(57)【要約】【課題】小型軽量化して経済的に製作でき、かつ絶縁性能の向上を図って信頼性を高めることができるガス絶縁開閉器を提供する。【解決手段】絶縁ガスが封入される金属容器１０内に、水平に配置する通電導体１２と垂直に配置する通電導体１３を直交させて設ける。通電導体１２に取り付ける固定側電極１４と通電導体１３に取り付ける可動側電極１５にて断路器ＤＳの開閉部材を構成し、通電導体１３に取り付ける可動側電極１５と金属容器１０に取り付ける円筒状の接地側電極１６にて接地開閉器ＥＳの開閉部材を構成する。断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳの各開閉部材は、直列に配置して可動子１７を共用する。断路器ＤＳの固定側電極１４と可動側電極１５間及び可動側電極１５と接地開閉器ＥＳの接地側電極１６間の外周面にモールド絶縁物層２１を設け、金属容器１０に固着する金属フランジ１１に、接地開閉器ＥＳの接地側電極１６を固定して支持させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが封入される金属容器内に、水平に配置する通電導体と垂直に配置する通電導体を直交させて設け、水平配置の前記通電導体に取り付ける筒状接触部を有する固定側電極と垂直配置の前記通電導体に取り付ける円筒状の可動側電極にて断路器の開閉部材を構成し、垂直配置の前記通電導体に取り付けた可動側電極と前記金属容器に取り付ける円筒状の接地側電極にて接地開閉器の開閉部材を構成し、前記断路器及び接地開閉器の各開閉部材は直列に配置して可動子を共用させたガス絶縁開閉器において、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面にモールド絶縁物層を設け、前記金属容器に固着する金属フランジに前記接地開閉器の接地側電極を固定し、前記断路器及び前記接地開閉器を前記金属フランジに支持させたことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【請求項２】
絶縁ガスが封入される金属容器内に、水平に配置する通電導体と垂直に配置する通電導体を直交させて設け、水平配置の前記通電導体に取り付ける筒状接触部を有する固定側電極と垂直配置の前記通電導体に取り付ける円筒状の可動側電極にて断路器の開閉部材を構成し、垂直配置の前記通電導体に取り付けた可動側電極と前記金属容器に取り付ける円筒状の接地側電極にて接地開閉器の開閉部材を構成し、前記断路器及び接地開閉器の各開閉部材は直列に配置して可動子を共用させたガス絶縁開閉器において、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面にモールド絶縁物層を設け、前記金属容器に固着する金属フランジに絶縁物を介して前記接地開閉器の接地側電極を固定し、前記金属フランジに前記断路器及び前記接地開閉器を支持させ、前記接地開閉器の接地側電極に連なった接地端子に一端を接続しかつ他端を接地する接地線を設け、前記接地線に漏れ電流を計測する電流センサを配置したことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかにおいて、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面を包囲するように一体に形成したことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【請求項４】
請求項１又は２のいずれかにおいて、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面を包囲するようにそれぞれ別々に形成したことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかにおいて、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の内周面に凹面部を形成したことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス絶縁開閉器に係り、特に断路器と接地開閉器を組み合せたガス絶縁開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガス絶縁開閉装置に用いるガス絶縁開閉器は、高圧の六弗化硫黄（ＳＦ６）ガスの如き絶縁ガスが封入される金属製の金属容器内に、断路器や接地開閉器等の開閉部材を配置して構成している。開閉部材は、所定距離を隔てて対向配置する固定接触子と可動接触子を有しており、可動接触子を操作器により駆動して両接触子間を開閉させている。
【０００３】
