專利名稱：氣體絕緣母線及氣體絕緣開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體絕緣開關(guān)裝置，特別涉及具有三相高壓的相配置變換部的氣體絕緣母線。
氣體絕緣開關(guān)裝置(以下、簡略為GIS)，在變電所內(nèi)設置于三相高壓電源和空氣中輸電線之間，用于當檢測到雷電沖擊等過電壓時切斷電流。GIS由從三相高壓電源受電的絕緣套管，從絕緣套管給氣體絕緣斷路器(以下，簡略為GCB)配電的氣體絕緣母線(以下、簡略為GIB)，和切斷電流的GCB等所構(gòu)成。
近年來，器械的小型化及布局面積的縮小化正在進展，在從絕緣套管至GIB對導體進行配線時或從GIB至GCB對導體進行配線時，需要對GIB內(nèi)的三相導體進行配置變換，并將各相向一個方向進行配線。GIB的容器內(nèi)充滿作為絕緣氣體的六氟化硫(SF6)等，根據(jù)氣體的種類而氣體絕緣破壞電場強度不同。三相導體的導體間及導體與容器間被配置得使導體表面及容器表面的電場強度低于氣體絕緣破壞電場強度。
近年來，混入容器內(nèi)的金屬夾雜物作為使絕緣強度惡化的原因而成為問題。金屬夾雜物因重力的影響傾向于聚集在容器底部，因容器底部的電場而帶電，又因作用于帶電電荷上的電場力而懸浮。若容器底部的電場強度變高，則金屬夾雜物的帶電量增加，懸浮高度變高，有時還與導體接觸。一旦金屬夾雜物接觸到導體，則因?qū)w與金屬夾雜物之間發(fā)生的放電，金屬夾雜物熔敷在導體上導致絕緣強度的顯著降低。因此，需要使容器底部的電場強度低于金屬夾雜物未接觸到導體的電場強度(金屬夾雜物的容許懸浮電場強度)。
如上所述，在決定容器內(nèi)的導體配置時，必須使導體間的表面電場強度、導體與容器間的表面電場強度低于氣體絕緣破壞電場強度，以及容器底部的電場強度則需低于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。此外，由于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度低于氣體絕緣破壞電場強度，容器底部成為在絕緣強度方面的薄弱部分。
用圖6至
圖10來說明在容器內(nèi)進行相配置變換的現(xiàn)有方法。圖6示出了容器1的側(cè)面圖，圖7示出了圖6的相配置變換前的B-B箭頭方向視圖，圖8示出了圖6的相配置變換后的C-C箭頭方向視圖。由于容器1的底部是在絕緣強度方面薄弱的部分，如圖7所示容器1內(nèi)的三相導體3的配置，采取這樣配置，即連結(jié)三相導體3各自的導體中心的三角形的頂點之一位于垂直方向的上側(cè)。
如果容器1的內(nèi)徑大，且在進行相配置變換的空間中容器1的底部和成為最短距離的導體之間的距離足夠大的話，則能夠使容器1底部的電場強度低于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。因此，在中心軸O的周圍，使三相導體3的位置在同一方向上僅移動銳角θ，并用直線狀導體連結(jié)移動前和移動后的導體，以使得三相導體3之間的表面電場強度低于氣體絕緣破壞電場強度；反復進行上述過程就實施了相配置變換。
但是，采用上述這種方法，當器械的小型化提高因而容器的內(nèi)徑變小時，容器底部的電場強度增大，超過金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。此外，用于相配置變換部的構(gòu)件多，自相配置變換的開始位置至相配置變換的結(jié)束位置的容器長度(軸)方向的距離變長，因而存在有器械尺寸變大的缺點。
