特開 2022-119365 支持具及び電流計測センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022119365

(43)【公開日】2022-08-17

(54)【発明の名称】支持具及び電流計測センサ

(51)【国際特許分類】

   H02G 15/064 20060101AFI20220809BHJP

   G01R 15/18 20060101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

H02G15/064

G01R15/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021016437

(22)【出願日】2021-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松山 真稔

(72)【発明者】

【氏名】橋本 和文

【テーマコード（参考）】

2G025

5G375

【Ｆターム（参考）】

2G025AA04

2G025AB14

5G375AA02

5G375CB31

5G375CB58

5G375DA32

5G375DB04

(57)【要約】

【課題】電流計測用のコイルを終端接続部の絶縁筒の周囲に安定して支持できるようにする。
【解決手段】支持具１００が、周方向に沿ってリング状に形成されているとともに、外周から内周まで至る切欠き１０１ａを有し、前記外周と前記内周との間において周方向に延びるスリット１０１ｂを有するフレキシブルなリング１０１と、前記スリット１０１ｂよりも前記リング１０１の外周側において、前記周方向に配列される複数のフック１０２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に沿ってリング状に形成されているとともに、外周から内周まで至る切欠きを有し、前記外周と前記内周との間において前記周方向に延びるスリットを有するフレキシブルなリングと、
前記スリットよりも前記リングの外周側において、前記周方向に配列される複数のフックと、を備える支持具。

【請求項2】

前記リングは、電気機器に対して電力ケーブルを接続するための終端接続部を構成する筒状のアダプターを取り囲むとともに、前記アダプターの外周の下端に設けられたフランジ上に載置され、
前記スリットには、前記周方向に配列された複数のボルト頭部が挿入され、
前記フックは、前記フランジの外周から垂下するとともに、前記アダプターの下に連結された絶縁筒の周囲に位置し、
前記フックには、前記絶縁筒の周囲に巻かれたロゴスキーコイルが掛けられている
請求項１に記載の支持具。

【請求項3】

電気機器に対して電力ケーブルを接続するための終端接続部を構成する筒状のアダプター及びその下に連結された絶縁筒の内側において上下に延びるとともに、前記アダプター及び前記絶縁筒の内側においてシールド層が剥ぎ取られた前記電力ケーブルの電流を計測する電流計測センサであって、
ロゴスキーコイルと、支持具とを備え、
前記支持具は、
周方向に沿ってリング状に形成されているとともに、外周から内周まで至る切欠きを有し、前記外周と前記内周との間において前記周方向に延びるスリットを有するフレキシブルなリングと、
前記スリットよりも前記リングの外周側において、前記周方向に配列される複数のフックと、を有し、
前記リングは、前記アダプターを取り囲むとともに、前記アダプターの外周の下端に設けられたフランジ上に載置され、
前記スリットには、前記フランジ上において前記周方向に配列された複数のボルト頭部が挿入され、
前記フックは、前記フランジの外周から垂下するとともに、前記絶縁筒の周囲に位置し、
前記フックには、前記絶縁筒の周囲に巻かれた前記ロゴスキーコイルが掛けられている
電流計測センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、支持具及び電流計測センサに関する。

【背景技術】

【0002】

電力系統内に設置されるガス絶縁開閉装置等の電気機器には、終端接続部を介して電力ケーブルが接続されている（例えば、特許文献１参照）。電力ケーブルは、導体芯の外周に順に内部半導体層、絶縁体層、外部半導体層、シールド層及びシースを被覆したものである。終端接続部は、軸方向に連結されるとともに電力ケーブルの端部が挿入される筒状のブッシング、アダプター、絶縁筒及び保護金属管と、電力ケーブルの末端で露出した導体芯に接続される導体引出棒と、ブッシング内において電力ケーブルに外装されるストレスリリーフコーンと、を備える。

【0003】

電気機器の遮断操作或いは充電操作に伴って、サージが電気機器に発生する。また、雷或いは地絡等の影響によっても、サージが発生する。サージは絶縁破壊の要因となり、設備の寿命に影響を及ぼす。そこで、サージの発生を検出するべく、電力ケーブルの導体芯に流れる電流を観測することが行われている（例えば、特許文献２参照）。電流の計測には、ロゴスキーコイルが用いられる。しかし、ロゴスキーコイルを電力ケーブルの周囲に巻いただけでは、電力ケーブルの導体芯に流れる電流、特にサージによる過大電流を正確に計測することができない。これは、導体芯に流れる電流のサージ成分がシールド層に抜け出てしまうため、導体芯を流れる電流のサージ成分による磁場をロゴスキーコイルによって捕捉することが難しいためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－２３１６５４号公報

