(57)【要約】【課題】本発明は、小形のスイッチギヤを提供することを目的とする。【解決手段】接離自在な一対の接点を有する２つの真空バルブの可動導体が亘り導体を介して絶縁操作ロッドに接続され、真空バルブの外周に絶縁外被をモールドするスイッチギヤにおいて、絶縁操作ロッドを貫通させるための貫通孔を設けた絶縁体部品を予め成型しておき、真空バルブと可動導体と亘り導体と絶縁操作ロッドと絶縁体部品を組み立てた状態で、樹脂をモールドして絶縁外被を形成することを特徴とする。【選択図】  図１
2011055567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離自在な少なくとも一対の接点を有する真空バルブの可動導体が導体を介して絶縁操作ロッドに接続され、前記真空バルブの外周に絶縁外被がモールドされているスイッチギヤにおいて、
前記絶縁外被に接続され、前記絶縁操作ロッドの周囲で、かつ、気中絶縁部分を覆う絶縁体部品を備え、該絶縁体部品には、前記絶縁操作ロッドが、該絶縁体部品と間隙をもって貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記真空バルブを２つ備え、それぞれの真空バルブの可動導体が亘り導体を介して接続され、該亘り導体と前記絶縁操作ロッドが接続されていることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項３】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記真空バルブを３つ備え、それぞれの真空バルブの可動導体が導体若しくはフレキシブル導体を介して接続され、該導体若しくはフレキシブル導体と前記絶縁操作ロッドが接続されていることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項４】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁体部品に形成されている貫通孔を除いた内表面に導電塗装が施されて前記可動導体とほぼ同電位であり、かつ、前記絶縁外被と絶縁体部品の外表面に導電塗装が施されて接地されていることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項５】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁体部品に形成されている貫通孔の長さを、前記絶縁外被の厚さの５倍以上としたことを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項６】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁体部品の内表面に前記貫通孔を包囲する溝を設け、該溝は、導電塗装が施されて前記可動導体と同電位であることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項７】
請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁体部品と真空バルブとの間に、モールド時に樹脂が前記可動導体の周囲に侵入するのを抑止するための封止板が配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項８】
請求項４に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁外被の外側部分に、電力系統の主回路を構成するケーブルと前記真空バルブを接続するケーブル接続部を設けると共に、前記絶縁外被の前記ケーブル接続部近傍にリング状の電界緩和電極を埋設し、該電界緩和電極を、外表面に施して接地した前記導電塗装から分離した上でコンデンサと接続し、該コンデンサの他端を接地して主回路の電圧を分圧して検出する電圧検出器を構成することを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項９】
