CN102270815A - 气体绝缘开闭装置 - Google Patents

Abstract

一种气体绝缘开闭装置，包括能以低成本的结构高效地捕获混入容器内的金属异物并使其无害化的异物的捕集装置。气体绝缘开闭装置包括：在容器(1)内水平地延伸的中心导体(2)；以围绕中心导体(2)的方式配置于容器(1)内，是在将金属制的板状构件折曲成筒状后，通过在焊接部(50)进行焊接，来将该板状构件的彼此相对的周向两端部接合，且将焊接部(50)配置于下侧而形成的筒状构件(5)；以及套设并支承于筒状构件(5)，且以围绕中心导体(2)的方式配置的仪器用变流器(4)，焊接部(50)具有被夹在板状构件的彼此相对的周向两端部之间的金属制的隔板，并焊接有该隔板(9)和各端部。

Description

气体绝缘开闭装置

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘开闭装置，特别地，涉及一种包括金属异物捕获用的捕集装置的气体绝缘开闭装置。

背景技术

气体绝缘开闭装置是将断路器(breaker)、总线、切断器(disconnector)、仪器用变流器等各种设备收纳于封入有SF₆(六氟化硫)气体等绝缘性气体的容器内而构成的。

然而，金属异物有时会混入气体绝缘开闭装置的容器内，但由于金属异物因容器内的电场而动作，从而成为引起绝缘性能降低的主要原因，因此，去除及捕获上述金属异物变为技术问题。

例如，在专利文献1中，在气体绝缘电子设备中，在用于安装绝缘隔板的凸缘的内周面设有槽。由于该槽构成低电场部，所以，通过使金属异物落入该槽中，能将金属异物无害化。

专利文献1：日本专利特开平07-245853号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述专利文献1的现有技术中，由于需对容器的一部分即凸缘进行槽加工，因此存在成本较高这样的问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种包括异物的捕集装置的气体绝缘开闭装置，该捕集装置能以低成本的结构高效地捕获混入容器内的金属异物并使其无害化。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题以实现目的，本发明所涉及的气体绝缘开闭装置的特征是，包括：金属容器，其内封入有绝缘性气体；中心导体，其在该金属容器内水平地延伸，供电流通过；筒状构件，其以围绕上述中心导体的方式配置于上述金属容器内，是在将金属制的板状构件折曲成筒状后通过在至少包括轴向两端部的三处以上且彼此设有间隔的焊接部进行焊接以将该板状构件的彼此相对的周向两端部接合，且将上述焊接部配置于下侧而形成的；支承构件，其供该筒状构件的轴向一端部安装并固定于上述金属容器以对上述筒状构件进行支承；以及筒状设备，其套设并支承于上述筒状构件，且以围绕上述中心导体的方式配置，此外，上述焊接部具有被夹在上述板状构件的彼此相对的周向两端部之间的金属制的隔板，并焊接有该隔板和上述各端部。

发明效果

根据本发明，由于在筒状构件的焊接部之间形成有开口部，因此，能以低成本的结构高效地捕获混入容器内的金属异物并使其无害化。

附图说明

图1是表示实施方式1的气体绝缘开闭装置(gas insulated switchgear)的结构例的纵剖视图。

图2是图1的A-A线横剖视图。

图3是表示筒状构件5的下部的横截面结构的图，图3(a)是图1的符号P所示的部分的横剖视图，图3(b)是图1的符号Q所示的部分的横剖视图。

图4是表示实施方式1的气体绝缘开闭装置的其他结构例的纵剖视图。

图5是表示实施方式2的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

图6是表示实施方式3的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

图7是表示实施方式4的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

图8是表示实施方式5的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

图9是表示实施方式6的气体绝缘开闭装置的结构例的纵剖视图。

图10是图9的B-B线横剖视图。

(符号说明)

1    容器

2    中心导体

3    支承构件

4    仪器用变流器

4a-4e  铁芯

5    筒状构件

5a、5b  圆筒体

6、12、22、31、50、51    焊接部

7、30    开口部

9    隔板

10    凸缘部

11、16   焊接处

13、14、23  槽部

15    隔板

16    焊接处

20a、20b  倒角部

21a、21b  端面

具体实施方式

以下，根据附图，对本发明的气体绝缘开闭装置的实施方式详细地进行说明。本发明并不被本实施方式限定。

实施方式1

图1是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的结构例的纵剖视图，图2是图1的A-A线横剖视图。

如图1及图2所示，本实施方式的气体绝缘开闭装置包括容器1、中心导体2、支承构件3、仪器用变流器(current transformer for instruments)4及筒状构件5。

