JP6899970B1 - 母線接続装置 - Google Patents

Abstract

絶縁母線を接続する際に絶縁母線の絶縁性能を低下させてしまうことを防ぐことができる母線接続装置を得ることを目的とする。母線接続装置（１１０）は、固体絶縁母線（１０６）の母線導体（１０６ａ）が挿入される開口部を有する接続端子（１１１ｂ）が内部に設けられ、固体絶縁母線（１０６）が挿入されるアダプタ部（１１１）と、内部に導体部（１１２ａ）が設けられ、一端がガス絶縁開閉装置に接続されるとともに他端がアダプタ部（１１１）に挿入されて、接続端子（１１１ｂ）を介して絶縁母線（１０６）と接続されるブッシング部（１１２）と、接続端子（１１１ｂ）の開口部に設けられて母線導体（１０６ａ）と接触する、通電性を有する接触部材（１１１ｅ）とを備えたものである。

Description

本願は、母線接続装置に関する。

従来より、絶縁母線により開閉器などの電気機器を複数接続することでガス絶縁開閉装置またはスイッチギヤを構成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。開閉器などの接続に関しては、母線タンク内の母線導体を接続するガス母線方式が一般的であるが、近年では、固体絶縁母線を用いることもある。ガス母線方式の場合は、ガス絶縁開閉装置据付時に母線タンクを接続する必要があるが、固定絶縁母線を用いる場合は、そのような作業は不要であり、ガス絶縁開閉装置据付時の現地ガス処理作業を省略することができている。
上述のとおり、ガス絶縁開閉装置の母線部分に関しては、固体絶縁母線を用いるケースも多くなっている。固体絶縁母線を用いる場合、ガス絶縁開閉装置の各盤に固体絶縁母線を接続するためのブッシングを配置し、そのブッシングにアダプタを取り付け、このアダプタを介してブッシングと固体絶縁母線を接続する。固体絶縁母線接続後、アダプタに絶縁栓を挿入して固定することで絶縁母線の接続作業が完了する。

特許第６５６３１６０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、絶縁母線を接続する際に絶縁母線の絶縁性能を低下させてしまう可能性がある。より具体的には、上記絶縁栓を固定するとき、ブッシングに取り付けられた金属製の固定ネジにアダプタを貫通させ、固定ネジを絶縁栓のメネジ部に螺合させることで絶縁栓を固定するが、固定ネジを絶縁栓のメネジ部に螺合させる際、固定ネジの表面と絶縁栓のメネジ部表面が擦れ合うことで固定ネジの表面から金属製の切粉が発生する可能性がある。この切粉が絶縁栓の絶縁界面部に侵入すると、固体絶縁母線の絶縁性能が低下してしまう可能性がある。

本願は、上記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、絶縁母線を接続する際に絶縁母線の絶縁性能を低下させてしまうことを防ぐことができる母線接続装置を得ることを目的とする。

本願に開示される母線接続装置は、複数の電気機器を接続する絶縁母線とそれぞれの電気機器とを接続する母線接続装置であって、絶縁母線の母線導体が挿入される開口部を有する接続端子が内部に設けられ、絶縁母線が挿入されるアダプタ部と、絶縁母線と直交する方向に伸び、内部に導体部が設けられ、一端が電気機器に接続されるとともに他端がアダプタ部に挿入されて、接続端子を介して絶縁母線と接続されるブッシング部と、接続端子の開口部に取り付けられて母線導体と接触する、通電性を有する接触部材と、母線導体の他端側の先端部に設けられ、接触部材の挿入方向側の面と係合する係合面を有する係合部とを備えたものである。

本願に開示される母線接続装置によれば、絶縁母線を接続する際に絶縁母線の絶縁性能を低下させてしまうことを防ぐことができる。

実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置を示す側面断面図である。 実施の形態１における母線接続装置を示す側面断面図である。 図２のＳ部の拡大断面図である。 実施の形態１に係る抜け止め構造を説明する図である。 実施の形態２における母線接続装置を示す拡大断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１を図１から図４に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置を示す側面断面図である。ガス絶縁開閉装置１００は、その筐体１０１の内部に遮断器収納用のタンク１０９が設置されている。タンク１０９の内部には、遮断器１０２、断路器１０３、接地開閉器１０４が収納されている。断路器１０３は、接地開閉器に置き換えられることもある。

