JP4889796B2 - 開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置などの開閉器に関し、特に回動中心から半径方向に延在し自由端が回動軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子の回動範囲内で可動接触子と接離する固定接触子とをタンク内に収納する開閉器に関するものである。

このようなブレード型の可動接触子を持つ開閉器においては、一般にタンク内において、このブレード型の可動接触子を回動中心から半径方向に延在させて自由端が回動軌跡を描くよう往復動作するようにして、この可動接触子の回動範囲内に可動接触子と接離する固定接触子を配置する構成が提案されている。この構成によれば、タンク内において、可動接触子と固定接触子の位置を自由に設定することができ、配置の自由度が増すので、種々の位置関係の開閉器に対応することができるという利点がある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開昭６０−６８５１８号公報 特開２００２−１１０００７号公報

しかしながら、特許文献１に示すような開閉器においては、可動接触子を支持する可動側支持導体と固定接触子を支持する固定側支持導体とがタンク内の中心軸線に沿って延伸し、互いに間隔をおいて平行に配置される。可動側支持導体とタンク壁面との間には所定の対地間距離（絶縁距離）をとる必要があり、固定側支持導体とタンク壁面との間にも所定の対地間距離をとる必要がある上に、可動側支持導体と固定側支持導体との間にも所定の電極間距離をとる必要があるため必然的にタンクが大形化するので改善が望まれていた。更に、従来は可動及び固定側支持導体の適正な対地間距離が検討されておらず、タンクに近い方の支持導体により絶縁設計上のタンク径が決まるので改善が望まれていた。

また一方で、可動接触子と接触する複数の通電部材が、可動接触子の回動軌跡の半径方向に併設される特許文献２に示すような開閉器は、固定接触子の開口部が回動軌跡の半径方向に延びて形成されており、開閉器の大容量化を図って、通電部材の数が増えると固定接触子が回動軌跡の半径方向に長くなることとなり、タンクが大形化してしまうので改善が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タンクの大径化を回避することができるとともに、同じ容量であれば、タンク径を最小とすることができる開閉器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る開閉器は、回動中心から半径方向に延在し自由端が回動軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子の回動範囲内で可動接触子と接離する固定接触子とをタンク内に収納する開閉器において、可動接触子の自由端は、可動接触子の回動軌跡に沿った形状を成すことを特徴とする。

本発明によれば、可動接触子の自由端が可動接触子の回動軌跡に沿った形状を成すので、可動接触子が電圧印加状態のときに自由端に発生する電界の集中を、可動接触子の回動範囲を増大せずに緩和することができ、タンクの大径化を回避することができるとともに、同じ容量であれば、タンク径を最小とすることができるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる開閉器の実施の形態１の主母線に沿う面での断面図である。 図２は、本発明にかかる開閉器の実施の形態１の絶縁操作軸に沿う面での断面図である。 図３は、可動接触子の自由端の回転軌跡を含む面における固定接触子の断面図である。 図４は、図３の固定接触子の側面図である。 図５は、本発明にかかる開閉器の実施の形態２の縦断面図である。 図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図およびＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図を兼ねる図である。 図７は、完全開路位置と完全閉路位置と接地位置の各位置における可動接触子の角度を説明する図である。 図８は、本発明にかかる開閉器の実施の形態３の縦断面図である。 図９は、完全開路位置と完全閉路位置の各位置における可動接触子の角度を説明する図である。

以下に、本発明にかかる開閉器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明にかかる開閉器の実施の形態１の主母線に沿う面での断面図である。図２は開閉器の絶縁操作軸に沿う面での断面図である。タンク１０は、他のタンクと連通する開口部を絶縁スペーサ１２で仕切られて密閉された空間を形成している。この密閉された空間には六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガスが充填されている。タンク１０内には、水平方向に延びるように配置された三相の主母線１１が収納されている。主母線１１には、固定側支持導体２１及び接続導体２２を介して固定接触子２０が各相に配設されている。また、タンク１０内の別の位置には、接地用固定側支持導体２５及び接続導体２２を介して三つの接地用固定接触子２３が配設されている。

タンク１０内のさらに別の位置には、スペーサ接続導体２９にて絶縁スペーサ１２から支持された３本の可動側支持導体２８がタンク１０の中心部に向かって延びている。可動側支持導体２８の先端部は、図２によく示されるように、それぞれスリットが形成されて二股状にされたスリット付き導体２７とされている。このスリット付き導体２７には、３本のスリット付き導体２７を一括して貫通するように絶縁操作軸３０が配設されている。絶縁操作軸３０は自らを囲繞する絶縁物によりスリット付き導体２７から絶縁された状態で回転自在に支持されている。

