JP2011004567A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】輸送時の振動または開閉器操作時の振動等による計器用変流器の回転を簡素な構造で抑制することが可能な三相一括形のガス絶縁開閉装置を得ること。
【解決手段】三相一括形のガス絶縁開閉装置内に配置された計器用変流器7a〜7cは、それぞれ絶縁テープ15で計器用変流器コアに巻き付けて一体とされた突起部14a〜14cを有し、計器用変流器7a〜7cの形状は非円環状となっている。これにより、振動によって計器用変流器7a〜7cに回転方向の力が加わった場合においても、突起部14a〜14c同士が互いに干渉することにより、回転を抑制することが可能となる。したがって、計器用変流器7a〜7cの回転による二次側配線の断線などの事象を簡素な構造で防止することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置に関し、特に導体を流れる電流を計測する計器用変流器の取り付け構造に関するものである。
変電所等で使用されるガス絶縁開閉装置は、SF6(六フッ化硫黄)等の絶縁性ガスが封入されたタンク内に遮断器、断路器、接地開閉器および計器用変流器等の各種の機器を収納して構成される。また、計器用変流器は、遮断器に接続された導体の周囲に装着され、この導体に流れる電流を計測する。
従来、ガス絶縁開閉装置内に配置された計器用変流器では、鉄心にコイルを巻装した計器用変流器コアの外周形状として円形が一般的に採用されている。また、計器用変流器には二次配線が接続され、この二次配線をタンク外に引き出して電流計測を行っている。
計器用変流器は、タンクに固定された取付板とこれに対向する押え板とにより軸線方向のその両面を挟み込み、ボルト等により取付板と押え板とを締め付けることにより固定するのが一般的である。
また、特許文献1では、遮断器が収納されたタンク内への計器用変流器の組み込みを容易にすることを目的としたガス絶縁開閉装置が開示されている。このガス絶縁開閉装置では、各相の計器用変流器を各相ごとに設けられた計器用変流器支持フレームに取り付けて計器用変流器組立体を構成する。計器用変流器支持フレームは、導体を取り囲む円筒部とこの円筒部の一端に形成されたフランジとを一体に有する支持部材と、フランジに対向して設けられた第1の押え板と、この第1の押え板とフランジとの間に配置された第2の押え板と、を備える。
特許文献1の図3および図4では、第1の押え板と第2の押え板との間および第2の押え板とフランジとの間にそれぞれ計器用変流器が配置され、これらの計器用変流器は、フランジ、第1の押え板、および第2の押え板の各端部にそれぞれ設けられた孔を貫通する通しボルトにより締め付けられている。また、三相の計器用変流器支持フレームが直線的に配置され、隣接する計器用変流器支持フレームの端部は通しボルトにより相互に締結されている。
また、特許文献2では、組立作業性の向上と小型化を図ることを目的とした貫通形計器用変流器が開示されている。特許文献2の図1および図2では、三相の計器用変流器はそれぞれ断面略扇形となるように低圧巻線が巻装された環状鉄心の周りを樹脂等でモールド一体成形され、さらに扇の中心角度が120°となるようにして、互いの側面が接触するようにして三相を一体的に組み立てている。このとき、隣接する計器用変流器間を取付金具およびねじ等により連結固定している。
特開平8−294209号公報 特開2000−156327号公報
しかしながら、従来の三相一括形のガス絶縁開閉装置では、タンク内に配置された計器用変流器は取付板と押え板との間に挟持され摩擦力により固定された構造であるので、計器用変流器部の輸送時の振動または開閉器操作時の振動などにより、計器用変流器コアに回転方向の力が加わり、その力が摩擦力を上回った場合には、計器用変流器コアが回転しこの回転による二次配線の断線などの不具合が発生する可能性があった。
また、特許文献1に記載のガス絶縁開閉装置では、直線的に配置された三相の計器用変流器組立体の隣接する計器用変流器支持フレームの端部が相互にボルト締結されているので、計器用変流器支持フレーム自体は固定された構造であるが、計器用変流器は第1の押え板と第2の押え板間または第2の押え板とフランジ間に挟まれて締め付けられた構造である。したがって、この場合も、計器用変流器は振動によって回転する可能性があり、二次配線の断線などの不具合を引き起こす可能性があった。
