(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部中央に導体を有しこの導体の周囲空間に絶縁・消弧性ガスが充填され相互に接続された一連の圧力容器と、上記導体を支持すると共に相互に接続された圧力容器間をガス区分する絶縁スペーサと、上記相互に接続される圧力容器のフランジ部間に上記絶縁スペーサを介して取り付けられる電界緩和用の金属アダプタと、上記金属アダプタの外周部に取り付けられた電流検出装置とを備え、上記金属アダプタ内に前記圧力容器の軸方向に開口する開口部を有する溝部を設け、この溝部内に変流器を収納配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
前記電解緩和用の金属アダプタは、前記圧力容器内に充填された絶縁・消弧性ガスと絶縁スペーサとで形成されるトリプルジャンクション部で電界緩和のための丸み（Ｒ部）を設けたことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
前記変流器は上記金属アダプタの溝内に複数個配置されたロゴスキーコイルにより構成されたことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
前記ロゴスキーコイルは可とう性を有しない絶縁性部材に多数巻のコイルを均等に巻いたものであることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項５】
前記金属アダプタ内において、同一寸法の複数のロゴスキーコイルが、軸心を同じくして圧力容器の軸方向に隣接配置されていることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項６】
前記金属アダプタ内において、コイル断面の軸方向幅寸法が同一でコイルの径方向寸法の異なる複数のロゴスキーコイルが、同心円で圧力容器の径方向に積み重ねて配置されていることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項７】
ロゴスキーコイルは、金属アダプタの内部において、可とう性を有する樹脂による一体成型で取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項８】
前記圧力容器のフランジ部は金属アダプタを兼用していることを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の変電分野で使用されるガス絶縁開閉装置に関し、特に変流器の取り付けに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統の発変電分野で使用されるガス絶縁開閉装置は、絶縁性能並びに消弧性能の優れた六弗化硫黄ガス（以下、ＳＦ6ガスという。）等の消弧性ガスを充填した金属圧力容器中に開閉装置、導体、変流器、避雷器などを収容し互いに接続した構成のものが使用され、大幅な機器の縮小が図られてきた。しかし、その後の技術進歩の向上による構成機器の小形化・信頼性向上を踏まえて、装置全体の更なるスペースの縮小化による経済性の向上が求められている。
【０００３】
図７は、従来の変流器を示す断面図である。図において、１、４は導体２を中央に収納し、ＳＦ6ガスが充填された圧力容器、３は導体２を支持すると共に、圧力容器１とこれに接続された別の圧力容器４とをガス区分する絶縁スペーサ、６は圧力容器１及び４のフランジに絶縁スペーサ３を介して取り付けられる変流器取り付け筒であり、リング状の溝を有する円筒部、圧力容器１及び４のフランジに対応する取り付け用フランジとからなる。７は変流器取り付け筒６のリング状の溝内に、スペーサ８を介して圧力容器１の軸方向に並置された複数のロゴスキーコイル、９はロゴスキーコイル７を溝内に固定する固定板である。変流器取り付け筒６、ロゴスキーコイル７、スペーサ８及び固定板９で、導体２に通電する電流を検出する変流器部を構成している。また、ロゴスキーコイル７は可とう性を有する断面円形等の高分子部材に、多数回巻きのコイルを均等に巻いたものであり、ロゴスキーコイル７の内部を流れる電流値に比例した電流信号が得られる電流センサである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のガス絶縁開閉装置においては、変流器を構成するロゴスキーコイル７が可とう性を有しているため、変流器取り付け筒６へ取付ける際の面圧でロゴスキーコイル７の空心部が変形し、電流の検出精度が悪くなるという欠点があった。
【０００５】
また、ロゴスキーコイル７は、圧力容器１の軸方向に突出部を有する変流器取付筒６へ取付けられているため、例えば、圧力容器１に遮断器の入った遮断器容器などが接続されている場合、変流器取り付け筒６の突出部が遮断器容器内に侵入することをふせぐために、圧力容器１の長さを長くしなければならず、開閉装置全体の小形化が困難であるという問題点があった。
