(57)【要約】小形でかつ部品点数を低減することができるようにしたガス絶縁開閉装置を提供する。  操作器によって駆動されて回転する回転軸１５の軸方中間部に径大部１６を形成している。回転軸１５の回転によって他端を弧運動させる絶縁操作ロッド１４は、フィラーを充填した樹脂で回転軸１５の径大部１６を埋め込んで一体注型して構成している。絶縁操作ロッド１４と可動子１３との接触連結部は、開閉動作時における可動子１３の中心軸線上のほぼ一点で接触するように、例えば楕円形状の接触面２１に形成している。
2010061785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスを封入した密閉容器内に、操作器によって駆動されて前記密閉容器内の気密を保持しながら回転する棒柱状の回転軸と、前記回転軸に一端側を固定しかつ回転軸の回転によって他端側を弧運動させる絶縁操作ロッドと、前記絶縁ロッドの他端側に連結されて軸方向に駆動されて開閉を行う可動子とを有するガス絶縁開閉装置において、前記回転軸の軸方向中間部に径大部を一体的に形成し、前記絶縁操作ロッドは一端側にフィラーを充填した樹脂で一体注型して前記回転軸の径大部を埋め込んで構成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において、前記絶縁操作ロッドは他端側に接触面を形成し、前記接触面を前記可動子に接触連結すると共に、前記接触面は開閉動作時における前記可動子の中心軸線上のほぼ一点で接触するように形成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１又は２において、前記回転軸の軸方向中間部の径大部は、絶縁ロッドの軸方向には径大で幅方向に径小の楕円形状
に形成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１から３において、前記樹脂の素材としてはエポキシ樹脂又はフェノール樹脂のいずれかを用いたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項５】
請求項１から４において、前記樹脂に充填するフィラーとしてアルミナ又はシリカのいずれかを用い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、回転軸を中心にして回動する絶縁操作ロッドを用いて可動子の開閉を行うガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、操作器によって開閉操作する可動子を使用した開閉器を有して構成されており、例えば、この開閉器における可動接触子の開閉動作に関連して高電圧側で金属異物が発生すると、開閉器の耐電圧性能は著しく低下する恐れがある。
このため、従来の開閉器では、例えば日本の特許公開公報２００２−２４５９０９号（特許文献１）に記載のように、接地側に金属製レバーやギヤを用いてその回転運動を直線運動に変換してから絶縁操作ロッドを介して可動子を駆動する構造、又は例えば日本の特許公開公報２００８−１７６９４２号（特許文献２）及び日本の特許公開公報平成８−２９８０４０号（特許文献３）に記載のように、絶縁操作ロッドの円弧運動を可動子との接触連結を利用して直線運動に変換する構造が、異物発生抑制に優れたものとして提案されている。
特に、後者の絶縁操作ロッドの円弧運動を用いた構造は、部品点数の削減や小形化を図りやすい特徴を有している。この種の構成における絶縁操作ロッドとしては、その素材としてガラス繊維を主体とした所謂繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が一般的に用いられ、機械強度が高く、比較的低コストである。
しかし、ＦＲＰは製造時にホローファイバーが使用する樹脂の中に混入すると、絶縁操作ロッドの絶縁耐力が著しく低下することや、分解ガスによってガラス繊維が侵されるため経年劣化により絶縁耐力が低下するため、ホローファイバーレスＦＲＰの実現やコーティング技術の向上により課題を解決している。
