JP4441154B2 - 断路器を収納するための区画された金属ケースを有する電気スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ガス絶縁された金属ケースを有する特に高圧変電所のための金属被覆電気スイッチであって、特に、１つの引き込みフィーダを２つの引き出しフィーダに切換える機能、あるいは、この逆の機能を果たすために、ケース内に互いに隣接して配置された第１および第２の断路器を有する断路器装置を備えた金属被覆電気スイッチに関する。
【０００２】
そのようなスイッチは、特に１セットのバス・バー（例えば、Ｈ構成で）もしくは２セットのバス・バーを有する変電所において負荷を切換えるために使用することができるとともに、１．５回線ブレーカタイプすなわち実際にはループ構成において従来の方法で使用することができる。
【０００３】
特許出願ＧＢ−Ａ−４２５１０７は、ケースの同一部内で２つの断路器の機能を果たす１つのディスクを有するそのようなスイッチを開示している。
【０００４】
特許出願ＤＥ−３０３５８７０は、ケースの同一部内で３つの断路器の機能を果たす１つのディスクを有するスイッチを開示している。
【０００５】
特許出願ＧＢ−２１９３８４３は、ケースの同一部内で２つの断路器の機能と接地スイッチの機能とをすべて果たす１つのディスクを有し、そのケースはまたブレーカも有するスイッチを開示している。
【０００６】
そして、特許出願ＷＯ−００／２４１００は、ブレードが付設された複数の断路器を有するスイッチを開示している。この場合、ブレードは、共通のガス容器内に互いに隣接して配置されているとともに、共通のロータリシャフトに固定されている。
【０００７】
これらの公知のスイッチのそれぞれにおいては、高圧変電所の各電極毎に、断路器およびブレーカがあるとすれば、共通の誘電ガス容器内に配置されている。そのような配置では、スイッチの負荷断路器の任意の１つにおける電気的な障害によって、対象となっている電極への電気の供給が中断されるだけでなく、例えば２セットのバス・バーを有する構成において、この電極のためのバス・バーの両セットの働きが損なわれてしまう。そして、この働きの損失は、スイッチがバス・バーのセットから完全に遮断されるまで続く。
【０００８】
そのようなスイッチのケースの内側で生じる障害に起因する電気的なアークの存在により、第１に、ケースの内部に位置した部品が損傷し、また、第２に、ケースの内部の誘電ガスの圧力が上昇して、ケースの壁に一般に設けられている壊れやすい安全ウインドウが破壊され、スイッチから誘電ガスが失われてしまう可能性がある。スイッチの任意の内部における内的な障害により、特に障害によってガスが外部に排出される場合、前記内部に存在する導体および接続端子の全てが回路から取り除かれて回路から外されたままであることを余儀なくされる。すなわち、２セットのバス・バーを有する構成において、例えば、両方のセットあるいは少なくとも各セットの一部分は、それらがスイッチに接続されたままである限り、回路から取り除かれなければならない。
【０００９】
高圧変電所の電極を遮断する処理は数時間を要する場合があり、これは、電気ネットワークの操作においては非常に不便である。
【００１０】
本発明の目的はこの欠点を是正することである。
【００１１】
この目的のため、本発明は、ガス絶縁体と金属ケースとを有する特に高圧変電所のための金属被覆電気スイッチであって、該スイッチはケースの内側に互いに隣接して配置された第１および第２の負荷断路器を少なくとも備え、第１の断路器は、第１の接続端子と協働するロータリブレードを備え、第２の断路器は、第２の接続端子と協働するロータリブレードを備え、前記第１および第２のブレードは、前記ブレード間で電気的な導通を与える共通のロータリシャフトに固定されており、該金属被覆電気スイッチにおいて、ケースの内部は気密隔壁によって互いに分離された少なくとも２つの区画室に分割され、第１の断路器は第１の前記区画室内に配置され、第２の断路器は第２の前記区画室内に配置され、前記ブレードに共通のロータリシャフトは、第１および第２の区画室を分離する隔壁を気密状態で貫通していることを特徴とする金属被覆電気スイッチを提供する。
