(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス絶縁機器を収納した金属ケースを多数接続配置したガス絶縁電気装置において、
前記金属ケースを設置している敷地に各相別に埋設された相接地線と、前記相接地線の両端部において接続され前記敷地に埋設された相間接地線とを備え、各相に設けられる少なくとも１以上の金属ケースを立ち上げ接地線を介して前記相間接地線に接続するとともに、残余の金属ケースを立ち上げ接地線を介してそれぞれの該当する相の前記相接地線に接続したことを特徴とするガス絶縁電気装置。
【請求項２】
請求項１記載のガス絶縁電気装置において、
少なくとも１以上の前記相接地線を、各相の金属ケースが配列される母線間の中央部から前記母線間距離の１／４の距離の範囲内に配置したことを特徴とするガス絶縁電気装置。
【請求項３】
内部にガス絶縁機器を収納した金属ケースを多数接続配置したガス絶縁電気装置において、
前記金属ケースを設置している敷地に各相別に埋設された相接地線と、前記相接地線の両端部において接続され前記敷地に埋設された相間接地線とを備え、各相に設けられる金属ケースを立ち上げ接地線を介してそれぞれの該当する相の前記相接地線に接続するとともに、少なくとも１以上の前記相接地線を、各相の金属ケースが配列される母線間の中央部から前記母線間距離の１／４の距離の範囲内に配置したことを特徴とするガス絶縁電気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁電気装置に係わり、特に、接地電流を低減するために接地線を最適に配置したガス絶縁電気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁電気装置は、絶縁性ガスを封入した金属ケース内に各種のガス絶縁機器を収納し、この金属ケースを接地して構成している。近年、電力需要の増大とともに高電圧化、大電流容量化が進んできている。主回路に大電流が流れると大きな磁界が発生し、金属ケースに誘導電流が発生する。
【０００３】
図５は上記誘導電流の発生原理を説明するための図である。
【０００４】
同図において、２はガス絶縁機器が収納されている金属ケースである。金属ケース２内の主回路１に電流Ｉが流れると磁界Φが発生し、金属ケース２は立ち上げ接地線１０によって接地線１１に接続されているので、金属ケース２、立ち上げ接地線１０、および接地線１１で囲まれたループに磁界Φによって電圧が誘起され、この電圧によって前記ループに誘導電流ｉが流れる。
【０００５】
一般に、ガス絶縁電気装置の接地方式には多点接地方式と一点接地方式とがあるが、一点接地方式はガス絶縁電気装置をある程度のガス絶縁機器の集合体として、この集合体に対して一個所の接地を行う方式であり、多点接地方式はガス絶縁電気装置における各絶縁機器を個別に接地する方式である。近年は断路器や接地開閉器の開閉時に発生する外被サージを低減するため、多点接地方式を採用するケースが増えている。
【０００６】
図６は、従来の多点接地方式のガス絶縁電気装置の一例を示す図である。
【０００７】
同図において、３は遮断器、４は遮断器枝管、６は断路器及び接地開閉器、７はブッシング下部タンク、１０は遮断器３、遮断器枝管４、断路器及び接地開閉器６等の機器の金属ケースと後述する各相接地線１１ａ間を接続する立ち上げ接地線、１１はガス絶縁電気装置の周囲の地下に埋設された相間接地線、１１ａは各相のガス絶縁電気装置と略平行に地下に埋設され、両端部において接地線１１と接続される相接地線、１２は各相のガス絶縁電気装置の母線ラインである。
【０００８】
同図に示すように、各相別に配置される機器の金属ケースは立ち上げ接地線１０によって各相の相接地線１１ａに接続されており、立ち上げ接地線１０を流れる誘導電流は相接地線１１ａに流入し、さらに相接地線１１ａから相間接地線１１に流れるように構成されている。
【０００９】
このような多点接地方式のガス絶縁電気装置においては、先に誘導電流の発生原理において説明したように、立ち上げ接地線１０には大きな誘導電流ｉが流れることになる。特に、主回路１に流れる電流Ｉが大きい大電流タイプでは立ち上げ接地線１０に流れる誘導電流ｉが大きくなり、この誘導電流ｉによる発熱のために、立ち上げ接地線１０等の導体とこの導体が埋め込まれるコンクリート間の熱膨張率の違いにより、コンクリートに割れが発生する可能性がある。従来は、接地線に流れる誘導電流が大きくなる場合には、接地線のサイズアップや接地線の本数を増やす等して、接地線を流れる電流の電流密度を基準値以下する等して対処していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の多点接地方式のガス絶縁電気装置では、接地線のサイズアップや接地線の本数を増やす等して接地線に流れる誘導電流を減少することが図られていたが、誘導電流を減少させるために、立ち上げ接地線や接地線の配置については十分考慮されていなかった。
