(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁筒と金属フランジで構成された真空容器と、真空容器内に収納される固定電極及び可動電極と、可動電極を固定電極に離接可能に支持する可動リードと、真空容器内であって可動リード挿通部に設けられるベローズと、を有する第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタと、
第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタを収納する接地タンクと、
接地タンク内に設けられ、第１真空インタラプタの可動リードと第２真空インタラプタの可動リードを軸方向に移動させるリンク機構と、
リンク機構を収納するリンク機構ケースと、
接地タンク内周面に設けられ、リンク機構ケースを支持する支持碍管と、
リンク機構に接続され、リンク機構の動作を行う絶縁操作棒と、
接地タンクの外側面であって絶縁操作棒の挿通部に設けられ、支持碍管内の空間と連通する操作室と、
を有する真空遮断器であって、
リンク機構ケースに第１真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、
リンク機構ケースに第２真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、
絶縁操作棒を支持碍管の管内及び接地タンクの側部を挿通して設け、
操作室内において絶縁操作棒に回転駆動軸を接続し、
回転駆動軸の一端部を回転シール部を介して操作室外部に露出させ、
第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間、第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間、リンク機構ケース内及び支持碍管内を連通した空間とし、この空間を接地タンク内周部であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に対して気密とし、
前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間に０．３ＭＰａ以下の絶縁ガスを充填し、接地タンク内であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に、前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間より高圧の絶縁ガスを充填する
ことを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】
絶縁筒と金属フランジで構成された真空容器と、真空容器内に収納される固定電極及び可動電極と、可動電極を固定電極に離接可能に支持する可動リードと、真空容器内であって可動リード挿通部に設けられるベローズと、を有する第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタと、
第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタを収納する接地タンクと、
接地タンク内に設けられ、第１真空インタラプタの可動リードと第２真空インタラプタの可動リードを軸方向に移動させるリンク機構と、
リンク機構を収納するリンク機構ケースと、
接地タンク内周面に設けられ、リンク機構ケースを支持する支持碍管と、
リンク機構に接続され、リンク機構の動作を行う絶縁操作棒と、
を有する真空遮断器であって、
リンク機構ケースに第１真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、
リンク機構ケースに第２真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、
絶縁操作棒を支持碍管の管内及び接地タンクの側部を挿通して設け、
接地タンクの絶縁操作棒の挿通部に直線シール部を設け、
第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間、第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間、リンク機構ケース内及び支持碍管内を連通した空間とし、この空間を接地タンク内周部であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に対して気密とし、
