JP4760741B2 - 真空遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、真空バルブの外周面が樹脂モールドされた真空遮断器に関する。

真空バルブの外周面が樹脂モールドされた従来の真空遮断器においては、真空バルブの可動電極側を覆う樹脂モールドの形状に特殊な曲面を取り入れ、電界の緩和を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３２０３０５号公報（第５−７ページ、図４、図５、図７）

従来の真空バルブは、内部に可動電極および固定電極を有する真空容器の外周面が、絶縁外皮、例えばエポキシ樹脂などの樹脂でモールド（以下、樹脂モールドともいう）されて、絶縁性能が確保されている。
例えば特許文献１の図１に示された構造の場合、真空バルブの外周面に設けた絶縁外皮は筐体まで延長されており、且つ、通電導体と絶縁ロッドの間の絶縁外皮は内側に膨らませている。このため、真空バルブの可動電極側周辺の電界を緩和の為に、絶縁外皮の内面に湾曲部を有する複雑な形状にしたり、絶縁外皮の内面に導電層を設ける必要があり、製造が難しく、また製品の小形化が難しいという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で真空バルブの可動電極側周辺の電界を容易に緩和できる真空遮断器を得るものである。

この発明に係る真空遮断器においては、外周を絶縁モールドにて絶縁外皮を形成した真空バルブの、絶縁外皮の前記可動電極側端板側の端部からベース部側に向けて筒状の延長筒部を形成し、この延長筒部の内側に椀形のシールド電極を装着し、ベース部側から真空バルブ側に向けて可動電極側端板を覆ったものである。

この発明は、真空バルブの絶縁外皮端部からベース部側に向けて筒状の延長筒部を形成し、この延長筒部の内側に可動電極側端板を覆うシールド電極を装着したことにより、簡単な構成で真空バルブの可動電極側周りの電界を緩和させることができる。

実施の形態１．
図１〜図３は、この発明を実施するための実施の形態１の構成を示すもので、図１はこの発明の実施の形態１を示す真空遮断器の側断面図、図２は図１Ｂ部の部分拡大図、図３は図１のＣ−Ｃ断面図である。
図１において、真空容器１はセラミックなどの絶縁材料で製作された絶縁筒１ａであり、絶縁筒１ａの両端を固定電極側端板１ｂおよび可動電極側端板１ｃにて気密封止しており、この真空容器１内に固定接点を有する固定電極１ｄと、前記固定接点１ｄに接離可能な可動接点を有する可動電極１ｅを配置している。
真空容器１の可動電極側端板１ｃはその中央に開口部２ａを有し、この開口部２ａを貫通して可動電極１ｅが左右に移動できるようにしている。さらに可動電極側端板１ｃの外周がわを可動電極側端板１ｃと電気的に接続された略碗形の可動側シールド電極２で覆っている。また、可動側シールド電極２の絶縁筒側端部２ｂの外周面には外周側に向かって突出した環状の突出部２ｃを設けている。

更に、真空バルブ３、可動電極側端板１ｃ、可動側シールド電極２のそれぞれ外周に、所定の厚さで設けられた絶縁外皮３ａを備えている。
また、真空容器１の外周部の前記絶縁外皮３ａ内において、固定電極側端板１ｂと絶縁筒１ａとの接続部１ｆ近傍の絶縁筒１ａの外周面、及び可動電極側端板１ｃと絶縁筒１ａとの接続部１ｆ近傍の絶縁筒１ａの外周面に、固定電極側端板１ｂおよび可動電極側端板１ｃと電気的に接続した環状のシールドリング１ｇを備えている。
また、絶縁外皮３ａの可動電極側端部は、前記可動側シールド電極２の外周を覆い、さらに可動側シールド電極２よりもベース部４側に延び、可動側シールド電極２の外周を隙間３ｅを介して覆う延長部分３ｂを備えている。

