JP5235620B2 - 真空スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は、小形軽量化され、性能および信頼性に優れる真空スイッチギヤに関するものである。

受電設備においては、負荷電流あるいは事故電流を遮断するための真空遮断器，負荷の保守点検を行う際に作業者の安全を確保するための断路器と接地開閉器，系統電圧・電流の検出装置、更に保護リレーなどが収納された閉鎖形配電盤（スイッチギヤと称す）を設置している。

このスイッチギヤの絶縁方式は多種多様で、従来からの気中絶縁盤，ＳＦ_６ガスを使ったキュービクル形ＧＩＳに加えて、昨今では環境対応の観点から圧縮空気，真空、更には固体モールドなどの絶縁方式が登場している。固体モールド絶縁方式とは、スイッチギヤの主回路を構成する真空バルブや接続導体のような主回路機器を、エポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドし、絶縁外皮を形成したものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２８６９９号公報

しかしながら、従来の固体モールド絶縁方式では、真空バルブの可動導体が絶縁耐力の低い大気中に存在するため、絶縁距離を十分確保する必要があり、結果として装置が大型化する問題があった。特許文献１のように、絶縁容器で周囲を覆い、スイッチギヤの幅方向および奥行方向の拡大を抑制する方法もあるが、絶縁容器そのものが大型になってしまう。また、大気中絶縁の場合、汚損などの周囲環境の影響を考慮する必要があり、沿面距離を十分確保しなければならない。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的とするところは、小形の真空スイッチギヤを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、絶縁容器に接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブをモールドして成る真空スイッチギヤにおいて、前記真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤである。

第２の発明は、外表面の導電塗装を接地した絶縁容器に接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブをモールドして成る真空スイッチギヤにおいて、前記真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施し、外表面の導電塗装を接地し、更に、内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤである。

第３の発明は、それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、前記導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施し、前記外表面の導電塗装を接地し、更に、前記内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤである。

さらに、第４の発明は、第３の発明の真空スイッチギヤにおいて、前記可動導体が、閉，開，断路の３位置に停止することを特徴とする真空スイッチギヤである。

第５の発明は、それぞれが接離自在の接点を有する複数の真空バルブを有し、該複数の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、前記複数の真空バルブのそれぞれの可動導体と連結した複数の絶縁ロッドを有し、該複数の絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器と絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施し、前記外表面の導電塗装を接地し、更に、前記内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤである。

また、第６の発明は、上記の真空スイッチギヤにおいて、前記絶縁ロッドと前記絶縁ブッシングとがリング状のゴムを介して摺動することを特徴とする真空スイッチギヤである。

さらに、第７の発明は、第３ないし第５の発明の真空スイッチギヤにおいて、前記絶縁ブッシングの外表面側に、外表面の導電塗装とは電気的に絶縁され、かつ内表面の導電塗装と対向するように端子をモールドし、該端子の誘起電圧を測定する手段を備え、前記複数の真空バルブを切状態とし、各真空バルブの固定側から電圧を印加し、前記端子に電圧が誘起された場合に前記真空バルブの圧力異常と判定することを特徴とする真空スイッチギヤである。

第８の発明は、それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、該導体と連結した絶縁ロッドと、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に固定するゴム製の絶縁ブッシングとを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤである。

さらに、第９の発明は、それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、該導体と連結した絶縁ロッドと、該絶縁ロッドを貫通させた絶縁ブッシングとを備え、前記真空バルブと前記絶縁ブッシングをともに前記絶縁容器にモールドすることを特徴とする真空スイッチギヤである。

本発明によれば、真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングによって、スイッチギヤの幅方向および奥行方向に絶縁性能に優れる樹脂−ゴム−樹脂の界面絶縁を、寸法上、比較的余裕のある高さ方向に大気中絶縁を適用するため、絶縁容器、すなわちスイッチギヤ全体を縮小化できる。

