JP2004022719A

JP2004022719A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2004022719A
Application number: JP2002174097A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nishiura; 西浦　信一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、コンデンサ素子を電気回路から安全に切り離す。
【解決手段】電気回路に接続されるコンデンサ素子１１を格納する容器９と、容器９の内壁に取り付けられた基板１と、この基板１に設けられてコンデンサ素子１１を電気回路に切り離し可能に接続する導体２と、導体２を切り離し方向に付勢する弾性体３と、導体２に係止してこの導体２を接続状態に位置決めするストッパ４と、ストッパ４の係止状態を解除可能なストッパ解除機構５とを備えた。ストッパ４の係止状態を解除すると、弾性体３により棒状導体２が移動して接続部分６が非導通となるので、コンデンサを電気回路から切断することができる。また、コンデンサの冷却等により容器９が異常発生前のように収縮しても、導体２は接続状態の位置に戻らず電気回路への再投入を防止することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力設備機器として使用されるコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサについては、コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に起こった際、容器内圧上昇による容器膨張変位を利用して、容器の内側で相対する面の間に取り付けられた基板状、または箔状の導体弱点部分をその膨張変位により切断してコンデンサを電気回路から切り離す装置（保安装置）が用いられている。
【０００３】
また、その容器膨張変位を利用して導体弱点部を切断させるため、容器変位をより大きく得られるよう、容器の中央部分に設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
基板状、または箔状の導体弱点部分を設けたコンデンサの場合、コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に起こり容器膨張して一旦は電気回路から切り離されたとしてもコンデンサの冷却、または発生ガスの油中への溶け込みにより容器が異常発生前のように収縮し導体弱点部分が接触して再度コンデンサが電気回路に投入される場合がある。
【０００５】
また、導体弱点部分においては電気回路から３相コンデンサを切り離すため２箇所の弱点部分を設けているが容器内圧による切断過程においては１箇所だけが先行して切断され、しかも切断された弱点部分に接続されているコンデンサ素子のみが絶縁破壊を連続的に発生していた場合は２相のみが電気回路に接続される状態となり、３相電気回路としては２相間にのみコンデンサが接続されるため電圧の不平衡を生じさせることになる。
【０００６】
また、これまでのコンデンサは容器膨張変位をより大きく得られるよう容器の中央部分に設けていたため容器の小型化に限界があった。これに伴い、容器内を絶縁するために使用している充填絶縁油の使用量が多くなるという問題点があった。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、上記問題点を解決するために、コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、コンデンサ素子を電気回路から安全に切り離すとともに、電気回路へ再投入を防止することができ、またコンデンサの容器を小型化することを可能とし、またコンデンサ容器内で絶縁するために使用している充填絶縁油の使用量を削減することができるコンデンサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１記載のコンデンサは、電気回路に接続されるコンデンサ素子を格納する容器と、前記容器の内壁に取り付けられた基板と、この基板に設けられて前記コンデンサ素子を前記電気回路に切り離し可能に接続する導体と、前記導体を切り離し方向に付勢する弾性体と、前記導体に係止してこの導体を接続状態に位置決めするストッパと、前記ストッパの係止状態を解除可能なストッパ解除機構とを備えた。
【０００９】
このように、導体と、ストッパと、ストッパ解除機構とを備えているので、ストッパ解除機構によりストッパの係止状態を解除すると、弾性体により導体が移動して接続部分が非導通となるので、コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、容器内圧が上昇した際には基板上の導体の移動により、コンデンサを電気回路から切断することができる。
【００１０】
