(57)【要約】【課題】  真空インタラプタを用いたＧＩＳにおいて、ユニットに封入する絶縁ガスの圧力を高くすることによりＧＩＳを小型化すると共に、ガス圧力が高くなることにより真空インタラプタの開閉可能回数が短縮されることを防止する。【解決手段】  電気機器を収納し、大気より０．３〜０．７ＭＰａ高い圧力の絶縁ガスを封入した容器３、５と、前記容器とガス区分され、真空インタラプタを収納し、大気より０．０３〜０．２ＭＰａ高い圧力の絶縁ガスとを封入した容器とからＧＩＳ１を構成する。真空インタラプタ容器内では、絶縁特性のみを考慮した低いガス圧力が封入されるので、金属ベローズの疲労を低減することができる。そのほかの電気機器を収納した容器内では、絶縁ガスの圧力を高くすることにより容器を小型化し、ＧＩＳ全体の小型化を実現することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収納し、大気より０．３〜０．７ＭＰａ高い圧力の絶縁ガスを封入した容器と、
前記容器とガス区分され、真空インタラプタを収納し、大気より０．０３〜０．２ＭＰａ高い圧力であって、前記電気機器を収納する容器に封入されたガス圧力より低い圧力の絶縁ガスとを封入した容器と、
を具備することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の送配電用あるいは、工場、ビルなどに用いられる受電用のガス絶縁開閉装置（Gas Insulated Switchgear）（以下、「ＧＩＳ」と言う。）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＩＳにおいては、遮断器、母線、断路器などの電気機器を容器に収納すると共に、ＳＦ６ガス、ドライエア、Ｎ２ガス、あるいはこれらの混合ガスを絶縁ガスとして封入する。そして、事故の拡大を防止するためにガス区分を適宜行っている。ガス圧力については、各ガス区分において同一の圧力を使用していた。
【０００３】
すなわち、遮断器としてガス遮断器が使用されるＧＩＳにおいては、ガス遮断器の電流遮断能力を確保するため、一般的には、大気より０．４〜０．６ＭＰａ高いガス圧力がすべてのガス区分に適用される。また、遮断器として真空インタラプタを使用するＧＩＳにおいては、絶縁特性のみを考慮して、０．０３〜０．２ＭＰａ高いガス圧力がすべてのガス区分に適用される。
【０００４】
ここで、遮断器として真空インタラプタを用いるＧＩＳについて説明する（特許文献１参照）。
図１は、ＧＩＳを一部断面で示すもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図である。
図示のＧＩＳ３１においては、３相分の真空インタラプタ８を収納する遮断器ユニット３２が架台３３に搭載され、その上部に母線ＢＵＳを収納する母線側ユニット３４が配置される。
【０００５】
各ユニットの前面に、真空インタラプタ８の操作器３５を収納する操作制御箱２が配置される。なお、断路器、接地開閉器及びそれらの操作器などについては図示を省略している。操作器３５と真空インタラプタ８の駆動部とを連結する操作機構３６は、遮断器ユニット３２内に配置される。
【０００６】
図２を用いて真空インタラプタの構造を説明する。図は、真空インタラプタを断面で示す。
真空容器８ａに、可動導体９と固定導体１０が収納される。可動導体９は、金属製のベローズ８ｂを介して容器８ａに取り付けられる。可動導体９は、図示しない操作機構により図示上下方向に駆動され、固定導体１０と接触、開離を行い、電流の開閉を行う。ベローズ８ｂは、真空容器８ａ内部の真空を保ちつつ、可動導体９を移動させるために設けられている。ベローズ８ｂは、薄い板状の金属、例えばステンレス鋼などを成形あるいは溶接して作られる。
【０００７】
ＧＩＳに真空インタラプタ８を用いた場合、電流遮断は、真空インタラプタ８内で行われるので、ユニット内の絶縁ガスに依存しない。したがって、ユニット内のガス圧力は、絶縁特性のみを考慮すれば良いため、ガス遮断器を用いる場合より低い０．０３〜０．２ＭＰａが適用される。
真空インタラプタを用いたＧＩＳにおいて、より小型化しようとする場合に、絶縁ガスの圧力を高くすることにより、絶縁距離を縮小化することが行われる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０１５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
遮断器として真空インタラプタを用いたＧＩＳにおいて小型化のために絶縁ガスの圧力を高くすると、真空インタラプタの開閉可能回数が短くなるという問題が発生する。真空インタラプタのベローズは、薄い板状の金属を成形あるいは溶接して作られているため、開閉可能回数が多数回になると、金属の疲労によりクラックが発生して、真空漏れが生じるようになる。
