JP6992434B2

JP6992434B2 - 固体絶縁開閉装置

Info

Publication number: JP6992434B2
Application number: JP2017224125A
Authority: JP
Inventors: 聡佐藤; 清仁勝又
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: JP2019096447A

Description

本発明は、固体絶縁開閉装置に関する。特に、固体絶縁開閉装置の極柱構造に関する。

従来技術に係る固体絶縁開閉装置は、高圧充電部が絶縁樹脂でモールドされた真空インタラプタ（ＶＩ）と真空インタラプタの開閉動作を行う操作機構等が台車上に備えられた可動部と、母線、接地装置およびケーブル接続部等が設けられた固定部を備える。可動部を固定部に取り付けまたは取り外すことで、可動部側の断路部と固定部側の電力ケーブルの着脱や、可動部側の断路部と固定部側の母線の着脱が行われる。

図６に示すように、固体絶縁開閉装置１９の可動部には、真空インタラプタ２０と、真空インタラプタ２０の開閉動作を行う操作機構２１と、主回路導体２２が備えられる。

真空インタラプタ２０の可動リード２０ａには、リングコンタクト２３が備えられ、リングコンタクト２３は、コンタクトケース２４に収納される。可動リード２０ａの端部には、変換レバー２５（三角レバー）がピン結合されており、可動リード２０ａは、変換レバー２５および絶縁ロッド２６を介して操作機構２１に連結される。変換レバー２５は、コンタクトケース２４内に取り付けられる。主回路導体２２の上端部は、真空インタラプタ２０の可動リード２０ａとリングコンタクト２３、２７を介して電気的に接続され、主回路導体２２の下端部は、下部断路部２８を介して固定部側の母線（図示せず）に接続される。また、真空インタラプタ２０の上端面（固定側フランジ面）には上部導体２９が配置され、上部導体２９は固定リード２０ｂにボルト締めにより固定される。上部導体２９は、上部断路部３０を介して固定部側の電力ケーブル（図示せず）に接続される。

真空インタラプタ２０が閉路状態で、図示省略の保護制御装置から操作機構２１に開路命令が出ると、操作機構２１が絶縁ロッド２６を軸方向に引っ張り、変換レバー２５が回動する。変換レバー２５の回動により、真空インタラプタ２０の可動リード２０ａが下方に引っ張られ、真空インタラプタ２０の電極が開き、真空インタラプタ２０が開路状態となる。また、真空インタラプタ２０の開路状態で、図示省略の保護制御装置から操作機構２１に閉路指令が出ると、操作機構２１が絶縁ロッド２６を軸方向に押し出すことで、真空インタラプタ２０の可動リード２０ａが上方に押し出され、真空インタラプタ２０の電極が閉じ、真空インタラプタ２０が閉路状態となる。

特開平０８－３０８０４０号公報

固体絶縁開閉装置では、さらなる小型化が求められている。同定格の固体絶縁開閉装置の小型化では、真空インタラプタの小型化、コンタクトケースの小型化が考えられる。コンタクトケースの小型化では、変換レバーやリングコンタクトの小型化が必要となる。

しかし、変換レバーの小型化は、構造上困難である。また、リングコンタクトは、電流容量の観点から小型化が困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、固体絶縁開閉装置を小型化させ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固体絶縁開閉装置の一態様は、
真空インタラプタと、前記真空インタラプタの外周に形成された樹脂層と、を備える固体絶縁開閉装置であって、
前記真空インタラプタは、前記真空インタラプタの可動リードの移動方向が水平方向となるように備えられた、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固体絶縁開閉装置の他の態様は、上記固体絶縁開閉装置において、
前記樹脂層に、前記可動リードと電気的に接続される主回路導体が備えられる孔が形成され、
前記孔に備えられた主回路導体と前記可動リードの間に可撓導体が備えられた、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固体絶縁開閉装置の他の態様は、上記固体絶縁開閉装置において、
前記孔に、前記主回路導体の端部を支持する支持部が備えられた、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固体絶縁開閉装置の他の態様は、上記固体絶縁開閉装置において、
前記樹脂層と前記主回路導体の間または前記支持部と前記主回路導体の間に、絶縁材料により形成された緩衝部材が設けられた、ことを特徴としている。

