JP2003115244A - モールド真空バルブ及びその接続方法 - Google Patents
モールド真空バルブ及びその接続方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
- H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
ルドすることで全体形状の縮小化を図る。 【解決手段】真空容器と、この真空容器の一端に設けら
れる固定軸および他端に設けられる可動軸とをする真空
バルブにおいて、可動軸に接続された接触部と、接触部
が貫通し接触する主回路導体と、真空容器と主回路導体
との間にあって、可動軸、接触部の周囲を取り巻くよう
に配置した部材とを備え、真空容器、固定軸、部材及び
主回路導体までを絶縁層で一体モールドする。
Description
モールド真空バルブ及びその接続方法に関する。
路においては、遮断機に真空バルブが数多く用いられて
いる。真空バルブは、容器内部の真空絶縁に比べて、外
部の沿面が気中絶縁となり絶縁耐力が低いため、例えば
エポキシ樹脂でモールドして絶縁補強されることがあ
る。従来のエポキシ樹脂でモールドした真空バルブを図
7に示す。真空バルブ16の固定軸17と可動軸18の
先端には一対の電極19が取り付けられ、これらは例え
ばセラミックからなる高真空の真空容器20に収納され
ている。真空容器20の上下にはフランジ21が銀ロウ
付けされ、可動軸18側には伸縮自在のベローズ22が
取り付けられている。真空容器20の周囲には、例えば
エポキシ樹脂でモールドしたヒダ付きの絶縁層23が取
り付けられていて、絶縁補強されている。
において、電源回路を構成するため真空バルブ16の可
動軸18側には他の電気機器に接続させる主回路導体2
4が接続される。可動部材25が可動軸18と主回路導
体24を電気的に接続している。真空バルブ16は、電
極19を開閉する可動軸18が上下移動し可動部材25
も上下に移動する。このため、主回路導体24、可動部
材25を含めて真空バルブ16を絶縁層23で一体モー
ルドすることは構造面から困難で、可動軸18側を絶縁
層でモールドして縮小化することができなかった。本発
明は、真空バルブの可動軸側の主回路導体を含めて真空
バルブを絶縁層で一体モールドし、更に真空バルブのセ
ラミックを複数分割したモールド真空バルブ及びその接
続方法を提供することを目的とする。
に本発明においては、真空容器と、この真空容器の一端
に設けられる固定軸および他端に設けられる可動軸とを
有し、真空容器の外側を絶縁層でモールドするモールド
真空バルブにおいて、可動軸に接続された接触部と、接
触部が貫通し接触する主回路導体と、真空容器と主回路
導体との間にあって、可動軸、接触部の周囲を取り巻く
ように配置した部材とを備え、真空容器、固定軸、部材
及び主回路導体までを絶縁層で一体モールドする。これ
らの構成により、モールドした真空バルブの全体形状を
縮小化することができる。
ブの実施形態について、図面を参照して説明する。図1
は、エポキシ樹脂で一体モールドした真空バルブの断面
を示したものである。真空バルブ1は、固定軸2、可動
軸3、接地端子4が真空容器外部に導出されている。本
発明の真空バルブは接地端子付真空バルブであるが、接
地端子がない真空バルブであってもよい。真空容器は、
可動軸3側から3分割されたセラミック5a、5b、5
cで覆われており、その長さは図1では5a>5b=5
cとなっている。これは、可動軸3側の真空容器内には
図示していないベローズが収納されているためセラミッ
ク5aが他のセラミック5b、5cよりも長くなってい
る。ベローズなどを小型化することでセラミック5aの
長さを短くし、セラミック5a、5b、5cの長さを均
等にしてもよい。図1ではセラミックを3つに分割して
いるが、作業性が許容できる範囲でセラミックを更に分
割してもよい。セラミック5a、5b、5cの相互間は
エポキシ樹脂と同程度の熱膨張係数を持つ金属性フラン
ジ6を設けて銀ロー付けで接合されている。一般的にエ
ポキシ樹脂の熱膨張係数は約20×10−6/℃である
ので、金属製フランジ6の材質としては例えば鉄合金を
用いればよい。接地端子4は、セラミック5a、5bの
間にあり、図1に示すようにL字型をしており、一旦下
方に曲がってセラミック5aのそばを通ってから外側に
引き出されている。接地端子4は直線的に引き出しても
よい。
る。可動軸3には接触用導体7が接続されており、さら
に絶縁ロッド8が接続されている。絶縁ロッド8には図
示していない操作機構が接続されており、操作機構の上
下運動により真空バルブ1の図示していない電極間の開
閉が行われている。真空バルブ1の電極間の開閉動作に
おける接触用導体7の移動範囲は、一般的に数十mmの
範囲である。接触用導体7は、主回路導体9を貫通し、
図示していない主回路導体9の接触部を介して主回路導
体9と電気的に接続されている。主回路導体9の接触部
には、主回路導体9と接触用導体7が電気的に接続状態
を維持できるようにマルチバンドなどの接触子が収納さ
れている。主回路導体9は可動軸3の軸方向に対して垂
直に導出されている。このように、接触用導体7が操作
機構に直線的に接続されているので、操作機構から接触
用導体7への伝達ロスは最小限に抑えられる。このた
め、操作機構の操作力も低減させることができる。ま
た、主回路導体9が可動軸3の軸方向に対して垂直に導
