(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高電圧部を有し絶縁ガスが封入された金属タンクの塗装されたフランジ同士を、前記フランジのボルト穴を防水するパッキン、金属ワッシャおよび金属ナット、または前記パッキンおよびワッシャ兼金属ナットを用いて締結するガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造において、前記フランジと前記金属ワッシャ間、または前記フランジと前記ワッシャ兼金属ナット間を電気的に短絡するための短絡手段を備え、該短絡手段は、前記フランジと前記金属ワッシャ間、または前記フランジと前記ワッシャ兼金属ナット間を溶接によって接続する手段であることを特徴とするガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造。
【請求項２】
内部に高電圧部を有し絶縁ガスが封入された金属タンクの塗装されたフランジ同士を、前記フランジのボルト穴を防水するパッキン、金属ワッシャおよび金属ナット、または前記パッキンおよびワッシャ兼金属ナットを用いて締結するガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造において、前記フランジと前記金属ワッシャ間、または前記フランジと前記ワッシャ兼金属ナット間を電気的に短絡するための短絡手段を備え、該短絡手段は、前記フランジに設けた穴部に挿入された金属棒と前記金属ワッシャまたは前記ワッシャ兼金属ナットとを接触する手段であることを特徴とするガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造。
【請求項３】
内部に高電圧部を有し絶縁ガスが封入された金属タンクの塗装されたフランジ同士を、前記フランジのボルト穴を防水するパッキン、金属ワッシャおよび金属ナット、または前記パッキンおよびワッシャ兼金属ナットを用いて締結するガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造において、前記フランジと前記金属ワッシャ間、または前記フランジと前記ワッシャ兼金属ナット間を電気的に短絡するための短絡手段を備え、該短絡手段は、前記フランジの前記金属ワッシャ、または前記フランジの前記ワッシャ兼金属ナットと接触する面の前記塗装が除去された箇所をステンレス板で構成する手段であることを特徴とするガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置に用いられる金属ケースのフランジ締結構造に係わり、特に、前記金属ケースのフランジにおける電気的特性を改善したガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス絶縁電気装置は、絶縁性ガスを封入した金属ケース内に各種のガス絶縁機器を収納し、前記金属ケースを接地して構成している。通常、金属ケースのフランジ同士はボルト、ワッシャ、ナットを用いて締結され、電気的にも接続される。
【０００３】
図１０（ａ）は従来の金属ケースのフランジ締結構造を示す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示すフランジの締結構造の一部拡大図であり、図１０（ｃ）は前記一部拡大部における等価回路を示す図である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造は、図１０（ｂ）に示すように、フランジ６の表面は通常防錆のために絶縁塗装５が施されており、そのため、仮に、右側のボルト１ｂのナット３ａとフランジ６とは導通していて、左側のボルト１ａのワッシャ３ａが絶縁塗装５のためにフランジ６と直接導通していない場合は、左右のボルト１ａとボルト１ｂ間には微小な抵抗分Ｒとインダクタンス分Ｌが発生し、また、気中側のボルト１ａとボルト１ｂ間およびワッシャ３ａとフランジ６間には静電容量Ｃが存在する。従って、このフランジ締結構造の一部拡大部は図１０（ｃ）に示すような等価回路が形成される。通常動作では、抵抗分Ｒとインダクタンス分Ｌは微小であるため問題とならないが、断路器開閉等によって接地サージが発生すると、そのサージ周波数は数ＭＨｚ以上にも達するため、静電容量Ｃにかかる電圧はＬｄｉ／ｄｔとなり、Ｌが小さな値でも、ｄｉ／ｄｔが非常に大きくなるため、金属ワッシャ３ａとフランジ６間には高電圧が発生する可能性がある。また、金属ワッシャ３ａとフランジ６の間のギャップは小さいため、抵抗分Ｒが十分小さくないと、比較的低い電圧でも金属ワッシャ３ａとフランジ６間で接地サージにより火花放電を起こす可能性がある。
【０００５】
また、このような従来技術において、図１１に示すように、フランジ６と金属ワッシャ３間の導通を図るために、フランジ６のボルト１近傍のみを金属地肌とし、金属ワッシャ３と接触させても、ゴムパッキン４とフランジ絶縁塗装５間で錆が発生したり、フランジ６の酸化表面皮膜のために必ずしも金属ワッシャ３とフランジ６は電気的に接続されず、上述の火花放電に対する対策としては不十分であった。
【０００６】
