JP4459236B2 - 圧縮ガス絶縁断路器ユニット及びブッシング装置 - Google Patents

Description

本発明は、導電性の断路器ハウジングを備えると共に主軸心を有し、断路開閉部に接続された第１及び第２主回路導体がそれぞれ主軸心に沿って延びている圧縮ガス絶縁断路器ユニットに関する。

この種の断路器ユニットは例えば米国特許第６５３８２２４号明細書により公知である。公知の装置においては、電力開閉器の遮断器ユニットは接地されたカプセル型ハウジング内に配置されている。カプセル型ハウジングには複数のフランジが設けられ、それらのフランジを遮断器ユニットの電気的接続のための電気導体が貫通している。フランジにはそれぞれ断路器ユニットがフランジ結合されている。断路器ユニットによって電源側電気導体が遮断器ユニットから電気的に分離され得る。断路器ユニットは、電力開閉器のカプセル型ハウジングの隣接する圧縮ガス絶縁領域から、又は隣接する屋外型ブッシングから、絶縁隔壁によって画定される。屋外型ブッシングはもはやカプセル型ハウジングに直接にフランジ結合されることがないので、屋外端子の位置が断路器ユニットの長さ分だけ変化する。

このような断路器ユニットを備えた電力開閉器は例えば標準化された配電盤にはもはや適用することができない。

本発明の課題は、冒頭に述べた型の圧縮ガス絶縁断路器ユニットを、短い構造長さを持つように構成することである。

この課題は、冒頭に述べた型の圧縮ガス絶縁断路器ユニットにおいて、本発明により、第１主回路導体が断路器ハウジングの第１フランジを貫通し、第２主回路導体が断路器ハウジングの第２フランジを貫通することによって解決される。断路器ユニットのハウジングには、第１主回路導体を同心的に取り囲み、第１フランジの放射方向内側に配置され、そこから上方に突出する円筒状電極が接続される。

第１フランジのフランジ面は円筒状電極によって電界的にシールドされる。そのため断路器ユニットのハウジングを断路器の断路開閉部の周りに小体積で直接配置することが可能になる。それにより構造の大きさを決定する絶縁距離が短縮される。

好ましい実施態様によれば、第２フランジは断路器ハウジングの反対側端に第１フランジと同駆動軸に配置され、第２フランジの外周側にドーナツ形状の貫通型変流器を装着し得る装着部を備える。

第１及び第２フランジの同駆動軸配置により断路器ユニットの長く延びた形状が生ずる。断路器ユニットの構造に必要な全装置を主軸心に沿って延ばすことができる。これは第２フランジのフランジ機能と共にその外周側に貫通型変流器用の装着部を備えることを可能にする。したがって断路器ユニットを部分組立体として補完する可能性が生ずる。

好ましくは、第２フランジは変流器を少なくとも部分的に支持する円筒状接続管部の終端に配設される。

第２フランジと円筒状接続管部との組合せによって断路器ユニットの構造高さを低減することができる。今や中間ハウジング又は対向フランジに代替的に装着される変流器は断路器ユニットに配設される。これにより必要なフランジ結合部の数を減少させることができる。この減少は断路器ユニットの全構造長さの減少を可能にする。

好ましくは、第１フランジ及び第２フランジはリング状に形成され、第１フランジは第２フランジより大きな直径を持つものとする。

第２フランジの直径を第１フランジのそれより小さくすることによって、貫通型変流器を問題なしに第２フランジ上に押し込むことが可能になる。変流器のこの外径はほぼ第１フランジの外径に対応する。そのため断路器ユニットの全体構造が外形的にほぼ円筒形状になる。このようにして幾つかの突出する構造部品を減少させることができる。同時に、円筒状電極を適当な態様で形成するために、第１フランジ領域に十分な空間を確保することができる。

さらなる好ましい実施態様によれば、電極は断路器ハウジングによって支持され、特にモールドされる。

ハウジングの十分な耐圧強度を達成するために、ハウジングは機械的に安定な材料、例えばアルミニウムで作られなければならない。ハウジングは例えば断路開閉部や変流器のようなそれに取り付けられ又は組み込まれる全ての構成部品に対する言わばフレームを形成する。機械的な力は第１フランジ又は第２フランジを介してハウジング構造に導入される。電極をハウジングと一体にモールドすることによってハウジングを製造する特に効果的な製造方法を可能にする。かくしてハウジングは例えば一体のモールド品として作ることができる。したがってハウジングの細かい部品からなる形態を構成することも可能になる。

