JP2009021124A

JP2009021124A - 真空遮断器

Info

Publication number: JP2009021124A
Application number: JP2007183338A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 健二加藤; Ryosuke Sasaki; 良輔佐々木; Kazuhiro Matsuo; 和宏松尾; Yosuke Matsuno; 洋輔松野; Tatsushi Umehara; 達士梅原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: JP5002358B2

Abstract

【課題】主回路充電部を固体絶縁で覆い、外形形状の小型化を図った真空遮断器を提供する。
【解決手段】接離自在の一対の接点３を有する真空バルブ４と、真空バルブ４の周りに設けられた第１の絶縁層３０と、真空バルブ４外の固定通電端４ａに接続された上部接続導体５と、上部接続導体５の周りに設けられるとともに、第１の絶縁層３０の一方端と界面接続される第２の絶縁層３２と、真空バルブ４外の可動通電軸１２が摺動接触する下部接続導体１１と、下部接続導体１１の周りに設けられるとともに、第１の絶縁層３０の他方端と界面接続される第３の絶縁層３４と、可動通電軸１２に連結された操作機構２４とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空バルブをエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドした真空遮断器に関する。

電力系統の回路を開閉する真空遮断器は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブを各種の絶縁媒体で絶縁して用いられている。

気中絶縁で用いられる真空遮断器は、図５に示すように、図示中間部の絶縁バリア１を境として、図示右側の遮断部２ａと図示左側の操作機構部２ｂとに分かれて構成されている。

遮断部２ａには、一対の接点３を有する真空バルブ４の固定側に上部接続導体５が設けられ、上部絶縁フランジ６にボルト７で固定されている。上部接続導体５端には、図示しないケーブルや母線などの盤側主回路機器と接続される接触子８が設けられている。真空バルブ４の可動側には、下部絶縁フランジ９にボルト１０で固定された下部接続導体１１が設けられ、可動通電軸１２が貫通し摺動接触している。下部接続導体１１端にも、図示しない盤側主回路機器と接続される接触子１３が設けられている。また、可動通電軸１２には、絶縁操作ロッド１４の一方端が連結され、他方端に連結リンク１５の一方端が可動ピン１６で連結されている。連結リンク１５の中間部は、架台１７に固定ピン１８で固定され、この固定ピン１８を支点として回動自在となっている。

操作機構部２ｂには、連結リンク１５の他方端に可動ピン１９で連結された第１の操作ロッド２０が設けられている。第１の操作ロッド２０には、接点３に接触荷重を加えるワイプバネ２１が設けられている。また、第１の操作ロッド２０には、第２の操作ロッド２２が可動ピン２３で連結され、第２の操作ロッド２２に例えば電磁アクチュエータからなる操作機構２４が連結されている。なお、操作機構２４や絶縁バリア１などは、車輪２５を有するベース板２６に固定され、引出形の真空遮断器となっている。

このような気中絶縁の真空遮断器では、真空バルブ４間の相間や、真空バルブ４と図示しない側壁間の対地間の絶縁距離が大きくなる問題があった。このため、遮断部２ａをＳＦ６ガスのような絶縁ガスが封入された密閉容器内に収納し、小型化が図れるガス絶縁の真空遮断器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、絶縁ガスは、地球温暖化ガスに指定され、厳格な管理をしなければならない。このため、絶縁ガスと同程度以上の小型化が図れるエポキシ樹脂のような絶縁材料で真空バルブ４の全体をモールドした固体絶縁の真空遮断器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、固体絶縁の真空遮断器では、真空遮断器の電源側と負荷側に接続されるケーブルや母線などの盤側主回路機器も固体絶縁であり、これらを界面接続し固定するので、多様な電源系統の回路を構成することが困難であった。
特開平５−６２５７２号公報（第３ページ、図１）特開２００７−２８６９９号公報（第３〜４ページ、図１）

上記の従来の真空遮断器においては、次のような問題がある。気中絶縁より小型化が可能なガス絶縁を用いると、絶縁ガスの管理が必要であった。絶縁ガスと同程度以上の小型化が可能な固体絶縁を用いると、電源系統の構成の自由度が制約されていた。このため、真空バルブ４を絶縁材料でモールドして大幅な小型化を図れるものにおいても、盤側主回路機器との接続が容易で、電源系統の構成に自由度が得られるものが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、主回路充電部を固体絶縁で覆い、外形形状の小型化を図った真空遮断器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の真空遮断器は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、前記真空バルブの周りに設けられた第１の絶縁層と、前記真空バルブ外の固定通電端に接続された上部接続導体と、前記上部接続導体の周りに設けられるとともに、前記第１の絶縁層の一方端と界面接続される第２の絶縁層と、前記真空バルブ外の可動通電軸が摺動接触する下部接続導体と、前記下部接続導体の周りに設けられるとともに、前記第１の絶縁層の他方端と界面接続される第３の絶縁層と、前記可動通電軸に連結された操作機構とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、真空バルブとこれに接続される接続導体とをそれぞれモールドし、これらの絶縁層を界面接続しているので、真空遮断器の相間と対地間の絶縁距離を大幅に縮小することができ、外形形状を小型化することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る真空遮断器を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空遮断器の構成を示す断面図である。なお、図１において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。