前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間に０．３ＭＰａ以下の絶縁ガスを充填し、接地タンク内であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に、前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間より高圧の絶縁ガスを充填する
ことを特徴とする真空遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空遮断器に関し、特に２点切りの真空遮断器の内部圧力構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空遮断器（ＶＣＢ）は、主として８４ｋＶ以下の中電圧階級を中心に広く電力系統で適用されている。真空遮断器は、他の遮断器（例えば、ガス遮断器（ＧＣＢ））と比較して、遮断部の寿命が長い、地球温暖化係数の高いガス（例えば、ＳＦ6ガス）の使用量が少ない、ＳＦ6ガスの回収・再利用が容易でライフサイクルコスト（ＬＣＣ）が少ない等の利点がある。また、タンク形遮断器は、真空インタラプタ（ＶＩ）が接地層に覆われており重心が低く、従来の碍子形遮断器と比較して、変流器の取り付けが可能であり、耐震性が向上する等の利点を有する。
【０００３】
近年、真空遮断器を高電圧・大容量化することで、真空遮断器の適用拡大が図られている（例えば、非特許文献１）。真空遮断器の高電圧化に対して、遮断部である真空インタラプタを２点直列に接続することで、耐電圧性を向上している。
【０００４】
図４は、従来技術に係る真空遮断器３５の正面縦断図である。真空遮断器３５は、接地タンク２と、接地タンク２に収納される真空インタラプタ３及び真空インタラプタ４と、真空インタラプタ３，４の開閉を行うリンク機構５と、を有する。
【０００５】
接地タンク２は、円筒状の金属容器であり、真空インタラプタ３，４及びリンク機構５を収納する。接地タンク２内には、ＳＦ6ガス等の絶縁ガスが充填される。
【０００６】
真空インタラプタ３は、絶縁筒と金属フランジで構成された真空容器６内に一対の電極（固定電極７及び可動電極８）を収納して構成される。真空容器６内であって、固定電極７及び可動電極８を覆うように中間シールド９が設けられる。固定電極７は固定リード３ａの一端に固定される。固定リード３ａの他端部は真空容器６の端面から延在しており、支持碍子１０に固定される。さらに、固定リード３ａの他端部には導体金具１１を介して導体１２が接続される。また、可動電極８は、可動リード３ｂの一端に固定される。可動リード３ｂの他端部は真空容器６の端面から延在し、リンク機構５に接続される。なお、真空容器６内であって、可動リード３ｂの挿通部にはベローズ１３が設けられており、真空容器６内を真空に保った状態で可動リード３ｂが軸方向に移動可能となっている。また、真空インタラプタ３と並列に分圧コンデンサ１４が設けられる。
【０００７】
真空インタラプタ４は、真空インタラプタ３と同様の構成を有する。すなわち、真空インタラプタ４は、真空容器６内に一対の電極（固定電極７及び可動電極８）を収納して構成される。固定電極７は固定リード４ａの一端に固定され、固定リード４ａの他端部は、支持碍子１５に固定される。さらに、固定リード４ａの他端部には導体金具１６を介して導体１７が接続される。また、可動電極８は、可動リード４ｂの一端に固定される。可動リード４ｂの他端部は真空容器６の端面から延在し、リンク機構５に接続される。なお、真空インタラプタ４と並列に分圧コンデンサ１８が設けられる。
【０００８】
リンク機構５は、リンク５ａ、リンク５ｂ及びリンク５ｃを有する。リンク機構５は、リンク機構ケース３６に収納される。リンク５ａの一端部はリンク機構ケース３６内に回転可能に支持され、リンク５ａの他端部は可動リード３ｂに回転可能に支持される。また、リンク５ａには、リンク５ｃの一端部が回転可能に設けられ、リンク５ｃの他端部は、真空インタラプタ３，４の開閉操作を行う絶縁操作棒２０の一端部に回転可能に支持される。同様に、リンク５ｂの一端部はリンク機構ケース３６内に回転可能に支持され、リンク５ｂの他端部は可動リード４ｂに回転可能に支持される。そして、リンク５ｂには、リンク５ｃの一端部が回転可能に支持され、リンク５ｃの端部は絶縁操作棒２０の一端部に回転可能に支持される。
