JP2001332157A - 真空遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空遮断器の遮断部における電極接触面や通
電部の発熱による温度上昇を抑制するよう冷却機能を向
上し、特に可動側導体近傍で生じる熱を固定側導体側の
温度上昇をもたらすことなく放熱することにより、全体
形状の大型化を伴わずに通電特性を向上させること。 【解決手段】 通電電流に基づいて電極接触部や通電部
に発生する熱を放熱するに際し、特に可動側導体９の近
傍に発生する熱を固定側導体４の温度上昇をもたらすこ
となく放熱すべく、斜めに切断した平行平板フィンから
成る可動側フィン１１ｂを可動側導体９の可動側通電軸
６との接続部に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空遮断器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】真空遮断器は、電力系統の異常時におけ
る事故電流を遮断するものであって、事故の拡大を防ぐ
ためには必要不可欠なものである。一般に、真空遮断器
は、一対の接離可能な電極を備えた真空バルブを有する
遮断部と、遮断部における真空バルブの可動側電極を操
作する操作機構で構成されている。このような構成にお
ける真空遮断器おいては、遮断部を構成する真空バルブ
の内部で固定側電極と可動側電極を接離させることによ
り、投入・遮断を行なっている。例えば、電力系統の異
常時における事故電流を遮断する場合、通常は接続状態
である固定側電極と可動側電極を、操作機構の駆動力に
より固定側電極から可動側電極を切離している。ところ
で、真空遮断器の投入状態において、固定側電極と可動
側電極は接触しているが、ミクロ的には互いの接触面は
完全に密着していない為に電極接触面での電気抵抗が大
きく、発熱量は大きくなる。また、通電時には、固定側
通電軸と固定側導体や可動側導体と可動側電極の通電部
分でもジュール熱が発生する。従って、これらの発熱に
より、接触部や通電部の温度が上昇する。このため、通
電電流を大きくしたいというニーズに応えるには、寿命
や信頼性の確保という点から規格により温度の上昇値が
定められていることもあって、上述したように接触部や
通電部の温度上昇を抑制する如く接触面積や通電断面積
を大きくする必要があるが、真空遮断器が大型化してし
まい望ましくない。

【０００３】そこで、上述した課題を解消するために、
例えば図９に示すような真空遮断器がある。図９は、代
表的な真空遮断器の要部側面図である。同図において、
例えば車輪付のフレーム１０１に操作機構１０２が取付
けられ、操作機構１０２には上部碍子１０４を取付ける
取付板１０３が固定され、上部碍子１０４には上部導体
１０５を介して真空バルブ１０６の上部が固定される。
また、取付板１０３には下部胴体１０７とこれを介して
下部導体１０８が取付けられ、下部導体１０８には可撓
導体１０９を介して真空バルブ１０６の可動軸１１０が
接続される。真空バルブ１０６の可動軸１１０は、絶縁
ロッド１１１を介して操作機構１０２からの駆動力によ
り作動する操作レバー１１２に連結され、各相間は絶縁
バーリア１１３で絶縁されている。一方、取付板１０３
には支え板１１４が取付けられ、支え板１１４には送風
ファン１１５が装着される。送風ファン１１５は、通電
部の温度上昇を防ぐように風を供給し、通電部を強制冷
却している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな真空遮断器においては、底部に堆積している粉塵が
送風ファン１１５による風で吸い上げられて真空バルブ
１０６の真空容器を形成する絶縁筒の外周に付着するこ
とがある。すると、長期にわたる稼動中には、この粉塵
により耐電圧特性が徐々に低下していき、ついには絶縁
破壊に至って事故を引起してしまう可能性がある。一
方、例えば特開平１１−４００１９号公報に開示された
いるように、固定側端子導体の保持部にまたがる平板状
部に大小の複数の放熱板を設けることにより放熱効果を
高めて通電容量を向上させた真空開閉器がある。しかし
ながら、特開平１１−４００１９号公報に開示されてい
る真空開閉器では、可動側端子導体部の発熱による影響
については何等示唆されていない。すなわち、可動側端
子導体部に生じた熱は固定側端子導体部の温度上昇の起
因となるものであり、可動側端子導体部の発熱による影
響を改善しない限り、本発明者等が所望する通電容量を
得るのに十分な冷却効果を期待することはできない。本
発明の目的は、電極接触面や通電部の発熱による温度上
昇を抑制し、全体形状の大型化を伴わずに通電特性を向
上させることができる真空遮断器を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、可動側導体の可動側通電軸との接続部
に設けられた可動側フィンにおけるフィン方向を水平面
に対して傾斜させ、可動側ファンが可動側フィンの傾斜
方向に沿って供給する風で可動側導体近傍に発生する熱
を放熱することを特徴としている。このような構成にお
いて、可動側導体近傍に発生する熱は、固定側導体近傍
の温度上昇をもたらすことなく放熱され、冷却機能の向
上を図っている。また、第２の発明は、固定側フィン及
び可動側フィンの少なくとも一方に対し、送風ファンが
送風する風を誘導する誘導部を設けたことを特徴として
いる。このような構成において、送風ファンが送風する
風を誘導部にて確実に固定側フィンや可動側フィンに誘
導して冷却機能の向上を図ると共に、底部に堆積してい
る粉塵の影響による耐電圧特性の低下を防いでいる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図、図２は図１の可動
側フィン１１ｂにおけるＡ−Ａ断面図である。尚、本実
施の形態においては、固定側フィン１１ａについても、
図２と同様の構成としている。これらの図において、１
は絶縁容器を真空気密に封着した真空容器であって、そ
の一端には気密に貫設された固定側通電軸２がろう付さ
れている。また、固定側通電軸２の一端には固定側電極
３がろう付され、他端には固定側導体４が接続されてい
る。また、真空容器１の他端にはベローズ５がろう付さ
れ、ベローズ５には可動側通電軸６が気密に貫設されて
おり、可動側通電軸６の一端には可動側電極７がろう付
されている。また、可動側通電軸６の他方において、例
えば多数の銅板で構成される可撓導体８を介して可動側
導体９が接続され、他端には絶縁操作棒１０が接続され
ている。一方、固定側通電軸２と固定側導体４との接続
部に固定側フィン１１ａ及び可動側通電軸６と可動側導
体９との接続部に可動側フィン１１ｂが設けられ、固定
側フィン１１ａ及び動側フィン１１ｂは水平面に対して
斜めに切断された平行平板フィン１１ｃでそれぞれ構成
する。

