JPH05328545A - スイッチギヤ - Google Patents

スイッチギヤ

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JPH05328545A
JPH05328545A JP4122403A JP12240392A JPH05328545A JP H05328545 A JPH05328545 A JP H05328545A JP 4122403 A JP4122403 A JP 4122403A JP 12240392 A JP12240392 A JP 12240392A JP H05328545 A JPH05328545 A JP H05328545A
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JP
Japan
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female
switchgear
unit
chamber
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Application number
JP4122403A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Yoshida
哲雄 吉田
Eiji Kaneko
英治 金子
Masaru Miyagawa
勝 宮川
Nobuo Masaki
信男 正木
Yasufumi Nagata
恭文 永田
Keiji Waku
恵二 和久
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0354Gas-insulated switchgear comprising a vacuum switch
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/01Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with resin casing
    • HELECTRICITY
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/662Housings or protective screens
    • H01H33/66207Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H01H2033/6623Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/666Operating arrangements
    • H01H2033/6665Details concerning the mounting or supporting of the individual vacuum bottles
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Abstract

(57)【要約】 【目的】外形が小形で保守が容易なスイッチギヤを得
る。 【構成】箱体10の中間部に設けた隔壁10aの後部にケー
ブル室11を設け、隔壁10aの前部には上下に複数の主回
路機器室を設ける。各主回路機器室の後部の隔壁10aに
は、上下に雌側断路部を設け、各主回路機器の後部には
雄側断路部を形成する。雌側断路部には、絶縁層29の軸
心に中心導体28を埋設し、雄側断路部には、先端が中心
導体28に嵌合し、後端が真空バルブ19の固定側と可動側
に接続された接続導体22を設ける。雌側断路部と雄側断
路部の間には、シリコーンゲル層30を挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに主回路電気機器
を三相分一体に絶縁成形したスイッチギヤに関する。
【0002】
【従来の技術】受配電設備に設置された従来のスイッチ
ギヤの右側面図を図7に示す。図7において、外周を軟
鋼板で囲まれた箱体1の内部は、隔壁2で前後に区画さ
れ、この隔壁2の前方に遮断器室1aを、後方に母線室
1bを形成している。このうち、遮断器室1aには、真
空遮断器3が収納され、隔壁2には、絶縁スペーサ9が
上下に取り付けられている。真空遮断器3の後部の主回
路導体は、絶縁スペーサ9の前側端子にそれぞれ接続さ
れている。
【0003】一方、母線室1bの天井部には、断路器4
Aが、断路棒4aを前後方向にして三相分取り付けら
れ、母線室1bの底部にも、断路器4Aと同形式・同定
格の断路器4Bが三相分取り付けられている。このう
