JP4869043B2

JP4869043B2 - 接地開閉器

Info

Publication number: JP4869043B2
Application number: JP2006323552A
Authority: JP
Inventors: 大輔藤田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2008140587A; CN101192481A; CN101192481B

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置等に組み込まれる接地開閉器に関する。

ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）には、機器点検時の主回路の接地用として、或いは各種測定のための接地端子として利用するために接地開閉器が組み込まれる。
一般に接地開閉器は、互いに離間して配置された充電部導体に設けられた固定接触子と、固定接触子に対向して配置された可動接触子と、可動接触子に電気的に接続された接地導体とを備え、開閉機構によって駆動される操作ロッドにより可動接触子を固定接触子に対し接離させるように移動させ、可動接触子及び接地導体を介して充電部導体を接地する。
特許文献１に示されるような接地開閉器では、可動接触子の軸芯と接地導体の軸芯とが別位置であり、通電部材を介してＧＩＳのタンクへ接地している。

特開平８-３０６２７０号公報特開平８-３１２７３号公報

上記のように可動接触子の軸芯と接地導体の軸芯とが別位置の接地開閉器では、内部引き回し構造が複雑でコスト増となり、また特許文献２のようにタンクへ直に接地を落とす構造の接地開閉器では接地端子がないため変電所の機能上問題となる場合が多く、特に、線路側接地開閉器として用いるのは不可である等の問題があった。

本発明は上記の点に鑑み、可動接触子と接地導体とをタンク内部で電気的に接続する引き回し構造を簡素化でき、通電経路を短縮できる上に、接地端子としての機能を備えた接地開閉器を提供することを目的とするものである。

本発明は、タンクの内部に配置された充電部導体に設けられた固定接触子と、この固定接触子に対向して配置された可動接触子と、この可動接触子に対し摺動関係を保つように支持された接地導体を備え、開閉動作時に操作ロッドにより上記可動接触子を上記固定接触子に対し接離させるように直線的に移動させ、上記可動接触子及び接地導体を介して上記充電部導体を接地するようにした接地開閉器において、上記可動接触子の軸芯と上記接地導体の軸芯が一致し、それらの軸芯とは異なる位置に上記操作ロッドの軸芯が配置されると共に、上記可動接触子及び操作ロッドが連結部材を介して一体且つ同一方向に移動するようにし、上記可動接触子の外周上で且つ上記可動接触子がその閉成状態で上記固定接触子と接触する箇所と上記接地導体と接触する箇所との間の位置に上記連結部材を配置し、
上記連結部材と、上記可動接触子がその閉成状態で上記固定接触子と接触する箇所との間の位置に、上記可動接触子の上記固定接触子側端に設けられた開口と連通する貫通孔を形成したものである。

本発明の接地開閉器によれば、接地経路をタンク外部へ容易に引き出すことができるように通電経路を合理化し、なお且つ、構造簡素化、コスト低減を図れる接地開閉器を実現することができる。

実施の形態１．
図１乃至１２は本発明の実施の形態１に係わる三相一括形の接地開閉器を示す構造図である。
接地開閉器を収容するタンク１は、タンク開口部２ａを有するタンク本体２と、タンク開口部２ａの周囲に形成されたフランジ２ｂに固定された椀状のタンクカバー３とで構成され、タンク本体２の内部には三相の充電部導体４が収納されている。三相の充電部導体４は、絶縁スペーサ５を介してタンク本体１ａの側壁部を貫通するように支持されている。これらの充電部導体４は、それぞれタンク開口部２ａに向かって延びる固定接触子６を備えており、これらの固定接触子６は、それぞれ固定側シールド７に覆われ、タンク開口部２ａにおいて二等辺三角形の各頂点に位置するように配置されている。
このタンクカバー３の上板部３ａの中央部をタンク開口部２ａに向かって垂直に貫通する操作ロッド８が軸受９を介して摺動可能に支持されている。この操作ロッド８の上端部には接地開閉器を開閉する操作機構（図示せず）が結合されると共に、操作ロッド８の下端部には、タンク開口部２ａの各固定接触子６に対向する３つの可動接触子１０を互いに絶縁して一体的に連結する連結部材１１が固着されている。この連結部材１１は、金属部材１１ａと絶縁性部材１１ｂをボルト１１ｃで締結して構成されている。