【００１１】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、立ち上げ接地線および接地線を適切に配置して、立ち上げ接地線や接地線に流れる誘導電流の減少を図ったガス絶縁電気装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
【００１３】
内部にガス絶縁機器を収納した金属ケースを多数接続配置したガス絶縁電気装置において、前記金属ケースを設置している敷地に各相別に埋設された相接地線と、前記相接地線の両端部において接続され前記敷地に埋設された相間接地線とを備え、各相に設けられる少なくとも１以上の金属ケースを立ち上げ接地線を介して前記相間接地線に接続するとともに、残余の金属ケースを立ち上げ接地線を介してそれぞれの該当する相の前記相接地線に接続したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【００１９】
同図において、１０ａは各相別に配置されたガス絶縁電気装置の両端部等に位置するブッシング下部タンク７等の金属ケースと接地線１１間を接続する立ち上げ接地線である。なお、その他の構成は図６に示す同符号の構成と同じであるので説明を省略する。
【００２０】
本実施形態は、立ち上げ接地線１０ａを相接地線１１ａに接続することなく、接地線１１に接続した点で図６に示す従来技術のものと相違する。このように構成することにより、立ち上げ接地線１０ａには、立ち上げ接地線１０ａが接続される金属ケースを介して形成されるループに発生する誘導電流が流れるとともに、この金属ケースに対して他相の関係にあるガス絶縁電気装置において発生した誘導電流が接地線１１を介して流出入する。そのため、立ち上げ接地線１０ａには、前記両者の誘導電流が重畳して流れることになるが、これらの誘導電流間には位相差があるため互いに相殺されて全体として誘導電流を減少させることができる。その結果、ブッシング下部タンク７の立ち上げ接地線１０ａの温度上昇を低く抑えることができ、コンクリートの割れを防止することができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、各相のガス絶縁電気装置の両端部にブッシング下部タンク７を配置する場合について説明したが、ブッシング下部タンク以外の他の機器が配置されている場合は、その機器の金属ケースと接地線１１間に立ち上げ接地線１０ａを接続するとよい。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態を図２および図３を用いて説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【００２４】
同図に示すように、少なくとも１つ以上の相接地線１１ａを各相のガス絶縁電気装置が配置される母線ライン１２間の略中央部またはその中央部から母線ライン１２間の距離の約１／４程度の距離の範囲内に配置する。なお、その他の構成は図６に示す同符号の構成と同じであるので説明を省略する。
【００２５】
本実施形態は、図６に示す従来技術のものが、各相接地線１１ａを母線ライン１２の近傍に設置し、接地線１１ａにより形成されるループを横切る主回路からの磁束を小さくなるようにして、誘導電流を低減させているのに対して、相接地線１１ａを母線ライン１２間の略中央部等に配置することにより誘導電流を低減させている点で相違する。
【００２６】
図３は、相接地線１１ａを母線ライン１２間の略中央部に配置することによる誘導電流の低減の原理を説明するための図である。
【００２７】
同図において、１は母線ライン１２に配置されるガス絶縁電気装置の各機器の主回路、２は機器の金属ケースの断面、１１１〜１１７は母線ライン１２と平行に配置された相接地線の断面、１１８は母線ライン１２に対して垂直方向に配置され相接地線１１１〜１１７に接続される接地線である。破線は主回路１の紙面の裏側から表側に流れる主回路電流によって誘起される磁束Φを表している。
【００２８】
図３（ａ）は、主回路１の直下に配置される相接地線１１２の両側に相接地線１１１，１１３を配置した場合であり、この場合は、磁束Φによって、相接地線１１１、１１２と接地線１１８、および各相接地線１１２、１１３と接地線１１８においてそれぞれ形成されるループに磁束Φが鎖交するために、それぞれのループに誘導電流が誘起されることになる。
【００２９】
