(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単であり、コストが低く、高効率の熱伝達および熱放散性能を有するガス絶縁開閉装置を提供する。【解決手段】ガス絶縁開閉装置１０は、密閉ハウジング１１と、密閉ハウジング内に収容された複数の電気装置を含む。少なくとも１つの電気装置は、密閉チャンバと、密閉チャンバ内に配置され且つ互いに連接された複数の導電素子を含む。少なくとも１つの導電素子は、中空キャビティを画定する壁１３を含み、壁には開口１４ａ、１４ｂが開設され、導電素子の内部および外部を連通する放熱通路を形成する。開口は、少なくとも２つであり、導電素子の横断面に沿って対称的にまたは等間隔に設けられる。放熱通路によって熱対流を加速でき、導電素子の構造に対する変更が小さく且つ導電素子の全体サイズを変更する必要がないため、機械強度または導電性能などに悪影響を与えない。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ガス絶縁開閉装置であって、
密閉ハウジングと、
前記密閉ハウジング内に収容された複数の電気装置とを含み、
前記複数の電気装置のうち、少なくとも１つの電気装置は、密閉チャンバと、前記密閉チャンバ内に配置され且つ互いに連接された複数の導電素子とを含み、
前記複数の導電素子のうち、少なくとも１つの導電素子は、中空キャビティを画定する壁を含み、
前記壁には、開口が開設され、前記導電素子の内部および外部を連通する放熱通路を形成し、
前記開口は、少なくとも２つであり、前記導電素子の横断面に沿って対称的にまたは等間隔に設けられる、ガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
前記開口は、前記導電素子の接続部位もしくは前記接続部位に隣接する横断面に設けられる、または前記導電素子の電界分布が均一である領域の横断面に設けられる、請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
前記開口は、前記導電素子の複数の横断面に沿って設けられ、
前記複数の横断面は、前記導電素子の長手方向に沿って分布する、請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
前記開口は、円形、矩形、または長円形に設けられる、請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項５】
前記電気装置は、遮断器（１０）を含み、
前記遮断器（１０）は、遮断器ハウジング（１１）と、前記遮断器ハウジング（１１）内に封止されたシールドカバー（１３）とを含み、
前記開口は、前記シールドカバー（１３）に設けられた第１放熱口である、請求項１から４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項６】
前記第１放熱口は、前記シールドカバー（１３）の横断面に沿って、電界分布が均一である領域に設けられた円形孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）である、請求項５に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項７】
前記電気装置は、遮断スイッチ（２０）を含み、
前記遮断スイッチ（２０）は、遮断スイッチハウジング（２１）と、前記遮断スイッチハウジング（２１）内に封止された可動導体（２２）とを含み、
前記開口は、前記可動導体（２２）に設けられた第２放熱口である、請求項１から４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項８】
前記第２放熱口は、前記可動導体（２２）の横断面に沿って、接続部位または前記接続部位に隣接して設けられた矩形溝または長円形溝（２７ａ、２７ｂ）であり、
前記矩形溝または前記長円形溝は、前記可動導体（２２）の横方向または縦方向に沿って延在する、または前記可動導体（２２）の横方向または縦方向に対して斜めに延在する、請求項７に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項９】
前記電気装置は、母線（３０）を含み、
前記母線（３０）は、互いに連接され且つ連接端部がシールドカバー（３１）に被覆されるコンタクトホルダ（３３）と導電ロッド（３２）とを含み、
前記開口は、前記コンタクトホルダ（３３）および／または前記導電ロッド（３２）に設けられた第３放熱口である、請求項１から４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１０】
