JP4350328B2 - 受配電装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空遮断器、真空断路器等の真空開閉器を収納して構成した受配電装置に関し、特にその遮断部もしくは断路部である真空バルブの可動軸を、絶縁して操作する絶縁操作ロッドの構成を改良したものである。
【0002】
【従来の技術】
図13は、この種の従来の真空遮断器、真空断路器等の真空開閉器を収納して構成した受配電装置の遮断部もしくは断路部である真空バルブと、それらを操作する機構部とを絶縁して連結する絶縁操作ロッドの構成の一例を示す図である。
【0003】
図13において、真空バルブ1は、セラミックまたは硝子製の円筒からなる真空容器2の両端開口部が、固定側端板3および可動側端板4でそれぞれ気密に封着されて構成されており、1×10-2Pa以下の圧力の高真空に保たれている。
【0004】
真空容器2の内部には、固定側端板3を気密に貫通した固定軸5に、接点6を備えた固定電極7が接合され、この固定電極7と対向するように配置された、接点6を備えた可動電極8が可動軸9に接合されている。また、可動軸9と可動側端板4の開口部とは、可撓性のベローズ10により気密に連結されており、可動軸9を軸方向に駆動することにより、真空容器2内部の真空度を保ったまま接点6を接離自在とすることができる。なお、固定軸5を固定側外部導体11に連結するとともに、可動軸9は摺動子12および摺動子ケース13を介して可動側外部導体14に連結することにより、外部回路との電気的接続(通電)が行われている。
【0005】
ところで最近では、受配電装置の用地確保の困難さから、設置面積がより縮小化され、高い信頼性を有する受配電装置が望まれている。そこで、高い絶縁性能を有するSF6ガスで真空バルブ等の要素機器の外部を絶縁し、受配電装置の小型化が図られている。
【0006】
しかしながらSF6ガスは、大気に放出されても容易に分解しないことから、近年では、温室効果ガスとして採り上げられ、1997年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)では、規制対象ガスに加えられている。このため、現地組立てや機器点検、万一の事故等での機器分解時には、SF6ガスを大気中に放出しないように、回収装置等を利用してそのほとんどを回収する必要がある。このように、SF6ガスの取り扱いには注意を必要とし、作業効率も低下する。従って、SF6ガスに代わる絶縁媒体を使用した環境調和型の受配電装置が望まれている。
【0007】
このような背景から、近年では、例えば“特開平10−21615号(特願平9−013027号)”で開示されているような、遮断器、断路器等の機器をエポキシ等の固体絶縁物でモールドして構成する受配電装置が提案されてきている。この場合、可動部までモールドする訳には行かないため、その絶縁を大気中で行うと長い絶縁距離を要して、真空バルブ1を固体絶縁した効果が薄れてしまう。そこで、周囲を真空で絶縁された絶縁棒15を用いて真空バルブ1の可動軸9を操作するようにしている。
【0008】
すなわち、図13に示すように、絶縁棒15はセラミックや硝子からなる絶縁円筒16の内部にあって、絶縁円筒16の両端には真空バルブ側端板17および操作機構側端板18が気密に接合されている。これら真空バルブ側端板17および操作機構側端板18の中央開口部にはベローズ19a,19bのそれぞれの一端が気密に接合されるとともに、他端は絶縁棒15の両端近傍に気密に接合されている。また、絶縁棒15の両端は金属棒20,21に接合され、これら金属棒20および21がそれぞれ真空バルブ可動軸9および図示しない操作機構に連結されている。
【0009】
なお、以下では、絶縁棒15と金属棒20,21を合わせて、絶縁操作ロッドと呼ぶことにする。また、図13においては、真空バルブ1および絶縁操作ロッドの可動部以外は絶縁材料22によりモールド絶縁されている。
【0010】
ここで、絶縁棒15とベローズ19a,19bとの接合部は、所謂トリプルジャンクションと呼ばれる絶縁物−導体−絶縁媒体(この場合は真空)の三つが一致する部分で、電界強度が高くなり、沿面絶縁破壊の起点となる。そこで、この部分の電界を緩和するために、電界緩和シールド23がその基部を真空バルブ側端板17および操作機構側端板18に固設されるとともに、先端近傍は曲率を成して絶縁棒15に接近し、上記トリプルジャンクション部を囲み、その電界を緩和するようにしている。
【0011】
なお、絶縁円筒16の内部は1×10-2Pa以下の圧力の高真空に保たれており、真空の持つ高い絶縁特性により絶縁棒15が絶縁されるので、高電圧充電部となる可動軸9と接地電位である操作機構とを連結することができる。
【0012】
また、絶縁円筒16内部の高真空度を維持するためには、構成材料からのガス放出を防止する必要があるので、400℃程度以上の高温でベーキングを行わなければならない。さらに、各部の接合を銀ろう付けにより行う場合には、800℃を超える加熱が必要となる。そのため、絶縁棒15の材料としては、一般的な繊維強化プラスチック(FRP)やエポキシを使用することができず、高耐熱性の各種のセラミック材料が用いられている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたような絶縁操作ロッドにおいて、絶縁棒15と金属棒20,21とを接合する場合には、その接合部の構造に注意が必要である。
