JP5183810B2 - タンク形真空遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、電力設備などに用いられるタンク形真空遮断器に関するものである。

従来のタンク形真空遮断器は、真空バルブの可動側端がコンタクトケースおよび絶縁支持筒などを介してタンクの一端に固定されており、真空バルブの固定側端がコンタクトケースおよび支持碍子などを介してタンクの他端に固定されている。また、可動側および固定側のそれぞれのコンタクトケースにはブッシングの導体が接続されている。真空バルブ内は、タンク可動側端の外部に取り付けられている操作装置の連結機構と接続されている可動導体と、可動導体と接離可能な固定導体を備えており、可動側ブッシング導体、可動側コンタクトケース、真空バルブの可動導体および固定導体、固定側コンタクトケースおよび固定側ブッシング導体で通電経路を形成している。（例えば、特許文献１参照）

特開２００７−３０６７０１号公報（図１）

上述のような従来のタンク形真空遮断器においては、真空バルブを取り替える場合、可動側および固定側のブッシングをタンクから分離することによりブッシング導体をコンタクトケースから引き抜き、タンクの固定側端を開放して真空バルブの固定側の支持を外し、タンクの可動側に取り付けられている操作箱、操作装置および連結機構を取り外して、真空バルブを可動側から引き出す方法は一般に行われるが、このように真空バルブの取り替えは分解箇所が多いため作業性が悪く、また、分解箇所が多いという観点から、真空バルブ取替え復旧後、機器の信頼性が低下する可能性も考えられた。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、分解箇所を低減できる構造にすることで、真空バルブの取り替え作業性の向上を図れるタンク形真空遮断器を提供するものである。

この発明に係るタンク形真空遮断器は、真空バルブの固定端が絶縁支持部材および支持フレームを介してタンク固定側に支持されている、もしくは、真空バルブの固定端が絶縁支持棒を介してタンク可動側に支持されており、真空バルブの可動端を支持する絶縁支持部材を省略している。また、タンクに可動側に開口部を設け、ブッシング中心導体が軸方向に伸縮可能な摺動接続部を有していることを特徴としている。
また、上記のブッシング中心導体の伸縮可能な摺動接続部の代替として、ブッシング中心導体を挿入するコンタクトケースの挿入部が、ボルト締結などによりコンタクトケースから着脱可能な構造になっていることを特徴としている。

この発明によれば、真空バルブの取り替えを行う場合、ブッシングをタンクから分離すること、あるいは、タンクの可動側の外部に取り付けられている操作装置またはその連結機構を取り外すことなく、真空バルブをタンク固定側から出し入れが可能となるため、真空遮断部の取替え作業性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１におけるタンク形真空遮断器を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の支持フレーム取り付け構造を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態１の導体接続部を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態２におけるタンク形真空遮断器を示す断面図である。 本発明の実施の形態２の導体挿入部を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態３におけるタンク形真空遮断器を示す断面図である。

実施の形態１．

図１は、本発明を実施するための最良の形態におけるタンク形真空遮断器を示す断面図である。図２は、図１に示した真空バルブを固定している支持フレームとタンクの取り付け構造を示す平面図である。以下、図に基づいて、この発明を実施するための形態について説明する。

図１において、電気的に接地されたタンク２１は、胴部２１ｃを水平にして設置されており、タンク２１の上方には一対の開口部２１ａ、２１ｂが設けられ、それぞれの開口部と同軸を成して、変流器３５ａ、３５ｂおよび変流器カバー３６ａ、３６ｂが設置され、それぞれの開口部の端部に碍管３４ａ、３４ｂが取り付けられている。タンク２１の両端には開口部２１ｄ、２１ｅが設けられ、タンク２１の可動側下部には開口部２１ｆが設けられており、タンク内を密閉するため、それぞれの開口部にふた板２２、２３、２４が取り付けられている。タンク内は大気圧とは異なった圧力の乾燥空気や電気絶縁性が高いガスなどが適用されているため、密閉性を要する。

