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ガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法及びガス絶縁開閉装置の製造方法 - 三菱電機株式会社
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発明の名称 ガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法及びガス絶縁開閉装置の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−104754(P2007−104754A)
公開日 平成19年4月19日(2007.4.19)
出願番号 特願2005−287917(P2005−287917)
出願日 平成17年9月30日(2005.9.30)
代理人 【識別番号】100073759
【弁理士】
【氏名又は名称】大岩 増雄
発明者 吉田 暁 / 有岡 正博
要約 課題
絶縁ガス封入時間を短縮することができるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法を得る。

解決手段
絶縁ガスを乾燥空気とするタンク2を備えるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法であって、空気が入ったままのタンク内に、タンク内に残留する水分量と、タンク密封後タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間にタンク内に侵入する水分量とを少なくとも吸着し得る水分吸着剤を設置し、タンク内の水分および空気を真空引きおよびガス置換によってタンク外に排出せずに、タンク内に乾燥空気を加え加圧し密封する。
特許請求の範囲
【請求項1】
電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法であって、
空気が入ったままの状態で上記タンクを密封する場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、
求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、
上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封する工程と
を含むガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法。
【請求項2】
電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法であって、
空気が入ったままの状態で上記タンクを密封する場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、
求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、
上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内の水分が、乾燥空気を加え上記タンクがガス絶縁開閉装置の定格ガス圧まで加圧されたときに結露しないように、上記水分吸着剤が上記タンク内の水分を吸着するに必要とする時間放置する工程と、
上記放置後に上記タンク内に乾燥空気を加え加圧し密封する工程と
を含むガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法。
【請求項3】
上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内の水分および空気を真空引き及びガス置換によってタンク外に排出せずに、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封するようにした請求項1または請求項2記載のガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法。
【請求項4】
電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の製造方法であって、
密封容器としとのタンクを製造する工程と、
空気が入ったままの状態で上記タンクを密封した場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、
求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、
上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封する工程と
を含むガス絶縁開閉装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、絶縁ガスとして乾燥空気を用いるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法及びガス絶縁開閉装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ガス絶縁開閉装置の絶縁ガスとして、SFガスを用いる場合、真空引きまたはガス置換等により、タンク密封時にタンク内に残留している水分および空気をタンク外に排出し、代わってSFガスをタンク内に導入し密封していた。類似の技術文献としては、特許文献1,2がある。
【0003】
【特許文献1】特開平11−290638号公報
【特許文献2】特開2003−178633号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のガス絶縁開閉装置では、絶縁ガスとして、SFガスを用いる場合、公害問題と共に、真空引きやガス置換などのガス処理を必要とするため、相当の長いガス処理時間を要しコスト高になるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、空気の入ったタンクに、乾燥空気を加え加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法及びガス絶縁開閉装置の製造方法を得ることを目的とする。