以下、本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態を説明する。

図１は、本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態を示す側面図、図２は正面図、図３は背面図である。これらの図において、真空スイッチギヤ１は、その内部を上からそれぞれ区画された低圧制御区画部２，高圧スイッチ区画部３及び母線，ケーブル区画部４を備えている。

母線，ケーブル区画部４内には、固体絶縁の母線５，ライン側となるケーブル６，ブッシングＣＴ７などが配置されている。また、高圧スイッチ区画部３内には、真空２点切り３位置形の開閉器（真空２点切り３位置形遮断断路器ＢＤＳ）８，真空投入容器付きの接地開閉器（ＥＳ）９，電圧検出器（ＶＤ）１０、および操作装置１１が配置されている。母線５は、固体絶縁によりＳＦ_６ガスを不要とし、取り扱い性の向上と安全性確保を実現している。

また、上述した本発明の真空スイッチギヤの電気回路図を図４に示す。

前述した高圧スイッチ区画部３内に配置された真空２点切り３位置形の開閉器（ＢＤＳ）８，真空投入容量付きの接地開閉器（ＥＳ）９、および電圧検出器（ＶＤ）１０は、図１に示すようにエポキシ樹脂１２によって一体にモールドされている。この絶縁容器１５によって、開閉器部がユニット化され、小形軽量化を実現できる。また、このユニット化された開閉器部は相分離構成となっており、更にその相間に遮蔽層１３を配置して、相間の短絡事故の発生が抑えられている。前述したモールドの外表面１４は、塗布された導電塗料によって接地され、接触時の安全性が確保されている。

上述したユニット化された開閉器部の詳細な構成を、図１および図５を用いて詳細に説明する。

該図において、真空２点切り３位置形の開閉器（ＢＤＳ）８は、２つの真空バルブ８０，９０と、各真空バルブの可動導体８１，９１を連結する導体１００で構成されている。真空バルブ８０は、絶縁筒を備える真空容器８２と、真空容器８２内に収納された固定接点８３と可動接点８４とを備えている。同様に、真空バルブ９０は、絶縁筒を備える真空容器９２と、真空容器９２内に収納された固定接点９３と可動接点９４とを備えている。２つの真空バルブの可動導体８１，９１は導体１００にて連結しているため、可動接点８４および９４は同時に動作する。

真空バルブ８０の固定接点８３は、フィーダ１０３を介して母線５に接続されている。また、真空バルブ９０の固定接点９３は、フィーダ１０４を介してケーブル６に接続されている。

上述のように、可動導体８１と９１は導体１００で連結されており、導体１００には絶縁ロッド１０５が連結されている。この絶縁ロッド１０５は、操作装置１１によって操作される操作ロッド１１１に連結されている。

可動接点８４と９４は、操作ロッド１１１によって、図５に示すように、通電するための閉位置Ｙ１，電流を遮断するための開位置Ｙ２、および雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３つの位置に停止する。

上述した２つの可動接点８４，９４は、図５に示すように、それぞれ開位置Ｙ２で遮断ギャップｇ２を、また、断路位置Ｙ３で断路ギャップｇ３を確保している。この断路ギャップｇ３は、遮断ギャップｇ２の略倍に当たる距離に設定されている。このように、断路時における断路ギャップｇ３を、遮断ギャップｇ２の略２倍に設定し、さらに２つの真空バルブ８０，９０で２箇所のギャップを有することにより、断路時の絶縁信頼性を向上している。

真空投入容量付きの接地開閉器（ＥＳ）９は、図５に示すように、絶縁筒を備える真空容器７１と、真空容器７１内に固定され、フィーダ１０４に接続した固定接点７３と、可動接点７４とを備えている。この可動接点７４には、可動導体７５が連結され、更に接地開閉器用の絶縁操作ロッド１１２に接続されている。