【０００７】また、１２ａは固定側ファン、１２ｂは可
動側ファンであり、固定側フィン１１ａ及び可動側フィ
ン１１ｂをそれぞれ構成する平行平板フィン１１ｃにお
けるフィンの傾斜方向に沿って風を送風する。尚、固定
側ファン１２ａ及び可動側ファン１２ｂは、図示しない
が、例えば従来技術として示した図９のように、操作機
構に固定された取付板に取付けられる支え板を固定側通
電軸２の近傍や可動側通電軸６の近傍に設け、この支え
板に装着するようにしてもよい。このような構成におい
て、可動側導体近傍に発生する熱は、可動側フィン１１
ｂを構成する平行平板フィン１１ｃにおけるフィンの傾
斜方向に沿って供給される可動側ファン１２ｂからの風
により、固定側導体４へ悪影響を及ぼすことなく、すな
わち固定側導体４近傍の温度上昇を起すことなく確実に
放熱されるので、固定側及び可動側とも十分に冷却さ
れ、全体形状を大型化することなく通電特性を向上させ
ることができる。また、固定側フィン１１ａについて
も、可動側フィン１１ｂと同様に斜めに切断した平行平
板フィン１１ｃで構成すれば、他方側へ相互に影響する
ことなく放熱することができることから、より冷却機能
を向上させることが可能になる。

【０００８】一方、固定側放熱板１１ａや可動側放熱板
１１ｂを平行平板フィン１１ｃで構成すると、次のよう
な効果がある。すなわち、強制風冷を図るべく、例えば
固定側ファン１２ａと可動側ファン１２ｂを例えば図示
しないフランジ等に取付けて配置した場合、これらファ
ンにより排出される空気は、斜めに切断した平行平板フ
ィン１１ｃの間を通過して熱を吸収する。このとき、平
行平板フィンは、通過する空気へ熱伝達する面積が大き
いので冷却機能は大きくなり、更にこれらファンによる
強制風冷は風速が大きい為にその機能はより顕著にな
り、通電特性を大きく改善することができる。ここで、
斜め横から空気を吸い込んで斜めに空気を排出するよう
に固定側ファン１２ａや可動側ファン１２ｂを配置すれ
ば、底部（床）にある粉塵を吸い込むことを低減でき、
真空容器を形成する絶縁筒の外周に粉塵が付着すること
も低減する。従って、耐電圧特性が徐々に低下し絶縁破
壊に至るという虞がなくなり、信頼性も向上する。 （第２の実施の形態）図３は本発明の第２の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図である。同図におい
て、上述した第１の実施の形態で説明した真空遮断器に
対し、例えば図示しないフランジに取付けた偏流板１３
を可動側フィン１２ｂの近傍に配置する。

