JP2011041407A - スイッチギヤ及びスイッチギヤの操作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気中絶縁を採用しても、小型化を実現できるスイッチギヤを提供することを目的とする。
【解決手段】直線状に移動し、断路及び接地位置に切替え可能な接地断路部１０と、内部が真空の真空容器内で電流の投入及び遮断を行う真空バルブ１と、前記接地断路部１０と前記真空バルブ１とを覆う固体絶縁物３０とを備え、前記接地断路部１０と前記真空バルブ１とが電気的に接続され、電流の投入及び遮断は前記真空バルブ１内で行うことを特徴とするスイッチギヤ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、接地・断路を気中絶縁によって行う気中接地断路部を備えるスイッチギヤ及び該スイッチギヤの電圧・電流の投入，遮断，断路，接地の方法に関するものである。

従来のスイッチギヤの例について、特許文献１に記載されているキュービクル形ガス絶縁スイッチギヤの構成を用いて説明する。該スイッチギヤは、金属容器の中に接触子を回転子とする３位置接地断路部と、真空バルブを備えている。そして、３位置接地断路部の一端は真空バルブに接続され、他端はブッシング用母線とブッシングを介して高電圧ケーブルに接続されている。また真空バルブの３位置接地断路部が接続されていない他端は、ブッシング用母線とブッシングを介して母線に接続され、隣接する配電盤へ電気的に接続されている。

本構成において、３位置接地断路部の回転子を母線側へ投入し、さらに真空バルブを投入することにより、母線とケーブルが導通され、母線からケーブルへ給電される。

特開平６−１２９４８号公報

しかし、従来のキュービクル形ガス絶縁スイッチギヤでは、真空バルブと３位置接地断路部が、ＳＦ₆ガスを封入した金属容器の内部に設けられるため、ケーブルと接続させるためには別部品の気密性の高いエポキシ樹脂製ブッシングが必要になる。また、ブッシングと金属容器の間の気密を保持するＯリングやＯリング溝などが必要となり、部品点数が多く、構成が複雑になる。更に、絶縁媒体として地球温暖化係数の高いＳＦ₆ガスを使用しているため、環境適合性が低いという問題があった。

また、気中絶縁を採用した場合、ＳＦ₆ガスは絶縁性能が良いために回転子で切換える方式でも大型化の問題は生じにくいが、ＳＦ₆ガスと比較して絶縁性能が低い気中絶縁の場合、回転子で切換える方式を採用すると当該断路部分の寸法が大きくなり、装置全体が大型化してしまうという問題も生じていた。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、気中絶縁を採用しても、小型化を実現できるスイッチギヤを提供することを目的とする。また本発明は、気中絶縁を採用しても、小型化を実現できるスイッチギヤの操作方法を提供することも併せて目的とする。

本発明のスイッチギヤは、直線状に移動し、閉、断路及び接地の３位置に切換え可能な気中絶縁接地断路部と、内部が真空の真空容器内で電圧・電流の投入及び遮断を行う真空バルブと、前記気中絶縁接地断路部と前記真空バルブとを覆う固体絶縁物とを備え、
前記気中絶縁接地断路部と前記真空バルブとが電気的に接続され、電圧・電流の投入及び遮断は前記真空バルブ内で行うことを特徴とする。

また本発明に係るスイッチギヤの操作方法は、ケーブル等の高電圧回路への電圧・電流の投入は前記気中絶縁接地断路部を導通後に前記真空バルブを投入することで行われ、電圧・電流の遮断は前記気中絶縁接地断路部が導通している状態で前記真空バルブを遮断することで行われ、高電圧回路の断路は電圧・電流が遮断された後、前記気中絶縁接地断路部を断路位置に切換えることで行われ、高電圧回路の接地は高電圧回路が断路された後、前記気中絶縁接地断路部を接地位置に切換え更に真空バルブを投入することで行われることを特徴とする。

本発明によれば、気中接地断路部を用いても大型化しないスイッチギヤを提供することが可能となる。また、気中絶縁を採用しても、小型化を実現できるスイッチギヤの操作方法を提供することができる。