本実施例の真空スイッチギヤ１では、相間をモールド絶縁、更に極間を２箇所の真空絶縁とし、「相間絶縁＞断路時の極間絶縁＞遮断時の極間絶縁＞接地開閉器の極間絶縁」の関係を実現して、スイッチギヤに要求される絶縁協調を図っている。万一の故障の場合でも、少なくとも一線地絡故障に抑えられ、事故の波及を極力抑えることができる。

次に、開閉器８における通電するための閉位置Ｙ１，電流を遮断するための開位置Ｙ２、および雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３位置への切換、および接地開閉器９を操作する操作装置１１の詳細な構成について、図６を用いて説明する。

操作装置１１の構成部品は、高圧スイッチ区画部３内に設けた支持板１１３に固定されている。操作装置１１は、大略的に開閉器８の可動接点８４，９４を閉位置Ｙ１と開位置Ｙ２とに切換操作するための第１の操作機構２００，開閉器８の可動接点８４，９４を開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００、および接地開閉器９の可動接点７４を操作する第３の操作機構４００とからなっている。

まず、第１の操作機構２００の構成を、図６，図１および図２を用いて説明する。図６において、支持板１１３には、第１の軸２０１が回動可能に支持されている。この第１の軸２０１には、図１に示すようにレバー２０２が第１の軸２０１の軸線方向に３個固定されている。このレバー２０２の先端側は、操作ロッド１１１にそれぞれ連結されている。また、第１の軸２０１の一方側には、図６および図１に示すように、レバー２０３がレバー２０２とは反対方向に固定されている。

レバー２０３には、図６に示すように連結部材２０４を介して電磁石２０５の駆動軸２０６が連結されている。駆動軸２０６には、断面Ｔ字形状をなしている可動鉄心２０７が固定されている。この可動鉄心２０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心２０８が配設されている。固定鉄心２０８の内部には、コイル２０９と円環状の永久磁石２１０が配置されている。駆動軸２０６におけるレバー２０３と反対側には、トリップばね受け２１１が設けられている。このトリップばね受け２１１と固定鉄心２０８との間に、トリップばね２１２が配設されている。

この電磁石２０５は、可動接点８４，９４が閉位置Ｙ１に保持された状態では、永久磁石２１０の吸引力によって、トリップばね２１２と絶縁ロッド１０５に設けた接圧ばね（図示せず）の蓄勢力に対抗する保持力が得られるようになっている。永久磁石２１０の吸引力、いわゆる磁気ラッチ方式を構成している。

次に、開閉器８の可動接点８４，９４を開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００の構成を、図６を用いて説明する。支持板１１３上の第１の軸２０１の長手方向の中間部には、レバー３０１が固定されている。このレバー３０１の先端側には、ピン３０２が設けられている。このピン３０２には、ローラ３０３が当接する。このローラ３０３は、クランクレバー３０４の一方側先端に回転可能に設けられている。このクランクレバー３０４は、支持板１１３の下面側に回動可能に支持されている。

クランクレバー３０４の他方側先端には、電磁石３０５の駆動軸３０６が連結されている。駆動軸３０６には、可動鉄心３０７が固定されている。この可動鉄心３０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心３０８が配設されている。固定鉄心３０８の内部には、２つのコイル３０９，３１０が上下方向に配置されている。可動鉄心３０７と固定鉄心３０８の上部との間には、戻しばね３１１が配置されている。

上記の電磁石３０５は、各々のコイル３０９，３１０を励磁することによって、可動鉄心３０７を上下方向に動作させている。この動作により、クランクレバー３０４は回動する。このクランクレバー３０４の回動によって、ピン３０２とローラ３０３との当接位置を変更させて、レバー２０３の第１の軸２０１回りの回動を阻止するか、または回動を可能にさせる。これにより、開閉器８の可動接点８４，９４は、開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への移動が阻止されて開位置Ｙ２に維持され、また開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への移動が可能となる。すなわち、この構成は、開閉器８の可動接点８４，９４における開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３との間の第１のインターロック機構となっている。