請求項４に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁外被の外側部分に、電力系統の主回路を構成するケーブルと前記真空バルブを接続するケーブル接続部を設けると共に、前記真空バルブと前記ケーブル接続部を接続する接続導体を前記絶縁外被に埋設し、該接続導体は特定の長さの円柱部を具備し、該円柱部の一部または全部において前記絶縁外被を概ね円筒形状とし、該円筒形状とした前記絶縁外被の外表面に導電塗装を施して接地し、前記円筒形状とした前記絶縁外被の外側に主回路電流を測定するための計器用変流器を配置したことを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項１０】
請求項６に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁操作ロッドの可動導体側に可動導体側埋込み電極が埋設されて前記可動導体に接続され、前記真空バルブが開状態または断路状態の場合に、前記可動導体側埋込み電極の先端の位置が、前記貫通孔を包囲する溝の最奥部より接地側となることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項１１】
請求項６に記載のスイッチギヤにおいて、
前記絶縁操作ロッドの可動導体側に可動導体側埋込み電極が埋設されて前記可動導体に接続され、前記真空バルブが閉状態の場合に、前記可動導体側埋込み電極の先端の位置が、前記貫通孔を包囲する溝の最奥部より可動導体側となることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項１２】
接離自在な少なくとも一対の接点を有する真空バルブの可動導体が導体を介して絶縁操作ロッドに接続され、前記真空バルブの外周に絶縁外被がモールドされているスイッチギヤを製造する際に、
前記真空バルブの可動導体と連結された絶縁操作ロッドを貫通させるための貫通孔を設けた絶縁体部品を予め成型しておき、前記真空バルブ，前記可動導体，前記絶縁操作ロッド、及び前記絶縁体部品を組み立てた状態で樹脂をモールドして前記絶縁外被を形成することを特徴とするスイッチギヤの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のスイッチギヤの製造方法において、
前記樹脂をモールドして前記絶縁外被を形成する際は、注型用金型に埋込み部品を組み込んでおいた状態で液状の樹脂を注型してモールドすることを特徴とするスイッチギヤの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスイッチギヤの製造方法において、
前記埋込み部品は、一対の前記真空バルブ、一端が１つの真空バルブの固定導体に接続され、他端が母線に接続されている導体、一端がもう１つの真空バルブの固定導体に接続され、他端がケーブルに接続されている導体、前記真空バルブの周囲に配置されている電界緩和シールドを少なくとも含むことを特徴とするスイッチギヤの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載のスイッチギヤの製造方法において、
前記注型用金型に埋込み部品を組み込む前に、一対の前記真空バルブにモールド時に樹脂が前記可動導体の周囲に侵入するのを抑止するための封止板を接着し、前記絶縁操作ロッドと締結するためのボルトをそれぞれの真空バルブの可動導体を接続する亘り導体に取り付けた状態で前記亘り導体を前記可動導体に接続し、次に、前記絶縁操作ロッドの可動電極側埋込み電極を前記ボルトで留め、そして、表面に接着剤が塗布された前記封止板に前記絶縁体部品を接着し、該接着剤が固まった後前記注型用金型に埋込み部品を組み込み、全ての埋込み部品を組み込み終えたら前記注型用金型に樹脂を注入することを特徴とするスイッチギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチギヤ及びその製造方法に係り、特に、真空バルブにより電力系統を開閉する真空遮断器又は真空断路器などの開閉機器を内部に収納したスイッチギヤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受電設備においては、負荷電流あるいは事故電流を遮断するための真空遮断器、負荷の保守点検を行う際に作業者の安全を確保するための断路器と接地開閉器、系統電圧・電流の検出装置、更に保護リレー、などを収納した閉鎖形配電盤（スイッチギヤと称す）が設置されている。
