JP5122003B2

JP5122003B2 - 開閉装置

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Publication number: JP5122003B2
Application number: JP2011528539A
Authority: JP
Inventors: 知孝矢野; 暁吉田; 正博有岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: US20120024506A1; DE112009005167T5; JPWO2011024256A1; CN102474081B; KR20120012963A; US8743532B2; DE112009005167B4; KR101194885B1; WO2011024256A1; CN102474081A

Description

この発明は、例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置に関し、特に高熱を発生する部分の放熱構造に関するものである。

従来の例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置としては、図４９に示すようなものがある。

図４９において、容器１，２，３の内部には、母線４，ガス遮断器５，高電圧である主回路導体６，７等を収納し、内部には例えばＳＦ₆ガスのような絶縁性ガスが封入されている。なお、８は操作盤であり、１２は隣接ユニットに接続される母線の取付部となる。

また、容器１，２には、組立作業あるいは内部点検作業等を行うための開口部が設けられ、この開口部を覆う蓋板１１，１３が設けられている。そして、組立作業時あるいは点検作業時には、これら蓋板１１，１３が取り外され、作業員が開口を通して容器１，２，３内部の組立作業あるいは点検作業が行われるようになっている。

ところで、蓋板１１の外表面側および内面側の両面には、それぞれ放熱用フィン２１，２２が設けられている。各放熱用フィン２１，２２は、蓋板１１が容器２に取り付けられたとき、その長手方向が垂直となるように配置される。蓋板１１の内面側の放熱用フィン２２は容器２内部に配置された例えば主回路導体６等の充電部分に対向して配置されることとなる。

以上のように構成された開閉装置において、容器１，２，３内部に収納された母線４、ガス遮断器５、主回路導体６，７などの通電部に電流が流れると、ジュール熱が発生して通電部の温度が上昇する。また、通電部に流れる電流により容器１，２，３に誘導電流が発生し、容器１，２，３においてもジュール熱が発生して温度が上昇する。

このように、通電部分に発生した熱、例えば容器２の高温部となる主回路導体６で発生した高熱は、主に、絶縁性ガスを通して蓋板１１を含む容器２に伝達される。また、容器２に伝達された熱および容器２自身に発生した熱は、容器２の外部に放熱されると同時に、容器２を伝わって蓋板１１にも伝達される。ここで、蓋板１１の内面側に設けた放熱用フィン２２は、絶縁ガスの熱を蓋板１１に伝達する。また、蓋板１１自体および蓋板１１の外表面側の放熱用フィン２１は、蓋板１１に伝達された熱を容器２の外部に放熱されるようになっている。

特開平８−２２３７１９号公報

上述した従来の開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば容器２の高温部となる主回路導体６で発生した熱を、容器２の外部に放熱させるために、容器２内の絶縁性ガスを通して容器２の内面側に設けた放熱用フィン２２との間で自然対流による間接的な熱移動による熱交換により、放熱用フィン２２に熱伝達する。放熱用フィン２２に熱伝達された熱を蓋板１１に熱伝導し、その蓋板１１を通して蓋板１１の外表面側に設けた放熱用フィン２１に熱伝導され、放熱用フィン２１から容器２の外部に自然対流により放熱するようにしている。

しかしながら、上述した従来の開閉装置では、通電部分に発生した熱、例えば容器２の高温部となる主回路導体６で発生した熱を、容器２内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換により、蓋板１１の内面側の複数の放熱用フィン２２に熱伝達しさらに蓋板１１の外面側の放熱用フィン２１に熱伝達するようにしており、熱移動の効率が極めて低いものとなっている。

したがって、例えば容器２の高温部となる主回路導体６で発生した熱を効率よく放熱されるために、放熱用フィン２１，２２を増大あるいは内部電気抵抗低減のための主回路導体６の断面積増大等を行う必要があり、コストアップとなるとともに容器２を大型化させる必要があるなどの課題がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、放熱効率を向上できる開閉装置を得ることを目的とする。

この発明に係わる開閉装置は、機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する第１の熱伝導体と、一方側が前記第１の熱伝導体の他方側近傍に配置され、他方側が前記機器容器外に伸長する第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体の他方側と前記第２の熱伝導体の一方側との間に配設された導体間絶縁部材とを設けたものである。

また、この発明に係わる開閉装置は、機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する熱伝導体と、前記熱伝導体の他方側端面と前記機器容器の内壁との間に配設される絶縁部材と、前記熱伝導体の外周に前記絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材と、前記熱伝導体の他方側と相対する前記機器容器の外壁に取り付けられた放熱部材とを設けたものである。