次に、接地開閉器９の可動接点７４を操作する第３の操作機構４００の構成を、図６を用いて説明する。支持板１１３には、第２の軸４０１が回動可能に支持されている。この第１の軸４０１には、図１に示すようにレバー４０２が第１の軸４０１の軸線方向に３個固定されている。このレバー４０２の先端側は、操作ロッド１１２にそれぞれ連結されている。また、第２の軸４０１の一方側には、図１に示すように、レバー４０３がレバー４０２とは反対方向に固定されている。

レバー４０３には、図６に示すように連結部材４０４を介して電磁石４０５の駆動軸４０６が連結されている。この電磁石４０５は、前述した第１の操作機構２００の電磁石２０５と同様な構成であり、その駆動軸４０６には、断面Ｔ字形状をなしている可動鉄心４０７が固定されている。この可動鉄心４０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心４０８が配設されている。固定鉄心４０８の内部には、コイル４０９と円環状の永久磁石４１０が配置されている。固定鉄心４０８と支持板１１３の下面との間には、遮断用のばね４１１が配設されている。

この接地開閉器９の第３の操作機構４００と、開閉器８の可動接点８４，９４を開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００との間には、第２のインターロック機構が設けられている。

この第２のインターロック機構は、開閉器内の可動接点８４，９４が雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３にあるとき、電磁石４０５によって接地開閉器９における可動接点７４の投入動作を可能にし、また、開閉器内の可動接点８４，９４が、電流を通電するための閉位置Ｙ１、および電流を遮断するための開位置Ｙ２にあるとき、電磁石４０５によって接地開閉器９における可動接点７４の投入動作を不可能とし、さらに、接地開閉器９の可動接点７４が投入位置に存在する場合に、第２の操作機構３００における電磁石２０５の作動を不可能にするように、関連付けられている。

具体的には、この第２のインターロック機構は、第３の操作機構４００における電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２と、第２の操作機構３００における電磁石３０５の下側で第２の軸４０１と平行に設けた軸４１３と、この軸４１３に設けられ、第２の操作機構３００における電磁石３０５の駆動軸３０６の下端に連結するレバー（図示せず）と、軸４１３に設けられ、前記ピン４１２と係合するレバー４１４とで構成されている。

次に、上述した本実施例の真空スイッチギヤの動作を図１ないし図６を用いて説明する。

開閉器８内の可動接点８４，９４が電流を遮断するための開位置Ｙ２に停止した状態では、第１の操作機構２００におけるトリップばね２１２の戻り力によって、第１の操作機構２００におけるレバー２０３が、図１において第１の軸２０１を支点として時計方向の回転力が与えられている。

これにより、第２の操作機構３００を構成するレバー３０１の先端側に設けたピン３０２は、ローラ３０３の外周上面に当接し、トリップばね２１２の戻り力による更なる時計方向の回動が抑えられている。すなわち、電流を遮断するための開位置Ｙ２から雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３への移行が阻止される。

次に、第１の操作機構２００による開位置Ｙ２から閉位置Ｙ１への操作（投入操作）を、説明する。第１の操作機構２００の電磁石２０５のコイル２０９に通電すると、その駆動軸２０６が図６において上方向に移動する。この駆動軸２０６の上方向への移動により、レバー２０２が第１の軸２０１を支点として、図１上、反時計方向に回動し、可動接点８４，９４を閉位置Ｙ１方向に移動させる。この閉状態で、トリップばね２１２と接圧ばねは、蓄勢されて開極動作に備える状態になっている。

なお、この投入動作によって、ピン３０２は、ローラ３０３の外周面から離れた状態になっている。また、ローラ３０３は、第２の操作機構における戻しばね３１１によって、位置変化を生ぜず、当初の位置に保持されている。

前述したように、開閉器８が閉状態である場合、第２の操作機構３００は、第１の操作機構２００による断路操作が不能となるように、安全性強化のニーズの観点から、機械的インターロック機構を構成している。すなわち、遮断，断路間の機械的インターロックの一つである「可動接点が閉位置に存在する場合、断路操作を不能とする」ことを実現している。