本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊的氣體絕緣母線及備有該母線的氣體絕緣開關(guān)裝置，即使在所述母線中有相配置變換部也能夠提高絕緣性能及運行的可靠性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的氣體絕緣母線備有施加有三相交流高壓的3條高壓導體，和封入該高壓導體及絕緣性氣體并被接地的容器，并具有變換上述3條高壓導體在圓周方向的位置的相配置變換部；其特征在于上述3條高壓導體之中距上述容器的底部最近的1條在上述變換部中的形狀被做成大致直線狀，余下的2條在上述變換部中的形狀被形成為向半徑方向外側(cè)的凸狀。
若采用本發(fā)明，由于能夠在基本上不使高壓導體之間的距離縮短的情況下而使距容器的底部最近的高壓導體和容器底部的距離較以往變長，所以能使在絕緣強度方面薄弱的容器底部的電場強度低于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。因此，能夠提高絕緣性能及運行的可靠性。此外，由于用于相配置變換的構(gòu)件變得少于以往，所以相應地能夠使氣體絕緣母線變得緊湊。
圖面的簡單說明圖1是本發(fā)明的GIB的第1實施例的側(cè)面圖，圖2是圖1的B-B箭頭方向視圖，圖3是圖1的C-C箭頭方向視圖。圖4是表示本發(fā)明的GIS的第1實施例的概要結(jié)構(gòu)側(cè)面圖，圖5是圖4的俯視圖。圖6是現(xiàn)有容器的側(cè)面圖，圖7是圖6的B-B箭頭方向視圖，圖8是圖6的C-C箭頭方向視圖。圖9是比較例的側(cè)面圖，圖10是圖9的B-B箭頭方向視圖，圖11是圖9的C-C箭頭方向視圖。圖12表示容器底部的電場強度分布的解析例。圖13是本發(fā)明的GIB第2實施例的側(cè)面圖，圖14是圖13的B-B箭頭方向視圖，圖15是圖13的C-C箭頭方向視圖。圖16是本發(fā)明的GIB第3實施例的側(cè)面圖，圖17是圖16的B-B箭頭方向視圖，圖18是圖16的C-C箭頭方向視圖。圖19是本發(fā)明的GIB第4實施例的側(cè)面圖，圖20是圖19的B-B箭頭方向視圖，圖21是圖19的C-C箭頭方向視圖。
利用圖1至圖5說明本發(fā)明的GIS的第1實施例。圖4表示GIS的第1實施例的概要結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖，圖5為圖4的俯視圖。圖1是GIB的第1實施例的側(cè)面圖，圖2是圖1的相配置變換前的B-B箭頭方向視圖，圖3是圖1的相配置變換后的C-C箭頭方向視圖。
本GIS備有從三相高壓電源受電的絕緣套管100，從絕緣套管100給GCB102配電的GIB101，和分別對各相切斷電流的GCB102。GIB101備有被接地的容器1，把容器1相互結(jié)合起來的容器凸緣2，三相導體3，和在容器1內(nèi)支承三相導體3的絕緣隔件4。在相配置變換的空間(區(qū)域)中，三相導體3中與容器底部距離最短的導體為31，導體31以外的二條導體為32。
在本實施例中，三相導體3被配置成以中心軸O為中心每次旋轉(zhuǎn)120°的位置上，又如圖2所示，采用連結(jié)三相導體3各自的導體中心的三角形的頂點之一位于垂直方向(上下方向)的上側(cè)的配置。在圖1所示的相配置變換部中的相配置變換，以中心軸O為中心在圓周方向上僅進行角度小于120°的變換。
在相配置變換的空間中，三條導體3中的二條導體32在從相配置變換的開始位置至相配置變換的結(jié)束位置之間，在保持著相對距離的狀態(tài)下以中心軸O為中心作螺旋狀旋轉(zhuǎn)來進行相配置變換，而導體31是把相配置變換的開始位置和相配置變換的結(jié)束位置連結(jié)成大致直線狀來進行相配置變換的。
