JP5123372B2 - 真空遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、真空遮断器に関し、特に、真空インタラプタをエポキシでモールドすると共に主回路部を駆動部に対して対称に配置する真空遮断器に関する。

配電盤は、発電所又は変電所からの電力を需要家に配電するときに使用する電気系統を監視、制御、又は保護するためのものであり、構造的には、単位機器（遮断器、保護継電器）などを取り付けて支持又は保護する構造物と、それらを連結して接続する電線の集合体とから構成される。また、配電盤は、絶縁方式によっては、ガス絶縁配電盤と空気絶縁配電盤に大別され、機能的には、監視制御を主目的とするもの、開閉を主目的とするもの、半導体などによる電力変換を主目的とするものなどに分類される。

遮断器は、電気回路において発生し得る短絡や地絡などの事故時に事故電流から負荷機器及び線路を保護する電気保護機器である。遮断器は、消弧媒質によって、油を消弧媒質として使用する油遮断器、不活性気体の六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを消弧媒質として使用するガス遮断器、空気を消弧媒質として使用する気中遮断器、真空の絶縁耐力を用いる真空遮断器などに区分される。

以下、開閉を主目的とする配電盤のうち真空遮断器について説明する。

図５は、従来の真空遮断器の斜視図であり、図６は、図５の真空遮断器の主回路部を透視して図５とは異なる角度で示す斜視図である。

同図に示すように、従来の真空遮断器は、動力を発生する駆動部１０と、駆動部１０により発生する駆動力を利用して回路を遮断する主回路部２０と、駆動部１０と主回路部２０との間に設置され、駆動部１０の駆動力を主回路部２０に伝達するフレーム部３０とからなる。

駆動部１０には、駆動力を伝達するための回転軸１１が設置され、回転軸１１には、回転軸１１の回転運動を後述する伝達リンク３１の水平運動に変換するために、連結棒１２と転換リンク１３が結合されている。連結棒１２は回転軸１１に一体に結合され、転換リンク１３は連結棒１２に回転可能に結合されている。

主回路部２０は、エポキシハウジング２１と、エポキシハウジング２１の内部に内蔵される真空インタラプタ２２と、真空インタラプタ２２の両側導体（図示せず）に結合される上部導体２３及び下部導体２４と、フレーム部３０に結合されてフレーム部３０を介して伝達される駆動力により真空インタラプタ２２を作動させる絶縁ロッド２５とからなる。

エポキシハウジング２１は、中空の筒状に形成され、真空インタラプタ２２は、エポキシハウジング２１の内周面と所定の間隔をおいてエポキシハウジング２１の内部空間に縦方向に設置されている。また、上部導体２３及び下部導体２４は、エポキシハウジング２１に横方向に挿入設置され、真空インタラプタ２２の導体と機構的に結合されている。よって、真空インタラプタ２２は、上部導体２３及び下部導体２４によりエポキシハウジング２１に支持されている。

フレーム部３０は、伝達リンク３１、支持板３２、スプリングガイド３３、方向転換リンク３４、及び接圧スプリング３５などを含み、これらの構成により伝達リンク３１の水平運動を垂直運動に変換する。

このような従来の真空遮断器においては、駆動部１０で生成された動力を利用して回転軸１１を回転させる。

すると、回転軸１１の回転力は連結棒１２と転換リンク１３を介して直線力に変換されてフレーム部３０の伝達リンク３１に伝達され、伝達リンク３１は転換リンク１３により横方向に移動する。

すると、伝達リンク３１に連結された接圧スプリング３５と方向転換リンク３４により前後水平運動が垂直運動に変換される。これにより、主回路部２０内部の絶縁ロッド２５と可動接点（図示せず）が垂直運動を行い、可動接点が固定接点（図示せず）に接触する。そして、可動接点が固定接点に接触した後も、駆動部１０の動力により回転軸１１は回転し続け、従って、伝達リンク３１も水平運動を行わせる力を受け続ける。しかし、方向転換リンク３４は動かなくなるので、スプリング支持板３２がスプリングガイド３３に沿って水平運動を行って接圧スプリング３５を圧縮する。これにより、接点は一定の接圧力を有する状態で接点投入を完了し、電流投入時に電磁反発力に打ち勝つことができ、また電流遮断時にエネルギーとして活用される。

