JP3891680B2 - スイッチギヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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るスイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
母線からの受電を、各種の負荷機器、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と共に、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ための接地開閉器、監視制御に必要な制御機器等の内部機器を、接地金属製の外箱内に適宜に配設して構成されている。
【０００３】
この種のスイッチギヤの一種として、特公平７-28488号公報に開示されているように、主たる内部機器としての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構成された機能ユニットを備え、この機能ユニットを外箱内に配置して、母線及び送電ケーブルとの接続のみを行えばよい構成としたスイッチギヤがある。
【０００４】
図15は、前記特公平７-28488号公報に開示されたスイッチギヤの要部構成を示す側面図であり、図16は、図15に示したスイッチギヤの電気的接続図である。これらに示すスイッチギヤは、絶縁性ガスが封入され、その周壁の一部を内外に貫通する態様に送電ケーブル接続用のブッシング2aと、母線接続用のブッシング2b（図16参照）とを備える容器１の内部に、第１，第２，第３の開閉器３，４，５及び真空消弧室９を配した構成となっている。
【０００５】
図16に示す如く、ブッシング2bを介して外部の母線（図示せず）に接続された三相の夫々に対応する母線側分岐導体６は、図15に示す如く、絶縁支持碍子11により支持されて絶縁性の容器１内に配設されており、これらは、真空消弧室９の内部に構成された図示しない開閉装置、及び第１の開閉器３を介して、絶縁支持碍子60a に固定支持された中間導体60に接続され、該中間導体60により２方向に分岐され、夫々の分岐は、第２，第３の開閉器４，５を介してブッシング2a，2aに支持された負荷側導体２，２に接続され、該負荷側導体２，２を経て外部の送電ケーブル（図示せず）にそれぞれ接続されている。
【０００６】
開閉器３，４，５は、３対の金属リンク８，８，８及び絶縁リンク７，７，７を介して伝達される図示しない各別の駆動源の動作に応じて夫々の枢軸回りに揺動する揺動電極をそれぞれ備えている。第１の開閉器３は、その揺動電極の揺動位置によって、真空消弧室９内部の開閉装置の出力電極と前記中間導体60の対応位置に突設された固定電極とを接続する閉路位置と、前記揺動電極と接地用導体 10aとを接続する接地位置と、両位置の中間であり、前記固定電極及び接地用導体 10aから離れた断路位置とに変更し得るようになっている。
【０００７】
また第２，３の開閉器４，５は、夫々の揺動電極の揺動により、負荷側導体２，２と中間導体60の対応位置に夫々突設された固定電極及び接地用導体 10b,10cとの間にて、第１の開閉器３と同様の３つの位置に変更し得るようになっている。
【０００８】
以上の構成によれば、母線側分岐導体６と負荷側導体２とを接離する主回路開閉部と、負荷側導体２を接地するための接地開閉部とが、接続用の導体と共に容器１の内部に配設されており、母線側分岐導体６をブッシング2bを介して容器１外の母線に接続し、負荷側導体２，２をブッシング2a，2aを介して容器１外の送電ケーブルに接続すればよく、小型化されたスイッチギヤを提供することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが以上の如き従来のスイッチギヤにおいて、真空消弧室９内部の開閉装置は、当該回路を開閉する作用のみを行い、第１の開閉器３が、他の回路との切離しのための断路器と、前記開閉装置の出力電極を断路下にて接地する接地開閉器とを兼ね、更に第２，第３の開閉器４，５が、夫々に対応する負荷側導体２を接地する接地開閉器としての機能を果たす構成であり、母線側分岐導体６と負荷側導体２との間に２つの開閉器（第１の開閉器３及び第２の開閉器４、又は第１の開閉器３及び第３の開閉器５）が直列に配置されることから、これらの配置スペースを確保するために容器１の小型化が制限されるという問題があった。
【００１０】
また、容器１の内部には絶縁ガスが封入されており、前記開閉器３，４，５においては、三相の相間、対地間、断路位置での各極間に前記封入ガスの種類に応じた絶縁距離を確保する必要があり、前記開閉器３，４，５の夫々が大型化する上、各開閉器３，４，５間に十分な離隔距離を保つために、容器１内の配設効率が悪く、該容器１の小型化が制限されるという問題があった。
【００１１】
また、真空消弧室９は、図16に示す三相回路において単相毎に設けられることから、これらの配設位置の確保のために容器１の小型化が制限され、また製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１２】
更に、容器１の内部においてアーク短絡が発生した場合、容器１内に封入された絶縁性ガスが、アークエネルギーにより短時間の内に高温、高圧となる一種の爆発現象が引き起こされることから、前記容器１には、放圧のための開放弁を設ける必要がある上、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ることとなり、容器１の構造が複雑化し、製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化が可能であり、製品コストの低下が図れると共に、内部におけるアーク短絡事故の発生時にも爆発を引き起こすことがない安全性の高いスイッチギヤを提供することにある。
【００１４】
【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、母線側導体と負荷側導体とを接離する一組の主回路開閉部、負荷側導体と接地用導体とを接離する一組の接地開閉部、並びに前記母線側導体、負荷側導体及び接地用導体、可撓導体、絶縁ロッドを接地された真空容器の内部に収納し、接地開閉部は主回路開閉部の下方に配し、前記真空容器の外部に、前記主回路開閉部及び接地開閉部の駆動機構を設けてなる複数の開閉ユニットを備えるスイッチギヤにおいて、接地開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した一対の電極部を具備し、主回路開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した各１対の遮断電極部及び断路電極部を具備し、断路電極部は遮断電極部より小径であり、遮断電極部に配した固定電極に母線側導体が接続してあり、遮断電極部の周囲にシールドを配し、遮断電極部の可動電極と断路電極部の可動電極との間、及び接地開閉部の可動電極と接地用導体との間には、導体を薄い帯状に成形した複数の板状導体間に、ステンレス鋼を薄い帯状に成形した複数の板部材を介装してなる可撓導体を架設して電気的に接続してあり、前記駆動機構は可動電極を各別に平行に駆動するようになしてあるあることを特徴とする。
【００１５】
第１発明にあっては、単相毎、即ち複数の母線又は何れかの母線に接続する導体毎に、高電圧となる主回路の構成部品を、接続用の導体と共に高真空に保たれた真空容器の内部に収納し、絶縁特性に優れた真空中に主回路を構成して、対地間、接点間に必要な絶縁距離を縮小し、更に、主回路開閉部と接地開閉部とを各相毎に各一組の開閉手段により構成して小型化を図る。また、容器内部でのアーク短絡の発生時にも、真空に保たれた容器内には膨張する気体がなく、爆発を引き起こす虞れがない。更に、単相毎に開閉ユニットを構成しているため、遮断時の接点間アークによる相間短絡が防止される。
そして、構造を簡素化することができ、製品コストが低減される。
また、第１発明にあっては、固定電極に母線側導体が接続してある遮断電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を遮断し、断路電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を断路する。断路電極部は、アークによる不均一な消耗が防止されるため、絶縁耐力が安定して維持され、安全性が向上する。