【００１２】
このように、本発明において、２つの隣り合う断路器の２つのブレードは、一方の断路器の障害によって他方の断路器が高電圧に耐えるための能力が低下しないように、異なる容器の誘電ガス中に配置されている。無論、スイッチの１つの容器内で障害が発生した場合には、もはや電気が共通のロータリシャフトを通じて流れ続けることができないことから、スイッチを使用不能であると見なすことができる。それにもかかわらず、断路器は、それが閉位置にある間、電気を通すように機能するだけでなく、それが開位置にある間、その接点間で電圧を維持するように機能することもまた言うまでもない。すなわち、断路器が本発明にしたがって区画され、良好な区画室と不良な区画室との間の誘電ガスの圧力差に耐えるように気密隔壁が形成されていれば、その圧力を維持する良好な区画室内に配置された断路器は、開かれたままであり、そのブレードとバス・バーやラインに接続されたその接続端子との間で電圧を維持することができる。２セットのバス・バーを有する構成において、良好な区画室の接続端子に接続されたバス・バーのセットは、その後再び高電圧に接続することができ、したがって使用可能となる。その結果、高圧変電所は、１セットのバス・バーが使用可能であり続ける限り、障害モードで動作し続けることができる。
【００１３】
本発明のスイッチの特定の実施形態において、前記ブレードの一方は、前記ブレードと同じ区画室内に配置された第３の接続端子と協働して接地機能を与える。これにより、１つの制御ユニットにより、２つの切換断路器の機能および接地機能を十分に実施することができる。
【００１４】
本発明のスイッチの他の特定の実施形態において、ケースは第３の区画室を有し、この第３の区画室は、他の２つの区画室から気密状態で分離されるとともに、ロータリシャフトの軸に沿って移動する移動接点を備えたブレーカを有し、前記ブレーカは、ロータリシャフトと直列に接続されている。ケース内におけるブレーカおよびロータリシャフトのこのような配置は、スイッチの構造のコンパクト化に寄与する。
【００１５】
本発明のスイッチの他の特定の実施形態において、第１の接続端子は、第１の断路器が接地機能を果たすことができるようにケースに電気的に接続され、第３の接続端子と協働するロータリブレードを備えた第３の断路器が、第１の断路器と同じ区画室内で、あるいは、気密隔壁によって第１の断路器の区画室から分離されたケースの他の区画室内で、第１の断路器に隣接して配置されている。
【００１６】
本発明のスイッチの他の特定の実施形態において、各ブレードは、ロータリシャフトから径方向に延びる第１のアームと、第１のアームからこれに対して略垂直に延びるように配置された第２のアームとを備えている。
【００１７】
本発明のスイッチの一実施形態は、以下に詳細に説明されており、また、図面に示されている。
【００１８】
図１において、一般に２セットのバス・バーを有する高圧変電所構成では、１つの引き込みフィーダから、２つの引き出しフィーダへと負荷を切換えるために、あるいは、この逆を行なうために、図示のスイッチを使用することができる。また、例えばループ構成すなわち１．５回線ブレーカタイプの構成といった他の高圧変電所構成においても、このスイッチを使用することができる。このように適合される高圧変電所が、各電極毎に、すなわち、各電気位相毎に、このようなスイッチを１つ必要とすることは言うまでもない。
【００１９】
この場合、スイッチは、軸方向に位置合わせされた３つの円筒部分から成る金属ケース１を備えている。３つの円筒部分は、互いの端部同士が例えばボルトによって軸方向Ｄで固定されている。
【００２０】
ケースの内部には、ＳＦ_６等の誘電ガス（絶縁ガス）が数バールの圧力で満たされている。そして、この場合、ケースの内部は、互いに気密な３つの区画室１Ａ、１Ｂ、１Ｃに分割されており、各区画室からはそれぞれ接続ブッシュ１Ｄ、１Ｅ、１Ｆが上側に延びている。
【００２１】