【特許文献2】特開２００７－０２０３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように終端接続部の内部では、電力ケーブルの端部が段剥ぎ処理されており、シールド層も剥ぎ取られている。そこで、終端接続部の絶縁筒の周囲にロゴスキーコイルを巻けば、ロゴスキーコイルを用いて電力ケーブルの導体芯を流れる電流を計測することができる。しかしながら、ロゴスキーコイルの固定に問題がある。つまり、終端接続部の絶縁筒の外周面には突起物等が設けられていないため、その絶縁筒の周囲に巻いたロゴスキーコイルを安定して支持することができない。

【0006】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、電流計測用のコイルを終端接続部の絶縁筒の周囲に安定して支持できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の課題を解決するために、支持具が、周方向に沿ってリング状に形成されているとともに、外周から内周まで至る切欠きを有し、前記外周と前記内周との間において前記周方向に延びるスリットを有するフレキシブルなリングと、前記スリットよりも前記リングの外周側において、前記周方向に配列される複数のフックと、を備える。

【0008】

好ましくは、前記リングは、電気機器に対して電力ケーブルを接続するための終端接続部を構成する筒状のアダプターを取り囲むとともに、前記アダプターの外周の下端に設けられたフランジ上に載置され、前記スリットには、前記フランジ上において前記周方向に配列された複数のボルト頭部が挿入され、前記フックは、前記フランジの外周から垂下するとともに、前記アダプターの下に連結された絶縁筒の周囲に位置し、前記フックには、前記絶縁筒の周囲に巻かれたロゴスキーコイルが掛けられている。

【0009】

以上の課題を解決するために、電気機器に対して電力ケーブルを接続するための終端接続部を構成する筒状のアダプター及びその下に連結された絶縁筒の内側において上下に延びるとともに、前記アダプター及び前記絶縁筒の内側においてシールド層が剥ぎ取られた前記電力ケーブルの電流を計測する電流計測センサであって、ロゴスキーコイルと、支持具とを備え、前記支持具は、周方向に沿ってリング状に形成されているとともに、外周から内周まで至る切欠きを有し、前記外周と前記内周との間において前記周方向に延びるスリットを有するフレキシブルなリングと、前記スリットよりも前記リングの外周側において、前記周方向に配列される複数のフックと、を有し、前記リングは、前記アダプターを取り囲むとともに、前記アダプターの外周の下端に設けられたフランジ上に載置され、前記スリットには、前記フランジ上において前記周方向に配列された複数のボルト頭部が挿入され、前記フックは、前記フランジの外周から垂下するとともに、前記絶縁筒の周囲に位置し、前記フックには、前記絶縁筒の周囲に巻かれた前記ロゴスキーコイルが掛けられている。

【0010】

以上によれば、切欠きがリングの外周から内周に至るので、アダプターをリングによって取り囲むことができる。リングがフランジ上に載置されると、ボルト頭部がスリットに挿入されるため、フランジ上へのリングの据わりが良い。このようなリングに複数のフックが周方向に設けられ、絶縁筒の周囲に巻かれたコイルがこれらフックに掛けられているため、コイルを絶縁筒の周囲に安定して支持することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、コイルを絶縁筒の周囲に安定して支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】支持具及びロゴスキーコイルの斜視図である。

【図2】支持具及びロゴスキーコイルの使用態様を示す斜視図である。

【図3】終端接続部の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているところ、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

【0014】

［支持具及びロゴスキーコイルの使用態様の概要］
図１は、支持具１００及びロゴスキーコイル１２０の斜視図である。図２は、支持具１００及びロゴスキーコイル１２０の使用態様を示す斜視図である。図２に示すように、支持具１００を電力ケーブル１０の終端接続部１に装着して、支持具１００を用いてロゴスキーコイル１２０を電力ケーブル１０の終端接続部１の周囲に支持する。そして、ロゴスキーコイル１２０を用いて終端接続部１内の電力ケーブル１０の電流を計測する。まず、図３を参照して、終端接続部１及び電力ケーブル１０について説明する。なお、以下の説明において上から下に向かう向きが重力の働く向きである。

