JPH0360161B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変圧器巻線の中性点を抵抗装置を介し
て接地する中性点接地抵抗装置に関するもので、
その目的とするところは、装置自体の小型化をは
かると同時に装置据付面積の縮少、保守安全性、
据付作業性をも向上させることにある。

一般に長距離送電系統やケーブル送電系統にお
いては、対地充電容量の補償、一線地絡時の異常
電圧抑制および地絡継電器の要素の検出、あるい
は通信線への誘導障害防止のために中性点接地方
式が広く採用されており、このため、例えば第１
図に示すように、中性点接地抵抗装置１（以下単
に抵抗装置という）が送電系統の中継点となる変
電所内において、変圧器２の中性点ブツシング２
ａに接続設置されている。又、上記抵抗装置１の
周囲には安全性の確保のために保護柵３が設けら
れている。そして、上記抵抗装置１はケース１ａ
内に抵抗素体ａをグリツド状に配置して形成した
複数の抵抗器４からなり、その据付けは絶縁碍子
５を介して上記保護柵３内に所要台数据付け装置
されている。然るに、上記抵抗装置１は一般に気
中絶縁方式を採用している関係上、比較的大型で
あり、しかも、その据付けは第１図に示す如く、
横１列状態となつて設置されているためかなりの
据付面積を必要としていた。一方、近年になり変
電機器は、ガス絶縁機器に見られるように、絶縁
材として六フツカイオウガス（以下単にSF₆ガス
という）を用いて小型、軽量化がはかられてお
り、上記抵抗装置１も徐々にSF₆ガス絶縁技術を
用いたものが開発されている。例えば第２図に示
すように、SF₆ガスＧを充填した密閉容器６内に
上記抵抗素体ａを収容して構成したり、あるいは
第３図に示すように、抵抗体相互の段間に例えば
アルミナ粉等を混入して設けた磁器製の蓄熱材か
らなる絶縁スペーサ７を介在させて設けた抵抗素
体ａを、SF₆ガスＧを充填した密閉容器６内に収
容するようにしたものがある。しかし、前者は抵
抗素体ａに電流が供給されると、抵抗器４自体は
抵抗分に応じた熱がそのまま熱放散されるので、
抵抗素体ａや密閉容器６は耐熱性に優れたものを
使用しなければならず、しかも、その反面、抵抗
器４自体の温度が高くなると、その温度により
SF₆ガスＧが分解されてフツ化水素ガス等の分解
ガスが発生し、密閉容器６内に分解ガスが蓄積さ
れるため、抵抗素体の温度を上げることは困難で
あつた。この欠点を解消するには、抵抗器４自体
を大きくしてその通電容量を増大させればよい
が、これでは抵抗装置１が大型化し不経済であ
る。又、後者は抵抗素体ａ間に介在させた絶縁ス
ペーサ７によつて抵抗素体ａから生ずる熱を蓄熱
させることができるので、抵抗器４そのものを小
型化でき抵抗装置１の縮少化をはかることができ
る反面、絶縁スペーサ７に蓄熱された熱によつて
SF₆ガスの分解ガスが発生し、抵抗素体ａや絶縁
スペーサ７に上記分解ガスが付着して絶縁スペー
サ７等を劣化損傷させて、抵抗装置１の寿命を短
縮せしめる虞れがあつた。

本発明は上述の欠点を除去して、抵抗体を収容
する密閉されたケース内に、SF₆ガスの代りに蓄
熱と断熱の機能を備えた断熱材を充填することに
より、抵抗素体から生ずる熱によつてケース内に
抵抗装置の部品を劣化損傷させる分解ガスの発生
を防止せしめるようにした小型で高性能の中性点
接地抵抗装置を提供するもので、以下本発明の実
施例を第４図乃至第６図により説明すると、１１
は金属板をプレス成形あるいは溶接等して四角な
函状に製作された抵抗体収納用のシールドケー
ス、１２は上記シールドケース１１内にグリツド
状に収納保持される抵抗体で、耐熱金属の抵抗素
体１２ａを、（例えばフエライト系特殊鋼からな
る板状のもの）をグリツド状に配置してその接続
点を溶接するかあるいはグリツド状に屈曲形成す
る等して、所要の抵抗値に応じて多段に積層連結
せしめて構成されている。１２ｂは抵抗素体１２
ａの連結部、１３は上記抵抗体１２の両端に接続
された端子、そして、上記抵抗体１２は図示しな
い蓋体を外したシールドケース１１内に第６図に
示す如くグリツド状に収納配設して、端子１３を
それぞれシールドケース１１の側壁に取付けられ
た碍子１４の図示しない接続端子に接続する。こ
のあと、シールドケース１１内にロツクウールと
か、グラスウール等耐熱性に優れた不織布からな
る断熱材１５を隙間が生じない程度に詰め込んで
から図示しない蓋体をケース１１に気密に溶着し
て抵抗器１６を構成する。１７は上記抵抗器１６
を所要段数積み重ねた状態で収容するタンクで、
上記各抵抗器１６は第５図に示すように、絶縁碍
子１８を介してタンク内１７に所要の間隔を保つ
て積み重ね固定されて収容される。

