JP6259708B2 - タンク型真空遮断器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、絶縁材料でモールドした真空バルブをタンクに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では、タンク内に真空バルブを収納し、ＳＦ６ガスのような絶縁ガスを封入し、外部絶縁の補強が行われていた。しかしながら、絶縁ガスを大気中に漏洩させないように厳しく管理しなくてはならず、点検保守作業を困難とさせていた（例えば、特許文献１参照）。

一方、真空バルブの周りにエポキシ樹脂のような絶縁材料をモールドし、外部絶縁を補強したものが知られている。しかしながら、主回路接続には、屋内仕様の電力ケーブルや絶縁母線による界面接続を用いなくてはならず、架空線を接続する屋外仕様での適用が困難であった（例えば、特許文献２参照）。

これを解決するため、ポリマーがい管に界面接続部を有するケーブル端末を収納し、屋外での適用を可能としたものが知られている。しかしながら、ケーブル端末は、ストレスコーン、沿面の電界緩和部材、ケーブルの固定部材など部品点数が多く、組立作業が困難であった（例えば、特許文献３参照）。

これらのことより、真空バルブを絶縁材料でモールドして外部絶縁を補強し、ＳＦ６ガスのような絶縁ガスを不要にするとともに、がい管に収納して屋外仕様とすることができ、且つ、部品点数を削減し、界面接続部を有してタンク外部に主回路を導出することができる導体接続手段が望まれていた。

特開２０１１−２２９１９５号公報 特開２０１２−２４３５８１号公報 特開２０１１−８７４４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、絶縁材料でモールドした真空バルブの界面接続部に部品点数を削減した導体接続手段を接続し、タンク外部に主回路を導出した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、タンクと、前記タンクに収納された真空バルブと、前記真空バルブの周りにエポキシ樹脂をモールドして設けられた固体絶縁層と、前記固体絶縁層に設けられた界面接続部と、前記固体絶縁層の外周に設けられた接地層と、前記タンクの開口部に下部フランジが固定されたがい管と、前記がい管の上部フランジに固定された外部電極と、前記界面接続部に密着されるとともに、前記がい管に収納され、且つ、主回路を接続する導体接続手段と、前記導体接続手段と前記外部電極とを接続する摺動形接触子と、を備えたことを特徴とする。

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断面図。 本発明の実施例１に係るタンク型真空遮断器の組立方法を説明する要部断面図。 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要部断面図。 本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器の組立方法を説明する要部断面図。 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要部断面図。

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断面図である。

図１に示すように、金属製の筒状のタンク１内には、軸方向に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、接続部を設けた固定側電極３が固定されている。可動側には、内周面に環状の接触子４を設け、外周面に接続部を設けた可動側電極５が固定されている。

真空バルブ２、固定側電極３、可動側電極５などの周りには、エポキシ樹脂をモールドして形成した固体絶縁層６が設けられている。固定側電極３、可動側電極５では、接続部を露出した凹状でテーパ状の固定側界面接続部７、可動側界面接続部８が設けられている。可動側の固体絶縁層６端は空洞部となっており、タンク１の一方端開口部を塞ぐフランジ９に固定されている。この空洞部には、真空バルブ２の可動軸に連結された絶縁操作ロッド１０が軸方向に移動自在に設けられ、フランジ９を貫通して操作機構１１に連結されている。

固体絶縁層６の固定側端は、樹脂量低減のための空洞部となっており、タンク１の他方端開口部を塞ぐフランジ１２に固定されている。固体絶縁層６の外周には、固定側、可動側界面接続部７、８、可動側の空洞部を除き、例えば、カーボン塗料のような導電性塗料を塗布した接地層１３が設けられている。

固定側電極３には、固定側ブッシング１４の一方端が接続されている。固定側ブッシング１４は、中心導体１５と、ＥＰゴム、天然ゴムのような弾性材料でモールドされたゴムモールドの可撓性絶縁層１６と、可撓性絶縁層１６の外周に埋め込まれ、接地側の電界緩和を図る金属製で環状の接地フランジ１７と、接地フランジ１７を境としてタンク１側の可撓性絶縁層１６の外周に設けられた導電性の弾性材料からなる接地層１８で構成されている。可撓性絶縁層１６のタンク１内は、固定側界面接続部７に密着接続して界面絶縁を形成している。タンク１外は、固定側がい管１９とともに、沿面絶縁を形成している。タンク１の開口部と固定側がい管１９の下部フランジ間には、接地フランジ１７が挟持されている。

固定側がい管１９の上部フランジには、開口部を塞ぐとともに、架空線が接続される固定側外部電極２０が固定されている。固定側外部電極２０の内側には、接続導体２１が固定されており、摺動形接触子２２を介して中心導体１５と接続するようになっている。摺動形接触子２２は、複数本の接触子片２３を環状に並べ、外周を複数本のバネ２４で環状に係止したものである。この場合、接続導体２１側が、接続導体２１に設けた環状の溝に嵌め込む固定側となり、中心導体１５側が軸方向や円周方向の寸法を吸収する摺動側となる。固定側では、バネ２４が１本でよく、摺動側では、バネ２４が複数本となり、接触子片２３が偏芯しても充分に加圧できるようになっている。

可動側電極５には、可動側ブッシング２５、可動側がい管２６、可動側外部電極２７、摺動形接触子２８が設けられている。これらの部材は、固定側と同様の構成であるので、詳細な構成の説明は省略する。ただし、固定側、可動側がい管１９、２６、固定側、可動側ブッシング１４、２５の傾斜方向が相違する。タンク１内には、乾燥空気、窒素ガスなどを若干加圧して封入し、吸湿防止を図るとよい。

