JP4948353B2 - 外部接続端子及び外部接続端子を備えたガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、絶縁ガスが充填されたタンクの壁面に形成された取付座に設けられ、タンク内に収納された主回路導体と接地開閉器を介して電気的に接続され、接地開閉器が閉路状態のとき主回路導体と同電位な部分をタンク外部へ電気的に引き出す外部接続端子、及びこの外部接続端子を備えたガス絶縁開閉装置に関するものである。

上記のような絶縁ガスが充填されたタンクに主回路導体を収納するガス絶縁開閉装置においては、主回路導体を接地する目的で、或いは計器用変流器の変流比試験や主回路の電気抵抗を測定する目的で、主回路導体と接地開閉器を介して電気的に接続され、接地開閉器が閉路状態のとき主回路導体と同電位な部分をタンク外部へ電気的に引き出す外部接続端子（接地端子）が設けられている。このような外部接続端子は、タンク内外を貫通する導電体と、この導電体とタンクとの間に配設された絶縁部材とを有しており、導電体はこの絶縁部材によりタンクから電気的な絶縁を保たれている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２９９０２２号公報

上述の特許文献１に記載のガス絶縁開閉装置に見られるような外部接続端子（当該文献においては通電端子１７）においては、絶縁部材は、当該絶縁部材のタンクと反対側に設けられたフランジ（押え板）と、このフランジを貫通して当該フランジをタンクに締結する締結ボルトによりタンクに固定されている。

しかしながら、絶縁部材をフランジ（押え板）を介してタンクにボルト固定すると、外部接続端子の外径が大きくなるので、装置全体の径を大きくすることとなり外部接続端子の設置位置の制約も受けるなどの問題を有していた。

また、絶縁部材をフランジ（押え板）を介してタンクにボルト固定する方法においては、構造が複雑で部品点数が多いばかりか、組立工程が複雑なので改善が求められていた。

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、絶縁部材固定用のボルトを無くすことで接地端子（外部接続端子）の外径を縮小して取付箇所の自由度を向上させ、さらに部品点数を減らすとともに組立工程を簡素化してコストダウンを図ることができる外部接続端子及びこの外部接続端子を備えたガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

この発明に係る外部接続端子は、絶縁ガスが充填されたタンクの壁面に形成された貫通穴に配設され、タンク内に収納された主回路導体と接地開閉器を介して電気的に接続され、接地開閉器が閉路状態のとき主回路導体と同電位な部分をタンク外部へ電気的に引き出す端子であり、貫通穴を貫通するとともにタンク内外のいずれか一方の部分に雄ねじ部が形成され他方の部分にフランジ部が形成された端子棒と、タンクと端子棒との間に配置された絶縁部材と、雄ねじ部に螺合された締結部材とを有し、端子棒は、絶縁部材でタンクから電気的に絶縁された状態で、フランジ部と締結部材とで貫通穴周囲を挟み込んでタンクに締結されていることを特徴とする。

また、この発明に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが充填されたタンクと、タンクに収納された主回路導体とを備えたガス絶縁開閉装置において、タンクの壁面に形成された貫通穴を貫通するとともにタンク内外のいずれか一方の部分に雄ねじ部が形成され他方の部分にフランジ部が形成された端子棒、タンクと端子棒との間に配置された絶縁部材、及び、雄ねじ部に螺合された締結部材を有し、絶縁部材でタンクから電気的に絶縁された状態で、フランジ部と締結部材とで貫通穴周囲を挟み込んでタンクに締結された外部接続端子を備えたことを特徴とする。

ここでフランジ部とは、棒状の部材の一端が他の部分より径を大きくされた部分のことを意味するものであって、必ずしも棒状の部材に一体に形成されたものに限られるものではなく、例えばナットのように棒状の部材の一端に形成された雄ねじ部に螺合されてフランジ形状を成すものも含むものである。