【０００３】
このスイッチギヤの絶縁方式は多種多様で、従来からの気中絶縁盤，ＳＦ6ガスを使ったキュービクル形ＧＩＳに加えて、昨今では環境負荷低減の観点から圧縮空気，真空、更には固体モールドなどの絶縁方式が登場している。
【０００４】
上述の固体モールド絶縁方式は、スイッチギヤの主回路を構成する真空バルブや接続導体のような機器を、エポキシ樹脂などの絶縁材料でモールドし、絶縁外被を形成したものである（例えば、特許文献１参照）。この方式では、地球温暖化係数がＣＯ2の２３，９００倍のＳＦ6ガスを使用しないので、環境負荷を低減できる上、気中絶縁盤よりも小形化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の固体モールド絶縁方式では、真空バルブの可動導体が絶縁耐力の低い大気中に存在するため、可動導体に接続される絶縁操作ロッドとその周囲において、絶縁距離を十分確保する必要があり、結果として装置が大形化する問題があった。
【０００７】
特許文献１のように、絶縁容器で絶縁操作ロッドの周囲を覆い、スイッチギヤの幅方向及び奥行方向の拡大を抑制する方法もあるが、これでは絶縁容器そのものが大形になってしまう。また、大気中絶縁の場合、汚損などの周囲環境の影響を考慮する必要があり、沿面距離を十分確保しなければならない。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、装置の小形軽量化が図られ、据付面積を小さくすることのできるスイッチギヤ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のスイッチギヤは、接離自在な少なくとも一対の接点を有する真空バルブの可動導体が導体を介して絶縁操作ロッドに接続され、前記真空バルブの外周に絶縁外被がモールドされているスイッチギヤにおいて、前記絶縁外被に接続され、前記絶縁操作ロッドの周囲で、かつ、気中絶縁部分を覆う絶縁体部品を備え、該絶縁体部品には、前記絶縁操作ロッドが、該絶縁体部品と間隙をもって貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明のスイッチギヤの製造方法は、接離自在な少なくとも一対の接点を有する真空バルブの可動導体が導体を介して絶縁操作ロッドに接続され、前記真空バルブの外周に絶縁外被がモールドされているスイッチギヤを製造する際に、前記真空バルブの可動導体と連結された絶縁操作ロッドを貫通させるための貫通孔を設けた絶縁体部品を予め成型しておき、前記真空バルブ，前記可動導体，前記絶縁操作ロッド、及び前記絶縁体部品を組み立てた状態で樹脂をモールドして前記絶縁外被を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の小形軽量化が図られ、据付面積を小さくすることのできるスイッチギヤ及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスイッチギヤの一実施の形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す本発明のスイッチギヤの一実施の形態の電気回路図である。
【図３】図１に示す本発明のスイッチギヤを構成する開閉器部分の側断面図である。
【図４】図１に示す本発明のスイッチギヤの注型姿の側断面図である。
【図５】図１に示す本発明のスイッチギヤの注型前組立て部分の側断面図である。
【図６】図１に示す本発明のスイッチギヤの注型前組立て部分の組立て手順である。
【図７】本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図８】図３に示す本発明の開閉器部分のうち、気中絶縁部について開位置と断路位置を比較した断面図である。
【図９】図８に示す気中絶縁部について、絶縁操作ロッドの可動導体側埋込み電極の位置と絶縁耐力の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態を示す側断面図である。
