JP4011050B2 - Vacuum switchgear - Google Patents

Vacuum switchgear Download PDF

Info

Publication number
JP4011050B2
JP4011050B2 JP2004272210A JP2004272210A JP4011050B2 JP 4011050 B2 JP4011050 B2 JP 4011050B2 JP 2004272210 A JP2004272210 A JP 2004272210A JP 2004272210 A JP2004272210 A JP 2004272210A JP 4011050 B2 JP4011050 B2 JP 4011050B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
movable
vacuum
fixed
vacuum valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004272210A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004356109A (en
Inventor
哲 塩入
利春 山崎
伸 村上
邦夫 横倉
純一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2004272210A priority Critical patent/JP4011050B2/en
Publication of JP2004356109A publication Critical patent/JP2004356109A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4011050B2 publication Critical patent/JP4011050B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Description

本発明は、SFガスを絶縁媒体として用いた真空開閉装置に係わり、特にSFガス等の絶縁媒体の使用量を抑制した、環境に調和した真空開閉装置に関するものである。 The present invention relates to a vacuum switchgear which uses SF 6 gas as an insulating medium, in particular suppress the amount of insulating medium such as SF 6 gas, to a vacuum switchgear in harmony with the environment.

従来の開閉装置について、22/33kV、66/77kVクラスの特高変電設備を例にとって説明する。   A conventional switchgear will be described by taking a 22/33 kV, 66/77 kV class extra high-voltage transformer facility as an example.

このクラスの開閉装置は、建設費、用地の高騰と共に、充電部汚損、安全性、騒音等の問題から、開閉装置の小形化や密閉化が要求され、ガス絶縁式開閉装置(GIS:Gas Insulated Switchgear)や、キュービクル形ガス絶縁開閉装置(C−GIS:Cubicletype GIS)が開発されてきている。   This class of switchgear is required to reduce the size and seal of the switchgear due to problems such as contamination of the charging part, safety, noise, etc., along with construction costs, soaring land, and gas-insulated switchgear (GIS: Gas Insulated). Switchgear) and cubicle type gas insulated switchgear (C-GIS) have been developed.

GISは、各電気機器をパイプ状の金属容器で覆い、絶縁媒体として高圧のSFガスを封入し、小形化、密閉化したものである。 In GIS, each electric device is covered with a pipe-shaped metal container, and high-pressure SF 6 gas is sealed as an insulating medium, which is miniaturized and sealed.

これに対して、C−GISは、GISに対して、より高い信頼性、安全性、保守・点検の簡素化と同時に、狭い用地に短期間で建設でき、かつ周囲との環境に調和させる要請にも対応すべく開発された開閉装置である。   In contrast, C-GIS requires GIS to have higher reliability, safety, simplification of maintenance and inspection, and at the same time, can be constructed on a small site in a short period of time and harmonize with the surrounding environment. It is a switchgear that was developed to cope with the above.

これは、大気圧近傍の低圧力絶縁ガスを利用したキュービクル形の容器に、各電気機器を一括して収納し、内部を構成単位毎に区分したものであり、他の閉鎖配電盤と同様の外観である。   This is a cubicle-type container that uses a low-pressure insulating gas in the vicinity of atmospheric pressure. Each electrical device is stored in a single unit and the interior is divided into structural units. The appearance is the same as other closed switchboards. It is.

このように、最近では、SFガスを絶縁媒体として用いた開閉装置が、多数運転されるようになってきている。 Thus, recently, a large number of switchgears using SF 6 gas as an insulating medium have been operated.

図6は、この種の代表的なキュービクル形ガス絶縁開閉装置の構成例を示す縦断面図である。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of this type of typical cubicle type gas insulated switchgear.

図6において、外周を軟鋼板で気密に囲まれた箱体の1の内部は、SFガス2が密封されており、受電室1a、遮断器室lb、および母線室1cにガス区分されている。 In FIG. 6, SF 6 gas 2 is sealed in the inside of a box 1 whose outer periphery is hermetically surrounded by mild steel plates, and is divided into a power receiving chamber 1a, a circuit breaker chamber lb, and a busbar chamber 1c. Yes.

受電室1aには、ガス−気中の区分をしたケーブルヘッド3が箱体1の側面に取り付けられ、避雷器4および検電がいし5が収納され、それぞれが接続導体7で接続されている。なお、ケーブル9には、変流器8を貫通した電力用ケーブル9が接続されている。   In the power receiving chamber 1 a, a cable head 3 divided into gas and air is attached to the side surface of the box 1, and a lightning arrester 4 and a voltage detection insulator 5 are accommodated, and each is connected by a connection conductor 7. The cable 9 is connected to a power cable 9 that passes through the current transformer 8.

また、遮断器室1bには、受電室1aとガス区分される下段の絶縁スペーサ10aを介して、図示しない真空バルブを収納した遮断器11が収納され、この遮断器11は、接続導体7を介して母線室1cとガス区分される上段の絶縁スペーサ10bに接続されている。   Further, the circuit breaker chamber 1b accommodates a circuit breaker 11 containing a vacuum valve (not shown) through a lower insulating spacer 10a that is gas-separated from the power receiving chamber 1a. And is connected to an upper insulating spacer 10b separated from the bus bar chamber 1c by gas.

遮断器11は、絶縁、消弧媒体として高真空が用いられている。また、断路器6は、絶縁、消弧媒体としてSFガスが用いられている。 The circuit breaker 11 uses high vacuum as an insulating and arc-extinguishing medium. The disconnector 6 uses SF 6 gas as an insulating and arc-extinguishing medium.