タンク２１内には真空バルブ６１が胴部２１ｃと空隙を介して設置されている。この真空バルブ６１は、セラミック等の絶縁筒６２ａ、６２ｂを含む筒状の真空容器６２と、この真空容器６２の内に収容され、一端が真空容器６２の固定側端部６２ｃを気密封止する端板６３に接合された固定導体６４と、この固定導体６４と接離可能に設けられ他端が真空容器６２の可動側端部６２ｄに装着されたベローズ６６を貫通して真空容器６２外に伸びる可動導体６５とで構成されている。固定導体６４と可動導体６５とが接触する部分には、固定接点６４ａおよび可動接点６５ａがそれぞれ形成されている。端板６３、固定導体６４および可動導体６５は銅合金またはアルミニウム合金などの導電性金属が適用されている。また、真空容器６２、端板６３、ベローズ６６および可動導体６５とで密閉容器を形成し、真空バルブ６１内は、真空に保たれている。

タンク２１の外部には固定接点６４ａと可動接点６５ａを接離開閉する操作装置（開閉手段）４９が設けられており、操作箱５０に収められている。操作装置４９は、ベローズ２５を貫通する操作ロッド４８および絶縁ロッド４６等を介して接続された可動導体６５を水平方向に移動させることで、固定接点６４ａと可動接点６５ａを接離開閉する。このとき、ベローズ６６が可動導体６５の移動に追従するので真空バルブ６１内の真空は保持され、ベローズ２５が操作ロッド４８の移動に追従するので、タンク２１内の機密性が保持される。なお、絶縁ロッド４６は、可動導体６５と操作ロッド４８とを電気的に絶縁できる絶縁距離を確保しながら、可動導体６５および操作ロッド４８とピン４７で接続されている。

真空バルブ６１の両端には、固定側シールド４３および可動側シールド４４が設けられており、可動側シールド４４と可動導体は接触子４５を介して電気的に接続されている。固定側シールド４３は、真空バルブ６１の固定側端部６２ｃを覆うように配置されており、固定側の端板６３に接続されている。可動側シールド４４は、真空バルブ６１の可動側端部６２ｄおよび可動導体６５の端部を覆うように配置されており、真空バルブ６１の可動側端板６７に接続されている。固定側シールド４３および可動側シールド４４の形状を固定側端部６２ｃおよび可動側端部６２ｄを覆うように設けることにより、真空バルブ６１の固定側端部６２ｃおよび可動側端部６２ｄでの電界集中を緩和できる。

また、固定側シールド４３は、絶縁支持部材４２を介して支持フレーム４１に取り付けられており、支持フレーム４１は、図２に示すように、タンク２１に固着している取付座２１ｇにボルト５１で固定されている。

固定側シールド４３および可動側シールド４４の上部には、それぞれ下導体３２ａおよび下導体３２ｂの下端が挿入される挿入部４３ａ、４４ａが設けられている。下導体３２ａおよび下導体３２ｂの上端は、それぞれ上導体３１ａおよび上導体３１ｂの下端に挿入接続されている。また、上導体３１ａと下導体３２ａ、上導体３１ｂと下導体３２ｂ、下導体３２ａと挿入部４３ａおよび下導体３２ｂと挿入部４４ａの接触部（接続部）には、電気的接触抵抗を低減するために、自己変形のばね力により接触圧を有する多数の導体板ばね片で構成される接触子３３が介在しており、それぞれの接触部は導体の軸方向に摺動可能である。図３に接触子３３の一形態を示す。上導体３１ａおよび上導体３１ｂの上端にはそれぞれ端子板（端子導体）３０ａおよび３０ｂが、ボルト締結または溶接などの手段で固着しており、端子板３０ａおよび３０ｂが碍管３４ａおよび３４ｂの上端部に取り付けられ、碍管の上端部を密閉する。

