(57)【要約】【課題】真空バルブにおける部分放電や絶縁破壊を防止してコンパクト化が可能な真空開閉装置を得る。【解決手段】絶縁支持物３は、真空バルブ２を各相毎に個別に支持しており、その一体注型部３ａは真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄの外周部、固定側通電軸２ｆ、負荷側端子板３２など電界が強くなる部位を、これらとの間に隙間ができないようにして注型により覆っている。一体注型部３ａから延長された延長支持部３ｂは、絶縁ガスが充填されたタンク１３の取付板１９に、図１の奥行き方向に三相分並べて取り付けられている。一体注型部３ａにて電界の強い端板２ｃ，２ｄの外周部などを隙間ができないようにして覆ったので、これら電界の強い部位における部分放電や絶縁破壊を防止して真空バルブ２同士の間隔及びタンク１３との距離を縮小でき、コンパクト化が可能となる。【選択図】        図１
2004159415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空バルブと絶縁支持物と収容箱とを有するものであって、
上記真空バルブは、真空容器と固定側通電軸と可動側通電軸とを有し、上記真空容器は絶縁物にて形成された筒状部と導電材料で形成され上記筒状部の両端部に気密に固着された一対の端板とを有し、上記固定側通電軸はその先端部に固定接点が固定され当該固定接点が上記真空容器内に在るようにして上記端板の一方に固定され、上記可動側通電軸は上記端板の他方に対して気密にかつ移動可能にされるとともにその先端部に上記真空容器内において上記固定接点と対向する可動接点が設けられたものであり、
上記絶縁支持物は、絶縁覆い部と延長支持部とを有し、上記絶縁覆い部は上記真空容器の上記筒状部及び上記一対の端板の外周部をこれらとの間に隙間が生じないようにして覆い、上記延長支持部は上記絶縁覆い部から上記真空容器の軸方向に延長され上記絶縁覆い部を介して上記真空容器を支持し、上記絶縁覆い部と上記延長支持部とは固定絶縁材料にて一体に形成されたものであり、
上記収容箱は、絶縁ガスが充填されるとともに上記真空バルブを支持した上記絶縁支持物を所定方向に所定の間隔を設けて複数収容したものであり、
上記真空バルブの上記可動側通電軸が通電軸用絶縁部材を介して上記収容箱の外に設けられた操作機構により上記真空容器の軸方向に駆動され上記真空バルブを開閉するようにしたものである
真空開閉装置。
【請求項２】
上記絶縁支持物は、上記収容箱に水平方向に所定の間隙を設けて複数収容されたものであることを特徴とする請求項１に記載の真空開閉装置。
【請求項３】
可動断路部材を支持する可動断路部材支持端子と母線側導体に接続される母線側端子と接地される接地端子とを有し上記可動断路部材を操作することにより上記可動断路部材支持端子と上記母線側端子との間及び上記可動断路部材支持端子と上記接地端子との間を開閉する断路・接地開閉器並びに上記可動断路部材支持端子と上記可動側通電軸とを接続する接続装置が設けられたものであって、上記可動断路部材支持端子と上記接続装置とが上記絶縁支持物に支持され、上記母線側端子が上記固定側通電軸に対して垂直方向に延長した上記絶縁支持物に支持され、上記接地端子は上記収容箱の内壁に固定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の真空開閉装置。
【請求項４】
上記接続装置は、上記可動断路部材支持端子に接続されるとともに上記延長支持部を貫通し上記可動側通電軸に接続された可撓導体であることを特徴とする請求項３に記載の真空開閉装置。
【請求項５】
上記接続装置は、上記可動断路部材支持端子に接続されるとともに上記延長支持部を貫通し上記可動側通電軸に摺動することにより電気的に接続された摺動通電装置であることを特徴とする請求項３に記載の真空開閉装置。
【請求項６】