この発明に係わる開閉装置は、機器容器の熱発生部に接続した熱伝導体により、熱発生部の熱を機器容器の外部に放熱するようにしたので、放熱効率を向上できる開閉装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる開閉装置を示す側面図である。この発明の実施の形態１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｃ方向から見た図である。この発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｄ方向から見た図である。この発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を上方から見た図である。

この発明の実施の形態３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態３に係わる開閉装置の要部を矢視Ｅ方向から見た図である。この発明の実施の形態４に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この発明の実施の形態５に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態５に係わる開閉装置の要部を矢視Ｆ方向から見た図である。この発明の実施の形態６に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この発明の実施の形態７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態７に係わる開閉装置の要部を矢視Ｇ方向から見た図である。この発明の実施の形態８に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。この発明の実施の形態９に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。この発明の実施の形態１０に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。この発明の実施の形態１１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｈ方向から見た図である。

この発明の実施の形態１２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｊ方向から見た図である。この発明の実施の形態１３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１４に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。この発明の実施の形態１５に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この発明の実施の形態１６に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１９に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この発明の実施の形態２０に係わる開閉装置における熱伝導体を示す断面図である。この発明の実施の形態２０に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。この発明の実施の形態２０に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。この発明の実施の形態２０に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。

この発明の実施の形態２１に係わる開閉装置を示す側面図である。この発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｋ方向から見た図である。この発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の放熱部材を示す正面図である。この発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の放熱部材を示す平面図である。

この発明の実施の形態２２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｌ方向から見た図である。この発明の実施の形態２３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２４に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。この発明の実施の形態２５に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この発明の実施の形態２６に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。この発明の実施の形態２８に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この発明の実施の形態２９に係わる開閉装置における熱伝導体を示す断面図である。この発明の実施の形態２９に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。この発明の実施の形態２９に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。この発明の実施の形態２９に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。従来の開閉装置を示す側面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる開閉装置を示す側面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｃ方向から見た図である。

これら各図において、３１は例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置の筐体であり、筐体３１の前面側には開閉可能な外装バネル３２が設けられている。３３は母線であり、筐体３１内の上方側の容器３４に取り付けられる。３５および３６は容器３４に装着された接地開閉器および断路器であり、操作機構部３７により開閉操作される。３８は接続導体であり、ブッシング３９を通して容器３４の下方側に配置された機器容器４０内に貫通している。

機器容器４０は例えばＳＦ₆ガス、ドライエア、窒素ガスまたは空気などの絶縁性ガスが充填されて絶縁ガス雰囲気となっている。機器容器４０内には、遮断器４１が収容され、高電圧導体である主回路導体４２により接続導体３８と電気的に接続される。４３は遮断器４１の操作機構部である。４４および４５は機器容器４０内の遮断器４１の下方側に収容され遮断器４１と接続導体４６により接続された接地開閉器および断路器であり、操作機構部４７により開閉操作される。

４８および４９は機器容器４０内の接地開閉器４４および断路器４５の下方側に収容され断路器４５と接続導体５０により接続された接地開閉器および避雷器であり、操作機構部５１により接地開閉器４８を開閉操作して避雷器４９の接離操作が行われる。５２はケーブル５３のケーブルヘッドであり、断路器４５に接続されている。

５４は例えば矢印Ａにて示す機器容器４０内に配置され、一方側５４ａが機器容器４０の熱発生部、図は一例として、例えば主回路導体４２に接続され、他方側５４ｂが機器容器４０側に伸長する第１の熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。５５は一方側５５ａが第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂ近傍に配置され、他方側５５ｂが矢印Ｂにて示す機器容器４０外に伸長する第２の熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。さらに、図は一例として、第１の熱伝導体５４と第２の熱伝導体５５とは同軸上に配置された場合を示している。すなわち、第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂの端面に軸心方向に相対向して第２の熱伝導体５５の一方側５５ａの端面が配置されている。

５６は第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂと第２の熱伝導体５５の一方側５５ａとの間に配設された導体間絶縁部材であり、第１の熱伝導体５４と第２の熱伝導体５５の間の電気的絶縁を行うとともに、第１の熱伝導体５４の熱を第２の熱伝導体５５へ効率よく熱移動することができる高熱伝導性に優れた樹脂で構成されている。

