JP2015185477A - 複合型開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧用の開閉器に要求される複数の遮断責務を容易に達成可能で、遮断時間の短い複合型開閉器を提供する。
【解決手段】直列に接続された少なくとも二つ以上の開閉器を有し、開閉器のうちの一つが、真空バルブを接点部に有する真空開閉器３であって、一つが、真空開閉器よりも絶縁耐力の大きい接点部を有する高耐圧開閉器５であって、高耐圧開閉器５及び真空開閉器３が、絶縁性媒体が充填されるとともに、接点部９、１９が収容された圧力容器７、１７を支持しつつ、接地面との電気的絶縁を行う支持部８、１８、接点部９、１９を駆動する操作部１０、２０、操作部１０、２０に電力を供給する電源部１１、２１を有し、操作部１０、２０が接続されている接点部９、１９の可動電極３７、５６は、操作部１０、２０と等電位である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、複数個の接点を接離する多点切りの複合型開閉器に関する。

事故電流の遮断責務を持つ高電圧用の開閉器には、小電流から大電流までを確実に遮断できることが要求される。特に大電流に関しては、以下の二つの遮断責務を満足しなければならない。

(1)近距離線路故障（ＳＬＦ）電流の遮断
これに関しては、電流零点直後の電圧（過渡回復電圧）の立ち上がり初期において現れる電圧、つまり、その絶対値は低いが急峻な変化率をもつ三角波形の電圧に対応できる責務が、開閉器に課される。

(2)遮断器端子短絡故障（ＢＴＦ）電流の遮断
これに関しては、過渡回復電圧の初期の立ち上がりは緩やかであるが終期に絶対値が高くなる印加電圧に対応できる責務が、開閉器に課される。

近年では、パッファ形の開閉器が広く採用されている。この開閉器は、絶縁性ガスとしてＳＦ６ガスを封入した圧力容器の中に、接離可能な接点を有する一つの遮断部を収容している。そして、遮断動作時には、接点に絶縁性ガスを吹き付けてアークを消弧する。この方式では、単一の開閉器で、上記の２つの遮断責務を達成する必要がある。

さらに、遮断責務のそれぞれに対して特化した遮断部を連結し、上記２つの遮断責務を達成する方式の開閉器も開発されている。すなわち、複数の遮断部を有し、各遮断部が、それぞれの遮断責務を分担する方式の開閉器である。このような開閉器は、単一の圧力容器の内部空間を２つに分離して、それぞれの空間に遮断部を構成している。

つまり、分離した内部空間の一方に、ＢＴＦ遮断性能に優れたパッファ形の遮断部を収容し、他方に、ＳＬＦ遮断性能に優れたパッファ形の遮断部を収容している。そして、両遮断部は、電気的に直列に接続されている。

特開２００３―３４８７２１号公報

上記のように、２つの遮断責務のそれぞれに対して特化した遮断部を連結した開閉器は、各遮断部が、接離自在な接点を有している。しかし、すべての接点の遮断動作及び投入動作を、単一の操作部であるアクチュエータによって行っているため、操作部への負担が大きくかかる。このため、操作部の種類やサイズが制限され、操作エネルギを大きくできない場合には、遮断時間が長くなるといった問題がある。

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであり、その目的は、高電圧用の開閉器に要求される複数の遮断責務を容易に達成可能で、遮断時間の短い複合型開閉器を提供することにある。

本発明の実施形態である複合型開閉器は、上記のような目的を達成するために提案されたものであり、以下のような発明特定事項を有する。
(1)直列に接続された少なくとも二つ以上の開閉器
(2)前記開閉器のうちの少なくとも一つが、真空バルブを接点部に有する真空開閉器である
(3)前記開閉器のうちの少なくとも一つが、前記真空開閉器よりも絶縁耐力の大きい接点部を有する高耐圧開閉器である
(4)前記高耐圧開閉器及び前記真空開閉器は、以下のような発明特定事項を有する。
(4-1)絶縁性媒体が充填されるとともに、前記接点部が収容された密閉容器
(4-2)前記密閉容器を支持しつつ、接地面との電気的絶縁を行う支持部
(4-3)前記接点部が有する可動電極を駆動する操作部
(4-4)前記操作部に電力を供給する電源部
(5)前記高耐圧開閉器は、更に以下のような発明特定事項を有する。
(5-1)前記操作部と、前記操作部と接続されている前記接点部の可動電極とが、等電位である

第１の実施形態に係る複合型開閉器の全体構成を示す断面図であり、投入状態を示す。 第１の実施形態に係る複合型開閉器の全体構成を示す断面図であり、遮断状態を示す。 図１の部分拡大断面図であり、（Ａ）は真空開閉器、（Ｂ）は高耐圧開閉器を示す。 図２の部分拡大断面図であり、（Ａ）は真空開閉器、（Ｂ）は高耐圧開閉器を示す。 第２の実施形態に係る真空開閉器の部分拡大断面図であり、投入状態を示す。 第２の実施形態に係る真空開閉器の部分拡大断面図であり、遮断状態を示す。 図５の部分拡大断面図である。 図６の部分拡大断面図である。 第３の実施形態に係る複合型開閉器の全体構成を示す断面図であり、投入状態を示す。 第３の実施形態に係る複合型開閉器の全体構成を示す断面図であり、遮断状態を示す。 図９の部分拡大断面図である。 図１０の部分拡大断面図である。 第４の実施形態に係る高耐圧開閉器の断面図である。 第５の実施形態に係る高耐圧開閉器の断面図である。 第６の実施形態に係る複合型開閉器の全体構成を示す断面図である。 第７の実施形態に係る高耐圧開閉器の部分拡大断面図である。

［第１の実施形態］
第１の実施形態の複合型開閉器の構成について、図１〜４を参照して説明する。図１、図２は、本実施形態の複合型開閉器の全体構成を示す断面図であり、図１は投入状態、図２は遮断状態を示す。図３は、図１の部分拡大断面図、図４は、図２の部分拡大断面図である。

［全体構成］
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の全体構成を説明する。本実施形態の複合型開閉器１は、真空開閉器３及び高耐圧開閉器５を有する。真空開閉器３は、真空バルブ２を接点に有する開閉器である。高耐圧開閉器５は、真空開閉器３よりも絶縁耐力の大きい接点４を有する開閉器である。真空開閉器３と高耐圧開閉器５とは、設置面である基礎１６に、水平方向に並置され、絶縁電線６を介して互いに電気的に直列に接続されている。

（真空開閉器の概要）
真空開閉器３は、圧力容器７、支持部８、接点部９、操作部１０及び電源部１１を有する。圧力容器７は、絶縁性の碍子及び金属からなる円筒型の密閉容器である。圧力容器７の胴部分である碍子の両端の開口は、金属蓋１２、１３によって封止されている。金属蓋１２、１３間は、電気的に絶縁されている。それぞれの金属蓋１２、１３の端部には、通電板１４、１５が設置されている。真空開閉器３は、通電板１４を介して図示しない母線へと接続され、通電板１５から絶縁電線６を介して高耐圧開閉器５と接続される。絶縁電線６は、絶縁性の被覆等により外部との絶縁が確保された電線である。

支持部８は、圧力容器７を支持し、対地との絶縁性を確保する部材である。支持部８は、真空開閉器３を固定する基礎１６と、高電圧状態の圧力容器７との間に設置されている。これにより、支持部８は、圧力容器７を機械的に支持し、かつ基礎１６と圧力容器７との間の絶縁距離を確保している。つまり、支持部８は、圧力容器７と接地面との電気的絶縁を確保している。

接点部９は、真空バルブ２及びシールド６５を有する。接点部９は、圧力容器７内に収容されており、圧力容器７の金属蓋１２、１３に対して、直接若しくは操作部１０を介して接続されている。

操作部１０は、接点部９の真空バルブ２を駆動する機構である。操作部１０は、圧力容器７の端部に接続され、接点部９の真空バルブ２に運動エネルギを与え、真空バルブ２を接離開閉するように駆動する。これにより、真空開閉器３の通電状態が切り替わる。電源部１１は、基礎１６に設置され、操作部１０が機能するための電力の供給源である。