容器1是接地的筒状的金属容器，在内部封入有例如SF₆气体等绝缘性气体。容器1例如被配置成其轴处于水平。中心导体2与未图示的断路器连接，并在断路器关闭的状态下流动有电流。中心导体2例如沿容器1的轴水平地延伸。

筒状构件5例如是圆筒状的金属构件，以围绕中心导体2的方式配置。筒状构件5的轴与中心导体2的轴例如一致，中心导体2沿轴向贯穿筒状构件5。另外，筒状构件5的轴向的一端部安装于支承构件3。支承构件3例如由环形的金属构件形成，其外周缘部被夹在容器1的凸缘部10之间，例如，被螺栓等固定于容器1。

仪器用变流器4例如由三个环形的铁芯4a～4c构成，被作为仪器用变流器壳体的筒状构件5支承。即，仪器用变流器4以套设于筒状构件5的方式安装于筒状构件5。此外，仪器用变流器4例如被未图示的螺栓等安装于支承构件3。铁芯4a～4c是分别将线圈卷绕于铁心而构成的，并分别以围绕中心导体2的方式且沿中心导体2的轴向排列地配置。铁芯的个数并不限定于图示例。仪器用变流器4围绕中心导体2，输出因在中心导体2中流动的电流所产生的感应电流(induced current)，并测量在中心导体中流动的电流的大小。

筒状构件5具有在其下部沿轴向配置的例如三处焊接部6，在彼此相邻的焊接部6之间形成有开口部7。在此，筒状构件5是将由金属材料形成的板状构件折曲成筒状、使该板状构件的相对的周向上的两端部对接、并通过三处焊接进行接合而形成的。此时，该板状构件的相对的两端部以沿轴向大致平行的方式保持两端部之间的距离而被焊接。因此，形成于筒状构件5的侧面的开口部7沿周向以大致一定宽度形成，例如形成轴向较长的矩形形状。另外，将焊接部6形成于筒状构件5的轴向上例如两端部和中央部在强度上是较为理想的。

图3是表示筒状构件5的下部的横截面结构的图，图3(a)是图1的符号P所示的部分的横剖视图，图3(b)是图1的符号Q所示的部分的横剖视图。

如图3(a)所示，在图1的符号P所示的部分中，筒状构件5具有将相对的端部之间接合的焊接部6。焊接部6在厚度方向的全长上将上述相对的端部的端面接合。在该图中表示了铁芯4a的一部分，在该铁芯4a与筒状构件5之间形成有空间(间隙)。

如图3(b)所示，在图1的符号Q所示的部分中，在筒状构件5的相对的端部之间形成有开口部7。在该图中，表示了铁芯4b的一部分，在该铁芯4b与筒状构件5之间形成有空间(间隙)。

然而，在中心导体2与筒状构件5之间的空间中，因在中心导体2中流动的电流而产生较大的电场。另一方面，在筒状构件5与仪器用变流器4之间的空间及开口部7内电场被抑制，从而形成低电场部。这是由于筒状构件5作为电场屏蔽件起作用的缘故。

由于中心导体2与筒状构件5之间的空间形成高电场部，所以，当金属粉等金属异物(未图示)进入该空间内时，金属异物因电场的作用而动作，这是气体绝缘开闭装置的绝缘耐力降低的主要原因。金属异物是例如在设备组装时或在运转中产生的杂物。

进入中心导体2与筒状构件5之间的空间的金属异物因施加电场的作用和重力的作用而反复浮上和落下，并最终落入开口部7内。金属异物落入例如由开口部7和仪器用变流器4的内底面构成的凹部(槽部)。如上所述，由于该凹部(槽部)是低电场部，因此，可抑制金属异物之后再浮上的情形，从而使其积存于凹部(槽部)的底部(仪器用变流器4的内底面上)。即，金属异物被捕集于凹部(槽部)的底部，从而被无害化。

如上所述，在本实施方式中，筒状构件5是对板状构件进行折曲加工而构成为例如圆筒状，将端部之间的接缝作为例如三处焊接部6，将上述焊接部6配置于筒状构件5的下侧，并将筒状构件5设置于容器1内。在此，由于筒状构件5只要能确保作为仪器用变流器壳体的强度即可，所以，无需在轴向的全长上进行焊接，即使局部的焊接也能确保强度。根据该结构，由于在筒状构件5的侧面形成有开口部7，因此，如上所述，能将筒状构件5用于捕获金属异物，从而使其作为捕集装置起作用。

