JP5164535B2 - 固体絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、気密構造とした絶縁筒の内部に真空バルブ等の開閉器を収納した固体絶縁開閉装置に関するものである。

例えば特許文献１には、固体絶縁開閉装置の従来例が記載されている。特許文献１の図１において、内部に高真空を保持した真空バルブすなわち開閉器は、その内部に固定電極および可動電極を有し、固定電極は真空バルブ外へ導出した導体に支持固定され、可動電極は金属ベローズを介して真空バルブ外へ導出した導体に支持固定されている。また、真空バルブは、外部絶縁筒の内部上方に形成された突起と、外部絶縁筒の下端に設けられた絶縁支持板との間に、その両端が支持金具およびリングブラケットを介して支持固定されている。

さらに、リングブラケットには、１頂点部を回転可能に支持した三角形のリンクが設けられ、このリンクの他の頂点部は、可動電極を支持固定する前記導体と絶縁操作棒とにピン連結されている。また、絶縁操作棒は、外部絶縁筒外に構成した操作装置（特許文献１の図２）の操作棒に連結され、しかも、金属ベローズによって、外部絶縁筒の内外を気密に区分しており、この金属ベローズの一端開口は操作棒へ気密に接続し、また、他端開口は外部絶縁筒の開口を密閉するケースへ気密に接続している。

前記操作装置に「開」の信号が投入されると、この操作装置が作動し、その操作力が、リンク、レバー等の機構を介して、操作棒に伝達され、その結果、所定の距離Ａだけ操作棒を押し込める。このように操作棒を押し込めると、これにピン連結されている三角形のリンクは、リンクブラケットに設けられたピンを中心として回動し、その結果、三角形のリンクにピン連結され可動電極を支持固定する前記導体を上方に引き上げる。この可動電極を支持固定する前記導体の引き上げによって、可動電極３が所定の位置まで引き上げられて、固定および可動電極間を所定の間隔Ｃだけ開き、開閉器を「開」の状態にする。「閉」操作の場合は、上記「開」の場合の操作とは逆の動作を行い、開閉器を閉極する。

また、特許文献２には、真空遮断器の従来例が記載されている。特許文献２の図２において、真空遮断器を前後に仕切る仕切りには、摺動ガイドを前後方向に貫設させ、この摺動ガイドの内部には他端が真空バルブの軸心直下よりも後方に突き出た摺動ロッドが前後に水平に移動自在に貫通している。この摺動ロッドの前端には、カップリングが連結され、カップリングの前端にはピンを介してレバーの下端に連結され、このレバーの上端は主軸に固定され、この主軸は操作装置に連結されている。

このように構成された従来の真空遮断器において、主軸が反時計方向に駆動されると、レバー、カップリング、揺動ロッドが駆動され、それに繋がるスコットラッセル機構により真空バルブの可動電極が投入される。

特公昭６３−５５７３８号公報 特開平５−１２０９６７号公報

このように構成された従来の固体絶縁開閉装置において、特許文献１の操作棒に対応するものが特許文献２では摺動ロッドであるが、それらの駆動にレバーが用いられている。このレバーは特許文献１では操作棒にピン連結されており（同文献の図２参照）、特許文献２ではカップリングを介して摺動ロッドにピン連結されている。

特許文献１の固体絶縁開閉装置では、上記レバーの回転により操作棒が水平に動くと共に上下にも動く。また、外部絶縁筒と気密を保つ必要があることから、このような動きに対応できるように、操作棒の一部と外部絶縁筒とを高価な金属ベローズで接続する必要があり、コスト高となる。

