JP6025988B2 - 避雷器 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求項１の前提部分による避雷器に関する。

避雷器とは、開閉器アセンブリ用の保護システムであるが、こうしたシステムは、たとえば、落雷の結果起こる過電圧または他のサブシステムの動作不良の場合に、過電圧をアースに放電し、それによって開閉器アセンブリの他の構成部品を保護する。

こうした避雷器は、１つまたは複数の円筒状アレスタ素子を備えるが、これらは、同様な個々の円筒状バリスタ素子から構築されたバリスタ列を有する。バリスタ素子は、電圧依存抵抗により特徴付けられる。低電圧では、バリスタ素子は絶縁体として働く。材料に依存する特定の閾値電圧を超える場合、バリスタ素子は、良好なコンダクタンスを示す。バリスタ素子は、しばしば酸化亜鉛などの金属酸化物から作られる。アレスタ素子は、両端部を端部取付け具で閉じられているが、これら端部取付け具は、開閉器アセンブリおよびアースとの電気的接触をもたらす。機械的荷重の下でも良好な電気的接触を確実にするためには、バリスタ列は、圧力下でまとめておく必要がある。これは、たとえばケーブルまたはロッドなどの、好ましくはガラス繊維強化プラスチックからなり、張力により端部取付け具内できつく締められた張力素子によって行うことが可能である。この場合の張力素子は、バリスタ列を包囲し、バリスタ列を囲むようにケージを形成する。

ガス絶縁開閉器アセンブリでの使用の場合、避雷器は、アレスタ素子を包囲する流体密封筐体を有する。この場合、絶縁耐力を増大させるために、通常は六フッ化硫黄である流体で筐体を満たす。筐体は、通常は金属からなり、電気的に接地される。アレスタ列の一方の端部取付け具は、筐体内を通る接点を介して接地される。他方の端部取付け具は、筐体の外側に位置する接点にブッシングを介して電気的に接続しているが、この接点は、開閉器アセンブリへの接続として使用される。

開閉器アセンブリを電気的に試験しようとする場合、その際に起こる高電圧ゆえに、開閉器アセンブリから避雷器の接続を断つ必要がある。そうでなければ、避雷器は電圧をアースに放電し、測定結果が誤ったものになる。

現在までのところ、切断点を有する避雷器が知られているが、この切断点において、開閉器アセンブリから避雷器の接続を断つことができる。この切断点を作動させるためには、筐体を開放する必要があり、この結果、六フッ化硫黄が外に出る場合がある。六フッ化硫黄は、有害な温室効果ガスであるので、極めて望ましくないものであり、よって、不都合である。

ＪＰ１０３２２８２２−Ａは、汎用型の避雷器を開示しているが、この型では、アレスタ列および制御フードを備え、これらがともに移動することで、電気的接続が確立または遮断される構成により、開閉器アセンブリからアレスタ列の接続が断たれる。この場合、作動させるためには、筐体壁により気密性を保ちながら直線的な動きが行われる。

国際出願番号ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５９９７３は、制御フードをアレスタ素子に向けて移動させることが可能であり、これにより、切断点を開閉することができる避雷器を開示している。

従来技術の既知の解決策の短所は、複雑なメカニズムが必要であること、大きな対象を移動させることが必要であること、また、必要なスペースの量が大きいことにある。

本発明の目的は、外部から作動可能な切断点を有し、可能な限り小型の対象が移動するシンプルなメカニズムを伴うコンパクトな避雷器を規定することにある。

この目的は、特許請求項１による発明を用いて実現される。

この場合、本発明は、流体密封筐体を有する避雷器を提供する。この筐体は、接地接点および高電圧接点を有するが、これら接地接点および高電圧接点はそれぞれ、筐体の内部を外部に電気的に接続させる。筐体内に配置されたアレスタ素子が、２つの端部取付け具に挟まれた状態で、張力素子によりきつく締められたアレスタ列を有する。変位デバイスにより軸方向に変位可能な接点素子によって、アレスタ素子を介した接地接点から高電圧接点への電気的接続を、筐体の外部から確立または遮断可能である。本発明によれば、接点素子は、端部取付け具内の穴に導かれる。したがって、本避雷器は、非常にコンパクトな設計を有することが可能である。さらに、接点素子を端部取付け具内の穴に誘導することで、機械的にシンプルであるが、信頼性の高い設計が可能になる。

本発明の有利な構成の１つでは、接点素子が、軸方向にバネが効いた状態で変位デバイスに接続される。この結果、複雑な調整デバイスなしで、変位デバイスの長さ公差を簡単に補償することが可能である。

さらに、それぞれが接点素子を有する複数のアレスタ素子、具体的には３つのアレスタ素子が筐体内に配置されることが好ましい。この場合、筐体は、各ケース内に、アレスタ素子ごとに１つの高電圧接点を有し、接点素子は、変位デバイスにより共同で変位可能である。この結果、専用の切断点を極ごとに有する多極エンキャプシュレート（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ：カプセル化）避雷器を簡単に構築することが可能になるが、これら切断点は、共同で動作可能である。