【００２０】
第２発明に係るスイッチギヤは、第１発明において、真空容器は、前記遮断電極部を収納する第１容器と、前記断路電極部及び接地開閉部の電極部を収納する第２容器とを具備し、第１容器及び第２容器には、接続導体を内蔵するブッシングがそれぞれ設けてあり、両接続導体は互いに電気的に接続してあり、両ブッシングの周囲は接続用モールドで絶縁され、遮断電極部及び断路電極部の各可動電極と各可動電極に対応するブッシングの接続導体との間はそれぞれ可撓導体で接続してあることを特徴とする。
【００２１】
アークが発生する第１容器と、絶縁を行う第２容器とを分離することにより、遮断時の接点間アークによる地絡を防止すると共に、真空絶縁によって更に小型化が図られる。
【００２２】
第３発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は固体絶縁体中に埋設してあることを特徴とする。
【００２３】
母線用ブッシングと母線との接続部分を固体絶縁体中に埋設するため、絶縁構造が簡素化され、部品点数が減少して製品コストが低減する。
【００２４】
第４発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は、主回路開閉部及び接地開閉部を収納した真空容器とは異なる真空容器内に収納してあることを特徴とする。
【００２５】
母線側導体と母線との間を接続する部分を真空絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００２６】
第５発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングには、絶縁性ガスを充填するモールドが連結してあり、各モールド内に、母線用ブッシングと母線との接続部分が格納してあることを特徴とする。
【００２７】
母線側導体と母線との間を接続する部分を気中絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００２８】
【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詳述する。
図１は、本発明に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図、図２は、その模式的正面断面図、図３は、図１及び図２に示したスイッチギヤの電気的接続図である。長方形の外箱12内には、３相電力を供給する３本の母線27，27，27が水平方向に適宜距離を隔てて架設してあり、母線27，27，27の下方には、導電性金属を略長方形状に成形してなり、内部を高い真空度に維持してある真空容器20，20，…を備える９つの開閉ユニット19，19，…が、母線27，27，27の長手方向へ一列に配設してある。これら各真空容器20，20，…は接地してある。
【００２９】
真空容器20の母線27に対向する部分には、セラミクスを円錐台状に成形してなり、内部に母線側導体16が垂下してあるブッシング30が設けてあり、母線側導体16の上端はブッシング30から突出させてある。そして、各真空容器20，20，…のブッシング30，30，…から突出する母線側導体16，16，…と３相の母線27，27，27とを、相隣る３本の母線側導体で相が異なるように導体でそれぞれ連結し、図４に示した如く、各母線側導体16，16，…の突出部分、ブッシング30，30，…及び母線27，27，27をエポキシ樹脂といった固体絶縁体28中に埋設してある。
【００３０】
母線側導体16の下端は、真空容器20内の適宜位置まで延設して略直角に屈曲させてあり、この屈曲部分は、真空容器20の内面に取付けた碍子41によって支持固定されている。母線側導体16の先端には円板状の固定電極14a が設けてあり、固定電極14a 及び該固定電極14a から所定距離を隔てて対向配置した可動電極14b によって主回路開閉部14が構成されている。固定電極14a 及び可動電極14b の周囲は、前記碍子41に支持させた筒状のシールド46で覆ってあり、該シールド46によって、固定電極14a と可動電極14b との間に発生するアークが真空容器20に触れて地絡することが防止される。
【００３１】
なお、シールド46は、固定電極14a と接続して同電位としてもよいが、図１に示した如く、電界を緩和すべく碍子41に支持させて中間電位としてもよい。後者の場合、アークの遮断性能が向上する。
【００３２】
前述した可動電極14b は導電性ロッド31の一端に取付けてあり、該導電性ロッド31は絶縁ロッド33を介して、ベローズ34によって気密状態を保持して真空容器20を貫通させた第１操作ロッド35a の一端に連結してあり、第１操作ロッド35a の他端は主回路駆動装置23によって揺動される第２操作ロッド35b に軸着してある。主回路駆動装置23は、揺動角度が小さい第１位置と、それより揺動角度が大きい２位置になるように第２操作ロッド35b を揺動させるようになしてある。これによって、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が２段階で進退し、最も前進したときに、可動電極14b と固定電極14a とが接続して主回路が閉路し、１段階後退したとき、主回路が遮断され、２段階後退したとき、主回路が断路される。
【００３３】
主回路開閉部14の下方には、固定電極15a 及び可動電極15b を対向配置してなる接地開閉部15が設けてある。接地開閉部15の固定電極15a は、真空容器20の内面に取付けた碍子42に支持されている倒立Ｌ字状の接地導体17の先端に設けてある。接地導体17の基端は、真空容器20の底部に設けた接地用ブッシング40を貫通させてあり、接地導体17の基端に接続した導体によって接地してある。
【００３４】
一方、接地開閉部15の可動電極15b は、導電性ロッド36の一端に取付けてあり、該導電性ロッド36の他端は絶縁ロッド37を介して、ベローズ38によって気密状態を保持した状態で真空容器20を貫通した第１操作ロッド39a の一端に連結してあり、第１操作ロッド39a の他端は接地駆動装置26に揺動される第２操作ロッド39b に軸着してある。接地駆動装置26によって第２操作ロッド39b が揺動されると、第１操作ロッド39a ，絶縁ロッド37及び導電性ロッド36が進退して、可動電極15b と固定電極15a とが接離し、それによって接地開閉部15が開閉する。
【００３５】
主回路開閉部14の可動電極14b を支持する導電性ロッド31と、接地開閉部15の可動電極15b を支持する導電性ロッド36との間には可撓導体32が架設してあり、可撓導体32の下端は、真空容器20の底部に設けたケーブルブッシング50を貫通させた負荷側導体18の上端近傍に接続してあり、該負荷側導体18の下端は、ケーブルブッシング50に外嵌した送電ケーブル90に接続している。
【００３６】
図５は、図１に示した可撓導体32を示す拡大平面図であり、図中、80は銅といった導体を薄い帯状に成形した板状導体、81はステンレス鋼を薄い帯状に成形した板部材である。可撓導体32は、ダブルアーチ形状の複数の板状導体80，80，…を対向配置し、対をなす板状導体80，80，…の間に、両端が板状導体80，80，…より少し短いダブルアーチ形状の板部材81，81，…が介装してなり、板状導体80，80，…及び板部材81，81，…は、略中央に配した矩形の第２電極83に固定し、板状導体80，80，…の両端は、矩形の第１電極82及び第３電極84に固定してある。これによって、可撓導体32に通電した場合、板状導体80，80，…が互いに溶着することが防止される。
【００３７】
可撓導体32は、第２電極83を接地開閉部15側の導電性ロッド36の周面に固定し、第１電極82及び第３電極84を主回路開閉部14側の導電性ロッド31の周面又は負荷側導体18（何れも図１参照）の上端近傍に接続してあり、接地開閉部15側の導電性ロッド36又は主回路開閉部14側の導電性ロッド31の進退に伴って可撓導体32が撓むため、両導電性ロッド31，36を別個独立して駆動することができる。
【００３８】
