JP5153971B1 - 電力用開閉装置 - Google Patents

Abstract

固定側導体（５）及び可動側導体（１５）の軸線を中心としてみたときに、固定側接続導体（４）、固定側固定接触子（２）、可動側固定接触子（１２）、及び可動側接続導体（１４）の各最外部を、固定側導体（５）及び可動側導体（１５）の最外径よりも外側に配置する。これにより、機器を大型化することなく、通電部（１）同士の電流の相互作用を小さくして、各通電部（１）の通電容量の低下を抑制し、通電部（１）全体の通電容量を大きくすることが可能な電力用開閉装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電力用開閉装置、特に、発電又は変電等の電力系統で使用される主回路開閉装置などの電力用開閉装置に関するものである。

特許文献１では、複数の可動接触子を備えた電力用開閉装置が提案されている。この従来技術では、断路部可動側導体に複数の断路部可動側円筒状フィンガーコンタクトが接続されており、各断路部可動側円筒状フィンガーコンタクトにはそれぞれ断路部円筒状可動導体（可動接触子）が往復動可能に挿通されている。ここで、複数の断路部可動側円筒状フィンガーコンタクトは、断路部可動側導体の外径よりも径方向内側に配置されている（特許文献１の図２参照）。

特開２００８−５３０７４号公報

上記特許文献１に記載の電力用開閉装置では、複数の断路部円筒状可動導体（可動接触子）に対応して複数の通電部が設けられた構成となるが、複数の断路部可動側円筒状フィンガーコンタクトは断路部可動側導体の外径よりも径方向内側に配置されているため、複数の通電部が互いに接近することとなる。

そのため、複数の通電部を流れる電流の相互作用によって、複数の通電部の互いに近接する側が電流が流れにくく、互いに離れた側が電流が流れやすくなり、各通電部で偏流が発生する。そして、この偏流により各通電部における発熱量にも偏りが生じ、局所的に発熱量が大きく温度が高い部分が発生する。その結果、複数の通電部の全体の通電容量が各通電部を単独で通電させた場合の通電容量の総和よりも低下するという問題が生ずる。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機器を大型化することなく、通電部同士の電流の相互作用を小さくして、各通電部の通電容量の低下を抑制し、通電部全体の通電容量を大きくすることが可能な電力用開閉装置を提供す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、本発明に係る電力用開閉装置は、円筒形状の固定側導体と、円筒形状でその軸線を前記固定側導体の軸線と一致させて前記固定側導体と所定の間隔で対向して配置された可動側導体と、前記固定側導体の前記可動側導体側に取り付けられ、それぞれ円筒形状で各軸線が前記固定側導体の軸線と平行な複数の固定側接続導体と、前記可動側導体の前記固定側導体側に取り付けられ、それぞれ円筒形状で各軸線が前記可動側導体の軸線と平行で、前記複数の固定側接続導体と対向する位置に設けられた複数の可動側接続導体と、前記各固定側接続導体にそれぞれ接続され、その軸線を前記固定側導体の軸線と平行にして配置された円筒状の固定側固定接触子と、前記各可動側接続導体にそれぞれ接続され、その軸線を前記可動側導体の軸線と平行にして配置された円筒状の可動側固定接触子と、前記可動側導体の軸線方向に往復動可能に前記可動側導体に取り付けられ、前記各可動側接続導体にそれぞれ挿通された可動接触子と、を備え、前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線を中心としてみたときに、前記各固定側接続導体、前記各固定側固定接触子、前記各可動側固定接触子、及び前記各可動側接続導体の各最外部は、前記固定側導体及び前記可動側導体の各最外径よりも外側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、機器を大型化することなく、複数の通電部の相互距離を離して配置することが可能となるので、通電部同士の電流の相互作用を小さくして、各通電部の通電容量の低下を抑制し、通電部全体の通電容量を大きくすることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る電力用開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

以下に、本発明に係る電力用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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る電力用開閉装置の構成を示す縦断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。以下、図１及び図２を参照して、電力用開閉装置としての断路部１０の構成について説明する。なお、本実施の形態は、断路部以外の開閉装置にも適用可能である。

断路部１０は、固定側固定接触子２、固定側接続導体４、固定側導体５、可動側固定接触子１２、可動側接続導体１４、可動側導体１５、可動接触子３、操作ロッド７、及びフランジ８を備えている。断路部１０は外被６内に配置され、外被６は架台２０上に載置されている。外被６は接地されている。外被６は例えば断面四角形状である。

固定側導体５及び可動側導体１５は、可動接触子３の動作方向である開閉方向に所定の間隔で対向して配置されている。固定側導体５及び可動側導体１５は、それぞれ円筒形状であり、互いの軸線を一致させ開閉方向と平行にして配置されている。固定側導体５及び可動側導体１５は例えば互いに同径である。なお、図示例では、開閉方向は例えば水平である。

