JP2019022298A - Metal closing type switch gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、金属閉鎖型スイッチギヤに関する。 Embodiments described herein relate generally to a metal closed switchgear.
従来から、金属閉鎖型スイッチギヤとして、金属製の箱からなる金属収容箱の中に、真空バルブ等の開閉装置を収容し、金属収容箱内の真空バルブの周囲の雰囲気を、高圧の絶縁媒体のガスとした金属閉鎖型スイッチギヤが使用されている。 Conventionally, as a metal closed type switchgear, an opening / closing device such as a vacuum valve is housed in a metal housing box made of a metal box, and the atmosphere around the vacuum valve in the metal housing box is changed to a high-pressure insulating medium. The metal closed type switchgear which is made of gas is used.
この種の金属閉鎖型スイッチギヤを高電圧化すると、真空バルブだけでなく対地と耐電圧を高くしていく必要がある。このため、真空バルブの大型化や、対地との絶縁距離を長くする若しくは対地との絶縁媒体のガス圧力を高圧にする、等の対策が必要となる。しかし、絶縁媒体のガス圧力を高圧とすると、真空バルブ内との圧力差が大きくなり気密性が低下して、絶縁信頼性の低下を招く。 When this type of metal closed switchgear is increased in voltage, it is necessary to increase not only the vacuum valve but also the ground and withstand voltage. For this reason, measures such as increasing the size of the vacuum valve, increasing the insulation distance from the ground, or increasing the gas pressure of the insulating medium from the ground are required. However, if the gas pressure of the insulating medium is high, the pressure difference from the inside of the vacuum valve becomes large and the airtightness is lowered, leading to a decrease in insulation reliability.
また、上記構成の金属閉鎖型スイッチギヤを1点切りの真空バルブで構成した場合、真空バルブが大型化する。真空中の絶縁破壊電圧はギャップ長に対し、比例して高くなるわけではなく、対数関数的に増加する。つまり、電極間が長くなるにつれ、電極間を広げた効果が得られ難い。そのため定格電圧が比較的高い場合、真空中の絶縁距離を長くする必要があり、真空バルブが大型化することが避けられない。 Further, when the metal closed switchgear having the above-described configuration is configured by a one-point vacuum valve, the vacuum valve is increased in size. The breakdown voltage in vacuum does not increase in proportion to the gap length, but increases logarithmically. That is, as the distance between the electrodes becomes longer, it is difficult to obtain the effect of expanding the distance between the electrodes. Therefore, when the rated voltage is relatively high, it is necessary to increase the insulation distance in vacuum, and it is inevitable that the vacuum valve becomes large.
上記のとおり、金属閉鎖型スイッチギヤにおいては、高電圧化を図ると大型化を招くとともに、絶縁信頼性が低下するという課題があった。 As described above, in the metal closed type switchgear, there is a problem that an increase in voltage leads to an increase in size and a decrease in insulation reliability.
本発明の目的は、高電圧化による大型化を抑制することができるとともに、絶縁信頼性の向上を図ることのできる金属閉鎖型スイッチギヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal closed switchgear that can suppress an increase in size due to a high voltage and can improve insulation reliability.
実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤは、真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の内部に設けられた接離可能な一対の電極と、前記電極の周囲を取り囲むように設けられた円筒状のアークシールドと、を有する真空バルブを具備している。また、前記真空バルブを内部に収容し、内部を絶縁媒体のガス雰囲気とされた金属収容箱と、前記真空バルブを内部に収容し、且つ、前記金属収容箱の内側に収容され、内部を絶縁媒体のガス雰囲気とされた中間容器とを具備している。前記中間容器内の圧力が、前記真空絶縁容器内の圧力と、前記中間容器外の圧力との間の圧力とされている。 The metal closed type switchgear according to the embodiment includes a vacuum insulating container, a pair of electrodes that can be brought into and out of contact with the vacuum insulating container, and a cylindrical arc shield that is provided so as to surround the electrode. The vacuum valve which has these. Further, the vacuum valve is housed inside, and a metal housing box in which the inside is a gas atmosphere of an insulating medium, and the vacuum valve is housed inside, and is housed inside the metal housing box to insulate the inside. An intermediate container having a medium gas atmosphere. The pressure in the intermediate container is a pressure between the pressure in the vacuum insulating container and the pressure outside the intermediate container.
以下、実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a metal closed switchgear according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、第1実施形態に係る金属閉鎖型スイッチギヤの構成を、図1を参照して説明する。なお、図1(図2乃至4も同じ。)には、金属閉鎖型スイッチギヤの一相分のみの構成を示してあるが、通常は同様な構成が三相分配設される。
(First embodiment)
First, the configuration of the metal closed switchgear according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Although FIG. 1 (the same applies to FIGS. 2 to 4) shows the configuration of only one phase of the metal-closed switchgear, usually the same configuration is arranged for three phases.