しかしながら、従来のガス絶縁開閉装置では、上述した絶縁操作ロッドの円弧運動を用いた構造の場合、ＦＲＰ製の絶縁操作ロッドと高圧電極或いは接地電極との間には微小ギャップができてしまうため、電界が集中して絶縁の弱点となり易くなる。これを改善するため、一般的には微小ギャップ部の周りを電界緩和用シールドで覆うことが考えられるが、この電界緩和シールドが開閉器全体としての小形化の妨げになってしまうという問題があった。
本発明の目的は、小形でかつ部品点数を低減することができるようにしたガス絶縁開閉装置を提供することである。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は上述の目的を達成するために、絶縁性ガスを封入した密閉容器内に、操作器によって駆動されて前記密閉容器内の気密を保持しながら回転する棒柱状の回転軸と、前記回転軸に一端側を固定しかつ回転軸の回転によって他端側を弧運動させる絶縁操作ロッドと、前記絶縁ロッドの他端側に連結されて軸方向に駆動されて開閉を行う可動子とを有するガス絶縁開閉装置において、前記回転軸の軸方向中間部に径大部を一体的に形成し、前記絶縁操作ロッドは一端側にフィラーを充填した樹脂で一体注型して前記回転軸の径大部を埋め込んで構成したことを特徴とする。
好ましくは、前記絶縁操作ロッドは他端側に接触面を形成し、前記接触面を前記可動子に接触連結すると共に、前記接触面は開閉動作時における前記可動子の中心軸線上のほぼ一点で接触するように形成したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
また好ましくは、前記回転軸の軸方向中間部の径大部は、絶縁ロッドの軸方向には径大で幅方向に径小の楕円形状に形成したことを特徴とする。
更に好ましくは、前記樹脂の素材としてはエポキシ樹脂又はフェノール樹脂のいずれかを用いたことを特徴とする。
また更に好ましくは、前記樹脂に充填するフィラーとしてアルミナ又はシリカのいずれかを用いたことを特徴とする。
発明の効果
本発明によるガス絶縁開閉装置によれば、樹脂に充填したフィラーによる耐摩耗性の向上のみならず、補強効果の向上、残留応力の低減により、機械的強度を大幅に向上させ、従来のＦＲＰ製の絶縁操作ロッドに比べて絶縁耐力の向上を図ることができ、絶縁信頼性を確保しながらガス絶縁開閉装置の小形化及び部品点数の削減を図ることができる。
その上、絶縁操作ロッドの一端側に、フィラーを充填した樹脂で一体注型する回転軸の軸方向中間部の径大部は、この断面形状を楕円形に形成すると、絶縁操作ロッドの絶縁耐力をより一層の向上させることができる。
また、絶縁操作ロッドを注型する樹脂の素材としてエポキシ樹脂やフェノール樹脂を使用すると、従来のＦＲＰ製のもので必要であったコーティング作業を省略しても、耐水性や耐ＳＦ６分解ガス性に優れた絶縁操作ロッドを得ることができる。しかも、注型する樹脂に充填するフィラーとして、アルミナ又はシリカのいずれかを用いるようにすると、絶縁操作ロッドの耐摩耗性や機械的強度を大幅に向上させることができる。
更に、本発明のガス絶縁開閉装置では、絶縁操作ロッドが所定角度の範囲で回動したときに接触面における可動子との接触位置は変化するが、両者の接触点は常に可動子のほぼ中心軸線上となる。従って、絶縁操作ロッドを回動して可動子を閉路方向に駆動したとき、可動子はその中心軸線上を直線的に円滑に移動することになる。
絶縁操作ロッドにおける可動子との接触面を円状にした場合、絶縁操作ロッドが回動するにつれて可動子との接触点が可動子の中心軸線から外れてしまい、絶縁操作ロッドから駆動力を伝達すると、可動子の中心軸線に対して直角方向の成分が生じ、全体として可動子の中心軸線に対して斜めに作用する力が作用するようになり、摩擦抵抗が増大して摺動部から金属性異物などを発生させてしまう。しかし、上述の接触面形状とすることによって絶縁物から成る絶縁操作ロッドと金属材料から成る可動子に加わる摺動摩擦力が大幅に低減することになり、可動子はその中心軸線上を滑らかに移動し、同部からの金属性異物の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の一実施例であるガス絶縁開閉装置の閉路状態を示す断面図である。
図２は、図１に示したガス絶縁開閉装置の開路状態を示す断面図である。
