(57)【要約】  ガス絶縁開閉装置の箱体の内部に収納され、真空バルブを収納する絶縁筒において、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器及びそれを用いたガス絶縁開閉装置を得る。  内部に接離可能な電極を収納した真空バルブ１４と、長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレーム１１ａと、長手方向に直交する断面が略コの字状で第１の絶縁フレーム１１ａと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレーム１１ｂと、第１の絶縁フレーム１１ａと第２の絶縁フレーム１１ｂとから成り、真空バルブ１４を収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケース１０ａとを備えた真空遮断器。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に接離可能な電極を収納した真空バルブと、
長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレームと、
長手方向に直交する断面が略コの字状で前記第１の絶縁フレームと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレームと、
前記第１の絶縁フレームと前記第２の絶縁フレームとから成り、前記真空バルブを収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケースとを備えた真空遮断器。
【請求項２】
第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとは、同一形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
【請求項３】
第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとは、略コの字状の対向する２辺部分で接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空遮断器。
【請求項４】
第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する
２辺部分の長さは、隣の絶縁ケースと対向する１辺の方が他の１辺より短いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項５】
第１の絶縁フレーム及び第２の絶縁フレームと容器とが第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームの一端で接続され、前記第１の絶縁フレームと前記第２の絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さは、それぞれの一端側の方がそれぞれの他端側より長いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項６】
略コの字状の内面は円弧状であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項７】
絶縁ケースは、前記絶縁ケースの長手方向の中心軸が略水平になるように配置され、真空バルブの長手方向の中心軸は、絶縁ケースの長手方向の中心軸より下方に配置されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の真空遮断器を備えたガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電力の送配電系統中に配置され、電力の遮断、電路の切り離し、電力設備の安全な点検等を行うガス絶縁開閉装置に用いられ、絶縁ガス中で使用される真空遮断器及びそれを用いたガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の真空遮断器は、ガス絶縁開閉装置の箱体２１の内部に収納され、上下が開口した絶縁筒４の下端を箱体２１内の仕切り２１ａに取り付け、この絶縁筒４内に同軸に真空バルブ１が収納され、真空バルブ１の上部に設けられた上部電極５Ａを介して絶縁筒４に固定されている。この絶縁筒４を１相分として３相分が並列されていた。この絶縁筒４は相間方向となる真空バルブ１の両側面部に開口部４ｃ，４ｄあるいは真空バルブ１の上下端の充電部のみの開口部４ｅ，４ｆを設けることで絶縁ガス中の真空バルブ１の相間や対地間の絶縁特性を上げていた(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平２−３１１４５５号公報  （第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されたような従来の真空遮断器では、短絡電流通電時に発生する電磁力などに対抗して真空バルブを支持する必要がある。しかし、真空バルブを収納する絶縁筒の相間方向に開口部を設けており、この分だけ機械的強度が不足する。このため、絶縁筒を大きくするか絶縁筒の樹脂厚を厚くするなどして、機械的強度を上げる必要があり、真空遮断器が大型化するという問題があった。【０００４】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、真空バルブを収納する絶縁筒において、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器及びそれを用いたガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わる真空遮断器は、内部に接離可能な電極を収納した真空バルブと、長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレームと、長手方向に直交する断面が略コの字状で第１の絶縁フレームと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレームと、第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとから成り、真空バルブを収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケースとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、内部に接離可能な電極を収納した真空バルブと、長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレームと、長手方向に直交する断面が略コの字状で第１の絶縁フレームと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレームと、第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとから成り、真空バルブを収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケースとを備えたので、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１である真空遮断器とこれを収納したガス絶縁開閉装置を示す側断面図である。
