(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気装置が収納される箱体の仕切板に支持がいしが取付けられ、真空遮断器の上部電極及び下部電極が前記支持がいしにより支持固定されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、前記真空遮断器は、略四角体の支持がいしに支持固定される前記下部電極に開閉動作させるための操作機構部が収納され、且つ当該電極を操作機構部が収納される内側電極及び電界緩和シールド用の外側電極で構成し、両電極の電界強度が最小となるように前記内側電極の外形形状を前記外側電極よりも大きくすると共に、前記外側電極の端部の曲率を、前記内側電極に接する内側よりも外側を大きくしたことを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界緩和により小型化し得る真空遮断器を用いたガス絶縁スイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
代表的なガス絶縁スイッチギヤの構成例を示す図６において、外周を軟鋼鈑で気密に囲まれ、且つ幾つかに仕切られた箱体１の内部には、ＳＦ６ガスなどの絶縁ガス２が密封されている。図示上方の室１ａには断路器３Ａ、図示下方の室１ｂには真空遮断器４および断路器３Ａと同形の断路器３Ｂが設けられている。また、これらの絶縁ガス２中の収納機器は、主回路導体６により相互が接続されており、主回路導体６は、支持がいし５により支持固定されている。そして、箱体１の側壁には受電用のケーブルヘッド７が気密に固定され、また、このケーブルヘッド７には貫通形変流器９を貫通した電力用ケーブル８が接続されて受電される。
【０００３】
なお、箱体１の天井部に設けたＴ形の気中−ガスブッシング１０により、図面上下に列盤されている隣接盤の接続がされている。
ここで、真空遮断器４を図７に示すが、真空バルブ１１の図示上下にはそれぞれ上部電極１２、下部電極１３が取り付けられ、電極１２、１３を支持がいし１４、１５により固定している。また、電極１２、１３間には絶縁板１６が真空バルブ１１と略平行して設けられている。これにより、真空バルブ１１は固定されると共に、図示していない真空バルブ１１内の一対の電極間は例えば特開平５−１２０９６７号公報に開示された上下運動を水平運動に変換する外形形状が大型のスコットラッセル機構１７に連結された絶縁操作棒１８を介して操作機構１９により開閉される。なお、電極１２、１３に設けられた接触子２０ａ、２０ｂにより他の電気機器への接続が行われる。
【０００４】
また、スコットラッセル機構１７を収納している下部電極１３を支持固定している支持がいし１５を図８に示す。図８に示すように、外形形状が大型のスコットラッセル機構１７を支持固定するため、断面楕円形状の複数の埋め込み電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃがエポキシ樹脂２２内に埋め込まれ、外形形状が下部電極１３に合わせて略四角体にモールドされている。そして、エポキシ樹脂２２の樹脂量を軽減するため、略中央部に開口部２３が設けられている。なお、エポキシ樹脂２２の一側面には、スコットラッセル機構１７に連結される操作棒２４が設けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような真空遮断器４を収納したガス絶縁スイッチギヤにおいては、以下のような問題がある。
スコットラッセル機構１７を収納した下部電極１３は、略四角体の支持がいし１５に固定され、その外形形状が略四角体となる。このため、電界緩和のためには対地間方向や相間方向の各コーナ部の曲率を大きく取らなければならない。下部電極１３の曲率を大きくすることは、略四角体が球状に近づくものとなり、下部電極１３自体が大型化して加工工数が増えるばかりでなく、重量物となる。
【０００６】
このため、真空遮断器４自体が大型化し、しいてはそれを収納しているガス絶縁スイッチギヤが大型化する。これは、最近の趨勢である小型化や軽量化に逆行するものである。
従って、本発明の目的は、真空遮断器の電極の電界緩和を図り、この真空遮断器が収納されるガス絶縁スイッチギヤの全体形状を小型化し得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のガス絶縁スイッチギヤは、電気装置が収納される箱体の仕切板に支持がいしが取付けられ、真空遮断器の上部電極及び下部電極が前記支持がいしにより支持固定されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、前記真空遮断器は、略四角体の支持がいしに支持固定された前記下部電極に開閉動作させるための操作機構部が収納され、且つ当該電極を操作機構部が収納される内側電極及び電界緩和シールド用の外側電極で構成し、両電極の電界強度が最小となるように前記内側電極の外形形状を前記外側電極よりも大きくすると共に、前記外側電極の端部の曲率を、前記内側電極に接する内側よりも外側を大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤを図１乃至図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の構成を示す側面図、図２は、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の支持がいしを示す平面図、図３は、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の支持がいしを示す要部拡大断面図、図４は、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の操作機構部を示す断面図、図５は、本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の操作機構部の電界緩和を説明するための図である。