ところで、このような構成の開閉装置において、断路器6は、絶縁、消弧媒体としてSFガスが用いられている。このSFガスは、空気と比較して約100倍の消弧性能と約3倍の絶縁性能を持つことが知られている。そして、このSFガスは、通常の運転状態では、無色、無臭、無味、不燃性の非常に安定した気体であり、しかも無毒である。 By the way, in the switchgear having such a configuration, the disconnector 6 uses SF 6 gas as an insulating and arc-extinguishing medium. The SF 6 gas is known to have about 100 times the arc extinguishing performance compared to the air and about 3 times the insulation performance. This SF 6 gas is a colorless, odorless, tasteless, non-flammable and very stable gas under normal operating conditions, and is non-toxic.

しかしながら、このSFガス中でアーク放電が発生すると、SFガスは、SOF、S0、SO、SOF、HF、SiF等の分解生成物や分解ガスを発生する。このSFガスの分解生成物や分解ガスは毒性が強いため、分解したガスを回収する場合には、特別な処理や管理が必要となる。 However, when the SF 6 arc discharge in a gas is generated, SF 6 gas, SOF 2, S0 2, SO 2 F 2, SOF 4, HF, generates decomposition products and decomposition gases such as SiF 4. Since the decomposition product and decomposition gas of SF 6 gas are highly toxic, special processing and management are required when recovering the decomposed gas.

事故電流等の遮断は遮断器11で行なうことから、分解生成物や分解ガスの発生はないが、変電所内の母線切替えや線路切替えを断路器6で行なう。   Since the interruption current and the like are interrupted by the circuit breaker 11, no decomposition products or decomposition gas is generated, but the busbar switching and the line switching in the substation are performed by the disconnector 6.

従って、断路器6は、ループ電流の遮断責務が要求される。このループ電流は、定格電流に近い電流値となり、その際断路器6で分解生成物や分解ガスを発生する。そして、このような断路器のガスを回収する場合、吸着材を通して回収する等、取扱いに苦慮している。   Therefore, the disconnector 6 is required to take responsibility for breaking the loop current. This loop current has a current value close to the rated current, and at that time, the disconnecting device 6 generates decomposition products and decomposition gas. And when collecting the gas of such a disconnector, it is difficult to handle such as collecting through the adsorbent.

また、SFガスは、地球温暖化の原因となる温室効果ガスであり、温室効果係数が二酸化炭素の24000倍である。そのため、1997年12月に京都で開催された“第3回気候変動に関する国際連合枠組み条約締約国会議(COP3)”において、SFガスも削減対象ガスとして加えられ、排出の抑制と削減についての対応が要求されてきている。このように環境の面からも、断路器の絶縁、消弧媒体としてSFガスを使用しないことが望ましい。 SF 6 gas is a greenhouse gas that causes global warming, and has a greenhouse effect coefficient 24,000 times that of carbon dioxide. Therefore, at the “3rd Conference of Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (COP3)” held in Kyoto in December 1997, SF 6 gas was also added as a reduction target gas. Response has been required. Thus, it is desirable not to use SF 6 gas as an insulating and arc-extinguishing medium for disconnectors also from the environmental viewpoint.

そこで、断路器の絶縁媒体を真空とした真空断路器が考えられるが、開閉装置としての価格が高くなるという問題点がある。   Thus, a vacuum disconnector in which the insulating medium of the disconnector is evacuated can be considered, but there is a problem that the price as a switchgear increases.

一方、このような課題を解決するために、次のようなものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, in order to solve such a problem, the following is known (for example, refer to Patent Document 1).

これは、十字型の真空バルブの両端に固定電極と接地電極を設け、これと直交すると位置を支点とした通電軸および可動電極を設けたものである。   In this, a fixed electrode and a ground electrode are provided at both ends of a cruciform vacuum valve, and a current-carrying shaft and a movable electrode having a position as a fulcrum are provided when orthogonal to them.

しかしながら、真空バルブの構成が複雑なことから、部品点数が多くなり、真空バルブの価格が非常に高くなる。また、構成が複雑なことから、真空バルブの組立てが容易ではないため、信頼性の高い真空バルブが得られない。さらに、可動軸はベローズを介して円周方向に移動することから、ベローズには過大な曲げ方向の荷重が加わり、強度的な長期信頼性に欠ける問題がある。   However, since the structure of the vacuum valve is complicated, the number of parts increases, and the price of the vacuum valve becomes very high. Further, since the structure is complicated, it is not easy to assemble the vacuum valve, so that a highly reliable vacuum valve cannot be obtained. Further, since the movable shaft moves in the circumferential direction via the bellows, an excessive load in the bending direction is applied to the bellows, and there is a problem that the strength and long-term reliability are lacking.

また、接離自在の一対の接点を有する真空バルブ内に接地電極を設けたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。   In addition, there is known one in which a ground electrode is provided in a vacuum valve having a pair of contactable contacts (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、両接点を開閉したり、更には接地電極との開閉をしたりする操作機構が開示されていない。操作機構は、両接点と接地電極との開閉を行わなくてはならないので複雑となる問題がある。
特開平9−153320号公報(図1) 実開昭55−164735号公報(第1図)
However, an operating mechanism for opening and closing both contacts and further opening and closing with the ground electrode is not disclosed. The operation mechanism has a complicated problem because it must open and close both contacts and the ground electrode.
JP-A-9-153320 (FIG. 1) Japanese Utility Model Publication No. 55-164735 (Fig. 1)

従来の真空開閉装置においては、真空バルブの構成が複雑なことから、信頼性の高い真空バルブが得られない問題がある。また、操作機構も複雑となる問題がある。このことから、SFガスを使用しない開閉装置の実現が困難になっている。 The conventional vacuum switchgear has a problem that a highly reliable vacuum valve cannot be obtained because the structure of the vacuum valve is complicated. There is also a problem that the operation mechanism is complicated. For this reason, it is difficult to realize a switchgear that does not use SF 6 gas.

