專利名稱：電力用氣體絕緣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種電力用氣體絕緣設(shè)備。
背景技術(shù)：
在電力的供配電/變電系統(tǒng)中使用各種設(shè)備，例如作為高電壓絕緣介質(zhì)使用了六氟化硫氣體(以下稱為SF6氣體)的氣體絕緣開關(guān)裝置、氣體斷路器、氣體隔離器、氣體絕緣變壓器、氣體絕緣供電管等(以下稱為電力用氣體絕緣設(shè)備)。在這些設(shè)備中，SF6氣體不僅作為高電壓絕緣介質(zhì)來使用，而且還作為通過對(duì)流來冷卻通電時(shí)的發(fā)熱的冷卻介質(zhì)來使用，另外，在伴隨氣體斷路器、氣體隔離器等電流開關(guān)的設(shè)備中，作為消除開關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的電弧放電的滅弧介質(zhì)來使用。SF6氣體是非常穩(wěn)定的惰性氣體，無毒、不燃，并且是電氣絕緣性能、消除放電的性能(以下稱為滅弧性能)極其優(yōu)異的氣體，對(duì)供配電/變電設(shè)備中使用的電力用氣體絕緣設(shè)備的高性能化、小型化具有很大的貢獻(xiàn)。雖說SF6氣體是非常適用于電力用氣體絕緣設(shè)備的氣體，但是眾所周知該氣體具有高的地球溫暖化作用，因此近幾年要求降低其使用量。地球溫暖化作用的大小一般用地球溫暖化系數(shù)、即將CO2氣體作為I時(shí)的相對(duì)值來表示，已知SF6氣體的地球溫暖化系數(shù)達(dá)到23，900。因此，提出替代地球溫暖化系數(shù)非常大的人工氣體SF6，使用其他氣體作為電力用氣體絕緣設(shè)備的絕緣氣體的方案。具體地，正在研究使用N2氣體或CO2氣體以及將這些作為主成分的混合氣體。N2氣體和CO2氣體是天然存在的氣體且對(duì)環(huán)境無害，并且其地球溫暖化作用與SF6氣體相比極其小，在SF6氣體的23，900分之I以下。通過用N2氣體或CO2氣體來替代SF6氣體用于電力用氣體絕緣設(shè)備，能 夠大幅抑制對(duì)地球溫暖化的影響。N2氣體和CO2氣體的絕緣性能以及滅弧性能雖不及SF6氣體，但通過提高充氣壓力，或?qū)υO(shè)備等的構(gòu)造進(jìn)行各種研究，能夠提高性能。即，通過使用N2氣體、CO2氣體等來代替SF6氣體，能夠提供具有大體良好的性能且抑制了對(duì)地球溫暖化的影響的、對(duì)環(huán)境無害的電力用氣體絕緣設(shè)備。當(dāng)運(yùn)用電力用氣體絕緣設(shè)備時(shí)，因某些狀態(tài)的不佳等，可能在密閉罐內(nèi)產(chǎn)生電弧(以下稱為內(nèi)部電弧)。當(dāng)產(chǎn)生內(nèi)部電弧時(shí)，會(huì)流過過大的短路電流，從而由其產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致密閉罐內(nèi)的該氣體分區(qū)(gas compartment)的壓力急劇上升。若密閉罐因該壓力破裂，則會(huì)給周圍帶來極大的危險(xiǎn)。因此，有時(shí)設(shè)有放壓裝置，當(dāng)密閉罐內(nèi)的壓力異常上升時(shí)，該放壓裝置進(jìn)行放壓動(dòng)作。但是，對(duì)目前大量使用的3^氣體而言，如果像上述那樣向大氣放出，則對(duì)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，并且若被電弧的高溫分解，則產(chǎn)生有毒的分解生成物。因此，大多以如下方式設(shè)置:使密閉罐和絕緣隔離片具有其應(yīng)有的機(jī)械強(qiáng)度，以便即使在密閉罐內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)部電弧，也能夠使產(chǎn)生該內(nèi)部電弧的氣體分區(qū)保持壓力，避免氣體向密閉罐外部放出，另外在環(huán)境層面上也要求如此?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2007 - 258137號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2003 — 142318號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1:“SF6的地球環(huán)境負(fù)荷與SF6混合/代替氣體絕緣”，電氣學(xué)會(huì)技術(shù)報(bào)告841號(hào)，2001年(「SF6 O地球環(huán)境負(fù)荷i SF6混合.代替力' 7絶縁」、電気學(xué)會(huì)技術(shù)報(bào)告841 號(hào)、2001 年)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在電力用氣體絕緣設(shè)備中，考慮環(huán)境而使用N2氣體或CO2氣體等來代替SF6氣體作為絕緣氣體時(shí)，由于這些氣體與SF6氣體相比每單位體積的熱容量小，因此產(chǎn)生內(nèi)部電弧時(shí)，與SF6氣體相比，由內(nèi)部電弧引起的相對(duì)于相同發(fā)熱量所上升的溫度變大。由此可知,密閉罐內(nèi)的產(chǎn)生內(nèi)部電弧的氣體分區(qū)的內(nèi)部壓力大幅上升。例如,在密閉罐內(nèi)，以相同容積和氣體壓力的氣體 分區(qū)產(chǎn)生相同電流和時(shí)間的內(nèi)部電弧時(shí)，比較SF6氣體和CO2氣體及N2氣體的壓力上升，發(fā)現(xiàn)與SF6氣體相比，CO2氣體的壓力上升為SF6氣體的3.3倍，N2氣體的壓力上升為SF6氣體的4.7倍。假設(shè)如上所述的電力用氣體絕緣設(shè)備的內(nèi)部電弧事故，將采用CO2氣體或N2氣體等的密閉罐和絕緣隔離片等以能夠經(jīng)受住這樣高的壓力上升的方式設(shè)計(jì)時(shí)，若增大制造這些密閉罐和絕緣隔離片等所需的原材料和密閉罐的容積，則導(dǎo)致設(shè)置空間等的成本增加。因此產(chǎn)生有損設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的問題。另外，即使使用N2氣體或CO2氣體等的電力用氣體絕緣設(shè)備具有實(shí)施了與采用SF6氣體時(shí)相同設(shè)計(jì)的放壓裝置，并且壓力異常時(shí)(內(nèi)部電弧引起壓力上升時(shí))將絕緣氣體向大氣放出，由于如上所述當(dāng)絕緣氣體種類變化時(shí)壓力上升特性也大幅不同，因此也未必確保安全性。另外，還考慮通過相對(duì)增大密閉罐的容積來抑制壓力上升本身，但牽連到設(shè)備的大形化，因此無論哪個(gè)都在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境負(fù)荷等方面上產(chǎn)生問題。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式所要解決的課題是提供一種環(huán)境性、安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的電力用氣體絕緣設(shè)備。