JP2004320854A - 密閉形開閉器 - Google Patents

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Takeshi Ogushi
岳史 大串
Masaru Miyagawa
勝 宮川
Junichi Sato
純一 佐藤
Nobutaka Kubota
信孝 久保田
Kazuhito Horikiri
和仁 堀切
Osamu Sakaguchi
修 阪口
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Abstract

【課題】開閉器の操作絶縁部を気密にし、沿面絶縁特性を向上し得る。
【解決手段】モールドされた真空バルブ6、8と、この真空バルブ6、8を接続固定し、一方端が内周中空部11aを有するとともに、その端部が盤壁22の一側面にOリング21を介して固定された操作絶縁部10と、可動軸6a、8aに連結され、前記内周中空部11aに配置された絶縁操作ロッド13a、13bと、この絶縁操作ロッド13a、13bの一方端に連結されて前記盤壁22を貫通し、且つ他方端が操作機構14a、14bに連結された操作軸24a、24bと、前記操作軸24a、24bを移動自在に包囲するように一方端が取付けられ、他方端が前記盤壁22の他側面に固定されて内周中空部に閉空間を形成するベローズ25a、25bとを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モールドされた真空バルブとこの真空バルブを開閉する操作機構とを接続固定する操作絶縁部の沿面絶縁特性を向上し得る密閉形開閉器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスイッチギヤにおいて、要素単位の複数の電気機器を夫々エポキシ樹脂でモールドして電源系統を構成し、全体形状の縮小化を図った固体絶縁方式のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この種のスイッチギヤは、図4に示すように、箱体1内が背面側の受電部1a、中央下部の開閉部1b、正面側上部の母線部1c、正面側の制御部1dに分かれて構成されている。
【0004】
受電部1aは、更に電気機器部1a1とケーブル部1a2に分かれており、電気機器部1a1には、ケーブルヘッド2が設けられている。また、ケーブル部1a2には、ケーブルヘッド2の一方の主回路端に変流器3を貫通した受電ケーブル4が接続され受電されている。ケーブルヘッド2の他方の主回路端には、コ字状の絶縁導体5の一方の主回路端が接続され、他方の主回路端が開閉部1bに接続されている。
【0005】
開閉部1bも、更に主回路部1b1と操作部1b2に分かれている。主回路部1b1には、接離自在の一対の接点を有する真空バルブ6を筒状にモールドした遮断部7、および真空バルブ6と同様の真空バルブ8を筒状にモールドした断路部9が、互いの軸方向が平行になるように配置され、操作絶縁部10内に配置した導体12に接続固定されている。そして、この導体12により、遮断部7の一方の主回路端と断路部8の一方の主回路端が接続されている。
【0006】
即ち、真空バルブ6、8の可動軸6a、8aの一端は、操作絶縁部10の絶縁層11内に一側面が埋め込まれた長方形状の導体12を摺動自在に貫通するとともに、導体12により互いが電気的に接続されている。また、可動軸6a、8aの前記一端には、絶縁操作ロッド13a、13bが夫々連結される。この絶縁操作ロッド13a、13bは、一方端が筒状に開放された前記絶縁層11の内周中空部11a内に所定の間隔を保つとともに、内周沿面部11bとも所定のギャップを保って配置されている。
【0007】
操作部1b2には、絶縁操作ロッド13a、13bと連結された操作機構14a、14bが設けられており、真空バルブ6、8内の接点の開閉が行われる。なお、遮断部7の他方の主回路端には、受電部1aの絶縁導体5の他方の主回路端が接続されている。
【0008】
母線部1cには、断路部9の他方の主回路端と接続されるモールドされた母線15が設けられ、隣接する盤への接続が行われている。
【0009】
ここで、受電部1aの電気機器部1a1、開閉部1bの主回路部1b1および母線部1cの夫々モールドされた構成機器である電気機器2、5、7、9、10、15の外周表面には、図4に点線で示すように、例えばカーボン塗料を塗布した接地層16が設けられている。また、夫々の主回路端には、略四角体に突出したフランジ部を形成しており、このフランジ部の四隅に設けられたボルトで互いが連結されるとともに、接地層16間の電気的な接続が行われるようになっている。