次に、第１の操作機構２００による閉位置Ｙ１から開位置Ｙ２への操作（開極操作）を説明する。第１の操作機構２００における電磁石２０５のコイル２０９を、投入動作時と逆方向に励磁して、永久磁石２１０の磁束をキャンセルすると、トリップばね２１２と接圧ばねとの蓄勢力によって、その駆動軸２０６が図１において下方に移動する。この駆動軸２０６の下方への移動により、レバー２０３，第１の軸２０１を介して、レバー３０１が図１において時計方向に回動するが、このレバー３０１の時計方向の回転は、ピン３０２とローラ３０３の外周上面との当接により抑えられる。その結果、開閉器８の可動接点８４，９４を開位置Ｙ２に保持できる。

次に、第２の操作機構３００による開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への操作（断路操作）を説明する。上述した開閉器８の開状態において、第２の操作機構３００における電磁石３０５の上側のコイル３０９を励磁すると、その駆動軸３０６が戻しばね３１１に抗して上方に移動する。この駆動軸３０６の上方への移動は、クランクレバー３０４を介してローラ３０３を図１において反時計方向に回動させる。このローラ３０３の反時計方向の回動により、このローラ３０３とピン３０２との当接位置が、下方に下がる。その結果、レバー３０１，第１の軸２０１及びレバー２０２を介して、操作ロッド１１１が上方に移動し、開閉器８の可動接点８２は、断路位置Ｙ３に移動する。

この断路状態では、第１の操作機構２００における電磁石２０５の可動鉄心２０７は、永久磁石台２１０よりも下に存在するようになっている。それゆえ、万一、断路状態で第１の操作機構２００における電磁石２０５のコイル２０９を励磁しても、可動鉄心２０７を通過する磁束は、ほとんどなく吸引力は発生しない。つまり、遮断器と断路器間の機械的インターロック「可動接点が断路位置に存在する場合、投入操作を不能とする」ことを実現している。

次に、第２の操作機構３００による断路位置Ｙ３から開位置Ｙ２への操作を説明する。断路状態にて、第２の操作機構３００における電磁石３０５の下側のコイル３１０を励磁すると、駆動軸３０６の上方移動，クランクレバー３０４の時計方向の回動により、ローラ３０３は、これに当接しているピン３０２を上方向に押し上げるので、開閉器８の可動接点８２は、開位置Ｙ２に移動する。

次に、開閉器８の可動接点８２が電流を遮断するための開位置Ｙ２にあるとき、第２のインターロック機構におけるレバー４１４が、第３の操作機構４００における電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２に係合しているので、電磁石４０５によって接地開閉器９の投入動作が不可能になっている。

また、接地開閉器９の固定接点７３にその可動接点７４が当接しているとき、第２のインターロック機構におけるレバー４１４が、電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２に係合しているので、第２の操作機構３００による作動が不可能になっており、更に、開閉器８の可動接点８２が雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３にあるときには、第２のインターロック機構におけるレバー４１４が、電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２の移動を可能にしているので、第３の操作機構４００によって接地開閉器９の投入が可能である。

なお、上述の実施の形態においては、第２の操作機構３００に回転自在なローラ３０３を用いたが、このローラ３０３を部分円弧状のカムにすることが可能である。また、第１の操作機構２００及び第３の操作機構４００を、適宜配置変更することも可能である。更に、第１の操作機構２００に電磁操作方式を適用したが、電動ばね方式など他の操作方式を採用することも可能である。

