JP6388737B1

JP6388737B1 - 開閉装置

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Publication number: JP6388737B1
Application number: JP2017564521A
Authority: JP
Inventors: 治木佐貫
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: WO2018235276A1; US20210151963A1; JPWO2018235276A1; US11063410B2

Abstract

開閉装置（５０）は、第１の貫通穴（１２ａ）が形成されたタンク（１）と、タンク（１）の内部に収容された固定接触子（２）と、固定接触子（２）と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子（３）と、可動接触子（３）の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、第１の貫通穴（１２ａ）を貫通する操作ロッド（４）と、を備える。また、開閉装置（５０）は、可動接触子（３）と操作ロッド（４）とを連結させる連結板（５）と、連結板（５）よりも固定接触子（２）側に設けられ、操作ロッド（４）が貫通された第２の貫通穴（６ａ）と可動接触子（３）が通過可能な第３の貫通穴（６ｂ）とが形成されたシールド板（６）と、第１の貫通穴（１２ａ）に設けられて操作ロッド（４）を支持する第１の軸受（８）と、第２の貫通穴（６ａ）に設けられて操作ロッド（４）を支持する第２の軸受（９）と、を備える。

Description

本発明は、タンク内に可動接触子と固定接触子とを備える開閉装置に関するものである。

ガス絶縁開閉装置には、主回路を接地させる開閉装置である接地開閉器が設けられる。接地開閉器は、絶縁ガスが封入されたタンク内に、固定接触子と、固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で移動可能とされた可動接触子とを備える。固定接触子は主回路に接続されている。可動接触子は、タンクの外部で接地されている。可動接触子が移動して固定接触子に接触することで主回路が接地される。特許文献１には、可動接触子を移動させる操作ロッドと、操作ロッドと可動接触子とを連結させて操作ロッドおよび可動接触子とともに移動する連結板と、一端がタンクの壁に固定されて連結板の移動をガイドする棒材とが設けられた開閉装置が開示されている。

特許第４８６９０４３号公報

接地開閉器では、主回路への通電が遮断されている状態で、可動接触子を固定接触子に接触させる。しかしながら、主回路への通電中に可動接触子を固定接触子に接触させる誤操作が行われてしまう場合がある。誤操作時には、可動接触子に対して電磁力が働き、可動接触子を変形させる力が加えられる。特許文献１に開示された棒材は、電磁力が働いた場合の可動接触子の変形を抑制している。ガス絶縁開閉装置が大容量化すると、可動接触子に加えられる力も増大する。特許文献１に開示された棒材は、タンクの壁に一端が固定された片持ち梁の構造を有しているため、ガス絶縁開閉装置が大容量化した場合、すなわち主回路に印加される電圧が増大した場合には、可動接触子に働く電磁力も大きくなり、可動接触子の変形を十分に抑制できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固定接触子に接触する際の可動接触子の変形をより確実に抑制することのできる開閉装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる開閉装置は、第１の貫通穴が形成されたタンクと、タンクの内部に収容された固定接触子と、固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子と、可動接触子の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、第１の貫通穴を貫通する操作ロッドと、を備える。また、開閉装置は、可動接触子と操作ロッドとを連結させて、可動接触子と操作ロッドとともに移動可能とされた連結板と、連結板よりも固定接触子側に設けられるとともにタンクに固定され、操作ロッドが貫通された第２の貫通穴と可動接触子が通過可能な第３の貫通穴とが形成されたシールド板と、第１の貫通穴に設けられて操作ロッドを支持する第１の軸受と、第２の貫通穴に設けられて操作ロッドを支持する第２の軸受と、を備える。

本発明にかかる開閉装置によれば、固定接触子に接触する際の可動接触子の変形をより確実に抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図実施の形態１にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図実施の形態１にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図実施の形態１にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図図３に示すＶ−Ｖ線で切断した断面図図３に示すＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図比較例にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図比較例にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図比較例にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図比較例にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる開閉装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図２は、実施の形態１にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図３は、実施の形態１にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図４は、実施の形態１にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図５は、図３に示すＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図６は、図３に示すＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。なお、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を定義して図面に示している。また、一部のハッチングを省略している。

接地開閉器である開閉装置５０は、絶縁ガスが封入されたタンク１を備える。絶縁ガスには、ＳＦ６ガスが例示される。タンク１は、筒状形状の本体１１と、本体１１の一端側の開口を塞ぐ蓋体１２とを有する。タンク１の蓋体１２には、第１の貫通穴である蓋側ロッド貫通穴１２ａが形成されている。タンク１の蓋体１２には、後述する可動接触子３を貫通させる蓋側可動接触子貫通穴１２ｂが形成されている。