ここで、固定側ブッシング１４、可動側ブッシング２５が界面接続部７、８から外部電極２１、２７までの主回路を接続する導体接続手段となり、固定側がい管１９、可動側がい管２６に収納することにより、タンク１外部へ主回路を導出するものとなる。なお、固定側、可動側がい管１９、２６の外周に貫通形変流器を設けてもよい。

次に、組立方法を図２に示す固定側を参照して説明する。

図２に示すように、タンク１内にモールドした真空バルブ２を固定しておき、固定側ブッシング１４をタンク１の開口部から挿入し、接続する。固定側ブッシング１４は、可撓性絶縁層１６で構成されているため、固定側界面接続部７と密着させることができ、接地層１８によって電界緩和を図ることができる。可撓性絶縁層１６の固定側界面接続部７から接地フランジ１７までの軸方向の長さを、実際の組立寸法よりも長くしておけば、固定側ブッシング１４の固定時に、固定側界面接続部７に面圧を加えることができる。

タンク１外では、可撓性絶縁層１６の外径を、固定側がい管１９の内径よりも僅かに大きくし、挿入時にシリコーングリスなどを塗布して挿入すると、互いが密着して良好な沿面絶縁を得ることができる。次に、摺動形接触子２２を固定した固定側外部電極２０を固定側がい管１９に固定する。摺動形接触子２２では、摺動側で中心導体１５との軸方向や円周方向のずれを吸収し、接続することができる。

これらにより、真空バルブ２をエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドしているので、外部絶縁を補強することができる。固定側、可動側ブッシング１４、２５では、一方端が固定側、可動側界面接続部７、８に密着し接続して界面絶縁を形成し、また、他方端が固定側、可動側がい管１９、２６に収納され沿面絶縁を形成するので、部品点数を削減した簡素な構成でタンク１外へ主回路を導出することができる。更に、中心導体１５と接続導体２１との軸方向や円周方向の寸法のずれを、複数本の接触子片２３を複数本のバネ２４で環状に係止した摺動形接触子２２で吸収しているので、組立作業を容易とすることができる。

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をエポキシ樹脂でモールドして固体絶縁層６を設け、界面接続部７、８に可撓性絶縁層１６で構成したブッシング１４、２５の一方端を密着接続し、他方端をがい管１９、２６に収納するようにしているので、真空バルブ２の外部絶縁を補強することができ、簡素な構成でタンク１外へ主回路を導出することができる。

次に、本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器を図３、図４を参照して説明する。図３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要部断面図、図４は、本発明の実施例２に係るタンク型真空遮断器の組立方法を説明する要部断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、ブッシングの構成である。図３、図４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。ブッシングは、固定側を用いて説明する。

図３に示すように、固定側界面接続部７から固定側がい管１９の高さ方向の中間部までは、シリコーンゴム２５を充填している。シリコーンゴム２５の充填は、図４に示すように、接地フランジ１７と固定側がい管１９を組立てておき、固定側がい管１９の上部開口部から液状のシリコーンゴム液２６を充填するものとする。必要に応じ、充填後、真空脱泡し、常温硬化または加熱硬化させる。ここで、中心導体１５と可撓性絶縁層となるシリコーンゴム２５と接地フランジ１７がブッシングに相当するものとなる。

上記実施例２のタンク型真空遮断器によれば、実施例１による効果のほかに、シリコーンゴム液２６を充填し硬化させるので、固定側界面絶縁部７の密着性を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５を参照して説明する。図５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要部断面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、接地フランジの構成である。図５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５に示すように、接地フランジ１７には、内径方向に中間電位となる複数の筒状のリング２７を固定している。リング２７は、絶縁ブロック製の複数のサポート２８で固定されている。

上記実施例３のタンク型真空遮断器によれば、実施例２による効果のほかに、中心導体１５と接地フランジ１７間の電界緩和を図ることができる。

以上述べたような実施形態によれば、外部絶縁を補強した真空バルブに簡素な構成の導体接続手段を接続し、タンク外へ主回路を導出することができる。

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
６ 固体絶縁層
７ 固定側界面接続部
８ 可動側界面接続部
１４ 固定側ブッシング
１５ 中心導体
１６ 可撓性絶縁層
１７ 接地フランジ
１９ 固定側がい管
２２、２８ 摺動形接触子
２５ 可動側ブッシング
２６ 可動側がい管

Claims (5)

1. タンクと、
   前記タンクに収納された真空バルブと、
   前記真空バルブの周りにエポキシ樹脂をモールドして設けられた固体絶縁層と、
   前記固体絶縁層に設けられた界面接続部と、
   前記固体絶縁層の外周に設けられた接地層と、
   前記タンクの開口部に下部フランジが固定されたがい管と、
   前記がい管の上部フランジに固定された外部電極と、
   前記界面接続部に密着されるとともに、前記がい管に収納され、且つ、主回路を接続する導体接続手段と、
   前記導体接続手段と前記外部電極とを接続する摺動形接触子と、
   を備えたことを特徴とするタンク型真空遮断器。
2. 前記導体接続手段は、中心導体と、
   前記中心導体の周りに設けられた弾性材料をモールドした可撓性絶縁層と、
   前記可撓性絶縁層の外周に埋め込まれた接地フランジと、を有する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。
3. 前記導体接続手段は、中心導体と、
   前記中心導体の周りに設けられるとともに、前記がい管内に液状シリコーンゴムを充填し硬化させたシリコーンゴムと、
   前記シリコーンゴムの外周に埋め込まれた接地フランジと、を有する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。
4. 前記接地フランジの内径方向に中間電位のリングを設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のタンク型真空遮断器。
5. 前記摺動形接触子は、前記外部電極に固定された接続導体に、環状に配置された複数本の接触子片の一方端が１本のバネで固定され、
   前記接触子片の他方端が複数本のバネで環状に保たれることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のタンク型真空遮断器。