JP6977427B2 - 接地開閉器およびガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、接地開閉器および接地開閉器を備えるガス絶縁開閉装置に関する。

キュービクル形ガス絶縁開閉装置（Ｃ−ＧＩＳ：Cubicle Gas Insulated Switchgear、以下、ガス絶縁開閉装置と称する）は、真空遮断器、断路器、接地開閉器などの機器が、接地され、かつ低圧絶縁ガスが封入されたタンク（例えば、機器タンク）内に一括収納されたものである。

図７に示すように、ガス絶縁開閉装置１８には、真空遮断器１９の上部側極柱導体１９ａと下部側極柱導体１９ｂにそれぞれ設けられた固定側電極２０、２１に、接地開閉器２２のブレード電極２３、２４が離接可能に設けられるものがある（例えば、特許文献１）。

ブレード電極２３は、一端が回転軸２５ａにより回転可能に支持され、この回転軸２５ａを中心として回動（揺動）する。このようにして、ブレード電極２３の端部が固定側電極２０に接触する（または、切り離される）。同様に、ブレード電極２４は、一端が回転軸２５ｂにより回転可能に支持され、この回転軸２５ｂを中心として回動（揺動）する。このようにして、ブレード電極２４の端部が固定側電極２１に接触する（または、切り離される）。

図８に示すように、ブレード電極２３（および、ブレード電極２４）の端部には、コンタクト２６が設けられる。コンタクト２６は、ブレード電極２３（および、ブレード電極２４）の片側に二つずつ配置され、ブレード電極２３、２４に対して長手方向に配置される。このコンタクト２６が、真空遮断器１９の固定側電極２０（または、固定側電極２１）に接触または切り離され、接地開閉器２２の開閉が行われる。

特開２００４−０６４８３５号公報

ブレード電極の端部に設けられるコンタクトは、十分な通電面積を確保するため、ブレード電極の長手方向に長くなるおそれがある。コンタクトがブレード電極の長手方向に長くなると、ガス絶縁開閉装置が大型化することとなる。

また、ブレード電極の長手方向にコンタクトを長くすると、このコンタクトが接続される固定側電極の形状が横長となり、固定側電極と真空遮断器の極柱を支えるフレームなどとの耐電圧性を確保するための距離が必要となり、ガス絶縁開閉装置が大型化するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、ガス絶縁開閉装置を小型化する技術を提供することを目的としている。

上記目的を達成する本発明の接地開閉器の一態様は、
遮断器の上部側極柱導体または下部側極柱導体に離接可能に設けられるブレード電極を備え、
前記ブレード電極は、前記ブレード電極の中央部であって、当該ブレード電極の回動する側の側端部に切欠き部を備え、中央部の短手方向の幅よりも端部の短手方向の幅が太く形成され、
前記ブレード電極の端部にコンタクトが備えられた、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の接地開閉器の他の態様は、上記接地開閉器において、
前記ブレード電極は、当該ブレード電極の短手方向に延びる１対の溝を備え、
この溝に前記コンタクトが備えられた、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の接地開閉器の他の態様は、上記接地開閉器において、
前記上部側極柱導体または前記下部側極柱導体には、前記ブレード電極の先端部が挿脱されるスリット部が形成された、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の接地開閉器の他の態様は、上記接地開閉器において、
前記スリット部の開口端部に、前記スリット部の奥に向かう方向に滑らかに形成された面取り部を設けた、ことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明のガス絶縁開閉装置の一態様は、上記いずれかの接地開閉器を備えている。