５７は第１の熱伝導体５４の外周と第２の熱伝導体５５との外周に跨って配設された例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材であり、第１の熱伝導体５４と第２の熱伝導体５５の間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５と機器容器４０との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａは主回路導体４２の近傍まで伸長しており、他方側５７ｂは機器容器４０外に伸長しており、機器容器４０との電気的絶縁も行っている。周縁部絶縁部材５７の他方側５７ｂには例えば円形状のフランジ部５７ｃを設けており、そのフランジ部５７ｃが機器容器４０に図示しないＯリングを介在して取り付けられる。なお、この周縁部絶縁部材５７は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器４０内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して第１の熱伝導体５４に熱伝導させるとともに、第２の熱伝導体５５の熱を機器容器４０外に放熱させることができる。

次に動作について説明する。この実施の形態１における開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器４０内の高温部となる主回路導体４２で発生した高熱は、第１の熱伝導体５４の一方側５４ａに直接的に熱伝導されて第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂに熱伝導される。第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂに熱伝導された主回路導体４２で発生した高熱は、高熱伝導性に優れた樹脂で構成された導体間絶縁部材５６を通して第２の熱伝導体５５の一方側５５ａへ熱伝導されて第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂに熱伝導され、その第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部周囲から機器容器４０外に放熱される。

この実施の形態１においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器４０の高温部となる主回路導体４２で発生した高熱を、上述した従来装置のように、機器容器４０内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換ではなく、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５により直接的に熱伝導により機器容器４０外に放熱するようにしたものであり、上述した従来装置のように複数の放熱用フィン２１，２２を配置することもなく、構造を簡素化することができるとともに熱移動効率が良く放熱性能を著しく向上させることができる開閉装置を得ることができる。また、機器容器４０内が効率よく冷却されることになり、放熱用フィン等の削減、主回路導体４２の断面積の縮小化、機器容器４０の小型化などを図ることができる。

また、この発明の実施の形態１においては、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５により直接的に熱伝導により放熱させるようにしているので、ファン等の駆動部や、ヒートパイプ等に使用する冷媒を必要としないため、信頼性の高い放熱性能を得ることができる。さらに、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５は、導体間絶縁部材５６、周縁部絶縁部材５７により機器容器４０と絶縁しているので、検電器あるいは部分放電検出器のアンテナとして使用することも可能である。

ところで、第１の熱伝導体５４の外周と第２の熱伝導体５５との外周に跨って周縁部絶縁部材５７を配設しており、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５と機器容器４０との間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５と機器容器４０との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材５７は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器４０内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して第１の熱伝導体５４に熱伝導させるとともに、第２の熱伝導体５５の熱の一部を機器容器４０外に放熱させることができる。装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図４ないし図６に基づいて説明する。図４はこの発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図５はこの発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｄ方向から見た図である。図６はこの発明の実施の形態２に係わる開閉装置の要部を上方から見た図である。

この実施の形態２においては、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部に放熱部材５８を設けたものであり、この放熱部材５８には垂直方向に伸長するフィン体５８ａを複数形成している。

このように、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部に放熱部材５８を設けたことにより、機器容器４０外における放熱表面積を著しく増大させることができるので、上述した実施の形態１よりもより一層放熱性能を向上させることができる開閉装置を得ることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図７および図８に基づいて説明する。図７はこの発明の実施の形態３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図８はこの発明の実施の形態３に係わる開閉装置の要部を矢視Ｅ方向から見た図である。

この実施の形態３においては、放熱部材５８が設けられた第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部の形状を第２の熱伝導体５５の一方側５５ａの形状より大きく、すなわち、大きい径とし、放熱部材５８との接触部面積を増大させたものである。

このように、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部の径を第２の熱伝導体５５の一方側５５ａの径より大きい径としたことにより、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部と放熱部材５８との接触部面積を増大し、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂから放熱部材５８への熱伝導効率をさらに向上させることができ、上述した実施の形態２よりもさらに放熱性能の優れた開閉装置を得ることができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図９に基づいて説明する。図９はこの発明の実施の形態４に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

上述した実施の形態３においては、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部は円形状の場合について述べたが、この実施の形態４においては、第２の熱伝導体５５の他方側５５ｂの端面部は垂直方向に伸長する長方形状としたものであり、上述した実施の形態３と同様の効果を奏する。また、放熱部材５８と接触しない部分の材料を取り除いた形となり、材料費の低減も図ることができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５を図１０および図１１に基づいて説明する。図１０はこの発明の実施の形態５に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図１１はこの発明の実施の形態５に係わる開閉装置の要部を矢視Ｆ方向から見た図である。

この実施の形態５においては、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂの端面部の形状を第２の熱伝導体５９の一方側５９ａの形状より大きく、すなわち、大きい径とし、放熱部材５８との接触部面積を増大させたものである。また、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂを機器容器４０の外面に図示しないＯリングを介在させて直接取り付けたものである。さらに、第１の熱伝導体５４の外周と第２の熱伝導体５９との外周に跨って配設される例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材６０は、機器容器４０内に配置されている。すなわち、周縁部絶縁部材６０の一方側６０ａは主回路導体４２の近傍まで伸長しており、他方側６０ｂは機器容器４０の内面近傍まで伸長しており、機器容器４０外に伸長していない。

