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JPS6337566B2 - - Google Patents
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JPS6337566B2 - - Google Patents

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JPS6337566B2
JPS6337566B2 JP57204275A JP20427582A JPS6337566B2 JP S6337566 B2 JPS6337566 B2 JP S6337566B2 JP 57204275 A JP57204275 A JP 57204275A JP 20427582 A JP20427582 A JP 20427582A JP S6337566 B2 JPS6337566 B2 JP S6337566B2
Authority
JP
Japan
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side conductor
voltage side
pressure vessel
low
grounded metal
Prior art date
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JP57204275A
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English (en)
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JPS5996806A (ja
Inventor
Shoichi Inamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、同位相二電圧系ガス絶縁母線に関
するものであり、さらに詳しくいうと、たとえば
単巻変圧器の一次,二次回路のように、接地系が
共通で電圧の大きさは異るが、ほぼ同位相であ
り、かつ、2つの電圧系のいずれかが無電圧状態
で運転されることのない、特別な電路に供用され
る同位相二電圧系ガス絶縁母線に関するものであ
る。
従来、この種のガス絶縁母線は、二電圧系それ
ぞれの電圧回路ごとに設けていたので、相分離形
ガス絶縁母線を適用するならば、一次,二次両回
路で各三相づつの合計6本の相分離母線を設置す
る必要があり、経済性の面で問題があつた。
この発明は、以上の事情にかんがみてなされた
もので、たとえば単巻変圧器の一次,二次回路の
電圧が、大きさは互いに異るがほぼ同位相である
こと、および共通の接地系にあることに着目し、
仕上り外径がほぼ高電圧側の相分離母線と同程度
の円筒状の接地外被内に同心的に高,低両電圧系
の2つの導体を配設した併架系とすることによ
り、3本の相分離母線で二電圧系の電路を形成
し、経済性を改善した同位相二電圧系ガス絶縁母
線を提供することを目的とするものである。
また、この発明の目的は、円筒状の高電圧側導
体と、この高電圧側導体の外側にほぼ同心的に配
置された円筒状の低電圧側導体と、この低電圧側
導体の外側にほぼ同心的に配置され絶縁性気体が
密封された円筒状の接地金属圧力容器と、低電圧
側導体を接地金属圧力容器に絶縁支持する絶縁体
と、高電圧側導体を低電圧側導体および接地金属
圧力容器の少くとも一方に絶縁支持する絶縁体を
備えてなり、もつて、接地金属圧力容器の半径を
高電圧側導体のみがある場合の半径とほとんど同
じくして、二電圧系の導体を収納することがで
き、接地金属圧力容器を従来よりも1個節約でき
るうえに、電路布設ルートの所要空間を大幅に縮
小できる併架式の同位相二電圧系ガス絶縁母線を
提供することである。
以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第1図および第2図において、円
筒状の高電圧側導体1の外側に、高電圧側導体1
を中心として、これとほぼ同心的に順次に円筒状
の低電圧側導体2、円筒状の接地金属圧力容器3
が配設されている。低電圧側導体2は絶縁支持体
4により接地金属圧力容器3に支持され、高電圧
側導体1は絶縁支持体5,6によりそれぞれ低電
圧側導体2と接地金属圧力容器3に支持されてい
る。低電圧側導体2には絶縁支持体6が貫通する
穴7が穿設されている。絶縁支持体4,5および
6はエポキシ注形絶縁物などの絶縁体でなるもの
