧導体２０を密封してなる密閉型開閉装置において、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０との間には絶縁距離２２が確保され、絶縁物１９の表面に設けた溝部２１に、非線形抵抗膜１４が接地密閉容器１８にだけ連続して塗布されている。
【００５３】
［作用及び効果］
第５の実施形態では、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０との間に絶縁距離２２を確保したので、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０が絶縁されている。このため、高電圧導体２０と接地密閉容器１８との間に直接に非線形抵抗膜１４を通した電流経路が無い。
【００５４】
したがって、通常のＡＣ運転電圧が印加された状態で、非線形抵抗膜１４を通して微小なＡＣ漏れ電流が高電圧導体から接地容器へ流れることが無い。これにより、非線形抵抗膜１４の劣化がなくなり、運転状態での長時間信頼性が向上する。また、非線形抵抗膜１４は絶縁物１９に設けた溝部２１に塗布されるため、非線形抵抗材料の粉末１５の非線形特性に応じて溝部２１の長さを調整することで非線形抵抗膜１４全体の動作電圧を調整することができる。
【００５５】
このような第５の実施形態では、非線形抵抗膜１４の長さ寸法によって非線形抵抗特性を調整しやすい。しかも、溝部２１の形状を螺旋状にしているので、高電圧導体２０から接地密閉容器１８に至る非線形抵抗膜１４の長さ調整が容易である。以上の結果、非線形抵抗膜１４の動作電圧を制御しやすくなり、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９により効果的な過電圧制限を実施しやすい。
【００５６】
（６）第６の実施形態
［構成］
第６の実施形態について図９のグラフを参照して説明する。第６の実施形態は、接地密閉容器１８の内部に絶縁物１９によって支持された高電圧導体２０を密封してなる密閉型開閉装置において、絶縁物１９の表面には非線形抵抗膜１４が密閉接地容器１８に連続して塗布されている。第６の実施形態では、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０とは絶縁されている。さらに、第６の実施形態においては、非線形抵抗膜１４の動作電圧はＬＩＷＶ以下となるように構成されている点に特徴がある。
【００５７】
［作用及び効果］
送電線１を介して変電所に侵入する雷過電圧２は、変電所入り口や変圧器５近傍に設置された避雷器６によって効果的にＬＩＷＶ以下に制限される。これに対して、変電所内の密閉型開閉装置８を開閉した際に発生する高周波過電圧は、変電所内の場所によってＬＩＷＶを越す可能性が生じる。
【００５８】
絶縁物１９の表面に高電圧導体２０と接地密閉容器１８と連続して非線形抵抗膜１４を塗布する場合、非線形抵抗膜１４の動作電界をＬＩＷＶ以下にすることで、高周波過電圧をより効果的に抑制できる可能性がある。しかしながら、雷過電圧２で非線形抵抗膜１４が動作して非線形抵抗膜１４に雷過電圧２が流れた場合、一般に雷過電圧２のエネルギーは大きいため、非線形抵抗膜１４が損傷を受ける可能性が高い。
【００５９】
これに対して、第６の実施形態では、非線形抵抗膜１４と高電圧導体２０が絶縁され、且つ適切な静電容量２３で結合されている。このため、非線形抵抗膜１４の動作電圧をＬＩＷＶ以下にしても、周波数が比較的低い雷過電圧に対しては静電容量２３のインピーダンスが大きいので、非線形抵抗膜１４に大きな電流が流れることはない。
【００６０】
周波数が雷過電圧２よりも１桁以上大きい高周波過電圧１３に対しては、静電容量２３のインピーダンスが低下して非線形抵抗膜１４が動作し、過電圧を抑制することができる。一般に高周波過電圧１３のエネルギーは小さいため、非線形抵抗膜１４が損傷を受けることもない。以上の結果、非線形抵抗膜１４を設けた絶縁物１９の絶縁信頼性が向上する。したがって、非線形抵抗膜１４を有する絶縁物１９を複数配置することにより高周波過電圧を抑制することができ、変電所全体の絶縁信頼性を確保することができる。
【００６１】
（７）他の実施形態
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではなく、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことも可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…送電線
２…雷過電圧
３…ブッシング
４…母線
５…変圧器
６…避雷器
７…避雷器の保護レベル
８…密閉型開閉装置
９…高電圧回路
１０…放電
１１…回路の静電容量
１２…インダクタンス
１３…高周波過電圧
１４…非線形抵抗膜
１５…ＭＯＶ粉
１６…樹脂
１７…導電パス
１８…接地密閉容器
１９…絶縁物
２０…高電圧導体
２１…溝部
２２…絶縁距離
２３…静電容量
【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】
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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】
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【図１４】
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【図１５】
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