【図２】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図３】図２をＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図４】図３をＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図５】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部の絶縁フレームのみを示す斜視図である。
【図６】実施の形態１による真空遮断器を示す平面図である。
【図７】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。
【図８】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を絶縁フレームの斜視図である。
【図９】実施の形態２による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１０】実施の形態２による真空遮断器の遮断器単極部の絶縁フレームのみを示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３による真空遮断器を示す平面図である。
【図１２】図１１をＣ−Ｃ方向から見た断面図である。
【図１３】実施の形態４による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１４】図１３図１５をＤ−Ｄ方向から見た断面図である。
【図１５】図１４をＥ−Ｅ方向から見た断面図である。
【図１６】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１７】図１６をＦ−Ｆ方向から見た断面図である。
【図１８】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。
【図１９】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す断面図である。
【図２０】実施の形態６による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図２１】図２０をＧ−Ｇ方向から見た断面図である。
【図２２】図２１をＨ−Ｈ方向から見た断面図である。
【図２３】実施の形態７によるガス絶縁開閉装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
【０００８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  遮断器単極部、１１ａ，１１ｂ，２４ａ，２４ｂ，２８ａ，２８ｂ，３２ａ，３２ｂ  絶縁フレーム（第１の絶縁フレーム，第２の絶縁フレーム）、１３，３３  絶縁ケース、１４  真空バルブ、２５  絶縁フレーム接続部、５１  ガス絶縁開閉装置、５３  遮断器タンク（容器）、５８  真空遮断器
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における真空遮断器とこれを収納したガス絶縁開閉装置を示す側断面図、図２は実施の形態１における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図３は図２をＡ−Ａ方向から見た断面図、図４は図３をＢ−Ｂ方向から見た断面図、図５は図２の真空遮断器の遮断器単極部から絶縁フレームのみを抜き出した斜視図、図６は実施の形態１における真空遮断器を示す平面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示している。【００１０】
図１においてガス絶縁開閉装置５１は、ベース５２上に固定された遮断器タンク５３すなわち容器に母線タンク５４をブッシング５５でつなぎ、全体を筐体５６で覆った構造をしている。
ベース５２には３相のケーブル５７が各々配置され、これらのケーブル５７が電流検出器６２を介して各々遮断器タンク５３の取り付け面すなわち遮断器タンク５３の前側の壁面に固定され遮断器タンク５３内に３つ並列して配置された受電断路／接地開閉器６０の一端に各々接続されている。母線タンク５４と遮断器タンク５３の中には、絶縁ガス例えばＳＦ６ガスが充填されている。
一方、真空遮断器５８の底面には主回路接続部材を構成する可動電極側の接続部材６５が形成されており、この接続部材６５は、受電断路／接地開閉器６０の一端に接続され、また主回路接続部材を構成する固定電極側の接続部材６６は、ブッシング５５を介して母線タンク５４内の母線断路／接地開閉器５９の一端に連結されている。そして、母線断路／接地開閉器５９の他端は母線６４に接続され、また受電点保護として受電接地開閉器６１を介して避雷器６３が接続されている。
このように、ガス絶縁開閉装置５１の主回路は、ケーブル５７、電流検出器６２、受電断路／接地開閉器６０、接続部材６５、真空遮断器５８、接続部材６６、ブッシング５５、母線断路／接地開閉器５９、母線６４の経路で構成される。
尚、筐体５６内には、真空遮断器５８の遮断器や受電断路／接地開閉器６０、母線断路／接地開閉器５９、受電接地開閉器６１の可動電極を駆動させる駆動部など操作機構が格納されている。また、真空遮断器５８は遮断器単極部を３つ並列して構成されている。以降はこの真空遮断器５８の遮断器単極部１０ａを中心に説明する。
図２において、遮断器単極部１０ａには、図３ないし図５に示す長手方向に直交する断面が略コの字状で、同一形状に形成された絶縁フレーム１１ａすなわち第１の絶縁フレームと絶縁フレーム１１ｂすなわち第２の絶縁フレームが上下に間隔を開けて、略コの字状の開口側が対向して配置されている。絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結され、他端を円盤状の固定側電極１５に図示しないボルトで締結されて絶縁ケース１３を構成している。この固定側電極１５の同軸上に真空バルブ１４の図示しない電極の固定側が図示しないボルトで取り付けられて、絶縁ケース１３と同軸に絶縁ケース１３の内部に収納されている。この真空バルブ１４の電極は接離可能で、固定側には固定側電極ロッド２３が固着され、可動側には可動電極ロッド２７が固着されており、絶縁ロッド１９を介して、図示しない駆動装置に電気的に絶縁して、且つ機械的に接続されている。この絶縁ロッド１９と真空バルブ１４の可動電極ロッド２７には図示しない可撓導体の一端が接続されており、その周囲を導体カバー１８で覆っている。可撓導体の他端は接続導体６５に接続されている。【００１１】