【０００９】
リンク機構ケース３６は、リンク機構５を収納し、可動リード３ｂと可動リード４ｂとを電気的に接続する。リンク機構ケース３６は、真空インタラプタ３の可動側端部（すなわち、可動リード３ｂが突出する真空インタラプタ３の端部）と真空インタラプタ４の可動側端部（すなわち、可動リード４ｂが突出する真空インタラプタ４の端部）との間に設けられる。そして、リンク機構ケース３６は、接地タンク２の内周面に設けられた支持碍管２１に支持される。
【００１０】
絶縁操作棒２０は、リンク機構ケース３６、支持碍管２１及び接地タンク２の側部を挿通して設けられる。接地タンク２の外周であって絶縁操作棒２０の挿通部には操作室２３が設けられる。
【００１１】
操作室２３は、変換機構２４を収納する。変換機構２４は、回転軸２５の回転動作を絶縁操作棒２０の直線運動に変換する。回転軸２５の一端は、回転シール部２６を介して操作室２３の外部に露出しており、操作室２３の外部にて、絶縁操作棒２０の動作を行う操作機構（図示せず）及び他の相の絶縁操作棒を駆動する駆動部２７が回転軸２５に接続される。
【００１２】
真空遮断器３５において、高電圧の導体１２，１７、真空インタラプタ３，４の固定側端部や可動側端部及びリンク機構ケース３６と、アース電位である接地タンク２との絶縁のために、接地タンク２、リンク機構ケース３６、支持碍管２１及び操作室２３内には絶縁ガスが封入される。絶縁ガスとしては、例えば、０．２５ＭＰａ程度のＳＦ6ガスが用いられる。ＳＦ6ガスは絶縁性能に優れているため、ガス圧力は低圧で対応できる。真空遮断器３５は、遮断部である真空インタラプタ３，４が２点直列接続された構造を有するため耐電圧が高く、真空遮断器３５を高電圧化することができる。
【００１３】
上記構成において、投入動作は、投入指令により駆動部２７と連結された図示省略のレバーの回転により絶縁操作棒２０が接地タンク２内部方向（図中上方向）に移動すること行われる。すなわち、絶縁操作棒２０の移動に応じてリンク５ａに連結されたリンク５ｃが右旋回しながら上昇する。このリンク５ｃの移動に応じて、リンク５ａが可動リード３ｂを軸に沿って真空インタラプタ３方向に移動させる。その結果、真空インタラプタ３の固定電極７と可動電極８とが接続される。同様に、絶縁操作棒２０の移動に応じて、リンク５ｂに連結されたリンク５ｃが左旋回しながら上昇する。このリンク５ｃの移動に応じて、リンク５ｂが可動リード４ｂを軸に沿って真空インタラプタ４方向に移動させ、真空インタラプタ４の固定電極７と可動電極８とが接続される。
【００１４】
また、遮断動作は、絶縁操作棒２０が接地タンク２の外部方向（図中下方向）に移動することで行われる。すなわち、投入動作と逆の動作により、可動リード３ｂが軸に沿って真空インタラプタ３から引き離される方向に移動し、真空インタラプタ３の固定電極７と可動電極８とが離隔される。同様に、可動リード４ｂが軸に沿って真空インタラプタ４から引き離される方向に移動し、真空インタラプタ４の固定電極７と可動電極８とが離隔される。
【００１５】
真空インタラプタ３，４においては、投入、遮断の際に可動リード３ｂ，４ｂが動いても伸縮自在なベローズ１３によって真空容器６内の真空は保たれる。ベローズ１３は外周側の真空と内周側の絶縁ガス（例えば、ＳＦ6ガス）との差圧にある程度耐え得る構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−３０６７０１号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】長竹和浩、外４名、「１６８ｋＶ  ４０ｋＡ  ２点切りタンク形真空遮断器の開発」、平成１７年電気学会電力・エネルギー部門大会、２００５年、Ｎｏ．３１９、ｐｐ．３８−３，３８−４
【非特許文献２】長竹和浩、外５名、「環境低負荷形７２／８４ｋＶタンク形真空遮断器の開発」、平成１５年電気学会電力・エネルギー部門大会、２００３年、Ｎｏ．２３７、ｐｐ．Ｂ−１４３，Ｂ−１４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、ベローズはステンレス等の薄い金属により形成されており、差圧がある程度以上に大きくなった場合、座屈（バックリング）という現象が発生する。よって、ベローズの内周側に封入される絶縁ガスの圧力は、少なくとも０．３ＭＰａ程度以下にしなければならない。
