JP5837163B2 - 真空遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、真空遮断器に関し、特に主回路部に付属機器が接続される真空遮断器に関するものである。

電力系統に使用される遮断器としては、従来からガス遮断器がよく知られている。このガス遮断器に使用される絶縁性ガスは、例えば、ＳＦ６ガスである。ＳＦ６ガスは、絶縁耐力が高く、不活性であり、熱伝導性も高い等の優れた絶縁特性を有する反面、地球温暖化係数が非常に高いという問題点を抱えている。このため、ＳＦ６ガスの使用を規制する動きが強まり、ＳＦ６ガスを使用したガス遮断器に替えて、ＳＦ６ガスを使わない真空遮断器に置き換える方向にある。この場合、遮断器が収容された盤全体を置き換えることは費用負担が大きく、また工期も長くかかるため、既設の盤に収容されたガス遮断器の部分のみを真空遮断器に置き換えるような技術も提案されている。

既設の遮断器を真空遮断器に置き替える技術として、例えば、図５のような遮断器が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
この特許文献１に示された技術は、磁気遮断器から真空遮断器に更新する例であるが、図５に示すように磁気遮断器および既設配電盤の仕様に適合する真空遮断器２１を選択し、盤内に真空遮断器２１の固定枠２２を設置して真空遮断器２１を載置するものである。また、適宜、バリヤ２３等を追加し、更にサージアブソーバとして、遮断器室の後方のフィーダ室にＣＲサプレッサ２４を設置している。ここで、真空遮断器２１の主回路端子の一端側は、既設の母線２５に接続され、他端側は、接続導体を介して既設の負荷側のケーブル２６に接続される。
このような真空遮断器２１は、真空中で電流を高速で遮断するため、非常に優れた遮断性能を有するが、開閉時にサージ電圧が発生し、負荷によってはＣＲサプレッサ２４のようなサージアブソーバが必要となり、真空遮断器２１への置き換え時に追加設置されることになる。

特開２００５−２６９７７１号公報（第３−４頁、図３）

特許文献１に示すような遮断器の更新作業においては、ＣＲサプレッサを配電盤内の遮断器室の奥に配置し、ケーブルや導体で接続することになるため、ＣＲサプレッサを配電盤内へ設置する際、さまざまな部品を外す必要があり、また、狭い場所のために、場合によってはＣＲサプレッサを作業員が担いで移動させるようなことも必要となる。さらに、奥まったところでの接続作業となり、配置や接続の作業性が悪く、長い作業時間を要するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ＣＲサプレッサ等のサージアブソーバの設置及び組立が容易な真空遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係る真空遮断器は、固定接点および可動接点を有する真空バルブと、前記真空バルブの軸線を上下に向けて前記真空バルブを収容する本体フレームと、前記真空バルブの上部側及び下部側接点に電気的に接続され、前記本体フレームの後方に導出された上部側及び下部側の主回路端子と、前記本体フレームが搭載され、前後方向に移動可能な台車フレームと、前記本体フレームの後方で前記下部側の主回路端子の下方に配置され、上部に前記下部側の主回路端子に接続される接続端子を有するサージアブソーバと、真空遮断器の相数分の前記サージアブソーバを水平に並べ、かつ、前記主回路端子の導出方向に対して直交する方向に並置し、前記サージアブソーバを一括して支持する本体ケースと、を備え、前記サージアブソーバの前記接続端子と前記下部側の主回路端子とを電気的に接続するように構成したものである。

この発明の真空遮断器によれば、軸線を上下に向けて真空バルブが収容された本体フレームの後方にサージアブソーバが配置され、サージアブソーバの接続端子と真空バルブの下部側の主回路端子に設けた接触子とを電気的に接続するように構成したため、サージアブソーバを容易に真空遮断器の主回路部に接続して設置することができる。このため、例えば、既設のガス遮断器を真空遮断器に置き換えるような作業において、サージアブソーバを新たに付設するような場合に、作業性が向上し、作業時間とコストを低減することができる。

