JP4719576B2

JP4719576B2 - 真空遮断器

Info

Publication number: JP4719576B2
Application number: JP2006008353A
Authority: JP
Inventors: 大介菅井; 晃史矢野; 圭介阿部; 歩森田; 君山林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP2007193957A

Description

本発明は真空遮断器に係り、特に、可動電極から電流を取り出すフレキシブル導体の接続構造を改良した真空遮断器に関する。

真空遮断器等では、電流を通電しながら動作できる構造が必要であり、従来からフレキシブル導体が用いられている。特許文献１には、フレキシブル導体の通電方向を真空バルブの可動軸に対して対称に複数対配置した真空遮断器が示されている。また特許文献２には、可動通電軸に固定されたカップリングの両側にフレキシブル導体を接続し、フレキシブル導体が接続される端子導体を絶縁枠の両面に固定することが記載されている。

特開昭５８−１５５６１２号公報特開平８−２２２０９４号公報

フレキシブル導体では、通電電流に対する面積の確保と電磁反発力による変形の防止が必要になる。通電電流が大きいほど通電面積が必要になり、電磁反発力も大きくなる。しかし、従来技術には係る課題を同時的に解決する提案は見られない。

本発明の目的は、従来技術の状況に鑑み、通電面積を確保すると共に電磁反発力を低減できる真空遮断器を提供することにある。

本発明の真空遮断器は、上記目的を達成するために、固定電極及び可動電極を持つ真空バルブと、前記可動電極に結合され前記真空バルブの外延で操作装置に連結される可動電極棒と、該可動電極棒を含む絶縁容器または絶縁架台と、前記可動電極棒と前記絶縁容器または絶縁架台間に跨って配設されるフレキシブル導体とを備えた真空遮断器において、前記フレキシブル導体は複数本に分けられ、前記可動電極棒に沿って固定されると共に、その下端部をＬ字状に曲げて前記絶縁容器に設けた端子部に接続して成り、かつ、前記可動電極棒に沿って固定される該可動電極棒との密着部の長さ（Ｌ４）を長く、前記端子部に接続する接続部の長さ（Ｌ３）短くし、前記フレキシブル導体の平面部の長さ（Ｌ１）が、前記フレキシブル導体と密着する前記可動電極棒の辺の長さ（Ｌ２）より長いことを特徴とする。

本発明によれば、複数本に分けられ対称配置されたフレキシブル導体を流れる電流密度が増大できるとともに、Ｌ字状のフレキシブル導体を流れる磁界によって対面フレキシブル導体には可動電極棒側に押し付けられる電磁力が作用するので、フレキシブル導体の変形が防止でき、真空遮断器の信頼性を向上できる効果がある。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明を適用する真空遮断器の一相分の全体を示す構成図である。真空遮断器は図左側の遮断部と図右側の操作部からなる。遮断部側は固定電極と可動電極を持つ真空バルブ１と、可動電極と一体に動作する可動ロッド（可動電極棒）２と、可動電極を操作する絶縁操作ロッド３を絶縁架台１０に設置している。真空バルブ１の固定電極は上部導体７を介して主回路端子である上コンタクタ４に接続され、真空バルブ１の可動電極は、可動ロッド２、フレキシブル導体６および下部導体８を介して主回路端子である下コンタクタ５に接続されている。操作部側は操作機構部１２と、その動作を受ける遮断ばね１３などがケース１５内に配置され、遮断部側の操作をベース１６内に配置されている回転レバー１１と連結ロッド９を介して絶縁操作ロッド３に伝える構成となっている。

図３は、三相配置のフレキシブル導体６の構成図で、（ａ）は本発明の実施例図、（ｂ）は従来図である。
従来のフレキシブル導体６は三相並置し、（ｂ）のように可動軸に対して対称配置され、可動ロッド２からの電流を２つに分流（両側通電）して下部導体８に流している。フレキシブル導体６は、平板を積層した構造であり、フレキシブル導体６に他相からの電磁力を繰り返し受けると変形し、ついには部分的な折損を生じてしまう。（ｂ）では、フレキシブル導体６に対し、常にフレキシブル導体６が潰れる方向の電磁力を他相から受け、フレキシブル導体６の上下が接触する恐れがあった。フレキシブル導体６の上下が接触すると、一部の電流の通電経路が接触部を介するようになるため、接触部で発熱を起こし火災に至る恐れがある。また、フレキシブル導体６を締め付けるためのボルトが、熱応力による緩み（クリープ）を生じ、この結果、フレキシブル導体６にバラけが生じる恐れがある。フレキシブル導体６にバラけが発生することで、フレキシブル導体６の抵抗が大きくなり、発熱量が増加してしまい火災に至る恐れがある。なお、（ａ）は、本発明の一実施例による三相配置のフレキシブル導体６の構成であり、詳細な説明は後述する。

図１は本発明の一実施例によるフレキシブル導体を配置した真空遮断器の要部断面図である。フレキシブル導体６は、複数本（図では２本）に分けられ、可動ロッド２に沿って固定されると共にその下端部をＬ字状に曲げて下部導体８と接続している。フレキシブル導体６は複数の素線（板）からなる複数の層で形成され、フレキシブル導体６を流れる通電電流に応じて層数を定めている。フレキシブル導体６は可動ロッド２に締め付けボルト１７で固定され、その下端部がＬ字状に曲がる等の変形防止構造により構成されている。