以上のように構成したスイッチギヤにあっては、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第１位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が前進した場合、可動電極14b が断路位置から遮断位置まで前進し、更に主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第２位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が前進した場合、可動電極14b が固定電極14a に接触して、主回路開閉部14が閉路され、可撓導体32及び負荷側導体18を介して送電ケーブル90に電力が供給される。
【００３９】
逆に、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第１位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が後退した場合、可動電極14b が閉路位置から遮断位置まで後退して、送電ケーブル90への電力の供給が遮断される。更に、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第２位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が後退した場合、可動電極14b が固定電極14a から開離して、主回路が断路される。このように、２段階で第１操作ロッド35a を進退させるため、第１操作ロッド35a と真空容器20との間を気密状態に保つベローズ34に加えられる機械的振動が低減され、ベローズ34の耐久性が向上する。
【００４０】
一方、主回路が開路状態にあるときに、接地駆動装置26によって第２操作ロッド39b を揺動し、第１操作ロッド39a ，絶縁ロッド37及び導電性ロッド36を進退させて、可動電極15b と固定電極15a とを接離させることによって、接地開閉部15を接地開閉器として機能させる。このような接地状態において、真空容器20の外部から接地用ブッシング40を介して送電ケーブル90に電圧を印加することによって、送電ケーブル90の耐圧試験を実施することができる。
【００４１】
以上の如く構成されたスイッチギヤは、主回路開閉部14及び接地開閉部15が、接続用の導体としての母線側導体16、負荷側導体18及び接地用導体24と共に、真空に保たれた真空容器12の内部に収納され、絶縁特性に優れた真空中に主回路が構成されているから、夫々の間に必要な絶縁距離を削減することができ、従来に比して小型化されたものとなり、更に、真空容器20の内部にアーク短絡が発生した場合においても、真空容器20の内部に気体が存在しないことから、前記アーク短絡が爆発につながる虞れがなく、高い安全性が得られる。
【００４２】
また、真空容器20，20，…を備える複数の開閉ユニット19，19，…が、３相３線の何れかの母線27，27，27に接続した複数の母線側導体に対応してそれぞれ設けてあるため、小さな真空容器20，20，…を用いることができ、生産性が向上する。また、３回路構成の場合であっても、真空容器20，20，…が接地してあるため、各真空容器20，20，…間において、絶縁距離を設定する必要がなく、装置を小型化することができる。
【００４３】
実施の形態２
図６は、実施の形態２に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図であり、図７は、図６に示したスイッチギヤの模式的正面断面図であり、図８は、その電気的接続図である。本実施の形態では、主回路開閉部14を遮断器140 及び断路器141 を用いて構成してある。なお、各図中、図１、図２及び図３に示した各部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４４】
遮断器140 は、固定電極140a及び可動電極140bを対向配置してなる遮断電極を備えている。固定電極140aは、真空容器20に取付けた碍子41によって支持固定したＬ字状の母線側導体16の先端に取付けてあり、また、前記碍子41には、遮断電極を覆う筒状のシールド46が固定してある。可動電極140bは、導電性ロッド310 の先端に固定してあり、導電性ロッド310 は絶縁ロッド330 を介して、ベローズ340 によって気密状態を維持して真空容器20に進退自在に支持してある第１操作ロッド350aに連結してある。第１操作ロッド350aは、遮断電極駆動装置230 によって揺動される第２操作ロッド350bに軸着してある。
【００４５】
遮断器140 の下方には断路器141 が設けてあり、断路器141 は、遮断電極より小さい直径の固定電極141a及び可動電極141bを対向配置してなる断路電極を備えている。本実施の形態では、負荷側導体18はＦ字状に成形してなり、真空容器20に取付けた碍子43，44によって支持されている。断路電極に配した固定電極141aは、負荷側導体18のＦ字の上側先端に取付けてある。負荷側導体18のＦ字の下側先端には前述した接地開閉部15の固定電極15a が取付けてあり、接地開閉部15の可動電極15b が取付けてある導電性ロッド36と接地用導体17との間には可撓導体32b が架設してある。
【００４６】
断路電極の可動電極141bは、遮断器140 と平行に配した導電性ロッド311 、絶縁ロッド331 及び操作ロッド351 によって進退自在に支持されており、該導電性ロッド311 と遮断器140 の導電性ロッド310 との間には可撓導体32a が架設してある。また、操作ロッド351 は、断路電極駆動装置231 によって進退されるようになっており、操作ロッド351 と真空容器20との間はベローズ341 によって気密状態に保たれている。
【００４７】
以上の如く構成したスイッチギヤにあっては、主回路開閉部14を遮断器140 及び断路器141 の２点切りになしてあるため、遮断時のアークによって遮断器140 の遮断電極が不均一に消耗して、絶縁耐力にバラツキが生じた場合であっても、断路器141 の絶縁耐力が安定に維持されるため、安全性が向上する。
【００４８】
実施の形態３
図９は、実施の形態３の要部構成を示す模式的側断面図であり、図10は、図９に示したスイッチギヤの模式的正面断面図であり、図11は、図９及び図10に示したスイッチギヤの電気的接続図である。本実施の形態では、２つの真空容器21，22を設け、第１真空容器21に遮断器140 を収納し、第２真空容器22に断路器141 を収納してある。なお、それらの図中、図６，図７及び図８に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４９】
第１真空容器21には母線側導体16が垂下してあるブッシング30が設けてあり、母線側導体16は第１真空容器21の外部に配した母線27に接続してある。第１真空容器21内には、前述した如き構成の遮断器140 の遮断電極及び該遮断電極を取り囲むシールド46が収納してあり、遮断電極の可動電極140b 、第１真空容器21の外に配した遮断電極駆動装置230 によって進退駆動され、それによって可動電極140bと固定電極140aとが接離される。
【００５０】
第１真空容器21の下方には該第１真空容器21より少し大きい寸法の第２真空容器22が設けてある。第２真空容器22の底部には、Ｆ字状の負荷側導体18が立設してあるケーブルブッシング50、及び接地用導体17が立設してある接地用ブッシング40が取付けてあり、第２真空容器22には、前述した如き断路器141 及び接地開閉部15が設けてある。
【００５１】
第１真空容器21及び第２真空容器22の互いに対向する部分には、接続ブッシング62a ，62b が取付けてあり、両接続ブッシング62a ，62b の周囲は接続用モールド63によって絶縁してある。各接続ブッシング62a ，62b には接続導体61a ，61b が貫通しており、両接続導体61a ，61b は連結してある。遮断器140 の導電性ロッド310 と接続導体61a との間、及び断路器141 の導電性ロッド311 と接続導体61b との間には可撓導体32c ，32d が架設してあり、これによって、遮断器140 の導電性ロッド310 と断路器141 の導電性ロッド311 とが電気的に接続されている。なお、接地用導体17と接地開閉部15の導電性ロッド36との間には可撓導体32e が架設してある。
【００５２】