上記延長支持部は筒状のものであって上記可動側通電軸を収容したものであり、上記通電軸用絶縁部材との間に隙間がない状態にて上記通電軸用絶縁部材に装着されるとともに外周部が上記延長支持部に接合されたものであって所定の弾性及び電気絶縁性能を有する弾性絶縁部材を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の真空開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空開閉装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空開閉装置であるガス絶縁金属閉鎖形のスイッチギヤにおいて、絶縁ガスが封入された箱体内に三相共通の絶縁筒を固定し、その絶縁筒の内部に３本の真空バルブを収納するとともに、当該絶縁筒の外周部に２台の断路器を固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８５５７７号公報（第５頁及び第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスイッチギヤにあっては、絶縁筒は真空バルブを支持するとともに、バリア絶縁として働き耐圧を向上する効果がある。しかし、真空バルブの金属製の端板のように局所電界の強い部位が絶縁ガス中に露出することになるため、この部位を起点として部分放電や絶縁破壊が発生しやすい。スイッチギヤは、複数のスイッチギヤを列盤構成にして使用されるのが一般的であり、この場合、特に列盤方向すなわちスイッチギヤの左右方向の寸法を小さくして、列盤構成をコンパクト化したいという要請がある。
【０００５】
このためには、スイッチギヤの左右方向（水平方向）に３相分のバルブを配設した場合、隣接する各相の真空バルブの金属製の端板同士及び外側に位置する相の真空バルブとアース電位である箱体との間の耐電圧を高くし、この部位を起点する部分放電や絶縁破壊を防止しなければならない。
この発明は、上記のような問題点を解決して、部分放電や絶縁破壊を防止してコンパクト化が可能な真空開閉装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る真空開閉装置においては、
真空バルブと絶縁支持物と収容箱とを有するものであって、
真空バルブは、真空容器と固定側通電軸と可動側通電軸とを有し、真空容器は絶縁物にて形成された筒状部と導電材料で形成され筒状部の両端部に気密に固着された一対の端板とを有し、固定側通電軸はその先端部に固定接点が固定され当該固定接点が真空容器内に在るようにして端板の一方に固定され、可動側通電軸は端板の他方に対して気密にかつ移動可能にされるとともにその先端部に真空容器内において固定接点と対向する可動接点が設けられたものであり、
絶縁支持物は、絶縁覆い部と延長支持部とを有し、絶縁覆い部は真空容器の筒状部及び一対の端板の外周部をこれらとの間に隙間が生じないようにして覆い、延長支持部は絶縁覆い部から真空容器の軸方向に延長され絶縁覆い部を介して真空容器を支持し、絶縁覆い部と延長支持部とは固定絶縁材料にて一体に形成されたものであり、
収容箱は、絶縁ガスが充填されるとともに真空バルブを支持した絶縁支持物を所定方向に所定の間隔を設けて複数収容したものであり、
真空バルブの可動側通電軸が通電軸用絶縁部材を介して収容箱の外に設けられた操作機構により真空容器の軸方向に駆動され真空バルブを開閉するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図１はスイッチギヤの縦断面図、図２は図１の断面Ａ−Ａにおけるタンク部分の断面図である。これらの図において、タンク１３は、その水平方向の断面が矩形であり（図２参照）、図１における右下部に下方へ突設されたブッシング室１３ａが設けられている。ブッシング室１３ａには、ブッシング１１が気密に取り付けられている。また、タンク１３の図１における左方面には、取付板１９が気密に溶接されており、タンク１３内には絶縁ガス例えば六弗化硫黄ガス、ちっ素ガス、圧縮空気あるいはこれらのガスを所定の割合で混合したガスなどが充填されている。
【０００８】
スイッチギヤ１は、図１における左前方上部に設けられた制御室１６、取付板１９の前方側（図１における左方）に設けられ図示しない操作機構が収容されている操作機構室１７、その下方に設けられたケーブル室１８を有し、タンク１３が外箱構造物の一部を兼ねるような形で、全体として四角い箱状のキュービクルになっている。
【０００９】
真空バルブ２は、円筒状の真空容器２ａ、固定側通電軸２ｆ、可動側通電軸２ｇを有する。真空容器２ａは、例えばセラミック等の絶縁物で形成された円筒部２ｂとこの円筒部２ｂの両端部に気密に鑞付けされた導電材料製の端板２ｃ，２ｄとを有する。固定側通電軸２ｆは、端板２ｃを気密状態にて貫通するとともに、真空容器２ａ内においてその先端部に図示しない固定接点が固着されている。
【００１０】