【0014】
セラミックの接合は、一般にメタライズ処理と呼ばれる方法で金属層を作製し、この金属層を銀ろう付けすることにより行われる。しかしながら接合する相手が金属であると、金属とセラミックの熱膨張率の違いにより冷却時に残留応力が生じ、接合面積が大きくなるほどその値は大きくなる。そのため、開閉操作時の衝撃応力が加わると接合面での破壊が生じ、ろう付け面が破断してしまうことがある。また、セラミック材料の特性として、材料中に微細な欠陥がある場合、外部からの応力が作用するとそれが進展し、材料全体の破壊に至ることがある。
【0015】
本発明の目的は、真空バルブの開閉操作を行う絶縁操作ロッドの機械的強度を高め、真空開閉器を収納した環境調和型で信頼性が高く、コンパクトな受配電装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明に係る受配電装置では、真空開閉器を開閉操作する絶縁操作ロッドにおいて、真空容器の内部に設けられ軸方向に動作可能な絶縁棒の端面と金属棒の端面との間に、同軸状に径の異なる複数の薄肉金属円筒を設けている。
【0017】
従って、請求項1の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、真空容器の内部に設けられた絶縁棒の端面と金属棒の端面とを、複数の薄肉金属円筒を介してろう付けできることにより、絶縁棒と薄肉金属円筒との熱膨張率が異なっても、薄肉金属円筒が可撓性を有するため、ろう付け面での残留応力は極めて小さくなる。
【0018】
これにより、絶縁棒と金属棒とを直接接合する場合に比べ接合強度が大きくなるので、開閉衝撃によるろう付け面の剥離の危険性が殆ど無くなり、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0019】
また、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、金属棒の端面に形成された溝に、薄肉金属円筒を嵌合して接合している。
【0020】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、薄肉金属円筒の金属棒側の一端は側面でろう付けできるので、薄肉金属円筒の高さに多少の相違があっても、確実に接合される。また、薄肉金属円筒は可撓性を有するので、ろう付け部の残留応力が緩和される。これにより、薄肉金属円筒の高さの管理値に裕度を持たせられるため、生産性に優れ且つ信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0037】
さらにまた、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、絶縁棒両端の径大部分をリング状部材で挟み、リング状部材の内側面を金属棒に接合した構成となっている。
【0038】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁棒はその両端の径大部分をリング状部材と金属棒とにより挟み込んで固定することができるので、金属とのろう付けによる接合をする必要がない。
【0039】
これにより、残留応力が発生するようなろう付け部分が形成されないため、真空バルブ開閉時の衝撃応力が作用しても、剥離や破断が生じる箇所がないため、長寿命で一層信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0040】
一方、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、リング状部材に絶縁棒の最小径より僅かに大きな切り欠きを設けている。
【0041】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、リング状部材の切り欠き部に絶縁棒の中央部を通した後、リング状部材を金属棒に接合できる。
【0042】
これにより、リング状部材を簡便に配設できるので、生産性に優れた絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0043】
また、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、絶縁棒両端の径大部分をリング状部材で挟み、当該リング状部材の外側面を金属棒に接合している。
【0044】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁棒両端の径大部分をリング状部材と金属棒とにより挟み込んで固定することができるので、金属とのろう付けによる接合をする必要がなく、残留応力が発生するようなろう付け部分が形成されない。
【0045】
これにより、真空バルブ開閉時の衝撃応力が作用しても、剥離や破断が生じる箇所がないため、一層信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0046】
