(57)【要約】【課題】可動側電極の可動コンタクトと固定側電極の接触子との接触の安定化と、装置全体の小型化に貢献できる内部構造としたガス絶縁開閉装置を提供する。【解決手段】内蔵の開閉部１２において、可動側電極１３及び固定側電極１４の各電極基部２１，３１間に絶縁支持筒４１が介挿されて各電極基部２１，３１にそれぞれ固定され、該絶縁支持筒４１にて各電極１３，１４の互いの絶縁とともに互いの連結支持がなされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動側電極の接触子と接触する可動コンタクトが固定側電極の接触子に対しても接触することで所定電路を閉路とし、前記可動コンタクトの作動により前記固定側電極の接触子と離間することで前記所定電路を開路とする開閉部を、密閉容器内の絶縁ガス雰囲気中に設置してなるガス絶縁開閉装置であって、
前記可動側電極及び前記固定側電極の各電極基部間に絶縁支持部材を介挿して各電極基部にそれぞれ固定し、該絶縁支持部材にて前記各電極の互いの絶縁とともに互いを連結支持する構造としたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁支持部材を筒形状とし、前記各電極の接触子をそれぞれ収納するように配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁支持部材は、前記各電極の接触子をそれぞれ囲む筒状の導体を一対備え、該導体の高さｈ１と前記接触子との高さｈ２との高さ比ｈ１／ｈ２を、０．８〜１．４に設定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のガス絶縁開閉装置において、
筒状とした前記絶縁支持部材の外側面を、その軸方向中央部が端部より外側に凸となる湾曲形状としたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、
筒状とした前記絶縁支持部材の内側面を、その軸方向中央部が端部より内側に凸となり中央部から端部に向けて次第に拡開する傾斜形状としたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁支持部材には、その内外を貫通する貫通孔が備えられたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統等における電路の開閉を行うガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、断路器、接地開閉器等、高電圧電路の開閉を行う開閉部をアーク消弧用の絶縁ガス雰囲気中に設置してなるガス絶縁開閉装置が知られている。
例えば特許文献１に示される装置では、絶縁ガスが充填された密閉容器内に開閉部として可動側電極と固定側電極とが備えられ、可動側電極の接触子と常時接触しつつ可動可能な可動コンタクトが固定側電極の接触子と接離することで、両電極間での電路開閉が行われる。
【０００３】
また、各電極の接触子は、周囲がそれぞれ筒状でシールド部材（導体）にて囲われており、更に各シールド部材の互いに対向する先端部には、それぞれ絶縁被覆（誘電体被覆）が施されている。つまり、シールド部材本体と絶縁被覆とで複合構造とされ、各電極がより高い絶縁性能となるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６０５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、文献１の装置のように、接触子やシールド部材を有する電極をその基端部にて片持ち状に支持すると、可動コンタクトが跨って接触する両電極の接触子間に位置ズレ（芯ズレ）が生じ易く、可動コンタクトと固定側電極の接触子との接触状態が安定しない虞があった。言い換えると、可動コンタクトと固定側電極の接触子との接触状態を安定とするには、両電極の組み立てに高い精度が必要となってしまう。
【０００６】
また、電極を片持ち状とした場合では、電極基端の支持部分の強度を増す必要があり、電極を基端部以外の部位で密閉容器に対して別途支持を行う場合では、その支持部自身の配置・取付スペースに加え、支持部の絶縁に係る同様のスペースが必要となる。このことは、開閉部ひいては装置全体の小型化に対する弊害となる。
【０００７】