また、特許文献2に記載のガス絶縁開閉装置では、計器用変流器の断面形状を略扇形とし扇の中心角度が120°とすることで計器用変流器の回転方向の変位は抑制される構造にあるが、計器用変流器の位置ずれまたは脱落防止等のために計器用変流器間を取付金具およびねじ等により連結固定している。そのため、回転防止は実現されるものの、計器用変流器の取付構造はより複雑となり、組み立て工数も増加するという問題点があった。特に、三相の計器用変流器をそれぞれ軸線方向に複数個積み重ねて配置するような構成では取付金具の個数も増大する。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輸送時の振動または開閉器操作時の振動等による計器用変流器の回転を簡素な構造で抑制することが可能な三相一括形のガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるガス絶縁開閉装置は、絶縁性ガスが封入された筒状のタンク内に収納された三相の導体の周囲にそれぞれ配置され、前記三相の導体に流れる電流を計測する三相の計器用変流器を備えた三相一括形のガス絶縁開閉装置において、前記三相の計器用変流器はそれぞれ、円環状の鉄心にコイルが巻装された計器用変流器コアと、この計器用変流器コアの外周面に配置され絶縁材料から形成されるとともに少なくとも二面以上の平面部をその外面に具備して前記計器用変流器コアの外周面から突き出た形で固着される突起部と、この突起部を前記計器用変流器コアに巻き付けて一体に固着する絶縁テープと、を有し、前記三相の計器用変流器は、前記タンクの軸線に垂直な断面上で前記各突起部を前記タンクの中心に位置するようにして配置され、各相の前記計器用変流器は、その突起部の一の平面部を他の二相のうちの一方の前記計器用変流器に設けられた突起部の一の平面部とほぼ接するように対向させて配置されるとともに、その突起部の別の平面部を他の二相のうちの他方の前記計器用変流器に設けられた突起部の一の平面部とほぼ接するように対向させて配置されることを特徴とする。
この発明によれば、輸送時の振動または開閉器操作時の振動等による計器用変流器の回転を簡素な構造で抑制することができる、という効果を奏する。これにより、計器用変流器に接続された二次配線が回転により断線されるといった不具合が発生しない。
図1は、実施の形態1における計器用変流器の取り付け構造を説明するための縦断面図である。 図2は、実施の形態1における計器用変流器の構成を示す横断面図である。 図3は、実施の形態1にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。 図4は、実施の形態2にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。 図5は、実施の形態3にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。 図6は、従来の三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。 図7は、従来の計器用変流器の構成を示す斜視図である。
以下に、本発明にかかるガス絶縁開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態における計器用変流器の取り付け構造を説明するための縦断面図、図2は、本実施の形態における計器用変流器の構成を示す横断面図、図3は、本実施の形態にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。
図1では、三相の計器用変流器のうちの一つを例にその取り付け構造を示している。図1に示すように、絶縁性ガスが封入された金属性の筒状のタンク1には環状の取付板2がボルト3により固定されている。また、取付板2に設けられた開口に円筒状の計器用変流器ケース6が貫通して配置され、この計器用変流器ケース6内を一次巻線としての導体30が挿通している。この導体30はタンク1の軸線方向に延伸し、図示しない遮断器(三相のうちの対応する一相の遮断器)と接続されている。
計器用変流器ケース6にはその周囲を取り囲むように環状の計器用変流器7が装着されている。具体的には、例えば3つの計器用変流器7が軸線方向に積み重ねられた状態で配置されている。
取付板2には複数本の支柱4の一端がそれぞれボルト5により固定され、これらの支柱4は軸線方向に沿って立設されている。また、これらの支柱4の他端には環状の押え板8がボルト9により固定されている。
計器用変流器7は、取付板2と押え板8とにより軸線方向の両面から挟まれ、さらに押え板8に設けられた孔を貫通するボルト10を締め付けることにより両板間に挟持された状態で動かないように押え付けられている。
また、計器用変流器7には圧着端子13が設けられており、この圧着端子13には二次配線12が接続されている。この二次配線12はタンク1に取り付けられた密封端子11に接続され、計器用変流器7で検出した電流信号をタンク1外に引き出せるようにしている。
図2では、計器用変流器7の構成を示している。計器用変流器7は、環状の鉄心にコイルを巻回して構成された計器用変流器コア31に、樹脂等の絶縁材料からなる例えば断面山形の突起物を絶縁テープ15で巻き付けて一体に固着して突起部14を設けている。突起部14は、計器用変流器コア31に装着されたときに、その外面に少なくとも二面以上の平面部を有するものとする。図示例の場合、突起部14は、2つの傾斜面を平面部として有している。なお、後述するように、本実施の形態の場合、突起部14の山形の頂角は例えば120°であることが好ましい。このように、円環状の計器用変流器コア31に突起部14を一体化して非円環状の計器用変流器7を構成する。なお、絶縁テープ15は例えばポリエステル樹脂からなるテープを用いることができる。