（高耐圧開閉器の概要）
高耐圧開閉器５は、圧力容器１７、支持部１８、接点部１９、操作部２０及び電源部２１を有する。圧力容器１７は、絶縁性の碍子及び金属からなる円筒型の密閉容器である。圧力容器１７の胴部分である碍子の両端の開口は、金属蓋２２、２３によって封止されている。金属蓋２２、２３間は、電気的に絶縁されている。それぞれの金属蓋２２、２３の端部には、通電板２４、２５が設置されている。高耐圧開閉器５は、通電板２４から絶縁電線６を介して真空開閉器３と接続され、通電板２５を介して図示しない母線へと接続される。

支持部１８は、圧力容器１７を支持し、対地との絶縁性を確保する部材である。支持部１８は、高耐圧開閉器５を固定する基礎１６と、高電圧状態の圧力容器１７との間に設置され、圧力容器１７を機械的に支持し、かつ基礎１６と圧力容器１７との間の絶縁距離を確保する。つまり、支持部１８は、圧力容器１７と接地面との電気的絶縁を確保している。

接点部１９は、接点４及びシールド６６、６７を有する。接点部１９は、圧力容器１７内に収容されており、圧力容器１７の金属蓋２２、２３に対して、直接若しくは操作部２０を介して接続されている。

操作部２０は、接点部１９の接点４を駆動する機構である。操作部２０は、圧力容器１７の端部に接続され、接点部１９の接点４に運動エネルギを与え、接点４を接離開閉するように駆動する。これにより、高耐圧開閉器５の通電状態が切り替わる。電源部２１は、基礎１６に設置され、操作部２０が機能するための電力の供給源である。

以上のような複合型開閉器１が投入状態にあるときには、図１に示すように、通電板１４から導入された電流が、金属蓋１２、操作部１０、真空バルブ２、金属蓋１３、通電板１５へと流れる。さらに、電流は、絶縁電線６を介して、通電板２４、金属蓋２２、操作部２０、接点４、金属蓋２３を順次経て、通電板２５へ導出される。また、複合型開閉器１が遮断状態にあるときには、図２に示すように、真空開閉器３の真空バルブ２及び高耐圧開閉器５の接点４が開離し、電流が遮断されている。

［詳細構成］
以下、本実施形態の詳細構成について説明する。
（真空開閉器）
まず、上記で概説した真空開閉器３を構成する圧力容器７、支持部８、接点部９、操作部１０及び電源部１１を、図３（Ａ）、図４（Ａ）を参照して説明する。なお、図３（Ａ）、図４（Ａ）は、真空開閉器３の拡大断面図であり、図３（Ａ）は投入状態、図４（Ａ）は遮断状態を示す。

(1)圧力容器
圧力容器７は、碍子タンク２６と金属蓋１２、１３を有する。碍子タンク２６は、両端が開口した碍管２７を胴部分とし、開口した両端部には、それぞれ金属フランジ２８、２９が接着されている。金属フランジ２８、２９には、それぞれ金属蓋１２、１３が締結されている。

圧力容器７の内部空間６８は、密閉状態にある。この内部空間６８には、絶縁性媒体が充填されている。絶縁性媒体としては、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）、二酸化炭素、窒素、乾燥空気、これらの混合ガス又は絶縁油等とすることができる。本実施形態では、ＳＦ６ガスが充填されているものとする。

(2)支持部
支持部８は、支持碍子３０、３１、支持構造物３２、３３、接続金具３４、３５を有する。支持構造物３２、３３は、直立した金属製の台座であり、下端が基礎１６に締結されている。支持碍子３０、３１は、絶縁性の碍子によって両端の金属部が絶縁された支持梁である。支持碍子３０、３１の下端は、支持構造物３２、３３の上端に締結されている。支持碍子３０、３１の上端は、接続金具３４、３５を介して金属蓋１２、１３と接続されている。

これによって、支持部８は、圧力容器７を構造上安定した状態で支持している。また、支持碍子３０、３１の長さは、圧力容器７の対地（支持構造物）間の絶縁距離より、長く設計されている。

(3)接点部
接点部９は、真空バルブ２、シールド６５を有する。真空バルブ２は、固定電極３６、可動電極３７、真空容器２ａ、ベローズ２ｂを有する。固定電極３６は、金属蓋１３に直接締結されている。可動電極３７は、操作部１０の駆動装置３８を介して、金属蓋１２に接続されている。

真空容器２ａは、固定電極３６、可動電極３７を収容し、真空状態で封止された絶縁碍からなる容器である。ベローズ２ｂは、可動電極３７を、真空容器２ａに対して、気密を保った状態で移動可能に取り付ける可撓性のある伸縮部材である。なお、内部空間６８のガスの圧力は、後述する内部空間６９のガス圧力以下かつ大気圧以上である。これは、ベローズ２ｂが耐え得る圧力である。シールド６５は、真空バルブ２周辺の電界の集中を緩和するように配置され、金属蓋１２に接続されている。

(4)操作部
操作部１０は、駆動装置３８、制御装置３９を有する。駆動装置３８は、圧力容器７内部の金属蓋１２に締結されている。駆動装置３８の駆動軸は、可動電極３７と接続し、真空バルブ２を接離自在に駆動する。また、駆動装置３８と可動電極３７との接続部には、絶縁性材料を用いず、導電性材料を用いることで、それぞれ等電位となっている。導電性材料としては、導電性の高い金属材料を用いることが好ましい。制御装置３９は、圧力容器７外部の金属蓋１２に締結され、金属蓋１２を貫通する絶縁電線４０を介して、駆動装置３８と接続されている。これにより、制御装置３９は、駆動装置３８に供給する電力を調節することで、駆動装置３８の動作を制御する。

操作部１０は、機械的に接続された可動電極３７に対して駆動力を与えることで、可動電極３７を一直線上に押し引きし、可動電極３７を固定電極３６に対して接離開閉する。なお、操作部１０の動作は、例えば、真空開閉器３外部に設置された図示しない信号出力装置からの指令信号を、制御装置３９が受信することにより開始することができる。また、絶縁電線４０が貫通する圧力容器７の金属蓋１２には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間６８の気密性が保たれている。

(5)電源部
電源部１１は、変圧器４１、母線４２、圧力容器１６１、碍管１６２を有する。変圧器４１の容器と圧力容器１６１とは、支持構造物１６３を介して基礎１６に固定されている。変圧器４１の容器の開口部は、圧力容器１６１の一方の開口部に締結されている。一方、圧力容器１６１の他方の開口部は、碍管１６２の開口部と締結されている。変圧器４１、圧力容器１６１、碍管１６２は、内部空間１６４を共有しており、この内部空間１６４は密閉され、絶縁性媒体が充填されている。充填する絶縁性媒体は、上記と同様である。変圧器４１の一次側は、絶縁電線４３を介して母線４２と接続されている。また、変圧器４１の二次側は、絶縁電線４４と接続されている。絶縁電線４４は内部空間１６４を通り、碍管１６２の操作部１０側端部を貫通し、操作部１０の制御装置３９と接続されている。絶縁電線４３、４４が貫通する変圧器４１、碍管１６２には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間１６４の気密性が保たれている。変圧器４１の一次側と二次側間の絶縁耐力および、碍管１６２の両端間の絶縁耐力は、圧力容器７と対地間に必要な絶縁耐力よりも大きく設計されている。母線４２は、図示しない電力供給源に接続されている。

母線４２から供給される電力供給源からの電力は、変圧器４１によって操作部１０の駆動に必要な電圧まで昇圧され、操作部１０へと供給される。すなわち電源部１１は、対地電圧が高電圧状態となっている操作部１０へ、地絡することなく電力を供給する。

（高耐圧開閉器）
次に、上記で概説した高耐圧開閉器５を構成する圧力容器１７、支持部１８、接点部１９、操作部２０及び電源部２１を、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）を参照して説明する。なお、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）は、高耐圧開閉器５の拡大断面図であり、図３（Ｂ）は投入状態、図４（Ｂ）は遮断状態を示す。

(1)圧力容器
圧力容器１７は、碍子タンク４５と金属蓋２２、２３を有する。碍子タンク４５は、両端が開口した碍管４６を胴部分とし、開口した両端部には、それぞれ金属フランジ４７、４８が接着されている。金属フランジ４７、４８には、それぞれ金属蓋２２、２３が締結されている。