【0015】

［終端接続部及び電力ケーブル］
図３は、電力ケーブル１０の終端接続部１の部分断面図である。
終端接続部１は、ガス絶縁開閉装置（GIS：Gas Insulated Switchgear）等の電力機器に電力ケーブル１０の端部１１を接続するものである。電力ケーブル１０の端部１１とは、後述のように段剥ぎ処理された部分をいう。
電力機器は上側のケースと下側の点検室３を有する。ケースの内部空間は、ケースの底板２によって点検室３から仕切られている。ケースの内部空間には、電気絶縁性に優れた六フッ化硫黄ガスが充填されている。
終端接続部１は底板２に形成された連通孔２ａに通されており、終端接続部１の上部はケース内に位置し、終端接続部１の下部は点検室３内に位置するよう終端接続部１が電力機器に設置されている。なお、底板２は、接地されている。

【0016】

電力ケーブル１０はＣＶケーブルである。電力ケーブル１０は、導体芯１２と、導体芯１２の外周に順に被覆された内部半導体層（図示略）、絶縁体層１３、外部半導体層１４、シールド層１５及びシース１６と、を有する。ここで、上述の通り、電力ケーブル１０の端部１１は段剥ぎ処理されている。具体的に、電力ケーブル１０の末端へ向かって順にシース１６、シールド層１５、外部半導体層１４、絶縁体層１３及び導体芯１２が露出するように、シース１６、シールド層１５、外部半導体層１４、絶縁体層１３及び内部半導体層が剥ぎ取られている。図３に示す電力ケーブル１０は１本の導体芯１２を有するものであるが、これに代えて、複数の導体芯を有する複芯の電力ケーブルを採用してもよい。

【0017】

終端接続部１は、導体引出棒２０と、ブッシング３０と、ストレスリリーフコーン４０と、押付装置５０と、アダプター６０と、絶縁筒７０と、保護金属管８０と、を有する。

【0018】

ブッシング３０、アダプター６０、絶縁筒７０及び保護金属管８０は、上下方向を軸方向としてその軸の周りの筒状体である。ブッシング３０、アダプター６０、絶縁筒７０及び保護金属管８０の上端及び下端は開口している。ブッシング３０及び絶縁筒７０は電気絶縁性を有し、アダプター６０及び保護金属管８０は導電性を有する。ブッシング３０、アダプター６０、絶縁筒７０及び保護金属管８０は、軸方向において、これらの順に上から連結されている。ブッシング３０、アダプター６０、絶縁筒７０及び保護金属管８０の軸の周りの方向を周方向という。

【0019】

ブッシング３０の外周の下端にはフランジ３１が設けられている。また、アダプター６０の外周の上端にもフランジ６１が設けられている。これらフランジ３１，６１が互いにボルト等により固定される。これにより、ブッシング３０の下端がアダプター６０の上端に連結される。アダプター６０のフランジ６１は底板２の連通孔２ａの周囲において底板２上に固定され、アダプター６０は連通孔２ａを通じて底板２の下方に突出している。なお、アダプター６０は、底板２を介して接地されている。

【0020】

アダプター６０の外周の下端には、フランジ６２が設けられている。フランジ６２は周方向に配列された通し穴を有する。ボルト６３は、フランジ６２の通し穴を通って絶縁筒７０に螺旋付けられている。すなわち、フランジ６２は、ボルト６３によって絶縁筒７０の上端に締結されている。ボルト６３の頭部は、フランジ６２上において周方向に間隔を置いて配列されている。

【0021】

絶縁筒７０の下端は、周方向に配列されたボルト（図示略）によって、保護金属管８０の上端に設けられたフランジ８１に締結されている。保護金属管８０は接地されている。

【0022】

電力ケーブル１０の端部１１は、保護金属管８０の下側から保護金属管８０、絶縁筒７０、アダプター６０及びブッシング３０に挿入されている。保護金属管８０の下端の開口近傍では、保護テープ８２が保護金属管８０及び電力ケーブル１０に巻き付けられている。保護テープ８２により、保護金属管８０の下端の開口が封止されている。電力ケーブル１０のシールド層１５は、絶縁筒７０内及びその上側では剥ぎ取られており、シールド層１５よりも内側の部分が露出している。よって、図２に示すように絶縁筒７０の周囲に巻かれたロゴスキーコイル１２０を用いて電力ケーブル１０の電流を計測することができる。なお、シールド層１５は保護金属管８０を介して接地されている。