本発明の目的は、構成が簡単で信頼性の高い真空バルブと、閉位置、開位置、断路位置、さらに接地位置を含めた4位置を開閉する信頼性の高い操作機構とを備えた、環境に調和した真空開閉装置を提供することにある。 An object of the present invention, including construction and simple and reliable vacuum valve closed position, the open position, disconnecting position location, further a high operating mechanism reliable opening and closing the 4 position including the ground position, The object is to provide a vacuum switchgear that is in harmony with the environment.

上記の目的を達成するために、本発明の真空開閉装置は、絶縁媒体を封入した絶縁容器の両端が金属部材で気密に封着された真空バルブ本体内に、前記一方の金属部材を貫通して金属部材に固着された固定電極と、前記他方の金属部材を可動通電軸が移動できるように貫通すると共にベローズを介して前記可動通電軸に固着され、且つ前記固定電極に対向するように設けられた可動電極と、前記可動電極の反固定電極側に設けられると共に、前記可動通電軸と対向し、且つ対向する部分の内径が前記可動電極の外径よりも小さい接地電極と、前記接地電極と前記両端の金属部材との間にそれぞれ配置され、前記絶縁容器を構成する二つの絶縁筒と、前記可動電極を、前記固定電極の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置、および前記接地電極と接触している接地位置の4位置に連続的に直線移動させると共に、前記可動電極と直列配置された操作機構とを備えてなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the vacuum switchgear according to the present invention includes a vacuum valve body in which both ends of an insulating container filled with an insulating medium are hermetically sealed with metal members, and the one metal member is penetrated. a fixed electrode fixed to the metal member Te, together with the other metal member of the movable current-carrying rod penetrates so as to be movable, is fixed to the movable current-carrying rod via a bellows, and to face the fixed electrode a movable electrode provided, Rutotomoni provided opposite to the fixed electrode side of the movable electrode, to face the movable current-carrying rod, and the smaller the ground electrode than the outer diameter of the opposite portions of inner diameter the movable electrode, wherein Closed position, open position, and disconnection, which are disposed between the ground electrode and the metal members at both ends, respectively, two insulating cylinders constituting the insulating container, and the movable electrode in contact with the contact of the fixed electrode Position, and front Both the continuously linearly moving the 4 position of the ground position in contact with the ground electrode, characterized in that it comprises a movable electrode in series arranged operating mechanism.

本発明の真空開閉装置によれば、構成が簡単で信頼性の高い真空バルブと、閉位置、開位置、断路位置、さらに接地位置を含めた4位置の開閉動作の操作力のロスが少なく、簡素で信頼性の高い操作機構とを備えた、環境に調和した真空開閉装置を提供することができる。 According to the vacuum switchgear of the present invention, a vacuum valve high construction simple and reliable, closed position, the open position, disconnecting position location, further ground position loss is small operating force of the opening and closing operation of the 4 position, including Therefore, it is possible to provide an environment-friendly vacuum switchgear having a simple and reliable operation mechanism.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図1は、実施例1に係る真空開閉装置における真空バルブの構成を示す縦断面図である。   First, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a vacuum valve in a vacuum switching device according to a first embodiment.

図1において、セラミックまたはガラスからなる絶縁円筒21の両端開口部を、固定側端板22および可動側端板23でそれぞれ密封し、気密な容器を構成している。   In FIG. 1, both end openings of an insulating cylinder 21 made of ceramic or glass are sealed with a fixed side end plate 22 and a movable side end plate 23 to form an airtight container.

固定側端板22には、固定電極24を接合した固定通電軸25を支持固定し、この固定電極24と対向して可動電極26を可動通電軸27に固着している。この可動通電軸27は、後述する操作機構に連結している。   A fixed energizing shaft 25 to which a fixed electrode 24 is bonded is supported and fixed to the fixed end plate 22, and a movable electrode 26 is fixed to the movable energizing shaft 27 so as to face the fixed electrode 24. The movable energizing shaft 27 is connected to an operation mechanism described later.

また、固定電極24、および可動電極26が接触する側には、真空バルブ20の用途に応じて種々の材料からなる接点28aおよび28bを、それぞれの電極に配設している。   Further, on the side where the fixed electrode 24 and the movable electrode 26 are in contact with each other, contacts 28a and 28b made of various materials are arranged on the respective electrodes according to the use of the vacuum valve 20.

一方、可動通電軸27と可動側板23との間にはベローズ29を設け、可動電極26が直線的に移動できるようにしている。 On the other hand, a bellows 29 is provided between the movable energizing shaft 27 and the movable side end plate 23 so that the movable electrode 26 can move linearly.

また、固定電極24と可動電極26の周囲には、アークシールド32を電気的に浮遊に設けて、電流遮断時の金属蒸気による絶縁円筒21の汚損を防止するようにしている。   Further, an arc shield 32 is provided in an electrically floating manner around the fixed electrode 24 and the movable electrode 26 so as to prevent the insulating cylinder 21 from being damaged by the metal vapor when the current is interrupted.

