JP4606146B2 - 開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば受配電設備等に適用される電力用の開閉装置に関するもので、特に、その主回路導体の構造に関するものである。なお、この発明では、開閉装置の中に、遮断装置が含まれるものとする。

従来の開閉装置は、例えば、図４に示すように、開閉装置として真空バルブ（この発明の真空スイッチ管に相当）を用いた真空遮断器において、真空バルブ４１の固定電極側から導出した固定電極棒４１ａは、絶縁フレーム４２に支持固定された導体４３に固定されており、この導体４３には、主回路端子４４を介し、先端側に配電盤側の母線と接続するためのコネクタ４５ａを有する棒状の導体４６ａ（この発明の主回路導体に相当）が接続されている。一方、真空バルブ４１の可動側電極棒４１ｂは、可撓導体４７を介して主回路端子４８に接続され、この主回路端子４８に、先端にコネクタ４５ｂを有する棒状の導体４６ｂが接続されて構成されている（特許文献１参照）。

特開平６−２０８８２１号公報（第２頁、図１）

上記の真空遮断器において、配電盤側の母線と接続するために導体の先端に設けられたコネクタは、フィンガー接触子で構成されており、この接触部は摺動接触のため接触抵抗が大きく、他の部分に比べて発熱が大きい。発熱を抑えるために接触面積を増やそうとすれば接触子に接触する導体の外径を大きくする必要があるが、外径を増やせばその分重量が重くなり、また、導体の取付作業も困難となるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、重量の増加を抑制しながら、放熱効果に優れ、組立作業性の良い主回路導体を備えた開閉装置を得ることを目的とする。

この発明に係わる開閉装置は、配電盤に設けられた一対の主回路断路部に接離可能に接続されて設置される開閉装置であって、固定接点と可動接点とを有する真空スイッチ管と、固定接点側に接続される上部端子と、一端が上部端子に接続され他端が一方の主回路断路部に接続される上部主回路導体と、可動接点側に可撓導体を介して接続される下部端子と、一端が下部端子に接続され他端が他方の主回路断路部に接続される下部主回路導体とを備えており、両主回路導体は、有底筒状で底部に軸方向に貫通するボルト穴を有する導体部と、導体部の開口端部に設けられて一端部が開口端部と係合して通電路を形成し他端部が対応する主回路断路部と摺動接触する接触子とで構成され、開口端部側から導体部内に挿入したボルトによって上部端子及び下部端子のそれぞれと接続するようにしたものである。

この発明の開閉装置によれば、上部主回路導体及び下部主回路導体を、底部にボルト穴を有する有底筒状の導体部と、導体部の開口端部に設けられて一端部が開口端部と係合して通電路を形成し他端部が対応する主回路断路部と摺動接触する接触子とで構成し、開口端部側から挿入したボルトによって上部端子及び下部端子と接続するようにしたので、重量の増加を抑えながら導体部の外径を大きくして必要な接触面積を確保でき、また、放熱面積も増やすことができる。従って、軽量で放熱効果の優れた、大電流に対応できる主回路導体を備えた開閉装置を提供することができる。
また、上部端子及び下部端子への取付作業は、主回路導体の開口端部側から行えるので、主回路導体の組み立て作業が容易となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による開閉装置を示す正面図で、一部破断して内部を示している。本実施の形態の開閉装置は、開閉装置本体に真空スイッチ管を適用した場合を例にあげて説明する。
図のように、真空スイッチ管１は、操作機構２が収容された車輪付きの台車フレーム３に搭載されて、後述する配電盤３１に設けられた一対の主回路断路部３２，３５に接離可能に接続されて配置される。操作機構２からの出力は、出力リンク４，クロスバー５を経て絶縁操作ロッド６に伝達される。真空スイッチ管１は固定接点１ａと可動接点１ｂとを有している。固定接点１ａから導出した固定電極棒７に上部固定板８と共に上部端子９が接続され、上部固定板８は絶縁支持碍子１０を介して台車フレーム３に支持固定されている。また、上部端子９には、後述する上部主回路導体１１の一端が接続されている。

