(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの真空接地容器内の一端部に、主回路用の固定電極が、他端部に接地回路用の固定電極が単相又は複相分夫々配置してあり、これら固定電極間に、接触導体により負荷側導体に移動可能に接続される移動導体が直線移動可能に絶縁支持され、該移動導体の移動方向一端部に主回路用の可動電極が、移動方向他端部に接地回路用の可動電極が夫々設けてあり、前記真空接地容器には、母線側導体を絶縁支持して真空接地容器の外側に突出させるブッシングと、前記移動導体の移動方向と交差する位置で回動可能な操作軸とを備え、前記移動導体を前記操作軸により直線移動させるように操作軸及び移動導体が複数のリンク部材を介して連結してあり、前記操作軸を回動させる駆動装置が真空接地容器の外側に設けてあり、該駆動装置の駆動に応じて前記移動導体を、主回路用の可動電極が固定電極に接触する閉路位置と、前記接触が離れる開路位置と、前記接触がさらに離れる断路位置及び接地回路用の可動電極が固定電極に接触する接地閉路位置との４位置間にて直線移動可能に構成してあることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項２】
１つの真空接地容器内の一端部に、主回路用の固定電極が、他端部に接地回路用の固定電極が単相又は複相分夫々配置してあり、これら固定電極間に、可撓導体により負荷側導体に移動可能に接続される移動導体が直線移動可能に絶縁支持され、該移動導体の移動方向一端部に主回路用の可動電極が、移動方向他端部に接地回路用の可動電極が夫々設けてあり、前記真空接地容器には、母線側導体を絶縁支持して真空接地容器の外側に突出させるブッシングと、前記移動導体の移動方向と交差する位置で回動可能な操作軸とを備え、前記移動導体を前記操作軸により直線移動させるように操作軸及び移動導体が複数のリンク部材を介して連結してあり、前記操作軸を回動させる駆動装置が真空接地容器の外側に設けてあり、該駆動装置の駆動に応じて前記移動導体を、主回路用の可動電極が固定電極に接触する閉路位置と、前記接触が離れる開路位置と、前記接触がさらに離れる断路位置及び接地回路用の可動電極が固定電極に接触する接地閉路位置との４位置間にて直線移動可能に構成してあることを特徴とするスイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、母線側導体と負荷側導体とを接触／離脱する主回路用の電極及び負荷側導体と接地側導体とを接触／離脱する接地回路用の電極を備えたスイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
母線からの受電を、各種の負荷機器、他の電気室に配電すべく用いられるスイッチギヤは、母線との接続のための母線側導体、負荷への送電ケーブルとの接続のための負荷側導体等の接続導体と共に、母線側導体と負荷側導体とを接触／離脱する主回路開閉器、負荷側導体を接地するための接地開閉器、監視制御に必要な制御機器等の内部機器を、接地金属製の金属外箱内に適宜に配設して構成されている。
【０００３】
この種のスイッチギヤの一種として、特公平７−２８４８８号公報に開示されているように、主たる内部機器としての主回路開閉器及び接地開閉器を接続導体の一部とともに一体化して構成された機能ユニットを備え、この機能ユニットを金属外箱内に配置して、母線及び送電ケーブルとの接続のみを行えばよい構成としたスイッチギヤがある。
【０００４】
図７は、前記特公平７−２８４８８号公報に開示されたスイッチギヤの要部の構成を示す図、図８はその電気的接続図である。これら図７、図８に示すスイッチギヤは、絶縁性ガスが封入され、その周壁の一部を内外に貫通する態様に送電ケーブル接続用のブッシング１０１と、母線接続用のブッシング１０２（図８参照）とを備える容器１００の内部に、第１，第２，第３の開閉器１０３，１０４，１０５及び真空開閉器の真空消弧室１０６を配した構成となっている。
【０００５】
図８に示す如く、母線接続用のブッシング１０２を介して外部の母線（図示せず）に接続された三相の夫々に対応する母線側分岐導体１０７は、図７に示す如く、絶縁支持碍子１０８により支持されて容器１００内に配設されており、これらは、真空消弧室１０６の内部に構成された固定電極１０９及び該固定電極１０９に対し移動可能な可動電極１１０と第１の開閉器１０３とを介して、絶縁支持碍子１１１に固定支持された中間導体１１２に接続され、該中間導体１１２により２方向に分岐され、夫々の分岐は、第２，第３の開閉器１０４，１０５を介して送電ケーブル接続用のブッシング１０１に支持された負荷側導体１１３に接続され、該負荷側導体１１３を経て外部の送電ケーブル（図示せず）に接続されている。