タンク１の内部には、３本の固定接触子２が収容されている。タンク１の内部には、３本の固定接触子２のそれぞれに対向して配置された３本の可動接触子３が収容されている。可動接触子３は、図１および図２に示すように固定接触子２と離間する位置と、図３および図４に示すように固定接触子２と接触する位置との間で往復起動可能とされている。すなわち、可動接触子３はＺ軸に沿った方向に往復移動可能とされている。

可動接触子３は、タンク１の蓋体１２に形成された蓋側可動接触子貫通穴１２ｂを貫通している。可動接触子３は、蓋側可動接触子貫通穴１２ｂを貫通して、一部がタンク１の外部に露出する。可動接触子３のうちタンク１の外部に露出する部分には、接地された接地体１０が接続される。蓋体１２の蓋側可動接触子貫通穴１２ｂに設けられた絶縁リング７によって、蓋体１２と可動接触子３とが絶縁されている。

図６に示すように、可動接触子３の移動方向と平行なＺ軸に沿って見た場合に、３本の固定接触子２および３本の可動接触子３は、正三角形の頂点となる位置に配置されている。

開閉装置５０は、可動接触子３の移動方向と平行な方向、すなわちＺ軸と平行な方向に往復移動可能とされた操作ロッド４を備える。操作ロッド４は、タンク１の蓋体１２に形成された蓋側ロッド貫通穴１２ａを貫通している。操作ロッド４は、蓋側ロッド貫通穴１２ａを貫通して、一部がタンク１の内部に収容され、一部がタンク１の外部に露出する。操作ロッド４のうちタンク１の外部に露出する部分には、図示を省略した駆動機構からの駆動力が加えられる。駆動機構からの駆動力によって、操作ロッド４はＺ軸と平行な方向に往復移動する。

開閉装置５０は、３本の可動接触子３と操作ロッド４とを連結させる連結板５を備える。連結板５は、３本の可動接触子３と操作ロッド４とを連結させることで、３本の可動接触子３および操作ロッド４とともに移動する。すなわち、上述した駆動機構からの駆動力によって操作ロッド４が移動されると、３本の可動接触子３と連結板５も連動して移動する。連結板５は、タンク１の内部に収容されている。可動接触子３は、連結板５を貫通して、連結板５よりも固定接触子２側に突出している。操作ロッド４は、連結板５を貫通して、連結板５よりも固定接触子２側に突出している。操作ロッド４は、３本の可動接触子３と連結板５との連結部分を頂点とする三角形の重心となる位置で連結板５に固定されている。

開閉装置５０は、連結板５よりも固定接触子２側に設けられたシールド板６を備える。シールド板６は、主回路に通電中の可動接触子３と固定接触子２との間での短絡の発生を防いでいる。図６に示すように、Ｚ軸に平行な方向に沿って見た場合に、シールド板６は連結板５より大きく形成されている。シールド板６は、蓋体１２から延びる固定脚１３によって蓋体１２に固定されている。すなわち、シールド板６は固定脚１３を介して蓋体１２に固定されている。固定脚１３は、蓋体１２と一体に形成されていてもよいし、シールド板６と一体に形成されていてもよい。また、固定脚１３は、蓋体１２およびシールド板６と別体で形成されていてもよい。

シールド板６には、操作ロッド４が通過可能な第２の貫通穴であるシールド側ロッド貫通穴６ａが形成されている。シールド板６には、可動接触子３が通過可能な第３の貫通穴であるシールド側可動接触子貫通穴６ｂが形成されている。図１および図２に示すように、可動接触子３が固定接触子２と離間している状態において、操作ロッド４はシールド板６のシールド側ロッド貫通穴６ａを貫通して固定接触子２側に突出している。また、可動接触子３が固定接触子２と離間している状態において、可動接触子３はシールド板６のシールド側可動接触子貫通穴６ｂを貫通しておらず、固定接触子２側に突出していない。

蓋体１２の蓋側ロッド貫通穴１２ａには、Ｚ軸に平行な方向に移動可能に操作ロッド４を支持する第１の軸受８が設けられている。第１の軸受８は、蓋側ロッド貫通穴１２ａからの絶縁ガスの漏れを防ぐ気密部材としての機能も有する。また、シールド板６のシールド側ロッド貫通穴６ａには、Ｚ軸に平行な方向に移動可能に操作ロッド４を支持する第２の軸受９が設けられている。

以上のように構成された開閉装置５０によれば、図１および図２に示す状態から操作ロッド４が固定接触子２側に移動されることで、連結板５によって操作ロッド４に連結された可動接触子３も固定接触子２側に移動する。可動接触子３は、シールド板６のシールド側可動接触子貫通穴６ｂを貫通してシールド板６よりも固定接触子２側に突出し、図３および図４に示すように固定接触子２に接触する。これにより、固定接触子２に接続された主回路が、可動接触子３および接地体１０を介して接地される。可動接触子３の移動は、第１の軸受８および第２の軸受９に支持された操作ロッド４によってガイドされる。

