JP3752598B2 - 真空スイッチギヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空スイッチギヤに係り、特に、真空容器内に収納された複数の開閉器を備え、電力系統の受配電設備として用いるに好適な真空スイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統のうち配電系統には受配電設備の一要素としてスイッチギアが設けられている。従来、この種のスイッチギアとしては、気中絶縁方式のものが多く採用されていたが、小型化を図るために、絶縁媒体として、ＳＦ６ガスを用いたガス絶縁方式のものが採用されるようになっている。ところが、絶縁媒体にＳＦ６ガスを用いると環境に悪影響を与える恐れがあるため、近年、絶縁媒体として、真空絶縁を用いた真空絶縁方式のものが提案されている。
【０００３】
真空絶縁方式のスイッチギアとしては、例えば、特開２０００−２６８６８５号公報に記載されているように、真空容器内に、固定電極と可動電極とが相対向して配置された主回路開閉部が複数対収納され、可動電極が母線側導体に接続され、固定電極が負荷側導体に接続され、各主回路開閉部がアークシールドで覆われ、各母線側導体が可撓性導体を介して接続されるように構成されている。このスイッチギアによれば、真空絶縁方式を採用しているため、ガス絶縁方式よりも絶縁距離を短くすることができ、スイッチギアをコンパクト化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、各主回路開閉部がアークシールドで覆われているため、短絡事故時などにおいて、トリップ動作が実行され、可動電極と固定電極とが離れたときに、各電極から金属蒸気が発生しても、金属蒸気をアークシールドによって遮蔽することができるようになっている。しかし、真空容器が接地されているときに、金属蒸気の一部がアークシールドの間隙から飛散して真空容器に付着すると、電極から金属蒸気、真空容器を介して接地点に電流が流れ、地絡が生じることになる。
【０００５】
また、従来技術においては、負荷側導体は負荷側電極棒に連結され、負荷側電極棒の一部は真空容器から突出され、突出された部位が筒状絶縁物で覆われ、筒状絶縁物の一端側が真空容器の壁面に固着され、他端側が封止部材で封止され、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップが形成されている。すなわち、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間には、金属と絶縁物との誘電率の違いによって生じる電界集中を緩和するために、真空ギャップが設けられている。
【０００６】
しかし、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップを形成するにも、電界集中を緩和するには、真空ギャップを大きくする必要があり、負荷側電極棒と筒状絶縁物を含むケーブルヘッド全体の径が太くなり、占有スペースが広くなるとともに作業性が低下する。しかも、開閉器の投入時に、可動電極が固定電極に接触する際に生じる衝撃が負荷側電極棒を介して封止部材に伝わり、封止部材と筒状絶縁物にそれぞれ逆方向の引っ張り力が作用し、筒状絶縁物と封止部材との接合面の強度が低下する恐れがある。
【０００７】
本発明の課題は、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が生じるのを防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、接地の対象となる真空容器と、可動電極ロッドに保持された可動電極と固定電極ロッドに保持された固定電極が相対向して前記真空容器内に収納された複数の開閉器と、前記各開閉器の可動電極ロッドに接続される１又は２以上の可動電極側母線導体と、前記各開閉器の固定電極ロッドに接続される１又は２以上の固定電極側母線導体と、前記各開閉器の可動電極ロッドを前記真空容器外の操作器に連結する複数の操作ロッドと、前記各開閉器の固定電極ロッドに連結されてその一部が前記真空容器外に突出された複数の外部引出ロッドと、前記真空容器の内外に亘って配置されて前記各外部引出ロッドの周囲を覆う複数の絶縁性ブッシングとを備え、前記各開閉器は、前記可動電極と前記固定電極の周囲に配置されて前記可動電極と前記固定電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する筒状の電極シールドと、前記電極シールドの周囲を覆う筒状の絶縁性シールドとを含んで構成され、前記複数の絶縁性シールドは、前記各電極を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されてなる真空スイッチギヤを構成したものである。
【０００９】
前記真空スイッチギヤを構成するに際しては、前記母線導体を真空容器に固定し、各開閉器の可動電極ロッドをフレキシブル導体を介して前記母線導体に連結するようにすることもできる。
【００１０】
前記各真空スイッチギヤを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１１】
（１）前記フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記可動電極ロッドにそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記可動電極ロッドの軸心を基準に両側に別れて配置され、前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記操作ロッドの挿入孔が形成されてなる。
【００１２】
（２）前記フレキシブル導体の一対の湾曲部は、相異なる金属が交互に重ね合わされて構成されてなる。
【００１３】
（３）前記可動電極ロッドに接続された前記可動電極側母線導体に折り返し用フレキシブル導体を介して接続された折り返し用接続導体と、前記折り返し用接続導体に連結されるともに前記真空容器に支持されて、前記折り返し用接続導体を前記可動電極ロッドに対向する前記固定電極ロッドが接続された前記固定電極側母線導体の方向に付勢する折り返し用支持ロッドとを備え、前記折り返し用フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記折り返し用接続導体にそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記折り返し用接続導体の軸心を基準に両側に別れて配置され、前記固定部のうち前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記折り返し用支持ロッドの挿入孔が形成されてなる。
【００１４】
（４）前記複数の絶縁性ブッシングの前記各負荷側ロッドとの対向面には導電性被膜が形成されてなる。
【００１５】
（５）前記複数の絶縁性シールドは、前記各電極を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されてなる。
【００１６】
（６）前記操作器と前記開閉器および前記絶縁性ブッシングは、軸方向に沿って直線状に配置されてなる。
【００１７】
（７）前記操作器は電磁式である。
【００２１】
前記した手段によれば、可動電極と固定電極の周囲には筒状の電極シールドが配置され、電極シールドの周囲には絶縁性シールドが配置されているため、各電極から金属蒸気が発生し、金属蒸気の一部が電極シールドの間隙から飛散されたとしても、飛散した金属蒸気を絶縁性シールドで遮蔽することができ、真空容器に金属蒸気が付着するのを防止することができるとともに、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が発生するのを防止することができ、信頼性の向上に寄与することが可能になる。
【００２２】
また、絶縁性シールドを可動電極側と固定電極側に２つに分割することで、可動電極と固定電極とが離れたトリップ時などにおいて、可動電極と固定電極との間に高電圧が印加されたときでも、絶縁性シールドを介して電流が流れるのを防止することができ、トリップ動作を確実に行わせることができる。
【００２３】
さらに、各開閉器の可動電極ロッドと可動電極側母線導体との間にフレキシブル導体を挿入した場合、可動電極と固定電極が互いに接触しているときに、２つの湾曲部を流れる電流で形成される電磁力によって２つの湾曲部を引き寄せる方向の力が作用して湾曲部を伸長させるとともに、各湾曲部の固定部側の両端に流れる電流で形成される電磁力によって両端の固定部同士を互いに離す方向に力が作用するため、フレキシブル導体と母線導体との接合強度を強めることができるとともに、可動電極と固定電極との間の接触力を強めることができる。
【００２４】
また、折返し用接続導体と折返し用フレキシブル導体および折返し用支持ロッドを設けることで、相隣接する開閉器間を折返し用接続導体と折返し用フレキシブル導体を介して直列接続することができる。
【００２５】
また、各絶縁性ブッシングの各負荷側ロッドとの対向面に導電性皮膜を形成することで、絶縁性ブッシングの導電性皮膜形成面を負荷側ロッドと同電位にすることができ、絶縁性ブッシングと負荷側ロッドとの間の真空ギャップを最小にすることができる。すなわち、絶縁性ブッシングと負荷側ロッドとの間の絶縁ギャップは、絶縁性ブッシングとして、例えば、セラミック材を用いた場合、セラミック材と金属導体の熱膨張の差分だけのギャップがあればよいことになる。
【００２６】
また、各操作器と各開閉器および各絶縁性ブッシング（ケーブルヘッド）を軸方向に沿って直線状に配置することで、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る真空スイッチギヤの一実施形態を示す要部断面正面図、図２は図１に示す真空スイッチギヤの平面図、図３は図１に示す真空スイッチギヤの側面図、図４は図１に示す真空スイッチギヤの回路構成図である。図１ないし図４において、真空スイッチギヤは、配電系統における受配電設備の一要素として、ステンレス製の真空容器１０を備えて構成されている。真空容器１０は、上部板材１２と下部板材１４および側部板材１６を備え、各板材の周囲（縁）が互いに溶接によって接合されているとともに、側面側の各部が、各板材の板厚を薄くしても真空圧に耐えられるように、波形形状に絞り加工され、設備本体とともに接地されている。なお、真空容器１０内には、真空スイッチギヤを構成する要素として三相分のものが収納されるが、本実施形態では、各相分離の容器として、一相分のみが示されている。
【００２８】