次に、以上のように構成された遮断器単極部１０ａにおいて、通電時の動作について図２及び図６を用いて説明する。
まず、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃには、それぞれ電流が通電されている。この通電電流による電磁力により遮断器単極部１０ａ，１０ｃは並列方向の外向きの力が、遮断器単極部１０ｂには並列方向に平行な方向に振動する力が働く。なお、この電磁力による力は通常使用時にも働いているが、短絡電流の通電時にはより大きな力が働く。
また、通電電流により通電部で発熱するが、真空バルブ１４の端部であるシールド電極２０とシールド２６、更に可撓導体で特に発熱量が大きい。【００１２】
実施の形態１によれば、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力の力の向きに対して、略コの字状の中央の辺の長手方向が同一となる。よって、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力に対する機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。
また、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、円弧などと比較して曲げモーメントに対する断面係数を大きく出来ることから機械的強度が向上する。
更に、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、略コの字状の角部にも絶縁ガスが存在するので、円弧などと比較して真空バルブ１４周囲の絶縁ガスのボリュームが大きくなる。よって、通電による発熱を効率的に放熱出来る真空遮断器５８を得られる。
また、絶縁ケース１３は、同一形状に形成された２つの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂから構成されているので、部品の共用化が図れて量産効果によりコスト削減が出来る。
更に、隣の絶縁ケース１３と対向した略コの字状の角部は、隣の絶縁ケース１３内の真空バルブ１４と遮断器を収納している遮断器タンク５３の内壁の両方に対して絶縁を確保する必要がある。一方、絶縁ケース１３の内面と真空バルブ１４の空間距離が小さいほど、等電位線が密となり絶縁を保つのが難しくなる。これらのことから、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状とすることで、略コの字状の角部の絶縁ケース１３の内面と真空バルブ１４の空間距離を円筒形状より大きくできるので絶縁性能が向上する。【００１３】
図７は実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂの各々の内面の真空バルブの中央部１６付近に突部２２を設けている。これにより、絶縁フレーム３２ａの内面は傾斜を有するので、シールド電極２０、シールド２６及び可撓導体での通電による発熱を絶縁ガスの対流によって効率的に放熱できる。【００１４】
図８は実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す斜視図である。この変形例では、絶縁フレーム２４ａ，２４ｂの長手方向に直交する断面の略コの字状の一部に切り欠き２１を設けている。これにより、この切り欠き２１が通風口となり、通電による発熱を絶縁ガスの対流により効率的に放熱できる。【００１５】
実施の形態２．
図９は実施の形態２における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１０は図９の真空遮断器の遮断器単極部から絶縁フレームのみを抜き出した斜視図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。【００１６】
実施の形態１では、絶縁ケース１３は２つの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを上下に間隔を開けて配置して構成したが、２つの絶縁フレームを略コの字状の対向する２辺部分で接続しても良い。この場合、絶縁ケース３３は図１０に示す２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂが、絶縁フレーム接続部２５で接続されている。なお、この絶縁フレーム接続部２５は図９に示すように、真空バルブの中央部と対向する位置に設けられている。他の構成は実施の形態１と同様である。【００１７】
実施の形態２によれば、２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂを絶縁フレーム接続部２５で接続しているので、絶縁ケース３３のねじりなどに対する機械的強度が向上する。
また、２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂを絶縁フレーム接続部２５で接続している。これにより、真空遮断器５８の組立時には、絶縁フレーム２４ａ，２４ｂをフランジ１２に当接させて、ボルト４０で絶縁フレーム２４ａ，２４ｂをフランジ１２を締結する作業において、位置調整が一度で済むので組立性を向上出来る。
なお、実施の形態２では、２つの絶縁フレームを略コの字状の対向する２辺部分の接続は、真空バルブの中央部に対向する位置に設けた。しかし、接続部を設ける位置はここに限定されるものではない。また、接続部を設ける位置は真空バルブの中央部に対向する位置に加えて、更に他の位置に接続部を設けても良い。【００１８】
実施の形態３．
図１１は実施の形態３における真空遮断器を示す平面図、図１２は図１１をＣ−Ｃ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。【００１９】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状とした。しかし、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さを、隣の絶縁ケースと対向する１辺の方を他の１辺より短くしても良い。この場合、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは図１１及び図１２に示すように、隣の絶縁ケースと対向している１辺すなわちコの字状の１辺３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ，３１ｋの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の長さは、他の１辺すなわちコの字状の１辺３１ａ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｌより短くする。他の構成は実施の形態１と同様である。【００２０】
