JP5552903B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、盤内に絶縁性ガスで満たされた金属密閉容器を構築して主回路機器を配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，放圧穴などの開口部とそ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、母線ブッシングを介して他の列盤構成された開閉装置に配線して給電を行う配電機器であり、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盤内に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）の盤内構成を図５に示す。
図５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は受電側の断路器、３ａは断路器３の操作部、４は回路遮断器、４ａは回路遮４の操作部、５は母線側の断路器、５ａは断路器５の操作部、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ガス圧：０．２〜０．３ＭＰａ程度に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。

また、密閉容器８の壁面には、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、放圧板９に対応する放圧口、およびマンホール，ハンドホールなどの点検口（不図示）などが開口している。

ここで、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、盤内に組み込む際には密閉容器８の外側から前記の機器取付口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リングを介装して封入ガスが漏出しないように密閉容器１の開口部を気密に封止している。

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および断路器３，５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，放圧口についても同様にフランジとの間に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６は盤内に組み込んだ密閉容器８と該密閉容器の開口部に被せたフランジ部材１１（以下、主回路機器の取付フランジ、および点検口，放熱穴のフランジカバーを総称して「フランジ部材」と称する）との間をシールする従来の気密保持構造を表す図である。すなわち、厚板の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凹状のＯリング溝１１ａが切削加工してあり、このＯリング溝１１ａの溝内にゴム製のＯリング１２を嵌入セットされる。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が分散して例えば溶接接合により植設されている。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１４を螺合してフランジ部材１１を締結し、Ｏリング１２に所定の"潰し代"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、Ｏリング溝は板厚の厚い鋼板で構成した密閉容器８の開口部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、前記の密閉容器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各フランジ部材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、および機器取付フランジ，フランジカバーなどのフランジ部材１１を薄鋼板で作製すると、このままでは鋼板に切削加工を施してＯリング１２を介挿保持する所要深さのＯリング溝１１ａを形成することが難しく、また主回路機器を取付ける密閉容器８の開口部に所要の機械的強度を確保することが困難となる。

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、および該密閉容器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，材料費の低減を図りつつ、密閉容器とフランジ部材との間に介装したＯリングを圧縮状態に保持して密閉容器の開口部を気密封止し、しかも開口部の機械的強度も確保でき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、この発明によれば盤内に絶縁性ガスで満たされた金属密閉容器を構築して主回路機器を配置したガス絶縁開閉装置であって、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などの開口部にＯリングを介してフランジ部材を重ね合わせた上で、前記密閉容器とフランジ部材との間をボルト締結することで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気密保持構造において、
前記密閉容器、およびフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、かつ密閉容器には開口部の周域に沿って鍔状のＯリング保持ガイドを起立形成し、該保持ガイドの外周に添わせて前記Ｏリングを介装セットし、かつＯリングの外周側に配した間座を介して前記密閉容器の内側からシールワッシャを介して前記フランジ部材にボルトを通して前記密閉容器とフランジ部材との間を締結することにより前記Ｏリングを圧縮状態に加圧保持するものとし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成することができる。
（１）請求項１において、間座に穿孔したボルト通し穴にタップ加工を施し、該間座にボルトを螺合して密閉容器の板面に締結固定する（請求項２）。
（２）請求項２において、間座にボルトよりも径大なボルト通し穴を開口し、該穴の中に嵌入したナットをボルトに螺合して密閉容器の板面に締結固定する（請求項３）。
また、請求項４の発明は、盤内に絶縁性ガスで満たされた金属密閉容器を構築して主回路機器を配置したガス絶縁開閉装置であって、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などの開口部にＯリングを介してフランジ部材を重ね合わせた上で、前記密閉容器とフランジ部材との間をボルト締結することで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気密保持構造において、
前記密閉容器、およびフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、かつ密閉容器には開口部の周域に沿って鍔状のＯリング保持ガイドを起立形成し、該鍔状Ｏリング保持ガイドの内周側にＯリングと間座をそれぞれ介装セットした上で、前記間座を介してボルトを前記フランジ部材側からシールワッシャを介して前記密閉容器に通して前記フランジ部材と密閉容器との間を締結することにより前記Ｏリングを圧縮状態に加圧保持したことを特徴とする。
そして、請求項４の発明においては、密閉容器にケージナットを固着してボルトを締結することができる(請求項５)。

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，フランジカバー等のフランジ部材に、そのままではＯリング溝の切削加工が難しい薄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、密閉容器の開口部周域に起立形成した鍔状のＯリング保持ガイドにＯリングを介装セットした上で、密閉容器とフランジ部材との間に間座を介して通したボルトのボルト・ナット締結によりＯリングを圧縮状態に加圧保持して密閉容器の開口部を適正に気密封止することができ、しかも密閉容器の開口部周域に起立形成した前記Ｏリング保持ガイドが補強リブの役目を果たしてフランジ部材を取付ける開口部の機械的強度を増強できる。