上部板材１２には、排気管１８、真空測定端子２０が固定されているとともに、貫通孔２２、２４、２６、２８、３０が形成されている。貫通孔２２には接地用操作ロッド３２が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔２４、２６には開閉器用操作ロッド３４、３６が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔２８には折返し用支持ロッド３８が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔３０には開閉器用操作ロッド４０が往復動（上下動）自在に挿入されている。一方、下部板材１４には貫通孔４２、４４、４６が形成されており、貫通孔４２には＃１のケーブルヘッド４８が挿入され、貫通孔４４には＃２のケーブルヘッド５０が挿入され、貫通孔４６には＃３のケーブルヘッド５２が挿入されている。
【００２９】
また、真空容器１０は、排気管１８を介して内部が真空排気されており、この真空容器１０の内部には、開閉器として、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０、遮断器６２が収納されているとともに、銅製の接地用母線導体（接地母線）６４、６６、銅製の通電回路用母線導体６８、７０、７２が収納されている。さらに真空容器１０内には支持部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６が収納されている。支持部材７４、７６、７８は一端側が上部部材１２に固定され、他端側が母線導体６８に固定され、母線導体６８を支持するようになっている。支持部材８０は一端側が下部板材１４に固定され、他端側が母線導体６６に固定され、母線導体６６を支持するようになっている。支持部材８２、８４、８６はそれぞれ一端側が下部部材１４に固定され、他端側が母線導体７０に固定され、母線導体７０を支持するようになっている。
【００３０】
接地用開閉器５４の開閉を操作するための接地用操作ロッド３２は円柱状の接地端子８８、円筒状の気中セラミック可動ロッド９０、ベローズ９２、略円板状のベース９４、フレキシブル導体９６、９８、ステンレス製の連結棒１００、銅製の連結ロッド１０２、銅製の可動電極１０４を備えて構成されている。接地端子８８にはねじ部１０６が形成されており、接地用の操作器（図示省略）がねじ部１０６に締結され、接地端子８８が接地されるようになっている。またべローズ９２は上部板材１２に固定されており、べローズ９２の開口側端部には可動ロッド９０が連結されており、可動ロッド９０の軸方向一端部にはベース９４が固定されている。すなわち、接地端子８８の周囲はベース９４、可動ロッド９０、ベローズ９２によって密閉されている。さらに可動ロッド９０はベース９４とともにフレキシブル導体９６に接合されており、ベース９４は接地用母線導体６４に接合されている。またフレキシブル導体９８は接地用母線導体６４に接合されているとともに、連結ロッド１０２に接合されている。連結ロッド１０２の軸心には連結棒１００が挿入されており、この連結棒１００はフレキシブル導体９８、母線導体６４、フレキシブル導体９６を貫通するロッド挿入孔１０８ａ〜ｄ内に摺動自在に挿入され、その軸方向端部が接地端子８８に連結されている。すなわち接地端子８８が往復動（上下動）するときに、連結棒１００がロッド挿入口１０８ａ〜ｄ内を摺動し、可動電極１０４が、母線導体６６に接合された固定電極１１０に接触したり、あるいは可動電極１０４が固定電極１１０から離れたりするようになっている。この場合、接地端子８８の往復動に応じてフレキシブル導体９６、９８が湾曲するようになっている。なお、接地用開閉器５６を操作するための操作ロッド（一部のみ図示してある）は、操作ロッド３２とほぼ同一のもので構成されており、可動電極１０４が、母線導体７０に接合された固定電極１１０に接触するようになっている。
【００３１】
支持部材８０、８２、８４、８６は、銅製の支持ベース１１２、１１４、円柱状に形成されたセラミック製の絶縁ロッド１１６を備えて構成されており、絶縁ロッド１１６の両端側に支持ベース１１２と１１４がそれぞれ接合されている。そして支持部材８０の支持ベース１１２が母線導体６６に接合され、支持部材８２、８４、８６の支持ベース１１２が母線導体７０に接合され、各支持部材８０、８２、８４、８６の支持ベース１１４がそれぞれ下部板材１４に接合されている。
【００３２】
また、母線導体６６の一端側にはほぼ円板状の支持ベース１１８を介して＃１のケーブルヘッド４８が接合されており、支持ベース１１８のケーブルヘッド４８側には円弧状の溝１１８ａが複数個同心円状に形成されている。＃１のケーブルヘッド４８は円柱状に形成された銅製の負荷側ロッド１２０と、ほぼ円筒状に形成されたセラミック製の絶縁性ブッシング１２２を備えて構成されている。負荷側ロッド１２０の軸方向端部にはねじ部１２４が形成されている。このねじ部１２４には配電系統を構成するケーブルが締結されるようになっており、絶縁性ブッシング１２２の外周側にはケーブルの絶縁部が装着されるようになっている。負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２の軸方向端部はそれぞれ支持ベース１１８に接合されており、絶縁性ブッシング１２２には段部１２６が形成されているとともに、段部１２６よりも小径の段部１２８が形成されている。負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２は支持ベース１１８との接合部側が真空容器１０内に収納され、一部が真空容器１０外に突出されている。そして段部１２８の外周側には、段部１２６と下部板材１４に接触する支持リング１３０が配置されており、段部１２６の底部側が支持リング１３０によって支持されている。さらに支持リング１３０と段部１２６の外周側には、円筒状に形成されたステンレス製のシールド１３２が配置されている。
【００３３】
母線導体６６の他端側には銅製の連結ロッド１３４と支持リング１３６が接合されており、連結ロッド１３６には連結ロッド１３８が接合されている。連結ロッド１３８の他端側は母線導体６８に接合されている。
【００３４】
母線導体６８に接合された支持部材７４、７６、７８は、円柱状の支持ロッド１４０、銅製の支持ベース１４２、セラミック製の絶縁ロッド１４４、銅製の支持ベース１４６を備えて構成されており、絶縁ロッド１４４の軸方向両端側に支持ベース１４２、１４６がそれぞれ接合され、支持ベース１４２に支持ロッド１４０が接合され、支持ロッド１４０の軸方向端部が上部板材１２に接合されている。また支持ベース１４６が母線導体６８に接合されている。すなわち支持部材７４、７６、７８は絶縁ロッド１４４を間にして母線導体６８を上部板材１２に連結して支持するようになっている。
【００３５】
断路器５８、６０、遮断器６２をそれぞれ開閉操作するための操作ロッド３４、３６、４０は、円柱状の可動ロッド１４８、べローズ１５０、支持ベース１５２、セラミック製の絶縁ロッド１５４、銅製の支持ベース１５６、ほぼ円柱状に形成されたステンレス製の連結棒１５８を備えて構成されている。可動ロッド１４８の軸方向端部にはねじ部１６０が形成されており、このねじ部１６０には、操作器が締結されるようになっている。また可動ロッド１４８の軸方向他端側にはほぼ円板状に形成された銅製の支持ベース１５２が接合されており、支持ベース１５２の外周側にはべローズ１５０が接続されている。べローズ１５０の軸方向一端部は上部板材１２に固定されており、可動ロッド１４８、支持ベース１５２はべローズ１５０に往復動（上下動）自在に支持されている。支持ベース１５２にはセラミック製の絶縁ロッド１５４が接合されており、絶縁ロッド１５４の軸方向一端部には銅製の支持ベース１５２が接合されている。連結棒１５８は母線導体６８に形成されたロッド挿入孔１６０または母線導体７２に形成されたロッド挿入孔１６２、断路器５８、６０、遮断器６２のフレキシブル導体１６４に形成されたロッド挿入孔１６６内にそれぞれ往復動（上下動）自在に挿入され、軸方向一端部が断路器５８、６０、遮断器６２の固定電極ロッド１６８、１７０に連結されている。
【００３６】
断路器５８、６０は、フレキシブル導体１６４、円筒状に形成されたステンレス製のアーク拡散防止用シールド１７２、ステンレスを用いてほぼ皿状に形成された環状のシールド１７４、銅製の可動電極ロッド１６８、銅製の可動電極１７６、銅製の固定電極１７８、銅製の固定電極ロッド１８０、ほぼ円筒状に形成されたステンレス製の電極シールド１８２、電極シールド１８２の周囲を覆うように円筒状に形成されたセラミック製の絶縁シールド１８４、１８６、ほぼ筒状に形成されたステンレス製のシールド１８８を備えて構成されており、断路器５８のシールド１８８は、固定電極ロッド１８０と円板状の連結ベース１９０に接合され、断路器６０のシールド１８８は、固定電極ロッド１８０とともに母線導体７０に接合されている。
【００３７】
シールド１７２はその上部側が母線導体６８に接合されており、底部側が絶縁性シールド１８４の内周側に嵌め込まれている。フレキシブル導体１６４は一端側が母線導体６８に接合され、他端側が可動電極ロッド１６８に接合されている。シールド１７４は電極シールド１８２とフレキシブル導体１６４との間に配置されており、可動電極１７６、固定電極１７８から発生する金属蒸気の飛散を阻止するように構成されている。
【００３８】
可動電極１７６は、可動電極ロッド１６８の軸方向一端部に接合された状態で保持されており、固定電極１７８は、固定電極ロッド１８０の軸方向一端部に接合されて保持されている。そして可動電極１７６、固定電極１７８の周囲には、各電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する電極シールド１８２が配置されている。電極シールド１８２の軸方向中心部外周にはフランジ１９２が形成されており、このフランジ１９２を間にして電極シールド１８２の周囲には絶縁性シールド１８４と絶縁性シールド１８６が上下に分かれて配置されている。絶縁性シールド１８４、１８６は、可動電極１７６、固定電極１７８を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されている。この絶縁性シールド１８４、１８６は、シールド１７２、１８８とともに、各電極１７６、１７８の外周側の領域を覆うように配置されており、各電極１７６、１７８から金属蒸気が飛散し、その一部が電極シールド１８２の間隙から飛散した場合でも、この金属蒸気の飛散を阻止するようになっている。さらに絶縁性シールド１８４、１８６は、開路動作を行なうときなどにおいて、可動電極１７６と固定電極１７８とが互いに離れ、各電極間に電位差が生じたときでも、絶縁性シールド１８４、１８６を介して電流が流れるのを防止し、開路動作が確実に行われるように構成されている。
【００３９】
