JP2003068175A - 電力用開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縮小化が可能な電力用開閉装置を得る。 【解決手段】 図示しない金属製の筐体に収容される複
合開閉ユニット２は、絶縁性のガスが充填されたタンク
３に真空バルブ４が３相分、収容されている。真空バル
ブ４は、タンク３を貫通するとともにタンク３との間の
気密を維持しつつ左右方向に移動可能にされた操作部材
５６、７８により操作され、真空容器中で主回路の電流
の遮断、断路、及び接地開閉を行う。真空容器中で主回
路の電流の遮断、断路、及び接地開閉を行う真空バルブ
４を、さらに絶縁性のガスが充填されたタンク３に収容
したので、真空バルブ４の沿面耐圧及び対地絶縁性能が
向上し、タンク３を小形化でき、電力用開閉装置を縮小
化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用開閉装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力用開閉装置の開閉器部として、いわ
ゆる真空バルブを用いたものが知られている。この真空
バルブとして、例えば特開２００１−１３６６１６号公
報に示されたような、一つの真空容器の中に一相分の遮
断部、断路部、接地開閉部を収容した多機能な真空バル
ブを、所用相分、用いることが考えられる。上記断路
部、遮断部、接地開閉部は、それぞれ主回路電流の遮
断、電源側と負荷側の断路、点検時の安全の確保等のた
めの負荷側の接地開閉を行うものである。このような真
空バルブを用いれば、開閉器部をコンパクトに構成でき
る。

【０００３】しかしながら、このような真空バルブを用
いるに際し、真空バルブの課電部と大地との間の対地絶
縁を必要とする。また、多相回路に用いる場合、各相に
用いられる真空バルブ間の相間絶縁が必要である。従っ
て、これら対地及び相間の絶縁を従来のように真空バル
ブを大気中に所定の間隔を設け、あるいは間に絶縁バリ
アを配設しただけでは、電力用開閉装置全体の縮小化を
図るのに限界があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな問題点を解決して、縮小化が可能な電力用開閉装置
を得ることを目的とする。

【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、本発明の電力用開閉装置においては、絶縁媒体が収
容されたタンクと、このタンクを貫通するとともに絶縁
媒体がタンクから漏洩しないようにしながら所定方向に
移動可能にされた操作部材と、タンクに収容されるとと
もに操作部材により操作され真空容器中において主回路
の電流の遮断、断路及び接地開閉を行う真空バルブとを
備えたものである。優れた絶縁性能を持つ真空バルブの
内部で遮断、断路、接地開閉を行うとともに真空バルブ
をタンクに収容することにより真空バルブの外側表面の
沿面絶縁性能及び対地絶縁性能を向上させることがで
き、これらの相乗効果により真空バルブ及びタンクの両
者を小さくできる。

【０００６】そして、主回路は多相回路であり、真空バ
ルブは単相用であって多相回路の各相に対応して設けら
れたものであることを特徴とする。単相の真空バルブを
用いれば、真空バルブのレイアウトを自由に選ぶことが
できる。また、単相の真空バルブは、多相一括形の真空
バルブに比べて製作が容易である。

【０００７】さらに、単相用の真空バルブの相互間に絶
縁バリアが設けられたものであることを特徴とする。絶
縁バリアの挿入により相間、対地間の絶縁破壊電圧が高
くなるので、タンク寸法を小さくできる。

【０００８】また、単相用の真空バルブとタンクとの間
に絶縁バリアが設けられたものであることを特徴とす
る。タンクとの間にも絶縁バリアを設ければ、タンクと
の間の絶縁性能が向上し、さらにタンク寸法を小さくで
きる。

【０００９】そして、主回路は多相回路であって、真空
バルブは同じ真空容器中において多相回路の電流の遮
断、断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであるこ
とを特徴とする。多相回路の遮断、断路、接地開閉を同
じ真空容器中において行うようにすれば、優れた真空の
絶縁性能によって真空バルブを小さくできる。

【００１０】さらに、絶縁媒体は、酸素、窒素、二酸化
炭素、アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、
これらのうちの２種類以上を混合した気体又は空気若し
くは水分を除去した空気であって、全圧が大気圧以上に
なるようにして封入されているものであることを特徴と
する。二酸化炭素を除いた他のガスは温室効果ガスでは
なく、また二酸化炭素は温室効果ガスではあるが地球温
暖化係数は小さいので、大気中に排出した場合に地球環
境に与える影響をなくすか又は軽減することができる。

【００１１】また、絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又はパ
ーフルオロシクロブタンガスであることを特徴とする。
これらガスは、電気絶縁性能に優れるので、タンクを小
形化できる。

【００１２】そして、絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又は
パーフルオロシクロブタンガスに、酸素、窒素、二酸化
炭素、アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、
これらのうちの２種類以上を混合した気体又は空気若し
くは水分を除去した空気を混合したものであることを特
徴とする。絶縁性能の優れた六弗化硫黄ガス又はパーフ
ルオロシクロブタンガスに、地球環境に与える影響をな
くすか又は軽減することができるガスを混合して用いる
ことにより、絶縁性能を確保しつつ地球環境に与える影
響を軽減できる。

【００１３】さらに、絶縁媒体は、液体絶縁物であるこ
とを特徴とする。液体絶縁物の絶縁性能は、加圧された
絶縁ガスと同程度かそれ以上であるので、タンクを小さ
くできる。