【００１０】
この、金属の疲労は、ベローズ前後の差圧を大きくしたり、ベローズの板厚を厚くしたりすると早まることとなり、開閉可能回数がさらに短縮される。したがって、ベローズ前後の差圧が大きくなることの実際の対策としては、ベローズの１山あたりのたわみ量を減少させている。このため、ベローズの山数が増えることになる。この結果、ベローズの全長が長くなり、真空インタラプタが大きくなることにより、ＧＩＳそのものが大きくなると共に、コストアップすることになる。
【００１１】
本発明は、真空インタラプタを用いたＧＩＳにおいて、ユニットに封入する絶縁ガスの圧力を高くすることによりＧＩＳを小型化すると共に、ガス圧力が高くなることにより真空インタラプタの開閉可能回数が短縮されることを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために、真空インタラプタを収納する遮断器ユニットのガス圧力を大気より０．０３〜０．２ＭＰａ高い圧力に留めたまま独立したガス区分とし、ほかの電気機器を収納したユニット内のガス圧力をさらに高める。これにより、ほかの電気機器を収納したユニット内の絶縁距離の短縮を図り、ＧＩＳを縮小化する。
【００１３】
具体的には、電気機器を収納し、大気より０．３〜０．７ＭＰａ高い圧力の絶縁ガスを封入した容器と、前記容器とガス区分され、真空インタラプタを収納し、大気より０．０３〜０．２ＭＰａ高い圧力であって、前記電気機器を収納する容器に封入されたガス圧力より低い圧力の絶縁ガスとを封入した容器とからＧＩＳを構成する。
【００１４】
本発明によれば、真空インタラプタを収納した容器内では、絶縁特性のみを考慮した低いガス圧力が封入されるので、金属ベローズの疲労を低減し、開閉可能回数の短縮を防止することができる。一方、ほかの電気機器を収納した容器内では、絶縁ガスの圧力を高くすることにより容器を小型化し、ＧＩＳ全体の小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、真空インタラプタを用いたＧＩＳにおいて、絶縁ガスの圧力を高くすることによりＧＩＳを小型化すると共に、真空インタラプタの開閉可能回数がガス圧力が高くなることにより短縮されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施例について図を用いて説明する。
図３は、本発明を適用した三相一括型ＧＩＳのユニット構成を示すもので、ＧＩＳを側面から見て、内部を断面で示した図である。
ＧＩＳ１は、前面側に操作制御箱２が配置され、後面側に各ユニットが配置される。各ユニットとして、下から順に、母線側ユニット３、遮断器ユニット４、線路側ユニット５が積み重ねられる。遮断器ユニット４と母線側ユニット３とは、空間６を空けて配置される。
【００１７】
真空インタラプタ８の操作器１７と、断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳの操作器１６が操作制御箱２内に配置される。
断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳの操作器１６は、母線側ユニット３と線路側ユニット５の前面側に配置され、それぞれ操作機構（図示省略）により連結される。
【００１８】
真空インタラプタ８の操作器１７が、操作制御箱２内の遮断器ユニット４に対応する位置に配置される。真空インタラプタ８の操作機構２１が空間６に配置される。操作機構２１としては、任意の機構を用いることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１９】
母線側ユニット３の主回路と遮断器ユニット４の主回路を接続する絶縁ブッシング１３と、遮断器ユニット４の主回路と線路側ユニット５の主回路を接続する絶縁ブッシング１２が設けられる。絶縁ブッシング１２、１３は、各ユニット間をガス区分する。
母線ユニット側の絶縁ブッシング１３は、空間６において、それぞれ別の単相容器２２に収納される。これにより、空間６に操作機構２１を配置するスペースが確保される。線路側の絶縁ブッシング１２は、三相一括形の絶縁スペーサを使用することも可能である。
【００２０】
遮断器ユニット４内に、３相分の真空インタラプタ８が、その軸線方向を図示上下方向にして平行に配置される。また、３相分の真空インタラプタ８は、平面的には正三角形に配置される。