さらに、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、リング状部材を縦方向に複数に分割している。
【0047】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、セラミックと金属とのろう付けにより残留応力が発生する箇所が無い。さらに、リング状部材のほぼ全周にわたって絶縁棒の径大部分の挟み込みと金属棒への接合を行うことができる。
【0048】
これにより、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0049】
さらにまた、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、絶縁棒とリング状部材との間、および絶縁棒と金属棒との間に衝撃吸収体を間挿している。
【0050】
従って、請求項の発明の絶縁操作ロッドにおいては、真空バルブの開閉動作時に発生する衝撃応力が衝撃吸収体により緩和される。
【0051】
これにより、衝撃に弱いとされるセラミックの破壊を抑制でき、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0052】
一方、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、絶縁筒に絶縁ロッドを貫挿し接合してなるとともに、絶縁筒の両端はベローズに連結され、ベローズの他端は真空絶縁容器に連結されている。
【0053】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、ろう付けにより真空容器を形成した後、最後に絶縁ロッドを接着固定することができるため、絶縁ロッドとして耐熱性の低い繊維強化プラスチックやエポキシ材料を使用することができる。
【0054】
これにより、絶縁ロッドとして衝撃力にも強く、またろう付け部に直接衝撃力が作用することがないので、極めて信頼性が高く長寿命の絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる。
【0055】
また、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドでは、絶縁ロッドと絶縁筒が対向する部分に夫々溝を設けて接合している。
【0056】
従って、請求項の発明に係る受配電装置の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁筒および絶縁ロッドの複数の溝に充填され硬化した接着剤がアンカー効果を生じ、真空バルブの開閉動作時に接着面に作用するせん断応力を軽減し、強い接着力を生ずる。
【0057】
これにより、開閉操作を多数回行っても、絶縁筒と絶縁ロッドとの接着強度が低下せず、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置とすることができる
【0058】
【発明の実施の形態】
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。
【0059】
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成を示す断面図であり、図13と同一要素には同一符号を付して示している。
【0060】
図1において、絶縁棒15と金属棒20,21とは同軸状に配置した径の異なる複数の薄肉金属円筒24を間に挟んでおり、それぞれはろう付けにより接合されている。
【0061】
なお、本実施の形態の本旨ではないが、従来例における電界緩和シールド23は、ベローズカバー25として、絶縁棒15とベローズ19a,19bとの接合と同時に取付けられている。これは、従来例ではベローズ19a,19bの最大伸長に合わせて電界緩和シールド23の高さが決められ、ベローズ19a,19bの縮んだ側に無駄な空間ができることを回避したものである。その他の構造は、図13の従来例と同一である。
【0062】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁棒15と金属棒20,21が薄肉金属円筒24により連結されているため、薄肉金属円筒24の可撓性により、熱膨張率の差に起因するろう付け部の残留応力が緩和される。
【0063】
従って、操作機構により真空バルブ1の可動軸9を動作させる場合に、衝撃応力がろう付け部に作用しても、強い接合強度を有しているため、メタライズ部や接合面での剥離や破断が生ずる危険性が無くなり、信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0064】
なお、薄肉金属円筒24の材質としては、熱膨張率が絶縁棒15のそれになるべく近いような、例えば通称コバール材等が適している。そのような材質の薄肉金属円筒24を用いれば、絶縁棒15のろう付け部での残留応力を極めて小さくすることができ接合強度が高くなるので、より一層信頼性が向上する。金属棒20,21との接合面ではその分だけ応力が高くなるが、金属同士のろう付けは極めて接合強度は高いため問題は生じない。