以上の発明によれば、ガス絶縁開閉装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の要部拡大図である。 （ａ）下部側極柱導体のスリット部を説明する説明図、（ｂ）下部側極柱導体の形状を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る接地開閉器の詳細を示す図である。 上部側ブレード電極および下部側ブレード電極を駆動させる駆動機構を示す図である。 （ａ）下部側ブレード電極を示す図、（ｂ）下部側ブレード電極を先端側から見た図、（ｃ）下部側ブレード電極の断面図である。 （ａ）ブレード電極の幅方向に設けられたコンタクトを示す図、（ｂ）ブレード電極の長手方向に一つ設けられたコンタクトを示す図、（ｃ）ブレード電極の長手方向に複数設けられたコンタクトを示す図である。 従来技術に係る接地開閉器の概略を示す図である。 （ａ）従来技術に係るブレード電極を示す図、（ｂ）従来技術に係るブレード電極を先端側から見た図である。

本発明の実施形態に係る接地開閉器およびガス絶縁開閉装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るガス絶縁開閉装置１は、真空遮断器２と、接地開閉器３を備える。接地開閉器３は、真空遮断器２の上部側極柱導体２ａに離接可能に設けられる上部側ブレード電極４と、真空遮断器２の下部側極柱導体２ｂに離接可能に設けられる下部側ブレード電極５を備える。

図２（ａ）に示すように、下部側極柱導体２ｂには、下部側ブレード電極５の端部が挿入（または、引抜き）されるスリット部２ｃが形成される。スリット部２ｃの開口端部には、スリット部２ｃの奥に向かう方向（図中矢印Ａで示す方向）にＲ形状で滑らかな面取り部が形成される。この面取り部は、少なくともスリット部２ｃの上側の開口端部に形成することが好ましい。スリット部２ｃの開口端部に面取り部を形成し、スリット部２ｃを内側に凹ませた形状とすることで、下部側ブレード電極５をスリット部２ｃに案内でき、スリット部２ｃの開口端部と真空遮断器２の極柱を支えるフレーム（図示せず）などとの電界が緩和される。また、図２（ｂ）に示すように、スリット部２ｃが形成された下部側極柱導体２ｂの下部側ブレード電極５と向かい合う角部は、Ｒ形状で滑らかな曲面（図中矢印Ｂで示す）となるように加工される。このように、下部側極柱導体２ｂの角部をＲ形状とすることで、下部側極柱導体２ｂと真空遮断器２の極柱を支えるフレーム（図示せず）との電界が緩和される。なお、上部側極柱導体２ａの形状も下部側極柱導体２ｂの形状と同様である。つまり、上部側極柱導体２ａには、上部側ブレード電極４の端部が挿入（または、引抜き）されるスリット部が形成され、このスリット部の開口端部には面取り部が形成される。また、上部側極柱導体２ａの上部側ブレード電極４と向かい合う角部は、Ｒ形状で滑らかな曲面となるように加工される。

図３に示すように、上部側ブレード電極４の一端部は接地端子６ａに接続された回転支持部７ａに回転可能に支持され、上部側ブレード電極４の他端部にコンタクト８が設けられる。上部側ブレード電極４の中央部には、リンク９ａの一端が接続される。リンク９ａは、操作装置１０の動力を上部側ブレード電極４に伝達する。つまり、リンク９ａを介して操作装置１０が上部側ブレード電極４を回動させて、上部側ブレード電極４のコンタクト８と上部側極柱導体２ａとの接続または引き離し動作が行われる。

下部側ブレード電極５の一端部は接地端子６ｂに接続された回転支持部７ｂに回転可能に支持され、下部側ブレード電極５の他端部にコンタクト８が設けられる。下部側ブレード電極５の中央部には、リンク９ｂの一端が接続される。リンク９ｂは、操作装置１０の動力を下部側ブレード電極５に伝達する。つまり、リンク９ｂを介して操作装置１０が下部側ブレード電極５を回動させて、下部側ブレード電極５のコンタクト８と上部側極柱導体２ａとの接続または引き離し動作が行われる。