図３は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部を示す斜視図である。
図４は、樹脂に対するアルミナ充填量と摩耗量の関係を示す特性図である。
図５は、樹脂に対するアルミナ充填量と強度の関係を示す特性図である。
図６は、樹脂に対するアルミナ充填量と線膨張係数の関係を示す特性図である。
図７は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部の寸法関係を示す拡大図である、
図８は、絶縁操作ロッドの回動変化に対する接触位置の移動量変化曲線を示す特性図である。
図９は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部を模式的に示す拡大図である。
図１０は、従来のガス絶縁開閉装置の要部を模式的に示す正面図である。
図１１は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部を示す拡大図である。
図１２は、従来のガス絶縁開閉装置の要部を拡大して示す正面図である。
図１３は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部を拡大して示す平面図である。
図１４は、図１に示したガス絶縁開閉装置の要部を拡大して示す断面図である。
図１５は、本発明の他の実施例であるガス絶縁開閉装置の要部を拡大して示す平面図である。
図１６は、図１５に示したガス絶縁開閉装置の要部断面図である。
図１７は、本発明の更に他の実施例であるガス絶縁開閉装置の要部を拡大して示す平面図である。
図１８は、図１７に示したガス絶縁開閉装置の要部断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
【実施例１】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置としての断路器を示す断面図である。
加圧状態の窒素、乾燥空気、ＳＦ６ガスなどの絶縁媒体を封入して接地した密閉容器１内には、絶縁スペーサ４、５によって密閉容器１から電気的に絶縁した状態で高電圧導体２、３が支持されている。
絶縁スペーサ４の中心導体６には固定側接触子７が取り付けられ、この固定側接触子７の外周部には電界緩和用シールド８が配置されている。また、絶縁スペーサ５の中心導体９には、可動側筒状導体１０を介して可動側接触子１１が取り付けられ、この可動側接触子１１の外周部には電界緩和用シールド１２が配置されている。
固定側接触子７と可動側接触子１１間を開閉可能に橋絡した可動子１３は、その中心軸線上を開閉動作するように絶縁操作ロッド１４の一端側、つまり自由端側に接触連結されている。この絶縁操作ロッド１４の他端側には、気密を保持しながら密閉容器１外に導出した回転軸１５が連結され、この回転軸１５には図示しない操作器が連結されている。
可動子１３と絶縁操作ロッド１４との接触連結構造については詳細を後述するが、絶縁操作ロッド１４における自由端側の両面には、可動子１３と接触する部分を工夫した曲面をそれぞれ有しており、一方、この両曲面と接触する可動子１３における部分は平面であり、両者はほぼ一点で接触することになる。
独特の曲面構造によって、絶縁操作ロッド１４から可動子１３を図示の左方に駆動する閉路時、また絶縁操作ロッド１４から可動子１３を図示の右方に駆動する開路時に、可動子１３と絶縁操作ロッド１４間の接触点は常時、可動子１３のほぼ中心軸線上に保たれるようにしている。
今、図示しない操作器によって回転軸１５を時計方向に回動すると、この回転軸１５と一体的に形成した絶縁操作ロッド１４は、回転軸１５を中心にしてその自由端側を時計方向に回転し、接触連結した可動子１３をその中心軸線上で右方の断路方向に駆動することになる。
やがて、可動子１３の先端側は固定側接触子７から開離し、電界緩和用シールド１２内にまで移動して図２に示した断路状態となる。一方、図２の断路状態から図示しない操作器によって回転軸１５を反時計方向に回動すると、この回転軸１５と一体的に形成した絶縁操作ロッド１４は、回転軸１５を中心にしてその自由端側を反時計方向に移動する。絶縁操作ロッド１４は、接触連結した可動子１３をその中心軸線上で左方の閉路方向に駆動することになるから、可動子１３の先端側が固定側接触子７に接触して図１に示した閉路状態となる。
