(57)【要約】【課題】絶縁性能を向上し、構造を簡単にする。【解決手段】真空バルブＡのバルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂが圧力容器２１内に設けられ、可動側端板１３ｂ外の可動側通電軸１６ｂ導電部を包囲する可動側絶縁体２５が設けられ、可動側絶縁体２５の一端部が、可動側端板１３ｂ外面の周縁部に接続され、可動側絶縁体２５の他端部が、圧力容器２１内の壁板２８に接続され、可動側絶縁体２５の他端部が接続された可動側絶縁体２５他端部内側の内側壁板２８ｂを、操作機構の操作棒２９が貫通し、操作棒２９と内側壁板２８ｂとに両端が接続された圧力差低減用ベローズ３１を設け、可動側通電軸運動用ベローズ１８、可動側絶縁体２５内面、圧力差低減用ベローズ３１等により気密室３２を形成し、バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂ外面と接する圧力容器２１内に高圧絶縁ガスを封入し、気密室３２内に、大気圧以上で高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスを封入する。【選択図】        図１
2004266902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空バルブが、
バルブ絶縁筒、該バルブ絶縁筒両端の固定側端板、可動側端板からなる真空容器と、
該真空容器内の固定側電極と、
前記可動側端板を貫通し、操作機構により軸方向に移動する可動側通電軸と、該可動側通電軸の先端に設けられ、前記固定側電極に接離する可動側電極と、前記可動側通電軸と前記可動側端板とに両端が接続された可動側通電軸運動用ベローズとを備え、
前記バルブ絶縁筒が圧力容器内に設けられ、
前記可動側端板外の前記可動側通電軸導電部を包囲する可動側絶縁体が設けられ、
前記可動側絶縁体の一端部が、前記可動側端板外面の周縁部に接続され、
前記可動側絶縁体の他端部が、前記圧力容器の壁板に接続され、
前記可動側絶縁体の他端部が接続された前記可動側絶縁体他端側内側の内側壁板を、前記操作機構の操作棒が貫通し、
前記操作棒と前記内側壁板とに両端が接続された圧力差低減用ベローズを設け、
前記可動側通電軸運動用ベローズ、前記可動側端板外面、前記可動側絶縁体内面、前記内側壁板内面、前記圧力差低減用ベローズとにより気密室を形成し、
前記バルブ絶縁筒外面と接する前記圧力容器内に高圧絶縁ガスを封入し、
前記気密室内に、大気圧以上で前記高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスを封入した
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
可動側通電軸と操作棒との間に、前記操作棒の動作方向変換機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁ガスを封入した圧力容器内に真空バルブを収納したガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ガス絶縁開閉装置に収納される従来の真空バルブを、図３を参照して説明する。１ａ、１ｂは一対の絶縁筒、２ａ、２ｂは両絶縁筒１ａ、１ｂ対向部のシールリング、３は両シールリング２ａ、２ｂ間に気密に結合された金属筒、４ａ、４ｂは両絶縁筒１ａ、１ｂ両端の固定側端板及び可動側端板、５ａは固定側端板４ａに固定された固定側導電棒６ａの先端に取付けられた固定側電極、５ｂは可動側端板４ｂを貫通した可動側導電棒６ｂの先端に、固定側電極５ａに対向して取付けられた可動側電極である。
【０００３】
７は一端が可動側端板４ｂに気密に接続され、他端が可動側導電棒６ｂに気密に接続されたベローズであり、真空容器８内は高真空になっている。
【０００４】