図1に示すように、第1実施形態に係る金属閉鎖型スイッチギヤ100は、金属収容箱(金属閉鎖盤)110を具備しており、この金属収容箱110の内部には、真空バルブ120が収容されている。金属収容箱110は、絶縁媒体ガスを収容するため内部を気密に閉塞可能とされている。
As shown in FIG. 1, the metal
真空バルブ120は、内部を気密に閉塞可能とされた真空絶縁容器121を具備している。この真空絶縁容器121の内部には、接離可能な一対の電極122a,122bが対向するように配設されており、これらの電極122a,122bの周囲を取り囲むように、円筒状のアークシールド123が配設されている。アークシールド123は、例えばステンレス鋼等から構成されている。真空絶縁容器121の内部は、高真空雰囲気とされており、例えば内部の圧力が10−2Pa以下の所定の圧力(P1)となるように設定されている。
The
また、第1実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤ100は、真空バルブ120を内部に収容し、且つ、金属収容箱110の内側に収容された中間容器130を具備している。この中間容器130は、内部を気密に閉塞可能とされており、中間容器130の内部における、真空バルブ120の周囲の空間には、絶縁媒体ガスが充填され絶縁媒体ガス雰囲気とされている。
Moreover, the metal closed
また、金属収容箱110の内部における、中間容器130の周囲の空間には、絶縁媒体ガスが充填されており、絶縁媒体ガス雰囲気とされている。中間容器130は、金属等の導電性材料で構成されており、接地電位に接続されている。しかし、中間容器130を絶縁材料から構成してもよい。
In addition, the space around the
中間容器130の内部における、真空バルブ120の周囲の空間の圧力(P2)は、真空バルブ120の真空絶縁容器121の内部の圧力(P1)と、金属収容箱110の内部における、中間容器130の外部の空間の圧力(P3)との間の圧力となるように設定されている。すなわち、各部の圧力が
P3>P2>P1
となるように設定されている。
The pressure (P 2) in the space around the
It is set to become.
上記した金属収容箱110内及び中間容器130内に充填された絶縁媒体ガスは、対地との絶縁を保つために充填されたものである。このような、絶縁媒体ガスとしては、例えば、SF6ガスや乾燥空気等を用いることができる。金属収容箱110の内部の圧力は、例えば、0.1MPa程度とされ、中間容器130の内部の圧力は、例えば、0.05MPa程度とされる。
The insulating medium gas filled in the
真空バルブ120の一対の電極122a,122bのうち、一方の電極122aには、固定側通電軸124aが接続されている。また、他方の電極122bには、可動側通電軸124bが接続されている。可動側通電軸124bは、ベローズ等の真空封止機構125を介して真空絶縁容器121の外部にまで導出されており、駆動機構150に接続された絶縁ロッド151と機械的に接続されている。そして、電極122b及び可動側通電軸124bは、駆動機構150によって、図1中左右方向に移動可能とされており、電極122aと離接することによって、電気流路を接続及び遮断する構成となっている。
Of the pair of
なお、中間容器130における絶縁ロッド151の貫通部には、絶縁ロッド151の移動を許容しつつ気密封止する封止部材131が配設されている。また、可動側通電軸124bの貫通部には、可動側通電軸124bの移動を許容しつつ気密封止及び絶縁するための絶縁封止部材132が配設されている。さらに、固定側通電軸124aの貫通部には、気密封止及び絶縁するための絶縁封止部材133が配設されている。
Note that a sealing
上記構成の金属閉鎖型スイッチギヤ100では、その定格電圧が高くなると、対地との絶縁を図るため、対地との絶縁距離を長くする、若しくは対地との絶縁を行う絶縁媒体ガスの圧力を高圧にしなければならない。
In the metal closed
対地との絶縁距離を長くすると大型化を招くことになる。一方、金属収容箱110の内部の絶縁媒体ガスの圧力を高くした場合、真空バルブ120の真空絶縁容器121内の圧力(例えば10−2Pa以下)との圧力差が大きくなるため、真空バルブ120の気密性が低下して絶縁信頼性の低下を招く可能性がある。
Increasing the insulation distance from the ground leads to an increase in size. On the other hand, when the pressure of the insulating medium gas inside the
本実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤ100では、金属収容箱110の内部の絶縁媒体ガスの圧力を高くしても、中間容器130の圧力を、金属収容箱110内の圧力と、真空絶縁容器121内の圧力との間の圧力に設定することによって、上記のような気密性の低下による絶縁信頼性の低下を招くことを抑制することができる。また、金属閉鎖型スイッチギヤ100が大型化することも抑制することができる。
In the metal closed
このように、本実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤ100では、高電圧化による大型化を抑制することができるとともに、絶縁信頼性の向上を図ることができる。
Thus, in the metal closed
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る金属閉鎖型スイッチギヤ101の構成について、図2を参照して説明する。なお、図2において、図1に示した金属閉鎖型スイッチギヤ100と対応する部分については、同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the metal closed
前述した第1実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤ101では、中間容器130を設けた構成となっており、この中間容器130は、例えば、接地電位とされる。このため、中間容器130を設けない構成の場合に比べてアークシールド123の電位が低くなる。そのため、アークシールド123と電極122a,122bとの間の電位差が大きくなってしまう。
In the metal closed switchgear 101 of the first embodiment described above, an
そこで、第2実施形態に係る金属閉鎖型スイッチギヤ101では、アークシールド123と、真空バルブ120の真空絶縁容器121外の中間容器130内に、電圧分圧用のコンデンサ160を設けた構成となっている。電圧分圧用のコンデンサ160は、電極122a側の電気流路とアークシールド123との間、及び、電極122b側の電気流路とアークシールド123との間に夫々配設されている。
Therefore, in the metal closed