尚、抵抗体１２を収納したシールドケース１１
の上、下部は、その製作状尖鋭な突出部が生じや
すく、この結果、抵抗体１２に雷サージが印加さ
れたときシールドケース１１の尖鋭な突出部には
電界が集中して強まり、抵抗器１６には不平等電
界が生じて電界の強い部分が発生するため、上記
シールドケース１１の上、下部には、既製のパイ
プを溶着して尖鋭な突出部を隠蔽せしめるシール
ドリング１９を設けることによつて、尖鋭な突出
部による不平等電界を補償して電界分布を緩和さ
せるようになつている。又、タンク１７内に収容
された各抵抗器１６はそれぞれ相互に接続導体２
０にて接続されており、しかも、最上段の抵抗器
１６はタンク１７上部に設けた碍子１７ａの端子
に接続導体２０ａを介して接続され、又、最下段
の抵抗器１６はタンク１７の側壁下部に突設した
碍子１７ｂの端子に接続導体２０ｂを介して接続
される。そして、このあと上記タンク１７内に
SF₆ガスＧを所要の圧力で充填することによつ
て、中性点接地抵抗装置２１を構成する。この抵
抗装置２１は、第４図に示すように、変電所内の
所要場所に設置されて、変圧器２２の中性点ブツ
シング２２ａとはケーブル２３を介して碍子１７
ａの端子と接続してあり、又、碍子１７ｂの端子
はアース線２４を介して大地に接地している。

次に動作について説明すると、今、変圧器２２
の中性点ブツシング２２ａからケーブル２３一接
続導体２０ａを経て端子１３から抵抗器１６に電
流が供給されると、各抵抗器１６の抵抗体１２は
その抵抗分に応じた熱を生ずる。この抵抗体１２
に発生した高い熱は、上記抵抗体１２の周囲に詰
め込まれた断熱材１５に蓄熱されてから、この断
熱材１５を介して時間的な遅れを生じてシールド
ケース１１に伝達され、このケース１１の外表面
からタンク１７内にSF₆ガスＧを分解することの
ない温度で熱放散される。又、抵抗体１２からの
熱は大部分がシールドケース１１内に詰めた断熱
材１５に蓄熱されてしまうため、シールドケース
１１内は抵抗体１２の温度上昇によつて内圧が大
きくなることはない。この点についてシールドケ
ース１１内に断熱材１５を詰めた本発明の抵抗器
１６と、断熱材等が詰め込まれていない抵抗器と
を、それぞれ縮少モデルを使つて通電試験を行つ
た試験結果を第９図に示す、抵抗体温度一内圧特
性表に基づいて説明する。尚、抵抗体にはそれぞ
れ3000Aの電流を20秒間、１回連続通電させて試
験を行つた。

第９図の表から判明するように、抵抗体のみを
容器に入れた場合は、抵抗体の温度θ（１点鎖線
で示す）は通電が終了すると、時間の経過ととも
に急速に低下する。しかし、内圧Ｐ（２点鎖線で
示す）は、通電終了直後が最高に上昇し、以後時
間の経過ととも減少する。これは容器が密閉され
ているため、容器内の空気が抵抗体の温度上昇に
伴つて急激に膨張するからである。

これに対して、本発明の抵抗器１６において
は、抵抗体１２が断熱材１５にて包囲されている
こともあつて、１旦加熱された抵抗体１２の温度
θ₁（実線で示す）は、断熱材が包囲されていない
ものに比べてその降下は著しく劣る。これは抵抗
体１２の周辺は高温となるが、この熱は大部分が
断熱材１５に蓄熱されてしまい、従つて、抵抗体
１２から遠ざかるにつれて温度は必然的に低くな
る。このため、抵抗体１２の温度は一旦、上昇す
ると、急激に降下しない。又、内圧P₁（点線で示
す）は、上述のように、抵抗体１２の周辺は高温
となるが、抵抗体１２から遠ざかる地点は余り温
度が上昇しないため、即ち、シールドケース１１
内の全体温度は、局部的な上昇はあるものの全体
的には上昇しない結果、容器１１内の圧力は第９
図に点線で示す如く、ほとんど上昇することはな
い。更に、抵抗体１６から遠ざかるにつれて、温
度上昇がほとんどないため、シールドケース１１
の周辺は抵抗体１２に通電していない場合とほと
んどかわらないので、SF₆が抵抗体１２の発熱に
よつて分解されることもない。従つて、シールド
ケース１１並びにタンク１７は内圧および分解ガ
スの発生がほとんどないので、強固なものを製作
する必要はない。