また、第１の熱伝導体５４の外周と第２の熱伝導体５９の一方側５９ａの外周に跨って配設されている周縁部絶縁部材６０と導体間絶縁部材５６により、第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５９と機器容器４０との間の電気的絶縁が行なわれているので、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂを機器容器４０の外面に取り付けても何等支障はないものである。

このように、この実施の形態５においては、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂを機器容器４０の外面に直接取り付けたことにより、周縁部絶縁部材６０の他方側６０ｂの構成を簡素化させることができる。すなわち、周縁部絶縁部材６０の他方側６０ｂを機器容器４０外に突出させることが必要がなく簡単な構成となり、かつフランジ部も設ける必要がなくなる。

また、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂの径を第２の熱伝導体５９の一方側５９ａの径より大きい径としたことにより、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂと放熱部材５８との接触部面積を増大でき、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂから放熱部材５８への熱伝導効率をさらに向上させることができる。

さらに、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂを機器容器４０の外面に直接取り付けたことにより、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂから機器容器４０への熱伝導による熱移動が可能となる。すなわち、機器容器４０の外表面を放熱面として利用することが可能となり、放熱性能の効率をさらにより一層向上させることができる開閉装置を得ることができる。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６を図１２に基づいて説明する。図１２はこの発明の実施の形態６に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

上述した実施の形態５においては、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂは円形状の場合について述べたが、この実施の形態６においては、第２の熱伝導体５９の他方側５９ｂは四角形状としたものであり、上述した実施の形態５と同様の効果を奏する。

実施の形態７．
この発明の実施の形態７を図１３および図１４に基づいて説明する。図１３はこの発明の実施の形態７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図１４はこの発明の実施の形態７に係わる開閉装置の要部を矢視Ｇ方向から見た図である。

この実施の形態７においては、第１の熱伝導体５４の他方側５４ｂの端面に軸心方向に相対向して第２の熱伝導体６１の一方側６１ａの端面が配置されている。第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂは機器容器４０外に伸長している。そして、機器容器４０外に伸長している第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面には、フィン体６１ｃが形成されている。図は一例として、水平方向に形成されたフィン体６１ｃが垂直方向に複数設けられている場合を示している。

このように、この実施の形態７においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に形成したフィン体６１ｃによって放熱するように構成するようにしたことにより、放熱部材５８のような大きな構成体を設ける必要がなく、部品点数の少ない組立性の良い開閉装置を得ることができる。

実施の形態８．
この発明の実施の形態８を図１５に基づいて説明する。図１５はこの発明の実施の形態８に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この実施の形態８においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に形成したフィン体６１ｃに垂直方向の貫通孔６２を設けたものであり、これら貫通孔６２により表面積を増大させることができ、上述した実施の形態７よりも放熱効率を向上させることができる。

実施の形態９．
この発明の実施の形態９を図１６に基づいて説明する。図１６はこの発明の実施の形態９に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

上述した実施の形態７においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に形成したフィン体６１ｃが水平方向に設けられた場合について述べたが、この実施の形態９においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に垂直方向に形成されたフィン体６１ｄとしたものであり、水平方向に複数配列されている。

このように、この実施の形態９においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に垂直方向に形成したフィン体６１ｄによって放熱するように構成するようにしたことにより、上述した実施の形態７における水平方向に形成されたフィン体６１ｃよりも、機器容器４０外の自然対流の促進効果が良く、上述した実施の形態７よりも放熱効率を向上させることができる。

実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０を図１７に基づいて説明する。図１７はこの発明の実施の形態１０に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この実施の形態１０においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に形成したフィン体６１ｄに水平方向の貫通孔６３を設けたものであり、これら貫通孔６３により表面積を増大させることができ、上述した実施の形態９よりも放熱効率を向上させることができる。

実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１を図１８および図１９に基づいて説明する。図１８はこの発明の実施の形態１１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図１９はこの発明の実施の形態１１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｈ方向から見た図である。

この実施の形態１１においては、機器容器４０外に伸長している第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に、例えば小径の棒状からなるフィン体６１ｅが互いに間隔をおいて複数形成されている。