【0065】
(第2の実施の形態)
図2は、第2の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す断面図であり、図1と同一要素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。
【0066】
上述の第1の実施の形態では薄肉金属円筒24の端面での接合となるため、それらの高さを均一にする必要がある。これに比べ、図2に示す第2の実施の形態のものは、更にその生産性を向上させたものである。図2において、金属棒20,21の端面には同軸の複数の溝20a,21aが形成されており、薄肉金属円筒24の一端はこの溝20a,21aに内接または外接し、嵌合してろう付けされている。
【0067】
図2に示す本実施の形態では、最も径の大きな薄肉金属円筒24が他に較べ高い場合を示しているが、このように最も径の大きな薄肉金属円筒24が他に較べ高い場合、第1の実施の形態では、その内側の薄肉金属円筒24と金属棒20,21との間には隙間ができてしまうことになるため、薄肉金属円筒24の高さの公差管理を十分に行う必要がある。それに対し、図2に示す本実施の形態においては、薄肉金属円筒24は下側の絶縁棒15の端面と接合する。一方、その上側は金属棒の溝20a,21aに嵌合しているため側面でろう付けされ、多少の隙間があったとしても確実な接合が可能となる。
【0068】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、薄肉金属円筒24の高さの管理値に裕度を持たせられるため、生産性に優れ且つ信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0069】
(第3の実施の形態)
図3(a)は、第3の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す断面図、図3(b)は図3(a)におけるA−A’部の矢視断面図であり、図1と同一要素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。
【0070】
図3において、金属棒20,21の端面には複数の円環状の溝20b,21bが設けられ、絶縁棒15の端面と接合されている。
【0071】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、金属棒20,21に環状溝20b,21bを形成することにより、残された部分は第1の実施形態と同様に薄肉構造として、可撓性を持たせることができる。
【0072】
また、溝20b,21bで区分された金属棒20,21の端面の高さは一定になるため、絶縁棒15とのろう付けに際しても、隙間ができることはない。従って、金属棒20,21と絶縁棒15とのろう付けにおいて、残留応力が低減できるばかりでなく、接合欠陥の無い、信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0073】
(第4の実施の形態)
図4(a)は、第4の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す平面図、図4(b)は図4(a)におけるB−B’部の矢視断面図であり、図1と同一要素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。
【0074】
図4において、絶縁棒15の端面と金属棒20,21の端面は金属棒20より細い複数の金属製の連結軸40により連結され、絶縁棒15の端面と複数の細径の連結軸40の端面、及び複数の細径の連結軸40の端面と金属棒20,21の端面はろう付けされている。なお、図4(a)は、絶縁棒15側から見た図を、絶縁棒15を除いて示している。
【0075】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、連結軸40の径が小さいため、絶縁棒15と連結軸40の熱膨張率の差による接合部の残留応力は小さくできる。また、複数の連結軸40を使用することにより、連結部の全体の断面積も確保できる。従って、ろう付け部の接合強度が高く、真空バルブ開閉時の衝撃応力が加わっても剥離や破断が生じない、信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0076】
(第5の実施の形態)
図5は、第5の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す断面図であり、図1と同一要素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。
【0077】
図5において、金属棒20,21の端面には複数の小孔20c,21cが形成されており、金属製の連結軸40の一端はこの小孔20c,21cに嵌合してろう付けされている。また、連結軸40の他端面は絶縁棒15の端面にろう付けされている。
【0078】