以上の発明によれば、固体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固体絶縁開閉装置の可動部の要部断面図である。本発明の実施形態に係る固体絶縁開閉装置の要部断面図であり、（ａ）真空インタラプタの開路状態を示す図、（ｂ）真空インタラプタの閉路状態を示す図である。本発明の実施形態に係る固体絶縁開閉装置の他例の要部断面図である。本発明の実施形態に係る固体絶縁開閉装置の他例の要部断面図である。本発明の実施形態に係る固体絶縁開閉装置の他例の要部断面図である。従来技術に係る固体絶縁開閉装置の可動部の要部断面図である。

本発明の実施形態に係る固体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固体絶縁開閉装置１は、真空インタラプタ２（ＶＩ）と真空インタラプタ２の開閉動作を行う操作機構３等が台車４上に備えられた可動部５と、図示していない、母線、接地装置およびケーブル接続部等が設けられた固定部を備える。可動部５を固定部に取り付けまたは取り外すことで、可動部５側の上部（ケーブル側）断路部６と固定部側の電力ケーブル（図示せず）の着脱や、可動部５側の下部（母線側）断路部７と固定部側の母線（図示せず）の着脱が行われる。

固体絶縁開閉装置１の可動部５は、真空インタラプタ２、真空インタラプタ２の開閉動作を行う操作機構３および主回路導体８を備える。

真空インタラプタ２は、可動リード２ａの軸が水平方向に移動するように備えられる。例えば、真空インタラプタ２は、可動リード２ａの軸が可動部５の移動方向（固定部への取り付け方向または取り外し方向）と平行となるように備えられる。真空インタラプタ２の外周は、シリコンゴム等の絶縁性弾性体９で被覆され、さらにその外周にはエポキシ樹脂等の絶縁樹脂でモールドされたモールド部１０が備えられ、モールド部１０の表面は接地層（図示せず）で覆われる。

真空インタラプタ２の固定側フランジ面には、固定側導体１１が設けられる。固定側導体１１は、ボルト締め等により真空インタラプタ２の固定リード２ｂに固定される。固定側導体１１は、上部断路部６を介して固定部側の電力ケーブル（図示せず）に接続される。

可動リード２ａには、可撓導体１２（フレキシブル導体）が設けられる。また、可動リード２ａの端部には、絶縁ロッド１３を介して操作機構３が連結される。可撓導体１２は、可動リード２ａと主回路導体８を接続する接続導体である。可撓導体１２は、例えば、薄い銅板を重ね合わせた板状の導体である。

図２に示すように、可撓導体１２の一端は、絶縁ロッド１３の端部に設けられたスタッドボルト１４により、可動リード２ａに固定される。可撓導体１２の他端は、可動リード２ａの下方に延在し、可撓導体１２の下端部が水平方向に折り曲げられる。そして、可撓導体１２の折り曲げられた下端面が主回路導体８の上端面に接した状態で、可撓導体１２の下端部が主回路導体８の端部にボルト１５等で固定される。

主回路導体８の上端部は、モールド部１０に嵌め込んで備えられる。モールド部１０には、主回路導体８の上端部が備えられる孔１０ａが形成される。孔１０ａの開口端近傍であって、主回路導体８の上端部とモールド部１０との間には、防水のためのパッキン１６が備えられる。また、モールド部１０には、主回路導体８の上端部が摺接する支持部１０ｂがモールド部１０と一体に形成される。支持部１０ｂは、例えば、主回路導体８の側面が摺接可能な孔状に形成され、支持部１０ｂを挿通して、主回路導体８の上端部がモールド部１０に設けられる。そして、主回路導体８の上端面に可撓導体１２がボルト１５で固定され、主回路導体８と可撓導体１２（および可動リード２ａ）が電気的に接続される。また、主回路導体８の下端部は、下部断路部７を介して固定部側の母線（図示せず）に接続される。

真空インタラプタ２が閉路状態で、図示省略の保護制御装置から操作機構３に開路指令が出ると、操作機構３が絶縁ロッド１３を介して可動リード２ａを引っ張ることで、真空インタラプタ２の電極が開き、真空インタラプタ２が開路状態となる（図２（ａ）参照）。このとき、可動リード２ａと主回路導体８は、可撓導体１２で接続されているため、可撓導体１２が変形して可動リード２ａと主回路導体８の通電が確保される。また、真空インタラプタ２が開路状態で、図示省略の保護制御装置から操作機構３に閉路指令が出ると、操作機構３が絶縁ロッド１３を介して可動リード２ａを軸方向（真空インタラプタ２方向）に押し出すことで、真空インタラプタ２の電極が閉じ、真空インタラプタ２が閉路状態となる（図２（ｂ）参照）。

