JP2006216448A

JP2006216448A - 開閉器

Info

Publication number: JP2006216448A
Application number: JP2005029162A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Inoue; 直明井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: CN1815831A; JP4440794B2; TWI280715B; TW200629681A; HK1092290A1; CN100481661C

Abstract

【課題】ブレードが回動して開閉を行う刃形開閉器において、ブレード端部の電界を緩和して、耐電圧性能を向上させる開閉器を得る。
【解決手段】一方の母線導体２に接続される回動側端子３と、この回動側端子３に一端側を回動自在に軸支した帯板状導体部材からなるブレード４と、他方の母線導体５に接続されブレード４の他端側と接離するように配置された固定側端子６とを備えた開閉器において、絶縁被覆を施したシールド１３を、ブレード４の幅面を覆うとともにブレード４の幅端及び先端よりはみ出させて、ブレード４に取り付けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、ブレードが回動して開閉を行う刃形開閉器に関し、特に、ブレード又は固定側端子のシールド構造に関するものである。

従来の開閉器は、例えば、ガス絶縁スイッチギヤに真空遮断器とともに使用される接地開閉器付断路器として、全体が箱体に収容されて、真空遮断器の一端側と電気的に接続されたブレード支え（本発明の回動側端子に相当）に、導電性のブレードの一端が揺動自在に設けられ、ブレードの他端側は、母線側に電気的に接続された母線端子台のブレード（本発明の固定側端子に相当）又は接地端子台のブレード（本発明の接地側端子に相当）と接離することによって主回路の開閉又は接地を行う断路器が開示されている（特許文献１参照）。
ブレードが開極状態にあるときは、ブレードと母線側端子、ブレードと接地側端子、またブレードと箱体とは所定の絶縁距離を確保する必要があり、全体の大きさは絶縁距離に制約された大きさとなる。開閉器の縮小化を図るために、導電部を囲むようにシールドを施した技術として、例えば、断路器の固定側電極をＵ字状の開口部を有する略四角体の絶縁筒の内部に配置し、Ｕ字状の開口部が形成された側面以外の絶縁筒の２つの側面に平板電極（シールド）を埋め込み、Ｕ字状の開口部内に可動接触子と主回路接続導体を収納し、耐電圧性能を向上させて縮小化を図ったガス絶縁断路器が開示されている（特許文献２参照）。

特開平１１−１８５５７７号公報（第５頁、図１）特開平１１−２５２７２１号公報（第２頁、図１〜図３）

従来の特許文献１に示すような構成のガス絶縁スイッチギヤの箱体内には、ＳＦ_６のような絶縁性能の優れた絶縁ガスが封入されているが、このＳＦ_６ガスは地球温暖化防止の観点から近年では使用が規制される方向にあり、代替ガスとして例えば乾燥空気が使用されるようになってきた。乾燥空気はＳＦ_６ガスより絶縁耐力が劣るのでそのままでは大型化してしまう。そこで、例えば、特許文献１に記載のような開閉器に、乾燥空気を使用して、かつ、小型化図るために、特許文献２に記載のような埋込電極のシールドを適用しようとしても、シールド内にフィンガーや接続導体を取り込んでいるためにシールドが大型化し、また、シールドの構造も複雑で高価になるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ブレードを回動させて開閉を行う開閉器において、ブレード端部及び固定側端子端部の電界を緩和して、耐電圧性能を向上させ、小型化を図った開閉器を得ることを目的とする。

この発明に係わる開閉器は、一方の母線導体に接続される回動側端子と、この回動側端子に一端側を回動自在に軸支した帯板状導体部材からなるブレードと、他方の母線導体に接続されブレードの他端側と接離するように配置された固定側端子とを備えた開閉器において、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードの幅面を覆うと共にブレードの幅端及びブレードの他端よりはみ出させて、ブレードに設けたものである。

また、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードが投入されたときブレードと嵌合する固定側端子の面を覆うと共に固定側端子の端面よりブレード側へはみ出させて、固定側端子に設けたものである。

この発明の開閉器によれば、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードの幅面を覆うと共にブレードの幅端及びブレードの他端よりはみ出させてブレードに設けたので、ブレード端部の電界を緩和して耐電圧性能を向上させることができ、従って、開閉器を小型化することができる。
また、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードの投入時にブレードと嵌合する固定側端子の嵌合面を覆うように固定側端子に設けたので、固定側端子端部の電界が緩和されて耐電圧性能が向上する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による開閉器の側面図、図２は図１のII−IIから見た正面図、図３は図２のＡ部の詳細図である。本実施の形態の開閉器は、スイッチギヤに使用される接地開閉器付断路器の場合を例に示している。
容器１に収納された接地開閉器付断路器は、一方の母線導体２に電気的に接続された回動側端子３と、この回動側端子３に一端側を回動自在に軸支した帯板状導体部材からなるブレード４と、他方の母線導体５に電気的に接続され、ブレード４の他端側（先端側）と接離するように配置された固定側端子６と、図示しない接地導体に電気的に接続され、ブレード４の他端側（先端側）と接離するように、ブレード４を挟んで固定側端子６と対向する側に配置された接地側端子７とを備えている。

