(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定アーク接触子を含む固定部と可動アーク接触子を含む可動部とを有する遮断器と、主回路の電流を検出する変流器とを同一ガス区画内に設置したガス絶縁開閉装置において、
電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する冷却手段を前記遮断器の可動部側に設け、
前記変流器を前記冷却手段の外周に配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
前記遮断器は、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッドを備え、
前記冷却手段は、前記排気ロッドを取り囲む冷却筒であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
前記遮断器は、固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する冷却フィンを備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
固定アーク接触子を含む固定部と可動アーク接触子を含む可動部とを有する遮断器と、
前記遮断器の固定部側に設けられ、電流遮断時に遮断器の固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する固定部側冷却手段と、
前記固定部側冷却手段の外周に設けられ、主回路の電流を検出する固定部側変流器と、
前記遮断器の可動部側に設けられ、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する可動部側冷却手段と、
前記可動部側冷却手段の外周に設けられ、主回路の電流を検出する可動部側変流器とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項５】
前記遮断器は、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッドを備え、
前記冷却手段は、前記排気ロッドを取り囲む冷却筒であることを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項６】
前記固定部側冷却手段は、固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する冷却フィンを備えたことを特徴とする請求項４に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、小型化のために遮断器及び変流器を同一ガス区画内に設置したガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統を短絡事故から守る遮断器などを備えたガス絶縁開閉装置は、設置場所との関係から小型化が要求される。一般にガス絶縁開閉装置の外形寸法としては、特に据付面積に関する寸法（回線幅寸法及び長手方向寸法）が重要視される。このため従来、ガス絶縁開閉装置の小型化に関しては、遮断器、断路器、接地開閉器等の構成機器単体での高性能化を図り小型化を行う一方、それぞれの構成機器を同一タンク内にまとめて効率良く配置することにより、タンクの数を減らし、据付面積の縮小化を図ってきた。
【０００３】
図４及び図５を用いて、従来のガス絶縁開閉装置の構成を説明する。図４は、三相一括形ガス絶縁開閉装置において、遮断器と変流器を同一タンク内に設置して、外形寸法の小型化を図った例を示す。図４（ａ）は従来のガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図４（ｂ）は従来のガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。図４において、操作箱１０上に、ガス容器として上部フランジ１２で蓋をされたタンク１１が設置されている。タンク１１内には、三相分の遮断器２０と変流器１が配置されている。遮断器２０には、固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する固定側冷却筒４と母線側導体２に接続された固定アーク接触子７とを含む固定部、可動アーク接触子８とノズル９とパッファシリンダ及びパッファピストンで構成されたパッファ室１７とを含む可動部、固定部と可動部とを絶縁する絶縁支持筒１３、及び可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッド１５が設けられている。遮断器２０は、絶縁支持碍子１４によりタンク１１内に固定されている。なお、図４（ｂ）は遮断器２０が開極した状態を示している。
【０００４】
電力系統の運転中は遮断器が投入された状態にあり、パッファ室１７を構成するパッファシリンダが図示しない操作ロッドにより駆動されて可動アーク接触子８及びノズル９が上昇し、可動アーク接触子８は固定アーク接触子７に接触する。主回路の電流は、スペーサ６でガス区画を区分された母線ユニットから母線側導体２を通じて供給され、遮断器２０を通った後、線路側導体３を流れて線路側ユニットへ供給される。このとき、線路側導体３の外周に同軸上に配置された変流器１により、主回路の電流が検出される。なお、変流器１を回路のどの位置に配置するかは装置の仕様により異なるが、通常は遮断器２０の直前（母線側）または直後（線路側）、あるいは両方に配置されることが多く、図４は遮断器２０の直後に配置された例を示している。