図3では、タンク1の軸線に垂直な断面による三相の計器用変流器7a,7b,7cの配置構成を示している。タンク1内には、三相の導体30a〜30cが収容され、これらは正三角形の頂点に配置されている。また、三相の導体30a〜30cはそれぞれ計器用変流器7a〜7cにより囲まれている。なお、図1は、図3の仮想線50による縦断面を示したものであり、さらに二次配線12等も加えて記載している。
図3に示すように、計器用変流器7a〜7cは、計器用変流器7aの突起部14aと計器用変流器7bの突起部14bと計器用変流器7cの突起部14cとがいずれもタンク1の中心に位置するように配置されている。また、突起部14a〜14cはそれぞれ断面山形形状でありかつその頂角はいずれも略120°である。そのため、突起部14aの有する2つの平面部の一方は突起部14bの平面部の一つとほぼ接触するように対向して配置され、突起部14aの有する2つの平面部の他方は突起部14cの平面部の一つとほぼ接触するように対向して配置されている。突起部14b、14cについても同様である。
また、取付板2、この取付板2に固定された例えば3本の支柱4、および密封端子11も示されており、三相の計器用変流器7a,7b,7cはそれぞれ圧着端子13を介して二次配線12により密封端子11に接続されている。
本実施の形態の動作について説明する。図3のように計器用変流器部を組み立てた状態で輸送する場合には計器用変流器7a〜7cに振動が印加される。また、遮断器等の開閉器の操作時にも振動が発生する。このような輸送時の振動または開閉器操作時の振動等により、計器用変流器7a〜7cに回転方向の力が加わる場合がある。しかしながら、図3のように三相の計器用変流器7a〜7cに対してそれぞれ突起部14a〜14cを設けることで、計器用変流器7a〜7cが回転しようとしたときに、突起部14a〜14cが各平面部を介して互いに当接し干渉することで計器用変流器7a〜7cは係止され、その回転が抑制される。
ここで、従来の計器用変流器部の構成について説明する。図6は、従来の三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図、図7は、従来の計器用変流器の構成を示す斜視図である。なお、図6および図7では、図1〜図3と同一の構成要素には同一の符号を付している。
図6に示すように、タンク1内には、三相の導体30a〜30cが収容され、これらの導体30a〜30cは正三角形の頂点に配置されている。また、三相の導体30a〜30cはそれぞれ計器用変流器107a〜107cにより囲まれている。計器用変流器107a〜107cの構造は、図7に示す計器用変流器107の構造と同様である。すなわち、図7では、従来の計器用変流器107は環状の鉄心にコイル108を巻回して構成される。
図6に示す計器用変流器部の構成においては、計器用変流器107a〜107cはそれぞれ取付板2と押え板8との接触面での摩擦力により振動等による回転力に対して静止する構造である。したがって、回転力が摩擦力を上回ると計器用変流器107a〜107cは回転をする。そのため、この回転により計器用変流器107a〜107cに接続された二次配線12が断線するなどの不具合が発生する可能性があった。
本実施の形態によれば、三相一括形のガス絶縁開閉装置内に配置された計器用変流器7a〜7cのそれぞれに回り止め構造として互いに係止する平面部を有する突起部14a〜14cを設けることで、振動等による計器用変流器7a〜7cの回転を防止することができる。これにより、計器用変流器7a〜7cの回転による二次配線12の断線などの不具合の発生を防止することができる。
また、本実施の形態によれば、回転防止に例えば計器用変流器相互間を接続する回り止め金具等の部品を用いる必要がなく、簡素な構造で回転防止を実現することができ、さらに計器用変流器7a〜7cの取り付けも容易である。従来のように計器用変流器相互間を回り止め金具で接続する方法では、図1のように各相の計器用変流器7が軸線方向に複数個重ねて配置される場合には、回り止め金具も多数必要となり、部品点数も増加し取付工程も増加する。また、この場合、金具が脱落すると回転が抑制されなくなる。これに対して、本実施の形態では、突起部14は計器用変流器コア31に絶縁テープ15に巻き付けて一体的にしているので、このような脱落の心配もなく、簡素な構造で機器の信頼度が確保される。
また、本実施の形態では、絶縁テープ15を用いて計器用変流器7a〜7cに突起部14a〜14cを固着している。これにより、計器用変流器コア31と突起部14とを一体にモールドする場合に比べてコストが低減される。
なお、図3では、突起部14a〜14cの頂角を120°としたが、これより小さくすることも可能であり、計器用変流器7a〜7cは多少回転した後に互いに係止することになる。
また、突起部14a〜14cの断面形状は山形としたが、その他の形状も可能である。すなわち、突起部14a〜14cは、計器用変流器7a〜7cの回転に対して、突起部14a〜14cの平面部が相互に干渉して回転を妨げるような構成であればよい。
実施の形態2.