また当然ながら、各電極間の絶縁性能を向上させて極間距離を小さくすることで、開閉部を小型化し、装置全体を小型化することが望まれている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、可動側電極の可動コンタクトと固定側電極の接触子との接触の安定化と、装置全体の小型化に貢献できる内部構造としたガス絶縁開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、可動側電極の接触子と接触する可動コンタクトが固定側電極の接触子に対しても接触することで所定電路を閉路とし、前記可動コンタクトの作動により前記固定側電極の接触子と離間することで前記所定電路を開路とする開閉部を、密閉容器内の絶縁ガス雰囲気中に設置してなるガス絶縁開閉装置であって、前記可動側電極及び前記固定側電極の各電極基部間に絶縁支持部材を介挿して各電極基部にそれぞれ固定し、該絶縁支持部材にて前記各電極の互いの絶縁とともに互いを連結支持する構造とした。
【０００９】
この発明では、内蔵の開閉部において、可動側電極及び固定側電極の各電極基部間に絶縁支持部材が介挿されて各電極基部にそれぞれ固定され、該絶縁支持部材にて各電極の互いの絶縁とともに互いが連結支持される。つまり、この構造の採用により、両電極が相対的に精度良く組立可能である。そのため、両電極の接触子の相対位置精度が高く（芯ズレが小さく）なり、両電極の接触子に跨って接触する可動コンタクトの各接触子との接触状態が安定する。また、先の構造の採用により、密閉容器に対して電極の支持部の強度やその数を増加させなくとも電極の支持が安定する。そのため、電極の密閉容器に対する支持の簡略化やその支持部の絶縁も省略でき、開閉部の小型化、ひいてはガス絶縁開閉装置全体の小型化に貢献する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁支持部材を筒形状とし、前記各電極の接触子をそれぞれ収納するように配置した。
この発明では、絶縁支持部材は、筒形状にて構成され、各電極の接触子をそれぞれ収納するように配置される。つまり、１つの筒状の絶縁支持部材にて、両電極を精度良く、安定した支持が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁支持部材は、前記各電極の接触子をそれぞれ囲む筒状の導体を一対備え、該導体の高さｈ１と前記接触子との高さｈ２との高さ比ｈ１／ｈ２を、０．８〜１．４に設定した。
【００１２】
この発明では、絶縁支持部材は、各電極の接触子をそれぞれ囲む筒状の導体が一対備えられ、この導体の高さｈ１と接触子との高さｈ２との高さ比ｈ１／ｈ２が、０．８〜１．４に設定される。つまり、絶縁支持部材に備えられる導体が電極の絶縁性を向上させる電極の接触子のシールド部材として機能し、この導体と接触子との高さ比を適正値に設定することで電極周りの電界を小さくでき（図２参照）、電極の絶縁性向上に貢献できる。電極の絶縁性向上となれば、電極間距離を小さくでき、装置の小型化に貢献する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のガス絶縁開閉装置において、筒状とした前記絶縁支持部材の外側面をその軸方向中央部が端部より外側に凸となる湾曲形状とした。
【００１４】
この発明では、絶縁支持部材の外側面において、軸方向中央部が端部より外側に凸となる湾曲形状に形成される。つまり、外側面を湾曲形状として絶縁支持部材の沿面距離を長くすることで、電極の絶縁性向上に貢献でき、装置の小型化にも貢献できる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、筒状とした前記絶縁支持部材の内側面をその軸方向中央部が端部より内側に凸となり中央部から端部に向けて次第に拡開する傾斜形状とした。
【００１６】
この発明では、絶縁支持部材の内側面において、軸方向中央部が端部より内側に凸となり中央部から端部に向けて次第に拡開する傾斜形状に形成される。つまり、絶縁支持部材を水平状態（軸方向が水平に向けられた状態）で使用する場合に、絶縁支持部材の内側面側に入り込んだ塵埃等が、その内側面の傾斜形状により、電極間となる絶縁支持部材の中央部に滞留しないで端部側への移動が促進される。これにより、電極の絶縁性向上に貢献でき、装置の小型化にも貢献できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁支持部材には、その内外を貫通する貫通孔が備えられた。
