(57)【要約】【課題】周囲状況が変化した場合においても、振動および騒音を低減することができるガス絶縁母線を提供する。【解決手段】ガス絶縁母線１０では、開口端部を有する複数の母線タンク１が連続して接続された内部空間に絶縁性ガスが封入されるとともに導体が収納される。他方、前記母線タンク１の外周にはエアバッグ加圧手段１１が装着され、さらにエアバッグ加圧手段１１に半円状の分割片３ａ、３ｂからなる金属リング３が締結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端部を有する複数の母線タンクが連続して接続された内部空間に絶縁性ガスが封入されるとともに導体が収納され、他方、前記母線タンクの外周には金属リングが締結されてなる長尺のガス絶縁母線において、
前記母線タンクに対して径方向に力を印加できる加圧装置を設けたことを特徴とするガス絶縁母線。
【請求項２】
前記加圧装置は、前記母線タンクの外周に設けられたエアバッグ加圧手段であることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁母線。
【請求項３】
前記エアバッグ加圧手段の外周に前記金属リングが締結されていることを特徴とする請求項２記載のガス絶縁母線。
【請求項４】
前記加圧装置は、基礎に据付固定され、前記母線タンクに対して油圧により加圧する油圧機構であることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁母線。
【請求項５】
前記基礎に据付固定されて前記母線タンクを支持する支えをさらに設けたことを特徴とする請求項４記載のガス絶縁母線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、振動および騒音を低減することができるガス絶縁母線に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力設備間を接続する母線として多くの場合、ガス絶縁母線が用いられる。ガス絶縁母線は、絶縁媒体となるＳＦ６などのガスを封入した金属製の母線タンク内に導体を収納して構成されている。
【０００３】
このガス絶縁母線の長さは、電力設備の規模が大きくなるにつれて長尺となるが、母線が長尺となると必然的に母線を構成する母線タンクも長くなる。この母線タンクは、円筒形状の本体部分の両端に接続用フランジを溶接一体化して形成されている。また、ガス絶縁母線の設置スペース縮小の目的で、３相の導体を同一タンク内に収容する３相一括型のガス絶縁母線が近年主流となっている。
【０００４】
一方、母線の長尺化に伴い、母線タンクの固有振動数が商用周波数の２倍に一致して大きな振動を発生し、その結果として大きな騒音を発生するという問題が顕在化するようになってきている。
【０００５】
このため、その固有振動数が商用周波数の２倍に概ね一致する母線タンクに対して金属製のリングを追加することで、母線タンクの固有振動数を商用周波数の２倍の値近傍から変化させ、共振を避けることにより振動および騒音を低減することが行われている。
【０００６】
即ち、図５、図６に示すように、このようなガス絶縁母線５０は、両端部に母線タンクフランジ１ａを有する母線タンク１を複数連結し、絶縁媒体となるＳＦ６などのガスを母線タンク１内部に封入して３相の導体２ａ、２ｂ、２ｃを収納し、かつ母線タンク１に複数の円弧状の分割片３ａ，３ｂからなる金属リング３を締結固定して形成される。
【０００７】
このように構成することにより、母線タンク１の固有振動モードが、金属リング３を締結固定した位置において分割されることになる。その結果として、母線タンク１の固有振動数は高い方へ移動する。金属リング３を追加する前の固有振動数が商用周波数の２倍近傍の値であれば、固有振動数が変化することから共振状態となることを避けることが可能となり、母線タンク１の振動、騒音を低減することができる。
【０００８】
また、図７に示すように、母線タンク１の途中に支え（脚）５を追加することによっても、母線タンク１の固有振動数を変化させることができる。
【０００９】
図７に示すガス絶縁母線６０では、支え５が母線タンク１の軸方向中央の位置に溶接されており、支え５の下部は基礎６に据付固定されている。
【００１０】
上記のガス絶縁母線６０では、支え５の追加により母線タンク１の見かけ上の剛性を向上させることで、固有振動数をより高い振動数側へ移動させ、共振状態となることを避けるものである。さらに、この支え５は基礎６に固定されていることから、母線タンク１の振動の振幅を抑制する効果も期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１９１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
近年、製造技術や輸送技術等の向上、さらなるコストダウン要請等の理由から、母線タンク１単体の長さは従来と比較してさらに長尺化している。そのため、従来のような振動低減対策では十分な効果が得られないことがある。
【００１３】
