JP2004356109A - 真空開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 絶縁媒体を封入した絶縁容器の両端が金属部材22、23で気密に封着さ
れた真空バルブ20本体内に、前記一方の金属部材22を貫通して固着された固定電極2
4と、前記他方の金属端板23を貫通すると共にベローズ29を介して当該金属部材23
に固着され、前記固定電極24に対向するように設けられた可動電極26と、前記可動電
極26を、前記固定電極24の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置の3位置に
連続的に直線移動させるとともに、前記可動電極26と直列配置された操作機構とを備え
てなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
等の絶縁媒体の使用量を抑制した、環境に調和した真空開閉装置に関するものである。
にとって説明する。
問題から、開閉装置の小形化や密閉化が要求され、ガス絶縁式開閉装置(GIS:Gas
Insulated Switchgear)や、キュービクル形ガス絶縁開閉装置(C
−GIS:Cubicletype GIS)が開発されてきている。
を封入し、小形化、密閉化したものである。
の簡素化と同時に、狭い用地に短期間で建設でき、かつ周囲との環境に調和させる要請に
も対応すべく開発された開閉装置である。
を一括して収納し、内部を構成単位毎に区分したものであり、他の閉鎖配電盤と同様の外
観である。
るようになってきている。
ある。
されており、受電室1a、遮断器室lb、および母線室1cにガス区分されている。
られ、避雷器4および検電がいし5が収納され、それぞれが接続導体7で接続されている
。なお、ケーブル9には、変流器8を貫通した電力用ケーブル9が接続されている。
して、図示しない真空バルブを収納した遮断器11が収納され、この遮断器11は、接続
導体7を介して母線室1cとガス区分される上段の絶縁スペーサ10bに接続されている
。
縁、消弧媒体としてSF6ガスが用いられている。
F6ガスが用いられている。このSF6ガスは、空気と比較して約100倍の消弧性能と
約3倍の絶縁性能を持つことが知られている。そして、このSF6ガスは、通常の運転状
態では、無色、無臭、無味、不燃性の非常に安定した気体であり、しかも無毒である。
、S02、SO2F2、SOF4、HF、SiF4等の分解生成物や分解ガスを発生する
。このSF6ガスの分解生成物や分解ガスは毒性が強いため、分解したガスを回収する場
合には、特別な処理や管理が必要となる。
が、変電所内の母線切替えや線路切替えを断路器6で行なう。
流に近い電流値となり、その際断路器6で分解生成物や分解ガスを発生する。そして、こ
のような断路器のガスを回収する場合、吸着材を通して回収する等、取扱いに苦慮してい
る。
酸化炭素の24000倍である。そのため、1997年12月に京都で開催された“第3
回気候変動に関する国際連合枠組み条約締約国会議(COP3)”において、SF6ガス
も削減対象ガスとして加えられ、排出の抑制と削減についての対応が要求されてきている
。このように環境の面からも、断路器の絶縁、消弧媒体としてSF6ガスを使用しないこ
とが望ましい。
価格が高くなるという問題点がある。
許文献1参照。)。
置を支点とした通電軸および可動電極を設けたものである。
の価格が非常に高くなる。また、構成が複雑なことから、真空バルブの組立てが容易では
ないため、信頼性の高い真空バルブが得られない。さらに、可動軸はベローズを介して円
周方向に移動することから、ベローズには過大な曲げ方向の荷重が加わり、強度的な長期
信頼性に欠ける問題がある。
いる(例えば、特許文献2参照。)。
開示されていない。操作機構は、両接点と接地電極との開閉を行わなくてはならないので
複雑となる問題がある。
空バルブが得られない問題がある。また、操作機構も複雑となる問題がある。このことか
ら、SF6ガスを使用しない開閉装置の実現が困難になっている。
の3位置、またはさらに接地位置を含めた4位置を開閉する信頼性の高い操作機構とを備
えた、環境に調和した真空開閉装置を提供することにある。
絶縁容器の両端が金属部材で気密に封着された真空バルブ本体内に、前記一方の金属部材
