JP4271250B2 - 真空絶縁スイッチ及び真空絶縁スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は、真空絶縁スイッチ及び真空絶縁スイッチギヤに係り、更に詳しくは、遮断、断路機能を有する真空２点切り３位置型の真空絶縁スイッチ及びこの真空絶縁スイッチを備えた真空絶縁スイッチギヤに関する。

近年の受変電設備では、そのユーザの要求が多様化している。即ち、例えば、需要先では、その使用目的により、負荷の種類、運転条件が異なっているので、その要求する安全性、信頼性、運転保全及び将来の負荷の増加を考慮して配電系統を計画するが、この配電計画において、受変電設備を構成する遮断器、断路器、接地開閉器等の制御及び電圧、電流、電力等の監視計測に関しても、配慮しなければならない。

この場合、前記機器、その制御及び監視計測等の機器の設置空間を如何に小さくして、その設置のための投資を抑えることができるかが、１つの課題となっている。この課題を解決するために、遮断断路機能を有する真空２点切り３位置型の開閉器がある（例えば、特許文献１参照。）。

上述した真空２点切り３位置型の開閉器は、絶縁筒を備える真空容器内に、２つの固定接点とこれに接離する２つの可動接点を収納し、２点切りを構成している。２つの可動接点を連結している可動導体には、真空絶縁操作ロッドが連結されている。この真空絶縁操作ロッドは、金属ベローズを介して、真空容器外に導出され、ガイド部で案内されている
操作ロッドに連結されている。この操作ロッドは、操作装置によって操作される操作ロッドに連結している。操作装置による回動動作は、操作ロッド及び真空絶縁操作ロッドによって直線動に変換されて、一方の可動接点及び他方の可動接点は、通電するための閉位置、電流を遮断するための開位置、および雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置の３位置に操作される。

特開２００７−１４０８６号公報（段落００２４−段落００３０．図５）

上述した真空２点切り３位置型の開閉器においては、２つの可動接点をそれぞれの固定接点に接触力を均等に与えるために、操作ロッドを金属ベローズの近傍位置に配置したガイド部により、往復動可能に支持する構成を採用している。

しかしながら、各部品の寸法、組付時の誤差等により、一方の可動接点とその固定接点との接圧と、他方の可動接点とその固定接点との接圧との間に接圧差を生じることがある。このような接圧差が発生すると、一方の可動接点とその固定接点、及び操作ロッドとガイド部で接触圧を受ける。特に、操作ロッドとガイド部とには、局部的な接触圧を生じるため、操作ロッドへの操作力として、前述した局部的な接触圧に打ち勝つために、大きな操作力が必要になる。その結果、操作装置を大型化しなければならないという憾みがある。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、操作ロッドとガイド部との間の局部的な接触圧の発生を抑え、２つの可動接点をそれぞれの固定接点に均等な接触力で接触させることができる遮断、断路機能を有する真空２点切り３位置型の真空絶縁スイッチ及びこの真空絶縁スイッチを備えた真空絶縁スイッチギヤを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、真空容器と、この真空容器内に収納した２つの固定接点とこれに接離する２つの可動接点、前記２つの可動接点に連結した真空絶縁操作ロッドと、金属ベローズを介して、前記真空絶縁操作ロッドに連結した操作ロッドと、前記操作ロッドを案内するガイド部とを備える真空絶縁スイッチにおいて、前記ガイド部と前記操作ロッドとの間に、前記可動接点投入時に生じる前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段を備え、前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段は、前記ガイド部の内面に対して隙間を形成するように、前記操作ロッドに形成した小径部を備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記可動接点の開、断路時に、前記ガイド部の内面に摺接する大径部を、前記操作ロッドに更に形成したことを特徴とする。

更に、第３の発明は、真空容器と、この真空容器内に収納した２つの固定接点とこれに接離する２つの可動接点、前記２つの可動接点に連結した真空絶縁操作ロッドと、金属ベローズを介して、前記真空絶縁操作ロッドに連結した操作ロッドと、前記操作ロッドを案内するガイド部とを備える真空絶縁スイッチにおいて、前記ガイド部と前記操作ロッドとの間に、前記可動接点投入時に生じる前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段を備え、前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段は、前記ガイド部の内面を前記操作ロッドに対して隙間を形成し、前記ガイド部の上側内面と下側内面とに、環状の溝をそれぞれ設け、前記各環状の溝に、前記操作ロッドの外周面に当接するように、環状の弾性体をそれぞれ設けたことを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかに記載の真空絶縁スイッチを備えたことを特徴とする真空絶縁スイッチギヤにある。