【００１４】また、液体絶縁物は、鉱油、パーフルオロ
カーボン、又はハイドロフルオロエーテルであることを
特徴とする。鉱油は、これまでに変圧器等で使用されて
きた液体絶縁物であり、信頼性が高い。また安価であり
コストメリットがある。パーフルオロカーボンは、沸点
が低く、タンク内に残留したパーフルオロカーボンは容
易に蒸発するため、べたつきがなく、メンテナンスにお
いて、作業性が高くなる。ハイドロフルオロエーテル
は、パーフルオロカーボンと同様に沸点が低く、容易に
蒸発するため、べたつきがなく、メンテナンスにおい
て、作業性が高くなることに加え、パーフルオロカーボ
ンと比べて地球温暖化係数が小さいので、大気中に蒸発
させても温暖化に大きな影響を与えない。

【００１５】そして、本発明の電力用開閉装置において
は、真空容器中において主回路の電流の遮断、断路及び
接地開閉を行う真空バルブと、この真空バルブを覆う固
体絶縁物とを備えたものである。固体絶縁物の優れた絶
縁性能によって、覆う厚さすなわち絶縁距離は、ガスや
液体絶縁物を用いる場合よりも小さくなる。

【００１６】さらに、固体絶縁物の外周部に接地された
導電性の被覆層が設けられたものであることを特徴とす
る。被覆層は接地されているので、感電を防止でき、ま
た接地された被覆層が設けられた固体絶縁物を接地電位
の金属支持材で支持できるので、真空バルブの支持が容
易である。

【００１７】また、主回路は多相回路であり、真空バル
ブは単相用であって多相回路の各相に対応して設けられ
たものであることを特徴とする。固体絶縁物で覆われた
単相の真空バルブを用いれば、真空バルブのレイアウト
を自由に選ぶことができる。また、単相の真空バルブ
は、多相一括形の真空バルブに比べて製作が容易であ
り、安価である。

【００１８】そして、主回路は多相回路であって、真空
バルブは同じ真空容器中において多相回路の電流の遮
断、断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであるこ
とを特徴とする。多相回路の遮断、断路、接地開閉を同
じ真空容器中において行うようにすれば、優れた真空の
絶縁性能によって真空バルブを小さくでき、加えて真空
バルブを固体絶縁物で覆うので、電力用開閉装置をコン
パクトにできる。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図８は、こ
の発明の実施の一形態を示すものであり、図１は電力用
開閉装置の側面図である。図２は図１の電力用開閉装置
の要部を示す要部側断面図である。図３は、図２の断面
ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。図４は、この電
力用開閉装置に用いられる真空バルブの構成を示す詳細
断面図である。

【００２０】図５は、各相の真空バルブ間に二重の相間
バリアを設けた場合の電力用開閉装置の要部断面図、図
６は、各相の真空バルブの外周部を覆うような形状のバ
リアを設けた場合の電力用開閉装置の要部断面図であ
る。図７は、各相の真空バルブ間に相間バリアを設けな
い場合の電力用開閉装置の要部断面図である。

【００２１】まず、図１と図２により本発明による電力
用開閉装置の全体構成を説明する。図１において、金属
製の筐体１に複合開閉ユニット２が収容されている。複
合開閉ユニット２の詳細な構成については後述するが、
複合開閉ユニット２は、タンク３と、タンク３に収容さ
れた３相分の真空バルブ４と、母線側端子５と、負荷側
端子６と、真空バルブ４を操作する操作機構部９とを有
し、主回路電流の遮断、主回路の断路、負荷側端子６側
の接地の機能を有する。

【００２２】また、複合開閉ユニット２の上方の筐体１
の表面側には、制御機器パネル１９が装着されている。
なお、図示していないが母線側端子５及び負荷側端子６
の電圧及び電流を検出する計器用変圧器及び計器用変流
器が設置されている。負荷側端子６には、ケーブルヘッ
ド１６を介してケーブル１７が接続される。母線側端子
５は、隣接して配置された別の電力用開閉装置（図示せ
ず）に接続され、列盤配置が可能である。

【００２３】上記のような電力用開閉装置は、検出され
た電圧や電流が異常の場合、制御機器パネル１９内部の
継電器が作動し、複合開閉ユニット２により電流の遮断
を行う。また電力系統網の工事などで送電を停止しなけ
ればならない場合は、必要に応じて複合開閉ユニット２
にて、主回路の断路と、負荷側端子６側の接地開閉を行
う。電力系統網への配電はケーブル１７を通して行う。

【００２４】ここで、複合開閉ユニット２の詳細構成を
図２〜図４により説明する。図２及び図３に示すよう
に、複合開閉ユニット２は次のように構成されている。
タンク３に各相に対応する真空バルブ４が三相分収容さ
れ、各真空バルブ４の後述する容器本体３２がそれぞれ
タンク３の底面に設けられた支持絶縁物２５により固定
支持されている。真空バルブ４の詳細な構成は後で説明
するが、操作部材としての操作棒５６及び同じく操作部
材としての接地開閉部側の可動電極７８がタンク３を貫
通しており、操作機構部９（図１）に連結されている。
なお、図２においては、絶縁バリア２６は便宜上一点鎖
線で表している。