また、母線タンク１に封入される絶縁ガスの内圧等により、母線タンク１表面の径方向に加えられる力が、母線タンク１の固有振動数に大きな影響を与える。このタンク表面径方向の力は、運転条件や日射等の環境により変化する熱等の影響を受ける。そのため、周囲状況の変化に対応できるような追加対策手法を用いてより確実な振動騒音低減を実現することが求められる。
【００１４】
そこで、本発明の実施形態は、周囲状況が変化した場合においても、振動および騒音を低減することができるガス絶縁母線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、開口端部を有する複数の母線タンクが連続して接続された内部空間に絶縁性ガスが封入されるとともに導体が収納され、他方、前記母線タンクの外周には金属リングが締結されてなる長尺のガス絶縁母線において、前記母線タンクに対して径方向に力を印加できる加圧装置を設けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るガス絶縁母線の第１の実施の形態を示す正面図。
【図２】質量体とばねからなる１自由度系のモデルを示す概略図。
【図３】本発明に係るガス絶縁母線の第２の実施の形態を示す正面図。
【図４】本発明に係るガス絶縁母線の第３の実施の形態を示す正面図。
【図５】従来のガス絶縁母線を示す正面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】従来のガス絶縁母線の他の例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、従来例として図５に示したガス絶縁母線と同一の部材に関しては同一符号を付し、説明は省略する。
【００１８】
［第１の実施の形態］（エアバッグ加圧手段）
図１に、本発明に係るガス絶縁母線の第１の実施の形態を示す。
【００１９】
このガス絶縁母線１０では、母線タンク１の外周に、エアバッグ加圧手段１１が装着され、さらにエアバッグ加圧手段１１に、半円状の分割片３ａ、３ｂからなる金属リング３が締結されている。
【００２０】
このように構成されたガス絶縁母線１０の作用および効果について説明する。
【００２１】
まず、母線タンク１の固有振動数は、一般的に、母線タンク１の材料特性（剛性、密度）、タンク径、タンク板厚、タンク長さおよびタンクの支持条件等により決定される。
【００２２】
上記パラメータと固有振動数の関係について、図２に示すような質量体７とばね８からなる１自由度系のモデルを考えると、固有振動数ｆは質量Ｍとばね定数（剛性）Ｋから式（１）のように表わすことができる。
【数１】
2012257418.tif 000003
【００２３】
従って、式（１）より、剛性Ｋが高くなると固有振動数ｆは高くなり、質量Ｍが大きくなると、固有振動数は低下する。
【００２４】
したがって、母線タンク１の密度やタンクの長さ寸法が大きくなると固有振動数は低下することになる。
【００２５】
本実施の形態のガス絶縁母線１０では、装着した金属リング３は、その装着部において母線タンク１に対して拘束を与えるので、見かけ上のタンク長を短くし、固有振動数を高い方へ移動させることになる。
【００２６】
また、母線タンク１内に封入される絶縁ガスの圧力は、タンク表面の径方向の力として作用し、見かけ上のタンクの剛性を向上させる。例えば絶縁ガスの圧力が０．４ＭＰａである場合、大気圧の場合と比較して、母線タンク１の固有振動数は、固有振動モードや母線タンク１の条件（タンク形状、境界条件等）にもよるが、一般に１０〜２０Ｈｚ程度高くなる。
【００２７】
例として、タンク径１０００ｍｍ、タンク板厚１２ｍｍ、タンク長５０００ｍｍ、アルミ材の場合のタンクの固有振動数（固有振動モードが円周方向２次（楕円）および３次（三角）の軸方向１次モード）を表１に示す。
【表１】
2012257418.tif 000004
【００２８】
装着したエアバッグ加圧手段１１は、母線タンク１に対して径方向の力を増減させる作用を有する。そのため、母線タンク１の固有振動数が絶縁ガスの圧力により変化した場合や、金属リング３の追加による振動モード分割効果が期待できないような振動モードに対しても、母線タンク１の共振を回避することが可能となる。
【００２９】
以上より、金属リング３の部分でモード分割され、母線タンク１の固有振動数は高周波数側へ移動し共振回避が可能となる他、モード分割の手法では固有振動数移動が困難なモードに対しても、エアバッグ加圧手段１１により母線タンク１を加圧することで固有振動数を移動させることが可能となる。
【００３０】
このため、長尺化した母線タンク１においても周囲状況の変化に対応して固有振動数を移動させて共振を回避することにより、振動および騒音を低減することができる。
【００３１】
また、加圧手段としてエアバッグ加圧手段１１を用いることにより、金属リング３が母線タンク１に加圧する圧力を、広範囲にわたって均一に与えることが可能となる。このため、より確実かつ効果的に固有振動数を移動させることが可能となり、共振を回避することができるので、ガス絶縁母線の振動および騒音を低減することが可能となる。
【００３２】