圧力容器１７の内部空間６９は、密閉状態にあり、この内部空間６９には、絶縁性媒体が充填されている。充填する絶縁性媒体は、上記と同様である。

(2)支持部
支持部１８は、支持碍子４９、５０と支持構造物５１、５２と接続金具５３、５４を有する。支持構造物５１、５２は、直立した金属製の台座であり、下端が基礎１６に締結されている。支持碍子４９、５０は、絶縁性の碍子によって両端の金属部が絶縁された支持梁である。支持碍子４９、５０の下端は、支持構造物５１、５２の上端に締結されている。支持碍子４９、５０の上端は、接続金具５３、５４を介して金属蓋２２、２３と接続されている。

これによって、支持部１８は、圧力容器１７を構造上安定した状態に支持している。また、支持碍子４９、５０の長さは、圧力容器１７の対地（支持構造物）間の絶縁距離より、長く設計されている。このため、圧力容器１７の接地面との電気的絶縁が確保されている。

(3)接点部
接点部１９は、接点４、シールド６６、６７を有する。接点４は、固定電極５５、可動電極５６を有する。固定電極５５は、金属蓋２３に直接締結されている。可動電極５６は、操作部２０の駆動装置５７を介して、金属蓋２２に接続されている。シールド６６、６７は、接点４周辺の電界の集中を緩和するように配置され、それぞれ金属蓋２２、２３に接続されている。

(4)操作部
操作部２０は、駆動装置５７、制御装置５８を有する。駆動装置５７は、圧力容器１７内部の金属蓋２２に締結されている。駆動装置５７の駆動軸は、可動電極５６と接続し、接点４を接離自在に駆動する。また、駆動装置５７と可動電極５６との接続部には、絶縁性材料を用いず、導電性材料を用いることで、それぞれ等電位となっている。導電性材料としては、導電性の高い金属材料を用いることが好ましい。制御装置５８は、圧力容器１７外部の金属蓋２２に締結され、金属蓋２２を貫通する絶縁電線５９を介して、駆動装置５７と接続されている。これにより、制御装置５８は、駆動装置５７に供給する電力を調節することで、駆動装置５７の動作を制御する。

操作部２０は、機械的に接続された可動電極５６に対して駆動力を与えることで、可動電極５６を一直線上に押し引きし、可動電極５６を固定電極５５に対して接離開閉する。なお、操作部２０の動作は、例えば、高耐圧開閉器５外部に設置された図示しない信号出力装置からの指令信号を、制御装置５８が受信することにより開始することができる。

また、絶縁電線５９が貫通する圧力容器１７の金属蓋２２には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間６９の気密性が保たれている。

(5)電源部
電源部２１は、変圧器６０、母線６１、圧力容器１６５、碍管１６６を有する。変圧器６０の容器と圧力容器１６５とは、支持構造物１６７を介して基礎１６に固定されている。変圧器６０の容器の開口部は、圧力容器１６５の一方の開口部に締結されている。一方、圧力容器１６５の他方の開口部は、碍管１６６の開口部と締結されている。変圧器６０、圧力容器１６５、碍管１６６は、内部空間１６８を共有しており、この内部空間１６８は密閉され、絶縁性媒体が充填されている。充填する絶縁性媒体は、上記と同様である。変圧器６０の一次側は、絶縁電線６２を介して母線６１と接続されている。また、変圧器６０の二次側は、絶縁電線６３と接続されている。絶縁電線６３は内部空間１６８を通り、碍管１６６の操作部２０側端部を貫通し、操作部２０の制御装置５８と接続されている。絶縁電線６２、６３が貫通する変圧器６０、碍管１６６には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間１６８の気密性が保たれている。変圧器６０の一次側と二次側間の絶縁耐力および、碍管１６６の両端間の絶縁耐力は、圧力容器１７と対地間に必要な絶縁耐力よりも大きく設計されている。母線６１は、図示しない電力供給源に接続されている。

母線６１から供給される電力供給源からの電力は、変圧器６０によって操作部２０の駆動に必要な電圧まで昇圧され、操作部２０へと供給される。すなわち、電源部２１は、対地電圧が高電圧状態となっている操作部２０へ、地絡することなく電力を供給する。

［作用］
以上のような本実施形態の作用を、投入状態と遮断動作に分けて説明する。なお、投入状態は、図１、図３（Ａ）（Ｂ）に示し、遮断動作は、図２、図４（Ａ）（Ｂ）に示す。

（投入状態）
まず、複合型開閉器１が投入状態にあるときには、通電板１４から導入される電流は、金属蓋１２、駆動装置３８、可動電極３７、固定電極３６、金属蓋１３、通電板１５へと流れる。そして、電流は、通電板１５から絶縁電線６を介して、通電板２４、金属蓋２２、駆動装置５７、可動電極５６、固定電極５５、金属蓋２３を順次経て、通電板２５へ導出される。

（遮断動作）
一方、複合型開閉器１の外部から、電流遮断の指令信号が与えられると、駆動装置３８、５７に接続された可動電極３７、５６は、駆動力を与えられる。これにより、可動電極３７、５６が固定電極３６、５５から同時に開離して、電流遮断を開始する。

具体的には、真空開閉器３においては、真空バルブ２の可動電極３７が固定電極３８から開離する。この過程で、可動電極３７と固定電極３８との間には、電極より蒸発した粒子と電子によって構成されるアークが発生する。しかし、真空バルブ２内は高真空であるためアークを構成する物質は拡散し、形状を留めていることができずに消滅する。これにより通電電流を遮断することができる。

一方、高耐圧開閉器５においては、接点４の可動電極５６が固定電極５５から開離し、電極間にアークが発生するが、電極間の絶縁距離を確保することにより、アークは消滅する。

この遮断過程において、高耐圧開閉器５の内部空間６９では、アークによって発生するＳＦ６ガスの分離ガスが発生する。この分離ガスは、真空バルブ２の絶縁碍からなる真空容器２ａの表面層を腐食する作用がある。しかし、真空容器２ａは、真空開閉器３の圧力容器７内に収容されているので、内部空間６９で発生した分離ガスにより腐食する心配がない。

なお、真空バルブ２が有するベローズ２ｂは、耐高圧性が良くない場合がある。本実施形態では、内部空間６８のガスの圧力を、ベローズ２ｂが耐え得る圧力である、内部空間６９のガス圧力以下かつ大気圧以上とした。これにより、内部空間６９の接点４における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間６８のベローズ２ｂが保護される。

以上のように、本実施形態では、遮断過程において、ＳＬＦ遮断責務における急峻な過渡回復電圧を真空開閉器３が負担し、ＢＴＦ遮断責務における高い過渡復電圧を、絶縁耐力が高い高耐圧開閉器５が負担する。このように、両遮断責務を容易に達成することができる。

［効果］
以上のような本実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）複数の開閉器があり、それぞれの接点部を駆動する操作部を有しているので、操作部の一つ当たりの負荷が小さくなり、接点を高速に開離することができる。つまり、真空開閉器３の接点部９を駆動する操作部１０、高耐圧開閉器５の接点部１９を駆動する操作部２０を有しているので、操作部１０と操作部２０のそれぞれの負荷を小さくすることができ、高速な開離が可能となる。

（２）複数の開閉器のうち、少なくとも一つがＳＬＦ遮断責務を担当し、少なくとも一つがＢＴＦ遮断責務を担当するので、両責務を容易に達成することができる。つまり、一つの開閉器として、真空バルブ２を有する真空開閉器３を用い、一つの開閉器として、真空バルブ２よりも絶縁耐力の大きい接点４を有する高耐圧開閉器５を用いている。これにより、遮断過程において、ＳＬＦ遮断責務における急峻な過渡回復電圧を真空開閉器３が負担することができる。また、ＢＴＦ遮断責務における高い過渡復電圧を、絶縁耐力が高い高耐圧開閉器５が負担することができる。