本発明のスイッチギヤの第１の実施の形態を示す正断面図であり、電圧・電流の投入状態を示す図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの動作を説明するための単相結線図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの遮断状態の動作を説明するための正断面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの断路状態の動作を説明するための正断面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの接地前期状態の動作を説明するための正断面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの接地状態の動作を説明するための正断面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤの母線側導体配置を説明するための正断面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤで構成した３相３回路用切換え装置の平面図である。 図１に示す本発明のスイッチギヤで構成した３相３回路用切換え装置の正面図である。 本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態の正断面図。 本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態の平面図。 本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態の動作を説明するための単相結線図である。 図１０に示す本発明のスイッチギヤの遮断状態の動作を説明するための正断面図である。 図１０に示す本発明のスイッチギヤの断路状態の動作を説明するための正断面図である。 図１０に示す本発明のスイッチギヤの接地状態の動作を説明するための正断面図である。 本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態の側断面図。 本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態の平面図。 本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態の正面図。 本発明のスイッチギヤの第４の実施の形態の正断面図。 図１９に示す本発明のスイッチギヤで構成した３相３回路用切換え装置の斜視図。 本発明のスイッチギヤの第５の実施の形態の投入状態の正断面図。 本発明のスイッチギヤの第５の実施の形態の接地状態の正断面図。

以下、本発明のスイッチギヤの第１の実施の形態を図１ないし図６を用いて説明する。本実施形態におけるスイッチギヤの開閉器ユニットは、接地されている金属容器３１の内部に、エポキシ等の固体絶縁物３０により一体注型された真空バルブ１，接地断路部１０，母線用ブッシング４０，ケーブル用ブッシング４２を設けることで構成されている。

真空バルブ１は、固定側セラミックス絶縁筒２Ａ，可動側セラミックス絶縁筒２Ｂ，固定側端板３Ａ及び可動側端板３Ｂから構成される真空容器内に、固定側電極６Ａ，可動側電極６Ｂ，固定側電極６Ａと接続される固定側ホルダ７Ａ，可動側電極６Ｂと接続される可動側ホルダ７Ｂ及びセラミックス絶縁筒をアークから保護するためのアークシールド５を配備しており、固定側ホルダ７Ａはケーブル用ブッシング中心導体４３と接続され、負荷側へ電力を供給できるようになっている。また、可動側には可動側ホルダ７Ｂの可動を実現するためのベローズ９を配置している。真空バルブ１は可動側端板３Ｂと可動側ホルダ７Ｂに接続されたベローズ９によって内部の真空を維持しながら可動側電極６Ｂ，可動側ホルダ７Ｂを軸方向に移動可能とすることによって投入遮断状態を切換えている。また、ベローズ９と可動側電極６Ｂの接続部近傍には開閉時のアーク等からベローズ９を保護するために、ベローズシールド８を設けており、併せてベローズ端部における電界の集中を緩和することもできる。固定側セラミックス絶縁筒２Ａの周囲には固定側端板３Ａとの接続部における電界集中を緩和するための固定側電界緩和シールド４Ａを配置し、可動側セラミックス絶縁筒２Ｂの周囲には固定側端板３Ａとの接続部における電界集中を緩和するために固定側電界緩和シールド４Ａをそれぞれ配置している。

接地断路部１０は、母線用ブッシング中心導体４１を介して母線側に接続されるブッシング側固定電極１１と、接地電位とされている接地側固定電極１４と、それらの中間に位置し、フレキシブル導体１５を介して真空バルブ側の可動側ホルダ７Ｂと電気的に接続される中間固定電極１３を備えており、内部は気中絶縁としている。また、これら各固定電極は直線状に配置され、内径はいずれも等しくしている。これらの各固定電極に対して接地断路部可動電極１２が接地断路部１０内を直線状に移動することで、閉・断路・接地の３位置に切換えることが可能となる。接地断路部可動電極１２は、図示しない操作機構と接続される接地断路部用操作ロッド２１と連結し、可動が可能となる。そして接地断路部可動電極１２のうち、前記の各固定接点と接触する部位をばね接点１６で構成することにより、接地断路部可動電極１２の可動を妨げず、かつ弾性力により確実に接触を実現できるようにしている。