一方、真空スイッチ管１の可動接点１ｂ側は、割端子１２で接続保持された可撓導体１３を介して下部端子１４に接続されている。下部端子１４の一端側は絶縁支持碍子１０を介し台車フレーム３に固定され、他端側には下部主回路導体１５の一端が接続されている。絶縁操作ロッド６は可動接点１ｂに連結されており、操作機構２の出力で、可動接点１ｂが駆動され、可動接点１ｂと固定接点１ａが接離して開閉装置としての機能を実現する。絶縁サポート１６は上部端子９と下部端子１４との間に介在されて、それらを保持している。

次に、上部主回路導体１１と下部主回路導体１５の詳細構造について説明する。両方とも同じ構造である。図２は、上部主回路導体１１及び下部主回路導体１５を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は右側面図である。図に示すように、有底筒状で底部に軸方向に貫通するボルト穴１７ａを有する導体部１７と、導体部１７の開口端部に設けられた接触子１８とで構成されている。接触子１８は図（ａ）の断面に示すような形状をした板状部材からなり、図（ｂ）に示すように、円周方向に複数枚並べて、その外周をばねによって締め付けて構成されている。内周側に設けた２つの突起部の一方が導体部１７側に設けた凹部と係合し通電路となっている。もう一方の突起部１８ａが主回路断路部側の接続導体と摺動接触する。なお、ボルト穴１７ａの数は、４個に限定するものではなく導体部１７の大きさにより適宜選択すれば良い。

導体部１７には冷却用の通気孔１７ｂを設けている。この通気孔１７ｂの数は、導体の大きさや通電容量から導体の発熱量を考慮して決定すれば良く、また、必要な場合にのみ設ければ良い。

上部主回路導体１１及び下部主回路導体１５の、開閉装置本体側への取り付けについて説明する。図１に示すように、上部端子９及び下部端子１４の端面にはねじ穴が設けられており、このねじ穴に主回路導体側の導体部１７のボルト穴１７ａを合わせ、導体部１７の開口端部側から内部空間にボルト１９を挿入して締め付けることによって、上部端子９及び下部端子１４に接続され固定される。

このようにして組み立てられた開閉装置の上部主回路導体１１と下部主回路導体１５は、図１に示すように、配電盤３１側に設けられた一対の主回路断路部３２，３５に接続される。主回路断路部３２は、配電盤３１の面に貫通して設けられ絶縁材で筒状に形成されたブッシング３３と、このブッシング３３に保持された接続導体３４とで構成されている。同様に、主回路断路部３５はブッシング３６と接続導体３７とで構成されている。接続導体３４，３７は図示しない配電盤３１側の母線と接続されている。
台車フレーム３に搭載して構成された開閉装置を配電盤３１側へ移動させて主回路断路部３２，３５に押し込むことにより、上下の主回路導体１１，１５の接触子１８が接続導体３４，３７に摺動して挿入され電気的に接続される。

次に、作用について説明する。例えば、千アンペアを超えるような大電流の通電電流を持つ開閉装置になれば、通電部の発熱はかなり大きく高温となる。開閉装置の通電状態において、抵抗が高く、最も発熱する部位は接触子の接触部である。すなわち、上下の主回路導体１１，１５の接触子１８の接触部分である。この部分の発熱を抑制するためには、接触子１８の接触部の径を大きくして接触面積を増やし通電容量を大きくする必要がある。接触部の径を大きくすれば、必然的に導体部１７の径も大きくなり重量も増加してくる。そこで、本実施の形態のように中空構造とすることで、必要な接触部の径を確保しながら、重量を軽減でき、かつ、表面積（放熱面積）を広くすることができる。また、中空部を利用して開口端側からのボルト締めが可能となる。