図１に示すように、真空遮断器は、図示右側の固体絶縁からなる遮断部２ａと図示左側の遮断部２ａを開閉する操作機構部２ｂとに分かれて構成され、気中絶縁で用いられるものである。

遮断部２ａには、一対の接点３を有する真空バルブ４が設けられ、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドされた第１の絶縁層３０で覆われている。真空バルブ４外の固定側には、固定通電端の凸部４ａに接触子３１を介して、一方端が凹部５ａに形成されたＬ字状の上部接続導体５が接続されている。

上部接続導体５の周りには、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドされた第２の絶縁層３２が設けられている。そして、第２の絶縁層３２の端を円錐状の凸状とし、第１の絶縁層３０の端を円錐状の凹状とし、図示しない可撓性絶縁物を介して界面接続されている。互いの絶縁層３０、３２は、図示しないボルトで固定されている。上部接続導体５の他方端には、図示しない盤側主回路機器と着脱自在のフィンガー形の接触子８が設けられている。なお、露出した接触子８は、盤側で例えば筒状の絶縁断路部内で接続されるので、接続時において相間などの絶縁距離の縮小化が図れる。

真空バルブ４外の可動側には、可動通電軸１２が接触子３３を介して下部接続導体１１を貫通し摺動接触している。下部接続導体１１の周りには、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドされた第３の絶縁層３４が設けられている。そして、第３の絶縁層３４の端を円錐状の凹状とし、第１の絶縁層３０の端を円錐状の凸状とし、図示しない可撓性絶縁物を介して界面接続されている。互いの絶縁層３０、３４は、図示しないボルトで固定されている。下部接続導体１１端には、図示しない盤側主回路機器と着脱自在のフィンガー形の接触子１３が設けられている。なお、接触子１３は、接触子８と同様に、盤側との接続時に相間などの絶縁距離の縮小化が図れる。

可動通電軸１２には、絶縁操作ロッド１４の一方端が連結され、他方端に連結リンク１５の一方端が可動ピン１６で連結されている。連結リンク１５の中間部は、架台１７に固定ピン１８で固定され、この固定ピン１８を支点として回動自在となっている。

操作機構部２ｂには、連結リンク１５の他方端に可動ピン１９で連結された第１の操作ロッド２０が設けられている。第１の操作ロッド２０は可動通電軸１２と並列配置されており、その外周には接点３に接触荷重を加えるワイプバネ２１が設けられている。また、第１の操作ロッド２０の軸方向には、第２の操作ロッド２２が可動ピン２３で連結され、第２の操作ロッド２２に例えば電磁アクチュエータからなる操作機構２４が連結されている。なお、操作機構２４や第３の絶縁層３４などは、車輪２５を有するベース板２６に固定され、引出形の真空遮断器となっている。

これにより、真空バルブ４、上部接続導体５、下部接続導体１１などの主回路充電部は、それぞれの絶縁層３０、３２、３４で覆われているので、相間と対地間の絶縁距離を大幅に縮小することができる。また、上部接続導体５端、下部接続導体１１端を露出させて接触子８、１３を設けているので、図示しない盤側主回路機器との接続が容易となり、電源系統の構成の自由度を向上させることができる。なお、真空遮断器を引出形としているので、盤側主回路機器と一体で固体絶縁としたものと比べて、電源系統の回路に真空遮断器を引出すことによる断路機能を設けることができる。

上記実施例１の真空遮断器によれば、真空バルブ４、上部接続導体５、下部接続導体１１の主回路充電部をそれぞれ絶縁層３０、３２、３４で覆い、これらの絶縁層３０、３２、３４の相互を界面接続しているので、相間と対地間の絶縁距離を大幅に縮小することができ、外形形状を小型化することができる。また、上部接続導体５端と下部接続導体１１端とを露出させて接触子８、１３を設けているので、盤側主回路機器との接続が容易であり、固体絶縁の真空遮断器を適用しても、電源系統の構成の自由度を向上させることができる。