ち、断路器4Aの前側の端子部は、L字形の接続導体8
で上側の絶縁スペーサ9の後部端子に接続され、断路器
4Bの前側の端子部は、同じくL字形の接続導体8で下
側の絶縁スペーサ9の後部端子に接続されている。
【0004】母線室1bの後壁には、がいし6を介して
母線5が紙面直交方向に設けられ、この母線5は、接続
導体8で断路器4Aの後部端子に接続されている。母線
室1bの床面後部には、ピット1cからケーブル7が立
ち上げられ、このケーブル7の上端のケーブルヘッド7
aは、接続導体8で断路器4Bの後部端子に接続されて
いる。
【0005】遮断器室1aと母線室1bには、六フッ化
硫黄ガス(以下、SF6 ガスという)が封入され、この
SF6 ガスの封入で、母線室1bの断路器4A,4Bや
母線5の相間及び接地金属間の絶縁距離の縮小による、
箱体1の小形化と設置床面積の縮小化が図られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたスイッチギヤにおいては、断路器4A,4B
による無負荷時の充電電流の遮断時に発生する微弱なア
ークでSF6 ガスが分解して、分解ガスが生成し、断路
器4A,4Bや母線5の絶縁部に使われているエポキシ
樹脂の表面を侵すおそれがある。すると、断路器4A,
4Bや母線5の対接地間の耐電圧特性が低下し、設備の
長期に亘る稼働中にコロナ放電によるトラッキングが進
展して接地事故になるおそれがある。
【0007】そのため、箱体1には、分解ガスを吸着す
る吸着装置を取り付ける方法も採られているが、この方
法も吸着剤を定期的に取り換えなければならないので、
保守がめんどうになる。また、一部の電気機器で事故が
発生すると、事故の部分で発生したアークで、近接した
電気機器にも事故が波及するおそれもある。一方、SF
6 ガスは、不平等電界では極端に耐電圧特性が低下する
ので、断路器4A,4Bの充電部の露出部分の角部は曲
率半径を大きくしなければならない。すると、製作に時
間がかかるだけでなく、電気機器の外形が大きくなるお
それもある。そこで、第1,第2の発明の目的は、外形
を小形化することができ、保守も容易なスイッチギヤを
得ることである。また、第3の発明の目的は、外形を小
形化することができ、事故の波及・拡大を防ぐことので
きるスイッチギヤを得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、主回路機
器が収納された機器室が箱体内に上下多段に設けられ、
機器室の後部に主回路機器が接続・断路される断路部が
設けられたスイッチギヤにおいて、機器室を主回路系統
順に配置し、主回路機器を固体絶縁で三相分一体に成形
したことを特徴とする。
【0009】また、第2の発明は、主回路機器が収納さ
れた機器室が箱体内に上下多段に設けられ、機器室の後
部に主回路機器が接続・断路される断路部が設けられた
スイッチギヤにおいて、機器室を主回路系統順に配置
し、主回路機器を固体絶縁で三相分一体に成形するとと
もに、断路部を、雌形絶縁層の軸心に雌側接触部を形成
した雌側断路部と、雄形絶縁層の軸心に雌形接触部を形
成した雄側断路部で構成したことを特徴とする。
【0010】さらに、第3の発明は、固体絶縁で三相分
一体化した主回路電気機器を主回路系統順に密着隣接
し、この主回路電気機器の隣接部に、中心導体が埋設さ
れ雄雌形絶縁層を形成した連結部を設けてなるスイッチ
ギヤである。
【0011】
【作用】第1,第2の発明においては、固体絶縁で各主
回路機器の相間及び対接地電位間は短縮され、そのため
外形は小形化され、保守・点検は、対象部分だけの点検
・交換が可能となる。
【0012】また、第3の発明においては、固体絶縁で
各主回路機器の相間及び対接地電位間は短縮され、その
ため外形は小形化され、万一、事故が発生しても、他の
主回路機器への事故の波及・拡大は阻止される。
【0013】
【実施例】以下、第1,第2の発明のスイッチギヤの一
実施例を図面を参照して説明する。図1は、第1,第2
の発明のスイッチギヤの左側面図を示す。
【0014】図1において、箱体10の内部は隔壁10aで
前後に区画され、この隔壁10aの後部はケーブル室11、
隔壁10aの前部は上下4段に形成された機器室となって
いる。各機器室の前端には、前面扉10bがそれぞれ取り
付けられ、内部には、図示しない引出レールが取り付け
られている。各機器室の内部には、上段から後述する一
体注型成形絶縁形の断路器12、同じく一体注型成形絶縁
形の真空遮断器13、断路器12と同形の断路器14と、同じ
く一体注型成形絶縁形の変成器ユニット15が車輪17と図
示しない引出レールによってそれぞれ引出自在に収納さ
れている。
【0015】一方、ケーブル室11には、隔壁10aに、詳