本発明によれば、操作ロッドとガイド部との間の局部的な接触圧の発生を抑え、２つの可動接点をそれぞれの固定接点に均等な接触力で接触させることができる遮断、断路機能を有する真空２点切り３位置型の真空絶縁スイッチ及びこの真空絶縁スイッチを備えた真空絶縁スイッチギヤを提供することができるので、その操作装置の大型化を抑えることができるとともに、通電性能も向上し、その信頼性を更に高めることができる。

以下、本発明の真空絶縁スイッチの実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を示す縦断面図、図２は、図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段を拡大して示す断面図である。

図１において、真空２点切り３位置型の真空絶縁スイッチ１は、絶縁筒２を備える真空容器３と、真空容器３内にそれぞれ収納された２つの固定接点４Ａ，４Ｂと、それらの可動接点５Ａ，５Ｂとを備えており、２点切りを構成している。

図１の左側における一方の固定接点４Ａは、フィーダ盤として構成する場合、例えば母線に接続され、図１の右側における一方の固定接点４Ｂは、フィーダを介してケーブルヘッドに接続される。また、双方の固定接点４Ａ，４Ｂ及び可動接点５Ａ，５Ｂを含む近傍周囲は、アークシールド６で覆われている。

可動接点５Ａ，５Ｂは、ステンレスなどの高温で焼鈍されない金属で補強された可動導体７で連結されている。この可動導体６には、真空絶縁操作ロッド８が連結されている。この真空絶縁操作ロッド８は、真空容器３の上部の開口に設けた金属ベローズ９を介して、真空容器３外に導出され、操作ロッド１０に連結されている。この操作ロッド１０には、ピン軸１１によって連結ロッド１２の一方端が連結されている。

連結ロッド１２の他方端は、ピン軸１３によって操作レバー１４の一方端に連結されている。操作レバー１４の中間部は、固定軸１５に回動可能に設けられている。操作レバー１４の他方端は、連結ロッド１６を介して、例えば電磁石等の操作機構１７に連結されている。

可動接点５Ａ，５Ｂは、操作機構１７による操作レバー１４の反時計回りの回動によって、図１に示す通電するための閉位置、この閉位置より上方の位置にて停止され、電流を遮断するための開位置、およびこの開位置より上方の位置にて停止され、雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置の３位置に停止保持される。

真空容器３の上部の開口には、ガイド部保持部１８が設けられている。このガイド部保持部１８には、操作ロッド１０を案内するガイド部１９が設けられている。このガイド部１９と操作ロッド１０との間には、各可動接点５Ａ，５Ｂを各固定接点４Ａ，４Ｂに均等に接圧させるに際して、各部品の寸法、組付時の誤差等により生じる、操作ロッド１０の傾きを持った移動（図１の紙面上、左右方向の移動）を許容する手段、即ち、可動接点５Ａ，５Ｂの投入時に生じる操作ロッド１０の芯ずれを許容する手段２０が、設けられている。

この操作ロッド１０の芯ずれを許容する手段２０は、図２にその詳細を示すように、ガイド部１９の内面に対して可動接点５Ａ，５Ｂの投入時に生じる操作ロッド１０の芯ずれを許容する隙間Ｃを形成するように、操作ロッド１０に形成した下側の小径部２０Ａと、操作ロッド１０に形成した上側の小径部２０Ｂとを備えている。

本発明においては、上述した操作ロッド１０に形成した下側の小径部２０Ａと、上側の小径部２０Ｂとを備えることにより、その課題を解決することができるが、可動接点５Ａ，５Ｂが切り位置（開位置）、及び断路位置になったときに、操作ロッド１０をガイド部１９の内面に摺接させて、保持するために、操作ロッド１０における下側の小径部２０Ａの下側には、ガイド部１９の内面に摺接する下側の大径部２１Ａを、また、操作ロッド１０における下側の小径部２０Ａと上側の小径部２０Ｂとの間には、ガイド部１９の内面に摺接する上側の大径部２１Ｂを設けることが好ましい。

この例においては、操作ロッド１０に上側の大径部２１Ｂを設けた関係上、操作ロッド１０の傾動時に大径部２１Ｂとガイド部１９の内面との干渉をさけるために、ガイド部１９の内面に環状の凹み部２１Ｃを形成している。

次に、上述した本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態の動作を図１乃至図４を用いて説明する。
図３は、図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する、切位置のときの操作ロッドの芯ずれを許容する手段の動作状態を拡大して示す断面図、図４は、図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する、断路位置のときの操作ロッドの芯ずれを許容する手段の動作状態を拡大して示す断面図である。