（３）複数の開閉器は、駆動装置と可動電極とが等電位であるため、駆動装置と可動電極の間の絶縁距離を確保する必要がない。よって、絶縁性材料の接続部が不要となる。これにより、可動部の重量が低減され、接点を高速に開離することができる。つまり、真空開閉器３の操作部１０の駆動装置３８と、可動電極３７は等電位であり、高耐圧開閉器５の操作部２０の駆動装置５７と、可動電極５６は等電位である。このため、駆動装置３８、５７と可動電極３７、５６の距離を短くすることができる。
また、絶縁性材料の接続部は、金属材料に比べて剛性が低いため、遮断動作初期において、絶縁性材料には大きな伸びが生じ、駆動装置の動作に対する可動電極の応答遅れが生じる。本実施形態では、この絶縁性材料の接続部を持たないため、駆動装置３８、５７の動作に対する可動電極３７、５６の応答遅れを防止できる。
加えて、駆動装置３８は、圧力容器７内に配置され、駆動装置５７は、圧力容器１７内に配置されているため、駆動装置３８、５７と可動電極３７、５６の距離を更に短縮でき、可動部の重量を低減できる。
また、駆動装置と可動電極との接続部が圧力容器を貫通しないため、接続部と圧力容器間の摺動摩擦による応答遅れや、ガス漏れ、シール部を設けることによる部品点数の増加等を防止できる。

（４）本実施形態は、従来のパッファ形の接点部を複数有する開閉器と比べて、電流遮断及び絶縁距離の確保をより短時間で行えるので、遮断時間を短縮することができる。つまり、真空開閉器３は、真空バルブ２が接触式の接点を有し、可動電極３７の重量も小さいため、非常に短時間の遮断動作が可能となる。また、高耐圧開閉器５は、パッファ形のガス接点部としても、専用の操作部２０を有している。このため、複合型開閉器１の全体として、操作部１０、２０の一つ当たりの負荷を小さくし、接点４を高速に開離することができる。さらに、高耐圧開閉器５は、可動電極５６にパッファシリンダやノズルを有しない場合、パッファ形の接点に比べて、操作部５７の駆動する可動部重量が低減される。これにより、高耐圧開閉器５の操作部５７は、可動電極５６をさらに高速に駆動させることができるので、絶縁距離を確保するために必要な時間を大幅に短縮することができる。

（５）接点部を別個の開閉器に分離し、それぞれを収容した空間を独立させる構造としたので、それぞれを異なる圧力にすることができる。より具体的には、内部空間６８のガスの圧力を内部空間６９のガス圧力以下かつ大気圧以上としている。これにより、内部空間６９の接点における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間６８のベローズ２ｂを保護することができる。また、真空容器２ａは、圧力容器７内に収容されている。従って、遮断過程において、内部空間６９で生じるアークによって発生するＳＦ６ガスの分離ガスが、真空バルブ２の絶縁碍からなる真空容器２ａと直接接触することがなくなり、この分離ガスによる腐食作用を防止することができる。

［第２の実施形態］
［構成］
第２の実施形態について、図５〜８を参照して説明する。なお、図５、６は、第２の実施形態に係る真空開閉器３の拡大断面図であり、図５が真空開閉器３の投入状態、図６が真空開閉器３の遮断状態を示す。図７、８はそれぞれ図５、６における電磁反発駆動装置７１の拡大断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態は、真空開閉器３の操作部１０の駆動装置３８として、電磁反発駆動装置７１を用いている。電磁反発駆動装置７１は、開極動作の駆動力に電磁反発力を利用したものであり、開極動作において高い応答性を有する。この電磁反発駆動装置７１は、機構箱７２、高速開極部７３、ワイプ機構部７４、保持機構部７５を有する。以下、各部を詳説する。

（機構箱）
機構箱７２は、真空バルブ２側の一端に開口を有する内部が中空の箱である。機構箱７２の開口には、機構箱７２と外部とを仕切る壁面である支持部８０が固定されている。この支持部８０の中央には、真空バルブ２の可動電極３７を摺動支持する穴８０ａが形成されている。

機構箱７２の支持部８０側とは反対側の底面は、圧力容器７内部の金属蓋１２壁面に、固定接続されている。このような機構箱７２内に、高速開極部７３、ワイプ機構部７４、及び保持機構部７５が収容されている。

（高速開極部）
高速開極部７３は、可動軸７６、電磁反発コイル７７、反発リング７８、反発リング受け７９を有する。

可動軸７６は、真空バルブ２の可動電極３７と同軸に接続された棒状体である。反発リング受け７９は、可動軸７６に嵌め込まれ可動軸７６と一体になった環状体である。反発リング７８は、良導体からなる環状体である。この反発リング７８は、反発リング受け７９の真空バルブ２側の面に、同軸上に固定されている。

電磁反発コイル７７は、良導体からなり、支持部８０における反発リング７８と対向する面に固定されたコイルである。ここで、反発リング７８は、電磁反発コイル７７に対向する対向良導体である。電磁反発コイル７７は、絶縁電線４０を介して制御装置３９と接続されている。制御装置３９は、コイル励磁手段であり、制御装置３９内のコンデンサを介して電力を供給することにより、電磁反発コイル７７を励磁できるようになっている。

つまり、制御装置３９からの電力により電磁反発コイル７７は励磁され、反発リング７８との間に斥力である電磁反発力を発生させ、可動軸７６を図中右方向に駆動させる。なお、電磁反発コイル７７及び反発リング７８に用いる良導体としては、銅、銀、金、アルミニウム、鉄が挙げられる。

（ワイプ機構部）
ワイプ機構部７４は、高速開極部７３で発生した電磁反発力を保持機構部７５に伝達する。このワイプ機構部７４は、つば８１、カップリング８２、ワイプばね８３、つば押さえ８４、衝撃吸収体８５を有する。

つば８１は、可動軸７６に同軸に嵌着された円環形状の板部材である。カップリング８２は、つば８１と対向配置された平板であり、後述する可動部８９の脚８９ａの端部に固定されている。ワイプばね８３は、つば８１とカップリング８２とに付勢力が加わる状態で、一端がつば８１に、他端がカップリング８２に当接している。

つば押さえ８４は、有底の筒状体である。つば押さえ８４は、つば８１とワイプばね８３とを取り囲むようにして、底面と反対側の端部がカップリング８２に固定されている。これにより、つば押さえ８４の底面が、つば８１のストッパーの役割を果す。なお、つば押さえ８４の底面には、開口が設けられ、可動軸７６が移動可能に挿通されている。

衝撃吸収体８５は、カップリング８２に固定されている。衝撃吸収体８５は、可動部８９からの衝撃を吸収可能な弾性及び強度を有している。これにより、衝撃吸収体８５は、可動軸７６が衝突したときの衝撃を抑える。

（保持機構部７５)
保持機構部７５は、永久磁石８６、開路ばね８７、電磁ソレノイド８８、可動部８９、衝撃吸収体９０を有する。これらの永久磁石８６、開路ばね８７、電磁ソレノイド８８、可動部８９、衝撃吸収体９０は、支持部９１と機構箱７２の内面とで形成される高速開極部７３と反対側の空間に収容されている。この支持部９１は、機構箱７２の内面に、機構箱７２の内部の空間を軸と直交する方向に仕切る仕切り板である。

可動部８９は、永久磁石８６との間に吸引力が働く強磁性体からなる。可動部８９は、断面が概略Ｔ字形状で、その軸である脚８９ａが、支持部９１の中央に設けられた開口９１ａに挿通されて、高速開極部７３側に向けて延出し、カップリング８２に固定されている。脚８９ａは、支持部９１の開口９１ａに摺動支持される。また、可動部８９のＴ字形状の両手８９ｂに対する脚８９ａの付け根には、脚８９ａよりも大径で、両手８９ｂよりも小径の胴８９ｃが形成されている。この胴８９ｃの周囲には後述する電磁ソレノイド８８が設けられている。

永久磁石８６は、支持部９１における高速開極部７３側とは反対側の壁面に固定され、可動部８９の両手８９ｂと対向する。この永久磁石８６は、可動部８９のＴ字形状の両手８９ｂとのギャップ間に、吸引力を生じさせる。永久磁石８６及び電磁ソレノイド８８は、可動部８９の両手８９ｂに対して、真空バルブ２の接点を構成する可動電極３７を閉接させる方向の推力を発生させる。

開路ばね８７は、可動部８９の両手８９ｂと永久磁石８６が設けられた支持部９１の壁面との間に、可動部８９に付勢力を与えるように設置されている。なお、開路ばね８７としては、開路状態においては、上記付勢力が、真空バルブ２の自閉力と永久磁石８６の吸引力との和より大きく、閉路状態においては、可動部８９に対する永久磁石８６の吸引力より小さいものを用いる。

