JP4288648B2

JP4288648B2 - Vacuum switchgear

Info

Publication number: JP4288648B2
Application number: JP2002206724A
Authority: JP
Inventors: 拓也清野; 賢治土屋; 悟梶原; 将人小林; 修一喜久川; 芳樹坂本; 大介菅井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: JP2004056841A

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、ＳＦ_６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ＳＦ_６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、強度を高めることができる真空スイッチギヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、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または固定電極ロッドに接続される１または２以上の母線導体と、前記各開閉器の可動電極ロッドに連結されてその一部が前記真空容器外の操作器に連結され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負荷側ロッドと、前記真空容器の内外に亘って配置されて前記各負荷側ロッドの周囲を覆うセラミック製の複数の絶縁性ブッシングと、前記絶縁性ブッシング軸方向の前記固定電極側の前記絶縁性ブッシングの端面に接合された導電性の支持部材とを備え、前記絶縁性ブッシングは、前記真空容器内に、前記絶縁性ブッシングが貫通する前記真空容器の壁面に近い側の外径が、遠い側の外径より細くなるような段部を有し、前記負荷側ロッドは、前記開閉器の固定電極ロッドに前記導電性の支持部材を介して接合され、前記絶縁性ブッシングの前記段部と前記真空容器壁面との間には前記絶縁性ブッシングを前記真空容器壁面に支持する支持リングが配置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。
【００１０】
（１）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。
【００１１】
（２）前記絶縁性ブッシングの端面に接合された前記支持部材は、前記端面側に同心円状の複数の溝が形成されてなる。
【００１２】
前記手段によれば、各絶縁性ブッシングの一部を真空容器内において真空容器の壁面で保持するようにしたので、投入時に、各電極からの衝撃力が絶縁性ブッシングに作用しても、衝撃力を真空容器の壁面で受けることができ、各絶縁性ブッシングが劣化するのを防止できるとともに、各絶縁性ブッシングの強度を高め、信頼性の向上に寄与することが可能になる。
【００１３】
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り、絶縁ブッシングの小型化とともに、真空スイッチギヤの小型化を図ることが可能になる。
【００１４】
また、各絶縁性ブッシングの真空容器内に位置する外周部分に、真空容器の壁面に近い側の外径が遠い側の外径より細くなるような段部を有し、段部と真空容器内の壁面との間には支持部材が配置され、かつ、各絶縁性ブッシングは、支持部材を介して各開閉器の可動電極が固定電極に投入する際に生じる押圧力のみを真空容器の壁面で保持するように支持されているので、投入時に、各電極からの衝撃力が負荷側ロッドを介して絶縁性ブッシングに作用しても、衝撃力を真空容器の壁面で受けることができ、各絶縁性ブッシングが劣化するのを防止できるとともに、各絶縁性ブッシングの強度を高めることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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１９６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。
【００２８】
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１９６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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、支持ロッド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。
【００３１】
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の両端側における電流の向きは互いに逆方向となる。このため、各湾曲部１６４ｃ、１６４ｄを流れる電流によって発生する電磁力は、湾曲部１６４ｃ、１６４ｄの両端側をそれぞれ互いに離す方向に作用する。この結果、この電磁力により、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各絶縁性ブッシングの一部を真空容器内において真空容器の壁面で保持するようにしたので、投入時に、各電極からの衝撃力が負荷側ロッドを介して絶縁性ブッシングに作用しても、衝撃力を真空容器の壁面で受けることができ、各絶縁性ブッシングが劣化するのを防止することができるとともに、各絶縁性ブッシングの強度を高めることができ、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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum switchgear, and more particularly, to a vacuum switchgear that includes a plurality of switches housed in a vacuum vessel and is suitable for use as power distribution equipment for a power system.
[0002]
[Prior art]
Among the power systems, the distribution system is provided with a switch gear as one element of the power receiving and distribution equipment. Conventionally, as this type of switchgear, many air-insulated switches have been adopted, but in order to reduce the size, SF is used as an insulating medium.₆A gas insulation type using a gas has been adopted. However, the insulating medium is SF₆Since the use of gas may adversely affect the environment, in recent years, a vacuum insulation type using vacuum insulation has been proposed as an insulation medium.
[0003]
As a vacuum-insulated switchgear, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-268685, there is a main circuit opening / closing section in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged to face each other in a vacuum vessel. Multiple pairs are housed, the movable electrode is connected to the bus-side conductor, the fixed electrode is connected to the load-side conductor, each main circuit switching part is covered with an arc shield, and each bus-side conductor is connected via a flexible conductor It is configured to be. According to this switch gear, since the vacuum insulation method is adopted, the insulation distance can be shortened compared with the gas insulation method, and the switch gear can be made compact.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, since each main circuit opening / closing part is covered with an arc shield, a trip operation is performed in the event of a short-circuit accident or the like, and when the movable electrode and the fixed electrode are separated, the metal vapor is discharged from each electrode. Even if this occurs, the metal vapor can be shielded by the arc shield. However, when a part of the metal vapor is scattered from the gap of the arc shield and adheres to the vacuum vessel while the vacuum vessel is grounded, a current flows from the electrode to the grounding point via the metal vapor and the vacuum vessel, and the ground. An entanglement will occur.