図5に示す本実施の形態では、中央部の連結軸40が他に比べて僅かに長い場合を示しているが、このように連結軸40に長さの違いがある場合には、前述した第4の実施の形態では、短い連結軸40の端面が十分に接合されなくなる可能性がある。そのため、第4の実施の形態では連結軸40の長さの管理を十分に行う必要がある。それに対し、図5に示す本実施の形態では、連結軸40は下側の絶縁棒15の端面と当接して接合され、一方、上側は金属棒の小孔20c,21cに嵌合しているため側面でろう付けされ、多少の長さの違いがあったとしても確実な接合が可能となる。
【0079】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、連結軸40の長さの管理値に裕度を持たせられるため、生産性に優れ且つ信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0080】
(第6の実施の形態)
図6は、第6の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す断面図であり、図1と同一要素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。
【0081】
図6において、絶縁棒を構成する同軸状に配置した径の異なる複数の絶縁パイプ60のそれぞれの一端が薄肉金属円筒24とろう付けにより接合されている。また、それぞれの薄肉金属円筒24の他端は、金属棒20,21の端面にろう付けにより接合されている。
【0082】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、万一絶縁パイプ60の材料のセラミックに欠陥があり、真空バルブ操作時の衝撃応力によってそれが進展して全破壊に至ったとしても、他の健全な絶縁パイプ60が機能するので、操作機構からの操作力が真空バルブの可動軸に伝達されなくなることがない。セラミックは、それに欠陥が無ければ極めて高い機械的強度を示す一方、欠陥がある場合にはその靭性の低さ故に欠陥部からの破壊が進展し、場合によっては全破壊に至ることもある。ところが、図6に示す構成の本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、熱膨張率の相違に起因する残留応力は、可撓性の薄肉金属円筒24により緩和されるとともに、万一のセラミック欠陥からの破断が一部の絶縁パイプに限定されるので、信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0083】
なお、上述の説明では、図1に示す第1の実施の形態の構成の絶縁操作ロッドにおける絶縁棒15に代えて、複数の絶縁パイプ60からなる絶縁棒を用いた場合について説明したが、これに限らず、図2乃至図5に示す第2乃至第5の実施の形態の構成の絶縁操作ロッドにおいても、絶縁棒15に代えて、同軸の複数の絶縁パイプ60からなる絶縁棒を用いて構成することにより、同様の効果を得ることができる。
【0084】
(第7の実施の形態)
図7は、第7の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す断面図であり、図1と同一要素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。
【0085】
図7において、絶縁棒を構成する絶縁棒より細い複数の絶縁軸70の端面は、それぞれ細径の金属製の連結軸40の端面にろう付けにより接合されている。また、連結軸40の他端は、金属棒20,21の端面にろう付けにより接合されている。本発明の第1乃至6の実施の形態として示した図では、絶縁棒15または絶縁パイプ60と金属棒20,21との連結箇所は、大気側でも真空側でもその効果は同じである。その点、本実施の形態では、細径の絶縁軸70の集合体の周辺を気密構造にするのは困難であるため、絶縁軸70と金属棒20,21との連結箇所は、真空側にあるほうが製作が容易である。すなわち、図7においては、ベローズ19a,19bおよびベローズカバー25を金属棒20,21の端部近傍に気密に接合し、金属棒20,21の端面が真空側になるようにする。而して、上記したように連結軸40を介して絶縁軸70との連結を行う。
【0086】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、連結軸40の径が小さいため、絶縁軸70と連結軸40の熱膨張率の差による接合部の残留応力は小さくでき、剥離や破断の危険性を回避できる。
【0087】
また、万一絶縁軸70の一部に欠陥があり、真空バルブ操作時の衝撃応力によってそれが進展して全破壊に至ったとしても、当該絶縁軸70だけの破損で済むので、信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0088】
なお、上述の説明では、図4に示す第4の実施形態の構成の絶縁操作ロッドの絶縁棒15に代えて、複数の細径の絶縁軸70からなる絶縁棒を用いた場合について説明したが、これに限らず、図1乃至図3に示す第1乃至3の実施形態、及び図5に示す第5の実施形態の構成の絶縁操作ロッドにおいても、絶縁棒15に代えて、複数の細径の絶縁軸70からなる絶縁棒を用いて構成することにより、同様の効果を得ることができる。ただし、この場合も上述の場合と同様に、ベローズ19a,19bおよびベローズカバー25を金属棒20,21の端部近傍に気密に接合し、金属棒20,21の端面が真空側になるようにするのがよい。