図４に示すように、リンク９ａは、駆動軸１１に接続される。駆動軸１１にはロッド１２の一端が接続され、ロッド１２の他端は、回動可能に支持されたレバー１３にリンク１４を介して接続される。また、リンク９ｂは、駆動軸１５に接続される。駆動軸１５にはロッド１６の一端が接続され、ロッド１６の他端は、回動可能に支持されたレバー１３にリンク１７を介して接続される。操作装置１０（図４では、図示せず）は、レバー１３を回転動作させる（図中矢印Ｃ方向）。レバー１３の回転動作に応じて駆動軸１１、１５が回転し、駆動軸１１の回転がリンク９ａを介して上部側ブレード電極４に伝わり上部側ブレード電極４が回動する。また、駆動軸１５の回転がリンク９ｂを介して下部側ブレード電極５に伝わり下部側ブレード電極５が回動する。このようにして接地開閉器３の開閉動作が行われる。なお、他の相（Ｖ相、Ｗ相）の接地開閉器の開閉動作も、接地開閉器３（Ｕ相）の動作と同様である。

つまり、図３に示すように、操作装置１０を動作させると、上部側ブレード電極４が回動し、上部側ブレード電極４の端部が上部側極柱導体２ａに形成されたスリット部に挿入される。そして、上部側ブレード電極４の端部に設けられたコンタクト８が上部側極柱導体２ａ（スリット部）に圧接触され、上部側ブレード電極４と上部側極柱導体２ａが電気的に繋がる。また、操作装置１０の動作により、上部側極柱導体２ａのスリット部から上部側ブレード電極４の端部が引き抜かれることで、上部側ブレード電極４と上部側極柱導体２ａの電気的接続が切断される。同様に、操作装置１０を動作させると、下部側ブレード電極５が回動し、下部側ブレード電極５の端部が下部側極柱導体２ｂに形成されたスリット部２ｃに挿入される。そして、下部側ブレード電極５の端部に設けられたコンタクト８が下部側極柱導体２ｂ（スリット部２ｃ）に圧接触され、下部側ブレード電極５と下部側極柱導体２ｂが電気的に繋がる。また、操作装置１０の動作により、下部側極柱導体２ｂのスリット部２ｃから下部側ブレード電極５の端部が引き抜かれることで、下部側ブレード電極５と下部側極柱導体２ｂの電気的接続が切断される。

ここで、図５を参照して、下部側ブレード電極５について詳細に説明する。下部側ブレード電極５の説明では、下部側ブレード電極５の軸方向を長手方向（図中矢印Ｄで示す）、長手方向に対して垂直方向（下部側ブレード電極５の回転方向）を短手方向（図中矢印Ｅで示す）、コンタクト８が設けられる面を接触面として説明する。

図５（ａ）に示すように、下部側ブレード電極５の一端には回転支持部７ｂに支持される支持部５ａが設けられ、他端にはコンタクト８が備えられる。下部側ブレード電極５の中央部には、切欠き部５ｂが形成される。切欠き部５ｂは、下部側ブレード電極５の、下部側極柱導体２ｂから離れる方向に回動する側の側端部に形成される。切欠き部５ｂを形成することで、下部側ブレード電極５の先端部の短手方向の幅が、中央部の短手方向の幅よりも太くなっている。すなわち、下部側ブレード電極５は、接触面の幅（短手方向の幅）が、中央部より端部の方が幅が広くなるように形成されている。下部側ブレード電極５に切欠き部５ｂを形成することで、下部側ブレード電極５と下部側ブレード電極５を動作させる駆動軸１１などとの接触が回避される。

コンタクト８は、下部側ブレード電極５の短手方向に配置される。図５（ｂ）に示すように、コンタクト８は、下部側ブレード電極５の各接触面に１つずつ配置される。コンタクト８は、下部側極柱導体２ｂと接触する面から立ち上がる接触片（図示せず）を備える。下部側ブレード電極５の先端部が下部側極柱導体２ｂのスリット部２ｃに挿入された際に、この接触片がスリット部２ｃに圧接触される。

