JP6953329B2 - 開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチギア等の開閉装置に内蔵される断路器に関し、特に、従来よりも絶縁距離を短縮化できる断路器に関する。

スイッチギア等の開閉装置は、遮断器（ＣＢ）、断路器（ＤＳ）、接地開閉器（ＥＳ）等の各種開閉器を電気的に接続して構成されている。開閉装置に内蔵される断路器は、遮断器の開状態時に無負荷で開閉されるため、その開極／閉極速度は低速で良く、操作器を共用化し、断路器と接地開閉器を複合化することで開閉装置全体の小形化が図られてきた。

特に、断路器と接地開閉器の可動子を共用するブレード式は小型化に適しているが、断路器の固定子端部の電界集中による高電界に対処するため絶縁距離を大きくとる必要があり、結果的に、断路器を内蔵する開閉装置が大型化してしまうという問題がある。

この問題に対し、特許文献１では、要約書の解決手段欄に「一方の母線導体に接続される可動側導体２と、この可動側導体２に一端側を回動自在に軸支した導体部材からなる相毎に１枚の可動子４と、絶縁性ガスとを備えた開閉器を有する高電圧開閉装置において、前記可動側導体２と電気的・機械的に固定されたシールド電極１０ｃ，１０ｄの表面を絶縁被覆もしくは絶縁物でモールドして形成したシールド７ａ，７ｂを備え、シールド７ａ，７ｂを、可動子４の開極位置において可動子４の側面にそれぞれ対向するように配置した開閉器を用いた。」とあるように、樹脂等の絶縁物でモールドしたシールドを断路器の固定子端部に配置し電界を緩和して絶縁距離を短縮化することで、開閉装置全体としての小型化を実現している。

特開２０１２−１５００９号公報

しかしながら、特許文献１の開閉器は、電界を緩和するためにモールド成型したシールドが必要であり、開閉器自体が大型化することに加え、金型作成や注型設備が必須となるため、工数面でも費用面でも改善の余地が大きいものであった。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易的な構成で固定子端部の電界を緩和できるようにすることで、製造工数、製造費用の両面の改善と、小型化の並立に寄与する断路器を提供することにある。

本発明の断路器は、上記目的を達成するために、可動接触子が固定接触子から離間することで回路を断路する開閉器であって、前記固定接触子の先端は二股の金属片であり、該二股の金属片の間に配置した可動導体は、前記可動接触子に押されて移動するものであり、断路時に固定接触子の先端の金属片の間を前記可動導体で塞ぎ、該可動導体の表面は前記固定接触子と同電位であり、前記可動導体の背後に弾性体を設けるとともに、前記弾性体の背後には絶縁物が配置されているものとした。

本発明によれば、固定接触子の電界を緩和し、耐電圧性能を向上させることで、従来よりも小型化した断路器を提供することができる。

実施例１の断路器の概略構成を示す斜視図である。 固定接触子の二股部分近傍の電界を示す概略図である。 実施例１の断路器に用いられる断路位置の上面図である。 実施例１の断路器に用いられる断路位置のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の断路器に用いられる投入位置の上面図である。 実施例１の断路器に用いられる投入位置のＡ−Ａ断面図である。 実施例２の断路器に用いられる断路位置の断面図である。 実施例２の断路器に用いられる投入位置の断面図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の断路器１００を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

スイッチギア等の開閉装置に内蔵される、実施例１の断路器の詳細を、図１から図４Ｂを用いて説明する。

図１は、実施例１の断路器１００の概略構成を示す斜視図である。ここでは、断路器１００の極間部分のみを示し、タンクや接地開閉器の固定側、および、絶縁ロッドの駆動系等の開閉装置関連の周知技術については、図示を省略している。

本実施例の断路器１００は、金属製の固定接触子１と金属ブレード構造の可動接触子２を備えており、可動接触子２を回転動作させ、可動接触子２の先端を固定接触子１の二股部分の隙間に挟み込むことで投入位置になるブレード式断路器である。また、固定接触子１の二股部分の隙間には、その隙間と略等しい幅の金属製の可動導体３を、上下に移動可能に設けている。

ここで、図２の上面図を用いて、断路中の固定接触子１の二股部分近傍の電界を、二股部分の隙間に可動導体３を配置しない場合と、配置した場合に分けて説明する。

図２（ａ）は、可動導体３を配置しない場合の電界の概略を表示したものである。この場合、固定接触子１の二股部分の内側に等電位線が入り込む結果、二股部分の先端側の角部では等電位線間隔が特に密となり電界集中が生じている。これにより、固定接触子１の先端からの放電の可能性が高まるため、固定接触子１の先端側では絶縁距離を大きくとり放電を避ける必要がある。すなわち、開閉装置の筐体を大きくする等して、固定接触子１の周囲に十分な絶縁距離を確保する必要があるため、開閉装置全体としての小型化が困難であった。

これに対し、図２（ｂ）は、可動導体３を配置した場合の電界の概略を表示したものである。ここに示すように、固定接触子１の二股部分の隙間に、固定接触子１と等電位の可動導体３を設けた場合、固定接触子１の二股部分の内側に等電位線が入り込むことがなく、その先端部での電界が緩和され放電の可能性が抑制されるため、図２（ａ）に比べ、絶縁距離を短縮化しても良い。すなわち、絶縁距離を短縮化できるので、開閉装置の筐体をより小さくしても放電を回避でき、開閉装置全体としての小型化も実現し易くなる。

