JP4749495B1

JP4749495B1 - タンク形真空遮断器

Info

Publication number: JP4749495B1
Application number: JP2010093604A
Authority: JP
Inventors: 英樹渡辺
Original assignee: Japan AE Power Systems Corp
Current assignee: Japan AE Power Systems Corp
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: JP2011229195A

Abstract

【課題】シール部の少ない簡単な構造でベローズの内外圧力差を抑え、機器の信頼性の向上、コンパクト化を可能にしたタンク形真空遮断器を提供する。
【解決手段】絶縁媒体が密封された各相の接地タンク１内それぞれに真空インタラプタ３を収納し、真空インタラプタ３を一括駆動するリンク機構１００をリンク機構ケース２内に収納するとともに、リンク機構１００は主軸１０１とレバー１０２およびリンク１０３を有し、主軸１０１はリンク機構ケース２の外部に設けられた操作器に連結され、主軸１０１がリンク機構ケース２を貫通する箇所に回転シール部２１を設け、さらにベローズ１１の内周側と、絶縁ロッド４が挿通された絶縁支持筒５内と、リンク機構ケース２内が互いに連通されて共通ガス区画を形成し、この共通ガス区画には、接地タンク１内の絶縁媒体の圧力と大気圧との中間の圧力の絶縁性ガスを封入したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封容器内に絶縁媒体を充填したタンク形真空遮断器に関し、特にタンクの内部圧力構造に関するものである。

一般に、各相の接地タンク内に収納された遮断部を三相一括で駆動可能な操作機構を有するタンク形真空遮断器において、遮断部を構成する真空インタラプタ内に設けられるベローズは、その外周側が真空であるのに対し、内周側には絶縁性ガスの高圧力が加えられる構造となっている。このようにベローズの内外に圧力差が生じると、ベローズが座屈により損傷し、機械的寿命が低下するという問題がある。この寿命低下を防止するために、ベローズの外周側を真空とし、内周側を大気圧、もしくは高圧の絶縁性ガスと真空との中間の圧力とすることでベローズの内外圧力差を抑制する構成が提案されている。

例えば特許文献１中の図６に記載されたタンク形真空遮断器においては、ベローズの外周側を真空とするのに対し、ベローズの内周側およびベローズの内周側と連通する部分を大気圧としている。具体的には、可動側導体内、サポート内および可動側コンタクトケース内および絶縁ロッドが貫通している絶縁支持筒内を大気圧としている。これによりガス区分の少ない簡易な構成でベローズの内外圧差を抑制することが出来る。しかしながら本構成においては、高電界が加わる絶縁支持筒内を大気圧としたことによる絶縁性能の低下を補うために、絶縁支持筒および絶縁操作ロッド長を長くとる必要があり、ひいては機器全体の大型化をまねくという問題があった。

このような課題の解決策として、さらに特許文献１中の図１に記載されたタンク形真空遮断器においては、ベローズの外周側を真空とするのに対し、ベローズの内周側およびベローズ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している。また、高電界が加わる部分には高圧の乾燥空気を封入したタンク形真空遮断器が記載されている。具体的には、可動側導体内、サポート内および可動側コンタクトケース内を大気圧とするのに対し、絶縁ロッドが貫通している絶縁支持筒内を高圧力の乾燥空気としている。これにより、ベローズの内外圧力差を抑制しベローズの損傷を防ぐとともに、高電界部において絶縁距離を長くとることなく絶縁性能を確保し、機器の小型化を図っている。

また、特許文献２に記載のガス絶縁真空遮断器においては、高圧の絶縁性ガスが封入された密閉容器内に真空容器を収納し、この真空容器に取り付けられたベローズの外周側を真空とするのに対し、ベローズの内周側を気密容器内と連通させて気密室を形成した構成が記載されている。この気密室に密閉容器内に充填した高圧の絶縁性ガスと真空との中間の圧力のガスを封入したことにより、ベローズの内外圧力差の抑制を図っている。