また、真空引きやガス置換のガス処理をせずに、空気の入ったタンクに、乾燥空気を加え加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法及びガス絶縁開閉装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明に係わるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法は、電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法であって、空気が入ったままの状態で上記タンクを密封する場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封する工程とを含むようにしたものである。
【0006】
また、電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法であって、空気が入ったままの状態で上記タンクを密封する場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内の水分が、乾燥空気を加え上記タンクがガス絶縁開閉装置の定格ガス圧まで加圧されたときに結露しないように、上記水分吸着剤が上記タンク内の水分を吸着するに必要とする時間放置する工程と、上記放置後に上記タンク内に乾燥空気を加え加圧し密封する工程とを含むようにしたものである。
【0007】
また、上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内の水分および空気を真空引き及びガス置換によってタンク外に排出せずに、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封するようにしたものである。
【0008】
さらに、この発明に係わるガス絶縁開閉装置の製造方法は、電気機器が設置され絶縁ガスを乾燥空気とするタンクを備えるガス絶縁開閉装置の製造方法であって、密封容器としとのタンクを製造する工程と、空気が入ったままの状態で上記タンクを密封した場合に、上記タンク内に残留する水分量、及び上記タンク密封後上記タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に上記タンク内に侵入する水分量との合計の水分量を求める工程と、求められた合計の水分量を少なくとも吸着する水分吸着剤を上記タンク内に設置する工程と、上記水分吸着剤を上記タンク内に設置後、上記タンク内に乾燥空気を加えて加圧し上記タンクを密封する工程とを含むようにしたものである。
【発明の効果】
【0009】
この発明の絶縁開閉装置の絶縁ガス封入方法によれば、空気の入ったタンクに絶縁ガスである乾燥空気を加え加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができると共に、コスト高を防ぐことができる。
【0010】
また、水分吸着剤を上記タンク内に設置後、タンク内の水分が、乾燥空気を加えタンクがガス絶縁開閉装置の定格ガス圧まで加圧されたときに結露しないように、水分吸着剤がタンク内の水分を吸着するに必要とする時間放置し、その後、乾燥空気を加え加圧し密封するようにしたので、乾燥空気を加え加圧し密封したときにタンク内の水分が結露しないから、タンク内設置電気機器の結露による絶縁性能の著しい低下を防止することができる。
【0011】
また、空気の入ったタンクに、真空引きやガス置換のガス処理をせずに、絶縁ガスである乾燥空気を加え加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができると共に、コスト高を防ぐことができ、合わせて、乾燥空気の使用量を減らすことができ、絶縁開閉装置のタンクは真空に耐える強度を必要としない。
【0012】
この発明の絶縁開閉装置の製造方法によれば、空気の入ったタンクに絶縁ガスである乾燥空気を加え加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができると共に、コスト高を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1が適用されるガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図である。図2は水分吸着剤の収容ケースを示し、その(a)は正面図、及びその(b)は断面図である。図において、ガス絶縁開閉装置1には、絶縁ガス(絶縁媒体)である乾燥空気が加圧充填されるタンク(ガスタンク)2が備えられ、そのタンク2内には、主回路導体3,4と、主回路導体3,4間に接続された真空バルブ5と、真空バルブ5の一端子6を主回路導体3及び接地端子7にそれぞれ接続する断路器・接地開閉器8と、タンク2の底部に設置固定される水分吸着剤収容ケース9とが設けられている。
【0014】
ガス絶縁開閉装置1のタンク2の外部には、真空バルブ5を有する真空遮断器の操作機構10と、断路器・接地開閉器8の操作機構11と、プラグイン型ケーブル端末12とが据付けられている。水分吸着剤収容ケース9は、図2に示すように、ケース板13に例えば合成ゼオライト,シリカゲル等の水分吸着剤14を載せて、空気が十分に出入する小透孔を有するサポート板15で保持されて構成されている。水分吸着剤14は通気性のある収納袋に入れ吸着剤が砕けた場合でも外部にこぼれ出ないようにしてある。水分吸着剤収容ケース9のケース板13は、タンク2の底板に設けた開口を塞ぐ蓋を兼ねており、タンク2内に水分吸着剤14とサポート板15を張り出させ、Oリングまたはゴムパッキン(図示せず)を介してタンク底板に気密にボルト締めされている。
【0015】
ガス絶縁開閉装置1の製造されたタンクは、機器の組み立て後、絶縁ガスを導入し加圧密封されるが、実施の形態1において、ガス絶縁開閉装置1のタンク2内に絶縁ガスである乾燥空気を導入し加圧密封するに当たっては次のような工程で処理される。
工程1:空気が入ったガス絶縁開閉装置のタンク内の水分量を推定する。なお、ガス絶縁開閉装置のタンク内に初期に入る空気は、工場のクリーンルームの清浄な空気を用いるのが好ましい。このとき、空気には湿度分の水分が入っている。
工程2:タンク密封後、運転中、即ち、タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間にタンク内に侵入する水分量を推定する。
工程3:タンク内水分量と運転中に侵入する水分量との両水分量を少なくとも吸着し得るに足る量の水分吸着剤をタンク内に設置する。
工程4:タンク内の水分および空気を真空引きおよびガス置換等によってタンク外に排出せずに、タンク内に乾燥空気を加えて定格圧まで加圧し密封する。