【０００９】このような構成において、可動側ファン１
２ｂは偏流板１３によってより確実に横から水平に空気
を吸い込むことができることから、第１の実施の形態に
おける真空遮断器よりも底部にある粉塵を吸い込むこと
を低減できる。 （第３の実施の形態）図４は本発明の第３の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図、図５は図４の可動
側フィン１１ｂにおけるＢ−Ｂ断面図である。尚、本実
施の形態においては、固定側放熱板１１ａについても、
図５と同様の構成としている。これらの図において、上
述した第１の実施の形態や第２の実施の形態で説明した
真空遮断器に対し、固定側フィン１１ａや可動側フィン
１１ｂにおける斜めに切断された平行平板フィン１１ｃ
の端部を塞ぐように蓋１４ａ、１４ｂを固着する。この
ような構成において、平行平板フィン１１ｃに流入した
空気は蓋１４ａや１４ｂによりフィン板の先端から流出
することなくフィン板間を通過するので、冷却機能をよ
り大きくすることができ通電特性を改善することができ
る。 （第４の実施の形態）図６は本発明の第４の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図である。同図におい
て、固定側ファン１２ａや可動側ファン１２ｂから送風
される風を固定側フィン１１ａや可動側フィン１１ｂに
確実に送るため、これらファンとフィンとの間に絶縁材
料から成る固定側ダクト１５ａや可動側ダクト１５ｂを
設ける。

【００１０】このような構成において、固定側ファン１
２ａや可動側ファン１２ｂから送風される風は、固定側
ダクト１５ａや可動側ダクト１５ｂにより固定側フィン
１１ａや可動側フィン１１ｂ以外に流出することがない
ので、これら放熱板を構成する平行平板フィン１１ｃの
フィン板を通過する風量の低下を防ぎ、より冷却機能を
増大させ通電特性を改善することができる。 （第５の実施の形態）図７は本発明の第５の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図である。同図におい
て、上述した第４の実施の形態で説明した真空遮断器に
対し、固定側フィン１１ａや可動側フィン１１ｂに蓋１
４ａや１４ｂを固着する。このような構成において、固
定側フィン１１ａや可動側フィン１１ｂを構成する図示
しない平行平板フィンの端部が塞がれることから、平行
平板フィンに流入した空気は蓋１４ａや１４ｂによりフ
ィン板の先端から流出することなくフィン板間を通過す
るので、冷却機能をより大きくすることができる。 （第６の実施の形態）図８は本発明の第６の実施の形態
を示す真空遮断器の要部拡大側面図である。同図におい
て、ファン１６から送風される風を固定側フィン１１ａ
や可動側フィン１１ｂに確実に送るため、ファンとこれ
らフィンとの間に風洞１７を設ける。

【００１１】このような構成において、ファン１６を１
台で済ませることができる上、ファン１６から送られる
風を風洞１７を介して固定側フィン１１ａや可動側フィ
ン１１ｂへ確実に送ることができ、より冷却機能を増大
させることができる。また、風洞１７を介することによ
って固定側フィン１１ａや可動側フィン１１ｂを構成す
る図示しない平行平板フィンを通過した風が別々の経路
で排出されることになる。従って、平行平板フィンを通
過した暖められた風は互いに影響されることなく排出さ
れるので、平行平板フィンとして斜めに切断したものを
使用しなくても十分な冷却効果を得ることができ、平行
平板フィンにおける制約もなくなる。ここで、平行平板
フィンの端部を蓋で塞ぐようにすれば、冷却機能は更に
向上する。一方、図示しないが、風洞の一端に可撓性の
蛇腹を接続し、蛇腹の他端からファンで風を供給するよ
うにしても良い。このような構成においては、遮断部や
操作機構部との空間に制約を受けることなくファンを配
置することができることから、ファンの大きさに拘らず
に風量の大きいファンを使用して冷却機能を向上させる
ことができる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、可
動側導体の可動側通電軸との接続部に設けられた可動側
フィンの傾斜方向に沿って可動側ファンが風を供給する
ことにより、可動側導体近傍に発生する熱を放熱させる
ようにしたので、固定側導体に温度上昇を及ぼすことな
く可動側導体近傍に発生する熱を放熱させて冷却機能の
向上が図られ、その結果通電特性を向上させることがで
きる。また、第２の発明によれば、固定側フィン及び可
動側フィンの少なくとも一方に対し、送風ファンが送風
する風を誘導する誘導部を設けたので、送風ファンが送
風する風を誘導部にて確実に固定側フィンや可動側フィ
ンに誘導して冷却機能の向上を図って通電特性を向上さ
せることができると共に、底部に堆積している粉塵の影
響による耐電圧特性の低下を防いで絶縁破壊の虞をなく
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大側面図。