【0023】

図１に示すように、導体引出棒２０はブッシング３０の内側からブッシング３０の上端の開口を通って上方へ突出し、留め具２１によってブッシング３０の上端に固定されている。ブッシング３０内において導体引出棒２０は、電力ケーブル１０の露出した導体芯１２に連結されている。

【0024】

ストレスリリーフコーン４０は、ブッシング３０に嵌め込まれているとともに、電力ケーブル１０の露出した絶縁体層１３に外装されている。ストレスリリーフコーン４０は、ブッシング３０、アダプター６０、絶縁筒７０及び保護金属管８０の内側に設けられた押付装置５０によって上方へ押されて、ブッシング３０の内周のコーン面に押し付けられている。

【0025】

［支持具］
図１及び図２を参照して、支持具１００について説明する。
支持具１００はリング１０１及び複数のフック１０２を備える。

【0026】

リング１０１は、周方向に沿って延びるフレキシブルなリング状部材であって、より具体的には軸方向に薄い厚みを有したシート材又は薄板材である。リング１０１は例えばゴム弾性体からなる。リング１０１は、リング１０１の外周からリング１０１の内周まで至る切欠き１０１ａを有することによって、Ｃ字型に成している。リング１０１がフレキシブルであるため、切欠き１０１ａを周方向及び軸方向に拡げることができる。そのため、図３に示す終端接続部１のアダプター６０を切欠き１０１ａに通すことができるとともに、図１に示すようにアダプター６０をリング１０１によって囲うようにリング１０１を設置することができる。

【0027】

リング１０１の外周と内周との間には、周方向に延びるＣ字型のスリット１０１ｂがリング１０１の厚み方向に貫通するよう形成されている。図２に示すようにリング１０１がフランジ６２上に敷かれると、ボルト６３の頭部がスリット１０１ｂに挿入される。そのため、フランジ６２上へのリング１０１の据わりが良い。また、何れかのボルト６３の頭部がスリット１０１ｂの周方向の端に当接することによって、リング１０１が不意に周方向に大きく動くことがない。

【0028】

複数のフック１０２は、スリット１０１ｂよりもリング１０１の外周側においてリング１０１に設けられている。具体的には、これらフック１０２は、周方向に間隔を置いてリング１０１の外周に設けられている。これらフック１０２とリング１０１は、一体形成されている。フック１０２がリング１０１の外周から軸方向に延びて、フック１０２の先端部がリング１０１の径方向外方へ曲げられて、リング１０１の方へ折り返されている。

【0029】

図２に示すようにリング１０１がフランジ６２上においてアダプター６０に取り囲むと、フック１０２がフランジ６２の外周から垂下して、フック１０２の折り返し部が絶縁筒７０の周囲に位置する。なお、フック１０２は、絶縁筒７０の外周面に接してもよい。

【0030】

［ロゴスキーコイル］
ロゴスキーコイル１２０は、空芯の巻き線（図示略）及び戻り線（図示略）がシース１２１に収容されたものである。ロゴスキーコイル１２０の両端部が連結具１２２によって連結され、ロゴスキーコイル１２０が輪状に形作られる。ロゴスキーコイル１２０の一方の端部は連結具１２２から取り外すことができる。

【0031】

このロゴスキーコイル１２０は、絶縁筒７０の周囲に巻かれて、フック１０２に掛けられている。ロゴスキーコイル１２０は、電力ケーブル１０の電流のレベルに対応したレベルの誘導起電力を発生させる。ロゴスキーコイル１２０は出力ケーブル１２３を介して積分器に接続されており、ロゴスキーコイル１２０の誘導起電力のレベルを表す電圧信号が積分器によって積分される。積分器の出力信号のレベルが電力ケーブル１０の電流のレベルに比例する。積分器の出力信号が表示器若しくは記録装置又はこれらの両方に入力される。表示器は、積分器の出力信号に基づく計測電流の値を表示する。記録装置は、積分器の出力信号に基づく計測電流の値を記録する。

【0032】

ここで、ロゴスキーコイル１２０と支持具１００の組み物、つまり、輪状のロゴスキーコイル１２０が支持具１００のフック１０２に掛けられたものを電流計測センサという。

【0033】

［支持具及びロゴスキーコイルを用いた電流計測方法］
リング１０１を変形させて、リング１０１の切欠き１０１ａを拡げる。その切欠き１０１ａにアダプター６０を通して、アダプター６０をリング１０１によって取り囲む。そして、フック１０２をフランジ６２の外周の外側に位置させながら、リング１０１をフランジ６２上に載置して、フック１０２をフランジ６２から垂下させる。そうすると、これらフック１０２によって絶縁筒７０が取り囲まれる。リング１０１をフランジ６２上に載置する際には、ボルト６３の頭部をスリット１０１ｂに挿入する。