一方、遮断器６２は、可動電極１９４と、可動電極１９４に相対向して配置された固定電極１９６を備えており、可動電極１９４は、可動電極ロッド１７０の軸方向一端部に接合されて保持され、固定電極１９６は、固定電極ロッド１９８の軸方向一端部に接合されて保持されている。可動電極ロッド１７０には可動電極１９４に隣接してステンレス製のシールド２００が接合され、固定電極ロッド１９８には固定電極１９８に隣接してステンレス製のシールド２０２が接合されている。可動電極１９４と固定電極１９６の表面には、アークを閉じ込めるためのスパイラル溝が形成されている。遮断器６２の他の構成は、断路器５８と同一である。すなわち、シールド１７２が母線導体７２に接合され、シールド１８８が固定電極ロッド１９８とともに連結ベース１９０に接合されている。なお、＃２のケーブルヘッド５０と＃３のケーブルヘッド５２は＃１のケーブルヘッド４８と同一のものを用いて構成されている。
【００４０】
また、遮断器６２においては、電極シールド１８２の外周側に絶縁性シールド１８４、１８６が配置されており、可動電極１９４と固定電極１９８がトリップ時に互いに離れ、各電極間に電位差が生じても、絶縁性シールド１８４、１８６を介して電流が流れるのを防止することができるため、トリップ動作を確実に行なわせることができる。
【００４１】
一方、折返し用支持ロッド３８は、断路器６０と遮断器６２とを直列接続するために設けられており、この支持ロッド３８は可動ロッド２０４、べローズ２０６、銅製の支持ベース２０８、セラミック製の絶縁ロッド２１０、銅製の支持ベース２１２、ステンレス製の連結棒２１４を備えて構成されている。可動ロッド２０４の軸方向一端部には支持ベース２０８が接合されており、支持ベース２０８の外周側にはべローズ２０６が接続されている。べローズ２０６の軸方向一端部は上部板材１２に固定されている。支持ベース２０８には絶縁ロッド２１０の軸方向一端部が接合されており、絶縁ロッド２１０の軸方向他端部には支持ベース２１２が接合されている。支持ベース２１２には連結棒２１４が接合されている。連結棒２１４は、母線導体７２に形成されたロッド挿入孔１６２、フレキシブル導体１６４に形成されたロッド挿入孔１６６内に往復動（上下動）自在に挿入されており、その先端側が銅製の連結ロッド２１６に連結されている。連結ロッド２１６の軸方向一端部は支持ベース２１８に接合されており、支持ベース２１８は母線導体７０に接合されている。
【００４２】
すなわち、母線導体７０と母線導体７２は支持ベース２１８、連結ロッド２１６、フレキシブル導体１６４を介して接続されている。この場合、支持ベース２１８、連結ロッド２１６は折返し用接続導体として機能し、フレキシブル導体１６４は折返し用フレキシブル導体として機能し、支持ロッド３８は、連結ロッド２１６と支持ベース２１８を母線導体７０側に付勢する折返し用支持ロッドとして機能することになる。
【００４３】
また、各フレキシブル導体１６４（９６、９８）は、一対の固定部１６４ａ、１６４ｂと、一対の湾曲部１６４ｃ、１６４ｄを備えて構成されており、固定部１６４ａにロッド挿通孔１６６が貫通孔として形成されている。そして固定部１６４ａは母線導体６８または７２に接合されており、固定部１６４ｂは可動電極ロッド１６８または１７０に接合されている。各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄは相異なる金属、例えば、銅とステンレスを用いた板材が互いに重ね合わされて構成されており、各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄは可動電極ロッド１６８または１７０の軸心を基準にして両側に分かれて配置され、その一端側は固定部１６４ａに接合され、他端側は固定部１６４ｂに接合されている。この場合、母線導体６８または７２からの電流は固定部１６４ａを介して、湾曲部１６４ｃと湾曲部１６４ｄとに分岐して流れ、分岐して流れた電流がそれぞれ固定部１６４ｂを介して可動電極ロッド１６８または１７０に流れるようになっている。このとき各湾曲部１６４ｃと湾曲部１６４ｄを流れる電流で形成される電磁力によって２つの湾曲部１６４ｃ、１６４ｄを引き寄せる方向の力が作用して湾曲部を伸長させるとともに、各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄの固定部側の両端に流れる電流で形成される電磁力によって両端の固定部同士を互いに離す方向に力が作用する。この結果、これらの電磁力により、固定部１６４ａと母線導体６８または７２との接合が強固になるとともに、固定部１６４ｂと可動電極ロッド１６８または１７０との接合が強固になり、さらに、可動電極１７６と固定電極１７８との接触力を強めることができるとともに、可動電極１９４と固定電極１９６との接触力を強めることができる。
【００４４】
また、本実施形態におけるケーブルヘッド４８、５０、５２の絶縁性ブッシング１２２の内周側、すなわち負荷側ロッド１２０との対向面には導電性皮膜が形成され、絶縁性ブッシング１２２の内周側の電位が負荷側ロッド１２０と同電位になっている。このため、負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２との間の絶縁ギャップを最小にすることができる。すなわち、絶縁性ブッシング１２２の内周側と負荷側ロッド１２０は同電位に維持されているため、絶縁性ブッシング１２２を構成するセラミックと負荷側ロッド１２０を構成する金属の熱膨張差の分、具体的には、組付け時のろう付けで８００℃に加熱されるときに生じる熱膨張差の分だけのギャップを設けるだけで済むことになり、ケーブルヘッド４８、５０、５２の占有スペースを小さくすることができるとともに、作業性の向上を図ることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるケーブルヘッド４８、５０、５２においては、ケーブルヘッド４８、５０、５２の一部が真空容器１０内に挿入され、段部１２６がリング１３０で支持されているため、投入時に、可動電極１７６または１９４が固定電極１７８または１９６側に押圧されたときに生じる衝撃力が各ケーブルヘッド４８、５０、５２に作用しても、この衝撃力をリング１３０および下部板材１４で受けることができ、衝撃力によってケーブルヘッド４８、５０、５２が劣化するのを防止することができる。
【００４６】
また、電磁操作器（操作ロッド３４、４０に連結される電磁式操作器）と開閉器（断路器５８、遮断器６２）およびケーブルヘッド５０、５２（負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２）を軸方向（鉛直方向）に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００４７】
上記構成による真空スイッチギヤは、例えば、定格電圧２４ｋＶ、定格電流６３０Ａ／１２５０Ａ、定格短時間電流２５ｋＡ／３ｓ（４ｓ）の機能を有する開閉器として用いることができる。
【００４８】
次に、本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を図面に基づいて説明する。真空スイッチギヤを製造するに際しては、まず、真空スイッチギヤを構成する各構成要素を部品単位に分割する。例えば、真空容器１０については、上部板材１２、下部板材１４、側部板材１６に分割し、支持部材７４〜７８については、支持ロッド１４０、支持ベース１４２、絶縁ロッド１４４、支持ベース１４６に分割し、断路器５８については、固定部１６４ａ、１６４ｂ、湾曲部１６４ｃ、１６４ｄ、シールド１７２、１７４、可動電極ロッド１６８、可動電極１７６、固定電極１７８、固定電極ロッド１８０、電極シールド１８２、絶縁性シールド１８４、１８６、シールド１８８、連結ベース１９０に分割する。
【００４９】
次に、分割された各部品を上部板材１２側に配置される上部部品群、例えば、支持部材７４〜７８を構成する部品群、操作ロッド３４、３６、４０を構成する部品群などに分けるとともに、下部板材１４側に配置される下部部品群、例えば支持部材８０、８２、８４、８６を構成する部品群、ケーブルヘッド４８、５０、５２を構成する部品群などに分ける。さらに部品群のうち絶縁性を有する部品、例えば、絶縁ロッド１１４、１１６、１５４、絶縁性シールド１８４、１８６、絶縁性ブッシング１２２とそれ以外の部品とに分ける。
【００５０】
この後、絶縁性を有する部品以外の部品間にろう材として、例えば、銀と銅の板材（厚さ０．１ｍｍ）を挿入し、これら部品群を真空の雰囲気中で９６０℃で１０分間程度加熱し、その後自然冷却することで、各部品を互いにろう付けするとともに、上部部品群を上部板材１２に固定し、下部部品群を下部板材１４に固定する。
【００５１】
次に、上部板材１２に固定された上部部品群と下部板材１４に固定された下部部品群に対して、絶縁性を有する部品をろう付けするための処理に移行する。すなわち、上部板材１２には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド１４４、１５４が固定され、下部板材１４には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド１１６、絶縁性シールド１８４、１８６、絶縁性ブッシング１２２が固定されるようになっているため、これら絶縁性を有する部品に対しては、次のステップで、絶縁性を有する部品と、絶縁性を有する部品のろう付け対象となる部品、例えばフランジ１９２、支持ベース１１８との間にろう材を挿入し、真空の雰囲気中で約８３５℃で１０分間程度加熱し、その後自然冷却することで、上部板材１２に絶縁性を有する部品群とその他の上部部品群を固定し、下部板材１４に絶縁性を有する部品群とその他の下部部品群を固定する。この際、銅製の支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２は互いに熱膨張係数が異なるので、支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２とがろう付けされる過程では、温度の変化に伴って支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２との間には残留応力が作用し、そのままではいずれかが変形する。しかし、支持ベース１１８には、円弧状の溝１１８ａが複数個形成されているため、温度の変化に伴って支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２との間に残留応力が作用しても、この残留応力を、絶縁ブッシング１２２よりも剛性の低い各溝１１８ａで吸収することができ、支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２とを確実にろう付けすることができる。
【００５２】
次に、図７に示すように、上部部品群が固定された上部板材１２と、下部部品群が固定された下部板材１４を不活性ガス中で相対向させて配置するとともに、上部板材１２と下部板材１４に隣接して側部板材１６を配置し、上部板材１２、下部板材１４および側部板材１６の周辺をＴＩＧ溶接によって固着し、真空容器１０を密閉する。
【００５３】
