Transformer station having lightening arrester

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛形避雷器を用いるガス絶縁開閉装置で構成した変電所に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス絶縁開閉装置用避雷器として、従来、例えば、電気学会論文誌Ｂ、１１２巻３号、ｐ２５
９−２６６「開放端避雷器の過電圧抑制効果および軽責務避雷器による雷サージの抑制」（平成４年）に記載が有り、図６に示すように規格を満足する制限電圧の標準避雷器Ａと避雷器Ａよりも１０〜２０％程度高い制限電圧の軽責務避雷器Ｂを設置し、過電圧Ｖを抑制する手段が提案されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
標準避雷器Ａと軽責務避雷器Ｂには同一材料、組成酸化亜鉛素子を用いる思想が記載されおり、避雷器Ｂは避雷器Ａと同等もしくはこれ以上に長くなり、ガス絶縁開閉装置に設置しにくく、避雷器Ｂの制限電圧が高くなる分、あるいは酸化亜鉛素子の直径を小さくする分、全体の直列キャパシタンスが小さくなり、各酸化亜鉛素子の電圧分担の均一化を行いにくい問題があった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、避雷器Ｂを避雷器Ａよりも小形にし、この避雷器をガス絶縁開閉装置の開放端近くに設置し、全体に絶縁協調のバランスのとれた信頼性の高い変電所を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、従来よりも１.５ 倍程度以上の高電界で使える新組成の酸化亜鉛素子を避雷器Ｂに適用することにより達成される。

【０００６】

【作用】上記手段を設けたので、避雷器Ｂの長さを避雷器Ａよりも短くでき、ガス絶縁開閉装置に設置しやすく、避雷器Ｂの各酸化亜鉛素子の電圧分担の均一化を行いやすくなる。

【０００７】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する。

【０００８】［実施例１］図１は本発明の一実施例であり、ガス絶縁開閉装置を用いる変電所の単線結線図で示すスケルトン例である。 変電所は２回線の送電線１，
２、１バンクの変圧器３およびガス絶縁開閉装置を用いる線路引込み部４，２重主母線部５，変圧器連絡母線部６で構成し、規格を満足する制限電圧の標準避雷器Ａ１
とＡ２が線路引込みブッシング近傍４と変圧器連絡母線部６に設置され、本発明の避雷器Ｂ１とＢ２を線路引込み遮断器７の線路側と２重主母線部５に設置している。
変電所の雷サージ解析を行うと、各部の過電圧の最大値が避雷器の制限電圧よりも２０〜６０％程度に高くなることが多い。 この範囲は変電所の構成によるものである。 そこで、本発明の避雷器Ｂ１とＢ２の制限電圧は、
図２の電圧電流特性に示すように避雷器Ａ１とＡ２よりも１０〜３０％程度高くしている。 本発明の避雷器Ｂ１
とＢ２には、標準避雷器Ａ１とＡ２に使われているよりも１.５ 倍程度以上の高電界で使える新組成で製作した酸化亜鉛素子を用いている。 例えば、ＺｎＯを主成分とし、添加物としてＳｉＯ ₂ １０〜１５モル％、Ｓｂ ₂ Ｏ ₃
２モル％、Ａｌ（ＮＯ ₃ ）・９Ｈ ₂ Ｏ０.０１モル％、Ｌ
ｉＣＯ ₂ １モル％を入れて、混合・成形・焼成した酸化亜鉛素子の１ｍＡにおける電圧、いわゆるＶ1mA は、避雷器Ａ１とＡ２に使われている酸化亜鉛素子の値の１.
５ 倍程度以上になる。 すなわち、一般に、標準避雷器用酸化亜鉛素子では、ほぼ２００Ｖ／mm程度、高電界酸化亜鉛素子では、３００Ｖ／mm程度以上である。 従って、避雷器Ｂ１とＢ２の長さは避雷器Ａ１とＡ２の長さよりも１.５ 分の１以下に短くできる効果がある。 また、制限電圧を標準避雷器Ａ１とＡ２よりも１０〜３０
％程度高くしているので、避雷器Ｂ１とＢ２が短時間過電圧等に対して吸収するエネルギーは避雷器Ａ１とＡ２
よりも少なくてすむ。