特開２００７−３０６７０１号公報特開平６−２０８８２０号公報

しかしながら上記特許文献１中の図１に記載のタンク形真空遮断器は、高電界部となる絶縁支持筒内に高圧力の乾燥空気を気密に保持するため、絶縁支持筒の両端の２箇所に直線シール部を設ける必要があった。このため三相分では直線シール部が計６箇所と多くなり、その分気密構造の高信頼性の確保に懸念が生じていた。

また、特許文献２に記載のガス絶縁真空遮断器においては、気密容器内に封入した中間圧力のガスを気密に保持するために、一相当たり２箇所以上のシール部を設ける必要がある。このため本構成においても気密構造の高信頼性の確保に懸念が残る。

本発明は上記の課題を解決するために、シール部の少ない簡単な構造でベローズの内外圧力差を抑えて機器の信頼性を向上させるとともに、コンパクト化を可能にしたタンク形真空遮断器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、絶縁媒体を密封した各相の接地タンク内それぞれに収納され内部に一対の接点を持つ真空インタラプタを、三相一括で駆動可能なリンク機構を有し、前記真空インタラプタの可動側には、外周側が真空室側となるベローズを設けたタンク形真空遮断器において、前記リンク機構は前記各相の接地タンクの外部に設けられたリンク機構ケース内に収納されるとともに、主軸と、前記主軸の回転動作を直線動作に変えて前記真空インタラプタの絶縁ロッドに伝えるためのレバーおよびリンクを有し、前記主軸は、前記リンク機構ケース外部に設けられた操作器に連結され、前記主軸が前記リンク機構ケースを貫通する箇所に回転シール部を設け、さらに前記ベローズの内周側と、前記絶縁ロッドが挿通された絶縁支持筒内と、前記リンク機構ケース内が互いに連通されて共通ガス区画を形成し、前記共通ガス区画には、前記絶縁媒体の圧力より低く、かつ大気圧よりも高い圧力の絶縁性ガスを封入したことを特徴とする。

本発明にかかるタンク形真空遮断器によれば、各相それぞれのベローズの内周側から三相共通のリンク機構ケースに至るまでの共通ガス区画に、接地タンク内の圧力と大気圧との中間圧力の絶縁性ガスを封入したことで、ベローズの内外圧力差を抑制しベローズの損傷を防ぐことが出来る。さらに、高電界の加わる絶縁支持筒などの距離を長くすること無く、絶縁性能を確保出来るので機器の小型化が図れるとともに、共通ガス区画を気密に保持するための可動シール部がリンク機構ケースに設けた回転シール１箇所で済むため、部品点数の削減およびタンク内の気密構造の信頼性向上を図ることが出来る。

本発明に係るタンク形真空遮断器を示す正面断面図である。図１のＡ部拡大図である。本発明に係るタンク形真空遮断器の左側面図である。図３におけるリンク機構ケースの内部構造を示したＢ部拡大断面図である。

以下、本発明を適用した実施例につき適宜図面を用いて説明する。図１は本発明に係るタンク形真空遮断器の実施例を示す正面断面図、図２は図１のＡ部拡大図である。接地タンク１内には０．５ＭＰａ程度の絶縁性の高圧ガスが封入されている。高圧ガスとして、例えばＳＦ_６ガス、乾燥空気等を用いることが出来る。また、接地タンク１内には絶縁媒体として絶縁油を封入しても良い。

図１において、接地タンク１の左端にはリンク機構ケース２が取り付けられている。リンク機構ケース２には接地タンク１のエンドブラケットと兼用の取付部２ａが設けられており、さらに取付部２ａには絶縁支持筒５の内部への通気孔が形成されている。ここで、リンク機構ケース２は通気孔が形成された別体のエンドブラケットを介して接地タンク１と接続しても良い。