【図１１】図１０に示す本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態の電気回路図である。
【図１２】本発明のスイッチギヤの第４の実施の形態を示す側断面図である。
【図１３】図１０，図１２に示す本発明のスイッチギヤの気中絶縁部について、絶縁操作ロッドの可動導体側埋込み電極の位置と絶縁耐力の傾向を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明のスイッチギヤの一実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明のスイッチギヤの一実施の形態を示す側面図である。図１において、スイッチギヤ１は、その内部を上方から低圧制御区画部２，高圧スイッチ区画部３及び母線ケーブル区画部４にそれぞれ区画されている。
【００１５】
母線ケーブル区画部４内には、固体絶縁された母線１１１、ライン側となるケーブル１２１などが配置されており、ケーブル１２１に計器用変流器（ＣＴ）１３１が配置されている。また、高圧スイッチ区画部３内には、真空２点切り３位置形の開閉器（ＢＤＳ）１１、真空投入容量付きの接地開閉器（ＥＳ）１２、計器用変流器（ＣＴ）１３２及び操作機構２０１，２１１，２２１が配置されている。母線１１１は、固体絶縁されていることによりＳＦ6ガスを不要とし、取り扱い性の向上と安全性確保を実現している。
【００１６】
図２に、上述した本発明のスイッチギヤの電気回路図を示す。
【００１７】
前述した高圧スイッチ区画部３内に配置されたＢＤＳ１１，ＥＳ１２は、図１に示すように、エポキシ樹脂によって一体にモールドされ絶縁外被１３が形成されている。モールドする際には、ＢＤＳ１１の亘り導体２３と絶縁操作ロッド２０７を連結し、絶縁操作ロッド２０７を貫通させるための貫通孔１６を設けた絶縁体部品１５を組み付けた状態でモールドする。そして、エポキシ樹脂のモールドで形成された絶縁外被１３によって、ＢＤＳ１１とＥＳ１２をユニット化した開閉器部１０が構成され、小形軽量化を実現している。
【００１８】
ユニット化した開閉器部１０は相分離構成となって３相分が図１の前後方向に並べられており、各相の間に図示していない遮蔽層を配置して相間の短絡事故の発生を抑えている。また、絶縁外被１３の外表面は導電塗装１４によって接地され、接触時の安全性を確保している。
【００１９】
次に、図１に基づいて、スイッチギヤ１の動作の概略を説明する。操作機構２０１，２１１，２２１は、例えば電磁石を適用した操作機構、あるいは電動バネを適用した操作機構であり、その構成部品は、高圧スイッチ区画部３内に設けた支持板５に固定されている。１つ目の操作機構２０１は、ＢＤＳ１１の可動接点３３ｂ，４３ｂを閉位置と開位置とに切換操作する。操作機構２０１は、軸２０３に固定されたレバー２０２に連結され、レバー２０２の反対側にはレバー２０４が軸２０３の軸線方向に３個固定されている。その先端側は各相の操作ロッド２０５に連結されており、さらに絶縁操作ロッド２０７，亘り導体２３を介して可動接点３３ｂ，４３ｂが接離自在に操作される。２つ目の操作機構２１１は、ＢＤＳ１１の可動接点３３ｂ，４３ｂを開位置と断路位置とに切換操作する。３つ目の操作機構２２１は、各相の接地開閉器１２の可動接点５３ｂを、レバー２２２，軸２０３および３つのレバー２２４を介して開閉操作する。
【００２０】
図３は、ユニット化された開閉器部１０の拡大図である。ＢＤＳ１１は、２つの真空バルブ３０，４０及び各真空バルブの可動導体３６，４６を連結する亘り導体２３で構成される。真空バルブ３０は、セラミックス製絶縁筒３５ａ，３５ｂと金属製端板３１，３７及びベローズ３８をロウ付けして形成される真空容器３９と、この真空容器３９内に収納された固定接点３３ａと可動接点３３ｂを備えている。可動接点３３ｂを閉位置から開位置に操作して電流を遮断する際に、固定接点３３ａと可動接点３３ｂの間にアークが発生するので、このアークによりセラミックス製絶縁筒３５ａ，３５ｂの内表面が汚損されないよう、アークシールド３４が配置されている。真空バルブ４０は、真空バルブ３０と同様の構成であり、絶縁筒を備える真空容器４９と、真空容器４９内に収納された固定接点４３ａと可動接点４３ｂを備えている。２つの真空バルブの可動導体３６，４６は、亘り導体２３にて連結しているため、可動接点３３ｂと４３ｂは同時に動作する。