この発明の実施の形態１に係る真空遮断器の要部を示す側面図である。 図１における真空遮断器の背面から見た背面図である。 図１におけるＡ−Ａ線から見た部分平面図である。 この本発明の実施の形態２に係る真空遮断器の要部を示す側面図である。 従来の真空遮断器の更新例を説明するための側面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る真空遮断器の要部を示す側面図であり、図２はその背面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線から見た部分平面図である。
なお、図１において、左側が真空遮断器１の前面側となるため、以下の説明では、背面、前方、後方、前後方向等の文言は、この前面側を基準にするものとする。

図において、真空遮断器１の遮断部を構成する真空バルブ２は、円筒状をした真空容器の内部に固定接点と可動接点（いずれも図示せず）が接離可能に配置され、本体フレーム３に収容されている。また、真空バルブ２の上部側から、固定接点に電気的につながる固定側主回路端子４が真空バルブ２の軸線と直交して背面側に引き出され、下部側から可動接点に電気的につながる可動側主回路端子５が固定側と同方向に引き出されている。
これら固定側主回路端子４及び可動側主回路端子５の各先端側には、主回路接触子６が設けられている。この主回路接触子６は、例えば、円周方向に多数の接触子片が配列され、その外周に設けられたばねによって接触子片が中心方向に付勢されるように構成されている。

また、本体フレーム３は、車輪７ａを備えた台車フレーム７に搭載され、前後方向に移動可能なように構成されている。さらに、本体フレーム３の前面側には、フェースプレート８が設けられ、フェースプレート８のすぐ背面側には、真空バルブ２の操作機構（図示せず）が収容されている。
真空バルブ２の可動接点から下方に引き出された可動電極棒２ａは、絶縁ロッド９及びリンク機構（図示せず）を介して操作機構に連結され、操作機構の動作により、真空バルブ２の可動接点が駆動され、固定接点に接離することにより、真空バルブ２の開閉が行われることになる。

真空遮断器１は、通常、スイッチギヤ等の盤の筐体の遮断器室内に収容されて、他の機器と組み合わされて使用される。図１に一点鎖線で示した部分は、その遮断器室１０を示している。遮断器室１０の床面には、台車フレーム７の車輪７ａをガイドするレール（図示せず）が設けられており、さらに遮断器室１０の後壁には、断路部１１が設けられている。断路部１１の中心導体に、真空バルブ２側の固定側主回路端子４及び可動側主回路端子５の各主回路接触子６が嵌合する。また、上下の断路部１１の後方側は、例えば、図５と同様に一方が主回路母線に接続され、他方が負荷側のケーブルに接続される。
このような構成のもとで、真空遮断器１のフェースプレート８に設けた取手を引いて前方に引き出すことで、主回路接触子６と断路部１１との接続が断たれ、断路状態となる。

ここで、本体フレーム３の後方の台車フレーム７上には、付属機器であるＣＲサプレッサ１２が載置されて固定されている。なお、ＣＲサプレッサ１２の本体ケース１２ａ内の図示は省略している。
図３に示すように、台車フレーム７への固定側は、ＣＲサプレッサ１２の本体ケース１２ａの左右に、台車フレーム７の後部左右の上面に載置して係合可能な取付フランジ１２ｂを設け、取付フランジ１２ｂの取付穴部を台車フレーム７側のねじ穴に合わせてボルトにより締結する。取付穴は、取付部の公差を考慮して調整可能なように、左右方向に長い長穴とするか、あるいは図３に示すように外側を切り欠いた形状としている。

一方、真空遮断器１の可動側主回路端子５の各相の、ＣＲサプレッサ１２と対向する側に接続導体１３を設け、その先端側に真空遮断器１の後方に向けて、間隔を開けて設けた一対の接触子１４を固着している。一対の接触子１４は、例えば、図示しないばね部材等を設けて間隔が狭まる方向に付勢している。
ＣＲサプレッサ１２の本体ケース１２ａの上面には、主回路側に接続される３相の接続端子１２ｃが突設されている。接続端子１２ｃは、本体ケース１２ａを台車フレーム７に固定する所定位置で接触子１４に嵌合し、所定の接触圧で接続されるようになっている。
また、ＣＲサプレッサ１２の本体ケース１２ａには接地端子１２ｄが設けられており、組立後、接地線１５で遮断器室１０側に接地される。
なお、接触子１４と接続端子１２ｃの形状は図に限定するものではなく、接続導体１３側に設ける接触子を例えば棒状にし、ＣＲサプレッサ１２の接続端子を、その棒状の接触子にスライドして嵌合可能な形状、すなわち、図と逆の関係にしても良い。