また、導体の移動には、導体のストッパによる固定解除をして弾性体により移動するため、コンデンサの冷却等により容器が異常発生前のように収縮しても、導体は接続状態の位置に戻らず電気回路への再投入を防止することができる。
【００１１】
請求項２記載のコンデンサは、請求項１記載のコンデンサにおいて、ストッパ解除機構は、容器の内圧上昇によって収縮することでストッパの係止状態を解除する圧力検出器である。このように、ストッパ解除機構は、容器の内圧上昇によって収縮することでストッパの係止状態を解除する圧力検出器であるので、導体の移動には容器膨張変位ではなく、容器内圧を検出して導体のストッパによる固定解除をして弾性体により移動させることができる。また、容器内圧を検出して動作させるため、これまでのコンデンサは容器膨張変位をより大きく得られるように容器の中央部分に導体弱点部分を設けていたが、容器内での設置場所を限定することはなく、容器の小型化、内部充填絶縁油の使用量削減を図れる。
【００１２】
請求項３記載のコンデンサは、請求項１または２記載のコンデンサにおいて、電気回路は３相であり、導体は隣接するコンデンサ素子どうしの２箇所の接続部分に配置され、前記導体が移動すると前記２箇所の接続部分が同時に非導通となる。
【００１３】
このように、電気回路は３相であり、導体は隣接するコンデンサ素子どうしの２箇所の接続部分に配置され、導体が移動すると２箇所の接続部分が同時に非導通となるので、３相コンデンサのコンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、容器内圧が上昇した際には基板上の導体の移動により、コンデンサを電気回路から３相とも同時に切断することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態のコンデンサの要部でコンデンサ切り離し装置の平面図、図２はこの発明の実施の形態のコンデンサの全体を示す一部破断正面図である。
【００１５】
図１および図２において、１は容器内壁に取り付けるための基板、２はコンデンサの２接点を導通させるために基板１に沿うように取り付けられた略棒状の導体（以下、棒状導体と呼ぶ）、３は棒状導体２を移動させるための弾性体、４は棒状導体２を固定するためのストッパ、５は蛇腹状の圧力検出器、６は基板１の導体パターンと棒状導体２の幅広部分との接点、７はコンデンサ素子に接続されている電線、９はコンデンサ本体（容器）、１０はコンデンサ切り離し装置（保安装置）である。
【００１６】
コンデンサ容器９は、図２に示すように、３相電気回路に接続されるコンデンサ素子１１を格納する。コンデンサ切り離し装置１０は、少なくともその一端が容器９の内壁に取り付けられた基板１と、この基板１に設けられてコンデンサ素子１１を電気回路に切り離し可能に接続する棒状導体２と、棒状導体２を切り離し方向に付勢する弾性体３と、棒状導体２の他端側の位置に係止してこの棒状導体２を接続状態に位置決めするストッパ４と、ストッパ４の係止状態を解除可能なストッパ解除機構とを備えている。
【００１７】
ストッパ解除機構は、容器９の内圧上昇によって収縮することでストッパ４の係止状態を解除する圧力検出器５である。圧力検出器５は、通常、棒状導体２を一定位置に維持するように棒状導体２と略直角の方向からストッパ４を付勢している。また、図３に示すように、棒状導体２は隣接するコンデンサ素子１１どうしの２箇所の接続部分（接点６）に配置される。圧力検出器５によりストッパ４の係止状態を解除すると、弾性体３により棒状導体２が移動して２箇所の接点６が同時に非導通となる。この場合、３個のコンデンサ素子１１に接続されている３本の電線７が、基板１に設けられている３つの導体パターン１２にそれぞれ接続されている。棒状導体２は、２箇所の接点６となる幅が広い部分（幅広部）２ａと、ストッパ４が係止する係止部２ｂとを有し、基板１に固定された止め具１３により移動可能に取り付けられている。また、各導体パターン１２は、棒状導体２の幅広部２ａの両側に接触して接続され、棒状導体２が移動すると幅広部２ａに接触しないように配置される。弾性体３は引張りばね等であり、一端が基板１に固定され、他端が棒状導体２の一端に固定されている。また、棒状導体２は幅広部２ａと導体パターン１２が接触した状態で、係止部２ｂとストッパ４が係止される。この状態で棒状導体２は弾性体３により引っ張られるように付勢されている。そのため、ストッパ４が係止部２ｂから外れると弾性体３により引っ張られて移動し、幅広部２ａと導体パターン１２が接触しない状態になる。
【００１８】
また、基板１は取付金具８により容器内壁に取り付けられる。この取付金具８は、一片が基板１の側縁部に固定され、他の一片が容器９の内壁にねじ等の固着具により固定される。
【００１９】
上記構成において動作を説明する。基板１上に棒状導体２を接触させて設置し、通常はこの棒状導体２により２接点６を導通状態として電気回路にコンデンサが接続された状態とする。この場合、まず基板１に設けられている３つの導体パターン１２は棒状導体２の幅広部２ａと接触してコンデンサ素子１１に接続されている電線７の３本は各々導通状態である。この状態で図３に示すように、コンデンサは電気回路に接続されていることとなる。
【００２０】