９は可動側端板４ｂに溶接等によって取付けられた取付けベース、１０は取付けベース９に一端がシール材を介して気密に接続された気密容器であり、気密容器１０の他端から機構部が気密を保ちながら可摺動的に導出され、ベローズ７の内面側が気密容器１０内と連通し、可動側導電棒６ｂは集電子を介して主回路に接続され、可動側導電棒６ｂが操作器に連結され、可動側電極５ｂが固定側電極５ａに接離する。
【０００５】
このように構成された真空バルブＡを、図４に示すように、高圧の絶縁ガスを密封した密封容器ａ内に設置している。同図ｂは密封容器ａの絶縁スペーサである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２０８８２０号公報（第３頁右摘［００１２］、図１、図１０）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前記真空バルブＡを収納したガス絶縁開閉装置の場合、真空バルブＡ全体が高圧の絶縁ガスを密封した密封容器ａ内に設置されているため、ベローズ７の内面、外面の圧力差を低減すべく、気密容器１０を可動側端板４ｂに取付けベース９を介して溶接等により取付けねばならず、その取付け作業が困難であり、かつ、可動側導電棒６ｂが気密容器１０から導出され、かつ、密封容器ａから導出せねばばらず、可動側導電棒６ｂの摺動部が２か所であり、摺動部が摩耗や硬化により損傷し、気密漏れを生じ、絶縁性能が低下し、その上、構造が複雑であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、前記の点に留意してなされたものであり、絶縁性能を向上し、構造を簡単にするガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のガス絶縁開閉装置は、
真空バルブが、
バルブ絶縁筒、該バルブ絶縁筒両端の固定側端板、可動側端板からなる真空容器と、
該真空容器内の固定側電極と、
前記可動側端板を貫通し、操作機構により軸方向に移動する可動側通電軸と、該可動側通電軸の先端に設けられ、前記固定側電極に接離する可動側電極と、前記可動側通電軸と前記可動側端板とに両端が接続された可動側通電軸運動用ベローズとを備え、
前記バルブ絶縁筒が圧力容器内に設けられ、
前記可動側端板外の前記可動側通電軸導電部を包囲する可動側絶縁体が設けられ、
前記可動側絶縁体の一端部が、前記可動側端板外面の周縁部に接続され、
前記可動側絶縁体の他端部が、前記圧力容器の壁板に接続され、
前記可動側絶縁体の他端部が接続された前記可動側絶縁体他端側内側の内側壁板を、前記操作機構の操作棒が貫通し、
前記操作棒と前記内側壁板とに両端が接続された圧力差低減用ベローズを設け、
前記可動側通電軸運動用ベローズ、前記可動側端板外面、前記可動側絶縁体内面、前記内側壁板内面、前記圧力差低減用ベローズとにより気密室を形成し、
前記バルブ絶縁筒外面と接する前記圧力容器内に高圧絶縁ガスを封入し、
前記気密室内に、大気圧以上で前記高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスを封入したものである（請求項１）。
【００１０】
従って、バルブ絶縁筒が高圧絶縁ガスに覆われているため、絶縁耐力が向上し、かつ、可動側絶縁体が可動側端板外の可動側通電軸導電部を包囲しているため、前記導電部に大気中の湿気やほこりが付着せず、絶縁性能が向上し、さらに、可動側絶縁体の他端部が圧力容器の壁板に接続され、可動側絶縁体他端側内側の内側壁板を、操作機構の操作棒が貫通し、操作棒と内側壁板とに圧力差低減用ベローズの両端が接続され、気密室が形成され、気密室内に、大気圧以上で圧力容器内の高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスが封入されているため、可動側通電軸運動用ベローズ及び圧力差低減用ベローズそれぞれの内面、外面の圧力差が低減され、両ベローズにかかるストレスが減少し、両ベローズの寿命の低下が防がれ、気密漏れが防止でき、その上、気密を要する摺動部がなく、構造が簡単であり、絶縁性能が向上した信頼性の高いガス絶縁開閉装置が提供される。