以上のような、本発明の実施形態に係る固体絶縁開閉装置１によれば、可動リード２ａの軸の移動方向が水平方向となるように真空インタラプタ２を配置（つまり、横向きに真空インタラプタ２を配置）することで、従来の固体絶縁開閉装置１９で使用していた変換レバー２５が不要になる（図６参照）。その結果、固体絶縁開閉装置１の極柱が小型化され、固体絶縁開閉装置１を小型化することができる。

また、主回路導体８と可動リード２ａの接続を可撓導体１２で接続することで、従来の固体絶縁開閉装置１９のようにリングコンタクト２３、２７やリングコンタクト２３、２７を収納するためのコンタクトケース２４が不要となる（図６参照）。その結果、固体絶縁開閉装置１を小型化することができる。

また、主回路導体８は、可撓導体１２と連結されているものの、主回路導体８の上端部は、固定されていない状態でモールド部１０に設けられている。そこで、真空インタラプタ２側のモールド部１０（具体的には、モールド部１０に形成された支持部１０ｂ）で主回路導体８の端部（導体部）を支持することで、通電の電磁力による主回路導体８の上端部の振れを防止することができる。また、真空インタラプタ２に設けられたモールド部１０に支持部１０ｂを形成することにより、主回路導体８の振れ防止対策のための専用部品が不要となる。

なお、図３に示すように、モールド部１０の主回路導体８が嵌め込まれる孔１０ａに、主回路導体８の上端部側面を支持する支持部１０ｃを形成し、この支持部１０ｃで主回路導体８のモールド部８ａを支持して、主回路導体８の振れを防止することもできる。

また、図４に示すように、モールド部１０に形成された支持部１０ｂと主回路導体８の上端部の間に、絶縁材料で形成された環状の緩衝部材１７（例えば、環状のブッシュ）を設けることで、支持部１０ｂと主回路導体８の間の隙間を埋め、緩衝部材１７の緩衝作用により主回路導体８の振れをさらに防止することができる。

また、図５に示すように、モールド部１０の主回路導体８が嵌め込まれる孔１０ａの開口端部に、絶縁材料で形成された環状の緩衝部材１８を設けることで、モールド部１０（または、支持部１０ｃ）と主回路導体８のモールド部８ａの間の隙間を埋め、緩衝部材１８の緩衝作用により、主回路導体８の振れをさらに防止することができる。

以上、具体的な実施形態を示して本発明の固体絶縁開閉装置について説明したが、本発明の固体絶縁開閉装置は、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２から図５に示した固体絶縁開閉装置における、主回路導体８の振れ防止構造を組み合わせて、主回路導体８の振れ防止を行うこともできる。

また、可撓導体１２は、可動リード２ａの移動の際に、可動リード２ａと主回路導体８の通電を確保できるものであれば、実施形態に限定されるものではない。例えば、可撓導体１２は、板状に限定されるものではなく、可撓性を有する導体であればよい。

１…固体絶縁開閉装置
２…真空インタラプタ
２ａ…可動リード、２ｂ…固定リード
３…操作機構
４…台車
５…可動部
６…上部断路部
７…下部断路部
８…主回路導体
８ａ…モールド部
９…絶縁性弾性体
１０…モールド部（樹脂層）
１０ａ…孔
１０ｂ、１０ｃ…支持部
１１…固定側導体
１２…可撓導体
１３…絶縁ロッド
１４…スタッドボルト
１５…ボルト
１６…パッキン
１７、１８…緩衝部材

Claims

真空インタラプタと、前記真空インタラプタの外周に形成された樹脂層と、を備える固体絶縁開閉装置であって、
前記真空インタラプタは、前記真空インタラプタの可動リードの移動方向が水平方向となるように備えられ、
前記樹脂層に、前記可動リードと電気的に接続される主回路導体の上端部が備えられる孔が形成され、
前記孔に備えられた主回路導体と前記可動リードの間に可撓導体が備えられ、
前記固体絶縁開閉装置の前記水平方向の移動により、前記真空インタラプタの固定リードが電力ケーブルに対して着脱し、前記主回路導体の下端部が母線に対して着脱する、ことを特徴とする固体絶縁開閉装置。
前記孔に、前記主回路導体の端部を支持する支持部が備えられた、ことを特徴とする請求項１に記載の固体絶縁開閉装置。
前記樹脂層と前記主回路導体の間または前記支持部と前記主回路導体の間に、絶縁材料により形成された緩衝部材が設けられた、ことを特徴とする請求項２に記載の固体絶縁開閉装置。