この発明によれば、タンク内外を貫通する導体そのものを、締結部材の構造とすることで、従来必要であった絶縁部材を押さえる別部品のフランジやタンクに締結するための締結ボルトを無くすことができ、端子の外径を縮小して取付箇所の自由度を向上させ、さらに部品点数を減らすとともに組立工程を簡素化してコストダウンを図ることができる。

以下、本発明にかかる外部接続端子及びこの外部接続端子を備えたガス絶縁開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、本発明にかかる外部接続端子を接地端子を例に挙げて説明するが、この発明がこれに限定されるものではない。

実施の形態
図１はこの発明のガス絶縁開閉装置の実施の形態を示す図であり図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図２はガス絶縁開閉装置の接地端子（外部接続端子）が設けられた箇所の底面図である。図３は接地端子の詳細を示す図１のＢ部分の拡大断面図である。図４は接地端子の端子棒の側面図である。図５は接地端子の主回路導体との接続の状態を示すタンクの横断面図である。図６は接地端子の主回路導体との接続の状態を示すタンクの縦断面図である。

図１及び図２において、絶縁ガスが充填された円筒状のタンク１０内には、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃがタンク１０の軸線（中心線）に沿って収納されている（なお、図１においてタンク１０の中心線は省略している）。図２に示されるように、タンク１０の端部は絶縁スペーサ１５により閉塞されている。図１に示されるように、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、軸線に直交する断面において各主回路導体が三角形の頂点に位置するような配置（三角配置）とされている。三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、三角配置の中心線を所定量偏心させて（図１の上方にずらせて）収納されている。この三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃとタンク１０内のガス空間を挟んで対向する位置（図１の下方）であり、また絶縁スペーサ１５に近い位置に３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが配設されている。

３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、各々三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応している。３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの相間方向（図１の左右方向）に沿って一列（直線状）に、且つタンク１０内のガス空間挟んで主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと対向するように配設されている。３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの相間距離ｌ１は、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの相間距離ｌ２よりも短くされている。そして、中央の接地端子２０Ｂと対向する箇所の主回路導体の中相１１Ｂは、タンク１０の中心線を挟んでタンク１０の接地端子２０Ｂと反対側に配設されている。このような構造とすることで、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとの絶縁距離を取り易くしてタンク１０の径を縮小するとともに、後述する取付座１０ａの板厚を薄くすることができる。

タンク１０の軸線（中心線）に直交する断面において主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが収納された側と反対側のタンク壁面に、取付座１０ａがタンク１０と一体に形成されている。取付座１０ａは、円筒状のタンク１０の壁面が一部分だけ平坦状に且つ周囲より板厚が大きくされて、そこに３個の貫通穴１０ｂが一列（直線状）に開けられて形成されている。接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ後述する端子棒２１をこの貫通穴１０ｂに貫通させて、タンク１０に直接締結されている。なお、タンク１０外部における接地端子間の絶縁距離は、対地間の気中絶縁距離と略同一距離である。

接地端子２０のタンク１０内側の端部に内部接地板１２が連結されている。一方、接地端子２０のタンク１０外側の端部に外部接地板１３が連結されている。外部接地板１３は、３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを相互に接続して短絡した後、接地ターミナル１４に接続されている。

図３において、接続端子２０は、貫通穴１０ｂを貫通する概略棒状の端子棒本体２１ａと、タンク１０と端子棒２１との間に配置された絶縁部材２２，２４と、端子棒２１ａに螺合された締結部材２６とを有している。端子棒本体２１ａは、タンク内側となる側の端部に雄ねじ部２１ｃが形成され、他方のタンク外側となる側の端部にフランジ部２１ｂが形成されている（図４）。端子棒２１は、絶縁部材２２，２４でタンク１０から電気的に絶縁された状態で、フランジ部２１ｂと締結部材２６とで貫通穴１０ｂの周囲を挟み込んでタンク１０に締結されている。端子棒２１は、軸に直交する断面が短絡事故時の大電流（電流値は数十ｋＡ程度）を通電し得る断面積とされており、数ｋＶ〜十数ｋＶ程度の交流または直流電圧を印加しても電気的な絶縁状態が確保されている。