ブレード４を更に詳しく説明すると、２枚の帯板状導体部材を所定の間隔を空けて並行に対向させて配置し、一端側は、その隙間に回動側端子３の板部を挟みピン８で回動自在に軸支している。他端側（先端側）は、ブレード４を固定側端子６又は接地側端子７に投入したとき、各端子と所定の接触圧力で接触しながら嵌合させるために、２枚のブレード間に弾力性を持たせて締結部９で締結している。

ブレード４はリンク機構１０及び駆動軸１１を介して容器１の外部に設けた駆動装置１２の駆動源（図示せず）に連結されている。開閉動作は、駆動源により駆動軸１１を矢印Ｄ方向に駆動することにより、リンク機構１０が矢印Ｅのように直線運動し、ブレード４がピン８を支点に回動し、先端側が太矢印Ｆのように固定側端子６又は接地側端子７と接離するように構成されている。なお、リンク機構１０は絶縁物からなり、駆動軸１１とブレード４の間は絶縁されている。
そして、図２に示すように、３相分が所定の相間距離ｄ及び対地間距離ｅを保ち容器１内に配置されている。

対向配置した２枚のブレード４の外側、すなわち、ブレード４が固定側端子６及び接地側端子７と接触しない両側面に、ブレード４より若干幅の広い大きさで、ブレード４の幅端及び他端（先端）からはみ出すように、絶縁被覆１４を施したシールド１３を取り付けている。ブレード４への取り付けは、図３の詳細図に示すように、２枚のブレード４を組み合わせる前に、内側方向からボルト１５によって締め付けて固定する。その後、２枚のブレードを組み合わせて締結部９で締結するときに、締結部９と干渉しないように、シールド１３側には図１に示すような貫通穴１３ａを設けている。
シールド１３の材料としては、例えばアルミ等を使用し、絶縁被覆１４の材料には、例えばエポキシ等を使用する。

ここで、絶縁被覆１４の厚さは１ｍｍ以上とするのが望ましい。また、絶縁被覆１４を含むシールド１３先端部を、ブレード４先端より少なくとも２ｍｍ以上はみ出させている。同様に幅方向もブレード４の幅端よりシールド１３の幅を、片側で２ｍｍ以上はみ出させている。そして、ブレード４とシールド１３の絶縁被覆１４とは、少なくとも１ｍｍ以上の隙間を空けて取り付けている。

次に、動作について説明する。スイッチギヤに使用される接地開閉器付断路器は、通常、真空遮断器に直列に接続されている。従って、回動側端子３に接続される母線導体２は、例えば遮断器の一端側（図示せず）に接続されており、固定側端子６に接続される母線導体５は、例えば容器１を貫通するブッシング（図示せず）に接続されている。遮断器が投入された通電状態では、断路器のブレード４は固定側端子６に接続されて通電位置にある。遮断器が開放されたときは、断路器も開放されて図１のような断路位置にあり、遮断器の一端側を接地するときは接地側端子７側へ接続して接地位置となるように、駆動装置１２により選択駆動できるようになっている。
なお、このような断路器の仕様としては、例えば、定格電圧は１２〜８４ｋＶ、定格電流は６００Ａ〜１５００Ａ程度が一般的である。

次に、ブレード４に設けられたシールド１３の作用について説明する。
シールド１３は課電状態にあるブレード４の端部の電界を緩和するものである。また、シールド１３に絶縁被覆１４を施すことにより、絶縁特性を向上させることができる。このとき、絶縁被覆１４の厚さが薄すぎると、シールド１３先端から絶縁被覆１４を貫通して放電が起こる場合がある。そのため、本実施の形態の発明では、絶縁被覆１４の厚さを１ｍｍ以上としている。

また、シールド１３は、ブレード４の幅より狭い場合や、ブレード４の先端より内側にある場合は、電界緩和の効果が少なくなる。検証の結果、シールド１３をブレードの幅端及び先端より２ｍｍ以上はみ出させれば、電界緩和の効果が十分期待できることが分かった。

また、ブレード４とシールド１３の絶縁被覆１４が接触すると、その部分がトリプルジャンクションとなり、接触部分から放電が起こる場合がある。この対策として、シールド１３の絶縁被覆１４の面をブレード４より１ｍｍ以上の隙間を空けて取り付ければ、回動時の振動などによっても接触が起こらないことが分かった。

このような構成により、ブレード４端部の電界を緩和し、ブレード４と容器１の間、ブレード４と固定側端子６の間、及びブレード４と接地側端子７の間の耐電圧性能を向上させることができる。すなわち、図１の寸法ａ，ｂ，ｃを縮小化することが可能となる。さらにシールド１３と絶縁被覆１４の作用により耐電圧性能が向上することにより、図２の正面図に示す寸法ｄ，ｅを縮小化することができる。
このため、ＳＦ_６ガスのような絶縁ガスに替えて乾燥空気を使用するような場合でも、ＳＦ_６ガス絶縁の場合とあまり大きさを変えることなく、絶縁性能を維持した開閉器を提供することが可能となる。