また、特許文献２では、カップリングによりレバーの上下の動きを吸収しているが、カップリングの分だけ水平方向の長さが長くなり、装置の大形化となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安価で小形の固体絶縁開閉装置を得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、本発明にかかる固体絶縁開閉装置は、外部絶縁筒と、この外部絶縁筒内に収納され、固定電極およびこの固定電極に接離可能な可動電極を有する開閉器と、一端が前記外部絶縁筒の外部へ引き出された絶縁操作棒を有し、外部に設けられた操作装置の操作力を、前記絶縁操作棒を介して前記可動電極に伝達して駆動させる駆動機構と、前記絶縁操作棒における前記外部絶縁筒の外部へ引き出された側の一端部に設けられたピンと、このピンに滑動可能に嵌合する長穴を有し、前記ピンが前記長穴に嵌合することにより前記絶縁操作棒に連結されると共に、回動することにより前記操作装置の操作力を前記絶縁操作棒に伝達して前記絶縁操作棒をその軸心方向に直線的に駆動可能なレバーと、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、外部絶縁筒の外部に引き出された絶縁操作棒の一端部が、レバーに設けられた長穴とピンで連結されているので、レバーの回動により、ピンは長穴と接触して水平方向に駆動されると共に、ピンと長穴との接触点がレバーの回転角度と共に変わっていくため、ピンがレバーにより上下方向に拘束されなくなり、絶縁操作棒を直線状に駆動することができる。これにより、レバーの上下動を逃す部材、例えば、特許文献１における金属ベローズ、または、特許文献２におけるカップリングを省くことができ、コスト低減とともに装置の小形化になる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる固体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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本実施の形態の構成を示す断面図であり、開閉装置の閉極状態を示している。また、図２は、その開極状態を示している。図１および図２において、内部に高真空を保持した真空バルブ１は、その内部に固定電極２およびこの固定電極２に接離可能な可動電極３を有し、固定電極２は真空バルブ１外へ導出した導体４に支持固定され、可動電極３は金属ベローズ５を介して真空バルブ１外へ導出した導体６に支持固定されており、導体６の上端部はフィンガーコンタクト７で電気導通可能にかつ直線摺動可能に支持されている。また、真空バルブ１は、その下端を外部絶縁筒８に支持固定されている（図示せず）。

真空バルブ１の上端には支持部９が取付けられており、その上端に設けられたピン穴においてレバー１０を回動自在に支持している。レバー１０の一方の先端には導体６がピンにより回動自在に結合されており、他方の先端には水平に延伸する絶縁操作棒１１の一端と回動自在に結合されている。絶縁操作棒１１の他端は、外部絶縁筒８の開口部を密封するフタ板１２に設けられた穴を介して、気密に外部絶縁筒８の外部に引き出されている。

外部に引き出された絶縁操作棒１１の他端には、ピン１５が嵌め込まれている。そして、この絶縁操作棒１１の他端は、フタ板１２の一部にピン１３により回動可能に支持されたレバー１４の一端とピン１５により連結されている。すなわち、レバー１４の一端には、ピン１５と嵌合する長穴１６が設けられている。また、その長穴１６はピン１３に向かう方向が穴の長手方向となっている。レバー１４の他端は、外部絶縁筒８の外部に設けられ操作力を生成する操作装置（図示せず）の駆動機構と回動自在に結合されており、本実施の形態では、例えば、ばね１７と結合されている。導体６、レバー１０、および絶縁操作棒１１は、可動電極３を駆動するために外部絶縁筒８内に設けられた駆動機構であり、操作装置の操作力を可動電極３に伝達する伝達部として機能するものである。

次に、本実施の形態の動作について説明する。図１の閉極状態において、操作装置に「開」の信号が投入されると、操作装置が作動し、その操作力がばね１７を介してレバー１４に加わり、レバー１４を反時計方向に回動する。この回動によりピン１５には長穴１６との接触点から主に左方向の力が作用し、絶縁操作棒１１を左方に引っ張る。このとき、レバー１４に設けられた穴が長穴１６であるため、レバー１４が回動してもピン１５がレバー１４により拘束されないので、ピン１５は長穴１６内を滑動する。図１では、ピン１５と長穴１６との接触点は長穴１６の内周縁の下方に位置しているが、図２では、レバー１４の回動に伴い、その内周縁の上方に位置している。このようにして、ピン１５の高さは変化せず、長穴１６との相対的な位置が変化することにより、レバー１４は絶縁操作棒１１を水平左方に直線的に引き出すことになる。このように絶縁操作棒１１が左方に引っ張られることにより、レバー１０を介して導体６および可動電極３を上方に引き上げ、開閉装置を図２に示すような「開」の状態にする。「閉」操作の場合は、上記「開」の場合の操作とは逆の動作を行い、開閉装置を閉極する。

本実施の形態によれば、外部絶縁筒８の外部に引き出された絶縁操作棒１１の端部が、レバー１４の端部にある長穴１６とピン１５で連結されているので、レバー１４の回転により、ピン１５は長穴１６と接触して水平方向に駆動されると共に、ピン１５と長穴１６との接触点がレバー１４の回転角度と共に変わっていくため、ピン１５がレバー１４により上下方向に拘束されなくなり、絶縁操作棒１１を直線状に駆動することができる。これにより、レバー１４の上下動を逃す部材（例えば、特許文献１における金属ベローズ、または、特許文献２におけるカップリング）を省くことができ、コスト低減とともに装置の小形化になる。

