JP4945211B2 - 三相一括形接地開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、三相一括形接地開閉器に係り、特に、開閉機構部を含む金属容器の小型化を進めた三相一括形接地開閉器に関するものである。

近年、変電所や開閉所などではガス絶縁開閉装置が主流となっているが、変電所や開閉所の敷地面積縮小化を図るために、三相一括形のガス絶縁開閉装置が採用されている。三相一括形のガス絶縁開閉装置とは、高電圧部である主回路導体を三相分一括して、接地された金属容器に収納したものであり、小型化が容易であり、ガス絶縁開閉装置の据付面積の低減化に寄与することができる。したがって、ガス絶縁開閉装置の構成要素の一つである接地開閉器に関しても、同様な目的で三相一括形として構成されたものが提案されている。

ここで図９の構造図と、図９の矢視Ｘ−Ｘ断面図である図１０を参照して、従来の三相一括形接地開閉器について具体的に説明する。図９及び図１０に示すように、絶縁ガスが封入された円筒形の金属容器１内には、三相分の主回路導体３a、３ｂ、３ｃが一括して収納されており、絶縁スペーサ２によって金属容器１内に支持されている。

これら主回路導体３a、３ｂ、３ｃは、それぞれ金属容器１の内壁面との絶縁距離を確保し、且つ各相の主回路導体３a、３ｂ、３ｃ同士の絶縁距離を確保しなくてはならない。また、金属容器１はできるだけ小形化することが望ましい。これらのニーズを満たすべく、主回路導体３a、３ｂ、３ｃは金属容器１内に平行に３本並べて配置するのではなく、金属容器１内に描かれる三角形の各頂点部に配置されるようにして金属容器１内に収納されている（図１０参照）。また、主回路導体３a、３ｂ、３ｃには接地開閉器の固定側接触部４a、４ｂ、４ｃが設けられ、固定側接触部４a、４ｂ、４ｃに対向するようにして接地電位の可動側接触部５a、５ｂ、５ｃが配置されている。

さらに、可動側接触部５a、５ｂ、５ｃ内には可動接触子６a、６ｂ、６ｃが摺動可能に配置されている。可動接触子６a、６ｂ、６ｃは開閉機構部９に取り付けられている。開閉機構部９は主軸７とリンクレバー機構８とからなり、リンクレバー機構８を介して主軸７に可動接触子６a、６ｂ、６ｃが連結される。開閉機構部９は金属容器１に分岐して設けた分岐金属容器１０内に収納される。なお、可動側接触部５a、５ｂ、５ｃは３相共に同一の方向に配置されており、可動接触子６a、６ｂ、６ｃも３相全て同一方向に動作するように構成されている。

以上の構成を有する三相一括形接地開閉器では、開閉機構部９が動作して主軸７からリンクレバー機構８を介して操作力を可動接触子６a、６ｂ、６ｃに伝え、操作力を与えられた可動接触子６a、６ｂ、６ｃは軸方向に往復動して固定側接触部４a、４ｂ、４ｃと接離する。このような開閉機構部を備えた従来例としては、例えば特許文献１、２が知られている。

特許文献１は、両端相の可動接触子をＺ字形とすることによって開閉機構部のケースとなる分岐金属容器の小径化を図ったものである。また、特許文献２は断路部と接地開閉器の開閉機構部を上下２層に配置することで、接地開閉器の開閉機構部を断路部の開閉機構部内に収納した点に特徴があり、接地開閉器の開閉機構部のケースとなる分岐金属容器を省いて、全体として機器の小型化を実現している。
特開２００２−４２６１５号公報 特公平７−２７７４８号公報

上記の従来技術には次のような問題点があった。すなわち、開閉機構部９の配置を決める場合、主回路導体３ｂに取り付けられた固定側接触部４ｂと可動側接触部５ｂとの絶縁距離が決定要因となる。このとき、主回路導体３a、３ｂ、３ｃを三角形の各頂点部に配置した三相一括形接地開閉器では、主回路導体３ｂは金属容器１の中心よりも開閉機構部９側に寄った位置に配置されている。そのため、金属容器１の中心から見て、開閉機構部９のケースとなる分岐金属容器１０の高さＨ１（図１０に図示）は高くなっていた。