そして、この絶縁操作軸３０に軸支されてブレード型（板状）の可動接触子２６がそれぞれのスリット付き導体２７に設けられている。この可動接触子２６は、回動中心から半径方向に延在する概略細長板状を成し、絶縁操作軸３０を回動中心として自由端２６ａが回転軌跡Ｌを描くように回動する。そして、先端の自由端２６ａを固定接触子２０と接触させたり、接地用固定接触子２３と接触させたりする。可動接触子２６は、図１によく示されるように、スリットに収納された完全開路位置を中心として、図中矢印Ｑのように回動して、固定接触子２０と接触する完全閉路位置と接地用固定接触子２３と接触する接地位置との間を往復動作する。可動接触子２６の回動範囲の一方端側に固定接触子２０が配置され、回動範囲の他方端側に接地用固定接触子２３が配置されている。そして、スリット付き導体２７から固定接触子２０に至る回転角度とスリット付き導体２７から接地用固定接触子２３に至る回転角度とが同じ角度とされている。

固定接触子２０及び接地用固定接触子２３は、それぞれ可動接触子２６が進入する開口部２０ａが形成された断面概略コの字型を成し、この開口部２０ａは各々絶縁操作軸３０方向に向けて配設されている。固定接触子２０と接地用固定接触子２３とは、概略同じ構造を成しており、以降、主に固定接触子２０の構造に関して説明する。

図３は可動接触子の自由端の回転軌跡を含む面における固定接触子の断面図である。図４は図３の固定接触子の側面図である。固定接触子２０は、対を成し先端を開口部２０ａに向けて互いに略平行に対向して配置される６対の通電部材３１と、通電部材３１の基部を傾動可能に支持する支持枠３３と、通電部材３１を先端部が互いに接近する方向に付勢する板ばね４３と、通電部材３１、支持枠３３及び板ばね４３の周囲を覆い外部の電界から遮蔽する外枠４５とを備えている。

通電部材３１は、２枚が一対となってハの字状に並べられ、さらにこのハの字状の一対が可動接触子２６の回転軌跡Ｌ方向に所定の間隔を空けながら６対併設されている。つまり、１２枚の通電部材３１が６枚ずつ２列に各々主面を平行にして並べられている。そして、各々列を成す６枚の通電部材３１は、基部に穿孔された貫通孔を挿通する支持棒３５により一括して支持されている。支持棒３５は通電部材３１の貫通孔に緩く嵌り締結部材３７により支持枠３３に締結されている。この構造により、通電部材３１は傾動可能に支持され通電部材３１の先端部の離間間隔（開き幅）が大小変化するようにされている。

外枠４５は、例えば形状的な自由度が大きく電界の遮蔽に効果的な鋳物で作製され、固定接触子２０の外殻を構成しており、通電部材３１、支持枠３３及び板ばね４３の周囲を覆う概略箱状を成し、対を成し略平行に対向して配置された通電部材３１の先端部間隙に対応する位置にブレード型の可動接触子２６が進入する開口部２０ａが形成されている。ねじとワッシャーから成る抜け止め部材４１は、２組が外枠４５の開口部２０ａから挿入されて接続導体２２の突出部２２ａに締結されている。

図３に良く示されるように、可動接触子２６の自由端２６ａは、可動接触子２６の回動軌跡Ｌに沿った形状を成している。このような形状とすることにより、可動接触子２６が電圧印加状態で回動する際の自由端２６ａの電界を回動範囲を増大させずに緩和することができる。尚、自由端２６ａが矩形の場合、角部に電界が集中するので好ましくない。

実施の形態２．
図５は本発明にかかる開閉器の実施の形態２の縦断面図である。図６は図５のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図およびＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図を兼ねる図である。図７は完全開路位置と完全閉路位置と接地位置の各位置における可動接触子の角度を説明する図である。

図５において、タンク１０は、概略円筒状を成し他のタンクと連通する開口部を絶縁スペーサ１２で仕切られて密閉された空間を形成している。この密閉された空間には六フッ化硫黄ガスなどの絶縁ガスが充填されている。タンク１０内には、図示しない三相の主回路導体に対応する三つの固定接触子２０が互いに略平行に配設されている。固定接触子２０は、タンク１０の一端（図５の上部）に設けられた絶縁スペーサ１２に支持されたスペーサ接続導体２９からタンク１０の軸線に沿って延びる３本の固定側支持導体２１の先端に接続導体２２を介して配設されている。また、タンク１０内の別の位置には、接地用固定側支持導体２５及び接続導体２２を介して三つの接地用固定接触子２３が互いに略平行に配設されている。

