(57)【要約】【課題】  高圧機器箱とその内部に納められた真空開閉器との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱が大型化することのないこと。【解決手段】  本発明に係る真空開閉器は、上記目的を達成するために、断面矩形状を成し、複数の内壁で構成されている高圧機器箱内に、外部回路と電気的に接続するための固定接点と可動接点を備えた真空開閉器及び前記真空開閉器の前記固定接点及び可動接点と入り切りされる接地装置が収納されている真空開閉装置であって、前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、前記高圧機器箱の近接する二箇所の前記内壁から等しい距離に位置していることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形状を成し、複数の内壁で構成されている高圧機器箱内に、外部回路と電気的に接続するための固定接点と可動接点を備えた真空開閉器及び前記真空開閉器の前記固定接点及び可動接点と入り切りされる接地装置が収納されている真空開閉装置であって、
前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、前記高圧機器箱の近接する二箇所の前記内壁から等しい距離に位置していることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空開閉装置であって、
前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、円筒形状の前記真空開閉器の中心を通り、前記高圧機器箱の長手方向と平行なＸ軸上に配置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空開閉装置であって、
前記真空開閉装置は、高圧機器箱上側内壁、高圧機器箱下側内壁、高圧機器箱左側内壁、高圧機器箱右側内壁、高圧機器箱手前側内壁及び高圧機器箱奥側内壁から構成され、
前記固定接点及び前記可動接点と前記高圧機器箱奥側内壁との間の距離をＬ１、前記固定接点及び前記可動接点と前記高圧機器箱手前側内壁との間の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＝Ｌ２となるように前記真空開閉器と前記高圧機器箱が位置決めされていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空開閉装置であって、
前記高圧機器箱内には、前記真空開閉器及び前記接地装置を操作する操作器が操作器箱に収納されて設置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項５】
請求項４に記載の真空開閉装置であって、
前記真空開閉器と前記接地装置は、前記操作器箱上で、かつ、前記高圧機器箱の長手方向に隣接して設置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の真空開閉装置であって、
前記操作器は、前記真空開閉器の可動側に接続されている絶縁操作ロッドに一端が接続されたリンク機構の他端に接続されていると共に、前記接地装置は、前記リンク機構の他端が接続されている前記操作器に接続されたカム機構を介して回転軸に回転可能に接続されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項７】
請求項６に記載の真空開閉装置であって、
前記操作器から伝わる動力の運動方向を前記カム機構で変換して前記回転軸を軸に前記接地装置を回転させ、前記固定接点と前記接地装置の先端に設けられている第１のクリップを、前記可動接点と前記接地装置の中間に設けられている第２のクリップをそれぞれ接触させることで、前記高圧機器箱内の電気回路を接地電位とすることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項８】
請求項７に記載の真空開閉装置であって、
切位置での前記接地装置は、前記操作器箱の上部の範囲に納まるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項９】
請求項７に記載の真空開閉装置であって、
切位置での前記接地装置は、該接地装置の先端が前記操作器箱の角部にくるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の真空開閉装置であって、
前記真空開閉器の固定接点及び可動接点の先端のＢ点を中心に、前記Ｘ軸と前記操作器箱の端部の交点であるＣ点が描く円周の外部で、かつ、前記操作器箱の上部の範囲に前記接地装置の先端が配置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の真空開閉装置であって、