【００２１】
前述のように、可動導体３６及び４６は、亘り導体２３を介して接続されている。そして、亘り導体２３は絶縁操作ロッド２０７と連結しており、絶縁操作ロッド２０７は、図１に示した操作機構２０１，２１１によって操作される操作ロッド２０５に連結している。ここで、２つの可動接点３３ｂと４３ｂは、操作ロッド２０５によって、図３に示すように、通電するための閉位置Ｙ１，電流遮断後の開位置Ｙ２及び雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３つの位置で停止するようになっている。
【００２２】
図３において、２つの可動接点３３ｂ，４３ｂは、開位置Ｙ２で遮断ギャップｇ２を、また、断路位置Ｙ３で断路ギャップｇ３をそれぞれ確保している。この断路ギャップｇ３は、遮断ギャップｇ２の略倍に当たる距離に設定している。
【００２３】
このように、断路時における断路ギャップｇ３を、遮断ギャップｇ２の略２倍に設定し、さらに２つの真空バルブ３０と４０で２箇所のギャップを有することにより、断路時の絶縁信頼性を向上している。
【００２４】
ところで、真空バルブ３０の固定接点３３ａは、固定導体３２と埋込み導体２１に接続され、母線接続部１１２を介して母線１１１に接続されている。また、真空バルブ４０の固定接点４３ａは、固定導体４２と埋込み導体２２に接続され、ケーブル接続部１２２を介してケーブル１２１に接続されている。埋込み導体２１，２２は、絶縁外被１３に埋設されている。
【００２５】
ＥＳ１２の真空バルブ５０は、図３に示すように、セラミックス製絶縁筒５５ａ，５５ｂと金属製端板５１，５７及びベローズ５８をロウ付けして形成される真空容器５９と、この真空容器５９内に収納された固定接点５３ａと可動接点５３ｂとを備えている。可動接点５３ｂには、可動導体５６が連結され、図１に示した接地開閉器用の絶縁操作ロッド２２５などを介して、操作機構２２１により開閉される。ＥＳ１２の固定接点５３ａは、固定導体５２を介して埋込み導体２２に接続されており、そのため、真空バルブ４０の固定導体４２及びケーブル１２１にも接続されている。
【００２６】
図３に示した真空バルブ３０において、セラミックス製絶縁筒３５ａ，３５ｂと金属製端板３１，３７の接合部の周囲に、リング状の電界緩和シールド６１，６２を配置している。これにより、絶縁耐力を確保しつつ絶縁外被１３の厚さを低減して小形化することができる。ここで、電界緩和シールド６１は金属製端板３１と電気的に結合されており、電界緩和シールド６２は金属製端板３７と電気的に結合されている。電界緩和シールド６１，６２には、前述の接合部から発生するクラックの進展を防止する効果もある。真空バルブ４０においても、同様にリング状の電界緩和シールド６４，６５を配置している。また、ＥＳ１２の真空バルブ５０においては、セラミックス製絶縁筒５５ａと金属製端板５１の接合部にリング状の電界緩和シールド６６を配置している。
【００２７】
図３には、ケーブル接続部１２２の断面を部分的に示しており、絶縁外被１３の凸部がケーブル接続部１２２の内側に嵌め合いになっている。絶縁外被１３の外側表面のうち、この嵌め合いになっている部分以外には、導電塗装１４が施され接地されており、ケーブル接続部１２２の外側表面には導電ゴム１２３が配置され接地されている。ここで、導電塗装１４と導電ゴム１２３の境目で気中部分放電が発生するのを防止するため、電界緩和シールド１２４を絶縁外被１３の内部に埋設している。母線接続部１１２の構造も、ケーブル接続部１２２と同様である。
【００２８】
尚、図２，図３に示すように、電界緩和シールド１２４にコンデンサ内蔵の電圧検出回路１２５を接続することにより、電界緩和シールドを浮遊静電容量と見なして分圧した電圧検出器（ＶＤ）を構成することができる。
【００２９】
図３のユニット化した開閉器部１０には、ケーブル接続部１２２とＥＳ１２の間に、計器用変流器（ＣＴ）１３２を配置している。ＣＴ１３２を配置可能にするため、埋込み導体２２に円柱部１３３を設け、絶縁外被１３の円柱部１３３周囲の形状をほぼ円筒としている。
【００３０】