次に、本実施例の断路器１００の構成を、図３Ａ〜図４Ｂを用いて、より詳細に説明する。

図３Ａ、図３Ｂは夫々、断路位置にある断路器１００の上面図、断面図である。

図３Ａは、開閉装置の筐体４内に所定の絶縁距離を確保して設置された断路器１００の上面図であり、断路位置にある可動接触子２が支持具９に支持された様子を示している。

図３Ｂは図３ＡのＡ−Ａ断面図であり、可動接触子２の一端側に設けた回転軸８を軸に可動接触子２が回動できる構成、および、可動導体３の下方にバネ５と絶縁物６が配置される構成を示している。この構成から自明なように可動導体３はバネ５により上方に付勢されているが、固定接触子１から突出するストッパー７ａが可動導体３の移動上限を規定するため、断路器１００の断路時には、固定接触子１の二股部分の上面１ａの高さと、可動導体３の上面の高さが略一致している。更に、可動導体３の上下方向の移動をガイドするガイド機構７ｂも固定接触子１の二股部分内面に設けられており、固定接触子１の二股部分の前面１ｂの位置と、可動導体３の前面の位置が略一致している。

このように、可動接触子２が開極して断路器１００が断路位置にあるとき、ストッパー７ａまたはガイド機構７ｂを介して固定接触子１と同電位となった可動導体３が、固定接触子１の二股部分を塞ぐことになる。すなわち、図２（ｂ）の構成となり、固定接触子１の角部の電界を緩和でき放電が抑制されるので、筐体４までの絶縁距離を短縮化することができる。

一方、図４Ａ、図４Ｂは夫々、投入位置にある断路器１００の上面図、断面図である。

図４Ａは、断路器１００の上面図であり、可動接触子２の先端が固定接触子１の二股部分に挟まれて閉極している様子を示している。

図４Ｂは図４ＡのＡ−Ａ断面図であり、可動接触子２が閉極して投入位置になると、バネ５が圧縮され可動導体３が下方に沈むことを示している。なお、バネ５の下には絶縁物６が配置されているため、断路器１００の通電時においても、バネ５には電流が流れず、バネ５での発熱が発生しない構成となっている。なお、ここでは、可動導体３の下に配置するバネ５の例として金属製のスプリングを例示したが、伸縮性のある部品であれば金属製のバネ５以外の部品、例えば、樹脂製のバネ、ゴムなどの弾性体を用いても良い。

以上で説明した本実施例によれば、固定接触子の二股部分の隙間に金属製の可動導体を配置する簡易的な構成で、断路器が断路位置にあるときの固定接触子の二股部分の角部の電界を緩和し放電を抑制することで、絶縁距離を短縮化することができる。この結果、断路器の耐電圧性能を向上させることができ、製造工数、製造費用の両面の改善と、小型化の並立させた断路器を提供することができる。また、この断路器を用いることで、開閉装置全体としても、小型化を実現することができる。

次に、実施例２の断路器１００について、図５、図６を用いて説明する。尚、実施例１と共通する箇所については、重複説明を省略する。なお、実施例１では回動する可動接触子２を用いる構成であったが、実施例２では直線動作する可動接触子２を用いる構成となっている。

図５、図６は夫々、断路位置にある断路器１００の断面図、および、投入位置にある断路器１００の上面図である。

図５に示すように、固定接触子１は実施例１と同様に先端が二股構成となっており、その間に可動導体３が配置されている。また、可動導体３の背後にはバネ５が配置されている。本実施例でも、バネ５によって可動導体３が付勢されているが、ストッパー等によって、二股部分の前面１ｂの位置と断路時の可動導体３の前面の位置が略一致している。

このときも、図２（ｂ）で説明したような緩和された電界が形成されるため、本実施例の構成においても実施例１と同様に絶縁距離の短縮化という効果を得ることができる。

なお、図６に示すように、可動接触子２が直線動作して投入位置になると、バネ５が圧縮され可動導体３が固定側に移動するが、可動接触子２の高さ方向への移動は発生しないため、実施例１の図３Ｂの構成と異なり、断路器１００の上方にスペースを確保する必要がない。すなわち、実施例１の断路器を用いた開閉装置では、断路器上方に十分な回動スペースを確保する必要があるため、開閉装置が高さ方向に大きくなるのに対し、本実施例の断路器を用いた開閉装置では、断路器上方の回動スペースは不要であるので、開閉装置をより小型化することができる。

１００…断路器、
１…固定接触子、
１ａ…上面、
１ｂ…前面、
２…可動接触子、
３…可動導体、
４…筐体、
５…バネ、
６…絶縁物、
７ａ…ストッパー、
７ｂ…ガイド機構、
８…回転軸、
９…支持具

Claims (2)

1. 可動接触子が固定接触子から離間することで回路を断路する開閉器であって、
   前記固定接触子の先端は二股の金属片であり、
   該二股の金属片の間に配置した可動導体は、前記可動接触子に押されて移動するものであり、
   断路時に固定接触子の先端の金属片の間を前記可動導体で塞ぎ、
   該可動導体の表面は前記固定接触子と同電位であり、
   前記可動導体の背後に弾性体を設けるとともに、
   前記弾性体の背後には絶縁物が配置されていることを特徴とする開閉器。
2. 請求項１に記載の開閉器において、
   前記固定接触子には前記可動導体の移動範囲を制限するストッパーを設け、
   断路時に、前記固定接触子の先端の金属片から前記可動導体が突出するのを防止することを特徴とする開閉器。

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