以上の如く構成したスイッチギヤにあっては、第１真空容器21によって遮断器140 を絶縁し、第２真空容器22によって断路器141 及び接地開閉部15を絶縁する構成であるため、遮断時に発生するアークが断路器141 及び接地開閉部15に影響を与えることがなく、更に安全性が向上する。
【００５３】
実施の形態４
図12は、実施の形態４の要部構成を示す模式的部分正断面図である。本実施の形態では、ブッシング30を貫通する母線側導体16と母線27との接続部分を、真空絶縁した場合を示している。なお、図中、図２に示した各部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００５４】
９個のブッシング30，30，…が一列に設けてあり、各ブッシング30，30，…には母線側導体16，16，…がそれぞれ貫通させてある。各母線側導体16，16，…の上端は、ブッシング30，30，…からわずかに突出しており、各突出部分は３本の母線27，27，27の何れか１本と接触子85，85，…によって接続してある。母線27，27，27は、ブッシング30，30，…に連結する複数の縦管状の連結部271 ，271 ，…が横管に垂設してなり、内部が高真空が保たれた母線用真空容器270 内に収納してあり、各連結部271 ，271 ，…は対応するブッシング30，30，…に外嵌している。このように、母線27，27，27及び該母線27，27，27とブッシング30，30，…との連結部分を真空絶縁することによって、安全性を向上させると共に、更に装置をコンパクト化することができる。
【００５５】
実施の形態５
図13は、実施の形態５の要部構成を示す模式的側断面図、図14は、図13に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。本実施の形態では、ブッシング30を貫通する母線側導体16と母線27との接続部分を、ＳＦ6 といった絶縁性ガスで絶縁するようになしてある。
【００５６】
横一列に配した９個のブッシング30，30，…は、例えば、左端から順番に、第１番目−第４番目−第７番目、第２番目−第５番目−第８番目、第３番目−第６番目−第９番目の３つのグループに区分してあり、各ブッシング30，30，…には、各グループ毎に異なる長さの筒状のモールド272 ，272 ，…が立設してある。各モールド272 ，272 ，…の上端は閉塞してあり、各モールド272 ，272 ，…内には絶縁性ガスが充填してある。各ブッシング30，30，…に設けてある母線側導体16，16，…の上端は、対応するモールド272 ，272 ，…内を通って気密状態を保ってその上端からそれぞれ突出させてあり、それら突出部分と母線27，27，27とはそれぞれボルト65，65，…で連結してある。
【００５７】
このように、各ブッシング30，30，…から突出させた母線側導体16，16，…を気体絶縁することによって、安全性を向上させると共に、更に装置をコンパクト化することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明に係るスイッチギヤにあっては、単相毎、即ち複数の母線又は何れかの母線に接続する導体毎に、高電圧となる主回路の構成部品を、接続用の導体と共に高真空に保たれた真空容器の内部に収納し、絶縁特性に優れた真空中に主回路が構成してあるため、対地間、接点間に必要な絶縁距離が縮小され、更に、主回路開閉部と接地開閉部とを各相毎に各一組の開閉手段により構成するため、装置を小型化することができる。また、容器内部でのアーク短絡の発生時にも、真空に保たれた容器内には膨張する気体がなく、爆発を引き起こす虞れがない。更に、単相毎に開閉ユニットを構成しているため、遮断時の接点間アークによる相間短絡が防止される。
そして、構造を簡素化することができ、製品コストが低減される。また、自由度の高い設計が可能となる。
また、第１発明に係るスイッチギヤにあっては、固定電極に母線側導体が接続してある遮断電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を遮断し、断路電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を断路する。断路電極部は、アークによる不均一な消耗が防止されるため、絶縁耐力が安定して維持され、安全性が向上する。
【００６１】
第２発明に係るスイッチギヤにあっては、アークが発生する第１容器と、絶縁を行う第２容器とを分離することにより、遮断時の接点間アークによる地絡を防止すると共に、真空絶縁によって更に小型化が図られる。
【００６２】
第３発明に係るスイッチギヤにあっては、母線用ブッシングと母線との接続部分を固体絶縁体中に埋設するため、絶縁構造が簡素化され、部品点数が減少して製品コストが低減する。
【００６３】
第４発明に係るスイッチギヤにあっては、母線側導体と母線との間を接続する部分を真空絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００６４】
第５発明に係るスイッチギヤにあっては、母線側導体と母線との間を接続する部分を気中絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図である。
【図２】 図１に示したスイッチギヤの模式的正面断面図である。
【図３】 図１及び図２に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図４】 図１に示したスイッチギヤの部分拡大図である。
【図５】 図１に示した可撓導体を示す拡大平面図である。
【図６】 実施の形態２に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図である。
【図７】 図６に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図８】 図６及び図７に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図９】 実施の形態３の要部構成を示す模式的側断面図である。
【図１０】 図９に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図１１】 図９及び図10に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図１２】 実施の形態４の要部構成を示す模式的部分正断面図である。
【図１３】 実施の形態５の要部構成を示す模式的側断面図である。
【図１４】 図13に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図１５】 従来のスイッチギヤの要部構成を示す側面図である。
【図１６】 図15に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【符号の説明】
14 主回路開閉部、15 接地開閉部、16 母線側導体、17 接地用導体、
18 負荷側導体、20 真空容器、23 主回路駆動装置、26 接地駆動装置、
20 真空容器、27 母線、30 ブッシング、40 接地用ブッシング、
50 ケーブルブッシング。
【発明の属する技術分野】
本発明は、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るスイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
母線からの受電を、各種の負荷機器、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と共に、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ための接地開閉器、監視制御に必要な制御機器等の内部機器を、接地金属製の外箱内に適宜に配設して構成されている。
【０００３】
この種のスイッチギヤの一種として、特公平７-28488号公報に開示されているように、主たる内部機器としての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構成された機能ユニットを備え、この機能ユニットを外箱内に配置して、母線及び送電ケーブルとの接続のみを行えばよい構成としたスイッチギヤがある。
【０００４】