リンク機構ケース２内部には、主軸１０１、レバー１０２およびリンク１０３からなるリンク機構１００が収納されている。主軸１０１には、絶縁ロッド４を駆動するためのレバー１０２が固着されている。また、各レバー１０２の自由端は、リンク１０３を介して、絶縁ロッド４に連結されている。

リンク機構ケース２の取付部２ａと対向する面には、リンク機構１００を組立てる際の作業孔が設けられている。これにより、レバー１０２を固着した主軸１０１を、リンク機構ケース２の内部に図４に示すリンク機構ケース２の右端部側の開口から挿入した後、作業孔からレバー１０２の自由端とリンク１０３、およびリンク１０３と絶縁ロッド４の連結作業を行うことができる。連結作業が終わると、作業孔をカバー２ｂで閉塞する。

リンク機構ケース２の接地タンク１への取付部２ａには、接地タンク１内に収納される絶縁支持筒５および中空の金属性のサポート６が連結されている。さらにサポート６を介して中空の可動側コンタクトケース７が支持されている。

真空インタラプタ３は、その可動側端板８が可動側コンタクトケース７に支持されており、固定側端板９が図示しない固定側コンタクトケース及び支持碍子を介して接地タンク１に支持されている。また、真空インタラプタ３の可動側端板８と可動リード１０との間には外周側が真空室側となるベローズ１１が設けられている。可動リード１０は、可動側コンタクトケース７に挿通され、リングコンタクト１２を介して可動側コンタクトケース７と電気的に接続される。さらに、可動リード１０はサポート６内および絶縁支持筒５内を挿通した絶縁ロッド４と連結されている。なお、リングコンタクト１２にはスリットが切られているため、可動側コンタクトケース７内とサポート６内は通気状態にある。

ベローズ１１の内周側、可動側コンタクトケース７内、サポート６内、絶縁支持筒５内、およびリンク機構ケース２内は互いに連通され、共通のガス区画を形成している。すなわち、三相共有のリンク機構ケース２を通じて、各相それぞれのベローズ１１の内周側に至るまでの区画が共通ガス区画となっている。この共通ガス区画には、接地タンク１内に封入された高圧の絶縁性ガスの圧力より低く、かつ大気圧よりも高い圧力、例えば０．２ＭＰａ程度の絶縁性ガスが封入されている。

接地タンク１内の上面に、２つの円筒状のブッシング取付台１３が一体に形成され、ブッシング取付台１３上にブッシング１４が外方向に傾斜した状態で取り付けられる。ブッシング１４の内部には導体１５が配置されている。導体１５は中空状となっており、ブッシング１４と導体１５の間の空間には、接地タンク１内と同等の圧力の絶縁性ガスが封入されている。導体１５の下端は可動側コンタクトケース７に、上端はブッシング端子１６にそれぞれ電気的に接続されている。また、ブッシング取付台１３の外周に変流器１７が配置されている。

このような構成において、真空遮断器の投入時には、ブッシング端子１６、導体１５、可動側コンタクトケース７、リングコンタクト１２、可動リード１０、真空インタラプタ３の遮断部接点の順で通電経路が形成される。なお、真空インタラプタ３の固定側端板９以降の、固定側の通電経路は、可動側とほぼ同様であるため、図示並びにその説明を省略する。

リンク機構１００により、真空遮断器の遮断動作を行うためには、まず操作器により主軸１０１を図１において時計回りに回転動作させる。この回転動作は各相のレバー１０２およびリンク１０３により、図中左方向への直線動作へと変換される。さらにこの直線動作が各相の絶縁ロッド４および可動リード１０に接続された可動側接点へと伝達されることで遮断状態に至る。一方、投入動作は、前述の遮断動作とは逆に、主軸を図１において反時計方向に回転させることで達成される。

図３は図１のタンク形真空遮断器の左側面図である。図において、リンク機構ケース２は組立性の向上のため各相ごとに別体で形成されており、フランジ部２ｃで図示しないボルトで固定し、Ｏリングにより互いに気密状態を保って接続されている。リンク機構ケース２の内部は各相が互いに連通されており、共通ガス区画を形成している。