【０００６】
開閉器１０３，１０４，１０５は、金属リンク１１４及び絶縁リンク１１５を介して伝達される図示しない各別の駆動源の動作に応じて夫々の枢支軸回りに揺動する揺動電極１１６を備えている。
【０００７】
第１の開閉器１０３は、その揺動電極１１６の揺動位置に応じて、真空消弧室１０６内部の可動電極１１０と前記中間導体１１２の対応位置に突設された固定電極１０９とを接続する閉路位置と、前記揺動電極１１６と接地側導体１１７とを接続する接地閉路位置と、両位置の中間であり、前記固定電極１０９及び接地側導体１１７から離れた断路位置とを実現する構成となっている。
【０００８】
また第２，第３の開閉器１０４，１０５は、夫々の揺動電極１１６，１１６の揺動により、負荷側導体１１３及び中間導体１１２の対応位置に夫々突設された固定電極及び接地側導体１１８,１１９との間にて、第１の開閉器１０３と同様の３位置を実現する構成となっている。
【０００９】
以上の構成によれば、母線側分岐導体１０７と負荷側導体１１３とを接触／離脱する主回路電極部と、負荷側導体１１３を接地するための接地回路電極部とが、接続導体と共に絶縁性ガスが封入された容器１００の内部に配設されており、母線側分岐導体１０７をブッシング１０２を介して容器１００の外側の母線に接続し、負荷側導体１１３をブッシング１０１を介して容器１００の外側の送電ケーブルに接続すればよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが以上の如き従来のスイッチギヤにおいて、真空消弧室１０６内部の固定電極１０９及び可動電極１１０は、主回路を開閉する作用のみを行い、第１の開閉器１０３が、他の回路との切り離しのための断路器と、前記真空消弧室１０６内の可動電極１１０を断路下にて接地する接地開閉器とを兼ね、更に第２，第３の開閉器１０４，１０５が、夫々に対応する負荷側導体１１３を接地する接地開閉器としての機能を果たす構成であり、母線側分岐導体１０７と負荷側導体１１３との間に２つの開閉器（第１の開閉器１０３と第２の開閉器１０４、又は第３の開閉器１０５）が直列に配置されることから、これらの配置スペースを確保するために容器１００の小型化が制限され、また、コスト高になるという問題があった。
【００１１】
また、内部に絶縁性ガスが封入され容器１００内に前記開閉器１０３，１０４，１０５が配置されているから、これら開閉器１０３，１０４，１０５においては、三相の相間、対地間、断路位置での可動電極及び固定電極間に前記封入ガスの種類に応じた絶縁距離を確保する必要があり、前記開閉器１０３，１０４，１０５の夫々が大型化する上、各開閉器１０３，１０４，１０５間に十分な間隔を保つために、容器１００内の配設効率が悪く、該容器１００の小型化が制限されるという問題があった。
【００１２】
また、真空消弧室１０６は、図８に示す三相回路において単相毎に設けられているから、これら真空消弧室１０６の配設位置の確保のために容器１００の小型化が制限され、また製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１３】
更には、容器１００の内部においてアーク短絡が発生した場合、容器１００内に封入された絶縁性ガスが、アークエネルギにより短時間の内に高温、高圧となる一種の爆発現象が引き起こされることから、前記容器１００には、高圧の放圧のための開放部分を設ける必要がある上、放圧完了までの高圧状態に耐える強度が要求されることとなり、容器１００の構造が複雑化し、製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来に比して大幅な小型化、及び製品コストの低下を図ることができ、さらに内部におけるアーク短絡事故の発生時にも爆発を引き起こすことがない安全性の高いスイッチギヤを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るスイッチギヤは、１つの真空接地容器内の一端部に、主回路用の固定電極が、他端部に接地回路用の固定電極が単相又は複相分夫々配置してあり、これら固定電極間に、接触導体により負荷側導体に移動可能に接続される移動導体が直線移動可能に絶縁支持され、該移動導体の移動方向一端部に主回路用の可動電極が、移動方向他端部に接地回路用の可動電極が夫々設けてあり、前記真空接地容器には、母線側導体を絶縁支持して真空接地容器の外側に突出させるブッシングと、前記移動導体の移動方