JP6625268B1

JP6625268B1 - ガス絶縁開閉装置

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Publication number: JP6625268B1
Application number: JP2019516008A
Authority: JP
Inventors: 井上　直明; 直明井上; 裕太中山; 圭介多田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: US20210267080A1; JPWO2020075214A1; EP3866284A4; CN112805891A; EP3866284A1; CN112805891B; WO2020075214A1

Abstract

メンテナンス性を向上することが可能なガス絶縁開閉装置（５０）を得る。ガス絶縁開閉装置（５０）は、絶縁性ガスが気密封止された容器（１、２）の内部に配置された主回路機器（３、４）と、容器（１、２）の外部に配置された操作機構（７、１０）と、操作機構（７、１０）の駆動力を主回路機器（３、４）に伝達する気密連結軸（１１）と、気密連結軸（１１）の周囲に配置された第１の気密封止部（１６）と、内部に気密封止材（１３、１４）を有し、気密連結軸（１１）の周囲に第１の気密封止部（１６）に重ねて配置されると共に容器（１、２）外部の大気中に設けられた第２の気密封止部（１７）と、を備えたことを特徴とするものである。

Description

本願は、ガス絶縁開閉装置に関するものである。

ガス絶縁開閉装置は、ＳＦ_６ガスなどの絶縁性ガスの優れた絶縁性能によって、遮断器、断路器、接地開閉器などの主回路機器をコンパクト化することで、電気室のスペース縮小化に貢献している。また、ガス絶縁開閉装置は、高電圧が印加される主回路機器を密閉容器内に収納し、密閉容器内に前述の絶縁性能に優れたＳＦ_６ガスを封入することで、主回路機器の配置をコンパクト化している。また近年は、ＳＦ_６ガスに代わり、例えばドライエア等の環境面にも優れたガスを代替ガスとして封入する場合もある。
このようなガス絶縁開閉装置では、密閉容器内に配置した遮断器、断路器または接地開閉器などの主回路機器を密閉容器の外側に配置した操作機構によって操作する必要がある。このため、密閉容器の気密を保持したまま操作機構の駆動力を密閉容器内の主回路機器に伝達する気密連結軸が用いられている。

国際公開第２０１０−１３４４４２号公報

前述のとおり、ガス絶縁開閉装置においては密閉容器の気密を保持したまま操作機構の駆動力を密閉容器内の主回路機器に伝達する気密連結軸を用いる必要がある。具体的には、連結軸の周囲に気密封止板を取り付け、気密封止板の内部に気密保持部材を取り付けることで、連結軸が直線駆動または回転駆動した場合に、密閉容器の気密を保持したまま駆動力を伝達できる構造になっている。

しかしながら、一般的な密閉蓋板部に取り付ける気密保持部材は、製品組立時に取り付けて密閉されるのみであるのに対し、気密連結軸の部分は、複数回の摺動による劣化または密閉容器外部の粉塵が気密連結軸の動作時に進入してくることによる気密保持部材の劣化などがあるため、一般的な蓋板などの気密部に対して劣化が早くなる。このため、数十年後のメンテナンス時に交換が必要となってくる場合もある。これに対して特許文献１に開示されたガス絶縁真空遮断器によれば、気密封止板および気密保持部材が密閉容器内部に配置されているため、取替を行うためには密閉容器内の絶縁性ガスを回収して密閉容器内を開放した状態で取替作業を行う必要がある。したがって、メンテナンス時の取替時間が長時間化して、取替作業に過大な負荷がかかるという課題があった。

本願は、上述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、メンテナンスの省力化を図ることでメンテナンス時の作業時間の長時間化を抑制し、結果として、メンテナンス性を向上させたガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

本願に開示されるガス絶縁開閉装置は、絶縁性ガスが気密封止された容器の内部に配置された主回路機器と、前記容器の外部に配置された操作機構と、前記操作機構の駆動力を前記主回路機器に伝達する気密連結軸と、前記気密連結軸の周囲に配置された第１の気密封止部と、内部に気密封止材を有し、前記気密連結軸の周囲に前記第１の気密封止部に重ねて配置されると共に前記容器外部の大気中に設けられた第２の気密封止部と、を備え、前記第２の気密封止部は、前記第１の気密封止部の表面に接するように重ねて配置されており、前記主回路機器は、前記容器のフランジに取り付けられたことを特徴とするものである。

本願に開示されるガス絶縁開閉装置によれば、メンテナンスの省力化を図ることでメンテナンス時の作業時間の長時間化を抑制することができ、結果として、メンテナンス性を向上させたガス絶縁開閉装置を得ることができる。

実施の形態１によるガス絶縁開閉装置を示す側断面図である。比較例によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸を示す断面図である。実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸を示す断面図である。図３に示す気密連結軸の連結部の構造を示す断面図である。実施の形態２によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸を示す断面図である。