である。実際的には、絶縁支持体5,6は、その
いずれか一方を用いることが多い。接地金属圧力
容器3内には数気圧のSF6ガスのごとき絶縁ガス
が密封される。
次に、以上の構成による作用効果について説明
する。一例として550kv/300kvの二電圧系併架
の場合、高電圧側導体1と低電圧側導体2の大地
に対する所要雷インパルス絶縁強度をそれぞれ
V1=1550kv,V2=1050kvとする。説明を簡単に
するため、低電圧側導体2の厚みを無視し、内外
径を同じ値として扱う。絶縁支持体5,5あるい
は6の影響により絶縁のための離隔距離が、ガス
絶縁のみの場合と若干異なるのが普通であるが、
これは絶縁支持体の形状によりガス絶縁のみの場
合と等価とすることも可能であるので、ここでは
絶縁支持体4,5あるいは6の影響を無視する。
周知のように、ガス絶縁機器の絶縁設計は、最大
許容電界を設定し、各部の電界強度がこの最大許
容電界を上回らないようにすることが基本であ
る。説明を具体的に進めるため、最大許容電界
Enaxを18kv/mmと仮定すると、第2図において、
高電圧側導体1の半径r1の最小値は、下式で求め
られる。
r1=V1/Enax=1550kvpeak/18kvpeak/mm=86mm (1) このr1の最小値に対応する接地金属圧力容器3
の半径r3の最小値は、eを自然対数の底として次
の式で与えられる。
r3=r1e=234mm (2) いま、低電圧側導体2にV2=1050kvpeakの雷イ
ンパルスが侵入したとき、これが高電圧側導体1
に閃絡しないための条件は、次の式を満足するよ
う低電圧側導体2の半径r2を決めればよい。
V2/r1・lor2/r1=1050kvpeak/86・lor2/8618kv
peak/mm(3) この(3)式を数値的に解いてr2の最小値を求める
と、r2≒169.5mmとなる。次に、低電圧側導体2
にV2=1050kvpeakの雷インパルスが侵入した場
合、接地金属圧力容器3へ閃絡しないための条件
は、周知のように次式を満足するように、接地金
属圧力容器3の半径r3′を求めればよい。
V2/r2・lor3′/r2=1050/169.5・lor3′/169.518
peak/mm(4) この(4)式を数値的に解いてr3′の最小値を求め
ると、r3′=239mmとなる。そこで、(2)式で得たr3
と(4)式で求めたr3′の大きい方を採用すべきであ
るので、接地金属圧力容器3の半径は239mmとす
る。次に、高電圧側導体1に侵入した雷インパル
ス電圧V1=1550kvpeakは、高電圧側導体1と低電
圧側導体2間の静電容量C1と、低電圧側導体2
と接地金属圧力容器3との間の静電容量C2とで
静電容量分圧される。いま、各導体の長さが十分
長く、かつ、互いに等しいとすれば、単位長さ当
りの静電容量は周知のように次式で与えられる。
C1=2πε0/lo(r2/r1)=2πε0/lo(169.5/86
)=2πε0×1.474(F/m)(5a) C2=2πε0/lo(r3′/r1)=2πε0/lo(239/169
.5)=2πε0×2.910(F/m)(5b) 以上により、高電圧側導体1に侵入した雷イン
パルス電圧V1=1550kvpeakが高電圧側導体1と低
電圧側導体2との間で分担される電圧V2′は次式
で求められる。
V2′=C2/C1+C2V1=2.910×1550/1.474+2.910=1
029kv(6) V2′は低電圧側導体2の絶縁強度V2
1050kvpeakよりも高くないので、高電圧側導体1
と低電圧側導体2との間で閃絡は生じないことが
わかる。
次に、他の例として、550kv/204kvの二電圧
系併架の場合について説明する。両電圧系の所要
雷パルス絶縁強度を大地に対してそれぞれV1
1550kv,V2=750kvとする。前例と同様の計算
を進めると、(1)式よりr1=86mm,(2)式よりr3
234mmとなる。(3)式で低電圧側導体2の半径を求
めると、 V2/r1・lor2/r1=750kvpeak/86・lor2/8618kvp
eak
/mm よりr2の最小値は140mmとなり、これより(4)式で
接地金属圧力容器3の半径r3′を求めると、 V2/r2・lor3′/r2=750kvpeak/140・lor3′/140
18kvpeak/mm より、r3′の最小値は189mmとなり、r3よりも小さ
い。したがつて接地金属圧力容器の半径として
は、r3=234mmを採用すべきである。このような
場合は、低電圧側導体2の半径r2は、r3が与えら
れたものとして低電圧側導体2にV2=750kvpeak