【００１１】
また、可動側通電軸と操作棒との間に、操作棒の動作方向変換機構を設けるようにすることもできる（請求項２）。
【００１２】
この場合、操作棒を任意の方向に導出できるため、圧力容器内の各種機器構成の自由度を大きくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［形態１］
本発明の実施の形態１を図１を参照して説明する。まず、真空バルブについて説明する。１１ａ、１１ｂは真空バルブＡの一対の上側バルブ絶縁筒、下側バルブ絶縁筒、１２は両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂの内側に位置した円筒形のアークシールドであり、アークシールド１２外面中央部の環状突条部１２’が両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂの対向部に気密に接続されている。１３ａ、１３ｂは両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂ両端の固定側端板及び可動側端板であり、可動側端板１３ｂは円板状で中央部に貫通孔１４が形成されている。１５は両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂと両端板１３ａ、１３ｂとから構成された真空容器である。
【００１４】
１６ａは固定側端板１３ａの中央部を貫通して設けられた固定側通電軸、１７ａは固定側通電軸１６ａの真空容器１５内側端部に設けられた固定側電極、１６ｂは固定側端板１３ｂの貫通孔１４に貫通して設けられた可動側通電軸であり、真空容器１５外部の操作機構により軸方向に移動する。１７ｂは可動側通電軸１６ｂの真空容器１５内側端部に設けられた可動側電極であり、固定側電極１７ａと接離する。
【００１５】
１８は真空容器１５内の可動側通電軸１６ｂの一部を包囲して設けられた可動側通電軸運動用ベローズであり、一端が可動側通電軸１６ｂに気密に接続され、他端が可動側端板１３ｂ内面の貫通孔１４周縁部に気密に接続されている。
【００１６】
１９は可動側端板１３ｂの下側バルブ絶縁筒１１ｂの外側、即ち可動側端板１３ｂの周縁部に、フランジ状に加工された可動側端板フランジ部であり、複数個のボルト挿通孔が透設され、他のフランジ、板体等他の部材とボルトにより接続される。
【００１７】
２０は固定側衝撃吸収用ベローズであり、固定側通電軸１６ａの一部を包囲して設けられ、一端が固定側通電軸１６ａに気密に接続され、他端が固定側端板１３ａに気密に接続されている。
【００１８】
前記真空バルブＡの場合、可動側端板１３ｂが円板状であり、可動側端板１３ｂの周縁部に、他のフランジ、板体等他の部材と接続される可動側端板フランジ部１９が形成されているため、真空バルブＡに他の部材を取付ける際、その取付け作業に溶接等を用いず、ボルトの締め付けにより行うことができ、取付け作業が容易であり、作業効率が向上する。
【００１９】
また、固定側端板１３ａを貫通して設けられた固定側通電軸１６ａを包囲して固定側衝撃吸収用ベローズを設け、一端を固定側通電軸１６ａに接続し、他端を固定側端板１３ａに接続しているため、固定側電極１７ａに可動側電極１７ｂが接合する投入時の衝撃力が、固定側通電軸１６ａから固定側端板１３ａに直接作用せず、固定側通電軸１６ａと固定側端板１３ａとの連結部及びその他部材の連結部に加わる衝撃力が緩和され、損傷及び気密漏れが防止される。
【００２０】
つぎに、真空バルブＡを収納したガス絶縁開閉装置Ｂにおいて、２１は高圧の絶縁ガスが充填されたガス絶縁開閉装置Ｂの圧力容器、２２は絶縁支持部材であり、基部が圧力容器２１内の壁面に固着され、先端部で真空バルブＡの上部Ａａを支持している。２３ａは上部Ａａから導出された固定側端子板であり、固定側通電軸１６ａに電気的に接続されている。
【００２１】