断路器と接地開閉器の双方を構成するガス絶縁開閉器としては、例えば特許文献１及び２に記載されたものがあり、絶縁ガスが封入される金属容器内に、断路器と接地開閉器の各開閉部材を配置して組み合せることにより、可動接触子を操作する操作器を共用してコンパクト化を図っている。
【０００４】
特許文献１に記載されているガス絶縁開閉器は、直角状の金属容器内に直立配置の通電導体と水平配置の通電導体を直交するように配置するとき、直交配置の通電導体部分に開閉部材を設けて断路器と接地開閉器を構成したものである。開閉部材は、直立配置の通電導体の上端に固着する固定接触子と、この固定接触子の内部を貫通して水平方向に摺動自在な一つの可動接触子と、水平配置の通電導体及び金属容器に支持される左右の固定接触子とからなっている。操作レバーで操作される可動接触子は、直線運動して断路器と接地開閉器の固定接触子を選択的に切換接続する。
【０００５】
また、特許文献２に記載されているガス絶縁開閉器は、上記と同様に金属容器内に各通電導体を配置し、これらの通電導体部分に開閉部材を設けて断路器と接地開閉器を構成したものである。この開閉部材は、断路器及び接地開閉器の円筒状の固定接触子を用いており、各固定接触子は絶縁物を介して直線状に整列して直交する形状の金属容器に固着するフランジ上に支持させると共に、共通の橋絡形の可動接触子を摺動するように配置している。可動接触子は、フランジと一方の固定接触子を貫通させた絶縁操作ロッドで駆動され、摺動して断路器の固定接触子と接地開閉器の固定接触子を交互に開閉する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−７０８０４号公報
【特許文献２】特開２００４−９６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガス絶縁開閉装置に用いる特許文献１及び２に記載のガス絶縁開閉器は、小型軽量化することが望ましいが、万一事故が発生すると社会に多大な影響を及ぼすことになるから、ガス絶縁開閉器の小形化と信頼性を両立させる必要がある。
【０００８】
上記特許文献１に記載のガス絶縁開閉器は、金属容器内に絶縁スペーサ等の絶縁支持物で支持される垂直配置の通電導体の端部に、固定接触子と可動接触子を固定するものである。このため、狭隘な内部空間の金属容器を中心にして、開閉部材の各部品を組み立てねばならないばかりか、直線運動する可動接触子の軸調整も必要になるため、組立作業が極めて難しくて製作が容易に行えなくなる。
【０００９】
これは、可動接触子及び固定接触子の支持構造を変更することや、開閉部材を外部で組み立てた状態で金属容器内に一括挿入して取り付ける構造とすることにより改善できる。しかし、開閉部材の部品点数が多くなることや絶縁支持物が存在するため、金属容器径が大きくなってしまい小型軽量化が図れないし、経済的に製作することが困難になる問題が生じてくる。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載のガス絶縁開閉器は、絶縁物によって断路器及び接地開閉器の固定接触子を支持する構造であるため、共通の可動接触子が摺動して断路器や接地開閉器が開動作したとき、絶縁物はアーク放電で生成されるホットガスや分解生成物に曝されるため、開閉動作が繰り返される長期間に亘り使用していると、絶縁物が劣化してしまう恐れがあり、しかも絶縁物の絶縁性能を確認する手段がない問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、小型軽量化して経済的に製作でき、かつ絶縁性能の向上を図って信頼性を高めることができるガス絶縁開閉器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のガス絶縁開閉器は、絶縁ガスが封入される金属容器内に、水平に配置する通電導体と垂直に配置する通電導体を直交させて設け、水平配置の前記通電導体に取り付ける筒状接触部を有する固定側電極と垂直配置の前記通電導体に取り付ける円筒状の可動側電極にて断路器の開閉部材を構成し、垂直配置の前記通電導体に取り付けた可動側電極と前記金属容器に取り付ける円筒状の接地側電極にて接地開閉器の開閉部材を構成し、前記断路器及び接地開閉器の各開閉部材は直列に配置して可動子を共用させる際に、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面にモールド絶縁物層を設け、前記金属容器に固着する金属フランジに前記接地開閉器の接地側電極を固定し、前記断路器及び前記接地開閉器を前記金属フランジに支持させたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のガス絶縁開閉器は、絶縁ガスが封入される金属容器内に、水平に配置する通電導体と垂直に配置する通電導体を直交させて設け、水平配置の前記通電導体に取り付ける筒状接触部を有する固定側電極と垂直配置の前記通電導体に取り付ける円筒状の可動側電極にて断路器の開閉部材を構成し、垂直配置の前記通電導体に取り付けた可動側電極と前記金属容器に取り付ける円筒状の接地側電極にて接地開閉器の開閉部材を構成し、前記断路器及び接地開閉器の各開閉部材は直列に配置して可動子を共用させる際に、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面にモールド絶縁物層を設け、前記金属容器に固着する金属フランジに絶縁物を介して前記接地開閉器の接地側電極を固定し、前記金属フランジに前記断路器及び前記接地開閉器を支持させ、前記接地開閉器の接地側電極に連なった接地端子に一端を接続しかつ他端を接地する接地線を設け、前記接地線に漏れ電流を計測する電流センサを配置したことを特徴としている。
【００１４】
好ましくは、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面を包囲するように一体に形成したことを特徴としている。
【００１５】
また好ましくは、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の外周面を包囲するようにそれぞれ別々に形成したことを特徴とするガス絶縁開閉器。
【００１６】
更に好ましくは、前記絶縁モールド絶縁層は、前記断路器の固定側電極と可動側電極間及び前記可動側電極と接地開閉器の接地側電極間の内周面に凹面部を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のようにガス絶縁開閉器を構成すれは、断路器及び接地開閉器の開閉部材を構成する部品点数が大幅に削減できるため、経済的に製作できて絶縁性能の向上も図れるから、信頼性をより高めることができる。また、断路器と接地開閉器の各開閉部材を金属容器に固定するフランジで支持する構造としたので、従来のような金属容器内で断路器と接地開閉器の双方の各開閉部材を組み立てる作業がないため、容易に製作できる上不具合も低減することができる。
【００１８】
また、本発明のガス絶縁開閉器のように接地開閉器の接地側電極に連なった接地端子に接地線を接続し、この接地線に漏れ電流を計測する電流センサを配置していると、接地開閉器の可動側電極と接地側電極との極間を流れる微小電流を測定して絶縁モールド絶縁層の劣化の程度を監視し、評価できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例であるガス絶縁開閉器を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の断路器の開状態を示す概略縦断面図である。
【図３】図１の接地開閉器の閉状態を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施例であるガス絶縁開閉器を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明の別の実施例であるガス絶縁開閉器を示す概略縦断面図である。
【図６】累積遮断電流と絶縁物の表面抵抗率の関係を示すグラフである。
【図７】累積遮断電流に対する漏れ電流測定値の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のガス絶縁開閉器は、絶縁ガスが封入される金属容器内に、水平に配置する通電導体と垂直に配置する通電導体を直交させて設けている。水平配置の前記通電導体に取り付けた筒状接触部を有する固定側電極と垂直配置の前記通電導体に取り付ける円筒状の可動側電極により断路器の開閉部材を構成する。また、垂直配置の前記通電導体に取り付けた可動側電極と、金属容器に取り付ける円筒状の接地側電極により接地開閉器の開閉部材を構成する。これら断路器及び接地開閉器の各開閉部材は、直列に配置して可動子を共用させている。そして、断路器の固定側電極と可動側電極間及び接地開閉器の可動側電極と接地側電極間の外周面にモールド絶縁物層を設け、金属容器に固着する金属フランジに接地開閉器の接地側電極を固定し、断路器及び接地開閉器の双方を金属フランジに支持させている。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明のガス絶縁開閉器を図１から図３を用いて説明する。直角状に形成して接地される金属容器１０内に、絶縁性能を高めるために高圧にした六弗化硫黄ガス等の絶縁ガスが封入されている。この接地される金属容器１０の内部に、水平に配置する通電導体１２と垂直に配置する通電導体１３を直交させている。
【００２２】
そして、水平配置の通電導体１２と垂直配置の通電導体１３間に、断路器ＤＳの開閉部材を設け、また垂直配置の通電導体１３と金属容器１０の開口部を閉鎖する金属フランジ１１間に、接地開閉器ＥＳの開閉部材を設け、双方の各開閉部材は一直線、即ち直線となるように配置している。
【００２３】
