JP2004259449A - Vacuum interrupter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空インタラプタに関するものであり、真空インタラプタの周囲(外部空間)に存在させる絶縁媒体ガスの圧力を高くしても、真空インタラプタのベローズの寿命を長く保持することができるように工夫したものである。
かかる本発明は、絶縁媒体としてガス(SF6 、空気、窒素等)が封入されている密封容器内に真空インタラプタを組み込んで構成されている、GIS(ガス絶縁開閉装置)やC−GIS(キュービクル形ガス絶縁開閉器)等の開閉装置や、タンク型VCB(真空遮断器)等の単体遮断器に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
気中絶縁の真空遮断器(VCB)や、ミニクラッドに組み込まれている真空インタラプタ(VI)は、1気圧の大気や、モールドなどの絶縁物で周囲を絶縁されている。また、C−GIS、タンク形VCBなどに組み込まれているVIは、通常、2気圧以下のSF6ガスで周囲を絶縁されている。
【0003】
VIでは、消弧媒体及び内部絶縁媒体を真空としており、上記の周囲条件でその真空度、及び絶縁性能を保持するために、ベローズ、可動電極・固定電極、ガラスやセラミックなどの絶縁筒(筒材)、ステンレス等の固定側・可動側端板、シールド、銅等の固定・可動リードなどの部品で構成されている。
【0004】
VIの部品である円筒状のベローズは、通常、外周面側が真空、内周面側が絶縁媒体(1気圧ないし数気圧の気体)となるように配置・構成され、VIの開閉動作による伸縮運動に対して十分耐えることが要求される。
【0005】
ここで特許文献1などに開示されている従来の真空インタラプタ1の構成を、図5を参照して説明する。
【0006】
図5に示すように、真空インタラプタ1の絶縁筒(筒材)2は、その一端側(図5では左側)の開口部が固定側端板3で閉止され、その他端側(図5では右側)の開口部が可動側端板4で閉止されている。そして、これら絶縁筒2及び端板3,4及び後述するベローズ11により真空容器5が形成されている。
【0007】
固定リード6は、固定側端板3を気密に貫通しつつ固定側端板3により固定支持されている。この固定リード6の先端(真空容器5内に位置する先端)には、固定電極7が取り付けられている。
【0008】
可動リード8は、遊嵌状態で可動側端板4を貫通しており、その先端(真空容器5内に位置する先端)には、可動電極9が取り付けられている。可動リード8は、図示しない外部操作機器によって軸方向に移動されるようになっており、可動リード8の軸方向移動によって固定電極7と可動電極9とが接離して電流の投入・遮断が行われる。
【0009】
なお、可動リード8はガイド板10を貫通しており、このガイド板10により支持されつつ軸方向移動できるようになっている。また可動リード8とガイド板10との間にはガスが流通できる程度の隙間が存在している。
【0010】
絶縁筒2の内部空間には、軸方向に伸縮自在な円筒状のベローズ11が配置されている。このベローズ11は、その一端側(図5では左側)が可動リード8に気密に接続されており、その他端側(図5では右側)が可動側端板4に気密に接続されている。このように、可動側端板4と可動リード8との間にベローズ11を介在させているため、真空容器5の内部の真空状態を維持しつつ、可動リード8の軸方向移動を可能にすることができる。
【0011】
絶縁筒2の内周面には、アークシールド12が配置されている。アークシールド12は電極7、9を囲っており、溶融金属や金属蒸気が絶縁筒2の内周面に付着するのを防止する。
【0012】
このような真空インタラプタ1では、真空容器5の内部空間は真空となるように排気される。また、真空インタラプタ1は開閉装置等に組み込まれて、数気圧となっている絶縁媒体ガスG中に配置される。そして数気圧の絶縁媒体ガスGは、可動リード8とガイド板10との間の隙間を通って、ベローズ11の内周面で囲ったベローズ内部空間11aに浸入する。
【0013】
この結果、ベローズ11の外周面が真空空間に晒され、ベローズ11の内周面が高圧(数気圧)の絶縁媒体ガスGに晒されることになる。このため、気体の圧力差による応力が、ベローズ11の内周面側から外周面側に向かって作用することになる。なお、絶縁媒体ガスGとしては、大気(空気)やSF6や窒素等が採用される。
【0014】
【特許文献1】
特開平8−203394号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地球温暖化の原因の1つであるSF6ガスは、その使用量が抑制される方向にあり、市場では乾燥空気や窒素などの代替ガスを絶縁媒体ガスとする開閉装置が求められている。
【0016】
現在、C−GIS、タンク形VCBなど開閉装置に使用されているSF6ガスは、他のガスに比較して大変優れた絶縁特性を有するため、ガス圧は2気圧以下である。しかし、SF6ガスを代替ガス(乾燥空気や窒素等)に置換した場合では、SF6ガスと同程度の絶縁性能を得るためには、絶縁媒体ガスである代替ガス(乾燥空気や窒素等)のガス圧をさらに高圧化する必要がある。
【0017】
絶縁媒体ガスのガス圧を高圧化した場合、図5に示すような真空インタラプタ1では、絶縁媒体ガスGと真空内部との圧力差により過大な外部圧力がかかる。特に、ベローズ11は、その構造上薄くできているため、絶縁媒体ガスGのガス圧の上昇でベローズ11の山谷部の変形に加え、座屈が発生する恐れがある。仮に座屈が発生したとすると、開閉動作による伸縮運動で特定の部分で応力が集中したり、ベローズ11と可動リード8がぶつかったりし、破壊して真空洩れが発生するという不具合が生じる。
【0018】
更に詳述すると、ベローズ11の谷部(内周側に凹んでいる部分)は、内周側から外周側に向かう大きな圧力が作用すると、形状が反転して山部(外周側に凸となっている部分)と同様な形状、つまり外周側に突出した形状となりやすい。したがって絶縁媒体ガスGとして代替ガスを使用するためガス圧を高くすると、ベローズ11の谷部が山部のように突出して形状反転してしまい、この部分でベローズ11が座屈(「く」の字形に屈曲)してしまう恐れがあるのである。
【0019】