図５（ｃ）に示すように、下部側ブレード電極５には、短手方向に延びる一対の溝５ｃが形成されており、この溝５ｃに沿ってコンタクト８が備えられる。そして、下部側ブレード電極５の回動によって、下部側ブレード電極５からコンタクト８が脱落しないように、溝５ｃの端部５ｄが物理的にかしめられる。

なお、上部側ブレード電極４の構造は、下部側ブレード電極５の構造と同様であるので詳細な説明を省略する。つまり、下部側ブレード電極５と同様に、上部側ブレード電極４の上部側極柱導体２ａから離れる方向に回動する側の側端部には、切欠き部が形成され、上部側ブレード電極４の接触面の幅（短手方向の幅）が、中央部より端部の方が幅が広くなるように形成される。そして、上部側ブレード電極４の端部であって、上部ブレード電極４の短手方向にコンタクト８が配置される。

また、図１では図示省略しているが、本発明の実施形態に係るガス絶縁開閉装置１は、従来技術に係るガス絶縁開閉装置と同様に、接地され、低圧絶縁ガスが封入された機器タンクと母線タンクが筐体に収容されて構成される。そして、母線タンクには、三相分の母線が備えられる。母線は、主回路導体を介して機器タンク内に導かれ、真空遮断器に接続される。また、機器タンクには、機器タンクに隣接して設けられたケーブル収納部に設けられたケーブルが接続される主回路導体などが、備えられる。

以上のような、本発明の実施形態に係る接地開閉器３およびガス絶縁開閉装置１によれば、ブレード電極（上部側ブレード電極４および／または下部側ブレード電極５、以下同じ）のコンタクト８が設けられる部分の幅を、ブレード電極の中央部の幅よりも太く形成することで、ブレード電極の長手方向の長さを長くすることなくコンタクト８の面積を増加させ、コンタクト８と極柱導体（上部側極柱導体２ａまたは下部側極柱導体２ｂ、以下同じ）との通電性能を満足する接触面積を確保することができる。また、ブレード電極に切欠き部を形成することで、ブレード電極の回動を妨げることなく、コンタクトの面積を増加させることができる。つまり、絶縁性能上、必要な絶縁距離を保ちながら、ブレード電極の長さの縮小化ができる。また、ブレード電極の先端部の短手方向の幅を太くすることで、コンタクト８が接続される固定側電極（極柱導体のコンタクト８接触部）の高さ方向の長さが長くなるものの、固定側電極の水平方向の長さを低減することができる。つまり、絶縁性能に必要な固定側電極とフレーム（真空遮断器の極柱を支えるフレーム）などとの距離を確保しつつ、ブレード電極の長手方向の長さを短くすることができる。その結果、ガス絶縁開閉装置１を小型化することができる。

また、ブレード電極の長手方向に対して垂直にコンタクトを配置することにより、通電性能に必要な接触面積を確保しつつ、ブレードにコンタクトを片側一つずつ配置した構造にすることができ、部品点数を削減できる。

また、極柱導体にスリット部を形成し、極柱導体を接地開閉器３の固定側電極とすることで、接地開閉器３の固定側電極を、通電性能、絶縁性能に最適な形状にすることができる。このように、接地開閉器３の固定側電極を最適化することで、ガス絶縁開閉装置１を小型化することができる。さらに、主回路側の極柱導体を接地開閉器３の固定側電極として用いること（固定側電極を主回路側真空遮断器の極柱導体と一体化すること）で、従来のように固定側電極を別部品として用いた場合と比較して、部品点数が減少し、接地開閉器３およびガス絶縁開閉装置１のコストを低減することができる。

以上、具体的な実施形態を示して本発明の接地開閉器およびガス絶縁開閉装置について説明したが、本発明の接地開閉器およびガス絶縁開閉装置は、実施形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更されたものも、本発明の技術的範囲に属する。

例えば、図６に示すように、ブレード電極４（５）に配置されるコンタクト８の配置態様は、実施形態に限定されるものではなく、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、ブレード電極４（５）の長手方向にコンタクト８ａ、８ｂを配置する態様とすることもできる。この場合、ブレード電極４（５）の先端部の幅を中央部の幅と比較して太くすることで、ブレード電極４（５）の長さを短くする効果を得ることができ、装置全体を小型化することができる。