図１のスイッチギヤの開閉器ユニットは、接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブ１と、大気中に設けられ、直線状に３位置に変位させられる接地断路部可動電極１２と、可動電極が閉位置において可動電極を介して電気的に導通させられるブッシング側固定電極１１と中間固定電極１３，可動電極が接地位置において可動電極を介して中間固定電極１３と導通させられる接地側固定電極１４を備えた接地断路部１０と、真空バルブ１の固定側に接続されたケーブル用ブッシング４２と、接地断路部１０のブッシング側固定電極１１に接続された母線用ブッシング４０と、接地断路部１０の中間固定電極１３と真空バルブ１の可動側を接続するフレキシブル導体１５と、真空バルブの可動側電極７Ｂに機械的に接続された真空バルブ用操作ロッド２０と、接地断路部の可動電極１２に機械的に接続された接地断路部用操作ロッド２１から構成され、真空バルブ１と接地断路部用ブッシング側固定電極１１と母線用ブッシング４０とケーブル用ブッシング４２を固体絶縁物３０で一体に注型した。

母線用ブッシング４０は、母線用ブッシング中心導体４１の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより、また、ケーブル用ブッシング４２は、ケーブル用ブッシング中心導体４３の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより構成される。

以上のように構成された本発明のスイッチギヤの第１の実施の形態の動作を図２ないし図６を用いて説明する。

図２は、本発明のスイッチギヤの第１の実施の形態の動作を説明するための単相結線図であり、図１の構成の開閉器ユニット３つが共通母線５０で接続された構成である。母線用ブッシング４０に共通母線５０が接続されることにより、３回路切換え用開閉器が構成されている。図２において、図１の接地断路部ブッシング側固定電極１１が接地断路部固定接点５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに、図１の接地断路部可動電極１２が接地断路部可動接点５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃに、図１の接地断路部接地側固定電極１４が接地断路部接地接点５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに、図１の真空バルブ１の固定側電極６Ａが電流開閉部固定接点５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに、可動側電極６Ｂが電流開閉部可動接点５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃにそれぞれ対応し、ケーブル用ブッシング４２にはケーブルヘッド５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃが接続される。接地断路部可動接点５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを閉位置に切換えた後に、電流開閉部可動接点５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを閉位置に投入することで、共通母線５０と各ケーブルヘッド５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃが各々電気的に接続され、例えば母線側の電力を負荷側に供給できる。断路時には，まず電流開閉部可動接点５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃにより電流を遮断し、その後、接地断路部可動接点５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを断路位置に切換える。接地時は、断路時からさらに接地断路部可動接点５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを接地位置に切換え、かつ、電流開閉部可動接点を投入位置にすることにより達成できる。

図３は遮断状態を示す。図１に示した投入状態では、母線用ブッシング４０から接地断路部１０，真空バルブ１を経由してケーブル用ブッシング４２に負荷電流が通電されている。その状態でケーブル用ブッシングに接続された負荷側で短絡が発生し大きな事故電流が流れた場合、図３に示すように真空バルブ１を遮断することによって事故電流を遮断する。

図４は断路状態を示す。接地断路部可動電極１２とブッシング側固定電極１１，接地断路部可動電極１２と接地側固定電極１４のいずれも導通が無くなり、かつ、接地断路部可動電極１２とブッシング側固定電極１１のギャップが大で、接地断路部可動電極１２と接地側固定電極１４のギャップが小なる位置まで接地断路部可動電極１２を紙面下方に駆動することにより断路状態となる。

このとき、母線用ブッシング４０とケーブル用ブッシング４２の間は真空バルブ１と接地断路部１０の２点で断路されるため、信頼性が高い。また、接地断路部可動電極１２と接地側固定電極１４の間の耐電圧を、真空バルブ１の固定側電極６Ａと可動側電極６Ｂの間の耐電圧よりも低く設計することにより、地絡優先の高信頼構造とすることができる。