ベローズ11の座屈の対策として、ベローズ11の厚みを増加させる方法があるが、このようしたのではベローズ11の寿命が低下するという問題がある。また、ベローズ11の寿命低下の対策として、ベローズ11の山数を増加させる方法があるが、このようにしたのではベローズ11の全長が長くなるため真空インタラプタ1の大きさが増加したり、座屈しやすくなったりするという問題がある。
【0020】
本発明は、上記従来技術に鑑み、真空インタラプタの外側に存在する絶縁媒体ガスGのガス圧力が高くなっても、真空インタラプタを大型化することなくベローズの寿命を長くすることができる真空インタラプタを提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する本発明の構成は、筒材の一端側が固定側端板で閉止され他端側が可動側端板で閉止されるとともに、前記固定側端板には固定リードが気密に貫通し前記可動側端板には可動リードが遊嵌状態で貫通し、前記可動側端板と前記可動リードとの間にベローズを介在させることにより、前記筒材,前記固定側端板,前記可動側端板および前記ベローズで形成した真空容器の内部空間の真空状態を維持するように構成され、しかも、絶縁媒体ガス中に配置される真空インタラプタにおいて、
前記ベローズは、その内周面が前記真空空間に晒されるとともに、その外周面が前記絶縁媒体ガスに晒される状態で取り付けられていることを特徴とする。
【0022】
また本発明の構成は、筒材の一端側が固定側端板で閉止され他端側が可動側端板で閉止されるとともに、前記固定側端板には固定リードが気密に貫通し前記可動側端板には可動リードが遊嵌状態で貫通し、前記可動側端板と前記可動リードとの間にベローズを介在させることにより、前記筒材,前記固定側端板,前記可動側端板および前記ベローズで形成した真空容器の内部空間の真空状態を維持するように構成され、しかも、絶縁媒体ガス中に配置される真空インタラプタにおいて、
前記ベローズは、軸方向に関して前記可動側端板よりも外側に配置されており、前記ベローズの一端側が前記可動側端板に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする。
【0023】
また本発明の構成は、筒材の一端側が固定側端板で閉止され他端側が可動側端板で閉止されるとともに、前記固定側端板には固定リードが気密に貫通し前記可動側端板には可動リードが遊嵌状態で貫通し、前記可動側端板と前記可動リードとの間にベローズを介在させることにより、前記筒材,前記固定側端板,前記可動側端板および前記ベローズで形成した真空容器の内部空間の真空状態を維持するように構成され、しかも、絶縁媒体ガス中に配置される真空インタラプタにおいて、
前記絶縁筒の他端側に接合された前記可動側端板は、軸方向に関して外側に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して内側に伸びた後に径方向内側に伸びるように屈曲して形成されており、
前記ベローズの一端側が前記可動側端板の内周側先端に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする。
【0024】
また本発明の構成は、筒材の一端側が固定側端板で閉止され他端側が可動側端板で閉止されるとともに、前記固定側端板には固定リードが気密に貫通し前記可動側端板には可動リードが遊嵌状態で貫通し、前記可動側端板と前記可動リードとの間にベローズを介在させることにより、前記筒材,前記固定側端板,前記可動側端板および前記ベローズで形成した真空容器の内部空間の真空状態を維持するように構成され、しかも、絶縁媒体ガス中に配置される真空インタラプタにおいて、
前記絶縁筒の他端側に接合された前記可動側端板は、軸方向に関して外側に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して外側と内側に2分岐して伸びた後にそれぞれ径方向内側に伸びるように屈曲して形成されており、
前記ベローズの一端側が前記可動側端板のうち内側の内周側先端に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0026】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Aを示す。この真空インタラプタ101Aの絶縁筒(筒材)102は、その一端側(図1では左側)の開口部が固定側端板103で閉止され、その他端側(図1では右側)の開口部が可動側端板104で閉止されている。そして、これら絶縁筒102及び端板103,104及び後述するベローズ111により真空容器105が形成されている。
【0027】
固定リード106は、固定側端板103を気密に貫通しつつ固定側端板103により固定支持されている。この固定リード106の先端(真空容器105内に位置する先端)には、固定電極107が取り付けられている。
【0028】
可動リード108は、遊嵌状態で可動側端板104を貫通しており、その先端(真空容器105内に位置する先端)には、可動電極109が取り付けられている。可動リード108は、図示しない外部操作機器によって軸方向に移動されるようになっており、可動リード108の軸方向移動によって固定電極107と可動電極109とが接離して電流の投入・遮断が行われる。
【0029】
絶縁筒102の内周面には、アークシールド112が配置されている。アークシールド112は電極107、109を囲っており、溶融金属や金属蒸気が絶縁筒102の内周面に付着するのを防止する。
【0030】
真空容器105の内部の真空状態を維持しつつ、可動リード108の軸方向移動を可能にすることができるようにするため、可動側端板104と可動リード108との間にベローズ111を介在させている。ベローズ111は円筒状をなし軸方向に伸縮自在となっているが、その取り付け態様が従来技術とは異なっている。このベローズ111の取り付け態様が本実施の形態の特徴となっており、この取り付け態様については後述する。
【0031】
このような真空インタラプタ101Aでは、真空容器105の内部空間は真空となるように排気される。また、真空インタラプタ101Aは開閉装置等に組み込まれて、高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガス(例えば空気や窒素等)G中に配置される。
【0032】