実施の形態２．
図３は、本実施の形態における絶縁操作棒１１とレバー１４との結合部の部分拡大図であり、閉極状態の位置関係を示す図である。また、図４は、その開極状態の位置関係を示す図である。本実施の形態では、レバー１４に設けられた長穴１６ａの形状が、実施の形態１における長穴１６の形状とは異なる。

図３において、長穴１６ａはピン１５と接触する面が円弧状に形成されており、ピン１５と長穴１６ａの接触点Ａが絶縁操作棒の軸心を示すＸ−Ｘ線上にほぼ位置するようにした。また、図４において、レバー１４が回転して傾いた場合でも、ピン１５と長穴１６ａとの接触点Ｂが絶縁操作棒の軸心を示すＸ−Ｘ線上にほぼ位置するようにしてある。なお、長穴１６ａの形状は、開閉器１側を中心とする円弧状である。また、図３、図４において、絶縁操作棒１１自体は図示していない。

次に、本実施の形態の動作について説明する。図３の閉極状態において、操作装置の操作力により、レバー１４が反時計方向に回動すると、ピン１５には長穴１６ａとの接触点ＡからＸ−Ｘ方向の力が作用し、ピン１５は長穴１６ａ内を滑動しながらピン１５を左方に引っ張り、図４の開極状態になる。図３の状態から図４の状態になる途中においても、ピン１５と長穴１６ａとの接触点はＸ−Ｘ線上にほぼ位置している。開極状態から閉極状態になる場合は、上記の場合と逆の動作を行うことになる。このように、動作の全ての期間において、レバー１４からピン１５への作用力が、絶縁操作棒１１の直動方向（すなわち、Ｘ−Ｘ方向）にほぼ一致することになる。

本実施の形態によれば、長穴１６ａとピン１５との接触する面を円弧状にすることにより、ピン１５に作用する力の方向を絶縁操作棒１１の直動方向に向けることができ、絶縁操作棒１１に曲げなどの余計な力を掛けることがなくなり、強度面から装置の小形化につながる。

実施の形態１の構成を示す断面図であり、開閉装置の閉極状態を示す図である。 図１で示した固体絶縁開閉装置の開極状態を表す断面図である。 実施の形態２における絶縁操作棒とレバーとの結合部の部分拡大図であり、閉極状態の位置関係を示す図である。 実施の形態２における絶縁操作棒とレバーとの結合部の部分拡大図であり、開極状態の位置関係を示す図である。

符号の説明

１ 開閉器（真空バルブ）
２ 固定電極
３ 可動電極
４，６ 導体
７ フィンガーコンタクト
８ 外部絶縁筒
９ 支持部
１１ 絶縁操作棒
１２ フタ板
１０，１４ レバー
１３，１５ ピン
１６，１６ａ 長穴
１７ ばね

Claims (1)

1. 外部絶縁筒と、
   この外部絶縁筒内に収納され、固定電極およびこの固定電極に接離可能な可動電極を有する開閉器と、
   前記外部絶縁筒内に配置され、前記開閉器の開閉方向に延伸し、一端に前記可動電極が固定され、前記開閉方向に往復動作可能な導体と、
   軸心が前記導体の延伸方向と略直交し、軸心方向に往復動作可能であり、一端が前記外部絶縁筒の外部へ引き出された絶縁操作棒と、
   前記外部絶縁筒内で回動自在に支持され、一端が前記絶縁操作棒の他端に連結されると共に他端が前記導体に連結された略Ｌ字形状の第１のレバーと、
   前記絶縁操作棒における前記外部絶縁筒の外部へ引き出された側の一端部に設けられたピンと、
   前記外部絶縁筒の外部で回動自在に支持され、前記ピンに滑動可能に嵌合する長穴を有し、前記ピンが前記長穴に嵌合することにより前記絶縁操作棒に連結されると共に、前記外部絶縁筒の外部に設けられた操作装置の操作力により回動して前記操作力を前記絶縁操作棒に伝達する際に、前記ピンと前記長穴との接触点が回転角度に応じて移動することで前記絶縁操作棒をその軸心方向に直線的に動作させる第２のレバーと、
   を備え、
   前記長穴は前記ピンと接触する両面が円弧状に形成され、
   前記長穴と前記ピンとの接触点が前記絶縁操作棒の軸心にほぼ一致するようにしたことを特徴とする固体絶縁開閉装置。

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