の雷インパルスが侵入しても、接地金属圧力容器
3へ閃絡しない条件、すなわち次式を満足する最
大のr2を求めればよい。
V2/r2・lor3/r2=750kvpeak/r2・lo224/r218kv
peak/mm(7) よつてr2=187.3mmが得られる。ここで、前述
の(5a),(5b)式によりC1,C2を求める。
C1=2πε0/lor2/r1 =2πε0×1.285(F/m) C2=2πε0/lor3/r2 =2πε0×4.492(F/m) 高電圧側導体1に侵入した雷インパルス電圧
V1=1550kvpeakが、高電圧側導体1と低電圧側導
体2との間で分担される電圧V1′は、(6)式と同様
にして、 V1′=C2V1/C1+C2=4.492×1550/1.285+4.492=1
205kv この電圧V1による高電圧側導体1の電界強度
は、次式で求められる。
V1′/r1・lor2/r1=1205/86・lo187.3/86=18.00
kv/mm(8) これによつて低電圧側導体1の電界強度は許容
電界強度となることがわかる。
次に、550kv/204kvの二電圧系に、550kv/
300kv系の同位相二電圧併架式ガス絶縁母線をそ
のまま適用することも可能である。しかし、常規
の交流運転電圧の差は、550kv/204kv系の方が
大きいので、高電圧側導体1と低電圧側導体2と
の離隔距離は550kv/300kv系の場合より大きい
方が望ましいので、各電圧の組合せごとに上記二
つの構成のいずれかを適用して最適寸法を求める
のが望ましい。
以上の説明から明らかなように、接地系が共通
で、電圧の大きさは異なるが、ほぼ同位相であつ
て、かつ、2つの電圧系のいずれかが無電圧状態
で運転されることのない特別な電路には、この発
明によるガス絶縁母線を適用することにより、接
地金属圧力容器3の半径を高電圧側導体1のみが
ある場合の寸法とほとんど同じ値として、二電圧
系の導体を収納でき、接地金属圧力容器が1個節
約できるばかりでなく、電路布設ルートの所要空
間を著しく縮小することができる。
この発明を単巻変圧器の一次,二次回路に適用
すると、三次回路の容量にもよるが、一次,二次
回路で電流が逆向きとなり、外部漏れ磁束は両電
流の差によつて定まるので、低圧側である二次側
回路単独のガス絶縁母線の場合よりも外部漏れ磁
束が少なくなるので、接地金属圧力容器を安価な
磁性鋼で製作できる電流範囲を増大しうる効果が
ある。
また、この発明は、同位相二電圧系に用いるこ
とを主眼としているが、現状のように運転電圧値
に比べて雷インパルス絶縁強度の規定値が高い場
合は、接地系の共通性が維持される条件下で、逆
位相二電圧系にも適用可能である。
さらに、低電圧側導体が接地されずに中間浮き
電極として運転されるならば、高電圧側導体のみ
の運転が可能であるのはもちろんのこと、低電圧
側導体のみを運転する場合は、高電圧側導体は接
地されていても、何ら差支えない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の縦断面略図、第
2図は同じく横断面略図である。 1…高電圧側導体、2…低電圧側導体、3…接
地金属圧力容器、4,5,6…絶縁支持体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円筒状の高電圧側導体と、この高電圧側導体
    の外側に同心的に配置され前記高電圧側導体と同
    相の円筒状の低電圧側導体と、この低電圧側導体
    の外側にほぼ同心的に配置され絶縁ガスが密封さ
    れた円筒状の接地金属圧力容器と、前記高電圧側
    導体を前記低電圧側導体および前記接地金属圧力
    容器の少くとも一方に支持する第1の絶縁支持体
    と、前記低電圧側導体を前記接地金属圧力容器に
    支持する第2の絶縁支持体とを備えてなる同位相
    二電圧系ガス絶縁母線。 2 高電圧側導体および低電圧側導体の大地に対
    する雷インパルス絶縁強度の設定値をそれぞれ
    V1およびV2、ガス絶縁母線各部の最大許容電界
    の設定値をEnaxとし 前記高電圧側導体の半径r1を r1≒V1/Enax 前記低電圧側導体の半径r2を V2/r1・lor2/r1≦Enax 接地金属圧力容器の半径r3を V2/r2・lor3/r2≦Enax なる条件式によりそれぞれ決定してなる特許請求
    の範囲第1項記載の同位相二電圧系ガス絶縁母
    線。
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