以下、図面に基づいて実施の形態１によるガス絶縁開閉装置について説明する。
なお、各図面中において、同一符号は同一あるいは相当のものであることを示す。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に示すガス絶縁開閉装置の側断面図である。図１に示すように、ガス絶縁開閉装置５０の内部には、密閉容器である遮断器タンク１と母線タンク２が備えられており、母線タンク２は、遮断器タンク１の上部に配置されている。母線タンク２内には、母線５および断路器又は接地開閉器４などの主回路機器が収納されている。また、遮断器タンク１内には、遮断器３を含む複数の主回路機器が収納されている。また、遮断器タンク１内には、断路器又は接地開閉器４も配置されている。

遮断器３は、遮断器タンク１の内部と外部とを仕切る遮断器用フランジ６ａに取り付けられた状態で遮断器タンク１に挿入されて気密密閉（封止）されている。また、遮断器用フランジ６ａの遮断器タンク１の外部側には遮断器操作機構７が取り付けられている。つまり、遮断器用フランジ６ａの紙面右側であるガス絶縁開閉装置５０の背面側は遮断器タンク１内であり、ＳＦ_６ガスあるいはドライエアなどの絶縁性ガスが密閉された状態である。また、遮断器用フランジ６ａの紙面左側であるガス絶縁開閉装置５０の前面側は遮断器タンク１の外部であるため、大気中である。実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置５０は、大気中にある遮断器操作機構７の駆動力を遮断器タンク１内の遮断器３に伝達するために、遮断器部の気密連結部８を備えている。

また、断路器又は接地開閉器４は、母線タンク２の内部と外部とを仕切る断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂに取り付けられた状態で母線タンク２に挿入されて気密密閉（封止）されている。また断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの母線タンク２の外部側には断路器又は接地開閉器操作機構１０が取り付けられている。つまり、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの紙面右側であるガス絶縁開閉装置５０の背面側は母線タンク２内であり、ＳＦ_６ガスあるいはドライエアなどの絶縁性ガスが密閉された状態である。また、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの紙面左側であるガス絶縁開閉装置５０の前面側は母線タンク２の外部であるため、大気中である。実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置５０は、大気中にある断路器又は接地開閉器操作機構１０の駆動力を母線タンク２内の断路器又は接地開閉器４に伝達するために、断路器又は接地開閉器部の気密連結部９を備えている。

図２は、比較例によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸を示す断面図である。なお、ここでは断路器又は接地開閉器部を例にして気密連結軸１１について説明するが、遮断器部についても同様である。ガス絶縁開閉装置５０において、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂを挟んで紙面右側に図示した母線タンク２の内部に断路器又は接地開閉器４が配置されている。また、ガス絶縁開閉装置５０において、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの紙面左側に図示した母線タンク２の外側の大気中に断路器又は接地開閉器操作機構１０が配置されている。また、断路器又は接地開閉器操作機構１０の駆動力を母線タンク２内の断路器又は接地開閉器４に伝達するために、断路器又は接地開閉器操作機構１０と断路器又は接地開閉器４は気密連結軸１１で接続されている。また、気密連結軸１１の周囲を気密密閉（封止）するために、気密連結軸１１は気密封止部品１２を貫通している。

気密封止部品１２の断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂと接する面には溝が形成されており、気密封止部品固定部用の気密封止材１３が取り付けられている。なお、気密封止材１３は、例えばゴム製のＯリングまたはＴリングなどのシール材料である。
また、気密封止部品１２の中心には、気密連結軸１１を挿入するための穴部が設けられている。また、気密封止部品１２の中心の気密連結軸１１を挿入した穴部にもその周囲に溝が設けられており、気密連結軸摺動用の気密封止材１４が配置されている。

図２においては、気密連結軸１１の摺動による気密密閉性向上のために、気密封止部品１２の内部に気密連結軸摺動用の気密封止材１４を２つ配置した事例を示しているが、気密連結軸摺動用の気密封止材１４の配置を１つとしても機能は同じである。
この構造により、気密連結軸１１および気密封止部品１２の部分は、気密封止部品固定部用の気密封止材１３および気密連結軸摺動用の気密封止材１４により気密密閉（封止）されているため、母線タンク２内の気密を保ったまま気密連結軸１１の摺動により断路器又は接地開閉器操作機構１０の駆動力を母線タンク２内の断路器又は接地開閉器４に伝達することが可能となる。
なお、気密封止部品１２自体は、気密封止部品固定ボルト１５により断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂに締結されている。