【００２５】タンク３と操作棒５６の間及びタンク３と
接地開閉部側の可動電極７８との間には、封止部材とし
てＯリング７が設けられ、それぞれの間を気密に封止
し、操作棒５６及び可動電極７８が図２の左右方向に移
動するとき、タンク３の気密を維持し、絶縁媒体がタン
クの外に漏れないようにしている。後述の真空バルブ４
の固定電極５１は母線側導体２２を介して母線側端子５
（図１）に、接地開閉部側の固定電極７１は負荷側導体
２４を介して負荷側端子６（図１）に、電気的に接続さ
れるとともに支持固定されている。

【００２６】真空バルブ４への電流の入出力は、それぞ
れタンク３に気密に設けられた上ブッシング２１の母線
側端子５と下ブッシング２３の負荷側端子６により行わ
れる。なお、図２においては、上ブッシング２１及び下
ブッシング２３のタンク３よりも突出した部分及び上ブ
ッシング２１の母線側端子５と下ブッシング２３の負荷
側端子６の図示を、省略している。

【００２７】タンク３には、電気の絶縁媒体としてガス
が所定の圧力で充填封入されている。タンク３の内部に
充填するガスは、次の３通りに大別できる。 ａ．酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ネオン、ヘリ
ウムのうちのどれか、これらのうちの２種類以上を混合
した気体、又は大気若しくは水分を除去した大気を、全
圧が大気圧以上になるように充填する。 ｂ．六弗化硫黄ガス（以下、ＳＦ６ガスと表す）又はパ
ーフルオロシクロブタンガス（以下、ｃ−Ｃ４Ｆ８ガス
と表す）を用い、大気圧以上に充填する。 ｃ．ＳＦ６ガス又はｃ−Ｃ４Ｆ８ガスと、上記ａ項に記
載したガスの中の１種類又は２種類以上のガスとを混合
し、その混合ガスの全圧を大気圧以上に充填する。

【００２８】タンク３の内部には、各相の真空バルブ４
の相間に絶縁バリア２６が配置されている。図３のよう
に、絶縁バリア２６は３つ並んだ真空バルブ４の相間
と、タンク３と真空バルブ４の間に配置されている。真
空バルブ４の表面の一部には充電部が露出しており、隣
り合う真空バルブ４の間では、相間電圧に等しい電位差
が発生している。真空バルブ４の表面の充電部として
は、後述するが、例えば図４における第１及び第３の蓋
部材３８，４０がある。また、タンク３は金属製で接地
電位であるために、両側の真空バルブ４とタンク３との
間には対地電圧に等しい電位差が発生している。

【００２９】図３のように配設された絶縁バリア２６
は、次のような作用効果を有している。 ａ．相間、対地間の耐電圧性能が向上し、絶縁信頼性が
向上する。 ｂ．耐電圧性能が向上した分、タンク３内部のガス圧を
低くできる。 ｃ．耐電圧性能が向上した分、タンク３の寸法を小さく
できる。

【００３０】次に、真空バルブ４の詳細な構成を図４に
よって説明する。図４において、真空容器３０は、次の
ように構成されている。フィールドトラック状の断面を
有する（図３参照）金属製の容器本体３２には、円環状
の４つの接続部３２ａ〜３２ｄが形成されている。この
４つの接続部３２ａ〜３２ｄにそれぞれセラミック絶縁
物で円筒状に形成された第１〜第４の絶縁円筒３４〜３
７の一方の端部が気密に鑞付けされている。また、第１
〜第４の絶縁円筒３４〜３７の他方の端部に、それぞれ
カップ状の第１〜第４の蓋部材３８〜４１がその各環状
部３８ａ〜４１ａを介して気密に鑞付けされている。真
空容器３０は、以上のように構成されている。

【００３１】真空容器３０の中には、断路部を兼ねる主
回路開閉部５０、接地開閉部７０が収容されている。主
回路開閉部５０は、固定電極５１、固定接点５２、ベロ
ーズ５４、操作棒５６、絶縁ロッド５７、可動電極５
８、可動接点５９を有する。固定電極５１は、導電材料
で断面円形の棒状に形成され、第１の蓋部材３８に気密
に鑞付けされ、固定されている。この固定電極５１に円
板状の固定接点５２が鑞付けされている。

【００３２】円筒状のベローズ５４は、一方の端部が第
２の蓋部材３９の内側に気密に鑞付けされ、他方の端部
が断面円形の金属製の操作棒５６に気密に鑞付けされて
おり、操作棒５６は気密を維持しながら軸方向に移動可
能である。この操作棒５６に絶縁ロッド５７を介して導
電材料で断面円形の棒状に形成された可動電極５８が連
結され、可動電極５８の端部に円板状の可動接点５９が
鑞付けされている。

【００３３】なお、操作棒５６と絶縁ロッド５７との接
続部、絶縁ロッド５７と可動電極５８との接続部には、
環状のシールド部材６１が設けられている。このシール
ド部材６１は、上記各接続部の電界緩和、並びに主回路
開閉部５０の電流遮断時に接点５２，５９から発生する
金属蒸気から絶縁ロッド５７及びベローズ５４を保護す
るためのものである。

【００３４】このように構成された主回路開閉部５０
は、固定電極５１は第１の絶縁円筒３４により容器本体
３２から電気的に絶縁され、可動電極５８は絶縁ロッド
５７により操作棒５６から絶縁されている。