図15は、前記特公平７-28488号公報に開示されたスイッチギヤの要部構成を示す側面図であり、図16は、図15に示したスイッチギヤの電気的接続図である。これらに示すスイッチギヤは、絶縁性ガスが封入され、その周壁の一部を内外に貫通する態様に送電ケーブル接続用のブッシング2aと、母線接続用のブッシング2b（図16参照）とを備える容器１の内部に、第１，第２，第３の開閉器３，４，５及び真空消弧室９を配した構成となっている。
【０００５】
図16に示す如く、ブッシング2bを介して外部の母線（図示せず）に接続された三相の夫々に対応する母線側分岐導体６は、図15に示す如く、絶縁支持碍子11により支持されて絶縁性の容器１内に配設されており、これらは、真空消弧室９の内部に構成された図示しない開閉装置、及び第１の開閉器３を介して、絶縁支持碍子60a に固定支持された中間導体60に接続され、該中間導体60により２方向に分岐され、夫々の分岐は、第２，第３の開閉器４，５を介してブッシング2a，2aに支持された負荷側導体２，２に接続され、該負荷側導体２，２を経て外部の送電ケーブル（図示せず）にそれぞれ接続されている。
【０００６】
開閉器３，４，５は、３対の金属リンク８，８，８及び絶縁リンク７，７，７を介して伝達される図示しない各別の駆動源の動作に応じて夫々の枢軸回りに揺動する揺動電極をそれぞれ備えている。第１の開閉器３は、その揺動電極の揺動位置によって、真空消弧室９内部の開閉装置の出力電極と前記中間導体60の対応位置に突設された固定電極とを接続する閉路位置と、前記揺動電極と接地用導体 10aとを接続する接地位置と、両位置の中間であり、前記固定電極及び接地用導体 10aから離れた断路位置とに変更し得るようになっている。
【０００７】
また第２，３の開閉器４，５は、夫々の揺動電極の揺動により、負荷側導体２，２と中間導体60の対応位置に夫々突設された固定電極及び接地用導体 10b,10cとの間にて、第１の開閉器３と同様の３つの位置に変更し得るようになっている。
【０００８】
以上の構成によれば、母線側分岐導体６と負荷側導体２とを接離する主回路開閉部と、負荷側導体２を接地するための接地開閉部とが、接続用の導体と共に容器１の内部に配設されており、母線側分岐導体６をブッシング2bを介して容器１外の母線に接続し、負荷側導体２，２をブッシング2a，2aを介して容器１外の送電ケーブルに接続すればよく、小型化されたスイッチギヤを提供することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが以上の如き従来のスイッチギヤにおいて、真空消弧室９内部の開閉装置は、当該回路を開閉する作用のみを行い、第１の開閉器３が、他の回路との切離しのための断路器と、前記開閉装置の出力電極を断路下にて接地する接地開閉器とを兼ね、更に第２，第３の開閉器４，５が、夫々に対応する負荷側導体２を接地する接地開閉器としての機能を果たす構成であり、母線側分岐導体６と負荷側導体２との間に２つの開閉器（第１の開閉器３及び第２の開閉器４、又は第１の開閉器３及び第３の開閉器５）が直列に配置されることから、これらの配置スペースを確保するために容器１の小型化が制限されるという問題があった。
【００１０】
また、容器１の内部には絶縁ガスが封入されており、前記開閉器３，４，５においては、三相の相間、対地間、断路位置での各極間に前記封入ガスの種類に応じた絶縁距離を確保する必要があり、前記開閉器３，４，５の夫々が大型化する上、各開閉器３，４，５間に十分な離隔距離を保つために、容器１内の配設効率が悪く、該容器１の小型化が制限されるという問題があった。
【００１１】
また、真空消弧室９は、図16に示す三相回路において単相毎に設けられることから、これらの配設位置の確保のために容器１の小型化が制限され、また製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１２】
更に、容器１の内部においてアーク短絡が発生した場合、容器１内に封入された絶縁性ガスが、アークエネルギーにより短時間の内に高温、高圧となる一種の爆発現象が引き起こされることから、前記容器１には、放圧のための開放弁を設ける必要がある上、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ることとなり、容器１の構造が複雑化し、製品コストの上昇を招くという問題があった。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化が可能であり、製品コストの低下が図れると共に、内部におけるアーク短絡事故の発生時にも爆発を引き起こすことがない安全性の高いスイッチギヤを提供することにある。
【００１４】
【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、母線側導体と負荷側導体とを接離する一組の主回路開閉部、負荷側導体と接地用導体とを接離する一組の接地開閉部、並びに前記母線側導体、負荷側導体及び接地用導体、可撓導体、絶縁ロッドを接地された真空容器の内部に収納し、接地開閉部は主回路開閉部の下方に配し、前記真空容器の外部に、前記主回路開閉部及び接地開閉部の駆動機構を設けてなる複数の開閉ユニットを備えるスイッチギヤにおいて、接地開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した一対の電極部を具備し、主回路開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した各１対の遮断電極部及び断路電極部を具備し、断路電極部は遮断電極部より小径であり、遮断電極部に配した固定電極に母線側導体が接続してあり、遮断電極部の周囲にシールドを配し、遮断電極部の可動電極と断路電極部の可動電極との間、及び接地開閉部の可動電極と接地用導体との間には、導体を薄い帯状に成形した複数の板状導体間に、ステンレス鋼を薄い帯状に成形した複数の板部材を介装してなる可撓導体を架設して電気的に接続してあり、前記駆動機構は可動電極を各別に平行に駆動するようになしてあるあることを特徴とする。
【００１５】
第１発明にあっては、単相毎、即ち複数の母線又は何れかの母線に接続する導体毎に、高電圧となる主回路の構成部品を、接続用の導体と共に高真空に保たれた真空容器の内部に収納し、絶縁特性に優れた真空中に主回路を構成して、対地間、接点間に必要な絶縁距離を縮小し、更に、主回路開閉部と接地開閉部とを各相毎に各一組の開閉手段により構成して小型化を図る。また、容器内部でのアーク短絡の発生時にも、真空に保たれた容器内には膨張する気体がなく、爆発を引き起こす虞れがない。更に、単相毎に開閉ユニットを構成しているため、遮断時の接点間アークによる相間短絡が防止される。
そして、構造を簡素化することができ、製品コストが低減される。
また、第１発明にあっては、固定電極に母線側導体が接続してある遮断電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を遮断し、断路電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を断路する。断路電極部は、アークによる不均一な消耗が防止されるため、絶縁耐力が安定して維持され、安全性が向上する。
【００２０】
第２発明に係るスイッチギヤは、第１発明において、真空容器は、前記遮断電極部を収納する第１容器と、前記断路電極部及び接地開閉部の電極部を収納する第２容器とを具備し、第１容器及び第２容器には、接続導体を内蔵するブッシングがそれぞれ設けてあり、両接続導体は互いに電気的に接続してあり、両ブッシングの周囲は接続用モールドで絶縁され、遮断電極部及び断路電極部の各可動電極と各可動電極に対応するブッシングの接続導体との間はそれぞれ可撓導体で接続してあることを特徴とする。
【００２１】
アークが発生する第１容器と、絶縁を行う第２容器とを分離することにより、遮断時の接点間アークによる地絡を防止すると共に、真空絶縁によって更に小型化が図られる。
【００２２】
第３発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は固体絶縁体中に埋設してあることを特徴とする。
【００２３】
母線用ブッシングと母線との接続部分を固体絶縁体中に埋設するため、絶縁構造が簡素化され、部品点数が減少して製品コストが低減する。
【００２４】
