JP3781944B2 - 多機能形真空バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧回路を開閉する真空バルブに、開閉動作に加え断路、接地動作の機能も付加させた多機能形真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
定格電圧３３ｋVクラス以下の中電圧回路における遮断器には、真空バルブが数多く用いられている。
即ち真空バルブの固定軸と可動軸の先端には一対の主電極が取り付けられ、これらは例えばセラミックからなる高真空の絶縁容器に収納されている。絶縁容器の上下にはフランジが銀ロー付けされ、固定軸側では固定軸を固定し、可動軸側は伸縮自在のベローズを介して可動軸を可動自在に支持している。
尚、一部の真空バルブにおいては、絶縁容器の内部が高真空で高い絶縁耐力を有しているものの、外部は一般の気中雰囲気に曝され絶縁的に弱点となるので、外周に絶縁体をモールドして取り付けたものがある。この絶縁体により、絶縁容器の沿面は見かけ上、伸ばされることになり外部絶縁が補強されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様な構成において、真空バルブは、一対の主電極間の開閉により電源の入り、切り動作即ち通電と遮断動作が行われる。この真空バルブを用いて一般の電源系統を構成する場合には、真空バルブの他に回路を切り離す断路器、点検時などに操作する接地装置が必要となる。従ってこれらの電気機器を接続すると、おのずと全体が大型化する。最近では各電気機器の小型化を図っているものの、電源系統を構成する機器全体の小型化には限界があった。これは最近の趨勢である電気機器の縮小化に逆行するものである。
本発明は上記点に鑑みなされたもので、真空バルブとしての主電極間の開閉機能の他に、断路及び接地機能を付加させて多機能化させ、機器全体形状を縮小化できるようにした多機能形真空バルブを得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載される発明は、一対の主電極開極時にこの主電極間に接地電位又は中間電位にある第２電極を移動配置することによって、主電極の開極状態および断路状態を形成できるようにし、これにより遮断器、断路器の２つの電気機器が複合された多機能構成となり、全体形状の縮小化を図ることができる。
請求項２に記載される発明は、一対の主電極開極時にこの主電極間に接地電位にある第２電極を移動配置し、更にこの第２電極を少なくとも一方の主電極に接触させて接地状態を形成できるようにし、これにより遮断器、断路器、並びに接地装置の３つの電気機器が複合された多機能構成となり、全体形状の縮小化を図ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は多機能化を図った真空バルブの主電極間開極状態を示す。複数個の円筒状絶縁容器１０ａ、１０ｂから構成した絶縁容器１０内に、固定軸１１と可動軸１２を同一軸上に配置し、これら軸の対向する先端に、互いに接離可能な固定主電極１３と可動主電極１４を取り付ける。固定軸１１はフランジ１５ａに固定され、また可動軸１２はフランジ１５ｂ及びベローズ１６を介して可動自在に支持され、また絶縁容器１０内は真空に保持される。絶縁容器１０ａと１０ｂの対向間に支持された中間シールド電極１７が、固定主電極１３及び可動主電極１４を包囲して配置される。この中間シールド電極１７の大気側には、固定、可動軸の軸方向と略直交する方向に後述する第２電極用のベローズ１９が取り付けてあり、このベローズ１９で気密を保持して移動可能な第２電極１８を取り付ける。第２電極１８は、中間シールド電極１７の一側に設けた貫通孔１７ａを貫通して主電極１３，１４間に延び、さらに中間シールド電極１７の他側に設けた窪み１７ｂに当接するようになっている。第２電極１８はその長手方向中間部に２個所の屈折点１８ａ、１８ｂを備えており、図示しない操作機構により水平移動される。更に詳述すれば、第２電極１８は操作機構の操作で主電極１３，１４間に水平移動し、先端が図２のように中間シールド１７の窪み１７ｂに当接する。そして更に移動力を加えると第２電極１８は屈折点１８ａ、１８ｂで折り曲がる構成となっている。
【０００６】
尚、固定軸１１、可動軸１２には夫々主回路導体が接続され、第２電極１８には接地導体が接続されて、電源系統が構成される。
図１は主電極開閉状態即ち遮断状態を示している。この状態から図２に示すように第２電極１８を水平方向に移動し主電極１３，１４間を通過させ、先端を中間シールド１７の窪み１７ａに当接させる。この状態が断路状態である。この構成により主電極１３，１４の対向面間略中央に接地電位の第２電極１８が配置されるため、各主電極１３，１４は対地間の絶縁耐力を有する状態となる。つまり極間が存在しなくなる。
従って極間の耐電圧の高い断路器を用いて構成していた電源系統を簡単な構成で置き換えることができる。断路器は、ＪＥＣ規格等で定められている絶縁協調をみれば、極間の耐電圧が対地間・相間の1.15倍とされ、高い絶縁耐力が必要である。図２の構成によれば、主電極１３，１４の対向面間に第２電極１８を位置させて極間の絶縁耐力を必要としない状態に保つことにより遮断器としての電路切り状態は勿論、断路器としての断路状態をも形成することができる。一方絶縁容器１０の外部においては、固定、可動両軸１１，１２端が主回路電位の１００％であるが、この間に接地電位である第２電極１８を設けているので、主回路電位は必ず接地電位を介しての極間となるので、絶縁耐力は極間が対地間よりはるかに高くなり、絶縁協調を図ることができる。
【０００７】
上記実施例では第２電極１８に接地導体を接続したものについて説明したが、主電極間電位の中間の電位として断路状態を作ってもよい。即ち主電極１３，１４間に中間電位の第2電極１８が位置することになるので、極間方向の絶縁耐力は２点ギャップとなり、各ギャップで対地間の絶縁耐力を有することになる為大幅な絶縁耐力の向上を図ることができる。
次に接地状態について、図３を参照して説明する。第２電極１８が接地導体に接続されているとき、先に説明した図２の状態から第２導体１８を更に移動させる。このとき第２導体１８はその屈折点１８ａ、１８ｂで折り曲がり、屈折点１８ａが固定側主電極１３に接触する。この実施例では第２電極１８を１本で構成しているが、図４に示すように、第２電極１８を２本で構成するとともに互いに異なる方向に屈折点１８ａを折り曲がるように構成すれば、固定側主電極１３と可動側主電極１４の夫々に接触させることができる。このときの異なる方向への折り曲がりを決定させる手段としては、第２電極１８を予め形状記憶させた合金を用いることによって達成することが可能である。また形状的に屈折する方向に切り込み等を設けることにより所定方向に折り曲げさせることもできる。
【０００８】
このように1個の真空バルブで接地開閉器の機能を持たせることができ、そして電源側，負荷側、更には両側等主回路を選別して接地状態を形成できる。
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について図５を参照して説明する。尚、図１乃至図４と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。この実施の形態においては第２電極２０の移動を、水平方向並びに上下方向に移動させることができるようになっている。即ち固定、可動軸の軸方向と略直交する方向に取り付けた第２電極用ベローズ２１は矢視したように上下方向にも動かすことができるようにしてある。
従って、主電極１３，１４を開路し、ベローズ２１を圧縮して第２電極２０の先端を主電極１３，１４間に水平に移動させて位置すれば断路状態を形成できる。更にその後図示するように第2電極２０を矢視の方向に移動させることで第２電極２０先端を固定側主電極１３に接触させることができ、接地状態とすることができる。
このような構成とすれば第２電極２０を棒状の簡単な形状とすることができ、機械的強度の向上がはかれる。また一つの真空バルブで主回路の接離、第２電極が挿入された断路状態、第２電極を主電極に接触させた接地状態を構成させることができる。この為、電源系統を構成する遮断器、断路器、接地装置を一体化した多機能形の真空バルブを提供できる。
【０００９】
尚、主電極１３，１４間を開閉させる遮断器機能に、接地電位或は中間電位とした第２電極を主電極間に挿入して位置させる断路器機能を持たせたものであっても多機能形の真空バルブとして縮小化を図ることができる。
また、上述した真空バルブはSF6 ガス等絶縁媒体雰囲気中に配置すれば絶縁容器外部の絶縁補強を図ることができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、真空容器を構成する絶縁容器内に互いに接離可能な一対の主電極を設け、この主電極の開極時に接地電位或は中間電位にある第２電極を前記主電極間に挿入位置させることによって断路状態とするようにしたので、遮断器機能の他に断路器機能をもたせた多機能の縮小化を図った真空バルブを提供できる。そして第２電極を主電極に接触させるようにすることによって、接地装置機能をも一体化でき、電源系統を構成する電気機器の全体形状の更なる大幅な縮小化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多機能形真空バルブにおける開極状態を示す断面図。
【図２】［図１］における断路状態を示す断面図。
【図３】［図１］における接地状態の第１の実施の形態を示す要部説明図。
【図４】［図１］における接地状態の第２の実施の形態を示す要部説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の多機能形真空バルブにおける開極時の接地状態を示す断面図。
【符号の説明】
１０・・・絶縁容器、１１・・・固定軸、１２・・・可動軸、１３・・・固定主電極
１４・・・可動主電極、１５ａ、１５ｂ・・・フランジ、１７・・・中間シールド電極
１７ａ・・・貫通孔、１８・・・第２電極 、１８ａ、１８ｂ・・・屈折点
１９・・・第２電極用ベローズ、２０・・・第２電極、２１・・・第２電極用ベローズ