【００３５】主回路開閉部５０の周りには、電流開閉時
の接点５２，５９から発生する金属蒸気が第１の絶縁円
筒３４の内面に付着するのを抑制するための円筒状のア
ークシールド６２が第１の絶縁円筒３４に固定されてい
る。また、容器本体３２の各接続部３２ａ，３２ｂと各
絶縁円筒３４，３５との鑞付け部近傍、及び第１の絶縁
円筒３４と第１の蓋部材３８の環状部３８ａとの鑞付け
近傍には、それぞれ電界緩和のためのシールドリング６
３が配設されている。

【００３６】接地開閉部７０は、固定電極７１、固定接
点７２、ベローズ７４、可動電極７８、可動接点７９を
有する。固定電極７１は導電材料で棒状に形成され、カ
ップ状で金属製の第３の蓋部材４０に気密に鑞付けさ
れ、固定されている。この固定電極７１に円板状の固定
接点７２が鑞付けされている。円筒状のベローズ７４
は、一方の端部が第４の蓋部材４１の内側に気密に鑞付
けされ、他方の端部が断面円形の金属製の可動電極７８
に気密に鑞付けされており、操作棒を兼ねる可動電極７
８は気密を維持しながら軸方向に移動可能である。この
可動電極７８の端部に円板状の可動接点７９が鑞付けさ
れている。

【００３７】接地開閉部７０の円板状の固定接点７２及
び可動接点７９は、大電流を開閉する責務を必要とされ
ないので、主回路開閉部５０の固定接点５２及び可動接
点５９よりも直径及び厚さとも小さい寸法にされてい
る。また、接地開閉部７０の固定電極７１が、可撓性導
体７７により主回路開閉部５０の可動電極５８に接続さ
れている。

【００３８】このように構成された接地開閉部７０は、
固定電極７１が第３の絶縁円筒３６により容器本体３２
から電気的に絶縁され、可動電極７８が第４の絶縁円筒
３７により容器本体３２から絶縁されている。また、容
器本体３２の各接続部３２ｃ，３２ｄと各絶縁円筒３
６，３７との鑞付け部近傍、及び第３の絶縁円筒３６と
第３の蓋部材４０の環状部４０ａとの鑞付け部近傍に
は、それぞれ電界緩和のための環状のシールドリング６
３が配設されている。

【００３９】真空バルブ４は以上のように構成され、三
相分がタンク３に収容され、各相の操作棒５６及び接地
開閉部側の可動電極７８は、それぞれＯリング７により
タンク３との間の気密を維持しつつ軸方向に移動可能に
され、操作機構部９（図１）により操作される。

【００４０】次に、上記構成の複合開閉ユニット２の動
作について説明する。操作棒５６を図１に示す操作機構
部９により図４の上下方向（図１においては左右方向）
に駆動し、可動接点５９を固定接点５２に接離させ、主
回路の開閉を行う。これにより、母線側端子５側から固
定電極５１、可動電極５８、可撓性導体７７及び固定電
極７１を介して負荷側端子６側の図示しない各種負荷機
器への給電が制御される。

【００４１】また、負荷側端子６側の各種負荷機器の保
守、点検時には、操作棒５６を図４における主回路の遮
断位置よりもさらに上方に所定寸法移動させる。すなわ
ち、可動接点５８を、上記遮断位置よりもさらに固定接
点５２から離れた所定の断路位置まで離隔させる。その
後、可動電極７８を図４における下方に移動させ、接地
開閉部７０の可動接点７９を固定接点７２に当接させ
る。

【００４２】これにより、接地された可動電極７８と、
固定電極７１とが電気的に接続され、負荷側導体である
固定電極７１の残留電荷や誘導電流は、可動電極７８を
通じてグランドに流れる。また、主回路側の可動接点５
９と固定接点５２とは断路位置まで離隔しているので、
負荷側端子６側である各種負荷機器は電源側から電気的
に完全に切り離され、負荷側端子６側へ電圧が印加され
ることを防止でき、安全に保守、点検を行うことができ
る。

【００４３】次に、いくつかの変形例について説明す
る。図５に示す複合開閉ユニット１０２は、タンク１０
３に三相分の真空バルブ４を収容し、各相の真空バルブ
４の間に２枚の絶縁バリア２６を挿入したものである。
相間に２枚の絶縁バリア２６が挿入された場合の相間耐
電圧は一枚の場合よりも向上する。その分、真空バルブ
４の相間を短縮でき、タンク１０３を小さくできる。

【００４４】また、図６に示す複合開閉ユニット１１２
は、真空バルブ４の外周をほぼその全長に亘って囲うよ
うな形状の絶縁バリア２８を設けたものであり、絶縁バ
リア２８に囲まれた真空バルブ４が、三相分、タンク１
１３に収容されている。このような絶縁バリア２８は、
図６における上下方向にもバリア効果を有するので、上
下方向の耐電圧性能が向上し、タンク１１３の上下方向
の寸法も縮減できる。一方、バリア効果はなくなるが、
図７のようにバリアを用いない複合開閉ユニット１２２
も可能である。この場合、絶縁バリアがないので、タン
ク１２３の内部構造がシンプルになる。