次に、図８に示すように、排気管１８に真空ポンプ２２０を接続し、真空ポンプ２２０により真空容器１０内を真空排気する。この場合、真空容器１０内を４３０℃で１２時間程度加熱し、真空容器１０内を真空排気する。真空容器１０内が真空排気されたあとは、真空測定端子２０に真空度計測器を接続し、真空容器１０内が規定の真空度に保たれているか否かを計測する。
【００５４】
本実施形態においては、真空容器１０に固定される部品群を上部部品群と下部部品群に分け、上部部品群を上部板材１２に固定し、下部部品群を下部板材１４に固定するようにしているため、組立て作業を容易に行うことができる。
【００５５】
また、各部品群をろう付けするときに、絶縁性を有する部品とそれ以外との部品とに分けて、２工程で行なうとともに、各工程のろう付けを相異なる温度で行っているため、絶縁性を有する部品とそれ以外の部品をそれぞれ確実にろう付けすることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、操作ロッド３４、３６、４０が操作されたときには、連結棒１５８の往復動に伴ってフレキシブル導体１６４が湾曲するだけで、母線導体６８、７２は固定された状態になっているため、操作ロッド３４、３６、４０が操作されても、母線導体６８、７２が変形するのを防止することができる。
【００５７】
本実施形態においては、断路器５８、６０として絶縁性シールド１８４、１８６を設けたものについて述べたが、断路器５８、６０についてはこれらを省略することもできる。
【００５８】
また、本実施形態においては、母線導体６８、７２が固定されたものについて述べたが、図９に模式的に示すように、薄板を積層して構成された母線導体２２２を用い、母線導体２２２の途中に湾曲部２２４を形成し、各操作ロッド３４、３６、４０をそれぞれ母線導体２２２に連結し、操作ロッド３４、３６、４０の操作に応じて母線導体２２２の湾曲部２２４を湾曲させる構成を採用することもできる。
【００５９】
また、前記実施形態においては、３回路の真空スイッチギヤとして、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０、遮断器６２を有するものについて述べたが、回路構成などにより、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０および遮断器６２の組合わせや個数を任意に設定することができる。
【００６０】
例えば、真空スイッチギヤを３台の断路器５８と３台の接地用開閉器５４で構成する場合には、図１０に示すような構成を採用することができる。
【００６１】
また、真空スイッチギヤを２台の断路器５８と２台の接地用開閉器５４で構成する場合には、図１１に示すような構成を採用することができる。
【００６２】
さらに、真空スイッチギヤを１台の遮断器６２と１台の接地用開閉器５４で構成するときには、図１２に示すような構成を採用することができる。
【００６３】
回路方式としては、２回路、３回路、４回路、５回路あるいは３回路と４回路を組合わせたものなど各種の回路方式を採用することができる。
【００６４】
また、複数の真空スイッチギヤを直列接続することを考慮し、複数の真空スイッチギヤをオープンループ方式に適用するために、遮断器を中心にその両側に断路器を配置したり、複数の真空スイッチギヤをクローズドループ方式に適用するために、接地用開閉器以外は全て遮断器で構成することもできる。
【００６５】
本実施形態においては、真空容器１０内に配置された各種開閉器が真空絶縁されているため、主回路のメンテナンスフリー化を図ることができるとともに、操作器として電磁操作器を採用することで、メンテナンスフリー化を図ることもできる。さらに真空容器１０内を各相ごとに分離することで、短絡事故を防止することができる。また真空容器１０内の真空度を常時監視することで、信頼性を高めることができる。
【００６６】
本実施形態では、各相分離の容器として、真空容器１０内には、一相分の要素のみを収納したものについて述べたが、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分の断路器５８Ｕ、…、６０Ｕ、…、三相分の遮断器６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗなどを真空容器１０内に収納することができる。この場合、真空容器１０の外周面、すなわち、上部板材１２の表面に、開閉器用の各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗなどに対応づけて電磁操作器（電磁式操作器）２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗを固定し、各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗと各電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗとを互いに連結する。各電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗは、それぞれ開閉操作信号に応答して各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗを開閉操作するように構成されており、制御器（図示省略）から出力される開閉操作信号により、各開閉器を自動的に開閉動作させることができる。
【００６７】
また、各相の電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗと各相の開閉器（断路器５８Ｕ、…、６０Ｕ、…、遮断器６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗ）および各相のケーブルヘッド（負荷側ロッド１２０Ｕ、１２０Ｖ、１２０Ｗ、…と、各負荷側ロッドを覆う絶縁性ブッシング）を軸方向（鉛直方向）に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動電極と固定電極の周囲には筒状の電極シールドが配置され、電極シールドの周囲には絶縁性シールドが配置されているため、各電極から金属蒸気が発生し、金属蒸気の一部が電極シールドの間隙から飛散されたとしても、飛散した金属蒸気を絶縁性シールドで遮蔽することができ、真空容器に金属蒸気が付着するのを防止することができるとともに、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が発生するのを防止することができ、信頼性の向上に寄与することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す真空スイッチギヤの要部断面正面図である。
【図２】図１に示す真空スイッチギヤの平面図である。
【図３】図１に示す真空スイッチギヤの要部側面断面図である。
【図４】図１に示す真空スイッチギヤの回路構成図である。
【図５】真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上位部品群が配置された上部板材の構成図、（ｂ）は上部部品群が固定された上部板材１２の側面図である。
【図６】本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は下部部品群が固定された下部板材の平面図、（ｂ）は下部部品群が固定された下部板材の側面図である。
【図７】本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、不活性ガス中で上部板材と下部板材および側部板材を溶接するときの作業方法を説明するための図である。
【図８】本発明に係る真空スイッチギヤが組立てれられたあとの状態を示す要部断面正面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を説明するための模式図である。
【図１０】３台の断路器と３台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１１】２台の断路器と２台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１２】１台の遮断器と１台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１３】（ａ）は真空スイッチギヤに三相分の開閉器を収納したときの要部正面図、（ｂ）は真空スイッチギヤに三相分の開閉器を収納したときの要部側面図である。
【符号の説明】
１０ 真空容器
１２ 上部板材
１４ 下部板材
１６ 側部板材
４８、５０、５２ ケーブルヘッド
５４、５６ 接地用開閉器
５８、６０ 断路器
６２ 遮断器
６４、６６ 接地用母線導体
６８、７０、７２ 通電回路用母線導体
３４、３６、４０ 操作ロッド
３８ 支持ロッド
９６、９８、１６４ フレキシブル導体
１６８、１７０ 可動電極ロッド
１７６、１９４ 可動電極
１７８、１９６ 固定電極
１８０、１９８ 固定電極ロッド
１２０ 負荷側ロッド
１２２ 絶縁性ブッシング
１８２ 電極シールド
１８４、１８６ 絶縁性シールド
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空スイッチギヤに係り、特に、真空容器内に収納された複数の開閉器を備え、電力系統の受配電設備として用いるに好適な真空スイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統のうち配電系統には受配電設備の一要素としてスイッチギアが設けられている。従来、この種のスイッチギアとしては、気中絶縁方式のものが多く採用されていたが、小型化を図るために、絶縁媒体として、ＳＦ６ガスを用いたガス絶縁方式のものが採用されるようになっている。ところが、絶縁媒体にＳＦ６ガスを用いると環境に悪影響を与える恐れがあるため、近年、絶縁媒体として、真空絶縁を用いた真空絶縁方式のものが提案されている。
【０００３】
真空絶縁方式のスイッチギアとしては、例えば、特開２０００−２６８６８５号公報に記載されているように、真空容器内に、固定電極と可動電極とが相対向して配置された主回路開閉部が複数対収納され、可動電極が母線側導体に接続され、固定電極が負荷側導体に接続され、各主回路開閉部がアークシールドで覆われ、各母線側導体が可撓性導体を介して接続されるように構成されている。このスイッチギアによれば、真空絶縁方式を採用しているため、ガス絶縁方式よりも絶縁距離を短くすることができ、スイッチギアをコンパクト化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、各主回路開閉部がアークシールドで覆われているため、短絡事故時などにおいて、トリップ動作が実行され、可動電極と固定電極とが離れたときに、各電極から金属蒸気が発生しても、金属蒸気をアークシールドによって遮蔽することができるようになっている。しかし、真空容器が接地されているときに、金属蒸気の一部がアークシールドの間隙から飛散して真空容器に付着すると、電極から金属蒸気、真空容器を介して接地点に電流が流れ、地絡が生じることになる。