一方、駆動部１０で投入状態を維持するラッチを解除して接点を開放すると、接点投入と反対方向に動作が行われる。

しかし、従来の真空遮断器は、主回路部２０を構成するエポキシハウジング２１、真空インタラプタ２２、上部導体２３、下部導体２４などの様々な部品が組立タイプとなっており、１つの主回路部２０を構成するためには様々な部品を組み立てなければならないので、製造時間の増大を招くと共に組立誤差を生じるという問題があった。

また、従来の真空遮断器は、フレーム部３０が駆動部１０に対して左側又は右側に偏って設置されており、主回路部２０の側面に設置された上部導体２３及び下部導体２４を１８０°転換すると、上部導体２３及び下部導体２４と配電盤のパネル間に十分な絶縁距離が確保されなくなるので、配電盤のパネル幅が増加し、その分配電盤が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、主回路部を一体化して絶縁性を向上させると共に組立工程を簡素化して組立誤差を減らすことにある。

本発明の他の目的は、配電盤の幅を増加させることなく主回路部の左配列時又は右配列時のどちらでも配電盤のパネルとの十分な絶縁距離を確保できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、遮断動作に必要な駆動力を発生する駆動部と、駆動部に横方向に結合され、駆動部の駆動力を伝達するフレーム部と、フレーム部に縦方向に結合され、フレーム部を介して伝達される駆動力を利用して遮断動作を行うように真空インタラプタを備える主回路部とを含み、主回路部は、真空インタラプタを収容するハウジングと、真空インタラプタに電気的に接続されるように機構的に結合され、配電盤のブスバーと電気的に接続される第１導体と、真空インタラプタとフレーム部に両端が結合され、フレーム部を介して伝達される駆動力を利用して真空インタラプタを作動させる絶縁ロッドと、を含み、ハウジングは、真空インタラプタとモールドされて一体に結合されるように密封部が形成され、密封部の下端には、絶縁ロッドが移動可能に収容されるように下端が開口する空間部が形成される真空遮断器を提供する。

本発明においては、主回路部の様々な部品がエポキシモールドで一体に形成されることにより、主回路部の製造が容易になり、組立誤差の発生を未然に防止することができる。また、主回路部が駆動部に対して対称に配置されることにより、配電盤を大きくすることなく配電盤と回路部間の絶縁距離を確保することができ、配電盤の設置環境に応じて左配列又は右配列を容易に実現することができる。

本発明の一実施形態による真空遮断器の斜視図である。 図１の真空遮断器を図１とは異なる角度で示す斜視図である。 図１の真空遮断器の主回路部を示す、図１のＩ−Ｉ線断面図である。 図１の真空遮断器の平面図である。 従来の真空遮断器の斜視図である。 図５の真空遮断器を図５とは異なる角度で示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明による真空遮断器について詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態による真空遮断器の前面斜視図及び背面斜視図であり、図３は、図１の真空遮断器の主回路部を示す、図１のＩ−Ｉ線断面図であり、図４は、図１の真空遮断器の平面図である。

同図に示すように、本発明による遮断器１００は、駆動力を発生する駆動部１１０と、駆動部１１０の後方に配置される主回路部１２０と、駆動部１１０の後面に結合され、上面に主回路部１２０が備えられるフレーム部１３０とから構成される。

駆動部１１０は、付勢力を利用して駆動エネルギーを発生する構造を有しており、内部に回転力を伝達する回転軸１１１が設置され、回転軸１１１には回転軸１１１の回転運動を直線運動に変換するための連結棒１１２と転換リンク１１３が結合されている。連結棒１１２は回転軸１１１に一体に結合され、転換リンク１１３は連結棒１１２に回転可能に結合されている。