それに対して、図３（ｂ）は、主回路１の直下から離れた位置、例えば、各相の主回路１間の中央部、に相接地線１１５、１１６を配置し、さらにその両側に相接地線１１４、１１７が配置されている場合であり、この場合は、相接地線１１５、１１６と接地線１１８によって形成されるループと鎖交する磁束を全体として小さくすることができるので、このループに流れる誘導電流を低減することができる。
【００３０】
このような誘導電流を低減の原理に基づいて、本実施形態の多点接地方式のガス絶縁電気装置では、主回路を形成する各相の母線ライン１２の略中央部、またはその中央部から母線ライン１２間の距離の約１／４程度の距離の範囲内に相接地線１１ａを配置している。このように構成することにより母線ライン１２に沿って配置されるガス絶縁電気装置に誘起される磁束によっては、理想的には、各相接地線１１ａには誘導電流は誘導されないことになる。
【００３１】
なお、本実施形態では、相接地線１１ａを理想的には各相の母線ライン１２の中央部に配置すると効果的に誘導電流を低減することができるが、ガス絶縁電気装置を構成する各機器の配置等の関係で必ずしも中央部に配置できない場合でも、例えば、前記中央部から各相の母線ライン１２間の距離の略１／４程度位置ずれした範囲内に配置しても、誘導電流の低減効果は得られる。
【００３２】
本実施形態によれば、従来のものに比べて、誘導電流を１０〜２０％程度低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態と第１の実施形態を組み合わせてることにより、両者の効果を相乗することができる。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態を図４を用いて説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【００３６】
同図において、５は計器用変流器、１１ｂは各相の相接地線１１ａの略中央部において相接地線１１ａ間を接続する接地線である。
【００３７】
図４に示す本実施形態のものは、図６に示す従来技術のものに比べて、接地線１１ｂを設けるとともに、各相のガス絶縁電気装置を構成する機器の金属ケースを、互いに電気的に絶縁されている金属ケース毎に立ち上げ接地線１０を介して相接地線１１ａに接続するものであり、図６に示す従来技術において設けられていた、ガス絶縁電気装置の周囲に埋設されていた相間接地線１１が設けられていない点で相違する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、従来技術においてガス絶縁電気装置の敷地に周回するように設けられていた相間接地線１１を無くし、各相の相接地線１１ａの略中央部に一本の接地線１１ｂを設けるようにしたので、接地線１１ａ、１１ｂにはループが構成されず接地線１１ａ、１１ｂにおける誘導電流の発生を防止することができる。しかも、全体の接地線の長さも従来技術のものに比べて短くすることができ、接地線設置のコストも低減することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、接地線１１ｂを各相の相接地線１１ａの略中央部間を接続するように構成したが、ガス絶縁電気装置を構成する機器の配置等により必ずしも略中央部間を接続しなくても同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、接地線の配置もしくは接続を最適化することにより、接地線を流れる誘導電流を低減することができ、従来技術のもののように、接地線のサイズを太くしたり、本数を増やしたりすることなく大電流容量のガス絶縁電気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態における相接地線１１ａを母線ライン１２間の略中央部に配置することによる誘導電流の低減の原理を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【図５】誘導電流の発生原理を説明するための図である。
【図６】従来技術に係わる多点接地方式を採用したガス絶縁電気装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１  主回路
２  金属ケース
３  遮断器
４  遮断器枝管
５  計器用変流器
６  断路器及び接地開閉器
７  ブッシング下部タンク
１０，１０ａ  立ち上げ接地線
１１  相間接地線
１１ａ  相接地線
１１ｂ  接地線
【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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