【０００５】
また、従来技術においては、負荷側導体は負荷側電極棒に連結され、負荷側電極棒の一部は真空容器から突出され、突出された部位が筒状絶縁物で覆われ、筒状絶縁物の一端側が真空容器の壁面に固着され、他端側が封止部材で封止され、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップが形成されている。すなわち、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間には、金属と絶縁物との誘電率の違いによって生じる電界集中を緩和するために、真空ギャップが設けられている。
【０００６】
しかし、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップを形成するにも、電界集中を緩和するには、真空ギャップを大きくする必要があり、負荷側電極棒と筒状絶縁物を含むケーブルヘッド全体の径が太くなり、占有スペースが広くなるとともに作業性が低下する。しかも、開閉器の投入時に、可動電極が固定電極に接触する際に生じる衝撃が負荷側電極棒を介して封止部材に伝わり、封止部材と筒状絶縁物にそれぞれ逆方向の引っ張り力が作用し、筒状絶縁物と封止部材との接合面の強度が低下する恐れがある。
【０００７】
本発明の課題は、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が生じるのを防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、接地の対象となる真空容器と、可動電極ロッドに保持された可動電極と固定電極ロッドに保持された固定電極が相対向して前記真空容器内に収納された複数の開閉器と、前記各開閉器の可動電極ロッドに接続される１又は２以上の可動電極側母線導体と、前記各開閉器の固定電極ロッドに接続される１又は２以上の固定電極側母線導体と、前記各開閉器の可動電極ロッドを前記真空容器外の操作器に連結する複数の操作ロッドと、前記各開閉器の固定電極ロッドに連結されてその一部が前記真空容器外に突出された複数の外部引出ロッドと、前記真空容器の内外に亘って配置されて前記各外部引出ロッドの周囲を覆う複数の絶縁性ブッシングとを備え、前記各開閉器は、前記可動電極と前記固定電極の周囲に配置されて前記可動電極と前記固定電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する筒状の電極シールドと、前記電極シールドの周囲を覆う筒状の絶縁性シールドとを含んで構成され、前記複数の絶縁性シールドは、前記各電極を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されてなる真空スイッチギヤを構成したものである。
【０００９】
前記真空スイッチギヤを構成するに際しては、前記母線導体を真空容器に固定し、各開閉器の可動電極ロッドをフレキシブル導体を介して前記母線導体に連結するようにすることもできる。
【００１０】
前記各真空スイッチギヤを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１１】
（１）前記フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記可動電極ロッドにそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記可動電極ロッドの軸心を基準に両側に別れて配置され、前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記操作ロッドの挿入孔が形成されてなる。
【００１２】
（２）前記フレキシブル導体の一対の湾曲部は、相異なる金属が交互に重ね合わされて構成されてなる。
【００１３】
（３）前記可動電極ロッドに接続された前記可動電極側母線導体に折り返し用フレキシブル導体を介して接続された折り返し用接続導体と、前記折り返し用接続導体に連結されるともに前記真空容器に支持されて、前記折り返し用接続導体を前記可動電極ロッドに対向する前記固定電極ロッドが接続された前記固定電極側母線導体の方向に付勢する折り返し用支持ロッドとを備え、前記折り返し用フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記折り返し用接続導体にそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記折り返し用接続導体の軸心を基準に両側に別れて配置され、前記固定部のうち前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記折り返し用支持ロッドの挿入孔が形成されてなる。
【００１４】
（４）前記複数の絶縁性ブッシングの前記各負荷側ロッドとの対向面には導電性被膜が形成されてなる。
【００１５】
（５）前記複数の絶縁性シールドは、前記各電極を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されてなる。
【００１６】
（６）前記操作器と前記開閉器および前記絶縁性ブッシングは、軸方向に沿って直線状に配置されてなる。
【００１７】
（７）前記操作器は電磁式である。
【００２１】
前記した手段によれば、可動電極と固定電極の周囲には筒状の電極シールドが配置され、電極シールドの周囲には絶縁性シールドが配置されているため、各電極から金属蒸気が発生し、金属蒸気の一部が電極シールドの間隙から飛散されたとしても、飛散した金属蒸気を絶縁性シールドで遮蔽することができ、真空容器に金属蒸気が付着するのを防止することができるとともに、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が発生するのを防止することができ、信頼性の向上に寄与することが可能になる。
【００２２】
また、絶縁性シールドを可動電極側と固定電極側に２つに分割することで、可動電極と固定電極とが離れたトリップ時などにおいて、可動電極と固定電極との間に高電圧が印加されたときでも、絶縁性シールドを介して電流が流れるのを防止することができ、トリップ動作を確実に行わせることができる。
【００２３】
さらに、各開閉器の可動電極ロッドと可動電極側母線導体との間にフレキシブル導体を挿入した場合、可動電極と固定電極が互いに接触しているときに、２つの湾曲部を流れる電流で形成される電磁力によって２つの湾曲部を引き寄せる方向の力が作用して湾曲部を伸長させるとともに、各湾曲部の固定部側の両端に流れる電流で形成される電磁力によって両端の固定部同士を互いに離す方向に力が作用するため、フレキシブル導体と母線導体との接合強度を強めることができるとともに、可動電極と固定電極との間の接触力を強めることができる。
【００２４】
また、折返し用接続導体と折返し用フレキシブル導体および折返し用支持ロッドを設けることで、相隣接する開閉器間を折返し用接続導体と折返し用フレキシブル導体を介して直列接続することができる。
【００２５】
また、各絶縁性ブッシングの各負荷側ロッドとの対向面に導電性皮膜を形成することで、絶縁性ブッシングの導電性皮膜形成面を負荷側ロッドと同電位にすることができ、絶縁性ブッシングと負荷側ロッドとの間の真空ギャップを最小にすることができる。すなわち、絶縁性ブッシングと負荷側ロッドとの間の絶縁ギャップは、絶縁性ブッシングとして、例えば、セラミック材を用いた場合、セラミック材と金属導体の熱膨張の差分だけのギャップがあればよいことになる。
【００２６】
また、各操作器と各開閉器および各絶縁性ブッシング（ケーブルヘッド）を軸方向に沿って直線状に配置することで、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る真空スイッチギヤの一実施形態を示す要部断面正面図、図２は図１に示す真空スイッチギヤの平面図、図３は図１に示す真空スイッチギヤの側面図、図４は図１に示す真空スイッチギヤの回路構成図である。図１ないし図４において、真空スイッチギヤは、配電系統における受配電設備の一要素として、ステンレス製の真空容器１０を備えて構成されている。真空容器１０は、上部板材１２と下部板材１４および側部板材１６を備え、各板材の周囲（縁）が互いに溶接によって接合されているとともに、側面側の各部が、各板材の板厚を薄くしても真空圧に耐えられるように、波形形状に絞り加工され、設備本体とともに接地されている。なお、真空容器１０内には、真空スイッチギヤを構成する要素として三相分のものが収納されるが、本実施形態では、各相分離の容器として、一相分のみが示されている。
【００２８】
上部板材１２には、排気管１８、真空測定端子２０が固定されているとともに、貫通孔２２、２４、２６、２８、３０が形成されている。貫通孔２２には接地用操作ロッド３２が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔２４、２６には開閉器用操作ロッド３４、３６が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔２８には折返し用支持ロッド３８が往復動（上下動）自在に挿入され、貫通孔３０には開閉器用操作ロッド４０が往復動（上下動）自在に挿入されている。一方、下部板材１４には貫通孔４２、４４、４６が形成されており、貫通孔４２には＃１のケーブルヘッド４８が挿入され、貫通孔４４には＃２のケーブルヘッド５０が挿入され、貫通孔４６には＃３のケーブルヘッド５２が挿入されている。
【００２９】
また、真空容器１０は、排気管１８を介して内部が真空排気されており、この真空容器１０の内部には、開閉器として、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０、遮断器６２が収納されているとともに、銅製の接地用母線導体（接地母線）６４、６６、銅製の通電回路用母線導体６８、７０、７２が収納されている。さらに真空容器１０内には支持部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６が収納されている。支持部材７４、７６、７８は一端側が上部部材１２に固定され、他端側が母線導体６８に固定され、母線導体６８を支持するようになっている。支持部材８０は一端側が下部板材１４に固定され、他端側が母線導体６６に固定され、母線導体６６を支持するようになっている。支持部材８２、８４、８６はそれぞれ一端側が下部部材１４に固定され、他端側が母線導体７０に固定され、母線導体７０を支持するようになっている。
【００３０】