向と交差する位置で回動可能な操作軸とを備え、前記移動導体を前記操作軸により直線移動させるように操作軸及び移動導体が複数のリンク部材を介して連結してあり、前記操作軸を回動させる駆動装置が真空接地容器の外側に設けてあり、該駆動装置の駆動に応じて前記移動導体を、主回路用の可動電極が固定電極に接触する閉路位置と、前記接触が離れる開路位置と、前記接触がさらに離れる断路位置及び接地回路用の可動電極が固定電極に接触する接地閉路位置との４位置間にて直線移動可能に構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第２発明に係るスイッチギヤは、１つの真空接地容器内の一端部に、主回路用の固定電極が、他端部に接地回路用の固定電極が単相又は複相分夫々配置してあり、これら固定電極間に、可撓導体により負荷側導体に移動可能に接続される移動導体が直線移動可能に絶縁支持され、該移動導体の移動方向一端部に主回路用の可動電極が、移動方向他端部に接地回路用の可動電極が夫々設けてあり、前記真空接地容器には、母線側導体を絶縁支持して真空接地容器の外側に突出させるブッシングと、前記移動導体の移動方向と交差する位置で回動可能な操作軸とを備え、前記移動導体を前記操作軸により直線移動させるように操作軸及び移動導体が複数のリンク部材を介して連結してあり、前記操作軸を回動させる駆動装置が真空接地容器の外側に設けてあり、該駆動装置の駆動に応じて前記移動導体を、主回路用の可動電極が固定電極に接触する閉路位置と、前記接触が離れる開路位置と、前記接触がさらに離れる断路位置及び接地回路用の可動電極が固定電極に接触する接地閉路位置との４位置間にて直線移動可能に構成してあることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１〜図５は本発明に係るスイッチギヤの構成を示すもので、図１は主回路用の可動電極が閉路位置へ移動した状態の縦断側面図、図２は同じく縦断正面図、図３は主回路用の可動電極が開路位置へ移動した状態の縦断側面図、図４は主回路用の可動電極が断路位置へ移動した状態の縦断側面図、図５は接地回路用の可動電極が接地閉路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【００２４】
これらの図１〜図５に示すスイッチギヤは、内部が高真空に維持される密閉状の１つの真空接地容器１の内部の一端部に、母線側導体２に接続される主回路用の３つの固定電極３が、他端部に、接地側導体４に接続される接地回路用の３つの固定電極５が夫々内装され、さらに、これら固定電極３，５間に、負荷側導体６に接続される３つの移動導体７が直線移動可能に絶縁支持され、これら移動導体７の移動方向一端部に、前記固定電極３と対向する主回路用の可動電極８が、移動導体７の移動方向他端部に、前記固定電極５と対向する接地回路用の可動電極９が夫々設けられた三相用のスイッチギヤであるが、各相の構造は同じであるため、以下主として１相の構造について説明する。
【００２５】
真空接地容器１の一端部には、真空接地容器１を内外に貫通する３本の母線側導体２が、真空接地容器１の外側に設ける絶縁性を有する母線側の３つのブッシング１０を介して絶縁支持され、これら母線側導体２の真空接地容器１内側端部に前記固定電極３を設け、各母線側導体２の真空接地容器１外側への突出端部を、真空接地容器１の外側に配設された母線１１に接続導体１２を介して夫々接続されている。
【００２６】
真空接地容器１の他端部には、真空接地容器１を内外に貫通する３本の接地側導体４が、真空接地容器１の内部に設ける絶縁性を有する３つのブッシング１３を介して絶縁支持され、これら接地側導体４の真空接地容器１内側端部に前記固定電極５を設け、各接地側導体４の真空接地容器１外側への突出端部を適宜に接地させている。
【００２７】
真空接地容器１の中間部の一側面には、真空接地容器１を内外に貫通する３つの負荷側導体６が、絶縁性を有する３つのブッシング１４を介して絶縁支持され、これら負荷側導体６の真空接地容器１内側端部に、前記各移動導体７の中間に常時接触して、移動導体７の直線移動を許容する環状の接触導体１５を設け、各負荷側導体６の真空接地容器１外側への突出端部が３本の外部ケーブル１６に接続されている。
【００２８】
真空接地容器１の中間部の他側面には、前記各移動導体７を支持する３つの貫通孔１７ａが設けられた絶縁性を有する平板状の支持体１７を設けて、該支持体１７の各貫通孔１７ａに前記移動導体７を、前記固定電極３，５に向かって直線移動可能に支持している。
【００２９】