区画室１Ａから１Ｃは気密隔壁２、３によって互いに分離されている。この場合、各気密隔壁は、電気絶縁材料から成る円錐体によって構成されており、互いに接合される円筒部分のフランジ同士の間で挟まれることにより所定位置に保持されている。
【００２２】
区画室１Ｃ内には第１の負荷断路器４が配置されており、第１の負荷断路器４と隣り合う第２の負荷断路器５は区画室１Ｂ内に配置されている。区画室１Ａ内にはブレーカ６が配置されている。
【００２３】
断路器４は、ロータリシャフト７に固定されたブレード４Ａを備えている。ロータリシャフト７は、方向Ｄに沿って延びるとともに、気密状態で壁３を貫通している。ロータリブレード４Ａは、区画室１Ｃの内側でブレード４Ａの円形の経路Ｓ１上に固定して配置された接続端子４Ｂと協働する。
【００２４】
断路器５は、ロータリシャフト７に固定されたブレード５Ａを有している。ブレード５Ａは、区画室１Ｂの内側でブレード５Ａの円形の経路Ｓ２上に固定して配置された接続端子５Ｂと協働する。
【００２５】
２セットのバス・バーを有する構成において、例えば、固定された接続端子４Ｂ、５Ｂは、変電所のバス・バーのセットの２つのバス・バーにそれぞれ接続されるとともに、ブレード４Ａ、５Ａは、様々な配置が可能となるようにロータリシャフト上に配置されており、これによって、引き出しブッシュ１Ｄの導体上の負荷が引き出しブッシュ１Ｅ、１Ｆの一方もしくは他方あるいは両方の導体に加わる。これらの配置は、ロータリシャフト７の様々な角度位置に対応している。また、ブレード４Ａの円形の経路上には第３の端子４Ｃが固定して配置されており、この第３の端子は接地のために使用される。したがって、シャフト７を制御するだけで、２つの断路機能および接地機能を果たすことができる。無論、端子４Ｃは、ブレード４Ａが端子４Ｂから離れ且つブレード５Ａが端子５Ｂから離れた時にブレード４Ａとの接続がなされるように配置されている。
【００２６】
ロータリシャフト７は、ケース１の外側にある区画室１Ｃの自由端に装着された制御手段８によって駆動される。
【００２７】
ロータリシャフト７は、２つの断路器４、５間で導電体として機能するとともに、気密状態で壁２を貫通し且つブレーカ６をロータリシャフト７に対して電気的に直列に接続する固定された導電ロッド８’によって延ばされている。ブレーカ６は、ロータリシャフト７の軸Ｄに沿って移動する接点６Ａを有している。この接点６Ａは、ケース１の外側であって区画室１Ａの近傍に配置された制御手段９によって駆動される。
【００２８】
図から分かるように、４Ａおよび５Ａといった各ブレードはそれぞれ、ロータリシャフト７から径方向に延びる第１のアーム４Ａ１、５Ａ１と、対応するブレード４Ａ、５Ａの円形の経路Ｓ１、Ｓ２の領域に沿って対応する第１のアーム４Ａ１、５Ａ１からこれに対して略垂直に延びる第２のアーム４Ａ２、５Ａ２とを有している。
【００２９】
図示のスイッチの構成において、２つの固定端子４Ｂ、５Ｂは方向Ｄに位置合わせされており、また、２つのブレード４、５のアーム４Ａ１、５Ａ１はそれぞれ、ロータリシャフト７を中心とする円上への投影においてアーム４Ａ２、５Ａ２によって定義される領域間に部分的な重なりが存在するようにオフセットされた角度位置にある。このような構造では、１つの制御ユニット８だけを使用しつつ、シャフト７の角度位置を変化させれば、２つのブレード４Ａ、５Ａと端子４Ｂ、４Ｃ、５Ｂとの接続の複数の組み合わせ、すなわち、両方の断路器を開き、両方の断路器を閉じ、一方の断路器を開いて他方の断路器を閉じ、両方の断路器を開いたまま接地するといった組み合わせが得られる。ブレード４、５を方向Ｄに沿って位置合わせしつつ、固定端子４Ｂ、５Ｂを方向Ｄの周りで異なる角度位置に配置できることも言うまでもない。
【００３０】
各電極毎に本発明のスイッチを１つ有する複数極の高圧変電所において、スイッチのロータリシャフト７は、１つの制御ユニットによって駆動されるギヤまたはロッドと一緒に移動するように連結することができる。
【００３１】