図５は接地前期状態を示す。図に示すように、接地断路部可動電極１２と接地側固定電極１４が接触する位置まで接地断路部可動電極１２を紙面下方に駆動することにより、接地断路部可動電極１２，フレキシブル導体１５及び可動側電極６Ｂが接地電位となり、真空バルブ１内の電極間には負荷側との電位差が加わる。

図６は接地状態を示す。図５に示す状態から、さらに真空バルブ１を投入することにより、ケーブル用ブッシング４２は、真空バルブ１，フレキシブル導体１５，中間固定電極１３，接地断路部可動電極１２，接地側固定電極１４を経由して接地される。この際、ケーブル用ブッシング４２が課電状態にあったとしても、最終的な投入動作は真空バルブ１で行うため、接地断路部１０に短絡電流投入容量は要求されない。

接地状態から再び投入状態に戻すためには、真空バルブ１内を遮断状態にし、その後接地断路部可動電極１２を移動させ、ばね接点１６がブッシング側固定電極１１と接触するようにし、その後真空バルブ１内において可動側電極６Ｂを投入する。

以上のように本実施形態においては、絶縁を気中，真空，固体絶縁とを最適に組み合わせた絶縁ベストミックスの構成とし、フロンガスを一切使用しないため、環境負荷を低減しつつ小型化を実現できる。また、金属容器内を固体絶縁及び、大気による絶縁とすることにより、封止部材を設ける必要がなく、部品点数を低減でき、構成が簡略化される。さらに各固定電極を直線状に配置し、直線状に動作する接地断路部１０を用いたことで、スイッチギヤを設置する上で比較的ゆとりがある高さ方向には若干程度長くなるものの、設置面積が大型化することを防止できる点で実用的である。加えて接地断路部１０に投入機能を持たせず、真空バルブ１で短絡電流投入容量を負担したことにより、接地断路部１０を用いても装置が大型化するのを防ぐことが可能となる。また、ばね接点を用いて摺動可能に構成しており、直線状の動作で閉・断路・接地と切換えることが可能となっている。

本実施形態では、何らかの原因により真空漏れが生じていても、接地断路部１０を真空バルブ１と分離して構成していることから、接地断路部１０によって断路状態を維持することができ、信頼性を向上させることができる。また接地断路部を気中絶縁としていることから、真空絶縁とする場合と比較して廉価に抑えることができる。さらに、電流の遮断については気中では行わず、全て真空バルブ１内で行うことができる構成としており、気中における接地断路部１０には遮断性能を備える必要がなく、装置全体の小型化を実現できる。

また本実施形態では、固体絶縁物３０で注型された開閉器部の周囲を接地された金属容器３１で覆うことにより、作業者の感電を防止している。尚、後述のように接地された金属容器３１で覆うことに代え、接地電位とした導電塗料を塗布する等により、表面を接地電位とすることで安全性を確保できる。

また本実施形態では、一対の接点により真空バルブ１内において電圧・電流の投入及び遮断を行っているが、二対の接点等、複数対の接点としても良い。

また本実施形態では、フレキシブル導体１５を用いているが、フレキシブル導体１５に代えて、通常の導体を用い、摺動可能な接触子を可動側ホルダ７Ｂとの間に配置する等により摺動可能な構造とすることもできる。

また本実施形態では、接地断路部可動電極１２にばね接点を配置しているが、それに代えて固定電極側にばね接点を配置することもできる。

また本実施形態では、接地断路部において閉・断路・接地の３位置切換えとしているが、スイッチギヤの据付場所によって接地前期状態で断路状態を兼ねることが可能な場合があり、その場合には、閉・接地の２位置に切換えとすることもできる。