接地用開閉器５４の開閉を操作するための接地用操作ロッド３２は円柱状の接地端子８８、円筒状の気中セラミック可動ロッド９０、ベローズ９２、略円板状のベース９４、フレキシブル導体９６、９８、ステンレス製の連結棒１００、銅製の連結ロッド１０２、銅製の可動電極１０４を備えて構成されている。接地端子８８にはねじ部１０６が形成されており、接地用の操作器（図示省略）がねじ部１０６に締結され、接地端子８８が接地されるようになっている。またべローズ９２は上部板材１２に固定されており、べローズ９２の開口側端部には可動ロッド９０が連結されており、可動ロッド９０の軸方向一端部にはベース９４が固定されている。すなわち、接地端子８８の周囲はベース９４、可動ロッド９０、ベローズ９２によって密閉されている。さらに可動ロッド９０はベース９４とともにフレキシブル導体９６に接合されており、ベース９４は接地用母線導体６４に接合されている。またフレキシブル導体９８は接地用母線導体６４に接合されているとともに、連結ロッド１０２に接合されている。連結ロッド１０２の軸心には連結棒１００が挿入されており、この連結棒１００はフレキシブル導体９８、母線導体６４、フレキシブル導体９６を貫通するロッド挿入孔１０８ａ〜ｄ内に摺動自在に挿入され、その軸方向端部が接地端子８８に連結されている。すなわち接地端子８８が往復動（上下動）するときに、連結棒１００がロッド挿入口１０８ａ〜ｄ内を摺動し、可動電極１０４が、母線導体６６に接合された固定電極１１０に接触したり、あるいは可動電極１０４が固定電極１１０から離れたりするようになっている。この場合、接地端子８８の往復動に応じてフレキシブル導体９６、９８が湾曲するようになっている。なお、接地用開閉器５６を操作するための操作ロッド（一部のみ図示してある）は、操作ロッド３２とほぼ同一のもので構成されており、可動電極１０４が、母線導体７０に接合された固定電極１１０に接触するようになっている。
【００３１】
支持部材８０、８２、８４、８６は、銅製の支持ベース１１２、１１４、円柱状に形成されたセラミック製の絶縁ロッド１１６を備えて構成されており、絶縁ロッド１１６の両端側に支持ベース１１２と１１４がそれぞれ接合されている。そして支持部材８０の支持ベース１１２が母線導体６６に接合され、支持部材８２、８４、８６の支持ベース１１２が母線導体７０に接合され、各支持部材８０、８２、８４、８６の支持ベース１１４がそれぞれ下部板材１４に接合されている。
【００３２】
また、母線導体６６の一端側にはほぼ円板状の支持ベース１１８を介して＃１のケーブルヘッド４８が接合されており、支持ベース１１８のケーブルヘッド４８側には円弧状の溝１１８ａが複数個同心円状に形成されている。＃１のケーブルヘッド４８は円柱状に形成された銅製の負荷側ロッド１２０と、ほぼ円筒状に形成されたセラミック製の絶縁性ブッシング１２２を備えて構成されている。負荷側ロッド１２０の軸方向端部にはねじ部１２４が形成されている。このねじ部１２４には配電系統を構成するケーブルが締結されるようになっており、絶縁性ブッシング１２２の外周側にはケーブルの絶縁部が装着されるようになっている。負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２の軸方向端部はそれぞれ支持ベース１１８に接合されており、絶縁性ブッシング１２２には段部１２６が形成されているとともに、段部１２６よりも小径の段部１２８が形成されている。負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２は支持ベース１１８との接合部側が真空容器１０内に収納され、一部が真空容器１０外に突出されている。そして段部１２８の外周側には、段部１２６と下部板材１４に接触する支持リング１３０が配置されており、段部１２６の底部側が支持リング１３０によって支持されている。さらに支持リング１３０と段部１２６の外周側には、円筒状に形成されたステンレス製のシールド１３２が配置されている。
【００３３】
母線導体６６の他端側には銅製の連結ロッド１３４と支持リング１３６が接合されており、連結ロッド１３６には連結ロッド１３８が接合されている。連結ロッド１３８の他端側は母線導体６８に接合されている。
【００３４】
母線導体６８に接合された支持部材７４、７６、７８は、円柱状の支持ロッド１４０、銅製の支持ベース１４２、セラミック製の絶縁ロッド１４４、銅製の支持ベース１４６を備えて構成されており、絶縁ロッド１４４の軸方向両端側に支持ベース１４２、１４６がそれぞれ接合され、支持ベース１４２に支持ロッド１４０が接合され、支持ロッド１４０の軸方向端部が上部板材１２に接合されている。また支持ベース１４６が母線導体６８に接合されている。すなわち支持部材７４、７６、７８は絶縁ロッド１４４を間にして母線導体６８を上部板材１２に連結して支持するようになっている。
【００３５】
断路器５８、６０、遮断器６２をそれぞれ開閉操作するための操作ロッド３４、３６、４０は、円柱状の可動ロッド１４８、べローズ１５０、支持ベース１５２、セラミック製の絶縁ロッド１５４、銅製の支持ベース１５６、ほぼ円柱状に形成されたステンレス製の連結棒１５８を備えて構成されている。可動ロッド１４８の軸方向端部にはねじ部１６０が形成されており、このねじ部１６０には、操作器が締結されるようになっている。また可動ロッド１４８の軸方向他端側にはほぼ円板状に形成された銅製の支持ベース１５２が接合されており、支持ベース１５２の外周側にはべローズ１５０が接続されている。べローズ１５０の軸方向一端部は上部板材１２に固定されており、可動ロッド１４８、支持ベース１５２はべローズ１５０に往復動（上下動）自在に支持されている。支持ベース１５２にはセラミック製の絶縁ロッド１５４が接合されており、絶縁ロッド１５４の軸方向一端部には銅製の支持ベース１５２が接合されている。連結棒１５８は母線導体６８に形成されたロッド挿入孔１６０または母線導体７２に形成されたロッド挿入孔１６２、断路器５８、６０、遮断器６２のフレキシブル導体１６４に形成されたロッド挿入孔１６６内にそれぞれ往復動（上下動）自在に挿入され、軸方向一端部が断路器５８、６０、遮断器６２の固定電極ロッド１６８、１７０に連結されている。
【００３６】
断路器５８、６０は、フレキシブル導体１６４、円筒状に形成されたステンレス製のアーク拡散防止用シールド１７２、ステンレスを用いてほぼ皿状に形成された環状のシールド１７４、銅製の可動電極ロッド１６８、銅製の可動電極１７６、銅製の固定電極１７８、銅製の固定電極ロッド１８０、ほぼ円筒状に形成されたステンレス製の電極シールド１８２、電極シールド１８２の周囲を覆うように円筒状に形成されたセラミック製の絶縁シールド１８４、１８６、ほぼ筒状に形成されたステンレス製のシールド１８８を備えて構成されており、断路器５８のシールド１８８は、固定電極ロッド１８０と円板状の連結ベース１９０に接合され、断路器６０のシールド１８８は、固定電極ロッド１８０とともに母線導体７０に接合されている。
【００３７】
シールド１７２はその上部側が母線導体６８に接合されており、底部側が絶縁性シールド１８４の内周側に嵌め込まれている。フレキシブル導体１６４は一端側が母線導体６８に接合され、他端側が可動電極ロッド１６８に接合されている。シールド１７４は電極シールド１８２とフレキシブル導体１６４との間に配置されており、可動電極１７６、固定電極１７８から発生する金属蒸気の飛散を阻止するように構成されている。
【００３８】
可動電極１７６は、可動電極ロッド１６８の軸方向一端部に接合された状態で保持されており、固定電極１７８は、固定電極ロッド１８０の軸方向一端部に接合されて保持されている。そして可動電極１７６、固定電極１７８の周囲には、各電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する電極シールド１８２が配置されている。電極シールド１８２の軸方向中心部外周にはフランジ１９２が形成されており、このフランジ１９２を間にして電極シールド１８２の周囲には絶縁性シールド１８４と絶縁性シールド１８６が上下に分かれて配置されている。絶縁性シールド１８４、１８６は、可動電極１７６、固定電極１７８を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されている。この絶縁性シールド１８４、１８６は、シールド１７２、１８８とともに、各電極１７６、１７８の外周側の領域を覆うように配置されており、各電極１７６、１７８から金属蒸気が飛散し、その一部が電極シールド１８２の間隙から飛散した場合でも、この金属蒸気の飛散を阻止するようになっている。さらに絶縁性シールド１８４、１８６は、開路動作を行なうときなどにおいて、可動電極１７６と固定電極１７８とが互いに離れ、各電極間に電位差が生じたときでも、絶縁性シールド１８４、１８６を介して電流が流れるのを防止し、開路動作が確実に行われるように構成されている。
【００３９】
一方、遮断器６２は、可動電極１９４と、可動電極１９４に相対向して配置された固定電極１９６を備えており、可動電極１９４は、可動電極ロッド１７０の軸方向一端部に接合されて保持され、固定電極１９６は、固定電極ロッド１９８の軸方向一端部に接合されて保持されている。可動電極ロッド１７０には可動電極１９４に隣接してステンレス製のシールド２００が接合され、固定電極ロッド１９８には固定電極１９８に隣接してステンレス製のシールド２０２が接合されている。可動電極１９４と固定電極１９６の表面には、アークを閉じ込めるためのスパイラル溝が形成されている。遮断器６２の他の構成は、断路器５８と同一である。すなわち、シールド１７２が母線導体７２に接合され、シールド１８８が固定電極ロッド１９８とともに連結ベース１９０に接合されている。なお、＃２のケーブルヘッド５０と＃３のケーブルヘッド５２は＃１のケーブルヘッド４８と同一のものを用いて構成されている。
【００４０】
また、遮断器６２においては、電極シールド１８２の外周側に絶縁性シールド１８４、１８６が配置されており、可動電極１９４と固定電極１９８がトリップ時に互いに離れ、各電極間に電位差が生じても、絶縁性シールド１８４、１８６を介して電流が流れるのを防止することができるため、トリップ動作を確実に行なわせることができる。
【００４１】
一方、折返し用支持ロッド３８は、断路器６０と遮断器６２とを直列接続するために設けられており、この支持ロッド３８は可動ロッド２０４、べローズ２０６、銅製の支持ベース２０８、セラミック製の絶縁ロッド２１０、銅製の支持ベース２１２、ステンレス製の連結棒２１４を備えて構成されている。可動ロッド２０４の軸方向一端部には支持ベース２０８が接合されており、支持ベース２０８の外周側にはべローズ２０６が接続されている。べローズ２０６の軸方向一端部は上部板材１２に固定されている。支持ベース２０８には絶縁ロッド２１０の軸方向一端部が接合されており、絶縁ロッド２１０の軸方向他端部には支持ベース２１２が接合されている。支持ベース２１２には連結棒２１４が接合されている。連結棒２１４は、母線導体７２に形成されたロッド挿入孔１６２、フレキシブル導体１６４に形成されたロッド挿入孔１６６内に往復動（上下動）自在に挿入されており、その先端側が銅製の連結ロッド２１６に連結されている。連結ロッド２１６の軸方向一端部は支持ベース２１８に接合されており、支持ベース２１８は母線導体７０に接合されている。
【００４２】