また、固定側接触部４ａ、４ｂ、４ｃはその内部に可動接触子６a、６ｂ、６ｃが摺動するための摺動部分を有しているので、必要な絶縁性能を確保するためには、その直径が主回路導体３a、３ｂ、３ｃの直径よりも大きくならざるを得ない。この場合、高電圧部と接地電位部との絶縁距離Ｌ（図１０に図示）は、固定側接触部４ｂと可動側接触部５ａもしくは５ｃ間で最小となる。つまり、固定側接触部４、４ｂ、４ｃの直径が主回路導体３a、３ｂ、３ｃの直径よりも大きい分だけ、接地開閉器が無い場合の主回路導体３ｂと３ａまたは３ｃ間の絶縁距離よりも大幅に減少してしまうことになる。この結果、所定の絶縁性能を確保するためには、固定側接触部４ｂと可動側接触部５ａもしくは５ｃ間の絶縁距離を大きくする必要があり、金属容器１が大型化するという不具合が生じた。

特許文献１、２は、上記の問題点を踏まえ機器の小型化を目指したものであるが、以下の課題が指摘されていた。特許文献１では、両端相の可動接触子をＺ字形としたことで分岐金属容器の小径化が実現しているが、Ｚ字形の可動接触子は必要な強度及び絶縁性能を得ることが難しく、製造コストが高くついた。また、特許文献２では、断路器の可動側導体を一列に配置することになる。このため、相間の絶縁距離を確保するには結局、金属容器の径を大きくせざるを得なかった。

本発明は以上の問題点を解消するために提案されたものであり、その目的は、必要な絶縁距離を確保しつつ金属容器の小径化を図ることにより、機器の小形化及び低コスト化に貢献でき、且つ信頼性に優れた三相一括形接地開閉器を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、接地した金属容器内に収納された三相分の主回路導体と、各相の主回路導体に設けられた固定側接触部と、前記固定側接触部と対向して配置された接地電位の可動側接触部と、前記可動側接触部に対して摺動可能に配置されその軸方向に往復動して前記固定側接触部と接離する可動接触子と、前記可動接触子に操作力を与えて往復動させ前記可動接触子と前記固定側接触部とを接離させる開閉機構部と、前記金属容器から分岐して設けられ前記開閉機構部を収納する分岐金属容器と、から構成されるとともに、１相又は２相の前記固定側接触部を、他相の前記固定側接触部から見て前記主回路導体の軸方向にずらして前記主回路導体に設けた三相一括形接地開閉器において、前記主回路導体の軸方向にずらした該固定側接触部と対向する前記可動側接触部及び該固定側接触部と接離する前記可動接触子を、同じ角度で前記分岐金属容器の軸方向より傾けて配置したことを特徴としている。

以上の発明では、１相又は２相の固定側接触部を主回路導体の軸方向にずらし、このずらした固定側接触部と対向する可動側接触部及び固定側接触部と接離する可動接触子を同じ角度に傾けて配置することで、固定側接触部と可動側接触部間に必要な絶縁距離を維持しつつ開閉機構部を主回路導体側に近づけることができ、開閉機構を収納するスペースの縮小化を図れるので、結果的に金属容器の高さ寸法を短縮可能である。

また、１相又は２相の固定側接触部を主回路導体の軸方向にずらしたことで、接地電位の可動側接触部に対して絶縁距離が最小となる部分は、摺動部を有することで径が比較的大きくなる固定側接触部ではなく、固定側接触部よりも径が小さくて済む主回路導体になる。したがって、可動側接触部と主回路導体との絶縁距離を大きくとることが容易であり、金属容器の大径化を確実に抑えることができる。

本発明の三相一括形接地開閉器によれば、１相又は２相の固定側接触部を主回路導体の軸方向にずらして配置するといった極めて簡単な構成により、製造コストの高い部材は不要となり、所定の絶縁距離を確保した上で金属容器の小形化を実現でき、これにより小形化、低コスト化及び信頼性の向上に寄与することができる。

以下、本発明に係る代表的な実施形態について、図１〜図８を参照して具体的に説明する。なお、下記の実施形態はいずれも、図９及び図１０に示した従来技術と同じく三相一括形接地開閉器に適用したものであって、同一の部材に関しては同一の符号を付して説明は省略する。

（１）第１の実施形態
［構成］
本発明に係る第１の実施形態について、図１、図２を参照して具体的に説明する。図１は本実施形態に係る三相一括形接地開閉器の構造断面図、図２は図１の矢視II−II断面図である。

図１及び図２に示すように、三相分の主回路導体３a、３ｂ、３ｃが三角形の頂点部にそれぞれ配置された三相一括形接地開閉器において、開閉機構部９に近い相として主回路導体３ｂが配置されている。この主回路導体３ｂに配置される固定側接触部４ｂは、他相の固定側接触部４ａ、４ｃよりも、主回路導体３ｂの軸方向（図１中では図面左方向）にずらして設けられている。また、固定側接触部４ｂと対向する可動側接触部５ｂと、固定側接触部４ｂと接離する可動接触子６ｂはいずれも、同じ角度で分岐金属容器１０の軸方向より傾けて配置されている。つまり、可動接触子６ａ、６ｃの動作方向は垂直方向であるが、可動接触子６ｂの動作方向は垂直方向から傾斜した方向となっている。