ここで、それぞれの接点28aおよび28bが接触している位置を閉位置とし、可動電極26が移動し、それぞれの接点間のギャップ長がdの時の位置を開位置とする。さらに、可動電極26が移動し、それぞれの接点間のギャップ長がdの時の位置を断路位置としている。 Here, the position where each of the contacts 28a and 28b are in contact with the closed position, to move the movable electrode 26, the gap length between each contact is the open position the position at the time of d 1. Furthermore, to move the movable electrode 26, the gap length between each contact is a disconnected position to the position at the time of d 2.

次に、以上のように構成した真空バルブ20においては、図示しない真空開閉装置の制御回路より、遮断器の開極指令があった場合には、可動電極26が移動して、接点28aおよび28b間のギャップ長がdの位置(開位置)となる。 Next, in the vacuum valve 20 configured as described above, when a circuit breaker opening command is issued from a control circuit of a vacuum switching device (not shown), the movable electrode 26 moves and the contacts 28a and 28b are moved. gap length between is the position of d 1 (open position).

次に、真空開閉装置の制御回路より、断路器の開極(断路)の指令があった場合には、さらに可動電極26が移動して、それぞれの接点28aおよび28b間のギャップ長がdの位置(断路位置)となる。 Next, when there is a command to open (disconnect) the disconnector from the control circuit of the vacuum switchgear, the movable electrode 26 further moves, and the gap length between the respective contacts 28a and 28b is d 2. (Disconnect position).

このようにして、可動電極26に設けられた接点28bは、閉位置、開位置、断路位置の3位置を連続的に直線移動する。   In this way, the contact 28b provided on the movable electrode 26 continuously linearly moves between the three positions of the closed position, the open position, and the disconnect position.

この場合、断路器の接点を真空容器内に収納しているため、ループ電流など定格電流に近い電流を遮断しても、SFガスを用いていないので、分解ガスや分解生成物を発生することがない。 In this case, since the contact point of the disconnector is housed in the vacuum vessel, even if the current close to the rated current such as the loop current is cut off, the SF 6 gas is not used, so that cracked gas and cracked products are generated. There is nothing.

すなわち、前述したように、断路器の絶縁、消弧媒体として、温室効果ガスであるSFガスを用いずに、高真空を用いているため、環境面からも、最近の市場のニーズに一致している。 That is, as described above, high vacuum is used as the insulation and arc extinguishing medium of the disconnector without using the SF 6 gas, which is a greenhouse effect gas. I'm doing it.

また、遮断器と断路器の接点を同一の真空容器内に収納し、かつ構成が簡単であるため、真空バルブ20の量産化が可能となり、真空開閉装置の小形化や低価格化を図ることができる。   In addition, since the contacts of the circuit breaker and disconnector are housed in the same vacuum vessel and the configuration is simple, the vacuum valve 20 can be mass-produced, and the vacuum switchgear can be reduced in size and cost. Can do.

すなわち、接点の閉位置、開位置、断路位置の3位置を連続的に直線移動することにより、遮断器、断路器が構成されるため、一つの操作機構で、これらを動作させることが可能となり、この点からも真空開閉装置の小形化や低価格化を図ることができる。   In other words, the circuit breaker and disconnector are configured by continuously linearly moving the contact closed position, open position, and disconnection position, so that these can be operated with a single operating mechanism. From this point, the vacuum switchgear can be reduced in size and price.

次に、図2は、実施例2に係る真空開閉装置における真空バルブの構成を示す縦断面図である。図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。   Next, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the vacuum valve in the vacuum switchgear according to the second embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Only different parts are described here.

すなわち、実施例2の真空バルブ20は、図2に示すように、前記可動電極26に接続された可動通電軸27と対向する位置に接地電極35を設け、可動通電軸27と対向する接地電極35の内径を、可動電極26の外径よりも小さくなるようにしている。   That is, in the vacuum valve 20 of the second embodiment, as shown in FIG. 2, a ground electrode 35 is provided at a position facing the movable energizing shaft 27 connected to the movable electrode 26, and the ground electrode facing the movable energizing shaft 27 is provided. The inner diameter of 35 is made smaller than the outer diameter of the movable electrode 26.

また、接地電極35と両端の金属端板22、23との間には、絶縁筒21、21をそれぞれ配置し、可動電極26の接点28bが固定電極24の接点28aと接触している位置を閉位置とし、接点28a、28b間のギャップ長がdの位置を接地位置としている。 Insulating cylinders 21 and 21 are arranged between the ground electrode 35 and the metal end plates 22 and 23 at both ends, respectively, and a position where the contact 28b of the movable electrode 26 is in contact with the contact 28a of the fixed electrode 24. and a closed position, the contacts 28a, the gap length between 28b is a ground position a position of d 6.

これにより、閉位置、開位置、断路位置、接地位置の4位置を連続的に直線移動できるようにしている。   As a result, the four positions of the closed position, the open position, the disconnecting position, and the grounding position can be continuously linearly moved.

以上のように構成した真空バルブ20においては、真空開閉装置の点検時等に、図示しない真空開閉装置の制御回路より、断路状態から接地の指令があった場合には、可動電極26が移動して、接点28a、28b間のギャップ長がdとなった位置(接地位置)で接地される。 In the vacuum valve 20 configured as described above, the movable electrode 26 moves when a grounding command is issued from a disconnection state from a control circuit of the vacuum switching device (not shown) during inspection of the vacuum switching device. Te, the contact 28a, the gap length between 28b is grounded at a position where a d 6 (ground position).

これにより、閉位置、開位置、断路位置、接地位置の4位置が連続的に直線移動する。   As a result, the four positions of the closed position, the open position, the disconnection position, and the ground contact position continuously linearly move.