ここでベローズ111の取り付け態様について説明する。ベローズ111は、軸方向に関して可動側端板104よりも外側(電極107,109から離れる方向)に配置されており、ベローズ111の一端側(図1では左側:電極107,109に近い側)が可動側端板104に気密に接続されており、ベローズ111の他端側(図1では右側:電極107,109から離れた側)が可動リード108に気密に接続されている。しかも、ベローズ111の内周面で囲まれたベローズ内部空間111aが、絶縁筒102の内周面で囲まれた空間に連通している。
【0033】
このため、ベローズ111の内周面は真空空間に晒され、ベローズ111の外周面は高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒される。よってベローズ111には、絶縁媒体ガスGと真空空間との差圧により、外周面側から内周面側に向かう圧力が作用する。
【0034】
しかし、ベローズ111の山部は、一般的に知られているように、その形状構造から、外周面側から内周面側に向かう圧力に対して大きな抗力を有しており、内周側に凹みにくくなっている。したがって、絶縁媒体ガスGの圧力が高く(2気圧以上)になっても、ベローズ111の山部が内周側に凹むような形状反転は生じにくく、ベローズ111は座屈しにくい。この結果、絶縁媒体ガスGの圧力が高くなっても、ベローズ111の厚みを厚くしたり、山数を増加させたりすることなく、ベローズ111の寿命を長く保持することができる。
【0035】
また、外周面側から内周面側に向かう圧力により、ベローズ111の山部が若干つぶされ、谷部が押し広げられるため、ベローズ111の寿命を左右する谷部の応力が低減し、ベローズ111の寿命を増加させることができる。
【0036】
<第2の実施の形態>
次に本発明の第2の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Bを、図2を参照しつつ説明する。なお、第2の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Bは、第1の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Aに対して、ベローズ取り付け構造は異なるが、他の部分の基本構成は同一であるので、異なる部分を中心に説明をし、同一部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0037】
この真空インタラプタ101Bでは、絶縁筒102の内周面で囲まれた空間にベローズ111が配置されつつ、ベローズ111の内周面が真空空間に晒され、ベローズ111の外周面が高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒されるようなベローズ取り付け構造にしている。
【0038】
このようなベローズ111の取り付け構造とするため、可動側端板104の形状に工夫がされている。即ち、絶縁筒102の他端側(図2では右側)に接合された可動側端板104は、軸方向に関して外側(電極107,109から離れる方向)に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して内側(電極107,109に近づく方向)に伸びた後に径方向内側に伸びるように、屈曲して形成されている。
【0039】
そしてベローズ111の一端側(図2では左側:電極107,109に近い側)が可動側端板104の内周側先端に気密に接続されており、ベローズ111の他端側(図2では右側:電極107,109から離れた側)が可動リード108に気密に接続されている。しかも、ベローズ111の内周面で囲まれたベローズ内部空間111aが、絶縁筒102の内周面で囲まれた空間に連通している。
【0040】
このため、ベローズ111の内周面は真空空間に晒され、ベローズ111の外周面は高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒される。よってベローズ111には、絶縁媒体ガスGと真空空間との差圧により、外周面側から内周面側に向かう圧力が作用する。
【0041】
しかし、ベローズ111の山部は、一般的に知られているように、その形状構造から、外周面側から内周面側に向かう圧力に対して大きな抗力を有しており、内周側に凹みにくくなっている。したがって、絶縁媒体ガスGの圧力が高く(2気圧以上)になっても、ベローズ111の山部が内周側に凹むような形状反転は生じにくく、ベローズ111は座屈しにくい。この結果、絶縁媒体ガスGの圧力が高くなっても、ベローズ111の厚みを厚くしたり、山数を増加させたりすることなく、ベローズ111の寿命を長く保持することができる。
【0042】
また、外周面側から内周面側に向かう圧力により、ベローズ111の山部が若干つぶされ、谷部が押し広げられるため、ベローズ111の寿命を左右する谷部の応力が低減し、ベローズ111の寿命を増加させることができる。
【0043】
なお、可動リード108はガイド板110を貫通しており、このガイド板110により支持されつつ軸方向移動できるようになっている。また可動リード108とガイド板110との間にはガスが流通できる程度の隙間が存在している。
【0044】
<第3の実施の形態>
次に本発明の第3の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Cを、図3を参照しつつ説明する。なお、第3の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Cは、第2の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Bのベローズ取り付け構造を一部変更したものである。このため、第2の実施の形態と異なる部分を中心に説明をし、同一部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0045】
この真空インタラプタ101Cでは、軸方向に関してベローズ111が絶縁筒102よりも外側(電極107,109から離れる方向)に配置されつつ、ベローズ111の内周面が真空空間に晒され、ベローズ111の外周面が高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒されるようなベローズ取り付け構造にしている。
【0046】