［作用効果］
以上のような構成を有する第１の実施の形態の作用効果は次の通りである。すなわち、固定側接触部４ｂ、可動側接触部５ｂおよび可動接触子６ｂを分岐金属容器１０の軸方向より傾けて配置することにより、固定側接触部４ｂと可動側接触部５ｂ間に必要な絶縁距離を維持しつつ開閉機構部９を主回路導体３ｂ側に近づけることができる。したがって、分岐金属容器１０の高さ寸法Ｈ２を従来例の高さ寸法Ｈ１よりも短縮可能であり、接地開閉器を小形化することができる。

また、固定側接触部４ｂを主回路導体３ｂの軸方向にずらして配置したことで、接地電位の可動側接触部５ａまたは５ｃに対して絶縁距離が最小となるのは固定側接触部４ｂよりも径の小さい主回路導体３ｂになる。このため、絶縁距離Ｌを大きくとることができ、金属容器１を大径化する必要がなく、この点からも接地開閉器の小形化を進めることができる。つまり、所定の絶縁距離を確保した上で金属容器の小形化を実現でき、信頼性の向上に寄与することができる。しかも、Ｚ字形の可動接触子のような製造コストの高い部材は不要であり、経済的に有利である。

（２）第２の実施の形態
［構成］
図３は本発明の第２の実施形態を示す構造断面図であり、図４は図３の矢視IV−IV断面図である。図３及び図４に示すように、絶縁ガスが封入された円筒形の金属容器１内には、三相分のＬ形の断路器可動側導体１１a、１１ｂ、１１ｃが絶縁スペーサ２により支持されている。三相分の断路器可動側導体１１a、１１ｂ、１１ｃは、三角形の各頂点部に配置される。

断路器可動側導体１１a、１１ｂ、１１ｃには曲がり部が形成されており、この曲がり部には接地開閉器の固定側接触部４ａ、４ｂ、４ｃが各相に設けられ、固定側接触部４ａ・４ｂ・４ｃに対向して接地電位の可動側接触部５ａ、５ｂ、５ｃが配置される。なお、可動側接触部５ａ、５ｂ、５ｃ内には可動接触子６ａ、６ｂ、６ｃが摺動可能に配置され、主軸７からリンクレバー機構８を介して伝達される力によりその軸方向に往復動することにより固定側接触部４ａ、４ｂ、４ｃと接離して接地開閉器が構成される。

固定側接触部４ａ、４ｂ、４ｃのうち、開閉機構部９に近い相の固定側接触部４ｂは、対向する可動側接触部５ｂおよび可動接触子６ｂと同じ角度で金属容器１の軸方向より異なる角度で傾けて配置される。これにより、可動接触子６ｂの動作方向は他の２相の可動接触子６ａ、6ｃと異なり、かつ開閉機構部９は金属容器１の空きスペースの片側に集中し、空きスペースに断路器の開閉機構部１２が配置される。

［作用効果］
以上のような構成を有する第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同じく、固定側接触部４ｂ、可動側接触部５ｂ及び可動接触子６ｂを金属容器１の軸方向より傾けて配置することにより、断路器可動側導体１１a、１１ｂ、１１ｃを一列に配置することがなく、固定側接触部４ｂと可動側接触部５ｂ間に必要な絶縁距離を維持しつつ、金属容器１の長さ寸法Ｈを短縮化でき、接地開閉器を小形化できるといった作用効果がある。また、金属容器１の空きスペースに断路器の開閉機構部１２を収納することができるため、断路器・接地開閉器の小形化に貢献可能である。

（３）他の実施形態
本発明の三相一括形接地開閉器は、上記の実施形態に限定されるものではなく、金属容器や主回路導体の形状、主軸から可動接触子への操作力伝達方式のおよび可動接触子の動作方向は適宜選択自在である。具体的には、主回路導体の配置構成の変形例として図５及び図６に示すような実施形態がある。すなわち、図５及び図６に示した三相一括形接地開閉器では、開閉機構部９に近い相として、主回路導体３ｂではなく、主回路導体３ａ、３ｃが配置されており、これら主回路導体３ａ、３ｃに取り付けられた固定側接触部４ａ、４ｃが、主回路導体３ａ、３ｃの軸方向にずらして設けられている。