タンク１０９の上部には、区画ブッシング１０５が設けられている。また、区画ブッシング１０５の上部には、母線接続用および断路器／接地開閉器収納用のタンク１０８が設けられている。タンク１０８の内部には、断路器１０３（もしくは接地開閉器）が複数配置されており、タンク１０８の上面には、後述する母線接続装置１１０のブッシング部１１２が配置されている。ブッシング部１１２は、一端がタンク１０８内側にあり、他端がタンク１０８の外側にある。また、タンク１０９の背面側には電力ケーブル１０７が配置されている。

ブッシング部１１２は、他端、すなわちタンク１０８の外側において固体絶縁母線１０６と接続される。固体絶縁母線１０６は、ガス絶縁開閉装置１００を複数面列盤した際に、それぞれのガス絶縁開閉装置１００を互いに接続させる。

固体絶縁母線１０６は、母線接続装置１１０によりガス絶縁開閉装置１００と接続される。図２は、実施の形態１における母線接続装置を示す側面断面図である。母線接続装置１１０は、固体絶縁母線１０６との接続部位であるアダプタ部１１１と、ガス絶縁開閉装置１００との接続部位となるブッシング部１１２とを有する。アダプタ部１１１は、固体絶縁母線１０６の軸方向の一方（図３では右側）に対して開口部が設けられており、この開口部に固体絶縁母線１０６が挿入される構造となっている。固体絶縁母線１０６は、中心に母線導体１０６ａを有し、母線導体１０６ａの周囲には、絶縁層１０６ｂおよび接地導電層１０６cが配置されている。

アダプタ部１１１は、固体絶縁母線１０６の軸方向と直交する方向の一方（図２では下方）に対しても開口部が設けられており、この開口部にブッシング部１１２が挿入される構造となっている。ブッシング部１１２は、固体絶縁母線１０６の軸方向と直交する方向に伸び、その一端がガス絶縁開閉装置１００の内部機器と接続されている導体部１１２ａが内部に設けられている。

アダプタ部１１１の内部には、接続端子１１１ｂが設けられている。接続端子１１１ｂは、固体絶縁母線１０６の母線導体１０６ａと接続されるとともに、ブッシング部１１２の導体部１１２ａの他端と接続される。このように、固体絶縁母線１０６の母線導体１０６ａとブッシング部１１２の導体部１１２ａとは、アダプタ部１１１内の接続端子１１１ｂを介して接続される。ブッシング部１１２の導体部１１２ａの一端はガス絶縁開閉装置１００の内部機器と接続されていることから、ガス絶縁開閉装置１００の内部機器と固体絶縁母線１０６とは、母線接続装置１１０を介して接続されることとなる。なお、実際に固体絶縁母線１０６をガス絶縁開閉装置１００に接続する際は、ブッシング部１１２の他端にアダプタ部１１１を取り付け、アダプタ部１１１に固体絶縁母線１０６を接続する。

図３は、図２のＳ部の拡大断面図である。接続端子１１１ｂは、固体絶縁母線１０６と対向する面に母線導体１０６ａが挿入される凹部が設けられている。この凹部の側面（母線導体１０６ａの外周面と対向する面）には、溝部１１１ｄが設けられている。溝部１１１ｄには接触部材１１１ｅが取り付けられている。接触部材１１１ｅは、母線導体１０６ａをの周囲を囲むリング状をなし、すぐれた通電性およびバネ性を有する部材であり、銅合金などで構成される。接触部材１１１ｅは接続端子１１１ｂと母線導体１０６ａの両方に接触し、接続端子１１１ｂと母線導体１０６ａとの間の通電性を確保する。また接続端子１１１ｂは、ブッシング部１１２と対向する面に導体部１１２ａが挿入される凹部が設けられている。この凹部の側面（導体部１１２ａの外周面と対向する面）には、溝部１１１ｆが設けられている。溝部１１１ｆには接触部材１１１ｇが取り付けられている。接触部材１１１ｇは、導体部１１２ａの周囲を囲むリング状をなし、接触部材１１１ｅと同様に、銅合金などで構成される。接触部材１１１ｇは接続端子１１１ｂと導体部１１２ａの両方に接触し、接続端子１１１ｂと導体部１１２ａとの間の通電性を確保する。