前記接地装置は、該接地装置が前記回転軸を中心に切位置から入位置、若しくは入位置から切位置に移動する際の前記第１及び第２のクリップの軌道が、前記操作器箱の上部に納まるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空開閉装置に係り、特に、真空開閉器が高圧機器箱に収納され、鉄道車両等に搭載するものに好適な真空開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両に搭載される真空開閉装置は、鉄道車両の屋根上若しくは床下に配置されている。特に、真空開閉器は、その周辺機器との絶縁性を考慮して設置されなければならず、例えば、鉄道車両に搭載される真空開閉器は、高圧機器箱と呼ばれる箱の中に収納され、その高圧機器箱を接地電位とすることで、真空開閉器を電気的に隔離し、その周辺機器との絶縁性を確保することが行われている。
【０００３】
鉄道車両に搭載される真空開閉装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
この特許文献１には、鉄道車両に搭載される真空開閉装置が、真空遮断器（真空開閉器）と、回転軸を中心に回転動作する接地装置と、真空遮断器の電極および接地装置を動作させる操作器箱とを備え、真空開閉装置のメンテナンス作業時には、接地装置を回転させることで真空遮断器から外部に露出している接点と接触させ、真空遮断器を接地電位とすることにより、安全に作業を行うことができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国実用新案第２０２２６８２８３号明細書
【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、特許文献１に記載されている真空開閉装置は、真空遮断器の周辺を接地電位をもつ高圧機器箱で覆うことを想定した場合、真空遮断器の充電部である接点が左下方向に伸びている（特許文献１の図３参照）ために、真空遮断器の接点と高圧機器箱の上側内壁との絶縁距離は確保しやすいが、真空遮断器の接点と高圧機器箱の下側内壁との絶縁距離は確保しづらくなり、この絶縁距離を確保するためには高圧機器箱を大型化する必要があり、高圧機器箱を大型化すると鉄道車両の両内スペースが圧迫されるという課題があった。
【０００７】
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、高圧機器箱とその内部に納められた真空開閉器との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱が大型化することのない真空開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る真空開閉器は、上記目的を達成するために、断面矩形状を成し、複数の内壁で構成されている高圧機器箱内に、外部回路と電気的に接続するための固定接点と可動接点を備えた真空開閉器及び前記真空開閉器の前記固定接点及び可動接点と入り切りされる接地装置が収納されている真空開閉装置であって、前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、前記高圧機器箱の近接する二箇所の前記内壁から等しい距離に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高圧機器箱とその内部に納められた真空開閉器との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱が大型化することのない真空開閉装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の真空開閉装置の実施例１における真空開閉器を示す概略構成図である。
【図２】本発明の真空開閉装置の実施例１において真空開閉器が高圧機器箱内に納められた状態の機器配置を示す縦断面図である。
【図３】本発明の真空開閉装置の実施例１において接地装置が切位置のときの真空開閉装置を示す横断面図である。
【図４】本発明の真空開閉装置の実施例１において接地装置が入位置のときの真空開閉装置を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の真空開閉装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１２】
図１に、本発明の真空開閉装置の実施例１における真空開閉器を示す。
【００１３】
図１に示すように、真空開閉器１は、固定電極４と、この固定電極４に対して接触または開離する可動電極５と、固定電極４及び可動電極５の周囲を覆うアークシールド６と、アークシールド６を支持する外側容器の一部を構成する円筒形状のセラミック絶縁筒７と、ベローズ８等から構成される真空バルブ２を備えている。
【００１４】