ここで、本発明の骨子である、２つの真空バルブ８０，９０の可動導体８１，９１を連結する導体１００の近傍の絶縁構成について、図１および図６を用いて説明する。導体１００に接続した絶縁ロッド１０５は、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステルにて製作された絶縁ブッシング５００を貫通している。この絶縁ブッシング５００は、シリコーンゴムやＥＰゴムなどの絶縁ゴム５０１を介して、絶縁容器１５に固定する。これにより、絶縁容器１５と絶縁ブッシング５００は、絶縁ゴム５０１の面圧を受け、樹脂−ゴム−樹脂の界面絶縁構成が実現される。ゴムを利用した界面絶縁は、単純な大気中絶縁に比べて絶縁耐力に優れるため、絶縁距離が短縮されて装置小形化を実現できる。

絶縁ブッシング５００の外表面は、塗装された導電塗料を接地し、人の接触に対する安全性を確保する。また、内表面は、絶縁ゴム５０１との接触面および絶縁ロッド１０５の貫通穴を除いて導電塗料を塗布し、配線５０４などによって、真空バルブ８０，９０の可動側と電気的に接続する。この導電塗料によって、真空バルブ８０，９０の可動側や導体１００は電気的にシールドされた状態となるため、部分放電や絶縁破壊の発生を回避できる。

また、絶縁ブッシング５００と絶縁ロッド１０５は、上下の２つのゴムリング５０２，５０３（Ｏリングなど）を介して摺動する。ゴムリングを挿入する溝は、絶縁ブッシング５００側，絶縁ロッド１０５側のどちらに設けてもよい。絶縁ロッド１０５の沿面は大気中絶縁となるが、これらのゴムリング５０２，５０３によって気密保持されるため、汚損など、周囲環境の影響を受けることがなく、絶縁信頼性が向上する。

さらに、絶縁ブッシング５００と絶縁ロッド１０５を摺動させたため、絶縁ロッド１０５、すなわち可動部の直動性が実現され、真空バルブ８０，９０の可動導体８１，９１には操作ガイドを設けなくてもよい。

また、絶縁ブッシング５００は、皿ばね５１１で上下方向の移動を可能にした板５１０と絶縁ゴム５０１で狭持された状態となっている。これは、通電時の発熱などによる絶縁ゴム５０１の膨張に対応するためである。皿バネ５１１の代わりにコイルばねであってもよいし、板５１０に弾性を持たせてもよい。

上述した本発明の一実施の形態によれば、絶縁ブッシング５００，絶縁ゴム５０１、および絶縁容器１５により、樹脂−ゴム−樹脂の絶縁耐力に優れた界面絶縁が形成されるため、幅方向および奥行方向の寸法を低減した真空スイッチギヤが提供できる。また、絶縁ブッシング５００と絶縁ロッド１０５は、ゴムリングを介して摺動させているため、絶縁ブッシング５００内部の気密が確保され、周囲環境の影響が無視できる。周囲環境の影響を回避するという観点では、図５の上方、５０３のゴムリングだけでもよい。これにより、絶縁ロッド１０５の沿面距離を低減でき、高さ方向の寸法も縮小化できる。なお、絶縁ブッシング５００内部にＳＦ_６ガスやシリコーンゲルなどの絶縁耐力に優れた媒体を封入すれば、更に高さ寸法を低減できる。また、この絶縁ブッシング５００は、可動部の直動性を確保するためのガイドの役割も果たす。すなわち、界面絶縁の形成，周囲環境の影響抑制，操作ガイドの３つの役割を果たす絶縁ブッシング５００により、真空スイッチギヤの小形化，信頼性向上を実現できる。

以下では、本発明の第２の実施例について説明する。図５の符号６００は、真空圧力の健全性を評価するための端子である。絶縁ブッシング５００の外表面側にモールドし、内表面の導電塗料と対向するように配置されている。なお、端子６００と外表面の導電塗料は電気的に絶縁されている。

真空バルブの圧力健全性は、通常、定期点検において、極間に電圧を印加してチェックする。すなわち、絶縁破壊しなければ健全であるし、そうでなければ不良となる。本実施例の真空スイッチギヤの場合、真空バルブ８０，９０の一方が不良であっても、他方の真空バルブで絶縁が確保されるため、この方法では評価できない。端子６００は、この問題を解決するために設けたものである。

