JP7580672B1 - Vacuum circuit breaker and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
真空バルブ(5)の内部には固定側接点(5a)と可動側接点(5b)が設置されるとともに可動側接点(5b)は可動電極軸(5c)と接続され、可動電極軸(5c)はベローズ(5d)と接続されるとともに軸受(5h)で支えられており、軸受(5h)は軸受取付部(5g)に対してボルトにより固定されており、軸受(5h)が軸受取付部(5g)に固定される面を気密シールするための固定用気密部(5j)を設けるとともに、軸受(5h)には、可動電極軸(5c)との摺動面を気密するための気密摺動部(5k)を設ける。A fixed contact (5a) and a movable contact (5b) are provided inside the vacuum valve (5), and the movable contact (5b) is connected to a movable electrode shaft (5c). The movable electrode shaft (5c) is connected to a bellows (5d) and supported by a bearing (5h). The bearing (5h) is fixed to a bearing mounting part (5g) with a bolt. A fixed airtight part (5j) is provided to hermetically seal the surface where the bearing (5h) is fixed to the bearing mounting part (5g). The bearing (5h) is provided with an airtight sliding part (5k) to hermetically seal the sliding surface with the movable electrode shaft (5c).
Description
本開示は、真空遮断器及び真空遮断器の製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to a vacuum circuit breaker and a method for manufacturing a vacuum circuit breaker.
ガス絶縁開閉装置は高電圧が印加される主回路部、主回路部の開閉器を駆動する操作機構部、制御回路部によって構成されている。ガス絶縁開閉装置の主回路部は絶縁性能の高いガスが加圧密閉された容器内に配置されており、絶縁ガスの圧力を高くすることで絶縁性能を高め、開閉装置全体の小型化を実現している。絶縁ガスとしては、絶縁性能の高いSF6ガスが一般に用いられているが、SF6ガスは地球温暖化係数が高いため、近年では環境に対する影響のない乾燥空気を加圧密閉したガス絶縁開閉装置も製品化されている。 A gas-insulated switchgear is composed of a main circuit section to which a high voltage is applied, an operating mechanism section that drives the switches in the main circuit section, and a control circuit section. The main circuit section of the gas-insulated switchgear is placed in a container in which a gas with high insulating performance is pressurized and sealed, and by increasing the pressure of the insulating gas, the insulating performance is improved and the entire switchgear is made more compact. SF6 gas, which has high insulating performance, is generally used as the insulating gas, but because SF6 gas has a high global warming potential, gas-insulated switchgears that pressurize and seal dry air, which has no impact on the environment, have also been commercialized in recent years.
また、主回路の開閉器の中で大電流を遮断する機能を有する遮断器としては、SF6ガスなどの消孤性能に優れたガスを用いたガス遮断器、および消孤室部に真空バルブを用いた真空遮断器がある。真空遮断器は低い電圧クラスから適用が開始されたが、近年の環境に対する配慮の高まりから、地球温暖化係数の高いSF6ガスを用いたガス遮断器よりも、環境に影響のない真空遮断器に対するニーズが高まっており、真空遮断器は徐々に高い電圧クラスまで適用されてきている。Among the main circuit switches, circuit breakers capable of interrupting large currents include gas circuit breakers that use gases with excellent arc extinguishing performance, such as SF6 gas, and vacuum circuit breakers that use a vacuum valve in the arc extinguishing chamber. Vacuum circuit breakers were first used in low voltage classes, but with growing concern for the environment in recent years, there has been a growing need for vacuum circuit breakers that have no impact on the environment, rather than gas circuit breakers that use SF6 gas, which has a high global warming potential, and vacuum circuit breakers are gradually being used in higher voltage classes.
