(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点および可動接点を有し内部が真空の真空バルブと、この真空バルブと連結されているとともに固定接点と可動接点との接離を可能にする操作装置とを備え、前記真空バルブは、前記固定接点が先端部に設けられた固定ロッドと、前記可動接点が一端部に設けられた可動ロッドとを有しており、前記操作装置は、絶縁ロッドを介して前記可動ロッドに接続された操作ロッドと、この操作ロッドを往復動させる操作機構とを有している電力用開閉装置であって、
前記真空バルブは絶縁性のモールド部で覆われており、また前記真空バルブと前記操作装置との間には真空バルブと操作装置との間を電気的に絶縁するとともに絶縁ロッドが貫通する孔が形成されたモールドフランジが設けられており、また前記孔には絶縁ロッドを密接した状態で、摺動可能にする絶縁性のＯリングが設けられている電力用開閉装置。
【請求項２】
絶縁性のモールド部は、真空バルブを覆っているとともに、操作機構をも覆っている請求項１に記載の電力用開閉装置。
【請求項３】
操作機構は、永久磁石と電磁コイルから構成され、操作ロッドを往復動させる電磁操作機構である請求項１または２に記載の電力用開閉装置。
【請求項４】
可動ロッドには軸線方向に伸縮可能なワイプ機構が設けられている請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の電力用開閉装置。
【請求項５】
モールド部の表面には接地層が形成されている請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電力用開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空バルブ内の固定接点と可動接点とを接離する電力用開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の電力用開閉装置の断面図であり、この開閉装置は、絶縁性のカバー３０と、このカバー３０内に設けられ固定接点３および可動接点４を有する真空バルブ１と、固定接点３と可動接点４との接離を可能にする操作装置３１とを備えている。
真空バルブ１は、このカバー３０内に設けられた円筒状のセラミック筒９と、一端部に固定接点３が固定され他端部に外部との接続用の端子２２が設けられた固定ロッド２と、可動接点４が先端部で固定された可動ロッド５と、セラミック筒９の固定ロッド２側を覆った固定側フランジ８と、セラミック筒９の操作装置３１側を覆った可動側フランジ１０およびベローズ６と、セラミック筒９と固定接点３および可動接点４との間に設けられたアークシールド７とを備えている。
操作装置３１は、操作機構カバー１７と、絶縁ロッド１２を介して可動ロッド５と接続された操作ロッド１５と、この操作ロッド１５を電磁力により往復動させる操作機構１６とを備えている。
【０００３】
次に、上記構成の電力用開閉装置の動作について説明する。
開閉装置が通電状態のときには、可動接点４と固定接点３とは接触状態にある。このときには、電路は、端子２２→固定ロッド２→固定接点３→可動接点４→可動ロッド５→可撓導体１１→外部導体１４→端子２３で構成される。
この通電状態から電流を遮断する場合には、操作機構１６に制御線２４から開極指令が入力され、操作機構１６で発生する電磁力によって、操作ロッド１５は開極方向に移動する。この結果、可動接点４は固定接点３から離れ、電流が遮断され、電路は開放状態になる。
次に、開極状態から閉極状態への移行する場合には、操作機構１６に制御線２４から閉極指令が入力され、操作機構１６で発生する電磁力によって、操作ロッド１５は閉極方向に移動する。この結果、可動接点４は固定接点３と接触し、電流が流れ、電路は投入状態になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記にように構成された電力用開閉装置では、絶縁性のカバー３０と真空バルブ１との間には、空気が介在しており、真空バルブ１の耐電圧性能がカバー３０が無い場合と殆ど同じであるという問題点があった。
また、絶縁ロッド１２は真空バルブ１の外部にあり、空気中に配置されているので、絶縁ロッド１２の表面を経由した絶縁破壊、即ち沿面破壊が生じ易く、それを防止するために絶縁ロッド１２の軸線方向の長さを長くしなければならないという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、真空バルブの耐電圧性能が向上し、また絶縁ロッドの軸線方向の長さを短くすることができる等の電力用開閉装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力用開閉装置は、固定接点および可動接点を有し内部が真空の真空バルブと、この真空バルブと連結されているとともに固定接点と可動接点との接離を可能にする操作装置とを備え、前記真空バルブは、前記固定接点が先端部に設けられた固定ロッドと、前記可動接点が一端部に設けられた可動ロッドとを有しており、前記操作装置は、絶縁ロッドを介して前記可動ロッドに接続された操作ロッドと、この操作ロッドを往復動させる操作機構とを有している電力用開閉装置であって、前記真空バルブは絶縁性のモールド部で覆われており、また前記真空バルブと前記操作装置との間には真空バルブと操作装置との間を電気的に絶縁するとともに前記絶縁ロッドが貫通する孔が形成されたモールドフランジが設けられており、また前記孔には前記絶縁ロッドを密接した状態で、摺動可能にする絶縁性のＯリングが設けられている。