これにより、スイッチギヤ全体でのコンパクト化、及び組立て作業性向上を図っている。まれではあるが、ＣＴの出力電流仕様が大きく、ＣＴの寸法が大きくなった場合には、図１のＣＴ１３１の位置にケーブル１２１を貫通させて配置することができる。
【００３１】
ここで、本発明の骨子である、２つの真空バルブ３０，４０の可動導体３６，４６を連結する亘り導体２３の近傍の絶縁構成について、図３を用いて説明する。
【００３２】
該図において、亘り導体２３に接続した絶縁操作ロッド２０７は、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステルにて製作された絶縁体部品１５に設けられている貫通孔１６を貫通している。エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル等の絶縁性材料にて製作された絶縁操作ロッド２０７は、両端部に接地側埋込み電極２０６と可動導体側埋込み電極２０８が埋設されている。接地側埋込み電極２０６は操作ロッド２０５に接続されて接地されている。絶縁体部品１５の貫通孔１６の内表面の一部をガイドにして、接地側埋込み電極２０６を摺動させることにより、絶縁操作ロッド２０７および可動接点３３ｂ，４３ｂの偏心を抑制できる。また、貫通孔１６の大気側開口部にゴムカバーなどのゴム部品を配置して気中絶縁領域を密封することにより、絶縁物の表面汚損による絶縁劣化を防ぐことができる。絶縁操作ロッド２０７に埋設された可動導体側埋込み電極２０８は亘り導体２３に接続され、可動導体３６，４６と同電位になっている。
【００３３】
絶縁体部品１５の内表面のうち、貫通孔１６以外の内表面には導電塗装１４が施され、可動導体３６，４６に電気的に接続される。この導電塗装１４によって、真空バルブ３０，４０の可動側や亘り導体２３は電気的にシールドされた状態となるため、部分放電や絶縁破壊の発生を回避できる。また、絶縁体部品１５の外表面は、絶縁外被１３の外表面とともに導電塗装１９を施して接地している。
【００３４】
このような構成とすることにより、気中で絶縁される部分を絶縁操作ロッド２０７と絶縁体部品１５の間隙に限定することができる。さらに、内表面１７において貫通孔１６の周囲に溝１８を設けて貫通孔１６の気中部分の電界分布を制御することにより、絶縁耐力を確保し且つ小形化した構造にしている。
【００３５】
尚、気中の絶縁耐力は固体の２０％以下であるので、貫通孔１６の長さＬは絶縁外被１３の最も絶縁距離の短い部分Ｄの５倍以上としている。
【００３６】
次に、絶縁外被１３を注型する手順について図４，図５および図６を用いて説明する。図４において、注型用金型３０１に埋込み部品を全て組み込んでおいた状態で、液状のエポキシ樹脂などを注型する。埋込み部品は、真空バルブ３０，４０，５０、埋込み導体２１，２２、電界緩和シールド６１，６２，６４，６５，１１３、導電ゴム１２３などである。
【００３７】
このとき、可動導体３６，４６及び亘り導体２３の動作空間に、液状エポキシが侵入しないように密封する必要がある。もし、液状エポキシが侵入してベローズに付着し硬化すると、開閉動作時にベローズが破損し真空漏れが発生して、真空バルブの遮断性能と絶縁耐力が大幅に低下するので、液状エポキシの侵入を確実に防止する必要がある。
【００３８】
図４では、封止板６３と、予め注型して内表面１７に導電塗装を施しておいた絶縁体部品１５によって密封している。絶縁体部品１５と封止板６３の間の密封、及び封止板６３と真空バルブ３０，４０の間の密封には、接着剤を使用する方法、Ｏリングを挟んでネジ締結する方法などがある。また、封止板６３と真空バルブ３０，４０の密封に限れば、ロウ付けや溶接なども可能である。
【００３９】
図４は接着剤を使用した構造を示しており、接着剤を導電性とすることにより、絶縁体部品１５の内表面１７に塗布された導電塗装の電位を可動導体３６，４６と同じにしている。さらに、接着剤は、注型時の温度１００〜２００℃に耐える接着剤とし、注型用金型３０１に埋込み部品を組み込んだ状態で接着部にかかる力、及び注型時にかかる力に対する強度を確保できる接着剤としている。
【００４０】
注型用金型３０１に、埋込み部品を金型３０３，３０４，３０５と共に組み込む前に、図５に示すように、真空バルブ３０，４０、封止板６３、亘り導体２３、絶縁操作ロッド２０７、絶縁体部品１５の組立てを完了しておく。