図4は、本実施の形態にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。図4では、図3に対応する配置構成図であり、タンク1他構成要素を一部省略して計器用変流器間の配置構成のみを示している。
図4に示すように、本実施の形態では、三相の計器用変流器7a〜7cは鈍角の二等辺三角形の頂点に配置される構成である。すなわち、図示を省略した三相の導体も二等辺三角形の頂点に配置されている。
中央に配置された計器用変流器7bには、突起部23b,24bが設けられている。突起部23b,24bはともに断面が略台形状であり、それぞれ上底部が平面部となっている。また、突起部23b、24bは、実施の形態1の図2と同様に、樹脂等の絶縁材料からなる同形状の突起物を絶縁テープ15で円環状の計器用変流器コアに一体に巻き付けて固着したものである。また、左側に配置された計器用変流器7aには突起部22aが設けられ、右側に配置された計器用変流器7cには突起部25cが設けられている。突起部22a、25cの断面形状、構造等については突起部23b、24bと同様である。
突起部23bと突起部22aは、各平面部が互いに対向しほぼ接するように配置されている。また、突起部24bと突起部25cも同様に、各平面部が互いに対向しほぼ接するように配置されている。
振動等により計器用変流器7a〜7cに回転方向の力が加わった場合、突起部23bと突起部22aとが対向する平面部で互いに干渉して係止し合い、突起部24bと突起部25cとが対向する平面部で互いに干渉して係止し合うことで、計器用変流器7a〜7cの回転が抑制される。これにより、計器用変流器7a〜7cの回転による二次配線12の断線などの不具合の発生を防止することができるのは実施の形態1と同様である。
なお、突起部22a,23b,24b,25cの形状は図示例に限定されず、他の構成も可能である。突起部22a,23b,24b,25cは、計器用変流器7a〜7cの回転方向の動きを抑制するような平面部を有していればよく、計器用変流器7a〜7cに回転方向の力荷が印加された場合に、対向する平面部が互いに接触して係止し合う構造であればよい。本実施の形態のその他の効果は実施の形態1と同様である。
実施の形態3.
図5は、本実施の形態にかかる三相一括形のガス絶縁開閉装置における三相の計器用変流器の配置構成を示す横断面図である。図5では、図4と同様に、タンク1他構成要素を一部省略して計器用変流器間の配置構成のみを示している。
図5に示すように、本実施の形態では、三相の計器用変流器7a〜7cは直線的に配置される構成である。すなわち、図示を省略した三相の導体も二等辺三角形の頂点に配置されている。このような配置構成は、タンク1が楕円形状の場合に用いられることがあり、計器用変流器7a〜7cに接続される導体がタンク1内で折り返す構造の場合などに用いられる。
中央に配置された計器用変流器7bには、突起部42b,43bが設けられている。突起部42b,43bはともに断面が略台形状であり、それぞれ上底部が平面部となっている。また、突起部42b,43bは、実施の形態2と同様に、樹脂等の絶縁材料からなる同形状の突起物を絶縁テープ15で円環状の計器用変流器コアに一体に巻き付けて固着したものである。また、左側に配置された計器用変流器7aには突起部40a,41aが設けられ、右側に配置された計器用変流器7cには突起部44c,45cが設けられている。突起部40a,41a,44c,45cの断面形状、構造等については突起部42b,43bと同様である。
突起部42bと突起部41aは、各平面部が互いに対向しほぼ接するように配置されている。また、突起部43bと突起部44cも同様に、各平面部が互いに対向しほぼ接するように配置されている。
振動等により計器用変流器7a〜7cに回転方向の力が加わった場合、突起部42bと突起部41aとが対向する平面部で互いに干渉して係止し合い、突起部43bと突起部44cとが対向する平面部で互いに干渉して係止し合うことで、計器用変流器7a〜7cの回転が抑制される。これにより、計器用変流器7a〜7cの回転による二次配線12の断線などの不具合の発生を防止することができるのは実施の形態1と同様である。
なお、図5において、突起部40a,45cは回転防止に使用されていないので設けなくてもよいが、図示例では計器用変流器7a〜7cとしてすべて同じものを並べて配置した場合を示している。
また、突起部40a,41a,42b,43b,44c,45cの形状は図示例に限定されず、他の構成も可能である。突起部41a,42b,43b,44cは、計器用変流器7a〜7cの回転方向の動きを抑制するような平面部を有していればよく、計器用変流器7a〜7cに回転方向の力が印加された場合に、対向する平面部が互いに接触して係止し合う構造であればよい。本実施の形態のその他の効果は実施の形態1と同様である。