次に真空バルブ６１の取替え方法について述べる。タンク２１の開口部２１ｄおよび２１ｆのそれぞれのふた板２２および２３を取り外し、絶縁ロッド４６のピン４７を外すことにより、絶縁ロッド４６を操作ロッド４８から分離する。次いで、下部導体３２ａおよび３２ｂを、それぞれ挿入部４３ａおよび４４ａから接触が外れるまで、下部導体３２ａおよび３２ｂの軸方向に沿って上方向に引き上げ、組立治具などにより保持する。このようにして真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から支持フレーム４１までの一体構造が操作ロッド４８、および下導体３２ａおよび下導体３２ｂから分離されたので、支持フレーム４１を組立治具に保持した後、支持フレーム４１とタンク２１の取付座２１ｇとのボルト５１の締結を解除し、真空バルブ６１を含む構造を開口部２１ｄから水平に引き出し、真空バルブを交換する。再組立は、上記の分解工程とは逆の工程で行う。すなわち、真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から支持フレーム４１までの一体構造をタンク２１内に挿入して、支持フレーム４１とタンク２１の取付座２１ｇをボルト５１で固定する。絶縁ロッド４６と操作ロッド４８をピン４７で接続し、下部導体３２ａおよび３２ｂを、それぞれ挿入部４３ａおよび４４ａに挿入し、ふた板２２および２３を取り付ければ再組立完了である。

このように、真空バルブ６１の取り替えを行う場合、碍管３４ａ、３４ｂおよびタンク２１の可動側に取り付けられている操作箱５０、操作装置４９または操作ロッド４８の連結機構を取り外すことなく、ふた板２２、２３のみの開放で、真空バルブ６１を取り出しおよび再組み立てが可能となるため、真空バルブ６１の取替え作業性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態においては、接触子３３に多数の導体板ばね片で構成される接触子を用いたが、導体の軸方向に摺動可能であれば、たとえば導体コイルばねを導体に巻きつけた方式などでも同様の効果を奏する。

実施の形態２．
図４は、この発明を実施するための実施の形態２によるタンク形真空遮断器を説明するための図である。以下、図に基づいて、この発明を実施するための形態について説明する。導体（引出導体）５２ａおよび導体（引出導体）５２ｂが挿入されるアダプタ５３ａおよび５３ｂが固定側シールド（接続導体）４３および可動側シールド（接続導体）４４にボルト締結されている。図５はアダプタ５３ａおよび５３ｂであり、中央に位置する挿入部の周囲にボルト挿入用穴５４が配されている。導体５２ａおよび導体５２ｂと、アダプタ５３ａおよび５３ｂの接触部には、図３に示すような接触子３３を配置している。他の構造は、実施の形態１と同様である。

次に真空バルブ６１の取替え方法について述べる。タンク２１の開口部２１ｄおよび２１ｆのそれぞれのふた板２２および２３を取り外して、絶縁ロッド４６のピン４７を外すことにより、絶縁ロッド４６を操作ロッド４８から分離する。次いで、アダプタ５３ａおよび５３ｂのボルトをすべて外すことで、アダプタ５３ａおよび５３ｂが固定側シールド４３および可動側シールド４４から分離する。このようにして真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から支持フレーム４１までの一体構造が操作ロッド４８、導体５２ａおよび導体５２ｂから分離されたので、支持フレーム４１を組立治具に保持した状態で、支持フレーム４１とタンク２１の取付座２１ｇとのボルト５１の締結を解除し、真空バルブ６１を含む構造を開口部２１ｄから水平に引き出し、真空バルブ６１を交換する。再組立は、上記の分解工程とは逆の工程で行う。すなわち、真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から支持フレーム４１までの一体構造をタンク２１内に挿入して、支持フレーム４１とタンク２１の取付座２１ｇをボルト５１で固定する。絶縁ロッド４６と操作ロッド４８をピン４７で接続し、導体５２ａおよび導体５２ｂに挿入されているアダプタ５３ａおよび５３ｂと固定側シールド４３および可動側シールド４４をボルトにより接続し、ふた板２２および２３を取り付ければ再組立完了である。

実施の形態３．
図６は、この発明を実施するための実施の形態３によるタンク形真空遮断器を説明するための図である。以下、図に基づいて、この発明を実施するための形態について説明する。真空バルブ６１の両端には、端板６３および端板６７介して、それぞれ固定側シールド４３および可動側シールド４４が取り付けられている。固定側シールド４３はボルト５６により取り付けられた絶縁支持棒５５の他端が、タンク２１の可動側開口部２１ｅのふた板２４に固定することにより、真空バルブ６１をタンク２１内の所定の位置に保持している。他の構造は、実施の形態１と同様である。