実施の形態３によれば、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状とした。しかし、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さを、隣の絶縁ケースと対向する１辺の方を他の１辺より短くしているので、遮断器の単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間の絶縁特性を下げることなく、機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。【００２１】
実施の形態４．
図１３は実施の形態４における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１４は図１３をＤ−Ｄ方向から見た断面図、図１５は図１４をＥ−Ｅ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。【００２２】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結した。これに加えて、絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さは、フランジ１２に締結した側すなわち一端側の方がそれぞれの他端側より長くしても良い。この場合、図１３ないし図１５に示すように、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂは、コの字状の１辺３１ｍ，３１ｎをフランジ１２に当接させてボルト４０で、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂとフランジ１２を締結している。このフランジ１２と締結している側のコの字状の１辺３１ｍ，３１ｎの長さは、他端側のコの字状の１辺３１ｏ，３１ｐより長くする。他の構成は実施の形態１と同様である。【００２３】
実施の形態４によれば、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結した。これに加えて、絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さは、フランジ１２に締結した側すなわち一端側の方がそれぞれの他端側より長くしている。これにより、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂのそれぞれは片持ち梁状となるが、この片持ち部のコの字状の断面積が大きくなる。よって、より機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。【００２４】
実施の形態５．
図１６は実施の形態５における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１７は図１６をＦ−Ｆ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。【００２５】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状としたが、略コの字状の内面を円弧状としても良い。この場合、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂは図１６及び図１７に示すように、長手方向に直交する断面が略コの字状で、かつ略コの字状の外面２９ａ，２９ｂは略コの字状だが、略コの字状の角部が肉厚となるように略コの字状の内面３０ａ，３０ｂは円弧状とする。他の構成は実施の形態１と同様である。【００２６】
実施の形態５によれば、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状で、かつ略コの字状の外面２９ａ，２９ｂは略コの字状だが、略コの字状の角部が肉厚となるように略コの字状の内面３０ａ，３０ｂは円弧状としている。これにより、略コの字状の角部が肉厚となるので、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂの機械的強度が更に向上する。【００２７】
図１８は実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂに、長手方向に直交する断面の略コの字状の角部を切り欠いて、実施の形態１より半径の大きな丸みを持たせている。このため略コの字状は、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力の力の向きに対して、幅方向が同一となる略コの字状の中央の辺を有して、更に、略コの字状の角部に実施の形態１より半径の大きな丸みを有している。これにより、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力に対する機械的強度を保ったまま、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂと真空遮断器５８を収納している遮断器タンク５３の内面との空間距離を大きくできて、絶縁性能を向上できる。【００２８】
図１９は実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂに、長手方向に直交する断面の略コの字状を角張らせている。これにより、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂの製作時に金型からの抜きを行いやすくなり、製作の作業性が向上する。【００２９】
実施の形態６．
図２０は実施の形態６における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図２１は図２０をＧ−Ｇ方向から見た断面図、図２２は図２１をＨ−Ｈ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。【００３０】
実施の形態１では、真空バルブ１４は、絶縁ケース１３と同軸に絶縁ケース１３に収納した。しかし、絶縁ケース１３は、その長手方向の中心軸が略水平になるように配置し、真空バルブ１４の長手方向の中心軸が、絶縁ケース１３の長手方向の中心軸より下方に成るよう真空バルブ１４を配置しても良い。この場合、真空バルブ１４の長手方向の中心軸は固定電極１５の中心軸上より下方になり、かつ下側の絶縁フレーム１１ｂに接しないように配置する。他の構成は実施の形態１と同様である。【００３１】