このように、この実施の形態１１においては、第２の熱伝導体６１の他方側６１ｂの端面に形成した小径の棒状からなるフィン体６１ｅによって放熱するように構成するようにしたことにより、放熱部材５８のような大きな構成体を設ける必要がなく、部品点数の少ない組立性の良い開閉装置を得ることができる。また、フィン体６１ｅ間は水平方向および垂直方向の空間を有しており、機器容器４０外の自然対流の促進効果が良く、放熱効率を向上させることができる。

実施の形態１２．
この発明の実施の形態１２を図２０および図２１に基づいて説明する。図２０はこの発明の実施の形態１２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図２１はこの発明の実施の形態１２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｊ方向から見た図である。

この実施の形態１２においては、機器容器４０内に位置する周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４を設けたものであり、軸心方向に複数配置されている。

このように、この実施の形態１２においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４により、機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して第１の熱伝導体５４、第２の熱伝導体５５、放熱部材５８を通して機器容器４０外に放熱させることができる。装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。

したがって、主回路導体４２が発生する高熱の放熱と併せて、機器容器４０内の絶縁性ガスの持つ熱の放熱をより一層効率よく行うことができ、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。

実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３を図２２に基づいて説明する。図２２はこの発明の実施の形態１３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態１３においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４の内側に例えば環状の凹部６５を形成するとともに、第１の熱伝導体５４の外周に環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４の内側に形成した例えば環状の凹部６５と嵌合する例えば環状の凸部６６を設けている。

このように、この実施の形態１３においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に設けた環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４の内側に形成した例えば環状の凹部６５と第１の熱伝導体５４の外周に設けた例えば環状の凸部６６とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材６４から第１の熱伝導体５４への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態１２よりも放熱効果を高めることができる。

実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４を図２３に基づいて説明する。図２３はこの発明の実施の形態１４に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

上述した実施の形態１２においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に環状フィンからなるフィン状絶縁部材６４を設けた場合について述べたが、この実施の形態１４においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に軸心方向に伸長する放射状フィンからなるフィン状絶縁部材６７を設けたものである。

この実施の形態１４においても、放射状フィンからなるフィン状絶縁部材６７により機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱効果を得ることができ、上述した実施の形態１２と同様の効果を奏する。

実施の形態１５．
この発明の実施の形態１５を図２４に基づいて説明する。図２４はこの発明の実施の形態１５に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。

この実施の形態１５においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材６７の内側に例えば軸心方向に伸長する凹部６８を形成するとともに、第１の熱伝導体５４の外周に放射状フィンからなるフィン状絶縁部材６７の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部６８と嵌合する例えば軸心方向に伸長する凸部６９を設けている。

このように、この実施の形態１５においては、周縁部絶縁部材５７の一方側５７ａの外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材６７の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部６８と第１の熱伝導体５４の外周に設けた例えば軸心方向に伸長する凸部６９とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材６７から第１の熱伝導体５４への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態１４よりも放熱効果を高めることができる。

実施の形態１６．
この発明の実施の形態１６を図２５に基づいて説明する。図２５はこの発明の実施の形態１６に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態１６においては、周縁部絶縁部材５７の導体間絶縁部材５６に位置する部分５７dの厚みを他の部分の厚みより厚く構成したものである。すなわち、周縁部絶縁部材５７の導体間絶縁部材５６に位置する部分５７dの径を他の部分の径よりも大径としたものである。

このように、この実施の形態１６においては、周縁部絶縁部材５７の導体間絶縁部材５６に位置する部分５７dの径を他の部分の径よりも大径としたことにより、導体間絶縁部材５６部分の断面積を増大させることができ、熱伝導効率をさらに高めることができる。

実施の形態１７．
この発明の実施の形態１７を図２６に基づいて説明する。図２６はこの発明の実施の形態１７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態１７においては、周縁部絶縁部材５７の導体間絶縁部材５６に位置する部分５７dの径を他の部分の径よりも大径とするだけでなく、機器容器４０内に位置する周縁部絶縁部材５７の部分も同様に大きくしたものであり、上述した実施の形態１６と同様の効果を奏する。

実施の形態１８．
ところで、上述した各実施の形態においては、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体は丸棒状の場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、角棒状とするようにしてもよく、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。

実施の形態１９．
この発明の実施の形態１９を図２６に基づいて説明する。図２７はこの発明の実施の形態１９に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態１９においては、一方側７０ａが機器容器４０の熱発生部である例えば主回路導体４２に接続され、他方側７０ｂが機器容器４０側に伸長する第１の熱伝導体７０と、一方側７１ａが第１の熱伝導体７０の他方側７０ｂ近傍、すなわち、他方側７０ｂの例えば上方側に配置され、他方側７１ｂが機器容器４０外に伸長する第２の熱伝導体７１と、第１の熱伝導体７０の他方側７０ｂと第２の熱伝導体７１の一方側７１ａとの間に配設された導体間絶縁部材７２を設けたものである。また、第２の熱伝導体７１の他方側７１ｂを大きい形状とすることにより、機器容器４０外への放熱効果を高めることができる。さらに、この実施の形態１９においては、第２の熱伝導体７１の他方側７１ｂに垂直方向に伸長するフィン体５８ａを有する放熱部材５８を設けている。

