JP4521110B2 - 複合型ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁物からなる容器内に絶縁性ガスを充填し、多数のスイッチ類を設置した電力用ガス絶縁開閉装置に係り、特に遮断器と断路器とを含む複合型ガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の複合型ガス絶縁開閉装置は種々知られており、特に図１０に示した米国特許第５８４１０８７号に記載されたものが代表的である。
【０００３】
この複合型ガス絶縁開閉装置では、断路装置１が絶縁性ガス、例えばＳＦ６ガスを充填した接地金属容器２に収納してある。接点を形成する固定電極３，４は、絶縁スペーサに固定され、フランジ５，６により接地金属容器２に固定されている。
【０００４】
一方、フランジ７には、接地金属容器２と電気的に接続された固定電極８が固定されており、駆動軸１０は接地金属容器２の外部から内部に絶縁性ガスの気密を保って設置されている。電流端子１１は図示しない別の装置、例えば遮断器に接続されている。
【０００５】
そして、図１０に示した円柱状の可動電極１２，１３，１４は、それぞれ固定電極３，４，８と対を成し、接点１５，１６，１７を形成している。可動電極１２，１３，１４は電気的および通電的に、金属容器１８および図示しない摺動接触子により電流端子１１に接続されている。
【０００６】
主母線の導体は、固定電極３，４にそれぞれ接続される。したがって、接点１５，１６は主母線選択断路器の役割を果たす。また、固定電極８は接地電位であるので、接点１７は接地装置となる。
【０００７】
駆動機構１９は、駆動軸１０の回転駆動力を可動電極１２，１３，１４に伝達する役割を有している。この駆動機構１９は、可動電極１２，１３，１４およびこれら可動電極１２，１３，１４のそれぞれに接続され、駆動軸１０の回転に伴い直線状往復運動をするカム２０，２１、図示しないカムおよびその各カムに作用するレバーから構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の複合型ガス絶縁開閉装置においては、両断路器接点１５，１６が同一のガス容器２に設置され、可動電極１２，１３，１４が共通の駆動装置１９に直接設置されていることから、一方の断路器が故障したとき、その故障した断路器のみを取りかえることはできず、両方の断路器を同時に取り替える必要が生じる。このため、取り替えに必要なコストが増大する。
【０００９】
また、現地にて分解組立を実施しなければならず、取り替えに要する時間が長くなる。一方、遮断器を含むこの装置全体を取り替える方法を取った場合、大きな装置を組み立てた状態で運搬することになるため、多大な費用を必要とする。
【００１０】
また、上記従来例では、２つの断路器接点１５，１６が同一のガス区画に設置されている。すなわち、２つの断路器接点１５，１６間にガス区分が無い。この状態で、２重母線に各接点が他の接点を介することなく接続されることになる。
このような構成においては、例えば一方の母線に雷撃があって断路装置部に進入し、この断路装置部で絶縁破壊が発生して地絡した場合、このガス区画に、他の接点を介することなく接続されている全ての系が送電不可能になる。
【００１１】
すなわち、２重母線の両方が停止することになり、このことは、一方の母線が送電不能となっても他方の母線で送電を可能とする２重母線構成の意味を成さなくなってしまうことに繋がる。
【００１２】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、一つの接点が故障した場合の取り替えに必要な費用を最小とするのみならず、取り替えに要する時間を最小にすることができる安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、２重母線構成の送電系に適用でき、これにより２重母線構成の意味を損なうことなく母線選択の用途に適用できる複合型ガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器内に絶縁性ガスを充填するとともに、この容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置を複数、もしくは前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置と前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された遮断器接点を設置して形成した開閉装置の両者を少なくとも１つずつ備え、前記各開閉装置を電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続し、さらに前記金属容器を直立配置の前記各接点を収納した容器とは異なる磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器によって保持する構成とする一方、前記容器内に断路器接点を設置して形成した開閉装置においてはガス気密を保持して前記金属容器とは別のガス区画を形成するものとし、前記容器内に遮断器接点を設置して形成した開閉装置においては前記金属容器と前記金属容器を保持する前記直立配置の絶縁物の容器と同一のガス区画に属する構成としたことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１５】
本発明によれば、各開閉装置は絶縁物の容器により１つの構造物として容易に金属容器から切り離し、また接続することができるので、１つの開閉装置が故障したとき、その装置のみを取り替えることが極めて容易となる。したがって、取り替えに要する時間を短くできると同時に取り替えは安価となる。また、接地電位からの高電圧電極の絶縁は比較的長い金属容器を保持する絶縁物の容器により実施されるので、各開閉装置の対地絶縁を考慮する必要がなく、安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。複数個の開閉装置の中に断路器接点を収納した開閉装置を含むことは、変電所の機器構成の特性上、断路器を含む構成が殆どであることから、本発明の複合型ガス絶縁開閉装置の最少数の組み合わせにより、どのような変電所の構成も可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明では、前記金属容器を保持する直立配置の絶縁物の容器内に、前記各開閉装置の可動電極を駆動するための絶縁物を配置したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１７】
本発明によれば、接地電位側の操作機構から長さの小さい絶縁棒で高電位に設置された可動電極を駆動することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、２個の断路器接点を設置して形成した同一種類の開閉装置と、１個の遮断器接点を設置して形成した異なる種類の開閉装置とを、前記電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１または２記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１９】
本発明によれば、２重母線に接続される様々な機器の基本的な構成となっており、応用範囲が広く、この構成により必要な複合型ガス絶縁開閉装置の数を最少にすることができる。
【００２０】
なお、本発明においては、断路器接点を絶縁物の容器内に絶縁性ガスとともに収納した２個の開閉装置と、遮断器接点を収納した１個の開閉装置とを１個の金属容器に接続し、この金属容器を絶縁物の容器にて保持することが望ましい。
【００２１】
このような構成とすれば、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。
【００２４】
請求項４に係る発明では、金属容器に接続された３個の開閉装置の中で、中央に位置する開閉装置は２個の同一種類の開閉装置の１個であることを特徴とする請求項３記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００２５】
本発明によれば、同一種類の開閉装置は隣接して位置しているので、共通の操作棒により夫々の開閉装置の可動電極を駆動することが可能となる。すなわち、１本の操作棒により２個の開閉装置を操作することができる。また、この構成の複合型ガス絶縁開閉装置を２重母線に接続する場合には、同一種類の２個の開閉装置を夫々の母線に接続した時、他の開閉装置は母線から離れる方向を向くことになり、変電所の機器構成を設計することが容易になり、設計業務を省力化できるとともに、機器構成を縮小化することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明では、２個の異なる種類の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１または２項記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００２７】
本発明の構成は、遮断器を含む機器構成の基本となるものであり、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。
【００３０】
請求項６に係る発明では、断路器接点を絶縁性ガスが充填された絶縁物の容器内に収納した２個の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００３１】
この構成は、２重母線に接続する断路装置の基本構成であり、２重母線構成の変電所には必ず存在する構成である。また、２重母線以外の構成の変電所にも現れる構成であり、応用範囲が極めて広い。そのためにこの構成の複合型ガス絶縁開閉装置をシリーズに加えれば、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００３５】
