JP6122577B2

JP6122577B2 - タンク型真空遮断器

Info

Publication number: JP6122577B2
Application number: JP2012091236A
Authority: JP
Inventors: 哲塩入; 佐藤　純一; 純一佐藤; 信孝久保田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: JP2013222495A

Description

本発明の実施形態は、接地電位のタンク内に真空バルブを収納したタンク型真空遮断器に関する。

従来、タンク型真空遮断器には、タンク内にＳＦ６ガスのような絶縁ガスを所定圧力で封入し、真空バルブの外部絶縁の補強が行われている（例えば、特許文献１参照。）。

封入した絶縁ガスは、計測器などを取付けて圧力管理をしなくてはならず、保守点検作業が困難であった。特に、ＳＦ６ガスを用いるものでは、大気中に放出させないことから、ガス漏れなどの管理を確実に行わなければならなかった。また、環境に配慮した窒素ガスなどを封入したものでは、絶縁耐力が劣るので、ガス圧力を高くしなければならず、益々、圧力管理を困難とさせていた。環境に配慮した絶縁ガスでは、ＳＦ６ガスと同様の絶縁耐力を得るには２〜３倍の圧力が必要である。

特開平５−２０９８３号公報

本発明が解決しようとする課題は、タンク内に封入する絶縁ガスを環境に配慮したものとし、その圧力を低圧力として保守点検作業を容易とするタンク型真空遮断器を提供することにある。

上記課題を解決するために、実施形態のタンク型真空遮断器は、密閉容器のタンクと、前記タンク内に収納された一対の接点を有する真空バルブと、前記真空バルブの固定側端部を覆うように設けられた固定側電極と、前記真空バルブの可動側端部を覆うように設けられた可動側電極と、前記固定側電極から前記可動側電極までの前記真空バルブの外周に設けられた極間絶縁体と、前記可動側電極と前記タンクに固定されたフランジ間に設けられた中空部を有する対地間絶縁体と、前記中空部を移動自在に移動し、前記真空バルブの可動軸に連結された絶縁操作ロッドと、前記タンクと前記中空部とに圧力０．１０ＭＰａ以下の低圧力で封入された環境に適する絶縁ガスと、を備え、前記固定側電極を凹部を有する断面コ字状とし、この凹部で前記固定側端部を覆い、前記可動側電極を両端に凹部を有する断面Ｈ字状とし、一方の凹部で前記可動側端部を覆い、他方の凹部で前記絶縁操作ロッドの一方端を覆い、前記固定側端部を覆った凹部の外周端部と前記可動側端部を覆った一方の外周端部とを前記極間絶縁体に埋め込み、前記絶縁操作ロッドの端部を覆った他方の凹部の外周端部を前記対地間絶縁体に埋め込んだことを特徴とする。

本発明の実施例１に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図。本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図。本発明の実施例３に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係るタンク型真空遮断器を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図である。

図１に示すように、筒状のタンク１内の軸方向には、接離自在の一対の接点を有する真空バルブ２が設けられている。真空バルブ２の固定側には、固定側端部を囲むような凹部３ａを有する断面コ字状の固定側電極３が設けられている。固定側電極３の真空バルブ２と対向する軸方向には、支持がいし４が設けられ、タンク１の一方開口部に固定されたフランジ５に固定されている。

真空バルブ２の可動側には、可動側端部を囲むような凹部６ａと絶縁操作ロッド７の一方端を囲むような凹部６ｂを有する断面Ｈ字状の可動側電極６が設けられている。可動側電極６の軸方向中心部には、接触子８を介して可動軸９が移動自在に貫通し、絶縁操作ロッド７に連結されている。絶縁操作ロッド７は、タンク１の他方開口部に固定されたフランジ１０を移動自在に貫通し、操作機構１１に連結されている。

可動側電極６の凹部６ｂの外周端部とフランジ１０間には、エポキシ樹脂で注型された筒状の対地間絶縁体１２が設けられている。対地間絶縁体１２の中空部１２ａには、内面と所定の絶縁距離を保って絶縁操作ロッド７が貫通している。固定側電極３と可動側電極６間の真空バルブ２外周には、凹部３ａと凹部６ａの外周端部を埋め込み、真空バルブ２外周に接着された極間絶縁体１３が設けられている。極間絶縁体１３は、可動側絶縁体１２と同様のエポキシ樹脂で注型される。

固定側電極３の図示上部には、一方の主回路導体１４が接続され、一方のがい管１５に収納されている。可動側電極６の図示上部にも、他方の主回路導体１６が接続され、他方のがい管１７に収納されている。

タンク１は、接地電位の密閉容器であり、乾燥空気、窒素ガス、二酸化炭素ガスのような環境に適する絶縁ガス１８が０．１ＭＰａ以下の低圧力で封入されている。対地間絶縁体１２の中空部１２ａにも、同様の絶縁ガス１９が封入されるものの、タンク１内よりも低い圧力となっている。温度変化に対して負圧にならない程度の圧力（略大気圧）であり、操作機構１１と流通していてもよい。

