JP6471253B2 - タンク形真空遮断器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、タンク内に外部絶縁の補強をした真空バルブを収納し、接地開閉機能を付加したタンク形真空遮断器に関する。

従来、タンク形真空遮断器には、タンク内にＳＦ_６ガスのような絶縁ガスを封入し、真空バルブの外部絶縁の補強が行われている。しかしながら、環境上、ＳＦ_６ガスの漏洩などを厳重に管理しなくてはならず、保守点検を困難とさせている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなタンク形真空遮断器は、架空線から受電し、電力系統の開閉を行う遮断機能ほか、母線電流切換を行う断路機能や、誘導電流開閉を行う接地開閉機能を有するとしている。しかしながら、いずれの機能も単独で有するものであり、複数機能が必要な場合にはその機能を有する複数台が必要であった（例えば、特許文献２参照。）。

一方、真空絶縁容器内に、遮断用の接点と接地開閉用の接点を収納し、遮断機能と接地開閉機能を有するものが知られている。しかしながら、この真空絶縁容器は、箱体に収納され、電力ケーブルより受電されるものであり、定格電圧３０ｋＶ以下の中電圧クラスに適用されている（例えば、特許文献３参照。）。

これらのことより、架空線から受電し、定格電圧６０ｋＶ以上の高電圧クラスに適用するタンク形真空遮断器において、真空バルブの外部絶縁を補強してＳＦ_６ガスのような絶縁ガスを不要とし、環境配慮形とするとともに、遮断機能と接地開閉機能を兼ね備えたものが望まれていた。複合機能化により、単独機能のものと比べて、設置面積の縮小化を図ることができる。これら環境配慮形や複合機能化は、最近の趨勢である。

特開２０１１−２２９１９５号公報 特開２００１−３１９５５１号公報 特開２０１１−１２０３６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、真空バルブの外部絶縁を補強してＳＦ_６ガスに替わって環境に適する絶縁ガスを封入し、遮断機能とともに接地開閉機能を有して設置面積の縮小化を図ることのできるタンク形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、実施形態のタンク形真空遮断器は、タンクと、前記タンク内に設けられた第１の真空バルブと、前記第１の真空バルブの固定側に固定された固定側電極と、前記第１の真空バルブの可動側に固定された可動側電極と、前記第１の真空バルブ、前記固定側電極、前記可動側電極の外周に設けられるとともに、固定側界面接続部および可動側界面接続部を設けた絶縁層と、前記絶縁層の外周に設けられた接地層と、前記固定側界面接続部に接続された界面接続部を有する固定側ブッシングと、前記可動側界面接続部に接続された界面接続部を有する可動側ブッシングと、前記絶縁層の固定側に設けた接地開閉空洞部を移動して前記固定側電極に接離する接地開閉棒と、前記絶縁層の可動側に設けた開閉操作空洞部を移動するとともに、前記第１の真空バルブの可動軸に連結された絶縁操作ロッドと、前記タンク内に封入された環境に適する絶縁ガスとを備え、前記第１の真空バルブ、前記接地開閉棒、前記絶縁操作ロッドを同軸上に配置したことを特徴とする。

本発明の実施例１に係るタンク形真空遮断器の構成を示す断面図。 本発明の実施例２に係るタンク形真空遮断器の構成を示す断面図。

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に係るタンク形真空遮断器を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るタンク形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第１の真空バルブ２が設けられている。第１の真空バルブ２の固定側には、円柱状の固定側電極３が固定されている。固定側電極３には、図示上部の側面に突出した固定側接続部４、第１の真空バルブ２と対向する軸面に窪んだ接地電極部５が設けられている。可動側には、筒状の可動側電極６が固定されている。可動側電極６には、図示上部の側面に突出した可動側接続部７が設けられ、内周部に第１の真空バルブ２の可動軸８が接触子９を介して移動自在に貫通している。

固定側電極３、第１の真空バルブ２、可動側電極６の周りには、エポキシ樹脂をモールドして形成した絶縁層１０が設けられている。絶縁層１０の外周には、後述する界面接続部を除き、点線で示すように、導電性塗料を塗布した接地層１１が設けられている。