より詳しくは、固定側接触部４ａは固定側接触部４ｂよりも図５中の図面左方向にずらして設けられ、固定側接触部４ｃは固定側接触部４ｂよりも図５中の図面右方向にずらして設けられている。また、対向する可動側接触部５ａ、５ｃおよび可動接触子６ａ、６ｃは、それぞれ同じ角度で分岐金属容器１０の軸方向よりａ相、ｃ相で異なる角度で傾けて配置される。これにより、可動接触子６a、６ｂ、６ｃの動作方向は３相共異なるようになっている。以上のような実施形態でも、上記第１の実施形態と同じ作用効果を得ることができる。

また、上記第２の実施形態では、断路器可動側導体１１a、１１ｂ、１１ｃ及び断路器の開閉機構部１２を備えたものであるが、これらを省き、主回路導体３a、３ｂ、３ｃをＬ形とした実施形態も包含する（図７及び図８参照）。すなわち、主回路導体３a、３ｂ、３ｃはＬ形であって曲がり部が形成されており、この曲がり部に接地開閉器の固定側接触部４a、４ｂ、４ｃが各相に設けられている。

固定側接触部４a、４ｂ、４ｃに対向して接地電位の可動側接触部５a、５ｂ、５ｃが配置される。ここで、開閉機構部９に近い相の固定側接触部４ｂは、対向する可動側接触部５ｂ及び可動接触子６ｂと同じ角度で金属容器１０の軸方向より異なる角度で傾けて配置される。これにより、可動接触子６ｂの動作方向は他の２相の可動接触子６ａ、６ｃと異なるようになっている。

このような実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、固定側接触部４ｂ、可動側接触部５ｂおよび可動接触子６ｂを金属容器１の軸方向より傾けて配置することにより、固定側接触部４ｂと可動側接触部５ｂ間に必要な絶縁距離を維持しつつ金属容器１の長さ寸法Ｈ２は従来よりも短縮でき、接地開閉器の小形化が実現する。

本発明に係る第１の実施形態の構造断面図。 図１の矢視II−II断面図。 本発明に係る第２の実施形態の構造断面図。 図３の矢視IV−IV断面図。 本発明に係る他の実施形態の構造断面図。 図５の矢視VI−VI断面図。 本発明に係る他の実施形態の構造断面図。 図７の矢視VIII−VIII断面図。 従来の三相一括形接地開閉器の構造断面図。 図１の矢視Ｘ−Ｘ断面図。

符号の説明

１…金属容器
２…絶縁スペーサ
３a、３ｂ、３ｃ…主回路導体
４a、４ｂ、４ｃ…固定側接触部
５a、５ｂ、５ｃ…可動側接触部
６a、６ｂ、６ｃ…可動接触子
７…主軸
８…リンクレバー機構
９…開閉機構部
１０…分岐金属容器
１１a、１１ｂ、１１ｃ…断路器可動側導体
１２…断路器開閉機構部

Claims (4)

1. 接地した金属容器内に収納された三相分の主回路導体と、各相の主回路導体に設けられた固定側接触部と、前記固定側接触部と対向して配置された接地電位の可動側接触部と、前記可動側接触部に対して摺動可能に配置されその軸方向に往復動して前記固定側接触部と接離する可動接触子と、前記可動接触子に操作力を与えて往復動させ前記可動接触子と前記固定側接触部とを接離させる開閉機構部と、前記金属容器から分岐して設けられ前記開閉機構部を収納する分岐金属容器と、から構成されるとともに、１相又は２相の前記固定側接触部を、他相の前記固定側接触部から見て前記主回路導体の軸方向にずらして前記主回路導体に設けた三相一括形接地開閉器において、
   前記主回路導体の軸方向にずらした該固定側接触部と対向する前記可動側接触部及び該固定側接触部と接離する前記可動接触子を、同じ角度で前記分岐金属容器の軸方向より傾けて配置したことを特徴とする三相一括形接地開閉器。
2. 前記主回路導体は前記金属容器内に描かれる三角形の各頂点部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の三相一括形接地開閉器。
3. 前記主回路導体はＬ字形に設けられており、
   前記金属容器内には前記Ｌ形の主回路導体の角部分に近接して空きスペースが形成され、
   前記空きスペースには前記可動側接触部及び前記可動接触子が配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の三相一括形接地開閉器。
4. 前記空きスペースには前記可動側接触部及び前記可動接触子と合わせて断路器の開閉機構部が配置されたことを特徴とする請求項３記載の三相一括形接地開閉器。

Images