更に、絶縁外皮３ａの延長部分３ｂの一部を複数の脚状にベース部４側に延長し、真空バルブ３をベース部４に固定するための固定用座３ｃを備える脚部３ｄを設けている。
また、絶縁外皮３ａの延長部分３ｂの内面と可動側シールド電極２の外周面の間には空隙部３eを設けている。
真空バルブ３は、真空遮断器の可動電極１ｅを駆動する駆動装置（図示せず）とともに共通のベース部４に固定され、可動電極１ｅと駆動装置（図示せず）の間は、絶縁ロッド５により電気的に絶縁した状態で機械的に連結している。このとき、絶縁ロッド５の外径Ｄは、可動側シールド電極２の外径より小さな外径としている。

また、可動電極１ｅは、可動側シールド電極２と絶縁ロッド５の間に装着された分岐導体６によって、図には記載していないが遮断器の端子に接続されている。
この分岐導体６の周囲には、分岐導体６と電気的に接続した金属などの導電性材料又は半導電性プラスチックなどの半導電性材料で製作した導体カバー７を設けている。該導体カバー７は、可動側シールド電極２および絶縁ロッド５の外径より小さな外径を有する碗状部７ａと、碗状部７ａの外径より幅の狭い部分７ｂからなり、可動電極１eに対して左右または上下の２つに容易に分割可能とした。

この碗形可動側シールド電極２によって、可動電極側端板端部１ｂ周辺の電界を緩和するとともに、可動側シールド電極２の端部を絶縁外皮３ａで覆うことによって可動側シールド電極２の端部の耐電圧性能が向上する。また、絶縁ロッド５の外径Ｄを、可動側シールド電極２の外径より小さくすることにより、該絶縁ロッド５の外周面の内、主に高電界となる充電部側、即ち可動側シールド電極２の側の電界を低減する効果が得られる。

上記の他、この発明に係る真空遮断器は、次のような特徴を備えている。
絶縁外皮３ａの可動電極側端部に、可動側シールド電極２の周囲を覆い可動側シールド電極２よりベース部４側に突出する位置まで延びる延長部分３ｂを設け、絶縁外皮３ａの延長部分３ｂから更にベース部４側に延長して、真空バルブ３をベース部４へ固定するための固定用座３ｃを備える複数の脚部３ｄを設けた。
これにより、真空バルブ３の可動電極側に高電圧が印加されたときに、可動側シールド電極２の表面から他の相および接地電極に向かう先行放電が発生しても、この絶縁外皮３ａの延長部３ｂによって先行放電の進展が妨げられるので、全路閃絡に至らず高い耐電圧性能を得ることができる。
また、絶縁外皮３ａの延長部分３ｂの端部から、更にベース部４側に延長して、真空バルブ３をベース部４へ固定するための固定用座３ｃを備える複数の脚部３ｄを設けることで、他の部品を用いずに真空バルブ３をベース部４に固定することができるので、部品点数と組立時間を削減できる。
更に、複数本の脚部３ｄの相互間に、組立時に組立対象部位へ工具・手などを入れる空間があるので、組立作業性も良好であり、組立部位を目視確認できるので品質も向上する。

また、絶縁外皮３ａの延長部分３ｂの内周面と可動側シールド電極２の外周面との間に空隙３ｅを設けた。ここに空隙３ｅを設けることによって、一般的に高電界となる「絶縁外皮３ａ、可動側シールド電極２、絶縁性ガス（ＳＦ６ガス、窒素ガス、炭酸ガス、乾燥空気など）の３つが接する三重点（トリプルジャンクション部ともいう）」を、高電界が発生する可動側シールド電極２の絶縁外皮３ａに埋設されていない側（ベース部４側）の端部から遠ざける（真空バルブ３側に近づける）ことによって、三重点部の電界を低減することができる。

さらに、可動側シールド電極２の絶縁外皮３ａ側の端部の外周面の少なくとも一部に、外周側に向かって突出した環状の突出部２ｃを設けた。
この外周部に向う環状の突出部２ｃによって、上記三重点近傍の電界は更に緩和され、三重点の電界を低減し高い耐電圧性能を得ることができる。