上述した各実施の形態においては、第１の熱伝導体と第２の熱伝導体とは同軸上に配置された場合について述べたが、この実施の形態１９においては、第１の熱伝導体７０の他方側７０ｂの上方側に第２の熱伝導体７１の一方側７１ａが配置、すなわち、垂直方向に配列された場合を示しており、第１の熱伝導体と第２の熱伝導体とが同軸上に配置された場合と同様の効果を奏する。

実施の形態２０．
この発明の実施の形態２０を図２８ないし図３１に基づいて説明する。各図はこの発明の実施の形態２０に係わる開閉装置における熱伝導体をそれぞれ示す断面図である。

ところで、上述した各実施の形態においては、熱伝導体は丸棒状あるいは角棒状で構成された場合について述べたが、これに限定されるものではなく、図２８は断面形状が放射状からなる熱伝導体７３を示し、図２９は円筒状からなる熱伝導体７４を示し、図３０は四角筒状からなる熱伝導体７５を示し、図３１は六角筒状からなる熱伝導体７６を示し、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。

実施の形態２１．
以下、この発明の実施の形態２１を図３２〜図３６に基づいて説明する。図３２はこの発明の実施の形態２１に係わる開閉装置を示す側面図である。図３３はこの発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図３４はこの発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の要部を矢視Ｋ方向から見た図である。図３５はこの発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の放熱部材を示す正面図である。図３６はこの発明の実施の形態２１に係わる開閉装置の放熱部材を示す平面図である。

７７は例えば矢印Ａにて示す機器容器４０内に配置され、一方側７７ａが機器容器４０の熱発生部、図は一例として、例えば主回路導体４２に接続され、他方側７７ｂが機器容器４０側に伸長する熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。

７８は熱伝導体７７の他方側７７ｂ端面と機器容器４０の内壁との間に配設された絶縁部材であり、熱伝導体７７と機器容器４０の間の電気的絶縁を行うとともに、熱伝導体７７の熱を機器容器４０へ効率よく熱移動することができる高熱伝導性に優れた樹脂で構成されている。

７９は熱伝導体７７の外周と絶縁部材７８との外周に跨って配設された例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材であり、熱伝導体７７と機器容器４０の間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、熱伝導体７７と機器容器４０との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材７９の一方側７９ａは主回路導体４２の近傍まで伸長しており、他方側７９ｂは絶縁部材７８と一体に構成されている。なお、この周縁部絶縁部材７９は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器４０内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して熱伝導体７７に熱伝導させるとともに、熱伝導体７７の熱を機器容器４０外に放熱させることができる。

８０は熱伝導体７７の他方側７７ｂの端面と相対する機器容器４０の外壁に取り付けられ、垂直方向に伸長するフィン体８０ａを有する放熱部材である。

次に動作について説明する。この実施の形態２１における開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器４０内の高温部となる主回路導体４２で発生した高熱は、熱伝導体７７の一方側７７ａに直接的に熱伝導されて熱伝導体７７の他方側７７ｂに熱伝導される。熱伝導体７７の他方側７７ｂに熱伝導された主回路導体４２で発生した高熱は、高熱伝導性に優れた樹脂で構成された絶縁部材７８を通して機器容器４０に熱伝導され、熱伝導体７７の他方側７７ｂの端面と相対する機器容器４０の外壁に取り付けられた放熱部材８０を通して機器容器４０外に放熱される。

この実施の形態２１においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器４０の高温部となる主回路導体４２で発生した高熱を、上述した従来装置のように、機器容器４０内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換ではなく、熱伝導体７７により直接的に熱伝導により機器容器４０外に放熱するようにしたものであり、上述した従来装置のように複数の放熱用フィン２１，２２を配置することもなく、構造を簡素化することができるとともに熱移動効率が良く放熱性能を著しく向上させることができる開閉装置を得ることができる。また、機器容器４０内が効率よく冷却されることになり、放熱用フィン等の削減、主回路導体４２の断面積の縮小化、機器容器４０の小型化などを図ることができる。