図３は、絶縁操作ロッド１４と回転軸１５の連結部を拡大して示す斜視図である。
回転軸１５は棒柱状であり、その軸方向の中間部には外周部に電界緩和用の丸みを施した一体型の径大部１６を有している。この一体型の径大部１６は、例えば、絶縁ロッド１４の軸方向には径大で幅方向に径小の楕円形状に形成されている。回転軸１５の径大部１６は上記した楕円形状に限定されるものではなく、角部分を面取りした多角形に形成して使用することもでき、これにより電界集中や応力集中を防止することができる。
通常、絶縁操作ロッド１４はＦＲＰ製のものが使用されるが、ここでは径大部１６における回転軸１５の軸方向両端面１６ａ、１６ｂまで包含して、詳細を後述するエポキシ樹脂にフィラーとしてアルミナを充填した樹脂で一体注型して製作している。これにより、樹脂が硬化する時の収縮により絶縁操作ロッド１４と回転軸１５の径大部１６との両者間の隙間をなくして、樹脂と回転軸１５及び径大部１６との間に微小ギャップが発生することを防止している。
図４は、エポキシ樹脂にフィラーとしてアルミナ又はシリカを充填した場合における充填量と耐摩耗性能の関係を示す特性図である。図４から分かるようにアルミナを充填した実線で示す摩耗曲線１７Ａ及びシリカを充填した破線で示す摩耗曲線１７Ａは、双方ともアルミナ又はシリカの充填量が多くなるに従って、剛性の高いアルミナ又はシリカがエポキシ樹脂の摩耗を抑える効果が顕著に表れることを示している。なお、これらフィラーとして用いるアルミナ又はシリカの充填量は、４５から７５Ｗｔ％が実用範囲である。
また図５は、エポキシ樹脂にフィラーとしてアルミナ又はシリカを充填した場合における充填量と強度の関係を示す特性図である。図５から分かるように細実線と太実線で示す静的強度曲線１８Ａ及び疲労強度曲線１９Ａは、アルミナの充填量を一定量以上にすると、剛性の高いアルミナ粒子が樹脂内部の応力を分担して微小な剥離を抑える補強効果のために、樹脂のみの場合に比べて静的強度及び疲労強度が向上することを示している。エポキシ樹脂にシリカを充填した場合も、細破線と太破線で示すように静的強度曲線１８Ｂ及び疲労強度曲線１９Ｂともに同様の特性となっている。
更に、図６は、エポキシ樹脂にフィラーとしてアルミナ又はシリカを充填した場合における充填量と線膨張係数の関係を示す特性図である。図６に実線及び破線でそれぞれ示すアルミナ又はシリカの線膨張曲線２０ＡとＢは、いずれもエポキシ樹脂中のアルミナ充填量を多くしていくと線膨張係数が小さくなり、鉄の線膨張係数（１．３×１０−５／℃）、銅の線膨張係数（１．７×１０−５／℃）、アルミニウムの線膨張係数（２．５×１０−５／℃）との差が小さくなることを示している。
例えば、エポキシ樹脂を用いた場合、アルミナの充填量を５０Ｗｔ％程度にすると、線膨張係数をアルミニウムと同等にすることができる。エポキシ樹脂に充填するフィラーとしてのアルミナ又はシリカは、使用するアルミニウムや銅や鉄をとの組み合せ時の線膨張係数を考慮して使用することができる。
従って、図３に示したように絶縁操作ロッド１４の製作に際して、エポキシ樹脂にフィラーとしてアルミナ又はシリカを充填し、鉄、銅、アルミニウムなど金属製の回転軸１５を一体注型すると、この樹脂の線膨張係数を回転軸１５のそれに近づけて残留応力を低減することが可能となる。
このようにして絶縁操作ロッド１４と回転軸１５とを一体注型した場合、フィラーによる耐摩耗性の向上のみならず、補強効果の向上、残留応力の低減により、機械的強度を大幅に向上できる。また、機械的信頼性を損なうことなく絶縁操作ロッド１４の薄肉化を図ることが可能となる。更に、樹脂の貫通耐電圧性能の向上も期待でき、絶縁操作ロッド１４の長さをフィラー無し樹脂の場合と比べて短くすることができる。
なお、樹脂材としてはエポキシ樹脂に限らずフェノール樹脂などの耐水性や耐分解ガス性の高い樹脂を使用することができ、フィラーとしてはアルミナに限られず、上述した如くシリカを用いてもほぼ同様の効果を期待することができる。