[0005]
In the prior art, the load-side conductor is connected to the load-side electrode rod, a part of the load-side electrode rod is protruded from the vacuum vessel, and the protruding portion is covered with the cylindrical insulator. Is fixed to the wall surface of the vacuum container, the other end is sealed with a sealing member, and a vacuum gap is formed between the cylindrical insulator and the load-side electrode rod. That is, a vacuum gap is provided between the cylindrical insulator and the load-side electrode rod in order to reduce electric field concentration caused by the difference in dielectric constant between the metal and the insulator.
[0006]
However, even if a vacuum gap is formed between the cylindrical insulator and the load side electrode rod, it is necessary to increase the vacuum gap in order to alleviate electric field concentration. The diameter of the entire cable head is increased, the occupation space is increased and workability is reduced. Moreover, when the switch is turned on, the impact generated when the movable electrode comes into contact with the fixed electrode is transmitted to the sealing member via the load side electrode rod, and tensile forces in opposite directions are applied to the sealing member and the cylindrical insulator, respectively. It acts, and there exists a possibility that the intensity | strength of the joint surface of a cylindrical insulator and a sealing member may fall.
[0007]
The subject of this invention is providing the vacuum switchgear which can raise intensity | strength.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention provides a vacuum vessel to be grounded, a movable electrode held by a movable electrode rod, and a fixed electrode held by a fixed electrode rod facing each other in the vacuum vessel. A plurality of accommodated switches, one or more bus conductors connected to the movable electrode rod or fixed electrode rod of each switch, and a part of the switch connected to the movable electrode rod of each switch A plurality of operating rods connected to an operating device outside the vacuum vessel; a plurality of load-side rods connected to the fixed electrode rod of each switch and partially protruding out of the vacuum vessel; and the vacuum A plurality of ceramic insulating bushings that are arranged over the inside and outside of the container and cover the periphery of each load side rod, and the fixed electrode side in the axial direction of the insulating bushingOf the insulating bushingA conductive support member joined to an end face, and the insulating bushing is placed in the vacuum vessel,The insulating bushing penetratesThe outer diameter of the vacuum vessel near the wall surface has a stepped portion that is thinner than the outer diameter of the far side, and the load side rod has the conductive support member attached to the fixed electrode rod of the switch. And a support ring for supporting the insulating bushing on the wall surface of the vacuum vessel is arranged between the step portion of the insulating bushing and the wall surface of the vacuum vessel. is there.
[0009]
In configuring each of the vacuum switch gears, the following elements can be added.
[0010]
(1) A conductive film is formed on a surface of the plurality of insulating bushings facing the load-side rods.
[0011]
(2)The support member joined to the end face of the insulating bushing has a plurality of concentric grooves formed on the end face side.
[0012]
  Said meansSince a part of each insulating bushing is held by the wall surface of the vacuum vessel in the vacuum vessel, even if the impact force from each electrode acts on the insulating bushing at the time of loading, the impact force is reduced. It can be received on the wall of the vacuum vessel, and each insulating bushing will deteriorate.Can preventIn addition, the strength of each insulating bushingIncrease,It becomes possible to contribute to the improvement of reliability.
[0013]
In addition, by forming a conductive film on the surface of each insulating bushing that faces each load side rod, the conductive film forming surface of the insulating bushing can have the same potential as the load side rod. And the vacuum gap between the load side rods can be minimized. In other words, the insulating gap between the insulating bushing and the load side rod, for example, when a ceramic material is used as the insulating bushing, it is only necessary to have a gap corresponding to the difference in thermal expansion between the ceramic material and the metal conductor. Thus, it is possible to reduce the size of the vacuum switchgear as well as the size of the insulating bushing.
[0014]
  Also,Each insulating bushing has a step portion on the outer peripheral part located in the vacuum vessel, the outer diameter on the side close to the wall surface of the vacuum vessel is thinner than the outer diameter on the far side, and the step portion and the wall surface in the vacuum vessel A supporting member is disposed between the insulating bushings, and each insulating bushing holds only the pressing force generated when the movable electrode of each switch is applied to the fixed electrode via the supporting member on the wall surface of the vacuum vessel. Even when the impact force from each electrode acts on the insulating bushing via the load side rod at the time of loading, the impact force can be received on the wall surface of the vacuum vessel. Can be prevented, and the strength of each insulating bushing can be increased.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional front view of an essential part showing an embodiment of a vacuum switch gear according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the vacuum switch gear shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the vacuum switch gear shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of the vacuum switchgear shown in FIG. 1 to 4, the vacuum switch gear includes a stainless steel vacuum vessel 10 as one element of power receiving and distribution equipment in the power distribution system. The vacuum vessel 10 includes an upper plate member 12, a lower plate member 14, and a side plate member 16. The periphery (edge) of each plate member is joined to each other by welding, and each side portion has a thin plate thickness. Even so as to withstand vacuum pressure, it is drawn into a corrugated shape and grounded together with the equipment body. In addition, although the thing for three phases is accommodated in the vacuum vessel 10 as an element which comprises a vacuum switchgear, in this embodiment, only one phase is shown as a container of each phase separation.
