JP4666487B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、ガス絶縁開閉装置、特に、ガス絶縁開閉装置における開閉器用接触子の構造に関する。

大都市周辺あるいは臨海地区に設置される変電所や開閉所においては、用地の入手難や塩害対策上の理由から、ＳＦ_６ガスなどの絶縁性および消弧性が優れた絶縁媒体を充填密封した容器内に開閉可能な電気機器を収納したガス絶縁開閉装置が使用されている。
ガス絶縁開閉装置は、遮断器あるいは断路器その他の所要機器を立体的に配置し、各機器相互間の間隔を狭め、敷地面積の縮小を図ることができるので、気中絶縁方式の開閉装置に比べて著しく小型に構成できるのが特徴である。
また、自然や住宅地などとの環境調和を考え、建物内及び大都市での地下室内への建設が増加している。そこで、構成機器を合理的に配置し、さらなる据付面積・容積の低減が要求されている。

ガス絶縁開閉装置の絶縁ガス中に配設される開閉器用接触子において１つの駆動軸で断路器と接地開閉器の可動接触子を駆動できるよう構成する従来例として、導体と平行し可動側接触子を配置し構成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
この場合、母線方向のガス容器中心軸に対し偏芯した位置に母線導体軸を設け、絶縁スペーサを取り付けているが、絶縁スペーサ外径に比べ、ガス容器外径が大きくなっている。

他の従来例として、母線導体方向に対し可動接触子に角度を持たせて配置し構成するものもある（例えば、特許文献２参照）。
この場合、主母線部ガス容器外径は絶縁スペーサと同外径となり、ガス容器は小さく構成できる利点があるが、断路器や接地開閉器の可動側接触子と固定側接触子が絶縁スペーサの固定導体部に対し垂直でないため、組立芯出し調整作業が難しくなる。

また、断路器および接地開閉器の可動側接触子の位置保持機能がある構成例として、ゼネバ機構を使い、それぞれの可動側接触子を別々のゼネバ機構により駆動するものがある（例えば、特許文献３参照）。
この場合、特許文献１の構成と比べ、間欠動作と可動接触子位置保持できるよう位置保持機能を有するので組立性は向上するが、ガス容器外径が絶縁スペーサ外径に比べ、大きくなってしまう。

特開２０００−１３４７３３号公報 特開平１０−１８８７４６号公報 特開平１１−３５５９２６号公報

このように、上述の従来技術による開閉器用接触子構造においては、ガス容器径が大きく機器の縮小が難しく、また機器を縮小化するために内部の配置を見直しても組立性が悪くなるなどの問題があった。

この発明は、かかる従来の事情に対処してなされたものであり、機器構成を縮小化でき、しかも、組立性を改善できるガス絶縁開閉装置における開閉器用接触子構成を提供することを目的とする。

この発明に係るガス絶縁開閉装置では、第１の軸線方向に延在し軸方向へ移動する第１の可動接触子、前記第１の軸線と交差する第２の軸線方向に延在し軸方向へ移動する第２の可動接触子、前記第１の可動接触子に前記第１の可動接触子の移動方向へ延在して設けられた第１のラック、前記第２の可動接触子に前記第２の可動接触子の移動方向へ延在して設けられた第２のラックを備え、前記第１および第２のラックを前記第１および第２の可動接触子にそれぞれ並設するとともに、前記第１の可動接触子に並設された第１のラックと係合し前記第１の可動接触子を駆動するピニオンからなる第１の駆動手段と前記第２の可動接触子に並設された第２のラックと係合し前記第２の可動接触子を駆動するピニオンからなる第２の駆動手段とを共通の駆動軸に設け、かつ、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを前記駆動軸の異なる軸方向位置に配設したものである。

この発明によれば、機器構成を縮小化でき、しかも、組立性を改善できるガス絶縁開閉装置における開閉器用接触子構成を提供することができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図４までについて説明する。図１は、この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が入り位置にあり、接地開閉器が切り位置にある状態を示している。図２は、この発明による実施の形態における開閉器用接触子の詳細構成を示すもので、図２（ａ）は断路器の側面図を示すものであり、図２（ｂ）は断路器の底面図を示すものであり、図２（ｃ）は接地開閉器の側面図を示すものである。図３は、この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が切り位置にあり、接地開閉器も切り位置にある状態を示している。図４は、この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が切り位置にあり、接地開閉器が入り位置にある状態を示している。

この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す図１ならびに図３および図４において、円筒状のガス容器本体１には、ガス容器本体１の中心部において円筒状ガス容器本体１の軸方向に延在して配設された母線部導体２が収容され、ガス容器本体１の内部にはＳＦ_６などの絶縁ガスが充填されている。円筒状ガス容器本体１の両端面には、絶縁スペーサ３が配設され、円筒状ガス容器本体１の両端面を閉塞するとともに、母線部導体２をその両端部において絶縁支持している。