図５（ａ）は従来の他のガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図５（ｂ）は従来の他のガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。図５は、変流器１を遮断器２０の直前及び直後の両方に配置した例を示している。なお、図５（ｂ）は図４（ｂ）と同様に遮断器２０が開極した状態を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４及び図５のように遮断器２０と変流器１を同一のタンク１１内に設置した場合、タンク１１内の変流器１の配置を決定する上では、電流遮断時に遮断器２０から放出される熱ガスの影響を十分に考慮しなければならない。図４及び図５において、電流遮断時、パッファ室１７を構成するパッファシリンダが図示しない操作ロッドにより駆動されて可動アーク接触子８及びノズル９が下降することにより遮断器２０が開極し、固定アーク接触子７と可動アーク接触子８との間にアークが発生する。パッファ室１７によってアークに吹き付けられたガスは、ノズル９から固定側冷却筒４を通って固定部側の空間へ、また排気ロッド１５を通って可動部側の空間へ放出される。このとき放出されるガスは、アークにより高温となっているため、ガス密度の低下が起こり、耐電圧が低下する。従って、図４及び図５に破線で示した熱ガスの影響が及ぶ領域Ａ，Ｂでは、母線側導体２や線路側導体３を配置する場合は耐電圧の低下を考慮して設計を行わなければならない。また、変流器１については、表面の絶縁物の劣化等が起こり得るため、熱ガスの影響が及ぶ領域Ａ，Ｂには配置することができない。このような制約から、図４及び図５に示した従来のガス絶縁開閉装置は、小型化を行う上で限界があった。
【０００６】
これに対し、熱ガスの影響を低減してガス絶縁開閉装置の小型化を図ったものとして、特開２０００−５０４３３号公報及び特開昭６３−１４８５１４号公報に記載のものがある。しかしながら、これらの技術は、図４及び図５に示した遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ａについては考慮されているが、遮断器２０の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ｂについては考慮されていない。遮断器２０の可動部側の空間へ放出される熱ガスは、半径方向に所定の角度範囲内で放出されるものであり、この熱ガスの放出角度範囲は、実際にガス絶縁開閉装置を設計する際に周囲の導体の配置等の条件を考慮して決定されるものである。
また、特開昭６３−１４８５１４号公報は、装置の仕様により図５の様に変流器１を遮断器２０の母線側及び線路側の両方に配置しなければならない場合については考慮されていない。一方、特開２０００−５０４３３号公報は、遮断器から水平に引き出された引き出し導体の外周に線路側の変流器が配置される構成であるため、遮断器の母線側及び線路側の両方に変流器を配置しなければならない場合にガス絶縁開閉装置の小型化が困難である。
【０００７】
本発明は、遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減し、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することを目的とする。
本発明はまた、遮断器の母線側及び線路側の両方に変流器を配置しなければならない場合に、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガス絶縁開閉装置は、固定アーク接触子を含む固定部と可動アーク接触子を含む可動部とを有する遮断器と、主回路の電流を検出する変流器とを同一ガス区画内に設置したガス絶縁開閉装置において、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する冷却手段を遮断器の可動部側に設け、変流器を冷却手段の外周に配置したものである。
遮断器の可動部側に設けた冷却手段は、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却し、ガス流を制御して熱ガスの半径方向の拡散を抑える。この冷却手段により遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減することができるので、冷却手段の外周に変流器を配置することができる。従って、遮断器と同軸上に変流器を配置することができ、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。なお、冷却手段は、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッドを取り囲む冷却筒で構成することができる。
また、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、固定アーク接触子を含む固定部と可動アーク接触子を含む可動部とを有する遮断器と、遮断器の固定部側に設けられ、電流遮断時に遮断器の固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する固定部側冷却手段と、固定部側冷却手段の外周に設けられ、主回路の電流を検出する固定部側変流器と、遮断器の可動部側に設けられ、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する可動部側冷却手段と、可動部側冷却手段の外周に設けられ、主回路の電流を検出する可動部側変流器とを備えたものである。
可動部側冷却手段は、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却し、ガス流を制御して熱ガスの半径方向の拡散を抑える。この可動部側冷却手段により遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減することができるので、可動部側冷却手段の外周に可動部側変流器を配置することができる。一方、固定部側変流器は固定部側冷却手段の外周に配置される。従って、遮断器の母線側及び線路側の両方に変流器を配置しなければならない場合に、遮断器と同軸上に固定部側変流器及び可動部側変流器を配置することができ、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。なお、可動部側冷却手段は、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッドを取り囲む冷却筒で構成することができる。