固定側導体５は、可動側導体１５側に有底の円筒形状であり、その底部５ａには複数の固定側接続導体４が取り付けられている。固定側接続導体４は円筒形状であり、その軸線は開閉方向に平行である。複数の固定側接続導体４は例えばいずれも同径である。また、各固定側接続導体４には、それぞれ固定側固定接触子２が接続されている。固定側接続導体４は、例えば固定導体５側に有底で固定側固定接触子２側に開口した円筒状である。固定側接続導体４の底部４ａの一部が固定側接続導体５の底部５ａに接続されている。固定側固定接触子２は、例えば円筒状のフィンガーコンタクトであり、複数の接触子片から構成される。複数の固定側固定接触子２は例えばいずれも同径である。固定側固定接触子２の軸線は固定側接続導体４の軸線と平行であり、図示例では互いに一致している。固定側接続導体４は固定側固定接触子２よりも例えば太径である。固定側接続導体４は、例えば４個設けられている。固定側接続導体４は、例えば固定側導体５の軸線を中心とした同一円周上に等角度間隔で配置されている。さらに、４つの固定側接続導体４は、それぞれ、固定側導体５の軸線を含む水平面に対して４５°の角度位置に配置されている。なお、固定側接続導体４の接続個数はこれに限定されない。

本実施の形態では、固定側導体５の軸線を中心としてみたときに、固定側接続導体４の最外部は、固定側導体５の最外径よりも外側に配置されている。また、固定側導体５の軸線を中心としてみたときに、固定側固定接触子２の最外部は、固定側導体５の最外径よりも外側に配置されている。

可動側導体１５は、固定側導体５側に有底の円筒形状であり、その底部１５ａには固定側接続導体４と同数の可動側接続導体１４が取り付けられている。可動側接続導体１５は円筒形状であり、その軸線は開閉方向に平行である。複数の可動側接続導体１４は例えばいずれも同径である。また、各可動側接続導体１４には、それぞれ可動側固定接触子１２が接続されている。可動側接続導体１４は、例えば可動導体１５側に有底で可動側固定接触子１２側に開口した円筒状である。可動側接続導体１４の底部１４ａの一部が可動側接続導体１５の底部１５ａに接続されている。可動側固定接触子１２は、例えば円筒状のフィンガーコンタクトであり、複数の接触子片から構成される。複数の可動側固定接触子１２は例えばいずれも同径である。可動側固定接触子１２の軸線は可動側接続導体１４の軸線と平行であり、図示例では互いに一致している。可動側接続導体１４は可動側固定接触子１２よりも例えば太径である。可動側接続導体１４は、固定側接続導体４の配置位置と対応して、可動側導体１５の軸線を中心とした同一円周上に４５°の等角度間隔で配置されている。つまり、軸線方向に各可動側接続導体１４に対向して各固定側接続導体４が配置されている。

可動接触子３は、可動側固定接触子１２の個数と同数設けられている。各可動接触子３は、可動側導体１５の底部１５ａに設けられた挿通孔及び可動側接続導体１４の底部１４ａに設けられた挿通孔を挿通し、その一端部がフランジ８に取り付けられている。フランジ８は、操作ロッド７に接続されている。操作ロッド７は、図示しない操作装置に連結されており、図中左右に駆動される。可動接触子３は、操作ロッド７により駆動されて、固定側固定接触子２及び可動側固定接触子１２と接離することにより、投入又は開放がなされる。

本実施の形態では、可動側導体１５の軸線を中心としてみたときに、可動側接続導体１４の最外部は、可動側導体１５の最外径よりも外側に配置されている。また、可動側導体１５の軸線を中心としてみたときに、可動側固定接触子１２の最外部は、可動側導体１５の最外径よりも外側に配置されている。

このように、本実施の形態では、固定側接続導体４、固定側固定接触子２、可動接触子３、可動側固定接触子１２、及び可動側接続導体１４からなる通電部１は複数個（図示例では４個）設けられ、これらの通電部１が固定側導体５及び可動側導体１５の共通の軸線の周りに例えば等角度間隔で配置されている。そして、固定側接続導体４、固定側固定接触子２、可動側固定接触子１２、及び可動側接続導体１４の各最外部は、固定側導体５及び可動側導体１５の共通の軸線を中心としてみたときに、固定側導体５及び可動側導体１５の各最外径よりも外側に配置されている。

本実施の形態の動作について説明する。可動接触子３が固定側固定接触子２及び可動側固定接触子１２の双方と接触した状態が投入状態であり、可動接触子３が固定側固定接触子２と離れた状態が開放状態である。通電時（投入時）は、電流は、固定側導体５から固定側接続導体４、固定側固定接触子２、可動接触子３、可動側固定接触子１２、可動側接続導体１４を通って可動側導体１５へと流れる。通電部１は複数個設けられているので、電流は各通電部１に分流される。

上記のように、本実施の形態では、固定側接続導体４、固定側固定接触子２、可動側固定接触子１２、及び可動側接続導体１４の各最外部は、固定側導体５及び可動側導体１５の共通の軸線を中心としてみたときに、固定側導体５及び可動側導体１５の各最外径よりも外側に配置されている。そのため、複数の通電部１を軸線からより外側に配置することができ、通電部１同士の距離を大きくとることができる。