好ましい実施態様によれば、両主回路導体の一方は断路器ハウジング内で接地開閉器によって接地され得るものとすることができる。

ハウジングによって取り囲まれる内室には圧縮ガスが充填される。そのため、その内室は外部から機械的にアクセスすることはできない。接地開閉器を誤操作すると障害アークが発生し、操作者の健康を損ねることがあった。しかし本発明によればハウジングの内部から障害アークを発生することはほとんど不可能である。特にマニュアル操作される接地開閉器の場合、操作者が危険にさらされることをほとんど皆無にすることができる。例えば第１主回路導体及び第２主回路導体を接地するために複数の接地開閉器を備えることも可能である。

冒頭に述べた従来技術においては、電気導体を電力開閉器の遮断器ユニットに接続するために屋外ブッシングが用いられる。公知の断路器ユニットの従来型構造は屋外ブッシングと電力開閉器のカプセル型ハウジングの接続フランジとの間に断路器ユニットを挿入することを強制する。

したがって本発明のもう一つの課題は、小型構造の断路開閉部を有する断路器を備えたブッシング装置を提供することである。

この課題は、導電性のハウジング内に圧縮ガス絶縁式に配置された断路開閉部を有する断路器を備えたブッシング装置において、本発明により、ハウジングにフランジ結合された屋外ブッシング型の電気絶縁性碍管と、その碍管を貫通して導入され、一端が断路開閉部の一方の断路接点に接続された第１主回路導体とを備え、ハウジング及び碍管が共通のガス室を形成することによって達成される。

共通のガス室は絶縁隔壁の適用を省略可能にする。この絶縁隔壁は断路器付きブッシング装置の構造体積を、必要なフランジ及び／又は絶縁隔壁の構造高さ分だけ大きくする。断路開閉部の一方の断路接点と第１主回路導体との接続は、断路開閉部と第１主回路導体との相互の十分な機械的安定化を可能にする。第１主回路導体は例えば絶縁碍管の壁を貫通する貫通領域で碍管に保持され得る。共通のガス室によって、導電性ハウジングの構成部品部分を共通に利用することも可能になる。幾つかのガス室への厳密な分離及び分割が従来はハウジングのそのような自由度の大きな空間利用を妨げていた。

好ましくは、第１主回路導体は断路器ハウジングにポスト碍子によって支持される。

断路開閉部又は主回路導体の形態に応じて、ポスト碍子はハウジング内に大きな柔軟性をもって配置することができる。その場合、ポスト碍子は第１主回路導体に直接に取り付けられ、又は好ましくは、第１主回路導体は断路器の断路接点を介して支持される。

ハウジング内でポスト碍子を共通利用することによってポスト碍子自体の数を減少させることができる。それによりハウジング内に予備空間を形成し、そこに他の部品、例えば引き回し導体、開閉接点、及び／又は接地接点などを装填することもできる。

好ましくは、ガス室はハウジングの円筒状接続管部内にまで延び、ハウジングの周りに貫通型変流器が配置される。

円筒状接続管部内をガス室の圧縮ガスで満たせば、その領域の絶縁強度の向上をも達成することができる。圧縮ガスを満たすことにより、円筒状接続管部の直径を縮小することができる。それにより、標準化された貫通孔を有する従来型の貫通型変流器をハウジングの円筒状接続管部上に装着する可能性が生ずる。

好ましくは、絶縁性の碍管と断路器ハウジングとの結合領域をシールドする電極が第１主回路導体に対して同心的に配置される。

電極の使用は、接地されたハウジングから絶縁碍管に至る移行領域の短縮化を可能にする。その場合、電界はその電極によって、電気絶縁性の碍管と第１フランジのハウジングとの接続領域が許容し得ない電気的ストレスにさらされことがなくなるような作用を受ける。