この場合、接地装置を真空バルブ20内に収納しているため、真空開閉装置の小形化を図ることができる。   In this case, since the grounding device is accommodated in the vacuum valve 20, the vacuum switchgear can be miniaturized.

また、真空バルブ20の構成が簡単であるため、真空バルブ20の組立ても容易となり、量産化が可能となる。   Further, since the configuration of the vacuum valve 20 is simple, it is easy to assemble the vacuum valve 20 and mass production is possible.

さらに、部品点数も少なくなるため、真空開閉装置の低価格化を図ることができる。   Furthermore, since the number of parts is reduced, the cost of the vacuum switchgear can be reduced.

すなわち、接点の閉位置、開位置、断路位置、接地位置の4位置を連続的に直線移動することにより、一つの操作機構でこれらを動作させることが可能となり、この点からも真空開閉装置の小形化や低価格化を図ることができる。   In other words, it is possible to operate them with a single operating mechanism by continuously moving the contact closed position, open position, disconnection position, and ground contact position in a straight line. Miniaturization and price reduction can be achieved.

次に、実施例3に係る真空開閉装置における真空バルブを図1、図3、図4を参照して説明する。   Next, a vacuum valve in the vacuum switching device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4.

前述した図1に示す真空バルブ20において、開位置の接点28a、28b間のギャップ長をdとし、断路位置の接点28a、28b間のギャップ長をdとした場合、各ギャップ長dとdとの関係が、d=(1.3〜2.6)・dとなるようにしている。 In vacuum interrupter 20 shown in FIG. 1 described above, the contact 28a of the open position, the gap length between 28b and d 1, when the contact 28a of the disconnection position, the gap length between 28b was d 2, each of gap lengths d 1 And d 2 are set to satisfy d 2 = (1.3 to 2.6) · d 1 .

以上のように構成した真空バルブ20においては、各ギャップ長d、dの関係を、d=(1.3〜2.6)・dとしていることにより、断路位置での接点間の絶縁破壊確率が低下し、断路位置と開位置の絶縁の協調を図ることができる。 In the vacuum valve 20 configured as described above, the relationship between the gap lengths d 1 and d 2 is d 2 = (1.3 to 2.6) · d 1. Therefore, the insulation breakdown probability and the open position can be coordinated.

すなわち、一般に真空中の電極間の破壊電圧Vbとギャップ長dとの関係は、Vb=a・dnで表わされ、このnの値は電極材料によって異なるが、概ね0.6となることが知られている。   That is, in general, the relationship between the breakdown voltage Vb between the electrodes in vacuum and the gap length d is expressed as Vb = a · dn, and the value of n varies depending on the electrode material, but may be approximately 0.6. Are known.

また、真空中の絶縁破壊の確率分布は、正規分布となり、この時の標準偏差σが破壊電圧のばらつきを表わす。   Further, the probability distribution of dielectric breakdown in vacuum is a normal distribution, and the standard deviation σ at this time represents the variation in breakdown voltage.

ここで、図1に示した可動電極26に設けられた接点28bが開位置における絶縁性能の裕度は、50%破壊電圧をV50とすると、V50に対して2σを目安としている。これに対して、断路位置での絶縁性能の裕度は、信頼性や安全面を考慮しなければならないので、V50に対して3σの裕度を持たせることにする。3σは約0.1%の破壊確率となる。 Here, allowance of the insulation performance contact 28b provided in movable electrode 26 is in the open position shown in Figure 1, has a 50% breakdown voltage when the V 50, a guideline 2σ against V 50. On the other hand, since the tolerance of the insulation performance at the disconnection position must be considered in terms of reliability and safety, the margin of 3σ is given to V 50 . 3σ is a destruction probability of about 0.1%.

接点28a、28b間の破壊電圧ばらつきσは、接点材料、表面状態、遮断電流等によって大きく異なるが、10〜23%と考えられている。   The breakdown voltage variation σ between the contacts 28a and 28b varies greatly depending on the contact material, surface state, breaking current, etc., but is considered to be 10 to 23%.

図3は、上述の破壊電圧とギャップ長との関係から、3σを与えるギャップ長と2σを与えるギャップ長の比率(すなわち、dとdの比率)と破壊電圧のばらつき(標準偏差)σとの関係の一例を示す特性図である。 FIG. 3 shows the ratio between the gap length giving 3σ and the gap length giving 2σ (that is, the ratio between d 2 and d 1 ) and the breakdown voltage variation (standard deviation) σ from the relationship between the breakdown voltage and the gap length. It is a characteristic view which shows an example of a relationship.

標準偏差を10%とすると、ギャップ長の比率d/dは約1.3となり、標準偏差を23%とすると、ギャップ長の比率d/dは約2.6となる。 If the standard deviation is 10%, the gap length ratio d 2 / d 1 is about 1.3, and if the standard deviation is 23%, the gap length ratio d 2 / d 1 is about 2.6.

上述したように、ギャップ長の比率dとdを1.3〜2.6としていることにより、経済的で絶縁の信頼性の高い真空開閉装置を得ることができる。 As described above, the ratio d 2 and d 1 of the gap length by which a 1.3 to 2.6, it is possible to obtain a high vacuum switchgear reliable economical insulation.