この移動導体７は、導電性を有する１本の棒状部材を用いてなり、該移動導体７の前記支持体１７に対し固定電極３側の中間部を、第１及び第２リンク部材１８，１９と、前記移動導体７の移動方向と交差する方向（実質的に直交する方向）へ真空接地容器１を内外へ貫通して設けた回動可能な操作軸２０とを介して駆動装置２１に連動連結されている。また、移動導体７の前記支持体１７に対し固定電極５側の中間部に前記接触導体１５を挿嵌している。
【００３０】
第１リンク部材１８は、絶縁性を有しており、その一端部が操作軸２０に固定され、第１リンク部材１８の他端部及び前記移動導体７に第２リンク部材１９の両端部を連結ピンにより相対回転自由に連結し、操作軸２０の回転による第１リンク部材１８の他端部の円弧運動を第２リンク部材１９により直線運動に変換し、移動導体７の中間部に駆動力を伝達して、該移動導体７を直線移動させるようにしている。
【００３１】
操作軸２０は、封止部材２２により真空接地容器１外部との気密性が保たれ、また、絶縁性を有する第１リンク部材１８により、通電されている移動導体７から操作軸２０は絶縁されている。
【００３２】
以上の如く構成したスイッチギヤは、母線１１からの通電が、接続導体１２により真空接地容器１の一端部に絶縁支持された母線側導体２から主回路用の固定電極３へ通電される。また、外部ケーブル１６は、真空接地容器１の一側面に絶縁支持された負荷側導体６及び移動導体７の中間部に接触する接触導体１５から移動導体７へ通電される。前記接触導体１５は、移動導体７が直線移動しても電気的接触を保ち移動導体７へ通電する。
【００３３】
図１の状態は移動導体７が真空接地容器１の一端部の閉路位置へ移動して主回路用の可動電極８と固定電極３とが接触した閉路状態であって、母線１１からの通電が、接続導体１２、母線側導体２、主回路用の固定電極３及び可動電極８、移動導体７、接触導体１５、負荷側導体６から外部ケーブル１６へ通電されている。
【００３４】
次に図１の閉路状態から駆動装置２１により操作軸２０を図１の反時計方向へ所定角度回動して、移動導体７を真空接地容器１の他端側の開路位置へ移動して主回路用の可動電極８を固定電極３から離すことにより、図３に示す如く母線１１から主回路用の可動電極８への通電が遮断され、開路状態となる。
【００３５】
次に図３の開路状態から駆動装置２１により操作軸２０を図３の反時計方向にさらに所定角度回動して、移動導体７を真空接地容器１の他端側の断路位置へ移動して図３の開路状態よりもう１段階主回路用の可動電極８を固定電極３から離すことにより、前記可動電極８及び固定電極３の絶縁距離が増し、図４に示す如く母線１１から主回路用の可動電極８への電路が切られ断路状態となる。
【００３６】
次に図４の断路状態から駆動装置２１により操作軸２０を図４の反時計方向にさらに所定角度回動して、移動導体７を真空接地容器１の他端側の接地閉路位置へ移動することにより、図５に示す如く接地回路用の可動電極９が固定電極５に接触され、外部ケーブル１６が接地される。
【００３７】
また、図５の接地閉路状態から駆動装置２１により操作軸２０を図５の時計方向へ所定角度回動することにより、逐次移動導体７が真空接地容器１の一端側に直線移動して、接地閉路状態から図４の断路状態、図３の開路状態、図１の閉路状態へと切換えることができる。
【００３８】
実施の形態２
図６は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態２の構成を示す縦断側面図である。
【００３９】
この実施の形態２は、実施の形態１における接触導体１５に代えて、移動導体７の移動に伴い弾性変形する可撓導体２３を設けたものであり、基本的な構成は実施の形態１と同じであるから、共通点の図面及び詳細な説明を省略する。
【００４０】
可撓導体２３は、図６に示す如く細長の平板状に形成され、その一端部が負荷側導体６に、また、他端部が移動導体７に夫々取付ねじにより固定され、中間部が移動導体７の直線移動に対して自由に変形するようにしている。
【００４１】
以上の如く構成されたスイッチギヤにおいては、実施の形態１と同様の作用効果が得られて、しかも、移動導体の移動に伴い可撓導体を弾性変形させるから、移動導体の移動に影響されることなく、該移動導体の負荷側導体への導通を確実に維持することができる。
【００４２】