なお、ガス絶縁スイッチギヤの構成は、従来と同様であるため説明を省略する。また、従来と同様の構成部分においては、同一符号を付した。
【０００９】
図１に示すように、真空遮断器４の真空バルブ１１の図示上下には、それぞれ上部電極１２、下部電極１３が取り付けられ、これらの電極１２、１３は支持がいし１４、１５に固定されている。これにより、真空バルブ１１は固定されると共に、図示していない真空バルブ１１内の一対の電極間が、上下運動を水平運動に変換する外形形状が大型のスコットラッセル機構１７に連結された絶縁操作棒１８を介して操作機構１９により開閉される。また、下部電極１３には、電界緩和のためのシールド２５を設けている。
【００１０】
そして、下部電極１３を支持固定する支持がいし１５は、図２に示すように、加工し易い円柱状の複数の埋め込み電極２６、２７を略四角体の支持がいし１５のコーナ部に設けている。また、それぞれの埋め込み電極２６、２７は、導電性塗料を塗布した導電層２８で同電位となっている。図３はその断面を示したものであり、絶縁層２９にＵ字状の溝３０を設け、この溝３０の内面に導電層２８を形成している。なお、支持がいし１５の略中央部には、エポキシ樹脂の樹脂量を軽減させるため開口部２３が設けられている。
【００１１】
ここで、下部電極１３に固定されているシールド２５を図４を参照して説明する。図４に示すように、スコットラッセル機構３１は、機械的強度のある鋼鈑からなるＵ字状の機構収納部３２に取り付けられ、操作軸３３により図示しない真空バルブの開閉が行われる。この機構収納部３２の外周には、軽量で加工し易いアルミ合金からなる電界緩和のシールド３４がボルト３５で固定されている。そして、機構収納部３２およびシールド３４の端部は、一定の曲率を持って段差ａが設けられ、機構収納部３２の外形形状がシールドよりも大きくなっている。
【００１２】
この段差ａによる電界緩和を図５を参照して説明する。機構収納部３２の電界強度をＥ１、シールド３４の電界強度をＥ２とすると、段差ａにより電界強度特性Ｅ１、Ｅ２は交差する。そして、図から明らかなように段差ａ＝５ｍｍを僅かに超えた点でそれぞれの電界強度Ｅ１およびＥ２が最低値となる。つまり、このような電界強度が最も低くなるところで耐電圧特性が向上し、シールド２５を小型化することができる。
【００１３】
ここで、機構収納部３２が、収納したスコットラッセル機構３１の電界緩和を行う内側電極となり、また、シールド３４が外側電極となる。
【００１４】
なお、機構収納部３２においては、操作機構の応力や動作範囲に合わせて機械的強度と大きさが決められている。これに対して、シールド３４は、電界緩和のため小さい形状となっている。このため、全体形状としては、機械的強度を有しながら電界緩和を小さいボリュームで行うことができる。
【００１５】
更に、シールド３４の曲率は、内側が機構収納部３２の側面に接するので、小さい曲率でよい。従って、シールド３４の板厚を変えることなく、外側の曲率を大きくすることができ、更なる電界緩和ができる。
【００１６】
なお、上記の実施の形態では、内側電極と外側電極との２段重ねの電極での電界緩和を説明したが、２段以上の複数段の電極を重ね合わせることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、真空遮断器の上部電極及び下部電極が支持がいしにより支持固定されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、真空遮断器は、下部電極に開閉動作させるための操作機構部が収納され、且つ当該電極を操作機構部が収納される内側電極及び電界緩和する外側電極で構成し、この内側電極及び外側電極の電界強度が抑制できるように内側電極の外形形状を外側電極よりも大きくすると共に、外側電極の端部の曲率を内側電極に接する内側よりも外側を大きくしたので、全体形状の縮小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の構成を示す側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の支持がいしを示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の支持がいしを示す要部拡大断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の操作機構部を示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るガス絶縁スイッチギヤに使用される真空遮断器の操作機構部の電界緩和を説明するための図。
【図６】代表的なガス絶縁スイッチギヤの構成図。
【図７】［図６］の真空遮断器の側面図。
【図８】［図６］の支持がいしの平面図。
【符号の説明】
１  箱体
２  絶縁ガス
３Ａ、３Ｂ  断路器
４  真空遮断器
５  支持がいし
６  主回路導体
７  ケーブルヘッド
８  電力用ケーブル
９  貫通形変流器
１０  気中−ガスブッシング
１１  真空バルブ
１２  上部電極
１３  下部電極
１４、１５  支持がいし
１６  絶縁板
１７、３１  スコットラッセル機構
１８  絶縁操作棒
１９  操作機構
２０ａ、２０ｂ  接触子
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２６、２７  埋め込み電極
２２  エポキシ樹脂
２３  開口部
２４  操作棒
２５、３４  シールド
２８  導電層
２９  絶縁層
３０  溝
３２  機構収納部
３３  操作軸
３５  ボルト
【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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