図４はフレキシブル導体の変形防止構造を示し、上部が平面図、下部が側面図である。
可動ロッド２には六角ロッドが用いられ、その一つの対向面の各々にフレキシブル導体６を配置し、貫通する締め付けボルト１７により両側のフレキシブル導体６を同時に締め付けている。締め付けボルト１７に六角ボルトを用いることで、フレキシブル導体６との接触面積が増し、積層するフレキシブル導体６の数を減少できる。また、締め付けボルト１７は、締め付け時は張力により弾性伸びの状態にあるので、締め付けボルト１７の熱が上昇しても熱伸を生じることがなく、フレキシブル導体６にはバラケが生じない。この例では、締め付けボルト１７を２本設けているが、１本であってもよい。

フレキシブル導体６は、６角の可動ロッド２に沿って下側に伸びる密着部６１と、密着部６１の下端で外方に屈曲する屈曲部６２と、屈曲後に下部導体８と接続する平坦な接続部６３からなるＬ字状である。密着部６１の長さＬ４は長くし、接続部６３の長さＬ３は短くしている。また、フレキシブル導体６の平面部の長さＬ１は、図示のように、可動ロッド２の六角部の辺の長さＬ２や接続部６３の長さＬ３より十分に大きくしている。これによりフレキシブル導体６の下側に伸びる密着部６１と下部導体８と接続する平坦な接続部６３の接触面積を同一とすることが出来、通電面積を確保することが出来る。

図５はフレキシブル導体の変形を抑制する導電板の構成を示す。フレキシブル導体６の両面には、フレキシブル導体６の変形を抑えるための導電板１８，１９を、フレキシブル導体面に密着して設け、締め付けボルト１７により締め付けている。内側の導電板１８は例えばＣｕで構成され、屈曲部６２の下部と同等以上の長さを有している。これは屈曲部６２近傍の電磁力による変形を防止するためで、導電板１８は少なくとも屈曲部６２近傍までの長さが必要である。外側の導電板１９は例えばＳＵＳで構成され、その長さは接続部６３の上面よりやや上である。導電板１８は短すぎると、フレキシブル導体６が駆動時にバラケを生じる。また、導電板１９は長すぎると駆動時に折曲し、短すぎるとフレキシブル導体６がバラケを生じる。本実施例の金属板によれば、フレキシブル導体の変形やバラケを抑制でき、かつ良好な接触構造を得ることができる。

このように構成されたフレキシブル導体の変形防止構造は、図３（ａ）のように三相配置される。従来に比べ、フレキシブル導体の相間の距離が大きくなるので、他相からの電磁反発力は大幅に減少する。すなわち、対面するフレキシブル導体の作る磁界によって、フレキシブル導体には常に可動ロッド側に押し付けられる電磁力が作用するので、基本的には変形が生じない。

本発明の一実施例による真空遮断器の要部断面図。本発明を適用する真空遮断器の全体構成図。フレキシブル導体の三相の配置図。フレキシブル導体近傍の詳細構成図。フレキシブル導体と導電板の配置図。

符号の説明

１…真空バルブ、２…可動ロッド、３…絶縁操作ロッド、４…上コンタクト、５…下コンタクト、６…フレキシブル導体、６１…密着部、６２…屈曲部、６３…端子部、７…上部導体、８…下部導体、９…連結ロッド、１１…回転レバー、１２…操作機構部、１３…遮断ばね、１７…締め付けボルト、１８，１９…導電板。

Claims

固定電極及び可動電極を持つ真空バルブと、前記可動電極に結合され前記真空バルブの外延で操作装置に連結される可動電極棒と、該可動電極棒を含む絶縁容器または絶縁架台と、前記可動電極棒と前記絶縁容器または絶縁架台間に跨って配設されるフレキシブル導体とを備えた真空遮断器において、
前記フレキシブル導体は複数本に分けられ、該フレキシブル導体が対向して前記可動電極棒に沿って固定されると共に、その下端部をＬ字状に曲げて前記絶縁容器に設けた端子部に接続して成り、かつ、前記可動電極棒に沿って固定される該可動電極棒との密着部の長さ（Ｌ４）を長く、前記端子部に接続する接続部の長さ（Ｌ３）短くし、前記フレキシブル導体の平面部の長さ（Ｌ１）が、前記フレキシブル導体と密着する前記可動電極棒の辺の長さ（Ｌ２）より長いことを特徴とする真空遮断器。
請求項１に記載の真空遮断器において、
前記フレキシブル導体は、複数の素線（板）からなる複数の層で形成され、該フレキシブル導体を流れる通電電流に応じてその層数が定められていることを特徴とする真空遮断器。
請求項１または２に記載の真空遮断器において、
前記フレキシブル導体は、前記可動電極棒を挟んで相対し、該フレキシブル導体と可動電極棒を貫通する締め付けボルトによって締め付けられていることを特徴とする真空遮断器。
請求項３に記載の真空遮断器において、
前記締め付けボルトは角ボルトであり、その相対する面に前記フレキシブル導体が配設されていることを特徴とする真空遮断器。
請求項１乃至４のいずれかに記載の真空遮断器において、
前記フレキシブル導体は、その両面に導電板が配設され、この導電板を介して前記可動電極棒に固定されていることを特徴とする真空遮断器。
請求項５に記載の真空遮断器において、
前記導電板は、その一方は前記フレキシブル導体の曲部と同等以上、他方は前記曲部より短く形成されていることを特徴とする真空遮断器。