次に、上記のように構成された真空遮断器１の作用について説明する。
ガス遮断器が組み込まれたスイッチギヤ等において、そのガス遮断器の部分のみ真空遮断器に置き換えるような場合、真空遮断器１では高いサージ電圧が発生するので、そのサージ抑制のためにサージアブソーバとしてＣＲサプレッサ１２を設ける必要が生じる場合がある。
ＣＲサプレッサ１２は、コンデンサ（Ｃ）と抵抗（Ｒ）の直列回路が本体ケース１２ａに収容され、内部に絶縁油が封入されている。このため、容量にもよるが、例えば、重量は３０ｋｇ程度にもなるものもあり、取り扱いが容易ではない。すなわち、図５のように、遮断器室の後方のフィーダ室に設置するのは容易ではなく、非常に作業性が悪く困難が伴う。

これに対し、本実施の形態１の構成によれば、真空遮断器１を遮断器室１０に組み込む前に、上下の主回路端子４，５が組み付けられた状態で、背面側からＣＲサプレッサ１２の取付フランジ１２ｂの一端を台車フレーム７の後端上部に乗せて、所定の位置までスライドさせて押し込み移動させることによって、接続端子１２ｃを接触子１４に嵌合させて接続できるため、その位置で取付フランジ１２ｂをボルトにより台車フレーム７に固定すれば、容易に組立が完了する。この組立状態で、盤側の遮断器室１０に載置し、後方の接続位置まで移動させて断路部１１に接続すれば、真空遮断器１の置き換えを完了することができる。
また、リプレース等の場合には、上記と逆の手順で、容易にＣＲサプレッサ１２を真空遮断器１の本体部から切離し及び取外しを行うことができる。

なお、以上の説明では、遮断器本体の主回路部と接続される付属機器をＣＲサプレッサ１２としたが、付属機器はこれに限定するものではなく、ＣＲサプレッサ以外のサージアブソーバでも良く、また、計器用変圧器（ＶＴ）であっても同様の作用効果を得ることができる。
さらに、上記のような構成は、ガス遮断器を真空遮断器に更新するような場合に限定するものではなく、新規の真空遮断器にも適用できる。

以上のように、実施の形態１の真空遮断器によれば、固定接点および可動接点を有する真空バルブと、前記真空バルブの軸線を上下に向けて前記真空バルブを収容する本体フレームと、前記真空バルブの上部側及び下部側接点に電気的に接続され、前記本体フレームの後方に導出された上部側及び下部側の主回路端子と、前記本体フレームが搭載され、前後方向に移動可能な台車フレームと、前記本体フレームの後方で前記下部側の主回路端子の下方に配置され、上部に前記下部側の主回路端子に接続される接続端子を有するサージアブソーバと、真空遮断器の相数分の前記サージアブソーバを水平に並べ、かつ、前記主回路端子の導出方向に対して直交する方向に並置し、前記サージアブソーバを一括して支持する本体ケースと、を備え、前記サージアブソーバの前記接続端子と前記下部側の主回路端子とを電気的に接続するように構成したので、サージアブソーバを容易に真空遮断器の主回路部に接続して設置することができる。このため、例えば、既設のガス遮断器を真空遮断器に置き換えるような作業において、サージアブソーバを新たに付設するような場合に、作業性が向上し、作業時間とコストを低減させることができる。

また、サージアブソーバは、本体フレームの後方で、台車フレームに載置されて固定されるようにしたので、真空遮断器をスイッチギヤ等の盤の遮断器室に組み込む前にサージアブソーバを遮断器本体と一体に組み合わせることができ、作業性を向上させることができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る真空遮断器の要部構成を示す側面図で、図１と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。相違点は、付属機器であるＣＲサプレッサの組み付け構造である。