【0034】

ロゴスキーコイル１２０の一方の端部を連結具１２２から取り外す。そのロゴスキーコイル１２０を絶縁筒７０に一周巻き付けて、ロゴスキーコイル１２０の一方の端部を連結具１２２に連結する。輪状になったロゴスキーコイル１２０をフック１０２に掛ける。また、ロゴスキーコイル１２０の形を整えて、ロゴスキーコイル１２０の形状を円形にする。

【0035】

以上のように支持具１００によってロゴスキーコイル１２０を絶縁筒７０の周囲に支持したら、ロゴスキーコイル１２０を用いて電力ケーブル１０の電流を計測する。電流の計測が終了したら、ロゴスキーコイル１２０の一方の端部を連結具１２２から取り外すとともに、ロゴスキーコイル１２０をフック１０２から取り外す。次に、リング１０１をフランジ６２から持ち上げて、リング１０１の切欠き１０１ａにアダプター６０を通して、リング１０１をアダプター６０の周りから取り外す。

【0036】

［有利な効果］
（１） 支持具１００は、終端接続部１の外形を利用して、終端接続部１に装着される。つまり、リング１０１が筒状のアダプター６０の周囲に巻かれているとともにフランジ６２上に載置され、ボルト６３の頭部がリング１０１のスリット１０１ｂに挿入されている。よって、終端接続部１の外面を加工することなく、支持具１００を用いてロゴスキーコイル１２０を絶縁筒７０の周囲に支持することができる。

【0037】

（２） 複数のフック１０２がフランジ６２から垂下して、フック１０２の先端の折り返し部が絶縁筒７０の周囲に位置し、絶縁筒７０の周囲に巻かれたロゴスキーコイル１２０がこれらフック１０２に掛けられている。よって、ロゴスキーコイル１２０を粘着テープ等によって絶縁筒７０の外周面に貼り付けなくても、ロゴスキーコイル１２０を絶縁筒７０の周囲に安定して支持することができる。

【0038】

（３） リング１０１がアダプター６０の周囲を取り囲んでいるため、リング１０１、アダプター６０及び電力ケーブル１０を同心状に配置することができる。このようなリング１０１に複数のフック１０２が周方向に設けられ、これらフック１０２にロゴスキーコイル１２０が掛けられている。そのため、フック１０２の列、ロゴスキーコイル１２０及び電力ケーブル１０を同心状に配置することができる。そうすると、ロゴスキーコイル１２０から電力ケーブル１０の中心までの距離を一様にすることができ、もって導体芯１２の電流を安定して正確に測定することができる。

【0039】

（４） リング１０１にスリット１０１ｂが形成され、ボルト６３の頭部がスリット１０１ｂに挿入される。そのため、リング１０１がフランジ６２上に安定して載置され、ロゴスキーコイル１２０の重みによるリング１０１の型崩れ及び位置ずれを抑えられる。よって、ロゴスキーコイル１２０を絶縁筒７０の周囲に安定して支持することができる。

【0040】

（５） スリット１０１ｂが周方向に延びて、Ｃ字状に成している。そのため、ボルト６３の数に関わらず、これらボルト６３の頭部をスリット１０１ｂに挿入することができる。

【0041】

（６） リング１０１が切欠き１０１ａを有して、Ｃ字状に成している。そのため、終端接続部１を分解せずともリング１０１をアダプター６０の周囲に装着したり、リング１０１をアダプター６０の周囲から取り外したりすることができる。よって、支持具１００を別の終端接続部にも用いることができる。

【0042】

（７） リング１０１がフレキシブルなため、リング１０１を折り畳める。よって、支持具１００をコンパクトにして収納することができる。

【0043】

（８） リング１０１とフック１０２が一体形成されているため、支持具１００を取り扱いやすい。

【符号の説明】

【0044】

１…終端接続部
６０…アダプター
６１…フランジ
６３…ボルト
７０…絶縁筒
１００…支持具
１０１…リング
１０１ａ…切欠き
１０１ｂ…スリット
１０２…フック
１２０…ロゴスキーコイル

【図1】

【図2】

【図3】