JP7482830B2 - 電力用開閉装置 - Google Patents

Description

本開示は、消弧室を備えた電力用開閉装置に関するものである。

特許文献１に開示されるように、電力用開閉装置の一部である消弧室は一般的には機械式接点を持つ構成であることから接点を駆動する可動部を必要とする。可動部は、消弧室の外部に設置された操作装置から駆動力が伝達される絶縁操作ロッドを備えている。消弧室及び可動部は、機械式接点の駆動を妨げない液体又は気体の絶縁媒体が充填された容器に収容されている。操作装置のシャフトは、容器を貫通して絶縁操作ロッドに連結されている。

特開２０１０－２２５５３２号公報

操作装置のシャフトが容器を貫通して絶縁操作ロッドに連結された電力用開閉装置においては、絶縁媒体が封入される容器の内外の気密性を保つためには、操作装置のシャフトが貫通する部分にシール材を設置することが不可欠である。しかし、シール材を設置しても開閉動作時に操作装置のシャフトが動くことにより容器内部の絶縁媒体は漏れ出てしまう。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、操作装置のシャフトから操作ロッドに駆動力を伝達する部分から絶縁媒体が漏出することを抑制した電力用開閉装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電力用開閉装置は、気体又は液体の絶縁媒体が封入された筒状のタンクと、固定側接点を備え、タンクの内部に設置された固定導体と、可動側接点を備え、可動側接点が固定側接点に接触する投入位置と、可動側接点が固定側接点から離れる遮断位置との間で移動可能に、タンクの内部に設置された可動導体と、タンクの内部に設置され、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構を介して可動導体に連結された操作ロッドと、操作ロッドの端部に設置された第１のマグネットと、回動するシャフトを備え、タンクの外部に設置された操作装置と、シャフトの先端に設置された第２のマグネットとを備える。タンクは、内面及び外面が平坦な台座部を備え、少なくとも台座部は絶縁材料で形成されている。第１のマグネット及び第２のマグネットは、台座部を挟んで磁気結合している。本開示に係る電力用開閉装置は、操作装置が発生させる駆動力を磁気結合により可動導体に伝達して、可動導体を遮断位置から投入位置に移動させる投入動作及び可動導体を投入位置から遮断位置に移動させる遮断動作を行う。

本開示によれば、操作装置のシャフトから操作ロッドに駆動力を伝達する部分から絶縁媒体が漏出することを抑制した電力用開閉装置を得られる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る電力用開閉装置の消弧室の可動導体の移動方向に沿った断面図 実施の形態１に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図 実施の形態１に係る電力用開閉装置の操作装置のシャフト及び操作ロッドの拡大図 実施の形態２に係る電力用開閉装置の操作装置のシャフト及び操作ロッドの拡大図 実施の形態３に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図 実施の形態４に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図

以下に、実施の形態にかかる電力用開閉装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力用開閉装置の消弧室の可動導体の移動方向に沿った断面図である。図２は、実施の形態１に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図である。図２は、図１中のII-II線に示す位置での断面を示している。電力用開閉装置１００は、絶縁材料で形成された筒状のタンク１を備える。タンク１は、例えばエポキシ樹脂を型で固めることによって形成される。ここで、タンク１は円筒状であるが、タンク１は角筒状であってもよい。タンク１の内部には、気体又は液体の絶縁媒体が封入されている。タンク１には、内面２ａ及び外面２ｂが平坦な台座部２が形成されている。タンク１の内部には、機械式接点である可動側接点５ａ及び固定側接点５ｂと、可動側接点５ａに電気的に接続された可動導体２０と、固定側接点５ｂに電気的に接続された固定導体２１と、可動導体２０に電気的に接続された可動側フレーム１５と、固定導体２１に電気的に接続された固定側フレーム１６と、可動導体２０に連結された操作ロッド１４とが設置されている。また、電力用開閉装置１００は、可動側フレーム１５に電気的に接続されてタンク１の外部まで延びる可動側外部導体２３と、固定側フレーム１６に電気的に接続されてタンク１の外部まで延びる固定側外部導体２４とを有する。

可動導体２０は、筒状の可動側フレーム１５の内部に設置されており、可動側接点５ａが固定側接点５ｂに接触して回路を閉じる投入位置と、可動側接点５ａが固定側接点５ｂから離れて回路を開く遮断位置との間で摺動可能とされている。

