(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の真空容器内に、先端部に固定電極が設けられた母線側導体と、負荷側導体と、可動電極を支持し、該可動電極を前記固定電極に接離させる操作部材と、前記可動電極の中途部に接合された固定部材と前記負荷側導体とを接続する可撓導体と、その端部に前記負荷側導体の端部を嵌め込んで、前記可撓導体の一部を覆うステンレス鋼製の第１カバーと、その端部に前記固定部材の周面を嵌め込んで、前記可撓導体の一部を覆うステンレス鋼製の第２カバーとを備え、
前記第１カバーの一部は、第２カバーにより覆ってあることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項２】
前記母線側導体及び負荷側導体をステンレス鋼製のカバーで覆っている場合の該カバーの外面と、該カバーと対向する金属製の真空容器の内面の一部又は全部とを、ステンレス鋼より導電率の低い物質で覆ってある、又は前記第１カバー及び第２カバーの外面と、該第１カバー及び第２カバーと対向する金属製の真空容器の内面の一部又は全部とを、ステンレス鋼より導電率の低い物質で覆ってあることを特徴とする請求項１記載のスイッチギヤ。
【請求項３】
金属製の真空容器内に、先端部に固定電極が設けられた母線側導体と、負荷側導体と、可動電極を支持し、該可動電極を前記固定電極に接離させる操作部材と、前記可動電極と前記負荷側導体とを接続する可撓導体とを備え、前記母線側導体、前記負荷側導体、及び前記可撓導体の周面の一部又は全部、並びに前記母線側導体、前記負荷側導体、及び前記可撓性導体の周面と対向する前記真空容器の内面の一部又は全部を、銅より導電率の低い物質で覆ってあることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項４】
前記導電率の低い物質が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物であることを特徴とする請求項２又は３記載のスイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高真空に保たれた真空容器内に母線側導体と負荷側導体とを接離する主回路開閉部と、負荷側導体と接地用導体とを接離する接地開閉部とを備えたスイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
母線から受電した電力を、各種の負荷機器又は他の電気室に配電すべく用いられるスイッチギヤ（閉鎖配電盤）は、母線との接続のための母線側導体、負荷等への送電ケーブルとの接続のための負荷側導体等の接続導体、この母線側導体と負荷側導体とを接離する主回路開閉器、負荷側導体を接地する接地開閉器、及び監視制御に必要な制御機器等を、接地金属製の外箱内に配設して構成されている。
この種のスイッチギヤのひとつとして、特開平７−２８４８８号公報には、主回路開閉器及び接地開閉器を接続導体の一部と共に一体化して外箱内に配置し、母線及び送電ケーブルとの接続のみを行えばよい構成にしたスイッチギヤが開示されている。
【０００３】
図７は、このスイッチギヤの要部の構成を示す側断面図である。
このスイッチギヤは、絶縁性のＳＦ６ガスが封入されている金属製の容器７１の周壁の一部を内外に貫通する送電ケーブル接続用のブッシング７２ａと、周壁の一部を貫通する母線接続用のブッシング７６ａとを備えており、容器７１の内部に、第１、第２、第３の開閉器７３、７４、７５及び真空バルブ７９を配した構成となっている。
【０００４】
母線側導体７６は、真空バルブ７９の内部に構成された図示しない開閉接点、及び第１の開閉器７３を介して容器７１の周壁の一部に固着された絶縁支持ガラス７０ａに固定支持された中間導体７０に接続されている。この中間導体７０により２方向に分岐された各々の分岐路は第２、第３の開閉器７４、７５を介してブッシング７２ａに支持された負荷導体７２に接続され、この負荷導体７２を経て外部の送電ケーブル（図示せず）に接続されている。
【０００５】
このスイッチギヤにおいては、容器７１の内部にアーク短絡が発生した場合、容器７１内に封入されたＳＦ６ガスが、アークエネルギーにより短時間のうちに高温、高圧となって爆発することがあるので、容器７１には放圧のための開放弁を設ける必要があり、さらに放圧が完了するまでの間、高圧状態に耐える強度が要求されていた。従って、容器７１の構造が複雑化し、製品のコストの上昇を招くという問題点があった。