本発明において、遮断器の可動部側に変流器を配置したことにより、従来に比べて遮断器の高さ方向の寸法が増加する。そこで、固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する冷却フィンを備えることにより、遮断器の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減することができ、ガス絶縁開閉装置の高さ方向の寸法の増加を抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。図１において、操作箱１０上に、ガス容器として上部フランジ１２で蓋をされたタンク１１が設置されている。タンク１１内には、三相分の遮断器２０と変流器１が配置されている。遮断器２０には、固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する固定側冷却筒４と母線側導体２に接続された固定アーク接触子７とを含む固定部、可動アーク接触子８とノズル９とパッファシリンダ及びパッファピストンで構成されたパッファ室１７とを含む可動部、固定部と可動部とを絶縁する絶縁支持筒１３、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッド１５、及び線路側導体３に接続され排気ロッド１５を取り囲む可動側冷却筒５が設けられている。遮断器２０は、絶縁支持碍子１４によりタンク１１内に固定されている。なお、図１（ｂ）は遮断器２０が開極した状態を示している。
【００１０】
電力系統の運転中は遮断器が投入された状態にあり、パッファ室１７を構成するパッファシリンダが図示しない操作ロッドにより駆動されて可動アーク接触子８及びノズル９が上昇し、可動アーク接触子８は固定アーク接触子７に接触する。主回路の電流は、スペーサ６でガス区画を区分された母線ユニットから母線側導体２を通じて供給され、遮断器２０の固定アーク接触子７、可動アーク接触子８、可動側冷却筒５を通った後、線路側導体３を流れて線路側ユニットへ供給される。このとき、可動側冷却筒５の外周に同軸上に配置された変流器１により、可動側冷却筒５を流れる電流、即ち主回路の電流が検出される。なお、図１では示されていないが、遮断器の実際の構成では、固定アーク接触子７の外周側に固定アーク接触子７と導電接続された固定通電接触子が設けられるとともに、可動アーク接触子８の外周側に可動アーク接触子８と導電接続された可動通電接触子が設けられており、遮断器が投入されている状態では、固定通電接触子と可動通電接触子とが接触し、固定アーク接触子７−可動アーク接触子８の経路と固定通電接触子−可動通電接触子の経路との両方を並行して電流が流れるようになっている。この点は、前述の図４，５の従来の構成および後述の図２，３の実施例の構成においても同様である。
【００１１】
電流遮断時、パッファ室１７を構成するパッファシリンダが図示しない操作ロッドにより駆動されて可動アーク接触子８及びノズル９が下降することにより遮断器２０が開極し、固定アーク接触子７と可動アーク接触子８との間にアークが発生する。パッファ室１７によってアークに吹き付けられたガスは、高温の熱ガスとなってノズル９から固定側冷却筒４を通って固定部側の空間へ、また排気ロッド１５を通って可動側冷却筒５内へ放出される。可動側冷却筒５内に放出された熱ガスは、可動側冷却筒５内に広がって内部で冷却された後、可動側冷却筒５の出口から可動部側の空間へ放出される。このとき、可動側冷却筒５の出口は、熱ガスが変流器１に直接当たらない方向へ放出されるように構成される。そして、可動部側の空間へ放出される熱ガスの温度は、可動側冷却筒５の出口でかなり低下しているとともに、可動側冷却筒５の出口を出てからさらに低下するため、可動側冷却筒５の出口付近で絶縁に影響するような温度レベル以下となる。従って、図１に破線で示した遮断器２０の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ｂは、図４及び図５に示した従来技術よりも小さいものとなる。
【００１２】
図１に示した実施の形態によれば、可動側冷却筒５により遮断器２０の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減することができるので、可動側冷却筒５の外周に変流器１を配置することができる。従って、遮断器２０と同軸上に変流器１を配置することができ、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。なお、図１に破線で示した遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ａについては、図４及び図５に示した従来技術と同様である。従って、固定側冷却筒４と上部フランジ１２との間には、従来技術と同様の領域の確保が必要である。
【００１３】
図２（ａ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図２（ｂ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。図２において、図１と同様のものには同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図２（ｂ）は遮断器２０が開極した状態を示している。
図２において、遮断器２０の可動部側に変流器１を配置したことにより、図４に示した従来技術に比べて遮断器２０の高さ方向の寸法が増加する。従って、このままでは、従来技術に比べてガス絶縁開閉装置の高さ方向の寸法が増加してしまう。そこで、図２に示した実施の形態では、遮断器２０の固定側冷却筒４の出口付近に冷却フィン１６を設け、冷却フィン１６によって遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスを冷却している。これにより、図２に破線で示した遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ａは、図１に示した実施の形態よりも小さいものとなる。