解決課題的方案為解決上述課題，實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備具備:被供電的高電壓導(dǎo)體；填充絕緣氣體的密閉容器；絕緣隔離片，將所述密閉容器劃分為多個(gè)氣體分區(qū)，并且保持所述高電壓導(dǎo)體與所述密閉容器之間的絕緣且支撐所述高電壓導(dǎo)體；以及放壓裝置，設(shè)有向所述密閉容器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通的流路口，通過關(guān)閉該流路口來密封所述密閉容器，通過打開該流路口來對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓，所述電力用氣體絕緣設(shè)備的特征在于，將所述流路口處的與所述絕緣氣體的流出方向垂直的截面上的最小流路截面積設(shè)為SD，將所述放壓裝置開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop，對(duì)于在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的電弧，將作為估計(jì)值的電弧電流的平均有效值設(shè)為la、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta、將作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積設(shè)為VT、將所述絕緣隔離片的耐壓力設(shè)為PD、將表示所述電弧的能量貢獻(xiàn)于壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定所述絕緣氣體的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定所述絕緣氣體的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，而且設(shè)成Kc =KgaXIaa / VT 時(shí)，在滿足 SD > VT / {KgbXlog ((KcXTa — Pop) / (KcXTa — PD))}的條件式的范圍內(nèi)，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力沒有超過所述工作壓力的正常時(shí)，所述放壓裝置密封保持所述密閉容器，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力超過所述工作壓力的異常時(shí)，所述放壓裝置對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓。另外，實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備，具備:被供電的高電壓導(dǎo)體；填充絕緣氣體的密閉容器；絕緣隔離片，將所述密閉容器劃分為多個(gè)氣體分區(qū)，并且保持所述高電壓導(dǎo)體與所述密閉容器之間的絕緣且支撐所述高電壓導(dǎo)體；以及放壓裝置，設(shè)有向所述密閉容器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通的流路口，通過關(guān)閉該流路口來密封所述密閉容器，通過打開該流路口來對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓，所述電力用氣體絕緣設(shè)備的特征在于，在用于劃分為所述多個(gè)氣體分區(qū)的絕緣隔離片中，至少在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)作為電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片的耐壓力比所述密閉容器的耐壓力弱，而且將所述流路口處的與所述絕緣氣體的流出方向垂直的截面上的最小流路截面積設(shè)為SD，將所述放壓裝置開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop，對(duì)于在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的電弧，將作為估計(jì)值的電弧電流的平均有效值設(shè)為la、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta、將作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積設(shè)為VT、將與作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)相鄰的氣體分區(qū)的體積設(shè)為Vn、將在作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片以外的絕緣隔離片的耐壓力設(shè)為H)、將表示所述電弧的能量貢獻(xiàn)于壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定所述絕緣氣體的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定所述絕緣氣體的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，而且設(shè)成Kc = KgaXIaa / (VT + Vn)時(shí)，在滿足SD > (VT + Vn) /{KgbXlog ((KcXTa-Pop)/ (KcXTa — PD))}的條件式的范圍內(nèi)，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力沒有超過所述工作壓力的正常時(shí)，不發(fā)生破裂，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力超過所述工作壓力的異常時(shí)，發(fā)生破裂。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備的縱剖視圖。圖2是第一實(shí)施方式的放壓裝置的放大縱剖視圖，表示處于正常時(shí)的狀態(tài)。圖3是第一實(shí)施方式 的放壓裝置的放大縱剖視圖，表示處于異常時(shí)的狀態(tài)。圖4是表示產(chǎn)生內(nèi)部電弧時(shí)密閉罐內(nèi)的壓力變化的狀態(tài)的圖。圖5是表示最小流路截面積與對(duì)象氣體分區(qū)的最大壓力之間的關(guān)系的一例的圖。圖6是第二實(shí)施方式的放壓裝置的放大縱剖視圖，表示處于正常時(shí)的狀態(tài)。圖7是第二實(shí)施方式的放壓裝置的放大縱剖視圖，表示處于異常時(shí)的狀態(tài)。圖8是第三實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備的縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備進(jìn)行具體說明。此處，對(duì)彼此相同或類似的部分采用相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)說明。此處說明的下述所有實(shí)施方式中作為電力用氣體絕緣設(shè)備的一例主要列舉氣體斷路器來進(jìn)行說明。[第一實(shí)施方式]圖1是表示本發(fā)明電力用氣體絕緣設(shè)備的第一實(shí)施方式的縱剖視圖。