端子棒２１の材料としては導電率の高い銅または銅合金が好ましい。また、締結部材２６はステンレス或いは非鉄金属などの非磁性材料が好ましい。これは、計器用変流器の試験時などにおける数百アンペア程度の連続通電において、局所的な発熱の発生を防止するためである。タンク１０の材料についても同様である。

各々絶縁材料で作製された二つの絶縁部材２２，２４は、貫通穴１０ｂの外部側でフランジ部２１ｂとタンク１０との間に、Ｏリングなどのガスケット２３を介して挟まれて貫通穴１０ｂを気密に密閉する第一絶縁部材２２と、貫通穴１０ｂの内部側で締結部材２６とタンク１０との間にワッシャー２５と共に挟まれた第二絶縁部材２４とからなる。第一絶縁部材２２は、大径円筒部と小径円筒部とを有する段付の円筒状を成し、端子棒本体２１ａの端部とフランジ部２１ｂを覆うようにして配置されている。このような構造とすることで、端子棒２１に電圧を印加したときのタンク外側の対地間気中絶縁距離を長くして絶縁性能を向上させている。なお、第一絶縁部材２２の大径円筒部の軸線方向高さは、外部接地板１３の取付容易性を考慮して、フランジ部２１ｂより若干低くされている。

貫通穴１０ｂの内周面と端子棒２１の外周面との間に円筒状の囲繞空間２９が形成されている。囲繞空間２９は、軸方向両端を第一絶縁部材２２と第二絶縁部材２４とで閉塞されて形成されている。この囲繞空間２９の内は絶縁ガスで満たされている。第二絶縁部材２４に抜き穴２４ａが形成されており、タンク１０内の絶縁ガスが抜き穴２４ａを介して囲繞空間２９に侵入する。このような構造とすることで、囲繞空間２９の絶縁耐力を向上させ、貫通穴１０ｂの内径を縮小化している。

端子棒本体２１ａのタンク外側となる方の端面には、固定ボルト２７により外部接地板１３を端子棒本体２１ａに固定するための外部接地板固定用ボルト穴２１ｄが中心線に沿って形成されている。一方、端子棒本体２１ａのタンク内側となる方の端面には、固定ボルト２８により内部接地板１２を端子棒本体２１ａに固定するための内部接地板固定用ボルト穴２１ｅが中心線に沿って形成されている。さらに、フランジ部２１ｂの外側端面には、端子棒２１を締結部材２６に対して相対的に回転させる際、専用の工具を係合させるための二つの取付工具係合穴２１ｆが形成されている。

図５及び図６において、タンク１０の内部に接地用固定接触子３１が配設されている。接地用固定接触子３１は、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応して三つの接触子、つまり、接地用固定接触子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが設けられている。接地用固定接触子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、タンク１０内に設けられた取付座に、絶縁板３４及び導体３５を介して固定されている。この接地用固定接触子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃには、３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから延びる内部接地板１２がそれぞれ固定ボルト３６により固定されている。

さらにタンク１０の内部には、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを接地するための接地開閉器４０が配設されている。三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからそれぞれ延びる三つの可動接触子３２は、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの先端にそれぞれ設けられた回転軸３８により、回動可能に軸支されており、この構造により、可動接触子３２が回動して接地用固定接触子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃとそれぞれ接離する。

このような構成のガス絶縁開閉装置においては、外部接地板１３によりタンク１０の外部で三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを一括して短絡して接地することができるともに、必要に応じて外部接地板１３を外すことで、主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ毎に電気抵抗の測定等をすることができる。