図２に示した実施の形態によれば、図１に示した実施の形態と同様の効果を有する他、冷却フィン１６により遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減することができるので、固定側冷却筒４と上部フランジ１２との間隔を狭くすることができ、ガス絶縁開閉装置の高さ方向の寸法の増加を抑えることができる。
【００１４】
図３（ａ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図３（ｂ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。図３に示す実施の形態は、遮断器２０の固定部側及び可動部側の両方に変流器１を配置したものである。図３において、図１と同様のものには同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、図３（ｂ）は遮断器２０が開極した状態を示している。
図３において、遮断器２０の固定側冷却筒４は高さ方向の寸法が増加され、固定側冷却筒４の外周に同軸上に固定部側変流器１が配置されている。通電時、固定側冷却筒４の外周に同軸上に配置された固定部側変流器１は、固定側冷却筒４を流れる電流、即ち主回路の電流を検出する。固定側冷却筒４は高さ方向の寸法が増加されているので、電流遮断時、固定側冷却筒４を通った熱ガスの温度は固定側冷却筒４の出口でかなり低下しており、固定側冷却筒４の出口付近に設けられた冷却フィン１６によってさらに冷却されて遮断器２０の固定部側の空間へ放出される。従って、図３に破線で示した遮断器２０の固定部側の空間へ放出される熱ガスの影響が及ぶ領域Ａは、図２に示した実施の形態よりもさらに小さいものとなる。
図３に示した実施の形態によれば、図１及び図２に示した実施の形態と同様の効果を有する他、遮断器２０の母線側及び線路側の両方に変流器を配置しなければならない場合に、遮断器２０と同軸上に固定部側変流器及び可動部側変流器を配置することができ、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。
【００１５】
以上説明した実施の形態では、遮断器の可動部側の冷却手段として、可動部側の空間へ熱ガスを放出する排気ロッドを取り囲む冷却筒を設ける構成であったが、本発明の冷却手段はこれに限らず、電流遮断時に遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスを冷却する効果を有し、かつ外周に設けた変流器により主回路の電流が検出できる構造のものであればよい。
また、以上説明した実施の形態では、遮断器の固定部側に母線側導体が接続され可動部側に線路側導体が接続される構成であったが、本発明は、遮断器の固定部側に線路側導体が接続され可動部側に母線側導体が接続される構成のガス絶縁開閉装置にも適用できる。
さらに、遮断器の固定部側と可動部側の上下関係は、ガス絶縁開閉装置における操作器の位置に対応するものであり、操作器が下側に設けられる場合は遮断器の可動部側が下側、操作器が上側に設けられる場合は遮断器の可動部側が上側となるが、本発明はどちらの場合にも適用できる。
なお、以上説明した実施の形態では、遮断器及び変流器を同一ガス区画内に三相分設けた三相一括形ガス絶縁開閉装置について説明したが、本発明はこれに限らないことは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、遮断器の可動部側の空間へ放出される熱ガスの影響を低減し、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。
また、本発明によれば、遮断器の母線側及び線路側の両方に変流器を配置しなければならない場合に、ガス絶縁開閉装置を小型化して据付面積を縮小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）は本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。
【図２】  図２（ａ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図２（ｂ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。
【図３】  図３（ａ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図３（ｂ）は本発明の他の実施の形態によるガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。
【図４】  図４（ａ）は従来のガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図４（ｂ）は従来のガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。
【図５】  図５（ａ）は従来の他のガス絶縁開閉装置のタンク内の一部断面上面図、図５（ｂ）は従来の他のガス絶縁開閉装置の一相分を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１…変流器、２…母線側導体、３…線路側導体、４…固定側冷却筒、
５…可動側冷却筒、６…スペーサ、７…固定アーク接触子、
８…可動アーク接触子、９…ノズル、１０…操作箱、１１…タンク、
１２…上部フランジ、１３…絶縁支持筒、１４…絶縁支持碍子、
１５…排気ロッド、１６…冷却フィン、１７…パッファ室
【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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