真空インタラプタ８は、可動導体９がバルブの軸線方向（図示上下方向）に駆動されることにより電流開閉動作を行う。可動導体９は、摺動接触子１４を介して母線側の絶縁ブッシング１３に接続される。可動導体９は、絶縁操作棒１５により電気的に絶縁され、底板７を通して操作機構２１と連結される。絶縁操作棒１５が操作機構２１により上下方向に運動させられることで、真空インタラプタ８の開閉動作が行われる。
【００２１】
絶縁操作棒１５が底板７を貫通する部分におけるガス漏れを防止するために、ベローズ１８が設けられる。ベローズ１８の一端は絶縁操作棒１５に気密に取り付けられ、他端は、底板７に気密に取り付けられる。ガス漏れ防止法としては、ベローズに限らず、ＵカップシールあるいはＶシールなどを適用することも可能である。
【００２２】
操作制御箱２内の下部に母線ＢＵＳが配置される。母線ＢＵＳは、図に対して垂直な方向に延びるように配置され、図示のＧＩＳに隣接するＧＩＳと母線接続される。母線ＢＵＳは、母線側ユニット３内に配置された断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳ、絶縁ブッシング１３、摺動接触子１４を介して、真空インタラプタ８の可動導体９側に接続される。
【００２３】
線路側ユニット５の前面側にケーブルヘッドＣＨＤが取り付けられ、操作制御箱２内に収納される。線路側ケーブルがＧＩＳの上方から引き込まれ、ケーブルヘッドＣＨＤ、線路側ユニット５内に収納された断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳ、絶縁ブッシング１２を介して、真空インタラプタ８の固定導体１０に接続される。
【００２４】
断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳとして、本出願人が特願２００４−１１１３４１号で提案した薄型多相開閉器が使用される。この開閉器は薄型に構成できるので、ＧＩＳ１の全体形状を小型化することができるものである。なお、断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳとしては、この例に限らず任意の形式のものが使用可能である。
【００２５】
遮断器ユニット４に封入される絶縁ガスは、大気より０．０３〜０．２ＭＰａ高い圧力に設定される。そのほかの母線側ユニット３、線路側ユニット５に封入される絶縁ガスは、遮断器ユニット４のガス圧力より高く、大気より０．３〜０．７ＭＰａ高い圧力に設定される。例えば、遮断器ユニット４が０．０３ＭＰａの場合は、ほかのユニット３、５は０．３ＭＰａに設定され、遮断器ユニット４が０．２ＭＰａの場合は、ほかのユニット３、５は０．７ＭＰａに設定される。
【００２６】
このように、真空インタラプタを含まないユニットにおいては高いガス圧力とすることで、絶縁距離を小さくすることができ、母線側ユニット３、線路側ユニット５を小型化し、ＧＩＳ全体を小型化する。また、遮断器ユニット４内を、絶縁特性のみを考慮した低いガス圧力とすることで、ベローズ８ｂの疲労を低減することができる。したがって、真空インタラプタ８の開閉可能回数が短縮されることを防止できる。また、真空インタラプタ８のベローズ８ｂの全長を長くする必要がなくなるので、真空インタラプタ８が小型化され、遮断器ユニット４も小型化できる。
【００２７】
空間６の形成方法を説明する。
遮断器ユニット４と母線側ユニット３の間に単相容器２２が配置される。単相容器２２は、それぞれの内部に絶縁ブッシング１３を収納する。単相容器２２は、真空インタラプタ８に対応して平面的に三角形に配置され、遮断器ユニット４を母線側ユニット３上に支持して、空間６を形成する。また、単相容器２２を設ける代わりに、絶縁ブッシング１３自体で遮断器ユニット４を支持するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のＧＩＳの構成を示す図である。
【図２】真空インタラプタの構造を示す図である。
【図３】本発明を適用したＧＩＳの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ＧＩＳ
２…操作制御箱
３…母線側ユニット
４…遮断器ユニット
５…線路側ユニット
６…空間
７…底板
８…真空インタラプタ
８ａ…容器
８ｂ…ベローズ
９…可動導体
１０…固定導体
１２、１３…絶縁ブッシング
１４…摺動接触子
１５…絶縁操作棒
１６、１７…操作器
１８…ベローズ
２１…操作機構
２２…単相容器
ＢＵＳ…母線
ＤＳ／ＥＳ…断路器／接地開閉器
ＣＨＤ…ケーブルヘッド
３１…ＧＩＳ
３２…遮断器ユニット
３３…架台
３４…母線側ユニット
３５…操作器
３６…操作機構
【図１】
2005304224.tif 000003
【図２】
2005304224.tif 000004
【図３】
2005304224.tif 000005