これにより、通電部１同士の電流の相互作用を弱め、通電容量を大きくすることができる。よって、通電容量を大きくするために通電する導体各部品を大きくする必要がないため、コスト増加を抑制することができる。

また、複数の通電部１を軸線からより外側に配置することで、空気と触れる導体部分の表面積が増え、冷却が促進されることで通電容量を更に大きくすることができる。なお、断路部１０は絶縁ガス中ではなく空気中に配置されている。

一般に、通電部の周囲に別の通電部があると、通電電流の相互作用によって互いに近接する部分が通電しにくくなる偏流が発生し、各通電部の通電容量が低下する。偏流は通電部同士の距離が近くなるとより大きくなり、通電容量が更に低くなる。

従来の電力用開閉装置では、複数の可動側固定接触子は可動側導体の外径よりも径方向内側に配置され、複数の固定側固定接触子は固定側導体の外径よりも径方向内側に配置されている（特許文献１の図２参照）。そのため、従来の電力用開閉装置では、通電電流の偏流により各通電部を単独で通電させる場合に比べて全体の通電容量が低減していた。

これに対し、本実施の形態では、通電電流の相互作用を弱くして局所過熱を抑制し、表面積を増やして冷却を促進する。これにより、部品を大型化せずに温度上昇に対して通電容量の大きい電力用開閉装置を得ることができる。

なお、通電部１は、例えば接地電位の外被６内に配置され、外部から電気的に隔離されている。外被６は、固定側導体５及び可動側導体１５の軸線に垂直な断面が例えば正方形状とすることができる。また、外被６の上面と下面は水平である。この場合、例えば４個の通電部１を外被６の角部に合わせるように軸線の周りに水平面から４５°の角度で配置する（軸線から外被６の角部に至る直線上に通電部１を配置する）ことで、外被６を大きくすることなく、絶縁距離を確保することができ、部品コストの上昇を抑制することができる。

以上のように、本発明は、電力用開閉装置として有用である。

１ 通電部
２ 固定側固定接触子
３ 可動接触子
４ 固定側接続導体
４ａ，５ａ，１４ａ，１５ａ 底部
５ 固定側導体
６ 外被
７ 操作ロッド
８ フランジ
１０ 断路部
１２ 可動側固定接触子
１４ 可動側接続導体
１５ 可動側導体
２０ 架台

Claims (4)

1. 円筒形状の固定側導体と、
   円筒形状でその軸線を前記固定側導体の軸線と一致させて前記固定側導体と所定の間隔で対向して配置された可動側導体と、
   前記固定側導体の前記可動側導体側に取り付けられ、それぞれ円筒形状で各軸線が前記固定側導体の軸線と平行な複数の固定側接続導体と、
   前記可動側導体の前記固定側導体側に取り付けられ、それぞれ円筒形状で各軸線が前記可動側導体の軸線と平行で、前記複数の固定側接続導体と対向する位置に設けられた複数の可動側接続導体と、
   前記各固定側接続導体にそれぞれ接続され、その軸線を前記固定側導体の軸線と平行にして配置された円筒状の固定側固定接触子と、
   前記各可動側接続導体にそれぞれ接続され、その軸線を前記可動側導体の軸線と平行にして配置された円筒状の可動側固定接触子と、
   前記可動側導体の軸線方向に往復動可能に前記可動側導体に取り付けられ、前記各可動側接続導体にそれぞれ挿通された可動接触子と、
   を備え、
   前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線を中心としてみたときに、前記各固定側接続導体、前記各固定側固定接触子、前記各可動側固定接触子、及び前記各可動側接続導体の各最外部は、前記固定側導体及び前記可動側導体の各最外径よりも外側に配置されていることを特徴とする電力用開閉装置。
2. 前記固定側接続導体は前記固定側導体側に底部を有しており、
   前記固定側接続導体は、その底部を介して前記固定側導体に取り付けられており、
   前記可動側接続導体は前記可動側導体側に底部を有しており、
   前記可動側接続導体は、その底部を介して前記可動側導体に取り付けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の電力用開閉装置。
3. 前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線は水平であり、
   前記固定側接続導体及び前記可動側接続導体はそれぞれ４個ずつ設けられており、
   前記固定側接続導体は、前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線を中心に周方向に等角度間隔で配置され、かつ、当該軸線を含む水平面から当該軸線を中心にいずれも４５°の角度に配置されており、
   前記可動側接続導体は、前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線を中心に周方向に等角度間隔で配置され、かつ、当該軸線を含む水平面から当該軸線を中心にいずれも４５°の角度に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の電力用開閉装置。
4. 前記電力用開閉装置は、前記固定側導体及び前記可動側導体の軸線に垂直な断面が正方形状でかつ上面と下面が水平な外被内に配置されていること
   を特徴とする請求項３に記載の電力用開閉装置。

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