母線導体１０６ａの先端部には、接触部材１１１ｅに係合する突起部１０６ｄが設けられている。導体部１１２ａの先端部には、接触部材１１１ｇに係合する突起部１１２ｂが設けられている。

アダプタ部１１１はゴム製であり、アダプタ部１１１に固体絶縁母線１０６およびブッシング部１１２が挿入されると、ゴムの面圧により絶縁界面の絶縁性能を確保される。このゴムの面圧により、アダプタ部１１１は固体絶縁母線１０６の挿入方向と逆方向の荷重を受ける。このことを考慮し、係合した状態の接触部材１１１ｅおよび突起部１０６ｄは、上記面圧による荷重に耐えうる構造とする。例えば、接触部材１１１ｅと突起部１０６ｄの接触面積を十分大きくすることなどが考えられる。これにより、接触部材１１１ｅと突起部１０６ｄが抜け止め構造として機能する。これは、接触部材１１１ｇおよび突起部１１２ｂについても同様である。

接続端子１１１ｂの周囲には、固体絶縁母線１０６の高電圧側導電層１１１ｃを配置する。これにより、接続端子１１１ｂの周囲について電界緩和する構造となっている。

図４は、図３で示した接触部材１１１ｅおよび接触部材１１１ｇを、それぞれ母線導体１０６ａおよび導体部１１２ａの挿入方向から見た図であり、実施の形態１に係る抜け止め構造を説明する図である。突起部１０６ｄ（突起部１１２ｂ）は、母線導体１０６ａ（導体部１１２ａ）の、少なくとも２か所に設ければよい。３か所以上、あるいは外周全体に亘って突起部１０６ｄ（突起部１１２ｂ）を設けても良い。

なお、実施の形態１では固体接続母線に接続される電気機器の例としてガス絶縁開閉装置を用いたが、これに限られるものではなく、例えばスイッチギヤなど固体接続母線によって複数接続される電気機器であればよい。
また、実施の形態１ではブッシング部側にも接触部材を設けているが、固体絶縁母線側のみに接触部材を設ける構成でもよい。

実施の形態１によれば、絶縁母線を接続する際に絶縁母線の絶縁性能を低下させてしまうことを防ぐことができる。より具体的には、通電性を有し、固体絶縁母線の母線導体に接触する接触部材をアダプタ部内の接続端子に設けた。これにより、接続端子１１１ｂと母線導体との間の通電性が確保されたので、従来のように絶縁栓を取り付ける必要がなくなった。この結果、絶縁栓を取り付ける際に金属製の切粉が発生することが無くなったので、切粉による絶縁性能の低下はない。

また、ブッシング部の導体部および固体絶縁母線の母線導体の先端部に突起部を設け、この突起部と接触部材が係合する構成とした。これにより、抜け止め機能がはたらき、固体絶縁母線を挿入した後は容易に抜けない構造となっている。

また、絶縁栓の取り付けが不要になってことにより、固体絶縁母線を挿入するだけで作業が完了するため、組立性の向上にもつながっている。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を図５に基づいて説明する。なお、図１から図４と同一または相当部分については同一符号を付し、その説明を省略する。実施の形態２は、基本的な構成は図１と同じであるが、実施の形態１では突起部を係合部としていたのに対し、実施の形態２では溝部を係合部とする点が相違する。図５は、実施の形態２における母線接続装置を示す拡大断面図であり、実施の形態１における図２のＳ部に対応する。母線導体２０６ａの先端部には、接触部材１１１ｅに係合する溝部２０６ｄが設けられている。導体部２１２ａの先端部には、接触部材１１１ｇに係合する溝部２１２ｂが設けられている。溝部２０６ｄは、接触部材１１１ｅが中に入り込むことで接触部材１１１ｅと係合し、母線導体２０６ａの抜け止め構造として機能する。溝部２１２ｂは、接触部材１１１ｇが中に入り込むことで接触部材１１１ｇと係合し、導体部２１２ａの抜け止め構造として機能する。
その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、接触部材は溝部に入り込むことで抜け止めを防止することから、固体絶縁母線の母線導体およびブッシング部の導体部は、実施の形態１と比較して、より抜けにくくなる。
また、ブッシング部の導体部および固体絶縁母線の母線導体の製造における必要材料の量を低減することができる。すなわち、実施の形態１では、固体絶縁母線の母線導体などに突起部を設けるため、導体材料としては必要な導体径以上の太い材料を用いて切削加工することで、突起部を形成する必要がある。一方、実施の形態２では、固体絶縁母線の母線導体などに溝部を設けるため、必要な導体径を用いて溝加工するだけとなる。このため、母線導体などに必要となる導体材料の直径を小さくすることができ、材料費の低減が可能となる。