【０００９】
この発明に係る電力用開閉装置では、絶縁性のモールド部は、真空バルブを覆っているとともに、操作機構をも覆っている。
【００１０】
この発明に係る電力用開閉装置では、操作機構は、永久磁石と、電磁コイルから構成され、操作ロッドを往復動させる電磁操作機構である。
【００１１】
この発明に係る電力用開閉装置では、可動ロッドには軸線方向に伸縮可能なワイプ機構が設けられている。
【００１２】
この発明に係る電力用開閉装置では、モールド部の表面には接地層が形成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の電力用開閉装置の断面図であり、この開閉装置は、固定接点３および可動接点４を有する真空バルブ１と、この真空バルブ１を覆うとともに表面に接地層１９が形成された絶縁性のモールド部１８と、固定接点３と可動接点４との接離を可能にする操作装置３１とを備えている。
真空バルブ１は、円筒状の第１のセラミック筒９ａおよび円筒状の第２のセラミック筒９ｂと、一端部に固定接点３が固定され他端部に外部との接続用の端子２２が設けられた固定ロッド２と、可動接点４が先端部で固定された可動ロッド５と、第１のセラミック筒９ａの固定ロッド２側を覆った固定側フランジ８と、第２のセラミック筒９ｂの可動ロッド５側を覆った可動側フランジ１０およびベローズ６と、第１のセラミック筒９ａと固定接点３および可動接点４との間に設けられたアークシールド７とを備えている。
操作装置３１は、操作機構カバー１７と、絶縁ロッド１２を介して可動ロッド５と接続された操作ロッド１５と、この操作ロッド１５を電磁力により往復動させる操作機構１６とを備えている。
絶縁ロッド１２と、可動ロッド５および外部導体１４とを接続した可撓導体１１は何れも真空バルブ１内に配置されている。
【００１４】
図２はこの操作機構１６の構成図であり、この操作機構１６は、矩形状の孔を有する鉄ヨーク５１と、この鉄ヨーク５１を摺動可能に貫通しており操作ロッド１５と接続された可動子軸５２と、この可動子軸５２に固定された可動子５３と、鉄ヨーク５１の内側に設けられ可動子軸５２を囲った第１の駆動コイル５４と、鉄ヨーク５１の内側に第１の駆動コイル５４と離れて設けられ可動子軸５２を囲った第２の駆動コイル５５と、第１の駆動コイル５４と第２の駆動コイル５５との間で可動子５３と対向して鉄ヨーク５１に固定された永久磁石５６とを備え、第１の駆動コイル５４は、通電されると、第１の駆動コイル５４の周囲を通る永久磁石５６の磁界と同一の向きの磁界が発生して、可動子５３が鉄ヨーク５１の吸着面５１ａに吸着して可動接点４が固定接点３に接続し、また第２の駆動コイル５５は、通電されると、第２の駆動コイル５５の周囲を通る永久磁石５６の磁界と同一の向きの磁界が発生して、可動子５３が鉄ヨーク５１の吸着面に吸着して可動接点４が固定接点３から開離するようになっている
【００１５】
次に、上記構成の電力用開閉装置の動作について説明する。
開閉装置が通電状態のときには、可動接点４と固定接点３とは接触状態にある。このときには、電路は、端子２２→固定ロッド２→固定接点３→可動接点４→可動ロッド５→可撓導体１１→外部導体１４→端子２３で構成される。
この通電状態から電流を遮断する場合には、操作機構１６に制御線２４から開極指令が入力され、操作機構１６で発生する電磁力によって、操作ロッド１５は開極方向に移動する。この結果、可動接点４は固定接点３から離れ、電流が遮断され、電路は開放状態になる。
次に、開極状態から閉極状態への移行する場合には、操作機構１６に制御線２４から閉極指令が入力され、操作機構１６で発生する電磁力によって、操作ロッド１５は閉極方向に移動する。この結果、可動接点４は固定接点３と接触し、電流が流れ、電路は投入状態になる。
【００１６】
操作機構１６においては、開閉装置の閉極状態では、可動子５３は永久磁石５６が作る磁界により、鉄ヨーク５１の内側上面５１ａに吸着している。