一方、前述した図1に示す真空バルブ20において、固定電極24と可動電極26を包囲するアークシールド32と固定電極24および可動電極26との間のギャップ長をdとし、断路位置の接点28a、28b間のギャップ長をdとした場合、dとdとの関係がd=(0.35〜0.8)・dとなるようにしている。 On the other hand, in the vacuum valve 20 shown in FIG. 1 described above, the gap length between the arc shield 32 which surrounds fixed electrode 24 and movable electrode 26 and the fixed electrode 24 and movable electrode 26 and d 3, the contact 28a of the disconnected position , when the gap length between 28b was d 2, the relationship between the d 3 and d 2 is set to be d 3 = (0.35~0.8) · d 2.

以上のように構成した真空バルブ20においては、各ギャップ長d、dの関係を、d=(0.35〜0.8)・dとしていることにより、絶縁面から見た場合のアークシールドの最適位置が決まり、可動電極および固定電極の電界強度を低減することができる。 In the vacuum valve 20 configured as described above, when the relationship between the gap lengths d 2 and d 3 is d 3 = (0.35 to 0.8) · d 2 , when viewed from the insulating surface The optimum position of the arc shield is determined, and the electric field strength of the movable electrode and the fixed electrode can be reduced.

すなわち、図4は上述のdとdの比と固定電極24の端部の電界強度E1との関係の一例を示す特性図である。 That is, FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the ratio of d 3 and d 2 described above and the electric field intensity E 1 at the end of the fixed electrode 24.

図4において、縦軸の電界強度Ecは、固定電極24の材料を銅とした場合の破壊電界強度である。   In FIG. 4, the electric field strength Ec on the vertical axis is the breakdown electric field strength when the material of the fixed electrode 24 is copper.

ギャップ長の比率d/dが0.5以下になると、固定電極24とアークシールド32間のギャップ長で決まるため、電極端部の電界強度はギャップ長の比率d/dが小さくなるほど高くなる。 When the gap length ratio d 3 / d 2 is 0.5 or less, the gap length is determined by the gap length between the fixed electrode 24 and the arc shield 32. Therefore, the gap length ratio d 3 / d 2 is small in the electric field strength at the electrode end. It gets higher.

ギャップ長の比率d/dが0.35の時に、固定電極24の端部の電界強度が破壊電界強度に達している。 When the gap length ratio d 3 / d 2 is 0.35, the electric field strength at the end of the fixed electrode 24 reaches the breakdown electric field strength.

ギャップ長の比率d/dが0.8以上になると、固定電極24の端部の電界強度は電極間で決まるので、それ程低くならない。 When the gap length ratio d 3 / d 2 is 0.8 or more, the electric field strength at the end of the fixed electrode 24 is determined between the electrodes, and thus does not become so low.

また、ギャップ長の比率d/dが大きくなると、真空バルブ20の径が大きくなるので、ギャップ長の比率d/dはなるべく小さい方が価格面からは望ましい。 Further, when the gap length ratio d 3 / d 2 is increased, the diameter of the vacuum valve 20 is increased. Therefore, it is desirable from the viewpoint of price that the gap length ratio d 3 / d 2 is as small as possible.

従って、ギャップ長の比率dとdの比を0.35〜0.8としていることにより、真空バルブ20の外径を抑えて、絶縁特性の優れた真空バルブ20を得ることができる。 Therefore, the fact that a 0.35 to 0.8 the ratio of the ratio d 3 and d 2 of the gap length, while suppressing the outer diameter of the vacuum valve 20, it is possible to obtain an excellent vacuum valve 20 of the insulating properties.

次に、実施例4に係る真空開閉装置における真空バルブを図2、図3を参照して説明する。   Next, a vacuum valve in the vacuum switchgear according to Embodiment 4 will be described with reference to FIGS.

前述した図2に示す真空バルブ20において、開位置の接点28a、28b間のギャップ長をdとし、可動電極26に設けられた可動通電軸27と接地電極35との間のギャップ長をdとした場合、各ギャップ長dとdの関係が、d=(1.3〜1.8)・dとなるようにしている。 In vacuum interrupter 20 shown in FIG. 2 described above, the contact 28a of the open position, the gap length between 28b and d 1, the gap length between the movable current-carrying rod 27 and the ground electrode 35 provided on the movable electrode 26 d In the case of 5 , the relationship between the gap lengths d 5 and d 1 is d 5 = (1.3 to 1.8) · d 1 .

以上のように構成した真空バルブ20においては、各ギャップ長d、dの関係を、d=(1.3〜1.8)・dとしていることにより、可動側接点28bの開位置での接点間の絶縁と接地装置の絶縁の協調を図れ、信頼性を向上することができる。 In the vacuum valve 20 configured as described above, the relationship between the gap lengths d 1 and d 5 is d 5 = (1.3 to 1.8) · d 1 , thereby opening the movable contact 28b. The insulation between the contacts at the position and the insulation of the grounding device can be coordinated, and the reliability can be improved.

すなわち、接地位置での絶縁性能の裕度は、断路位置と同様に50%破壊電圧をV50とすると、V50に対して3σの裕度が必要になる。そして、開位置での絶縁性能の裕度は、V50に対して2σを目安としている。接地電極35は、電流遮断の責務がないので、電極表面の損傷は比較的少ない。 That is, tolerance of the insulation performance at the ground position, when the disconnected position as well as 50% breakdown voltage V 50 a, it is necessary to 3σ of tolerance with respect to V 50. The tolerance of the insulation performance at the open position is a guideline 2σ against V 50. Since the ground electrode 35 is not responsible for interrupting the current, the electrode surface is relatively less damaged.

本発明者等が、接地電極35と可動通電軸27の破壊電圧のばらつきを求める試験を行なったところ、標準偏差で表わすと10〜18%であった。   When the present inventors conducted a test for determining the variation in breakdown voltage between the ground electrode 35 and the movable conducting shaft 27, the standard deviation was 10 to 18%.