図２は、本発明のスイッチの他の構成を示している。図１および図２において、同様の参照符号は同一の部材を示している。図２の構成において、接続端子４Ｂは、ブレード４Ａを有する断路器４が接地機能を果たすようにケース１に電気的に接続されている。断路器４に隣接して第３の断路器１０が配置されている。この第３の断路器１０は、ロータリシャフト７に装着されたロータリブレード１０Ａを有するとともに、第３の接続端子１０Ｂと協働する。断路器４と同じ区画室内、あるいは、気密隔壁によって区画室１Ｃから区画される他の区画室１Ｃ’内に断路器１０を配置することができる。
【００３２】
本発明は、上側に１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ等の入口接続ブッシュおよび／または出口接続ブッシュを有するハイブリッドスイッチに限定されず、金属被覆技術で実施される引き出しフィーダおよび／または少なくとも１セットのバス・バーに接続されるスイッチに適用することができる。図２において、参照符号１２、１３は、金属被覆スイッチラインへと延びる２つのリンクから区画室１Ｃ、１Ｃ’をそれぞれ分離する隔壁を示している。
【００３３】
最後に、本発明のスイッチは、ケース１内に６等のブレーカを有している必要はない。また、金属被覆ラインの幾つかの特定の構成にスイッチを接続するために、区画室１Ａは、可能であれば、数メートル延びていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの切換断路器および１つのブレーカを備えた本発明のスイッチの概略図である。
【図２】 第３のブレードによって接地接続がなされる図１と類似する構成を示している。

Claims (6)

1. ガス絶縁体と金属ケース（１）とを有する金属被覆電気スイッチであって、該スイッチは金属ケース（１）の内側に互いに隣接して配置された第１および第２の負荷断路器（４、５）を少なくとも備え、第１の断路器は第１の接続端子（４Ｂ）と協働するロータリブレード（４Ａ）を備え、第２の断路器は第２の接続端子（５Ｂ）と協働するロータリブレード（５Ａ）を備え、前記第１および第２のブレードは前記ブレード間で電気的な導通を与える共通のロータリシャフト（７）に固定されており、該金属被覆電気スイッチにおいて、金属ケース（１）の内部は気密隔壁（２、３）によって互いに分離された少なくとも２つの区画室（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）に分割され、第１の断路器は第１の前記区画室内に配置され、第２の断路器は第２の前記区画室内に配置され、前記ブレードに共通のロータリシャフト（７）は、第１および第２の区画室を分離する隔壁（３）を気密状態で貫通していることを特徴とする金属被覆電気スイッチ。
2. 断路器（４、５）のロータリブレード（４Ａ、５Ａ）は、前記ブレードと同じ区画室内に配置された第３の接続端子（４Ｃ）と協働して接地機能を与える請求項１に記載のスイッチ。
3. 金属ケース（１）は第３の区画室（１Ａ）を有し、この第３の区画室は、他の２つの区画室から気密状態で分離されるとともに、ロータリシャフト（７）の軸に沿って移動する移動接点（６Ａ）を備えたブレーカ（６）を有し、前記ブレーカは、前記ロータリシャフト（７）と直列に接続されている請求項１または２に記載のスイッチ。
4. 第１の接続端子（４Ｂ）は、第１の断路器（４）が接地機能を果たすことができるように金属ケース（１）に電気的に接続され、第３の接続端子（１０Ｂ）と協働するロータリブレード（１０Ａ）を備えた第３の断路器（１０）が第１の断路器に隣接して配置されている請求項１または３に記載のスイッチ。
5. 第３の断路器（１０）は、気密隔壁によって第１の断路器（４）の区画室（１Ｃ）から分離された区画室（１Ｃ’）内に配置されている請求項４に記載のスイッチ。
6. 各ブレード（４Ａ、５Ａ）は、ロータリシャフトから径方向に延びる第１のアームと、第１のアームからこれに対して略垂直に延びるように配置された第２のアームとを備えている請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチ。

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