図中右側には、リンク機構１００の操作器が収納される制御盤１８が接続されている。また、接地タンク１および制御盤１８は架台１９により支持されている。なお、制御盤１８の図示しない内部には、２つの圧力監視機構が収納されている。一方の圧力監視機構はガス管２０を介して各相の接地タンク１に連結されており、接地タンク１内の高圧ガスの監視を行っている。もう一方の圧力監視機構は、リンク機構ケース２の端板２ｅを貫通するガス管を介してリンク機構ケース２と接続されている。これにより、共通ガス区画内の圧力が常に接地タンク１内に封入された高圧ガスと大気圧との中間の圧力に保たれるように監視を行っている。

図４は図３におけるＢ部拡大断面図であり、リンク機構ケース２の内部構造を示している。図において、リンク機構ケース２に収納された主軸１０１は、その左端をリンク機構ケース２の端板２ｄに設けた軸受けに回転自在に支持されている。主軸１０１の右端は、リンク機構ケース２の外部に設けられた操作器に連結され、主軸１０１がリンク機構ケース２の端板２ｅを貫通する箇所には回転シール部２１を設けている。この回転シール部２１により、リンク機構ケース２内および各相のベローズ１１の内周側に至るまでの共通ガス区画が気密に保持されている。

このように三相分に渡って、可動リード１０、絶縁ロッド４等の可動部分の殆どを共通ガス区画内に配置し、可動シール箇所を回転シール部２１の１箇所としたので、ガス漏れ等のリスクを軽減できる。また、仮に共通ガス区画内のガス圧に変動があった場合であってもメンテナンスが容易となる。

以上述べたように、本発明に係るタンク形真空遮断器によれば、各相それぞれのベローズ１１の内周側から三相共通のリンク機構ケース２に至るまでの共通ガス区画に、接地タンク１内の高圧力と大気圧との中間圧力の絶縁性ガスを封入したことで、ベローズ１１の内外圧差を抑制しベローズ１１の損傷を防ぐことが出来る。さらに、高電界の加わる絶縁支持筒５の距離を長くすること無く、絶縁性能を確保出来るので機器の小型化が図れるとともに、共通ガス区画を気密に保持するためのシール部がリンク機構ケース２に設けた回転シール部２１の１箇所で済むため、部品点数の削減および気密構造の信頼性向上を図ることが出来る。

１接地タンク
２リンク機構ケース
３真空インタラプタ
４絶縁ロッド
５絶縁支持筒
６サポート
７可動側コンタクトケース
１０可動リード
１１ベローズ
１００リンク機構
１０１主軸
１０２レバー
１０３リンク
１８制御盤
２１回転シール部

Claims

絶縁媒体を密封した各相の接地タンク内それぞれに収納され内部に一対の接点を持つ真空インタラプタを、三相一括で駆動可能なリンク機構を有し、前記真空インタラプタの可動側には、外周側が真空室側となるベローズを設けたタンク形真空遮断器において、前記リンク機構は前記各相の接地タンクの外部に設けられたリンク機構ケース内に収納されるとともに、主軸と、前記主軸の回転動作を直線動作に変えて前記真空インタラプタの絶縁ロッドに伝えるためのレバーおよびリンクを有し、前記主軸は、前記リンク機構ケース外部に設けられた操作器に連結され、前記主軸が前記リンク機構ケースを貫通する箇所に回転シール部を設け、さらに前記ベローズの内周側と、前記絶縁ロッドが挿通された絶縁支持筒内と、前記リンク機構ケース内が互いに連通されて共通ガス区画を形成し、前記共通ガス区画には、前記絶縁媒体の圧力より低く、かつ大気圧よりも高い圧力の絶縁性ガスを封入したことを特徴とするタンク形真空遮断器。