断路器ＤＳの開閉部材は、通電導体１２の端部に固定して筒状接触部を有する固定側電極１４と、通電導体１３の上端部に固定して接触子となる円筒状の可動側電極１５とから構成されている。また、接地開閉器ＥＳの開閉部材は、断路器ＤＳ側と兼用する可動側電極１５と、金属フランジ１１に絶縁物１９を介して取り付ける円筒状の接地側電極１６とから構成される。これら断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳの開閉部材は、直線移動することができる一つの可動子１７を共用している。
【００２４】
なお、この例では通電導体１２、固定側電極１４、可動側電極１５、通電導体１３、接地側電極１６の電気的な接続を確実にするため、それぞれの間に可撓性のある導電接触子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを介在させている。
【００２５】
可動子１７は、絶縁ロッド９を介して操作レバー１８と連結されており、外部の操作器（図示せず）で操作レバー１８を駆動して動作される。この可動子１７は、３つの位置に動かすことにより、断路器ＤＳの投入状態、断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳの開放状態、接地開閉器ＥＳの投入状態にする。
【００２６】
断路器ＤＳが図１の投入状態のときは、通電導体１２、１３間は固定側電極１４と可動子１７と可動側電極１５を通して、高電圧が印加されている状態にある。このとき、接地開閉器ＥＳの可動側電極１５と接地側電極１６は、電気的に接続されていないために解放状態である。また、可動子１７が移動して断路器ＤＳが図２の開放状態では、可動側電極１５と固定側電極１４は接続されてないから、通電導体１２、１３間は電流が流れない状態にある。このとき、接地開閉器ＥＳも開放された状態で、可動側電極１５と接地側電極１６も接続されていない解放状態である。さらに可動子１７が移動すると、図３の接地開閉器ＥＳの可動側電極１５と接地側電極１６が接続された投入状態になる。
【００２７】
本発明では断路器ＤＳの開閉部材となる固定側電極１４と可動側電極１５の外周面、及び接地開閉器ＥＳの開閉部材となる可動側電極１５と接地側電極１６の外周面には、一体に形成するモールド絶縁物層２１を設けている。このように極間にモールド絶縁物層２１を存在させると、高電界となる電極の外周面を絶縁被覆することで、極間絶縁及び対地間絶縁を十分に確保してガス絶縁開閉器の絶縁性能を向上でき、しかも各電極１４、１５、１６を支持可能にしている。
【００２８】
更に説明すると、高電界となる電極の外周面にモールド絶縁物層２１を設けると、絶縁物が存在しない場合に比較して電界が低くなる。このため、断路器ＤＳや接地開閉器ＥＳで一般的に使用する電界緩和用のシールドの必要がなくなるので、部品点数を削減してガス絶縁開閉器を経済的に製作できる。また、電界を低減できることから、金属容器１の径も小さくして小型軽量化でき、更に例えば固定側電極１４と可動側電極１５の極間距離を短くしても、絶縁性能を低下させることがなく、信頼性の高いガス絶縁開閉器にすることができる。
【００２９】
また本発明によって設けるモールド絶縁物層２１は、固定側電極１４と可動側電極１５間、及び可動側電極１５と接地側電極１６間の内周面に、モールド成形時に凹面部２２、２３を形成している。凹面部２２、２３を形成すると、各電極間の沿面絶縁距離を長くして絶縁性能を一層高めることができる。
【００３０】
なお、モールド絶縁物層２１は、絶縁性に優れてかつ機械的強度も大きな例えばアルミナ充填エポキシ材料やシリカ充填エポキシ材料のようなエポキシ樹脂を用い、注型により電極の外周面にモールドして製作する。
【００３１】
上記したように、断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳの各開閉部材は、モールド絶縁物層２１を施して一体に製作されているから、接地開閉器ＥＳの接地側電極１６の各開閉部材を金属フランジ１１に直接或いは絶縁物１９を介して固定でき、絶縁ロッド９や操作レバー１８も含めて１つの金属フランジ１１で支持する構造にできる。このため、本発明のガス絶縁開閉器は、金属容器１０外で断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳと可動子１７を含む操作部分を組み立てて動作の確認し、その後金属容器１０内に挿入して所定位置に配置できる。このことから、ガス絶縁開閉器の断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳは、組立作業において時間を要する軸調整作業を行う必要がなく、簡単に容易に製作することができる。
【実施例２】
【００３２】