すなわち、母線導体７０と母線導体７２は支持ベース２１８、連結ロッド２１６、フレキシブル導体１６４を介して接続されている。この場合、支持ベース２１８、連結ロッド２１６は折返し用接続導体として機能し、フレキシブル導体１６４は折返し用フレキシブル導体として機能し、支持ロッド３８は、連結ロッド２１６と支持ベース２１８を母線導体７０側に付勢する折返し用支持ロッドとして機能することになる。
【００４３】
また、各フレキシブル導体１６４（９６、９８）は、一対の固定部１６４ａ、１６４ｂと、一対の湾曲部１６４ｃ、１６４ｄを備えて構成されており、固定部１６４ａにロッド挿通孔１６６が貫通孔として形成されている。そして固定部１６４ａは母線導体６８または７２に接合されており、固定部１６４ｂは可動電極ロッド１６８または１７０に接合されている。各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄは相異なる金属、例えば、銅とステンレスを用いた板材が互いに重ね合わされて構成されており、各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄは可動電極ロッド１６８または１７０の軸心を基準にして両側に分かれて配置され、その一端側は固定部１６４ａに接合され、他端側は固定部１６４ｂに接合されている。この場合、母線導体６８または７２からの電流は固定部１６４ａを介して、湾曲部１６４ｃと湾曲部１６４ｄとに分岐して流れ、分岐して流れた電流がそれぞれ固定部１６４ｂを介して可動電極ロッド１６８または１７０に流れるようになっている。このとき各湾曲部１６４ｃと湾曲部１６４ｄを流れる電流で形成される電磁力によって２つの湾曲部１６４ｃ、１６４ｄを引き寄せる方向の力が作用して湾曲部を伸長させるとともに、各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄの固定部側の両端に流れる電流で形成される電磁力によって両端の固定部同士を互いに離す方向に力が作用する。この結果、これらの電磁力により、固定部１６４ａと母線導体６８または７２との接合が強固になるとともに、固定部１６４ｂと可動電極ロッド１６８または１７０との接合が強固になり、さらに、可動電極１７６と固定電極１７８との接触力を強めることができるとともに、可動電極１９４と固定電極１９６との接触力を強めることができる。
【００４４】
また、本実施形態におけるケーブルヘッド４８、５０、５２の絶縁性ブッシング１２２の内周側、すなわち負荷側ロッド１２０との対向面には導電性皮膜が形成され、絶縁性ブッシング１２２の内周側の電位が負荷側ロッド１２０と同電位になっている。このため、負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２との間の絶縁ギャップを最小にすることができる。すなわち、絶縁性ブッシング１２２の内周側と負荷側ロッド１２０は同電位に維持されているため、絶縁性ブッシング１２２を構成するセラミックと負荷側ロッド１２０を構成する金属の熱膨張差の分、具体的には、組付け時のろう付けで８００℃に加熱されるときに生じる熱膨張差の分だけのギャップを設けるだけで済むことになり、ケーブルヘッド４８、５０、５２の占有スペースを小さくすることができるとともに、作業性の向上を図ることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるケーブルヘッド４８、５０、５２においては、ケーブルヘッド４８、５０、５２の一部が真空容器１０内に挿入され、段部１２６がリング１３０で支持されているため、投入時に、可動電極１７６または１９４が固定電極１７８または１９６側に押圧されたときに生じる衝撃力が各ケーブルヘッド４８、５０、５２に作用しても、この衝撃力をリング１３０および下部板材１４で受けることができ、衝撃力によってケーブルヘッド４８、５０、５２が劣化するのを防止することができる。
【００４６】
また、電磁操作器（操作ロッド３４、４０に連結される電磁式操作器）と開閉器（断路器５８、遮断器６２）およびケーブルヘッド５０、５２（負荷側ロッド１２０と絶縁性ブッシング１２２）を軸方向（鉛直方向）に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００４７】
上記構成による真空スイッチギヤは、例えば、定格電圧２４ｋＶ、定格電流６３０Ａ／１２５０Ａ、定格短時間電流２５ｋＡ／３ｓ（４ｓ）の機能を有する開閉器として用いることができる。
【００４８】
次に、本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を図面に基づいて説明する。真空スイッチギヤを製造するに際しては、まず、真空スイッチギヤを構成する各構成要素を部品単位に分割する。例えば、真空容器１０については、上部板材１２、下部板材１４、側部板材１６に分割し、支持部材７４〜７８については、支持ロッド１４０、支持ベース１４２、絶縁ロッド１４４、支持ベース１４６に分割し、断路器５８については、固定部１６４ａ、１６４ｂ、湾曲部１６４ｃ、１６４ｄ、シールド１７２、１７４、可動電極ロッド１６８、可動電極１７６、固定電極１７８、固定電極ロッド１８０、電極シールド１８２、絶縁性シールド１８４、１８６、シールド１８８、連結ベース１９０に分割する。
【００４９】
次に、分割された各部品を上部板材１２側に配置される上部部品群、例えば、支持部材７４〜７８を構成する部品群、操作ロッド３４、３６、４０を構成する部品群などに分けるとともに、下部板材１４側に配置される下部部品群、例えば支持部材８０、８２、８４、８６を構成する部品群、ケーブルヘッド４８、５０、５２を構成する部品群などに分ける。さらに部品群のうち絶縁性を有する部品、例えば、絶縁ロッド１１４、１１６、１５４、絶縁性シールド１８４、１８６、絶縁性ブッシング１２２とそれ以外の部品とに分ける。
【００５０】
この後、絶縁性を有する部品以外の部品間にろう材として、例えば、銀と銅の板材（厚さ０．１ｍｍ）を挿入し、これら部品群を真空の雰囲気中で９６０℃で１０分間程度加熱し、その後自然冷却することで、各部品を互いにろう付けするとともに、上部部品群を上部板材１２に固定し、下部部品群を下部板材１４に固定する。
【００５１】
次に、上部板材１２に固定された上部部品群と下部板材１４に固定された下部部品群に対して、絶縁性を有する部品をろう付けするための処理に移行する。すなわち、上部板材１２には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド１４４、１５４が固定され、下部板材１４には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド１１６、絶縁性シールド１８４、１８６、絶縁性ブッシング１２２が固定されるようになっているため、これら絶縁性を有する部品に対しては、次のステップで、絶縁性を有する部品と、絶縁性を有する部品のろう付け対象となる部品、例えばフランジ１９２、支持ベース１１８との間にろう材を挿入し、真空の雰囲気中で約８３５℃で１０分間程度加熱し、その後自然冷却することで、上部板材１２に絶縁性を有する部品群とその他の上部部品群を固定し、下部板材１４に絶縁性を有する部品群とその他の下部部品群を固定する。この際、銅製の支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２は互いに熱膨張係数が異なるので、支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２とがろう付けされる過程では、温度の変化に伴って支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２との間には残留応力が作用し、そのままではいずれかが変形する。しかし、支持ベース１１８には、円弧状の溝１１８ａが複数個形成されているため、温度の変化に伴って支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２との間に残留応力が作用しても、この残留応力を、絶縁ブッシング１２２よりも剛性の低い各溝１１８ａで吸収することができ、支持ベース１１８と絶縁ブッシング１２２とを確実にろう付けすることができる。
【００５２】
次に、図７に示すように、上部部品群が固定された上部板材１２と、下部部品群が固定された下部板材１４を不活性ガス中で相対向させて配置するとともに、上部板材１２と下部板材１４に隣接して側部板材１６を配置し、上部板材１２、下部板材１４および側部板材１６の周辺をＴＩＧ溶接によって固着し、真空容器１０を密閉する。
【００５３】
次に、図８に示すように、排気管１８に真空ポンプ２２０を接続し、真空ポンプ２２０により真空容器１０内を真空排気する。この場合、真空容器１０内を４３０℃で１２時間程度加熱し、真空容器１０内を真空排気する。真空容器１０内が真空排気されたあとは、真空測定端子２０に真空度計測器を接続し、真空容器１０内が規定の真空度に保たれているか否かを計測する。
【００５４】
本実施形態においては、真空容器１０に固定される部品群を上部部品群と下部部品群に分け、上部部品群を上部板材１２に固定し、下部部品群を下部板材１４に固定するようにしているため、組立て作業を容易に行うことができる。
【００５５】
また、各部品群をろう付けするときに、絶縁性を有する部品とそれ以外との部品とに分けて、２工程で行なうとともに、各工程のろう付けを相異なる温度で行っているため、絶縁性を有する部品とそれ以外の部品をそれぞれ確実にろう付けすることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、操作ロッド３４、３６、４０が操作されたときには、連結棒１５８の往復動に伴ってフレキシブル導体１６４が湾曲するだけで、母線導体６８、７２は固定された状態になっているため、操作ロッド３４、３６、４０が操作されても、母線導体６８、７２が変形するのを防止することができる。
【００５７】
本実施形態においては、断路器５８、６０として絶縁性シールド１８４、１８６を設けたものについて述べたが、断路器５８、６０についてはこれらを省略することもできる。
【００５８】
また、本実施形態においては、母線導体６８、７２が固定されたものについて述べたが、図９に模式的に示すように、薄板を積層して構成された母線導体２２２を用い、母線導体２２２の途中に湾曲部２２４を形成し、各操作ロッド３４、３６、４０をそれぞれ母線導体２２２に連結し、操作ロッド３４、３６、４０の操作に応じて母線導体２２２の湾曲部２２４を湾曲させる構成を採用することもできる。
【００５９】
また、前記実施形態においては、３回路の真空スイッチギヤとして、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０、遮断器６２を有するものについて述べたが、回路構成などにより、接地用開閉器５４、５６、断路器５８、６０および遮断器６２の組合わせや個数を任意に設定することができる。