如圖1所示，電力用氣體絕緣設(shè)備例如具備氣體斷路器1、放壓裝置2、高電壓導(dǎo)體
3、密閉罐12、絕緣隔離片11。此外，在圖1中示出密閉罐12內(nèi)產(chǎn)生電弧14的狀態(tài)。氣體斷路器I為以絕緣氣體15為介質(zhì)的斷路器。高電壓導(dǎo)體3是被供電的導(dǎo)體，例如為主通電部導(dǎo)體、連接各設(shè)備間的導(dǎo)體等。密閉罐12填充有絕緣氣體15。密閉罐12例如為對(duì)軋制的金屬板材進(jìn)行焊接而形成的罐。在電力用氣體絕緣設(shè)備中，高電壓導(dǎo)體3與密閉罐12之間或高電壓導(dǎo)體3之間的產(chǎn)生電位差部分的絕緣是通過填充的絕緣氣體15來進(jìn)行的。絕緣隔離片11以能夠?qū)⒚荛]罐12劃分成多個(gè)氣體分區(qū)的方式配置，并且保持高電壓導(dǎo)體3和密閉罐12之間的絕緣的同時(shí)支撐高電壓導(dǎo)體3。在圖1中，將成為電弧14的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)作為對(duì)象氣體分區(qū)111，與對(duì)象氣體分區(qū)111相鄰的氣體分區(qū)作為相鄰氣體分區(qū)112。對(duì)象氣體分區(qū)111與相鄰氣體分區(qū)112之間配置有絕緣隔離片11。例如在密閉罐12、氣體斷路器I等之間產(chǎn)生電弧14。放壓裝置2設(shè)有將密閉罐12的內(nèi)側(cè)(對(duì)象氣體分區(qū)111)與外側(cè)(大氣17)連通的流路口 21 (圖2所示)，通過關(guān)閉該流路口 21來密封密閉罐12，并通過打開該流路口 21使密閉罐12放壓。此外，關(guān)于流路口 21在后文中詳述。圖2和圖3是放壓裝置2 (2a)的放大縱剖視圖。特別地，圖2是成為異常時(shí)前的正常時(shí)的放壓裝置2a的放大縱剖視圖，相同地，圖3是處于異常時(shí)的放壓裝置2a的放大縱首1J視圖。圖2和圖3中所示的放壓裝置2a具有保護(hù)蓋20、流路口 21、破裂板22、固定件23。如圖2和圖3所示，放壓裝置2a安裝在密閉罐12上。

流路口 21以連通密閉罐12的內(nèi)側(cè)與外側(cè)(大氣17)的方式形成。當(dāng)利用放壓裝置2 (2a)進(jìn)行放壓動(dòng)作時(shí)，流路口 21成為向大氣17放出絕緣氣體15的放出口。破裂板22以能夠關(guān)閉將密閉罐12的內(nèi)側(cè)與外側(cè)相連通的流路口 21的方式覆蓋。破裂板22被固定件23固定、安裝在密閉罐12上。破裂板22與配置在電弧14的對(duì)象氣體分區(qū)111的絕緣隔離片11相比耐壓力(容許壓力)弱，而且是處于異常時(shí)破裂的強(qiáng)度。此處，所謂正常時(shí)是指，成為電弧14的產(chǎn)生對(duì)象的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力處在小于放壓裝置2的工作壓力的狀態(tài)的時(shí)段。所謂異常時(shí)是指，對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過放壓裝置2的工作壓力的狀態(tài)的時(shí)段。另外，所謂圖2所示的放壓裝置2a的工作壓力是指，超過破裂板22的耐壓力的壓力。正常時(shí)，破裂板22將密閉罐12保持密封。若從正常時(shí)的狀態(tài)變成異常時(shí)的狀態(tài)，則破裂板22破裂。由此，絕緣氣體15從密閉罐12的內(nèi)側(cè)經(jīng)由流路口 21向外側(cè)(大氣17)放出，密閉罐12的內(nèi)側(cè)放壓至大氣壓附近。在上述異常時(shí)，如圖3所示，放壓裝置2a的破裂板22破裂，在流路口 21產(chǎn)生最小流路截面積SD的流路。絕緣氣體15通過該流路，從密閉罐12的內(nèi)側(cè)向外側(cè)的箭頭方向191噴出。向箭頭方向191噴出的絕緣氣體15通過保護(hù)蓋20將流動(dòng)方向變?yōu)楸Ｗo(hù)蓋20的開放側(cè)即箭頭方向192。此外，破裂板22可進(jìn)行更換，當(dāng)破裂板22破裂時(shí)，在固定件23安裝新的破裂板22進(jìn)行更換。另外，期望的箭頭方向192根據(jù)設(shè)備的設(shè)置環(huán)境、維修環(huán)境等條件決定，在放壓裝置2中根據(jù)這些條件還可以變更保護(hù)蓋20的安裝位置和方向等。根據(jù)第一實(shí)施方式，在考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性的同時(shí)，用以下所示(式I)規(guī)定的范圍來構(gòu)成放壓裝置2的工作壓力Pop和最小流路截面積SD，由此即使產(chǎn)生內(nèi)部電弧，也能夠?qū)⒚荛]罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力抑制在耐壓力H)以下。若將放壓裝置2的流路口 21的最小流路截面積設(shè)為SD，則SD就成為由以下所示(式I)范圍設(shè)置的值。此處，當(dāng)放壓裝置2的破裂板22從封閉流路口 21的狀態(tài)成為破裂的狀態(tài)時(shí)，如圖3所示，流路口 21處的垂直于絕緣氣體15流出方向的截面上的最小截面積就是最小流路截面積SD。另外，將放壓裝置2開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop(Pa)。在第一實(shí)施方式中，對(duì)密閉罐12 (密閉容器)中產(chǎn)生的電弧14 (內(nèi)部電弧)，將作為估計(jì)值的電弧電流的平均有效值設(shè)為Ia(kA)、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta(ms)、將對(duì)象氣體分區(qū)111的容積設(shè)為VT (m3)0另外，將絕緣隔離片11的耐壓力設(shè)為H) (Pa)、將表示電弧能量貢獻(xiàn)于內(nèi)部壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定絕緣氣體15的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定絕緣氣體15的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，并且設(shè)成Kc = KgaXIaa / VT。此時(shí)，SD > VT / Kgb / log ((KcXTa - Pop) / (KcXTa —PD))...(式 I)在滿足(式I)條件 式的范圍內(nèi)，確定放壓裝置2的最小流路截面積SD和工作壓力Pop0此處，對(duì)基于(式I)設(shè)計(jì)的第一實(shí)施方式電力用氣體絕緣設(shè)備的例子進(jìn)行說明。圖4是表示內(nèi)部電弧產(chǎn)生時(shí)的密閉罐12內(nèi)的壓力變化狀態(tài)的圖。特別地，在圖4所示的上段圖表中，賦予橫軸為時(shí)間、縱軸為壓力，從而按照絕緣氣體15的不同種類表示內(nèi)部電弧的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力特性。另外，在圖4所示的下段圖表中，賦予橫軸為時(shí)間、縱軸為電流，表示與上段圖表的同一時(shí)間相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部電弧的電流特性。