[0016]
An exhaust pipe 18 and a vacuum measurement terminal 20 are fixed to the upper plate member 12, and through holes 22, 24, 26, 28 and 30 are formed. A grounding operation rod 32 is inserted into the through-hole 22 so as to freely reciprocate (up and down), and switch operating rods 34 and 36 are inserted into the through-holes 24 and 26 so as to freely reciprocate (up and down). 28, a folding support rod 38 is inserted so as to be able to reciprocate (up and down), and a switch operating rod 40 is inserted into the through hole 30 so as to be able to reciprocate (up and down). On the other hand, through holes 42, 44, 46 are formed in the lower plate member 14, the # 1 cable head 48 is inserted into the through hole 42, and the # 2 cable head 50 is inserted into the through hole 44, A # 3 cable head 52 is inserted into the through hole 46.
[0017]
The inside of the vacuum vessel 10 is evacuated through an exhaust pipe 18, and grounding switches 54 and 56, disconnecting switches 58 and 60, and circuit breakers are provided inside the vacuum vessel 10 as switches. 62 is housed, and copper ground bus conductors (ground buses) 64 and 66 and copper energizing circuit bus conductors 68, 70, and 72 are housed. Further, support members 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86 are accommodated in the vacuum container 10. The support members 74, 76, and 78 have one end fixed to the upper member 12 and the other end fixed to the bus conductor 68 to support the bus conductor 68. One end side of the support member 80 is fixed to the lower plate member 14 and the other end side is fixed to the bus bar conductor 66 to support the bus bar conductor 66. Each of the support members 82, 84, and 86 is fixed to the lower member 14 at one end side, and fixed to the bus conductor 70 at the other end side to support the bus conductor 70.
[0018]
The grounding operation rod 32 for operating the grounding switch 54 includes a cylindrical grounding terminal 88, a cylindrical airborne ceramic movable rod 90, a bellows 92, a substantially disk-shaped base 94, a flexible conductor 96, 98, a connecting rod 100 made of stainless steel, a connecting rod 102 made of copper, and a movable electrode 104 made of copper. A screw portion 106 is formed on the ground terminal 88, and a grounding operation unit (not shown) is fastened to the screw portion 106 so that the ground terminal 88 is grounded. The bellows 92 is fixed to the upper plate member 12, a movable rod 90 is connected to the opening side end of the bellows 92, and a base 94 is fixed to one axial end of the movable rod 90. . That is, the periphery of the ground terminal 88 is sealed by the base 94, the movable rod 90, and the bellows 92. Furthermore, the movable rod 90 is joined to the flexible conductor 96 together with the base 94, and the base 94 is joined to the grounding bus conductor 64. The flexible conductor 98 is joined to the grounding bus conductor 64 and is joined to the connecting rod 102. A connecting rod 100 is inserted into the axial center of the connecting rod 102, and the connecting rod 100 is slidably inserted into rod insertion holes 108 a to 108 d penetrating the flexible conductor 98, the bus conductor 64, and the flexible conductor 96. The axial end is connected to the ground terminal 88. That is, when the ground terminal 88 reciprocates (up and down), the connecting rod 100 slides in the rod insertion openings 108a to 108d, and the movable electrode 104 contacts the fixed electrode 110 joined to the bus conductor 66. Alternatively, the movable electrode 104 is separated from the fixed electrode 110. In this case, the flexible conductors 96 and 98 are bent in accordance with the reciprocation of the ground terminal 88. Note that an operation rod (only a part of which is shown) for operating the grounding switch 56 is configured substantially the same as the operation rod 32, and the movable electrode 104 is joined to the bus conductor 70. The fixed electrode 110 is brought into contact.
[0019]
The support members 80, 82, 84, and 86 include copper support bases 112 and 114, and ceramic insulating rods 116 formed in a columnar shape. 114 are respectively joined. The support base 112 of the support member 80 is joined to the bus conductor 66, the support base 112 of the support members 82, 84, 86 is joined to the bus conductor 70, and the support base 114 of each support member 80, 82, 84, 86 is joined. Each is joined to the lower plate 14.