【００４５】真空バルブ４については、上述では単相の
真空バルブ４による３相構成のものを示したが、図８の
ように３相一括形の真空バルブ１３４をタンク１３３に
収容した複合開閉ユニット１３２を用いることも可能で
ある。３相分の遮断、断路、接地開閉接点が一つの真空
容器に収容された３相一括形の真空バルブ１３４は、一
般的にガスよりも絶縁性能が優れている真空を積極的に
利用することにより、単相形の真空バルブ４を３相分用
いるよりも相間絶縁距離を小さくでき、電力用開閉装置
のコンパクト化が可能となる。

【００４６】さらに、３相一括形の真空バルブ１３４を
タンク１３３に収容するので、真空バルブ１３４の各相
の充電部間の絶縁距離を小さくでき、この点からも真空
バルブ１３４本体を小形にできる。また、真空バルブ１
３４とタンク１３３間の絶縁距離も小さくでき、全体の
小形化に寄与する。

【００４７】以上のように、この発明の実施の形態１に
よれば、次のような効果を奏する。 ア．優れた絶縁性能を持つ真空中において遮断、断路、
接地開閉を行う真空バルブ４を用いることにより、コン
パクトな電力用開閉装置を実現できる。 イ．真空バルブ４の外側表面の沿面絶縁性能と、真空バ
ルブ４とその周囲の大地電位の構成要素との絶縁性能と
が必要であるが、絶縁性能の良い絶縁ガスを適切なガス
圧で充填することによりコンパクトな電力用開閉装置を
得ることができる。

【００４８】ウ．これらの相乗効果により装置全体がい
っそうコンパクトになり、コストも安くなる。 エ．単相の真空バルブ４を３つ用いれば、３つの真空バ
ルブ４のレイアウトを自由に選ぶことができる。

【００４９】オ．単相の真空バルブ４は、３相一括形の
真空バルブ１３４に比べて製作が容易であり、また安価
である。 カ．絶縁バリアの挿入により相間、対地間の絶縁破壊電
圧が高くなるので、絶縁信頼性の向上、耐電圧性能の向
上、タンク内部の所用ガス圧の低減、耐電圧性能が向上
する分タンク寸法を小さくできる等の効果を奏する。 キ．一つの真空容器に３相分の遮断、断路、接地開閉接
点が収容された３相一括形の真空バルブ１３４は、優れ
た真空の絶縁性能によって非常にコンパクトになり、電
力用開閉装置のコンパクト化が可能である。

【００５０】ク．この実施の形態に示したガスのうち、
二酸化炭素を除いた全てのガスは温室効果ガスではない
ので、大気中に排出しても地球環境に悪影響を与えな
い。 ケ．二酸化炭素は温室効果ガスではあるが、地球温暖化
係数は小さく、多量でなければ地球温暖化への影響は小
さい。 コ．ＳＦ６ガス、ｃ−Ｃ４Ｆ８ガスは、電気的負性気体
であり絶縁性能が大気を構成する気体に比べてはるかに
高いという特長がある。この特長を利用してコンパクト
な電力用開閉装置を実現できる。

【００５１】サ．ＳＦ６ガス、ｃ−Ｃ４Ｆ８ガスは、地
球温暖化係数が非常に大きいので大気排出した場合に地
球温暖化に大きな影響を与えてしまうが、上記ａ項記載
のガスとＳＦ６ガスあるいはｃ−Ｃ４Ｆ８ガスとを混合
することで、排出総量を減少させ、温室効果を最小限に
とどめられる。 シ．上記ａ項記載の気体とＳＦ６ガス、ｃ−Ｃ４Ｆ８ガ
スを混合しても、その混合比が適切であればＳＦ６ガス
やｃ−Ｃ４Ｆ８ガス単体の絶縁性能より多少劣る程度の
絶縁性能を得ることが可能となり、コンパクトな電力用
開閉装置を得ることができる。

【００５２】実施の形態２．図９は、この発明の他の実
施の形態による電力用開閉装置の要部側面図である。図
９において、複合開閉ユニット１４２は、タンク１４３
の内部に実施の形態１と同様に真空バルブ４、絶縁バリ
ア２６等が配置され、タンク１４３に所定のレベルまで
液体絶縁物１４７が入れられている。なお、図９におい
ては、絶縁バリア２６は便宜上一点鎖線で表している。
この実施の形態の特徴は、タンク１４３の内部に液体絶
縁物１４７を貯留し、真空バルブ４や絶縁バリア２６を
液体絶縁物１４７に浸漬させる点にある。

【００５３】液体絶縁物１４７としては、変圧器の液体
絶縁物として高い実績のある鉱油、沸点が低く若干の揮
発性があるので残留が少なくべたつかず、作業性が向上
するパーフルオロカーボン、パーフルオロカーボンと同
様の特徴に加え温暖化係数の小さいハイドロフルオロエ
ーテル等を用いる。容器１４３は、金属製でも絶縁物製
でもよいが、絶縁物製の場合は液体絶縁物１４７との接
触によって膨潤や溶解、分解の発生がない材料を選ぶ。

【００５４】この実施の形態によれば、使用する液体絶
縁物１４７の種類に応じて、次のような効果を奏する。 （１）液体絶縁物の絶縁性能は、加圧された絶縁ガスと
同程度かそれ以上であるので、コンパクトな電力用開閉
装置が得られる。 （２）液体の優れた冷却性能により、同じ導体面積でも
通電容量が増加し、コンパクトな電力用開閉装置が得ら
れる。 （３）鉱油は、これまでに変圧器等で使用されてきた液
体絶縁物であり、信頼性が高い。また安価でありコスト
メリットがある。