【０００６】
さらに、ＳＦ６ガスは環境問題から使用が避けられており、このため、真空状態における高い消弧性及び絶縁性を活かし、主回路開閉部と接地開閉部とを真空容器内に収容する構成にした、図８に示すスイッチギヤが開発された。
このスイッチギヤは、高真空に保持された真空容器９４内に、一端部が母線に接続され、他端部が固定電極８３ａをなす母線側導体８３と、外部の送電線に接続された負荷側導体８４と、前記固定電極８３ａに対向させて可動電極８６を連結部材９５を介して支持する操作ロッド８５と、可動電極８６の中途に接合された固定部材８７と前記負荷側導体８４とを接続する可撓導体８８とを備えたものである。
母線側導体８３は、真空容器９４の一端壁をブッシング９０を介して貫通させられ、操作ロッド８５は、真空容器９４の他端壁にベローズ９２を介して軸長方向に移動可能に支持され、負荷側導体８４は、真空容器９４の周壁をブッシング９１を介して貫通させられている。母線側導体８３の固定電極８３ａの先端部には固定接点８１が、可動電極８６の先端部には可動接点８２が、それぞれ固着されている。真空容器９４の他端壁には操作ロッド８５と平行に、ベローズ９３を介して接地用導体８９が支持されており、その先端部には可動接点８９ａが設けられ、この可動接点８９ａと対向する負荷側導体８４の周面には固定接点８４ａが設けられている。
【０００７】
操作ロッド８５の外側端部は図示しない操作機構に連結されており、操作ロッド８５は、この操作機構の動作に応じて軸長方向に移動させられる。接地用導体８９も図示しない操作機構により軸長方向に移動させられるようになっている。操作ロッド８５の移動が連結部材９５を介して可動電極８６に伝えられ、可動電極８６の先端の可動接点８２が固定接点８１に接離し、母線側導体８３と負荷側導体８４との間、即ち、母線と負荷への送電ケーブルとの間にて電流の開閉が行われる。
可動接点８２を固定接点８１から引き離し、母線側導体８３から負荷側導体８４への主回路電流を遮断する場合には、安全性確保のため、接地用導体８９を図の上方向に移動させて、可動接点８９ａを負荷側導体８４の固定接点８４ａに接触させる。
【０００８】
図８のスイッチギヤは、絶縁特性に優れた真空中で使用されるので、図７のスイッチギヤと比較して部材間に必要な絶縁距離を小さく採ることができ、小型化されている。さらに、真空容器９４の内部でアーク短絡が発生した場合においても、真空容器９４の内部に気体が存在しないので、前述したアーク短絡爆発につながる恐れがない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８のスイッチギヤは以上のように構成されているが、安全性確保のために真空容器が接地されており、母線側導体８３又は負荷側導体８４と真空容器９４との間で絶縁破壊が生じると地絡事故につながるので、耐電圧性能の確保が不可欠とされている。
母線側導体８３及び負荷側導体８４は通常、銅又は銅合金で構成されており、真空容器９４との間の絶縁耐力が低いので、充分な絶縁距離が必要であり、真空容器９４が大型のものになる。可撓導体８８も導電性の箔又は細線で構成されているので電界が集中し易くなり、耐電圧性を確保するために充分な絶縁距離が必要であり、真空容器９４が大型のものになる。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、耐電圧性に優れ、安全性が確保されて、小型化することができるスイッチギヤを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るスイッチギヤは、金属製の真空容器内に、先端部に固定電極が設けられた母線側導体と、負荷側導体と、可動電極を支持し、該可動電極を前記固定電極に接離させる操作部材と、前記可動電極の中途部に接合された固定部材と前記負荷側導体とを接続する可撓導体と、その端部に前記負荷側導体の端部を嵌め込んで、前記可撓導体の一部を覆うステンレス鋼製の第１カバーと、その端部に前記固定部材の周面を嵌め込んで、前記可撓導体の一部を覆うステンレス鋼製の第２カバーとを備え、前記第１カバーの一部は、第２カバーにより覆ってあることを特徴とする。
可撓導体は導電性の箔又は細線で構成されているので、電界が集中し易いが、このスイッチギヤにおいては、可撓導体をステンレス鋼製のカバーで覆っているので電界が緩和され、可撓導体と真空容器との間の耐電圧性が向上し、絶縁距離を短くすることができる。
【００１２】