尚、本実施形態において接地断路部１０は、真空バルブ１と併せて用いているが、接地断路部１０自体は、真空バルブ１以外にも適用が可能である。

次に、図７ないし図９を用いて、本発明のスイッチギヤの第１の実施の形態を３相３回路の回路切換え用開閉装置に適用した例を示す。

交流３相分の３台の開閉器ユニットを隣接配置し、固体絶縁母線で列盤間を接続する開閉器ユニットを構成するには、図７に示すように交流の相ごとに母線用ブッシング４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの位置を変位させ、各相の母線が重なり合わないようにし、ブッシング側固定電極１１と母線用ブッシングを内部母線７０によってそれぞれ接続する。図７では絶縁封止剤３５を配置し、該部の絶縁特性を低下させる恐れのある高湿の空気や汚損物質が入り込むのを防止している。

尚、図７に示すように固体絶縁物３０Ｂを固体絶縁物３０とは別の構造体として、固体絶縁物３０の注型後に組み合わせるようにすれば、固体絶縁物３０の注型作業性が向上する。

図８は図７に示した開閉器ユニットを開閉器ユニット６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃとして、固体絶縁母線６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで同相を接続することによって３相３回路の切換え用開閉装置を構成した例を示している。

また、図９は図８に構成した３相３回路の切換え用開閉装置正面図を示す。類似構造の小形軽量の開閉器ユニットを組み合わせて、３相３回路の切換え用開閉装置を構成するため、組立作業性が優れている。

本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態を図１０ないし図１５を用いて説明する。本実施形態では、２つの接地断路部１０，１０Ａと真空バルブ１を組み合わせ、母線区分盤を構成している。具体的には、図１に示した第１の実施の形態の真空バルブ１の接地断路部１０の反対側に第２の接地断路部１０Ａを設け、真空バルブ１の固定側電極６Ａと第２の接地断路部１０Ａの中間固定電極１３Ａを電気的に接続する接続導体１７を備えるようにする。第１の接地断路部１０と第２の接地断路部１０Ａは個別に動作が可能であり、それぞれ独立に投入，断路，接地の３位置に切換え動作させることができる。また、図１１は、図１０に示す構造の平面図である。第１の接地断路部１０，真空バルブ１，第２の接地断路部１０Ａは固体絶縁物３０で一括モールドされる。図１１に示すように、真空バルブ１と第２の接地断路部１０Ａを、開閉器ユニット内の空間に屈曲させ、導体で接続することで、高電圧となる接続導体１７を気中部から充分に離しつつ、開閉器ユニットが大型化するのを防止している。

以上のように構成された本発明のスイッチギヤの第２の実施の形態の動作を図１２ないし図１５を用いて説明する。

図１２において、第１のブッシング側固定電極１１が接地断路部固定接点５１Ａに、第１の接地断路部可動電極１２が接地断路部可動接点５３Ａに、第１の接地側固定電極１４が接地断路部接地接点５２Ａに、真空バルブ１の固定側電極６Ａが電流開閉部固定接点５４Ａにそれぞれ対応し、ケーブル用ブッシング４２にはケーブルヘッド５６Ａが接続される。また、第２のブッシング側固定電極１１Ａが接地断路部固定接点５１Ｂに、第２の接地断路部可動電極１２Ａが接地断路部可動接点５３Ｂに、第２の接地側固定電極１４Ａが接地断路部接地接点５２Ｂに対応する。該図に示すように、第１の接地断路部１０と第２の接地断路部１０Ａは、それぞれ独立に接地及び断路位置に切換えることができる。

図１３は遮断状態を示す。図１０に示した投入状態では、母線用ブッシング４０から接地断路部１０，真空バルブ１，接地断路部１０Ａを介して母線用ブッシング４０Ａに負荷電流が通電されている。その状態で母線用ブッシング４０に接続された母線側で短絡が発生し、大きな事故電流が流れた場合、図１３に示すように真空バルブ１を遮断することによって事故電流を遮断する。