電磁ソレノイド８８は、導電性の部材からなる巻線であり、可動部８９の胴８９ｃに巻回されて固定されている。電磁ソレノイド８８は、電磁反発コイル７７と同様に、絶縁電線４０を介して制御装置３９と接続されており、制御装置３９内の電源から電力を供給され、励磁可能に構成されている。

衝撃吸収体９０は、可動部８９の両手８９ｂと対向する機構箱７２内面に、固定されている。衝撃吸収体９０は、可動部８９からの衝撃を吸収可能な弾性及び強度を有している。これにより、衝撃吸収体９０は、可動部８９が衝突したときの衝撃を抑える。

[作用]
以上のような本実施形態の作用を、投入状態と遮断動作とに分けて説明する。図５、図７は投入状態を示し、図６、図８は遮断動作を示す。
（投入状態）
まず、本実施形態の投入状態を説明する。投入状態においては、真空バルブ２の固定電極３６と可動電極３７は、所定の荷重で接触している。

可動部８９に対して、永久磁石８６によって閉路方向にはたらく吸引力は、ワイプばね８３と開路ばね８７による開路方向への力より大きくなっている。そのため、永久磁石８６の吸引力により、可動部８９はその両手８９ｂが開路ばね８７を圧縮し、支持部９１と当接し、可動部８９が支持部９１に固定された状態になっている。

一方、この吸引力により、可動軸７６を介して、可動電極３７は固定電極３６と当接しているとともに、ワイプばね８３による閉路方向への付勢力が加わっている。

このように、真空バルブ２の固定電極３６と可動電極３７は、ワイプばね８３による荷重で接触しており、可動部８９に対する永久磁石８６の吸引力により投入状態（閉路状態）を維持する。

（遮断動作）
次に、本実施形態の遮断動作過程における電磁反発駆動装置７１の開極動作について説明する。まず、真空バルブ２の固定電極３６と可動電極３７が接している閉路状態において、制御装置３９に対して、開閉器の外部から開極指令を与える。すると、制御装置３９のコンデンサから、電磁反発コイル７７に電力が供給され、電磁反発コイル７７が励磁される。

これにより、電磁反発コイル７７と反発リング７８との間に電磁反発力が発生し、反発リング受け７９と可動軸７６を介して、可動電極３７が、固定電極３６から電磁反発駆動装置７１の方向に高速に開極動作する。真空バルブ２における開極動作の方向を、以下、開路方向という。また、この逆方向を閉路方向という。

可動軸７６は、開路方向に移動し、つば８１がワイプばね８３を圧縮するとともに、衝撃吸収体８５に衝突する。このとき、可動軸７６は、衝撃吸収体８５により閉路方向への跳ね返りが低減され、ワイプばね８３と衝撃吸収体８５を介して、カップリング８２を開路方向に押し込む。

一方、保持機構部７５の電磁ソレノイド８８には、可動軸７６によりカップリング８２を開路方向に押し込むタイミング以前に、制御装置３９から電力が供給される。これにより、電磁ソレノイド８８が、永久磁石８６の磁束を打ち消す方向に励磁され、可動部８９の両手８９ｂと永久磁石８６とのギャップ間に生じる吸引力が低下する。すると、可動部８９は、開路ばね８７の付勢力により開路方向に駆動する。

そして、カップリング８２を介してつば押さえ８４がつば８１に当接することにより、可動部８９がカップリング８２、つば押さえ８４及びつば８１を一体的に引っ張り、可動軸７６を介して可動電極３７をさらに開極させる。

その後、可動電極３７及び可動軸７６の慣性力と開路ばね８７の付勢力とにより、可動電極３７は固定電極３６に対して、所定のギャップになるまで開離し、可動部８９が衝撃吸収体９０と衝突する。この衝撃は衝撃吸収体９０によって吸収されて可動部８９が停止する。

なお、所定のギャップとは、電流遮断に必要な固定電極３６と可動電極３７のとの間隔である。可動電極３７と固定電極３６の間隔が所定のギャップになった後、電磁反発コイル７７と電磁ソレノイド８８への電力の供給を停止し、これらの励磁を解除する。

例えば、制御装置３９からの電力の供給手段に電荷が蓄積したコンデンサを用い、蓄積した電荷を放出し、電荷がなくなったことにより励磁を解除するようにしても良い。

他の方法として、図示しない位置センサにより、可動電極３７の駆動距離を計測し、制御装置３９によって、所定のギャップ以上駆動したことを確認した後、電力供給を遮断することで励磁を解除するようにしても良い。この解除後も、開路ばね８７の付勢力は、真空バルブ２の自閉力、永久磁石８６の吸引力の和より大きいため、真空バルブ２の接点は開路状態を維持する。

［効果］
以上のような本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。

（１）真空バルブ２の駆動装置を、電磁反発駆動装置７１としている。このため、真空バルブ２は電流遮断に必要な可動電極３７の移動距離（ストローク）が短く、可動する部材の重量が小さいため、開極動作において高い応答性が得られ、遮断時間を更に短縮することができる。

（２）電磁反発駆動装置７１として、電磁反発コイル７７と、電磁反発コイル７７を固定する支持部８０と、電磁反発コイル７７に対向して設けられた反発リング７８と、反発リング７８を支持する反発リング受け７９とからなる高速開極部７３を設けている。励磁された電磁反発コイル７７と反発リング７８との間に働く電磁反発力によって、開極動作を行う電磁反発駆動装置７１は、ばね力や油圧を駆動源とする駆動装置に比べて、駆動力の立ち上がりが非常に速く、非常に高い応答性を得ることができる。このため、急峻な過渡回復電圧についてのＳＬＦ遮断性能に優れる。

（３）電磁反発駆動装置７１に、真空バルブ２の可動電極３７に推力を与える推力発生手段を設けた。具体的には、可動軸７６にカップリング８２、ワイプばね８３、つば押さえ８４、及びつば８１等を介して間接的に接続された強磁性体からなる可動部８９と、永久磁石８６と、電磁ソレノイド８８とを設けた。これにより、可動部８９に、永久磁石８６及び励磁された電磁ソレノイド８８の吸引力が働くので、可動部８９及び可動軸７６に対して閉路方向に推力を発生させ、可動電極３７を駆動して固定電極３６と接触させることができる。

［第３の実施形態］
［構成］
第３の実施形態について、図９〜１２を参照して説明する。なお、図９、１０は、本実施形態に係る複合型開閉器１の全体構成を示す断面図であり、図９が投入状態、図１０が遮断状態を示す。図１１、図１２はそれぞれ図９、図１０の高耐圧開閉器５の部分拡大断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態は、第１の実施形態に係る複合型開閉器１に対して、操作部１０１と、電源部１０２が追加されている。また、第１の実施形態における固定電極５５は金属蓋２３と締結されていた。しかし、本実施形態においては、第１の実施形態における固定電極５５に相当する電極は、可動に構成され、操作部１０１と接続されている。このため、以降では、当該電極を可動電極１０５と呼ぶ。

以下、本実施形態における高耐圧開閉器５の構成を説明する。まず、操作部１０１は、駆動装置１０３、制御装置１０４を有する。駆動装置１０３は、圧力容器１７内部の金属蓋２３に締結されており、可動電極１０５と接続し、接点４を接離自在に駆動する。

制御装置１０４は、圧力容器１７の外部の金属蓋２３に締結され、金属蓋２３を貫通する絶縁電線１０６を介して、駆動装置１０３と接続されている。制御装置１０４は、駆動装置１０３に供給する電力を調節することで、駆動装置１０３の動作を制御する。

つまり、操作部１０１は、機械的に接続された可動電極１０５に対して駆動力を与えることで、可動電極１０５を一直線上に押し引きし、可動電極１０５を可動電極５６に対して接離開閉することができる。

なお操作部１０１の動作は、例えば、高耐圧開閉器５の外部に設置された図示しない信号出力装置からの指令信号を、制御装置１０４が受信することにより開始することができる。また、圧力容器１７における絶縁電線１０６が貫通している金属蓋２３の穴には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部によって、内部空間６９の気密性が保たれている。