第２発明に係るスイッチギヤは、第１発明において、前記母線側導体及び負荷側導体をステンレス鋼製のカバーで覆っている場合の該カバーの外面と、該カバーと対向する金属製の真空容器の内面の一部又は全部とを、ステンレス鋼より導電率の低い物質で覆ってある、又は前記第１カバー及び第２カバーの外面と、該第１カバー及び第２カバーと対向する金属製の真空容器の内面の一部又は全部とを、ステンレス鋼より導電率の低い物質で覆ってあることを特徴とする。
このスイッチギヤにおいては、耐電圧性がさらに向上するので、絶縁距離を短くすることができる。
【００１４】
第３発明に係るスイッチギヤは、金属製の真空容器内に、先端部に固定電極が設けられた母線側導体と、負荷側導体と、可動電極を支持し、該可動電極を前記固定電極に接離させる操作部材と、前記可動電極と前記負荷側導体とを接続する可撓導体とを備え、前記母線側導体、前記負荷側導体、及び前記可撓導体の周面の一部又は全部、並びに前記母線側導体、前記負荷側導体、及び前記可撓性導体の周面と対向する前記真空容器の内面の一部又は全部を、銅より導電率の低い物質で覆ってあることを特徴とする。
このスイッチギヤにおいては、母線側導体、負荷側導体、及び可撓導体の周面の一部又は全部、並びに母線側導体、負荷側導体、及び可撓性導体の周面と対向する真空容器の内面の一部又は全部を導電率の低い物質で直接覆うので、可撓導体等と真空容器との間の耐電圧性が向上し、絶縁距離を短くすることができる。
【００１５】
第４発明に係るスイッチギヤは、第２又は第３発明において、前記導電率の低い物質が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物であることを特徴とする。
このスイッチギヤにおいては、耐電圧性がさらに向上し、絶縁距離を短くすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の要部の構成を示す側断面図である。
このスイッチギヤは、高真空に保たれたステンレス鋼製の真空容器１４の内部に、母線側導体３と負荷側導体４との間にて開閉動作を行う主回路開閉器を構成してなる。
銅又は銅合金製の母線側導体３は、真空容器１４の一端壁をブッシング１０を介して貫通し、外側端部は図示しない母線に接続されている。母線側導体３の内側端部は固定電極３ａをなし、この固定電極３ａの先端部には固定接点１が固着されている。母線側導体３は、ブッシング１０の端面から固定接点１に向かって延びるステンレス鋼製のカバー１８によって覆われている。カバー１８の端部は、その中央部に設けられた孔に母線側導体３を貫通させた状態でブッシング１０の端面に当接している。
銅又は銅合金製の負荷側導体４は、真空容器１４の周壁に設けられた負荷側導体導入部１４ｂをブッシング１１を介して貫通し、その外側端部は図示しない負荷への送電ケーブルに接続されている。負荷側導体４も母線側導体３と同様に、端部をブッシング１１の端面に当接させ、負荷側導体４の先端部に向かって延びるステンレス鋼製のカバー１９によって覆われている。
【００１８】
真空容器１４の他端壁に設けられた操作ロッド導入部１４ａには、ベローズ１２を介して軸長方向へ移動可能に操作ロッド５が支持されており、真空容器１４の内側に延びる操作ロッド５の端部には、連結部材１５を介し、その先端を前記固定電極３ａと略同軸上に突き合わせて、可動電極６が連結されている。可動電極６の先端部には可動接点２が固着されており、可動電極６の中途に接合された固定部材７には、可撓導体８を介して負荷側導体４の内側端部が接続されている。
【００１９】
負荷側導体導入部１４ｂの周壁には、操作ロッド導入部１４ａと平行に、接地用導体導入部１４ｃが設けられており、この接地用導体導入部１４ｃにベローズ１３を介して軸長方向へ移動可能に接地用導体９が支持されている。接地用導体９の先端部には可動接点９ａが固着されており、負荷側導体４の周面にはこの可動接点９ａと対向させて固定接点４ａが固着されている。接地用導体９の外側端部は接地されている。
【００２０】
操作ロッド５の外側端部は図示しない操作機構に連結されており、操作ロッド５は、この操作機構の動作に応じて軸長方向に移動させられる。接地用導体９も図示しない操作機構により軸長方向に移動させられるようになっている。
【００２１】
図１に示した状態から操作ロッド５を図の上方向に移動させることにより、可動接点２は、連結部材１５及び可動電極６を介し押圧されて固定接点１に接触して閉路状態が得られる。このとき、負荷側導体４の固定接点４ａと接地用導体９の可動接点９ａとは引き離した状態にする。図示しない母線からの主回路電流は、母線側導体３、固定接点１及び可動接点２を経て可動電極６に流れ、さらに、固定部材７、可撓導体８及び負荷側導体４を経て図示しない送電ケーブルに送られる。