出されているのでケーブル接続等の作業をするスペース
が確保でき、作業性の向上が図れる。ブロック10は、
主回路導体9と真空容器の間の可動軸3、接触用導体7
の周囲を取り巻くように配置し、主回路導体9、真空容
器とはシールがされている。ブロック10は、主回路導
体9と一体であってもよいし、材質は金属であるが絶縁
材料であってもよい。
の周りを覆うことで接触導体7の移動による電界分布の
乱れがなくなり、良好な絶縁特性を維持することが可能
となる。そして本発明のモールド真空バルブは、真空バ
ルブ1の可動軸3に接触用導体7、ブロック10、主回
路導体9を順次配置し、固定軸2、真空バルブ1、接地
端子4、ブロック10、主回路導体9をエポキシ樹脂の
絶縁層11で一体モールドしている。これにより、固定
軸2、接地端子4、主回路導体9は、絶縁層11でモー
ルドすることで凸状のブッシング部となっている。この
ように、真空バルブ1の可動軸3側を絶縁層11でモー
ルドすることで全体形状を縮小化することができる。ま
た、主回路導体9の周りを熱輸送率が空気に比べて高い
絶縁層11でモールドすることで、通電による発熱の影
響を抑え、電力の大容量化を可能にする。また、一般的
にセラミックはエポキシ樹脂より熱膨張係数が約1/3
〜1/2と小さく、またエポキシ樹脂とセラミックは接
着しにくい。そのため、セラミックとエポキシ樹脂の間
には残留応力が発生する。真空バルブ1のセラミック5
a、5b、5cに発生する残留応力を図3に示す。本発
明では図3に示すように、残留応力はセラミックの両端
に集中するが、セラミック5a、5b、5cは3分割さ
れているため残留応力は分散する。セラミック5a、5
b、5cを3分割したモールド真空バルブは、ヒートサ
イクル試験などでクラックなどの発生はなく、優れた耐
クラック性を示した。
ラミック5a、5b、5cは残留応力を分散させること
ができる。また、セラミック5a、5b、5cの相互間
を金属性フランジ6で接合することで残留応力を最小限
に抑制することができる。図4には一体モールドした真
空バルブに電力用ケーブル、母線導体を接続したときの
断面図を示す。一体モールドした真空バルブ1の構成は
図1と同じであるので省略する。真空バルブ1を受電す
るため主回路導体9をモールドしたブッシング部に電力
用ケーブル12が接続されている。電力用ケーブル12
は、可撓性材料で成形し凹状になった部分をブッシング
部に嵌合させて接続されている。また、固定軸2をモー
ルドしたブッシング部には母線導体13が接続されてい
る。凸状の傾斜角度は接続される部分により若干異なっ
ている。母線導体13の周りはEPゴムで成形した絶縁
層14で覆われており、電界緩和のため半導電層15を
設けている。ブッシング部の外径と凹状の絶縁層14の
内径に差をつけることで面圧を持たせて接続している。
つまり、ブッシング部の外径を絶縁層14の内径より大
きくし、嵌合時にゴムの収縮により面圧を持たせてい
る。
に対して可撓性をもった凹状の絶縁層14を嵌合させる
ことで、界面の密着性が向上し優れた絶縁特性を得るこ
とができる。また、図5にはブッシング部の外径と絶縁
層14の内径との差である径差と破壊電圧の関係を示
す。このときのブッシング部の直径、界面長さは50m
mとした。径差を大きくすると破壊電圧も上昇する。こ
れは、径差を大きくするとことで面圧も大きくなり、界
面の密着性が向上し優れた絶縁特性を得ることができる
からである。しかし、径差を大きくし過ぎると面圧は大
きくなるものの、時間が経つとゴムの収縮力が低下し面
圧も低下する。これをクリープ特性をいい、収縮力が大
きいほど減少率も大きくなる。ゴムの中でも絶縁特性の
優れたEPゴムを加熱などにより加速劣化させれば天然
ゴムよりは収縮力の低下を抑えることができるが、やは
り収縮力は低下し面圧も低下する。そこで、クリープ特
性による面圧の低下率と径差による破壊電圧の上昇率を
乗算したものと径差の関係を図6に示す。径差が大きく
なると電圧上昇率×面圧上昇率は上昇する。径差約2m
mの付近でピークとなる。径差を更に大きくしても面圧
が上昇して破壊電圧が上昇するが、EPゴムの収縮力が
過大となり劣化を早め、クリープ特性による面圧の低下
率が大きくなるので、電圧上昇率×面圧上昇率は減少す
る。
差が約2mmのときに安定した絶縁特性を得ることがで
きる。また、これらの一体モールドした真空バルブで三
相回路を構成する場合、真空バルブを個々にモールドし
たものを横一列に配置してもよいが、三相分の真空バル
ブを横一列に配置して一体モールドすることで、盤幅方
向の縮小化を図ることができる。なお、各相の真空バル
ブの配置は三角形でも斜めでもよい。盤の構成に合わせ
て配置すればスペースを有効に活用することができる。
を絶縁層でモールドすることで全体形状を縮小化するこ
とができる。
断面を示す図。
可動軸側の拡大図。
分布を示す図。
電力用ケーブル、絶縁母線を接続したときの断面を示す
図。
図。
の特性を示す図。
Claims (7)
- 【請求項1】真空容器と、この真空容器の一端に設けら
れる固定軸および他端に設けられる可動軸とを有し、前
記真空容器の外側を絶縁層でモールドするモールド真空
バルブにおいて、前記可動軸に接続された接触部と、前
記接触部が貫通し接触する主回路導体と、前記真空容器
と前記主回路導体との間にあって、前記可動軸、前記接
触部の周囲を取り巻くように配置した部材とを備え、前