また、真空容器１の、固定電極側端板１ｂと絶縁筒１ａとの接続部近傍、または可動電極側端板１ｃと絶縁筒１ａとの接続部近傍に、固定電極側端板１ｂまたは可動電極側端板１ｃと電気的に接続し真空容器１の外周に装着された環状のシールドリング１ｇを備えた。
この真空容器１の外周に装着された環状シールドリング１ｇによって、真空容器１の外周面において高電界となる、固定電極側端板１ｂまたは可動電極側端板１ｆと絶縁筒１ａとの接続部近傍の電界を緩和することができ、真空容器１の外周面の耐電圧性能を高めることができる。

さらに、分岐導体６に電気的に接続した状態で、分岐導体６を覆う導電性又は半導電性の導体カバ７ーを設けた。該導体カバー７は、前記可動側シールド電極２および前記絶縁ロッド５の外径より小さな外径の略碗状部７ａと、該略碗状部７ａから延びた該略碗状部の外径より幅の狭い部分７ｂとからなり、可動電極に対して上下または左右に２つに分割可能とした。
この２つに分割可能な導体カバー７を設けることにより、分岐導体６の外周面の電界を緩和できると共に、可動側シールド電極２の外径より小さくすることで、導体カバー７の外周面の電界を緩和できる。併せて、絶縁ロッド５の外径より大きな外径の略碗状部７ａを設けることで、絶縁ロッド５の外周面での電界も緩和する効果がある。また、分岐導体６が絶縁外皮３ａからベース部４方向に延長して形成した複数の脚部３ｄの間を貫通する部位７ｂの幅を、該略碗状部７ａの外径より幅を狭くすることにより、絶縁外皮３ａの脚部３ｄと導体カバー７の間に生じる電界をさらに緩和する効果がある。

この発明の実施の形態１を示す真空遮断器の側断面図である。 図１のＢ部の部分拡大図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ 真空容器
１a 絶縁筒
１b 固定電極側端板
１c 可動電極側端板
１d 固定電極
１e 可動電極
１f 固定側電極側端板および可動側電極端板と絶縁筒の接続部
１g シールドリング
２ 可動側シールド電極
２a 可動側シールド電極の開口部
２b 可動側シールド電極の絶縁筒側端部
２ｃ 突出部
３ 真空バルブ
３a 絶縁外皮
３b 絶縁外皮の延長部分
３c 真空バルブの固定用座
３d 真空バルブの脚部
３e 絶縁外皮と可動側シールド電極の空隙部
４ ベース部
５ 絶縁ロッド
６ 分岐導体
７ 導体カバー
７a 導体カバーの略椀状部
７b 導体カバーの略椀状部より幅の狭い部分

Claims (3)

1. 遮断器を支持するベース部と、
   絶縁筒の両端を固定電極側端板および可動電極側端板にて気密に封止し内部に互いに接離する固定電極と可動電極を備えた真空バルブと、
   前記真空バルブの少なくとも前記固定電極側端板および可動電極側端板との間の側面外周に密着して覆う絶縁外皮と、
   前記絶縁外皮の前記可動電極側端板側から前記ベース部に向けて延び先端が前記ベース部に固着され前記絶縁筒を支持する脚部と、
   前記可動電極側端板を貫通して前記可動電極に接続した分岐導体と、
   前記遮断器の駆動機構と前記分岐導体を電気的に絶縁して連結する絶縁ロッドとを備え、
   前記絶縁外皮の前記可動電極側端板側端部は前記可動電極側端板よりも前記ベース部側に延在した筒状の延長筒部を形成するとともに、
   前記ベース部側から前記可動電極側端板を覆うシールド電極を前記絶縁外皮の延長筒部内側に配置したことを特徴とする真空遮断器。
2. シールド電極は椀形とし外周縁部を真空バルブ側に向けて絶縁外皮に接していることを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
3. 絶縁外皮の延長筒部の内周とシールド電極の外周の間に隙間を形成していることを特徴とする請求項２に記載の真空遮断器。

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