第４発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は、主回路開閉部及び接地開閉部を収納した真空容器とは異なる真空容器内に収納してあることを特徴とする。
【００２５】
母線側導体と母線との間を接続する部分を真空絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００２６】
第５発明に係るスイッチギヤは、第１又は第２発明において、各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングには、絶縁性ガスを充填するモールドが連結してあり、各モールド内に、母線用ブッシングと母線との接続部分が格納してあることを特徴とする。
【００２７】
母線側導体と母線との間を接続する部分を気中絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００２８】
【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詳述する。
図１は、本発明に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図、図２は、その模式的正面断面図、図３は、図１及び図２に示したスイッチギヤの電気的接続図である。長方形の外箱12内には、３相電力を供給する３本の母線27，27，27が水平方向に適宜距離を隔てて架設してあり、母線27，27，27の下方には、導電性金属を略長方形状に成形してなり、内部を高い真空度に維持してある真空容器20，20，…を備える９つの開閉ユニット19，19，…が、母線27，27，27の長手方向へ一列に配設してある。これら各真空容器20，20，…は接地してある。
【００２９】
真空容器20の母線27に対向する部分には、セラミクスを円錐台状に成形してなり、内部に母線側導体16が垂下してあるブッシング30が設けてあり、母線側導体16の上端はブッシング30から突出させてある。そして、各真空容器20，20，…のブッシング30，30，…から突出する母線側導体16，16，…と３相の母線27，27，27とを、相隣る３本の母線側導体で相が異なるように導体でそれぞれ連結し、図４に示した如く、各母線側導体16，16，…の突出部分、ブッシング30，30，…及び母線27，27，27をエポキシ樹脂といった固体絶縁体28中に埋設してある。
【００３０】
母線側導体16の下端は、真空容器20内の適宜位置まで延設して略直角に屈曲させてあり、この屈曲部分は、真空容器20の内面に取付けた碍子41によって支持固定されている。母線側導体16の先端には円板状の固定電極14a が設けてあり、固定電極14a 及び該固定電極14a から所定距離を隔てて対向配置した可動電極14b によって主回路開閉部14が構成されている。固定電極14a 及び可動電極14b の周囲は、前記碍子41に支持させた筒状のシールド46で覆ってあり、該シールド46によって、固定電極14a と可動電極14b との間に発生するアークが真空容器20に触れて地絡することが防止される。
【００３１】
なお、シールド46は、固定電極14a と接続して同電位としてもよいが、図１に示した如く、電界を緩和すべく碍子41に支持させて中間電位としてもよい。後者の場合、アークの遮断性能が向上する。
【００３２】
前述した可動電極14b は導電性ロッド31の一端に取付けてあり、該導電性ロッド31は絶縁ロッド33を介して、ベローズ34によって気密状態を保持して真空容器20を貫通させた第１操作ロッド35a の一端に連結してあり、第１操作ロッド35a の他端は主回路駆動装置23によって揺動される第２操作ロッド35b に軸着してある。主回路駆動装置23は、揺動角度が小さい第１位置と、それより揺動角度が大きい２位置になるように第２操作ロッド35b を揺動させるようになしてある。これによって、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が２段階で進退し、最も前進したときに、可動電極14b と固定電極14a とが接続して主回路が閉路し、１段階後退したとき、主回路が遮断され、２段階後退したとき、主回路が断路される。
【００３３】
主回路開閉部14の下方には、固定電極15a 及び可動電極15b を対向配置してなる接地開閉部15が設けてある。接地開閉部15の固定電極15a は、真空容器20の内面に取付けた碍子42に支持されている倒立Ｌ字状の接地導体17の先端に設けてある。接地導体17の基端は、真空容器20の底部に設けた接地用ブッシング40を貫通させてあり、接地導体17の基端に接続した導体によって接地してある。
【００３４】
一方、接地開閉部15の可動電極15b は、導電性ロッド36の一端に取付けてあり、該導電性ロッド36の他端は絶縁ロッド37を介して、ベローズ38によって気密状態を保持した状態で真空容器20を貫通した第１操作ロッド39a の一端に連結してあり、第１操作ロッド39a の他端は接地駆動装置26に揺動される第２操作ロッド39b に軸着してある。接地駆動装置26によって第２操作ロッド39b が揺動されると、第１操作ロッド39a ，絶縁ロッド37及び導電性ロッド36が進退して、可動電極15b と固定電極15a とが接離し、それによって接地開閉部15が開閉する。
【００３５】
主回路開閉部14の可動電極14b を支持する導電性ロッド31と、接地開閉部15の可動電極15b を支持する導電性ロッド36との間には可撓導体32が架設してあり、可撓導体32の下端は、真空容器20の底部に設けたケーブルブッシング50を貫通させた負荷側導体18の上端近傍に接続してあり、該負荷側導体18の下端は、ケーブルブッシング50に外嵌した送電ケーブル90に接続している。
【００３６】
図５は、図１に示した可撓導体32を示す拡大平面図であり、図中、80は銅といった導体を薄い帯状に成形した板状導体、81はステンレス鋼を薄い帯状に成形した板部材である。可撓導体32は、ダブルアーチ形状の複数の板状導体80，80，…を対向配置し、対をなす板状導体80，80，…の間に、両端が板状導体80，80，…より少し短いダブルアーチ形状の板部材81，81，…が介装してなり、板状導体80，80，…及び板部材81，81，…は、略中央に配した矩形の第２電極83に固定し、板状導体80，80，…の両端は、矩形の第１電極82及び第３電極84に固定してある。これによって、可撓導体32に通電した場合、板状導体80，80，…が互いに溶着することが防止される。
【００３７】
可撓導体32は、第２電極83を接地開閉部15側の導電性ロッド36の周面に固定し、第１電極82及び第３電極84を主回路開閉部14側の導電性ロッド31の周面又は負荷側導体18（何れも図１参照）の上端近傍に接続してあり、接地開閉部15側の導電性ロッド36又は主回路開閉部14側の導電性ロッド31の進退に伴って可撓導体32が撓むため、両導電性ロッド31，36を別個独立して駆動することができる。
【００３８】
以上のように構成したスイッチギヤにあっては、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第１位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が前進した場合、可動電極14b が断路位置から遮断位置まで前進し、更に主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第２位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が前進した場合、可動電極14b が固定電極14a に接触して、主回路開閉部14が閉路され、可撓導体32及び負荷側導体18を介して送電ケーブル90に電力が供給される。
【００３９】
逆に、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第１位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が後退した場合、可動電極14b が閉路位置から遮断位置まで後退して、送電ケーブル90への電力の供給が遮断される。更に、主回路駆動装置23によって第２操作ロッド35b が第２位置まで揺動されて、第１操作ロッド35a ，絶縁ロッド33及び導電性ロッド31が後退した場合、可動電極14b が固定電極14a から開離して、主回路が断路される。このように、２段階で第１操作ロッド35a を進退させるため、第１操作ロッド35a と真空容器20との間を気密状態に保つベローズ34に加えられる機械的振動が低減され、ベローズ34の耐久性が向上する。