このように、真空遮断器を搭載したガス絶縁開閉装置は高い電圧クラスに適用され始めている。真空遮断器の消孤室である真空バルブは、ステンレスあるいは銅などの金属とセラミックなどの絶縁物をろう付けして密封された構造であり、容器の内部は高い真空状態に保たれている。真空バルブの内部には、高電圧、大電流を開閉する接点部があり、一方の接点は真空バルブの容器と固定されており、もう一方の接点は開閉するために可動できる構造となっている。 In this way, gas-insulated switchgear equipped with vacuum circuit breakers are beginning to be applied to higher voltage classes. The vacuum valve, which serves as the arc quenching chamber of the vacuum circuit breaker, is made of metal such as stainless steel or copper brazed to an insulator such as ceramic and is sealed, and the inside of the container is maintained in a high vacuum state. Inside the vacuum valve are contacts that open and close high voltages and large currents, one contact is fixed to the vacuum valve container and the other contact is designed to be movable to open and close.
真空バルブの可動部には、金属製ベローズが用いられており、ベローズは伸縮性をもった蛇腹円筒状の構造であるため、真空バルブ内の高い真空状態を保ったまま接点の開閉が可能となる。ここで真空バルブのベローズには周辺の圧力と真空バルブ内部の真空との間の圧力差による応力が常に発生している。例えば真空バルブを大気圧中で使用する場合は、大気圧と真空との圧力差である1気圧がベローズ部に常時発生している。それに加えて真空バルブの接点開閉時にベローズを伸縮させるため、ベローズには接点開閉時の伸縮による応力もあわせて発生する。このためベローズは真空バルブの機械的な弱点のひとつとなる。 A metal bellows is used for the moving parts of a vacuum valve, and because the bellows has a cylindrical, elastic bellows structure, it is possible to open and close the contacts while maintaining a high vacuum inside the vacuum valve. Here, stress is constantly generated in the bellows of the vacuum valve due to the pressure difference between the surrounding pressure and the vacuum inside the vacuum valve. For example, when a vacuum valve is used at atmospheric pressure, a pressure of 1 atmosphere, which is the pressure difference between atmospheric pressure and the vacuum, is constantly generated in the bellows part. In addition, because the bellows expands and contracts when the contacts of the vacuum valve are opened and closed, stress is also generated in the bellows due to the expansion and contraction of the contacts when the contacts are opened and closed. For this reason, the bellows is one of the mechanical weak points of the vacuum valve.
またガス絶縁開閉装置では、ガス絶縁開閉装置の容器内のガスの圧力を高めることにより絶縁性能が向上し、装置自体を小型化することができるため、高電圧クラスのガス絶縁開閉装置の容器内の圧力は高くなる。真空バルブを高電圧クラスのガス絶縁開閉装置に適用した場合、真空バルブのベローズには、ガス絶縁開閉装置の容器内の高圧力と真空バルブ内部の真空との間の圧力差による応力が発生するため、真空バルブを大気圧で使用する場合に比べて、圧力差によるベローズ部にかかる応力が大きくなり、ベローズの開閉回数に対する寿命が短くなることが課題となる。 Furthermore, in gas-insulated switchgear, increasing the gas pressure inside the gas-insulated switchgear container improves insulation performance and allows the device itself to be made more compact, so the pressure inside the container of high-voltage gas-insulated switchgear is higher. When a vacuum valve is applied to a high-voltage gas-insulated switchgear, stress is generated in the bellows of the vacuum valve due to the pressure difference between the high pressure inside the gas-insulated switchgear container and the vacuum inside the vacuum valve, so that the stress on the bellows due to the pressure difference is greater than when the vacuum valve is used at atmospheric pressure, resulting in a shorter lifespan relative to the number of times the bellows is opened and closed.