以上のように、本実施の形態の接地端子２０は、取付座１０ａに形成された貫通穴１０ｂを貫通すると共にタンク１０内外のいずれか一方の部分に雄ねじ部２１ｃが形成され他方の部分にフランジ部２１ｂが形成された端子棒２１と、タンク１０と端子棒２１との間に配置された絶縁部材２２，２４と、雄ねじ部２１ｃに螺合された締結部材２６とを有し、端子棒２１は、絶縁部材２２，２４でタンク１０から電気的に絶縁された状態で、フランジ部２１ｂと締結部材２６とで貫通穴１０ｂの周囲を挟み込んでタンク１０に締結されている。このように、タンク内外を貫通する導体そのものを、締結部材の構造とすることで、従来必要であった絶縁部材を押さえる別部品のフランジやタンクに締結するための締結ボルトを無くすことができ、端子の外径を縮小して取付箇所の自由度を向上させ、さらに部品点数を減らすとともに組立工程を簡素化してコストダウンを図ることができる。

なお、本実施の形態の接地端子２０は、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを一括して短絡して接地することを目的とするものであるが、本発明に係る外部接続端子は、これに限らず、例えば主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ毎の電気抵抗の測定等をすることを目的として、接地開閉器４０が閉路状態のとき主回路導体と同電位な部分をタンク１０外部に電気的に引き出すような端子であってもよい。

なお、本実施の形態の端子棒２１は、タンク１０の内側に雄ねじ部２１ｃと締結部材２６、タンク１０の外側にフランジ部２１ｂが設けられているが、逆の配置で設けられても同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態のフランジ部２１ｂとは、端子棒本体２１ａの端部に一体に形成されているが、これに限らず、例えばナットのように棒状の部材の一端に形成された雄ねじ部に螺合されてフランジ形状を成すものも含むものである。

また、本実施の形態の絶縁部材２２，２４は、端子棒２１に対して別部材とされているが、例えば端子棒２１の周囲に一体注型にて固定される等して一つの部品とされてもよい。

さらに、本実施の形態の３個の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは一列（直線状）に配設されているが、これに限らず、例えば三角形の頂点となるように配設されてもよい。

さらにまた、本実施の形態の接地端子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの相間距離ｌ１は、三相の主回路導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの相間距離ｌ２よりも短くされているが、同じ相間距離（ピッチ）で配置されてもよい。さらには、３個の接地端子を各々対応する主回路導体に最も近いタンク壁面に配設してもよい。

この発明は、絶縁ガスが充填されたタンクの壁面に形成された貫通穴に配設され、タンク内に収納された主回路導体と接地開閉器を介して電気的に接続され、接地開閉器が閉路状態のとき主回路導体と同電位な部分をタンク外部に電気的に引き出す接地端子（外部接続端子）及びそれを備えたガス絶縁開閉装置に適用されて最適なものである。

この発明のガス絶縁開閉装置の実施の形態を示す図であり図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。 ガス絶縁開閉装置の接地端子が設けられた箇所の底面図である。 接地端子の詳細を示す図１のＢ部分の拡大断面図である。 接地端子の端子棒の側面図である。 接地端子の主回路導体との接続の状態を示すタンクの横断面図である。 接地端子の主回路導体との接続の状態を示すタンクの縦断面図である。

符号の説明

１０ タンク
１０ａ 取付座
１０ｂ 貫通穴
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 主回路導体
１２ 内部接地板
１３ 外部接地板
１４ 接地ターミナル
１５ 絶縁スペーサ
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 接地端子
２１ 端子棒
２１ａ 端子棒本体
２１ｂ フランジ部
２１ｃ 雄ねじ部
２１ｄ 外部接地板固定用ボルト穴
２１ｅ 内部接地板固定用ボルト穴
２１ｆ 取付工具係合穴
２２ 外部側絶縁部材（第一絶縁部材）
２３ ガスケット
２４ 内部側絶縁部材（第二絶縁部材）
２４ａ 抜き穴
２５ ワッシャー
２６ 締結部材
２７，２８ 固定ボルト
２９ 囲繞空間
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 接地用固定接触子
３２ 可動接触子
３４ 絶縁板
３５ 導体
３６ 固定ボルト
３８ 回転軸
４０ 接地開閉器