【００１９】
つまり、真空遮断器のさらなる高電圧化に伴い、真空遮断器に封入される絶縁ガスの圧力を高め、真空遮断器の絶縁性能を向上させることとなるが、このようなガス圧力の上昇に伴い、最も弱点となる部分の一つに真空インタラプタのベローズがある。
【００２０】
そこで、ベローズを内外圧力差に耐え得る構造（例えば、外圧式ベローズ）とする等の対策が行われている（例えば、非特許文献２）。しかし、高耐圧力の真空インタラプタに用いられるベローズの材質及び構造は特殊であり、真空遮断器のコストアップの要因となる。また、ベローズを外圧式とすると、ベローズ部分が大型化するおそれや、真空インタラプタの放熱性が低下するおそれがある。
【００２１】
なお、１点切りタンク形真空遮断器では、ベローズの内周部と連通していない絶縁支持筒に高圧の乾燥空気を充填し、ベローズの内周部が大気圧となるようにして、地球温暖化の防止を図りつつ、ベローズの座屈を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【００２２】
上記事情に鑑み、本発明は、２点切り真空遮断器の高電圧化に貢献する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成する本発明の真空遮断器は、絶縁筒と金属フランジで構成された真空容器と、真空容器内に収納される固定電極及び可動電極と、可動電極を固定電極に離接可能に支持する可動リードと、真空容器内であって可動リード挿通部に設けられるベローズと、を有する第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタと、第１真空インタラプタ及び第２真空インタラプタを収納する接地タンクと、接地タンク内に設けられ、第１真空インタラプタの可動リードと第２真空インタラプタの可動リードを軸方向に移動させるリンク機構と、リンク機構を収納するリンク機構ケースと、接地タンク内周面に設けられ、リンク機構ケースを支持する支持碍管と、リンク機構の動作を行う絶縁操作棒と、を有する真空遮断器であって、リンク機構ケースに第１真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、リンク機構ケースに第２真空インタラプタの可動リードを挿通し、この可動リードの挿通部においてリンク機構ケース内と第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間とを連通させ、絶縁操作棒を支持碍管の管内及び接地タンクの側部を挿通して設け、第１真空インタラプタのベローズ内周部の空間、第２真空インタラプタのベローズ内周部の空間、リンク機構ケース内及び支持碍管内を連通した空間とし、この空間を接地タンク内周部であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に対して気密とし、前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間に０．３ＭＰａ以下の絶縁ガスを充填し、接地タンク内であってリンク機構ケース外周部及び支持碍管外周部の空間に、前記第１真空インタラプタのベローズ内周部及び第２真空インタラプタのベローズ内周部と連通した空間より高圧の絶縁ガスを充填することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
以上の本発明によれば、２点切り真空遮断器の高電圧化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る真空遮断器の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る真空遮断器の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態の他例に係る真空遮断器の要部拡大断面図である。
【図４】従来技術に係る真空遮断器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係る真空遮断器について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は本発明の実施形態に係る真空遮断器の概略を示す図であり、各構成部材の寸法は説明のため誇張されたものとなっている。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る真空遮断器１の正面縦断図である。真空遮断器１は、接地タンク２と、接地タンク２に収納される真空インタラプタ３及び真空インタラプタ４と、真空インタラプタ３，４の開閉を行うリンク機構５と、を有する。