この発明では、絶縁支持部材にはその内外を貫通する貫通孔が備えられることから、絶縁支持部材を装着したままでその内部の状態の確認、例えば可動コンタクトや接触子の確認が可能となったり、また可動コンタクトが作動する際の絶縁支持部材内の圧力変化を小さくでき、可動コンタクトの作動力の低減できたり、絶縁支持部材内の効率的な排熱も可能となる等の効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、可動側電極の可動コンタクトと固定側電極の接触子との接触の安定化と、装置全体の小型化に貢献できる内部構造としたガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態におけるガス絶縁開閉装置の構成図。
【図２】埋込導体高さ／接触子高さの比に対する電界強さの関係を示すグラフ。
【図３】別例におけるガス絶縁開閉装置の構成図。
【図４】別例におけるガス絶縁開閉装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１０は、アーク消弧用の絶縁ガスが充填された密閉容器１１内に、断路器又は接地開閉器といった高電圧電路の開閉を行う開閉部１２を備えてなる。開閉部１２は、それぞれの電路に接続される可動側電極１３と固定側電極１４とを備え、密閉容器１１に対して支持されている。
【００２１】
可動側電極１３は、電極基部２１に円筒状の接触子２２が一体に設けられている。接触子２２の内側には、円柱状の可動コンタクト２３が挿通され、接触子２２の先端接触部と可動コンタクト２３の外側面とを接触させている。また、可動コンタクト２３は、基端部が絶縁操作棒２４と連結され、該操作棒２４の操作と連動して、接触子２２と接触しつつ該接触子２２の軸方向に進退可能となっている。
【００２２】
固定側電極１４は、可動側電極１３の接触子２２と同様に、電極基部３１に円筒状の接触子３２が一体に備えられている。固定側電極１４及び可動側電極１３は、各接触子３２，２２の軸線が同一直線上で、各接触子３２，２２の先端部同士が対向するように配置されている。
【００２３】
また、可動コンタクト２３の軸方向長さＬ１は、各電極１３，１４の接触子２２，３２の先端部間である極間距離Ｌ２よりも長いものとなっている。従って、可動側電極１３の可動コンタクト２３が最も進出した位置では（図１の状態）、可動コンタクト２３の先端部が固定側電極１４の接触子３２内に挿入され、該接触子３２の先端接触部と接触する。つまり、接触子２２，３２及び可動コンタクト２３により、両電極１３，１４は接続状態（閉路状態）となる。一方、可動コンタクト２３が最も後退した位置では、可動コンタクト２３が可動側電極１３の接触子２２内に後退し、固定側電極１４の接触子３２とは離間する。つまり、両電極１３，１４は非接続状態（開路状態）となる。
【００２４】
可動側電極１３及び固定側電極１４の各電極基部２１，３１間には、絶縁支持筒４１が介挿されている。絶縁支持筒４１は、円筒状の埋込導体４２，４３が軸方向両端部に埋め込まれるように絶縁樹脂（例えばエポキシ樹脂）にて円筒状に成形されたインサート成形品である。絶縁支持筒４１は、各接触子２２，３２から所定間隔を以てその外周側に位置するように、両端部の埋込導体４２，４３がそれぞれ電極基部２１，３１に対して固定ボルト４４にて固定されている。絶縁支持筒４１は、両電極１３，１４間の絶縁を図りつつ、電極基部２１，３１間を剛体で連結して電極基部２１，３１を互いに支持する構造とする。
【００２５】
また、絶縁支持筒４１の筒形状について、該支持筒４１の内側面４１ａは、軸方向中央部の内径ｒ１と軸方向両端部の内径ｒ２とが等しい軸方向に直線状をなすのに対し、該支持筒４１の外側面４１ｂは、軸方向中央部の外径ｒ３の方が軸方向両端部の外径ｒ４よりも大となる径方向外側に凸の湾曲形状をなしている。絶縁支持筒４１は、外側面４１ｂを外側に凸の湾曲形状として、沿面距離Ｌ３を極力長くし、また両電極１３，１４間の等電位線に対して垂直に近い状態の外側面形状としている。絶縁支持筒４１は、その軸方向長さＬ４（極間距離Ｌ２）を小さく抑えつつ、絶縁耐性を高めた形状としている。
【００２６】
また、絶縁支持筒４１の両端部の埋込導体４２，４３は、その内側に位置する各接触子２２，３２のシールド部材として機能する。
ここで、埋込導体４２の高さｈ１と接触子２２の高さｈ２との比ｈ１／ｈ２に対する電界強度の変化を図２に示す。高さ比ｈ１／ｈ２が「１」、即ち埋込導体４２と接触子２２とを同じ高さとした時の電界強度を「１」とした相対値にて示している。尚、埋込導体４３及び接触子３２の結果は同様になるため、埋込導体４２及び接触子２２側を代表して説明する。
【００２７】