次に図面に示す実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

図１は本発明によるブッシング装置１の第１実施例を示すものである。このブッシング装置１は圧縮ガス絶縁型の断路器ハウジング２を備えている。断路器ハウジング２は主軸心３を中心としてほぼ回転対称に構成されている。断路器ハウジング２の一端には主軸心３に同心的に第１フランジ４が形成されている。断路器ハウジング２の他端には主軸心３に同心的に第２フランジ５が形成されている。第２フランジ５は断路器ハウジング２の円筒状接続管部６の端部に形成されている。さらに主軸心３に沿って棒状の第１主回路導体７及び第２主回路導体８が配置されている。第１主回路導体７は第１フランジ４を貫通して断路器ハウジング２内に導入され、第２主回路導体８は第２フランジ５を貫通して断路器ハウジング２内に導入されている。両主回路導体７，８は互いに同軸に配置される。

断路器ハウジング２内には第１フランジ４の放射方向内側に円筒状電極９が配置されている。円筒状電極９は第１主回路導体７を取り囲んでいる。第１フランジ４には電気絶縁性の碍管１０がフランジ結合されている。碍管１０は周知のごとく屋外ブッシング型に構成されている。碍管１０は例えば磁器又はプラスチックで作られる。碍管１０は回転対称の中空体であって、主軸心３に対し同心的に配置されている。碍管１０の自由端は第１主回路導体７を貫通させている。第１主回路導体７は碍管１０の外部に第１接続端１１を形成している。第１接続端１１には例えば架空ケーブルが導電的に接続される。

円筒状電極９は断路器ハウジング２と一体に作られ、断路器ハウジング２の製造の際にモールド法によってモールドされる。

断路器ハウジング２内には断路開閉部１２が配置される。断路開閉部１２は断路器ハウジング２にポスト碍子１４によって固定された固定断路接点１３を備えている。断路開閉部１２はさらに可動断路接点１５を備えている。可動断路接点１５はボルト状に形成されている。電気絶縁性の駆動軸１６を介して断路器ハウジング２の外部からその内部へと回転運動を伝達させることができる。

電気絶縁性の駆動軸１６には、可動断路接点１５に備えられた歯と協働する小歯車が取り付けられている。駆動軸１６が回転動作することによって可動断路接点１５が開閉駆動される。断路開閉部１２の開路状態では、可動断路接点１５が第２主回路導体８の凹所内に引き込まれる。可動断路接点１５は第２主回路導体８に支持されている。第２主回路導体８及び可動断路接点１５の支持は第２のポスト碍子１４ａを介して行われる。

第１主回路導体７又は第２主回路導体８を流れる電流を監視するために、第２フランジ５はドーナツ状の貫通型変流器１７を装着し得る変流器装着部を備えている。そのため第２フランジ５はその外周面が円筒状に形成されている。このように形成された円筒状の外周面上にドーナツ状の貫通型変流器１７を少なくとも部分的に係止することができる。接続管部６にはさらに円筒状に走る第２の外被面１８が形成されている。この円筒状に走る外被面１８上で貫通型変流器１７が付加的に支持される。円筒状に走る外被面１８は、接続管部６上における貫通型変流器１７の押し込みを制限するストッパが形成されるように、圧縮ガス絶縁型の断路器ハウジング２の突出部に隣接している。円筒状に走る外被面１８と第２フランジ５との間に環状に走る凹所が形成されるように接続管部６の壁厚がやや減少されている。この凹所によって貫通型変流器１７の押し込みが容易になる。この空間は冷却媒体を循環させるのに利用することができる。このブッシング装置は第２フランジ５によって第２カプセル型ハウジング、例えば高電圧電力開閉器のカプセル型ハウジングに連結することができる。

断路器ハウジング２はさらに光学的には透明であるが、ガス密構造の監視窓１９を備えている。監視窓１９は圧縮ガス絶縁型断路器ハウジング２の外部から断路開閉部１２を監視することを可能にする。

圧縮ガス絶縁型断路器ハウジング２及び絶縁碍管１０並びに円筒状接続管部６によって形成される内部空間は共通のガス室として機能する。このガス室には絶縁ガス、例えば六弗化硫黄ガス（ＳＦ₆）が圧縮された状態で充填される。この絶縁ガスは対流によって、例えば接続管部６から断路器ハウジング２内を通って絶縁碍管１０の自由端領域にまで通流することができる。