連結部材１１の絶縁性部材１１ｂは、ほぼ二等辺三角形の形状を有し、その底辺側の中央部において、絶縁性部材１１ｂに固着される金属部材１１ａと操作ロッド８の下端部とが結合され、二等辺三角形の各頂点に対応する位置に中空円筒状の可動接触子１０を固定している。この可動接触子１０は側面に形成されたねじ部１０ａに螺合する押え板１２により連結部材１１の絶縁性部材１１ｂに狭持されている。（図４，５参照）
更に、タンクカバー３の内面に操作ロッド８と並行するように設けられたスタッド１３が、連結部材１１の中心部を貫通し、スタッド１３を回り止め用ガイドとして操作ロッド８により連結部材１１が垂直方向に移動できるように保持されている。
そして、タンクカバー３の上板部３ａの各可動接触子１０に対応する位置にタンクカバー３を貫通するように中実円形状の接地導体１４が絶縁リング１５を介して取り付けられ、その下端部が中空円筒状の各可動接触子１０と摺動するように挿入保持されている。
タンクカバー３の上板部３ａを貫通した各接地導体１４の上端部とタンクカバー３の外側部との間に接地板１６が接合されている。
なお、タンクカバー３には接地開閉器が開離した図１の状態で可動接触子１０の下端に近接する開口１７ａを備えた可動側シールド１７が取付けられている。

そして、この実施の形態１において、特に操作ロッド８、可動接触子１０、接地導体１４は、可動接触子１０の軸芯Ｓａと接地導体１４の軸芯Ｓｂが一致し、それらの軸芯とは異なる位置に操作ロッド８の軸芯Ｓｃが配置され、連結部材１１を介して可動接触子１０及び操作ロッド８が一体且つ同一方向に直線的に開閉動作するように構成されている。
更に、各可動接触子１０は、接地導体１４と摺動する一端にスリット状フィンガ部１０ｂを形成すると共に、接地導体１４と摺動する一端と固定接触子６と接離する一端との間の位置に半径方向に形成された一対の貫通孔１０ｃ，１０ｃを有している。（図６，７）

このように構成された接地開閉器において、図１に示す開離状態から操作ロッド８をタンク１内に向かう方向（図では下降方向）に移動させると、これと共に、連結部材１１に取り付けられた可動接触子１０が接地導体１４と摺動しながら移動し可動側シールド１７の開口１７ａを通過してその下端が固定接触子６と接触し、図２に示す閉成状態になり、充電部導体４は、固定接触子６―可動接触子１０―接地導体１４―接地板１６を介してタンクカバー３の外部に接地される。
このとき、電流開閉時とりわけ投入容量付接地開閉器(FES:Fault making Earthing
Switch)の短絡投入時においては、図１１に示すように可動接触子１０が固定接触子６と接触する寸前に固定接触子６との間にアーク１８が発生するが、このアークは可動接触子１０の下端部に形成された一対の貫通孔１０ｃ，１０ｃから吹き抜ける。これにより、アークの発生に伴う負圧を軽減することができる。

なお、これらの貫通孔１０ｃ，１０ｃは、単に円形状だけでなく、図１０に示すように、可動接触子１０の長手方向に沿った長細い形状であっても良く、可動接触子１０の通電断面積を減少させることなく、アーク吹き抜け量をさらに増加させて負圧を軽減することができる。
またこれらの貫通孔１０ｃ，１０ｃは、押え板１２により可動接触子１０を連結部材１１に固定する場合に、図８に示すようにねじ締付治具１９を装着する孔としても利用できる。
更に、これらの貫通孔１０ｃ，１０ｃは、２個以上形成しても良いし、その場合、可動接触子１０の長手方向における形成位置を変えても良い。

更に、上記の例では、可動接触子１０を中空円筒形状とし、接地導体１４を中実円筒形状とした場合を示したが、図１２に示すように、両者の関係を逆にし、可動接触子１０の上端を中実円筒形状とし、接地導体１４を中空円筒形状としても良い。
また、三相の固定接触子６、可動接触子１０は二等辺三角形配置だけでなく、正三角形配置や一列配置にしても良い。
また、上記の例では、タンクカバー３をタンク本体の２の上部に取り付けて下降方向に投入動作する場合を示したが、上下の位置関係を反転して上昇方向に投入動作させても良いし、タンクカバー３をタンク本体の２の側面に取付けて水平方向に投入動作させる構造でも良い。
また、上記の例では、三相一括形の接地開閉器とした場合を示したが、相分離形の接地開閉器であっても良い。