請求項７に係る発明では、請求項５記載の２個の異なる種類の開閉装置の一方を断路器接点を絶縁物の容器に収納するとともに、他方の開閉装置を遮断器接点を絶縁物の容器に収納したものとし、この遮断器接点を収納した開閉装置の端子と、請求項６記載の金属容器とを導体で接続したことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００３６】
この構成は、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この方向性は、２重母線接続に限らず、他の様々な変電所構成に使用できる２種類の複合型ガス絶縁開閉装置を組み合わせて一構成ユニットとしていることから、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００５０】
第１実施形態（図１）
図１は本発明の第１実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００５１】
この図１に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０は、固定電極３１，３２および可動電極３３，３４によって構成される断路器接点３５，３６をそれぞれ異なる絶縁物の容器（以下、「絶縁容器」という）３７，３８に収納し、これにより形成される２つの断路器３９、４０を備えている。また、遮断器接点４７を収納した１つの絶縁容器４２により、１つの遮断器４３を形成している。
【００５２】
そして、これらの断路器３９，４０および遮断器４３の各一端を、それぞれ外部端子４４，４５，４６により外部と接続するとともに、各他端を、例えば断面六角形の金属容器４９の隣接した上側三面にそれぞれに連結してある。金属容器４９には、断路器接点３５，３６および遮断器接点４７とそれぞれ連動する駆動機構４８が収納してある。また、金属容器４９は、電流の通路となる。
【００５３】
金属容器４９の他の側面、例えば下側の面は、その一端が接地電位である直立配置の絶縁容器５０によって保持されている。この絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が設けられ、絶縁容器５０内を貫通して設けた２本の平行な操作棒５２，５３により、駆動機構４８の駆動方向変換器４８ａ，４８ｂと操作機構５１とが連結されている。
【００５４】
遮断器４３は金属容器４９に対し、断路器３９、４０の外側に位置して接続配置されており、この遮断器４３の絶縁容器５０と金属容器４９とは、同一ガス区画に属する構成としてある。一方、２つの断路器３９，４０の絶縁容器３７，３８は、それぞれ金属容器４９に対し、隔壁５４，５５を介してそれぞれ遮蔽され、遮断器４３側の空間とはガス区画された構成となっている。なお、金属容器４９には図１に破線で示すように、接地装置５６が設けられている。
【００５５】
次に作用を説明する。
【００５６】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０は、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４４，４５を通じて電流が断路器接点３５，３６を流れ、金属容器４９、遮断器接点４７を介して外部端子４６より外部に接続される。一般に、一つの断路器３９の外部端子４４は２重母線の一方の母線に接続され、別の断路器４０の外部端子４５は他の母線に接続され、さらに遮断器４２の外部端子４６は送電線などのライン回線や変圧器などのバンク回線に接続される。
【００５７】
そして、各断路器３９，４０の開閉状態を調節することにより、外部端子４６に接続されたライン回線やバンク回線に接続する母線を選択することができる。この場合、電路の遮断、断路等の操作については、操作機構５１により操作棒５２，５３を介し、金属容器４９内の駆動装置４８により各接点３５，３６，４７の開放を実施する。開放動作後は、各接点３５，３６，４７と各絶縁容器３７，３８，４２とにより、外部端子４４，４５，４６と金属容器４９とが絶縁される。金属容器４９の接地は、その金属容器４９に設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作で通常の運用状態に戻る。また、金属容器４９に設けた接地装置５６により、本実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置３０の点検時等の接地を行なうことができる。
【００５８】
断路器３９，４０は可動電極３３，３４と金属容器４９内に収納されている駆動機構４８との接続を切り離すことにより、ガス気密を保ったまま容易に金属容器４９から取り外すことができる。また、逆に金属容器４９に取り付ける作業も容易である。一方、遮断器４３も同様に、金属容器４９内に収納されている駆動機構４８との接続を切り離すことによって、容易に金属容器４９から取り外すことができる。また、逆に金属容器４９に取り付ける作業も容易である。
【００５９】
以上の本実施形態によれば、各開閉装置３１，３２，３３は絶縁物の容器により１つの構造物として容易に金属容器４９から切り離し、また接続することができるので、１つの開閉装置が故障したとき、その装置のみを取り替えることが極めて容易となる。したがって、取り替えに要する時間を短くできると同時に、取り替え作業コストの低減が図れる。
【００６０】
また、接地電位からの高電圧電極の絶縁は、金属容器４９を保持する絶縁容器５０により実施されるので、各開閉装置３１，３２，３３の対地絶縁を考慮する必要がなく、安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【００６１】
また、各開閉装置３１，３２，３３を操作するための絶縁棒５２，５３を絶縁性ガスが充填された絶縁容器５０内に設置しているので、接地電位側の操作機構から短い長さの絶縁棒５２，５３により、高電位に設置された可動電極３３，３４を駆動することができる。
【００６２】
以上の構成は、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この時、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０と同一種類の開閉装置を２重母線の夫々に接続することになるが、一方の母線に雷撃があって一方の開閉装置部に進入し、その開閉装置部で絶縁破壊が発生し閃絡した場合でも、他方の開閉装置部はガス区画が異なることから健全性が保持され、送電系は生き続ける。すなわち、２重母線の両方が停止することにはならない。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とするように構成された２重母線構成の意味を損なうことなく、例えば母線選択の用途に適用できる複合型ガス絶縁開閉装置として提供することができる。
【００６４】
また、いずれかの開閉装置の絶縁が破れて閃絡が発生した場合においても、他の機器の健全性が保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的であり、しかも交換までの時間を短縮することができる。
【００６５】
さらに、同一種類の開閉装置３１，３２は隣接して位置しているので、共通の操作棒５２，５３により各開閉装置３１，３２の可動電極３３，３４を駆動することが可能となる。これにより、１本の操作棒５２により２個の開閉装置３１，３２を操作することができ、より安価で、かつコンパクトな複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【００６６】
第２実施形態（図２）
図２は本発明の第２実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。この図２に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａでは、断路器３９と遮断器４３とを１個ずつ備え、これらが例えばＶ字形配置で金属容器４９に斜立配置で接続されている。
【００６７】
すなわち、断路器接点３５を収納した絶縁容器３７により形成される断路器３９と、遮断器接点４７を収納した絶縁容器４２により形成される遮断器４３との各一端は、それぞれ外部端子４４，４６により外部と接続されている。
【００６８】
また、絶縁容器３７，４２の各他端は、断路器接点４５および遮断器接点４７とそれぞれ連動する駆動機構４８を収納した状態で、電流の通路となる金属容器４９に接続されている。
【００６９】
金属容器４９の下側は、第１実施形態と同様に、一端が接地電位である絶縁容器５０により支持されている。絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が接続され、絶縁容器５０内を貫通して設けた操作棒５２，５３により、駆動機構４８と操作機構５１が連結されている。
【００７０】
また、金属容器４９に接続される遮断器４３は、金属容器４９、絶縁容器５０と同一ガス区画を有している。断路器３９は金属容器４９とガス区画を形成する隔壁５４を介してガス区画されている。金属容器４９には接地装置５６が設けられている。
【００７１】
次に作用を説明する。
【００７２】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａは、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４６を通じて電流が遮断器接点４７を流れ、金属容器４９、断路器接点３５を介して外部端子４４より外部に接続される。
【００７３】