図１４は断路状態を示す。第２の接地断路部可動電極１２Ａと、第２のブッシング側固定電極１１Ａ及び第２の接地側固定電極１４Ａが、いずれも導通しておらず、かつ、第２の接地断路部可動電極１２Ａと第２のブッシング側固定電極１１Ａのギャップが大で、第２の接地断路部可動電極１２Ａと第２の接地側固定電極１４Ａのギャップが小なる位置まで第２の接地断路部可動電極１２Ａを紙面下方に駆動することにより断路状態となる。

このとき、母線用ブッシング４０と第２の母線用ブッシング４０Ａの間は真空バルブ１と第２の接地断路部１０Ａの２点で断路されるため、信頼性が高い。また、第２の接地断路部可動電極１２Ａと第２の接地側固定電極１４Ａの間の耐電圧を、真空バルブ１の固定側電極６Ａと可動側電極６Ｂの間の耐電圧よりも低く設計することにより、地絡優先の高信頼構造とすることができる。

図１５は接地状態を示す。まず、第２の接地断路部可動電極１２Ａと第２の接地側固定電極１４Ａが接触する位置まで第２の接地断路部可動電極１２Ａを紙面下方に駆動する。次に、真空バルブ１を投入することにより、、第１の母線用ブッシング４０は、接地断路部１０，真空バルブ１，接続導体１７，第２の中間固定電極１３Ａ，接地断路部可動電極１２Ａ及び接地側固定電極１４Ａを経由して接地される。この際、母線用ブッシング４０が課電状態にあったとしても、最終的な投入動作は真空バルブ１で行うため、第２の接地断路部１０Ａに短絡電流投入容量は要求されない。

なお、第２の母線用ブッシングを接地する際には、第１の接地断路部と第２の接地断路部を逆にして同様の過程を経ればよい。即ち、まず図１０に示す投入状態から、図１３に示す遮断状態に移行し、その後第１の接地断路部可動電極１２を紙面下方に駆動させ、接地側固定電極１４に接触させ、その後真空バルブ１を投入することにより、母線用ブッシング４０は、接地断路部１０Ａ，真空バルブ１，フレキシブル導体１５，第１の中間固定電極１３，接地断路部可動電極１２及び接地側固定電極１４を経由して接地される。

次に、図１６ないし図１８を用いて、本発明のスイッチギヤの第３の実施の形態を示す。本実施形態では図１６に示すように、本発明の第１の実施の形態によるスイッチギヤの母線用ブッシングに代わる高電圧導体として、接地断路部１０のブッシング側固定電極１１同士を電気的に接続する共通母線導体５０を備え、また、これらの複数のユニットを固体絶縁物で一括注型した。共通母線導体５０を用いることで、母線用ブッシングが不要となり、モールド量も全体として低減でき、さらに母線も不要となる。よって、スイッチギヤ全体として小型化を実現でき、さらに部品点数が減少し、コスト低減にもつながる。

図１７と図１８は第３の実施の形態を用いて三相交流一相分の３回路切換え開閉装置ユニットを構成した例で、接地断路部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，真空バルブ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，フレキシブル導体１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃなどを固体絶縁物３０で一括注型し、同時にケーブル用ブッシング４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを同時に形成した。一括注型できることで、全体としてのモールド量は低減され、コストが低減される。

また本形態では、同一相の開閉器ユニットを一体にモールドできるので、注型回数を低減できる。

図１９及び図２０により、本発明のスイッチギヤの第４の実施の形態を示す。本実施の形態では、母線用ブッシング４０とケーブル用ブッシング４２を同一方向に引き出している。図２０においては、図１９に示したものを一つの開閉器ユニット６１Ｄとして、互いの母線用ブッシング４０を固体絶縁母線６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで接続した３回路分の開閉器ユニット集合体を紙面左右方向に（同一面内に）平行に３相分配置した。係る配置とすることで、直線配置とした場合よりも、全体としての省スペース化につながり、また使用する母線の長さも短くなることからコストも低減される。また開閉器ユニット単位でモールドすることで、複数の開閉器ユニットを一体にモールドする場合よりも一スイッチギヤあたりのモールド量を減らすことができ、重量の低減及びコスト低減につながる。さらに本実施の形態では、図示しない操作機構は紙面左右方向に回路ごとに配備でき、不要な空間が生じず、開閉器ユニット集合体を跨って３相分を一括で開閉操作することにより、開閉器の据付面積を大幅に縮小することができる。