【００４０】
一方、主回路が開路状態にあるときに、接地駆動装置26によって第２操作ロッド39b を揺動し、第１操作ロッド39a ，絶縁ロッド37及び導電性ロッド36を進退させて、可動電極15b と固定電極15a とを接離させることによって、接地開閉部15を接地開閉器として機能させる。このような接地状態において、真空容器20の外部から接地用ブッシング40を介して送電ケーブル90に電圧を印加することによって、送電ケーブル90の耐圧試験を実施することができる。
【００４１】
以上の如く構成されたスイッチギヤは、主回路開閉部14及び接地開閉部15が、接続用の導体としての母線側導体16、負荷側導体18及び接地用導体24と共に、真空に保たれた真空容器12の内部に収納され、絶縁特性に優れた真空中に主回路が構成されているから、夫々の間に必要な絶縁距離を削減することができ、従来に比して小型化されたものとなり、更に、真空容器20の内部にアーク短絡が発生した場合においても、真空容器20の内部に気体が存在しないことから、前記アーク短絡が爆発につながる虞れがなく、高い安全性が得られる。
【００４２】
また、真空容器20，20，…を備える複数の開閉ユニット19，19，…が、３相３線の何れかの母線27，27，27に接続した複数の母線側導体に対応してそれぞれ設けてあるため、小さな真空容器20，20，…を用いることができ、生産性が向上する。また、３回路構成の場合であっても、真空容器20，20，…が接地してあるため、各真空容器20，20，…間において、絶縁距離を設定する必要がなく、装置を小型化することができる。
【００４３】
実施の形態２
図６は、実施の形態２に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図であり、図７は、図６に示したスイッチギヤの模式的正面断面図であり、図８は、その電気的接続図である。本実施の形態では、主回路開閉部14を遮断器140 及び断路器141 を用いて構成してある。なお、各図中、図１、図２及び図３に示した各部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４４】
遮断器140 は、固定電極140a及び可動電極140bを対向配置してなる遮断電極を備えている。固定電極140aは、真空容器20に取付けた碍子41によって支持固定したＬ字状の母線側導体16の先端に取付けてあり、また、前記碍子41には、遮断電極を覆う筒状のシールド46が固定してある。可動電極140bは、導電性ロッド310 の先端に固定してあり、導電性ロッド310 は絶縁ロッド330 を介して、ベローズ340 によって気密状態を維持して真空容器20に進退自在に支持してある第１操作ロッド350aに連結してある。第１操作ロッド350aは、遮断電極駆動装置230 によって揺動される第２操作ロッド350bに軸着してある。
【００４５】
遮断器140 の下方には断路器141 が設けてあり、断路器141 は、遮断電極より小さい直径の固定電極141a及び可動電極141bを対向配置してなる断路電極を備えている。本実施の形態では、負荷側導体18はＦ字状に成形してなり、真空容器20に取付けた碍子43，44によって支持されている。断路電極に配した固定電極141aは、負荷側導体18のＦ字の上側先端に取付けてある。負荷側導体18のＦ字の下側先端には前述した接地開閉部15の固定電極15a が取付けてあり、接地開閉部15の可動電極15b が取付けてある導電性ロッド36と接地用導体17との間には可撓導体32b が架設してある。
【００４６】
断路電極の可動電極141bは、遮断器140 と平行に配した導電性ロッド311 、絶縁ロッド331 及び操作ロッド351 によって進退自在に支持されており、該導電性ロッド311 と遮断器140 の導電性ロッド310 との間には可撓導体32a が架設してある。また、操作ロッド351 は、断路電極駆動装置231 によって進退されるようになっており、操作ロッド351 と真空容器20との間はベローズ341 によって気密状態に保たれている。
【００４７】
以上の如く構成したスイッチギヤにあっては、主回路開閉部14を遮断器140 及び断路器141 の２点切りになしてあるため、遮断時のアークによって遮断器140 の遮断電極が不均一に消耗して、絶縁耐力にバラツキが生じた場合であっても、断路器141 の絶縁耐力が安定に維持されるため、安全性が向上する。
【００４８】
実施の形態３
図９は、実施の形態３の要部構成を示す模式的側断面図であり、図10は、図９に示したスイッチギヤの模式的正面断面図であり、図11は、図９及び図10に示したスイッチギヤの電気的接続図である。本実施の形態では、２つの真空容器21，22を設け、第１真空容器21に遮断器140 を収納し、第２真空容器22に断路器141 を収納してある。なお、それらの図中、図６，図７及び図８に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００４９】
第１真空容器21には母線側導体16が垂下してあるブッシング30が設けてあり、母線側導体16は第１真空容器21の外部に配した母線27に接続してある。第１真空容器21内には、前述した如き構成の遮断器140 の遮断電極及び該遮断電極を取り囲むシールド46が収納してあり、遮断電極の可動電極140b 、第１真空容器21の外に配した遮断電極駆動装置230 によって進退駆動され、それによって可動電極140bと固定電極140aとが接離される。
【００５０】
第１真空容器21の下方には該第１真空容器21より少し大きい寸法の第２真空容器22が設けてある。第２真空容器22の底部には、Ｆ字状の負荷側導体18が立設してあるケーブルブッシング50、及び接地用導体17が立設してある接地用ブッシング40が取付けてあり、第２真空容器22には、前述した如き断路器141 及び接地開閉部15が設けてある。
【００５１】
第１真空容器21及び第２真空容器22の互いに対向する部分には、接続ブッシング62a ，62b が取付けてあり、両接続ブッシング62a ，62b の周囲は接続用モールド63によって絶縁してある。各接続ブッシング62a ，62b には接続導体61a ，61b が貫通しており、両接続導体61a ，61b は連結してある。遮断器140 の導電性ロッド310 と接続導体61a との間、及び断路器141 の導電性ロッド311 と接続導体61b との間には可撓導体32c ，32d が架設してあり、これによって、遮断器140 の導電性ロッド310 と断路器141 の導電性ロッド311 とが電気的に接続されている。なお、接地用導体17と接地開閉部15の導電性ロッド36との間には可撓導体32e が架設してある。
【００５２】
以上の如く構成したスイッチギヤにあっては、第１真空容器21によって遮断器140 を絶縁し、第２真空容器22によって断路器141 及び接地開閉部15を絶縁する構成であるため、遮断時に発生するアークが断路器141 及び接地開閉部15に影響を与えることがなく、更に安全性が向上する。
【００５３】
実施の形態４
図12は、実施の形態４の要部構成を示す模式的部分正断面図である。本実施の形態では、ブッシング30を貫通する母線側導体16と母線27との接続部分を、真空絶縁した場合を示している。なお、図中、図２に示した各部分に対応する部分には同じ番号を付してその説明を省略する。
【００５４】
９個のブッシング30，30，…が一列に設けてあり、各ブッシング30，30，…には母線側導体16，16，…がそれぞれ貫通させてある。各母線側導体16，16，…の上端は、ブッシング30，30，…からわずかに突出しており、各突出部分は３本の母線27，27，27の何れか１本と接触子85，85，…によって接続してある。母線27，27，27は、ブッシング30，30，…に連結する複数の縦管状の連結部271 ，271 ，…が横管に垂設してなり、内部が高真空が保たれた母線用真空容器270 内に収納してあり、各連結部271 ，271 ，…は対応するブッシング30，30，…に外嵌している。このように、母線27，27，27及び該母線27，27，27とブッシング30，30，…との連結部分を真空絶縁することによって、安全性を向上させると共に、更に装置をコンパクト化することができる。