以上のように、本発明は、計器用変流器の回転を防止する構造を備えたガス絶縁開閉装置として有用である。
1 タンク
2 取付板
3,5,9,10 ボルト
4 支柱
6 計器用変流器ケース
7,7a,7b,7c 計器用変流器
8 押え板
11 密封端子
12 二次配線
13 圧着端子
14,14a,14b,14c,22a,23b,24b,25c 突起部
40a,41a,42b,43b,44c,45c 突起部
15 絶縁テープ
30,30a,30b,30c 導体
31 計器用変流器コア
50 仮想線

Claims (6)

  1. 絶縁性ガスが封入された筒状のタンク内に収納された三相の導体の周囲にそれぞれ配置され、前記三相の導体に流れる電流を計測する三相の計器用変流器を備えた三相一括形のガス絶縁開閉装置において、
    前記三相の計器用変流器はそれぞれ、円環状の鉄心にコイルが巻装された計器用変流器コアと、この計器用変流器コアの外周面に配置され絶縁材料から形成されるとともに少なくとも二面以上の平面部をその外面に具備して前記計器用変流器コアの外周面から突き出た形で固着される突起部と、この突起部を前記計器用変流器コアに巻き付けて一体に固着する絶縁テープと、を有し、
    前記三相の計器用変流器は、前記タンクの軸線に垂直な断面上で前記各突起部を前記タンクの中心に位置するようにして配置され、
    各相の前記計器用変流器は、その突起部の一の平面部を他の二相のうちの一方の前記計器用変流器に設けられた突起部の一の平面部とほぼ接するように対向させて配置されるとともに、その突起部の別の平面部を他の二相のうちの他方の前記計器用変流器に設けられた突起部の一の平面部とほぼ接するように対向させて配置されることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
  2. 前記三相の計器用変流器は、前記タンクの軸線に垂直な断面上で正三角形の各頂点位置に配置され、前記各突起部は、断面山形形状でかつ頂角が120°をなすことを特徴とする請求項1に記載のガス絶縁開閉装置。
  3. 絶縁性ガスが封入された筒状のタンク内に収納された三相の導体の周囲にそれぞれ配置され、前記三相の導体に流れる電流を計測する三相の計器用変流器を備えた三相一括形のガス絶縁開閉装置において、
    前記三相の計器用変流器はそれぞれ、円環状の鉄心にコイルが巻装された計器用変流器コアと、この計器用変流器コアの外周面に配置され絶縁材料から形成されるとともに少なくとも一面以上の平面部をその外面に具備して前記計器用変流器コアの外周面から突き出た形で固着される突起部と、この突起部を前記計器用変流器コアに巻き付けて一体に固着する絶縁テープと、を有し、
    前記三相のうちの一相の計器用変流器は2つの前記突起部を有し、
    前記一相の計器用変流器の一方の突起部は、その平面部を他の二相のうちの一方の前記計器用変流器に設けられた突起部の平面部とほぼ接するように対向して配置されるとともに、
    前記一相の計器用変流器の他方の突起部は、その平面部を他の二相のうちの他方の前記計器用変流器に設けられた突起部の平面部とほぼ接するように対向して配置されることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
  4. 前記三相の計器用変流器は、前記タンクの軸線に垂直な断面上で二等辺三角形の各頂点位置に配置され、前記二等辺三角形の対称軸上の頂点に配置された前記計器用変流器が2つの前記突起部を有することを特徴とする請求項3に記載のガス絶縁開閉装置。
  5. 前記三相の計器用変流器は、前記タンクの軸線に垂直な断面上で直線的に配置され、中央に配置された前記計器用変流器が2つの前記突起部を有することを特徴とする請求項3に記載のガス絶縁開閉装置。
  6. 絶縁性ガスが封入された筒状のタンク内に収納された三相の導体の周囲にそれぞれ配置され、前記三相の導体に流れる電流を計測する三相の計器用変流器を備えた三相一括形のガス絶縁開閉装置において、
    前記三相の計器用変流器はそれぞれ、円環状の鉄心にコイルが巻装された計器用変流器コアと、この計器用変流器コアの外周面に配置され絶縁材料から形成されるとともに前記計器用変流器コアの外周面から突き出た形で固着される突起部と、この突起部を前記計器用変流器コアに巻き付けて一体に固着する絶縁テープと、を有し、
    各相の前記計器用変流器は、回転方向の力に対し、その突起部を他の二相の前記計器用変流器の一方または両方の突起部と接触させて係止するよう配置構成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
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