電源部１０２は、対地電圧が高電圧状態となっている操作部１０１へ、地絡することなく電力を供給する電力供給部である。変圧器１０７、母線１０８、圧力容器１６９、碍管１７０を有する。変圧器１０７と圧力容器１６９とは、支持構造物１７１を介して基礎１６に固定されている。変圧器１０７の容器の開口部は、圧力容器１６９の一方の開口部に締結されている。一方、圧力容器１６９の他方の開口部は、碍管１７０の開口部と締結されている。変圧器１０７、圧力容器１６９、碍管１７０は、内部空間１７２を共有しており、この内部空間１７２は密閉され、絶縁性媒体が充填されている。充填する絶縁性媒体は、上記と同様である。変圧器１０７の一次側は、絶縁電線１０９を介して母線１０８と接続されている。また、変圧器１０７の二次側は、絶縁電線１１０に接続されている。絶縁電線１１０は内部空間１７２を通り、碍管１７０の操作部１０１側端部を貫通し、操作部１０１の制御装置１０４と接続されている。絶縁電線１０９、１１０が貫通する変圧器１０７、碍管１７０には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間１７２の気密性が保たれている。変圧器１０７の一次側と二次側間の絶縁耐力および、碍管１７０の両端間の絶縁耐力は、圧力容器１７と対地間に必要な絶縁耐力よりも大きく設計されている。

母線１０８は、図示しない電力供給源に接続されている。母線１０８を介して電力供給源から供給される電力は、変圧器１０７によって操作部１０１の駆動に必要な電圧まで昇圧され、操作部１０１へと供給される。

［作用］
以上のような本実施形態の作用を、投入状態と遮断動作に分けて説明する。
（投入状態）
まず、複合型開閉器１が投入状態にあるときには、通電板１４から導入される電流は、金属蓋１２、駆動装置３８、可動電極３７、固定電極３６、金属蓋１３、通電板１５へと流れる。そして、電流は、通電板１５から絶縁電線６を介して、通電板２４、金属蓋２２、駆動装置５７、可動電極５６、可動電極１０５、駆動装置１０３、金属蓋２３を順次経て、通電板２５へ導出される。

（遮断動作）
一方、複合型開閉器１の外部から電流遮断の指令信号が与えられると、駆動装置３８、５７、１０３に接続された可動電極３７、５６、１０５が、駆動力を与えられる。これにより、真空開閉器３では可動電極３７が固定電極３６から開離し、高耐圧開閉器５では可動電極５６及び可動電極１０５が互いに開離し合い、電流遮断を開始する。このように、遮断動作において、高耐圧開閉器５の接点４の可動電極５６及び可動電極１０５が、互いに開離し合う点が、第１の実施形態と相違する。その他の作用は、第１の実施形態と同様である。

［効果］
以上のような本実施形態の効果は、以下の通りである。すなわち、高耐圧開閉器５の接点４を構成する可動電極５６、１０５が、それぞれ別個の操作部２０、１０１を有していることにより、可動電極５６、１０５を同時に駆動することができ、接点４を高速に開離することができる。これにより、絶縁距離を確保するために必要な時間を大幅に短縮することができる。

特に、従来のパッファ形の接点部を複数有する開閉器と比べて、電流遮断及び絶縁距離の確保をより短時間で行えるので、遮断時間の短縮が可能となる。

［第４の実施形態］
［構成］
第４の実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、図１３は、本実施形態に係る複合型開閉器１の高耐圧開閉器５の断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態の複合型開閉器１は、第１の実施形態の高耐圧開閉器５の支持部１８に相当する部材が、支持部１１１となっている。この支持部１１１は、第１の実施形態の支持部１８と同様に、高耐圧開閉器５を固定する基礎１６と、高電圧状態の圧力容器１７との間に設置されている。支持部１１１は、圧力容器１７を機械的に支持し、かつ基礎１６と圧力容器１７との間の絶縁距離を確保する。

より具体的には、支持部１１１は、大型支持碍子１１２、小型支持碍子１１３、１１４、碍子接続部１１５、支持構造物１１６、接続金具１１７、１１８を有する。大型支持碍子１１２及び小型支持碍子１１３、１１４は、絶縁性の碍子によって両端の金属部が絶縁された支持梁である。

碍子接続部１１５は、支持碍子との接続部がＹ字型に三カ所配置されている金属製のブロックである。碍子接続部１１５に、大型支持碍子１１２及び小型支持碍子１１３、１１４の一端がそれぞれ接続されることにより、Ｙ字型支持碍子１１９が構成されている。

支持構造物１１６は、金属製の台座であり、基礎１６に締結されている。支持構造物１１６には、Ｙ字型支持碍子１１９の直立した脚部分に相当する大型支持碍子１１２の他端が締結されている。Ｙ字の腕部分に相当する小型支持碍子１１３、１１４の他端は、それぞれ接続金具１１７、１１８を介して、金属蓋２２、２３と接続されている。

これによって、支持部１１１は、圧力容器１７を構造上安定した状態に支持している。また、大型支持碍子１１２、小型支持碍子１１３、１１４の長さは、それぞれの絶縁耐力をＡ、Ｂ、Ｃとすると、Ａ＋Ｂ及びＡ＋Ｃが、圧力容器１７と地面の間の絶縁距離以上となるように設計されている。また、Ｂ＋Ｃが、圧力容器１７の両端の絶縁距離以上となるように設計されている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を説明する。まず、前提として、接点を有する圧力容器が、電気的に接地されていないタイプの開閉器について、高電圧系統で使用することを想定する。すると、圧力容器と地面との電位差が、圧力容器の両端の電位差よりも大きくなり、絶縁耐力が高い大型の支持碍子が必要となることがある。このような支持碍子は高価であるため、なるべく使用本数を削減したいという要請がある。

本実施形態は、高耐圧開閉器の支持部１１１に、大型支持碍子１１２と小型支持碍子１１３、１１４と碍子接続部１１５を備えるＹ字型支持碍子１１９を使用している。このため、大型の支持碍子の使用本数を削減することができる。大型支持碍子１１２は、圧力容器１７と地面の間の絶縁耐力の大部分を確保し、小型支持碍子１１３、１１４は、圧力容器両端の絶縁耐力を確保している。このように、ひとつの開閉器に使用する大型の支持碍子の本数を削減することにより、開閉器の製作コストを抑えることができる。

［第５の実施形態］
［構成］
第５の実施形態について、図１４を参照して説明する。なお、図１４は、本実施形態に係る複合型開閉器１の高耐圧開閉器５の断面図である。本実施形態は、第４の実施形態と基本構成は同じである。よって、第４の実施形態と異なる点のみを説明し、第４の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態の複合型開閉器１は、第４の実施形態に係る高耐圧開閉器５の支持部１１１に相当する部材が、支持部１２１となっている。この支持部１２１は、第４の実施形態の支持部１１１と同様に、高耐圧開閉器５を固定する基礎１６と、高電圧状態の圧力容器１７との間に設置されている。支持部１２１は、圧力容器１７を機械的に支持し、かつ基礎１６と圧力容器１７との間の絶縁距離を確保する。

さらに、本実施形態の支持部１２１は、大型支持碍子１１２、小型支持碍子１１３、１１４、碍子接続板１２２、支持構造物１１６、接続金具１２３、１２４を有する。大型支持碍子１１２、小型支持碍子１１３、１１４は、絶縁性の碍子によって両端の金属部が絶縁された支持梁である。大型支持碍子１１２は、小型支持碍子１１３、１１４よりも長尺となっている。

碍子接続板１２２は、水平方向に配置された金属製の板である。この碍子接続板１２２は、上面に、小型支持碍子１１３、１１４との接続部が二カ所、下面に大型支持碍子１１２との接続部が一カ所配置されている。碍子接続板１２２の下面には大型支持碍子１１２の上端が、上面には小型支持碍子１１３、１１４の下端がそれぞれ接続され、二又状支持碍子１２５を構成している。

支持構造物１１６は、金属製の台座であり、基礎に締結されている。二又状支持碍子１２５の脚部分に相当する大型支持碍子１１２の下端は、支持構造物１１６に締結されている。二又支持碍子１２５の腕部分に相当する小型支持碍子１１３、１１４の上端は、それぞれ接続金具１２３、１２４を介して、金属蓋２２、２３に接続されている。