【0010】
このように、電気機器2、5、7、9、10、15の外周表面が接地層16によって覆われて接地電位になることで、汚損、湿潤による絶縁低下を防ぐことができるスイッチギヤとすることができる。
【0011】
しかしながら、操作絶縁部10の内周沿面部11bおよび絶縁操作ロッド13a、13bにおいては、沿面絶縁部による沿面絶縁となるため、汚損、湿潤による絶縁低下を直接受けることになる。したがって、沿面絶縁部の沿面絶縁距離を大きくせざるを得なかった。
【0012】
この問題を解決するため、箱体全体を密閉して、内部の電気機器、特に開閉器の沿面絶縁部が汚損、湿潤の影響を受けないようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0013】
しかしながら、箱体全体を気密溶接にしたり、また、内部の電気機器を組立てるための開口部にパッキンなどを取り付けなくてはならず、箱体の組立作業に多大の時間を要していた。
【0014】
更に、この問題を解決するために、図4の電気機器部1a1、主回路部1b1および母線部1cで主回路を構成するモールドされた電気機器のみを密閉した箱体に収納し、密閉範囲を狭くしたものがある(例えば、特許文献3。)。これは、沿面絶縁部を有する開閉部を密閉した室に設け、操作機構を大気中に設けて、この間を操作軸で連結するものである。そして、操作軸に環状のYパッキンを設け、気密を保ちながら移動自在として、開閉器の開閉を行っている。
【0015】
しかしながら、気密のためのYパッキンに操作軸を挿通させると、摩擦抵抗が増えるので、操作機構の操作力を大きく増大させる必要があった。また、Yパッキンを装着する気密部の溝加工や組立作業に寸法精度が要求され、多大の時間を要していた。
【0016】
【特許文献1】
特開2001−286018号公報(第4頁、図3)
【0017】
【特許文献2】
特開2001−210200号公報(第5頁、図13)
【0018】
【特許文献3】
特開平10−336820号公報(第3頁、図1)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の開閉器においては、以下のような問題がある。
【0020】
沿面絶縁部となる内周沿面部11bおよび絶縁操作ロッド13a、13bの沿面絶縁距離を大きくせざるを得なかった。また、沿面絶縁距離を縮小するため箱体全体を密閉すると、組立作業に多大の時間を要していた。更に、密閉する範囲を限定すると、大気中との境界部に気密を保ちながら移動自在の操作軸を連結するため、組立作業に多大の時間を要したり、操作機構14a、14bの操作力を大きく増大させていた。
【0021】
従って、本発明は、沿面絶縁部の沿面絶縁特性を向上し得るとともに、組立作業を容易にし得る密閉形開閉器を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の密閉形開閉器は、モールドされた接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、この真空バルブを接続固定するとともに、一方端が開放されて内周中空部を形成して、その端部が盤壁の一側面にOリングを介して固定された操作絶縁部と、前記真空バルブの可動軸に連結され、前記内周中空部に配置された絶縁操作ロッドと、この絶縁操作ロッドの一方端に連結されて前記盤壁を貫通し、且つ他方端が操作機構に連結された操作軸と、前記操作軸を移動自在に包囲するように一方端が前記操作軸に取付けられ、他方端が前記盤壁の他側面に固定されて前記操作絶縁部の内周中空部に閉空間を形成するように配置されたベローズとを備えたことを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、絶縁操作部の内周中空部を密閉することができるので、沿面絶縁部となる内周沿面部および絶縁操作ロッドが汚損、湿潤をすることがなく、沿面絶縁特性を向上し得ることができる。
【0024】
また、ベローズを用いて絶縁操作ロッドを移動自在としているので、密閉範囲が限定され組立作業が容易になるとともに、操作機構の操作力を増大させる必要がなくなる。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
先ず、本発明の第1の実施の形態に係る密閉形開閉器を図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る密閉形開閉器の内部構成の一部を断面して示す側面図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係る密閉形開閉器の操作部を示す拡大断面図である。なお、図1および図2において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付しその詳細な説明を省略する。