電路の遮断、断路には、操作機構５１により操作棒５２，５３を介し、金属容器４９内の駆動機構４８により各接点３５，４７の開放が実施され、開放動作後は、各接点３５，４７と各絶縁容器３７，４２により外部端子４４，４６と金属容器４９が絶縁される。金属容器４９の接地は金属容器４９の設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作により通常の運用状態に戻る。
【００７４】
本実施形態の構成も、遮断器を含む機器構成の基本となるものであり、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。また、この複合型ガス絶縁開閉装置の組み合せにより、殆どの変電所の遮断器を含む部分の機器構成が可能となることから、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で十分となり、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。
【００７５】
また、ガス区画を設けることにより、仮に開閉装置のいずれかの絶縁が破れて閃絡が発生した場合にも、他方の機器には影響がなく健全性が保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的に行なえ、しかも交換までの時間を短縮できる。
【００７６】
第３実施形態（図３）
図３は本発明の第３実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００７７】
この図３に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂでは、断路器接点３５，３６を収納した絶縁容器３７，３８により断路器３９，４０が形成されている。これらの断路器３９，４０の絶縁容器３７，３８の各一端は外部端子４４，４５により外部と接続され、他端は電流の通路となる金属容器４９に接続され、金属容器４９には断路器接点３５，３６とそれぞれ連動する駆動機構４８が収納されている。
【００７８】
金属容器４９の下側は、第１実施形態と同様に、一端が接地電位である絶縁容器５０により支持されている。絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が接続され、絶縁容器５０内を貫通して設けた操作棒５２，５３により、駆動機構４８と操作機構５１が連結されている。
【００７９】
また、断路器３９，４０は金属容器４９とガス区画を形成する隔壁５４，５５を介してガス区画されている。金属容器４９には接地装置５６が設けられている。
【００８０】
次に作用を説明する。
【００８１】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂは、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４４あるいは外部端子４５を通じて電流が断路器接点３５、あるいは断路器接点３６を流れ、金属容器４９を介して外部端子４６より外部に繋がる。
【００８２】
電路の遮断、断路については、操作機構５１により操作棒５２を介し、金属容器４９内の駆動機構４８により各接点３５，３６の開放が実施され、開放動作後、各接点３５，３６と各絶縁容器３７，３８により外部端子４４，４５と金属容器４９が絶縁される。金属容器４９の接地は金属容器４９の設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作により通常の運用状態に戻る。
【００８３】
本実施形態の構成も、２重母線に接続する断路装置の基本構成であり、２重母線構成の変電所には必ず存在する構成である。また、２重母線以外の構成の変電所にも現れる構成であり、応用範囲が極めて広い。
【００８４】
そのため、この本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置をシリーズに加えれば、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００８５】
また、ガス区画を設けていることから、複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂを２重母線に接続した場合、一方の母線に雷撃があって断路接点を収納した開閉装置に進入し、この開閉装置部で絶縁破壊が発生し閃絡した場合でも、他方のガス区画に設置された断路器接点は健全性を保持し、この送電系は生き続ける。すなわち、２重母線の両方が停止することにはならない。
【００８６】
このように本実施形態では、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とする様に構成された２重母線構成の意味を損なうことなく母線選択の用途に適用できる。また、いずれかの開閉装置の絶縁が破れて閃絡が発生した場合にも、他の機器の健全性は保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的であり、しかも交換までの時間を短縮できる。
【００８７】
第４実施形態（図４）
図４は本発明の第４実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００８８】
この図４に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｃでは、接地側架台５７に、第２および第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａ，３０ｂが設置され、接続導体７０により、第３の実施形態の外部端子４６と第２の実施形態の外部端子４６とを接続している。
【００８９】
このような構成の本実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置３０ｃでは、第２および第３の実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａ，３０ｂの作用に加え、共通の接地架台５７に設置された第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂの外部端子４６が第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４６と接続導体７０により接続されていることから、電気的に第２、第３の実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０が接続される。
【００９０】
一般に、第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂの外部端子４４は２重母線の一方の母線に接続され、外部端子４５は他の母線に接続されて、第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４４は送電線などのライン回線や変圧器などのバンク回線に接続される。本実施形態によれば、断路器３９，４０の開閉状態を調節することにより、第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４４に接続されたライン回線やバンク回線に接続する母線を選択する作用が行なえる。
【００９１】
本実施形態の構成も、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この機器構成はまた、２重母線への接続の目的に限らず、他の様々な変電所構成に使用できる２種類の複合型ガス絶縁開閉装置を組み合わせて一構成ユニットとしていることから、これらに構成ユニット単独で他の機器配置にも適用できる。
【００９２】
したがって、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーすることができ、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価に行なえ、しかも交換に要する時間を短くすることができる。
【００９３】
第５実施形態（図５〜図７）
図５は本発明の第５実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置を説明する拡大断面図であり、例として図１に示した金属容器４９部を拡大して示している。図６は図５に示した逆止弁構成をさらに拡大して示す要部断面図であり、図７は操作棒および操作機構部をさらに拡大して示す要部断面図である。
【００９４】
図５に示すように、電流の通路となる金属容器４９に、一方の断路器３９の接点を収納する絶縁容器３７が接続されるとともに、駆動機構４８が収納されている。この金属容器４９の接続部分に、ガス区画を形成する隔壁５４が設けられている。また、他方の断路器４０の接点を収納する絶縁容器３８も同様に、ガス区画を形成する隔壁５５を介して金属容器４９に接続されている。
【００９５】
これらの隔壁５４，５５には、それぞれ逆止弁５８，５９が設置され、金属容器４９から絶縁容器３７，３８の順方向（矢印ａ方向）にはガスが移動でき、この逆向方向（矢印ｂ方向）にはガスが移動できない構造としてある。
【００９６】
なお、金属容器４９には、遮断器４３の接点を収納する絶縁容器４２が接続されるとともに、操作棒５２，５３を収納する絶縁容器５０も接続されているが、これらと金属容器４９との接続には隔壁はなく、これらの間にはガス区画が形成されていない。
【００９７】
図６は、図５に示した逆止弁５８，５９の一構成例を示している。この図６に示すように、ガス区画を形成する隔壁５４，５５に、貫通孔６０ｂを有する金属ケース６０ａが周囲部を溶接等により気密保持状態で固定されている。この金属ケース６０ａに、断面例えばＨ形の移動弁６０が装着されている。この移動弁６０は、貫通孔６０ｂを介して金属ケース６０ａの両面に対向部を配置し、圧縮コイルスプリング等のバネ６１により金属容器側から外方（順方向ａ）に付勢されている。また、金属ケース６０ａの両側面にＯリング６２，６３が配置され移動弁６０の対向面部分に接触した場合の気密シールが行なわれるようになっている。なお、移動弁６０は、バネ６１の押圧力により、そのバネ側に位置するＯリング６３から通常は離れた状態にある。