これにより、真空バルブ２の両端部は凹部３ａと凹部６ａで電界緩和され、また、凹部３ａ、６ａの外周端部は極間絶縁体１３に埋め込まれ、電界緩和される。このため、タンク１内の封入圧力を上昇させなくても、真空バルブ２の外部絶縁特性を向上させることができる。また、対地間絶縁体１２の中空部１２ａでは、絶縁操作ロッド７を可動側電極６の軸方向の内部まで設けることができ、沿面距離を比較的長くすることができるとともに、対地間絶縁体１２に埋め込まれた凹部６ｂの外周端部の構成により対地間絶縁体１２内外周の沿面の電界緩和を図ることができ、ガス圧力を上昇させなくても、高い絶縁耐力を得ることができる。可動側電極６の一方となる凹部６ａの外周端部は固定側の凹部３ａと同様構成であり、他方となる凹部６ｂの外周端部は長さ（深さ）が絶縁操作ロッド７の２０〜２５％であって、位置が絶縁操作ロッド７の半径の３〜４倍とするのがよい。

上記実施例１のタンク型真空遮断器によれば、真空バルブ２の外周に極間絶縁体１３、対地間側に絶縁操作ロッド７が貫通する対地間絶縁体１２を設けているので、外部絶縁特性を向上させることができる。また、環境に適する絶縁ガス１８、１９を０．１ＭＰａ以下の低圧力とすることができ、圧力管理を容易とすることができる。

上記実施例１では、可動側電極６を一体もので説明したが、凹部６ａ側の第１の可動側電極と凹部６ｂ側の第２の可動側電極に分割し、それぞれを注型後、これらを接続固定してもよい。注型物が小型となり、運搬の作業性が向上する。

次に、本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、極間絶縁体の外周に高誘電率絶縁層を設けたことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、極間絶縁体１３の外周には、酸化チタンなどの高誘電率粉末をエポキシ樹脂に混合した極間絶縁体１３よりも誘電率の大きい高誘電率絶縁層２０を設けている。高誘電率絶縁層２０は、固定側電極３外周から可動側電極６外周まで設けられている。膜厚は、数１００μｍでも電界緩和の効果があり、多数回のはけ塗りを行い、薄い膜の多層構造としてもよい。

上記実施例２のタンク型真空遮断器によれば、真空バルブ２の外部絶縁特性を更に向上させることができる。

次に、本発明の実施例３に係るタンク型真空遮断器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係るタンク型真空遮断器の構成を示す側面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、高誘電率絶縁層を凹部と対向する外周に設けたことである。図３において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、固定側電極３の凹部３ａ、可動側電極６の凹部６ａと対向する極間絶縁体１３の表面には、実施例２と同様の誘電率の大きい高誘電率絶縁層２１、２２を設けている。凹部３ａ、６ａと対向する極間絶縁体１３の沿面では電界強度が最も高くなるが、高誘電率絶縁層２１、２２を設けることで、電界緩和を図ることができる。そして、真空バルブ２の外部絶縁全体での電界強度の平準化を図ることができる。

上記実施例３のタンク型真空遮断器によれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。

以上述べたような実施形態によれば、極間絶縁体により真空バルブの外部絶縁特性を向上させることができ、タンク内の絶縁ガスを０．１ＭＰａ以下の低圧力とすることができる。また、絶縁操作ロッドが貫通する対地間絶縁体の中空部では、圧力を更に低下させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１タンク
２真空バルブ
３固定側電極
３ａ、６ａ、６ｂ凹部
４支持がいし
５、１０フランジ
６可動側電極
７絶縁操作ロッド
８接触子
９可動軸
１１操作機構
１２対地間絶縁体
１２ａ中空部
１３極間絶縁体
１４、１６主回路導体
１５、１７がい管
１８、１９絶縁ガス
２０、２１、２２高誘電率絶縁層

Claims

密閉容器のタンクと、
前記タンク内に収納された一対の接点を有する真空バルブと、
前記真空バルブの固定側端部を覆うように設けられた固定側電極と、
前記真空バルブの可動側端部を覆うように設けられた可動側電極と、
前記固定側電極から前記可動側電極までの前記真空バルブの外周に設けられた極間絶縁体と、
前記可動側電極と前記タンクに固定されたフランジ間に設けられた中空部を有する対地間絶縁体と、
前記中空部を移動自在に移動し、前記真空バルブの可動軸に連結された絶縁操作ロッドと、前記タンクと前記中空部とに圧力０．１０ＭＰａ以下の低圧力で封入された環境に適する絶縁ガスと、を備え、
前記固定側電極を凹部を有する断面コ字状とし、この凹部で前記固定側端部を覆い、
前記可動側電極を両端に凹部を有する断面Ｈ字状とし、一方の凹部で前記可動側端部を覆い、他方の凹部で前記絶縁操作ロッドの一方端を覆い、
前記固定側端部を覆った凹部の外周端部と前記可動側端部を覆った一方の外周端部とを前記極間絶縁体に埋め込み、
前記絶縁操作ロッドの端部を覆った他方の凹部の外周端部を前記対地間絶縁体に埋め込んだことを特徴とするタンク型真空遮断器。
前記タンクよりも前記中空部の前記絶縁ガスの圧力を低くしたことを特徴とする請求項１に記載のタンク型真空遮断器。
前記極間絶縁体の外周に、この極間絶縁体よりも誘電率の大きい高誘電率絶縁層を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタンク型真空遮断器。