【００５５】
実施の形態５
図13は、実施の形態５の要部構成を示す模式的側断面図、図14は、図13に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。本実施の形態では、ブッシング30を貫通する母線側導体16と母線27との接続部分を、ＳＦ6 といった絶縁性ガスで絶縁するようになしてある。
【００５６】
横一列に配した９個のブッシング30，30，…は、例えば、左端から順番に、第１番目−第４番目−第７番目、第２番目−第５番目−第８番目、第３番目−第６番目−第９番目の３つのグループに区分してあり、各ブッシング30，30，…には、各グループ毎に異なる長さの筒状のモールド272 ，272 ，…が立設してある。各モールド272 ，272 ，…の上端は閉塞してあり、各モールド272 ，272 ，…内には絶縁性ガスが充填してある。各ブッシング30，30，…に設けてある母線側導体16，16，…の上端は、対応するモールド272 ，272 ，…内を通って気密状態を保ってその上端からそれぞれ突出させてあり、それら突出部分と母線27，27，27とはそれぞれボルト65，65，…で連結してある。
【００５７】
このように、各ブッシング30，30，…から突出させた母線側導体16，16，…を気体絶縁することによって、安全性を向上させると共に、更に装置をコンパクト化することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明に係るスイッチギヤにあっては、単相毎、即ち複数の母線又は何れかの母線に接続する導体毎に、高電圧となる主回路の構成部品を、接続用の導体と共に高真空に保たれた真空容器の内部に収納し、絶縁特性に優れた真空中に主回路が構成してあるため、対地間、接点間に必要な絶縁距離が縮小され、更に、主回路開閉部と接地開閉部とを各相毎に各一組の開閉手段により構成するため、装置を小型化することができる。また、容器内部でのアーク短絡の発生時にも、真空に保たれた容器内には膨張する気体がなく、爆発を引き起こす虞れがない。更に、単相毎に開閉ユニットを構成しているため、遮断時の接点間アークによる相間短絡が防止される。
そして、構造を簡素化することができ、製品コストが低減される。また、自由度の高い設計が可能となる。
また、第１発明に係るスイッチギヤにあっては、固定電極に母線側導体が接続してある遮断電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を遮断し、断路電極部の可動電極を駆動して、該可動電極と固定電極とを離隔させることによって、主回路を断路する。断路電極部は、アークによる不均一な消耗が防止されるため、絶縁耐力が安定して維持され、安全性が向上する。
【００６１】
第２発明に係るスイッチギヤにあっては、アークが発生する第１容器と、絶縁を行う第２容器とを分離することにより、遮断時の接点間アークによる地絡を防止すると共に、真空絶縁によって更に小型化が図られる。
【００６２】
第３発明に係るスイッチギヤにあっては、母線用ブッシングと母線との接続部分を固体絶縁体中に埋設するため、絶縁構造が簡素化され、部品点数が減少して製品コストが低減する。
【００６３】
第４発明に係るスイッチギヤにあっては、母線側導体と母線との間を接続する部分を真空絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる。
【００６４】
第５発明に係るスイッチギヤにあっては、母線側導体と母線との間を接続する部分を気中絶縁する構成になしてあるため、絶縁部分がコンパクトであると共に、組み立て効率が向上し、コストを低減することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図である。
【図２】 図１に示したスイッチギヤの模式的正面断面図である。
【図３】 図１及び図２に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図４】 図１に示したスイッチギヤの部分拡大図である。
【図５】 図１に示した可撓導体を示す拡大平面図である。
【図６】 実施の形態２に係るスイッチギヤの要部構成を示す模式的側断面図である。
【図７】 図６に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図８】 図６及び図７に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図９】 実施の形態３の要部構成を示す模式的側断面図である。
【図１０】 図９に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図１１】 図９及び図10に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【図１２】 実施の形態４の要部構成を示す模式的部分正断面図である。
【図１３】 実施の形態５の要部構成を示す模式的側断面図である。
【図１４】 図13に示したスイッチギヤの模式的正断面図である。
【図１５】 従来のスイッチギヤの要部構成を示す側面図である。
【図１６】 図15に示したスイッチギヤの電気的接続図である。
【符号の説明】
14 主回路開閉部、15 接地開閉部、16 母線側導体、17 接地用導体、
18 負荷側導体、20 真空容器、23 主回路駆動装置、26 接地駆動装置、
20 真空容器、27 母線、30 ブッシング、40 接地用ブッシング、
50 ケーブルブッシング。
Claims (5)
- 母線側導体と負荷側導体とを接離する一組の主回路開閉部、負荷側導体と接地用導体とを接離する一組の接地開閉部、並びに前記母線側導体、負荷側導体及び接地用導体、可撓導体、絶縁ロッドを接地された真空容器の内部に収納し、接地開閉部は主回路開閉部の下方に配し、前記真空容器の外部に、前記主回路開閉部及び接地開閉部の駆動機構を設けてなる複数の開閉ユニットを備えるスイッチギヤにおいて、
接地開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した一対の電極部を具備し、
主回路開閉部は、真空容器に固定した固定電極、及び駆動機構で駆動可能な可動電極を対向配置した各１対の遮断電極部及び断路電極部を具備し、断路電極部は遮断電極部より小径であり、遮断電極部に配した固定電極に母線側導体が接続してあり、遮断電極部の周囲にシールドを配し、
遮断電極部の可動電極と断路電極部の可動電極との間、及び接地開閉部の可動電極と接地用導体との間には、導体を薄い帯状に成形した複数の板状導体間に、ステンレス鋼を薄い帯状に成形した複数の板部材を介装してなる可撓導体を架設して電気的に接続してあり、前記駆動機構は可動電極を各別に平行に駆動するようになしてあることを特徴とするスイッチギヤ。 - 真空容器は、前記遮断電極部を収納する第１容器と、前記断路電極部及び接地開閉部の電極部を収納する第２容器とを具備し、第１容器及び第２容器には、接続導体を内蔵するブッシングがそれぞれ設けてあり、両接続導体は互いに電気的に接続してあり、両ブッシングの周囲は接続用モールドで絶縁され、遮断電極部及び断路電極部の各可動電極と各可動電極に対応するブッシングの接続導体との間はそれぞれ可撓導体で接続してある請求項１記載のスイッチギヤ。
- 各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は固体絶縁体中に埋設してある請求項１又は２記載のスイッチギヤ。
- 各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングと母線との接続部分は、主回路開閉部及び接地開閉部を収納した真空容器とは異なる真空容器内に収納してある請求項１又は２記載のスイッチギヤ。
- 各開閉ユニットの各真空容器に、母線側導体を母線に接続するための母線用ブッシングがそれぞれ設けてあり、各母線用ブッシングには、絶縁性ガスを充填するモールドが連結してあり、各モールド内に、母線用ブッシングと母線との接続部分が格納してある請求項１又は２記載のスイッチギヤ。
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