可動側通電軸２ｇは、端板２ｄに図示しない接合されたベローズを気密状態にて貫通して移動可能に設けられており、真空容器２ａ内にある一方の端部に可動接点が固着されている。可動側通電軸２ｇの他方の端部は、絶縁ロッド４を介して図示しない真空バルブの操作機構に連結され、図１の左右方向に往復駆動され、可動接点が上記固定接点に対して接離される。また、端板２ｃに固定された固定側通電軸２ｆには、負荷側端子板３２が接続されている。
【００１１】
絶縁支持物３は、真空バルブ２を各相毎に個別に支持するものであり、一体注型部３ａ、延長支持部３ｂ、孔部３ｃ、取り付け部３ｄ、断路器支持部３ｅ及び母線側導体支持部３ｆを有し、これらはエポキシ樹脂などの固体絶縁物にて一体に形成されている。絶縁覆い部としての一体注型部３ａは開口部３ｊを有し、この開口部３ｊを真空バルブ２の可動側通電軸２ｇが所定の間隙を有する状態にて貫通している。そして、上記開口部３ｊを除き真空容器２ａの筒状部２ｂ、特に電界の強くなる両端板２ｃ，２ｄの外周部、固定側通電軸２ｆ、負荷側端子板３２などを、これらとの間に空隙ができないように密着して覆っている。
【００１２】
延長支持部３ｂは、一体注型部３ａの開口部２ｊから真空バルブ２の可動側通電軸２ｇの移動方向（図１における左右方向）に延長された中空円筒状のものであり、真空バルブ２とアース電位である取付板１９との間の沿面絶縁距離を確保している。延長支持部３ｂの中間部に孔部３ｃが形成され、延長支持部３ｂの先端部に丸い鍔状の取付部３ｄが設けられている。取付部３ｄは、真空バルブ２の可動側通電軸２ｇの移動方向が図１における水平方向になるようにして取付板１９に固定されている。
【００１３】
断路器支持部３ｅは、一体注型部３ａと延長支持部３ｂとの境界部近傍から図１の上方に若干突出して設けられている。母線側導体支持部３ｆは、図１の上方へ延伸され断面が矩形の角柱状のものである。母線側導体支持部３ｆにおいて、真空バルブ２の固定側通電軸２ｆに接続された負荷側端子板３２と後述の母線側導体９との沿面絶縁距離が確保されている。
【００１４】
以上のように、各相の真空バルブ２を収容した絶縁支持物３が三相分、図２に示すようにスイッチギヤ１の列盤方向（図２の上下方向）に、隣接する真空バルブ２の端板２ｃ同士及び端板２ｄ同士が所定の距離Ｃをおいて、かつ両側の相の真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄとタンク１３の内壁との間に図２の上下方向に所定の距離Ｄを確保して、図示しないボルトによって取付板１９に固定されている。
【００１５】
このとき、真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄ同士の距離Ｃ及び両外側の相の真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄとタンク１３との距離Ｄは従来のものに比して小さくされており、スイッチギヤ１の列盤方向である横方向の寸法の縮小化が図られている。なお、真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄ、特に電界が集中する外周部が各相毎に一体注型部３ａにて覆われているので、隣接する真空バルブ２の間で部分放電や絶縁破壊を発生するおそれはない。
【００１６】
次に断路器４１及び接地開閉器４２の構成について説明する。絶縁支持物３の断路器支持部３ｅに可動断路部材支持端子としてのブレード支持台５が固定され、絶縁支持物３の孔部３ｃに通した可撓導体１５によってブレード支持台５と真空バルブ２の可動側通電軸２ｇとを電気的に接続している。母線側導体支持部３ｆには、母線側導体９が固定支持されている。母線側導体９が母線側導体支持部３ｆに支持されている部分から図１の上方へ少し離れた位置に、母線側端子７が固定されている。
【００１７】
また、接地端子８が取付板１９に固定されている。断路・接地用のブレード６がブレード台５を中心にして回転できるようにしてブレード支持台５に支持されている。そして、ブレード６が時計方向に回転して図１の実線で示す位置にあるときはその先端部が母線側端子７と接触しており通電の状態となる。ブレード６が反時計方向に回転しブレード６の先端部が接地端子８と接触している位置（点線で示す）においては、接地の状態である。
【００１８】