【0026】
第1の実施の形態が図4に示した従来のスイッチギヤと異なる点は、操作絶縁部の内周沿面部や絶縁操作ロッドの沿面絶縁部の汚損などによる絶縁低下を防ぐ構成が異なっていることである。
【0027】
図1に示すように、真空バルブ6、8の可動軸6a、8aに連結された絶縁操作ロッド13a、13bは、一方端が筒状に開放された絶縁層11の内周中空部11a内に配置されており、後述する盤壁22を貫通している。
【0028】
この絶縁層11の開放端面には、Oリング21が設けられ、この開放端を閉塞するように設けた盤壁22の一側面との当接面をシールしている。また、この盤壁22の前記内周中空部11aには、例えばシリカゲルのような乾燥剤23が取付けられている。
【0029】
操作部1b2には、操作機構14a、14bが設けられており、この操作機構14a、14bは盤壁22を貫通する操作軸24a、24bを介して、絶縁操作ロッド13a、13bに連結され、真空バルブ6、8内の接点の開閉が行われている。また、操作軸24a、24bの外周部には、操作機構14a、14bと盤壁22間に取付けられる例えばゴムのような弾性シート部材からなる伸縮自在のベローズ25a、25bが設けられている。
【0030】
図2に示すように、ベローズ25a、25bは、一方端が環状に形成され、操作機構14a、14b側に設けられた環状の溝部24cに密着されている。他方端は、鍔状に形成され、操作軸24a、24bを包囲するように、盤壁22の他側面に押え板26a、26bを介してボルト27で密着固定されている。このベローズ25a、25bは、操作軸24a、24bの軸方向と直交する方向に複数段の環状ヒダを形成している。
【0031】
ここで、操作軸24a、24bの溝部24cの外径は、ベローズ25a、25b一方端の内径より大きく製作しており、弾性シート部材の収縮力で操作軸24a、24bとの密着性を良好にしている。これにより、絶縁層11の内周中空部11aを密閉することができ、また、乾燥剤23により湿気を下げることができる。
【0032】
上記第1の実施の形態の密閉形開閉器によれば、絶縁層11の内周中空部11aを乾燥した閉空間とすることができるので、内周沿面部11bおよび絶縁操作ロッド13a、13bからなる沿面絶縁部が汚損、湿潤をすることがなく、沿面絶縁特性を向上し得ることができる。
【0033】
また、内周中空部11aのみを、ベローズ25a、25bを用いて閉空間としているので、閉空間とする範囲が限定されることから組立作業が容易になる。更に、ベローズ25a、25bが伸縮自在のため、操作機構の操作力を増大させる必要がなくなる。
【0034】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態に係る密閉形開閉器を図3を参照して説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係る密閉形開閉器の操作部を示す拡大断面図である。図3において、第1の実施の形態と異なる点は、ベローズの形状である。なお、密閉形開閉器の全体構成は、図1と同様でありその説明を省略する。
【0035】
図3に示すように、操作軸24a、24bには、例えばゴムのような弾性シート部材からなる伸縮自在のベローズ28a、28bの一方端が環状に形成され、操作機構14a、14b側に設けられた溝部24cに密着されている。また、他方端は、鍔状に形成され、操作軸24a、24bを包囲するように、盤壁22の他側面に押え板26a、26bを介してボルト27で密着固定されている。このベローズ28a、28bは、操作軸24a、24bに対して、同軸方向に広がった複数段の筒状ヒダを形成している。
【0036】
上記第2の実施の形態の密閉形開閉器によれば、第1の実施の形態による効果のほかに、ベローズ28a、28bを伸縮させる距離を増大させることができるので、接点間距離の広い真空バルブに適用することができる。
【0037】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。本発明の実施の形態では、遮断部および断路部を併設した開閉器における密閉構造について説明したが、遮断部や断路部などを単独で用いた開閉器においても、盤壁を貫通する操作軸にベローズの一方端を密着させ、他方端を盤壁に密着固定することにより、操作絶縁部の内周中空部を閉空間とすることができる。
【0038】