以下，使用圖4說明當(dāng)密閉罐12內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)部電弧時(shí)密閉罐12內(nèi)的壓力變化。例如，在圖1所示的第一實(shí)施方式電力用氣體絕緣設(shè)備中，假設(shè)絕緣氣體15為CO2氣體、N2氣體等，并已產(chǎn)生內(nèi)部電弧(圖1所示的電弧14)。產(chǎn)生內(nèi)部電弧后，密閉罐12內(nèi)的壓力上升。此時(shí)的壓力特性為圖4所示的波形A，內(nèi)部電弧的電流特性為波形D。另外，圖4所示的波形B是為了與波形A相比較而表示的，而且是當(dāng)在圖1所示的相同體積的密閉罐12中產(chǎn)生相同能量的內(nèi)部電弧,并且絕緣氣體15為SF6氣體，且不具備放壓裝置2時(shí)的壓力特性的一例。相同地，圖4所示的波形C也是為了與波形A相比較而表示的圖，而且是當(dāng)在圖1所示的相同體積的密閉罐12中產(chǎn)生相同能量的內(nèi)部電弧,并且絕緣氣體15為CO2氣體、N2氣體等，且不具備放壓裝置2時(shí)的壓力特性的一例。這些內(nèi)部電弧如波形D所示，將電弧持續(xù)時(shí)間Ta設(shè)置相同。此外，設(shè)置圖4所示的H)表示絕緣隔離片的耐壓力、同樣使Pop表示放壓裝置2的工作壓力、Ps表示密閉罐12的額定壓力(相當(dāng)于正常時(shí)的密封壓力)、Pk表示大氣壓。在上述的不具備放壓裝置2的電力用氣體絕緣設(shè)備中，當(dāng)絕緣氣體15設(shè)為SF6氣體時(shí)，內(nèi)部電弧產(chǎn)生后的壓力上升特性如圖4的波形B所示，上升至不超過耐壓力ro的最大壓力PmaxB，之后緩慢下降。在上述的不具備放壓裝置2的電力用氣體絕緣設(shè)備中，當(dāng)絕緣氣體15設(shè)為CO2氣體、N2氣體等時(shí)，如圖4的波形C所示，與SF6氣體相比壓力上升。即，這些氣體與SF6氣體相比，密閉罐12內(nèi)的壓力更加急劇上升至高的壓力(最大壓力PmaxC)。因此，在上述課題的電力用氣體絕緣設(shè)備中，產(chǎn)生密閉罐12內(nèi)的最大壓力超過耐壓力ro的危險(xiǎn)性，有損于設(shè)備的環(huán)境性、安全性、經(jīng)濟(jì)性，如破壞密閉罐12等。如上所述，壓力的上升特性和放壓特性根據(jù)絕緣氣體的種類、設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部電弧的情況大有不同。因此，如果對(duì)使用SF6氣體的電力用氣體絕緣設(shè)備單純地使用CO2氣體、N2氣體等，產(chǎn)生如上所述的問題。另一方面，在第一實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備中，以滿足上述(式I)條件的方式適當(dāng)選定工作壓力Pop和最小流路截面積SD的范圍，并且能夠以不超過耐壓力ro的方式抑制密閉罐12異常時(shí)的壓力上升。即，如圖4所示的波形A那樣，內(nèi)部電弧產(chǎn)生后，即使壓力從額定壓力Ps急劇上升，最大壓力PmaxA也不會(huì)超過絕緣隔離片的耐壓力H)。由此，在第一實(shí)施方式中，即使在絕緣氣體15設(shè)成N2XO2等的情況下，雖然密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力與內(nèi)部電弧的產(chǎn)生一同急劇上升，但是當(dāng)超過工作壓力Pop時(shí)放壓裝置2開始工作，迅速降低對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力，并且能夠抑制在不超過耐壓力PD的最大壓力PmaxA。具體地，在圖2和圖3所示的放壓裝置2a中，在對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過工作壓力Pop的異常時(shí)，破裂板22破裂。由此，密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111經(jīng)由流路口 21的最小流路截面積SD與大氣17連通。因此，在放壓裝置2a的放壓工作后，雖然如圖4的波形D所示那樣，對(duì)象氣體分區(qū)111的內(nèi)部電弧持續(xù)時(shí)間Ta，但如圖4的波形A所示那樣對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力上升的速度被緩和。經(jīng)過時(shí)間Ta后，消除內(nèi)部電弧，對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力與時(shí)間一同降至大氣壓Pk附近。這樣，即使使用N2、CO2等作為絕緣氣體15，在第一實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備中，也能夠避免異常時(shí)密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過耐壓力PD，確保其安全性。此處，對(duì)于(式I)的依據(jù)進(jìn)行如下說明。關(guān)于密閉罐12中產(chǎn)生內(nèi)部電弧時(shí)的壓力上升特性、放壓裝置2的放壓特性，只要能夠正確地得到所有物理常數(shù)和邊界條件，就可以在理論上算出，然而實(shí)際 上要正確掌握所有這些條件是困難的。另外，即使導(dǎo)出理論公式也是非常復(fù)雜的函數(shù)，因此很難在工程上利用。因此，為求出內(nèi)部電弧經(jīng)起弧時(shí)間Ta后的、密閉罐12內(nèi)的對(duì)象氣體分區(qū)111的最大壓力Pmax，在理論公式的基礎(chǔ)上，建立了含有下述經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。當(dāng)設(shè)成Kc = KgaX Iaa / VT 時(shí)，Pmax = Pop (KcXTa — Pop) X {I — e_(VT/Kgb/SD)}...(式 2)此外，(式2)式中的各變量和單位與(式I)中的相同。以下表示作為(式2)經(jīng)驗(yàn)公式的有效性。圖5表示放壓裝置2的最小流路截面積SD與對(duì)象氣體分區(qū)111的最大壓力之間的關(guān)系的一例。具體地，圖5中，縱軸為最大壓力Pmax (MPa)、橫軸為最小流路截面積SDCm2),并且表示在內(nèi)部電弧的電流有效值Ia = 50kA的條件下按填充氣體種類用(式2)求得Pmax與SD之間的關(guān)系的近似值和實(shí)測(cè)值的一例。此外，圖5中，還一并表示了按SF6氣體、CO2氣體、N2氣體的填充氣體種類用(式2)求得的曲線和實(shí)測(cè)值。(式2)中，關(guān)于填充氣體種類的不同用Kga和Kgb這兩個(gè)常數(shù)來規(guī)定。例如，以N2氣體為主成分時(shí)，Kga和Kgb分別為14.2和600。以CO2氣體為主成分時(shí)，分別為7.70和400。如圖5所示，可知用(式2)求得的值與實(shí)測(cè)值近似。即，通過(式2)所示的簡(jiǎn)便公式，即使填充氣體的種類不同，也能夠容易掌握最大壓力Pmax。