また、前記ボルトにＯリング溝の深さに対応する厚さの間座（ライナー）を組み合わせることで、ボルトの締結によりＯリングに適正な"潰し代"を与えて高いシール機能を確保でき、さらに密閉容器，フランジ部材に穿孔したボルト通し穴にシールワッシャを介してボルトを締結することで、前記ボルト通し穴を気密に封止することができる。

加えて、密閉容器とフランジ部材との間に通常のボルトを通してボルト・ナット締結するようにしたので、従来構造のスタッドボルトのように密閉容器にボルトを溶接接合する必要もなく、これにより少ない部品点数，組立工数で密閉容器の開口部とここに被せたフランジ部材との間を適正に気密封止できる。

この発明の第１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２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実施例による気密保持構造を表す断面図である。 図１，図２におけるＯリング保持ガイドの構造図であって、（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５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４に示す実施例を参照して説明する。なお、各実施例において図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。

まず、本発明の請求項１、２に係わる実施例１の構造を図１に示す。
図１において、ガス絶縁開閉装置（図５参照）の盤内に構築した箱型の密閉容器８は板厚数mm程度の薄鋼板で作られており、該密閉容器８に開口した機器取付口，点検口などの開口部８ａには、開口穴の周縁に沿って断面Ｌ形に起立する鍔状のＯリング保持ガイド８ｂが板金曲げ加工（プレス，絞り加工など）により容器の外側に向けて形成されている。なお、このＯリング保持ガイド８ｂの起立高さ寸法は、Ｏリング１２に"潰し代"を与えた圧縮状態の寸法よりも若干低くなるように設定する。

また、前記開口部８ａを塞ぐように密閉容器８の外側から被せたフランジ部材（主回路機器の取付フランジ，放圧板，点検蓋など）１１は、前記密閉容器８と同様に薄鋼板で作られている。そして、密閉容器８とフランジ部材１１との間を気密封止するＯリング１２は、前記Ｏリング保持ガイド８ａの外周側に介装セットした上で、次記のボルト・ナット締結機構により圧縮状態に加圧保持される。

すなわち、Ｏリング１２を挟んで前記Ｏリング保持ガイド８ｂの外周側に間座（ライナー）１６を配置した上で、該間座１６を貫通して密閉容器８の内側からフランジ部材１１との間に跨がってボルト１５を通し、フランジ部材１１の外側からスプリングワッシャ、座金と組み合わせたナット１４によりボルト・ナット締結してＯリング１２を圧縮状態に加圧する。ここで、図示実施例の間座１６は、ボルト通し穴にタップ加工を施した間座（ライナー）１６ａと、該間座１６ａの上に重ね合わせた調整用の間座１６ｂを重ね合わせ、密閉容器８の内側から通したボルト１８を前記間座１６ａに螺合して密閉容器８に締結固定する。

なお、前記の間座１６は、密閉容器８の開口部８ａの周域に振り分けて配した複数本のボルト１５と個々に対応するように分けて配置するか、あるいは開口部８ａの周域を取り囲むようなリング形状で構成するものとする。そして、間座１６の高さ（厚さ）はＯリング１２の径に対応するＯリング溝深さに合わせておく。一方、ボルト１５には、あらかじめシールワッシャ１７を介挿して密閉容器８の内側からに通すようにしている。これにより、Ｏリング保持ガイド８ｂの外周側に介装セットされたＯリング１２は、Ｏリング保持ガイド８ｂとその外周側に配した間座１６の間の空所に収まって保持される。

そして、密閉容器８の開口部８ａに外側からフランジ部材１１を重ね合わせた状態で、フランジ部材１１を貫通して外方に突き出たボルト１５にナット１４を螺合して締め付け、Ｏリング１２に所定の"潰し代"を与えて密閉容器８とフランジ部材１１との間をボルト・ナット締結する。これにより密閉容器８の開口部８ａが気密封止され、また密閉容器８に穿孔したボルト通し穴も同時にシールワッシャ１７で気密封止される。

上記した気密保持構造によれば、図６に示した従来構造のように密閉容器８にスタッドボルト１３を溶接する手間の係る組立作業が必要なく、通常のボルト・ナット締結により密閉容器８とフランジ部材１１との間に介装したＯリング１２を圧縮状態に加圧して開口部８ａを気密に封止できる。しかも、密閉容器８の開口部周縁に起立形成した鍔状のＯリング保持ガイド８ｂが補強リブとして機能するので、薄鋼板で作られた密閉容器８の開口部８ａに必要な機械的強度を確保することができる。