上述したようにガス絶縁開閉装置における断路器、また同様の構成である接地開閉器や遮断器で、開閉動作する可動子１３に操作器側からの開閉操作力を伝達する絶縁操作ロッド１４として、フィラー充填樹脂を使用して回転軸１５と一体注型した構成とすることにより、従来のＦＲＰ製の絶縁操作ロッドに比べて絶縁耐力の向上を図ることができ、絶縁信頼性を確保しながらガス絶縁開閉装置の小形化及び部品点数の削減を図ることができる。
また、絶縁操作ロッド１４を注型する樹脂の素材としてエポキシ樹脂やフェノール樹脂を使用すると、従来のＦＲＰ製で必要であったコーティング作業を省略しても、耐水性や耐ＳＦ６分解ガス性に優れた絶縁操作ロッド１４を得ることができる。
次に、絶縁操作ロッド１４の自由端側における可動子１３との連結構造について説明する。図７は、絶縁操作ロッド１４の自由端側における可動子１３との連結部を示した拡大図である。
絶縁操作ロッド１４は、上述したようにその自由端側で可動子１３と接触することになる両側の接触面２１を、可動子１３の中心軸線上で常に可動子１３とほぼ一点で接触するような曲面にしている。より具体的に説明すると、絶縁操作ロッド１４の自由端側における可動子１３との接触面２１を楕円曲率としており、楕円の短径をａ、長径をｂとしての楕円をＸＹ平面で定式化すると、次の数式１のようになる。
このとき、図７に示したように絶縁操作ロッド１４における可動子１３と接触する接触面２１は、図７に点線で示したように楕円形状の全体を有するものでも良いし、また図７に実線で示したように実際に可動子１３と接触する部分を残して、それ以外の上方部分は切り落としたものでも良い。
【数１】
2010061785.tif 000003
絶縁操作ロッド１４が回転軸１５を中心として回動する範囲、例えば垂直線に対して左右の角度θの範囲で回動して開閉動作するものとすると、−４５°＜θ＜４５°の条件では数式２に示したように円運動と比べてａθ／ｂ回転したことと等価と計算できる。このことを考慮した場合に、絶縁操作ロッド１４の長さである回転半径をＲとしたときに、回転半径Ｒが短径ａ、長径ｂに比べて十分な長さであり、θ＜２０°の場合には近似的にＲ≒６．５√（ｂ２−ａ２）が成り立つ。
【数２】
2010061785.tif 000004
これを利用すると、例えば、絶縁操作ロッド１４の回転半径Ｒ＝３００ｍｍの場合は、ａ＝２５ｍｍ、ｂ＝５０ｍｍとすると、回転軸１５を中心にして絶縁操作ロッド１４の自由端側を回転すると、可動子１３と接触する接触面２１の位置はこの回転と共に変化するが、両者が実際に接触している接触点２６は常にほぼ可動子１３の中心軸線上となり、この中心軸線に対して図９に示す接触点２６の移動を１ｍｍ以下に抑えることができる。
実用範囲を考えると、数式３で示す範囲であれば、可動子１３の中心軸線に対して接触点２６の移動量は３ｍｍ以下となり、実現範囲に保持することができる。
【数３】
2010061785.tif 000005
ここで比較のために、絶縁操作ロッド１４における可動子１３との接触面２１を円で構成した場合の接触点２６の移動量変化曲線と、同接触面２１を楕円で構成した場合の接触点２６の移動量変化曲線とを図８に示している。
前者の場合、移動量はＲ（１−ｃｏｓθ）として計算でき、回転半径Ｒ＝３００ｍｍ、回転角θ＝２０°とし、接触面２１の円を半径ｒ＝２５ｍｍ、半径ｒ＝５０ｍｍ、半径ｒ＝７５ｍｍとしたときのそれぞれの接触点２６の移動は、曲線２２、曲線２３、曲線２４のように絶縁操作ロッド１４の回転に伴って変化する。
これに対して、上述したように絶縁操作ロッド１４における可動子１３との接触面２１を楕円極率にした場合、移動量変化曲線２５で示すように接触点２６の移動量をより小さく抑えることができる。
上述したように接触面２１を数式３で示した範囲に設定した場合、可動子１３と実際に接触する接触点２６の移動量は、図９に示したように可動子１３の中心軸線に対して３ｍｍ以下となり、可動子１３の中心軸線上のほぼ一点で接触していることになる。
これに対して、接触面２１を半径ｒ＝２５ｍｍの円とした場合、図１０に示したように可動子１３と実際に接触する接触点は、回転するのに従って可動子１３の中心軸線を外れ、接触点２６ａから接触点２６ｂへと約１８ｍｍも移動することになってしまう。
次に、上述した絶縁操作ロッド１４を開閉器用として使用した場合について説明する。