【００９８】
このような構成の逆止弁５８において、通常状態ではバネ６１の付勢力によってＯリング６２に移動弁６０が接し、ガスは図６上部から下方（逆方向ｂ）に向かう流れは生じない。一方、同図下部から上方への順方向ａにはガスが流れ得る。しかし、下部と上部のガス圧力差が大きくなり、大量のガスが流れ始めると、移動弁６０がバネ６１に逆らってガス流に押され、Ｏリング６２に接触するようになる。すると、もはや順方向ａにおいても、ガスは流れなくなる。
【００９９】
このような逆止弁５８，５９を、図６に示すように、金属容器４９から絶縁容器３７，３８に向かう方向を順方向となるようにしているので、絶縁容器３７，３８のガス圧が金属容器４９内のガス圧より高い場合にはガスは流れず、絶縁容器３７，３８内のガスは密封される。一方、金属容器４９のガス圧が絶縁容器３７，３８のガス圧より高くなったときにはガスが流れ、金属容器４９内のガスが絶縁容器３７，３８の内部に移動する。ただし、金属容器４９内のガス圧が急激に上昇した場合には、逆止弁５８，５９は順方向のガス流も遮断するため、このようなガス流は発生しなくなる。
【０１００】
図７は、支持絶縁物容器５０の下部接地電位の接続部分を示している。
【０１０１】
この図７に示すように、本実施形態では架台のフランジ部分において、絶縁容器５０と操作機構５１側とが気密にシールされている。そして、フランジ部分の操作機構５１側の空間に、ガス圧力監視装置６４が設けられるとともに、ガスバルブ６５を有するガス配管６６がフランジ部分を貫通している。
【０１０２】
これにより、絶縁容器５０側のガス圧力を操作器項５１側空間にて監視し、圧力に応じてガスバルブ６５を操作し、ガス圧の調整が行なえる。
【０１０３】
以上の本実施形態によると、現地への分割輸送で、逆止弁５８，５９の下流側のガス区画、すなわち断路器接点を収納するガス区画には大気圧よりわずかに高いガスを充填しておく。そして、他方の上流側のガス区画、すなわち遮断器接点を収納し、一端が接地電位であるガス区画は大気状態で現地まで分解輸送すれば、現地にて組立後大気状態で輸送した上流側のガス区画のみに真空引きし、ガス充填のガス処理をすれば、他方の断路器接点を収納する下流側のガス区画は自動的に高ガス圧の充填のみ実施される。これにより、多数のガス区画を平行してガス処理する手間を省くことができ、現地での組立作業が効率的に実施できる利点が得られる。
【０１０４】
また、ガス区画間のガス圧力差が大きくなり、順方向ａに流れるガス量が大きくなったときには、順方向ａのガス流も遮断する装置を備えていることから、逆止弁５８，５９の順方向ａの上流側にて事故アークが発生し、このガス区画が高ガス圧になって逆止弁５８，５９の順方向ａに大量のガスが流れ始めても、このガス流を遮断する機能を有するため、下流側の他のガス区画にはこのアークによって生成された絶縁にとって有害な様々な物質がガスとともに流れ込むことはない。
【０１０５】
したがって、ガス流の上流側でアーク事故が発生したときでも、下流側には有害ガスが流れ込まず、下流側のガス区画は健全性を保つことができる。
【０１０６】
また、ガス流の順方向ａを、一端が接地電位であるガス区画から接地電位を有しないガス区画に向かう方向としているため、現地での組立のとき、物理的に低い位置でのガス処理が可能となり、現地での組立、ガス処理の作業効率を向上することができる。
【０１０７】
なお、ガス流の順方向ａを、一端が接地電位であるガス区画から接地電位を有しないガス区画に向かう方向とし、一端が接地電位であるガス区画には、ガス圧力監視装置を設置すれば、大地電位の下でガス圧力を監視し、高電位に位置するガス区画においてもガス圧力を監視することができる。これにより、安価で、しかも高い信頼性を有する開閉装置を提供することができる。
【０１０８】
第６実施形態（図８）
図８は本発明の第６実施形態による逆止弁５８，５９の構成例を示している。
【０１０９】
この図８に示すように、本実施形態ではガス区画を形成する隔壁５４，５５に金属ケース５９が気密を保って固定され、移動弁６０がバネ６１とともに収納されている。バネ６１は移動弁６０をＯリング６２に軽く押さえつけている。金属ケース５２内には、合成ゼオライト等を収納したフィルタ６７が収納してある。
【０１１０】
このような構成において、逆止弁５８，５９は通常状態においては、バネ６１の付勢力によってＯリング６２に移動弁６０が接している。したがって、ガスは図８上部から下方に向かう逆方向ｂには流れ得ない。
【０１１１】
一方、図８下部から上方への順方向ａに対しては、ガスは流れ得る。しかし、この時、ガス流は必ずフィルタ６７を通過することになり、下流側に移動するガスは、絶縁にとって有害な物質を取り除かれたガスとなる。
【０１１２】
本実施形態によれば、逆止弁５８，５９の順方向ａの上流側にて事故アークが発生し、このガス区画が高ガス圧になり、上流側から下流側の他のガス区画にガスが流れても、下流側に流れ込むガスは、このアークによって生成された絶縁にとって有害な様々な物質が取り除かれたガスとなる。したがって、上流側でアーク事故が発生しても下流側のガス区画は健全性を保つことができる。
【０１１３】
他の実施形態（図９）
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、多種多様な形態で実施可能である。
【０１１４】
例えば、図９に示したように、機器の構成については第３の実施形態と同様とするが、断路器４０の取付け位置を変えることにより、全体の高さを押さえ、これにより機器のバランスの最適化が図れる。
【０１１５】
また、駆動機構４８の方式を変えることにより、断路器３９，４０に要求される開閉性能（断路器接点３５，３６の開閉速度）を満足することが可能である。
【０１１６】
したがって、この図９の形態で実施することにより、断路器接点の可動電極を高速で駆動することができるため、ループ電流遮断が容易となり、２重母線に接続された２個の断路器接点による母線切り替えの際には、ループ電流を遮断する必要があり、本実施形態は有効に機能する。
【０１１７】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明によれば、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とする様に構成された２重母線構成の意味を損なうことなく、母線選択の用途に適用することができる。そして、取り替えに必要な費用を最小とするのみならず、取り替えに要する時間を最小にし、作業コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図５】本発明の第５の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置を構成する夫々の開閉装置の金属容器への接続部分を拡大した断面図。
【図６】本発明の第５の実施形態による図５に示されたガスの逆止弁の詳細構造例を示す断面図。
【図７】本発明の第５の実施形態による図５に示されたガスの逆止弁の詳細構造例を示す断面図。
【図８】本発明の第６の実施形態による碍管形開閉装置の支持絶縁物容器の下部接地電位の接続部分を拡大した断面図。
【図９】本発明の他の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図１０】従来の複合型ガス絶縁開閉装置の断路器接点近傍を示す正面断面図。
【符号の説明】
３０ 複合型ガス絶縁開閉装置
３１，３２ 固定電極
３３，３４ 可動電極
３５，３６ 断路器接点
３７，３８ 絶縁容器
３９，４０ 断路器
４２ 絶縁容器
４３ 遮断器
４４，４５，４６ 外部端子
４７ 遮断器接点
４８ 駆動機構
４９ 金属容器
５０ 絶縁容器
５１ 操作機構
５２，５３ 操作棒
５４，５５ 隔壁
５６ 接地装置
５８，５９ 逆止弁
６０ 移動弁
６０ａ 金属ケース
６０ｂ 貫通孔
６１ バネ
６２，６３ Ｏリング
６４ ガス圧力監視装置
６５ ガスバルブ
６６ ガス配管
６７ フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁物からなる容器内に絶縁性ガスを充填し、多数のスイッチ類を設置した電力用ガス絶縁開閉装置に係り、特に遮断器と断路器とを含む複合型ガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の複合型ガス絶縁開閉装置は種々知られており、特に図１０に示した米国特許第５８４１０８７号に記載されたものが代表的である。
【０００３】
この複合型ガス絶縁開閉装置では、断路装置１が絶縁性ガス、例えばＳＦ６ガスを充填した接地金属容器２に収納してある。接点を形成する固定電極３，４は、絶縁スペーサに固定され、フランジ５，６により接地金属容器２に固定されている。
【０００４】
一方、フランジ７には、接地金属容器２と電気的に接続された固定電極８が固定されており、駆動軸１０は接地金属容器２の外部から内部に絶縁性ガスの気密を保って設置されている。電流端子１１は図示しない別の装置、例えば遮断器に接続されている。
【０００５】
そして、図１０に示した円柱状の可動電極１２，１３，１４は、それぞれ固定電極３，４，８と対を成し、接点１５，１６，１７を形成している。可動電極１２，１３，１４は電気的および通電的に、金属容器１８および図示しない摺動接触子により電流端子１１に接続されている。
【０００６】
主母線の導体は、固定電極３，４にそれぞれ接続される。したがって、接点１５，１６は主母線選択断路器の役割を果たす。また、固定電極８は接地電位であるので、接点１７は接地装置となる。