これにより、支持部１２１は、圧力容器１７を構造上安定した状態に支持している。また、大型支持碍子１１２及び小型１１３、１１４の長さは、それぞれの絶縁耐力をＡ、Ｂ、Ｃとすると、Ａ＋Ｂ及びＡ＋Ｃが、圧力容器１７と地面の間の絶縁距離以上となるように設計されている。また、Ｂ＋Ｃが圧力容器１７両端の絶縁距離以上となるように設計されている。

［作用効果］
以上の本実施の形態の作用効果は、以下の通りである。まず、本実施形態は、高耐圧開閉器の支持部１２１に、大型支持碍子１１２、小型支持碍子１１３、１１４、碍子接続板１２２を備える二又状支持碍子１２５を使用している。これにより、第４の実施形態と同様に、大型の支持碍子の使用本数を削減できる。

大型支持碍子１１２が、圧力容器１７と地面の間の絶縁耐力の大部分を確保し、小型支持碍子１１３、１１４が圧力容器１７の両端の絶縁耐力を確保している。これにより、一つの開閉器に使用する大型の支持碍子の本数を削減し、開閉器の製作コストを抑えることができる。

［第６の実施形態］
［構成］
第６の実施形態について、図１５を参照して説明する。図１５は、本実施形態の複合型開閉器１の全体構成を示す断面図である。本実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態の複合型開閉器１は、第１の実施形態において真空開閉器３及び高耐圧開閉器５を接続していた絶縁電線６が無く、真空開閉器３の向きが左右逆転している。また、真空開閉器３の操作部１０と、高耐圧開閉器５の操作部２０とが、対向して配置される構成となっている。

また、支持部８の金属蓋１２の接続側と、支持部１８の金属蓋２２の接続側は、一つの共有支持部１３１に統一されている。共有支持部１３１は、圧力容器７、１７を機械的に支持し、基礎１６と圧力容器７、基礎１６と圧力容器１７との間の絶縁距離を確保する。さらに、電源部１１、２１はひとつの電源部１３２に統一されている。

共有支持部１３１は、支持碍子１３３、支持構造物１３４、接続金具３４、５３、１３５を有する。支持構造物１３４は、金属製の台座であり、基礎１６に締結されている。支持碍子１３３は、絶縁性の碍子によって、両端の金属部が絶縁された支持梁であり、一端が支持構造物１３４に締結されている。他端は、接続金具１３５、３４を介して、金属蓋１２と接続されるとともに、接続金具１３５、５３を介して、金属蓋２２に接続されている。

以上のように、本実施形態では、第１の実施形態における支持部８の支持碍子３０及び支持構造物３２と、支持部１８の支持碍子５０及び支持構造物５２が、ひとつの支持碍子１３３及び支持構造物１３４に統一され、接続金具１３５を介して共有されている。

これにより、共有支持部１３１は、圧力容器７、１７の片端を、構造上安定した状態に支持している。また、支持碍子１３３の長さは、圧力容器７、１７の対地（支持構造物）間の絶縁距離よりも、長く設計されている。

電源部１３２は、変圧器１３６、母線１３７、圧力容器１７３、碍管１７４を有する。変圧器１３６と圧力容器１７３とは、支持構造物１７５を介して基礎１６に固定されている。変圧器４１の容器の開口部は、圧力容器１６１の一方の開口部に締結されている。一方、圧力容器１７３の他方の開口部は、碍管１７４の開口部と締結されている。変圧器１３６、圧力容器１７３、碍管１７４は、内部空間１７６を共有しており、この内部空間１７６は密閉され、絶縁性媒体が充填されている。充填する絶縁性媒体は、上記と同様である。変圧器１３２の一次側は、絶縁電線１３８を介して母線１３７と接続されている。また、変圧器１３６の二次側は、絶縁電線１３９と接続されている。絶縁電線１３９は内部空間１７６を通り、碍管１７４の上側端部を貫通し、操作部１０の制御装置３９、操作部２０の制御装置５８に、それぞれ接続されている。絶縁電線１３８、１３９が貫通する変圧器１３６、碍管１７４には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、内部空間１７６の気密性が保たれている。変圧器１３６の一次側と二次側間の絶縁耐力および、碍管１７４の両端間の絶縁耐力は、圧力容器７と対地間に必要な絶縁耐力よりも大きく設計されている。母線１３７は、図示しない電力供給源に接続されている。

母線１３７から供給される電力は、変圧器１３６によって操作部１０、２０の駆動に必要な電圧まで昇圧され、操作部１０、２０へと供給される。このように、電源部１３２は、対地電圧が高電圧状態となっている操作部１０、２０へ、地絡することなく電力を供給する。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果は、以下の通りである。すなわち、本実施形態は、第１の実施形態と比べて、支持部及び電源部の数を減らすことができるので、製造コストを削減することができる。

より具体的には、本実施形態は、一つの共有支持部１３１によって、圧力容器７、１７を同時に支持している。つまり、共有支持部１３１を、複数の開閉器が共有している。このため、複合型開閉器１の支持部に使用する支持碍子及び支持構造物の数を減らし、製造コストを削減することができる。

また、共有支持部１３１で支持した金属蓋１２、２２に接続されている操作部１０、２０は同電位となるため、一つの電源部１３２によって電力を供給することができる。つまり、電源部１３２を、複数の開閉器が共有している。これにより複合開閉器１に使用する電源部の数を減らし、製造コストを削減することができる。

［第７の実施形態］
［構成］
第７の実施形態について、図１６を参照して説明する。なお、図１６は、本実施形態に係る複合型開閉器１の高耐圧開閉器５の断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態の複合型開閉器１の高耐圧開閉器５は、第１の実施形態の電源部２１に代わる給電手段として、電源部１４１を有する。また、第１の実施形態の支持碍子４９に相当する部材が、内部に密閉空間を有する支持碍管１４２である。この支持碍管１４２の密閉空間内には、絶縁性媒体が充填されている。絶縁性媒体としては、上記と同様のものを使用できる。

電源部１４１は、給電用コイル１４３、受電用コイル１４４、給電用コイル支持部１４５、受電用コイル支持部１４６、コイル励磁装置１４７、母線１４８を有する。

給電用コイル１４３、受電用コイル１４４は、電力の需給用のコイルであり、支持碍管１４２内に、上下に同軸上に配置されている。給電用コイル１４３と受電用コイル１４４は、両者の絶縁距離分だけ離れて対向している。受電用コイル１４４は、絶縁電線１４９を介して、操作部２０の制御装置５８に接続されている。

給電用コイル支持部１４５は、その一端に給電用コイル１４３が固定された棒状の支持部材である。給電用コイル支持部１４５の他端は、支持碍管１４２内部の支持構造物５１側に固定されている。

受電用コイル支持部１４６は、その一端に受電用コイル１４４が固定された棒状の支持部材である。受電用コイル支持部１４６の他端は、支持碍管１４２内部の圧力容器１７側に固定されている。

コイル励磁装置１４７は、基礎１６に固定されており、絶縁電線１５１を介して給電用コイル１４３と接続されている。母線１４８は、図示しない電力供給源へと接続されていて、絶縁電線１５０を介して、コイル励磁装置１４７に接続されている。

コイル励磁装置１４７は、母線１４８から供給される電力によって、給電用コイル１４３を励磁し、受電用コイル１４４に誘導電流を発生させることで、操作部２０へと電力を供給する。また、コイル励磁装置１４７は、受電用コイル１４４に誘導電流が継続的に流れるように、給電用コイル１４３へ供給する電力を制御する。つまり、電源部１４１は、対地電圧が高電圧状態となっている操作部２０へ、地絡することなく電力を供給する。

なお、絶縁電線１４９、１５１は、支持碍管１４２を貫通しているが、それぞれの貫通部分は、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部が設けられており、密閉空間の気密性が保たれている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果は、以下の通りである。すなわち、第１の実施形態と比べて、電源部１４１の一部をコンパクト化することができる。

より具体的には、複合型開閉器１の高耐圧開閉器５が、電磁誘導によって離れた二点での電力供給が可能な電源部１４１を用いている。これにより、対地電圧が高電圧状態となっている操作部２０へ、地絡することなく電力を供給することができる。

また、電源部１４１は、給電用コイル１４３、受電用コイル１４４を絶縁性媒体が充填された支持碍管１４２内に収納することにより、電源部１４１をコンパクト化することができる。