実施の形態６によれば、絶縁ケース１３は、その長手方向の中心軸が略水平になるように配置し、真空バルブ１４の長手方向の中心軸が、絶縁ケース１３の長手方向の中心軸より下方に成るよう真空バルブ１４を配置している。よって、絶縁ケース１３内での真空バルブ１４の上方の空間が大きくなり、真空バルブ１４の上方の絶縁ガスのボリュームが大きくなる。よって、通電による発熱を効率的に放熱出来る真空遮断器５８を得られる。【００３２】
実施の形態７．
図２３は実施の形態７におけるガス絶縁開閉装置の側断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
図２３に示めしたガス絶縁開閉装置は、実施の形態１で説明したように、内部に真空遮断器５８を収納している。この真空遮断器５８に実施の形態１ないし実施の形態６において説明した真空遮断器を用いる。【００３３】
実施の形態７によれば、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器を用いることで、ガス絶縁開閉装置も小型化できる。【００３４】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、この発明の一例であり、実施の形態１ないし実施の形態７を、どのように組み合わせても良い。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月10日(2010.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電力の送配電系統中に配置され、電力の遮断、電路の切り離し、電力設備の安全な点検等を行うガス絶縁開閉装置に用いられ、絶縁ガス中で使用される真空遮断器及びそれを用いたガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の真空遮断器は、ガス絶縁開閉装置の箱体２１の内部に収納され、上下が開口した絶縁筒４の下端を箱体２１内の仕切り２１ａに取り付け、この絶縁筒４内に同軸に真空バルブ１が収納され、真空バルブ１の上部に設けられた上部電極５Ａを介して絶縁筒４に固定されている。この絶縁筒４を１相分として３相分が並列されていた。この絶縁筒４は相間方向となる真空バルブ１の両側面部に開口部４ｃ，４ｄあるいは真空バルブ１の上下端の充電部のみの開口部４ｅ，４ｆを設けることで絶縁ガス中の真空バルブ１の相間や対地間の絶縁特性を上げていた(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平２−３１１４５５号公報  （第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されたような従来の真空遮断器では、短絡電流通電時に発生する電磁力などに対抗して真空バルブを支持する必要がある。しかし、真空バルブを収納する絶縁筒の相間方向に開口部を設けており、この分だけ機械的強度が不足する。このため、絶縁筒を大きくするか絶縁筒の樹脂厚を厚くするなどして、機械的強度を上げる必要があり、真空遮断器が大型化するという問題があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、真空バルブを収納する絶縁筒において、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器及びそれを用いたガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わる真空遮断器は、内部に接離可能な電極を収納した真空バルブと、長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレームと、長手方向に直交する断面が略コの字状で第１の絶縁フレームと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレームと、第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとから成り、真空バルブを収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケースとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、内部に接離可能な電極を収納した真空バルブと、長手方向に直交する断面が略コの字状の第１の絶縁フレームと、長手方向に直交する断面が略コの字状で第１の絶縁フレームと間隔を開けて各々の略コの字状の開口側が対向して配置された第２の絶縁フレームと、第１の絶縁フレームと第２の絶縁フレームとから成り、真空バルブを収納し、絶縁ガスが封入された容器内に並列に複数配置された絶縁ケースとを備えたので、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１である真空遮断器とこれを収納したガス絶縁開閉装置を示す側断面図である。
【図２】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図３】図２をＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図４】図３をＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図５】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部の絶縁フレームのみを示す斜視図である。
【図６】実施の形態１による真空遮断器を示す平面図である。
【図７】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。
【図８】実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す絶縁フレームの斜視図である。
【図９】実施の形態２による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１０】実施の形態２による真空遮断器の遮断器単極部の絶縁フレームのみを示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３による真空遮断器を示す平面図である。
【図１２】図１１をＣ−Ｃ方向から見た断面図である。
【図１３】実施の形態４による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１４】図１３をＤ−Ｄ方向から見た断面図である。