【０００７】
駆動機構１９は、駆動軸１０の回転駆動力を可動電極１２，１３，１４に伝達する役割を有している。この駆動機構１９は、可動電極１２，１３，１４およびこれら可動電極１２，１３，１４のそれぞれに接続され、駆動軸１０の回転に伴い直線状往復運動をするカム２０，２１、図示しないカムおよびその各カムに作用するレバーから構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の複合型ガス絶縁開閉装置においては、両断路器接点１５，１６が同一のガス容器２に設置され、可動電極１２，１３，１４が共通の駆動装置１９に直接設置されていることから、一方の断路器が故障したとき、その故障した断路器のみを取りかえることはできず、両方の断路器を同時に取り替える必要が生じる。このため、取り替えに必要なコストが増大する。
【０００９】
また、現地にて分解組立を実施しなければならず、取り替えに要する時間が長くなる。一方、遮断器を含むこの装置全体を取り替える方法を取った場合、大きな装置を組み立てた状態で運搬することになるため、多大な費用を必要とする。
【００１０】
また、上記従来例では、２つの断路器接点１５，１６が同一のガス区画に設置されている。すなわち、２つの断路器接点１５，１６間にガス区分が無い。この状態で、２重母線に各接点が他の接点を介することなく接続されることになる。
このような構成においては、例えば一方の母線に雷撃があって断路装置部に進入し、この断路装置部で絶縁破壊が発生して地絡した場合、このガス区画に、他の接点を介することなく接続されている全ての系が送電不可能になる。
【００１１】
すなわち、２重母線の両方が停止することになり、このことは、一方の母線が送電不能となっても他方の母線で送電を可能とする２重母線構成の意味を成さなくなってしまうことに繋がる。
【００１２】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、一つの接点が故障した場合の取り替えに必要な費用を最小とするのみならず、取り替えに要する時間を最小にすることができる安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、２重母線構成の送電系に適用でき、これにより２重母線構成の意味を損なうことなく母線選択の用途に適用できる複合型ガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器内に絶縁性ガスを充填するとともに、この容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置を複数、もしくは前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置と前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された遮断器接点を設置して形成した開閉装置の両者を少なくとも１つずつ備え、前記各開閉装置を電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続し、さらに前記金属容器を直立配置の前記各接点を収納した容器とは異なる磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器によって保持する構成とする一方、前記容器内に断路器接点を設置して形成した開閉装置においてはガス気密を保持して前記金属容器とは別のガス区画を形成するものとし、前記容器内に遮断器接点を設置して形成した開閉装置においては前記金属容器と前記金属容器を保持する前記直立配置の絶縁物の容器と同一のガス区画に属する構成としたことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１５】
本発明によれば、各開閉装置は絶縁物の容器により１つの構造物として容易に金属容器から切り離し、また接続することができるので、１つの開閉装置が故障したとき、その装置のみを取り替えることが極めて容易となる。したがって、取り替えに要する時間を短くできると同時に取り替えは安価となる。また、接地電位からの高電圧電極の絶縁は比較的長い金属容器を保持する絶縁物の容器により実施されるので、各開閉装置の対地絶縁を考慮する必要がなく、安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。複数個の開閉装置の中に断路器接点を収納した開閉装置を含むことは、変電所の機器構成の特性上、断路器を含む構成が殆どであることから、本発明の複合型ガス絶縁開閉装置の最少数の組み合わせにより、どのような変電所の構成も可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明では、前記金属容器を保持する直立配置の絶縁物の容器内に、前記各開閉装置の可動電極を駆動するための絶縁物を配置したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１７】
本発明によれば、接地電位側の操作機構から長さの小さい絶縁棒で高電位に設置された可動電極を駆動することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、２個の断路器接点を設置して形成した同一種類の開閉装置と、１個の遮断器接点を設置して形成した異なる種類の開閉装置とを、前記電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１または２記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００１９】
本発明によれば、２重母線に接続される様々な機器の基本的な構成となっており、応用範囲が広く、この構成により必要な複合型ガス絶縁開閉装置の数を最少にすることができる。
【００２０】
なお、本発明においては、断路器接点を絶縁物の容器内に絶縁性ガスとともに収納した２個の開閉装置と、遮断器接点を収納した１個の開閉装置とを１個の金属容器に接続し、この金属容器を絶縁物の容器にて保持することが望ましい。
【００２１】
このような構成とすれば、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。
【００２４】
請求項４に係る発明では、金属容器に接続された３個の開閉装置の中で、中央に位置する開閉装置は２個の同一種類の開閉装置の１個であることを特徴とする請求項３記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００２５】
本発明によれば、同一種類の開閉装置は隣接して位置しているので、共通の操作棒により夫々の開閉装置の可動電極を駆動することが可能となる。すなわち、１本の操作棒により２個の開閉装置を操作することができる。また、この構成の複合型ガス絶縁開閉装置を２重母線に接続する場合には、同一種類の２個の開閉装置を夫々の母線に接続した時、他の開閉装置は母線から離れる方向を向くことになり、変電所の機器構成を設計することが容易になり、設計業務を省力化できるとともに、機器構成を縮小化することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明では、２個の異なる種類の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１または２項記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００２７】
本発明の構成は、遮断器を含む機器構成の基本となるものであり、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。
【００３０】
請求項６に係る発明では、断路器接点を絶縁性ガスが充填された絶縁物の容器内に収納した２個の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００３１】
この構成は、２重母線に接続する断路装置の基本構成であり、２重母線構成の変電所には必ず存在する構成である。また、２重母線以外の構成の変電所にも現れる構成であり、応用範囲が極めて広い。そのためにこの構成の複合型ガス絶縁開閉装置をシリーズに加えれば、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００３５】
請求項７に係る発明では、請求項５記載の２個の異なる種類の開閉装置の一方を断路器接点を絶縁物の容器に収納するとともに、他方の開閉装置を遮断器接点を絶縁物の容器に収納したものとし、この遮断器接点を収納した開閉装置の端子と、請求項６記載の金属容器とを導体で接続したことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置を提供する。
【００３６】
この構成は、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この方向性は、２重母線接続に限らず、他の様々な変電所構成に使用できる２種類の複合型ガス絶縁開閉装置を組み合わせて一構成ユニットとしていることから、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００５０】
第１実施形態（図１）
図１は本発明の第１実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００５１】
この図１に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０は、固定電極３１，３２および可動電極３３，３４によって構成される断路器接点３５，３６をそれぞれ異なる絶縁物の容器（以下、「絶縁容器」という）３７，３８に収納し、これにより形成される２つの断路器３９、４０を備えている。また、遮断器接点４７を収納した１つの絶縁容器４２により、１つの遮断器４３を形成している。