通過具有這樣的相配置變換的結(jié)構(gòu)，能夠在基本上不使導體31和導體32之間的距離縮短的情況下而使導體31和容器底部的距離較以往變長。因此，由于能夠使導體間的表面電場強度及導體與容器間的表面電場強度低于氣體絕緣破壞電場強度，并由于能夠使在絕緣強度方面薄弱的容器底部電場強度低于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度，所以與以往相比能夠提高絕緣性能及運行的可靠性。此外，由于用在相配置變換的構(gòu)件變得比以往少，所以能相應地使GIB變得小型化。
為了確認本實施例的效果，解析地求出了比較例和本實施例的容器底部的電場強度分布，而該比較例是在相配置變換的開始位置至相配置變換的結(jié)束位置之間，在保持相對距離不變的狀態(tài)下使導體3以中心軸O為中心作螺旋狀旋轉(zhuǎn)而進行相配置變換的(參照圖9～圖11)。解析結(jié)果示于圖12中。在圖12中，縱軸為容器底部的電場強度分布的相對值，用1E[％/mm]表示金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。橫軸表示容器凸緣間的軸向距離。另外，圖9為比較例的側(cè)面圖，圖10為圖9的B-B箭頭方向視圖，圖11為圖9的C-C箭頭方向視圖。
在圖12中，距離小的左端區(qū)域?qū)谙嗯渲米儞Q前，距離大的右端區(qū)域?qū)谙嗯渲米儞Q后，它們的中間距離的區(qū)域?qū)谙嗯渲米儞Q部。如該圖所示，可知容器底部的電場強度，在比較例中為金屬夾雜物的容許懸浮電場強度的1.6倍左右，而與此相對照在本實施例中卻低于金屬夾雜物的容許懸浮電場強度。也就是，若采用本發(fā)明，即使在圖1～圖3所示的緊湊構(gòu)造的氣體絕緣母線中，也能提高絕緣性能，并能夠提高運行的可靠性。另外，雖未進行圖示，但本實施例和比較例的導體間的表面電場強度及導體與容器間的表面電場強度都低于氣體絕緣破壞電場強度。
下面，用圖13至圖15說明本發(fā)明的GIB的第2實施例。圖13是第2實施例的側(cè)面圖，圖14是圖13的相配置變換前的B-B箭頭方向視圖，圖15是圖13的相配置變換后的C-C箭頭方向視圖。本實施例的結(jié)構(gòu)與第1實施例大致相同，但不同點在于相配置變換以中心軸O為中心作了約120°的變換。
在本實施例中，于相配置變換的空間中，三條導體3中的二條導體32在從相配置變換的開始位置至相配置變換的結(jié)束位置之間，在保持著相對距離的狀態(tài)下以中心軸O為中心作約120°的螺旋狀旋轉(zhuǎn)來進行相配置變換，而導體31是把相配置變換的開始位置和相配置變換的結(jié)束位置連結(jié)成大致直線狀來進行相配置變換的。
采用本實施例也能達到與第1實施例相同的效果。更進一步，在本實施例的情況下，由于導體31和容器底部的距離比第1實施例還長，所以比第1實施例更能降低容器底部的電場強度。
下面，用圖16～圖18，說明本發(fā)明的GIB的第3實施例。圖16是第3實施例的側(cè)面圖，圖17是圖16的相配置變換前的B-B箭頭方向視圖，圖18是圖16的相配置變換后的C-C箭頭方向視圖。本實施例的結(jié)構(gòu)與第2實施例大致相同，只是導體31的相配置變換方法不同。
具體說就是，在相配置變換的空間中，三條導體3中的二條導體32在從相配置變換的開始位置至相配置變換的結(jié)束位置之間，在保持著相對距離的狀態(tài)下以中心軸O為中心作約120°的螺旋狀旋轉(zhuǎn)來進行相配置變換。而導體31，在從相配置變換的開始位置至小角度θ1的第1中間位置之間，和從相配置變換的結(jié)束位置至其稍前的小角度θ2的第2中間位置之間，在與導體32保持著相對距離的狀態(tài)下以中心軸O為中心作螺旋狀旋轉(zhuǎn)來進行相配置變換；而在第1中間位置和第2中間位置之間連結(jié)成大致直線狀來進行相配置變換。