【０００６】
また、ロゴスキーコイル７と導体２との間の絶縁距離を十分にとらなければならないが、変流器取り付け筒６は、圧力容器１の径方向にも突出しているため、圧力容器１の径が大型化し、開閉装置全体の小形化が困難であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、高精度な変流器を搭載し、小型化が可能なガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るガス絶縁開閉装置は、内部中央に導体を有しこの導体の周囲空間に絶縁・消弧性ガスが充填され相互に接続された一連の圧力容器と、上記導体を支持すると共に相互に接続された圧力容器間をガス区分する絶縁スペーサと、上記相互に接続される圧力容器のフランジ部間に上記絶縁スペーサを介して取り付けられる電界緩和用の金属アダプタと、上記金属アダプタの外周部に取り付けられた電流検出装置とを備え、上記金属アダプタ内に前記圧力容器の軸方向に開口する開口部を有する溝部を設け、この溝部内に変流器を収納配置した構成としたものである。
【０００９】
また、変流器のロゴスキーコイルは、可とう性を有しない絶縁性部材に多数巻きのコイルを均等に巻いたものである。
【００１０】
また、金属アダプタは、一連の圧力容器間をガス区分する絶縁スペーサを介して取り付けられ、この絶縁スペーサに接触する側の内径面に、圧力容器内に充填された絶縁・消弧性ガスと絶縁スペーサと金属アダプタとで形成されるトリプルジャンクション部の電界を緩和させるためのＲ部を形成したものである。
【００１１】
また、圧力容器のフランジ部は金属アダプタを兼用しているものである。
【００１２】
また、金属アダプタの外周部に、変流器で検出された電流を測定する電流検出装置を設けたものである。
【００１３】
また、一連の圧力容器に隣接、接続された遮断器容器内の遮断器に接続される導体の外周部に設けた環状の金属アダプターを介して取り付けられ導体に流通する電流を検出するロゴスキーコイルからなる変流器を備え、変流器は、金属アダプター内部へ向けて形成された溝部に収納配置され、金属アダプターを接地電位として利用する構成としたものである。
【００１４】
また、金属アダプタ内において、同一寸法の複数のロゴスキーコイルが、軸心を同じくして圧力容器の軸方向に隣接配置されているものである。
【００１５】
また、金属アダプタ内において、コイル断面の軸方向幅寸法が同一でコイルの径方向寸法の異なる複数のロゴスキーコイルが、同心円で圧力容器の径方向に積み重ねて配置されているものである。
【００１６】
また、ロゴスキーコイルは、金属アダプターの内部において、可とう性を有する樹脂による一体成型で取り付けられているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図中、同一符号は従来例におけるものと同一、または相当部分を示す。
【００１８】
図１（ａ）は、この発明の実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図であり、図１（ｂ）は変流器部の拡大図である。図において、１、４は導体２を中央に収納し、ＳＦ6ガスが充填された圧力容器、３は導体２を支持すると共に、圧力容器１とこれに接続された別の圧力容器４とをガス区分する絶縁スペーサ、５は圧力容器１及び４のフランジに絶縁スペーサ３を介して取り付けられる環状の金属アダプタ、７は金属アダプタ５に形成された溝内に配置された複数のロゴスキーコイルで、１０はロゴスキーコイル７からなる変流器で検出された電流を測定する電流検出装置、１１はロゴスキーコイル７と電流検出装置１０とを接続するリード線、１２は金属アダプタ５とロゴスキーコイル７とを一体成形する可とう性を有する樹脂である。金属アダプタ５、ロゴスキーコイル７、電流検出装置１０及びリード線１１で変流器部が構成され、導体２に通電する電流を検出する。
【００１９】
本実施の形態と従来例と異なる点は、まず第一に、従来例における変流器取り付け筒を金属アダプタ５にした点である。本実施の形態による金属アダプタ５は本体内部に溝部を有し、その溝部にロゴスキーコイル７を収納し、径が等しいロゴスキーコイル７が複数個（図では２個の例）、軸心を同じくして圧力容器１の軸方向に隣接して配置されている。
【００２０】
金属アダプタ５の取り付けは、従来例における場合と同様であり、圧力容器１及び４のフランジに取り付けられる。ここで、金属アダプタ５の外周部には電流検出装置１０が取り付けられており、リード線１１によってロゴスキーコイル７と接続されている。また、金属アダプタ５の、絶縁スペーサ３と接触する側の内径には丸み（Ｒ部）を有している。これは、圧力容器１、４内に充填された絶縁・消弧性ガスと絶縁スペーサ３と金属アダプタ５とで形成されるトリプルジャンクション部の電界を緩和させるためのものでる。