尚、以上の実施の形態では、三相用のスイッチギヤについて説明したが、その他、四相用以上のスイッチギヤまたは一相用のスイッチギヤであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明及び第２発明に係るスイッチギヤによれば、高電圧となる主回路電極部及び接地電極部単相又は複相分を、絶縁特性の優れた１つの真空接地容器に内装して、各電極部の可動電極を、真空接地容器の外側に設けた駆動装置により移動させるようにし、さらに、母線を真空接地容器の外側に配置するようにしたから、高電圧となる主回路電極部及び接地電極部をコンパクトに配置でき、全体の小型化を図ることができ、さらに製品コストの低下を図ることができる。また、真空接地容器内で例えば電流遮断機能及び断路器としての機能を一体化して多機能化を図り得るから、製品コストをより一層低下させることができるのであり、また、容器内部でのアーク短絡の発生が爆発を引き起こす虞れがないため、それに対する容器構造が不要となり、製品コストをさらに低下させることができる。
【００４４】
また、主回路電極部及び接地回路電極部が内装された１つの真空接地容器を１つの機能ユニットとし、この真空接地容器の外側に突出する母線側導体を、真空接地容器の外側に配線される母線に接続することにより、１つの機能ユニットを装着することができるから、複数の機能ユニットの拡張を容易にすることができる。
【００４５】
また、１つの移動導体に主回路用の可動電極及び接地回路用の可動電極を設けているから、可動電極の支持部を１つとして支持構造を簡単にでき、さらに、可動電極の駆動装置を１つとして駆動構造を簡単にでき、より一層の小型化及び製品コストの低下を図ることができる。
【００４６】
また、真空接地容器を貫通する一つの操作軸を回動させることにより、リンク部材を介して移動導体を移動させることができるから、真空接地容器の封止個所を少なくすることができ、構造の簡素化を図ることができて、さらに製品コストの低下を図ることができる。
【００４７】
また、移動導体を、主回路電極部の閉路状態、開路状態及び断路状態と、接地回路電極部の接地閉路状態とに直線移動させることができるから、更なる小型化及び製品コストの低下を図ることができる。
【００４８】
また、第１発明に係るスイッチギヤによれば、真空接地容器内にて移動導体を接触導体と常時接触させた状態で移動させることができるから、移動導体の移動に影響されることなく、移動導体を負荷側導体へ確実に導通させることができる。
【００４９】
また、第２発明に係るスイッチギヤによれば、真空接地容器内にて移動導体の移動に伴い可撓導体を弾性変形させるから、移動導体の移動に影響されることなく、該移動導体の負荷側導体への導通を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の主回路用の可動電極が閉路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【図２】  図１に示すスイッチギヤの縦断正面図である。
【図３】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の主回路用の可動電極が開路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【図４】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の主回路用の可動電極が断路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【図５】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の接地回路用の可動電極が接地閉路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【図６】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態２の主回路用の可動電極が閉路位置へ移動した状態の縦断側面図である。
【図７】  従来のスイッチギヤの要部の構成を示す図である。
【図８】  従来のスイッチギヤの電気的接続図である。
【符号の説明】
１  真空接地容器、２  母線側導体、３  主回路用の固定電極、４  接地側導体、５  接地回路用の固定電極、６  負荷側導体、７  移動導体、８  主回路用の可動電極、９  接地回路用の可動電極、１０  ブッシング、１１  母線、
１５  接触導体、１７  支持体、１８  第１リンク部材、１９  第２リンク部材、２０  操作軸、２１  駆動装置、２３  可撓導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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