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。

１００ ガス絶縁開閉装置、１０６ 固体絶縁母線、１０６ａ、２０６ａ 母線導体、１０６ｄ 突起部、１１０ 母線接続装置、１１１ アダプタ部、１１１ｂ 接続端子、１１１ｅ、１１１ｇ 接触部材、１１２ ブッシング部、１１２ａ、２１２ａ 導体部、１１２ｂ 突起部、２０６ｄ 溝部、２１２ｂ 溝部

Claims (8)

1. 複数の電気機器を接続する絶縁母線とそれぞれの前記電気機器とを接続する母線接続装置であって、
   前記絶縁母線の母線導体が挿入方向に挿入される開口部を有する接続端子が内部に設けられ、前記絶縁母線が挿入されるアダプタ部と、
   前記絶縁母線と直交する方向に伸び、内部に導体部が設けられ、一端が前記電気機器に接続されるとともに他端が前記アダプタ部に挿入されて、前記接続端子を介して前記絶縁母線と接続されるブッシング部と、
   前記接続端子の開口部に取り付けられて前記母線導体と接触する、通電性を有する接触部材と、
   前記母線導体の他端側の先端部に設けられ、前記接触部材の前記挿入方向側の面と係合する係合面を有する係合部と
   を備えたことを特徴とする母線接続装置。
2. 前記接続端子は、前記ブッシング部の導体部が挿入される第２の開口部が設けられ、前記第２の開口部には、前記ブッシング部の導体部と接触する、通電性を有する第２の接触部材が設けられている請求項１に記載の母線接続装置。
3. 前記第２の接触部材は、前記導体部の他端側の先端部に設けられた第２の係合部と係合する請求項２に記載の母線接続装置。
4. 前記係合部は、前記母線導体の他端側の先端部に設けられ、前記挿入方向とは反対側の側面に前記係合面が形成された突起部である請求項１から３のいずれか１項に記載の母線接続装置。
5. 前記係合部は、前記母線導体の他端側の先端部に設けられ、前記接触部材が入り込む溝部であり、前記溝部は、前記挿入方向側の内側面に前記係合面が形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の母線接続装置。
6. 前記第２の係合部は、前記導体部の他端側の先端部に設けられた突起部である請求項３に記載の母線接続装置。
7. 前記第２の係合部は、前記導体部の他端側の先端部に設けられ、前記第２の接触部材が入り込む溝部である請求項３に記載の母線接続装置。
8. 複数の電気機器を接続する絶縁母線とそれぞれの前記電気機器とを接続する母線接続装置であって、
   前記絶縁母線の母線導体が挿入される開口部を有する接続端子が内部に設けられ、前記絶縁母線が挿入されるアダプタ部と、
   前記絶縁母線と直交する方向に伸び、内部に導体部が設けられ、一端が前記電気機器に接続されるとともに他端が前記アダプタ部に挿入されて、前記接続端子を介して前記絶縁母線と接続されるブッシング部と、
   前記接続端子の開口部に取り付けられて前記母線導体と接触する、通電性を有する接触部材と、
   前記母線導体の他端側の先端部に設けられ、前記接触部材と係合する係合部と
   を備え、
   互いに係合した状態の前記接触部材および前記係合部は、前記絶縁母線が前記接続端子から抜けることを防ぐ抜け止め構造を構成することを特徴とする母線接続装置。

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