为了抑制发热，例如将铝或不锈钢作为材料来形成筒状构件5，但以上述铝或不锈钢作为材料的筒状的管一般价格较高。因此，在本实施方式中，通过对板状构件进行折曲加工并焊接接缝从而以低成本制成筒状体，此外，能将形成于焊接部6之间的开口部7用于金属异物的捕获。另外，由于开口部7沿轴向配置，所以，对于金属异物的动作能期待捕获率的提高。

这样，根据本实施方式，能确保筒状构件5的强度，并能容易地构成金属异物捕获用的开口部7，从而能以低成本的结构高效地捕获混入容器1内的金属异物并使其无害化。

另外，由于仪器用变流器4被配置成在容器1内围绕中心导体2，所以，一般是容器直径增大的主要原因。为使仪器用变流器4小型化来缩小将容器直径，需提高仪器用变流器4与中心导体2之间的绝缘性能以使双方的间隔缩小，因此，需在仪器用变流器4与中心导体2之间去除金属异物以提高绝缘性能。根据本实施方式，由于能提高金属异物的捕获效率，所以，也有助于缩小容器直径。

在图1中，将焊接处设为三处，但也可采用在多处对筒状构件5的轴向两端部及两端部之间进行焊接的结构。图4是表示这样的结构例的图，包括轴向两端部例如形成五处焊接部6，与此相应，开口部7形成为四处。根据该结构，可使作为仪器用变流器壳体的筒状构件5的强度进一步提高。

另外，在本实施方式中，对作为仪器用变流器4的壳体的筒状构件5还具有作为捕集装置的功能的例子进行了说明，但被筒状构件5支承的设备并不限定于仪器用变流器4，也可以是其他设备。即，只要是围绕中心导体2并被筒状构件5支承的筒状设备即可，例如也可以是变压器。

实施方式2

图5是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。本实施方式的气体绝缘开闭装置的结构除去图1的符号P所示的部分的结构以外，与实施方式1的结构相同。

如图5所示，在本实施方式中，通过将隔板9设于筒状构件5的轴向上相对的端部之间，并分别在焊接处11对该隔板9与各端部进行焊接，从而通过隔板9将两端部之间接合。即，本实施方式的焊接部50由隔板9和多个焊接处11组成。在此，隔板9是在筒状构件5的轴向上具有规定的长度且周向的宽度大致一定的板状的金属片，例如是与筒状构件5相同材质的构件。

隔板9的厚度被设定成与筒状构件5的厚度大致相同的厚度。焊接处11设于筒状构件5的中心导体2侧的表面和筒状构件5的仪器用变流器4侧的表面双方。

焊接部50的形成处例如与图1相同，是筒状构件5的轴向两端部及中央部，焊接部50分别包括相同宽度的隔板9。藉此，形成于焊接部50之间的开口部7的宽度大致一定。将隔板9的宽度例如设为10mm～15mm左右，并将开口部7的宽度设为相同程度，这点在金属异物的捕获上是较为理想的。如图4的例子那样，能在轴向两端部之间设置多处焊接部50。

根据本实施方式，由于筒状构件5是将板状构件折曲成筒状并使该板状构件的相对的两端部对接，此外，还将隔板9设于两端部之间并对其进行焊接而形成的，所以，开口部7被隔板9的宽度限定，容易将开口部7的宽度在轴向上保持为大致一定。特别地，在板厚较厚的情况下，通过使用隔板9而使接合变得容易。

另外，根据本实施方式，通过使用隔板9，使得开口部7的宽度在筒状构件5的轴向上大致一定，从而能获得宽度尺寸精度高的开口部7，因此，能在轴向上使金属异物的捕获性能稳定化。

本实施方式的其他结构与图1～图4所示的实施方式1相同，对于经由开口部7的金属异物的捕获方法也如上述说明所述。

实施方式3

图6是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

如图6所示，在本实施方式中，不设置隔板而利用焊接部12将筒状构件5的周向上相对的两端部之间接合。但是，与实施方式1的焊接部6不同，该焊接部12并不沿厚度方向在全长上将筒状构件5的相对的端面接合，而是将各端面的各自一部分即仪器用变流器4侧(与中心导体2相反一侧)的部分接合。藉此，通过焊接部12的上表面和筒状构件5的相对的端部来形成槽部13。此外，该焊接部12与实施方式1的焊接部6不同，其在筒状构件5的轴向全长上形成。因此，槽部13在筒状构件5的轴向全长上形成。