図3に示した3σを与えるギャップ長と2σを与えるギャップ長の比率(すなわち、d/d)と破壊電圧のばらつき(標準偏差)との関係から、ギャップ長の比率d/dが1.3〜1.8となる。 From the relationship between the gap length giving 3σ and the ratio of gap length giving 2σ (ie, d 5 / d 1 ) and the breakdown voltage variation (standard deviation) shown in FIG. 3, the gap length ratio d 5 / d 1 Becomes 1.3 to 1.8.

これにより、接地電極35と可動通電軸27との間の絶縁が断路位置の絶縁と協調がとれ、経済的で信頼性の高い真空開閉装置を得ることができる。   Thereby, the insulation between the ground electrode 35 and the movable conducting shaft 27 can be coordinated with the insulation at the disconnection position, and an economical and highly reliable vacuum switchgear can be obtained.

次に、実施例5に係る真空開閉装置における真空バルブを操作する操作機構を図5を参照して説明する。   Next, an operation mechanism for operating the vacuum valve in the vacuum switchgear according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG.

図5は、実施例1に係る真空開閉装置における操作機構の構成を示す縦断面図であり、図1の真空バルブに対応する。図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ閉位置、開位置、断路位置での構成を示している。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the operation mechanism in the vacuum switching apparatus according to the first embodiment, and corresponds to the vacuum valve of FIG. FIGS. 5A, 5B, and 5C show configurations at a closed position, an open position, and a disconnection position, respectively.

図5において、操作機構50は、2組の機構部60、70を直列に配置して構成している。   In FIG. 5, the operation mechanism 50 is configured by arranging two sets of mechanism portions 60 and 70 in series.

ここで、真空バルブ20に近い側から、遮断機構部60、断路機構部70とする。   Here, from the side close to the vacuum valve 20, the blocking mechanism 60 and the disconnecting mechanism 70 are used.

すなわち、遮断機構部60の可動軸61は、絶縁棒36を介して真空バルブ20の可動通電軸27と連結しており、断路機構部70の可動軸71は、遮断機構部60のフレーム62とネジ部71aで係合している。そして、係合長さSが、(d−d)以上となるようにしている。 In other words, the movable shaft 61 of the blocking mechanism portion 60 is connected to the movable energizing shaft 27 of the vacuum valve 20 via the insulating rod 36, and the movable shaft 71 of the disconnecting mechanism portion 70 is connected to the frame 62 of the blocking mechanism portion 60. The threaded portion 71a is engaged. The engagement length S is set to (d 2 -d 1 ) or more.

また、操作機構50は、図5から明らかなように、可動通電軸27の軸上であって、直線的に配置されている。そして、閉位置、開位置、断路位置の3位置が形成される。   Further, as apparent from FIG. 5, the operation mechanism 50 is linearly disposed on the movable energizing shaft 27. And three positions, a closed position, an open position, and a disconnection position, are formed.

一方、図2に対応する真空バルブの操作機構50は、断路機構部70のネジ部71aと遮断機構部60のフレーム62との係合長さSが、(d−d)以上となるようにしている。 On the other hand, in the vacuum valve operating mechanism 50 corresponding to FIG. 2, the engagement length S between the threaded portion 71 a of the disconnecting mechanism portion 70 and the frame 62 of the blocking mechanism portion 60 is equal to or greater than (d 6 −d 1 ). I am doing so.

そして、接地位置を含めた4位置が形成される。   Then, four positions including the ground contact position are formed.

上述したように、操作機構50を可動通電軸27の軸上に配置しているので、操作力を直接、可動通電軸27に伝達することができ、操作力のロスが少なく、簡素で信頼性が高い操作機構を備えた真空開閉装置を実現することができる。   As described above, since the operation mechanism 50 is disposed on the axis of the movable energizing shaft 27, the operating force can be directly transmitted to the movable energizing shaft 27, and there is little loss of the operating force, which is simple and reliable. A vacuum switchgear having a high operating mechanism can be realized.

本発明による真空開閉装置における真空バルブの実施例1を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows Example 1 of the vacuum valve in the vacuum switchgear by this invention. 本発明による真空開閉装置における真空バルブの実施例2を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows Example 2 of the vacuum valve in the vacuum switchgear by this invention. 同実施例1および実施例2における作用をそれぞれ説明するための特性図。The characteristic view for demonstrating each effect | action in the Example 1 and Example 2. FIG. 同実施例1および実施例2における作用をそれぞれ説明するための特性図。The characteristic view for demonstrating each effect | action in the Example 1 and Example 2. FIG. 本発明による真空開閉装置における真空バルブの実施例5を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows Example 5 of the vacuum valve in the vacuum switchgear by this invention. 従来の代表的なキュービクル形ガス絶縁開閉装置の構成例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the structural example of the conventional typical cubicle type gas insulated switchgear.