上述したように絶縁操作ロッド１４は、一方の端部に一体的に注型した回転軸１５を有し、この回転軸１５を中心にして自由端側となる他端が円弧状に回転するように構成し、この他端を可動子１３の端面と接触連結するようにしている。
同部の平面図である図１３及び同部の拡大図である図１４に示したように、可動子１３の連結側端部には、絶縁操作ロッド１４の上部の自由端側を挿入した貫通孔２７が形成されている。この貫通孔２７の形状によって、可動子１３の中心軸線に対して直角な一対の端面２８ａ、２８ｂを形成している。そして、この一対の端面２８ａ、２８ｂに接触する部分の絶縁操作ロッド１４は、その左右側にそれぞれ上述した楕円状の接触面２１を形成している。
つまり、絶縁操作ロッド１４の反時計方向の回転は可動子１３の端面２８ａを押圧して閉路動作として伝達され、また絶縁操作ロッド１４の時計方向の回転は可動子１３の端面２８ｂを押圧して開路動作として伝達され、それぞれの端面２８ａ、２８ｂに接触する部分の絶縁操作ロッド１４に、上述した楕円状の接触面２１を形成している。
このような接触連結構造であるため、絶縁操作ロッド１４が所定角度の範囲で回動したとき可動子１３に接触する接触面２１の接触位置は変化するが、両者の接触点２６は常に可動子１３のほぼ中心軸線上となる。
従って、図１１に示したように絶縁操作ロッド１４を矢印方向に回動して可動子１３を閉路方向に駆動したとき、可動子１３はその中心軸線上を直線的に移動することになる。一方、比較のために示した図１２のように可動子１３との接触面２１を円状にした場合、絶縁操作ロッド１４が回動するにつれて可動子１３との接触点２６が可動子１３の中心軸線から外れてしまう。従って、絶縁操作ロッド１４から可動子１３に伝達される駆動力は、可動子１３の中心軸線に対して矢印で示した直角方向の成分が生じ、全体として矢印で示すように可動子１３の中心軸線に対して斜めに作用する力が作用するようになる。
これらの比較から分かるように、図１２に示した接触連結構成では、絶縁物から成る絶縁操作ロッド１４と金属材料から成る可動子１３に加わる摺動摩擦力が大きくなり、しかも可動子１３の中心軸線に対して垂直方向の成分を持つことになり、接触子１３の閉路動作時に過度の偏った力が作用してしまう。
このような場合、可動子１３と可動側接触子１１や固定側接触子７とにおける金属同士の擦れが発生し、同部から金属性異物が発生する原因となる。また、このような偏った力が大きくなると、金属性異物の発生だけでなく可動側接触子１１や固定側接触子７と可動子１３との間のかじりや曲がりが起こってしまい、開閉器の動作不能まで引き起こされる危険がある。
これに対して、上述したように図１１に示した接触構成では、可動子１３と絶縁操作ロッド１４との接触点２６が常に可動子１３の中心軸線上から殆ど変化しないため、絶縁物から成る絶縁操作ロッド１４と金属材料から成る可動子１３に加わる摺動摩擦力が大幅に低減することになり、可動子１３はその中心軸線上を滑らかに移動し、同部からの金属性異物の発生を抑えることができる。
ガス絶縁開閉装置は他の電気機器とは異なり、高電圧導体を内部に配置した密閉容器１内に金属性異物が存在すると、耐電圧性能は著しく低下する恐れがあり、そのために金属性異物が混入しないように注意深く管理されている。
しかし、組み立て時に混入する金属性異物の他に、開閉器の開閉動作時に金属性異物が発生する可能性がある。特に、開閉器部分では、その開閉動作時に作動するレバーやギア等の機構部以外にも、開閉動作時に移動する可動子１３と電気的な接触を保持する他の接触子７、１１間の摺動によって金属性異物が発生する可能性がある。
例えば、図１１に示した可動側接触子１１のように可動子１３の動作中でも電気的な接触を良好に保持するために、可動子１３の外周部に各接触片を配置したチューリップ型接触子では、複数のばね２７で接触力を作用させている。このため、各接触子７、１１を有する場合、可動子１３の外周面に均等にばね力が作用するようにするのが望ましい。
この点、上述したように可動子１３はその中心軸線上を移動するため、固定側接触子７や可動側接触子１１によるばね力が外周面に均等に作用することになり、同摺動部からの金属性異物の発生を抑制することができる。