このようなベローズ111の取り付け構造とするため、可動側端板104の形状に工夫がされている。即ち、絶縁筒102の他端側(図3では右側)に接合された可動側端板104は、軸方向に関して外側(電極107,109から離れる方向)に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して内側(電極107,109に近づく方向)に伸びた後に径方向内側に伸びるように、屈曲して形成されている。しかも、可動側端板104のうち、軸方向に関して外側(電極107,109から離れる方向)に伸びる部分(図3においてαで示す部分)が長くなっている。
【0047】
そしてベローズ111の一端側(図3では左側:電極107,109に近い側)が可動側端板104の内周側先端に気密に接続されており、ベローズ111の他端側(図3では右側:電極107,109から離れた側)が可動リード108に気密に接続されている。しかも、ベローズ111の内周面で囲まれたベローズ内部空間111aが、絶縁筒102の内周面で囲まれた空間に連通している。
【0048】
このため、ベローズ111の内周面は真空空間に晒され、ベローズ111の外周面は高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒される。かくして、第2の実施の形態と同様に、絶縁媒体ガスGの圧力が高くなっても、ベローズ111の厚みを厚くしたり、山数を増加させたりすることなく、ベローズ111の寿命を長く保持することができる。
【0049】
<第4の実施の形態>
次に本発明の第4の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Dを、図4を参照しつつ説明する。なお、第4の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Dは、第2の実施の形態にかかる真空インタラプタ101Bのベローズ取り付け構造を一部変更したものである。このため、第2の実施の形態と異なる部分を中心に説明をし、同一部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0050】
この真空インタラプタ101Dでは、ベローズ111の一部が絶縁筒102の内周面で囲まれた空間に配置され、ベローズ111の残りの部分が軸方向に関して絶縁筒102よりも外側(電極107,109から離れる方向)に配置されつつ、ベローズ111の内周面が真空空間に晒され、ベローズ111の外周面が高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒されるようなベローズ取り付け構造にしている。
【0051】
このようなベローズ111の取り付け構造とするため、可動側端板104の形状に工夫がされている。即ち、絶縁筒102の他端側(図4では右側)に接合された可動側端板104は、軸方向に関して外側(電極107,109から離れる方向)に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して外側(電極107,109から離れる方向)と内側(電極107,109に近づく方向)に2分岐して伸びた後にそれぞれ径方向内側に伸びるように、屈曲して形成されている。
【0052】
そしてベローズ111の一端側(図4では左側:電極107,109に近い側)が可動側端板104のうち内側(電極107,109に近い側)の内周側先端に気密に接続されており、ベローズ111の他端側(図4では右側:電極107,109から離れた側)が可動リード108に気密に接続されている。しかも、ベローズ111の内周面で囲まれたベローズ内部空間111aが、絶縁筒102の内周面で囲まれた空間に連通している。
【0053】
このため、ベローズ111の内周面は真空空間に晒され、ベローズ111の外周面は高圧(2気圧以上)の絶縁媒体ガスGに晒される。かくして、第2の実施の形態と同様に、絶縁媒体ガスGの圧力が高くなっても、ベローズ111の厚みを厚くしたり、山数を増加させたりすることなく、ベローズ111の寿命を長く保持することができる。
【0054】
なお、第4の実施の形態では、可動側端板104のうち外側(電極107,109から離れた側)の内周側に、可動リード108が挿通自在に貫通しており、ガイド板は使用していない。
【0055】
なお上述した実施の形態では、筒材として絶縁筒を採用したものであったが、中央部の金属筒の両端に絶縁筒を接合した形式の筒材を採用した真空インタラプタにも、本発明を適用できることはいうまでもない。
【0056】
【発明の効果】
以上、実施の形態と共に具体的に説明したように本発明によれば、ベローズの取り付け構造に工夫をして、ベローズの内周面側が真空空間に晒され、ベローズの外周面側が絶縁媒体ガスに晒されるようにしたため、ベローズには外周側から内周側に向かう圧力が作用する。このため、ベローズは座屈しにくくなりベローズの寿命が増加する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる真空インタラプタを示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかる真空インタラプタを示す構成図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態にかかる真空インタラプタを示す構成図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態にかかる真空インタラプタを示す構成図である。
【図5】従来の真空インタラプタを示す構成図である。
【符号の説明】
101A,101B,101C,101D 真空インタラプタ
102 絶縁筒
103 固定側端板
104 可動側端板
105 真空容器
106 固定リード
107 固定電極
108 可動リード
109 可動電極
110 ガイド板
111 ベローズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum interrupter, and has been devised so that the life of a bellows of a vacuum interrupter can be maintained long even when the pressure of an insulating medium gas existing around the vacuum interrupter (external space) is increased. It is.