特に有利なことに、変位デバイスは、接点素子に接続されたプッシュロッドをアレスタ素子ごとに１つずつ有する。さらに、変位デバイスは、筐体内部から外部に気密性が失われないように導かれ、作動デバイスにより筐体外部で動かせる中心ロッドを有する。この場合、接点素子への作動デバイスの動きを移すために、中心ロッドおよびプッシュロッドに連結素子が接続される。この結果、単一の作動デバイスを使用することにより、避雷器内の複数の切断点を共同で筐体外部から、特に簡単に操作することが可能になる。

中心ロッドは、そのロッドの回転運動を連結素子の直線運動に変換するねじ式駆動部を、連結素子とともに形成することが好ましい。そのために、中心ロッドは外部ねじを有し、連結素子は対応する内部ねじを有する。これらのねじはともに、台形ねじであることが好ましい。これにより、接点素子の運動の特にシンプルでコンパクトな駆動が可能になる。

以下の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
本発明による切断点を閉じた避雷器の断面図である。 本発明による切断点を開放した避雷器の断面図である。 連結素子の詳細図である。 切断点の詳細図である。

全ての図面において、相互に対応する部品には同一の参照符号を付している。

図１および図２は、避雷器１の断面図を示す。この場合、３相ガス絶縁開閉器アセンブリの保護のために設ける３つのアレスタ素子５が、流体密封筐体２内に配置される。これらのアレスタ素子５はそれぞれ、円筒状アレスタ列１２と、高電圧側の端部取付け具７と、接地側の端部取付け具６と、複数の張力素子１１とを有する。アレスタ列１２は、同様な個別の円筒状バリスタ・ブロックからなる。端部取付け具６、７は、通常は導電性材料からなる。張力素子１２は、張力下で端部取付け具６、７内に押し込まれ、こうされることで、アレスタ列１２をともに保持する。アレスタ列１２に保持円板２４が挿入されるが、これら保持円板は孔を有し、張力素子１２がこれらの孔を通過することで、アレスタ素子５を更に安定させる。

筐体２は、実質的に円筒状である。軸方向を規定する縦軸５０が、円筒軸に沿って延びる。アレスタ素子５は、この縦軸５０に沿って方向付けられる。筐体２は、流体が密封されるように２つの端面にて封止される。

筐体２の端面は、アレスタ素子５の接地接続側でシンプルな筐体カバー２２を用いて封止される。接地接点３が、絶縁した状態でこの筐体カバー２２を通過して筐体２の内部から外部に通され、アースへの接続のために使用される。筐体２の内側では、この接地接点３は、たとえばケーブル１３を使用することにより、アレスタ素子５に導電的に接続される。接地側の端部取付け具６は、筐体カバー２２上に固定され、絶縁インターピース２５によりアレスタ列１２に対して絶縁されている。筐体カバー２２は、概ね接続部（図示せず）を有しているが、これを介して、たとえば六フッ化硫黄などの流体を筐体２内に流し入れること、または筐体から出すことが可能である。筐体２は、メンテナンス開口部２１などの更なるデバイスを有することもある。

高電圧と接地した筐体２との間でのフラッシュオーバのリスクなく、高電圧電位を筐体２外部から内部に通過させるために、筐体２の端面は、アレスタ素子５の高電圧接続側に高電圧ブッシング１４を備える。この場合、ブッシング１４は３極ブッシング１４の形態であるが、この形態は、互いに対して、また筐体に対して絶縁された３つの高電圧接点４を筐体２内に通す。避雷器１は、高電圧接点４を介して３相ガス絶縁開閉器アセンブリ（図示せず）に接続することも可能である。筐体２内部では、高電圧接点４が、筐体２内に指のように突き出ている。

高電圧側の端部取付け具７と各高電圧接点４との間隔により、切断点１０が形成される。この切断点１０は、接点素子９により閉じることが可能である。この接点素子９は、ピンまたはスリーブの形をした円筒状であり、高電圧側の端部取付け具７内の穴２６中へ軸方向に移動可能である。この場合、機械的誘導と、接点素子９‐端部取付け具７間の良好な電気的接続との両方が起こるように、穴２６と接点素子９は互いに整合している。あるいは、ワイピング接点またはすべり接点が、電気的接続をもたらしてもよい。接点素子９が高電圧接点４に向かって移動する場合、切断点１０は最終的に閉じられる。次いで、開閉器アセンブリから高電圧接点４を介し、筐体２内部に入り、接点素子９、高電圧側の端部取付け具７、アレスタ列１２、接地ケーブル１３を介し、接地した接地接点３に最終的に達する電気的接続が確立される。接点素子９が高電圧接点４から離れるように移動する場合、切断点１０は開放され、アレスタ素子５は高電圧接点４との電気的接続を有さなくなり、それによって、開閉器アセンブリとの電気的接続を有さなくなる。