通常、このような金属の擦れる部分の摩擦力を低下させるために、グリースなどの潤滑材を塗布して滑らかに動作させる方法が取られるが、グリースを塗布しない場合は摩擦力が大きく、擦れによる線状の金属性異物や粉状の金属性異物が発生する可能性が高い。また、グリースが塗布されていても、経年使用によるグリース劣化やグリース枯渇などの原因によりグリース性能が悪化すると、摺動部の滑らかな動作ができなくなることがある。
しかしながら、上述したように絶縁操作ロッド１４と可動子１３との接触点２６が常時、可動子１３の中心軸線上にほぼ位置するようにすると、同部の摺動摩擦力が低下するため、グリースを使用しないグリースレスが実現可能となる。
グリースを使用した場合、上述したようにグリースの経年劣化は避けられないので、通常グリース使用部は機器の点検時にグリース補充を行うが、ガス絶縁開閉装置では開閉器が密閉容器１内に構成されるため、簡単には金属容器１を開放することができずグリース補充が難しい。従って、金属の摺動部をグリースレスにできると、従来のような分解点検を実施しなくてもよくなり、長期にわたってガス絶縁開閉装置の高い信頼性を持続させることができる。
【実施例２】
【０００７】
図１５及び図１６は、他の実施例の絶縁操作ロッド１４と可動子１３の接触連結構造を示す平面図及び断面図である。
絶縁操作ロッド１４の自由端側における接触面２１の構成は、上述の場合と同様である。そして、可動子１３は、左方の電気的な通電を行う導体部分とは別に、右方の絶縁操作ロッド１４との連結を行うホルダ部分２９を有している。ホルダ部分２９は、図１３で説明した貫通孔２７を有しており、ねじ３０で導体部分に分離可能に固定している。
図１１における可動子１３と可動側接触子１１との関係からも分かるように、導体部分とは別体にしたホルダ部分２９には電流が流れないため、その構成材料としては金属材料でも良いし絶縁材料でも良い。しかし、絶縁材料でホルダ部分２９を構成した場合、絶縁操作ロッド１４と接触するのはこの絶縁材料のホルダ部分２９であるから、両者が擦れたとしても金属性異物を発生させることはなく、ガス絶縁開閉装置としての信頼性をより高めることができる。
また一般的には、同一材料における摺動のほうが摩擦力を低くすることができるので、ホルダ部分２９を構成する絶縁材料としては上述した絶縁操作ロッド１４と同じ材料にすると、摩擦力を一層低く抑えることができる。例えば、絶縁操作ロッド１４をフィラー入りエポキシ樹脂製にする場合はホルダ部分２９もフィラー入りエポキシ樹脂製とすると良い。
また図１５及び図１６に示した他の実施例では、ホルダ部分２９の全体を同一材料にするのではなく、絶縁操作ロッド１４に接触する部分にだけ絶縁操作ロッド１４と同じ絶縁材料を貼り付けても良い。この場合も、同じ絶縁材料同士の摺動部となるので、摩擦力をかなり低下させることができ、グリースなどの潤滑材を塗布しなくても滑らかに摺動する接触連結部を得ることができる。
【実施例３】
【０００８】
図１７及び図１８は、他の実施例の絶縁操作ロッド１４と可動子１３の接触連結構造を示す平面図及び断面図である。
この例は、図１５及び図１６に示したものと同様の接触連結構成で、可動子１３のホルダ部分２９と絶縁操作ロッド１４と接触部分に、固体潤滑材の薄膜３１ａ、３１ｂを設けている。この固体潤滑材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂などを使用することができる。
ホルダ部分２９の全体を固体潤滑材料にすることも可能であるが、機械強度を確保することが難しくなるため、図示のように接触部分だけに薄膜３１ａ、３１ｂを配置することが最も実用的である。この固体潤滑材の薄膜３１ａ、３１ｂにより摩擦力を大きく低減できるので、金属性異物などの異物の発生を大きく低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明によるカス絶縁開閉装置は、図１に示した断路器に限らず、その他の構成の開閉器に適用することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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