２３ｂは可動側端板１３ｂの下面に接合した可動側端子板、２４は基部が可動側端子板２３ｂに固着された集電子であり、先端部が可動側通電軸１６ｂに摺接し、可動側端子板２３ｂが集電子２４を介して可動側通電軸１６ｂに電気的に接続されている。
【００２２】
２５、２６は可動側端板１３ｂ外の可動側通電軸１６ｂ導電部を包囲した筒状の可動側絶縁体及び可動側衝撃吸収用ベローズ、２７ａは可動側衝撃吸収用ベローズ２６の上方の一端に接続された一側フランジであり、可動側衝撃吸収用ベローズ２６の下方の他端が可動側絶縁体２５の上方の一端に気密に接続され、一側フランジ２７ａが可動側端子板２３ｂをはさんで可動側端板フランジ部１９外面に気密にボルト接続されている。
【００２３】
２７ｂは可動側絶縁体２５の下方の他端に接続された他側フランジ、２８ａは圧力容器２１の壁板２８を構成する底板であり、他側フランジ２７ｂが底板２８ａに気密に接続されている。
【００２４】
２８ｂは可動側絶縁体２５の他端部、即ち他側フランジ２７ｂが接続された他側フランジ２７ｂ内側の内側壁板、２９は絶縁アダプタ３０を介して可動側通電軸１６ｂの下端に接続された操作棒であり、内側壁板２８ｂの貫通孔２８ｃを貫通して圧力容器２１から導出されている。
【００２５】
３１は可動側絶縁体２５内に位置した圧力差低減用ベローズであり、上方の一端が操作棒２９に気密に接続され、下方の他端が内側底板２８ｂの貫通孔２８ｃ周縁部に気密に接続されている。
【００２６】
３２は可動側絶縁体２５内側の気密室であり、可動側通電軸運動用ベローズ１８内面、可動側端板１３ｂ外面、可動側衝撃吸収用ベローズ２６内面、可動側絶縁体２５内面、内側壁板２８ｂ内面、圧力差低減用ベローズ３１内面により形成されている。
【００２７】
そして、両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂ外面と接する圧力容器２１内に、高圧絶縁ガス、例えば０．６ＭＰａの窒素ガスが封入され、気密室３２に、大気圧以上で前記高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガス、例えば０．２ＭＰａ程度の窒素ガスが封入されている。
【００２８】
なお、気密室３２内は、大気圧の空気であってもよく、気密室３２が気密があればよい。
【００２９】
前記形態１の場合、両バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂが高圧絶縁ガスに覆われ、絶縁耐力が向上し、図示ないし断路器や導体などガス絶縁開閉装置の構成部品も高圧絶縁ガスに覆われることになり、それらの絶縁耐力が向上し、かつ、可動側端板１３ｂ外の可動側通電軸１６ｂ導電部が気密室３２内に位置し、絶縁性能が向上する。
【００３０】
さらに、可動側通電軸運動用ベローズ１８には、圧力容器２１内の高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスが作用するため、同ベローズ１８の内面、外面の圧力差が低く抑えられ、ベローズ１８にかかるストレスが低減され、信頼性が向上する。
【００３１】
その上、圧力差低減用ベローズ３１の内面、外面の圧力差も低く抑えられ、可動側通電軸運動用ベローズ１８と同様の作用効果が得られる。
【００３２】
［形態２］
本発明の形態２を図２を参照して説明する。同図において図１と異なる点はつぎの通りである。
可動側絶縁体２５が箱状であり、可動側絶縁体２５の上板２５ａに、可動側衝撃吸収用ベローズ２６下方の他端が接続され、ベローズ２６上方の一側フランジ２７ａが可動側端板フランジ部１９に接続されている。
【００３３】
可動側絶縁体２５の側板２５ｂの開口部に、円筒状の接続用絶縁体３３の一端が接続され、接続用絶縁体３３の他端が圧力容器２１の側板２８ｄに気密に接続され、接続用絶縁体３３の他端が接続された内側側板２８ｅの貫通孔２８ｆに、操作棒２９が貫通し、上下方向の可動側通電軸１６ｂの下端と操作棒２９との間に、動作方向変換機構として、基部が軸支されたレバー３４が設けられ、レバー３４の一端が可動側通電軸１６ｂの下端に接続され、レバー３４の他端が絶縁アダプタ３０を介して操作棒２９に接続されている。