以上までは、上部及び下部主回路導体１１，１５として、導体部がストレートの有底筒状をした形状のものについて説明したが、図３は主回路導体の別の例を示す図である。図の（ａ）は正面断面図、（ｂ）は右側面図である。図のように、主回路導体２０は、導体部２１と接触子１８とで構成されている。接触子１８は図２と同等なので、その部分の説明は省略する。導体部２１は、その外径を開口端部側より底部側の方が小さくなるようにテーパを付けて形成し、底部にボルト穴２１ａを設けている。
先に説明したように、開閉装置の通電状態において、最も発熱する部位は接触子の接触部である。主回路導体の底部はボルトによって相手側の端子に強固に締結されているので接触面の電流容量が大きく、従って、底部側は接触子を有する開口端部側に比べ導体径を小さくすることが可能である。このことを利用し、図３のような形状の主回路導体とするものである。このような構造を採用すれば、更に重量を軽減することができる。
なお、底部のボルト穴２１ａの数は通電容量と導体部の大きさにより適宜選択すればよい。また、図２の主回路導体１１，１５と同様に、導体部２１に通気孔を設けても良い。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、開閉装置の上部端子に接続される上部主回路導体と、下部端子に接続される下部主回路導体とを、有底筒状で底部に軸方向に貫通するボルト穴を有する導体部と、導体部の開口端部に設けられた接触子とで構成し、開口端部側から導体部内に挿入したボルトによって上部端子及び下部端子のそれぞれと接続するようにしたので、大電流の通電に際して大きな接触面積が必要な接触部を持つ主回路導体を、重量の増加を抑制しながら外径を大きくして接触面積を確保できる形状とすることができ、また放熱面積を増やすことができるため、軽量で放熱効果の優れた主回路導体を備えた開閉装置を提供することができる。
更に、主回路導体を、開口端部側から相手側端子に接続し固定できるので、組立時の作業性が向上する。また、締結ボルトが外部に現れないので、ボルト部に電界が集中することがない。

また、上部主回路導体及び下部主回路導体の導体部の外径は、開口端部側より底部側を小さくしたので、上記の効果に加えて、更に重量を軽減できる。

更にまた、上部主回路導体及び下部主回路導体の導体部に冷却用の通気孔を設けたので、通気孔により換気されて熱の流通が良くなり、主回路導体の温度上昇を抑制することができる。

高圧大電流の電路に設けられ、主回路母線と接離可能に配置される開閉装置に広く適用できる。

この発明の実施の形態１による開閉装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態１による開閉装置の上部主回路導体及び下部主回路導体を示す図である。 この発明の実施の形態１による開閉装置の主回路導体の他の例を示す図である。 従来の開閉装置を示す正面図である。

符号の説明

１ 真空スイッチ管 １ａ 固定接点
１ｂ 可動接点 ３ 台車フレーム
９ 上部端子 １１ 上部主回路導体
１３ 可撓導体 １４ 下部端子
１５ 下部主回路導体 １７ 導体部
１７ａ ボルト穴 １７ｂ 通気孔
１８ 接触子 １９ ボルト
２０ 主回路導体 ２１ 導体部
２１ａ ボルト穴 ３１ 配電盤
３２，３５ 主回路断路部。

Claims (3)

1. 配電盤に設けられた一対の主回路断路部に接離可能に接続されて設置される開閉装置であって、固定接点と可動接点とを有する真空スイッチ管と、上記固定接点側に接続される上部端子と、一端が上記上部端子に接続され他端が上記一方の主回路断路部に接続される上部主回路導体と、上記可動接点側に可撓導体を介して接続される下部端子と、一端が上記下部端子に接続され他端が上記他方の主回路断路部に接続される下部主回路導体とを備えており、上記両主回路導体は、有底筒状で底部に軸方向に貫通するボルト穴を有する導体部と、この導体部の開口端部に設けられて一端部が上記開口端部と係合して通電路を形成し他端部が対応する上記主回路断路部と摺動接触する接触子とで構成され、上記開口端部側から上記導体部内に挿入したボルトによって上記上部端子及び上記下部端子のそれぞれと接続するようにしたことを特徴とする開閉装置。
2. 請求項１記載の開閉装置において、上記上部主回路導体及び上記下部主回路導体の上記導体部の外径は、上記開口端部側より上記底部側を小さくしたことを特徴とする開閉装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の開閉装置において、上記上部主回路導体及び上記下部主回路導体の上記導体部に径方向に貫通する冷却用の通気孔を設けたことを特徴とする開閉装置。

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