【００５２】
そして、これらの断路器３９，４０および遮断器４３の各一端を、それぞれ外部端子４４，４５，４６により外部と接続するとともに、各他端を、例えば断面六角形の金属容器４９の隣接した上側三面にそれぞれに連結してある。金属容器４９には、断路器接点３５，３６および遮断器接点４７とそれぞれ連動する駆動機構４８が収納してある。また、金属容器４９は、電流の通路となる。
【００５３】
金属容器４９の他の側面、例えば下側の面は、その一端が接地電位である直立配置の絶縁容器５０によって保持されている。この絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が設けられ、絶縁容器５０内を貫通して設けた２本の平行な操作棒５２，５３により、駆動機構４８の駆動方向変換器４８ａ，４８ｂと操作機構５１とが連結されている。
【００５４】
遮断器４３は金属容器４９に対し、断路器３９、４０の外側に位置して接続配置されており、この遮断器４３の絶縁容器５０と金属容器４９とは、同一ガス区画に属する構成としてある。一方、２つの断路器３９，４０の絶縁容器３７，３８は、それぞれ金属容器４９に対し、隔壁５４，５５を介してそれぞれ遮蔽され、遮断器４３側の空間とはガス区画された構成となっている。なお、金属容器４９には図１に破線で示すように、接地装置５６が設けられている。
【００５５】
次に作用を説明する。
【００５６】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０は、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４４，４５を通じて電流が断路器接点３５，３６を流れ、金属容器４９、遮断器接点４７を介して外部端子４６より外部に接続される。一般に、一つの断路器３９の外部端子４４は２重母線の一方の母線に接続され、別の断路器４０の外部端子４５は他の母線に接続され、さらに遮断器４２の外部端子４６は送電線などのライン回線や変圧器などのバンク回線に接続される。
【００５７】
そして、各断路器３９，４０の開閉状態を調節することにより、外部端子４６に接続されたライン回線やバンク回線に接続する母線を選択することができる。この場合、電路の遮断、断路等の操作については、操作機構５１により操作棒５２，５３を介し、金属容器４９内の駆動装置４８により各接点３５，３６，４７の開放を実施する。開放動作後は、各接点３５，３６，４７と各絶縁容器３７，３８，４２とにより、外部端子４４，４５，４６と金属容器４９とが絶縁される。金属容器４９の接地は、その金属容器４９に設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作で通常の運用状態に戻る。また、金属容器４９に設けた接地装置５６により、本実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置３０の点検時等の接地を行なうことができる。
【００５８】
断路器３９，４０は可動電極３３，３４と金属容器４９内に収納されている駆動機構４８との接続を切り離すことにより、ガス気密を保ったまま容易に金属容器４９から取り外すことができる。また、逆に金属容器４９に取り付ける作業も容易である。一方、遮断器４３も同様に、金属容器４９内に収納されている駆動機構４８との接続を切り離すことによって、容易に金属容器４９から取り外すことができる。また、逆に金属容器４９に取り付ける作業も容易である。
【００５９】
以上の本実施形態によれば、各開閉装置３１，３２，３３は絶縁物の容器により１つの構造物として容易に金属容器４９から切り離し、また接続することができるので、１つの開閉装置が故障したとき、その装置のみを取り替えることが極めて容易となる。したがって、取り替えに要する時間を短くできると同時に、取り替え作業コストの低減が図れる。
【００６０】
また、接地電位からの高電圧電極の絶縁は、金属容器４９を保持する絶縁容器５０により実施されるので、各開閉装置３１，３２，３３の対地絶縁を考慮する必要がなく、安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【００６１】
また、各開閉装置３１，３２，３３を操作するための絶縁棒５２，５３を絶縁性ガスが充填された絶縁容器５０内に設置しているので、接地電位側の操作機構から短い長さの絶縁棒５２，５３により、高電位に設置された可動電極３３，３４を駆動することができる。
【００６２】
以上の構成は、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この時、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０と同一種類の開閉装置を２重母線の夫々に接続することになるが、一方の母線に雷撃があって一方の開閉装置部に進入し、その開閉装置部で絶縁破壊が発生し閃絡した場合でも、他方の開閉装置部はガス区画が異なることから健全性が保持され、送電系は生き続ける。すなわち、２重母線の両方が停止することにはならない。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とするように構成された２重母線構成の意味を損なうことなく、例えば母線選択の用途に適用できる複合型ガス絶縁開閉装置として提供することができる。
【００６４】
また、いずれかの開閉装置の絶縁が破れて閃絡が発生した場合においても、他の機器の健全性が保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的であり、しかも交換までの時間を短縮することができる。
【００６５】
さらに、同一種類の開閉装置３１，３２は隣接して位置しているので、共通の操作棒５２，５３により各開閉装置３１，３２の可動電極３３，３４を駆動することが可能となる。これにより、１本の操作棒５２により２個の開閉装置３１，３２を操作することができ、より安価で、かつコンパクトな複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【００６６】
第２実施形態（図２）
図２は本発明の第２実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。この図２に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａでは、断路器３９と遮断器４３とを１個ずつ備え、これらが例えばＶ字形配置で金属容器４９に斜立配置で接続されている。
【００６７】
すなわち、断路器接点３５を収納した絶縁容器３７により形成される断路器３９と、遮断器接点４７を収納した絶縁容器４２により形成される遮断器４３との各一端は、それぞれ外部端子４４，４６により外部と接続されている。
【００６８】
また、絶縁容器３７，４２の各他端は、断路器接点４５および遮断器接点４７とそれぞれ連動する駆動機構４８を収納した状態で、電流の通路となる金属容器４９に接続されている。
【００６９】
金属容器４９の下側は、第１実施形態と同様に、一端が接地電位である絶縁容器５０により支持されている。絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が接続され、絶縁容器５０内を貫通して設けた操作棒５２，５３により、駆動機構４８と操作機構５１が連結されている。
【００７０】
また、金属容器４９に接続される遮断器４３は、金属容器４９、絶縁容器５０と同一ガス区画を有している。断路器３９は金属容器４９とガス区画を形成する隔壁５４を介してガス区画されている。金属容器４９には接地装置５６が設けられている。
【００７１】
次に作用を説明する。
【００７２】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａは、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４６を通じて電流が遮断器接点４７を流れ、金属容器４９、断路器接点３５を介して外部端子４４より外部に接続される。
【００７３】
電路の遮断、断路には、操作機構５１により操作棒５２，５３を介し、金属容器４９内の駆動機構４８により各接点３５，４７の開放が実施され、開放動作後は、各接点３５，４７と各絶縁容器３７，４２により外部端子４４，４６と金属容器４９が絶縁される。金属容器４９の接地は金属容器４９の設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作により通常の運用状態に戻る。
【００７４】
本実施形態の構成も、遮断器を含む機器構成の基本となるものであり、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。また、この複合型ガス絶縁開閉装置の組み合せにより、殆どの変電所の遮断器を含む部分の機器構成が可能となることから、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で十分となり、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。
【００７５】
また、ガス区画を設けることにより、仮に開閉装置のいずれかの絶縁が破れて閃絡が発生した場合にも、他方の機器には影響がなく健全性が保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的に行なえ、しかも交換までの時間を短縮できる。
【００７６】
第３実施形態（図３）
図３は本発明の第３実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００７７】