【００２８】
接地タンク２は、円筒状の金属容器であり、真空インタラプタ３，４及びリンク機構５を収納する。接地タンク２内には、ＳＦ6ガス等の絶縁ガスが充填される。
【００２９】
真空インタラプタ３は、絶縁筒と金属フランジで構成された真空容器６内に一対の電極（固定電極７及び可動電極８）を収納して構成される。真空容器６内であって、固定電極７及び可動電極８を覆うように中間シールド９が設けられる。固定電極７は固定リード３ａの一端に固定される。固定リード３ａの他端部は真空容器６の端面から延在しており、支持碍子１０に固定される。さらに、固定リード３ａの他端部には導体金具１１を介して導体１２が接続される。また、可動電極８は、可動リード３ｂの一端に固定される。可動リード３ｂの他端部は真空容器６の端面から延在し、リンク機構５に接続される。なお、真空容器６内であって、可動リード３ｂの挿通部にはベローズ１３が設けられており、真空容器６内を真空に保った状態で可動リード３ｂが軸方向に移動可能となっている。また、真空インタラプタ３と並列に分圧コンデンサ１４が設けられる。
【００３０】
真空インタラプタ４は、真空インタラプタ３と同様の構成を有する。すなわち、真空インタラプタ４は、真空容器６内に一対の電極（固定電極７及び可動電極８）を収納して構成される。固定電極７は固定リード４ａの一端に固定され、固定リード４ａの他端部は、支持碍子１５に固定される。さらに、固定リード４ａの他端部には導体金具１６を介して導体１７が接続される。また、可動電極８は、可動リード４ｂの一端に固定される。可動リード４ｂの他端部は真空容器６の端面から延在し、リンク機構５に接続される。なお、真空インタラプタ４と並列に分圧コンデンサ１８が設けられる。
【００３１】
リンク機構５は、リンク５ａ、リンク５ｂ及びリンク５ｃを有する。リンク機構５は、リンク機構ケース１９に収納される。リンク５ａの一端部はリンク機構ケース１９内に回転可能に支持され、リンク５ａの他端部は可動リード３ｂに回転可能に接続される。また、リンク５ａには、リンク５ｃの一端部が回転可能に設けられ、リンク５ｃの他端部は、真空インタラプタ３，４の開閉操作を行う絶縁操作棒２０の一端部に回転可能に支持される。同様に、リンク５ｂの一端部は、リンク機構ケース１９内に回転可能に支持され、リンク５ｂの他端部は可動リード４ｂに回転可能に接続される。そして、リンク５ｂには、リンク５ｃの一端部が回転可能に支持され、リンク５ｃの他端部は絶縁操作棒２０の一端部に回転可能に支持される。
【００３２】
リンク機構ケース１９は、リンク機構５を収納し、可動リード３ｂと可動リード４ｂとを電気的に接続する。リンク機構ケース１９は、真空インタラプタ３の可動側端部（すなわち、可動リード３ｂが突出する真空インタラプタ３の端部）と真空インタラプタ４の可動側端部（すなわち、可動リード４ｂが突出する真空インタラプタ４の端部）との間に設けられる。そして、リンク機構ケース１９は、接地タンク２の内周面に設けられた支持碍管２１に支持される。
【００３３】
図２に示すように、リンク機構ケース１９と真空インタラプタ３の可動側端部３ｃとの間は、Ｏリング等のパッキン（図示せず）により気密に接続される。リンク機構ケース１９には可動リード３ｂが挿通して設けられ、リンク機構ケース１９の可動リード３ｂの挿通部１９ａにて真空インタラプタ３のベローズ１３内周部とリンク機構ケース１９内部とが連通する。また、挿通部１９ａにはリングコンタクト等の接続部２２が設けられ、可動リード３ｂとリンク機構ケース１９とが電気的に接続される。同様に、リンク機構ケース１９と真空インタラプタ４の可動側端部４ｃとの間は、Ｏリング等のパッキン（図示せず）により気密に接続される。リンク機構ケース１９には可動リード４ｂが挿通して設けられ、リンク機構ケース１９の可動リード４ｂの挿通部１９ｂにて真空インタラプタ４のベローズ１３内周部とリンク機構ケース１９の内部とが連通する。また、挿通部１９ｂにはリングコンタクト等の接続部２２が設けられ、可動リード４ｂとリンク機構ケース１９とが電気的に接続される。さらに、リンク機構ケース１９の上部には、リンク機構５をリンク機構ケース１９内に設けるためのマンホール１９ｃが形成されている。このマンホール１９ｃは、封止部材１９ｄにより封止される。