【図２】 [図１]のＡ−Ａ断面図。

【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大側面図。

【図４】 本発明の第３の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大断面図。

【図５】 [図４]のＢ−Ｂ拡大断面図。

【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大側面図。

【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大側面図。

【図８】 本発明の第６の実施の形態を示す真空遮断器
の要部拡大側面図。

【図９】 代表的な真空遮断器の要部側面図。

【符号の説明】

２…固定側通電軸、４…固定側導体、６…可動側通電
軸、９…可動側導体 １１ａ…固定側放熱部、１１ｂ…可動側放熱部、１２ａ
…固定側ファン １２ｂ…可動側ファン、１５ａ…固定側ダクト、１５ｂ
…可動側ダクト １６…ファン、１７…風洞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 孝生 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 藤井 宏一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に配置される固定側電極と、 真空容器内で前記固定側電極に対向して設けられ、固定
   側電極と接離する可動側電極と、 真空容器に対して気密に貫設され、一端が前記固定側電
   極に接続する固定側通電軸と、 真空容器に対して気密に貫設され、一端が前記可動側電
   極に接続する可動側通電軸と、 一端が前記固定側通電軸の他端に接続する固定側導体
   と、 一端が前記可動側通電軸の他端に接続する可動側導体
   と、 前記可動側導体の可動側通電軸との接続部に設けられ、
   フィン方向を水平面に対して傾斜させた可動側フィン
   と、 前記可動側導体近傍に発生する熱を放熱するように、前
   記可動側フィンの傾斜方向に沿って風を送風する可動側
   ファンとを有する真空遮断器。
2. 【請求項２】 前記固定側導体の固定側通電軸との接続
   部に設けられた固定側フィンと、 前記固定側導体近傍に発生する熱を放熱するように、前
   記固定側フィンの傾斜方向に沿って風を送風する固定側
   ファンとを備えたことを特徴とする請求項１記載の真空
   遮断器。
3. 【請求項３】 前記固定側フィンにおけるフィンの傾斜
   方向を前記可動側フィンにおけるフィンの傾斜方向と一
   致させたことを特徴とする請求項２記載の真空遮断器。
4. 【請求項４】 前記固定側送風ファン及び可動側送風フ
   ァンの内の少なくとも一方から送風される風を放熱方向
   に合わせて前記固定側放熱部及び前記可動側放熱部の内
   の少なくとも一方へ導く偏流部を備えたことを特徴とす
   る請求項２又は請求項３記載の真空遮断器。
5. 【請求項５】 真空容器内に配置される固定側電極と、 真空容器内で前記固定側電極に対向して設けられ、固定
   側電極と接離する可動側電極と、 真空容器に対して気密に貫設され、一端が前記固定側電
   極に接続する固定側通電軸と、 真空容器に対して気密に貫設され、一端が前記可動側電
   極に接続する可動側通電軸と、 一端が前記固定側通電軸の他端に接続する固定側導体
   と、 一端が前記可動側通電軸の他端に接続する可動側導体
   と、 前記固定側導体の固定側通電軸との接続部に設けられた
   固定側フィンと、 前記可動側導体の可動側通電軸との接続部に設けられた
   可動側フィンと、 前記固定側放熱部及び前記可動側放熱部の内の少なくと
   も一方に送風する送風ファンと、 前記送風ファンの風を送風されるべき前記固定側フィン
   及び前記可動側フィンの内の少なくとも一方へ誘導する
   誘導部とを有する真空遮断器。
6. 【請求項６】 前記固定側フィンの形状及び前記可動側
   フィンの形状の内の少なくとも一方を平行平板フィンで
   構成したことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいず
   れかに記載の真空遮断器。
7. 【請求項７】 前記平行平板フィンのフィン板の端部を
   封止したことを特徴とする請求項６記載の真空遮断器。