細後述する断路部9が各機器室の後端に貫設されてい
る。最上段の機器室の上段の断路部9と、最下段の機器
室の下段の断路部9の後端には、箱体10の設置床から立
ち上げられた高圧架橋ポリエチレンケーブル16(以下、
ケーブルという)が接続されている。上下に隣接する各
機器室の上下に隣接した断路部9は、略U字形に曲げら
れた短いケーブル18で接続され、この結果、上下4段に
収納された断路器12,真空遮断器13,断路器14及び変成
器ユニット15は、第3の発明で後述する図4(b)の主
回路単線結線図に示すように、直列に接続されている。
【0016】図2は、このうち真空遮断器13の主要部を
示す縦断面図である。図2において、可動側ユニット13
aには、略筒状のエポキシ樹脂製の絶縁円筒部が紙面直
交方向に3箇所形成された絶縁筒20が載置され、下端の
フランジで固定されている。この絶縁筒20には、図2に
おいて左側に突き出て図1で示した断路部9の雄側とな
る絶縁層27が上下に形成され、この絶縁層27には、接地
導体22があらかじめ埋設されている。
【0017】絶縁筒20には、真空バルブ19が収納され、
この真空バルブ19の周りと、絶縁筒20の内部には、硬化
剤の混合比が少ない軟質エポキシ樹脂21が充填され、真
空バルブ19の上端の端板には、接続導体22の後端がボル
ト23で固定されている。真空バルブ19の下端の可動側通
電軸の下端には、図示しない平面図では環状となる接触
環24が取り付けられ、この接触環24の左端には、下側の
接続導体22の後端が接続されている。接触環24には、絶
縁操作ロッド25の上端が貫通して可動側通電軸に接続さ
れ、この絶縁操作ロッド25の図示しない下端は、可動ユ
ニット13aに取り付けられた図示しない操作機構に連結
されている。
【0018】図3は、断路部9の詳細を示す縦断面図で
ある。図3において、図1に示す隔壁10aの各断路部9
に形成されたフランジ31のケーブル室側には、略凸字状
の断路部9の雌側がボルト32で固定されている。この断
路部9の雌側は、エポキシ樹脂で注型成形された略凸字
状の絶縁層29と、この絶縁層29の外周に形成された薄い
接地層33と、絶縁層29の先端に注型で形成された導電性
ゴムでなる環状の電界緩和層35と、絶縁層29の内部の軸
心に埋め込まれた接続導体28と、絶縁層29の右側に円錐
台状に形成された開口部に、右側から挿着されたシリコ
ーンゲル層30で構成されている。
【0019】このうち、絶縁層29には、あらかじめ中心
導体28が埋め込まれ、この中心導体28の左右は管状にな
っていて、このうち、右側の管状部の内周には、溝が形
成され、この溝には、環状の接触環36が挿入され、この
接触環36には、接続導体22の先端の雄側接触部22aが嵌
合している。一方、中心導体28の左側の環状部には、ケ
ーブル18の芯線18aが挿入されて、かしめられ、電界緩
和層35の外側に出たケーブル18の外周には接地層34が形
成されている。
【0020】このように、断路部9と、主回路機器とな
る断路器12,14、真空遮断器13及び変成器ユニット15が
構成されたスイッチギヤにおいては、各主回路機器は、
エポキシ樹脂の注型成形で外周を三相分、又、計器用変
流器、計器用変圧器も覆われているので、外形を小形化
することができる。また、各断路部9は、雄側と雌側の
間にシリコーンゲル層を気密に介在させることで、各主
回路機器の断路位置から接続位置への挿入動作で押圧さ
れ、接地金属板となるフランジ31間と各相間の耐電圧特
性を上げることができる。
【0021】また、各主回路機器やケーブル18は、単独
に取付、取外しができるので、保守・点検が容易で、必
要な部分だけを短時間に交換することができる。更に、
ケーブル18の外周には接地層18が、絶縁層29の外周には
接地層33がそれぞれ形成されているので、受配電設備の
長期に亘る稼働期間中の塵埃の付着に対しても、絶縁特
性の低下を防ぐことができる。なお、保守・点検時に、
主回路機器を交換するときには、シリコーンゲル層30も
前方から外して、新しい予備品に交換することで、雌側
及び雄側の絶縁層29,27との密着性を再現することがで
きる。
【0022】次に、図4(a)は、第3の発明のスイッ
チギヤを示す正面図である。図4(a)において、スイ
ッチギヤは、外周をエポキシ樹脂で注型成形され左右上
下にフランジ部47aが形成されたケーブルヘッドユニッ
ト40と、このケーブルヘッドユニット40の上部に積み重
ねられ同じく外周をエポキシ樹脂で3台の断路器が一体
に注型成形されケーブルヘッドユニット40と同形状の断
路器ユニット41と、この断路器ユニット41の上部に重ね
られ3本の真空バルブがエポキシ樹脂で一体に注型成形