【図１５】図１４をＥ−Ｅ方向から見た断面図である。
【図１６】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図１７】図１６をＦ−Ｆ方向から見た断面図である。
【図１８】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。
【図１９】実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す断面図である。
【図２０】実施の形態６による真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図である。
【図２１】図２０をＧ−Ｇ方向から見た断面図である。
【図２２】図２１をＨ−Ｈ方向から見た断面図である。
【図２３】実施の形態７によるガス絶縁開閉装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
【０００８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  遮断器単極部、１１ａ，１１ｂ，２４ａ，２４ｂ，２８ａ，２８ｂ，３２ａ，３２ｂ  絶縁フレーム（第１の絶縁フレーム，第２の絶縁フレーム）、１３，３３  絶縁ケース、１４  真空バルブ、２５  絶縁フレーム接続部、５１  ガス絶縁開閉装置、５３  遮断器タンク（容器）、５８  真空遮断器
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における真空遮断器とこれを収納したガス絶縁開閉装置を示す側断面図、図２は実施の形態１における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図３は図２をＡ−Ａ方向から見た断面図、図４は図３をＢ−Ｂ方向から見た断面図、図５は図２の真空遮断器の遮断器単極部から絶縁フレームのみを抜き出した斜視図、図６は実施の形態１における真空遮断器を示す平面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示している。
【００１０】
図１においてガス絶縁開閉装置５１は、ベース５２上に固定された遮断器タンク５３すなわち容器に母線タンク５４をブッシング５５でつなぎ、全体を筐体５６で覆った構造をしている。
ベース５２には３相のケーブル５７が各々配置され、これらのケーブル５７が電流検出器６２を介して各々遮断器タンク５３の取り付け面すなわち遮断器タンク５３の前側の壁面に固定され遮断器タンク５３内に３つ並列して配置された受電断路／接地開閉器６０の一端に各々接続されている。母線タンク５４と遮断器タンク５３の中には、絶縁ガス例えばＳＦ６ガスが充填されている。
一方、真空遮断器５８の底面には主回路接続部材を構成する可動電極側の接続部材６５が形成されており、この接続部材６５は、受電断路／接地開閉器６０の一端に接続され、また主回路接続部材を構成する固定電極側の接続部材６６は、ブッシング５５を介して母線タンク５４内の母線断路／接地開閉器５９の一端に連結されている。そして、母線断路／接地開閉器５９の他端は母線６４に接続され、また受電点保護として受電接地開閉器６１を介して避雷器６３が接続されている。
このように、ガス絶縁開閉装置５１の主回路は、ケーブル５７、電流検出器６２、受電断路／接地開閉器６０、接続部材６５、真空遮断器５８、接続部材６６、ブッシング５５、母線断路／接地開閉器５９、母線６４の経路で構成される。
尚、筐体５６内には、真空遮断器５８の遮断器や受電断路／接地開閉器６０、母線断路／接地開閉器５９、受電接地開閉器６１の可動電極を駆動させる駆動部など操作機構が格納されている。また、真空遮断器５８は遮断器単極部を３つ並列して構成されている。以降はこの真空遮断器５８の遮断器単極部１０ａを中心に説明する。
図２において、遮断器単極部１０ａには、図３ないし図５に示す長手方向に直交する断面が略コの字状で、同一形状に形成された絶縁フレーム１１ａすなわち第１の絶縁フレームと絶縁フレーム１１ｂすなわち第２の絶縁フレームが上下に間隔を開けて、略コの字状の開口側が対向して配置されている。絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結され、他端を円盤状の固定側電極１５に図示しないボルトで締結されて絶縁ケース１３を構成している。この固定側電極１５の同軸上に真空バルブ１４の図示しない電極の固定側が図示しないボルトで取り付けられて、絶縁ケース１３と同軸に絶縁ケース１３の内部に収納されている。この真空バルブ１４の電極は接離可能で、固定側には固定側電極ロッド２３が固着され、可動側には可動電極ロッド２７が固着されており、絶縁ロッド１９を介して、図示しない駆動装置に電気的に絶縁して、且つ機械的に接続されている。この絶縁ロッド１９と真空バルブ１４の可動電極ロッド２７には図示しない可撓導体の一端が接続されており、その周囲を導体カバー１８で覆っている。可撓導体の他端は接続導体６５に接続されている。
【００１１】
次に、以上のように構成された遮断器単極部１０ａにおいて、通電時の動作について図２及び図６を用いて説明する。
まず、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃには、それぞれ電流が通電されている。この通電電流による電磁力により遮断器単極部１０ａ，１０ｃは並列方向の外向きの力が、遮断器単極部１０ｂには並列方向に平行な方向に振動する力が働く。なお、この電磁力による力は通常使用時にも働いているが、短絡電流の通電時にはより大きな力が働く。
また、通電電流により通電部で発熱するが、真空バルブ１４の端部であるシールド電極２０とシールド２６、更に可撓導体で特に発熱量が大きい。
【００１２】
実施の形態１によれば、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力の力の向きに対して、略コの字状の中央の辺の長手方向が同一となる。よって、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力に対する機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。
また、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、円弧などと比較して曲げモーメントに対する断面係数を大きく出来ることから機械的強度が向上する。
更に、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状にしている。これにより、略コの字状の角部にも絶縁ガスが存在するので、円弧などと比較して真空バルブ１４周囲の絶縁ガスのボリュームが大きくなる。よって、通電による発熱を効率的に放熱出来る真空遮断器５８を得られる。