【００２１】
次に第二に異なる点は、従来例では、ロゴスキーコイル７は可とう性を有する絶縁性部材に多数巻きのコイルを均等に巻いたものであったが、本実施の形態では、ロゴスキーコイル７に可とう性を有さない絶縁部材を用いている点である。なおロゴスキーコイル７に用いられる材料としては、ガラス布基材エポキシ積層樹脂、紙基材フェノール積層樹脂、ＦＲＰなどがある。
【００２２】
一方、ロゴスキーコイル７は、図１（ｂ）に示すように、金属アダプタ５の溝部内で、可とう性を有する樹脂１２で一体成型されている。一体に成型することにより取扱いが容易で、取り付け構造も簡素化できて安価な変流器が得られる。一体成型の方法としては、耐アークドガス性能に優れたシリコン系樹脂、またはエポキシ系樹脂、またはブチル系メルキット樹脂等による注型などがあり、絶縁テープ巻き後に樹脂を含浸させる等の従来の製造方法も適用することができる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、突出部がない金属アダプタ５の溝部内にロゴスキーコイル７が配置されているため、圧力容器１の軸方向、径方向共に大型化を防ぐことができ、開閉装置全体の小型化を可能にする効果を得ることができる。
【００２４】
また、ロゴスキーコイル７は、可とう性を有しない絶縁性部材にコイルを巻いたものであるため、ロゴスキーコイル７の空心部の変形を抑制でき、高精度に電流を検出できる効果が得られる。
【００２５】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２におけるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。上記実施の形態１と異なる点は、圧力容器１と圧力容器４とが同一の径であるため、圧力容器１のフランジ部がロゴスキーコイル７を収納する溝の開口部にかかる。そこで、圧力容器１のフランジ部分に、溝の開口部が塞がれないような切欠き１５を設けた点である。これにより、圧力容器１の径を、圧力容器４の径に合わせることができ、小さくできる効果が得られる。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。本実施の形態では、金属アダプタ５の溝の開口部を、絶縁スペーサ３の側を向くように形成した。これにより、上記実施の形態２のように、圧力容器１のフランジ部分に切欠きを設ける必要が無く、圧力容器１のフランジ部の加工が簡略化されるため、安価に製造できる効果が得られる。
【００２７】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。本実施の形態では、圧力容器１のフランジ部と金属アダプタ５とを兼用する構成とした。これにより、金属アダプター５を用いる必要がなくなり、圧力容器１の軸方向の寸法が縮小され、開閉装置本体の小形化が可能となる効果が得られる。
【００２８】
実施の形態５．
図５は、この発明の形態５によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。本実施の形態では、圧力容器１の軸方向の幅寸法が同じで、径方向の大きさの異なる２個のロゴスキーコイル７を、金属アダプター５の溝部に同心円状に配置した。このような構成とすることにより、金属アダプター５の軸方向の幅が薄くなるため軸方向の短縮が可能で、ガス絶縁開閉装置全体の軸方向の短縮化が達成でき、小型化が可能となる効果が得られる。
【００２９】
なお、上記実施の形態５では、圧力容器１の軸方向の幅寸法が同じで径方向の大きさの異なるロゴスキーコイル７を、金属アダプター５の溝部に同心円状に配置した例を示したが、このような構成は上記各実施の形態に適用することができる。
【００３０】
実施の形態６．
本実施の形態では、上記各実施の形態における、圧力容器の接続部に変流器部を設ける構成を、遮断器容器内部に適用した例について説明する。図６（ａ）は、この発明の実施の形態６によるガス絶縁開閉装置の遮断器容器を示す断面図であり、図６（ｂ）は、遮断器容器内に設けた変流器部の拡大図である。図において、１３は遮断部容器、１４は遮断部、１５は遮断部１４に接続された内部導体である。
【００３１】
図に示すように、内部導体１５の外周部に軸心を合わせて、溝部を有する環状の金属アダプター５を配置している。金属アダプター５の溝部には径が等しいロゴスキーコイル７が２個、軸方向に隣接配置されている。また、ここでは、遮断器容器内部の金属アダプター５近傍の構造は、上記図１に示したものと同様であるが、上記各実施の形態のものが適用できる。
【００３２】