【００３４】
支持碍管２１は、図１に示すように、接地タンク２内周部に設けられ、リンク機構ケース１９を支持する。支持碍管２１とリンク機構ケース１９との接続部、及び支持碍管２１と接地タンク２との接続部は、Ｏリング等のパッキンにより気密に設けられる。
【００３５】
絶縁操作棒２０は、リンク機構ケース１９、支持碍管２１及び接地タンク２の側部を挿通して設けられる。接地タンク２の外周部であって絶縁操作棒２０の挿通部には操作室２３が設けられる。
【００３６】
操作室２３は、接地タンク２の外周部にＯリング等のパッキンにより気密に設けられる。操作室２３には、変換機構２４が収納される。変換機構２４は、回転軸２５の回転動作を絶縁操作棒２０の直線運動に変換する。回転軸２５の一端は、回転シール部２６（例えば、ＳＫＹパッキン等の油圧用パッキンによりシールされた回転シールケース）を介して操作室２３の外部に露出しており、操作室２３の外部にて、絶縁操作棒２０の動作を行う操作機構（図示せず）及び他の相の絶縁操作棒を駆動する駆動部２７が回転軸２５に接続される。なお、図示省略しているが、操作室２３には、内部の圧力を監視するための圧力計や内部の圧力を調節するためのバルブ等が設けられる。
【００３７】
導体１２は、接地タンク２から突出した状態で設けられ、導体１２の周囲にはブッシング２８が設けられる。ブッシング２８は、接地タンク２に支持される。このブッシング２８の上端部には導体１２と導通するブッシング端子２８ａが設けられ、ブッシング２８と接地タンク２の接続部にはブッシング変流器２９が設けられる。同様に、導体１７は、接地タンク２から突出した状態で設けられ、導体１７の周囲にはブッシング３０が設けられる。ブッシング３０は、接地タンク２に支持される。そして、ブッシング３０の上端部には導体１７と導通するブッシング端子３０ａが設けられ、ブッシング３０と接地タンク２の接続部にはブッシング変流器３１が設けられる。
【００３８】
上記構成を有する真空遮断器１において、真空インタラプタ３のベローズ１３内周部の空間、真空インタラプタ４のベローズ１３内周部の空間、リンク機構ケース１９内、支持碍管２１内及び操作室２３は連通した密閉空間となる。この空間に０．３ＭＰａ以下の絶縁ガス（例えば、０．２５ＭＰａのＳＦ6ガス）が充填される。すなわち、図１の斜線部が低圧の絶縁ガスが充填されている部分である。これに対して、接地タンク２及びブッシング２８，３０内には、高圧の絶縁ガス（例えば、真空インタラプタ３のベローズ１３内周側の空間や真空インタラプタ４のベローズ１３内周部の空間より高圧のＳＦ6ガス）が充填される。
【００３９】
低圧側の空間部（真空インタラプタ３のベローズ１３内周部の空間及び真空インタラプタ４のベローズ１３内周部の空間と連通する空間）と高圧側の空間部（ベローズ１３内周部の空間と連通していない空間）には、ＳＦ6ガスの他に、乾燥空気、窒素ガス（Ｎ2）、二酸化炭素ガス（ＣＯ2）等の絶縁ガスが充填される。
【００４０】
低圧側の空間部と高圧側の空間部に充填する絶縁ガスを同じ種類のガスとすることで、真空遮断器１の維持管理が容易になり好ましい。例えば、低圧側の空間部と高圧側の空間部にＳＦ6ガスを充填した場合、高圧側の空間部に充填するＳＦ6ガスの圧力を高くすればするほど高圧側の空間部の絶縁性能が向上し、真空遮断器１を小さくすることができる。また、低圧側の空間部と高圧側の空間部に乾燥空気を充填した場合、ＳＦ6ガスと比較して低下する絶縁性能を高圧側の空間部に充填する乾燥空気の圧力を高めることで補うことができる。この場合、低圧側の空間部における絶縁性能の低下は、距離を大きくとる等の方法で補うこととなる。
【００４１】
また、低圧側の空間部に充填する絶縁ガスと高圧側の空間部に充填する絶縁ガスとを異なる種類のガスとすることで、真空遮断器１を大型化することなく地球温暖化防止に対応した真空遮断器１を得ることができる。例えば、低圧側の空間部にＳＦ6ガスを充填し、高圧側の空間部に乾燥空気を充填すると、ＳＦ6ガスの使用を抑制し、大型化を抑制した真空遮断器１を得ることができる。
【００４２】
次に、真空遮断器１の投入・遮断動作について説明する。真空遮断器１の投入・遮断動作は、絶縁操作棒２０がリンク機構５を動作させることで行われる。真空遮断器１の操作室２３の回転軸１７挿通部には回転シール部２６が設けられているので、操作室２３内の圧力（すなわち、ベローズ１３内周部の圧力）を０．３ＭＰａ以下の低圧に保った状態で絶縁操作棒２０を動作させ、真空遮断器１の投入（または、遮断）が行われる。