【００４１】
図６はその手順を示す。まず、真空バルブ３０，４０に封止板６３を接着し、絶縁操作ロッド２０７と締結するためのボルト２４を予め亘り導体２３に取り付けた状態で、亘り導体２３を可動導体３６，４６に接続する。次に、絶縁操作ロッド２０７の可動導体側埋込み電極２０８を、ロックワッシャ２５を挟んでボルト２４で留める。そして、表面に接着剤を塗布した封止板６３に絶縁体部品１５を接着する。封止板６３の外周には折り曲げ部６３ａを設け、絶縁体部品１５を接着する時の位置決めを容易にしている。折り曲げ部６３ａは封止板６３の外端の電界を緩和する効果もある。
【００４２】
接着剤が固まった後、図４のように注型用金型３０１に各部品を組み込む。金型３０３，３０４は、注型用金型３０１の内側にセットする入れ子としている。これにより、絶縁外被１３の母線接続部１１２とケーブル接続部１２２に形成される円錐面において、金型の合わせ面による段差を排除し、ケーブルの絶縁ゴムとの界面における絶縁耐力を確保している。全ての埋込み部品を組み終えたら、注入口３０２からエポキシ樹脂を注入する。注型用金型３０１全体の傾斜は、一体化されたユニット化した開閉器部１０の構造や注入口３０２の位置により適切に設定する。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施例であり、封止板６３と絶縁体部品１５の間にＯリング６７を挟んでボルト６８で固定することにより、亘り導体２３の周囲を密封して、注型時に液状エポキシが侵入しないようにしている。Ｏリング６７とボルト６８を配置するためのスペースを要するため、絶縁外被１３の外周が大きくなるが、接着剤が固まる時間を省略できる利点がある。
【００４４】
上述した製造の手順により、気中で絶縁される部分を絶縁操作ロッド２０７と絶縁体部品１５の間隙に限定した構成とし、絶縁体部品１５の内表面１７において貫通孔１６の周囲に溝１８を設け、貫通孔１６の気中部分の電界分布を制御することにより、絶縁耐力を確保した上で小形化したスイッチギヤ構造を得ることができる。電界分布の制御作用については次段落以下に記載する。また、気中絶縁部分の汚損を防止した構造とすることにより、信頼性を向上できる。
【００４５】
次に、図８及び図９に基づいて、絶縁体部品１５に設けた溝１８による電界制御作用について述べる。
【００４６】
図１及び図３のスイッチギヤのＢＤＳ１１において、可動接点３３ｂ，４３ｂが閉位置Ｙ１の場合には可動導体３６，４６と亘り導体２３に主回路の電圧が課電され、開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３の場合には主回路から絶縁されるため電圧が課電されない。従って、絶縁操作ロッド２０７については、閉位置Ｙ１の状態についてのみ主回路と同等の絶縁耐力を確保する。
【００４７】
気中絶縁部の絶縁耐力には、絶縁操作ロッド２０７の可動導体側埋込み電極２０８の先端２０８ａと導電塗装された溝１８の再奥部１８ａとの位置関係が影響する。図８（ａ）の閉位置Ｙ１では、電極先端２０８ａの位置が溝の再奥部１８ａよりやや亘り導体２３側にあり、この場合、気中で電界強度が最大となる部分１６ａの位置が溝再奥部１８ａとほぼ同じ高さになって、電界分布の歪みが最も少なく、絶縁耐力が高くなる。一方、図８（ｂ）の断路位置Ｙ３では、電極先端２０８ａの位置が溝の再奥部１８ａより接地側となり、気中で電界強度が最大となる部分１６ｂの位置が溝の再奥部１８ａよりかなり接地側になって、電界分布の歪みが大きくなっており、絶縁耐力が低くなる。
【００４８】
図９は、図８の気中絶縁部について、絶縁操作ロッドの可動導体側埋込み電極先端２０８ａの位置Ｘと絶縁耐力の関係を示すグラフである。
【００４９】
該図において、閉位置Ｙ１の場合の位置Ｘで気中絶縁部の絶縁耐力が最大であり、断路位置Ｙ３の場合の位置Ｘに近づくにつれ絶縁耐力が低下している。逆に、位置Ｘが閉位置Ｙ１の場合より亘り導体２３側に移動しても絶縁耐力が低下する傾向にある。図３のスイッチギヤでは、閉位置Ｙ１の場合の絶縁耐力を確保すれば良いので、図８及び図９に示した電極先端２０８ａと溝再奥部１８ａの位置関係が最適となる。
【００５０】