次にコンデンサ素子１１に絶縁破壊が連続的に発生して容器内圧が上昇した際には棒状導体２を移動させて２箇所の接点部分６を同時に非導通とさせ、電気回路からコンデンサを切り離す。この場合、コンデンサ素子１１の絶縁破壊が発生しガスが発生して容器内部の圧力が上昇すると蛇腹状の圧力検出器５が収縮しストッパ４が移動し、棒状導体２の固定が解除されると弾性体３により棒状導体２は基板１上にて移動するため、基板１上の導体パターン１２と棒状導体２の幅広部２ａとが接触して導通していた２箇所の接点部分６が非導通となり、コンデンサが電気回路から３相とも切り離されることになる。
【００２１】
また、図２においては、切り離し装置１０をコンデンサ容器９に取り付ける位置について、容器９の側面周縁部に取り付けた場合を示している。これまでの容器膨張変位を利用して基板状、または箔状の導体弱点部分を切断する方法のものは容器の側面中央部分で設けるため容器としては余剰スペースが発生していたが、この実施の形態のコンデンサの場合はコンデンサ容器９の内圧上昇を検出するため、設置場所は容器側面の中央部分である必要はなく容器スペースを削減でき、また容器充填絶縁油の使用量も削減可能となる。
【００２２】
以上のようにこの実施の形態によれば、３相コンデンサのコンデンサ素子１１の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、容器内圧が上昇した際には基板１上の棒状導体２の移動により、コンデンサを電気回路から３相とも同時に切断することができる。
【００２３】
また、棒状導体２の移動には容器膨張変位ではなく、容器内圧を検出して棒状導体２のストッパ４による固定解除をして弾性体３により移動するため、コンデンサの冷却等により容器が異常発生前のように収縮しても、棒状導体２は接続位置に戻らず電気回路への再投入を防止することができる。
【００２４】
なお、電気回路が３相の場合を示したが、２相の場合でも同様に構成できる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載のコンデンサによれば、導体と、ストッパと、ストッパ解除機構とを備えているので、ストッパ解除機構によりストッパの係止状態を解除すると、弾性体により導体が移動して接続部分が非導通となるので、コンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、容器内圧が上昇した際には基板上の導体の移動により、コンデンサを電気回路から切断することができる。
【００２６】
また、導体の移動には、導体のストッパによる固定解除をして弾性体により移動するため、コンデンサの冷却等により容器が異常発生前のように収縮しても、導体は接続状態の位置に戻らず電気回路への再投入を防止することができる。
【００２７】
請求項２では、ストッパ解除機構は、容器の内圧上昇によって収縮することでストッパの係止状態を解除する圧力検出器であるので、導体の移動には容器膨張変位ではなく、容器内圧を検出して導体のストッパによる固定解除をして弾性体により移動させることができる。また、容器内圧を検出して動作させるため、これまでのコンデンサは容器膨張変位をより大きく得られるように容器の中央部分に導体弱点部分を設けていたが、容器内での設置場所を限定することはなく、容器の小型化、内部充填絶縁油の使用量削減を図れる。
【００２８】
請求項３では、電気回路は３相であり、導体は隣接するコンデンサ素子どうしの２箇所の接続部分に配置され、導体が移動すると２箇所の接続部分が同時に非導通となるので、３相コンデンサのコンデンサ素子の絶縁破壊が連続的に発生する異常状態において、容器内圧が上昇した際には基板上の導体の移動により、コンデンサを電気回路から３相とも同時に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のコンデンサの要部でコンデンサ切り離し装置の平面図である。
【図２】この発明の実施の形態のコンデンサの全体を示す一部破断正面図である。
【図３】この発明の実施の形態におけるコンデンサ内部回路図である。
【符号の説明】
１　基板
２　棒状導体
３　弾性体
４　ストッパ
５　圧力検出器
６　接点
７　電線
８　取付金具
９　コンデンサ本体
１０　コンデンサ切り離し装置（保安装置）
１１　コンデンサ素子
１２　導体パターン

Claims

電気回路に接続されるコンデンサ素子を格納する容器と、前記容器の内壁に取り付けられた基板と、この基板に設けられて前記コンデンサ素子を前記電気回路に切り離し可能に接続する導体と、前記導体を切り離し方向に付勢する弾性体と、前記導体に係止してこの導体を接続状態に位置決めするストッパと、前記ストッパの係止状態を解除可能なストッパ解除機構とを備えたコンデンサ。
ストッパ解除機構は、容器の内圧上昇によって収縮することでストッパの係止状態を解除する圧力検出器である請求項１記載のコンデンサ。
電気回路は３相であり、導体は隣接するコンデンサ素子どうしの２箇所の接続部分に配置され、前記導体が移動すると前記２箇所の接続部分が同時に非導通となる請求項１または２記載のコンデンサ。