図２には本発明によるブッシング装置の第２実施例が示されている。この実施例は基本的には図１の実施例に対応している。そのためここでは特徴的な構造部分のみについて説明する。図１のものと同一の機能部分は同一符号で示されている。この圧縮ガス絶縁型断路器ハウジング２は付加的に接地開閉器２０を備えている。接地開閉器２０は、導電性で接地電位にある断路器ハウジング２に永久的に接触する接地接点２０ａを備えている。接地接点２０ａは主軸心３に対して放射方向に変位することができる。固定断路接点１３（本実施例では第２主回路導体８に取り付けられている）に、接地接点２０ａと協働する対向接点が設けられている。主回路導体８はその対向接点及び固定断路接点１３を介して接地することができる。図１に示されている実施例に対して、断路開閉部１２において、固定断路接点１３及び可動断路接点１５の組み込み場所の交換が行われている。

図３に示されているブッシング装置の第３実施例は、断路開閉部１２の可動断路接点１５を駆動する駆動装置の変形実施例を示すものである。可動断路接点１５は揺動可能に支持された揺れアーム２１によって変位させることができる。圧縮ガス絶縁型断路器ハウジング２に取り付けられたマニュアル操作型の接地開閉器２２が断面図で示されている。接地接点２２ａはベローズ２３によって断路器ハウジング２に対し封止される。接地接点２２ａはベローズ２３の伸縮により、可動断路接点１５及び第２主回路導体８と導電接続される対向接点内に導入され得る。

図３にはさらに円筒状電極９の代替構成例を認めることができる。主軸心３の左方では、円筒状電極９の形態が板体として示されており、それは断路器ハウジング２にねじ止めによって取り付けられている。さらに代替的に、主軸心３の右方では、円筒状電極９の形態がモールド部として示されている。第１主回路導体７を自由端側でアタッチメント２４を用いて絶縁碍管１０を貫通させる貫通構造を断面図で認めることができる。アタッチメント２４を用いることにより第１主回路導体７の貫通領域での絶縁碍管１０の封止を簡単にすることができる。その理由は、第１主回路導体７がアタッチメント２４に差し込まれるだけだからである。このようにして、絶縁碍管１０を貫通する第１主回路導体７の貫通領域で付加的に封止される継ぎ目を無くすことができる。

図４，５及び６はそれぞれ、図１に示されているブッシング装置の実施例を発展させた実施例を示すものである。図４，５及び６に示されているブッシング装置の基本構造はそれぞれ図１に示されている第１実施例に対応している。ただし、断路器の断路開閉部及びそれに付随する接地装置の構造がそれぞれ異なる形に構成されている。そこで次に断路開閉部及び接地装置の各構造についてのみ説明する。

図４に示されている断路開閉部２５は固定断路接点１３及び可動断路接点１５を備えている。可動断路接点１５は揺れアーム２６を介して駆動される。接地接点２７も揺れアーム２６を介して駆動される。断路開閉部２５の開路動作すなわち可動断路接点１５の開路動作の際には、可動断路接点１５が開路位置に達しても揺れアーム２６がさらに駆動されることにより、接地接点２７が、断路器ハウジング２に取り付けられた対向接点２８内に挿入される。揺れアーム２６の付加的揺れ動作によって第２主回路導体８が接地される。接地接点２７は主軸心３に対し傾斜して駆動される。

図５は断路器ハウジング２内における断路開閉部の変形例を示すものである。可動断路接点３０はボルトの形に形成され、主軸心３に対して傾斜して変位駆動される。そのため揺動自在に支持された揺れアーム３１が設けられている。可動断路接点３０は開路動作の際、開路位置を越えて駆動され、断路開閉部とは反対側の端部で、断路器ハウジング２に形成された対向接地接点に挿入される。この対向接地接点への挿入動作を介して第２主回路導体８が接地される。

図６は断路開閉部のさらなる変形例を示すものである。可動断路接点４０は第２主回路導体８に支持されている。この可動断路接点４０は揺動可能な刃の形に形成され、中立位置では第２主回路導体８に接触するシールドフードによって覆われる。断路開閉部の閉路の際には可動断路接点４０が、第２主回路導体８に接触させられるスリット状の対向断路接点４１内に食い込む。可動断路接点４０の開路動作の際には、可動断路接点４０が回動することによって対向断路接点４１から引き出され、その中立位置を越えて、断路器ハウジング２に導電的に接続された対向接地接点に食い込む。この対向接地接点を介して第２主回路導体８が接地電位にもたらされる。