なお、この実施例では間座１６に二枚の間座１６ａと１６ｂを用いて高さを調整しているが、一枚のタップ付き間座で構成してもよい。また、密閉容器８の開口部周縁に起立形成したＯリング保持ガイド８ｂについても、図４（ａ）で示すように板金曲げ加工（プレス，絞り加工など）により形成するほか、図４（ｂ）のように密閉容器８の開口部８ａに合わせて作られた別部品の筒体８ｃ−１を開口部８ａに溶接接合して構成することもできる。

次に、前記実施例１の応用実施例として、本発明の請求項３に係る実施例２の構成を図２に示す。この実施例では、密閉容器８とフランジ部材１１との間を締結するボルト・ナット締結機構として、実施例１の間座１６ａにタップ加工を施す代わりに、間座に１６にボルト１５よりも径大なバカ穴のボルト通し穴を開口しておく。そして、密閉容器８の内側から通したボルト１５を密閉容器に締結する際には、前記間座１６ａのバカ穴の中に嵌入したナット１８をボルト１５に螺合，締め付けして密閉容器８の板面に締結固定するようにしており、その他の構造，組立手順は実施例１と同様である。

次に、本発明の請求項４，５に係わる実施例３の構造を図３に示す。先記の実施例１，実施例２では、いずれもＯリング保持ガイド８ｂを密閉容器８の開口部８ａの内周縁に沿って起立形成し、ボルト１５は密閉容器８の内側から通して密閉容器の板面に締結固定している。これに対して、この実施例３ではＯリング保持ガイド８ｂが、密閉容器８の開口部８ａから間座１６を挟んでその外周側に起立形成されており、Ｏリング１２はこのＯリング保持ガイド８ｂの内周側に介装セットするようにしている。また、ボルト・ナット締結機構についても、ボルト１５をフランジ部材１１の上側から通し、あらかじめ密閉容器８の板面に固着しておいたケージナット１９に螺合して密閉容器８とフランジ部材１１との間をボルト・ナット締結している。なお、１９ａはケージナット１９を密閉容器８の開口穴に固着する固定金（フレーム）である。また、ボルト１５に嵌挿したシールワッシャ１７は、ボルト１５の頭部とフランジ部材１１の板面との間に挟持してフランジ部材１１に穿孔したボルト通し穴１１ｂを気密封止するようにしている。

上記構成によれば、先記の実施例１，２と同様に、密閉容器８と該密閉容器の開口部８ａに外側から被せたフランジ部材１１との間に介装したＯリング１２を圧縮状態に加圧保持して開口部８ａを気密に封止することができる。しかも、ケージナット１９をあらかじめ密閉容器８に固着しておくことで、ボルト１５をフランジ部材１１の外側から螺合してボルト締めすることが可能となる。

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
８ｂ：Ｏリング保持ガイド
１１：フランジ部材
１２：Ｏリング
１４：ナット
１５：ボルト
１６：間座（ライナー）
１７：シールワッシャ
１８：ナット
１９：ケージナット

Claims (5)

1. 盤内に絶縁性ガスで満たされた金属密閉容器を構築して主回路機器を配置したガス絶縁開閉装置であって、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などの開口部にＯリングを介してフランジ部材を重ね合わせた上で、前記密閉容器とフランジ部材との間をボルト締結することで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気密保持構造において、
   前記密閉容器、およびフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、かつ密閉容器には開口部の周域に沿って鍔状のＯリング保持ガイドを起立形成し、該保持ガイドの外周に添わせて前記Ｏリングを介装セットし、かつＯリングの外周側に配した間座を介して前記密閉容器の内側からシールワッシャを介して前記フランジ部材にボルトを通して前記密閉容器とフランジ部材との間を締結することにより前記Ｏリングを圧縮状態に加圧保持したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、間座に穿孔したボルト通し穴にタップ加工を施し、該間座にボルトを螺合して密閉容器の板面に締結固定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
3. 請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、間座にボルトよりも径大なボルト通し穴を開口し、該穴の中に嵌入したナットをボルトに螺合して密閉容器の板面に締結固定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
4. 盤内に絶縁性ガスで満たされた金属密閉容器を構築して主回路機器を配置したガス絶縁開閉装置であって、前記密閉容器の壁面に開口した主回路機器の取付口，点検口などの開口部にＯリングを介してフランジ部材を重ね合わせた上で、前記密閉容器とフランジ部材との間をボルト締結することで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気密保持構造において、
   前記密閉容器、およびフランジ部材を薄肉な鋼板製とし、かつ密閉容器には開口部の周域に沿って鍔状のＯリング保持ガイドを起立形成し、該鍔状Ｏリング保持ガイドの内周側にＯリングと間座をそれぞれ介装セットした上で、前記間座を介してボルトを前記フランジ部材側からシールワッシャを介して前記密閉容器に通して前記フランジ部材と密閉容器との間を締結することにより前記Ｏリングを圧縮状態に加圧保持したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
5. 請求項４に記載のガス絶縁開閉装置において、密閉容器にケージナットを固着してボルトを締結したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。

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