【００４３】
リンク機構５による真空遮断器１の投入動作は、絶縁操作棒２０が接地タンク２内部方向（図中上方向）に移動すること行われる。すなわち、絶縁操作棒２０の移動に応じてリンク５ａに連結されたリンク５ｃが右旋回しながら上昇する。このリンク５ｃの移動に応じて、リンク５ａが可動リード３ｂを軸に沿って真空インタラプタ３方向に移動させる。その結果、真空インタラプタ３の固定電極７と可動電極８とが接続される。同様に、絶縁操作棒２０の移動に応じて、リンク５ｂに連結されたリンク５ｃが左旋回しながら上昇する。このリンク５ｃの移動に応じて、リンク５ｂが可動リード４ｂを軸に沿って真空インタラプタ４方向に移動させ、真空インタラプタ４の固定電極７と可動電極８とが接続される。
【００４４】
また、リンク機構５による真空遮断器１の遮断動作は、絶縁操作棒２０が接地タンク２の外部方向（図中下方向）に移動することで行われる。すなわち、投入動作と逆の動作により、可動リード３ｂが軸に沿って真空インタラプタ３から引き離される方向に移動し、真空インタラプタ３の固定電極７と可動電極８とが離隔される。同様に、可動リード４ｂが軸に沿って真空インタラプタ４から引き離される方向に移動し、真空インタラプタ４の固定電極７と可動電極８とが離隔される。
【００４５】
以上のような本発明の実施形態に係る真空遮断器１によれば、真空インタラプタ３のベローズ１３内周部及び真空インタラプタ４のベローズ１３内周部に充填される絶縁ガスの圧力を０．３ＭＰａ以下とすることで、ベローズ１３の内外圧力差を低減し、ベローズ１３の損傷を抑制することができる。そして、ベローズ１３内周部と連通していない空間（例えば、接地タンク２内であってリンク機構ケース１９外周部側及び支持碍管２１外周部側の空間）に充填される絶縁ガスの圧力を高めることで、真空遮断器１の絶縁性能が向上し、真空遮断器１の高電圧化に貢献する。例えば、高耐圧力の真空インタラプタを用いた真空遮断器では、０．６ＭＰａ程度の乾燥空気が用いられている。よって、ベローズ１３内周部と連通していない空間に充填される絶縁ガスの圧力は、ベローズ１３内周部と連通している空間の圧力より高い圧力、より好ましくは０．３ＭＰａより高い圧力、さらに好ましくは０．６〜０．８ＭＰａとすることで、真空遮断器１を大型化することなく真空遮断器１の絶縁性能を向上することができる。
【００４６】
つまり、２点切り真空遮断器は、従来中電圧階級を中心的に用いられており、今まで高電圧化に対して、多く検討されてこなかった。これに対して、本発明の２点切り真空遮断器１の構成とすることで、真空遮断器１の絶縁性能が向上し、真空遮断器１をより高電圧化することができる。その結果、真空遮断器１をより高い電圧階級（例えば、８４ｋＶより上の階級）まで適用拡大できる。例えば、真空インタラプタを１つ備える真空遮断器では、１４５ｋＶの電圧階級を有する真空遮断器があるので、２点切りの真空遮断器として、３００ｋＶ以上の電圧階級まで適用拡大が可能であるものと考えられる。
【００４７】
また、ＳＦ6ガスは地球温暖化係数が高いことから、地球温暖化防止のためには、極力その使用量を抑制することが要求されている。ＳＦ6ガスの代替ガスとして、地球温暖化係数がほぼ零で地球温暖化防止に有効な乾燥空気をはじめ、その他、窒素ガス（Ｎ2）または二酸化炭素ガス（ＣＯ2）等の適用が検討されている。これら代替ガスは、ＳＦ6ガスと比較して絶縁性能が劣ることから、充填されるガス圧力を０．５〜０．６ＭＰａ程度まで上昇させ、絶縁性能を向上させる必要がある。このようなガス圧力の上昇に伴い、真空インタラプタ３のベローズ１３（または、真空インタラプタ４のベローズ１３）が損傷するおそれが生じる。すなわち、図４に示したような従来の真空遮断器３５では、接地タンク２内に高圧の絶縁ガスを封入した場合、ベローズ１３の内周部と連通する空間にも高圧の絶縁ガスが封入されることとなる。その結果、ベローズ１３の外周側が真空で、ベローズ１３の内周側が高圧となり、ベローズ１３の内外圧力差が大きくなり、ベローズ１３が損傷するおそれがある。また、ベローズ１３の損傷を抑制するために、接地タンク２内に封入する絶縁ガスの圧力を低減した場合、絶縁性能の低下を補うため、高電圧部分とアース部分（例えば、リンク機構ケース３６と接地タンク２との間）の距離が長くなり、真空遮断器３５が大型化してしまうおそれがある。