According to the present invention, a GIS (gas insulated switchgear) or C-GIS (cubicle) is configured by incorporating a vacuum interrupter in a sealed container in which a gas (SF 6 , air, nitrogen, or the like) is sealed as an insulating medium. The present invention is suitably applied to a switchgear such as a gas-insulated switchgear) and a single circuit breaker such as a tank type VCB (vacuum breaker).
[0002]
[Prior art]
The surroundings of the air-insulated vacuum circuit breaker (VCB) and the vacuum interrupter (VI) incorporated in the mini clad are insulated by an atmosphere of 1 atm or an insulator such as a mold. In addition, the VI incorporated in a C-GIS, tank type VCB, or the like is generally insulated around SF 6 gas of 2 atm or less.
[0003]
In the VI, the arc-extinguishing medium and the internal insulating medium are vacuum, and in order to maintain the degree of vacuum and the insulating performance under the above-mentioned ambient conditions, an insulating tube (tube) such as a bellows, a movable electrode / fixed electrode, and glass or ceramic is used. Material), fixed and movable end plates such as stainless steel, shields, and fixed and movable leads such as copper.
[0004]
The cylindrical bellows, which is a component of the VI, is usually arranged and configured such that the outer peripheral surface side is a vacuum and the inner peripheral surface side is an insulating medium (gas of one to several atmospheres). It is required to withstand enough.
[0005]
Here, a configuration of a conventional vacuum interrupter 1 disclosed in Patent Document 1 and the like will be described with reference to FIG.
[0006]
As shown in FIG. 5, the insulating cylinder (tube material) 2 of the vacuum interrupter 1 has an opening on one end side (left side in FIG. 5) closed by a fixed end plate 3, and the other end side (right side in FIG. 5). The opening in () is closed by the movable side end plate 4. A vacuum vessel 5 is formed by the insulating cylinder 2, the end plates 3, 4 and a bellows 11 described later.
[0007]
The fixed lead 6 is fixedly supported by the fixed side end plate 3 while penetrating the fixed side end plate 3 in an airtight manner. A
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
A cylindrical bellows 11 that can be extended and contracted in the axial direction is arranged in the internal space of the insulating cylinder 2. One end (left side in FIG. 5) of the bellows 11 is airtightly connected to the
[0011]
An arc shield 12 is arranged on the inner peripheral surface of the insulating cylinder 2. The arc shield 12 surrounds the
[0012]
In such a vacuum interrupter 1, the internal space of the vacuum vessel 5 is evacuated to a vacuum. The vacuum interrupter 1 is incorporated in an opening / closing device or the like, and is disposed in the insulating medium gas G at a pressure of several atmospheres. Then, the insulating medium gas G having a pressure of several atmospheres passes through a gap between the
[0013]
As a result, the outer peripheral surface of the bellows 11 is exposed to the vacuum space, and the inner peripheral surface of the bellows 11 is exposed to the high-pressure (several atmospheric pressure) insulating medium gas G. Therefore, the stress due to the gas pressure difference acts from the inner peripheral surface side of the bellows 11 toward the outer peripheral surface side. Note that, as the insulating medium gas G, air (air), SF 6 , nitrogen, or the like is used.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-8-203394
[Problems to be solved by the invention]
By the way, SF 6 gas, which is one of the causes of global warming, is in a direction of reducing its usage, and in the market, there is a demand for a switchgear using an alternative gas such as dry air or nitrogen as an insulating medium gas. I have.
[0016]
At present, SF 6 gas used in switchgears such as C-GIS and tank type VCB has very excellent insulating properties as compared with other gases, so that the gas pressure is 2 atm or less. However, when the SF 6 gas is replaced with a substitute gas (such as dry air or nitrogen), in order to obtain the same level of insulation performance as the SF 6 gas, a substitute gas (such as dry air or nitrogen) which is an insulating medium gas is used. Needs to be further increased.