【0089】
(第8の実施の形態)
図8(a)は、第8の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成を示す断面図である。
【0090】
図8(a)において、絶縁棒80はその両側の端部近傍に鍔部80aを有しており、この絶縁棒鍔部80aには固定リング81が嵌合している。また、この固定リング81の一端の内径は、絶縁棒鍔部80aの外径よりも小さくなっており、絶縁棒鍔部80aに当接している。一方、固定リング81の他端近傍の内側面は、金属棒20,21の端部近傍の鍔部20d,21dに嵌合し、ろう付けにより接合されている。同時に、絶縁棒80の端面と金属棒20,21の端面も当接しており、絶縁棒鍔部80aは、固定リング81と金属棒20,21の端面とで挟み込まれた構成となっている。
【0091】
さらに、金属棒20,21にはベローズ19a,19bの一端が気密に接合されており、固定リング81には電界緩和のためのベローズカバー82が固設されている。
【0092】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁棒80はその両端の鍔部80aが固定リング81と金属棒20,21とにより挟み込まれて固定されており、金属とのろう付けによる接合はなされていない。
【0093】
従って、残留応力が発生するようなろう付け部分が形成されないため、真空バルブ開閉時の衝撃応力が作用しても、剥離や破断が生じる箇所がないため、一層信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0094】
なお、図8(a)の例では、固定リング81との接合のために金属棒20,21に鍔部20d,21dを設けたが、金属棒20,21の直径が絶縁棒鍔部80aの直径よりも大きい場合には、設ける必要がないことは言うまでもない。
【0095】
(第9の実施の形態)
図8(b)は、第9の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す横断面図であり、図8(a)におけるC−C’部の矢視断面図である。なお、図8(b)には説明の簡略化のために絶縁棒80と固定リング81のみ示している。
【0096】
図8(b)において、固定リング81には絶縁棒80の中央部外径より僅かに大きい幅の切り欠きが設けられ、略C字状になっている。これは、固定リング81の内径が絶縁棒鍔部80aの外径よりも小さいため、この切り欠き部に絶縁棒80の中央部を通して、所定の位置に配設するためである。
【0097】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、生産性に優れた構成とすることができ、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0098】
(第10の実施の形態)
図9(a)は、第10の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成を示す断面図であり、図8(a)と同一要素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。
【0099】
図9(a)において、絶縁棒鍔部80aには固定リング90が嵌合している。また、この固定リング90の一端の内径は、絶縁棒鍔部80aの外径よりも小さくなっており、絶縁棒鍔部80aに当接している。
【0100】
一方、固定リング90の他端近傍の外側面は、金属棒20,21の端面に設けられた穴20e,21eに嵌合し、ろう付けにより接合されている。同時に、絶縁棒80の端面は金属棒端面穴20e,21eの底面に当接しており、絶縁棒鍔部80aは、固定リング81と金属棒端面穴20e,21eの底面とで挟み込まれた構成となっている。
【0101】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁棒80はその両端の鍔部80aが固定リング90と金属棒20,21とにより挟み込まれて固定されており、金属とのろう付けによる接合はなされていない。
【0102】
従って、残留応力が発生するようなろう付け部分が形成されないため、真空バルブ開閉時の衝撃応力が作用しても、剥離や破断が生じる箇所がないため、一層信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0103】
なお、図9(a)の例では、固定リング90との接合のために金属棒20,21に鍔部が設けられているが、絶縁棒鍔部80aの大きさによっては、設ける必要がないことは言うまでもない。
【0104】
(第11の実施の形態)
図9(b)は、第11の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの要部構成を示す横断面図であり、図9(a)におけるD−D’部の矢視断面図である。なお、図9(b)には説明の簡略化のためにベローズカバー82を除いて示している。