を貫通して金属部材に固着された固定電極と、前記他方の金属端板を貫通すると共にベロ
ーズを介して当該金属部材に固着され、前記固定電極に対向するように設けられた可動電
極と、前記可動電極を、前記固定電極の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置の
3位置に連続的に直線移動させるとともに、前記可動電極と直列配置された操作機構とを
備えてなることを特徴とする。
材で気密に封着された真空バルブ本体内に、前記一方の金属部材を貫通して金属部材に固
着された固定電極と、前記他方の金属部材を貫通すると共にベローズを介して当該金属部
材に固着され、前記固定電極に対向するように設けられた可動電極と、前記可動電極の反
固定電極側に設けられた接地電極と、前記接地電極と前記両端の金属部材との間にそれぞ
れ配置され、前記絶縁容器を構成する二つの絶縁筒と、前記可動電極を、前記固定電極の
接点と接触している閉位置、開位置、断路位置、および前記接地電極と接触している接地
位置の4位置に連続的に直線移動させるとともに、前記可動電極と直列配置された操作機
構とを備えてなることを特徴とする。
位置、断路位置の3位置、またはさらに接地位置を含めた4位置の開閉動作の操作力のロ
スが少なく、簡素で信頼性の高い操作機構とを備えた、環境に調和した真空開閉装置を提
供することができる。
である。
端板22および可動側端板23でそれぞれ密封し、気密な容器を構成している。
電極24と対向して可動電極26を可動通電軸27に固着している。この可動通電軸27
は、後述する操作機構に連結している。
応じて種々の材料からなる接点28aおよび28bを、それぞれの電極に配設している。
が直線的に移動できるようにしている。
設けて、電流遮断時の金属蒸気による絶縁円筒21の汚損を防止するようにしている。
極26が移動し、それぞれの接点間のギャップ長がd1の時の位置を開位置とする。さら
に、可動電極26が移動し、それぞれの接点間のギャップ長がd2の時の位置を断路位置
としている。
御回路より、遮断器の開極指令があった場合には、可動電極26が移動して、接点28a
および28b間のギャップ長がd1の位置(開位置)となる。
さらに可動電極26が移動して、それぞれの接点28aおよび28b間のギャップ長がd
2の位置(断路位置)となる。
の3位置を連続的に直線移動する。
近い電流を遮断しても、SF6ガスを用いていないので、分解ガスや分解生成物を発生す
ることがない。
6ガスを用いずに、高真空を用いているため、環境面からも、最近の市場のニーズに一致
している。
、真空バルブ20の量産化が可能となり、真空開閉装置の小形化や低価格化を図ることが
できる。
り、遮断器、断路器が構成されるため、一つの操作機構で、これらを動作させることが可
能となり、この点からも真空開閉装置の小形化や低価格化を図ることができる。
である。図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
された可動通電軸27と対向する位置に接地電極35を設け、可動通電軸27と対向する
接地電極35の内径を、可動電極26の外径よりも小さくなるようにしている。
ぞれ配置し、可動電極26の接点28bが固定電極24の接点28aと接触している位置
を閉位置とし、接点28a、28b間のギャップ長がd6の位置を接地位置としている。
ようにしている。
ない真空開閉装置の制御回路より、断路状態から接地の指令があった場合には、可動電極
26が移動して、接点28a、28b間のギャップ長がd6となった位置(接地位置)で
接地される。
図ることができる。
、量産化が可能となる。
ることにより、一つの操作機構でこれらを動作させることが可能となり、この点からも真
空開閉装置の小形化や低価格化を図ることができる。
説明する。
プ長をd1とし、断路位置の接点28a、28b間のギャップ長をd2とした場合、各ギ
ャップ長d1とd2との関係が、d2=(1.3〜2.6)・d1となるようにしている
。
d2=(1.3〜2.6)・d1としていることにより、断路位置での接点間の絶縁破壊
確率が低下し、断路位置と開位置の絶縁の協調を図ることができる。
・dnで表わされ、このnの値は電極材料によって異なるが、概ね0.6となることが知
られている。
圧のばらつきを表わす。
の裕度は、50%破壊電圧をV50とすると、V50に対して2σを目安としている。こ