真空バルブ２の外側容器は、セラミック絶縁筒７の両端を端板で覆って構成され、内部を真空状態に維持している。固定電極４は固定導体１０に接続されており、固定導体１０は真空バルブ２の外に引き出され、外部電気回路と接続される固定接点１３を備えている。可動電極５は可動導体１１に接続されており、可動導体１１は真空バルブ２の外に引き出され、集電子２２を介して可動側引出導体１２Ａ及び１２Ｂと電気的に接続されており、可動側引出導体１２Ａ及び１２Ｂの先端には外部電気回路と接続される可動接点１４Ａ及び１４Ｂを備えている。
【００１５】
また、真空バルブ２、固定導体１０、可動導体１１、可動側引出導体１２Ａ及び１２Ｂは、エポキシ樹脂やゴム樹脂などの固体絶縁物からなる絶縁ケース３で覆われている。真空バルブ２の可動側では、可動導体１１と可動側の端板の間にベローズ８が配置され、真空バルブ２の真空状態を維持したまま可動導体１１が可動できるようになっている。
【００１６】
また、真空バルブ２の可動側には、気中絶縁操作ロッド１５が接続されている。この気中絶縁操作ロッド１５の先端にはリンク機構１６の一端が接続され、リンク機構１６の他端には操作器１７が接続されており、操作器１７で発生する力をリンク機構１６を介して気中絶縁操作ロッド１５に伝達している。上述した操作器１７の駆動力は、ばねを用いたばね操作器や永久磁石とコイルを用いた電磁操作器から発生させるが、その操作器の詳述は省略する。
【００１７】
次に、図２、図３及び図４を用いて、上述した真空開閉器１が高圧機器箱３１内に納められた本発明の真空開閉装置１００の構成を説明する。
【００１８】
図２は、真空開閉器１が高圧機器箱３１内に納められた状態の真空開閉装置１００の機器配置を示す縦断面図である。
【００１９】
図２に示すように、本実施例の真空開閉装置１００は、高圧機器箱３１が断面矩形状を成し、高圧機器箱上側内壁５１、高圧機器箱下側内壁５２、高圧機器箱左側内壁５３、高圧機器箱右側内壁５４及び後述する高圧機器箱手前側内壁５５、高圧機器箱奥側内壁５６から構成されており、この高圧機器箱３１内に、高圧機器箱下側内壁５２に設置された操作器箱１８上に真空開閉器１が設置されている。
【００２０】
上述した高圧機器箱３１内の電気回路は、高圧機器箱上側内壁５１に固定されているケーブルヘッド３２Ａが、同じく高圧機器箱上側内壁５１に固定されている計器用変圧器３５を介して真空開閉器１の固定導体１０に接続され、固定導体１０は真空開閉器１の可動導体１１（図１参照）を介して可動接点１４Ａ及び１４Ｂに接続されている。可動接点１４Ｂには、高圧機器箱下側内壁５２に固定されているケーブルヘッド３２Ｂが接続され、このケーブルヘッド３２Ｂから高圧機器箱３１の外部回路へ電気を供給することができる。
【００２１】
更に、可動接点１４Ｂは、高圧機器箱下側内壁５２に固定されている断路器３３を介して高圧機器箱上側内壁５１に固定されているケーブルヘッド３２Ｃへ接続され、このケーブルヘッド３２Ｃから高圧機器箱３１の外部回路へ電気を供給することができるようになっている。
【００２２】
また、ケーブルヘッド３２Ｃには、高圧機器箱上側内壁５１に固定されている避雷器３４が接続されており、この避雷器３４は、雷サージから電気回路を保護する役割をもっている。
【００２３】
更に、真空開閉器１の横の高圧機器箱下側内壁５２に設置された操作器箱１８上には、接地装置１９が真空開閉器１と高圧機器箱３１の長手方向に隣接して設置されている。この接地装置１９は、操作器箱１８内で上述したリンク機構１６の他端が接続されている操作器１７に接続されたカム機構２３を介して回転軸２１に接続されている。
【００２４】
そして、作業員がメンテナンス作業を行う際などには、操作器１７から伝わる動力の運動方向をカム機構２３で変換して回転軸２１を軸に接地装置１９を回転させ、固定接点１３と接地装置１９の先端に設けられている第１のクリップ２０Ａを、可動接点１４Ａと接地装置１９の中間に設けられている第２のクリップ２０Ｂをそれぞれ接触されることで、高圧機器箱３１内の電気回路を接地電位とし、安全に作業が行えるようにしている。
【００２５】
図３は、接地装置１９が切位置（固定接点１３と第１のクリップ２０Ａ、可動接点１４Ａと第２のクリップ２０Ｂが接触していない状態）のときの真空開閉装置１００の横断面図、また、図４は接地装置１９が入位置（固定接点１３と第１のクリップ２０Ａ、可動接点１４Ａと第２のクリップ２０Ｂが接触している状態）のときの真空開閉装置１００の横断面図である。
【００２６】
図３及び図４に示すように、充電部となる固定接点１３及び可動接点１４Ａ、１４Ｂは、円筒形状の真空開閉器１の中心を通り、高圧機器箱３１の長手方向（図中左右方向）に平行なＸ軸上に配置され、接地装置１９の回転軸２１は、Ｘ軸より下方の高圧機器箱３１の長手方向（図中左右方向）に平行なＸ´軸上に配置され、真空開閉器１、接地装置１９、操作器箱１８の周囲は接地電位である高圧機器箱３１で覆われている。
【００２７】