図３は、実施の形態１に示すガス絶縁開閉装置の気密連結軸の断面図である。
図３に示すように、ガス絶縁開閉装置５０において、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂを挟んで紙面右側に図示した母線タンク２の内部に断路器又は接地開閉器４が配置されている。また、ガス絶縁開閉装置５０において、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの紙面左側に図示した母線タンク２の外側の大気中に断路器又は接地開閉器操作機構１０が配置されている。また、断路器又は接地開閉器操作機構１０の駆動力を母線タンク２内の断路器又は接地開閉器４に伝達するために、断路器又は接地開閉器操作機構１０と断路器又は接地開閉器４は気密連結軸１１で接続されている。気密連結軸１１の周囲を気密密閉（封止）するために、気密連結軸１１は、第１の気密封止部である第１の気密封止部品１６および第２の気密封止部である第２の気密封止部品１７を貫通している。

第１の気密封止部品１６は、例えば金属で形成されており、第１の気密封止部品１６の断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂと接する面には溝が形成され、気密封止部品固定部用の気密封止材１３が取り付けられている。なお、気密封止材１３は、例えばゴム製のＯリングまたはＴリングなどのシール材料である。
また、第１の気密封止部品１６の中心には、気密連結軸１１を挿入するための穴部が設けられている。また、第１の気密封止部品１６の中心の気密連結軸１１を挿入した穴部にもその周囲に溝が設けられており、気密連結軸摺動用の気密封止材１４が配置されている。図２で示した比較例との相違点としては、実施の形態１では、気密連結軸１１の摺動による気密密閉性向上のために、第１の気密封止部品１６内部には気密連結軸摺動用の気密封止材１４が１つだけ配置されていることである。第１の気密封止部品１６自体は、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂに取り付けられ、気密封止部品固定ボルト１５により締結されている。

また、第２の気密封止部品１７は例えば金属で形成されており、気密連結軸１１の周囲に第１の気密封止部品１６に重ねるように配置され、第１の気密封止部品１６に取り付けられている。第２の気密封止部品１７の第１の気密封止部品１６の表面と接する面には、溝が形成されており、気密封止部品固定部用の気密封止材１３が取り付けられている。なお、気密封止材１３は、例えばゴム製のＯリングまたはＴリングなどのシール材料である。また、第２の気密封止部品１７の中心には、気密連結軸１１を挿入するための穴部が設けられている。また、第２の気密封止部品１７の中心の気密連結軸１１を挿入した穴部にもその周囲に溝が設けられており、気密連結軸摺動用の気密封止材１４が配置されている。第２の気密封止部品１７自体は、気密封止部品固定ボルト１５により第１の気密封止部品１６に締結されている。

第１の気密封止部品１６および第２の気密封止部品１７は、密閉容器である母線タンク２の外部の大気中に設けられており、第２の気密封止部品１７は、第１の気密封止部品１６と同様に気密封止部品固定部用の気密封止材１３および気密連結軸摺動用の気密封止材１４を備えている。実施の形態１によるガス絶縁開閉装置５０によれば、気密連結軸１１、第１の気密封止部品１６および第２の気密封止部品１７の部分は、気密封止部品固定部用の気密封止材１３および気密連結軸摺動用の気密封止材１４により気密密閉（封止）されているため、母線タンク２内の気密を保ったまま気密連結軸１１の摺動により断路器又は接地開閉器操作機構１０の駆動力を母線タンク２内の断路器又は接地開閉器４に伝達することが可能となる。

また、図３に示すように実施の形態１においては、気密連結軸１１の摺動による気密密閉性向上のために、第２の気密封止部品１７の内部に気密連結軸摺動用の気密封止材１４を複数個配置した事例を示しているが、第２の気密封止部品１７の内部の気密連結軸摺動用の気密封止材１４が１つでも機能は同じである。
図４は実施の形態１に示すガス絶縁開閉装置の気密連結軸の連結部構造を示す断面図である。気密連結軸１１は大気中側の先端に気密連結軸の連結部１１ａを有しており、また断路器又は接地開閉器操作機構１０は断路器又は接地開閉器操作機構の連結部１０ａを有しており、それぞれの連結部を連結部品１８によって連結する構造となっている。なお連結部品１８は、ピンあるいはボルトであり、断路器又は接地開閉器操作機構の連結部１０ａと気密連結軸の連結部１１ａとはピン締結あるいはボルト締結されている。

図２の比較例によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸では、気密連結軸１１の周囲に気密封止部品１２が１つ取り付けられた構造であるので、気密封止部品１２内の気密封止材１４が劣化して交換が必要になった際には、気密封止材１４を交換するために、母線タンク２内の絶縁性ガスを回収して母線タンク２内を大気の状態とした後で気密封止部品１２を取り外し、気密封止材１４を交換する必要があった。その理由としては、気密封止部品１２を取り外すとガス漏れが発生する可能性があるためである。