根據(jù)第一實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備，在密閉罐12內(nèi)的最大壓力Pmax不超過耐壓力ro的范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)設(shè)定最小流路截面積SD。例如，在圖5所示的例中，設(shè)填充氣體為CO2氣體，并設(shè)置成耐壓力ro為1.5 (MPa)的設(shè)計(jì)E。如圖5所示，在設(shè)計(jì)E中，需要將最小流路截面積SD大致設(shè)在0.0022 Cm2)以上，若低于該值就成為是安全性不足的設(shè)計(jì)。另一方面,對(duì)于最小流路截面積SD，如果設(shè)成大大超過0.0022 Cm2)的過剩設(shè)計(jì)，則會(huì)花費(fèi)與此相伴的用于保持容器密封性的結(jié)構(gòu)上的成本，因此在考慮到安全性和經(jīng)濟(jì)性將設(shè)成最小流路截面積SD的值就可以。此時(shí)，確定用于確保安全性的最小流路截面積SD范圍的是(式I)，該(式I)是通過在(式2)中使用ro > Pmax的條件來導(dǎo)出的。這樣，作為填充氣體使用C02、N2，或以這些為主成分的絕緣氣體15等時(shí)，能夠使用(式I)適當(dāng)設(shè)定最小流路截面積SD的值，因此即使填充氣體的種類不同，也能夠如圖4所示波形A那樣，使最大壓力PmaxA不超過耐壓力H)。由此，能夠容易實(shí)現(xiàn)電力用氣體絕緣設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性。如上所述，能夠基于最小流路截面積SD確定放壓裝置2開始放壓的工作壓力Pop?；蛘?，能夠基于工作壓力Pop確定最小流路截面積SD，或者能夠調(diào)整確定這兩個(gè)值。由此，當(dāng)成為電弧產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)(對(duì)象氣體分區(qū)111)的壓力超過工作壓力Pop時(shí)，放壓裝置2對(duì)密閉罐12進(jìn)行放壓。另一方面，當(dāng)對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力不超過工作壓力Pop時(shí)，S封保持S閉te 12。根據(jù)第一實(shí)施方式，經(jīng)由保護(hù)蓋20，氣體向安全的方向噴出，因此能夠避免高溫、高壓的噴出氣體對(duì)其周圍帶來危險(xiǎn)。另外，還能考慮到對(duì)放壓時(shí)的破裂板22散亂等的安全性。由此，產(chǎn)生內(nèi)部電弧后， 即使在壓力上升的異常時(shí)，放壓裝置2也能夠安全地將絕緣氣體15向大氣17放出。根據(jù)第一實(shí)施方式，作為絕緣氣體15，能夠不使用SF6氣體，而是考慮到安全設(shè)計(jì)使用N2氣體或CO2氣體單體、或者以N2氣體或CO2氣體為主成分的(例如以壓力比含有50%以上)氣體等。另外，填充在密閉罐12的絕緣氣體15可以利用某些處理回收的CO2氣體。此時(shí)，在環(huán)境保護(hù)方面優(yōu)異。通過使用這些氣體，能夠提供環(huán)境性能優(yōu)異的電力用氣體斷路器。另外，根據(jù)第一實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備，由于采用了 N2氣體、CO2氣體等絕緣氣體15，因此即使產(chǎn)生內(nèi)部電弧，也與5匕氣體的情況不同，不產(chǎn)生危險(xiǎn)的分解生成物。另外，已考慮到對(duì)放壓時(shí)的噴出氣體、破裂板22的散亂等的安全性，因此即使在壓力上升的異常時(shí)，放壓裝置2也能夠安全地將絕緣氣體15向大氣17放出。優(yōu)選地，密閉罐12為對(duì)軋制板材進(jìn)行焊接加工而成的罐，而不是通過鑄造而制得。由此，在密閉罐12中，即使在產(chǎn)生因內(nèi)部電弧引起的局部加熱、密閉罐12內(nèi)的氣壓過度上升導(dǎo)致的異常壓力的情況下，也能夠使罐整體爆炸飛散的風(fēng)險(xiǎn)變低，進(jìn)一步使安全性提聞。如上說明，根據(jù)第一實(shí)施方式，能夠提供環(huán)境性、安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的電力用氣體絕緣設(shè)備。[第二實(shí)施方式]
圖6和圖7是第二實(shí)施方式的放壓裝置2b的放大縱剖視圖。特別地，圖6是正常時(shí)的放壓裝置2b的放大縱剖視圖，相同地，圖7是異常時(shí)的放大縱剖視圖。第二實(shí)施方式在以下方面與第一實(shí)施方式不同。在第二實(shí)施方式中，未圖示的電力用氣體絕緣設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)除了第一實(shí)施方式的放壓裝置2a以外與第一實(shí)施方式相同。放壓裝置2b具有保護(hù)蓋20、流路口 21、閥體24、彈簧25。如圖6和圖7所示，在放壓裝置2b中，彈簧25呈對(duì)閥體24施力的結(jié)構(gòu)。閥體24具有用于使流路口 21封閉和開口的閥結(jié)構(gòu)，并且可從密閉罐12的內(nèi)側(cè)或外側(cè)移動(dòng)。閥體24以關(guān)閉流路口 21開口的形狀形成。此外，在圖6和圖7中，示出閥體24可從密閉罐12的外側(cè)使流路口 21封閉和開口的結(jié)構(gòu)的一例，但是閥體24從密閉罐12的內(nèi)側(cè)使流路口 21封閉和開口的結(jié)構(gòu)也可。彈簧25為了對(duì)閥體24施力，其一端安裝在閥體24，另一端固定在支撐構(gòu)件。例如，如圖6和圖7所示，將保護(hù)蓋20兼用為支撐構(gòu)件也可，也可以是與保護(hù)蓋20相獨(dú)立的支撐構(gòu)件。詳細(xì)地，如下文所述，與彈簧25 —體構(gòu)成的閥體24在處于正常時(shí)封閉流路口 21使密閉罐12密封，在處于異常時(shí)使流路口 21開口從而對(duì)密閉罐12進(jìn)行放壓。如圖6所示，在密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力未超過工作壓力Pop的正常時(shí)，通過對(duì)閥體24向關(guān)閉流路口 21的一側(cè)施力的彈簧25的回彈力，閥體24關(guān)閉流路口21。如圖7所示，在密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過工作壓力Pop的異常時(shí)，對(duì)閥體24施力的彈簧25向打開流路口 21的一側(cè)位移，從而在彈簧25的回彈力與該壓力平衡的狀態(tài)下，閥體24打開流路口 21。由此，在流路口 21的外側(cè)、閥體24與流路口 21之間產(chǎn)生空隙211。通過該空隙211，密閉罐12的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通，絕緣氣體15向大氣17放出。即，通過放壓裝置2b對(duì)密 閉罐12進(jìn)行放壓。在圖7所示的例子中，將流路口 21的空隙211的最小流路截面積設(shè)為SV(m2)。此夕卜，該最小流路截面積SV設(shè)為將上述(式I)的SD置換為SV的公式所規(guī)定的值。此處，空隙211的最小流路截面積SV為流路口 21的垂直于絕緣氣體15的流出方向(圖7中箭頭方向)的截面的最小截面。