[0020]
The # 1 cable head 48 is joined to one end side of the bus conductor 66 via a substantially disk-shaped support base 118, and a plurality of arc-shaped grooves 118 a are formed on the cable base 48 side of the support base 118. Individual concentric circles are formed. The # 1 cable head 48 includes a copper load side rod 120 formed in a columnar shape and a ceramic insulating bushing 122 formed in a substantially cylindrical shape. A threaded portion 124 is formed at the axial end of the load side rod 120. A cable constituting the power distribution system is fastened to the screw portion 124, and an insulating portion of the cable is attached to the outer peripheral side of the insulating bushing 122. The axial ends of the load side rod 120 and the insulating bushing 122 are respectively joined to the support base 118, and a step 126 is formed on the insulating bushing 122 and a step having a smaller diameter than the step 126. 128 is formed. The load side rod 120 and the insulating bushing 122 are accommodated in the vacuum container 10 at the joint portion side with the support base 118, and a part thereof protrudes outside the vacuum container 10. A support ring 130 that contacts the step portion 126 and the lower plate member 14 is disposed on the outer peripheral side of the step portion 128, and the bottom side of the step portion 126 is supported by the support ring 130. Further, a stainless steel shield 132 formed in a cylindrical shape is disposed on the outer peripheral side of the support ring 130 and the stepped portion 126.
[0021]
A copper connecting rod 134 and a support ring 136 are joined to the other end side of the bus conductor 66, and a connecting rod 138 is joined to the connecting rod 136. The other end of the connecting rod 138 is joined to the bus conductor 68.
[0022]
The support members 74, 76, and 78 joined to the bus bar conductor 68 include a columnar support rod 140, a copper support base 142, a ceramic insulating rod 144, and a copper support base 146. Support bases 142 and 146 are joined to both ends of the rod 144 in the axial direction, the support rod 140 is joined to the support base 142, and the axial end of the support rod 140 is joined to the upper plate 12. A support base 146 is joined to the bus conductor 68. That is, the support members 74, 76, and 78 are configured to support the bus bar conductor 68 connected to the upper plate member 12 with the insulating rod 144 interposed therebetween.
[0023]
The operation rods 34, 36, and 40 for opening and closing the disconnectors 58 and 60 and the circuit breaker 62, respectively, are a cylindrical movable rod 148, a bellows 150, a support base 152, a ceramic insulating rod 154, and a copper support. The base 156 includes a connecting rod 158 made of stainless steel formed in a substantially cylindrical shape. A threaded portion 160 is formed at the axial end of the movable rod 148, and an operating device is fastened to the threaded portion 160. A copper support base 152 formed in a substantially disc shape is joined to the other axial end of the movable rod 148, and a bellows 150 is connected to the outer peripheral side of the support base 152. One end of the bellows 150 in the axial direction is fixed to the upper plate member 12, and the movable rod 148 and the support base 152 are supported by the bellows 150 so as to be reciprocally movable (up and down). A ceramic insulating rod 154 is joined to the support base 152, and a copper support base 152 is joined to one end of the insulating rod 154 in the axial direction. The connecting rod 158 is inserted into the rod insertion hole 160 formed in the bus conductor 68 or the rod insertion hole 162 formed in the bus conductor 72, the disconnectors 58 and 60, and the rod insertion hole 166 formed in the flexible conductor 164 of the circuit breaker 62. Are inserted so as to freely reciprocate (up and down), and one end in the axial direction is connected to the disconnecting devices 58 and 60 and the fixed electrode rods 168 and 170 of the circuit breaker 62.
[0024]
The disconnectors 58 and 60 include a flexible conductor 164, a stainless steel arc diffusion prevention shield 172 formed in a cylindrical shape, an annular shield 174 formed in a substantially dish shape using stainless steel, a copper movable electrode rod 168, A movable electrode 176 made of copper, a fixed electrode 178 made of copper, a fixed electrode rod 180 made of copper, a stainless steel electrode shield 182 formed in a substantially cylindrical shape, and a ceramic made in a cylindrical shape so as to cover the periphery of the electrode shield 182 Insulation shields 184 and 186, and a stainless steel shield 188 formed in a substantially cylindrical shape. The shield 188 of the disconnector 58 is joined to the fixed electrode rod 180 and the disk-shaped connection base 190. The shield 188 of the disconnector 60 is joined to the bus conductor 70 together with the fixed electrode rod 180.
[0025]
The shield 172 has an upper side joined to the bus conductor 68 and a bottom side fitted to the inner peripheral side of the insulating shield 184. One end of the flexible conductor 164 is joined to the bus conductor 68 and the other end is joined to the movable electrode rod 168. The shield 174 is disposed between the electrode shield 182 and the flexible conductor 164, and is configured to prevent the metal vapor generated from the movable electrode 176 and the fixed electrode 178 from scattering.
[0026]
The movable electrode 176 is held in a state where it is joined to one axial end portion of the movable electrode rod 168, and the fixed electrode 178 is joined to and held by one axial end portion of the fixed electrode rod 180. Around the movable electrode 176 and the fixed electrode 178, an electrode shield 182 that prevents scattering of metal vapor generated from each electrode is disposed. A flange 192 is formed on the outer periphery of the central portion in the axial direction of the electrode shield 182, and the insulating shield 184 and the insulating shield 186 are disposed separately around the electrode shield 182 with the flange 192 interposed therebetween. Yes. The insulating shields 184 and 186 are divided into two parts along the axial direction, the movable electrode side and the fixed electrode side, with the movable electrode 176 and the fixed electrode 178 as a reference. The insulating shields 184 and 186 are arranged so as to cover the regions on the outer peripheral side of the electrodes 176 and 178 together with the shields 172 and 188, and metal vapor scatters from the electrodes 176 and 178, and a part thereof. Even when scattered from the gap of the electrode shield 182, the metal vapor is prevented from scattering. Further, the insulating shields 184 and 186 are arranged to have a current through the insulating shields 184 and 186 even when the movable electrode 176 and the fixed electrode 178 are separated from each other and a potential difference is generated between the electrodes when performing an opening operation. Is prevented from flowing, and the opening operation is reliably performed.