また、絶縁ケース１３は、同一形状に形成された２つの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂから構成されているので、部品の共用化が図れて量産効果によりコスト削減が出来る。
更に、隣の絶縁ケース１３と対向した略コの字状の角部は、隣の絶縁ケース１３内の真空バルブ１４と遮断器を収納している遮断器タンク５３の内壁の両方に対して絶縁を確保する必要がある。一方、絶縁ケース１３の内面と真空バルブ１４の空間距離が小さいほど、等電位線が密となり絶縁を保つのが難しくなる。これらのことから、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを長手方向に直交する断面を略コの字状とすることで、略コの字状の角部の絶縁ケース１３の内面と真空バルブ１４の空間距離を円筒形状より大きくできるので絶縁性能が向上する。
【００１３】
図７は実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂの各々の内面の真空バルブの中央部１６付近に突部２２を設けている。これにより、絶縁フレーム３２ａの内面は傾斜を有するので、シールド電極２０、シールド２６及び可撓導体での通電による発熱を絶縁ガスの対流によって効率的に放熱できる。
【００１４】
図８は実施の形態１による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す斜視図である。この変形例では、絶縁フレーム２４ａ，２４ｂの長手方向に直交する断面の略コの字状の一部に切り欠き２１を設けている。これにより、この切り欠き２１が通風口となり、通電による発熱を絶縁ガスの対流により効率的に放熱できる。
【００１５】
実施の形態２．
図９は実施の形態２における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１０は図９の真空遮断器の遮断器単極部から絶縁フレームのみを抜き出した斜視図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
【００１６】
実施の形態１では、絶縁ケース１３は２つの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂを上下に間隔を開けて配置して構成したが、２つの絶縁フレームを略コの字状の対向する２辺部分で接続しても良い。この場合、絶縁ケース３３は図１０に示す２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂが、絶縁フレーム接続部２５で接続されている。なお、この絶縁フレーム接続部２５は図９に示すように、真空バルブの中央部と対向する位置に設けられている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００１７】
実施の形態２によれば、２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂを絶縁フレーム接続部２５で接続しているので、絶縁ケース３３のねじりなどに対する機械的強度が向上する。
また、２つの絶縁フレーム２４ａ，２４ｂを絶縁フレーム接続部２５で接続している。これにより、真空遮断器５８の組立時には、絶縁フレーム２４ａ，２４ｂをフランジ１２に当接させて、ボルト４０で絶縁フレーム２４ａ，２４ｂをフランジ１２で締結する作業において、位置調整が一度で済むので組立性を向上出来る。
なお、実施の形態２では、２つの絶縁フレームを略コの字状の対向する２辺部分の接続は、真空バルブの中央部に対向する位置に設けた。しかし、接続部を設ける位置はここに限定されるものではない。また、接続部を設ける位置は真空バルブの中央部に対向する位置に加えて、更に他の位置に接続部を設けても良い。
【００１８】
実施の形態３．
図１１は実施の形態３における真空遮断器を示す平面図、図１２は図１１をＣ−Ｃ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
【００１９】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状とした。しかし、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さを、隣の絶縁ケースと対向する１辺の方が他の１辺より短くしても良い。この場合、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは図１１及び図１２に示すように、隣の絶縁ケースと対向している１辺すなわちコの字状の１辺３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ，３１ｋの絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の長さは、他の１辺すなわちコの字状の１辺３１ａ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｌより短くする。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２０】
実施の形態３によれば、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状とした。しかし、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さを、隣の絶縁ケースと対向する１辺の方が他の１辺より短くしているので、遮断器の単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間の絶縁特性を下げることなく、機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。
【００２１】
実施の形態４．
図１３は実施の形態４における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１４は図１３をＤ−Ｄ方向から見た断面図、図１５は図１４をＥ−Ｅ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