記真空容器、前記固定軸、前記部材及び前記主回路導体
までを絶縁層で一体モールドしたことを特徴とするモー
ルド真空バルブ。 - 【請求項2】前記主回路導体が前記可動軸の軸方向に対
して垂直に導出されていることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載のモールド真空バルブ。 - 【請求項3】前記固定軸、前記主回路導体の周りに絶縁
層を形成したブッシング部の外径を、絶縁層を凹状に形
成させた前記ブッシング部に接続する外部導体の内径よ
り大きくしたことを特徴とする請求項1または請求項2
記載のモールド真空バルブ。 - 【請求項4】真空容器と、この真空容器の一端に設けら
れる固定軸および他端に設けられる可動軸とを有し、前
記真空容器の外側を絶縁層でモールドするモールド真空
バルブにおいて、前記真空容器のセラミック層を多段に
分割したことを特徴とするモールド真空バルブ。 - 【請求項5】前記真空容器の多段に分割したセラミック
層の相互間に金属部材を設けたことを特徴とする請求項
4記載のモールド真空バルブ。 - 【請求項6】真空容器と、この真空容器の一端に設けら
れる固定軸および他端に設けられる可動軸とを有する真
空バルブにおいて、前記可動軸に接触部を接続し、この
接触子が真空バルブの電極間の開閉により可動できるよ
うに前記接触子の周囲に部材を配置し、前記接触子と接
触するように主回路導体を配置して、前記固定軸、前記
真空容器、前記部材及び前記主回路導体までを絶縁層で
一体モールドするモールド真空バルブの接続方法。 - 【請求項7】真空容器と、この真空容器の一端に設けら
れる固定軸および他端に設けられる可動軸とを有する真
空バルブにおいて、前記可動軸に接触部を接続し、この
接触子が真空バルブの電極間の開閉により可動できるよ
うに前記接触子の周囲に部材を配置し、前記接触子と接
触するように主回路導体を配置して、この真空バルブ三
相分を横一列に配置し絶縁材料で一体モールドするモー
ルド真空バルブの接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001305955A JP2003115244A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | モールド真空バルブ及びその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001305955A JP2003115244A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | モールド真空バルブ及びその接続方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003115244A true JP2003115244A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19125666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001305955A Pending JP2003115244A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | モールド真空バルブ及びその接続方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003115244A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100656233B1 (ko) | 2003-07-25 | 2006-12-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 성형 전기 장치 및 성형 전기 장치의 제조 방법 |
WO2010058034A1 (fr) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Areva T & D Sas | Surmoulage en materiau composite smc ou bmc pour pole de disjoncteur a vide |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001305955A patent/JP2003115244A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100656233B1 (ko) | 2003-07-25 | 2006-12-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 성형 전기 장치 및 성형 전기 장치의 제조 방법 |
WO2010058034A1 (fr) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Areva T & D Sas | Surmoulage en materiau composite smc ou bmc pour pole de disjoncteur a vide |
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