絕緣氣體15經(jīng)由該空隙211從密閉罐12的內(nèi)側(cè)向外側(cè)放出。為了避免噴出氣體向流路口21外側(cè)的特定方向飛散，保護(hù)蓋20安裝在密閉罐12。通過該保護(hù)蓋20，一部分噴出方向的噴出氣體改變其噴出方向。通過在密閉罐12安裝保護(hù)蓋20，來防止噴出氣體等向安全上存在問題的位置噴出。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的放壓裝置2a的破裂板22相比，可以根據(jù)放壓裝置2b的彈簧25的彈性系數(shù)調(diào)節(jié)工作壓力Pop。另外，采用第一實(shí)施方式時(shí)，放壓動(dòng)作后密閉罐12內(nèi)的壓力會(huì)降低至大氣壓，但采用第二實(shí)施方式時(shí)，密閉罐12內(nèi)的壓力保持在與初始填充壓力相當(dāng)?shù)膲毫?。因此，即使在放壓?dòng)作后也容易確保電氣絕緣性。另一方面，在采用圖7所示的第二實(shí)施方式的放壓裝置2b的情況下，進(jìn)行放壓動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的空隙211的最小流路截面積SV，與圖3所示的第一實(shí)施方式的放壓裝置2a的最小流路截面積SD相比，難以確保大面積。因此，第二實(shí)施方式適合用于電弧電流的平均有效值la、電弧的起弧時(shí)間Ta、產(chǎn)生電弧的氣體分區(qū)的罐容積VT等比較小的用途。
根據(jù)第二實(shí)施方式，當(dāng)因內(nèi)部電弧引起的絕緣氣體15異常時(shí)的壓力上升時(shí)，若密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過工作壓力Pop，則放壓裝置2b過渡到放壓動(dòng)作。即，放壓裝置2b從封閉流路口 21的狀態(tài)過渡到開口的狀態(tài)。另外，當(dāng)密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過工作壓力Pop之后低于該壓力值時(shí)，閥體24從圖7所示打開流路口 21的狀態(tài)過渡到圖6所示的封閉流路口 21的狀態(tài)。S卩，放壓裝置2b能夠根據(jù)密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力，切換使流路口 21開口的狀態(tài)和封閉的狀態(tài)。根據(jù)第二實(shí)施方式，作為絕緣氣體15使用C02、N2氣體、以這些為主成分的混合氣體等時(shí)，針對(duì)密閉罐12的因內(nèi)部電弧引起的異常時(shí)的壓力上升，能夠安全地進(jìn)行放壓動(dòng)作。由此，能夠避免以所需程度以上過大的容積設(shè)置密閉罐12以及采用過度堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，因此能夠減輕設(shè)置空間、制造成本等負(fù)擔(dān)。另外，在第二實(shí)施方式中，由于在放壓裝置2b使用了閥體和彈簧，因此產(chǎn)生異常后無需更換部件，所以能夠縮減維修成本等。如上所述，根據(jù)第二實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備，能夠提供環(huán)境性、安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的電力用氣體絕緣設(shè)備。[第三實(shí)施方式]圖8是第三實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備的縱剖視圖。圖8所示的第三實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與第一和第二實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備相同，但在以下方面有所不同。在圖8所示的例子中，與對(duì)象氣體分區(qū)111相鄰的氣體分區(qū)為相鄰氣體分區(qū)112，絕緣隔離片Ila配置在對(duì)象氣體分區(qū)111與相鄰氣體分區(qū)112之間，其耐壓力是弱于密閉罐12的強(qiáng)度，而且是超過放壓裝置2的工作壓力Pop時(shí)產(chǎn)生破裂的強(qiáng)度。

絕緣隔離片Ilb配置在相鄰氣體分區(qū)112和與其相鄰的其他氣體分區(qū)之間，其耐壓力是弱于密閉罐12的強(qiáng)度，而且是比絕緣隔離片Ila的耐壓力強(qiáng)的強(qiáng)度。進(jìn)一步，將流路口 21的垂直于絕緣氣體15的流出方向的截面的最小流路截面積設(shè)為SD，將放壓裝置2開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop，對(duì)密閉罐12內(nèi)側(cè)中產(chǎn)生的電弧14，將作為估計(jì)值的電弧電流的平均有效值設(shè)為la、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta、將對(duì)象氣體分區(qū)111的容積設(shè)為VT、將與對(duì)象氣體分區(qū)111相鄰的相鄰氣體分區(qū)112的體積設(shè)為Vn、將除了配置在對(duì)象氣體分區(qū)111的絕緣隔離片Ila以外的絕緣隔離片Ilb的耐壓力設(shè)為H)、將表示電弧的能量貢獻(xiàn)于壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定絕緣氣體的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定絕緣氣體的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，并且設(shè)成 Kc = KgaXIaa / (VT + Vn)。此時(shí)，放壓裝置2的SD和Pop在滿足SD > (VT + Vn) / {KgbXlog ((KcXTa - Pop) / (KcXTa — PD))}(式 3)的條件式的范圍。由此，配置在密閉罐12的對(duì)象氣體分區(qū)111的絕緣隔離片11a，當(dāng)對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力未超過工 作壓力Pop的正常時(shí)不發(fā)生破裂，當(dāng)對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力超過工作壓力Pop的異常時(shí)發(fā)生破裂。另一方面，絕緣隔離片Ilb的耐壓力為比密閉罐12弱的強(qiáng)度，而且是比絕緣隔離片Ila的耐壓力強(qiáng)的強(qiáng)度，因此只要不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工作壓力Pop的壓力值，即使處于異常時(shí)絕緣隔離片Ilb也不會(huì)破裂。從而,在第三實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備中，若產(chǎn)生內(nèi)部電弧，該對(duì)象氣體分區(qū)111的壓力成為超過絕緣隔離片Ila的耐壓力(容許壓力)的壓力，則該絕緣隔離片Ila就會(huì)破損。