【0105】
図9(b)において、固定リング90は縦方向に2分割されている。これは、固定リング90の内径が絶縁棒鍔部80aの外径よりも小さいためである。
【0106】
図8に示す実施の形態で固定リング81を分割すると、金属棒20,21との接合が確実に行われない可能性がある。これに対し、図9に示す実施の形態では、固定リング90が分割されていても、金属棒端面の穴20e,21eに嵌合して配置されるので、ろう付けが確実に行われる。
【0107】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドでは、セラミックと金属とのろう付けにより残留応力が発生する箇所が無い。さらに、固定リング90のほぼ全周にわたって絶縁棒鍔部80aの挟み込みと金属棒20,21への接合が行われるため、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0108】
(第12の実施の形態)
図10は、第12の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成を示す断面図であり、図9と同一要素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。
【0109】
図10において、セラミック等からなる絶縁棒100は両側の端部近傍に小径部分を有している。そして、絶縁棒100の真空バルブ側の端部に形成される鍔部100aは、例えば本発明の第10の実施の形態に示したように、固定リング90により金属棒20に連結されている。
【0110】
一方、絶縁棒100の操作機構側の端部に形成される鍔部100bは、例えば本発明の第8の実施の形態に示したように、固定リング101により金属棒21に連結されている。ただし、この連結に際しては、絶縁棒100と金属棒21が当接する部分にゴム等の材料からなる衝撃吸収円板102を、また固定リング101と絶縁棒鍔部100bとが当接する部分にゴム等の材料からなる衝撃吸収リング103が挟まれている。また、一般にゴム等の材料はろう付け温度では分解してしまうため、固定リング101と金属棒21の連結は常温でネジによって行われる。
【0111】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、真空バルブの開閉動作時に発生する衝撃応力が衝撃吸収体、即ち衝撃吸収円板102及び衝撃吸収リング103により緩和されるので、衝撃に弱いとされるセラミックの破壊を抑制でき、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0112】
なお、上述の説明では、真空バルブ側の金属棒20と絶縁棒100との接合を図9(a)に示す第10の実施の形態の場合と同様な構成とし、操作機構側の金属棒21と絶縁棒100との接合を図8(a)に示す第8の実施の形態と同様な構成とし、操作機構側の接合部分に衝撃吸収体、即ち衝撃吸収円板102及び衝撃吸収リング103を用いた場合について説明したが、これに限らず、真空バルブ側の金属棒20と絶縁棒100との接合を第8乃至第11の実施の形態のいずれかの場合と同様な構成とし、操作機構側の金属棒21と絶縁棒100との接合を第8乃至第11の実施の形態のいずれかの場合と同様な構成とした場合についても操作機構側の接合部分に衝撃吸収体、即ち衝撃吸収円板102及び衝撃吸収リング103を用いた構成とすることにより、同様の効果を得ることができる。
【0113】
(第13の実施の形態)
図11は、第13の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成を示す断面図であり、図13と同一要素には同一符号を付して示している。
【0114】
図11において、セラミックなどからなる絶縁筒110の両端にはベローズ19a,19bの一端とベローズカバー111がろう付けにより気密に接合されている。また、この繊維強化プラスチックやエポキシ材料からなる絶縁ロッド112が絶縁筒110を貫通するとともに、絶縁性を有する接着剤113により接合されている。
【0115】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドは、ろう付けにより真空容器を形成した後、最後に絶縁ロッド112を接着固定しているため、絶縁ロッド112として耐熱性の低い繊維強化プラスチックやエポキシ材料を使用することができる。これらの材料は衝撃力にも強く、またろう付け部に直接衝撃力が作用することがないので、極めて信頼性が高く長寿命の絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0116】
(第14の実施の形態)
図12は、第14の実施の形態による受配電装置の絶縁操作ロッドの構成例を
示す断面図である。
【0117】
図12において、絶縁筒110と絶縁ロッド112が対向する部分には、それぞれ複数の溝110aおよび112aが設けられ、絶縁性を有する接着剤113が充填され、接合されている。