【００５５】（４）パーフルオロカーボンは、炭素とフ
ッ素を主な構成元素とした物質である。鉱油は、沸点が
高いためにほとんど蒸発せず、一度鉱油をタンク３内に
注入すると排出後も内部がべたついたままで、組み立て
やメンテナンスが実施し難い。パーフルオロカーボン
は、沸点が低く、タンク３内に残留したパーフルオロカ
ーボンは容易に蒸発する。このため、べたつきがなく、
組み立てやメンテナンスにおいて、作業性が高い。

【００５６】（５）ハイドロフルオロエーテルは、炭素
とフッ素が主構成元素であり、エーテル基が結合した分
子構造を持つ。パーフルオロカーボンと同様の特長があ
るが、パーフルオロカーボンと比べて地球温暖化係数が
非常に小さいという特長も併せ持つ。このため、大気中
に蒸発させても地球温暖化に大きな影響を与えない。

【００５７】なお、上記実施の形態１及び２では、操作
棒５６及び可動電極７８がこの発明における操作部材を
兼ねるものを示したが、操作棒５６や可動電極７８と別
体にタンクを貫通する操作部材を設けて、この別体に設
けた操作部材により操作棒５６及び可動電極７８を操作
するようにしてもよい。

【００５８】また、真空バルブ４をタンク３に収容する
のに、第２及び第４の蓋部材３９，４１をタンク３から
突出させ、第２及び第４の蓋部材３９，４１とタンクの
間に封止部材として例えばＯリングを入れて、真空バル
ブ４をタンク３に気密に、あるいは液密に収容するよう
にしてもよい。この場合は、操作棒５６及び可動電極７
８が所定方向に移動するときに、真空バルブ４のベロー
ズ５４，７４が、タンク３の気密を維持する役割、すな
わちタンク３から絶縁媒体が漏れないようにする役割を
している。

【００５９】実施の形態３．さらに、本発明の他の実施
の形態について、図１０、図１１を用いて説明する。図
１０は、電力用開閉装置の要部側面図、図１１は図１０
の断面ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。この実施の形
態における複合開閉ユニット１５２は、固体絶縁物１５
７にて覆われた真空バルブ４を３相分、大気中において
フレーム１５３に、金属製の支持部材１５５を介して支
持させたものである。

【００６０】固体絶縁物１５７は、真空スイッチ４を覆
うとともに、真空スイッチ４と上ブッシング２１とを接
続する母線側導体２２及び真空スイッチ４と下ブッシン
グ２３とを接続する負荷側導体２４を覆い、上ブッシン
グ２１及び下ブッシング２３と一体となっている。

【００６１】なお、図１０においては、上ブッシング２
１及び下ブッシング２３のタンク３よりも突出した部分
及び上ブッシング２１の母線側端子５（図１）と下ブッ
シング２３の負荷側端子６（図１）の図示を、省略して
いる。本実施の形態の特徴は、真空バルブ４が固体絶縁
物１５７で覆われ、その固体絶縁物１５７の表面に被覆
層としての接地電位層１５８が設けられている点にあ
る。

【００６２】固体絶縁物１５７としては、エポキシ樹脂
やポリエチレン樹脂が挙げられる。接地電位層１５８
は、例えば導電性液状物質を固体絶縁物１５７の表面に
塗布することにより設けることができる。上ブッシング
２１、下ブッシング２３の表面にも同様の塗布する処理
を行えば、ブッシングを含めた固体絶縁物の表面全体を
接地電位にすることができる。

【００６３】この実施の形態は、単相の真空バルブ４に
樹脂モールドを施した例であるが、各相の絶縁物を接触
させた状態で配置してもよい。接触面において接地電位
層１５８は必ずしも存在しなくてもよい。また、真空バ
ルブ４それぞれ個別にモールド処理しないで、３つの真
空バルブ４を予めセットしておいて３つをまとめてモー
ルド処理をしてもよい。また、３相一括形の真空バルブ
を使用し、これをモールドした後に表面に接地電位層を
設けてもよい。本実施の形態では、フレーム１５３に真
空バルブ４を搭載したものを示したが、固体絶縁物１５
７は機械的強度も備わるため、フレーム１５３は必ずし
も必要ではない。

【００６４】この実施の形態によれば、次のような効果
を奏する。 （ｉ） 固体絶縁物の優れた絶縁性能によって、モール
ド厚さすなわち絶縁距離は、ガスや液体絶縁物を用いる
場合よりも小さくなり、コンパクト化に大きな効果があ
る。 （ｉｉ） モールド表面に接地電位層１５８を設けるの
で、表面に人体が触れても感電しないので安全である。
また、接地された接地電位層１５８が設けられた固体絶
縁物１５７を接地電位の金属製の支持部材１５５で支持
できるので、真空バルブ４の支持が容易である。