本発明の代表的な目的は、断路器開閉に伴い接地サージが発生した場合であっても、金属ケースのフランジにおける火花放電を防止できるガス絶縁開閉装置のフランジ締結構造を提供することにある。また、本発明の別の代表的な目的は、ガス絶縁開閉装置の美観を損なわないようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基本的な特徴は、防水パッキン、金属ワッシャおよび金属ナット、または防水パッキンおよびワッシャ兼金属ナットを用いて金属タンクの塗装されたフランジ同士を締結するにあたり、フランジと金属ワッシャ間、またはフランジとワッシャ兼金属ナット間を短絡させたことにある。
【０００８】
上記短絡させる手段は、フランジと金属ワッシャ間、またはフランジとワッシャ兼金属ナット間を溶接によって接続するもの、フランジに設けた穴部に挿入された金属棒と金属ナットまたはワッシャ兼金属ナットを接触させるものがある。さらにまた、上記短絡させる手段としては、フランジの金属ワッシャまたはワッシャ兼金属ナットと接触する面の塗装が除去された箇所をステンレス板で構成するもの、フランジの金属ワッシャまたはワッシャ兼金属ナットと接触する面に導電性の塗装を施すもの、防水パッキンに導電性材料を用いるものがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図１（ａ）は締結前のフランジ締結構造の正面断面図、図１（ｂ）は締結前のフランジ締結構造の平面図、図１（ｃ）は締結前のフランジ締結構造の正面図、図１（ｄ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図１（ｅ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図１（ｆ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００１１】
これらの図において、１はフランジ同士を締結するための金属ボルト、２は金属ナット、３はフランジ６面に対向する箇所が鋸状歯３１に形成された金属ワッシャ、４はフランジ６に設けたボルト穴を防水するために設けられたゴムパッキン、５はフランジ６の絶縁塗装、６はフランジである。
【００１２】
このフランジ締結構造は、図示されていないが、フランジ６を多数の金属ボルト１、金属ナット２、金属ワッシャ３を使用して固定する締結部近傍を拡大して示したものである。
【００１３】
本実施形態のフランジ締結構造では、図１（ａ），（ｃ）に示すように、金属ワッシャ３をフランジ６面に対向する箇所を鋸状歯３１に形成したので、金属ナット２を締め付けると、図１（ｄ），（ｆ）に示すように、鋸状歯３１がフランジ６の絶縁塗装５を貫通してフランジ６に突き当たり、金属ワッシャ３とフランジ６とが接触し、電気的に短絡される。ただし、実使用においては、金属ナット２の締め付け後は、補修塗装等によりフランジ６の防錆処理が必要である。
【００１４】
次に、本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。
【００１５】
図２は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図２（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図２（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図２（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００１６】
これらの図において、３２は金属ワッシャ３のフランジ６面に対向する箇所を全周にわたって設けた先鋭部である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００１７】
本実施形態のフランジ締結構造では、図１（ａ），（ｃ）に示すように、金属ワッシャ３のフランジ６に対向する側に先鋭部３２を形成したので、金属ナット２を締め付けると、先鋭部３２がフランジ６の絶縁塗装５を貫通してフランジ６に突き当たり、金属ワッシャ３とフランジ６とが接触され、電気的に短絡される。本実施形態のフランジ締結構造によれば、第１の実施形態の場合に比べて、フランジ６の絶縁塗装５を貫通するための金属ナット２の締め付け力が増加すると共に、製作コストを低減することができる。                      次に、本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図３（ａ）は締結前のフランジ締結構造の正面断面図、図３（ｂ）は締結前のフランジ締結構造の平面図、図３（ｃ）は締結前のフランジ締結構造の正面図、図３（ｄ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図３（ｅ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図３（ｆ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００１９】
これらの図において、３３は金属ワッシャ３から一部突出してフランジ６面に対向するように設けられた尖状部である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００２０】