前記第３放熱口は、前記コンタクトホルダ（３３）および／または前記導電性ロッド（３２）の横断面に沿って、接続部位または前記接続部位に隣接して設けられた円形孔（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）である、請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本実用新案は、高圧開閉装置の技術分野に関し、より具体的には、ガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）は、金属によって封止されたコンパクトな開閉装置であり、金属容器内に封止された遮断器、遮断スイッチおよび母線などの素子から構成される。金属容器の内部に絶縁ガスが充填されているため、密閉空間内で安全に動作することができる。ＧＩＳの設置面積が小さく且つ信頼性が高いため、複雑なスイッチの応用に巧妙な解決手段を提供することができ、人口密度の高い地域、都市計画および過酷な環境などに適する。
【０００３】
ガス絶縁開閉装置が完全に封止されているため、内部の温度上昇が高く、熱がガスチャンバ外部の空気のみによって放熱される。したがって、高電流負荷下で長時間に動作する場合、熱が徐々に蓄積され、ガスチャンバ内部の温度が急速に上昇する。国際電気標準または国家標準の高圧スイッチ製品に対する規定によれば、導体または他の導電部材の試験電流下の温度上昇値は、６５Ｋまたは７５Ｋを超えてはならない。したがって、製品設計段階において製品の放熱性能、主に生成熱の減少および放熱の増加を十分に考慮すべきである。現在、ＧＩＳ温度上昇を低減するための解決策は、以下のように、すなわち、部品のサイズを拡大すること、電気接触面積を増加させること、部品の材料を変更すること、接続構造を最適化すること、または散熱器などを増設することに要約することができる。しかしながら、これらの解決策の殆どは、材料コストまたは設計コストの増加を引き起こすため、効率的で信頼性が高く且つ低コストの散熱手段を提供する必要がある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
実用新案の内容
本実用新案の目的は、上述した従来技術に存在する欠点を克服し、ガス絶縁開閉装置を提供することである。本実用新案のガス絶縁開閉装置は、改良された放熱構造を有するため、低コストで製品の温度上昇を効果的に低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本実用新案は、ガス絶縁開閉装置を提供する。このガス絶縁開閉装置は、密閉ハウジングと、密閉ハウジング内に収容された複数の電気装置を含む。複数の電気装置のうち、少なくとも１つの電気装置は、密閉チャンバと、密閉チャンバ内に配置され且つ互いに連接された複数の導電素子を含む。複数の導電素子のうち、少なくとも１つの導電素子は、中空キャビティを画定する壁を含み、壁には開口が開設され、導電素子の内部および外部を連通する放熱通路を形成する。開口は、少なくとも２つであり、導電素子の横断面に沿って対称的にまたは等間隔に設けられる。
【０００６】
上記の技術的考案に基づき、本実用新案は、以下の１つ以上の代替的な形態をさらに含むことができる。
【０００７】
いくつかの代替的な形態において、開口は、接続部位もしくは接続部位に隣接する導電素子の横断面に設けられる、または導電素子の電界分布が均一である領域の横断面に設けられる。
【０００８】
いくつかの代替的な形態において、開口は、導電素子の複数の横断面に沿って設けられ、複数の横断面は、導電素子の長手方向に沿って分布する。
【０００９】
いくつかの代替的な形態において、開口は、円形、矩形、または長円形に設けられる。
いくつかの代替的な形態において、電気装置は、遮断器を含み、遮断器は、遮断器ハウジングと、遮断器ハウジング内に封止されたシールドカバーとを含み、開口は、シールドカバーに設けられた第１放熱口である。
【００１０】
いくつかの代替的な形態において、第１放熱口は、シールドカバーの横断面に沿って、電界分布が均一である領域に設けられた円形孔である。
【００１１】
いくつかの代替的な形態において、電気装置は、遮断スイッチを含み、遮断スイッチは、遮断スイッチハウジングと、遮断スイッチハウジング内に封止された可動導体とを含み、開口は、可動導体に設けられた第２放熱口である。
【００１２】
いくつかの代替的な形態において、第２放熱口は、可動導体の横断面に沿って、接続部位にまたは接続部位に隣接して設けられた矩形溝または長円形溝であり、矩形溝または長円形溝は、可動導体の横方向または縦方向に沿って延在する、または可動導体の横方向または縦方向に対して斜めに延在する。
【００１３】
いくつかの代替的な形態において、電気装置は、母線を含み、母線は互いに連接され且つ連接端部がシールドカバーに被覆されるコンタクトホルダと導電ロッドとを含み、開口は、コンタクトホルダおよび／または導電ロッドに設けられた第３放熱口である。
【００１４】
いくつかの代替的な形態において、第３放熱口は、コンタクトホルダおよび／または導電ロッドの横断面に沿って、接続部位にまたは接続部位に隣接して設けられた円形孔である。
【００１５】