された真空遮断器42と、この真空遮断器42の上部に重ね
られた断路器ユニット41と同形状の断路器ユニット43
と、この断路器ユニット43の上部に重ねられ計器用変圧
器1台と計器用変流器2台がエポキシ樹脂で注型成形さ
れた変成器ユニット44と、この変成器ユニット44の上部
に取り付けられた3本の母線ユニット45で構成されてい
る。図4(b)は、図4(a)のように構成されたスイ
ッチギヤの主回路単線結線図を示し、母線ユニット45側
が電源側で、ケーブルヘッドユニット40(注;単線結線
図での符号CHd)側が負荷側である。
【0023】これらの各ユニットは、後述する各主回路
中心導体の雄雌嵌合部でそれぞれ接続され、左右に形成
されたフランジ部47aで互いに固定され、設置床に設置
された図示しない取付ベースには、ケーブルヘッドユニ
ット40の下端のフランジ部47aで固定される。また、真
空遮断器42の後部と断路器ユニット41,43の背面には、
図示しない操作部がそれぞれ取り付けられている。
【0024】図5は、このうち真空遮断器42の縦断面拡
大詳細図を示す。図5において、各真空バルブ46の筒部
の外周には、ウレタンゴム製の電界緩和層51が形成さ
れ、真空バルブ46の可動側通電軸の下端には操作管50が
接続されている。この操作管50には、可撓導体49aの上
端が接続されている。この可撓導体49aの下端は、下部
中心導体49の上端に嵌合し、この下部中心導体49の下端
は、後述する雄側接続部となっている。
【0025】真空バルブ51の固定側には、固定側中心導
体54Aの下端が接続され、この固定側中心導体54Aの上
端は、詳細を図6で後述するように、略チューリップ状
の接続電極48となって図6で後述する雌側接続部の一部
を形成している。外周を電界緩和層51で覆われた各真空
バルブ46は、エポキシ樹脂の注型で形成された絶縁層47
に一体に埋め込まれている。
【0026】図6は、真空遮断器42の上端の1相分の雌
側接続部と断路器ユニット43の下端の1相分の雄側接続
部を示す拡大詳細図である。図6において、固定側中心
導体54Aの上端の接続電極48の軸心には、小径の接続棒
が突き出ていて、外周には環状の電界緩和部55aが形成
されている。これらの外周の絶縁層47には、接続電極48
の接続棒を軸心とする逆円錐状の凹部が形成されてい
る。接続電極48の周りの絶縁層47の外周には、薄い接地
層60が形成され、上述した凹部の上端外周には、あらか
じめ電界緩和リング57が埋め込まれている。
【0027】雌側接続部には、真空遮断器42の上面に重
ねられた断路器ユニット43の雄側接続部が嵌合してい
る。この雄側接続部には、下方に突き出た逆円錐台状の
絶縁層52の軸心に、断路器ユニット43の負荷側中心導体
54Bがあらかじめ埋設されている。この負荷側中心導体
54Bの下端には管状部が形成され、この管状部の内周に
は一対の接触環56が挿入され、この接触環56を介して、
真空遮断器42の固定側中心導体54Aは断路器ユニット43
の負荷側中心導体54Bに接続されている。
【0028】絶縁層52の外周にも接地層60が形成され、
円錐台状の基部外周には、電界緩和リング57があらかじ
め埋設され、断路器ユニット43の下端の円錐台状凸部
と、真空遮断器42の上端の円錐台状凹部の間には、EP
ゴムにシリコーンゲルが塗布された逆円錐台状で管状の
絶縁層59が上から挿入されている。
【0029】図4に示す断路器41,43及びケーブルヘッ
ドユニット40と変成器ユニット44の上端にも、図6の下
半分で示す雌側接続部が形成され、同様に、真空遮断器
42、断路器ユニット41,43及びケーブルヘッドユニット
40と変成器ユニット44の下端にも、図6の上半分に示す
雄側接続部が形成されている。
【0030】このようにケーブルヘッドユニット40、断
路器ユニット41,43、真空遮断器42と変成器ユニット44
の積み重ねで構成されたスイッチギヤにおいては、各ユ
ニットは、エポキシ樹脂の注型成形で一体に覆われてい
るので、各ユニットの外形を小形化することができ、ス
イッチギヤ全体の外形を減らすことができる。また、各
ユニットの接続は、各ユニットの積み重ねによる雄雌形
接続部の嵌合で連結することができ、各接続部の絶縁層
の接触面には、シリコーンゲルを塗布したEPゴムが、
上下に形成されたフランジ部47aを締め付けることで密
着するので、対接地電位間と相間の耐電圧特性を長期に
亘って維持することができる。
【0031】また、各ユニットは、エポキシ樹脂で覆わ
れているので、万一、一つのユニットに事故が発生して
も、他のユニットに波及するおそれがない。更に、事故
が発生したユニットを取り換えるときには、そのユニッ
トだけを取り換えればよく、SF6 ガス絶縁のスイッチ