真空バルブ８０が不良の場合、母線５側から電圧を印加すれば、真空バルブ８０の内部で絶縁破壊が発生し、導体１００の電位が上昇する。このとき、絶縁ブッシング５００の内表面に施した導電塗料の電位も上昇するため、端子６００に誘起される電圧を測定すれば、真空バルブの圧力不良を検知できる。母線５側から電圧を印加すれば真空バルブ８０を、ケーブル６側から電圧を印加すれば真空バルブ９０の健全性がそれぞれ個別に評価できる。

また、本スイッチギヤをフィーダ盤として使用する場合、端子６００は、電圧検出器（ＶＤ）としても使用可能である。母線５側から電力が供給され、さらに開閉器８を投入して負荷にその電力を送ると、導体１００の電位が上昇して、端子６００には誘起電圧が発生するため、端子を装置正面のボルテージインジケータ（図示しない）に接続しておけば、電圧の有無をスイッチギヤ外部から識別できる。さらに、開閉器８を開極しても「電圧あり」が表示されたままの場合は、母線５に接続された真空バルブ８０の圧力不良と判定でき、健全性評価も可能である。

図７は、本発明の第３の実施例を示す。モールドした２つの真空バルブ８０，９０の可動導体８１，９１がそれぞれ独立に操作できるようになっており、２つの真空バルブの一方を断路器、他方を遮断器として使用する。可動導体８１，９１は、集電子を備えた導体１００を貫通して電気的に接続され、さらに個別に絶縁ロッド１０５に接続される。絶縁ブッシング５００は、２本の絶縁ロッド１０５が貫通するようにした以外は、第１の実施例と同様である。

図８は、本発明の第４の実施例で、ループ受電方式に適用されるリングメインユニットを想定した構成である。１から３の３つのラインとそれぞれ接続された真空バルブ８０，９０，６０がエポキシ樹脂などによって一体にモールドされている。可動導体８１，９１，６１はそれぞれ独立に操作できるようになっており、集電子を備えた導体１００を貫通して電気的に接続され、さらに個別に絶縁ロッド１０５に接続される。絶縁ブッシング５００は、３本の絶縁ロッド１０５が貫通するようにした以外は、第１および第３の実施例と同様である。なお、図８は３つのラインの場合であるが、４、さらにそれ以上のライン数の場合にも適用できる。

図９は、本発明の第５の実施例で、絶縁ブッシング５００をゴムで製作した場合である。ゴム製の絶縁ブッシング５００は、部分５０５で絶縁ロッド１０５と密着固定してあり、絶縁ブッシング５００内部の気密を確保する。開閉器８の可動導体８１，９１は、ゴム製の絶縁ブッシング５００を変形させながら動作する。この実施例では、部位５０６にて絶縁ブッシング５００と絶縁容器１５を密着させ、界面絶縁構造を形成する。ゴム製の絶縁ブッシング５００が界面絶縁に必須の絶縁ゴムの役割も兼ねるため、先の実施例に比べて部品数が低減される利点がある。

図１０は、本発明の第６の実施例で、２つの真空バルブ８０，９０と絶縁ブッシング５００をともに絶縁容器１５にモールドした構成である。絶縁容器１５の注型金型にて、２つの真空バルブ８０，９０の可動導体８１，９１を導体１００で連結し、この導体１００に絶縁ロッド１０５を固定する。さらに、絶縁ブッシング５００を、絶縁ロッド１０５が貫通した状態で金型に固定しておく。この実施例では、絶縁ブッシング５００が絶縁容器１５にモールドされた構成となり、絶縁ブッシング５００と絶縁容器１５に挿入する絶縁ゴムが不要となる。すなわち、樹脂−ゴム−樹脂ではなく、樹脂−樹脂の界面絶縁を利用している。なお、樹脂同士の接合強度を強化するため、絶縁ブッシング５００と絶縁容器１５の材料種は同一であることが望ましい。