図３は、実施の形態１に係る電力用開閉装置の操作装置のシャフト及び操作ロッドの拡大図である。操作ロッド１４は、筒部２６と、可動片１３と、バネ１１とを有する。可動片１３は、筒部２６の一端部の筒内に設置されている。可動片１３には、長穴１３ａが形成されている。可動片１３は、長穴１３ａを貫通して筒部２６に固定されたピン１２によって、筒部２６からの突出量を変更できる状態で支持されている。筒部２６と可動片１３との間にはバネ１１が配置されており、可動片１３は、筒部２６からの突出量が増大する方向にバネ１１によって付勢されている。可動片１３のうち筒部２６から突出する側の端部１３１には、第１のマグネット１７が固定されている。第１のマグネット１７には、低摩擦係数の材料で形成された潤滑部材である滑り材１８が埋め込まれており、滑り材１８の一部は第１のマグネット１７から突出している。滑り材１８は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いて形成できる。滑り材１８のうち第１のマグネット１７から突出する部分は、台座部２の内面２ａに当接しており、タンク１と第１のマグネット１７とは非接触となっている。

操作ロッド１４は、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構であるレバー３０の一端部に連結されている。レバー３０の他端部は、可動導体２０に連結されている。レバー３０は、一端部と他端部との間の中間部で回転可能に支持されており、操作ロッド１４の軸回りの回動運動は、可動導体２０の軸方向の直線運動に変換される。

操作装置５０のシャフト５１の先端には、第２のマグネット１９が固定されている。第２のマグネット１９には、低摩擦係数の材料で形成された潤滑部材である滑り材２５が埋め込まれており、滑り材２５の一部は第２のマグネット１９から突出している。滑り材２５は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いて形成できる。滑り材２５のうち第２のマグネット１９から突出する部分は、台座部２の外面２ｂに当接しており、タンク１と第２のマグネット１９とは非接触となっている。第１のマグネット１７と第２のマグネット１９とは、磁気結合している。

操作装置５０のシャフト５１と操作ロッド１４とは、同軸に配置されている。第１のマグネット１７と第２のマグネット１９とは、磁気結合しているため、操作装置５０のシャフト５１の回動に合わせて操作ロッド１４も回動する。操作ロッド１４が回動することにより、可動導体２０が遮断位置から投入位置へ移動する投入動作、又は投入位置から遮断位置へ移動する遮断動作が行われる。操作装置５０のシャフト５１及び操作ロッド１４が回動する際に、滑り材１８と台座部２の内面２ａとの間、及び滑り材２５と台座部２の外面２ｂとの間で回転摩擦が生じるが、滑り材１８，２５は低摩擦係数の材料で形成されているため、台座部２又は滑り材１８，２５は摩損しにくい。

実施の形態１に係る電力用開閉装置１００は、操作装置５０のシャフト５１がタンク１を貫通していないため、タンク１の内外の気密を保つためのシール材が不要である。したがって、シール材の摩耗により、タンク１内部に封入された絶縁媒体が操作装置５０のシャフト５１とタンク１との隙間から漏れることを防止できる。このため、実施の形態１に係る電力用開閉装置１００は、摩擦によってシール材の寿命が短くなってしまうことを防止できる。

また、液体又は気体の絶縁媒体は、固体絶縁物と比較して絶縁耐力が低いため、操作装置５０のシャフト５１がタンク１を貫通する構造であると、タンク１のうち操作装置５０のシャフト５１が貫通する部分と可動導体２０とを離して絶縁距離を確保する必要があることから、タンク１が大型になってしまう。実施の形態１に係る電力用開閉装置１００は、操作装置５０のシャフト５１がタンク１を貫通しないため、タンク１を大型化する必要がない。

また、可動片１３はバネ１１によって、筒部２６からの突出量が増大する方向に付勢されているため、部品の製造誤差又は組立誤差によって第１のマグネット１７とタンク１との間に隙間が生じることがなく、タンク１の内外の第１のマグネット１７と第２のマグネット１９とを確実に磁気結合させることができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る電力用開閉装置の操作装置のシャフト及び操作ロッドの拡大図である。可動片１３に固定された第１のマグネット１７は、台座部２の内面２ａと対向する部分に潤滑コーティング層４１が形成されている。また、操作装置５０のシャフト５１に固定された第２のマグネット１９は、台座部２の外面２ｂと対向する部分に潤滑部材である潤滑コーティング層４２が形成されている。