また、この発明の実施の形態２１においては、熱伝導体７７により直接的に熱伝導により放熱させるようにしているので、ファン等の駆動部や、ヒートパイプ等に使用する冷媒を必要としないため、信頼性の高い放熱性能を得ることができる。さらに、熱伝導体７７は、絶縁部材７８、周縁部絶縁部材７９により機器容器４０と絶縁しているので、検電器あるいは部分放電検出器のアンテナとして使用することも可能である。

ところで、熱伝導体７７の外周の他方側７７ｂから一方側７７ａ近傍まで周縁部絶縁部材７９を配設しており、熱伝導体７７と機器容器４０との間の電気的絶縁性能をさらに高めることができる。また、周縁部絶縁部材７９は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器４０内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して熱伝導体７７に熱伝導させて機器容器４０外に放熱させることができる。また、熱伝導体７７から機器容器４０の外壁へ熱伝導された熱は、機器容器４０の外壁も放熱部材として機能されて放熱することができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。

実施の形態２２．
この発明の実施の形態２２を図３７および図３８に基づいて説明する。図３７はこの発明の実施の形態２２に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図３８はこの発明の実施の形態２２に係わる開閉装置の要部を矢視Ｌ方向から見た図である。

この実施の形態２２においては、機器容器４０内に位置する周縁部絶縁部材７９の外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１を設けたものであり、軸心方向に複数配置されている。

このように、この実施の形態２２においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１により、機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して熱伝導体７７、機器容器４０外壁、放熱部材８０を通して機器容器４０外に放熱させることができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。

実施の形態２３．
この発明の実施の形態２３を図３９に基づいて説明する。図３９はこの発明の実施の形態２３に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態２３においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１の内側に例えば環状の凹部８２を形成するとともに、熱伝導体７７の外周に環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１の内側に形成した例えば環状の凹部８２と嵌合する例えば環状の凸部８３を設けている。

このように、この実施の形態２３においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に設けた環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１の内側に形成した例えば環状の凹部８２と熱伝導体７７の外周に設けた例えば環状の凸部８３とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材８１から熱伝導体７７への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態２２よりも放熱効果を高めることができる。

実施の形態２４．
この発明の実施の形態２４を図４０に基づいて説明する。図４０はこの発明の実施の形態２４に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

上述した実施の形態２２においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に環状フィンからなるフィン状絶縁部材８１を設けた場合について述べたが、この実施の形態２４においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に軸心方向に伸長する放射状フィンからなるフィン状絶縁部材８４を設けたものである。

この実施の形態２４においても、放射状フィンからなるフィン状絶縁部材８４により機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱効果を得ることができ、上述した実施の形態２２と同様の効果を奏する。

実施の形態２５．
この発明の実施の形態２５を図４１に基づいて説明する。図４１はこの発明の実施の形態２５に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態２５においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材８４の内側に例えば軸心方向に伸長する凹部８５を形成するとともに、熱伝導体７７の外周に放射状フィンからなるフィン状絶縁部材８４の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部８５と嵌合する例えば軸心方向に伸長する凸部８６を設けている。

このように、この実施の形態２５においては、周縁部絶縁部材７９の外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材８４の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部８５と熱伝導体７７の外周に設けた例えば軸心方向に伸長する凸部８６とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材８４から熱伝導体７７への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態２４よりも放熱効果を高めることができる。

実施の形態２６．
この発明の実施の形態２６を図４２に基づいて説明する。図４２はこの発明の実施の形態２６に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態２６においては、周縁部絶縁部材７９の機器容器４０側に取り付けられる部分７９ｃの厚みを熱伝導体７７側の厚みより厚く構成したものである。すなわち、図は一例として、周縁部絶縁部材７７の機器容器４０側に位置する部分７７ｃの径を熱伝導体７７側の径よりも大径としたものである。

このように、この実施の形態２６においては、周縁部絶縁部材７９の機器容器４０側に取り付けられる部分７９ｃの径を熱伝導体７７側の径よりも大径としたことにより、周縁部絶縁部材７９の断面積を増大させることができ、熱伝導効率をさらに高めることができる。

また、周縁部絶縁部材７９の機器容器４０側に位置する部分７９ｃの径を熱伝導体７７側の径よりも大径としたことにより、周縁部絶縁部材７７９の機器容器４０への取り付けも容易となる。

実施の形態２７．
この発明の実施の形態２７を図４３に基づいて説明する。図４３はこの発明の実施の形態２７に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態２７における周縁部絶縁部材８７の主回路導体４２近傍に位置する一方側８７ａが小径に構成され、周縁部絶縁部材８７の機器容器４０側に取り付けられる他方側８７ｂが大径に構成され、かつテーパ状に構成されている。