又、タンク１７内に収容設置された各抵抗器１
６は、シールドケース１１により抵抗体１２が包
囲され、しかも、このシールドケース１１の尖鋭
な突出部はシールドリング１９が周設されている
ため、尖鋭な突出部によつて生ずる不平等電界を
補償してこの部位の電界分布を上記シールドリン
グ１９によつて緩和することができるから、電界
の集中によつて発生するコロナにより、タンク１
７内のSF₆ガスＧが劣化、汚損されるということ
は全くなく、従つて、雷サージ侵入時の絶縁強度
を向上させることができる。

尚、図中、第７図は抵抗器１６の他の実施例を
示すもので、その構造は、グリツド状に配置され
た抵抗素体１２ａの周囲をグラスウール等耐熱性
のテープ状の断熱材１５′を複数層巻回した後、
このテープ状の断熱材１５′を巻回した抵抗体１
２をシールドケース１１内に収納して、このケー
ス１１内の空間部に、例えば、比較的流動性の少
ない高粘性で、かつ、耐熱性に優れた無機質のセ
ラミツクフアイバー（一般にシリカ、アルミナが
ほぼ１：１の組成をもち、溶融繊維化法によつて
製造される非晶質のシリカアルミナ系短繊維のこ
とをセラミツクフアイバーと呼び、使用時は水で
混練し、常温で水和硬化する。例えば、商品名・
イソタツプ、イソライト工業株式会社製がこれに
相当する。）からなる充填材を充填・固化させて、
抵抗体１２を埋設した状態で断熱層１５ａをケー
ス１１内に設けて抵抗器１６を構成し、抵抗体１
２が通電により熱膨張したとしても、その熱膨張
分を抵抗体１２に巻回した断熱材１５′により吸
収せしめて断熱層１５ａに亀裂等を生じせしめな
いようにして、不職布の断熱材１５を詰めた抵抗
器１６と同様の機能が得られるようにしたり、あ
るいは第８図に本発明の更に他の実施例として示
すように、グリツド状に抵抗体１２を収納したシ
ールドケース１１内に、例えば、高粘性で耐熱性
に優れた無機質のセラミツクフアイバーからなる
充填材を充填した後、上記抵抗体１２に所要時間
通電を行つて、抵抗体１２の熱によりシールドケ
ース１１内の充填材を加熱・固化せしめて、抵抗
体１２を埋没した断熱層１５ｂを形成すると共
に、この断熱層１５ｂと抵抗体１２との間に、抵
抗体１２の通電時に生ずる抵抗体１２自体の熱膨
張分に相当する間隙Ｓ（この間隙Ｓは膨張した抵
抗体１２が収縮することによつて生ずる。）を設
けて、上記抵抗体１２が通電により膨張したとし
ても、その範囲は間隙Ｓのスペース内におさまつ
て断熱層１５ｂに負担をかけないようにして、抵
抗器１６を構成するようにしても、本発明は成立
するものである。