本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態を示す側断面図である。 図１に示す本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態を示す正面図である。 図１に示す本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態を示す背面図である。 図１に示す本発明の真空スイッチギヤの一実施の形態の電気回路図である。 図１に示す本発明の真空スイッチギヤを構成する開閉器部分の縦断面図である。 図１に示す本発明の真空スイッチギヤを構成する開閉器部分及びその操作機構の一実施の形態を一部断面にて拡大して示す斜視図である。 本発明の真空スイッチギヤの第３の実施の形態を示す側断面図である。 本発明の真空スイッチギヤの第４の実施の形態を示す側断面図である。 本発明の真空スイッチギヤの第５の実施の形態を示す側断面図である。 本発明の真空スイッチギヤの第６の実施の形態を示す側断面図である。

符号の説明

１ 真空スイッチギヤ
２ 低圧制御区画部
３ 高圧スイッチ区画部
４ 母線，ケーブル区画部
５ 母線
６ ケーブル
８ 真空２点切り３位置形の開閉器
９ 接地開閉器
１１ 操作装置
８０，９０ 真空バルブ
１００ 導体
１０５ 絶縁ロッド
５００ 絶縁ブッシング
５０１ 絶縁ゴム
６００ 端子

Claims (9)

1. 絶縁容器に接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブをモールドして成る真空スイッチギヤにおいて、
   前記真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤ。
2. 外表面の導電塗装を接地した絶縁容器に接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブをモールドして成る真空スイッチギヤにおいて、
   前記真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施すと共に、外表面の導電塗装を接地し、更に、内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤ。
3. それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地した真空スイッチギヤにおいて、
   前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、前記導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施すと共に、前記外表面の導電塗装を接地し、更に、前記内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤ。
4. 請求項３に記載の真空スイッチギヤにおいて、
   前記可動導体が、閉，開，断路の３位置に停止することを特徴とする真空スイッチギヤ。
5. それぞれが接離自在の接点を有する複数の真空バルブを有し、該複数の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地した真空スイッチギヤにおいて、
   前記複数の真空バルブのそれぞれの可動導体と連結した複数の絶縁ロッドを有し、該複数の絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器と絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備え、該絶縁ブッシングの外表面、および前記絶縁ゴムとの密着面と前記絶縁ロッドが貫通する部分を除いた内表面に導電塗装を施すと共に、前記外表面の導電塗装を接地し、更に、前記内表面の導電塗装を前記可動導体と同電位にしたことを特徴とする真空スイッチギヤ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の真空スイッチギヤにおいて、
   前記絶縁ロッドと前記絶縁ブッシングとが、リング状のゴムを介して摺動することを特徴とする真空スイッチギヤ。
7. 請求項３ないし５のいずれかに記載の真空スイッチギヤにおいて、
   前記絶縁ブッシングの外表面側に、外表面の導電塗装とは電気的に絶縁され、かつ内表面の導電塗装と対向するように端子をモールドし、該端子の誘起電圧を測定する手段を備え、前記複数の真空バルブを切状態とし、各真空バルブの固定側から電圧を印加し、前記端子に電圧が誘起された場合に前記真空バルブの圧力異常と判定することを特徴とする真空スイッチギヤ。
8. それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、
   前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、該導体と連結した絶縁ロッドを有し、該絶縁ロッドが貫通し、かつ前記絶縁容器に固定するゴム製の絶縁ブッシングを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤ。
9. それぞれが接離自在の接点を有する２対の真空バルブを有し、該２対の真空バルブを絶縁容器にモールドし、該絶縁容器の外表面の導電塗装を接地して成る真空スイッチギヤにおいて、
   前記２対の真空バルブの可動導体を導体にて接続し、該導体と連結した絶縁ロッドと、該絶縁ロッドを貫通させた絶縁ブッシングとを備え、前記真空バルブと前記絶縁ブッシングをともに前記絶縁容器にモールドすることを特徴とする真空スイッチギヤ。

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