一方、この閉路状態において、図の下方向に操作ロッド５を移動させることにより、可動接点２が固定接点１から引き離され、開路状態が得られ、母線側導体３から負荷側導体４への主回路電流が遮断される。このとき、接地用導体９を図の上方向に移動させることにより、可動接点９ａを負荷側導体４の固定接点４ａに接触させて安全性を確保する。
【００２２】
この実施形態１のスイッチギヤにおいては、銅又は銅合金製の母線側導体３及び負荷側導体４が銅より導電率の低いステンレス鋼製のカバー１８及び１９により覆われているので、この母線側導体３，負荷側導体４と真空容器１４との間の耐電圧性が向上する。従って、絶縁破壊が防止され、絶縁距離を短くすることができるので、真空容器１４を小型化することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図２は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態２の要部の構成を示す側断面図である。図中、図１のスイッチギヤと同一部分は同一符号を付してある。
このスイッチギヤにおいては、母線側導体３にカバー１８が隙間なく、ろう付け等により接合されており、負荷側導体４にカバー１９が隙間なく、ろう付け等により接合されいる。従って、母線側導体３及び負荷側導体４の機械的強度が向上するので、これらの導体の径を小さくすることが可能になり、さらに真空容器１４を小型化することができる。
【００２４】
実施の形態３．
図３は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態３の要部の構成を示す側断面図である。図中、図１のスイッチギヤと同一部分は同一符号を付してある。
このスイッチギヤにおいては、負荷側導体４の端部をその端部に嵌め込んで、所定長さ、可撓導体８を覆うステンレス鋼製のカバー１６と、カバー１６より大径であり、その端部に固定部材７の周面を嵌め込んで、可撓導体８及びカバー１６の一部を覆うステンレス製のカバー１７とを備えている。可撓導体８は導電性の箔又は細線で構成されているため電界が集中し易いが、前記カバ−１６及び１７により覆われることにより電界が緩和され、耐電圧性が向上する。従って、絶縁距離を短くすることができ、真空容器１４を小型化することができる。
【００２５】
実施の形態４．
図４は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態４の要部の構成を示す側断面図である。図中、図１のスイッチギヤと同一部分は同一符号を付してある。
このスイッチギヤにおいては、前記カバー１８の外面及びこれと対向する真空容器１４の内面、並びにカバー１９の外面及びこれと対向する真空容器１４の内面に、高耐電圧物質層２０が設けられている。この高耐電圧物質層２０は、前記カバー１８の外面及び真空容器１４の内面に、ステンレス鋼より導電率の低いＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物等をメッキ又は溶射することにより得られる。実施の形態１に係るスイッチギヤと比較して、母線側導体３，負荷側導体４と真空容器１４との間の耐電圧性がさらに向上するので、絶縁距離をさらに短くすることができ、真空容器１４を小型化することができる。
【００２６】
実施の形態５．
図５は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態５の要部の構成を示す側断面図である。図中、図１のスイッチギヤと同一部分は同一符号を付してある。
このスイッチギヤにおいては、前記カバー１６及び１７の外面及びこれと対向する真空容器１４の内面に、高耐電圧物質層２０が設けられている。この高耐電圧物質層２０は、カバー１６及び１７の外面及びこれと対向する真空容器１４の内面に、ステンレス鋼より導電率の低いＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物等をメッキ又は溶射することにより得られる。実施の形態３に係るスイッチギヤと比較して、可撓導体８と真空容器１４との間の耐電圧性がさらに向上するので、真空容器１４をさらに小型化することができる。
【００２７】
実施の形態６．