この実施の形態２７における周縁部絶縁部材８７は一方側８７ａから他方側８７ｂへ大径となるテーパ状に構成したことにより、上述した実施の形態２６よりも断面積を増大させることができ、機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱効果を高め、熱伝導効率をさらに高めることができる。

実施の形態２８．
この発明の実施の形態２８を図４４に基づいて説明する。図４４はこの発明の実施の形態２８に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。

この実施の形態２８においては、機器容器４０内に位置する周縁部絶縁部材７９の外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材８８を軸心方向に複数配置としたものであり、周縁部絶縁部材７９の一方側７９ａから他方側７９ｂに向かって順次大径なるよう配置されている。

このように、この実施の形態２８においては、周縁部絶縁部材７９の外周部にその周縁部絶縁部材７９の一方側７９ａから他方側７９ｂに向かって順次大径なるよう配置された例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材８８により、機器容器４０内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して熱伝導体７７、機器容器４０外壁、放熱部材８０を通して機器容器４０外に放熱させることができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができ、上述した実施の形態２７と同様の効果を奏する。

実施の形態２９．
この発明の実施の形態２９を図４５ないし図４８に基づいて説明する。各図はこの発明の実施の形態２９に係わる開閉装置における熱伝導体をそれぞれ示す断面図である。

ところで、上述した実施の形態２１ないし２８においては、熱伝導体は丸棒状あるいは角棒状で構成された場合について述べたが、これに限定されるものではなく、図４５は断面形状が放射状からなる熱伝導体８９を示し、図４６は円筒状からなる熱伝導体９０を示し、図４７は四角筒状からなる熱伝導体９１を示し、図４８は六角筒状からなる熱伝導体９２を示し、上述した実施の形態２１ないし２８と同様の効果を奏する。

この発明は、例えばＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置に関し、放熱性能に優れた信頼性の高い開閉装置の実現に好適である。

Claims

機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する第１の熱伝導体と、一方側が前記第１の熱伝導体の他方側近傍に配置され、他方側が前記機器容器外に伸長する第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体の他方側と前記第２の熱伝導体の一方側との間に配設された導体間絶縁部材とを備えたことを特徴とする開閉装置。
前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体とは同軸上に配置されたことを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
前記第１の熱伝導体の外周に前記導体間絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材が配置されたことを特徴とする請求項２記載の開閉装置。
前記第１の熱伝導体の外周と前記第２の熱伝導体との外周に跨って周縁部絶縁部材が配設されたことを特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
前記第２の熱伝導体の他方側に放熱部材を装着したことを特徴とする請求項２記載の開閉装置。
前記第２の熱伝導体の他方側は、前記第２の熱伝導体の一方側より大きい形状に構成され、前記機器容器に取り付けられたことを特徴とする請求項２記載の開閉装置。
前記第２の熱伝導体の他方側にフィン体を形成したことを特徴とする請求項２記載の開閉装置。
前記第１の熱伝導体の外周の前記周縁部絶縁部材にフィン状絶縁部材を配設したことを特徴とする請求項３記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材は環状フィンからなることを特徴とする請求項８記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材は放射状フィンからなることを特徴とする請求項８記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材のフィン部内側に凹部を形成し、前記第１の熱伝導体の外周に前記フィン状絶縁部材の凹部に嵌合する凸部を形成したことを特徴とする請求項８記載の開閉装置。
前記周縁部絶縁部材の前記導体間絶縁部材に位置する部分の厚みを他の部分の厚みより厚く構成したことを特徴とする請求項３記載の開閉装置。
機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する熱伝導体と、前記熱伝導体の他方側端面と前記機器容器の内壁との間に配設される絶縁部材と、前記熱伝導体の外周に前記絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材と、前記熱伝導体の他方側と相対する前記機器容器の外壁に取り付けられた放熱部材とを備えたことを特徴とする開閉装置。
前記熱伝導体の外周にフィン状絶縁部材を配設したことを特徴とする請求項１３記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材は環状フィンからなることを特徴とする請求項１４記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材は放射状フィンからなることを特徴とする請求項１４記載の開閉装置。
前記フィン状絶縁部材のフィン部内側に凹部を形成し、前記熱伝導体の外周に前記フィン状絶縁部材の凹部に嵌合する凸部を形成したことを特徴とする請求項１４記載の開閉装置。
前記周縁部絶縁部材の厚みは前記熱伝導体側の厚みより前記機器容器側の厚みを厚く構成したことを特徴とする請求項１３記載の開閉装置。
前記機器容器の熱発生部は主回路導体であることを特徴とする請求項１または１３記載の開閉装置。