本実用新案は、放熱通路を形成することによって熱対流を加速することができ、導電素子の構造に対する変更が小さく且つ導電素子の全体サイズを変更する必要がないため、機械強度または導電性能などに悪影響を与えない。本実用新案のガス絶縁開閉装置は、構造が簡単であり、コストが低く、高効率の熱伝達および熱放散性能を有するため、広範な応用が期待される。
【００１６】
本実用新案の他の特徴および利点は、以下の図面を参照して詳しく記載された代替実施形態を介してよりよく理解される。図面において、同様の符号は、同様のまたは類似する部材を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実用新案の一実施形態に従って、放熱構造を有する遮断器の平面模式図である。
【図２】図１の遮断器のハウジングを取り外した後の透視模式図である。
【図３】本実用新案の一実施形態に従って、放熱構造を有する遮断スイッチの断面概略図である。
【図４】図３の遮断スイッチのハウジングを除去した後の透視模式図である。
【図５】本実用新案の一実施形態に従って、放熱構造を有する母線の平面模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
具体的な実施形態
以下、実施例の実施および使用を詳細に説明する。理解すべきことは、記載された具体的な実施形態は、単に本実用新案を実施および使用するための特定の方法を例示するものであり、本実用新案の範囲を限定するものではないことである。各構成要素の構造位置を記載する表現、例えば、上、下、頂部および底部などは、絶対的なものではなく、相対的なものである。図面に示すように各部材を配置する場合、これらの位置を記載する表現は、適切であるが、図面に示す各部材の位置を変更する場合、これらの位置を記載する表現もそれに応じて変更する。
【００１９】
本実用新案において、「横方向」とは、素子または部材の長手方向に略垂直な方向を指し、「縦方向」とは、素子または部材の長手方向に略平行な方向を指す。
【００２０】
ガス絶縁開閉装置は、一般的に、密閉ハウジングと、密閉ハウジング内に収容された複数の電気装置とを含み、複数の電気装置のうち、少なくとも１つの電気装置は、密閉チャンバと、密閉チャンバ内に配置され且つ互いに連接された複数の導電素子とを含む。当然ながら、導電素子は、遮断器、遮断スイッチおよび母線などの素子を含むが、これらに限定されない。本実用新案の考案は、ガス絶縁開閉装置の導電素子に放熱構造を設けることによって、導電素子の温度上昇を低減する。この放熱構造は、追加の部材を追加せず、導電素子の通電性能に影響を与えない一方、各導電素子の接続箇所、特に摺動接続箇所、構造が複雑で通電断面が小さく熱が発生しやすい箇所、またはガス対流が悪い箇所に設置することができる。
【００２１】
従って、本実用新案の解決手段において、複数の導電素子のうち、少なくとも１つの導電素子は、中空キャビティを画定する壁を含み、壁には、開口が開設され、導電素子の内部および外部を連通する放熱通路を形成し、開口は、少なくとも２つであり、導電素子の横断面に沿って対称的にまたは等間隔に設けられる。当然ながら、導電素子の壁に開口を開設するため、開口の数およびサイズは、導電素子全体の構造強度に対する影響を考慮する必要がある。以下の図面を参照して行われた説明において、開口の数、形状およびサイズは、例示に過ぎず、限定的なものではない。好ましい実施形態において、開口は、対で設けられる。これによって、ガス対流を有利に形成することができ、熱を迅速に放散することができる。さらに、機械強度に影響を与えない前提で、開口は、導電素子の複数の横断面に沿って設けられ、複数の横断面は、導電素子の長手方向に沿って分布する。
【００２２】
図１および図２に示す実施形態は、遮断器１０を例示とする。この遮断器１０は、遮断器ハウジング１１と、遮断器ハウジング１１内に封止された絶縁管１２およびシールドカバー１３とを含む。いくつかの実施形態において、開口は、遮蔽カバー１３に設けられた複数の第１放熱口であり、これらの第１放熱口は、シールドカバー１３の横断面に沿って、電界分布が均一である領域に設けられた円形孔である。理解すべきことは、電界分布が均一な領域に開口を設けても、シールドカバーの電磁シールド性能に悪影響を与えないことである。すなわち、開口が存在しても、シールドカバー内の電界分布の変化は、小さいまたは無視できる。
【００２３】
図１に示す実施形態において、第１放熱口は、遮蔽カバー１３の横断面に沿って対称的に設けられた円形孔１４ａ、１４ｂであってもよい。円形孔１４ａまたは１４ｂは、１つであってもよく、または複数、例えば図示のように２つであってもよい。図２に示す実施形態において、第１放熱口は、遮蔽カバー１３の横断面に沿って等間隔に設けられた複数の円形孔１４ｃであってもよい。これによって、遮蔽カバー１３の内部および外部のガス対流を加速し、遮蔽カバー１３のキャビティ内に高温密閉領域を形成することを回避する。上述したように、円形孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃの数および大きさは、シールドカバー１３の機械強度への影響に依存する。したがって、円孔を加工するときに、加工難度を下げるために、表面が平滑であり且つ強度が安定である箇所を選択すべきである。