れに対して、断路位置での絶縁性能の裕度は、信頼性や安全面を考慮しなければならない
ので、V50に対して3σの裕度を持たせることにする。3σは約0.1%の破壊確率と
なる。
って大きく異なるが、10〜23%と考えられている。
与えるギャップ長の比率(すなわち、d2とd1の比率)と破壊電圧のばらつき(標準偏
差)σとの関係の一例を示す特性図である。
を23%とすると、ギャップ長の比率d2/d1は約2.6となる。
、経済的で絶縁の信頼性の高い真空開閉装置を得ることができる。
囲するアークシールド32と固定電極24および可動電極26との間のギャップ長をd3
とし、断路位置の接点28a、28b間のギャップ長をd2とした場合、d3とd2との
関係がd3=(0.35〜0.8)・d2となるようにしている。
d3=(0.35〜0.8)・d2としていることにより、絶縁面から見た場合のアーク
シールドの最適位置が決まり、可動電極および固定電極の電界強度を低減することができ
る。
の一例を示す特性図である。
強度である。
2間のギャップ長で決まるため、電極端部の電界強度はギャップ長の比率d3/d2が小
さくなるほど高くなる。
電界強度に達している。
電極間で決まるので、それ程低くならない。
ので、ギャップ長の比率d3/d2はなるべく小さい方が価格面からは望ましい。
真空バルブ20の外径を抑えて、絶縁特性の優れた真空バルブ20を得ることができる。
る。
プ長をd1とし、可動電極26に設けられた可動通電軸27と接地電極35との間のギャ
ップ長をd5とした場合、各ギャップ長d5とd1の関係が、d5=(1.3〜1.8)
・d1となるようにしている。
d5=(1.3〜1.8)・d1としていることにより、可動側接点28bの開位置での
接点間の絶縁と接地装置の絶縁の協調を図れ、信頼性を向上することができる。
とすると、V50に対して3σの裕度が必要になる。そして、開位置での絶縁性能の裕度
は、V50に対して2σを目安としている。接地電極35は、電流遮断の責務がないので
、電極表面の損傷は比較的少ない。
なったところ、標準偏差で表わすと10〜18%であった。
5/d1)と破壊電圧のばらつき(標準偏差)との関係から、ギャップ長の比率d5/d
1が1.3〜1.8となる。
れ、経済的で信頼性の高い真空開閉装置を得ることができる。
照して説明する。
図1の真空バルブに対応する。図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ閉位置、開位置
、断路位置での構成を示している。
る。
通電軸27と連結しており、断路機構部70の可動軸71は、遮断機構部60のフレーム
62とネジ部71aで係合している。そして、係合長さSが、(d2−d1)以上となる
ようにしている。
線的に配置されている。そして、閉位置、開位置、断路位置の3位置が形成される。
遮断機構部60のフレーム62との係合長さSが、(d6−d1)以上となるようにして
いる。
直接、可動通電軸27に伝達することができ、操作力のロスが少なく、簡素で信頼性が高
い操作機構を備えた真空開閉装置を実現することができる。
1a 受電室
1b 遮断器室
1c 母線室
2 SF6ガス
3 ケーブルヘッド
4 避雷器
5 検電がいし
6 断路器
7 接続導体
8 変流器
9 ケーブル
10a、10b スペーサ
11 遮断器
12 接続母線
13 操作機構
14a、14b 制御箱
20 真空バルブ
21 絶縁円筒
22 固定側蓋板
23 可動側蓋板
24 固定電極
25 固定通電軸
26 可動電極
27 可動通電軸
28a 固定測接点
28b 可動側接点
29 ベローズ
32 アークシールド
35 接地電極
36 絶縁棒
50 操作機構
60 遮断機構部
61、71 可動軸
62 フレーム
70 断路機構部
71a ネジ部
Claims (5)
- 絶縁媒体を封入した絶縁容器の両端が金属部材で気密に封着された真空バルブ本体内に
、
前記一方の金属部材を貫通して金属部材に固着された固定電極と、
前記他方の金属端板を貫通すると共にベローズを介して当該金属部材に固着され、前記固
定電極に対向するように設けられた可動電極と、
前記可動電極を、前記固定電極の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置の3位置
に連続的に直線移動させるとともに、前記可動電極と直列配置された操作機構とを備えて
