JP4709062B2

JP4709062B2 - タンク形真空遮断器

Info

Publication number: JP4709062B2
Application number: JP2006132142A
Authority: JP
Inventors: 裕己市川; 清仁勝又; 幸宏竹下; 和浩長竹
Original assignee: Japan AE Power Systems Corp
Current assignee: Japan AE Power Systems Corp
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: CN101395686A; US8110770B2; TWI430529B; JP2007306701A; CA2641554C; NZ570424A; KR101253036B1; WO2007132598A1; CN101395686B; TW200818643A; US20100288733A1; AU2007251105A1; AU2007251105B2; CA2641554A1; KR20090009778A

Description

この発明は、電力設備の保護用として変電所内で使用されている屋外用等のタンク形真空遮断器に関し、特にそのタンクの内部圧力構造に関するものである。

図４は従来のタンク形真空遮断器の縦断正面図を示し、架台１上には接地タンク２が支持され、接地タンク２の一端には支持板３を介して操作箱４が取り付けられ、操作箱４内には操作機構が設けられる。接地タンク２内の水平方向一端には絶縁支持筒５が支持板３に支持され、接地タンク２内の水平方向他端には支持碍子６が支持される。絶縁支持筒５には絶縁性のサポート７を介して導電性の可動側コンタクトケース８が支持され、支持碍子６には固定側コンタクトケース９が支持され、コンタクトケース８，９には遮断部である真空インタラプタ１０の可動側端部及び固定側端部が水平に支持され、操作箱４内の操作機構は図示しないレバーと、絶縁支持筒５及びサポート７内を挿通した絶縁操作ロッド１２とを介して真空インタラプタ１０の可動リード１１と接続する。真空インタラプタ１０の可動リード１１は可動側コンタクトケース８に挿通されるとともに、電気的に接続され、真空インタラプタ１０の固定リード１３は固定側コンタクトケース９と電気的に接続される。接地タンク２内からは下端がコンタクトケース８，９とそれぞれ電気的に接続された導体１４，１５が傾斜状態で上方に伸びて設けられ、導体１４，１５はブッシング１６，１７により包囲され、ブッシング１６，１７は接地タンク２上に設けられたブッシング変流器１８，１９により支持される。導体１６，１７の上端にはブッシング端子２０，２１が設けられる。

又、高電圧の導体１４，１５や真空インタラプタ１０等の主回路部とアース電位の接地タンク２との絶縁のために、接地タンク２内には０．１５ＭＰａ程度のＳＦ₆ガスを封入している。このＳＦ₆ガスは絶縁性能に優れているため、ガス圧力は低圧力で対応できる。

図５は従来の真空インタラプタ１０の断面図を示し、セラミックからなる絶縁筒２２の両端に金属製の固定側端板２３及び可動側端板２４を封着し、真空容器を形成する。固定側端板２３の中心には固定リード１３の一端を固定するとともに、可動側端板２４の中心に設けた貫通孔２４ａには可動リード１１を貫通させ、一端が可動側端板２４の貫通孔２４ａの周辺部の内面側に取り付けられたベローズ２５の他端を可動リード１１に取り付け、固定リード１３及び可動リード１１の内端には固定電極２６及び可動電極２７を対向して取り付ける。絶縁筒２２の長さ方向中心の内面側には中間シールド２８を設けるとともに、端板２３，２４の内面側には端部シールド２９，３０を設ける。又、可動リード１１にはベローズ２５の一部を覆うようにベローズシールド３１を取り付ける。

上記構成において、投入動作は、投入指令により操作機構を駆動すると、レバー及び絶縁操作ロッド１２を介して可動リード１１が移動し、可動電極２７が固定電極２６と接触し、導体１４，１５間が接続される。又、遮断動作は、引き外し指令が出ると、操作機構によりレバーを介して絶縁操作ロッド１２が引っ張られ、可動リード１１が移動し、電極２６，２７間が開離し、導体１４，１５間が遮断される。

真空インタラプタ１０においては、上記したように、投入、遮断の際に可動リード１１が動いても伸縮自在なベローズ２５によって真空容器内の真空は保たれ、ベローズ２５は外周側の真空と内周側のＳＦ₆ガスの圧力との差圧にある程度耐え得る構造となっているが、ベローズ２５はステンレス等の薄い金属により形成されており、差圧がある程度以上に大きくなった場合、座屈（バックリング）という現象が発生するため、ベローズ２５の内周側に接する封入ガスの圧力は少なくとも０．２ＭＰａ程度以下にしなければならない。又、近年、ＳＦ₆ガスは温暖化係数が高いことから、地球温暖化防止のためには、極力その使用量を抑制することが必要とされている。

なお、先行技術文献情報としては、特許文献１があり、これはベローズの外周側を真空で内周側を低圧ガス又は大気圧とすることにより、ベローズの内外圧力差を低減し、ベローズの損傷を防止しようとするものである。
特開２００４−２２０９２２号公報