由于槽部13形成于筒状构件5的下部并构成低电场部，所以，可抑制落入该槽部13内的金属异物再次浮上，从而使其无害化。

根据本实施方式，由于筒状构件5构成为将板状构件折曲成筒状并使该板状构件的相对的两端部对接，对彼此端面的各自一部分即仪器用变流器4侧的部分进行焊接且在筒状构件5的轴向全长上形成焊接部12，所以，能确保筒状构件5的强度，并能容易地构成金属异物捕获用的槽部13。本实施方式的其他结构与图1～图4所示的实施方式1的结构相同。

实施方式4

图7是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

如图7所示，在本实施方式中，通过将隔板15设于筒状构件5的周向上相对的两端部之间，并分别在焊接处16对该隔板15与各端部进行焊接，从而通过隔板15将两端部之间接合。即，本实施方式的焊接部51由隔板15和多个焊接处16形成。

在此，隔板15是长度与将板状构件折曲而形成的筒状构件5的轴向长度相同、周向宽度大致一定、且其厚度比筒状构件5的厚度薄的板状的金属构件，例如采用与筒状构件5相同的材质。

另外，隔板15与筒状构件5的相对的各端面的各自一部分即仪器用变流器4侧(与中心导体2相反一侧)的部分抵接，且隔板15与各端部在仪器用变流器4侧的表面的焊接处16彼此接合。根据该结构，可由隔板15的上表面和筒状构件5的相对的端面来形成槽部14。

此外，如上所述，由于隔板15具有与筒状构件5的轴向长度相同的长度，所以，焊接部51与实施方式1的焊接部6不同，其在筒状构件5的轴向全长上形成。因此，槽部14在筒状构件5的轴向全长上形成。

由于槽部14形成于筒状构件5的下部，并构成低电场部，所以，可抑制落入该槽部14内的金属异物再次浮上，从而使其无害化。

根据本实施方式，与实施方式3相同，能确保筒状构件5的强度，并能容易地构成金属异物捕获用的槽部14。此外，由于将隔板15设于筒状构件5的相对的端部之间并对其进行焊接，所以，槽部14的宽度在筒状构件5的轴向上大致一定，从而能获得宽度尺寸精度高的槽部14，并能在轴向上使金属异物的捕获性能稳定化。本实施方式的其他结构与图1～图4所示的实施方式1的结构相同。

实施方式5

图8是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的焊接部的结构的图，是对应于图1的符号P所示的部分的图。

如图8所示，在本实施方式中，当对筒状构件5的相对的两端部的中心导体2侧的角分别进行倒角后，在一侧端部的端面21a与另一侧端部的端面21b彼此抵接的状态，在仪器用变流器4侧(与中心导体2相反一侧)的表面的焊接部22将两端部之间接合。根据该结构，由形成于一侧端部的倒角部20a和形成于另一侧端部的倒角部20b在筒状构件5的轴向全长上形成截面呈V字形的槽部23。

由于槽部23形成于筒状构件5的下部，并构成低电场部，所以，可抑制落入该槽部23内的金属异物再次浮上，从而使其无害化。

根据本实施方式，通过预先对筒状构件5的板状构件的端部进行倒角加工，将该板状构件折曲成筒状，使该板状构件的相对的两端部对接并对其进行焊接，能不使用隔板地在筒状构件5的轴向全长上形成槽宽度尺寸精度高的槽部23，并能在轴向上使金属异物的捕获性能稳定化。本实施方式的其他结构与图1～图4所示的实施方式1的结构相同。

实施方式6

图9是表示本实施方式的气体绝缘开闭装置的结构例的纵剖视图，图10是图9的B-B线横剖视图。在图9及图10中，对与图1及图2相同的构成要素标注相同的符号。

如图9及图10所示，在本实施方式中，仪器用变流器4例如由五个环形的铁芯4a～4e构成，与图1相比，中心导体2的轴向长度变得更长。另外，作为仪器用变流器壳体的筒状构件5对应于仪器用变流器4的长度沿轴向变长的情况，将配置于轴向的多个筒体接合而构成。

具体而言，筒状构件5由金属制的例如两个圆筒体5a、5b组成，通过在圆周方向上局部焊接圆筒体5a、5b的相对的端部来接合上述圆筒体5a、5b。这样，通过对圆筒体5a、5b的接缝进行局部的焊接而形成有开口部30。

开口部30在筒状构件5的下部沿圆周方向形成规定的角度范围。在图10中，以角度θ表示开口部30的圆周方向的延设范围，以焊接部31表示圆筒体5a、5b之间的焊接处。例如，能使开口部30的圆周方向的长度比其轴向的宽度形成得长。