ガス容器本体１には、円筒状ガス容器本体１の軸方向に延在して配設された母線部導体２と垂直方向に突出して円筒状ガス容器分岐部１４が設けられている。円筒状ガス容器分岐部１４のガス容器本体１と反対側の端面には絶縁スペーサ３が配設され、この端面を閉塞している。ガス容器本体１により形成されるガス容器本体母線部空間領域１０４とガス容器分岐部１４により形成されるガス容器分岐部空間領域１０３とは互いに連通し、これらの領域にはＳＦ_６などの絶縁ガスが充填されている。
ガス容器分岐部１４により形成されるガス容器分岐部空間領域１０３からガス容器本体１により形成されるガス容器本体母線部空間領域１０４にかけて、母線部導体２に対して垂直方向に延びる円筒状ガス容器分岐部１４の中心軸線と一致する軸線Ａ１の軸線方向へ延在する棒状の断路器用可動接触子４が軸方向へ移動自在に配設されている。
また、ガス容器分岐部１４により形成されるガス容器分岐部空間領域１０３には、母線部導体２に対して垂直方向に延びる円筒状ガス容器分岐部１４の中心軸線と一致する軸線Ａ１と直交しガス容器分岐部１４の周面と垂直方向に延びる軸線Ａ２の軸線方向へ延在する棒状の接地開閉器用可動接触子５が軸方向へ移動自在に配設されている。

断路器用可動接触子４と接地開閉器用可動接触子５とは互いに電気的に接続されている。断路器用可動接触子４の接触部４ａは、断路器用可動接触子４の軸方向移動により母線部導体２に設けられた断路器用固定接触部６と接離される。接地開閉器用可動接触子５の接触部５ａは、接地開閉器用可動接触子５の軸方向移動により円筒状ガス容器分岐部１４の周面に設けられた接地開閉器用固定接触部７と接離される。
そして、断路器用可動接触子４および接地開閉器用可動接触子５をそれらの開放位置において格納する可動接触子格納導体８が設けられている。
さらに、断路器用可動接触子４および接地開閉器用可動接触子５をそれぞれ駆動する駆動軸１３が設けられている。

断路器用可動接触子４および接地開閉器用可動接触子５に関する動作を図２について説明する。
この発明による実施の形態における開閉器用接触子の詳細構成を示す図２において、断路器用可動接触子４には間欠ラック９が設けられ、接地開閉器用可動接触子５には間欠ラック１０が設けられている。また、間欠ラック９に噛合する間欠ピニオン１１および間欠ラック１０に噛合する間欠ピニオン１２が設けられ、これら間欠ピニオン１１および間欠ピニオン１２は共通の駆動軸１３に取り付けられている。

図２（ａ）は断路器用可動接触子４が配置された側から見た側面図を示すものであり、図２（ｂ）は断路器用可動接触子４の下方から見た底面図を示すものであり、図２（ｃ）は接地開閉器用可動接触子５が配置された側から見た側面図を示すものである。

図２（ａ）に示す状態は、図１におけると同様の状態を示すものである。断路器用可動接触子４の接触部４ａは断路器用接触部６に接合し断路器１０１は閉合され、断路器１０１を介して母線部導体２と接続される分岐回路は、母線部導体２と同一電位に保持される。この状態では、接地開閉器用可動接触子５の接触部５ａは接地開閉器用接触部７から開離し接地開閉器１０２は開放されている（図１参照）。

断路器１０１を開放し接地開閉器１０２を閉合しようとする場合には、駆動軸１３が回転駆動される。駆動軸１３の回転駆動により駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１１はこの状態で噛合している間欠ラック９を介して断路器用可動接触子４を図２（ａ）および図２（ｂ）における右方向へ駆動する。この駆動により断路器用可動接触子４は図１に示す状態から図３に示す状態へ移行し、断路器用可動接触子４は可動接触子格納導体８の内部に格納され、断路器用可動接触子４の接触部４ａは断路器用固定接触部６から開離された状態となる。断路器１０１を介して母線部導体２と接続される分岐回路は、母線部導体２から切り離される。
ここまでの動作過程において、駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１２と接地開閉器用可動接触子５に設けられた間欠ラック１０とは噛合状態になく、接地開閉器用可動接触子５は可動接触子格納導体８に格納された状態のままである。