次に真空バルブ６１の取替え方法について述べる。タンク２１の開口部２１ｄおよび２１ｆのそれぞれのふた板２２および２３を取り外して、絶縁ロッド４６のピン４７を外すことにより、絶縁ロッド４６を操作ロッド４８から分離する。次いで、下部導体３２ａおよび３２ｂを、それぞれ挿入部４３ａおよび４４ａから接触が外れるまで、下部導体３２ａおよび３２ｂの軸方向に沿って上方向に引き上げ、組立治具などにより保持する。このようにして真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から固定シールド４３までの一体構造が、操作ロッド４８、下部導体３２ａおよび３２ｂから分離されたので、固定側シールド４４のボルト５６を外して、真空バルブ６１を含む構造を開口部２１ｄから水平に引き出し、真空バルブを交換する。再組立は、上記の分解工程とは逆の工程で行う。すなわち、真空バルブ６１を含む絶縁ロッド４６から固定シールド４３までの一体構造をタンク２１内に挿入して、固定側シールド４４と絶縁支持棒５５をボルト５６で固定する。絶縁ロッド４６と操作ロッド４８をピン４７で接続し、下部導体３２ａおよび３２ｂを、それぞれ挿入部４３ａおよび４４ａに挿入し、ふた板２２および２３を取り付ければ再組立完了である。

他の実施態様を次に示す。
電気的に接地され、複数の開口部を有する、絶縁性ガスを封入された圧力タンクと、一端が前記圧力タンクに接続され、他端が端子導体により気密封止された碍管と、前記圧力タンクに設けられ、固定導体およびこの固定導体と接離可能に設けられた可動導体を収容する真空バルブと、前記碍管内に同軸に配設した、前記端子導体に接続されている引出導体と、前記引出導体と、前記固定導体および前記可動導体との間を接続する接続導体と、前記可動導体に接続された絶縁ロッドを介して前記可動導体を駆動する開閉手段と、を備えたタンク形真空遮断器において、前記圧力タンクに固定された絶縁支持部材と前記真空バルブの固定側端との接続部が前記圧力タンクの固定側開口部近傍で着脱可能な締結手段を有し、前記引出導体と前記接続導体を接続するアダプタを有し、前記アダプタが前記接続導体から着脱可能である締結手段を有することを特徴としたタンク形真空遮断器。

２１ タンク、２１ａ 開口部、２１ｂ 開口部、２１ｃ 胴部、２１ｄ 開口部、２１e 開口部、２１ｆ 開口部、２１ｇ 取付座、２２ ふた板、２３ ふた板、２４ ふた板、２５ ベローズ、３１ａ 上導体、３１ｂ 上導体、３２ａ 下導体、３２ｂ 下導体、３３ 接触子、３４ａ 碍管、３４ｂ 碍管、３５ａ 変流器、３５ｂ 変流器、３６ａ 変流器カバー、３６ｂ 変流器カバー、４３ 固定側シールド、４３ａ 挿入部、４４ 可動側シールド、４４ａ 挿入部、４５ 接触子、４６ 絶縁ロッド、４７ ピン、４８ 操作ロッド、４９ 操作装置、５０ 操作箱、５１ ボルト、５２ａ 導体、５２ｂ 導体、５３ａ アダプタ、５３ｂ アダプタ、５４ ボルト挿入用穴、５５ 絶縁支持棒、５６ ボルト、６１ 真空バルブ、６２ 真空容器、６２ａ 絶縁筒、６２ｂ 絶縁筒、６２ｃ 固定側端部、６２ｄ 可動側端部、６３ 端板、６４ 固定導体、６５ 可動導体、６６ ベローズ、６７ 端板

Claims (5)