【００２４】
図３および図４に示す実施形態は、遮断スイッチ２０を例示とする。遮断スイッチ２０は、遮断スイッチハウジング２１と、遮断スイッチハウジング２１内に封止された可動導体２２とを含む。可動導体２２は、可動側ブラケット２５および固定側ブラケット２６によって支持され、可動側シールドカバー２３および固定側シールドカバー２４によってそれぞれシールドされる。この実施形態において、摺動接続されている可動導体２２の温度上昇を低減するために、放熱するための開口は、可動導体２２に設けられた第２放熱口である。具体的には、第２放熱口は、可動導体２２の横断面に沿って、接続部位にまたは接続部位に隣接して対称的に設けられた溝２７ａ、２７ｂである。図４に示す実施形態において、溝２７ａは、長円形溝であるが、矩形溝に設けられてもよく、または円孔に設けられてもよい。代替的な実施形態において、溝２７ａ、２７ｂは、可動導体２２の横方向または長手方向に延在してもよく、または可動導体２２の横方向または長手方向に対して斜めに延在してもよい。いくつかの実施形態において、遮蔽カバー２３に放熱口を設けることができ、この放熱口は、上記の第１放熱口と同様であってもよい。
【００２５】
図５に示す実施形態において、母線３０を例示とする。母線３０は、互いに連接され且つ連接端部がシールドカバー３１に被覆されるコンタクトホルダ３３と導電ロッド３２とを含む。コンタクトホルダ３３と導電ロッド３２とが接続される時に衝突による損傷を防止するために、導電ロッド３２に面するコンタクトホルダ３３の一端にクッション３５が設けられ、コンタクトホルダ３３の他端に絶縁支持体３４が設けられる。いくつかの実施形態において、放熱するための開口は、コンタクトホルダ３３および／または導電ロッド３２上に設けられた第３放熱口である。代替的に、第３放熱口は、コンタクトホルダ３３および／または導電ロッド３２の横断面に沿って、接続部位にまたは接続部位に隣接して設けられた円形孔であってもよい。例えば、図５に示すように、第３放熱口は、コンタクトホルダ３３の横断面に沿って均一に設けられた円形孔３６ａ、３６ｂ、３６ｃであってもよく、これらの円形孔は、導電ロッド３２に隣接して設けられてもよい。いくつかの実施形態において、同様の円形孔は、導電ロッド３２の横断面に沿って設けられてもよく、これらの円形孔は、コンタクトホルダ３３に隣接して設けられてもよい。いくつかの実施形態において、コンタクトホルダ３３と導電ロッド３２との接続部位に同様の放熱口を設置してもよい。代替的な実施形態において、第１放熱口と同様に、円形の放熱口をシールドカバー３１に設けてもよい。
【００２６】
上述した本実用新案の様々な実施形態を採用し、導電素子（例えば可動導体またはシールドカバー）に対流開口を追加することによって、導電素子チャンバ内のガス対流を加速することができ、導電素子の温度上昇を低減し、ガス絶縁開閉装置の内部温度分布をより均一にすることができる。図５に示す母線３０を例として、従来の母線に比べて、本実用新案の円形孔３６ａ、３６ｂ、３６ｃを設けた母線３０は、少なくとも５〜１５％の温度降下率を得ることができ、電気接続構造の温度上昇を効果的に低減することができる。これによって、電気接続構造は、より大きな電流を耐えることができ、母線の通電能力を向上させる。
【００２７】
なお、各実施形態において、ガス絶縁開閉装置の特定の電気素子を例示として説明してきたが、放熱構造を有する電気素子を互いに組み合わせることによって、より優れた放熱効果を得ることができる。また、上記の各実施形態において、任意の既知の加工方法を用いて、例えば円形、矩形または長円形の開口を導電素子に形成することができ、加工工程が簡単であり、追加コストが低く、開口が電界および電磁遮蔽効果に殆ど影響を与えいため、部品の機械強度を保障することができ、部品の重量を低減することができ、良好な応用が期待できる。
【００２８】
なお、図面に示された実施形態の本実用新案のガス絶縁開閉装置の各選択可能な部材の選択可能な形状、寸法および配置方式は、単に例示的なものであり、限定するものではない。本実用新案の思想および範囲から逸脱することなく、他の形状、寸法および配置方式を採用することができる。
【００２９】
以上に本実用新案の技術内容および技術的特徴を開示したが、理解すべきことは、当業者は、本実用新案の創造的発想に基づき、上記で開示された考案に対して様々な変更および改良を行うことができ、これらの変更および改良のいずれも本実用新案の保護範囲に属することである。上記の実施形態の説明は、例示的なものであり、限定的なものではない。本実用新案の保護範囲は、実用新案登録請求の範囲によって決定される。
【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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