采用本實施例也能達到與第2實施例相同的效果。而且，在本實施例的情況下，由于能夠得到比第2實施例還大的導體間距離，所以與實施例2相比更能降低導體間的表面電場強度。
下面，用圖19～圖21，說明本發(fā)明的GIB的第4實施例。圖19是第4實施例的側(cè)面圖，圖20是圖19的相配置變換前的B-B箭頭方向視圖，圖21是圖19的相配置變換后的C-C箭頭方向視圖。本實施例的結(jié)構(gòu)與第3實施例大致相同，只是導體32的相配置變換方法不同。
具體說就是，在相配置變換的空間中，三條導體3中的二條導體32在從相配置變換的開始位置至角度約60°的中間位置為止連結(jié)成大致直線狀，從中間位置至角度約60°的相配置變換的結(jié)束位置為止連結(jié)成大致直線狀來進行相配置變換。采用本實施例也能達到與第3實施例大致相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種氣體絕緣母線，備有施加三相交流高壓的3條高壓導體，和封入該高壓導體及絕緣性氣體并被接地的容器，并具有變換所述3條高壓導體在圓周方向位置的相配置變換部；其特征在于所述3條高壓導體之中距所述容器的底部最近的1條在所述變換部中的形狀形成為大致直線狀，余下的2條在所述變換部中的形狀被形成為向半徑方向的外側(cè)的凸狀。
2.權(quán)利要求1所述的氣體絕緣母線，其特征在于所述余下的2條在所述變換部中的形狀被形成為以所述容器的中心軸為中心的螺旋狀。
3.權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣母線，其特征在于所述3條高壓導體在圓周方向的變換角度為小于120度的角度。
4.權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣母線，其特征在于所述3條高壓導體在圓周方向的變換角度為約120度。
5.一種氣體絕緣母線，備有施加三相交流高壓的3條高壓導體，和封入該高壓導體及絕緣性氣體并被接地的容器，并具有變換所述3條高壓導體在圓周方向的位置的相配置變換部；其特征在于所述3條高壓導體之中距所述容器的底部最近的1條，是把相配置變換的開始位置和相配置變換的結(jié)束位置連結(jié)成大致直線狀來進行相配置變換的，余下的2條高壓導體，是在相配置變換的開始位置和結(jié)束位置之間于所述容器的中心軸周圍作螺旋狀旋轉(zhuǎn)來進行相配置變換的。
6.一種氣體絕緣開關(guān)裝置，具有接受三相高壓的絕緣套管，分別切斷各相電流的氣體絕緣斷路器，以及從所述絕緣套管給所述氣體絕緣斷路器配電的氣體絕緣母線；其特征在于作為所述氣體絕緣母線，使用權(quán)利要求1～5之任一所述的氣體絕緣母線。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊的氣體絕緣母線及備有該母線的氣體絕緣開關(guān)裝置,即使在所述母線中有相配置變換部也能夠提高絕緣性能及運行的可靠性。本發(fā)明的氣體絕緣母線備有施加三相交流高壓的3條三相導體3,和封入三相導體3及絕緣性氣體并被接地的容器1,并具有變換3條三相導體3的圓周方向的位置的相配置變換部;其中3條高壓導體3之中距容器1的底部最近的1條導體31在變換部中的形狀被形成為大致直線狀,余下的2條導體32在變換部中的形狀被形成為向半徑方向的外側(cè)的凸狀。
文檔編號H02G5/06GK1208275SQ9811621
公開日1999年2月17日 申請日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月7日
發(fā)明者上園昌一郎, 小泉真, 八田萬幸樹, 高本學 申請人:株式會社日立制作所