【００６５】なお。真空バルブは、真空バルブ４のよう
な遮断と断路とを単一の接点で行う真空バルブではな
く、例えば遮断及び断路のためにそれぞれに個別の開閉
接点を有する真空バルブであっても同様の効果を奏す
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６７】絶縁媒体が収容されたタンクと、このタン
クを貫通するとともに絶縁媒体がタンクから漏洩しない
ようにしながら所定方向に移動可能にされた操作部材
と、タンクに収容されるとともに操作部材により操作さ
れ真空容器中において主回路の電流の遮断、断路及び接
地開閉を行う真空バルブとを備えたものであるので、優
れた絶縁性能を持つ真空バルブの内部で遮断、断路、接
地開閉を行うとともに真空バルブをタンクに収容するこ
とにより真空バルブ表面の沿面絶縁性能及び対地絶縁性
能を向上させることができ、これらの相乗効果により真
空バルブ及びタンクの両者を小さくでき、電力用開閉装
置の縮小化を図ることができる。

【００６８】そして、主回路は多相回路であり、真空バ
ルブは単相用であって多相回路の各相に対応して設けら
れたものであることを特徴とするので、単相の真空バル
ブを用いれば、真空バルブのレイアウトを自由に選ぶこ
とができる。また、単相の真空バルブは、多相一括形の
真空バルブに比べて製作が容易であり、安価である。

【００６９】さらに、単相用の真空バルブの相互間に絶
縁バリアが設けられたものであることを特徴とするの
で、絶縁バリアの挿入により相間、対地間の絶縁破壊電
圧が高くなるので、タンク寸法を小さくできる。

【００７０】また、単相用の真空バルブとタンクとの間
に絶縁バリアが設けられたものであることを特徴とする
ので、タンクとの間にも絶縁バリアを設ければ、タンク
との間の絶縁性能が向上し、さらにタンク寸法を小さく
できる。

【００７１】そして、主回路は多相回路であって、真空
バルブは同じ真空容器中において多相回路の電流の遮
断、断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであるこ
とを特徴とするので、多相回路の遮断、断路、接地開閉
を同じ真空容器中において行うようにすれば、優れた真
空の絶縁性能によって真空バルブを小さくでき、電力用
開閉装置をコンパクトにできる。

【００７２】さらに、絶縁媒体は、酸素、窒素、二酸化
炭素、アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、
これらのうちの２種類以上を混合した気体又は空気若し
くは水分を除去した空気であって、全圧が大気圧以上に
なるようにして封入されているものであることを特徴と
するので、二酸化炭素を除いた他のガスは温室効果ガス
ではなく、また二酸化炭素は温室効果ガスではあるが地
球温暖化係数は小さいので、大気中に排出した場合に地
球環境に与える影響をなくすか又は軽減することができ
る。

【００７３】また、絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又はパ
ーフルオロシクロブタンガスであることを特徴とするの
で、これらガスは、電気絶縁性能に優れ、タンクを小形
化できる。

【００７４】そして、絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又は
パーフルオロシクロブタンガスに、酸素、窒素、二酸化
炭素、アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、
これらのうちの２種類以上を混合した気体又は空気若し
くは水分を除去した空気を混合したものであることを特
徴とするので、絶縁性能の優れた六弗化硫黄ガス又はパ
ーフルオロシクロブタンガスに、地球環境に与える影響
をなくすか又は軽減することができるガスを混合して用
いることにより、絶縁性能を確保しつつ地球環境に与え
る影響を軽減できる。

【００７５】さらに、絶縁媒体は、液体絶縁物であるこ
とを特徴とするので、液体絶縁物の絶縁性能は、加圧さ
れた絶縁ガスと同程度かそれ以上であるので、タンクを
小さくでき、コンパクトな電力用開閉装置が得られる。

【００７６】また、液体絶縁物は、鉱油、パーフルオロ
カーボン、又はハイドロフルオロエーテルであることを
特徴とするので、鉱油は、これまでに変圧器等で使用さ
れてきた液体絶縁物であり、信頼性が高い。また安価で
ありコストメリットがある。パーフルオロカーボンは、
沸点が低く、タンク内に残留したパーフルオロカーボン
は容易に蒸発するため、べたつきがなく、メンテナンス
において、作業性が高くなる。ハイドロフルオロエーテ
ルは、パーフルオロカーボンと同様に沸点が低く、容易
に蒸発するため、べたつきがなく、メンテナンスにおい
て、作業性が高くなることに加え、パーフルオロカーボ
ンと比べて地球温暖化係数が小さいので、大気中に蒸発
させても温暖化に大きな影響を与えない。

【００７７】そして、本発明の電力用開閉装置において
は、真空容器中において主回路の電流の遮断、断路及び
接地開閉を行う真空バルブと、この真空バルブを覆う固
体絶縁物とを備えたものであるので、固体絶縁物の優れ
た絶縁性能によって、覆う厚さすなわち絶縁距離は、ガ
スや液体絶縁物を用いる場合よりも小さくなり、コンパ
クト化に大きな効果がある。

【００７８】さらに、固体絶縁物の外周部に接地された
導電性の被覆層が設けられたものであることを特徴とす
るので、被覆層は接地されているので、感電を防止で
き、また接地された被覆層が設けられた固体絶縁物を接
地電位の金属支持材で支持できるので、真空バルブの支
持が容易である。

【００７９】また、主回路は多相回路であり、真空バル
ブは単相用であって多相回路の各相に対応して設けられ
たものであることを特徴とするので、固体絶縁物で覆わ
れた単相の真空バルブを用いれば、真空バルブのレイア
ウトを自由に選ぶことができる。また、単相の真空バル
ブは、多相一括形の真空バルブに比べて製作が容易であ
り、安価である。