主回路部１２０は、ハウジング１２１の内部に真空インタラプタ１２２が内蔵され、真空インタラプタ１２２の一方の側には、真空インタラプタ１２２の内部導体（図示せず）と電気的に接続される第１導体１２３が結合され、真空インタラプタ１２２の下端には、後述する方向転換リンク１３４と回転可能に結合され、駆動部１１０の駆動力により真空インタラプタ１２２の可動電極（図示せず）を作動させる絶縁ロッド１２４が結合されている。

ハウジング１２１は、真空インタラプタ１２２と第１導体１２３を接続した状態で、エポキシでモールドして形成される。すなわち、ハウジング１２１には、図３に示すように、真空インタラプタ１２２の上端から第１導体１２３の下端までは、真空インタラプタ１２２の外周面をモールドする密封部１２１ａが形成され、密封部１２１ａの下側、すなわち第１導体１２３の下端からハウジング１２１の下端までは、絶縁ロッド１２４が上下に移動できるように内側に空間部１２１ｂが形成される。

密封部１２１ａは、真空インタラプタ１２２と第１導体１２３を堅固にモールドできるように、その上端は真空インタラプタ１２２の上端面を覆うと共に、その下端は第１導体１２３の下側で真空インタラプタ１２２の底面又は外周面を覆うように形成されることが好ましい。密封部１２１ａの外周面には、第１導体１２３を密封する導体密封部１２１ｅが横方向に突出して形成され、導体密封部１２１ｅは、第１導体１２３の一部を露出させる。

また、ハウジング１２１の上端には、配電盤のブスバーが挿入されるようにブスバー挿入溝１２１ｃが所定の深さだけ凹んで形成され、ブスバー挿入溝１２１ｃの底面には、真空インタラプタ１２２に内蔵される固定電極（図示せず）から延びる第２導体１２５が上方に突出して露出するように導体孔１２１ｄが形成される。すなわち、第２導体１２５として、別途の導体部材を真空インタラプタ１２２と機構的に連結するのではなく、真空インタラプタ１２２から延びる導体を用いるので、組立工数が減少して材料コストが低減する。

フレーム部１３０は、伝達リンク１３１、支持板１３２、スプリングガイド１３３、方向転換リンク１３４、及び接圧スプリング１３５などを含み、これらの構成により回転軸１１１の回転運動を水平運動に変換する。

また、フレーム部１３０は駆動部１１０の幅Ａの中央部分で連結される。よって、本発明による遮断器１００が配電盤に設置される形状は、図４に示すように、フレーム部１３０が駆動部１１０の中央に結合され、フレーム部１３０の両側面から駆動部１１０の両側面までの距離Ｓ１、Ｓ２が略同一となる。

しかし、これに限定されるものではなく、主回路部１２０の第１導体１２３の露出端の長さが駆動部１１０から突出しすぎない程度に、すなわちフレーム部１３０の両側面から駆動部１１０の両側面までの距離の比（Ｓ１／Ｓ２）が少なくとも２倍以内となるか、又は第１導体１２３の露出端の長さが駆動部１１０の一方の側面から１／２以上突出しない程度に、若干一方に偏って形成されてもよい。

このような本発明による真空遮断器には次のような作用効果がある。

まず、駆動部１１０で生成された動力を利用して回転軸１１１を回転させると、回転軸１１１の回転力は連結棒１１２と転換リンク１１３を介して直線力に変換されてフレーム部１３０の伝達リンク１３１に伝達され、伝達リンク１３１は転換リンク１１３により横方向に移動する。

すると、伝達リンク１３１に連結された接圧スプリング１３５と方向転換リンク１３４を介して伝達リンク１３１の水平運動が垂直運動に変換される。これにより、主回路部１２０内部の絶縁ロッド１２４と可動接点（図示せず）が垂直運動を行い、可動接点が固定接点（図示せず）に接触する。そして、可動接点が固定接点に接触した後も、駆動部１１０の動力により回転軸１１１は回転し続け、従って、伝達リンク１３１も水平運動を行わせる力を受け続ける。しかし、方向転換リンク１３４は動かなくなるので、スプリング支持板１３２がスプリングガイド１３３に沿って水平運動を行って接圧スプリング１３５を圧縮する。これにより、接点は一定の接圧力を有する状態で接点投入を完了し、電流投入時に電磁反発力に打ち勝つことができ、また電流遮断時にエネルギーとして活用される。一方、駆動部１１０で投入状態を維持するラッチを解除して接点を開放すると、接点投入と反対方向に動作が行われる。