【００６０】
例えば、真空スイッチギヤを３台の断路器５８と３台の接地用開閉器５４で構成する場合には、図１０に示すような構成を採用することができる。
【００６１】
また、真空スイッチギヤを２台の断路器５８と２台の接地用開閉器５４で構成する場合には、図１１に示すような構成を採用することができる。
【００６２】
さらに、真空スイッチギヤを１台の遮断器６２と１台の接地用開閉器５４で構成するときには、図１２に示すような構成を採用することができる。
【００６３】
回路方式としては、２回路、３回路、４回路、５回路あるいは３回路と４回路を組合わせたものなど各種の回路方式を採用することができる。
【００６４】
また、複数の真空スイッチギヤを直列接続することを考慮し、複数の真空スイッチギヤをオープンループ方式に適用するために、遮断器を中心にその両側に断路器を配置したり、複数の真空スイッチギヤをクローズドループ方式に適用するために、接地用開閉器以外は全て遮断器で構成することもできる。
【００６５】
本実施形態においては、真空容器１０内に配置された各種開閉器が真空絶縁されているため、主回路のメンテナンスフリー化を図ることができるとともに、操作器として電磁操作器を採用することで、メンテナンスフリー化を図ることもできる。さらに真空容器１０内を各相ごとに分離することで、短絡事故を防止することができる。また真空容器１０内の真空度を常時監視することで、信頼性を高めることができる。
【００６６】
本実施形態では、各相分離の容器として、真空容器１０内には、一相分の要素のみを収納したものについて述べたが、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分の断路器５８Ｕ、…、６０Ｕ、…、三相分の遮断器６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗなどを真空容器１０内に収納することができる。この場合、真空容器１０の外周面、すなわち、上部板材１２の表面に、開閉器用の各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗなどに対応づけて電磁操作器（電磁式操作器）２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗを固定し、各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗと各電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗとを互いに連結する。各電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗは、それぞれ開閉操作信号に応答して各操作ロッド３４Ｕ、…、３６Ｕ、…、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗを開閉操作するように構成されており、制御器（図示省略）から出力される開閉操作信号により、各開閉器を自動的に開閉動作させることができる。
【００６７】
また、各相の電磁操作器２３０Ｕ、…、２３２Ｕ、２３４Ｕ、２３４Ｖ、２３４Ｗと各相の開閉器（断路器５８Ｕ、…、６０Ｕ、…、遮断器６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗ）および各相のケーブルヘッド（負荷側ロッド１２０Ｕ、１２０Ｖ、１２０Ｗ、…と、各負荷側ロッドを覆う絶縁性ブッシング）を軸方向（鉛直方向）に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動電極と固定電極の周囲には筒状の電極シールドが配置され、電極シールドの周囲には絶縁性シールドが配置されているため、各電極から金属蒸気が発生し、金属蒸気の一部が電極シールドの間隙から飛散されたとしても、飛散した金属蒸気を絶縁性シールドで遮蔽することができ、真空容器に金属蒸気が付着するのを防止することができるとともに、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が発生するのを防止することができ、信頼性の向上に寄与することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す真空スイッチギヤの要部断面正面図である。
【図２】図１に示す真空スイッチギヤの平面図である。
【図３】図１に示す真空スイッチギヤの要部側面断面図である。
【図４】図１に示す真空スイッチギヤの回路構成図である。
【図５】真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上位部品群が配置された上部板材の構成図、（ｂ）は上部部品群が固定された上部板材１２の側面図である。
【図６】本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は下部部品群が固定された下部板材の平面図、（ｂ）は下部部品群が固定された下部板材の側面図である。
【図７】本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を説明するための図であって、不活性ガス中で上部板材と下部板材および側部板材を溶接するときの作業方法を説明するための図である。
【図８】本発明に係る真空スイッチギヤが組立てれられたあとの状態を示す要部断面正面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を説明するための模式図である。
【図１０】３台の断路器と３台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１１】２台の断路器と２台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１２】１台の遮断器と１台の接地用開閉器を有する真空スイッチギヤに本発明を適用したときの要部断面正面図である。
【図１３】（ａ）は真空スイッチギヤに三相分の開閉器を収納したときの要部正面図、（ｂ）は真空スイッチギヤに三相分の開閉器を収納したときの要部側面図である。
【符号の説明】
１０ 真空容器
１２ 上部板材
１４ 下部板材
１６ 側部板材
４８、５０、５２ ケーブルヘッド
５４、５６ 接地用開閉器
５８、６０ 断路器
６２ 遮断器
６４、６６ 接地用母線導体
６８、７０、７２ 通電回路用母線導体
３４、３６、４０ 操作ロッド
３８ 支持ロッド
９６、９８、１６４ フレキシブル導体
１６８、１７０ 可動電極ロッド
１７６、１９４ 可動電極
１７８、１９６ 固定電極
１８０、１９８ 固定電極ロッド
１２０ 負荷側ロッド
１２２ 絶縁性ブッシング
１８２ 電極シールド
１８４、１８６ 絶縁性シールド
Claims (7)
- 接地の対象となる真空容器と、可動電極ロッドに保持された可動電極と固定電極ロッドに保持された固定電極が相対向して前記真空容器内に収納された複数の開閉器と、前記各開閉器の可動電極ロッドに接続される１又は２以上の可動電極側母線導体と、前記各開閉器の固定電極ロッドに接続される１又は２以上の固定電極側母線導体と、前記各開閉器の可動電極ロッドを前記真空容器外の操作器に連結する複数の操作ロッドと、前記各開閉器の固定電極ロッドに連結されてその一部が前記真空容器外に突出された複数の外部引出ロッドと、前記真空容器の内外に亘って配置されて前記各外部引出ロッドの周囲を覆う複数の絶縁性ブッシングとを備え、前記各開閉器は、前記可動電極と前記固定電極の周囲に配置されて前記可動電極と前記固定電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する筒状の電極シールドと、前記電極シールドの周囲を覆う筒状の絶縁性シールドとを含んで構成され、前記複数の絶縁性シールドは、前記各電極を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に２分割されてなる真空スイッチギヤ。
- 請求項１に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記各開閉器の可動電極ロッドは、フレキシブル導体を介して前記可動電極側母線導体に連結されてなり、前記フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記可動電極ロッドにそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記可動電極ロッドの軸心を基準に両側に別れて配置され、前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記操作ロッドの挿入孔が形成されてなることを特徴とする真空スイッチギヤ。
- 請求項２に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記フレキシブル導体の湾曲部は、相異なる金属が交互に重ね合わされて構成されてなることを特徴とする真空スイッチギヤ。
- 請求項２に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記可動電極ロッドに接続された前記可動電極側母線導体に折り返し用フレキシブル導体を介して接続された折り返し用接続導体と、前記折り返し用接続導体に連結されるともに前記真空容器に支持されて、前記折り返し用接続導体を前記可動電極ロッドに対向する前記固定電極ロッドが接続された前記固定電極側母線導体の方向に付勢する折り返し用支持ロッドとを備え、前記折り返し用フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記折り返し用接続導体にそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ２つの湾曲部とから構成され、該２つの湾曲部は、前記折り返し用接続導体の軸心を基準に両側に別れて配置され、前記固定部のうち前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記折り返し用支持ロッドの挿入孔が形成されてなることを特徴とする真空スイッチギヤ。
- 請求項１に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記複数の絶縁性ブッシングの前記各外部引出ロッドとの対向面には導電性被膜が形成されてなることを特徴とする真空スイッチギヤ。
- 請求項１に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記操作器と前記開閉器および前記絶縁性ブッシングは、軸方向に沿って直線状に配置されてなることを特徴とする真空スイッチギヤ。
- 請求項１に記載の真空スイッチギヤにおいて、前記操作器は電磁式であることを特徴とする真空スイッチギヤ。
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