なお、上記では、開閉器として接地開閉器付断路器の場合について説明したが、これに限定するものではなく、断路器単体や接地開閉器単体でもよく、ブレード形の開閉器であれば同様に効果を得ることができる。
また、ブレードは２枚の帯板状導体部材を並行配置したものについて説明したが、１枚で構成するものでも良い。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、ブレード形の開閉器において、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードの幅面を覆うと共にブレードの幅端及びブレードの他端よりはみ出させてブレードに設けたので、ブレードの先端部及び幅方向端部の電界を緩和して、耐電圧性能を向上させることができる。このため、ブレードと容器の間、及びブレードと固定側端子の間、また３相の場合はブレード相間の寸法を縮小化することができ、開閉器及びそれを収納する容器を小型化することが可能となる。

また、絶縁被覆の厚さを１ｍｍ以上とし、かつ、ブレード端よりはみ出させる寸法は２ｍｍ以上としたので、上記の電界緩和及び耐電圧性能を十分に発揮することができる。

更に、ブレードとシールドの絶縁被覆とは、少なくとも１ｍｍ以上の隙間を空けたので、トリプルジャンクションを防止し、耐電圧性能を向上させることができる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による開閉器の、固定側端子の要部断面図である。開閉器全体は、例えば実施の形態１の図１と同等なので、開閉器全体の説明と動作の説明は省略し、同等部分は同一符号を引用して説明する。図１の固定側端子６に相当する部分が図４の固定側端子１６であり、この図はブレードの投入方向から見た図である。

図のように、絶縁被覆１８を施したシールド１７を、固定側端子１６の両側面、すなわち、ブレード４の投入時にブレード４と嵌合する固定側端子１６の面に、その嵌合面を覆うように設けている。取り付けは、固定側端子１６の両側から挟んだシールド１７をボルト１９によって締めつけて固定する。このとき、絶縁被覆１８を施したシールド１７の端部は、固定側端子１６の端部よりブレード側へはみ出させて固定されている。はみ出させる寸法は、２ｍｍ以上が望ましい。２ｍｍ以上とすれば、電界緩和の効果が十分期待できる。
なお、上記説明では、固定側端子にシールドを設けた場合について説明したが、この固定側端子には接地開閉器の接地側端子も含むものとする。また、実施の形態１のようなブレードと組み合わせて使用すれば、更に効果的である。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、絶縁被覆を施したシールドを、ブレードの投入時にブレードと嵌合する固定側端子の面を覆うと共に固定側端子の端面よりブレード側へはみ出させて固定側端子に設けたので、固定側端子の端部の電界を緩和して、耐電圧性能を向上させることができる。このため、開閉器の小型化に寄与できる。

ガス絶縁開閉装置やスイッチギヤに使用されるブレード形の断路器，接地開閉器等の開閉器に広く適用できる。

この発明の実施の形態１による開閉器の側面図である。図１のII−IIから見た正面図である。図２のＡ部の詳細図である。この発明の実施の形態２による開閉器の固定側端子の要部断面図である。

符号の説明

２母線導体３回動側端子
４ブレード５母線導体
６固定側端子７接地側端子
１３シールド１４絶縁被覆
１６固定側端子１７シールド
１８絶縁被覆。

Claims

一方の母線導体に接続される回動側端子と、この回動側端子に一端側を回動自在に軸支した帯板状導体部材からなるブレードと、他方の母線導体に接続され上記ブレードの他端側と接離するように配置された固定側端子とを備えた開閉器において、絶縁被覆を施したシールドを、上記ブレードの幅面を覆うと共に上記ブレードの幅端及び上記他端よりはみ出させて、上記ブレードに設けたことを特徴とする開閉器。
請求項１記載の開閉器において、上記絶縁被覆の厚さは１ｍｍ以上とし、かつ、上記ブレード端よりはみ出させる寸法は２ｍｍ以上とすることを特徴とする開閉器。
請求項１又は請求項２記載の開閉器において、上記ブレードと上記シールドの絶縁被覆とは、少なくとも１ｍｍ以上の隙間を有することを特徴とする開閉器。
一方の母線導体に接続される回動側端子と、この回動側端子に一端側を回動自在に軸支した帯板状導体部材からなるブレードと、他方の母線導体に接続され上記ブレードの他端側と接離するように配置された固定側端子とを備えた開閉器において、絶縁被覆を施したシールドを、上記ブレードが投入されたとき上記ブレードと嵌合する上記固定側端子の面を覆うと共に上記固定側端子の端面より上記ブレード側へはみ出させて、上記固定側端子に設けたことを特徴とする開閉器。