図２１及び図２２を用いて、本発明のスイッチギヤの第５の実施の形態について説明する。図２１は接地断路部１０が投入状態の場合であり、図２２は接地状態の場合である。図２１，図２２では、金属容器３１に代え、固体絶縁物３０の外表面に導電塗装３２を施すことで構成している。また、固体絶縁物３０の重量を極力低減するため、接地断路部１０において、母線側シールド７１，真空バルブ側シールド７２、および、操作ロッド側シールド７３を固体絶縁物３０に埋め込んで、接地断路部１０と同軸方向に配置している。図２１において、母線側シールド７１，真空バルブ側シールド７２は、接地断路部可動電極１２が投入状態の場合に、空気で満たされた電極間の中央付近は、投入時の空気中高電界部７４となり、該部の電界を低減することにより、絶縁性能を確保して固体絶縁物の厚さを低減している。また、図２２において、接地電位となる中間固定電極１３と母線側に接続するブッシング側固定電極１１との間には、大きな電圧が印加され、両固定電極の先端部の近傍における空気中には電界が集中する。そこで母線側シールド７１，真空バルブ側シールド７２を、該電界集中部となる中間固定電極１３及びブッシング側固定電極１１を囲んで配置することで電界集中を緩和し、絶縁性能を確保している。さらに、図２１では、操作ロッド側シールド７３により、フレキシブル導体１５や中間固定電極１３の操作ロッド側の電界を低減し、操作ロッド周囲の絶縁性能を確保している。以上の構成は、前述した各実施形態でも、共通に適用可能である。また、これらのシールドを埋め込んで配置することで、モールド部材の厚さを低減しても絶縁性能を保つことができ、特に径方向における装置の小型化を実現できる。

図２１，図２２には、接地断路部可動電極１２の径方向位置がずれないように配置したガイド８１の一例を示す。ガイド８１を接地断路部中間固定電極の内側に配置することにより、接地断路部可動電極１２の位置精度を高めている。

上記の各実施形態では、上下方向に反転させた構成を交えて示しているが、各実施形態において、いずれも上下を反転させることは可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 真空バルブ
２Ａ 固定側セラミックス絶縁筒
２Ｂ 可動側セラミックス絶縁筒
３Ａ 固定側端板
３Ｂ 可動側端板
４Ａ 固定側電界緩和シールド
４Ｂ 可動側電界緩和シールド
５ アークシールド
６Ａ 固定側電極
６Ｂ 可動側電極
７Ａ 固定側ホルダ
７Ｂ 可動側ホルダ
８ ベローズシールド
９ ベローズ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 接地断路部
１１，１１Ａ ブッシング側固定電極
１２，１２Ａ 接地断路部可動電極
１３，１３Ａ 中間固定電極
１４，１４Ａ 接地側固定電極
１５ フレキシブル導体
１６ ばね接点
１７ 接続導体
２０ 真空バルブ用操作ロッド
２１，２１Ａ 接地断路部用操作ロッド
３０，３０Ａ，３０Ｂ 固体絶縁物
３１ 金属容器
３５ 絶縁封止剤
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 母線用ブッシング
４１ 母線用ブッシング中心導体
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ ケーブル用ブッシング
４３ ケーブル用ブッシング中心導体
５０ 共通母線導体
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ 接地断路部固定接点
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 接地断路部接地接点
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ 接地断路部可動接点
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ 電流開閉部固定接点
５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ 電流開閉部可動接点
５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ ケーブルヘッド
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ 固体絶縁母線
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６２Ｄ 開閉器ユニット
７０ 内部母線
７１ 母線側シールド
７２ 真空バルブ側シールド
７３ 操作ロッド側シールド
７４ 投入時の空気中高電界部
７５ 接地時の空気中高電界部
８１ ガイド