ここで、接地タンク内に封入するガスとしては、ＳＦ₆ガスの代替絶縁ガスとして、温暖化係数がほぼ零で地球温暖化防止に有効な乾燥空気を適用する。しかし、乾燥空気は従来のＳＦ₆ガスと比較して絶縁性能が劣るため、ガス圧力を０．４〜０．５ＭＰａ程度まで上昇させ、絶縁性能を向上させる必要があり、このようなガス圧力の上昇に伴い、最も弱点となる部分の一つが真空インタラプタのベローズである。そこで、ベローズの座屈（バックリング）を防ぐため、ベローズの部分は他の高圧力部分とガス圧力を区分して、低圧力又は大気圧となるようにしなければならない。通常、ガス圧力が低下すると、絶縁性能も低下するため、低圧力部分となる絶縁支持筒及び絶縁操作ロッドは高電圧部分とアース部分の絶縁距離に相当することになり、全長を長く確保する必要がある。このため、これに伴い、接地タンクの長さが長くなってしまうという問題がある。これを図６により説明する。

図６において、３２は操作機構と絶縁操作ロッド１２とを接続するレバー、３３は真空インタラプタ１０の可動リード１１と可動側コンタクトケース８との間に設けられたリングコンタクト、３４は可動電極２７を固定電極２６に圧接する圧接ばねであり、また絶縁支持筒５と可動側コンタクトケース８とを直接接続している。接地タンク２内には高圧力の乾燥空気を封入している。この場合、絶縁支持筒５内及び可動側コンタクトケース８内は大気圧（低圧力）となっており、ベローズ２５は外周側が真空であり、内周側がやはり大気圧（低圧力）となっている。このため、特許文献１と同様にベローズ２５は内外圧力差が低減され、ベローズ２５の損傷は防止される。しかしながら、絶縁性能の低下を補うため、絶縁支持筒５及び絶縁操作ロッド１２の長さが長くなるため、接地タンク２の長さも長くなり、全体的に大形になるという課題があった。一方、ベローズ２５の内周側の圧力を高圧力としたままの場合には、ベローズ２５を内外圧力差に耐え得る構造としなければならず、その材質、構造が特殊となり、高価になった。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、絶縁支持筒や絶縁操作ロッド等の高電界が加わる部分には高圧力が加わるようにして、その長さを短くして、接地タンクの長さも短くし、全体的に小形にすることができるとともに、外周側が真空のベローズの内周側には大気圧が加わるようにして、ベローズの損傷を防止することができ、かつ地球温暖化の防止に役立つことができるタンク形真空遮断器を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係るタンク形真空遮断器は、高圧力の乾燥空気が封入された接地タンクと、接地タンク内に絶縁操作ロッドが挿通した絶縁支持筒及び絶縁性のサポートを介して支持された可動側コンタクトケースに可動側端部が支持されるとともに、固定側コンタクトケースに固定側端部が支持され、かつ可動側端部に外周側が真空のベローズが設けられた真空インタラプタと、下端が可動側及び固定側のコンタクトケースとそれぞれ接続されるとともに、上端がそれぞれブッシング端子と接続され、周囲がそれぞれブッシングにより包囲された可動側及び固定側の導体とを備えたタンク形真空遮断器において、可動側導体をパイプ状とし、可動側導体内、サポート内、可動側コンタクトケース内及び真空インタラプタのベローズの内周側を大気圧とするとともに、絶縁支持筒内が高圧力の乾燥空気となるように気密シール部を設けたものである。

請求項２に係るタンク形真空遮断器は、可動側のブッシング端子の大気と連通する通気口部にフィルタを設けたものである。

以上のようにこの発明の請求項１によれば、絶縁支持筒や絶縁操作ロッド等の高電界が加わる部分には高圧力の乾燥空気が加わるようにしているので、これらの部分の長さを短くしても絶縁性能を保つことができ、全体的に小形化することができる。又、外周側が真空のベローズの内周側には大気圧が加わるようにしたので、ベローズの内外圧力差が低減され、ベローズの損傷を防止することができる。さらに、ベローズの内周側を大気圧とするために、ベローズの内周側に連なる部分、即ち可動側導体内、サポート内及び可動側コンタクトケース内も大気圧としているが、これらの部分には高電界が加わらず、等電位となるため、絶縁性能が小さくても良い。さらに、接地タンク内には温暖化係数が小さい乾燥空気を封入しているので、地球温暖化の防止にも役立つことができる。

請求項２によれば、可動側のブッシング端子の大気と連通する通気口部にフィルタを設けたので、パイプ状の可動側導体内への雨水等の浸入を防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の要部拡大縦断正面図、図２は同じくタンク形真空遮断器の縦断正面図、図３は同じくタンク形真空遮断器の可動側導体部分の拡大縦断面図である。なお、図１及び図３において、斜線部分は大気圧部分を示す。図において、接地タンク２内には高圧力の乾燥空気が封入されている。ブッシング１６，１７内にも高圧力の乾燥空気が封入されている。接地タンク２内の水平方向の一端には支持板３が取り付けられ、支持板３の内面側には絶縁支持筒５及び絶縁性のサポート７を介して可動側コンタクトケース８が支持され、接地タンク２内の水平方向の他端には支持碍子６を介して固定側コンタクトケース９が支持される。真空インタラプタ１０の可動側端部は可動側コンタクトケース８に支持され、真空インタラプタ１０の固定側端部は固定側コンタクトケース９に支持され、真空インタラプタ１０の可動リード１１はリングコンタクト３３を介して可動側コンタクトケース８を挿通し、絶縁支持筒５及びサポート７内を挿通した絶縁操作ロッド１２と連結される。又、真空インタラプタ１０の可動側端板２４と可動リード１１との間には外周側が真空のベローズ２５が設けられる。