次に、比較例にかかる開閉装置について説明する。図７は、比較例にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図８は、比較例にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図９は、比較例にかかる開閉装置をＸ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図１０は、比較例にかかる開閉装置をＹ軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。

比較例にかかる開閉装置１５０では、実施の形態１と同様にタンク１０１の内部に３本の固定接触子１０２と３本の可動接触子１０３とが収容されている。また、３本の可動接触子１０３と連結された連結板１０５と連結板１０５に連結された操作ロッド１０４が設けられている。また、連結板１０５よりも固定接触子１０２側にシールド板１０６が設けられている。

比較例にかかる開閉装置１５０では、操作ロッド１０４とは別に連結板１０５を貫通して、タンク１０１の壁面に一端が固定された棒材１１３が設けられている。棒材１１３は、一端がタンク１０１の壁面に固定された片持ち梁の構造となる。

操作ロッド１０４に連動した連結板１０５および可動接触子１０３の移動は、棒材１１３によってガイドされる。しかしながら、棒材１１３は片持ち梁の構造であるため、可動接触子１０３に対して電磁力が加えられた場合に、可動接触子１０３の変形を抑えるのに十分な強度が得られない場合がある。また、可動接触子１０３を移動させる駆動力が加えられる操作ロッド１０４と、可動接触子１０３の移動をガイドする棒材１１３との軸がずれているため、操作ロッド１０４から連結板１０５に加えられた力が、連結板１０５を傾けて棒材１１３を変形させるモーメントとしても働く。そのため、操作ロッド１０４から連結板１０５に加えられた力によって棒材１１３および可動接触子１０３が変形するおそれがある。

一方、本実施の形態１にかかる開閉装置５０では、可動接触子３および連結板５の移動を操作ロッド４がガイドする。この操作ロッド４は、蓋体１２に設けられた第１の軸受８とシールド板６に設けられた第２の軸受９によって支持されているため、比較例における片持ち梁の構造である棒材１１３に比べて、可動接触子３の変形を抑制するための十分な強度を得やすくなる。操作ロッド４の太さと棒材１１３の太さとが同程度であれば、第１の軸受８と第２の軸受９の２箇所で支持された操作ロッド４のほうが、より大きな力に対して変形を抑える効果を発揮する。

また、操作ロッド４が、可動接触子３および連結板５の移動をガイドしているので、操作ロッド４から連結板５に加えられた力が、可動接触子３を変形させるモーメントにはならない。そのため、比較例のように、操作ロッド４から連結板５に加えられた力によって可動接触子３が変形するおそれが生じにくくなる。

なお、本実施の形態１では、固定接触子２と可動接触子３とがそれぞれ３本ずつタンク１に収容された例を示したが、その本数は３本に限られない。例えば、固定接触子２と可動接触子３とがそれぞれ１本ずつタンク１に収容された場合であっても、操作ロッド４を第１の軸受８と第２の軸受９とで支持することで、操作ロッド４によって可動接触子３の変形を抑えることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１タンク、２固定接触子、３可動接触子、４操作ロッド、５連結板、６シールド板、６ａシールド側ロッド貫通穴、６ｂシールド側可動接触子貫通穴、７絶縁リング、８第１の軸受、９第２の軸受、１０接地体、１１本体、１２蓋体、１２ａ蓋側ロッド貫通穴、１２ｂ蓋側可動接触子貫通穴、１３固定脚、５０開閉装置。

Claims

第１の貫通穴が形成されたタンクと、
前記タンクの内部に収容された固定接触子と、
前記固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子と、
前記可動接触子の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、前記第１の貫通穴を貫通する操作ロッドと、
前記可動接触子と前記操作ロッドとを連結させて、前記可動接触子と前記操作ロッドとともに移動可能とされた連結板と、
前記連結板よりも前記固定接触子側に設けられるとともに前記タンクに固定され、前記操作ロッドが貫通された第２の貫通穴と前記可動接触子が通過可能な第３の貫通穴とが形成されたシールド板と、
前記第１の貫通穴に設けられて前記操作ロッドを支持する第１の軸受と、
前記第２の貫通穴に設けられて前記操作ロッドを支持する第２の軸受と、を備え、
前記固定接触子および前記可動接触子はそれぞれ３つ設けられ、
前記固定接触子および前記可動接触子は、前記可動接触子の移動方向と平行に見た場合に三角形の頂点に配置され、
前記操作ロッドは、前記可動接触子の移動方向と平行に見た場合に前記三角形の重心となる位置で前記連結板に連結されていることを特徴とする開閉装置。
前記タンクは、開口が形成された本体と、前記本体の開口を塞ぐ蓋体とを有し、
前記第１の貫通穴は前記蓋体に形成され、
前記シールド板は、前記蓋体から延びて前記シールド板を前記蓋体に固定する固定脚をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。