符号の説明Explanation of symbols

1 開閉装置の箱体
1a 受電室
1b 遮断器室
1c 母線室
2 SFガス
3 ケーブルヘッド
4 避雷器
5 検電がいし
6 断路器
7 接続導体
8 変流器
9 ケーブル
10a、10b スペーサ
11 遮断器
12 接続母線
13 操作機構
14a、14b 制御箱
20 真空バルブ
21 絶縁円筒
22 固定側
23 可動側
24 固定電極
25 固定通電軸
26 可動電極
27 可動通電軸
28a 固定接点
28b 可動側接点
29 ベローズ
32 アークシールド
35 接地電極
36 絶縁棒
50 操作機構
60 遮断機構部
61、71 可動軸
62 フレーム
70 断路機構部
71a ネジ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switchgear box 1a Power receiving chamber 1b Breaker chamber 1c Busbar chamber 2 SF 6 Gas 3 Cable head 4 Lightning arrester 5 Electric detection insulator 6 Disconnector 7 Connection conductor 8 Current transformer 9 Cable 10a, 10b Spacer 11 Breaker 12 Connection Busbar 13 Operating mechanism 14a, 14b Control box 20 Vacuum valve 21 Insulating cylinder 22 Fixed end plate 23 Movable end plate 24 Fixed electrode 25 Fixed energizing shaft 26 Movable electrode 27 Movable energizing shaft 28a Fixed side contact 28b Movable side contact 29 Bellows 32 Arc shield 35 Ground electrode 36 Insulating rod 50 Operating mechanism 60 Interrupting mechanism parts 61, 71 Movable shaft 62 Frame 70 Disconnecting mechanism part 71a Screw part

Claims (1)

絶縁媒体を封入した絶縁容器の両端が金属部材で気密に封着された真空バルブ本体内に、
前記一方の金属部材を貫通して金属部材に固着された固定電極と、
前記他方の金属部材を可動通電軸が移動できるように貫通すると共にベローズを介して前記可動通電軸に固着され、且つ前記固定電極に対向するように設けられた可動電極と、
前記可動電極の反固定電極側に設けられると共に、前記可動通電軸と対向し、且つ対向する部分の内径が前記可動電極の外径よりも小さい接地電極と、
前記接地電極と前記両端の金属部材との間にそれぞれ配置され、前記絶縁容器を構成する二つの絶縁筒と、
前記可動電極を、前記固定電極の接点と接触している閉位置、開位置、断路位置、および前記接地電極と接触している接地位置の4位置に連続的に直線移動させると共に、前記可動電極と直列配置された操作機構とを備えてなることを特徴とする真空開閉装置。
In the vacuum valve body in which both ends of the insulating container enclosing the insulating medium are hermetically sealed with metal members,
A fixed electrode penetrating the one metal member and fixed to the metal member;
With penetrating the other metal member such that the movable current-carrying rod can move, is fixed to the movable current-carrying rod via a bellows, and a movable electrode provided and to face the fixed electrode,
Rutotomoni provided opposite to the fixed electrode side of the movable electrode, to face the movable current-carrying rod, and the smaller the ground electrode than the outer diameter of the inner diameter of the opposite portions said movable electrode,
Two insulating cylinders arranged between the ground electrode and the metal members at both ends, constituting the insulating container;
It said movable electrode, a closed position in contact with the contacts of the fixed electrode, an open position, disconnected position, and when continuously linearly moving the 4 position of the ground position in contact with the ground electrode both the movable A vacuum switchgear comprising an operation mechanism arranged in series with an electrode.
JP2004272210A 2004-09-17 2004-09-17 Vacuum switchgear Expired - Fee Related JP4011050B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004272210A JP4011050B2 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Vacuum switchgear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004272210A JP4011050B2 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Vacuum switchgear

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33710798A Division JP3664899B2 (en) 1998-11-27 1998-11-27 Vacuum switchgear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004356109A JP2004356109A (en) 2004-12-16
JP4011050B2 true JP4011050B2 (en) 2007-11-21

Family

ID=34056577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004272210A Expired - Fee Related JP4011050B2 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Vacuum switchgear

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4011050B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7186942B1 (en) * 2006-02-23 2007-03-06 Eaton Corporation Three-position vacuum interrupter disconnect switch providing current interruption, disconnection and grounding
JP4906892B2 (en) * 2009-08-12 2012-03-28 株式会社日立製作所 Switchgear
CN101807488A (en) * 2010-04-21 2010-08-18 山东晨鸿电气有限公司 Three-position device of vacuum interrupter
JP7263623B2 (en) * 2019-09-10 2023-04-24 エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド Contact monitoring device for vacuum circuit breaker and vacuum circuit breaker having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004356109A (en) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3664899B2 (en) Vacuum switchgear
EP2568493B1 (en) High-Voltage switching device
KR100846223B1 (en) Medium Voltage Switch-gear
JP2001222935A (en) Vacuum breaker
KR20150093422A (en) Gas insulated switchgear having shoten conductor
KR101819063B1 (en) Cubicle-type gas-insulated switching apparatus
EP1121739A1 (en) Gas-insulated switching device
JP4011050B2 (en) Vacuum switchgear
SE440573B (en) CAPSLAT STELLVERK
JP3623333B2 (en) Substation equipment
JPH11164429A (en) Disconnector with grounding device
EP3843117B1 (en) Load-break switch without sf6 gas having a vacuum circuit interrupter for medium-voltage switching systems
JP2002093293A (en) Vacuum valve for disconnecting switch
JP2007305524A (en) Switching arrangement
JP4434529B2 (en) Switchgear
JP2003308767A (en) Vacuum switch
JP2012033363A (en) Insulator type switchgear
US11302499B1 (en) Vacuum circuit breaker
JP2016163499A (en) Switchgear
CN103165337B (en) Circuit breaker and insulating method thereof
JP5161608B2 (en) Gas circuit breaker
JP2006087260A (en) Gas insulated switching device
JP2003257292A (en) Vacuum insulated circuit breaker device
JP2866428B2 (en) Puffer type gas circuit breaker
JP2001312948A (en) Switching device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040917

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050418

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070831

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070904

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130914

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees