JP5440037B2 - ガス絶縁開閉装置の気密保持構造 - Google Patents

Description

この発明は、絶縁性ガスで満たされた密封容器の内部に主回路機器を設置したガス絶縁開閉装置に関し、詳しくは前記密閉容器の壁面に開口した開閉機器の取付口，点検口，放圧穴などとこの開口部に被せたフランジ部材との間の気密保持構造に係わる。

頭記のガス絶縁開閉装置は電力系統から盤内に引き込んだ電力ケーブルに受電断路器，回路遮断器，母線用断路器などを順に接続し、母線を介して他の列盤構成された開閉装置に配線して負荷への給電を行うものであり、前記の各主回路機器は絶縁性ガス（例えば、ＳＦ₆ガス）で満たされた金属製の箱型密閉容器に収容して組み付けられている。

次に、従来のガス絶縁開閉装置（例えば、特許文献１参照）の盤内構造を図７に示す。
図において、１は開閉装置の盤キャビネット、１ａは盤扉、２は盤内に引き込んだ電力ケーブル、３は受電用断路器、３ａは操作部、４は回路遮断器、４ａは操作部、５は母線用断路器、６は母線、７はアレスター、８は前記の主回路機器を収容する金属製（例えば板厚５〜６mm程度の鋼板の溶接構造）の密閉容器、９は密閉容器８に付設した放圧板、１０は制御部であり、前記の密閉容器８にはＳＦ₆ガスなどの絶縁性ガスを加圧封入して主回路機器の充電部の絶縁性を高めるようにしている。

ここで、密閉容器８の外周壁面には、前記した各主回路機器の取付け位置に合わせて開口した機器取付口のほかに、ハンドホールなどの点検口（不図示）、および放圧板９に対応する放圧口などが開口している。

一方、前記の主回路機器について、例えば図示の回路遮断器４は遮断器本体およびその操作部４ａとの組立体に取付フランジ４ｂを付設しておき、盤内に組み込むには密閉容器８の外側から前記の機器取付穴を通じて遮断器本体を容器内に収容した上で、前記取付フランジ４ｂを密閉容器８の開口部（機器取付口）に外側から重ね合わせてボルト締結し、さらにこの重ね合わせ面には後記のようにＯリングを介装，圧縮して封入ガスが漏出しないように密閉容器８の開口部を気密封止している。

また、回路遮断器以外の電力ケーブル２の貫通ブッシング２ａ，受電用断路器３，母線用断路器５についても前記と同様に、密閉容器８の開口部とこの開口部に外側から被せたフランジとの重ね合わせ面にＯリングを介装した気密保持構造を採用して気密封止している。そのほか、前記点検口，放圧穴についても、点検口，放圧穴に重ね合わせたフランジカバー，放圧板のフランジとの間にＯリングを介装して気密保持するようにしている。

一方、図８は図７の盤内に組み込んだ密閉容器８と該密閉容器の開口部８ａに重ね合わせたフランジ部材１１（以下、主回路機器の取付フランジ、および点検口，放圧穴のフランジカバーを総称して「フランジ部材」と称する）との間の隙間をシールする従来の気密保持構造を表す図であり、板厚の厚い鋼板製になるフランジ部材１１には密閉容器８の開口部８ａの周域との対向面域に断面Ｕ形のＯリング溝１１ａを切削加工により形成した上で、このＯリング溝１１ａの溝内にゴム製のＯリング１２を嵌入セットする。また、密閉容器８の開口部周域には複数本のスタッドボルト１３を分散して植設（例えば溶接）しておく。そして、フランジ部材１１を密閉容器８の開口部８ａに被せた状態で前記スタッドボルト１３にナット１３ａを螺合してフランジ部材１１を締め付け、Ｏリング１２に所定の"つぶし代"を与えた圧縮状態で開口部８ａを気密封止するようにしている。

なお、前記のＯリング溝１１ａは板厚の厚い鋼板で構成した密閉容器８の開口部８ａ周縁に沿って鋼板の板面に切削加工する場合もある。

特開２００４−６４９５５号公報（図１）

上記のガス絶縁開閉装置について、昨今では小形，軽量化、および材料費の低減化を図るために、前記密閉容器８，各主回路機器の取付フランジ，点検口のフランジカバーなどのフランジ部材１１について薄板化が推し進められている。しかしながら、密閉容器８，機器の取付フランジ，フランジカバー等のフランジ部材１１を薄鋼板で作製すると、このままでは鋼板の板厚不足からＯリング１２を保持する所要深さのＯリング溝１１ａの切削加工が困難となるほか、主回路機器を取付ける密閉容器の開口部の機械的な強度も低下する。また、Ｏリング溝１１ａにＯリング１２を挿入したままでは、フランジ部材１１の取付作業の際にＯリング１２がＯリング溝１１ａから脱落して組立作業に支障をきたすおそれがある。

この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ガス絶縁開閉装置の盤内に構築して主回路機器を組み付ける絶縁ガス封入形の密閉容器、およびその開口部を閉塞する主回路機器の取付フランジ，点検口のフランジカバーなどのフランジ部材に薄鋼板を採用して密閉容器の軽量化，材料費の低減化を図りつつ、密閉容器の開口部とフランジ部材との間に介装したシール用のＯリングを圧縮状態に安定保持して適正に気密封止が行えるように改良したガス絶縁開閉装置の気密保持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明は、絶縁性ガスで満たされた金属製密閉容器に主回路機器を収容配置したガス絶縁開閉装置で、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などに取付フランジ，フランジカバーとしてのフランジ部材を重ね合わせて被せ、両者間に介装したＯリングを圧縮状態に加圧して密閉容器の開口部を気密封止するようにしたものにおいて、
前記密閉容器、および該密閉容器の開口部に被せるフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、前記密閉容器の開口部周縁を外側から取り囲むように環状の間座を配置し、Ｏリングと一体に鍔状の保持板を設け、該保持板を前記間座の間に重ね合わせてＯリングを介装位置に保持し、前記密閉容器の開口部に被せたフランジ部材を前記間座に重ね合わせてボルトで前記密封容器に締結してＯリングを圧縮状態に加圧するようにしたことを特徴とするものである。
第２の発明は、絶縁性ガスで満たされた金属製密閉容器に主回路機器を収容配置したガス絶縁開閉装置で、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などに取付フランジ，フランジカバーとしてのフランジ部材を重ね合わせて被せ、両者間に介装したＯリングを圧縮状態に加圧して密閉容器の開口部を気密封止するようにしたものにおいて、
前記密閉容器、および該密閉容器の開口部に被せるフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、密閉容器の開口部周縁に沿って起立形成した鍔状の内周ガイドと、該内周ガイドを外側から取り囲むように対向して密閉容器の壁面上に立設した筒状の外周ガイド板との間にＯリング溝を画成し、該溝内にＯリングをセットした状態で密閉容器の開口部に被せたフランジ部材を、前記外周ガイド板にボルト締結した押さえ板により押さえ込んでＯリングを圧縮状態に加圧することを特徴とするものである。

上記の気密保持構造によれば、密閉容器、および機器取付フランジ，フランジカバーとしてのフランジ部材の鋼材に、そのままではＯリング溝の切削加工が困難な薄肉鋼板を採用してガス絶縁開閉装置の軽量化，材料費の低減化を図りつつ、切削加工の代わりに前記フランジ部材の周縁部分に板金曲げ加工（プレス曲げ，絞り加工などによる）を施すことで、両者の間にＯリング溝を画成してこの溝内にＯリングをセットして保持することができる。しかも、このＯリング溝の形成に対応して密閉容器の開口部，フランジ部材に曲げ加工を施したことにより、その曲げ加工により強度がアップして主回路機器などの取付部に対する必要な強度を確保できる効果が得られる。

また、Ｏリングの内周側にヘアピン状の鍔部を一体形成し、この鍔部を密閉容器の開口部周縁に係合してＯリングを介装位置に保持するようにしたことにより、主回路機器などを密閉容器に取り付ける組立作業中にＯリングが誤って脱落するのを防ぐことができるほか、Ｏリングの装着状態では密閉容器の開口端縁（開口部の切断加工により開口端縁は鋭利なエッジを呈している）をゴム材質の鍔部が覆うので、作業者が手を触れても怪我するおそれがなく、安全に作業を進めることができる利点も得られる。

さらに、密閉容器の開口部周縁に起立形成した鍔状の内周ガイドと、この内周ガイドを外側から取り巻くようにして密閉容器の壁面とフランジ部材との間に介挿配置した環状の間座（ライナー），ないし密閉容器の壁面に溶接接合して立設した外周ガイド板との間にＯリング溝を画成することで、フランジ部材を被せる前の段階でＯリングを所定位置に介挿セットすることが可能となる。また、この間座の厚さをＯリング溝の深さに合わせて設定しておくことで、密閉容器の開口部に被せたフランジ部材をボルト締結した際に、Ｏリングに所定の"つぶし代"を与えて適正なシール機能を発揮できる。また、これと同様な効果は、間座の代わりに密閉容器の壁面に外周ガイド板を立設した上で、ここに押さえ板をボルト締結した構造によっても得られる。

さらに加えて、Ｏリングと一体に鍔状の保持板（金属板）を設け、この保持板を前記した間座の間に挟み込むことで、セットしたＯリングの脱落，不要なズレ，変形を防いで所定の介挿位置に安定保持させることができる。

この発明の第１実施例による気密保持構造図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ異なる構造例の断面図である。 この発明の第２実施例による気密保持構造図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ異なる構造例の断面図である。 この発明の第３実施例による気密保持構造を表す断面図である。 この発明の第４実施例による気密保持構造を表す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）における鍔付きＯリングの部分斜視図である。 この発明の第５実施例による気密保持構造を表す断面図である。 この発明の第３実施例ないし第５の実施例に適用する密閉容器の開口部に形成した内周ガイドの構造を表す図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる構造例の断面図である。 この発明の実施対象となるガス絶縁開閉装置の盤内構造を表す縦断面図である。 図７における矢視Ａ部の従来の気密保持構造を表す模式断面図である。

以下、この発明による実施の形態を図１〜図６に示す各実施例に基づいて説明する。

まず、この発明の実施例を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。各図において、８は板厚数mm程度の薄鋼板を採用してガス絶縁開閉装置（図３参照）の盤内に構築した箱型の密閉容器、８ａは密閉容器８の壁面に主回路機器，フランジカバーなどを取付けるために開口した機器取付口，点検口などの開口部、１２は気密封止用のＯリング、１４は前記密閉容器８と同様な薄鋼板で作られた主回路機器の取付フランジ，放圧板，点検蓋などのフランジ部材、１５はＯリング１２を保持するよう密閉容器８とフランジ部材１４との間の対向面域に画成したＯリング溝であり、このＯリング溝１５は次記のように密閉容器８の開口部８ａを取り囲む周域，もしくはフランジ部材１４の外周域に板金曲げ加工（プレス，絞り加工など）を施して形成されている。

すなわち、図１（ａ）の構造では、密閉容器８の開口部外周に沿い断面Ｕ字形の凹部８ｂを曲げ加工してＯリング溝１５を形成した上で、このＯリング溝１５にＯリング１２をセットし、この上にフランジ部材１４を重ね合わせ、この状態で図８と同様にフランジ部材１４を密閉容器８にボルト締結している（不図示）。これにより、Ｏリング１２が加圧，圧縮されて密閉容器８に加圧封入した絶縁性ガスが開口部８ａに重なり合うフランジ部材１４との間の隙間を通じて外方に漏出しないよう気密封止される。

また、図１（ｂ）の構造では、前記（ａ）図の構造とは逆にフランジ部材１４の板面に断面Ｕ形の凹部１４ａを加工してＯリング溝１５を形成し、このＯリング溝１５に嵌入セットしたＯリング１２を挟んでフランジ部材１４をフラットな密閉容器８の壁面に重ね合わせてボルト締結するようにしている。

さらに、図１（ｃ）の構造では、密閉容器８とフランジ部材１４の双方にＺ字曲げ加工を施して内外周に対峙する起立周壁８ｃ，１４ｂを形成しておき、密閉容器８の開口部にフランジ部材１４を重ねあわせた状態で、両者の間にＯリング溝１５を形成している。

上記した（ａ）〜（ｃ）の気密保持構造によれば、密閉容器８，フランジ部材１４に薄鋼板を採用して密閉容器の軽量化，材料費低減化を図りつつ、鋼板の板金曲げ加工により開口部の周縁にＯリング溝１５を形成し、この溝内に介装したＯリング１２で気密封止を行うことができる。しかも、前記の板金曲げ加工により主回路機器，フランジカバーなどの取付部に対する度アップの補強効果も得られる。

次に、この発明の第２の実施例を図２（ａ）〜（ｄ）で説明する。この実施例では、（ａ）図のようにＯリング１２の長手方向に沿い一端をＯリングに連ねて断面形状がヘアピン状になる鍔部１２ａを一体に成形している。

そして、前記の鍔付きＯリング１２を密閉容器８の開口部８ａとフランジ部材１４との間に次記のように画成したＯリング溝１５にセットする際に、鍔部１２ａを密閉容器８の開口部８ａの内周縁に係合してＯリング１２を定位置に保持する。この状態で、次に密閉容器８の上にフランジ部材１４を被せて両者の間をボルト締結する。

ここで、（ｂ）図の構造では、密閉容器８の開口部８ａに板金曲げ加工を施しＺ字形の屈曲部８ｄを形成し、この上にフラットなフランジ部材１４を重ね合わせて両者の間にＯリング溝１５を画成している。一方、（ｃ）図の構造では、（ｂ）図と逆にフランジ部材１４にＺ字形の板金曲げ加工を施した上で、フラットな密閉容器８の壁面に重ねて両者の間にＯリング溝１５を画成するようにしている。

さらに、（ｄ）図の構造では密閉容器８，およびフランジ部材１４の双方に位置を揃えて反対方向にＺ字形の板金曲げ加工を施してこの部分にＯリング溝１５を画成している。

上記の気密保持構造によれば、密閉容器８の開口部８ａの向きに関係なく、組立作業の際にＯリング１２の鍔部１２ａを密閉容器８の開口部端縁に引っ掛けて脱落しないよう係合保持することができる。これによりＯリング１２の取付け作業性が大幅に改善される。
しかも、Ｏリング１２を密閉容器８の開口部に装着した状態では、鍔部１２ａが開口部の端縁エッジを覆うことになるので、作業者の手が開口部の端縁に触れて怪我する危険も防ぐことができる。

なお、密閉容器８の壁面に開口した点検口を閉塞するフランジカバー、放圧口に配した放圧板９（図３参照）についても、前記と同様な気密保持構造を採用することができる。

次に、この発明の第３の実施例を図３に示す。この実施例においては、密閉容器８の開口部周縁に沿ってフランジ部材側に向けて突き出すように起立形成した鍔状の内周ガイド８ｅと、Ｏリング溝１５の溝深さに相応する厚さＤに設定して前記内周ガイドを外側から取り囲むように対向配置した環状の間座１６（１枚または２枚のライナー）との間にＯリング溝１５を画成している。

なお、前記の内周ガイド８ｅは、図６（ａ）のように密閉容器８の開口部周縁に板金曲げ加工を施して形成するか、あるいは図６（ｂ）のように密閉容器８の開口部周縁に別部品として作られた筒形部材を溶接接合して内周ガイド８ｅ形成することもできる。一方、前記間座１６は密閉容器８に立設したスタッドボルト１３に嵌挿して所定位置に保持している。また、内周ガイド８ｅの起立高さは、間座１６の厚さＤと同等，ないし若干小さく設定しておく。

そして、このＯリング溝１５にＯリング１２を介装セットした状態で、前記間座１６の上に重ね合わせて密閉容器８の開口部に被せたフランジ部材１４をスタッドボルト１３，ナット１３ａにより締結してＯリング１２を圧縮状態に加圧する。これにより、Ｏリング１２は密閉容器８とフランジ部材１４との間に加圧，圧縮されて密閉容器８の開口部を気密封止する。しかも、前記のように間座１６の厚みをあらかじめ所定のＯリング溝深さに合わせて設定しておくことにより、フランジ部材１４をボルト締結した状態ではＯリング１２に所定の"つぶし代"を与えて適正なシール機能を発揮させることができる。また、前記内周ガイド８ｅを起立形成したことで、Ｏリング１２の安定保持と併せて、密閉容器８の開口部を機械的に強度アップできる。

次に、この発明の第４の実施例を図４（ａ），（ｂ）に示す。この実施例は、先記実施例３の応用例であり、密閉容器８の内周ガイド８ｅと間座１６との間に画成したＯリング溝１５にセットしたＯリング１２には、該Ｏリング１２と一体に外側方に延在する鍔状の保持板１２ｂ（例えば金属板で作られている）が付設されている。