なお、本発明において、内周中空部を閉空間とする用語は、内周中空部を外部と遮断して密閉することを意味するものであっても、或いは、ほぼ密閉して外部と遮断されている状態を含む用語として使用している。
【0039】
また、本発明の実施の形態では、ベローズを操作機構と盤壁の他側面間に設けたが、内周中空部にスペースの余裕がある場合には、溝部を絶縁操作ロッド側に設けてベローズの一方端を取付け、他方端を盤壁の他側面に固定させ、ベローズを内周中空部に設けてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、開閉器の操作絶縁部の内周中空部を乾燥して閉空間とすることができるので、沿面絶縁部となる内周沿面部および絶縁操作ロッドが汚損、湿潤をすることがなく、沿面絶縁特性を向上し得ることができる。
【0041】
また、本発明によれば、内周中空部をベローズを用いて操作ロッドを移動自在としているので、閉空間とする範囲が限定されて組立作業が容易になるとともに、操作機構の操作力を増大させる必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る密閉形開閉器の内部構成の一部を断面して示す側面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る密閉形開閉器の操作部を示す拡大断面図。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る密閉形開閉器の操作部を示す拡大断面図。
【図4】スイッチギヤの内部構成の一部を断面して示す側面図。
【符号の説明】
1 箱体
1a 受電部
1a1 電気機器部
1a2 ケーブル部
1b 開閉部
1b1 主回路部
1b2 操作部
1c 母線部
1d 制御部
2 ケーブルヘッド
3 変流器
4 受電ケーブル
5 絶縁導体
6、8 真空バルブ
6a、8a 可動軸
7 遮断部
9 断路部
10 操作絶縁部
11 絶縁層
11a 内周中空部
11b 内周沿面部
12 導体
13a、13b 絶縁操作ロッド
14a、14b 操作機構
15 母線
16 接地層
21 Oリング
22 盤壁
23 乾燥剤
24a、24b 操作軸
24c 溝部
25a、25b、28a、28b ベローズ
26a、26b 押え板
27 ボルト

Claims (4)

  1. モールドされた接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、
    この真空バルブを接続固定するとともに、一方端が開放されて内周中空部を形成し、その端部が盤壁の一側面にOリングを介して固定された操作絶縁部と、
    前記真空バルブの可動軸に連結され、前記内周中空部に配置された絶縁操作ロッドと、
    この絶縁操作ロッドの一方端に連結されて前記盤壁を貫通し、且つ他方端が操作機構に連結された操作軸と、
    前記操作軸を移動自在に包囲するように一方端が前記操作軸に取付けられ、他方端が前記盤壁の他側面に固定されて前記操作絶縁部の内周中空部に閉空間を形成するように配置されたベローズとを備えたことを特徴とする密閉形開閉器。
  2. 前記内周中空部であって、前記盤壁の一側面上に乾燥剤を取り付けたことを特徴とする請求項1記載の密閉形開閉器。
  3. 前記ベローズは、前記操作軸の軸方向と直交する方向に複数段に突出した環状ヒダを形成、または同軸方向に広がった複数段の筒状ヒダを形成することを特徴とする請求項1記載の密閉形開閉器。
  4. モールドされた接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、
    この真空バルブを接続固定するとともに、一方端が開放されて内周中空部を形成し、その端部が盤壁の一側面にOリングを介して固定された操作絶縁部と、
    前記真空バルブの可動軸に連結され、前記内周中空部に配置された絶縁操作ロッドと、
    この絶縁操作ロッドの一方端に連結されて前記盤壁を貫通し、且つ他方端が操作機構に連結された操作軸と、
    前記操作軸を移動自在に包囲するように一方端が前記内周中空部内の操作軸に取付けられ、他方端が前記盤壁の一側面に固定されて前記操作絶縁部の内周中空部に閉空間を形成するように配置されたベローズとを備えたことを特徴とする密閉形開閉器。
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EP2639903A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-18 Hitachi Ltd. Switchgear

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