次に、図４に示す本発明のガス絶縁開閉器について説明する。なお、図４では図１から図３の実施例と同一部分に同符号を付したので、説明を省略する。このガス絶縁開閉器は、金属フランジ１１に支持させた接地開閉器ＥＳの接地側電極１６に連なった接地端子２０を対地から絶縁して引き出し、この接地端子２０に接地線２５を接続したものである。
【００３３】
接地線２５は、接地端子２０に一端を接続しかつ他端を接地しており、この接地線２５に電流センサ２６を配置し、測定器２７にて漏れ電流を計測するようにしている。電流センサ２６は、電流計やシャントによる微小電流計測でも同様に使用可能であり、シャントの場合は断路器ＤＳの開閉部材の開放時に、高電圧の通電導体１２に残留する直流分の漏れ電流を測定することもできる。
【００３４】
断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳの各開閉部材の外周面にモールド絶縁物層２１を設ける場合は、断路器ＤＳや接地開閉器ＥＳが開動作したときのアーク放電で生成されるホットガスや分解生成物に曝されて劣化する恐れがあるため、モールド絶縁物層２１の劣化状態を監視する必要がある。
【００３５】
図６に、遮断電流の累積値である累積遮断電流と絶縁物の表面抵抗率の関係を示している。累積遮断電流が０の初期性能は、絶縁物の表面抵抗率も十分に高く絶縁性能が十分に高くなっているが、繰り返し電流遮断を実施して累積遮断電流が大きくなった場合には、表面抵抗率が低下してくることから、絶縁物の絶縁性能が低下してくる。また、累積遮断電流に対する漏れ電流測定値の例を図７に示しており、累積遮断電流が増えるに伴って漏れ電流が増加する。この漏れ電流を監視し、初期値と比べて大きく増加していることが確認されたら、絶縁劣化が進行していることが評価できる。
【００３６】
本実施例でも上記実施例１と同様な効果を達成できるし、しかも漏れ電流を計測で金属容器１０内のモールド絶縁物層２１の表面抵抗率を測定することが可能となるから、モールド絶縁物層２１の劣化状態を容易に監視できる。このため、モールド絶縁物層２１の絶縁性能の状態を随時評価することができるので、ガス絶縁開閉器の信頼性の高めることができる。
【実施例３】
【００３７】
本発明を適用したガス絶縁開閉器の別の例を、図５を用いて説明する。この図５においても、図１から図３の実施例と同一部分に同符号を付したので、説明を省略する。このガス絶縁開閉器は、断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳの各開閉部材の兼用部品である可動側電極１５の構造を変更したものである。即ち、可動側電極１５を、断路器ＤＳ側の可動側電極１５ａと接地開閉器ＥＳ側の可動側電極１５ｂに分割して製作し、これらの両者をボルト等の連結手段（図示せず）により結合して一体に構成している。
【００３８】
可動側電極１５ａ、１５ｂの分割に伴ってモールド絶縁物層２１も、断路器ＤＳの開閉部材である固定側電極１４と可動側電極１５ａ間の外周面を覆うように設けるモールド絶縁物層２１ａと、接地開閉器ＥＳの可動側電極１５ｂと接地側電極１６間の外周面を覆うように設けるモールド絶縁物層２１ｂに分割し、それぞれ別々に形成したものである。このような断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳの各開閉部材の構成であっても、接地側電極１６を金属フランジ１１に固定して一体に支持する構造にできる。
【００３９】
なお、上記した実施例の構成では、断路器ＤＳ及び接地開閉器ＥＳの各開閉部材の開動作した時の内部のホットガスを排出して入れ替わるようにするため、例えばモールド絶縁物層２１ａ、２１ｂや各電極１５ａ、１５ｂ等の部分に小孔を形成することができる。
【００４０】
本実施例のように構成しても上記実施例１と同様な効果を達成できるし、可動側電極１５ａ、１５ｂと対地間の比較的電界分布の緩やかな部分を定めてモールド絶縁物層２１ａ、２１ｂに分割形成したので絶縁特性に影響を及ぼすことがないばかりか、使用する絶縁材料を削減できることから更に経済的に製作できる。
【符号の説明】
【００４１】
ＤＳ…断路器、ＥＳ…接地開閉器、１０…金属容器、１１…金属フランジ、１２、１３…通電導体、１４…固定側電極、１５…可動側電極、１６…接地側電極、１７…可動子、２１…モールド絶縁物層、２２、２３…凹面部、２５…接地線、２６…電流センサ、２７…測定器。
【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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【図６】
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【図７】
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