図６は、本発明に係るスイッチギヤの実施の形態６の要部の構成を示す側断面図である。図中、図１のスイッチギヤと同一部分は同一符号を付してある。
このスイッチギヤにおいては、母線側導体３、負荷側導体４及び可撓導体８の周面、並びにこれらと対向する真空容器１４の内面に、高耐電圧物質層２１が設けられているか。この高耐電圧物質層２１は、前記周面及び前記内面に、銅より導電率の低いＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物等をメッキ又は溶射することにより得られる。高耐電圧物質層２１が設けられることにより、母線側導体３，負荷側導体４，可撓導体８と真空容器１４との間の耐電圧性が向上するので、絶縁距離を短くすることができ、真空容器１４を小型化することができる。
【００２８】
なお、実施の形態４、５及び６においては、高耐電圧物質としてＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物を使用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、他の物質を使用してもよい。但し、耐電圧性を考慮すると上述の物質を使用するのが好ましい。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、第１発明に係るスイッチギヤによれば、導電性の箔又は細線で構成されている可撓導体をステンレス鋼製のカバーで覆っているので電界が緩和され、可撓導体と真空容器との間の耐電圧性が向上する。従って、絶縁距離を短くすることができ、スイッチギヤを小型化することができる。
【００３０】
第２発明に係るスイッチギヤによれば、第１発明において、カバーの外面、及びこれと対向する前記真空容器の内面の一部又は全部を、ステンレス鋼より導電率の低い物質で覆っているので、耐電圧性がさらに向上する。従って、絶縁距離をさらに短くすることができ、スイッチギヤをさらに小型化することができる。
【００３２】
第３発明に係るスイッチギヤによれば、母線側導体、負荷側導体、及び可撓導体の周面の一部又は全部、並びに母線側導体、負荷側導体、及び可撓性導体の周面と対向する真空容器の内面の一部又は全部を導電率の低い物質で直接覆うので、耐電圧性が向上する。従って、絶縁距離を短くすることができ、スイッチギヤを小型化することができる。
【００３３】
第４発明に係るスイッチギヤによれば、導電率の低い物質が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、又はこれらの炭化物若しくは窒化物であり、耐電圧性がさらに向上する。従って、絶縁距離をさらに短くすることができ、スイッチギヤをさらに小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態１の要部の構成を示す側断面図である。
【図２】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態２の要部の構成を示す側断面図である。
【図３】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態３の要部の構成を示す側断面図である。
【図４】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態４の要部の構成を示す側断面図である。
【図５】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態５の要部の構成を示す側断面図である。
【図６】  本発明に係るスイッチギヤの実施の形態６の要部の構成を示す側断面図である。
【図７】  従来のスイッチギヤの要部の構成を示す側断面図である。
【図８】  従来のスイッチギヤの要部の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
３  母線側導体、４  負荷側導体、５  操作ロッド、６  可動電極、８  可撓導体、９  接地用導体、１４  真空容器、１８，１９  カバー、２０，２１  高耐電圧物質層。
【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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【図８】
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