同図２に示すように、埋込導体４２と接触子２２の高さ比ｈ１／ｈ２が「１」より小さくなる場合、即ち埋込導体４２よりも接触子２２の方が高い設定とした場合、接触子２２の先端部の最大電界が大きく、比ｈ１／ｈ２が小さくなるほど（接触子２２の方が高くなるほど）、電界強度は「１」より次第に大きくなる。一方、埋込導体４２と接触子２２の高さ比ｈ１／ｈ２が「１」より大きくなる場合、即ち埋込導体４２の方が接触子２２よりも高い設定とした場合、埋込導体４２を有する絶縁支持筒４１の沿面電界が大きく、比ｈ１／ｈ２が大きくなるほど（埋込導体４２の方が高くなるほど）、この場合の電界強度も「１」より次第に大きくなる。高さ比ｈ１／ｈ２が「１」〜「１．２」の範囲内が最も電界強度が小さく、高さ比ｈ１／ｈ２が「０．８」〜「１．４」の範囲内でも電界強度が十分に小さい好ましい範囲である。本実施形態では、埋込導体４２を接触子２２よりも若干高く、その高さ比ｈ１／ｈ２が「１．１」付近の最も電界強度が小さくなるよう、接触子２２及び埋込導体４２の高さ寸法が設定されている。接触子３２及び埋込導体４３についても、同様の高さ寸法に設定される。
【００２８】
次に、本実施形態の作用について、電極基部２１，３１間に絶縁支持筒４１を介挿して、電気的な絶縁を図りつつ電極基部２１，３１を剛体で連結する構造としたことで、両電極１３，１４の相対的な位置ズレが小さく、両電極１３，１４が精度良く組立可能である。そのため、両電極１３，１４の接触子２２，３２の相対位置精度が高く（芯ズレが小さく）なり、両接触子２２，３２に跨って接触する可動コンタクト２３の各接触子２２，３２との接触状態が安定する。
【００２９】
また、上記構造の採用により、密閉容器１１に対して電極１３，１４の支持部の強度やその数を増加させなくとも電極１３，１４の支持が安定する。そのため、電極１３，１４の密閉容器１１に対する支持の簡略化やその支持部の絶縁も省略でき、開閉部１２の小型化、ひいてはガス絶縁開閉装置１０全体の小型化に貢献する。
【００３０】
また、接触子２２，３２及び埋込導体４２，４３の高さｈ１，ｈ２寸法の適正化や、絶縁支持筒４１の外側面４１ｂ形状の適正化にて、絶縁支持筒４１の絶縁耐性を高くしたことで、既存のものと同等の絶縁性能とした時の絶縁支持筒４１の軸方向長さＬ４を短くすることが可能となる。そのため、電極１３，１４の接触子２２，３２間の極間距離Ｌ２を小さくでき、開閉部１２の小型化、開閉装置１０全体の小型化に貢献する。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）内蔵の開閉部１２において、可動側電極１３及び固定側電極１４の各電極基部２１，３１間に絶縁支持筒４１が介挿されて各電極基部２１，３１にそれぞれ固定され、該絶縁支持筒４１にて各電極１３，１４の互いの絶縁とともに互いが連結支持されている。つまり、この構造の採用により、両電極１３，１４が相対的に精度良く組み立てることが可能となる。そのため、両電極１３，１４の接触子２２，３２の相対位置精度が高く（芯ズレが小さく）なり、両電極１３，１４の接触子２２，３２に跨って接触する可動コンタクト２３の各接触子２２，３２との接触状態を安定とすることができる。
【００３２】
また、先の構造の採用により、密閉容器１１に対して電極１３，１４の支持部の強度やその数を増加させなくとも電極１３，１４の支持が安定する。そのため、電極１３，１４の密閉容器１１に対する支持の簡略化やその支持部の絶縁も省略でき、開閉部１２の小型化、ひいてはガス絶縁開閉装置１０全体の小型化に貢献することができる。
【００３３】
（２）各電極１３，１４の接触子２２，３２を収納するように配置される１つの絶縁支持筒４１にて、両電極１３，１４を精度良く、安定した支持を行うことができる。
（３）絶縁支持筒４１は、各電極１３，１４の接触子２２，３２をそれぞれ囲む筒状の埋込導体４２，４３が一対備えられ、この導体４２，４３の高さｈ１と接触子２２，３２との高さｈ２との高さ比ｈ１／ｈ２が、０．８〜１．４の範囲内で設定されている。つまり、絶縁支持筒４１に備えられる導体４２，４３が電極１３，１４の絶縁性を向上させる電極１３，１４の接触子２２，３２のシールド部材として機能し、この導体４２，４３と接触子２２，３２との高さ比を適正値に設定することで電極１３，１４周りの電界を小さくでき（図２参照）、電極１３，１４の絶縁性向上に貢献することができる。電極１３，１４の絶縁性向上となれば、電極１３，１４の極間距離Ｌ２を小さくでき、開閉部１２、開閉装置１０の小型化に貢献することができる。
【００３４】