上記実施例１では、車輪２５を設けて真空遮断器を引出形として説明したが、据付け形として盤側主回路機器との接続を接触子８、１３など接続の容易なものにすれば、真空遮断器の入れ替えなどを容易に行うことができ、電源系統の構成の自由度を向上させることができる。

次に、本発明の実施例２に係る真空遮断器を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、真空バルブの電流容量である。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、真空バルブ４を実施例１よりも細径の小容量としている。真空バルブ４の周りには、第１の絶縁層３０を設け、第２の絶縁層３２および第３の絶縁層３４と界面接続している。そして、上部接続導体５の凹部５ａには、筒状の固定側アダプタ３５を挿入し、接触子３６を介して真空バルブ４の固定通電端の凸部４ａと接触させている。また、下部接続導体１１の貫通部には、筒状の可動側アダプタ３７を挿入し、接触子３８を介して可動通電軸１２と接触させている。

これにより、上部接続導体５と下部接続導体１１の外形形状を変更することなく、真空バルブ４の電流容量を小容量に変更することができる。この場合、上部接続導体５と下部接続導体１１は、真空遮断器を適用する電源系統の最大電流容量とする。これは、真空バルブ４が複雑な構成で高価格となるのに対し、上部接続導体５と下部接続導体１１が比較的単純形状で低価格であるので、多様化する電流容量に対し、上部接続導体５と下部接続導体１１を共用し、真空遮断器を容易に製作するものである。また、真空バルブ４の温度上昇を抑制することができる。なお、真空遮断器の電流容量を変更させても、盤側主回路との取り合い寸法の変更などは不要であり、盤側へ与える影響はなくなる。

上記実施例２の真空遮断器によれば、実施例１による効果のほかに、電流容量の異なる真空遮断器を容易に製作することができる。

次に、本発明の実施例３に係る真空遮断器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る真空遮断器の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、操作機構の位置である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、絶縁操作ロッド１４の軸方向に、第１の操作ロッド２０、第２の操作ロッド２２および操作機構２４を直線状に配置している。これにより、実施例１のような連結リングなどが不要となり、部品点数を削減することができる。また、操作機構２４の操作力をロスさせることなく、伝達することができる。

なお、実施例２と同様に、上部接続導体５と下部接続導体１１の通電容量を真空バルブ４よりも大きくし、真空遮断器の電流容量の変更を容易とすることができる。

上記実施例３の真空遮断器によれば、実施例１による効果のほかに、操作機構部２ｂの部品点数を削減することができ、簡素な構成とすることができる。

本発明の実施例１に係る真空遮断器の構成を示す断面図。本発明の実施例２に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大断面図。本発明の実施例３に係る真空遮断器の構成を示す断面図。従来の真空遮断器の構成を示す断面図。

符号の説明

１絶縁バリア
２ａ遮断部
２ｂ操作機構部
３接点
４真空バルブ
４ａ凸部
５上部接続導体
５ａ凹部
６上部絶縁フランジ
７、１０ボルト
８、１３、３１、３３、３６、３８接触子
９下部絶縁フランジ
１１下部接続導体
１２可動通電軸
１４絶縁操作ロッド
１５連結リング
１６、１９、２３可動ピン
１７架台
１８固定ピン
２０、２２操作ロッド
２１ワイプバネ
２４操作機構
２５車輪
２６ベース板
３０第１の絶縁層
３２第２の絶縁層
３４第３の絶縁層
３５固定側アダプタ
３７可動側アダプタ

Claims

接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、
前記真空バルブの周りに設けられた第１の絶縁層と、
前記真空バルブ外の固定通電端に接続された上部接続導体と、
前記上部接続導体の周りに設けられるとともに、前記第１の絶縁層の一方端と界面接続される第２の絶縁層と、
前記真空バルブ外の可動通電軸が摺動接触する下部接続導体と、
前記下部接続導体の周りに設けられるとともに、前記第１の絶縁層の他方端と界面接続される第３の絶縁層と、
前記可動通電軸に連結された操作機構と
を備えたことを特徴とする真空遮断器。
前記可動通電軸と前記操作機構の操作ロッド軸とを並列配置し、これらの軸を回動自在の連結リングで連結したことを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
前記可動通電軸と前記操作機構の操作ロッド軸とを直線配置し、これらの軸を連結したことを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
前記真空バルブよりも前記上部接続導体および前記下部接続導体の電流容量を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空遮断器。
前記上部接続導体と前記真空バルブの固定通電端間、および前記下部接続導体と前記可動通電軸間にアダプタを設けたことを特徴とする請求項４に記載の真空遮断器。