タンク１０内のさらに別の位置には、スペーサ接続導体２９にてタンク１０の他端（図５の下部）の絶縁スペーサ１２から支持された３本の可動側支持導体２８がタンク１０の軸線に沿って延びた後、中心部に向かって屈曲している。可動側支持導体２８の先端部は、それぞれスリットが形成されて二股状にされたスリット付き導体２７とされている。このスリット付き導体２７には、３本のスリット付き導体２７を一括して貫通するように絶縁操作軸３０が配設されている。絶縁操作軸３０は自らを囲繞する絶縁物によりスリット付き導体２７から絶縁された状態で回転自在に支持されている。

固定接触子２０及び接地用固定接触子２３は、実施の形態１と同様に、それぞれ可動接触子２６が進入する開口部が形成された断面概略コの字型を成し、この開口部は各々絶縁操作軸３０方向に向けて配設されている。

図６は上述のように、図５のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図およびＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図を兼ねる図である。すなわち、三本の可動側支持導体２８と三本の固定側支持導体２１とは、略同一の径を成しそれぞれ、同一直線Ｏ２上に配置されている。そして、図５および図６に示されるように、本実施の形態の可動側支持導体２８と固定側支持導体２１とは、タンク中心軸線を含む面Ｏ１と距離ｌ１離れて平行となる面Ｏ２上に配置されている。そして、タンク１０の内壁面と近くなる両端の可動側支持導体２８と固定側支持導体２１のタンク１０との距離がｌ２とされている。

本実施の形態の開閉器によれば、固定接触子２０は、固定側支持導体２１に支持されるとともに、可動接触子２６が進入する開口部は、可動接触子２６の回動中心に対向するように配置されており、さらに可動側支持導体２８と固定側支持導体２１とは、タンク中心軸線に沿う略同一直線上に配置されている。このように、固定接触子２０は、可動接触子２６が進入する開口部を、可動接触子２６の回動中心に対向するように配置されているので、例えば通電部材３１の数が増えて開口部の幅が拡大しても、可動接触子２６を回動軌跡の半径方向に延伸する必要がなく、タンクの大径化を回避して大容量化を図ることが容易である。また、可動側支持導体２８と固定側支持導体２１とをタンク中心軸線に沿う略同一直線上に配置することで、可動側支持導体２８及び固定側支持導体２１のタンクとの間の対地間距離（絶縁距離）を等しくすることができ、所定の容量に対してタンク１０の径を最小とすることができる。

図５及び図７に示されるように、スリット付き導体２７に収納された完全開路位置にある可動接触子２６とタンク中心軸線とが成す角度θ１と、固定接触子２０と接触する完全閉路位置にある可動接触子２６とタンク中心軸線とが成す角度θ１とが等しくなるようにされている。これにより、可動側支持導体２８と固定側支持導体２１が、可動接触子２６もしくはスリット付き導体２７と接続している互いの位置関係を単純なものとすることができ、構造の簡素化が図られている。

また、可動接触子２６の回動範囲の一方端側に固定接触子２０が配置され、回動範囲の他方端側に接地用固定接触子２３が配置されており、可動接触子２６の回動中心Ｐがタンク中心線上にある。この構成により、可動接触子２６の自由端２６ａの対地間絶縁距離を、固定接触子２０側と接地用固定接触子２３側とで等しくなるようにしてタンク１０の径の縮小化が図られている。

さらに、本実施の形態の開閉器においては、完全開路位置にある可動接触子２６と完全閉路位置にある可動接触子２６とが成す角度と、完全開路位置にある可動接触子２６と接地位置にある可動接触子２６とが成す角度がそれぞれθ２（１２０°）とされている。このように、回転角度を等しくすることで操作装置の機構及び連結系の標準化設計が図られている。また、このように回転角度を等しくすることで、固定接触子２０側および接地用固定接触子２３側の各々の極間（スリット付き導体２７との電極間）の絶縁設計を協調することができる。つまり、何れか一方に偏って電界が集中することを回避することができる。さらには、接地用固定接触子２３がタンク中心軸線に対して直角となるので、タンク１０に最も近い位置に取り付けることが可能となる。このように、可動接触子２６の回動中心と回動軌跡の対地間距離を協調させることにより、タンク１０の径の縮小化が図られている。