これに対して、図３に示す実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸では、気密連結軸１１の周囲に第１の気密封止部品１６と第２の気密封止部品１７が配置されており、第１の気密封止部品１６は、気密封止部品固定ボルト１５により断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂに取り付けられ固定されている。第２の気密封止部品１７は、気密連結軸１１の周囲に第１の気密封止部品１６に重ねるように配置され、第１の気密封止部品１６に取り付けられており、気密封止部品固定ボルト１５により第１の気密封止部品１６に締結されている。第２の気密封止部品１７は、第１の気密封止部品１６と同様に気密封止部品固定部用の気密封止材１３および気密連結軸摺動用の気密封止材１４を有している。

実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸１１において、気密連結軸摺動用の気密封止材１４を交換する際は、断路器又は接地開閉器操作機構１０と気密連結軸１１との連結部品１８を取り外して、断路器又は接地開閉器操作機構１０を取り外し、第２の気密封止部品１７を固定している気密封止部品固定ボルト１５を取り外して第２の気密封止部品１７を取り外す。第２の気密封止部品１７を取り外しても第１の気密封止部品１６があるため絶縁性ガスの漏れを防止することができる。このため、密閉容器である母線タンク２内の絶縁性ガスを回収することなく、第２の気密封止部品１７を取り外し気密連結軸摺動用の気密封止材１４の交換が可能となる。また、気密封止部品固定部用の気密封止材１３についても交換することができる。

実施の形態１によれば、第２の気密封止部品１７の気密封止材１４は、大気中の空気または粉塵によって劣化が早いが、第１の気密封止部品１６の気密封止材１４は、大気中の空気または粉塵に触れないため劣化を抑制できる。このため、第２の気密封止部品１７を容易に交換できるようにしておけば、メンテナンス性を向上させたガス絶縁開閉装置５０を提供するという目的は果たされる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２によるガス絶縁開閉装置の気密連結軸を示す断面図である。実施の形態１においては、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂに第１の気密封止部品１６と第２の気密封止部品１７とを重ねて配置した構造を示したが、実施の形態２では、密閉容器である母線タンク２の断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの内部が実施の形態１の第１の気密封止部品１６として機能する。具体的には、金属から形成された断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂの内部に溝を形成して、その溝に気密連結軸摺動用の気密封止材１４を配置する。気密封止材１４を有する第１の気密封止部品１６は、気密連結軸１１の周囲に配置されている。そして、第２の気密封止部品１７は、内部に気密封止材１４を有し、気密連結軸１１の周囲に第１の気密封止部品１６に重ねて配置されると共に密閉容器である母線タンク２の外部の大気中に設けられている。第１の気密封止部品１６の気密封止材１４と第２の気密封止部品１７の気密封止材１４は同一の気密連結軸１１の周囲に配置されている。

実施の形態１の構造では、第１の気密封止部品１６と第２の気密封止部品１７を二重に重ねた構造にすることで製品の奥行き方向の寸法が増加していたが、実施の形態２では、断路器又は接地開閉器用フランジ６ｂが実施の形態１の第１の気密封止部品１６の機能を有しているため、機能的には実施の形態１と同じであり、製品の奥行き方向の寸法を縮小することが可能となる効果がある。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１遮断器タンク、２母線タンク、３遮断器、４断路器又は接地開閉器、５母線、６ａ遮断器用フランジ、６ｂ断路器又は接地開閉器用フランジ、７遮断器操作機構、８遮断器部の気密連結部、９断路器又は接地開閉器部の気密連結部、１０断路器又は接地開閉器操作機構、１０ａ断路器又は接地開閉器操作機構の連結部、１１気密連結軸、１１ａ気密連結軸の連結部、１２気密封止部品、１３気密封止材（気密封止部品固定部用）、１４気密封止材（気密連結軸摺動用）、１５気密封止部品固定ボルト、１６第１の気密封止部品、１７第２の気密封止部品、１８連結部品、５０ガス絶縁開閉装置

Claims

絶縁性ガスが気密封止された容器の内部に配置された主回路機器と、
前記容器の外部に配置された操作機構と、
前記操作機構の駆動力を前記主回路機器に伝達する気密連結軸と、
前記気密連結軸の周囲に配置された第１の気密封止部と、
内部に気密封止材を有し、前記気密連結軸の周囲に前記第１の気密封止部に重ねて配置されると共に前記容器外部の大気中に設けられた第２の気密封止部と、を備え、
前記第２の気密封止部は、前記第１の気密封止部の表面に接するように重ねて配置されており、
前記主回路機器は、前記容器のフランジに取り付けられたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
前記第１の気密封止部は、前記容器外部の大気中に設けられており、前記容器の前記フランジに取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
前記容器の前記フランジの内部が前記第１の気密封止部として機能することを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
前記気密封止材は、ＯリングまたはＴリングであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記気密封止材は、複数個配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記主回路機器は、遮断器、断路器または接地開閉器のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。