以上のようにこの発明の実施の形態１によれば、タンク１の内部に離間して配置された充電部導体４に設けられた固定接触子６と、この固定接触子６に対向して配置された可動接触子１０と、この可動接触子１０に対し摺動関係を保つように支持された接地導体１４を備え、開閉動作時に操作ロッド８により可動接触子１０を固定接触子６に対し接離させるように直線的に移動させ、可動接触子１０及び接地導体１４を介して充電部導体４を接地するようにした接地開閉器において、可動接触子１０の軸芯Ｓａと接地導体１４の軸芯Ｓｂが一致し、それらの軸芯とは異なる位置に操作ロッド８の軸芯Ｓｃが配置されると共に、可動接触子１０及び操作ロッド８が連結部材１１を介して一体且つ同一方向に移動するようにしたので、可動接触子１０と接地導体１４とをタンク１の内部で電気的に接続する引き回し構造を簡素化し、通電経路を短縮できる。

また、可動接触子１０及び操作ロッド８の軸芯とは異なる位置において連結部材１１の移動をガイドするスタッド１３を設けたので、開閉動作時の可動接触子１０の軸芯ずれを防止できる。
更に、可動接触子１０を中空円筒形状とし、接地導体１４を中実円筒形状とし、開閉動作時には可動接触子１０の一端が固定接触子６と接離すると共に、可動接触子１０の他端の内径側が接地導体１４の外径側を摺動するようにしたので、固定接触子６との接離部から可動側摺動部を接地導体１４側に近接させて通電経路を合理化できる利点がある。
また、接地導体１４と摺動する可動接触子１０の一端にスリット状フィンガ部１０ｂを形成したので、可動接触子１０をフィンガ自身のばね性で接触荷重を発生させる自力形接触子として機能させているため、ばね部材をフィンガと別部材とする他力形接触子の場合に比べて部品点数を削減できる。
また、開閉動作時に可動接触子１０が通過する開口１７ａを形成した可動側シールド１７をタンク１側に取付けたので、可動側シールド１７側で可動接触子１０を支持する必要がなくシールドの構造が簡素化され、可動側シールド１７をタンク１から電気的に絶縁する必要がなく部品点数が削減される。
また、連結部材１１に絶縁性部材１１ｂを用いて操作ロッド８と電気的に絶縁し、接地導体１４をこれに固定された接地板１６を介してタンク１に接地するようにしたので、各接地導体１４が独立してタンク１と電気的に絶縁された構造となり、主回路抵抗測定や事故点標定用の接地端子として使用することも可能になる。

また、可動接触子１０は、これと螺合する押え板１２により連結部材１１を挟み込むように固定されているので、可動接触子１０の取付け構造が簡素化され、部品点数を削減できる。
また、可動接触子１０の外周上で且つ固定接触子６と接離する一端と接地導体１４と摺動する他端との間の位置に貫通孔１０ｃを形成したので、この貫通孔１０ｃを通して電流開閉時、とりわけ投入容量付接地開閉器(FES)の短絡投入時のアーク吹き抜けを増加させて負圧を軽減できると共に、この貫通孔１０ｃを利用して組立用のねじ締付治具１９を装着することができる。
また、貫通孔１０ｃを可動接触子１０の半径方向に開けるようにすれば、加工しやすい上、ねじ締付治具１９を装着しやすくなる。
また、貫通孔１０ｃを、可動接触子１０の長手方向に沿った細長い形状にすれば、可動接触子１０の通電断面積を減少させることなく電流開閉時のアーク吹き抜け量をさらに増加させて負圧を軽減できる。
更に、固定接触子６、可動接触子１０、接地導体１４を三相分備えた三相一括形とした場合には、1本の操作ロッド８で三相分の可動接触子１０を操作でき、構造の簡素化を図ることができる。
また、各相の可動接触子１０及び接地導体１４の軸芯Ｓａ，Ｓｂを、三角形を成すように配置した場合には、操作ロッド８からの荷重を各相に均等に伝達できる。