なお、エアバッグ加圧手段１１及び金属リング３は、問題となる振動モードを回避できる位置に設置すればよく、また個数についても必要な個数を設置すればよい。また、本実施の形態ではエアバッグ加圧手段１１上に金属リング３を締結したが、金属リング３を直接母線タンク１に締結するとともにエアバッグ加圧手段１１を別の手段で母線タンク１に締結してもよい。
【００３３】
［第２の実施の形態］（油圧機構）
図３に、本発明に係るガス絶縁母線の第２の実施の形態を示す。
【００３４】
このガス絶縁母線２０では、基礎６に据付固定された一組の支え（脚）５によって母線タンク１が支持され、さらに、基礎６と母線タンク１との間には油圧シリンダ等を用いた油圧機構２１が設置されている。
【００３５】
このように構成されたガス絶縁母線２０の作用および効果について説明する。
【００３６】
本実施の形態のガス絶縁母線２０では、支え５がその支持部において母線タンク１に対して拘束を与えることになるので、金属リングと同様に見かけ上のタンク長を短くする作用を有する。さらに、基礎６に設置されている油圧機構２１により母線タンク１に対して圧力を加えることができるので、支え５近傍の母線タンク１の見かけの剛性を調整することが可能となり、タンク自身の共振回避に対して有効に作用する。
【００３７】
また、この支え５は基礎６に据付固定されているので、母線タンク１本体の振動を抑制する作用も有しており、これにより発生振動の低減およびそれに起因する騒音を低減することができる。
【００３８】
以上のような構成により、従来構成の母線タンクと比較してより効果的に騒音振動を低減することができる。
【００３９】
なお、支え５の設置位置については、図示した母線タンク１長手方向の中間位置および個数に限定されることはなく、タンクの状況に合わせた配置および個数とすればよい。また、本実施の形態では一組の支え５の間に油圧機構２１を配置したが、支え５の外側に油圧機構２１を配置してもよい。
【００４０】
また、油圧機構２１に代えて、空気圧で加圧を行う機構を用いることもできる。
【００４１】
［第３の実施の形態］（エアバッグ加圧手段＋油圧機構）
図４に、本発明に係るガス絶縁母線の第３の実施の形態を示す。
【００４２】
このガス絶縁母線３０では、母線タンク１が、金属リング３を装着したエアバッグ加圧手段１１で締結されるとともに、基礎６に据付固定された一組の支え（脚）５によって支持されている。また、基礎６と母線タンク１との間には油圧シリンダ等を用いた油圧機構２１が設置されている。
【００４３】
このように構成されたガス絶縁母線３０の作用および効果について説明する。
【００４４】
本実施の形態のガス絶縁母線３０では、支え５がその支持部において母線タンク１に対して拘束を与えることになるので、金属リングと同様に見かけ上のタンク長を短くする作用を有する。さらに、基礎６に設置されている油圧機構２１により母線タンク１に対して圧力を加えることができるので、支え５近傍の母線タンクの見かけの剛性を調整することが可能となり、タンク自身の共振回避に対して有効に作用する。
【００４５】
また、この支え５は基礎６に据付固定されているので、母線タンク１本体の振動をさらに抑制する作用も有しており、これにより発生振動の低減およびそれに起因する騒音を低減することができる。
【００４６】
また、支え５を設置できない母線タンク１の中間部分に対しては、エアバッグ加圧手段１１が母線タンク１に対して径方向の力を増減させる作用を有する。そのため、母線タンク１の固有振動数が絶縁ガスの圧力により変化した場合や、金属リング３の追加による振動モード分割効果が期待できないような振動モードに対しても、母線タンク１の共振を回避することが可能となり、より効果的に騒音振動の低減を実現することができる。
【００４７】
さらに、エアバッグ加圧手段１１により、母線タンク１に加圧する圧力を広範囲にわたって均一に与えることが可能となる。このため、より確実かつ効果的に固有振動数を移動させることが可能となり、共振を回避することができるので、ガス絶縁母線の振動および騒音を低減することが可能となる。
【００４８】
以上のような構成により、従来構成の母線タンクと比較して、特に長尺な母線タンクの場合には、より効果的に騒音振動を低減することができる。
【００４９】
なお、金属リング３、エアバッグ加圧手段１１、支え５および油圧機構２１は、問題となる振動モードを回避できる位置に設置すればよく、また個数についても必要な個数を設置すればよい。
【００５０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態やその変形は、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】
【００５１】
１：母線タンク
２ａ、２ｂ、２ｃ：導体
３：金属リング
３ａ、３ｂ：分割片
５：支え（脚）
６：基礎
１０：ガス絶縁母線
１１：エアバッグ加圧手段（加圧装置）
２０：ガス絶縁母線
２１：油圧機構（加圧装置）
３０：ガス絶縁母線
【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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