開閉装置の閉極状態から開極状態への開極動作では、第２の駆動コイル５５に通電することにより、第２の駆動コイル５５が作る磁界（点線矢印ロ）は可動子５３を内側上面５１ａに吸着する方向の永久磁石５６の磁界（実線矢印イ）を打ち消すとともに、可動子５３を通過して鉄ヨーク５１の内側下面５１ｂに向かった磁束を作る。これにより、可動子５３は内側下面５１ｂ側に移動し、内側下面５１ｂに吸着する。吸着後は、第２の駆動コイル５５の通電をゼロにすることで、可動子５３は永久磁石５６が作る磁界で鉄ヨーク５１の内側下面５１ｂの吸着面に吸着する。
【００１７】
次に、可動子５３が鉄ヨーク５１の内側下面５１ｂに当接している状態、即ち開極状態から閉極状態への閉極動作について説明する。このときには、第１の駆動コイル５４に通電することにより、第１の駆動コイル５４が作る磁界は可動子５３を内側下面５１ｂに吸着する方向の永久磁石５６の磁界を打ち消すとともに、可動子５３を通過して内側上面５１ａに向かった磁束を作る。これにより、可動子５３は内側上面５１ａ側に移動し、内側上面５１ａに吸着する。吸着後は、第１の駆動コイル５４の通電をゼロにすることで、可動子５３は永久磁石５６が作る磁界で鉄ヨーク５１の内側上面５１ａに吸着する。
【００１８】
上記構成の電力用開閉装置では、真空バルブ１は絶縁性のモールド部１８が覆われており、また外部導体１４の周りについても端子２３を除いてモールド部１８で覆われており、例えば周囲のスイッチギヤを構成する接地電位の構造物や、隣接した他の真空バルブとの間の絶縁距離を短くするができる。
また、モールド部１８の表面には金属蒸着等により接地層１９が形成されているので、例えば接地電位の構造物と接触させても耐電圧的には問題無く、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
ところで、操作装置３１は制御線２４で印加される操作機構１６の一部を除いて接地電位であるので、操作装置３１と上記電路との間では絶縁が必要である。この絶縁のために、絶縁ロッド１２を介して操作装置３１と真空バルブ１とが接続されている。絶縁ロッド１２の絶縁破壊は、絶縁ロッド１２を貫通した絶縁破壊よりも、絶縁ロッド１２の表面を経由した絶縁破壊、即ち沿面破壊の方が発生し易いが、この実施の形態では、この絶縁ロッド１２は真空バルブ１内に配置されているので、その沿面破壊の発生を抑制し、絶縁ロッド１２の距離を短くすることができ、それだけ操作装置３１と電路との間に必要な絶縁距離を短くでき、電力用開閉装置がコンパクトになるとともに絶縁性能も向上する。
【００２０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の電力用開閉装置の断面図であり、この実施の形態では、絶縁ロッド１２および可撓導体１１は真空バルブ１の外側に配置されており、また真空バルブ１と操作機構１６とが絶縁性可撓性部材であるゴムフランジ１３で画成されている。ゴムフランジ１３の内周側は絶縁ロッド１２に固定され、その外周側はモールド部１８とセラミック筒９との間に挟持されている。この実施の形態では、真空バルブ１と操作機構１６との間に絶縁性のゴムフランジ１３が介在しているので、操作機構１６と電路との間の絶縁性能が向上し、真空バルブ１と操作機構１６との間の距離を縮小することができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３の電力用開閉装置の断面図であり、この実施の形態では、モールド部１８と一体のモールドフランジ部２５が形成されている。このモールドフランジ部２５は真空バルブ１と操作機構１６とを区画している。モールドフランジ部２５には絶縁ロッド１２が貫通する孔が形成されている。この孔には絶縁ロッド１２を密接した状態で、摺動可能にする絶縁性のＯリング２０が設けられている。
この実施の形態では、真空バルブ１と操作機構１６との間に絶縁性のモールドフランジ部２５が介在しているので、操作機構１６と電路との間の絶縁性能が向上し、真空バルブ１と操作機構１６との間の距離を縮小することができる。
【００２２】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４の電力用開閉装置の断面図であり、この実施の形態では、絶縁性のモールド部４０が真空バルブ１を覆っているとともに、操作機構１６をも覆っている。
この実施の形態では、実施の形態１〜３で必要としたモールド部１８と操作機構カバー１７とを結合する結合部材および結合作業が不要であり、部材点数が削減できるとともに、組み立て作業性が向上する。
【００２３】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５の電力用開閉装置の断面図であり、この実施の形態では、実施の形態１の電力開閉装置の可動ロッド５にワイプ機構５０が取り付けられている。