この図３に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂでは、断路器接点３５，３６を収納した絶縁容器３７，３８により断路器３９，４０が形成されている。これらの断路器３９，４０の絶縁容器３７，３８の各一端は外部端子４４，４５により外部と接続され、他端は電流の通路となる金属容器４９に接続され、金属容器４９には断路器接点３５，３６とそれぞれ連動する駆動機構４８が収納されている。
【００７８】
金属容器４９の下側は、第１実施形態と同様に、一端が接地電位である絶縁容器５０により支持されている。絶縁容器５０の接地電位側には操作機構５１が接続され、絶縁容器５０内を貫通して設けた操作棒５２，５３により、駆動機構４８と操作機構５１が連結されている。
【００７９】
また、断路器３９，４０は金属容器４９とガス区画を形成する隔壁５４，５５を介してガス区画されている。金属容器４９には接地装置５６が設けられている。
【００８０】
次に作用を説明する。
【００８１】
本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂは、絶縁容器５０により接地側と絶縁されていることから、通常の運用では電気的に外部端子４４あるいは外部端子４５を通じて電流が断路器接点３５、あるいは断路器接点３６を流れ、金属容器４９を介して外部端子４６より外部に繋がる。
【００８２】
電路の遮断、断路については、操作機構５１により操作棒５２を介し、金属容器４９内の駆動機構４８により各接点３５，３６の開放が実施され、開放動作後、各接点３５，３６と各絶縁容器３７，３８により外部端子４４，４５と金属容器４９が絶縁される。金属容器４９の接地は金属容器４９の設けた接地装置５６により実施される。同様に操作機構５１による閉路操作により通常の運用状態に戻る。
【００８３】
本実施形態の構成も、２重母線に接続する断路装置の基本構成であり、２重母線構成の変電所には必ず存在する構成である。また、２重母線以外の構成の変電所にも現れる構成であり、応用範囲が極めて広い。
【００８４】
そのため、この本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置をシリーズに加えれば、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーでき、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置が提供できる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価となり、交換に要する時間を短くできる。
【００８５】
また、ガス区画を設けていることから、複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂを２重母線に接続した場合、一方の母線に雷撃があって断路接点を収納した開閉装置に進入し、この開閉装置部で絶縁破壊が発生し閃絡した場合でも、他方のガス区画に設置された断路器接点は健全性を保持し、この送電系は生き続ける。すなわち、２重母線の両方が停止することにはならない。
【００８６】
このように本実施形態では、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とする様に構成された２重母線構成の意味を損なうことなく母線選択の用途に適用できる。また、いずれかの開閉装置の絶縁が破れて閃絡が発生した場合にも、他の機器の健全性は保たれるため、不具合が発生した開閉装置のみを取り替えればよく、現地への交換品の輸送を含めて経済的であり、しかも交換までの時間を短縮できる。
【００８７】
第４実施形態（図４）
図４は本発明の第４実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の略全体を断面で示す構成図である。
【００８８】
この図４に示すように、本実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｃでは、接地側架台５７に、第２および第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａ，３０ｂが設置され、接続導体７０により、第３の実施形態の外部端子４６と第２の実施形態の外部端子４６とを接続している。
【００８９】
このような構成の本実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置３０ｃでは、第２および第３の実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａ，３０ｂの作用に加え、共通の接地架台５７に設置された第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂの外部端子４６が第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４６と接続導体７０により接続されていることから、電気的に第２、第３の実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０が接続される。
【００９０】
一般に、第３実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ｂの外部端子４４は２重母線の一方の母線に接続され、外部端子４５は他の母線に接続されて、第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４４は送電線などのライン回線や変圧器などのバンク回線に接続される。本実施形態によれば、断路器３９，４０の開閉状態を調節することにより、第２実施形態の複合型ガス絶縁開閉装置３０ａの外部端子４４に接続されたライン回線やバンク回線に接続する母線を選択する作用が行なえる。
【００９１】
本実施形態の構成も、２重母線に接続されるライン回線、バンク回線等の基本構成であることから、この部分をガス絶縁により縮小化することで変電所全体が大幅に縮小化できる。この機器構成はまた、２重母線への接続の目的に限らず、他の様々な変電所構成に使用できる２種類の複合型ガス絶縁開閉装置を組み合わせて一構成ユニットとしていることから、これらに構成ユニット単独で他の機器配置にも適用できる。
【００９２】
したがって、少ない種類の複合型ガス絶縁開閉装置のシリーズ化で様々な方式の変電所をカバーすることができ、より安価な複合型ガス絶縁開閉装置を提供することができる。また、不具合が生じた各ユニットの交換がきわめて容易で、安価に行なえ、しかも交換に要する時間を短くすることができる。
【００９３】
第５実施形態（図５〜図７）
図５は本発明の第５実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置を説明する拡大断面図であり、例として図１に示した金属容器４９部を拡大して示している。図６は図５に示した逆止弁構成をさらに拡大して示す要部断面図であり、図７は操作棒および操作機構部をさらに拡大して示す要部断面図である。
【００９４】
図５に示すように、電流の通路となる金属容器４９に、一方の断路器３９の接点を収納する絶縁容器３７が接続されるとともに、駆動機構４８が収納されている。この金属容器４９の接続部分に、ガス区画を形成する隔壁５４が設けられている。また、他方の断路器４０の接点を収納する絶縁容器３８も同様に、ガス区画を形成する隔壁５５を介して金属容器４９に接続されている。
【００９５】
これらの隔壁５４，５５には、それぞれ逆止弁５８，５９が設置され、金属容器４９から絶縁容器３７，３８の順方向（矢印ａ方向）にはガスが移動でき、この逆向方向（矢印ｂ方向）にはガスが移動できない構造としてある。
【００９６】
なお、金属容器４９には、遮断器４３の接点を収納する絶縁容器４２が接続されるとともに、操作棒５２，５３を収納する絶縁容器５０も接続されているが、これらと金属容器４９との接続には隔壁はなく、これらの間にはガス区画が形成されていない。
【００９７】
図６は、図５に示した逆止弁５８，５９の一構成例を示している。この図６に示すように、ガス区画を形成する隔壁５４，５５に、貫通孔６０ｂを有する金属ケース６０ａが周囲部を溶接等により気密保持状態で固定されている。この金属ケース６０ａに、断面例えばＨ形の移動弁６０が装着されている。この移動弁６０は、貫通孔６０ｂを介して金属ケース６０ａの両面に対向部を配置し、圧縮コイルスプリング等のバネ６１により金属容器側から外方（順方向ａ）に付勢されている。また、金属ケース６０ａの両側面にＯリング６２，６３が配置され移動弁６０の対向面部分に接触した場合の気密シールが行なわれるようになっている。なお、移動弁６０は、バネ６１の押圧力により、そのバネ側に位置するＯリング６３から通常は離れた状態にある。
【００９８】
このような構成の逆止弁５８において、通常状態ではバネ６１の付勢力によってＯリング６２に移動弁６０が接し、ガスは図６上部から下方（逆方向ｂ）に向かう流れは生じない。一方、同図下部から上方への順方向ａにはガスが流れ得る。しかし、下部と上部のガス圧力差が大きくなり、大量のガスが流れ始めると、移動弁６０がバネ６１に逆らってガス流に押され、Ｏリング６２に接触するようになる。すると、もはや順方向ａにおいても、ガスは流れなくなる。
【００９９】
このような逆止弁５８，５９を、図６に示すように、金属容器４９から絶縁容器３７，３８に向かう方向を順方向となるようにしているので、絶縁容器３７，３８のガス圧が金属容器４９内のガス圧より高い場合にはガスは流れず、絶縁容器３７，３８内のガスは密封される。一方、金属容器４９のガス圧が絶縁容器３７，３８のガス圧より高くなったときにはガスが流れ、金属容器４９内のガスが絶縁容器３７，３８の内部に移動する。ただし、金属容器４９内のガス圧が急激に上昇した場合には、逆止弁５８，５９は順方向のガス流も遮断するため、このようなガス流は発生しなくなる。