[0027]
On the other hand, the circuit breaker 62 includes a movable electrode 194 and a fixed electrode 196 disposed opposite to the movable electrode 194. The movable electrode 194 is joined to and held at one end of the movable electrode rod 170 in the axial direction. The fixed electrode 196 is joined and held at one end of the fixed electrode rod 198 in the axial direction. A stainless steel shield 200 is joined to the movable electrode rod 170 adjacent to the movable electrode 194, and a stainless steel shield 202 is joined to the fixed electrode rod 198 adjacent to the fixed electrode 196. Spiral grooves for confining the arc are formed on the surfaces of the movable electrode 194 and the fixed electrode 196. The other structure of the circuit breaker 62 is the same as the disconnector 58. That is, the shield 172 is joined to the bus conductor 72, and the shield 188 is joined to the connection base 190 together with the fixed electrode rod 198. The # 2 cable head 50 and the # 3 cable head 52 are configured using the same cable head 48 as the # 1 cable head 48.
[0028]
Further, in the circuit breaker 62, insulating shields 184 and 186 are disposed on the outer peripheral side of the electrode shield 182, and even when the movable electrode 194 and the fixed electrode 196 are separated from each other at the time of trip and a potential difference occurs between the electrodes, Since the current can be prevented from flowing through the insulating shields 184 and 186, the trip operation can be reliably performed.
[0029]
On the other hand, the folding support rod 38 is provided to connect the disconnector 60 and the circuit breaker 62 in series. The support rod 38 is composed of a movable rod 204, a bellows 206, a copper support base 208, a ceramic base. An insulating rod 210, a copper support base 212, and a stainless connecting rod 214 are provided. A support base 208 is joined to one end of the movable rod 204 in the axial direction, and a bellows 206 is connected to the outer peripheral side of the support base 208. One end of the bellows 206 in the axial direction is fixed to the upper plate 12. One end of the insulating rod 210 in the axial direction is joined to the support base 208, and the support base 212 is joined to the other end of the insulating rod 210 in the axial direction. A connecting rod 214 is joined to the support base 212. The connecting rod 214 is inserted into a rod insertion hole 162 formed in the bus conductor 72 and a rod insertion hole 166 formed in the flexible conductor 164 so as to be reciprocally movable (up and down), and the tip side thereof is a copper connecting rod. 216. One end of the connecting rod 216 in the axial direction is joined to the support base 218, and the support base 218 is joined to the bus conductor 70.
[0030]
That is, the bus conductor 70 and the bus conductor 72 are connected via the support base 218, the connecting rod 216, and the flexible conductor 164. In this case, the support base 218 and the connecting rod 216 function as folding connection conductors, the flexible conductor 164 functions as a folding flexible conductor, and the support rod 38 attaches the support rod 216 and the support base 218 to the bus conductor 70 side. It will function as a support rod for turning back.
[0031]
Each flexible conductor 164 (96, 98) includes a pair of fixed portions 164a, 164b and a pair of curved portions 164c, 164d. A rod insertion hole 166 is formed as a through hole in the fixed portion 164a. Has been. The fixed portion 164a is joined to the bus conductor 68 or 72, and the fixed portion 164b is joined to the movable electrode rod 168 or 170. Each of the curved portions 164c and 164d is formed by stacking plates made of different metals, for example, copper and stainless steel, and each of the curved portions 164c and 164d is based on the axis of the movable electrode rod 168 or 170. The one end side is joined to the fixing portion 164a, and the other end side is joined to the fixing portion 164b. In this case, the current from the bus conductor 68 or 72 branches and flows to the bending portion 164c and the bending portion 164d via the fixed portion 164a, and the branched and flowing currents respectively move to the movable electrode rod via the fixed portion 164b. 168 or 170. At this time, the directions of currents at both ends of each bending portion 164c and bending portion 164d are opposite to each other. For this reason, the electromagnetic force which generate | occur | produces with the electric current which flows through each bending part 164c, 164d acts in the direction which mutually separates the both ends side of the bending parts 164c, 164d. As a result, due to this electromagnetic force, the joint between the fixed portion 164a and the bus conductor 68 or 72 becomes strong, the joint between the fixed portion 164b and the movable electrode rod 168 or 170 becomes strong, and the movable electrode 176 The contact force with the fixed electrode 178 can be increased, and the contact force between the movable electrode 194 and the fixed electrode 196 can be increased.