[0017]
When the gas pressure of the insulating medium gas is increased, in the vacuum interrupter 1 as shown in FIG. 5, an excessive external pressure is applied due to the pressure difference between the insulating medium gas G and the inside of the vacuum. In particular, since the bellows 11 is thin in structure, buckling may occur in addition to the deformation of the peaks and valleys of the bellows 11 due to an increase in the gas pressure of the insulating medium gas G. If buckling occurs, stress may be concentrated at a specific portion due to the expansion and contraction movement due to the opening and closing operation, or the bellows 11 and the
[0018]
More specifically, when a large pressure acts from the inner peripheral side to the outer peripheral side, the valley (the part that is concave toward the inner peripheral side) of the bellows 11 reverses its shape and becomes a crest (a convex toward the outer peripheral side). Portion), that is, a shape protruding toward the outer peripheral side. Therefore, if the gas pressure is increased in order to use an alternative gas as the insulating medium gas G, the valleys of the bellows 11 will protrude like ridges and will be inverted in shape, and the bellows 11 will buckle at this portion. It may be bent into a character shape.
[0019]
As a countermeasure against buckling of the bellows 11, there is a method of increasing the thickness of the bellows 11, but this has a problem that the life of the bellows 11 is reduced. As a countermeasure against a reduction in the service life of the bellows 11, there is a method of increasing the number of peaks of the bellows 11. However, in this case, since the entire length of the bellows 11 becomes longer, the size of the vacuum interrupter 1 increases, There is a problem that it becomes easy to bow.
[0020]
In view of the above prior art, the present invention provides a vacuum interrupter that can extend the life of the bellows without increasing the size of the vacuum interrupter even when the gas pressure of the insulating medium gas G existing outside the vacuum interrupter increases. The purpose is to provide.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
According to the configuration of the present invention that achieves the above object, one end of the cylindrical member is closed by a fixed end plate and the other end is closed by a movable end plate, and a fixed lead passes through the fixed end plate in an airtight manner. A movable lead penetrates the movable side end plate in a loosely fitted state, and a bellows is interposed between the movable side end plate and the movable lead, so that the cylindrical member, the fixed side end plate, and the movable In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of an inner space of a vacuum container formed by the side end plate and the bellows, and further disposed in an insulating medium gas,
The bellows is mounted such that an inner peripheral surface thereof is exposed to the vacuum space and an outer peripheral surface thereof is exposed to the insulating medium gas.
[0022]
Further, according to the configuration of the present invention, one end side of the cylindrical member is closed by a fixed end plate and the other end side is closed by a movable end plate, and a fixed lead is passed through the fixed end plate in an airtight manner, and the movable end end is closed. A movable lead penetrates through the plate in a loosely fit state, and a bellows is interposed between the movable end plate and the movable lead, so that the cylindrical member, the fixed end plate, the movable end plate, and the In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space of a vacuum container formed of bellows, and further disposed in an insulating medium gas,
The bellows is disposed outside the movable side end plate in the axial direction, one end of the bellows is airtightly connected to the movable side end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead. Is connected to the terminal.
[0023]
Further, according to the configuration of the present invention, one end side of the cylindrical member is closed by a fixed end plate and the other end side is closed by a movable end plate, and a fixed lead is passed through the fixed end plate in an airtight manner, and the movable end end is closed. A movable lead penetrates through the plate in a loosely fit state, and a bellows is interposed between the movable end plate and the movable lead, so that the cylindrical member, the fixed end plate, the movable end plate, and the In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space of a vacuum container formed of bellows, and further disposed in an insulating medium gas,
The movable side end plate joined to the other end of the insulating cylinder extends radially inward after extending outward in the axial direction, and further bends to extend radially inward after extending inward in the axial direction. Is formed,
One end of the bellows is hermetically connected to an inner peripheral end of the movable end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead.
[0024]
Further, according to the configuration of the present invention, one end side of the cylindrical member is closed by a fixed end plate and the other end side is closed by a movable end plate, and a fixed lead is passed through the fixed end plate in an airtight manner, and the movable end end is closed. A movable lead penetrates through the plate in a loosely fit state, and a bellows is interposed between the movable end plate and the movable lead, so that the cylindrical member, the fixed end plate, the movable end plate, and the In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space of a vacuum container formed of bellows, and further disposed in an insulating medium gas,
The movable-side end plate joined to the other end of the insulating cylinder extends radially inward after extending outward in the axial direction, and further expands radially inward and outward in the axial direction, and then expands radially inward. It is formed to bend to extend in the direction inside,
One end of the bellows is hermetically connected to an inner inner peripheral end of the movable end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
<First embodiment>
FIG. 1 shows a vacuum interrupter 101A according to a first embodiment of the present invention. An opening at one end (left side in FIG. 1) of the insulating tube (tube material) 102 of the vacuum interrupter 101A is closed by a
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
An
[0030]
A bellows 111 is interposed between the movable end plate 104 and the
[0031]
In such a vacuum interrupter 101A, the internal space of the vacuum vessel 105 is evacuated to a vacuum. The vacuum interrupter 101A is incorporated in an opening / closing device or the like, and is disposed in a high-pressure (2 atm or more) insulating medium gas (for example, air or nitrogen) G.
[0032]
Here, the manner of mounting the bellows 111 will be described. The bellows 111 is arranged outside the movable side end plate 104 in the axial direction (in a direction away from the
[0033]
Therefore, the inner peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a vacuum space, and the outer peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a high-pressure (2 atm or more) insulating medium gas G. Therefore, a pressure from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side acts on the bellows 111 due to a differential pressure between the insulating medium gas G and the vacuum space.