そして、この鍔付きＯリング１２をセットする際に、前記保持板１２ｂを図示のように２枚のライナーからなる間座１６の間に挟み込んでＯリング１２を所定の介装位置に保持する。これにより、先記した実施例２の鍔付きＯリングと同様に、Ｏリング溝１５にセットしたＯリング１２の脱落防止効果が得られる。また、密閉容器８に封入したガス圧が加わった状態でも、Ｏリング１２が溝内で不要にずれたり、異常に変形したりすることがなくて安定したシール機能を発揮できる。

また、間座１６と保持板１２ｂの厚みを、フランジ部材１４をボルト締結した状態ではＯリング１２に所定の"つぶし代"を与える厚さに設定しておくことにより、適正なシール機能を発揮させることができる。

なお、Ｏリング１２は、保持板１２ｂにより間座１６と共に保持されて移動しないため、密閉容器８の内周ガイド８ｅは不要とすることも可能である。

次に、この発明の第５の実施例を図５に示す。この実施例では、密閉容器８の開口部周縁に先記実施例３と同様な内周ガイド８ｅを起立形成するとともに、該内周ガイド８ｅを外側から取り囲むように対向して密閉容器８の壁面上には、図示のように上半部が外側に向け断面"く字"形に傾斜した筒状の外周ガイド板１７を溶接接合して立設し、該外周ガイド板１７と前記内周ガイド８ｅとの間にＯリング溝１５を画成している。

そして、Ｏリング溝１５にＯリング１２を介装セットした状態で、密閉容器８の開口部に被せたフランジ部材１４を、前記外周ガイド板１７の上半部に重ね合わせて締結ボルト１８で締結した押さえ板１９により前記内周ガイド８ｅの上に押さえ込み、この状態でＯリング１２を圧縮状態に加圧して開口部の気密封止を行うようにしている。

この実施例の構成により、先記実施例３と同様な効果が得られて密閉容器８，フランジ部材１４の薄板化、およびそれに伴うコスト低減化が図れる。

１：ガス絶縁開閉装置の盤フレーム
２：電力ケーブル
３：受電用断路器
４：回路遮断器
５：母線用断路器、
６：母線
８：密閉容器
８ａ：密閉容器の開口部
８ｅ：内周ガイド
１２：Ｏリング
１２ａ：鍔部
１３：スタッドボルト
１４：フランジ部材
１５：Ｏリング溝
１６：間座（ライナー）
１７：外周ガイド板
１９：押さえ板

Claims (2)

1. 絶縁性ガスで満たされた金属製密閉容器に主回路機器を収容配置したガス絶縁開閉装置で、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などに取付フランジ，フランジカバーとしてのフランジ部材を重ね合わせて被せ、両者間に介装したＯリングを圧縮状態に加圧して密閉容器の開口部を気密封止するようにしたものにおいて、
   前記密閉容器、および該密閉容器の開口部に被せるフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、前記密閉容器の開口部周縁を外側から取り囲むように環状の間座を配置し、Ｏリングと一体に鍔状の保持板を設け、該保持板を前記間座の間に重ね合わせてＯリングを介装位置に保持し、前記密閉容器の開口部に被せたフランジ部材を前記間座に重ね合わせてボルトで前記密封容器に締結してＯリングを圧縮状態に加圧するようにしたことを特徴とするガス絶縁開閉装置の気密保持構造。
2. 絶縁性ガスで満たされた金属製密閉容器に主回路機器を収容配置したガス絶縁開閉装置で、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などに取付フランジ，フランジカバーとしてのフランジ部材を重ね合わせて被せ、両者間に介装したＯリングを圧縮状態に加圧して密閉容器の開口部を気密封止するようにしたものにおいて、
   前記密閉容器、および該密閉容器の開口部に被せるフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、密閉容器の開口部周縁に沿って起立形成した鍔状の内周ガイドと、該内周ガイドを外側から取り囲むように対向して密閉容器の壁面上に立設した筒状の外周ガイド板との間にＯリング溝を画成し、該溝内にＯリングをセットした状態で密閉容器の開口部に被せたフランジ部材を、前記外周ガイド板にボルト締結した押さえ板により押さえ込んでＯリングを圧縮状態に加圧するようにしたことを特徴とするガス絶縁開閉装置の気密保持構造。

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