本発明の実施の形態１を示す縦断面図で、接地開閉器が開放状態にある場合を示している。本発明の実施の形態１を示す縦断面図で、接地開閉器が閉成状態にある場合を示している図1のＡ−Ａ線から見た上面図である。図1のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図1のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図1のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図1における要部拡大縦断面図である。図７のＥ−Ｅ線に沿った断面図で、ねじ締付工具を装着した状態を示している。図７のＦ−Ｆ線に沿った要部側面図である。可動接触子に形成される貫通孔の他の例を示す要部断面図である。開閉時の動作を説明するための要部縦断面図である。可動接触子及び接地導体の他の例を示す要部断面図である。

符号の説明

１タンク
２タンク本体
２ａタンク開口部
２ｂフランジ
３タンクカバー
３ａ上板部
４充電部導体
５絶縁スペーサ
６固定接触子
７固定側シールド
８操作ロッド
９軸受
１０可動接触子
１０ａねじ部
１０ｂスリット状フィンガ部
１０ｃ貫通孔
１１連結部材
１１ａ金属部材
１１ｂ絶縁性部材
１１ｃボルト
１２押え板
１３スタッド
１４接地導体
１５絶縁リング
１６接地板
１７可動側シールド
１７ａ開口
１８アーク
１９ねじ締付治具
Ｓａ可動接触子の軸芯
Ｓｂ接地導体の軸芯
Ｓｃ操作ロッドの軸芯

Claims

タンクの内部に配置された充電部導体に設けられた固定接触子と、この固定接触子に対向して配置された可動接触子と、この可動接触子に対し摺動関係を保つように支持された接地導体を備え、開閉動作時に操作ロッドにより上記可動接触子を上記固定接触子に対し接離させるように直線的に移動させ、上記可動接触子及び接地導体を介して上記充電部導体を接地するようにした接地開閉器において、
上記可動接触子の軸芯と上記接地導体の軸芯が一致し、それらの軸芯とは異なる位置に上記操作ロッドの軸芯が配置されると共に、上記可動接触子及び操作ロッドが連結部材を介して一体且つ同一方向に移動するようにし、
上記可動接触子の外周上で且つ上記可動接触子がその閉成状態で上記固定接触子と接触する箇所と上記接地導体と接触する箇所との間の位置に上記連結部材を配置し、
上記連結部材と、上記可動接触子がその閉成状態で上記固定接触子と接触する箇所との間の位置に、上記可動接触子の上記固定接触子側端に設けられた開口と連通する貫通孔を形成したことを特徴とする接地開閉器。
上記可動接触子及び操作ロッドの軸芯とは異なる位置において上記連結部材の移動をガイドするスタッドを設けたことを特徴とする請求項１記載の接地開閉器。
上記可動接触子を中空円筒形状とし、上記接地導体を中実円筒形状とし、上記開閉動作時には上記可動接触子の一端が上記固定接触子と接離すると共に、上記可動接触子の他端の内径側が上記各接地導体の外径側を摺動することを特徴とする請求項１または２記載の接地開閉器。
上記接地導体と摺動する上記可動接触子の一端にスリット状フィンガ部を形成したことを特徴とする請求項３記載の接地開閉器。
上記開閉動作時に上記可動接触子が通過する開口を形成した可動側シールドを上記タンク側に取付けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の接地開閉器。
上記連結部材に絶縁部材を用いて上記操作ロッドと電気的に絶縁し、上記接地導体をこれに固定された上記タンク外部の接地板を介して上記タンクに接地することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接地開閉器。
上記可動接触子は、これと螺合する押え板により上記連結部材を挟み込むように固定されていることを特徴とする請求項６記載の接地開閉器。
上記貫通孔の少なくとも一部が、接地開閉器の開放状態において上記接地導体の固定接触子側端よりも上記固定接触子側に位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の接地開閉器。
上記貫通孔は上記可動接触子の半径方向に開けられていることを特徴とする請求項８記載の接地開閉器。
上記貫通孔は、上記可動接触子の長手方向に沿った細長い形状であることを特徴とする請求項８または９記載の接地開閉器。
上記固定接触子、可動接触子、接地導体を三相分有する三相一括形であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の接地開閉器。
上記三相の可動接触子及び接地導体の軸芯は、三角形を成すように配置されることを特徴とする請求項１１記載の接地開閉器。