【０１００】
図７は、支持絶縁物容器５０の下部接地電位の接続部分を示している。
【０１０１】
この図７に示すように、本実施形態では架台のフランジ部分において、絶縁容器５０と操作機構５１側とが気密にシールされている。そして、フランジ部分の操作機構５１側の空間に、ガス圧力監視装置６４が設けられるとともに、ガスバルブ６５を有するガス配管６６がフランジ部分を貫通している。
【０１０２】
これにより、絶縁容器５０側のガス圧力を操作器項５１側空間にて監視し、圧力に応じてガスバルブ６５を操作し、ガス圧の調整が行なえる。
【０１０３】
以上の本実施形態によると、現地への分割輸送で、逆止弁５８，５９の下流側のガス区画、すなわち断路器接点を収納するガス区画には大気圧よりわずかに高いガスを充填しておく。そして、他方の上流側のガス区画、すなわち遮断器接点を収納し、一端が接地電位であるガス区画は大気状態で現地まで分解輸送すれば、現地にて組立後大気状態で輸送した上流側のガス区画のみに真空引きし、ガス充填のガス処理をすれば、他方の断路器接点を収納する下流側のガス区画は自動的に高ガス圧の充填のみ実施される。これにより、多数のガス区画を平行してガス処理する手間を省くことができ、現地での組立作業が効率的に実施できる利点が得られる。
【０１０４】
また、ガス区画間のガス圧力差が大きくなり、順方向ａに流れるガス量が大きくなったときには、順方向ａのガス流も遮断する装置を備えていることから、逆止弁５８，５９の順方向ａの上流側にて事故アークが発生し、このガス区画が高ガス圧になって逆止弁５８，５９の順方向ａに大量のガスが流れ始めても、このガス流を遮断する機能を有するため、下流側の他のガス区画にはこのアークによって生成された絶縁にとって有害な様々な物質がガスとともに流れ込むことはない。
【０１０５】
したがって、ガス流の上流側でアーク事故が発生したときでも、下流側には有害ガスが流れ込まず、下流側のガス区画は健全性を保つことができる。
【０１０６】
また、ガス流の順方向ａを、一端が接地電位であるガス区画から接地電位を有しないガス区画に向かう方向としているため、現地での組立のとき、物理的に低い位置でのガス処理が可能となり、現地での組立、ガス処理の作業効率を向上することができる。
【０１０７】
なお、ガス流の順方向ａを、一端が接地電位であるガス区画から接地電位を有しないガス区画に向かう方向とし、一端が接地電位であるガス区画には、ガス圧力監視装置を設置すれば、大地電位の下でガス圧力を監視し、高電位に位置するガス区画においてもガス圧力を監視することができる。これにより、安価で、しかも高い信頼性を有する開閉装置を提供することができる。
【０１０８】
第６実施形態（図８）
図８は本発明の第６実施形態による逆止弁５８，５９の構成例を示している。
【０１０９】
この図８に示すように、本実施形態ではガス区画を形成する隔壁５４，５５に金属ケース５９が気密を保って固定され、移動弁６０がバネ６１とともに収納されている。バネ６１は移動弁６０をＯリング６２に軽く押さえつけている。金属ケース５２内には、合成ゼオライト等を収納したフィルタ６７が収納してある。
【０１１０】
このような構成において、逆止弁５８，５９は通常状態においては、バネ６１の付勢力によってＯリング６２に移動弁６０が接している。したがって、ガスは図８上部から下方に向かう逆方向ｂには流れ得ない。
【０１１１】
一方、図８下部から上方への順方向ａに対しては、ガスは流れ得る。しかし、この時、ガス流は必ずフィルタ６７を通過することになり、下流側に移動するガスは、絶縁にとって有害な物質を取り除かれたガスとなる。
【０１１２】
本実施形態によれば、逆止弁５８，５９の順方向ａの上流側にて事故アークが発生し、このガス区画が高ガス圧になり、上流側から下流側の他のガス区画にガスが流れても、下流側に流れ込むガスは、このアークによって生成された絶縁にとって有害な様々な物質が取り除かれたガスとなる。したがって、上流側でアーク事故が発生しても下流側のガス区画は健全性を保つことができる。
【０１１３】
他の実施形態（図９）
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、多種多様な形態で実施可能である。
【０１１４】
例えば、図９に示したように、機器の構成については第３の実施形態と同様とするが、断路器４０の取付け位置を変えることにより、全体の高さを押さえ、これにより機器のバランスの最適化が図れる。
【０１１５】
また、駆動機構４８の方式を変えることにより、断路器３９，４０に要求される開閉性能（断路器接点３５，３６の開閉速度）を満足することが可能である。
【０１１６】
したがって、この図９の形態で実施することにより、断路器接点の可動電極を高速で駆動することができるため、ループ電流遮断が容易となり、２重母線に接続された２個の断路器接点による母線切り替えの際には、ループ電流を遮断する必要があり、本実施形態は有効に機能する。
【０１１７】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明によれば、一方の母線が送電不能となっても、他方の母線で送電を可能とする様に構成された２重母線構成の意味を損なうことなく、母線選択の用途に適用することができる。そして、取り替えに必要な費用を最小とするのみならず、取り替えに要する時間を最小にし、作業コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図５】本発明の第５の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置を構成する夫々の開閉装置の金属容器への接続部分を拡大した断面図。
【図６】本発明の第５の実施形態による図５に示されたガスの逆止弁の詳細構造例を示す断面図。
【図７】本発明の第５の実施形態による図５に示されたガスの逆止弁の詳細構造例を示す断面図。
【図８】本発明の第６の実施形態による碍管形開閉装置の支持絶縁物容器の下部接地電位の接続部分を拡大した断面図。
【図９】本発明の他の実施形態による複合型ガス絶縁開閉装置の断面図。
【図１０】従来の複合型ガス絶縁開閉装置の断路器接点近傍を示す正面断面図。
【符号の説明】
３０ 複合型ガス絶縁開閉装置
３１，３２ 固定電極
３３，３４ 可動電極
３５，３６ 断路器接点
３７，３８ 絶縁容器
３９，４０ 断路器
４２ 絶縁容器
４３ 遮断器
４４，４５，４６ 外部端子
４７ 遮断器接点
４８ 駆動機構
４９ 金属容器
５０ 絶縁容器
５１ 操作機構
５２，５３ 操作棒
５４，５５ 隔壁
５６ 接地装置
５８，５９ 逆止弁
６０ 移動弁
６０ａ 金属ケース
６０ｂ 貫通孔
６１ バネ
６２，６３ Ｏリング
６４ ガス圧力監視装置
６５ ガスバルブ
６６ ガス配管
６７ フィルタ
Claims (7)
- 磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器内に絶縁性ガスを充填するとともに、
この容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置を複数、もしくは前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された断路器接点を設置して形成した開閉装置と前記容器内に固定電極と可動電極とにより構成された遮断器接点を設置して形成した開閉装置の両者を少なくとも１つずつ備え、
前記各開閉装置を電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続し、
さらに前記金属容器を直立配置の前記各接点を収納した容器とは異なる磁器碍管もしくは複合碍管等の絶縁物の容器によって保持する構成とする一方、
前記容器内に断路器接点を設置して形成した開閉装置においてはガス気密を保持して前記金属容器とは別のガス区画を形成するものとし、
前記容器内に遮断器接点を設置して形成した開閉装置においては前記金属容器と前記金属容器を保持する前記直立配置の絶縁物の容器と同一のガス区画に属する構成としたことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置。 - 前記金属容器を保持する直立配置の絶縁物の容器内に、前記各開閉装置の可動電極を駆動するための絶縁物を配置したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置。
- ２個の断路器接点を設置して形成した同一種類の開閉装置と、１個の遮断器接点を設置して形成した異なる種類の開閉装置とを、前記電流通路となる同一の金属容器にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１または２記載の複合型ガス絶縁開閉装置。
- 金属容器に接続された３個の開閉装置の中で、中央に位置する開閉装置は２個の同一種類の開閉装置の１個であることを特徴とする請求項３記載の複合型ガス絶縁開閉装置。
- ２個の異なる種類の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１または２項記載の複合型ガス絶縁開閉装置。
- 断路器接点を絶縁性ガスが充填された絶縁物の容器内に収納した２個の開閉装置のみを１個の金属容器に接続したことを特徴とする請求項１記載の複合型ガス絶縁開閉装置。
- 請求項５記載の２個の異なる種類の開閉装置の一方は断路器接点を絶縁物の容器に収納するとともに、他方の開閉装置は遮断器接点を絶縁物の容器に収納したものとし、この遮断器接点を収納した開閉装置の端子と、請求項６記載の金属容器とを導体で接続したことを特徴とする複合型ガス絶縁開閉装置。
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