図６（ａ）に示すように、ブレード電極４（５）の短手方向に延びる一対の溝を形成し、この溝にコンタクト８を配置することで、ブレード電極４（５）の短手方向全体にわたるコンタクト８を配置することができ、ブレード電極４（５）と固定側電極（上部側極柱導体２ａや下部側極柱導体２ｂ）との接触面積を増やすことができる。また、ブレード電極４（５）の一対の接触面にそれぞれ１枚のコンタクト８を備えることで、部品点数を低減でき、接地開閉器３（および、ガス絶縁開閉装置１）のコストを低減することができる。一方、図６（ｂ）に示すように、ブレード電極４（５）の長手方向に延びる一対の溝を形成し、この溝にコンタクト８ａを配置することで、ブレード電極４（５）の一対の接触面にそれぞれ１枚のコンタクト８ａを備えることができる。この場合、図６（ａ）に示したコンタクト８の配置形態と比較して、少し接触面積が少なくなるものの、部品点数を低減でき、接地開閉器３（および、ガス絶縁開閉装置１）のコストを低減することができる。また、ブレード電極４（５）の先端部の短手方向の幅を十分に確保できるのであれば、図６（ｃ）のように、ブレード電極４（５）の長手方向に複数の溝を形成し、一対の接触面に複数のコンタクト８ｂを備える態様とすることもできる。なお、図６（ｂ）、（ｃ）のようなコンタクト８ａ、８ｂの配置形態とすることで、ブレード電極４（５）の回動方向の移動が溝により妨げられることとなるので、ブレード電極４（５）からのコンタクト８ａ、８ｂの脱落を低減することができる。

また、実施形態では、ブレード電極を上下方向に回動させて接地開閉器３の開閉を行っているが、ブレード電極を軸方向に移動させて接地開閉器の開閉を行う態様や、ブレード電極を水平方向に回動させて接地開閉器の開閉を行う態様とすることもできる。

１…ガス絶縁開閉装置
２…真空遮断器（遮断器）
２ａ…上部側極柱導体、２ｂ…下部側極柱導体、２ｃ…スリット部
３…接地開閉器
４…上部側ブレード電極（ブレード電極）
５…下部側ブレード電極（ブレード電極）
５ａ…支持部、５ｂ…切欠き部、５ｃ…溝、５ｄ…端部
６ａ、６ｂ…接地端子
７ａ、７ｂ…回転支持部
８、８ａ、８ｂ…コンタクト
９ａ、９ｂ…リンク
１０…操作装置
１１、１５…駆動軸
１２、１６…ロッド
１３…レバー
１４、１７…リンク

Claims (3)

1. 遮断器の上部側極柱導体または下部側極柱導体に離接可能に設けられるブレード電極を備え、
   前記上部側極柱導体または前記下部側極柱導体には、前記ブレード電極の先端部が挿脱されるスリット部が形成され、
   前記ブレード電極は、前記ブレード電極の中央部であって、当該ブレード電極の回動する側の側端部に切欠き部を備え、前記中央部の短手方向の幅よりも前記先端部の短手方向の幅が太く形成され、
   前記先端部は、当該先端部が前記スリット部に挿入された挿入状態において当該スリット部と接触する一対の接触面それぞれに、当該先端部の短手方向に貫通して延びる溝を備え、
   前記各溝には、前記挿入状態において前記スリット部と接触するコンタクトが、それぞれ当該溝に沿って備えられた、ことを特徴とする接地開閉器。
2. 前記スリット部の開口端部に、前記スリット部の奥に向かう方向に滑らかに形成された面取り部を設けた、ことを特徴とする請求項１に記載の接地開閉器。
3. 請求項１または２に記載の接地開閉器を備えた、ガス絶縁開閉装置。

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