接点素子９の動きは変位デバイス８により起こる。変位デバイス８は、作動デバイス２３、中心ロッド１６、連結素子１７、およびプッシュロッド１５を有する。筐体２の外側にある作動デバイス２３は、中心ロッド１６に接続されるが、この中心ロッド１６は、気密性が失われないように筐体２内に誘導される。連結素子１７は、筐体２の内部で中心ロッド１６に接して配置される。この場合、中心ロッド１６が外部ねじを有し、連結素子１７が対応する内部ねじ、たとえば台形ねじを有することで、中心ロッド１６と連結素子１７とは、ねじ式駆動部を形成する。放射状に外に向いたアーム１９が、アレスタ素子５ごとに１つずつ連結素子１７上に配置され、プッシュロッド１５を支持するための接続素子２０が、アームの外側端部上に配置される。図３は、こうした連結素子を示す。プッシュロッド１５は、一方の端部がこの接続素子２０に入り、他方の端部が接点素子９に接続された状態で固定される。図４に示すように、プッシュロッド１５の接点素子９への接続はバネが効いている。こうするために、プッシュロッド１５は、接点素子９内の穴３０に導入される。リング状カラー３３がバネ３２に対する止め具を形成している。この場合、バネ３２は、プッシュロッド１５の端部を通したつる巻きバネの形状で図示している。穴３０とより広い直径の穴３１との変わり目の肩部が、バネ３２に対する更なる止め具を形成する。穴３１は、端部にてストッパ３４で閉じられているが、プッシュロッド１５は、このストッパ３４を通されている。ストッパ３４は、プッシュロッド１５を穴３１から引き抜くことが可能になるのを阻止する。プッシュロッド１５により接点素子９が高電圧接点４に向かって移動し、プッシュロッド１５が高電圧接点９の方向にさらに移動すると、バネ３２が、カラー３３と穴３０、３１間の肩部との間で引っ張られ、高電圧接点４に対する接点素子９の接触圧力を生み出す。

作動デバイス２３が回転されると、プル・ロッド１６が、筐体２の内部で回転され、連結素子１７により、作動デバイス２３の回転運動をプッシュロッド１５上に移し、それによって、接点素子９上に移す。この場合、運動の方向に応じて、切断点１０が開閉する。

Claims (5)

1. 接地接点（３）および高電圧接点（４）を有する流体密封筐体（２）であって、前記接地接点（３）および前記高電圧接点（４）がそれぞれ、前記筐体（２）の内部を外部に電気的に接続させる、流体密封筐体（２）と、
   前記流体密封筐体（２）内に配置され、張力素子（１１）により２つの端部取付け具（６、７）に挟まれた状態できつく締められたアレスタ列（１２）を有するアレスタ素子（５）と、
   を備え、
   前記アレスタ素子（５）を介した前記接地接点（３）と前記高電圧接点（４）との電気的接続が、変位デバイス（８）により軸方向に変位可能な接点素子（９）によって確立または遮断可能である、
   避雷器（１）であって、
   前記接点素子（９）が、前記アレスタ列（１２）の高電圧側の端部取付け具（７）の穴（２６）に誘導され、かつ、
   前記接点素子（９）が、前記変位デバイス（８）の前記軸方向での変位により前記高電圧接点（４）から離れることで前記遮断が行われるように、設けられている、
   ことを特徴とする避雷器（１）。
2. 前記接点素子（９）が、前記軸方向にバネが効いた状態で前記変位デバイス（８）に接続される
   ことを特徴とする、請求項１に記載の避雷器（１）。
3. 各ケース内に１つの接点素子（９）を有する複数のアレスタ素子（５）が前記筐体（２）内に配置され、
   前記筐体（２）が、アレスタ素子（５）ごとに１つの高電圧接点（４）を各ケース内に有し、
   前記接点素子（９）が、前記変位デバイス（８）により共同で変位可能である、
   ことを特徴とする請求項１および２のうちのいずれか１項に記載の避雷器（１）。
4. 前記変位デバイス（８）が、アレスタ素子（５）ごとに、前記接点素子（９）に接続された１つのプッシュロッド（１５）を有し、また、前記筐体（２）の内部から外部に気密性が失われないように導かれ、作動デバイス（２３）により前記筐体（２）の外部で動かすことの可能な中心ロッド（１６）を有し、
   前記接点素子（９）への前記作動デバイス（２３）の動きを移すために、前記中心ロッド（１６）および前記プッシュロッド（１５）に連結素子（１７）が接続される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の避雷器（１）。
5. 前記中心ロッド（１６）が、前記中心ロッド（１６）の回転運動を前記連結素子（１７）の直線運動に変換するねじ式駆動部を、前記連結素子（１７）とともに形成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の避雷器（１）。
   

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