ここで、本発明による遮断器１００の主回路部１２０は、真空インタラプタ１２２と導体１２３をエポキシでモールドして密封することにより、主回路部１２０を小さくすることができる。それだけでなく、主回路部１２０をエポキシモールドで固体絶縁化することにより、絶縁信頼性を向上させることができる。

また、本発明による遮断器１００は、配電盤への電力の引き込み方向及び配電盤からの電力の引き出し方向、すなわち電力供給方向を、配電盤の設置環境によって左配列又は右配列の形態に構成することができる。従来のように、フレーム部が駆動部の一方に完全に偏心して結合された場合は、主回路部の配列形態によっては配電盤のパネルと干渉することがあり、遮断器を含む配電盤の配置を変更しなければならない不便さがあった。しかし、本発明のように、フレーム部１３０が駆動部１１０の中央に結合された場合は、主回路部１２０の配列形態に関係なく、配電盤のパネルと遮断器の主回路部１２０の端子間の絶縁距離が変わらなくなり、遮断器を含む配電盤の配置に有利な点があり、従って、遮断器の電力供給方向が左配列であるか右配列であるかによって配電盤を異なる構成とする不便さがない。

１１０ 駆動部
１１１ 回転軸
１２０ 主回路部
１２１ ハウジング
１２１ａ 密封部
１２１ｂ 空間部
１２１ｃ ブスバー挿入溝
１２１ｄ 導体孔
１２２ 真空インタラプタ
１２３ 第１導体
１２４ 絶縁ロッド
１２５ 第２導体
１３０ フレーム部
１３１ 伝達リンク

Claims (5)

1. 遮断動作に必要な駆動力を発生する駆動部と、
   前記駆動部に横方向に結合され、前記駆動部の駆動力を伝達するフレーム部と、
   前記フレーム部に縦方向に結合され、前記フレーム部を介して伝達される駆動力を利用して遮断動作を行うように真空インタラプタを備える主回路部と、を含み、
   前記主回路部は、
   前記真空インタラプタを収容するハウジングと、
   前記真空インタラプタに電気的に接続されるように機構的に結合され、配電盤のブスバーと電気的に接続される第１導体と、
   前記真空インタラプタと前記フレーム部に両端が結合され、前記フレーム部を介して伝達される駆動力を利用して前記真空インタラプタを作動させる絶縁ロッドと、を含み、
   前記ハウジングは、前記真空インタラプタとモールドされて一体に結合されるように密封部が形成され、前記密封部の下端には、前記絶縁ロッドが移動可能に収容されるように下端が開口する空間部が形成され、
   前記フレーム部と前記駆動部とは、前記フレーム部の幅方向両側面から前記駆動部の幅方向両側面までの長さが同一である位置で結合されることを特徴とする真空遮断器。
2. 前記ハウジングの密封部は、前記真空インタラプタの上端の一部を覆うと共に前記真空インタラプタの下端の一部を覆い、前記真空インタラプタを縦方向に固定する、請求項１に記載の真空遮断器。
3. 前記密封部の上端には、前記真空インタラプタの導体が露出して前記配電盤の他のブスバーと電気的に接続される第２導体となるように、導体孔が形成される、請求項２に記載の真空遮断器。
4. 前記密封部は、前記第１導体と前記真空インタラプタが連結される部位を密封し、前記第１導体の一部が露出するように導体密封部が横方向に突出して形成される、請求項３に記載の真空遮断器。
5. 前記第１導体と前記第２導体が直交するように形成される、請求項３に記載の真空遮断器。

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