【0016】
上記工程1においては、タンク内の水分量を推定する工程であり、この水分量は、タンク内の空気中の水分量とタンク内の有機絶縁材料から析出する水分量との合計である。
タンク内の空気中の水分量は、タンク内の空間容積,気温,湿度,気圧に基因して計算される。タンク内の空間容積はタンク容積で概略置換してもよい。
この水分量は次の式で求めることができる。
水分量=飽和水蒸気量×相対湿度×空間容積×圧力
【0017】
タンク内の有機絶縁材料から析出する水分量は、例えば、次の程度である。
エポキシ樹脂注型絶縁物では 0.3wt%
なお、有機絶縁材料から析出する水分量の合計が少ない場合は無視してもよい。
【0018】
上記工程2においては、運転中、即ち、タンク密封後タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間に外部からタンク内に経年的に侵入する水分量を推定する。これはガス絶縁開閉装置の構造にも基因するが、例えば、次の程度である。
図1の形態において、水分量=1.8g/年
【0019】
上記工程3においては、上記工程1と工程2で推定した両水分量を少なくとも吸着し得るに量の水分吸着剤をタンク内に設置する。両水分量を吸着し得るに足る量の水分吸着剤を求め、それに余裕度をプラスして水分吸着剤の量を求めるとよい。
水分吸着剤である例えば合成ゼオライトの水分吸着量は例えば、次のようである。
合成ゼオライトの許容水分吸着量=25wt%
【0020】
上記工程4においては、タンク内の水分および空気を真空引きおよびガス置換等によってタンク外に排出せずに、タンク内に乾燥空気を加えて定格圧まで加圧し密封する。ガス絶縁開閉装置では、図3に示すように、例えば、定格電圧(kV)に対して、定格ガス圧力(MPa―G)に示す圧力にまで加圧される。なお、MPa―Gは大気圧に対してさらに加圧される圧力を示しており、図3の例では、機種名C−GISの定格電圧36kVでは、大気圧にさらに0.15MPaだけ加圧されることを示している。
そのため、必要量の水分吸着剤が設置されたタンクに、タンク内の水分および空気を真空引きおよびガス置換等によってタンク外に排出せずに、乾燥空気を加えて定格圧程度まで加圧し密封する。これで、ガス絶縁開閉装置の絶縁ガス封入工程が完了する。
【0021】
このように、実施の形態1では、絶縁ガスを乾燥空気とするガス絶縁開閉装置であって、清浄な空気が入ったままのタンク内に、タンク内に残留する水分量と、タンク密封後タンクを次回に開放するまで、または製品期待寿命の間にタンク内に侵入する水分量とを少なくとも吸着し得る水分吸着剤を設置し、その後、タンク内の水分および空気を真空引きおよびガス置換等によってタンク外に排出することなく、タンク内に乾燥空気を加えて定格圧まで加圧し密封するようにしたものである。
【0022】
そのため、清浄な空気が入ったままで、水分吸着剤が設置されたタンク内に、真空引きやガス置換のガス処理をせずに、絶縁ガスである乾燥空気を加えて定格圧まで加圧し密封することができ、ガス処理時間を大幅に短縮することができると共に、コスト高を防ぐことができる。合わせて、乾燥空気の使用量を減らすことができ、絶縁開閉装置のタンクは真空に耐える強度を必要としない。また、SFガスに存在する公害問題も発生しない。
【0023】
実施の形態2.
ガス絶縁開閉装置への乾燥空気の導入工程において、清浄な空気を入れた状態で乾燥空気をタンク内に導入すると、結露することがある。図4は清浄な空気が入ったタンクにおける温度と相対湿度との関係を示す図である。温度25℃で相対湿度70%である清浄な空気は、温度18.5℃程に低下すると結露が発生する。そのため、水分吸着剤を設置したタンク内に、清浄な空気の相対湿度のまま、直ちに乾燥空気を導入すると、乾燥空気のボンベからの膨張現象により、乾燥空気補給時にタンク内温度が低下し結露に至ることがある。これを防止するために、清浄な空気が入ったタンク内に水分吸着剤を設置した状態で、直ちに乾燥空気補給を行わないで、放置し、十分に相対湿度が低下してから、乾燥空気補給を行うようにすることにより、結露を防ぐことができる。
【0024】
図5は水分吸着剤を入れた密封容器中の絶対湿度と放置時間との関係を示す図である。一例では、1m3当たり1300gの合成ゼオライトを入れたときの、放置時間と絶対湿度g/m3の関係を示している。4時間程度で大部分の水分を吸着し得ることを示している。また、1m3当たり28000gの合成ゼオライトを入れたときの、放置時間と絶対湿度g/m3の関係を示している。1時間程度で大部分の水分を吸着し得ることを示している。
【0025】
このように、実施の形態2では、清浄な空気が入ったガス絶縁開閉装置に水分吸着剤を設置し、この状態でタンクを密封して、タンク内の水分が乾燥空気を加えタンクがガス絶縁開閉装置の定格ガス圧まで加圧されたときに結露しないように、上記水分吸着剤がタンク内の水分を吸着するに必要とする時間放置し、その後、乾燥空気を加え加圧して密封するようにした。
このようにすることにより、乾燥空気を加え加圧密封したときにタンク内の水分が結露しないから、タンク内収納機器の結露による絶縁性能の著しい低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】この発明の実施の形態1が適用されるガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図である。
【図2】実施の形態1における水分吸着剤の収容ケースを示し、その(a)は正面図、及びその(b)は断面図である。
【図3】ガス絶縁開閉装置において、定格電圧(kV)に対して、定格ガス圧力(MPa―G)にまで加圧される例を示す図である
【図4】清浄な空気が入ったタンクにおける温度と相対湿度との関係を示す図である。
【図5】水分吸着剤を入れた密封容器中の絶対湿度と放置時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【0027】
1 ガス絶縁開閉装置 2 タンク
3 主回路導体 4 主回路導体
5 真空バルブ 6 真空バルブの一端子
7 接地端子 8 断路器・接地開閉器
9 水分吸着剤収容ケース 10 真空遮断器の操作機構
11 断路器・接地開閉器の操作機構 12 プラグイン型ケーブル端末
13 ケース板 14 水分吸着剤
15 サポート板




 

 


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