【0118】
以上のように構成した本実施の形態の絶縁操作ロッドにおいては、絶縁筒110および絶縁ロッド112の複数の溝110aおよび112aに充填され硬化した接着剤113がアンカー効果を生じ、真空バルブの開閉動作時に接着面に作用するせん断応力を軽減し、強い接着力を生ずる。
【0119】
従って、開閉操作を多数回行っても、絶縁筒110と絶縁ロッド112との接着強度が低下せず、長寿命で信頼性の高い絶縁操作ロッドおよび受配電装置を提供することができる。
【0120】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小形でかつ信頼性の高い絶縁操作ロッドを実現することが可能となり、この絶縁操作ロッドを適用した真空遮断器、真空断路器を、より一段と小形化することが可能となる。
【0121】
さらに、これらの真空遮断器、真空断路器を収納した受配電装置も、小形でかつ信頼性が高いものを実現することができ、SF6ガスを使用しない環境調和型の受配電装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による受配電装置の第1の実施の形態を示す要部縦断面図。
【図2】 本発明による受配電装置の第2の実施の形態を示す要部縦断面図。
【図3】 本発明による受配電装置の第3の実施の形態を示す要部縦断面図および横断面図。
【図4】 本発明による受配電装置の第4の実施の形態を示す要部縦断面図および横断面図。
【図5】 本発明による受配電装置の第5の実施の形態を示す要部断面図。
【図6】 本発明による受配電装置の第6の実施の形態を示す要部断面図。
【図7】 本発明による受配電装置の第7の実施の形態を示す要部断面図。
【図8】 本発明による受配電装置の第8及び第9の実施の形態を示す要部断面図。
【図9】 本発明による受配電装置の第10及び第11の実施の形態を示す要部断面図。
【図10】本発明による受配電装置の第12の実施の形態を示す要部断面図。
【図11】本発明による受配電装置の第13の実施の形態を示す要部断面図。
【図12】本発明による受配電装置の第14の実施の形態を示す要部断面図。
【図13】従来例を示す縦断面図。
【符号の説明】
1…真空バルブ
2…真空容器
3…固定側端板
4…可動側端板
5…固定軸
6…接点
7…固定電極
8…可動電極
9…可動軸
10,19a,19b…ベローズ
11…固定側外部導体
12…摺動子
13…摺動子ケース
14…可動側外部導体
15,80,100…絶縁棒
16…絶縁円筒
17…真空バルブ側端板
18…操作機構側端板
20,21…金属棒
20a,21a,20b,20b…金属棒溝
20c,21c…金属棒小孔
20d,21d…金属棒鍔部
20e,21e…金属棒端面穴
22…絶縁材料
23…電界緩和シールド
24…薄肉金属円筒
25,82,111…ベローズカバー
40…連結軸
60…絶縁パイプ
70…絶縁軸
80a…絶縁軸鍔部
81,90,101…固定リング
100a,100b…絶縁棒鍔部
102…衝撃吸収円板
103…衝撃吸収リング
110…絶縁筒
110a…絶縁筒溝
112…絶縁ロッド
112a…絶縁ロッド溝
113…接着剤

Claims (7)

  1. 真空開閉器を開閉操作する絶縁操作ロッドを収納した真空絶縁容器を具備してなる受配電装置において、前記絶縁操作ロッドは、同軸状に径の異なる複数の薄肉金属円筒を絶縁棒端面と金属棒端面との間に設けてなるとともに、前記金属棒端面に複数の溝を設け、当該溝に前記薄肉金属円筒を嵌合して接合したことを特徴とする受配電装置。
  2. 真空開閉器を開閉操作する絶縁操作ロッドを収納した真空絶縁容器を具備してなる受配電装置において、前記絶縁操作ロッドは、絶縁棒両端の径大部分をリング状部材で挟み、当該リング状部材の内側面を金属棒に接合してなることを特徴とする受配電装置。
  3. 前記リング状部材に前記絶縁棒の最小径より僅かに大きな切り欠きを設けたことを特徴とする請求項2記載の受配電装置。
  4. 真空開閉器を開閉操作する絶縁操作ロッドを収納した真空絶縁容器を具備してなる受配電装置において、前記絶縁操作ロッドは、絶縁棒両端の径大部分をリング状部材で挟み、当該リング状部材の外側面を金属棒に接合してなるとともに、前記リング状部材を縦方向に複数に分割したことを特徴とする受配電装置。
  5. 前記絶縁棒と前記リング状部材との間、および前記絶縁棒と前記金属棒との間に衝撃吸収体を間挿したことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の受配電装置。
  6. 真空開閉器を開閉操作する絶縁操作ロッドを収納した真空絶縁容器を具備してなる受配電装置において、前記絶縁操作ロッドは、絶縁筒に絶縁ロッドを貫挿し接合してなるとともに、前記絶縁筒の両端はベローズに連結され、当該ベローズの他端は前記真空絶縁容器に連結されたことを特徴とする受配電装置。
  7. 前記絶縁ロッドと前記絶縁筒が対向する部分に夫々溝を設けて接合したことを特徴とする請求項6記載の受配電装置。
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