このワイプ機構５０を取り付けたことにより、可動ロッド５と固定ロッド２との間の取り付け時における軸線方向の距離の誤差が容易に吸収され、また可動ロッド５が固定ロッド２に衝突する際の衝撃力を緩和することができる。また、固定ロッド２に対する可動ロッド５の所定の接触圧力を確保することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る電力用開閉装置によれば、固定接点および可動接点を有し内部が真空の真空バルブと、この真空バルブと連結されているとともに固定接点と可動接点との接離を可能にする操作装置とを備え、前記真空バルブは、前記固定接点が先端部に設けられた固定ロッドと、前記可動接点が一端部に設けられた可動ロッドとを有しており、前記操作装置は、絶縁ロッドを介して前記可動ロッドに接続された操作ロッドと、この操作ロッドを往復動させる操作機構とを有している電力用開閉装置であって、前記真空バルブは絶縁性のモールド部で覆われているので、真空バルブの耐電圧性能が向上する。
また、絶縁ロッドは真空バルブの内部に設けられているので、絶縁ロッド上での沿面破壊の発生を抑制することができ、それだけ操作装置と充電部である電路との間の絶縁性能が向上する。
【００２５】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、真空バルブは絶縁性のモールド部で覆われているので、真空バルブの耐電圧性能が向上する。また、真空バルブと操作装置との間には真空バルブと操作装置との間を電気的に絶縁する絶縁性可撓性部材が設けられているので、真空バルブと操作装置との間の絶縁性能が向上する。
【００２６】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、真空バルブは絶縁性のモールド部で覆われているので、真空バルブの耐電圧性能が向上する。また、真空バルブと操作装置との間には真空バルブと操作装置との間を電気的に絶縁するとともに絶縁ロッドが貫通する孔が形成されたモールドフランジが設けられているので、真空バルブと操作装置との間の絶縁性能が向上する。また、モールドフランジの孔には絶縁ロッドを密接した状態で、摺動可能にする絶縁性のＯリングが設けられているので、可動ロッドは真空バルブと操作装置との間の絶縁が確保された状態で円滑に往復動する。
【００２７】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、絶縁性のモールド部は、真空バルブを覆っているとともに、操作機構をも覆っているので、モールド部と操作機構カバーとを結合する結合部材および結合作業が不要であり、部材点数が削減できるとともに、組み立て作業性が向上する。
【００２８】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、操作機構は、永久磁石と、電磁コイルとから構成され、操作ロッドを往復動させる電磁操作機構であるので、簡単な構成で、かつ短時間で開閉装置の開閉動作を行うことができる。
【００２９】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、可動ロッドには軸線方向に伸縮可能なワイプ機構が設けられているので、可動ロッドと固定ロッドとの間の取り付け時における軸線方向の距離の誤差が容易に吸収され、また可動ロッドが固定ロットに衝突する際の衝撃力を緩和することができる。また、固定ロッドに対する可動ロッドの所定の接触圧力を確保することができる。
【００３０】
また、この発明に係る電力用開閉装置によれば、モールド部の表面には接地層が形成されているので、接地電位の構造物と接触させても耐電圧的には問題無く、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る電力用開閉装置の断面図である。
【図２】  図１の操作機構の構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態２に係る電力用開閉装置の断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態３に係る電力用開閉装置の断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態４に係る電力用開閉装置の断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態５に係る電力用開閉装置の断面図である。
【図７】  従来の電力用開閉装置の断面図である。
【符号の説明】
１  真空バルブ、２  固定ロッド、３  固定接点、４  可動接点、５  可動ロッド、１２  絶縁ロッド、１５  操作ロッド、１６  操作機構、１８  モールド部、１９  接地層、２０  Ｏリング、２５  モールドフランジ、３１  操作装置、４０  モールド部、５０  ワイプ機構。
【図１】
0004494673.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004494673.tif 000008