図４において、ＣＲサプレッサ１２は、台車フレーム７に取り付けるのではなく、台車フレーム７の間の遮断器室１０の床面に載置し、本体ケース１２ａを遮断器室１０に直接固定するものである。
すなわち、真空バルブ２を組み込んだ本体フレーム３を台車フレーム７に載置し、固定側主回路端子４及び可動側主回路端子５の各主回路接触子６が断路部１１に嵌合する接続位置にあって、ＣＲサプレッサ１２の棒状の接続端子１２ｃが接続導体１３に固着した接触子１４に嵌合する位置になるように、予めＣＲサプレッサ１２の遮断器室１０の床面への取り付け位置を決めておく。
このように構成することにより、台車フレーム７を取り付ける前に、ＣＲサプレッサ１２を遮断器室１０の床面に取り付け、さらに接地線１５で遮断器室１０側に接地することができる。その後、台車フレーム７を遮断器室１０のレールに乗せて接続位置まで押し込むことによって装置全体を構成することが可能である。
このようにＣＲサプレッサ１２を遮断器室１０の床面に取り付けるとともに接地線１５を遮断器室１０側へ接地する作業は、本体フレーム３を載置した台車フレーム７を配置する前の状態で行うことができるため、作業性よく行わせることができる。

なお、実施の形態１の場合と同様に、遮断器本体の主回路部と接続される付属機器は、サージアブソーバであるＣＲサプレッサに限定するものではなく、ＣＲサプレッサ以外のサージアブソーバでも良く、計器用変圧器（ＶＴ）であっても良い。

以上のように、実施の形態２の真空遮断器によれば、サージアブソーバを真空遮断器が収容される遮断器室の床面に載置されて固定されているため、サージアブソーバを予め遮断器室に取り付けた状態で、台車フレームに搭載した遮断器本体部を遮断器室のレールに載置して押し込むことによって組み合わせることができ、組立の作業性を向上させることができる。

また、例えば、既設のガス遮断器を真空遮断器に置き換えるような作業において、サージアブソーバの付設が必要となった場合でも、容易に設置することができる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。

１：真空遮断器、２：真空バルブ、２ａ：可動電極棒、３：本体フレーム、
４：固定側主回路端子、５：可動側主回路端子、６：主回路接触子、
７：台車フレーム、７ａ：車輪、８：フェースプレート、９：絶縁ロッド、
１０：遮断器室、１１：断路部、１２：ＣＲサプレッサ（サージアブソーバ）、
１２ａ：本体ケース、１２ｂ：取付フランジ、１２ｃ：接続端子、１２ｄ：接地端子、
１３：接続導体、１４：接触子、１５：接地線。

Claims (3)

1. 固定接点および可動接点を有する真空バルブと、
   前記真空バルブの軸線を上下に向けて前記真空バルブを収容する本体フレームと、
   前記真空バルブの上部側及び下部側接点に電気的に接続され、前記本体フレームの後方に導出された上部側及び下部側の主回路端子と、
   前記本体フレームが搭載され、前後方向に移動可能な台車フレームと、
   前記本体フレームの後方で前記下部側の主回路端子の下方に配置され、上部に前記下部側の主回路端子に接続される接続端子を有するサージアブソーバと、真空遮断器の相数分の前記サージアブソーバを水平に並べ、かつ、前記主回路端子の導出方向に対して直交する方向に並置し、前記サージアブソーバを一括して支持する本体ケースと、を備え、前記サージアブソーバの前記接続端子と前記下部側の主回路端子とを電気的に接続したことを特徴とする真空遮断器。
2. 請求項１記載の真空遮断器において、
   前記本体ケースは、前記本体フレームの後方の前記台車フレームに固定されていることを特徴とする真空遮断器。
3. 請求項１記載の真空遮断器において、
   前記本体ケースは、前記真空遮断器が収容される遮断器室の床面に固定されていることを特徴とする真空遮断器。

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