３５は可動側導体であり、パイプ状に形成されるとともに、下端が可動側コンタクトケース８に接続され、固定側導体１５は下端が固定側コンタクトケース９に接続され、導体１５，３５は接地タンク２内から斜め上方に伸び、ブッシング変流器１８，１９上に設けられたブッシング１６，１７により囲まれ、導体１５，３５の上端にはブッシング端子２０，２１を接続する。可動側のブッシング端子２０の大気と連通する通気口部２０ａにはフィルタ３６を設ける。

又、真空インタラプタ１０のベローズ２５の内周側を大気圧とするために、ベローズ２５の内周側と連通する部分であって、高電界が加わらない部分を大気圧とする。具体的には、可動側導体３５内、サポート７内及び可動側コンタクトケース８内を大気圧とする。そのために、可動側導体３５の外周と可動側コンタクトケース８の筒状部８ａとの間、サポート７と可動側コンタクトケース８との間及び真空インタラプタ１０の可動側端板２４と可動側コンタクトケース８との間に気密シール部である高温シール部（高温でシールする部分）３７〜３９を設け、また絶縁支持筒５内を高圧力の乾燥空気とするために、絶縁操作ロッド１２とサポート７との間及び絶縁操作ロッド１２と支持板３の挿通孔３ａとの間に気密シール部である直線シール部４０，４１を設ける。

上記した実施最良形態においては、絶縁支持筒５や絶縁操作ロッド１２等の高電界が加わる部分には高圧力の乾燥空気が加わるので、これらの部分の長さを短くしても絶縁性能を保つことができ、接地タンク２も小形になり、全体的に小形にすることができる。又、外周側が真空のベローズ２５の内周側には大気圧が加わるようにしたので、ベローズ２５の内外圧力差が低減され、ベローズ２５の損傷を防止することができるとともに、ベローズ２５を内外圧力差に耐え得る構造にする必要がなく、量産構造のものにすることができ、安価にすることができる。又、ベローズ２５の内周側、可動側導体３５内、サポート７内及び可動側コンタクトケース８内を大気圧としたが、これらの部分は等電位で高電界が加わらないので、低圧力で絶縁性能が低くても良い。又、接地タンク２内には温暖化係数が小さい乾燥空気を封入しているので、地球温暖化の防止に寄与することができる。また、可動側のブッシング端子２０の大気と連通する通気口部２０ａにフィルタ３６を設けたので、雨水等がパイプ状の可動側導体３５内に浸入するのを防止することができる。

この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の要部拡大縦断正面図である。この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の縦断正面図である。この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の可動側導体部分の拡大縦断面図である。従来のタンク形真空遮断器の縦断正面図である。従来の真空インタラプタの断面図である。従来の接地タンク内に高圧力の乾燥空気を封入し、絶縁支持筒内、可動側コンタクトケース内及びベローズ内を大気圧とした場合のタンク形真空遮断器の縦断正面図である。

符号の説明

２…接地タンク
３…支持板
５…絶縁支持筒
６…支持碍子
７…サポート
８，９…コンタクトケース
１０…真空インタラプタ
１１…可動リード
１２…絶縁操作ロッド
１３…固定リード
１５，３５…導体
１６，１７…ブッシング
２０，２１…ブッシング端子
２０ａ…通気口部
２３，２４…端板
２５…ベローズ
３６…フィルタ
３７〜３９…高温シール部
４０，４１…直線シール部

Claims

高圧力の乾燥空気が封入された接地タンクと、接地タンク内に絶縁操作ロッドが挿通した絶縁支持筒及び絶縁性のサポートを介して支持された可動側コンタクトケースに可動側端部が支持されるとともに、固定側コンタクトケースに固定側端部が支持され、かつ可動側端部に外周側が真空のベローズが設けられた真空インタラプタと、下端が可動側及び固定側のコンタクトケースとそれぞれ接続されるとともに、上端がそれぞれブッシング端子と接続され、周囲がそれぞれブッシングにより包囲された可動側及び固定側の導体とを備えたタンク形真空遮断器において、可動側導体をパイプ状とし、可動側導体内、サポート内、可動側コンタクトケース内及び真空インタラプタのベローズの内周側を大気圧とするとともに、絶縁支持筒内が高圧力の乾燥空気となるように気密シール部を設けたことを特徴とするタンク形真空遮断器。
可動側のブッシング端子の大気と連通する通気口部にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１記載のタンク形真空遮断器。