【００４８】
これに対して、本発明の実施形態に係る真空遮断器１は、ベローズ１３内周部と連通する空間部に低圧の絶縁ガスを充填し、それ以外の空間であって絶縁が必要な空間に高圧の絶縁ガスを充填する構造（所謂、２圧室構造）を採用することで、ベローズ１３の損傷を抑制し、真空遮断器１の絶縁性能を向上させることができる。例えば、リンク機構ケース１９と接地タンク２との間の空間等の高電界が加わる部分に高圧の乾燥空気を充填することで、絶縁性能を損なうことなく地球温暖化係数の高い絶縁ガスの使用が抑制される。その結果、地球温暖化の防止に寄与することができる。
【００４９】
また、本発明の真空遮断器１によれば、ベローズ１３を内外圧力差に耐え得る構造にする必要がなく、量産構造のものにすることができ、真空インタラプタ３，４を安価にすることができる。このような一般の内圧式ベローズを用いることができるので、自閉力も小さく操作力の小さい操作機を使用することができる。すなわち、特殊な高耐圧力真空インタラプタ等を使用しないため、真空遮断器１を安価に製造でき、真空遮断器１のサイズが大きくなることを抑制することができる。
【００５０】
また、絶縁操作棒２０を動作させる変換機構２４の回転軸２５の端部を回転シール部２６を介して操作室２３の外部に突出させることで、回転軸２５を気密に動作させることができる。つまり、絶縁操作棒２０が設けられる空間を１箇所気密にすることで、真空インタラプタ３のベローズ１３内周部及び真空インタラプタ４のベローズ１３内周部を気密とした状態で、真空インタラプタ３，４の開閉動作を行うことができる。すなわち、真空インタラプタ３，４の各可動部でそれぞれ気密を保つ場合と比較して、気密に摺動する箇所が１個所となるため、真空遮断器１を構成する部品点数の削減及び真空遮断器１の信頼性向上を図ることができる。
【００５１】
なお、本発明の真空遮断器は、実施形態に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更された形態も本発明の技術範囲に属する。
【００５２】
例えば、図３に示すような直線シール部３２を接地タンク２であって絶縁操作棒２０が挿通する部分に設ける形態とすることもできる。具体的に説明すると、絶縁操作棒２０の接地タンク２挿通部に接地側金具３３を設け、接地タンク２の絶縁操作棒２０挿通部にハウジング３４を設けることで、直線シール部３２が形成される。真空インタラプタ３，４を開閉動作させる場合、絶縁操作棒２０が接地タンク２の内部方向または外部方向に動作するが、接地側金具３３の外周部とハウジング３４の内周部とが気密を保ちながら摺動することで、支持碍管２１内が気密を保ちながら絶縁操作棒２０を動作させることができる。このような直線シール部３２を接地タンク２の絶縁操作棒２０挿通部に設けることで、低圧の絶縁ガスが充填される空間がさらに狭くなり、実施形態の真空遮断器１の有する効果に加えて、ベローズ１３内周部と連通する空間に充填される絶縁ガスの量をさらに低減することができる。
【００５３】
また、実施形態の説明では、真空インタラプタ３の可動リード３ｂと真空インタラプタ４の可動リード４ｂを同軸上に設けた真空遮断器１を例示しているが、可動リード３ｂと可動リード４ｂとを鋭角となるように配置した真空遮断器や、可動リード３ｂと可動リード４ｂとを平行に配置した真空遮断器に適用することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１…真空遮断器
２…接地タンク
３，４…真空インタラプタ（第１真空インタラプタ、第２真空インタラプタ）
３ａ，４ａ…固定リード、３ｂ，４ｂ…可動リード、３ｃ，４ｃ…可動側端部
５…リンク機構
５ａ，５ｂ，５ｃ…リンク
６…真空容器
７…固定電極
８…可動電極
９…中間シールド
１０，１５…支持碍子
１１，１６…導体金具
１２，１７…導体
１３…ベローズ
１４，１８…分圧コンデンサ
１９…リンク機構ケース
２０…絶縁操作棒
２１…支持碍管
２２…接続部
２３…操作室
２４…変換機構
２５…回転軸（回転駆動軸）
２６…回転シール部
２７…駆動部
２８，３０…ブッシング
３９，３１…ブッシング変流器
３２…直線シール部
３３…接地側金具
３４…ハウジング
【図１】
0006044645.tif 000002
【図２】
0006044645.tif 000003
【図３】
0006044645.tif 000004
【図４】
0006044645.tif 000005