また、通電の状態と接地の状態との中間の位置（点線で示す）にあるときは断路の状態である。ブレード６は、タンク１３の外側（前方側）にある操作機構室１７からブレード操作ロッド２０によって操作される。以上のブレード支持台５、ブレード６、母線側端子７にて断路器４１が構成され、ブレード支持台５、ブレード６、接地端子８にて接地開閉器４２が構成されている。
【００１９】
真空バルブ２の固定側通電軸２ｆは、絶縁支持物３に埋め込まれた負荷側端子板３２及び負荷側導体１４を介してブッシング１１に接続されている。ブッシング１１には、外部からケーブル１２が接続される。
【００２０】
絶縁支持物３に支持された真空バルブ２、母線側導体９、母線１０、真空バルブ２の固定側通電軸２ｆに負荷側端子板３１を介して接続された負荷側導体１４が、３相分で１セットとされ、絶縁ガスが充填されたタンク１３に収容されている。このとき、上述のように三相分の真空バルブ２は、図２においてその端板２ｃ，２ｄ同士が上下方向に所定の距離Ｃを設けて、かつ両側の真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄはタンク１３と図２の上下方向に所定の距離Ｄを設けて、３相分並ぶようにして配設されている。
【００２１】
なお、上記のような絶縁支持物３の採用により、上記図２における距離Ｄを、母線側導体９とタンク１３との図１及び図２の左右方向の距離Ｅよりも小さくすることが可能となった。これにより、スイッチギヤにおいて、左右方向の寸法を縮小したいという要請に応えることができる。
【００２２】
以上のように構成されたスイッチギヤにおいて、図２における隣接する相の真空バルブ２の端板２ｃ同士間や端板２ｄ同士間、及びタンク１３の内壁と真空バルブ２の端板２ｃ，２ｄの角部との間の電界が最も強くなる。従って、従来の絶縁筒の中に真空バルブを収納して固定するものでは、真空バルブと絶縁筒との間に空隙があるために、スイッチギヤのコンパクト化に伴って電界の強い真空バルブ２の端板２ｃや端板２ｄを起点として部分放電や絶縁破壊が発生しやすくなる。
【００２３】
これに対して、一体に注型した一体注型部３ａを有する固体絶縁物を設けたこの実施の形態においては、気体よりも優れた絶縁特性を有する固体絶縁物３によって電界集中部である真空容器２ａの角部としての端板２ｂ，２ｃの外周部を覆っているため、スイッチギヤをコンパクト化した場合でも信頼性の高い絶縁性能を得ることができる。さらに、断路器及び接地開閉器を真空バルブとともにユニット化してコンパクトにする構成を併せて採用することにより、コンパクトなスイッチギヤを実現できる。
【００２４】
実施の形態２．
図３は、この発明の他の実施の形態であるスイッチギヤの構成を示す断面図である。図３において、貫通導体２２は絶縁支持物４３の断路器支持部４３ｅ及び延長支持部４３ｂを貫通して設けられている。その他の構成については、図１の実施の形態に示した絶縁支持物３と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。絶縁支持物４３は、貫通導体２２が延長支持部４３ｂを貫通した形で、真空バルブ２の真空容器２ａ、固定側端子板２ｄと一体注型され、真空容器２ａの円筒部２ｂ、両端板２ｃ，２ｄの外周部との間に隙間のない状態にされている。
【００２５】
貫通導体２２の一方の端部はブレード支持台５に接続され、他方の端部は摺動接続導体２１に接続されている。円環状の摺動接続導体２１に可動側通電軸２ｇが貫通しており、摺動接続導体２１の内周部と可動側通電軸２ｇとの間には、弾性を有する図示しない通電接触子が摺動接続導体２１に固定された状態で設置されており、可動側通電軸２ｇとの間で摺動接触し、電気的な接続を確保している。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
実施の形態３．
図４は、さらにこの発明の他の実施の形態であるスイッチギヤの構成を示す断面図である。図４において、絶縁支持物４３は、円環状のスペーサ２９を介して取付板１９に取り付けられている。弾性絶縁部材としてのゴム絶縁膜２４がスペーサ２９の内側で絶縁支持物４３の左方の端部に配設されている。ゴム絶縁膜２４は、ダイヤフラム状であり、所定の可撓性及び所定の絶縁性能を有している。
【００２７】