個々の実施例の詳細は図１ないし６には示されていない変形実施例が生ずるように互いに組み合わせることも可能である。

断路器ユニットを含むブッシング装置の第１実施例を示す縦断面図である。 断路器ユニットを含むブッシング装置の第２実施例を示す縦断面図である。 断路器ユニットを含むブッシング装置の第３実施例を示す縦断面図である。 断路器ユニットを含むブッシング装置の第４実施例を示す縦断面図である。 断路器ユニットを含むブッシング装置の第５実施例を示す縦断面図である。 断路器ユニットを含むブッシング装置の第６実施例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ブッシング装置
２ 断路器ハウジング
３ 主軸心
４ 第１フランジ
５ 第２フランジ
６ 接続管部
７ 第１主回路導体
８ 第２主回路導体
９ 円筒状電極
１０ 絶縁碍管
１１ 第１接続端
１２ 断路開閉部
１３ 固定断路接点
１４ ポスト碍子
１４ａ ポスト碍子
１５ 可動断路接点
１６ 駆動軸
１７ 貫通型変流器
１８ 外被面
１９ 監視窓
２０ 接地開閉器
２０ａ 接地接点
２１ 揺れアーム
２２ 接地開閉器
２２ａ 接地接点
２３ ベローズ
２４ アタッチメント
２５ 断路開閉部
２６ 揺れアーム
２７ 接地接点
２８ 対向接点
３０ 可動断路接点
３１ 揺れアーム
４０ 可動断路接点
４１ 対向断路接点

Claims (11)

1. 導電性の断路器ハウジング（２）を備えると共に主軸心（３）を有し、断路開閉部（１２）に接続された第１及び第２主回路導体（７，８）がそれぞれ前記主軸心（３）に沿って延びている圧縮ガス絶縁断路器ユニットにおいて、
   ・ 前記第１主回路導体（７）が前記断路器ハウジング（２）の第１フランジ（４）を貫通し、
   ・ 前記第２主回路導体（８）が前記断路器ハウジング（２）の第２フランジ（５）を貫通し、
   ・ 前記断路器ハウジング（２）に、前記第１主回路導体（７）を同心的に取り囲み、前記第１フランジ（４）の放射方向内側に配置され、そこから上方に突出する円筒状電極（９）が接続され、それにより第１フランジ（４）のフランジ面は円筒状電極（９）によって電界的にシールドされている、
   ことを特徴とする圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
2. 前記第２フランジ（５）が前記断路器ハウジング（２）の反対側端に前記第１フランジ（４）に対して同心的に配置され、前記第２フランジ（５）の外周側にドーナツ形状の貫通型変流器（１７）を装着し得る装着部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
3. 前記第２フランジ（５）が、前記変流器を少なくとも部分的に支持する円筒状接続管部（６）の終端に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
4. 前記第１フランジ（４）及び第２フランジ（５）がリング状に形成され、前記第１フランジ（４）が前記第２フランジ（５）より大きな直径を持っていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
5. 前記電極（９）が前記断路器ハウジング（２）によって支持され、特にモールドされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
6. 前記両主回路導体（７，８）の一方が前記断路器ハウジング（２）内で接地開閉器（２０）によって接地され得ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧縮ガス絶縁断路器ユニット。
7. 導電性の断路器ハウジング（２）内に圧縮ガス絶縁式に配置された断路開閉部（１２）を有する断路器と、前記断路器ハウジング（２）にフランジ結合された屋外ブッシング型の電気絶縁性碍管（１０）と、この碍管（１０）を貫通して導入され、一端が前記断路開閉部（１２）の一方の断路接点（１３）に接続された第１主回路導体（７）とを備え、前記断路器ハウジング（２）及び前記碍管（１０）が共通のガス室を形成しているブッシング装置（１）。
8. 前記第１主回路導体（７）が前記断路器ハウジング（２）にポスト碍子（１４）によって支持されていることを特徴とする請求項７に記載のブッシング装置（１）。
9. 前記第１主回路導体（７）が前記断路器の断路接点（１３）を介して支持されていることを特徴とする請求項８に記載のブッシング装置（１）。
10. 前記ガス室が前記断路器ハウジング（２）の円筒状接続管部（６）内にまで延び、前記断路器ハウジング（２）の周りに貫通型変流器（１７）が配置されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のブッシング装置（１）。
11. 前記絶縁性の碍管（１０）と前記断路器ハウジング（２）との結合領域をシールドする電極（９）が前記第１主回路導体（７）に対して同心的に配置されていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のブッシング装置（１）。

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