[0032]
In addition, a conductive film is formed on the inner peripheral side of the insulating bushing 122 of the cable heads 48, 50, 52 in this embodiment, that is, on the surface facing the load-side rod 120, and on the inner peripheral side of the insulating bushing 122. The potential is the same as that of the load side rod 120. For this reason, the insulation gap between the load side rod 120 and the insulating bushing 122 can be minimized. That is, since the inner peripheral side of the insulating bushing 122 and the load-side rod 120 are maintained at the same potential, the difference in thermal expansion between the ceramic constituting the insulating bushing 122 and the metal constituting the load-side rod 120, specifically Specifically, it is only necessary to provide a gap corresponding to the difference in thermal expansion that occurs when heated to 800 ° C. by brazing during assembly, and the space occupied by the cable heads 48, 50, 52 is reduced. In addition, the workability can be improved.
[0033]
Further, in the cable heads 48, 50, 52 in this embodiment, a part of the cable heads 48, 50, 52 is inserted into the vacuum vessel 10 and the stepped portion 126 is supported by the ring 130. Even if the impact force generated when the movable electrode 176 or 194 is pressed toward the fixed electrode 178 or 196 acts on each cable head 48, 50, 52, the impact force is received by the ring 130 and the lower plate 14. It is possible to prevent the cable heads 48, 50, 52 from being deteriorated by the impact force.
[0034]
Further, an electromagnetic operating device (electromagnetic operating device connected to the operating rods 34 and 40), a switch (disconnector 58, circuit breaker 62), and cable heads 50 and 52 (the load side rod 120 and the insulating bushing 122) are provided. Since it arrange | positions linearly along an axial direction (vertical direction), the space between each switch can be suppressed to the minimum, and it becomes possible to contribute to size reduction of a switchgear.
[0035]
The vacuum switchgear having the above configuration can be used, for example, as a switch having functions of a rated voltage of 24 kV, a rated current of 630 A / 1250 A, and a rated short-time current of 25 kA / 3 s (4 s).
[0036]
Next, the manufacturing method of the vacuum switchgear which concerns on this invention is demonstrated based on drawing. When manufacturing the vacuum switch gear, first, each component constituting the vacuum switch gear is divided into parts. For example, the vacuum vessel 10 is divided into an upper plate member 12, a lower plate member 14, and a side plate member 16, and the support members 74 to 78 are divided into a support rod 140, a support base 142, an insulating rod 144, and a support base 146. As for the disconnector 58, the fixed portions 164a and 164b, the curved portions 164c and 164d, the shields 172 and 174, the movable electrode rod 168, the movable electrode 176, the fixed electrode 178, the fixed electrode rod 180, the electrode shield 182 and the insulating shield 184. 186, shield 188, and connection base 190.
[0037]
Next, each divided part is divided into an upper part group arranged on the upper plate 12 side, for example, a part group constituting the support members 74 to 78, a part group constituting the operation rods 34, 36, and 40, and the like. These are divided into a lower part group disposed on the lower plate member 14 side, for example, a part group constituting the support members 80, 82, 84, 86, a part group constituting the cable heads 48, 50, 52, and the like. Further, it is divided into parts having insulating properties, for example, insulating rods 114, 116, 154, insulating shields 184, 186, insulating bushing 122 and other parts.
[0038]
Thereafter, for example, a silver and copper plate (thickness: 0.1 mm) is inserted as a brazing material between the parts other than the parts having insulating properties, and these parts are placed in a vacuum atmosphere at 960 ° C. for about 10 minutes. By heating and then naturally cooling, the components are brazed together, the upper component group is fixed to the upper plate member 12, and the lower component group is fixed to the lower plate member 14.
[0039]
Next, the process proceeds to a process for brazing the parts having insulation properties to the upper part group fixed to the upper plate member 12 and the lower part group fixed to the lower plate member 14. That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, the insulating rods 144 and 154 are fixed to the upper plate member 12 as insulating parts, and the lower plate member 14 has FIGS. As shown in (b), the insulating rod 116, the insulating shields 184 and 186, and the insulating bushing 122 are fixed as insulating parts. In the next step, a brazing material is inserted between the insulating part and the part to be brazed to the insulating part, for example, the flange 192 and the support base 118, and about By heating at 835 ° C. for about 10 minutes and then naturally cooling, the upper plate member 12 is fixed with the insulating component group and other upper component groups, and the lower plate member 14 is insulated with the lower component group and other lower parts. To fix the parts group. At this time, since the copper support base 118 and the insulating bushing 122 have different coefficients of thermal expansion, in the process in which the support base 118 and the insulating bushing 122 are brazed, the support base 118 and the insulating bushing 122 are changed with a change in temperature. Residual stress acts between the two, and either of them is deformed as it is. However, since a plurality of arc-shaped grooves 118 a are formed in the support base 118, even if residual stress acts between the support base 118 and the insulating bushing 122 as the temperature changes, this residual stress Can be absorbed by each groove 118a having a rigidity lower than that of the insulating bushing 122, and the support base 118 and the insulating bushing 122 can be securely brazed.