この状態から駆動軸１３はさらに回転駆動される。断路器用可動接触子４が可動接触子格納導体８の内部に格納されると、間欠ラック９と間欠ピニオン１１との噛合は解消されるともに、駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１２と接地開閉器用可動接触子５に設けられた間欠ラック１０とが噛合状態となり、接地開閉器用可動接触子５は図２（ａ）における下方へ駆動され、図２（ｃ）に示す状態を経て、図４に示すように接地開閉器用可動接触子５の接触部５ａが接地開閉器用固定接触部７と接合して接地開閉器１０２が閉合される。断路器１０１を介して母線部導体２と接続される分岐回路は、母線部導体２から切り離された状態で、接地開閉器１０２を介して接地部位に接続され、接地電位に保持される。

ここで、断路器１０１を構成する断路器用可動接触子４は、円筒状ガス容器分岐部１４の端面を閉塞する絶縁スペーサ３に対してほぼ垂直に配設され、接地開閉器１０２を構成する接地開閉器用可動接触子５は、円筒状ガス容器分岐部１４の周面に対してほぼ垂直に配設されているので、装置組立時における組立芯出し作業を容易に行うことができる。

そして、断路器用可動接触子４に設けられた間欠ラック９および接地開閉器用可動接触子５に設けられた間欠ラック１０を共通の駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１１および間欠ピニオン１２で駆動操作するように構成されているので、駆動用操作装置が連結されていない状態でも、可動接触子４，５の位置保持ができ、固定接触部６，７の芯出し調整を容易に行うことができる。

なお、図１から図４までに示す、この発明による実施の形態においては、断路器用可動接触子４の軸線と接地開閉器用可動接触子５の軸線とを直交状態で交差させるように構成したが、間欠ピニオン１１，１２および間欠ラック９，１０による間欠ラックピニオン構成の利点を活用して断路器用可動接触子４の軸線と接地開閉器用可動接触子５の軸線とを直交状態以外の所定の角度状態で交差させるようにすることもできる。
この場合にも、断路器用可動接触子４に設けられた間欠ラック９および接地開閉器用可動接触子５に設けられた間欠ラック１０を共通の駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１１および間欠ピニオン１２で駆動操作することにより、駆動用操作装置が連結されていない状態でも、可動接触子４，５の位置保持ができ、固定接触部６，７の芯出し調整を容易に行うことができる。

また、図１から図４までに示す、この発明による実施の形態においては、断路器用可動接触子４を母線導体部２に対してほぼ垂直方向に延在して配設されるように構成したが、間欠ピニオン１１，１２および間欠ラック９，１０による間欠ラックピニオン構成の利点を活用して断路器用可動接触子４を母線導体部２に対してほぼ垂直方向以外の所定の角度状態で延在させるように配設することもでき、この構成を断路器用可動接触子４の軸線と接地開閉器用可動接触子５の軸線とを直交状態以外の所定の角度状態で交差させるようにした前述の構成と組み合わせて機器を構成することもできる。

この発明による実施の形態では、ガス絶縁開閉装置の絶縁ガス中において、断路器用可動接触子４と接地開閉器用可動接触子５を交差させて、可動接触子格納導体８内に配置し、それぞれを間欠ラック９，１０と共通の駆動軸１３に設けられた間欠ピニオン１１，１２とで駆動できるよう構成されている。
このように構成されたこの発明による実施の形態においては、断路器１０１と接地開閉器１０２は別々に位置保持制御でき、無駄に動作することがないので、可動接触子格納導体８を小さく構成でき、さらにガス容器本体１を含む装置構成全体を小さくすることができる。

また、この発明による実施の形態では、断路器用可動側接触子４が母線部導体２に対しほぼ垂直で、接地開閉器用可動接触子５が母線部導体２からのガス容器分岐部１４に対しほぼ垂直に構成されている。
この実施の形態によれば、断路器用可動側接触子４が母線部導体２に対しほぼ垂直で、接地開閉器用可動接触子５が主母線から分岐したガス容器分岐部１４に対しほぼ垂直なので、組立時に開放可能部分から行われる組立芯出し調整作業を容易に行うことができるものである。

そして、この発明による実施の形態のように、間欠ラック９，１０と間欠ピニオン１１，１２で構成すると、断路器１０１と接地開閉器１０２の断路器用可動接触子４と接地開閉器用可動接触子５とを互いに垂直方向以外の角度状態とするように容易に設計変更でき、ガス容器本体１の縮小化や組立芯出し調整作業において同様の効果を得ることができる。
さらに、母線部導体２の構造を変更し、例えば母線部導体２が断路器可動接触子４と同じ方向に延在するように容易に設計変更でき、組立芯出し調整作業において同様の効果を得ることができる。

以上の説明のように、この発明による実施の形態における開閉器用接触子の発明によれば、可動接触子格納導体８を小さく構成できるので、開閉装置を縮小化することができ、また、この間欠ラック・ピニオン機構を用いることで駆動軸からの所定位置までの回転で可動接触子の位置保持が可能な上、絶縁スペーサ３に固定する可動接触子格納導体８の調整穴部位が可動側接触子に対しほぼ垂直に配置できるため、組立芯出し調整作業を簡素化することができる。