そして、第７図、第８図に示す各抵抗器１６
は、第５図に示すように、SF₆ガスＧを充填した
タンク１７内に段積みして使用されることはいう
までもない。

本発明は上述のように、抵抗体を収納したシー
ルドケース内に、耐熱性の断熱材を充填するか、
あるいは高粘性で耐熱性に優れた無機質のセラミ
ツクフアイバーからなる充填材を充填・固化せし
めて抵抗体を埋没した断熱層を設けて抵抗器を構
成し、この抵抗器を、更に尖鋭な突出部にパイプ
状のシールドリングを着装せしめてSF₆ガスを充
填したタンク内に多段状に積み重ね固定せしめて
中性点接地抵抗装置を製作するようにしたもの
で、本発明装置は、抵抗体の周囲に耐熱性の断熱
材を充填するか、無機質なセラミツクフアイバー
からなる固形状の断熱層を形成せしめて、上記シ
ールドケースを気密に密閉させて抵抗器を構成し
てあるので、抵抗体に電流が供給されて抵抗体が
発熱しても、抵抗体の周辺は高温となるがその熱
は大部分が断熱材あるいは断熱層に蓄熱されて、
抵抗体から遠ざかる位置においては抵抗体からの
熱がほとんど伝わることなく、即ち、抵抗器自体
は実質的に全体の温度が上昇しないため、SF₆ガ
スを充填した従来の抵抗装置の如く、抵抗体から
の熱によつてSF₆ガスが熱分解されて、抵抗体を
収容したシールドケースの内圧を高めたり、分解
ガスによつて抵抗器の部品を劣化せしめたりする
ことは全くなく、しかも、シールドケース自体は
密閉構造となつていても内圧がほとんど生じるこ
とがないので危険性は全くない等、抵抗器を長期
間にわたり円滑に使用し得る効果がある。又、本
発明は抵抗体からの熱を、断熱材等によつて一時
的に蓄熱させて抵抗体を収納した容器周辺の温度
を上昇させない構造となつているので、抵抗体を
形成する抵抗素体相互の間隔を小さくすることが
可能となり、これがひいては抵抗器を小型に製作
することができる。しかも、小型化された抵抗器
は、SF₆ガスを充填したタンク内に間隔をせばめ
て段状に積み重ねて収容することができる（各抵
抗器の間隔はSF₆ガスを充填することによつてそ
の絶縁距離を気中に比べて短かくすることが可能
となる）ため、本発明の中性点接地抵抗装置は、
従来の抵抗装置に比べて著しく小型化でき、その
結果、変電所内における設置面積を縮少できる利
点がある。更に、タンク内に段状に設置された各
抵抗器には、それぞれシールド装置が設けてある
ため、電界緩和ができることと、シールドケース
自体は抵抗体が発熱するにもかかわらずほとんど
温度上昇することがないことと相いまつて、タン
ク内のSF₆ガスは熱による影響を全く受けること
がないため、その絶縁性能を長期間安定した状態
に保持し得る。しかも、抵抗器は短時間（数秒）
使用で、しかも、次の使用までにインターバルが
あるので、抵抗体の熱を蓄熱した断熱材等は急速
に冷却させる必要はなく、上記断熱材等を介して
徐々にシールドケースに熱伝導させて熱放散させ
ればよいので、シールドケース自体を機械的強度
もさることながら耐熱性を余り考慮する必要がな
いため、抵抗体を収納するケースの設計、製作作
業は簡易にかつ経済的に行うことができ、しか
も、設置に際しては、抵抗器をSF₆ガスを充填し
たタンク内に収容してあるので、設置場所に保護
柵を必要とすることなく、安全にかつ経済的に設
置することができる等、幾多の優れた特長を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中性点接地抵抗装置の設置状態
を示す概略図、第２図および第３図は従来の抵抗
器の縦断面図、第４図は本発明の中性点接地抵抗
装置の設置状態を示す概略図、第５図は本発明装
置の概略構成図、第６図は本発明装置を構成する
抵抗器の横断平面図、第７図および第８図は抵抗
器の他の実施例を示す横断平面図、第９図は抵抗
器の熱特性と内圧特性とを説明するための説明図
である。 １１……容器、１２……抵抗体、１５……断熱
材、１６……抵抗器、１７……タンク、２１……
中性点接地抵抗装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抵抗体を配設したケース内に、耐熱性の断熱
   材を充填してこのケースを気密に密閉して抵抗器
   を構成し、この抵抗器を六フツ化イオウガスを充
   填したタンク内に、段状に積層固定せしめて収容
   するようにしたことを特徴とする中性点接地抵抗
   装置。 ２ 抵抗体を収容するケース内に、断熱材を巻回
   した抵抗体を収納し、上記ケースに耐熱性に優れ
   た無機質の充填材を充填・固化せしめて断熱層を
   形成し、この断熱層内に抵抗体を埋設した状態で
   上記ケースを気密に密閉して抵抗器を構成し、こ
   の抵抗器を六フツ化イオウガスを充填したタンク
   内に段状に積層固定せしめて収容するようにした
   ことを特徴とする中性点接地抵抗装置。 ３ 抵抗体を配設したケース内に、耐熱性に優れ
   た無機質の充填材を抵抗体が埋没するように充填
   し、この充填材を抵抗体が通電されたとき生ずる
   熱によつて加熱・固化せしめて断熱層を形成する
   と共に、この断熱層と抵抗体との間において、抵
   抗体の熱膨張によつて小間〓を形成させ、上記抵
   抗体を、小間〓を介して断熱層内に埋設せしめた
   状態で上記ケースを気密に密閉して抵抗器を構成
   し、この抵抗器を六フツ化イオウガスを充填した
   タンク内に段状に積層固定せしめて収容するよう
   にしたことを特徴とする中性点接地抵抗装置。