なお、本実施の形態の開閉器は、三相一括形の開閉器に適用されて有用であるが、相分離形（単相）のものでも所定の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図８は本発明にかかる開閉器の実施の形態３の縦断面図である。図９は完全開路位置と完全閉路位置の各位置における可動接触子の角度を説明する図である。本実施の形態の開閉器は単相、すなわち、相分離形の開閉器であるが、三相一括形の開閉器として適用されてもよい。タンク１０内には、それぞれ１個の可動接触子２６と固定接触子２０が収納されている。本実施の形態においては、可動側支持導体２８及び固定側支持導体２１が、タンク１０の略中心軸線上に配置されている。

回動軌跡Ｌのタンク中心軸線から最も離れる位置とタンク中心軸線との間の距離と、回動軌跡Ｌの回動中心Ｐとタンク中心軸線との間の距離がともにＷ（回動軌跡Ｌの半径Ｒの半分）とされ、完全開路位置にある可動接触子２６と完全閉路位置にある可動接触子２６とが成す角度が１２０°とされている。

本実施の形態においては、上述の構成とすることにより、相分離形の開閉器において、絶縁スペーサ１２から延びる可動側支持導体２８及び固定側支持導体２１を一直線に延伸することで、タンク１０内部の構造の簡素化が図られると共に、可動接触子２６の自由端２６ａ側と回動中心Ｐ側の対地間距離を略等しくすることでタンク１０の径の縮小化が図られている。更に、回転角度を１２０°とすることで、可動接触子２６の回動範囲の他方端側に接地用固定接触子２３が配置される実施の形態２の開閉器とも回転角度を協調することができ、操作装置の機構及び連結系の標準化設計が一層促進される。

以上のように、本発明にかかる開閉器は、回動可能に軸支され自由端が回転軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、可動接触子が接触する通電部材を有する固定接触子とを備えた開閉器に適用されて有用なものである。

１０ タンク
１１ 主母線
１２ 絶縁スペーサ
２０ 固定接触子
２０ａ 開口部
２１ 固定側支持導体
２２ 接続導体
２２ａ 突出部
２３ 接地用固定接触子
２５ 接地用固定側支持導体
２６ 可動接触子
２６ａ 自由端
２７ スリット付き導体
２８ 可動側支持導体
２９ スペーサ支持導体
３０ 絶縁操作軸（回転軸）
３１ 通電部材
３３ 支持枠
３５ 支持棒
３７ 締結部材
４１ 抜け止め部材
４３ 板ばね
４５ 外枠

Claims (6)

1. 回動中心から半径方向に延在し自由端が回動軌跡を描くように往復動作するブレード型の可動接触子と、前記可動接触子の回動範囲内で前記可動接触子と接離する固定接触子とを筒状のタンク内に収納する開閉器において、
   前記可動接触子は、可動側支持導体に支持され、
   前記固定接触子は、固定側支持導体に支持されるとともに、前記可動接触子が進入する開口部が、前記可動接触子の前記回動中心に対向するように配置され、
   前記可動側支持導体と前記固定側支持導体とが、タンク中心軸線に沿う略同一直線上に配置され、
   前記可動接触子の自由端は、該可動接触子の回動軌跡に沿った形状を成し、
   前記可動接触子の回動範囲の一方端側に前記固定接触子が配置され、回動範囲の他方端側に接地用固定接触子が配置され、前記可動接触子の回動中心がタンク中心線上にある
   ことを特徴とする開閉器。
2. 前記固定接触子は、前記可動接触子と接触する複数の通電部材を有し、前記通電部材は、前記可動接触子の回動軌跡方向に複数個併設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
3. 前記可動接触子は、完全開路位置においてスリット付き導体に収納されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器。
4. 前記可動側支持導体及び前記固定側支持導体が、略タンク中心軸線上に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
5. 完全開路位置にある前記可動接触子と完全閉路位置にある前記可動接触子とが成す角度が１２０°、或いは前記完全開路位置にある前記可動接触子と接地位置にある前記可動接触子とが成す角度が１２０°である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の開閉器。
6. 前記固定接触子は、接続導体を介して前記固定側支持導体に支持され、
   前記固定接触子は、前記可動接触子と接触する通電部材、およびこの通電部材の基部を傾動可能に支持する支持枠を有し、
   前記開口部の側から挿入され前記支持枠に当接するとともに前記接続導体の突出部に締結されて前記支持枠の抜けを防止する抜け止め部材が設けられ、
   前記抜け止め部材は、前記突出部上での最も前記回動軌跡に接近した位置から前記回動軌跡方向に所定の距離を置いて離れていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器。

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