【００３４】
そして、圧力差低減用ベローズ３１が圧力容器２１の外側に位置し、一端が圧力容器２１から導出された操作棒２９に気密に接続され、他端が側板２８ｄの貫通孔２８ｆ周縁部に気密に接続され、気密室３２が、可動側通電軸運動用ベローズ１８内面、可動側端板１３ｂ外面、可動側衝撃吸収用ベローズ２６内面、可動側絶縁体２５内面、接続用絶縁体３３内面、内側側板２８ｅ内面、圧力差低減用ベローズ３１内面により形成され、例えば０．２ＭＰａ程度の窒素ガスが封入されている。
【００３５】
そして、可動側絶縁体２５の他方の側板２５ｃに、負荷側導体または母線側導体と接続される端子３５を設け、集電子２４の基部が端子３５に接続され、集電子２４の先端部が可動側端板１３ｂ外の可動側通電軸１６ｂに摺接している。
【００３６】
前記形態２の場合、形態１の作用効果に加え、動作方向変換機構により、可動側通電軸１６ｂの移動方向に対し、操作棒２９を垂直方向等任意の方向に変更でき、圧力容器２１内の各種機器構成の自由度を大きくすることができる。
【００３７】
なお、圧力容器２１は、内部圧力に耐えられる構造であればどのようなものでもよく、また、封入される絶縁ガスは、窒素に限らず、圧力とともに絶縁性能を向上するものであればどのようなガスでもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
バルブ絶縁筒１１ａ、１１ｂが高圧絶縁ガスに覆われているため、絶縁耐力が向上し、かつ、可動側絶縁体２５が可動側端板１３ｂ外の可動側通電軸１６ｂ導電部を包囲しているため、前記導電部に大気中の湿気やほこりが付着せず、絶縁性能が向上し、さらに、可動側絶縁体２５の他端側が圧力容器２１の壁板２８に接続され、可動側絶縁体２５他端側内側の内側壁板２８ｂを、操作機構の操作棒２９が貫通し、操作棒２９と内側壁板２８ｂとに圧力差低減用ベローズ３１の両端が接続され、気密室３２が形成され、気密室３２内に、大気圧以上で圧力容器２１内の高圧絶縁ガスより低い低圧絶縁ガスが封入されているため、可動側通電軸運動用ベローズ１８及び圧力差低減用ベローズ３１それぞれの内面、外面の圧力差が低減され、両ベローズ１８、３１にかかるストレスが減少し、両ベローズ１８、３１の寿命の低下が防がれ、気密漏れが防止でき、その上、気密を要する摺動部がなく、構造が簡単であり、絶縁性能が向上した信頼性の高いガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【００３９】
さらに、両ベローズ１８、３１に同一の物を用いると、動作時に気密室３２の容積変化がないため、両ベローズ１８、３１に負担がかからず、両ベローズ１８、３１の寿命が一層向上する。
【００４０】
また、可動側通電軸１６ｂと操作棒２９との間に、操作棒２９の動作方向変換機構を設けるようにすることもできる。
【００４１】
この場合、操作棒２９を任意の方向に導出できるため、圧力容器２１内の各種機器構成の自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の切断正面図である。
【図２】本発明の実施の形態２の切断正面図である。
【図３】従来の真空バルブの切断正面図である。
【図４】
従来のガス絶縁開閉装置の切断正面図である。
【符号の説明】
Ａ  真空バルブ
Ｂ  ガス絶縁開閉装置
１１ａ  上側バルブ絶縁筒
１１ｂ  下側バルブ絶縁筒
１３ａ  固定側端板
１３ｂ  可動側端板
１５  真空容器
１６ｂ  可動側通電軸
１７ａ  固定側電極
１７ｂ  可動側電極
１８  可動側通電軸運動用ベローズ
２１  圧力容器
２５  可動側絶縁体
２８ｂ  内側壁板
３１  圧力差低減用ベローズ
３２  気密室
【図１】
2004266902.tif 000003
【図２】
2004266902.tif 000004
【図３】
2004266902.tif 000005
【図４】
2004266902.tif 000006