[0040]
Next, as shown in FIG. 7, the upper plate member 12 to which the upper component group is fixed and the lower plate member 14 to which the lower component group is fixed are arranged to face each other in an inert gas. A side plate 16 is disposed adjacent to the lower plate 14, and the periphery of the upper plate 12, the lower plate 14 and the side plate 16 is fixed by TIG welding, and the vacuum vessel 10 is sealed.
[0041]
Next, as shown in FIG. 8, a vacuum pump 220 is connected to the exhaust pipe 18, and the inside of the vacuum vessel 10 is evacuated by the vacuum pump 220. In this case, the inside of the vacuum vessel 10 is heated at 430 ° C. for about 12 hours, and the inside of the vacuum vessel 10 is evacuated. After the inside of the vacuum vessel 10 is evacuated, a vacuum measuring instrument is connected to the vacuum measurement terminal 20 to measure whether or not the inside of the vacuum vessel 10 is maintained at a specified vacuum degree.
[0042]
In the present embodiment, the component group fixed to the vacuum vessel 10 is divided into an upper component group and a lower component group, the upper component group is fixed to the upper plate member 12, and the lower component group is fixed to the lower plate member 14. Therefore, the assembly work can be easily performed.
[0043]
In addition, when brazing each part group, it is divided into two parts, that is, insulating parts and other parts, and brazing in each process is performed at different temperatures. It is possible to reliably braze each of the parts having the property and other parts.
[0044]
Furthermore, in the present embodiment, when the operating rods 34, 36, 40 are operated, the flexible conductor 164 is bent only by the reciprocating movement of the connecting rod 158, and the bus bar conductors 68, 72 are fixed. Therefore, even if the operating rods 34, 36, 40 are operated, the bus conductors 68, 72 can be prevented from being deformed.
[0045]
In the present embodiment, the disconnectors 58 and 60 provided with the insulating shields 184 and 186 have been described, but the disconnectors 58 and 60 may be omitted.
[0046]
In the present embodiment, the bus conductors 68 and 72 are fixed. However, as schematically shown in FIG. 9, the bus conductor 222 formed by stacking thin plates is used. The bending portion 224 is formed in the middle of the operation rod, the operation rods 34, 36, 40 are connected to the bus bar conductor 222, and the bending portion 224 of the bus bar conductor 222 is bent according to the operation of the operation rods 34, 36, 40. Can also be adopted.
[0047]
In the above-described embodiment, the three-circuit vacuum switch gear has the grounding switches 54 and 56, the disconnectors 58 and 60, and the circuit breaker 62. However, depending on the circuit configuration and the like, the grounding switch 54 and 56, disconnectors 58 and 60, and the combination and number of circuit breakers 62 can be set arbitrarily.
[0048]
For example, when the vacuum switch gear is constituted by three disconnectors 58 and three grounding switches 54, the configuration shown in FIG. 10 can be adopted.
[0049]
Further, when the vacuum switchgear is constituted by two disconnectors 58 and two grounding switches 54, a configuration as shown in FIG. 11 can be adopted.
[0050]
Furthermore, when the vacuum switch gear is constituted by one circuit breaker 62 and one grounding switch 54, the structure shown in FIG. 12 can be adopted.
[0051]
As the circuit system, various circuit systems such as a 2-circuit, 3-circuit, 4-circuit, 5-circuit, or a combination of 3-circuit and 4-circuit can be employed.
[0052]
Also, considering that multiple vacuum switch gears are connected in series, in order to apply multiple vacuum switch gears to the open loop system, disconnectors are arranged on both sides of the circuit breaker, or multiple vacuum switches In order to apply the gear to the closed loop system, all of the components other than the earthing switch can be constituted by a circuit breaker.
[0053]
In this embodiment, since various switches arranged in the vacuum vessel 10 are vacuum-insulated, it is possible to make the main circuit maintenance-free, and by adopting an electromagnetic operating device as an operating device, Maintenance-free can be achieved. Furthermore, a short circuit accident can be prevented by separating the inside of the vacuum vessel 10 for each phase. Moreover, reliability can be improved by constantly monitoring the degree of vacuum in the vacuum container 10.
[0054]
In the present embodiment, as the container for separating each phase, the vacuum container 10 has been described in which only one phase element is accommodated. However, as shown in FIGS. The disconnectors 58U,..., 60U,..., Three-phase circuit breakers 62U, 62V, 62W, etc. for (U phase, V phase, W phase) can be accommodated in the vacuum vessel 10. In this case, on the outer peripheral surface of the vacuum vessel 10, that is, on the surface of the upper plate 12, an electromagnetic actuator (electromagnetic operation) corresponding to each operation rod 34U, ..., 36U, ..., 40U, 40V, 40W, etc. for switches. 230U, ..., 232U, 234U, 234V, 234W are fixed, and each operation rod 34U, ..., 36U, ..., 40U, 40V, 40W and each electromagnetic actuator 230U, ..., 232U, 234U, 234V, 234W Are connected to each other. The electromagnetic actuators 230U,... 232U, 234U, 234V, 234W are configured to open / close the operation rods 34U,..., 36U, ..., 40U, 40V, 40W in response to the opening / closing operation signals, respectively. Thus, each switch can be automatically opened and closed by an open / close operation signal output from a controller (not shown).