絶縁層１０の固定側電極３側では、固定側接続部４がテーパ状に窪んだ固定側界面接続部となっており、また、筒状の接地開閉空洞部１２が第１の真空バルブ２と同軸上に配置されている。接地電極部５は、接地開閉空洞部１２に露出している。接地開閉空洞部１２の絶縁層１０端とタンク１の一方開口端は、フランジ１３に固定されている。フランジ１３の中央開口部には、接地開閉空洞部１２を移動自在に移動し、接地電極部５に接離する接地電極棒１４が設けられている。接地電極棒１４は、接地操作機構１５に連結され、接地極に接続されている。

絶縁層１０の可動側電極６側では、可動側接続部７がテーパ状に窪んだ可動側界面接続部となっており、また、筒状の開閉操作空洞部１６が第１の真空バルブ２と同軸上に配置されている。開閉操作空洞部１６には、可動軸８に連結された絶縁操作ロッド１７が移動自在に配置されている。開閉操作空洞部１６の絶縁層１０端とタンク１の他方開口端は、フランジ１８に固定されている。フランジ１８の中央開口部には、絶縁操作ロッド１７に連結された操作軸が貫通し、開閉操作機構１９に連結されている。

固定側接続部４には、固定側導体２０が接続され、固定側がい管２１を貫通している。固定側がい管２１は、タンク１の図示左上部の開口穴に傾斜して取付けられている。固定側導体２０の周りには、エポキシ樹脂をモールドした固定側絶縁層２２が設けられ、図示下部側が突出した界面接続部となっており、絶縁層１０に設けた固定側界面接続部と密着している。固定側絶縁層２２の周りには、点線で示すように導電性塗料を塗布した固定側接地層２３が設けられている。固定側がい管２１内の固定側絶縁層２２部分が沿面絶縁となる。固定側がい管２１の先端には、一方の架空線が接続される固定側外部電極２４が設けられている。

可動側接続部７には、可動側導体２５が接続され、可動側がい管２６を貫通している。可動側がい管２６は、タンク１の図示右上部の開口穴に傾斜して取付けられている。可動側導体２５の周りには、エポキシ樹脂をモールドした可動側絶縁層２７が設けられ、図示下部側が突出した界面接続部となっており、絶縁層１０に設けた可動側界面接続部と密着している。可動側絶縁層２７の周りには、点線で示すように導電性塗料を塗布した可動側接地層２８が設けられている。可動側がい管２６内の可動側絶縁層２７部分が沿面絶縁となる。可動側がい管２６の先端には、他方の架空線が接続される可動側外部電極２９が設けられている。

がい管２１、２６内を含むタンク１内には、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いずれかの絶縁ガスが正圧力で封入されている。接地開閉空洞部１２、開閉操作空洞部１７も同様である。なお、がい管２１、２６の外周に、貫通形変流器を設けることができる。

これにより、絶縁層１０で第１の真空バルブ２の外部絶縁を補強することができ、定格電圧６０ｋＶ以上の高電圧クラスに適用するものでも、絶縁耐力がＳＦ_６ガスよりも低いとされる環境に適する絶縁ガスを封入することができる。適用する電圧クラスにより、絶縁層１０の絶縁厚さや、絶縁層２２、２７の沿面絶縁距離を選定するものとする。また、固定側がい管２１、可動側がい管２６を有しているので、屋外にも設置することができ、架空線から受電することができる。更に、第１の真空バルブ２による電力系統の遮断機能と、接地電極部５と接離する接地開閉棒１４を備えた接地開閉機能とを有しているので、機器の複合機能化を図ることができる。

機器配置では、接地開閉棒１４、第１の真空バルブ２、絶縁操作ロッド１７を同軸上に配置し、第１の真空バルブ２を境に対称配置としているので、開閉機能と接地開閉機能の操作力を絶縁層１０でバランスよく受けることができる。なお、第１の真空バルブ２によって遮断機能を有するので、電流開閉においては断路機能を有するものとなる。断路機能では、極間耐電圧が課せられるので、例えば遮断機能のものよりもギャップ長を大きくすればよい。

接地開閉空洞部１２から第１の真空バルブ２、開閉操作空洞部１６までを一体の絶縁層１０としたが、接地開閉空洞部１２、第１の真空バルブ２、開閉操作空洞部１６で分割し、互いを界面接続部で接続することができる。これにより、遮断機能と断路機能の真空バルブの入れ替えを容易とすることができる。

ここで、固定側導体２０、固定側絶縁層２２、固定側接地層２３などで構成される部材を、界面接続部を有する固定側ブッシングと定義する。また、可動側導体２５、可動側絶縁層２７、可動側接地層２８などで構成される部材を、界面接続部を有する可動側ブッシングと定義する。