Claims (11)

1. 絶縁ガスが充填されたタンクの壁面に形成された貫通穴に配設され、前記タンク内に収納された主回路導体と接地開閉器を介して電気的に接続され、前記接地開閉器が閉路状態のとき前記主回路導体と同電位な部分を前記タンク外部へ引き出す端子であり、
   前記貫通穴を貫通するとともに前記タンク内外のいずれか一方の部分に雄ねじ部が形成され他方の部分にフランジ部が形成された端子棒と、
   前記雄ねじ部に螺合された締結部材と、
   前記貫通穴の外部側で前記タンクと前記フランジ部または前記締結部材との間に挟まれた絶縁部材とを有し、
   前記端子棒は、前記絶縁部材で前記タンクから電気的に絶縁された状態で、前記フランジ部と前記締結部材とで貫通穴周囲を挟み込んで前記タンクに締結され、
   前記絶縁部材は、前記フランジ部または前記締結部材の外周面の少なくとも一部を囲う外周面包囲部を有する
   ことを特徴とする外部接続端子。
2. 前記外周面包囲部は、前記端子棒の軸方向には前記タンクの壁面から前記フランジ部の先端までよりも若干低い高さで前記フランジ部の外周面をほぼ囲うもの、あるいは、前記端子棒の軸方向には前記タンクの壁面から前記雄ねじ部の先端までの高さか前記締結部材の先端までの高さのいずれか高い方よりも若干低い高さで前記雄ねじ部および前記締結部材の双方の外周面をほぼ囲うものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の外部接続端子。
3. 前記絶縁部材は、前記貫通穴の内周面と前記端子棒との間に配置されて前記外周面包囲部よりも小径でかつ前記外周面包囲部と一体的に形成された小径円筒部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の外部接続端子。
4. 前記貫通穴の内周面と前記端子棒との間に形成された囲繞空間に前記絶縁ガスが充填されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の外部接続端子。
5. 前記絶縁部材と異なる絶縁部材であって前記貫通穴の内部側で前記締結部材と前記タンクとの間に挟まれた別の絶縁部材が設けられており、
   前記囲繞空間は、前記絶縁部材と前記別の絶縁部材に挟まれて形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の外部接続端子。
6. 前記絶縁部材は前記貫通穴を密閉し、
   前記囲繞空間は、前記別の絶縁部材に形成されたガス連通路を介して前記タンク内と連通し、前記タンク内の絶縁ガスが前記ガス連通路を介して前記囲繞空間内に満たされており、前記囲繞空間内のガス空間と前記タンク内のガス空間とが同一のガス空間を形成している
   ことを特徴とする請求項５に記載の外部接続端子。
7. 前記フランジ部は、前記端子棒の前記雄ねじ部と反対側に設けられた第二の雄ねじ部と、この第二の雄ねじ部に螺合する第二の締結部材から成る
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の外部接続端子。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の外部接続端子を備えた
   ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
9. 三相の前記主回路導体が１つの前記タンクに一括して収納された三相一括形のガス絶縁開閉装置であり、
   前記外部接続端子は、前記三相の主回路導体に対応して３個設けられ、
   前記３個の外部接続端子は、前記三相の主回路導体の相間方向に沿って一列に、且つ前記タンク内のガス空間を挟んで前記主回路導体と対向するように配設されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のガス絶縁開閉装置。
10. 前記外部接続端子の相間距離は、前記主回路導体の相間距離よりも短い
    ことを特徴とする請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。
11. 前記外部接続端子と対向する箇所の前記主回路導体の中相は、前記タンクの中心線を挟んで前記外部接続端子と反対側に位置している
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載のガス絶縁開閉装置。

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