ゴム絶縁膜２４は、絶縁ロッド２５に締まり嵌めにて嵌合しかつ絶縁ロッド２５との間に隙間のない状態で接合されている。ゴム絶縁膜２４の外周部は、絶縁支持物４３の延長支持部４３ｂの取付板１９側の端部に相互の間に隙間ができないようにして接着されている。また、延長支持部４３ｂの内側及びゴム絶縁膜２４の真空バルブ２側の面は金属筒２６が絶縁支持物３と一体注型されており、可動側通電軸２ｇと同電位となるようにし、電界分布の改善を図っている。その他の構成については、図３に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００２８】
ゴム絶縁膜２４は、絶縁ロッド２５及び延長支持部４３ｂの端部に隙間のない状態で接合されており、スイッチギヤの運転電圧・試験電圧に耐えうる絶縁性能を有する。従って、絶縁ロッド２５の充電端部（真空バルブ２側）と接地端部（取付板１９側）が十分に絶縁される。このため、絶縁ロッド２５の沿面絶縁距離を確保する必要が無くなることから、絶縁ロッド２５の長さを短縮でき、スイッチギヤの奥行き方向（図４の左右方向）のコンパクト化が可能になる。さらに、可動部重量を軽量化できることにより操作機構の負担を軽減でき、操作性能が向上する。
【００２９】
なお、上記各実施の形態においては、真空バルブ２の固定側通電軸２ｆを絶縁支持物３の一体注型部３ａにて完全に覆うとともに、負荷側端子３２を一体注型部３ａに埋め込むものを示したが、隣接する相の負荷側導体３２との間の絶縁距離が問題にならない場合、例えば負荷側導体を丸棒状とし図２における上下方向の間隔を確保すれば、固定側通電軸２ｆを延伸するとともにこれに丸棒状の負荷側導体を接続するようにしてもよい。この場合、真空容器２ａの角部である端板２ｃ，２ｄの外周部（外縁部）及び筒状部２ｂを一体注型部３ａにて覆えば足りる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、この発明に係る真空開閉装置においては、
真空バルブと絶縁支持物と収容箱とを有するものであって、
真空バルブは、真空容器と固定側通電軸と可動側通電軸とを有し、真空容器は絶縁物にて形成された筒状部と導電材料で形成され筒状部の両端部に気密に固着された一対の端板とを有し、固定側通電軸はその先端部に固定接点が固定され当該固定接点が真空容器内に在るようにして端板の一方に固定され、可動側通電軸は端板の他方に対して気密にかつ移動可能にされるとともにその先端部に真空容器内において固定接点と対向する可動接点が設けられたものであり、
絶縁支持物は、絶縁覆い部と延長支持部とを有し、絶縁覆い部は真空容器の筒状部及び一対の端板の外周部をこれらとの間に隙間が生じないようにして覆い、延長支持部は絶縁覆い部から真空容器の軸方向に延長され絶縁覆い部を介して真空容器を支持し、絶縁覆い部と延長支持部とは固定絶縁材料にて一体に形成されたものであり、
収容箱は、絶縁ガスが充填されるとともに真空バルブを支持した絶縁支持物を所定方向に所定の間隔を設けて複数収容したものであり、
真空バルブの可動側通電軸が通電軸用絶縁部材を介して収容箱の外に設けられた操作機構により真空容器の軸方向に駆動され真空バルブを開閉するようにしたものであるので、
絶縁覆い部により真空容器の筒状部及び端板の外周部をこれらとの間に隙間ができないようにして覆ったので、これら電界の強い部位における部分放電や絶縁破壊を防止して真空バルブ同士の間隔及び収容箱との距離を縮小でき、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態であるスイッチギヤの構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の断面Ａ−Ａにおけるタンク部分の断面図である。
【図３】この発明の他の実施の形態であるスイッチギヤの構成を示す断面図である。
【図４】さらに、この発明の他の実施の形態であるスイッチギヤの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  スイッチギヤ、２  真空バルブ、２ａ  真空容器、２ｂ，２ｃ  端板、
２ｆ  固定側通電軸、２ｇ  可動側通電軸、３，４３  絶縁支持物、
３ａ  一体注型部、３ｂ  延長支持部、５  ブレード支持台、６  ブレード、
７  母線側端子、８  接地端子、１３  タンク、１５  可撓導体、
２１  摺動接続導体、２２  貫通導体、２４  ゴム絶縁膜。
【図１】
2004159415.tif 000003
【図２】
2004159415.tif 000004
【図３】
2004159415.tif 000005
【図４】
2004159415.tif 000006