Claims (12)

1. 直線状に移動し、閉及び接地位置に切換え可能な気中絶縁接地断路部と、該気中絶縁接地断路部と電気的に接続され内部が真空の真空容器内で電流の投入及び遮断を行う真空バルブとを備え、
   前記気中絶縁接地断路部と前記真空バルブとが固体絶縁物で一体に覆われていることを特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、前記気中絶縁接地断路部は母線側に接続するブッシング側固定電極，前記真空バルブに接続する中間固定電極及び接地電位である接地側固定電極と、前記各固定電極と接触する可動電極とを備え、
   前記各固定電極は前記気中絶縁接地断路部内で直線状に位置しており、前記可動電極は、前記ブッシング側固定電極と接触時に母線側と導通した閉状態となり、前記ブッシング側固定電極との距離が前記接地側固定電極より大きい位置で断路状態となり、前記接地側固定電極と接触することで接地電位となることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項１及び２に記載のスイッチギヤにおいて、前記気中絶縁接地断路部と前記真空バルブは、前記固体絶縁物によって一体に覆われていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項１ないし３に記載のスイッチギヤにおいて、前記気中絶縁接地断路部は、ばね接点を備えていることを特徴とするスイッチギヤ。
5. 請求項１ないし４に記載のスイッチギヤにおいて、前記気中絶縁接地断路部は前記真空バルブに接続する固定電極及び母線側に接続する固定電極を備え、前記真空バルブに接続する固定電極及び母線側に接続する固定電極の周囲には、前記固体絶縁物に埋め込まれたシールドがそれぞれ配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
6. 請求項１ないし５に記載のスイッチギヤにおいて、前記気中絶縁接地断路部は可動電極及び接地側固定電極を備え、前記真空バルブは固定側電極及び可動側電極を備え、
   前記気中絶縁接地断路部の前記可動電極及び前記固定電極間の耐電圧は、前記真空バルブの前記固定側電極及び前記可動側電極間の耐電圧より低いことを特徴とするスイッチギヤ。
7. 請求項１ないし６に記載のスイッチギヤ同士のうち、同相のスイッチギヤを共通母線導体によって接続し、該共通母線導体によって接続した同相のスイッチギヤを一体に固体絶縁物によって覆うことを特徴とするスイッチギヤ。
8. 請求項１ないし６に記載のスイッチギヤにおいて、前記スイッチギヤは母線側に接続される母線用ブッシングと、負荷側ケーブルに接続されるケーブル用ブッシングとを備え、
   前記母線用ブッシングと前記ケーブル用ブッシングは同一方向に引き出されていることを特徴とするスイッチギヤ。
9. 請求項８に記載の複数のスイッチギヤについて、同一面内に平行に三相分配置したことを特徴とするスイッチギヤ。
10. 請求項１ないし９に記載のスイッチギヤにおいて、該スイッチギヤの表面は接地電位であることを特徴とするスイッチギヤ。
11. 請求項１ないし１０に記載のスイッチギヤにおいて、前記真空バルブの固定電極側に接続される前記接地断路部とは別の第２の接地断路部を備え、
    前記二つの接地断路部はそれぞれ独立に接地及び断路位置に切換えが可能であることを特徴とするスイッチギヤ。
12. 直線状に移動し、断路及び接地位置に切換え可能な気中絶縁接地断路部と、内部が真空の真空容器内で電流の投入及び遮断を行う真空バルブとを備えるスイッチギヤを操作する際に、
    電流の投入は前記気中絶縁接地断路部を導通後に前記真空バルブを投入することで行われ、
    電流の遮断は前記気中絶縁接地断路部が導通している状態で前記真空バルブを遮断することで行われ、
    電流の断路は電流が遮断された後、前記気中絶縁接地断路部を断路位置に切換えることで行われ、
    電流の接地は電流が断路された後、前記気中絶縁接地断路部を接地位置に切換えることで行われることを特徴とするスイッチギヤの操作方法。

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