実施の形態２に係る電力用開閉装置１００は、第１のマグネット１７のうち台座部２の内面２ａと対向する部分及び第２のマグネット１９のうち台座部２の外面２ｂと対向する部分に潤滑コーティング層４１，４２が形成されているため、操作装置５０のシャフト５１及び操作ロッド１４が回動する際に、台座部２又は潤滑コーティング層４１，４２は摩損しにくい。潤滑コーティング層４１，４２は、実施の形態１に係る電力用開閉装置１００の滑り材１８，２５と比較すると、台座部２の内面２ａ又は台座部２の外面２ｂとの接触面積が大きいため、台座部２の摩耗を低減できる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図である。実施の形態３に係る電力用開閉装置は、タンク１が金属で形成されており、台座部２を形成する絶縁板２９がタンク１の開口部に嵌め込まれている。絶縁板２９は、外縁部がタンク１に接着されており、絶縁板２９とタンク１との間の気密性が保たれている。この他は、実施の形態１に係る電力用開閉装置１００と同様であるため、重複する説明は省略する。

実施の形態３に係る電力用開閉装置１００は、タンク１が金属製であるため、タンク１が絶縁材料製である実施の形態１に係る電力用開閉装置１００と比較して、タンク１の製造コストを低減することができる。

実施の形態４．
図６は、実施の形態４に係る電力用開閉装置の可動導体の移動方向に垂直な断面図である。実施の形態４に係る電力用開閉装置１００は、タンク１が金属で形成されており、台座部２を形成する絶縁板２９がタンク１の開口部に取り付けられている。絶縁板２９は、シール材２７を挟んでタンク１にねじ２８で固定されている。絶縁板２９とタンク１との間にシール材２７が挟み込まれているため、絶縁板２９とタンク１との間の気密性が保たれている。この他は、実施の形態１に係る電力用開閉装置１００と同様であるため、重複する説明は省略する。

実施の形態４に係る電力用開閉装置１００は、タンク１が金属製であるため、タンク１が絶縁材料製である実施の形態１に係る電力用開閉装置１００と比較して、タンク１の製造コストを低減することができる。また、シール材２７は、操作装置５０のシャフト５１と接触しないため、開閉動作時に操作装置５０のシャフト５１が動いてもタンク１内部の絶縁媒体が漏れ出ることはない。

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ タンク、２ 台座部、２ａ 内面、２ｂ 外面、５ａ 可動側接点、５ｂ 固定側接点、１１ バネ、１２ ピン、１３ 可動片、１３ａ 長穴、１４ 操作ロッド、１５ 可動側フレーム、１６ 固定側フレーム、１７ 第１のマグネット、１８，２５ 滑り材、１９ 第２のマグネット、２０ 可動導体、２１ 固定導体、２３ 可動側外部導体、２４ 固定側外部導体、２６ 筒部、２７ シール材、２８ ねじ、２９ 絶縁板、３０ レバー、４１，４２ 潤滑コーティング層、５０ 操作装置、５１ シャフト、１００ 電力用開閉装置、１３１ 端部。

Claims (6)

1. 気体又は液体の絶縁媒体が封入された筒状のタンクと、
   固定側接点を備え、前記タンクの内部に設置された固定導体と、
   可動側接点を備え、前記可動側接点が前記固定側接点に接触する投入位置と、前記可動側接点が前記固定側接点から離れる遮断位置との間で移動可能に、前記タンクの内部に設置された可動導体と、
   前記タンクの内部に設置され、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構を介して前記可動導体に連結された操作ロッドと、
   前記操作ロッドの端部に設置された第１のマグネットと、
   回動するシャフトを備え、前記タンクの外部に設置された操作装置と、
   前記シャフトの先端に設置された第２のマグネットとを備え、
   前記タンクは、内面及び外面が平坦な台座部を備え、少なくとも前記台座部は絶縁材料で形成されており、
   前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットは、前記台座部を挟んで磁気結合しており、
   前記操作装置が発生させる駆動力を磁気結合により前記可動導体に伝達して、前記可動導体を前記遮断位置から前記投入位置に移動させる投入動作及び前記可動導体を前記投入位置から前記遮断位置に移動させる遮断動作を行うことを特徴とする電力用開閉装置。
2. 前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットには、潤滑部材が設置されており、前記潤滑部材と前記台座部とが接することを特徴とする請求項１に記載の電力用開閉装置。
3. 前記潤滑部材は、前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットのうち、前記台座部と対向する部分に形成された潤滑コーティング層であることを特徴とする請求項２に記載の電力用開閉装置。
4. 前記操作ロッドは、筒部と、前記筒部からの突出量が可変の可動片と、前記可動片の前記筒部からの突出量が増大する方向に前記可動片を付勢するバネとを備え、
   前記第１のマグネットは、前記可動片に設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力用開閉装置。
5. 前記タンクは、前記台座部を形成する絶縁板以外の本体部が金属製であり、前記台座部は、前記本体部に接着されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力用開閉装置。
6. 前記タンクは、前記台座部を形成する絶縁板以外の本体部が金属製であり、前記台座部は、前記本体部にシール材を挟んでねじ止めされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力用開閉装置。

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