このとき、本実施例では、固定接点１３及び可動接点１４Ａ、１４Ｂと、高圧機器箱手前側内壁５５及び高圧機器箱奥側内壁５６との間の絶縁性を保障する距離である固定接点１３及び可動接点１４Ａ、１４Ｂと高圧機器箱奥側内壁５６との間の距離をＬ１、固定接点１３及び可動接点１４Ａ、１４Ｂと高圧機器箱手前側内壁５５との間の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＝Ｌ２となるように真空開閉器１と高圧機器箱３１の位置を決めている。
【００２８】
このようにして真空開閉器１と高圧機器箱３１の位置を決めることで、高圧機器箱手前側内壁５５から高圧機器箱奥側内壁５６までの距離Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２を最小とすることが可能で、高圧機器箱３１と、その内部に納められた真空開閉器１との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱寸法を低減すること、つまり、高圧機器箱３１が大型化することを防ぐことができる。
【００２９】
即ち、上述した距離がＬ１≠Ｌ２の場合（ただし、Ｌの距離は一定）、Ｌ１及びＬ２が、それぞれ絶縁性が確保することができる距離であれば問題とならない。
【００３０】
しかし、仮にＬ１＞Ｌ２として、Ｌ２の絶縁性が確保することができないとするならば、追加の絶縁距離αが必要となり、高圧機器箱手前側内壁５５から高圧機器箱奥側内壁５６までの距離はＬ１＋Ｌ２＋α＝Ｌ＋αとなり、αの分だけ高圧機器箱３１の寸法は大きくなる（大型化する）ので好ましくない。よって、図３及び図４に示す高圧機器箱３１と真空開閉器１の配置が好適である。
【００３１】
図３において、接地装置１９が切位置（固定接点１３と第１のクリップ２０Ａ、可動接点１４Ａと第２のクリップ２０Ｂが接触していない状態）のとき、充電部となる固定接点１３及び可動接点１４Ａと、接地電位となる接地装置１９の第１及び第２のクリップ２０Ａ及び２０Ｂの間は絶縁性が確保されなければならない。
【００３２】
また、図３及び図４において、高圧機器箱３１の寸法を小さくするという観点から、切位置での接地装置１９は、操作器箱１８の上部の範囲に納まるよう配置する。具体的には、操作器箱１８の上部において、真空開閉器１の固定接点１３及び可動接点１４Ａから最も距離のある位置は、操作器箱１８の角部であるＡ点であるから、接地装置１９が切位置のときに、その先端をＡ点である操作器箱１８の角部の近くにくるように配置することが、絶縁距離確保のために好適である。
【００３３】
ただし、接地装置１９の先端（第１及び第２のクリップ２０Ａ及び２０Ｂ）が厳密にＡ点にある必要はなく、固定接点１３及び可動接点１４Ａの先端のＢ点を中心に、Ｘ軸と操作器箱１８の端部の交点であるＣ点が描く円周の外部で、かつ、操作器箱１８の上部の範囲に接地装置１９の先端を配置することで、操作器箱１８の上部で、真空開閉器１の固定接点１３及び可動接点１４Ａと、接地装置１９との距離を確保することが容易となる。
【００３４】
更には、接地装置１９が回転軸２１を中心に切位置から入位置（固定接点１３と第１のクリップ２０Ａ、可動接点１４Ａと第２のクリップ２０Ｂが接触している状態）、若しくは入位置から切位置に移動する際の第１及び第２のクリップ２０Ａ及び２０Ｂの軌道が、操作器箱１８の上部に納まるように接地装置１９を配置することが好ましい。
【００３５】
このような本実施例の構成とすることにより、接地装置１９とその第１及び第２のクリップ２０Ａ及び２０Ｂと、固定接点１３及び可動接点１４Ａの間で必要な絶縁距離を確保しつつ、接地装置１９がその切位置にあるとき、または切位置と入位置の間で動作するときに、接地装置１９が高圧機器箱内壁に干渉しないようにすることができ、高圧機器箱３１の大型化を防ぐことが可能となる。
【００３６】
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…真空開閉器、２…真空バルブ、３…絶縁ケース、４…固定電極、５…可動電極、６…アークシールド、７…セラミック絶縁筒、８…ベローズ、１０…固定導体、１１…可動導体、１２Ａ、１２Ｂ…可動側引出導体、１３…固定接点、１４Ａ、１４Ｂ…可動接点、１５…気中絶縁操作ロッド、１６…リンク機構、１７…操作器、１８…操作器箱、１９…接地装置、２０Ａ…第１のクリップ、２０Ｂ…第２のクリップ、２１…回転軸、２２…集電子、２３…カム機構、３１…高圧機器箱、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ…ケーブルヘッド、３３…断路器、３４…避雷器、３５…計器用変圧器、５１…高圧機器箱上側内壁、５２…高圧機器箱下側内壁、５３…高圧機器箱左側内壁、５４…高圧機器箱右側内壁、５５…高圧機器箱手前側内壁、５６…高圧機器箱奥側内壁、１００…真空開閉装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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