（４）絶縁支持筒４１の外側面４１ｂにおいて、軸方向中央部が端部より外側に凸となる湾曲形状に形成されている。つまり、外側面４１ｂを湾曲形状として絶縁支持筒４１の沿面距離Ｌ３を長くすることで、電極１３，１４の絶縁性向上に貢献でき、開閉部１２、開閉装置１０の小型化にも貢献することができる。
【００３５】
（５）絶縁支持筒４１は、絶縁樹脂による導体４２，４３のインサート成形品よりなるため、開閉部１２（開閉装置１０）の組立性の向上に貢献することができる。
（６）絶縁支持筒４１は、絶縁樹脂にインサートされた導体４２，４３を以て電極基部２１，３１に対して固定されている。つまり、シールド部材として機能する導体４２，４３が絶縁支持筒４１の固定部も兼用することから、固定のための部材を別途用いなくて済む。
【００３６】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・絶縁支持筒４１の内側面４１ａを軸方向に直線状としたが、例えば図３に示すように、内側面４１ａにおける軸方向中央部の内径ｒ１ａを端部の内径ｒ２より小さくし（軸方向中央部が内側に凸とし）、内側面４１ａを軸方向中央部から端部に向かって次第に拡開する傾斜面４１ｃとしてもよい。この構成によれば、絶縁支持筒４１を水平状態（軸方向が水平に向けられた状態）で使用する場合に、絶縁支持筒４１の内側面４１ａ側に入り込んだ塵埃等が、その内側面４１ａの傾斜形状（傾斜面４１ｃ）により、電極１３，１４間となる絶縁支持筒４１の中央部に滞留しないで端部側への移動が促進される。これにより、電極１３，１４の絶縁性向上に貢献でき、開閉部１２、開閉装置１０の小型化にも貢献することができる。
【００３７】
・図４に示すように、絶縁支持筒４１の内側面４１ａと外側面４１ｂとを貫通する貫通孔４１ｄを設けてもよい。この構成によれば、絶縁支持筒４１を装着したままでその内部の状態の確認、例えば可動コンタクト２３や接触子２２，３２の確認が可能となったり、また可動コンタクト２３が作動する際の絶縁支持筒４１内の圧力変化を小さくでき、可動コンタクト２３の作動力（操作棒２４の操作力）の低減できたり、絶縁支持筒４１内の効率的な排熱も可能となる等の効果が期待できる。この期待する効果に応じて貫通孔４１ｄの形状、位置、数を決定する。
【００３８】
・図３及び図４に示す絶縁支持筒４１の変形例以外で、例えば絶縁支持筒４１に用いる絶縁樹脂をエポキシ樹脂以外のものを用いてもよい。
・絶縁支持筒４１を絶縁樹脂による導体４２，４３のインサート成形品としたが、絶縁樹脂部分と導体４２，４３とを別体として組み付ける態様としてもよい。
【００３９】
・絶縁支持筒４１に埋め込んだ導体４２，４３にて電極基部２１，３１に固定ボルト４４にて固定したが、導体４２，４３以外の部分で固定する態様としてもよい。その際、固定のための部材を別途用意してもよい。また、固定ボルト４４以外の固定用部材を用いてもよい。
【００４０】
・絶縁支持筒４１の外側面４１ｂを軸方向中央部が凸の湾曲形状としたが、軸方向に直線状の外側面としてもよい。
・各電極１３，１４（電極基部２１，３１）間を絶縁支持する絶縁支持部材として筒形状の絶縁支持筒４１を用いたが、これ以外の形状のもの、例えば複数の棒状や板状の部材としてもよい。
【００４１】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  請求項３に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁支持部材は、絶縁樹脂による前記導体のインサート成形品よりなることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【００４２】
（ロ）  上記（イ）に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁支持部材は、前記絶縁樹脂にインサートされた前記導体を以て前記電極基部に対して固定されたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【符号の説明】
【００４３】
１０…ガス絶縁開閉装置、１１…密閉容器、１２…開閉部、１３…可動側電極、１４…固定側電極、２１，３１…電極基部、２２，３２…接触子、２３…可動コンタクト、４１…絶縁支持筒（絶縁支持部材）、４１ａ…内側面、４１ｂ…外側面、４１ｃ…傾斜面、４１ｄ…貫通孔、４２，４３…埋込導体（導体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014035829.tif 000005
【図４】
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