[0055]
Also, each phase electromagnetic actuator 230U,... 232U, 234U, 234V, 234W, each phase switch (disconnectors 58U,..., 60U,..., Circuit breakers 62U, 62V, 62W) and each phase cable head Since the load side rods 120U, 120V, 120W,... And the insulating bushings covering each load side rod are arranged linearly along the axial direction (vertical direction), the space between each switch is minimized. Therefore, it is possible to contribute to the miniaturization of the switchgear.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a part of each insulating bushing is held by the wall surface of the vacuum vessel in the vacuum vessel. Even if it acts on the insulating bushings, the impact force can be received by the wall surface of the vacuum vessel, so that each insulating bushing can be prevented from deteriorating and the strength of each insulating bushing can be increased. It is possible to contribute to the improvement of reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of an essential part of a vacuum switchgear showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the vacuum switchgear shown in FIG.
3 is a side cross-sectional view of a main part of the vacuum switch gear shown in FIG. 1. FIG.
4 is a circuit configuration diagram of the vacuum switchgear shown in FIG. 1. FIG.
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a manufacturing method of a vacuum switchgear, wherein FIG. 5A is a configuration diagram of an upper plate member on which an upper part group is arranged, and FIG. 5B is an upper plate member on which the upper part group is fixed. 12 is a side view of FIG.
6A and 6B are diagrams for explaining a method of manufacturing a vacuum switchgear according to the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view of a lower plate member to which a lower part group is fixed, and FIG. 6B is a lower part group that is fixed. It is a side view of the made lower board | plate material.
FIG. 7 is a view for explaining a manufacturing method of a vacuum switchgear according to the present invention, for explaining a working method when welding an upper plate, a lower plate and a side plate in an inert gas. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional front view of an essential part showing a state after the vacuum switchgear according to the present invention is assembled.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional front view of an essential part when the present invention is applied to a vacuum switchgear having three disconnectors and three grounding switches.
FIG. 11 is a cross-sectional front view of an essential part when the present invention is applied to a vacuum switchgear having two disconnectors and two grounding switches.
FIG. 12 is a cross-sectional front view of an essential part when the present invention is applied to a vacuum switchgear having one circuit breaker and one grounding switch.
13A is a front view of the main part when a three-phase switch is accommodated in the vacuum switch gear, and FIG. 13B is a side view of the main part when the three-phase switch is accommodated in the vacuum switch gear. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Vacuum container
12 Upper plate material
14 Lower plate
16 Side plate
48, 50, 52 Cable head
54, 56 Switch for grounding
58, 60 Disconnector
62 Circuit breaker
64, 66 Bus conductor for grounding
68, 70, 72 Bus conductor for current-carrying circuit
34, 36, 40 Operating rod
38 Support rod
96, 98, 164 Flexible conductor
168, 170 Movable electrode rod
176, 194 Movable electrode
178, 196 Fixed electrode
180, 198 Fixed electrode rod
120 Load side rod
122 Insulating bushing
182 Electrode shield
184, 186 Insulating shield

Claims

A plurality of switches in which a vacuum container to be grounded, a movable electrode held by a movable electrode rod and a fixed electrode held by a fixed electrode rod are housed in the vacuum container facing each other; A plurality of bus conductors connected to a movable electrode rod or a fixed electrode rod of a switch, and a plurality of bus conductors connected to a movable electrode rod of each switch and a part of which are connected to an operating device outside the vacuum vessel Operating rods, a plurality of load-side rods connected to the fixed electrode rods of the respective switches and partially projecting out of the vacuum vessel, and the respective loads placed between the inside and outside of the vacuum vessel. A plurality of insulating bushings made of ceramic covering the periphery of the side rod, and a conductive support member joined to an end face of the insulating bushing on the fixed electrode side in the insulating bushing axial direction,
The insulating bushing has a stepped portion in the vacuum vessel such that the outer diameter on the side close to the wall surface of the vacuum vessel through which the insulating bushing passes is thinner than the outer diameter on the far side,
The load side rod is joined to the fixed electrode rod of the switch via the conductive support member,
A vacuum switchgear, wherein a support ring for supporting the insulating bushing on the vacuum vessel wall surface is disposed between the step portion of the insulating bushing and the vacuum vessel wall surface.

The vacuum switchgear according to claim 1,
A vacuum switchgear, wherein a conductive coating is formed on a surface of each of the plurality of insulating bushings facing the load side rods.

The vacuum switchgear according to claim 1 or 2,
The vacuum switchgear, wherein the support member joined to the end face of the insulating bushing is formed with a plurality of concentric grooves on the end face side.