由于由开口部30和仪器用变流器4的内底面构成的凹部(槽部)构成低电场部，所以，可抑制落入该凹部(槽部)内的金属异物再次浮上，从而使其无害化。

开口部30并不限定于图示例，例如，也可在圆周方向上形成多个，只要至少在筒状构件5的下部形成有开口部30即可。

构成筒状构件5的圆筒体的个数并不限定于图示例，即使在接合三个以上圆筒体的情况下，同样地，也能将开口部分别形成于圆筒体的各接缝。能通过将金属制的板状构件折曲以构成圆筒状并在轴向全长上对相对的两端部进行焊接来制成圆筒体5a、5b。圆筒体5a、5b也能使用实施方式1～5所示的构件。

根据本实施方式，由于局部地焊接圆筒体5a、5b来构成筒状构件5，所以，能将开口部30沿周向形成于筒状构件5的下部。因此，能确保筒状构件5的强度，并能容易地构成金属异物捕获用的开口部30。

本发明作为包括以围绕中心导体的方式配置的金属异物捕获用的捕集装置的气体绝缘开闭装置是有用的。

Claims (6)

1.一种气体绝缘开闭装置，其特征在于，包括：

金属容器，该金属容器中封入有绝缘性气体；

中心导体，该中心导体在所述金属容器内水平地延伸，供电流通过；

筒状构件，该筒状构件以围绕所述中心导体的方式配置于所述金属容器内，是在将金属制的板状构件折曲成筒状后，通过在焊接部进行焊接来将所述板状构件的彼此相对的周向两端部接合，且将所述焊接部配置于下侧而形成的；

支承构件，该支承构件供上述筒状构件的轴向一端部安装并固定于所述金属容器，以对所述筒状构件进行支承；以及

筒状设备，该筒状设备套设并支承于所述筒状构件，且以围绕所述中心导体的方式配置，

利用所述焊接部，在所述筒状构件形成有开口部，或利用所述焊接部，在所述筒状构件的所述中心导体侧的表面形成有槽部。

2.如权利要求1所述的气体绝缘开闭装置，其特征在于，

所述焊接部为至少包括所述筒状构件的轴向两端部的三处以上，且彼此设有间隔地形成，

所述焊接部具有夹在所述板状构件的彼此相对的周向两端部之间的金属制的隔板，并焊接有所述隔板和所述各端部。

3.如权利要求1所述的气体绝缘开闭装置，其特征在于，

所述焊接部在所述筒状构件的轴向全长上由所述板状构件的彼此相对的周向两端部的各端面的各自一部分即与所述中心导体相反一侧的部分形成。

4.如权利要求1所述的气体绝缘开闭装置，其特征在于，

所述焊接部在所述筒状构件的轴向全长上形成，

所述焊接部具有夹在所述板状构件的彼此相对的周向两端部之间、其厚度比所述筒状构件薄、且与所述两端部的各端面的各自一部分即与所述中心导体相反一侧的部分抵接的金属制的隔板，并在所述中心导体的相反一侧的表面焊接有所述隔板和所述各端部。

5.一种气体绝缘开闭装置，其特征在于，包括：

金属容器，该金属容器中封入有绝缘性气体；

中心导体，该中心导体在所述金属容器内水平地延伸，供电流通过；

筒状构件，该筒状构件以围绕所述中心导体的方式配置于所述金属容器内，是在将金属制的板状构件折曲成筒状后，通过在与所述中心导体相反一侧的表面在轴向全长上形成的焊接部进行焊接，来将所述板状构件的彼此相对的周向两端部即所述中心导体侧的角被倒角后的所述两端部在彼此的端面抵接的状态下接合，且将所述焊接部配置于下侧而形成的；

支承构件，该支承构件供所述筒状构件的轴向一端部安装并固定于所述金属容器，以对所述筒状构件进行支承；以及

筒状设备，该筒状设备套设并支承于所述筒状构件，且以围绕所述中心导体的方式配置。

6.一种气体绝缘开闭装置，其特征在于，包括：

金属容器，该金属容器中封入有绝缘性气体；

中心导体，该中心导体在所述金属容器内水平地延伸，供电流通过；

筒状构件，该筒状构件以围绕所述中心导体的方式配置于所述金属容器内，是将多个金属制的筒体沿轴向接合，并将由于沿周向对所述筒体的端部彼此进行局部焊接而形成于接缝的开口部配置于下侧而形成的；

支承构件，该支承构件供所述筒状构件的轴向一端部安装并固定于所述金属容器，以对所述筒状构件进行支承；以及

筒状设备，该筒状设备套设并支承于所述筒状构件，且以围绕所述中心导体的方式配置。

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