このように、電圧分圧用のコンデンサ160を設けることによって、アークシールド123の電位を50%に制御することができ、アークシールド123と電極122a,122bとの間の電位差を小さくすることができる。これによって、絶縁信頼性を向上させることができる。
Thus, by providing the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係わる金属閉鎖型スイッチギヤ102の構成について図3を参照して説明する。なお、図3において、図1に示した金属閉鎖型スイッチギヤ100、図2に示した金属閉鎖型スイッチギヤ101と対応する部分については、同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, the structure of the metal closed
第3実施形態に係わる金属閉鎖型スイッチギヤ102では、第2実施形態の金属閉鎖型スイッチギヤ101を構成する中間容器130及びその内部に収容されている真空バルブ120等を、1つの金属収容箱110の内部に複数(図3では3個)収容した構成となっている。
In the metal closed switchgear 102 according to the third embodiment, the
そして、これらの複数の真空バルブ120が直列に接続され、各真空バルブ120が、各真空バルブ120毎に設けられた駆動機構150によって駆動される構成となっている。このような構成とすることによって、小形の中間容器130及びその内部に収容されている真空バルブ120等からなるユニットを複数組み合わせて、容易に高電圧化を図ることが可能となる。
The plurality of
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係わる金属閉鎖型スイッチギヤ103の構成について図4を参照して説明する。なお、図4において、図1に示した金属閉鎖型スイッチギヤ100、図2に示した金属閉鎖型スイッチギヤ101、図3に示した金属閉鎖型スイッチギヤ102と対応する部分については、同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, the structure of the metal closed
図4に示すように、第4実施形態に係わる金属閉鎖型スイッチギヤ103では、第3実施形態に係わる金属閉鎖型スイッチギヤ102の構成において、夫々の真空バルブ120を駆動するための絶縁ロッド151を、1つのシャフト152につなぎ、一台の駆動機構150によって一括で動作させるように構成したものである。このような構成とすることによって、事故電流遮断時に複数本の真空バルブ120を同時に開極させることが可能となり、事故電流遮断性能の信頼性を高めることが可能となる。
As shown in FIG. 4, in the metal closed switchgear 103 according to the fourth embodiment, the insulating
以上、本発明のいくつか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り、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100,101,102,103……金属閉鎖型スイッチギヤ、110……金属収容箱(金属閉鎖盤)、120……真空バルブ、121……真空絶縁容器、122a,122b……電極、123……アークシールド、124a……固定側通電軸、124b……可動側通電軸、125……真空封止機構、150……駆動機構、151……絶縁ロッド、152……シャフト、160……コンデンサ。 100, 101, 102, 103... Metal closed type switchgear, 110... Metal housing box (metal closing board), 120... Vacuum valve, 121 ... Vacuum insulating container, 122 a, 122 b. Arc shield, 124a... Fixed side energizing shaft, 124b .. movable side energizing shaft, 125... Vacuum sealing mechanism, 150... Driving mechanism, 151.
Claims (5)
前記真空バルブを内部に収容し、内部を絶縁媒体のガス雰囲気とされた金属収容箱と、
前記真空バルブを内部に収容し、且つ、前記金属収容箱の内側に収容され、内部を絶縁媒体のガス雰囲気とされた中間容器とを具備し、
前記中間容器内の圧力が、前記真空絶縁容器内の圧力と、前記中間容器外の圧力との間の圧力とされていることを特徴とする金属閉鎖型スイッチギヤ。 A vacuum valve having a vacuum insulating container, a pair of electrodes that can be contacted and separated provided inside the vacuum insulating container, and a cylindrical arc shield that is provided so as to surround the periphery of the electrode;
A metal storage box that houses the vacuum valve inside, and the inside is a gas atmosphere of an insulating medium;
The vacuum valve is housed inside, and is housed inside the metal housing box, and includes an intermediate container in which the inside is a gas atmosphere of an insulating medium,
The metal closed switchgear characterized in that the pressure in the intermediate container is a pressure between the pressure in the vacuum insulating container and the pressure outside the intermediate container.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017138016A JP2019022298A (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Metal closing type switch gear |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017138016A JP2019022298A (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Metal closing type switch gear |
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