Claims (4)

1. 内部が真空の絶縁容器内に軸方向に互いに接離するように夫々の電極軸に対向して設けた一対の主電極と、前記絶縁容器の軸方向中間部大気側に設けた絶縁容器内を真空保持する第２電極用ベローズと、この第２電極用ベローズを介して可動自在に支持され前記一対の主電極開極時に主電極間に移動配置可能な接地電位又は中間電位にある第２電極とから成り、主電極間の接離による開閉状態および第２電極の主電極間への移動配置による断路状態を形成しうることを特徴とする多機能形真空バルブ。
2. 内部が真空の絶縁容器内に軸方向に互いに接離するように夫々の電極軸に対向して設けた一対の主電極と、前記絶縁容器の軸方向中間部大気側に設けた絶縁容器内を真空保持する第２電極用ベローズと、この第２電極用ベローズを介して可動自在に支持され前記一対の主電極開極時に主電極間に移動配置可能な接地電位にある第２電極とから成り、主電極間の接離による開閉状態および第２電極の主電極間への移動配置による断路状態並びに断路状態後第２電極を前記主電極の少なくとも一方に接触させて接地状態を形成しうることを特徴とする多機能形真空バルブ。
3. 第２電極に設けた屈折点で第２電極を折り曲げ主電極の少なくとも一方に接触させるようにした請求項２記載の多機能形真空バルブ。
4. 棒状の第２電極を主電極間に水平移動して配置した後ベローズを介して上下動させて少なくとも一方の主電極に接触させるようにした請求項２記載の多機能形真空バルブ。

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