本実施形態のフランジ締結構造では、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属ワッシャ３のフランジ６面に対向するように突出した尖状部３３が形成されるので、金属ナット２を締め付け後、尖状部３３をハンマー等によりフランジ６に打ち付けると、図３（ｄ），（ｆ）に示すように、尖状部３３がフランジ６の絶縁塗装５を貫通してフランジ６に突き当たり、金属ワッシャ３とフランジ６との接触が図られ、電気的に短絡させる。
【００２１】
次に、本発明の第４の実施形態を図４を用いて説明する。
【００２２】
図４は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図４（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図４（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図４（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００２３】
これらの図において、７は金属ワッシャ３とフランジ６間で溶接された溶接箇所である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００２４】
本実施形態のフランジ締結構造では、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、金属ナット２を締め付けた後に、金属ワッシャ３とフランジ６間を溶接によって接続し、電気的に短絡させる。本実施形態のフランジ締結構造では、フランジ締結後に全ての締結箇所において金属ワッシャ３近傍のフランジの一部の絶縁塗装５を剥がし、溶接する作業が生じるが、金属ボルト２や金属ワッシャ３等の部品を新しくする必要がなく、既存の製品で対応することができる。
【００２５】
次に、本発明の第５の実施形態を図５を用いて説明する。
【００２６】
図５は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図５（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図５（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図５（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００２７】
これらの図において、８はフランジ６に設けた穴に金属ワッシャ３とフランジ６間を電気的に接続するために打ち込まれた金属棒である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００２８】
本実施形態のフランジ締結構造では、フランジ６に穴を開け、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属ナット２を締め付けた後に、金属棒８をその穴に挿入することにより、金属ワッシャ３とフランジ６を金属棒８によって電気的に短絡させることができる。第４の実施形態のフランジ締結構造と比べて、既設製品に対する作業性が良い。
【００２９】
次に、本発明の第６の実施形態を図６を用いて説明する。
【００３０】
図６は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図６（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図６（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図６（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００３１】
これらの図において、９はボルト締結部分のフランジ６表面に溶接されたステンレス板である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００３２】
本実施形態のフランジ締結構造では、ボルト締結部分のフランジ６表面にステンレス等の耐候性の良いステンレス板７を溶接し、表面を絶縁塗装しない構造としたので、金属ワッシャ３とフランジ６をステンレス板７によって電気的に短絡することができる。この場合、フランジ締結後、補修塗装をする必要がなく、また金属ワッシャ３の形状を変更する必要がない等組立工程を短縮することができる。
【００３３】
次に、本発明の第７の実施形態を図７を用いて説明する。
【００３４】
図７は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図７（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図７（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図７（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００３５】
これらの図において、４１は導電性のゴムパッキン、５１は導電性のフランジ防錆塗装である。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００３６】