破損后，疊加了該對(duì)象氣體分區(qū)111和相鄰氣體分區(qū)112的氣體分區(qū)成為新的同一對(duì)象氣體分區(qū)。在第三實(shí)施方式的例子中，例如當(dāng)產(chǎn)生電弧14的最初的對(duì)象氣體分區(qū)111的容積VT小，難以在(式I)規(guī)定的范圍內(nèi)構(gòu)成時(shí)，代替允許絕緣隔離片Ila破損，能夠有效地增大容積VT至容積(VT + Vn)，來抑制異常時(shí)的壓力上升。進(jìn)一步，放壓裝置2能夠進(jìn)行放壓動(dòng)作，以使壓力上升值不超過耐壓力PD。由此，雖然向大氣放出高溫、高壓的氣體，但由于成為有效的密閉罐12的電弧產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積(VT + VN)增大，異常時(shí)的壓力上升被緩和，從而能夠降低如破壞密閉罐12那樣對(duì)周圍帶來的危險(xiǎn)性。另外，在相鄰氣體分區(qū)112和與其相鄰的其他相鄰氣體分區(qū)之間，也可以進(jìn)一步配置絕緣隔離片Ila來代替絕緣隔離片lib。當(dāng)配置在該區(qū)間的絕緣隔離片Ila也破損時(shí)，對(duì)象氣體分區(qū)111的容積VT和相鄰氣體分區(qū)112的容積VN相加，疊加該相鄰的其他氣體分區(qū)的容積的相加值相當(dāng) 于上述(式I)等的VT。這樣，通過在兩個(gè)以上的氣體分區(qū)配置絕緣隔離片11a，能夠進(jìn)一步有效增大相當(dāng)于上述(式I)的VT的容積。如上所述，在第三實(shí)施方式中，其特征在于，按多個(gè)氣體分區(qū)分別配置絕緣隔離片Ila或絕緣隔離片11b，從而設(shè)置多個(gè)相鄰氣體分區(qū)。由此，即使在無法增大密閉罐12的電弧產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)(最初的對(duì)象氣體分區(qū)111)容積的情況和在結(jié)構(gòu)上無法提高耐壓力強(qiáng)度等情況下，也能夠有效地增大電弧產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積，因此能夠抑制異常時(shí)的內(nèi)部壓力的上升。另外，能夠盡量抑制絕緣氣體15向大氣17放出。如上所述，根據(jù)第三實(shí)施方式的電力用氣體絕緣設(shè)備，能夠提供環(huán)境性、安全性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的電力用氣體絕緣設(shè)備。此外，在圖8中，相鄰氣體分區(qū)112不僅可以是單純的單相母線，也可以是斷路器等氣體絕緣開關(guān)裝置的某些設(shè)備。[其他實(shí)施方式]作為第三實(shí)施方式的變形實(shí)施方式，如果是即使(式I)的放壓裝置的最小流路截面積SD在O以下也能夠構(gòu)成的設(shè)計(jì)，則可以不具備放壓裝置2。例如，當(dāng)有不允許向大氣放出絕緣氣體的制約、限制等時(shí)，電力用氣體絕緣設(shè)備不能具備放壓裝置2。此時(shí)，作為第三實(shí)施方式的變形實(shí)施方式，可以如第三實(shí)施方式所述那樣確定絕緣隔離片Ila的耐壓力并且不具備放壓裝置2。由此，如上所述，內(nèi)部電弧產(chǎn)生時(shí)能夠確保有效的氣體分區(qū)的容積。以上，雖然對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式只是作為例子而提出，并不限定發(fā)明的范圍。例如，除了電力用氣體絕緣設(shè)備以外，也可適用于使用絕緣氣體的相同裝置。另外，也可組合各實(shí)施方式的特征。進(jìn)一步，這些實(shí)施方式能夠以其他各種形式來實(shí)施，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式和其變形所包含的與發(fā)明的范圍和主旨所包含的相同，是權(quán)利要求書中記載的發(fā)明和其等同的范圍所包含的。附圖標(biāo)記說明I…氣體斷路器,2、2a、2b…放壓裝置,3...高電壓導(dǎo)體，11、11a、Ilb…絕緣隔離片，12…密閉罐,14...電弧,15...絕緣氣體,17...大氣,20...保護(hù)蓋,21...流路口，22...破裂板，23…固定件，24…閥體，25…彈簧，111...對(duì)象氣體分區(qū)，112...相鄰氣體分區(qū)，191、192...箭頭方向， 211…空隙
權(quán)利要求
1.一種電力用氣體絕緣設(shè)備，具備: 被供電的高電壓導(dǎo)體； 填充絕緣氣體的密閉容器； 絕緣隔離片，將所述密閉容器劃分為多個(gè)氣體分區(qū)，并且保持所述高電壓導(dǎo)體與所述密閉容器之間的絕緣且支撐所述高電壓導(dǎo)體；以及 放壓裝置，設(shè)有向所述密閉容器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通的流路口，通過關(guān)閉該流路口來密封所述密閉容器，通過打開該流路口來對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓， 所述電力用氣體絕緣設(shè)備的特征在于， 將所述流路口處的與所述絕緣氣體的流出方向垂直的截面上的最小流路截面積設(shè)為SD，將所述放壓裝置開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop，對(duì)于在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的電弧，將作為估計(jì)值的電弧電流的平均有效值設(shè)為la、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta、將作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積設(shè)為VT、將所述絕緣隔離片的耐壓力設(shè)為H)、將表示所述電弧的能量貢獻(xiàn)于壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定所述絕緣氣體的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定所述絕緣氣體的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，而且設(shè)成Kc = KgaXIaa / VT時(shí)，在滿足 SD > VT / {KgbXlog ((KcXTa —Pop) / (KcXTa —PD))} 的條件式的范圍內(nèi)， 在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力沒有超過所述工作壓力的正常時(shí)，所述放壓裝置密封保持所述密閉容器，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力超過所述工作壓力的異常時(shí) ，所述放壓裝置對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 所述放壓裝置具有以關(guān)閉所述密閉容器的所述流路口的方式覆蓋所述流路口的破裂板， 