この発明による実施の形態によれば、第１の軸線Ａ１方向に延在し軸方向へ移動する断路器用可動接触子４からなる第１の可動接触子、前記第１の軸線Ａ１と直交状態で交差する第２の軸線Ａ２方向に延在し軸方向へ移動する接地開閉器用可動接触子５からなる第２の可動接触子を備え、前記断路器用可動接触子４からなる第１の可動接触子を前記断路器用可動接触子４からなる第１の可動接触子に設けられた間欠ラック９を介して駆動する間欠ピニオン１１からなる第１の駆動手段と前記接地開閉器用可動接触子５からなる第２の可動接触子を前記接地開閉器用可動接触子５からなる第２の可動接触子に設けられた間欠ラック１０を介して駆動する間欠ピニオン１２からなる第２の駆動手段とを共通の駆動軸１３に設けたので、機器構成を縮小化でき、しかも、組立性を改善できるガス絶縁開閉装置における開閉器用接触子構成を提供することができる。

また、この発明による実施の形態によれば、前項の構成において、母線部導体２を収容しＳＦ_６などの絶縁ガスが充填されるガス容器本体母線部空間領域１０４を形成する円筒状ガス容器本体１、前記円筒状ガス容器本体１に前記母線部導体２と垂直方向に突出して設けられ前記ガス容器本体母線部空間領域１０４と連通してＳＦ_６などの絶縁ガスが充填されるガス容器分岐部空間領域１０３を形成する円筒状ガス容器分岐部１４を備え、前記第１の可動接触子を前記母線部導体２に対してほぼ垂直に配設される断路器用可動側接触子４として構成するとともに、前記第２の可動接触子を前記円筒状ガス容器分岐部１４に配設される接地開閉器用可動接触子５として構成し、かつ、前記接地開閉器用可動接触子５を前記円筒状ガス容器分岐部１４の周面部に対しほぼ垂直に構成するようにしたので、ガス容器分岐部１４を設けたガス容器本体１を備えたガス絶縁開閉装置において、機器構成を縮小化でき、しかも、組立性を改善できるガス絶縁開閉装置における開閉器用接触子構成を提供することができる。

この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が入り位置にあり、接地開閉器が切り位置にある状態を示している。 この発明による実施の形態における開閉器用接触子の詳細構成を示す側面図および底面図である。 この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が切り位置にあり、接地開閉器も切り位置にある状態を示している。 この発明による実施の形態におけるガス絶縁開閉装置の全体構成を示す断面図で、断路器が切り位置にあり、接地開閉器が入り位置にある状態を示している。

符号の説明

１ ガス容器本体、２ 導体、３ 絶縁スペーサ、４ 断路器用可動接触子、５ 接地開閉器用可動接触子、６ 断路器固定接触部、７ 接地開閉器固定接触部、８ 可動接触子格納導体、９，１０ 間欠ラック、１１，１２ 間欠ピニオン、１３ 駆動軸、１４ ガス容器分岐部、１０１ 断路器、１０２ 接地開閉器、１０３ ガス容器分岐部空間領域、１０４ ガス容器本体母線部空間領域。

Claims (2)

1. 第１の軸線方向に延在し軸方向へ移動する第１の可動接触子、前記第１の軸線と交差する第２の軸線方向に延在し軸方向へ移動する第２の可動接触子、前記第１の可動接触子に前記第１の可動接触子の移動方向へ延在して設けられた第１のラック、前記第２の可動接触子に前記第２の可動接触子の移動方向へ延在して設けられた第２のラックを備え、前記第１および第２のラックを前記第１および第２の可動接触子にそれぞれ並設するとともに、前記第１の可動接触子に並設された第１のラックと係合し前記第１の可動接触子を駆動するピニオンからなる第１の駆動手段と前記第２の可動接触子に並設された第２のラックと係合し前記第２の可動接触子を駆動するピニオンからなる第２の駆動手段とを共通の駆動軸に設け、かつ、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを前記駆動軸の異なる軸方向位置に配設したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 母線部導体を収容するガス容器本体、前記ガス容器本体に前記母線部導体と垂直方向に突出して設けられたガス容器分岐部を備え、前記第１の可動接触子を前記母線部導体に対してほぼ垂直に配設される断路器用可動側接触子として構成するとともに、前記第２の可動接触子を前記ガス容器分岐部に配設される接地開閉器用可動接触子として構成し、かつ、前記接地開閉器用可動接触子を前記ガス容器分岐部に対しほぼ垂直に構成することを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。

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