上記実施例１のタンク形真空遮断器によれば、第１の真空バルブ２の外周に絶縁層１０を設け、固定側に固定側がい管２１に収納される固定側ブッシングを接続し、可動側に可動側がい管２６に収納される可動側ブッシングを接続しているので、第１の真空バルブ２の外部絶縁を補強することができ、環境に適する絶縁ガスによっても定格電圧６０ｋＶ以上の高電圧クラスに適用できるものとすることができる。また、第１の真空バルブ２による遮断機能と、固定側電極３に設けた接地電極部５と移動自在の接地開閉棒１４によって接地開閉機能を持たせることができる。機器の複合機能化により、設置面積の縮小化を図ることができる。

次に、本発明の実施例２に係るタンク形真空遮断器を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係るタンク形真空遮断器の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、接地開閉機能に第２の真空バルブを用いたことである。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、固定側電極３には、接離自在の一対の接点を有する第２の真空バルブ３０の固定側が固定されている。第２の真空バルブ３０の可動側は、接地操作機構１５に連結され、接地極に接続されている。第２の真空バルブ３０の外周には、絶縁層１０が設けられている。

上記実施例２のタンク形真空遮断器によれば、実施例１による効果のほかに、接地開閉機能を、投入性能や絶縁性能の優れた第２の真空バルブ３０で行うことができ、縮小化を図ることができる。また、第２の真空バルブ３０の固定側接点を固定側封着金具に固定しているので、可動側接点のストロークを長くすることができ、接地開閉器としての信頼性を向上させることができる。

以上述べたような実施形態によれば、遮断性能を有する第１の真空バルブの外部絶縁を補強することができ、タンク内に環境に適する絶縁ガスを封入することができる。また、遮断機構（断路機能）と接地開閉機能を持たせることができる。

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 第１の真空バルブ
３ 固定側電極
６ 可動側電極
１０ 絶縁層
１１ 接地層
１２ 接地開閉空洞部
１４ 接地開閉棒
１６ 開閉操作空洞部
３０ 第２の真空バルブ

Claims (4)

1. タンクと、
   前記タンク内に設けられた第１の真空バルブと、
   前記第１の真空バルブの固定側に固定された固定側電極と、
   前記第１の真空バルブの可動側に固定された可動側電極と、
   前記第１の真空バルブ、前記固定側電極、前記可動側電極の外周に設けられるとともに、固定側界面接続部および可動側界面接続部を設けた絶縁層と、
   前記絶縁層の外周に設けられた接地層と、
   前記固定側界面接続部に接続された界面接続部を有する固定側ブッシングと、
   前記可動側界面接続部に接続された界面接続部を有する可動側ブッシングと、
   前記絶縁層の固定側に設けた接地開閉空洞部を移動して前記固定側電極に接離する接地開閉棒と、
   前記絶縁層の可動側に設けた開閉操作空洞部を移動するとともに、前記第１の真空バルブの可動軸に連結された絶縁操作ロッドと、
   前記タンク内に封入された環境に適する絶縁ガスとを備え、
   前記第１の真空バルブ、前記接地開閉棒、前記絶縁操作ロッドを同軸上に配置したことを特徴とするタンク形真空遮断器。
2. 前記絶縁ガスは、乾燥空気、窒素ガス、二酸化炭素ガスのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のタンク形真空遮断器。
3. 前記第１の真空バルブを断路用としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタンク形真空遮断器。
4. タンクと、
   前記タンク内に設けられた第１の真空バルブと、
   前記第１の真空バルブの固定側に固定側が固定された第２の真空バルブと、
   前記第２の真空バルブの可動軸に接続された接地極と、
   前記第１の真空バルブ、前記第２の真空バルブの外周に設けられるとともに、固定側界面接続部および可動側界面接続部を設けた絶縁層と、
   前記絶縁層の外周に設けられた接地層と、
   前記固定側界面接続部に接続された界面接続部を有する固定側ブッシングと、
   前記可動側界面接続部に接続された界面接続部を有する可動側ブッシングと、
   前記絶縁層の可動側に設けた開閉操作空洞部を移動するとともに、前記第１の真空バルブの可動軸に連結された絶縁操作ロッドと、
   前記タンク内に封入された環境に適する絶縁ガスとを備え、
   前記第２の真空バルブの固定側接点を固定側封着金具に固定したことを特徴とするタンク形真空遮断器。

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