また、上記各実施の形態では、ロゴスキーコイル７を２個使用したものを示したが、これに限らず、３個以上使用するものであっても良い。また、上記図１乃至図５において、金属アダプタ５の内径は、圧力容器１の内径とほぼ同一でも、また小径であってもよい。また、ガス絶縁開閉装置は、主導体三相一括形であっても、全三相一括形であっても、相分離形であってもよく、上記図６に示した遮断器は垂直配置形の例を示したが、水平配置であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、内部中央に導体を有しこの導体の周囲空間に絶縁・消弧性ガスが充填され相互に接続された一連の圧力容器と、この圧力容器のフランジ部に環状の金属アダプタを介して取り付けられ導体に流通する電流を検出するロゴスキーコイルからなる変流器を備えたガス絶縁開閉装置であって、変流器は、金属アダプタ内部へ向けて形成された溝部に収納配置され、金属アダプターを接地電位として利用する構成としたので、圧力容器の軸方向、径方向共に大型化を防ぐことができ、開閉装置全体の小型化を可能にする効果を得ることができる。
【００３４】
また、請求項２記載の発明によれば、変流器のロゴスキーコイルは、可とう性を有しない絶縁性部材に多数巻きのコイルを均等に巻いたので、ロゴスキーコイルの空心部の変形を抑制でき、高精度に電流を検出できる効果が得られる。
【００３５】
また、請求項３記載の発明によれば、金属アダプタは、一連の圧力容器間をガス区分する絶縁スペーサを介して取り付けられ、この絶縁スペーサに接触する側の内径面に、圧力容器内に充填された絶縁・消弧性ガスと絶縁スペーサと金属アダプタとで形成されるトリプルジャンクション部の電界を緩和させるためのＲ部を形成したので、トリプルジャンクション部の電界を緩和できる効果が得られる。
【００３６】
また、請求項４記載の発明によれば、圧力容器のフランジ部は金属アダプタを兼用しているので、圧力容器の軸方向の寸法が縮小され、開閉装置本体の小形化が可能となる効果が得られる。
【００３７】
また、請求項５記載の発明によれば、金属アダプタの外周部に、変流器で検出された電流を測定する電流検出装置を設けたので、サージノイズの影響が抑えられ、高精度で信頼性の高い測定ができる効果が得られる。
【００３８】
また、請求項６記載の発明によれば、一連の圧力容器に隣接、接続された遮断器容器内の遮断器に接続される導体の外周部に設けた環状の金属アダプターを介して取り付けられ導体に流通する電流を検出するロゴスキーコイルからなる変流器を備え、変流器は、金属アダプター内部へ向けて形成された溝部に収納配置され、金属アダプターを接地電位として利用する構成としたので、開閉装置全体の小型化を可能にする効果を得ることができる。
【００３９】
また、請求項７記載の発明によれば、金属アダプタ内において、同一寸法の複数のロゴスキーコイルが、軸心を同じくして圧力容器の軸方向に隣接配置されているので、開閉装置全体の小型化を可能にする効果を得ることができる。
【００４０】
また、請求項８記載の発明によれば、金属アダプタ内において、コイル断面の軸方向幅寸法が同一でコイルの径方向寸法の異なる複数のロゴスキーコイルが、同心円で圧力容器の径方向に積み重ねて配置されているので、金属アダプターの軸方向の幅が薄くなるため、圧力容器の軸方向の短縮が可能で、ガス絶縁開閉装置全体の軸方向の短縮化が達成でき、小型化が可能となる効果が得られる。
【００４１】
また、請求項９記載の発明によれば、ロゴスキーコイルは、金属アダプターの内部において、可とう性を有する樹脂による一体成型で取り付けられているので、取り付け構造が簡素化でき、安価に製造できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図及び拡大図である。
【図２】  この発明の実施の形態２によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態３によるガス絶縁開閉装置の変流器部を断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態４によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態５によるガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態６によるガス絶縁開閉装置の遮断器容器の断面図及び拡大図である。
【図７】  従来のガス絶縁開閉装置の変流器部を示す断面図である。
【符号の説明】
１、４  圧力容器、２  導体、３  絶縁スペーサ、５  金属アダプタ、７  ロゴスキーコイル、１０  電流検出装置、１１  リード線、１２  樹脂、１３  遮断器容器、１４  遮断部、１５  内部導体
【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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