【００８０】そして、主回路は多相回路であって、真空
バルブは同じ真空容器中において多相回路の電流の遮
断、断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであるこ
とを特徴とするので、多相回路の遮断、断路、接地開閉
を同じ真空容器中において行うようにすれば、優れた真
空の絶縁性能によって真空バルブを小さくでき、加えて
真空バルブを固体絶縁物で覆うので、電力用開閉装置を
コンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の一形態を示す電力用開閉装
置の側面図である。

【図２】 図１の電力用開閉装置の要部を示す要部側断
面図である。

【図３】 図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図で
ある。

【図４】 この電力用開閉装置に用いられる真空バルブ
の構成を示す詳細断面図である。

【図５】 各相の真空バルブ間に二重の相間バリアを設
けた電力閉装置の要部断面図である。

【図６】 各相の真空バルブの外周部を覆うような形状
のバリアを設けた場合の電力用開閉装置の要部断面図で
ある。

【図７】 各相の真空バルブ間に相間バリアを設けない
場合の電力用開閉装置の要部断面図である。

【図８】 ３相一括形の真空バルブを用いた場合の電力
用開閉装置の要部を示す要部側断面図である。

【図９】 この発明の他の実施の形態である電力用開閉
装置の要部側面図である。

【図１０】 さらに、この発明の他の実施の形態である
電力用開閉装置の要部側面図である。

【図１１】 図１０の断面ＸＩ−ＸＩにおける断面図で
ある。

【符号の説明】

３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３ タン
ク、４ 真空バルブ、７ Ｏリング、９ 操作機構部、
２４ 支持絶縁物、２６，２８ 絶縁バリア、２７ ガ
ス、３０ 真空容器、５０ 主回路開閉部、５１ 固定
電極、５２ 固定接点、５４ ベローズ、５６ 操作
棒、５８ 可動電極、５９ 可動接点、７０ 接地開閉
部、７１ 固定電極、７２ 固定接点、５４ ベロー
ズ、７８ 可動電極、７９ 可動接点、１４７ 液体絶
縁物、１５７ 固体絶縁物、１５８ 絶縁電位層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G017 AA21 BB01 BB02 BB03 DD01 JJ01 5G026 RA03 RA06 RA07 RA08 RB03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁媒体が収容されたタンクと、このタ
   ンクを貫通するとともに上記絶縁媒体が上記タンクから
   漏洩しないようにしながら所定方向に移動可能にされた
   操作部材と、上記タンクに収容されるとともに上記操作
   部材により操作され真空容器中において主回路の電流の
   遮断、断路及び接地開閉を行う真空バルブとを備えた電
   力用開閉装置。
2. 【請求項２】 主回路は多相回路であり、真空バルブは
   単相用であって上記多相回路の各相に対応して設けられ
   たものであることを特徴とする請求項１に記載の電力用
   開閉装置。
3. 【請求項３】 単相用の真空バルブの相互間に絶縁バリ
   アが設けられたものであることを特徴とする請求項２に
   記載の電力用開閉装置。
4. 【請求項４】 単相用の真空バルブとタンクとの間に絶
   縁バリアが設けられたものであることを特徴とする請求
   項３に記載の電力用開閉装置。
5. 【請求項５】 主回路は多相回路であって、真空バルブ
   は同じ真空容器中において上記多相回路の電流の遮断、
   断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであることを
   特徴とする請求項１に記載の電力用開閉装置。
6. 【請求項６】 絶縁媒体は、酸素、窒素、二酸化炭素、
   アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、これら
   のうちの２種類以上を混合した気体又は空気若しくは水
   分を除去した空気であって、全圧が大気圧以上になるよ
   うにして封入されているものであることを特徴とする請
   求項１に記載の電力用開閉装置。
7. 【請求項７】 絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又はパーフ
   ルオロシクロブタンガスであることを特徴とする請求項
   １に記載の電力用開閉装置。
8. 【請求項８】 絶縁媒体は、六弗化硫黄ガス又はパーフ
   ルオロシクロブタンガスに、酸素、窒素、二酸化炭素、
   アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちのいずれか、これら
   のうちの２種類以上を混合した気体又は空気若しくは水
   分を除去した空気を混合したものであることを特徴とす
   る請求項１に記載の電力用開閉装置。
9. 【請求項９】 絶縁媒体は、液体絶縁物であることを特
   徴とする請求項１に記載の電力用開閉装置。
10. 【請求項１０】 液体絶縁物は、鉱油、パーフルオロカ
    ーボン、又はハイドロフルオロエーテルであることを特
    徴とする請求項９に記載の電力用開閉装置。
11. 【請求項１１】 真空容器中において主回路の電流の遮
    断、断路及び接地開閉を行う真空バルブと、この真空バ
    ルブを覆う固体絶縁物とを備えた電力用開閉装置。
12. 【請求項１２】 固体絶縁物の外周部に接地された導電
    性の被覆層が設けられたものであることを特徴とする請
    求項１１に記載の電力用開閉装置。
13. 【請求項１３】 主回路は多相回路であり、真空バルブ
    は単相用であって上記多相回路の各相に対応して設けら
    れたものであることを特徴とする請求項１１に記載の電
    力用開閉装置。
14. 【請求項１４】 主回路は多相回路であって、真空バル
    ブは同じ真空容器中において上記多相回路の電流の遮
    断、断路及び接地開閉を行う多相一括形のものであるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の電力用開閉装置。