【０００９】図３は雷サージに対する本発明の効果を示し、線路引込み遮断器７を開極した場合の絶縁協調検討結果の例である。 標準避雷器Ａ１のみを設置した場合の過電圧分布ＡＶと、避雷器Ａ１ならびに避雷器Ｂ１を設置した場合の過電圧分布ABVが示されている。 この例では、過電圧分布ＡＶにおける過電圧の最大は、開極の線路引込み遮断器７のＸ２で発生し、避雷器Ａ１のＸ１における電圧よりも６０％程度高い。 過電圧分布ＡＢＶにおける最大過電圧は過電圧分布ＡＶにおけるより３０％
程度抑制されている。 避雷器Ｂ１を設置した効果が明らかであり、よりバランスのとれた絶縁協調を達成できる。 避雷器Ｂ１とＢ２の長さは避雷器Ａ１とＡ２の長さよりも１.５ 分の１以下に短くでき、吸収するエネルギーは避雷器Ａ１とＡ２よりも少なくてすむので、避雷器Ｂ１とＢ２のコンパクト化を達成できる。

【００１０】例えば、図４はガス絶縁開閉装置の断路器１０に避雷器Ｂを取り付けた実施例を示す。 断路器１０
の固定部絶縁筒１１の中に高電界で使える酸化亜鉛素子群からなる避雷器Ｂ１を収納している。 避雷器Ｂ１の長さが従来よりも短いので、図４のように断路器に組込が可能となる。 また、避雷器Ｂ１の長さが従来よりも短いので（直列キャパシタンスが同等か大きくなり）、接地されたタンクの影響が小さくなり（ストレーキャパシタンスが小さくなり）、各酸化亜鉛素子にかかる分担電圧をより均一化できる効果がある。 避雷器Ｂ１に不具合が生じた場合、絶縁筒１１により外部との気密を確保できるようにしておけば、避雷器Ｂ１を外して点検，修復できる。 避雷器Ｂ１を上部１２側に組み込むこともできる。

【００１１】このようにして、全体に絶縁協調にバランスのとれた信頼性の高い変電所が得られる効果がある。

【００１２】［実施例２］図５はガス絶縁開閉装置のガス母線１３に避雷器Ｂ１を取り付けた実施例を示す。 図４と類似しているが、避雷器Ｂ１が導体１４とタンクに付けたアダプター１５の間に組み込まれている。 図４に比較し、取付け位置の自由度が大となる効果がある。

【００１３】［実施例３］実施例２，３では、絶縁筒１
１を設けたが、絶縁筒を省略することもできる。 この場合、単独の修復は困難となるが、より安価な過電圧保護システムとなる。 ［実施例４］図４，図５および実施例３では、避雷器Ｂ１の実施例について示したが、主母線部５に設置する避雷器Ｂ２の場合でも同様に実施できる。

【００１４】［実施例５］標準避雷器Ａ１，Ａ２と１.
５ 倍程度以上の高電界で使える酸化亜鉛素子を用いた避雷器Ｂ１，Ｂ２の取付け金具を個別の寸法，形状とする。 これにより間違ってガス絶縁開閉装置に設置することを防止できる効果がある。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、従来よりも１.５ 倍程度以上の高電界で使える新組成の酸化亜鉛素子を避雷器に適用し、標準避雷器よりも１０〜３０％程度高い制限電圧の避雷器を製作でき、この避雷器をガス絶縁開閉装置の開放端近くに設置できるので、全体に絶縁協調のバランスのとれた信頼性の高い変電所を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるガス絶縁開閉装置を用いる変電所の単線結線である。

【図２】本発明の避雷器と標準避雷器の電圧電流特性の例である。

【図３】本発明の雷サージに対する絶縁協調検討結果の例である。

【図４】本発明の避雷器をガス絶縁開閉装置の断路器に取り付けた実施例である。

【図５】本発明の避雷器をガス母線に取り付けた実施例である。

【図６】従来のガス絶縁開閉装置を用いる変電所の単線結線である。

【符号の説明】

４…ガス絶縁開閉装置を用いる線路引込み部、５…２重主母線部、６…変圧器連絡母線部、７…線路引込み遮断器、１０…断路器、１１…絶縁筒、１３…ガス母線、１
４…導体、１５…アダプター、Ａ１，Ａ２…標準避雷器、Ｂ１，Ｂ２…本発明の避雷器、ＡＶ，ＡＢＶ…過電圧分布。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 尚英 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 八木橋 義豊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山崎 武夫 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内