本実施形態のフランジ締結構造では、図７（ａ），（ｃ）に示すように、フランジ６の防錆用の塗装５１を導電性にすることにより、金属ナット２を締め付けると、金属ワッシャ３とフランジ６は導電性の防錆塗装５１を介して接続され、電気的に短絡される。この場合も、フランジ締結後、補修塗装をする必要がなく、また金属ワッシャ３の形状を変更する必要がないので作業性が向上し、コストメリットも大きい。さらに、ゴムパッキン４に導電性の良いゴムパッキン４１を用いることにより、金属ワッシャ３とフランジ６の電気的接触をより確実にすることができる。
【００３７】
次に、本発明の第８の実施形態を図８を用いて説明する。
【００３８】
図８は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図８（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図８（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図８（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００３９】
これらの図において、２１はフランジ６面に対向する箇所に設けた鋸状歯２２を有する金属ワッシャを一体に形成したワッシャ兼用の金属ナットである。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００４０】
本実施形態のフランジ締結構造では、金属ナット２１をワッシャ兼用の金属ナットとすると共に、フランジ６面に対向する箇所に鋸状歯２２を設けたので、図８（ａ），（ｃ）に示すように、金属ナット２１を締め付けると、鋸状歯２２がフランジ６の絶縁塗装５を貫通してフランジ６に突き当たり、金属ナット２１とフランジ６とが接触し、電気的に短絡することができる。本実施形態のフランジ締結構造では、第１の実施形態のものに比べて、金属ナット２１を締め付ける時に鋸状歯が回転し、絶縁塗装５を貫通してフランジ６に効率よく達することができる。実使用においては、第１の実施形態と同様に、金属ナット２１の締め付け後に、補修塗装等により、フランジ６の防錆処理を施す必要がある。
【００４１】
次に、本発明の第９の実施形態を図９を用いて説明する。
【００４２】
図９は、本実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図であり、図９（ａ）は締結後のフランジ締結構造の正面断面図、図９（ｂ）は締結後のフランジ締結構造の平面図、図９（ｃ）は締結後のフランジ締結構造の正面図である。
【００４３】
これらの図において、２３は一部突出して設けられた尖状部２４を有し、金属ワッシャを一体に形成したワッシャ兼用の金属ナットである。その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応すると共に、これらの図は図１と同様にフランジ締結構造の締結部近傍を拡大して示したものである。
【００４４】
本実施形態のフランジ締結構造では、金属ナット２３にフランジ６面に対向して尖状部２４を形成したので、金属ナット２３の締め付け後、金属ナット２３の尖状部２４をフランジ６に打ち付けると、図３（ａ），（ｃ）に示すように、尖状部２４がフランジ６の絶縁塗装５を貫通してフランジ６に突き当たり、金属ナット２３とフランジ６とが接触され、電気的に短絡することができる。本実施形態のフランジ締結構造によれば、金属ワッシャを必要とせず、部品点数を省略することができるので、作業性を向上することができると共に、信頼性を保持しながらコストの低減を図ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、フランジと金属ワッシャ間、フランジとワッシャ兼金属ナット間を電気的に短絡するための短絡手段を設けたので、簡便な手段によって断路器開閉等に伴う接地サージが発生した場合であっても、フランジにおける火花放電を確実に防止することのできる。さらに、本発明によれば、保守・点検時に作業者に与える恐怖感を低減し、且つ、リレー等の故障の要因を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の金属ケースにおけるフランジ締結構造を示す図である。
【図１０】従来技術に係る金属ケースのフランジの締結構造、その一部拡大部、および一部拡大部における等価回路を示す図である。
【図１１】図１０に示すフランジの締結構造を一部変更した図である。
【符号の説明】
１  ボルト
２  金属ナット
２１  ワッシャ付き金属ナット
２２  鋸状歯
２３  ワッシャ付き金属ナット
２４  尖状部
３  金属ワッシャ
３１  鋸状歯
３２  先鋭部
３３  尖状部
４  ゴムパッキン
４１  導電性ゴムパッキン
５  フランジ絶縁塗装
５１  導電性フランジ絶縁塗装
６  フランジ
７  溶接箇所
８  金属棒
９  ステンレス板
【図１】
0003810978.tif 000002
【図２】
0003810978.tif 000003
【図３】
0003810978.tif 000004
【図４】
0003810978.tif 000005
【図５】
0003810978.tif 000006
【図６】
0003810978.tif 000007
【図７】
0003810978.tif 000008
【図８】
0003810978.tif 000009
【図９】
0003810978.tif 000010
【図１０】
0003810978.tif 000011
【図１１】
0003810978.tif 000012