ギヤのように、ガスの封入のための空気との置換は要ら
ないので、短時間に作業を終えることができる。更に、
エポキシ樹脂の絶縁層の外周には、接地層が形成されて
いるので、設置後の塵埃などの付着にも、長期に亘って
絶縁特性を維持することができる。
【0032】なお、上記実施例においては、上下のユニ
ット雄雌嵌合部を、上側のユニットの下部を雄側とし、
下側のユニットの上部を雌側とした例で説明したが、逆
にしてもよい。また、上下に重ねた例で説明したが、横
に並べてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上、第1の発明によれば、主回路機器
が収納された機器室が箱体内に上下多段に設けられ、機
器室の後部に主回路機器が接続・断路される断路部が設
けられたスイッチギヤにおいて、機器室を主回路系統順
に配置し、主回路機器を固体絶縁で三相分一体に成形す
ることで、固体絶縁で各主回路機器の相間及び対接地電
位間を短縮し、外形を小形化し、保守・点検を、対象部
分だけ点検・交換が可能としたので、外形を小形化する
ことができ、保守の容易なスイッチギヤを得ることがで
きる。
【0034】また、第2の発明によれば、主回路機器が
収納された機器室が箱体内に上下多段に設けられ、機器
室の後部に主回路機器が接続・断路される断路部が設け
られたスイッチギヤにおいて、機器室を主回路系統順に
配置し、主回路機器を固体絶縁で三相分一体に成形する
とともに、断路部を、雌形絶縁層の軸心に雌側接触部を
形成した雌側断路部と、雄形絶縁層の軸心に雌形接触部
を形成した雄側断路部で構成することで、固体絶縁で各
主回路機器の相間及び対接地電位間を短縮し、外形を小
形化し、保守・点検を、対象部分だけ点検・交換が可能
としたので、外形を小形化することができ、保守の容易
なスイッチギヤを得ることができる。
【0035】さらに、第3の発明によれば、固体絶縁で
三相分一体化した主回路電気機器を主回路系統順に密着
隣接し、この主回路電気機器の隣接部に、中心導体が埋
設され雄雌形絶縁層を形成した連結部を設けることで、
固体絶縁で各主回路機器の相間及び対接地電位間を短縮
し、外形を小形化し、万一の事故発生時には、他の主回
路機器への波及を阻止したので、外形を小形化し、事故
の拡大を抑えることのできるスイッチギヤを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1,第2の発明のスイッチギヤの一実施例を
示す側面図。
【図2】第1,第2の発明のスイッチギヤの部分拡大縦
断面図。
【図3】第1,第2の発明のスイッチギヤの要部を示す
部分拡大縦断面図。
【図4】第3の発明のスイッチギヤの一実施例を示す図
で、(a)は正面図、(b)は(a)の主回路単線結線
図。
【図5】第3の発明のスイッチギヤの一実施例を示す部
分拡大図。
【図6】第3の発明のスイッチギヤの要部を示す部分詳
細図。
【図7】従来のスイッチギヤの一例を示す右側面図。
【符号の説明】
10…箱体、11…ケーブル室、12,14…断路器、13…真空
遮断器、15…変成器ユニット、16,18…ケーブル、19…
真空バルブ、20…絶縁筒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02B 1/20 C (72)発明者 正木 信男 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 永田 恭文 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 和久 恵二 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主回路機器が収納された機器室が箱体内
    に上下多段に設けられ、前記機器室の後部に前記主回路
    機器が接続・断路される断路部が設けられたスイッチギ
    ヤにおいて、前記機器室を主回路系統順に配置し、前記
    主回路機器を固体絶縁で三相分一体に成形したことを特
    徴とするスイッチギヤ。
  2. 【請求項2】 断路部を、雌形絶縁層の軸心に雌側接触
    部を形成した雌側断路部と、雄形絶縁層の軸心に雌形接
    触部を形成した雄側断路部で構成したことを特徴とする
    請求項1記載のスイッチギヤ。
  3. 【請求項3】 固体絶縁で三相分一体化した主回路電気
    機器を主回路系統順に密着隣接し、この主回路電気機器
    の隣接部に、中心導体が埋設され雄雌形絶縁層を形成し
    た連結部を設けてなるスイッチギヤ。
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