図３に示す切位置、及び図４に示す断路位置のとき、操作ロッド１０は、これに形成した下側の大径部２１Ａ、及び上側の大径部２１Ｂが、ガイド部１９の内面に摺接し、操作ロッド１０のガイド部１９の内面での径方向の移動が抑えられている。

この切位置、又は断路位置の状態から、可動接点５Ａ，５Ｂが固定接点４Ａ，４Ｂに向けて投入される場合において、操作ロッド１０は、図１において下方に移動するが、この操作ロッド１０の下方向への移動により、操作ロッド１０に形成した下側の小径部２０Ａと、上側の小径部２０Ｂとにより、ガイド部１９の内面との間に、隙間Ｃが形成される。

この隙間Ｃの形成により、各部品の寸法、組付時の誤差等により、操作ロッド１０がガイド部１９の内面に対して、傾き（図１の紙面上、左右方向の傾き）を持って下方向に移動しても、操作ロッド１０の外周面が、ガイド部１９の内面に局部的に摺接することを防止することができる。即ち、操作ロッド１０の芯ずれを許容することができる。

また、この操作ロッド１０の芯ずれが許容されることで、可動接点５Ａ，５Ｂを固定接点４Ａ，４Ｂにそれぞれ均等に接触させることができる。

この実施の形態によれば、操作ロッド１０の芯ずれによるガイド部１９の内面への局部的な接触圧を防止することができるので、ガイド部１９及びこのガイド部１９を支持する真空容器１に対する偏荷重が作用せず、その強度向上を配慮する必要がない。

また、可動接点５Ａ，５Ｂを固定接点４Ａ，４Ｂにそれぞれ均等に接触させることができるので、通電不良、及び接触不良による電極の消耗等が改善され、その信頼性を向上させることができる。

図５は、本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の他の例を示す縦断面図で、この図において、図１及び図２と同一符号のものは、同一または相当する部分である。
この実施の形態においては、操作ロッドの芯ずれを許容する手段２０は、ガイド部保持部１８を、真空容器１に固定するフランジ部１８Ａと、このフランジ部１８Ａに一体に形成したガイド保持筒部１８Ｂとで構成し、このガイド保持筒部１８Ｂの内側と気中絶縁操作ロッド１０の外周面との間に、操作ロッド１０を案内する筒状のガイド部１９を設け、この筒状のガイド部１９の外周側上部及び外周側下部とに溝１９Ａ、１９Ａを設け、この溝１９Ａ、１９Ａにゴム等の環状の弾性体２２を設けたものである。ガイド部保持部１８のフランジ部１８Ａの上面には、蓋体２３がボルト２４によってフランジ部１８Ａに固定されている。

この実施の形態においては、操作ロッド１０がガイド部１９の内面に対して、傾きを持って下方向に移動しても、ガイド部１９は弾性体２２によりガイド保持筒部１８Ｂ内で傾動するので、操作ロッド１０の外周面が、ガイド部１９の内面に局部的に摺接することを防止することができる。即ち、操作ロッド１０の芯ずれを許容することができる。また、この操作ロッド１０の芯ずれが許容されることで、可動接点５Ａ，５Ｂを固定接点４Ａ，４Ｂにそれぞれ均等に接触させることができる。

図６は、本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の更に他の例を示す縦断面図で、この図において、図１、図２、図５と同一符号のものは、同一または相当する部分である。
この実施の形態において、操作ロッドの芯ずれを許容する手段２０は、ガイド部１９の上側内面と下側内面とに、溝１９Ａ、１９Ａを設け、この溝１９Ａ、１９Ａにゴム等の環状の弾性体２２を設け、弾性体２２が操作ロッド１０の外周面に接触するようにしたものである。

この実施の形態においても、弾性体２２の変形により、前述した実施の形態と同様に、操作ロッド１０の芯ずれを許容することができる。また、この操作ロッド１０の芯ずれが許容されることで、可動接点５Ａ，５Ｂを固定接点４Ａ，４Ｂにそれぞれ均等に接触させることができる。

図７は、本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の更に他の例を示す縦断面図で、この図において、図１、図２、図５と同一符号のものは、同一または相当する部分である。
この実施の形態において、操作ロッドの芯ずれを許容する手段２０は、ガイド部保持部１８におけるガイド保持筒部１８Ｂ内に、筒状のガイド部１９を設け、このガイド部１９の外周面とガイド保持筒部１８Ｂの内面との間に、ばね２３，２３を対向して設け、ガイド部１９の内側面が操作ロッド１０の外面に摺接するようにしたものである。