[0034]
However, as is generally known, the peaks of the bellows 111 have a large resistance to the pressure from the outer peripheral surface side toward the inner peripheral surface side due to the shape and structure thereof. It is hard to dent. Therefore, even if the pressure of the insulating medium gas G becomes high (2 atm or more), the shape of the bellows 111 is unlikely to be inverted so that the peak of the bellows 111 is depressed toward the inner peripheral side, and the bellows 111 is not easily buckled. As a result, even if the pressure of the insulating medium gas G increases, the life of the bellows 111 can be maintained long without increasing the thickness of the bellows 111 or increasing the number of peaks.
[0035]
Further, the peaks of the bellows 111 are slightly crushed and the valleys are expanded by the pressure from the outer peripheral surface toward the inner peripheral surface, so that the stress of the valleys which affects the life of the bellows 111 is reduced, and the bellows 111 Life can be increased.
[0036]
<Second embodiment>
Next, a vacuum interrupter 101B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vacuum interrupter 101B according to the second embodiment differs from the vacuum interrupter 101A according to the first embodiment in the bellows mounting structure, but the basic configuration of the other parts is the same. The following description focuses on the portions, and the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0037]
In this vacuum interrupter 101B, while the bellows 111 is disposed in a space surrounded by the inner peripheral surface of the insulating
[0038]
In order to provide such a mounting structure of the bellows 111, the shape of the movable side end plate 104 is devised. That is, the movable side end plate 104 joined to the other end side (the right side in FIG. 2) of the insulating
[0039]
One end of the bellows 111 (the left side in FIG. 2: the side close to the
[0040]
Therefore, the inner peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a vacuum space, and the outer peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a high-pressure (2 atm or more) insulating medium gas G. Therefore, a pressure from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side acts on the bellows 111 due to a differential pressure between the insulating medium gas G and the vacuum space.
[0041]
However, as is generally known, the peaks of the bellows 111 have a large resistance to the pressure from the outer peripheral surface side toward the inner peripheral surface side due to the shape and structure thereof. It is hard to dent. Therefore, even if the pressure of the insulating medium gas G becomes high (2 atm or more), the shape of the bellows 111 is unlikely to be inverted so that the peak of the bellows 111 is depressed toward the inner peripheral side, and the bellows 111 is not easily buckled. As a result, even if the pressure of the insulating medium gas G increases, the life of the bellows 111 can be maintained long without increasing the thickness of the bellows 111 or increasing the number of peaks.
[0042]
Further, the peaks of the bellows 111 are slightly crushed and the valleys are expanded by the pressure from the outer peripheral surface toward the inner peripheral surface, so that the stress of the valleys which affects the life of the bellows 111 is reduced, and the bellows 111 Life can be increased.
[0043]
The
[0044]
<Third embodiment>
Next, a vacuum interrupter 101C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vacuum interrupter 101C according to the third embodiment is obtained by partially changing the bellows mounting structure of the vacuum interrupter 101B according to the second embodiment. For this reason, the description will focus on the parts that are different from the second embodiment, and the same parts will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
[0045]
In the vacuum interrupter 101C, the inner peripheral surface of the bellows 111 is exposed to the vacuum space while the bellows 111 is disposed outside the insulating cylinder 102 (in a direction away from the
[0046]
In order to provide such a mounting structure of the bellows 111, the shape of the movable side end plate 104 is devised. That is, the movable side end plate 104 joined to the other end side (the right side in FIG. 3) of the insulating
[0047]
One end of the bellows 111 (the left side in FIG. 3: the side near the
[0048]
Therefore, the inner peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a vacuum space, and the outer peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a high-pressure (2 atm or more) insulating medium gas G. Thus, similarly to the second embodiment, even when the pressure of the insulating medium gas G increases, the life of the bellows 111 is maintained long without increasing the thickness of the bellows 111 or increasing the number of peaks. can do.
[0049]
<Fourth embodiment>
Next, a vacuum interrupter 101D according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vacuum interrupter 101D according to the fourth embodiment is obtained by partially changing the bellows mounting structure of the vacuum interrupter 101B according to the second embodiment. For this reason, the description will focus on the parts that are different from the second embodiment, and the same parts will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
[0050]
In the vacuum interrupter 101D, a part of the bellows 111 is disposed in a space surrounded by the inner peripheral surface of the insulating
[0051]
In order to provide such a mounting structure of the bellows 111, the shape of the movable side end plate 104 is devised. That is, the movable end plate 104 joined to the other end side (the right side in FIG. 4) of the insulating
[0052]
One end of the bellows 111 (the left side in FIG. 4: the side near the
[0053]
Therefore, the inner peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a vacuum space, and the outer peripheral surface of the bellows 111 is exposed to a high-pressure (2 atm or more) insulating medium gas G. Thus, similarly to the second embodiment, even when the pressure of the insulating medium gas G increases, the life of the bellows 111 is maintained long without increasing the thickness of the bellows 111 or increasing the number of peaks. can do.
[0054]
In the fourth embodiment, the
[0055]
In the above-described embodiment, an insulating cylinder is used as the cylindrical material. However, the present invention is also applied to a vacuum interrupter that uses a cylindrical material in which an insulating cylinder is joined to both ends of a central metal cylinder. It goes without saying that it can be applied.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inner peripheral surface of the bellows is exposed to the vacuum space, and the outer peripheral surface of the bellows is exposed to the insulating medium gas. Since the bellows is exposed, a pressure acts from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. For this reason, the bellows are less likely to buckle and the life of the bellows is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a vacuum interrupter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a vacuum interrupter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a vacuum interrupter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a vacuum interrupter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional vacuum interrupter.
[Explanation of symbols]
101A, 101B, 101C,
Claims (4)
前記ベローズは、その内周面が前記真空空間に晒されるとともに、その外周面が前記絶縁媒体ガスに晒される状態で取り付けられていることを特徴とする真空インタラプタ。One end of the tubular member is closed by a fixed end plate and the other end is closed by a movable end plate, and a fixed lead passes through the fixed end plate in an airtight manner, and a movable lead is loosely inserted into the movable end plate. By penetrating in a fitted state and interposing a bellows between the movable side end plate and the movable lead, a vacuum vessel formed of the cylindrical member, the fixed side end plate, the movable side end plate and the bellows is formed. In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space and arranged in the insulating medium gas,
The vacuum interrupter is characterized in that the bellows is mounted such that an inner peripheral surface thereof is exposed to the vacuum space and an outer peripheral surface thereof is exposed to the insulating medium gas.
前記ベローズは、軸方向に関して前記可動側端板よりも外側に配置されており、前記ベローズの一端側が前記可動側端板に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする真空インタラプタ。One end of the tubular member is closed by a fixed end plate and the other end is closed by a movable end plate, and a fixed lead passes through the fixed end plate in an airtight manner, and a movable lead is loosely inserted into the movable end plate. By penetrating in a fitted state and interposing a bellows between the movable side end plate and the movable lead, a vacuum vessel formed of the cylindrical member, the fixed side end plate, the movable side end plate and the bellows is formed. In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space and arranged in the insulating medium gas,
The bellows is disposed outside the movable side end plate in the axial direction, one end of the bellows is airtightly connected to the movable side end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead. A vacuum interrupter connected to the vacuum interrupter.
前記絶縁筒の他端側に接合された前記可動側端板は、軸方向に関して外側に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して内側に伸びた後に径方向内側に伸びるように屈曲して形成されており、
前記ベローズの一端側が前記可動側端板の内周側先端に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする真空インタラプタ。One end of the tubular member is closed by a fixed end plate and the other end is closed by a movable end plate, and a fixed lead passes through the fixed end plate in an airtight manner, and a movable lead is loosely inserted into the movable end plate. By penetrating in a fitted state and interposing a bellows between the movable side end plate and the movable lead, a vacuum vessel formed of the cylindrical member, the fixed side end plate, the movable side end plate and the bellows is formed. In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space and arranged in the insulating medium gas,
The movable side end plate joined to the other end of the insulating cylinder extends radially inward after extending outward in the axial direction, and further bends to extend radially inward after extending inward in the axial direction. Is formed,
A vacuum interrupter, wherein one end of the bellows is airtightly connected to an inner peripheral end of the movable end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead.
前記絶縁筒の他端側に接合された前記可動側端板は、軸方向に関して外側に伸びた後に径方向内側に伸び、更に、軸方向に関して外側と内側に2分岐して伸びた後にそれぞれ径方向内側に伸びるように屈曲して形成されており、
前記ベローズの一端側が前記可動側端板のうち内側の内周側先端に気密に接続されており、前記ベローズの他端側が前記可動リードに気密に接続されていることを特徴とする真空インタラプタ。One end of the tubular member is closed by a fixed end plate and the other end is closed by a movable end plate, and a fixed lead passes through the fixed end plate in an airtight manner, and a movable lead is loosely inserted into the movable end plate. By penetrating in a fitted state and interposing a bellows between the movable side end plate and the movable lead, a vacuum vessel formed of the cylindrical member, the fixed side end plate, the movable side end plate and the bellows is formed. In a vacuum interrupter configured to maintain a vacuum state of the internal space and arranged in the insulating medium gas,
The movable-side end plate joined to the other end of the insulating cylinder extends radially inward after extending outward in the axial direction, and further expands radially inward and outward in the axial direction, and then expands radially inward. It is formed to bend so as to extend in the direction inside,
A vacuum interrupter, wherein one end of the bellows is airtightly connected to an inner inner end of the movable end plate, and the other end of the bellows is airtightly connected to the movable lead.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003045291A JP2004259449A (en) | 2003-02-24 | 2003-02-24 | Vacuum interrupter |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8110770B2 (en) | 2006-05-11 | 2012-02-07 | Japan Ae Power Systems Corporation | Vacuum circuit breaker of tank type |
-
2003
- 2003-02-24 JP JP2003045291A patent/JP2004259449A/en active Pending
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