1. 電気的に接地され、複数の開口部を有し、絶縁性ガスが封入された圧力タンクと、
   一端が前記圧力タンクに接続され、他端が端子導体により気密封止された碍管と、
   前記圧力タンクに設けられ、固定導体およびこの固定導体と接離可能に設けられた可動導体を収容する真空バルブと、
   前記碍管内に同軸に配設され、前記端子導体に接続されている引出導体と、
   前記引出導体と、前記固定導体および前記可動導体との間を接続する接続導体と、
   前記可動導体に接続された絶縁ロッドを介して前記可動導体を駆動する開閉手段と、
   を備えたタンク形真空遮断器において、
   前記真空バルブの固定側端を支持する絶縁支持部材が前記圧力タンクの固定側開口部近傍で着脱可能に前記圧力タンクに取り付けられ、
   前記引出導体と前記接続導体が前記引出導体の軸方向に摺動可能で、かつ軸方向に摺動可能な接続部を少なくとも1箇所前記引出導体に配設したことを特徴としたタンク形真空遮断器。
2. 電気的に接地され、複数の開口部を有し、絶縁性ガスが封入された圧力タンクと、
   一端が前記圧力タンクに接続され、他端が端子導体により気密封止された碍管と、
   前記圧力タンクに設けられ、固定導体およびこの固定導体と接離可能に設けられた可動導体を収容する真空バルブと、
   前記碍管内に同軸に配設され、前記端子導体に接続されている引出導体と、
   前記引出導体と、前記固定導体および前記可動導体との間を接続する接続導体と、
   前記可動導体に接続された絶縁ロッドを介して前記可動導体を駆動する開閉手段と、
   を備えたタンク形真空遮断器において、前記真空バルブの固定側端を支持する絶縁支持部材が前記圧力タンクの固定側開口部近傍で着脱可能に前記圧力タンクに取り付けられ、
   前記引出導体と前記接続導体を接続するアダプタを有し、前記アダプタが前記接続導体から着脱可能である締結手段を有することを特徴としたタンク形真空遮断器。
3. 電気的に接地され、複数の開口部を有し、絶縁性ガスが封入された圧力タンクと、
   一端が前記圧力タンクに接続され、他端が端子導体により気密封止された碍管と、前記圧力タンクに設けられ、固定導体およびこの固定導体と接離可能に設けられた可動導体を収容する真空バルブと、
   前記碍管内に同軸に配設され、前記端子導体に接続されている引出導体と、
   前記引出導体と、前記固定導体および前記可動導体との間を接続する接続導体と、前記可動導体に接続された絶縁ロッドを介して前記可動導体を駆動する開閉手段と、
   を備えたタンク形真空遮断器において、
   前記圧力タンクに固定された絶縁支持部材と前記真空バルブの固定側端との接続部が前記圧力タンクの固定側開口部近傍で着脱可能な締結手段を有し、
   前記引出導体と前記接続導体が前記引出導体の軸方向に摺動可能で、かつ軸方向に摺動可能な接続部を少なくとも1箇所前記引出導体に配設したことを特徴としたタンク形真空遮断器。
4. 電気的に接地され、複数の開口部を有し、絶縁性ガスが封入された圧力タンクと、
   一端が前記圧力タンクに接続され、他端が端子導体により気密封止された碍管と、
   前記圧力タンクに設けられ、固定導体およびこの固定導体と接離可能に設けられた可動導体を収容する真空バルブと、
   前記碍管内に同軸に配設され、前記端子導体に接続されている引出導体と、
   前記引出導体と、前記固定導体および前記可動導体との間を接続する接続導体と、
   前記可動導体に接続された絶縁ロッドを介して前記可動導体を駆動する開閉手段と、
   を備えたタンク形真空遮断器において、前記圧力タンクに固定された絶縁支持部材と前記真空バルブの固定側端との接続部が前記圧力タンクの固定側開口部近傍で着脱可能な締結手段を有し、
   前記引出導体と前記接続導体を接続するアダプタを有し、前記アダプタが前記接続導体から着脱可能である締結手段を有することを特徴としたタンク形真空遮断器。
5. 前記圧力タンク可動側の前記絶縁ロッドの存在位置に、開口部を設けたことを特徴とした請求項１ないし４のいずれか一項に記載のタンク形真空遮断器。

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