なることを特徴とする真空開閉装置。 - 絶縁媒体を封入した絶縁容器の両端が金属部材で気密に封着された真空バルブ本体内に
、
前記一方の金属部材を貫通して金属部材に固着された固定電極と、
前記他方の金属部材を貫通すると共にベローズを介して当該金属部材に固着され、前記固
定電極に対向するように設けられた可動電極と、
前記可動電極の反固定電極側に設けられた接地電極と、
前記接地電極と前記両端の金属部材との間にそれぞれ配置され、前記絶縁容器を構成する
二つの絶縁筒と、
前記可動電極を、前記固定電極の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置、および
前記接地電極と接触している接地位置の4位置に連続的に直線移動させるとともに、前記
可動電極と直列配置された操作機構とを備えてなることを特徴とする真空開閉装置。 - 前記請求項1または請求項2に記載の真空開閉装置において、
前記開位置の接点間のギャップ長をd1とし、前記断路位置の可動電極と前記固定電極間
のギャップ長をd2した場合、
前記各ギャップ長d1、d2の関係が、
d2=(1.3〜2.6)・d1
となるようにしたことを特徴とする真空開閉装置。 - 前記請求項1または請求項2に記載の真空開閉装置において、
前記固定電極と前記可動電極を包囲するようにアークシールドを設け、
前記アークシールドと前記固定電極および可動電極の間のそれぞれのギャップ長をd3と
し、前記断路位置の接点間のギャップ長をd2とした場合、
前記各ギャップ長d2、d3の関係が、
d3=(0.35〜0.8)・d2
となるようにしたことを特徴とする真空開閉装置。 - 前記請求項2に記載の真空開閉装置において、
前記可動電極に固着された通電軸とこれに対向する接地電極との間のギャップ長をd5と
し、前記開位置の接点間のギャップ長をd1とした場合、
前記各ギャップ長d1、d5の関係が、
d5=(1.3〜1.8)・d1
となるようにしたことを特徴とする真空開閉装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004272210A JP4011050B2 (ja) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | 真空開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004356109A true JP2004356109A (ja) | 2004-12-16 |
JP4011050B2 JP4011050B2 (ja) | 2007-11-21 |
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JP (1) | JP4011050B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007227383A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Eaton Corp | 電流断続、断路及び接地を可能にする三位真空断続・断路スイッチ |
CN101807488A (zh) * | 2010-04-21 | 2010-08-18 | 山东晨鸿电气有限公司 | 真空灭弧室的三工位装置 |
JP2011041407A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Hitachi Ltd | スイッチギヤ及びスイッチギヤの操作方法 |
CN114341591A (zh) * | 2019-09-10 | 2022-04-12 | Ls电气株式会社 | 真空断路器用触点监视装置及具有其的真空断路器 |
-
2004
- 2004-09-17 JP JP2004272210A patent/JP4011050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN114341591B (zh) * | 2019-09-10 | 2024-05-07 | Ls电气株式会社 | 真空断路器用触点监视装置及具有其的真空断路器 |
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