また、絶縁性媒体によって、給電用コイル１４３、受電用コイル１４４の間の距離を短縮できることによる給電効率の向上や、両コイル間の位置ずれ防止、外部環境の影響の遮断といった効果も得られる。

［他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１乃至第７の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、以下のような態様も発明の範囲に含まれる。
（１）第１の実施形態では、遮断過程において、操作部１０、２０の駆動力により可動電極３７、５６が固定電極３６、５５から同時に開離するようにした。これに対して、真空バルブ２の可動電極３７が固定電極３６から開離させて通電電流を遮断し、続いて接点４の可動電極５６を固定電極５５から開離させ、両電極５５、５６間の絶縁距離を確保するようにしても良い。

（２）第２の実施形態では、保持機構部７５の可動部８９を、高速開極部７３の可動軸７６にワイプ機構部７４を介して間接的に接続していた。これに対して、可動部８９を可動軸７６に直接的に接続するようにしても良い。

１…複合型開閉器
２…真空バルブ
２ａ…真空容器
２ｂ…ベローズ
３…真空開閉器
４…接点
５…高耐圧開閉器
６…絶縁電線
７、１７、１６１、１６５、１６９、１７３…圧力容器
８、１８、９１、１１１、１２１…支持部
９、１９…接点部
１０、２０、１０１…操作部
１１、２１、１０２、１３２、１４１…電源部
１２、１３、２２、２３…金属蓋
１４、１５、２４、２５…通電板
１６…基礎
２６、４５…碍子タンク
２７、４６、１６２、１６６、１７０、１７４…碍管
２８、２９、４７、４８…金属フランジ
３０、３１、４９、５０、１３３…支持碍子
３２、３３、５１、５２、１１６、１３４、１６３、１６７、１７１、１７５…支持構造物
３４、３５、５３、５４、１１７、１１８、１２３、１２４、１３５…接続金具
３６、５５…固定電極
３７、５６、１０５…可動電極
３８、５７、１０３…駆動装置
３９、５８、１０４…制御装置
４０、４３、４４、５９、６２、６３、１０６、１０９、１１０、１３８、１３９、１４９、１５０、１５１…絶縁電線
４１、６０、１０７、１３６…変圧器
４２、６１、１０８、１３７、１４８…母線
６５、６６、６７…シールド
６８、６９、１６４、１６８、１７２、１７６…内部空間
７１…電磁反発駆動装置
７２…機構箱
７３…高速開極部
７４…ワイプ機構部
７５…保持機構部
７６…可動軸
７７…電磁反発コイル
７８…反発リング
７９…反発リング受け
８０…支持部
８０ａ…穴
８１…つば
８２…カップリング
８３…ワイプばね
８４…つば押さえ
８５、９０…衝撃吸収体
８６…永久磁石
８７…開路ばね
８８…電磁ソレノイド
８９…可動部
８９ａ…脚
８９ｂ…両手
８９ｃ…胴
１１２…大型支持碍子
１１３、１１４…小型支持碍子
１１５…碍子接続部
１１９…Ｙ字型支持碍子
１２２…碍子接続板
１２５…二又状支持碍子
１３１…共有支持部
１４２…支持碍管
１４３…給電用コイル
１４４…受電用コイル
１４５…給電用コイル支持部
１４６…受電用コイル支持部
１４７…コイル励磁装置

Claims (11)

1. 直列に接続された少なくとも二つ以上の開閉器を有し、
   前記開閉器のうちの少なくとも一つが、真空バルブを接点部に有する真空開閉器であって、
   前記開閉器のうちの少なくとも一つが、前記真空開閉器よりも絶縁耐力の大きい接点部を有する高耐圧開閉器であって、
   前記高耐圧開閉器及び前記真空開閉器は、
   絶縁性媒体が充填されるとともに、前記接点部が収容された密閉容器と、
   前記密閉容器を支持しつつ、接地面との電気的絶縁を行う支持部と、
   前記接点部が有する可動電極を駆動する操作部と、
   前記操作部に電力を供給する電源部と、
   を有し、
   前記高耐圧開閉器の前記操作部と、前記操作部が接続されている前記接点部の可動電極とは、等電位であることを特徴とする複合型開閉器。
2. 前記密閉容器は、
   両端が開口した絶縁性の胴部分と、
   両端の開口を封止する金属蓋と、
   を有し、
   前記操作部は、
   前記接点部に駆動力を与える駆動装置と、
   前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、
   を有し、
   前記駆動装置は、前記密閉容器内に設けられ、前記金属蓋に接続され、かつ前記接点部と接続されており、
   前記制御装置は、前記密閉容器の外側に設けられ、前記電源部から前記操作部を駆動するための電力が供給されるように、前記電源部に接続されており、
   前記高耐圧開閉器の前記駆動装置と、前記接点部の前記可動電極との接続部には、導電性材料が用いられていることを特徴とする請求項１記載の複合型開閉器。
3. 前記操作部は、
   コイルと、
   前記コイルを固定するコイル固定部と、
   前記コイルと対向して設けられた対向良導体と、
   前記対向良導体を貫通し、この前記対向良導体に固定された可動軸と、
   前記コイルに電流を供給し、前記コイルを励磁するコイル励磁手段と、
   を有し、
   前記コイル励磁手段により励磁された前記コイルと、前記対向良導体との間で発生する反発力により、前記可動軸に推力を与えることを特徴とする請求項２記載の複合型開閉器。
4. 前記支持部は、
   絶縁物である碍子を二つの金属部で挟んで構成された支持碍子と、
   前記接地面に固定された支持構造物と、
   を有し、
   前記支持碍子は、前記支持構造物と前記密閉容器との間に固定され、両者を機械的に接続し、かつ電気的に絶縁していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合型開閉器。
5. 前記支持部は、三本の前記支持碍子を、碍子接続部によりＹ字型に接続したＹ字型支持碍子を有し、
   前記碍子接続部は、前記支持碍子との接続部がＹ字型に三カ所配置されている金属製のブロックであり、
   三本の前記支持碍子の一端が、それぞれ前記碍子接続部に固定され、
   一本の前記支持碍子の他端は、前記支持構造物に固定されることにより、直立した脚部分を構成し、
   他の二本の前記支持碍子の他端は、前記密封容器に接続されることにより、両腕部分を構成していることを特徴とする請求項４記載の複合型開閉器。
6. 前記支持部は、三本の前記支持碍子と碍子接続板を有する二又状支持碍子を有し、
   前記碍子接続板は、前記支持碍子との接続部が上面に二カ所、下面に一カ所配置されている金属製の板であり、
   前記二又状支持碍子は、三本の前記支持碍子の一端をそれぞれ前記碍子接続板の接続部に固定することで構成し、
   一本の前記支持碍子は、他端が前記支持構造物に固定されることにより、直立した脚部分を構成し、
   二本の前記支持碍子は、他端が前記密封容器に接続されることにより、直立した両腕部分を構成することを特徴とする請求項４記載の複合型開閉器。
7. 前記開閉器のうち隣接する二つの前記開閉器が、前記支持部を共有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合型開閉器。
8. 前記開閉器のうち隣接する二つの前記開閉器が、前記電源部を共有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合型開閉器。
9. 前記高耐圧開閉器は、前記接点部が有する一対の可動電極がそれぞれ別個の前記操作部に接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合型開閉器。
10. 前記開閉器の前記電源部に、変圧器および碍管が用いられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合型開閉器。
11. 前記電源部は、
    電力を供給可能な電力供給源と、
    前記電力供給源と電気的に接続された給電用コイルと、
    前記操作部の前記制御装置と電気的に接続された受電用コイルと、
    を有し、
    前記支持碍子の前記碍子は中空の管状体で、内部が両端の前記金属部によって密閉されており、かつ前記絶縁性媒体が充填され、
    前記給電用コイル及び受電用コイルは、前記支持碍子内部の同軸上に、絶縁距離分だけ離れて配置され、
    前記給電用コイルは、前記支持碍子の前記接地面側の前記金属部に給電用コイル支持部を介して固定され、
    前記受電用コイルは前記支持碍子の前記密閉容器側の前記金属部に受電用コイル支持部を介して固定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合型開閉器。

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