図１０は、本発明の第３の実施例であり、ループ受電方式の系統に適用される二次配電用スイッチギヤ、即ち、リングメインユニットを構成した一例である。図１１は、図１０の回路図である。
【００５１】
該図において、エポキシ樹脂などによって一体注型された各真空バルブ７０，８０，９０は、３回線分の各ケーブル１７１，１８１，１９１に接続されている。可動接点７３ｂ，８３ｂ，９３ｂに接続された可動導体７６，８６，９６は、それぞれ独立に操作できるようになっており、集電子を備えた導体２７を貫通して電気的に接続されている。さらに個別に絶縁操作ロッド７７，８７，９７に接続され、その接地側に操作ロッドやリンクを介して操作機構が連結され、閉位置Ｙ１と開位置Ｙ４に切り替え動作する。
【００５２】
絶縁体部品１５は、３本の絶縁操作ロッド７７，８７，９７が貫通するようにした以外は、第１の実施例と同様である。このとき、気中絶縁部の電界緩和用の溝１８を絶縁操作ロッド毎に設けることもできるが、図１０に示すように、３つの溝をつなげて１つの凹部１８Ａを形成すれば、絶縁体部品１５が注型しやすくなり、導電塗装が容易になる。
【００５３】
尚、図１０及び図１１は、３回線の場合であるが、４回線、さらにそれ以上の回線数の場合にも適用できる。
【００５４】
図１２に示す実施例は、図１０において集電子を備えていた導体２７を、フレキシブル導体２８に変えて、各回線の接続を行ったものである。集電子のような摺動がないので磨耗がなく、信頼性が高くなる。
【００５５】
次に、図１３に基づいて、図１０及び図１２の二次配電用スイッチギヤの絶縁体部品１５と気中絶縁操作ロッド７７，８７，９７との間隙の気中絶縁部の絶縁設計について述べる。
【００５６】
図１０及び図１２の二次配電用スイッチギヤでは、真空バルブ７０の可動接点７３ｂが開位置Ｙ４であっても、他の真空バルブ８０，９０の可動接点８３ｂ，９３ｂのいずれかが閉位置Ｙ１であれば電圧が課電される。可動接点８３ｂまたは９３ｂが開位置Ｙ４の場合も同様であり、絶縁操作ロッド７７，８７，９７については、閉位置Ｙ１と開位置Ｙ４の両方の状態について主回路と同等の絶縁耐力を確保する必要がある。
【００５７】
従って、図１２の溝１８の最奥部の位置Ｓを、開位置Ｙ４のときの絶縁操作ロッド７７の可動導体側埋込み電極７８の先端位置Ｘに近づけている。これは、電極先端位置Ｘが位置Ｓより接地側になると絶縁耐力が低下するが、位置Ｓより大幅に可動導体側になっても絶縁耐力が低下するためである。すなわち、開位置Ｙ４のときの先端位置Ｘが、位置Ｓよりやや接地側の場合が最適となる。
【符号の説明】
【００５８】
１  スイッチギヤ
２  低圧制御区画部
３  高圧スイッチ区画部
４  母線ケーブル区画部
５  支持板
１０  ユニット化した開閉器部
１１  真空２点切り３位置形の開閉器（ＢＤＳ）
１２  接地開閉器（ＥＳ）
１３  絶縁外被
１４，１９  導電塗装
１５  絶縁体部品
１６  貫通孔
１７  内表面
１８  溝
２１，２２  埋込み導体
２３  亘り導体
２４，６８  ボルト
３０，４０，５０  真空バルブ
３１，３７，５１，５７  金属製端板
３３ａ，４３ａ，５３ａ  固定接点
３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ  可動接点
３４  アークシールド
３５ａ，３５ｂ，５５ａ，５５ｂ  セラミックス製絶縁筒
３６，４６，５６  可動導体
３８，５８  ベローズ
３９，４９，５９  真空容器
４２，５２  固定導体
６１，６２，６４，６５，６６，１２４  電界緩和シールド
６３  封止板
６３ａ  折り曲げ部
６７  Ｏリング
１１１  母線
１１２  母線接続部
１２１  ケーブル
１２２  ケーブル接続部
１２３  導電ゴム
１２５  電圧検出回路
１３１，１３２  計器用変流器（ＣＴ）
２０１，２１１，２２１  操作機構
２０５  操作ロッド
２０６  接地側埋込み電極
２０７，２２５  絶縁操作ロッド
２０８  可動導体側埋込み電極
３０１  注型用金型
３０２  注入口
３０３，３０４，３０５  金型
【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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