この実施の形態においても、ガイド部１９の傾動により、前述した実施の形態と同様に、操作ロッド１０の芯ずれを許容することができる。また、この操作ロッド１０の芯ずれが許容されることで、可動接点５Ａ，５Ｂを固定接点４Ａ，４Ｂにそれぞれ均等に接触させることができる。

この実施の形態においては、操作ロッド１０の横断面を円形とし、ガイド部１９の横断面も同様に円形にしているが、外力の作用によるガイド部１９の操作ロッド１０回りの回転を抑えるために、操作ロッド１０における図７の紙面上、直交する方向の外周面に、対向する２つの平面を形成し、この平面に接する平面をガイド部１９の内面に形成することも可能である。この構成によれば、ガイド部１９の操作ロッド１０回りの回転を抑えられるので、ばね２３の脱落、変形等及び金属ベローズ９のねじれを防止することができる。

なお、上述の実施の形態においては、可動接点５Ａ，５Ｂを固定電極４Ａ，４Ｂに対して上側に配置したスイッチについて説明したが、可動接点５Ａ，５Ｂを固定電極４Ａ，４Ｂに対して下側に配置したスイッチについても、本発明を適用することができる。

また、上述の実施の形態においては、真空絶縁スイッチについて説明したが、本発明は、真空絶縁スイッチ１と、負荷の保守点検を行う際に作業者の安全を確保するための断路器と接地開閉器と、系統電圧電流の検出装置と、更に保護ルレーなどを筐体内に収納した真空絶縁スイッチギヤにも適用することができる。

本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を示す縦断面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する気中絶縁操作ロッドの芯ずれを許容する手段を拡大して示す断面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する、切位置のときの操作ロッドの芯ずれを許容する手段の動作状態を拡大して示す断面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する、断路位置のときの操作ロッドの芯ずれを許容する手段の動作状態を拡大して示す断面図である。 本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の他の例を示す縦断面図である。 本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の更に他の例を示す縦断面図である。 本発明の真空絶縁スイッチの一実施の形態を構成する操作ロッドの芯ずれを許容する手段の他の例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 真空２点切り３位置型の真空絶縁スイッチ
２ 絶縁筒
３ 真空容器
４Ａ，４Ｂ 固定接点
５Ａ，５Ｂ 可動接点
６ アークシールド
７ 可動導体
８ 真空絶縁操作ロッド
９ 金属ベローズ
１０ 操作ロッド
１７ 操作機構
１８ ガイド部保持部
１９ ガイド部
２０ 操作ロッドの芯ずれを許容する手段
２０Ａ，２０Ｂ 小径部
２１Ａ，２１Ｂ 大径部
２１Ｃ 環状の凹み部

Claims (4)

1. 真空容器と、この真空容器内に収納した２つの固定接点とこれに接離する２つの可動接点、前記２つの可動接点に連結した真空絶縁操作ロッドと、金属ベローズを介して、前記真空絶縁操作ロッドに連結した操作ロッドと、前記操作ロッドを案内するガイド部とを備える真空絶縁スイッチにおいて、
   前記ガイド部と前記操作ロッドとの間に、前記可動接点投入時に生じる前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段を備え、
   前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段は、前記ガイド部の内面に対して隙間を形成するように、前記操作ロッドに形成した小径部を備えた
   ことを特徴とする真空絶縁スイッチ。
2. 請求項１に記載の真空絶縁スイッチにおいて、
   前記可動接点の開、断路時に、前記ガイド部の内面に摺接する大径部を、前記操作ロッドに更に形成したことを特徴とする真空絶縁スイッチ。
3. 真空容器と、この真空容器内に収納した２つの固定接点とこれに接離する２つの可動接点、前記２つの可動接点に連結した真空絶縁操作ロッドと、金属ベローズを介して、前記真空絶縁操作ロッドに連結した操作ロッドと、前記操作ロッドを案内するガイド部とを備える真空絶縁スイッチにおいて、
   前記ガイド部と前記操作ロッドとの間に、前記可動接点投入時に生じる前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段を備え、
   前記操作ロッドの芯ずれを許容する手段は、前記ガイド部の内面を前記操作ロッドに対して隙間を形成し、前記ガイド部の上側内面と下側内面とに、環状の溝をそれぞれ設け、前記各環状の溝に、前記操作ロッドの外周面に当接するように、環状の弾性体をそれぞれ設けた
   ことを特徴とする真空絶縁スイッチ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の真空絶縁スイッチを備えたことを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。

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