【００２２】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結した。これに加えて、絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さは、フランジ１２に締結した側すなわち一端側の方がそれぞれの他端側より長くしても良い。この場合、図１３ないし図１５に示すように、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂは、コの字状の１辺３１ｍ，３１ｎをフランジ１２に当接させてボルト４０で、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂとフランジ１２を締結している。このフランジ１２と締結している側のコの字状の１辺３１ｍ，３１ｎの長さは、他端側のコの字状の１辺３１ｏ，３１ｐより長くする。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２３】
実施の形態４によれば、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂは、一端を遮断器タンク５３に固定されているフランジ１２にボルト４０で締結した。これに加えて、絶縁フレームとが対向する方向の略コの字状の対向する２辺部分の長さは、フランジ１２に締結した側すなわち一端側の方がそれぞれの他端側より長くしている。これにより、絶縁フレーム３２ａ，３２ｂのそれぞれは片持ち梁状となるが、この片持ち部のコの字状の断面積が大きくなる。よって、より機械的強度が高い真空遮断器５８を得られる。
【００２４】
実施の形態５．
図１６は実施の形態５における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図１７は図１６をＦ−Ｆ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
【００２５】
実施の形態１では、絶縁フレーム１１ａ，１１ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状としたが、略コの字状の内面を円弧状としても良い。この場合、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂは図１６及び図１７に示すように、長手方向に直交する断面が略コの字状で、かつ略コの字状の外面２９ａ，２９ｂは略コの字状だが、略コの字状の角部が肉厚となるように略コの字状の内面３０ａ，３０ｂは円弧状とする。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２６】
実施の形態５によれば、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂは、長手方向に直交する断面が略コの字状で、かつ略コの字状の外面２９ａ，２９ｂは略コの字状だが、略コの字状の角部が肉厚となるように略コの字状の内面３０ａ，３０ｂは円弧状としている。これにより、略コの字状の角部が肉厚となるので、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂの機械的強度が更に向上する。
【００２７】
図１８は実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂに、長手方向に直交する断面の略コの字状の角部を切り欠いて、実施の形態１より半径の大きな丸みを持たせている。このため略コの字状は、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力の力の向きに対して、幅方向が同一となる略コの字状の中央の辺を有して、更に、略コの字状の角部に実施の形態１より半径の大きな丸みを有している。これにより、遮断器単極部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに働く電磁力に対する機械的強度を保ったまま、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂと真空遮断器５８を収納している遮断器タンク５３の内面との空間距離を大きくできて、絶縁性能を向上できる。
【００２８】
図１９は実施の形態５による真空遮断器の遮断器単極部構成の他の変形例を示す断面図である。この変形例では、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂに、長手方向に直交する断面の略コの字状を角張らせている。これにより、絶縁フレーム２８ａ，２８ｂの製作時に金型からの抜きを行いやすくなり、製作の作業性が向上する。
【００２９】
実施の形態６．
図２０は実施の形態６における真空遮断器の遮断器単極部を示す側面図、図２１は図２０をＧ−Ｇ方向から見た断面図、図２２は図２１をＨ−Ｈ方向から見た断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
【００３０】
実施の形態１では、真空バルブ１４は、絶縁ケース１３と同軸に絶縁ケース１３に収納した。しかし、絶縁ケース１３は、その長手方向の中心軸が略水平になるように配置し、真空バルブ１４の長手方向の中心軸が、絶縁ケース１３の長手方向の中心軸より下方に成るよう真空バルブ１４を配置しても良い。この場合、真空バルブ１４の長手方向の中心軸は固定電極１５の中心軸より下方になり、かつ下側の絶縁フレーム１１ｂに接しないように配置する。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３１】
実施の形態６によれば、絶縁ケース１３は、その長手方向の中心軸が略水平になるように配置し、真空バルブ１４の長手方向の中心軸が、絶縁ケース１３の長手方向の中心軸より下方に成るよう真空バルブ１４を配置している。よって、絶縁ケース１３内での真空バルブ１４の上方の空間が大きくなり、真空バルブ１４の上方の絶縁ガスのボリュームが大きくなる。よって、通電による発熱を効率的に放熱出来る真空遮断器５８を得られる。
【００３２】
実施の形態７．
図２３は実施の形態７におけるガス絶縁開閉装置の側断面図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
図２３に示めしたガス絶縁開閉装置は、実施の形態１で説明したように、内部に真空遮断器５８を収納している。この真空遮断器５８に実施の形態１ないし実施の形態６において説明した真空遮断器を用いる。
【００３３】
実施の形態７によれば、必要な機械的強度を確保しながら小形化できる真空遮断器を用いることで、ガス絶縁開閉装置も小型化できる。
【００３４】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、この発明の一例であり、実施の形態１ないし実施の形態７を、どのように組み合わせても良い。
【国際調査報告】
2009125467.tif 000026
2009125467.tif 000027
2009125467.tif 000028
2009125467.tif 000029
2009125467.tif 000030
2009125467.tif 000031