所述破裂板是比在作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的所述絕緣隔離片的耐壓力弱且在所述異常時(shí)破裂的強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 所述放壓裝置具有關(guān)閉所述流路口的閥體、以及向關(guān)閉所述流路口的一側(cè)對(duì)所述閥體施力的彈性體， 在所述正常時(shí)，通過所述彈性體的作用力，所述閥體封閉所述流路口，在所述異常時(shí)，所述彈性體收縮，所述閥體移動(dòng)至打開所述流路口的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 所述放壓裝置具有設(shè)置在所述密閉容器的外側(cè)的保護(hù)蓋，用于改變所述密閉容器放壓時(shí)的所述絕緣氣體的噴出方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 在用于劃分為所述多個(gè)氣體分區(qū)的絕緣隔離片中，至少在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)作為電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片的耐壓力比所述密閉容器的耐壓力弱，而且將在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)作為電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片的與所述絕緣氣體的流出方向垂直的截面上的最小流路截面積設(shè)為SDb，將在作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片以外的絕緣隔離片的耐壓力設(shè)為rob，將與作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)相鄰的氣體分區(qū)的體積設(shè)為Vn，而且設(shè)成Kcb = KgaXIaa /(VT + Vn)時(shí)，在滿足 SDb XVT + Vn) / {KgbXlog ((KcbXTa — Pop) / (KcbXTa — PDb))} 的條件式的范圍內(nèi)， 在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力沒有超過所述工作壓力的正常時(shí)，絕緣隔離片不發(fā)生破裂，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力超過所述工作壓力的異常時(shí)，絕緣隔離片發(fā)生破裂。
6.一種電力用氣體絕緣設(shè)備，具備: 被供電的高電壓導(dǎo)體； 填充絕緣氣體的密閉容器； 絕緣隔離片，將所述密閉容器劃分為多個(gè)氣體分區(qū)，并且保持所述高電壓導(dǎo)體與所述密閉容器之間的絕緣且支撐所述高電壓導(dǎo)體；以及 放壓裝置，設(shè)有向所述密閉容器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通的流路口，通過關(guān)閉該流路口來密封所述密閉容器，通過打開該流路口來對(duì)所述密閉容器進(jìn)行放壓， 所述電力用氣體絕緣設(shè)備的特征在于， 在用于劃分為所述多個(gè)氣體分區(qū)的絕緣隔離片中，至少在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)作為電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片的耐壓力比所述密閉容器的耐壓力弱，而且將所述流路口處的與所述絕緣氣體的流出方向垂直的截面上的最小流路截面積設(shè)為SDJf所述放壓裝置開始放壓的工作壓力設(shè)為Pop，對(duì)于在所述密閉容器的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的電弧，將作為估計(jì)值的電弧電流的平 均有效值設(shè)為la、將作為估計(jì)值的電弧的起弧時(shí)間設(shè)為Ta、將作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的容積設(shè)為VT、將與作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)相鄰的氣體分區(qū)的體積設(shè)為Vn、將在作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)所配置的絕緣隔離片以外的絕緣隔離片的耐壓力設(shè)為PD、將表示所述電弧的能量貢獻(xiàn)于壓力上升的效率的常數(shù)設(shè)為α、將規(guī)定所述絕緣氣體的壓力上升特性的第一常數(shù)設(shè)為Kga、將規(guī)定所述絕緣氣體的放壓特性的第二常數(shù)設(shè)為Kgb，而且設(shè)成Kc = KgaXIaa / (VT + Vn)時(shí)，在滿足SD XVT + Vn) / {KgbXlog ((KcXTa —Pop) / (KcXTa —PD))} 的條件式的范圍內(nèi)， 在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力沒有超過所述工作壓力的正常時(shí)，絕緣隔離片不發(fā)生破裂，在處于作為所述電弧的產(chǎn)生對(duì)象的氣體分區(qū)的壓力超過所述工作壓力的異常時(shí)，絕緣隔離片發(fā)生破裂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 所述絕緣氣體為N2氣體、CO2氣體、含有N2氣體作為主成分的混合氣體、含有CO2氣體作為主成分的混合氣體中的任意氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電力用氣體絕緣設(shè)備，其特征在于， 所述密閉容器是對(duì)軋制而成的板材進(jìn)行焊接而形成的罐。
全文摘要
本發(fā)明的電力用氣體絕緣設(shè)備具備被供電的高電壓導(dǎo)體(3)；填充絕緣氣體(15)的密閉容器(12)；絕緣隔離片(11)，用于劃分為氣體分區(qū)，并支撐高電壓導(dǎo)體(3)；以及放壓裝置(2)，設(shè)有向密閉容器(12)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)連通的流路口，對(duì)密閉容器(12)進(jìn)行放壓。在流路口處的最小流路截面積SD和放壓裝置(2)的工作壓力Pop的條件下，放壓裝置(2)在滿足SD＞VT／｛Kgb×log((Kc×Ta－Pop)／(Kc×Ta－PD))｝的條件式的范圍內(nèi)。當(dāng)對(duì)象氣體分區(qū)(111)的壓力未超過工作壓力的正常時(shí)，密封保持密閉容器(12)，當(dāng)對(duì)象氣體分區(qū)(111)的壓力超過工作壓力的異常時(shí)，對(duì)密閉容器(12)進(jìn)行放壓。
文檔編號(hào)H02B13/025GK103229374SQ20128000140
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者內(nèi)井敏之, 島村旭, 真島周也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