特許文献1の図4に示された構成においては、真空バルブの可動側を絶縁筒で気密密閉した中間室を形成し、この中間室の圧力を大気圧と真空の中間の圧力に設定することにより、真空バルブのベローズへの圧力差、及び応力を低減している。
また特許文献1の図1の構成においては、中間室部に2つの第1ベローズ、第2ベローズを用い、中間室内の圧力は高圧力と真空の間の中間の圧力に設定されている。この場合、第2ベローズには高圧力と中間圧力の間の圧力差、もう1つの第1ベローズには中間圧力との間の圧力差による応力が発生する。
In the configuration shown in Figure 4 of Patent Document 1, an intermediate chamber is formed by hermetically sealing the movable side of the vacuum valve with an insulating cylinder, and the pressure in this intermediate chamber is set to a pressure halfway between atmospheric pressure and vacuum, thereby reducing the pressure difference and stress on the bellows of the vacuum valve.
1 of Patent Document 1, two bellows, a first bellows and a second bellows, are used in the intermediate chamber, and the pressure in the intermediate chamber is set to an intermediate pressure between high pressure and vacuum. In this case, stress is generated in the second bellows due to the pressure difference between the high pressure and the intermediate pressure, and stress is generated in the other first bellows due to the pressure difference between the high pressure and the intermediate pressure.
上記特許文献1の図4の構成では、中間室内の可動ロッド部にも高電圧が印加され、中間室内の圧力は大気圧と真空の中間である低い圧力であるため、ガス中の絶縁性能は低くなる。従って高電圧の絶縁に耐えるためには、絶縁距離を大きくする必要があり、製品の小型化が難しくなる。In the configuration of Fig. 4 of the above-mentioned Patent Document 1, a high voltage is also applied to the movable rod part in the intermediate chamber, and the pressure in the intermediate chamber is a low pressure between atmospheric pressure and vacuum, so the insulation performance in the gas is low. Therefore, in order to withstand high voltage insulation, it is necessary to increase the insulation distance, which makes it difficult to miniaturize the product.
また上記特許文献1の図1の構成では、ベローズを2つ使用するので真空バルブ自体が大型化するとともに、上記特許文献1の図4の構成に比べるとベローズに対する圧力差による応力も大きくなり、ベローズの機械的寿命が短くなるという課題がある。In addition, the configuration shown in FIG. 1 of Patent Document 1 uses two bellows, which makes the vacuum valve itself larger. In addition, the stress caused by the pressure difference on the bellows is greater than that of the configuration shown in FIG. 4 of Patent Document 1, resulting in a shorter mechanical life of the bellows.
本開示は、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、真空バルブ以外の部分は高い圧力の絶縁ガスによる絶縁ができるとともに、ガス絶縁開閉装置全体の小型化が可能となる真空遮断器を提供することを目的とする。 This disclosure discloses technology for solving the problems described above, and aims to provide a vacuum circuit breaker that allows parts other than the vacuum valve to be insulated by high-pressure insulating gas and enables the entire gas-insulated switchgear to be miniaturized.
本開示の真空遮断器は、密閉容器内に真空バルブが取り付けられるとともに、前記密閉容器内の空間には高圧力の絶縁ガスが封入されているものであって、
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、
前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設け、前記軸受を金属製にするとともに前記軸受取付部と前記軸受との間に絶縁シートが挟まれているものである。
又本開示の真空遮断器の製造方法は、密閉容器内に真空バルブが取り付けられるとともに、前記密閉容器内の空間には高圧力の絶縁ガスが封入されており、
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設けた真空遮断器の製造方法であって、
前記固定用気密部の溝部に第1シール部品を取り付けるとともに、前記気密摺動部の溝部に第2シール部品を取り付けた前記軸受を用意する工程と、
空気中で前記固定側接点と前記可動側接点が接触した状態で前記軸受を前記可動電極軸に取り付けて軸受固定ボルトにより前記軸受を固定することにより前記ベローズの内周側空間に空気を密閉する工程とからなるものである。
又本開示の別の真空遮断器の製造方法は、密閉容器内に真空バルブが取り付けられるとともに、前記密閉容器内の空間には高圧力の絶縁ガスが封入されており、
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設け、前記ベローズの内周側空間に空気、乾燥空気または不活性ガスを封入した真空遮断器の製造方法であって、
前記固定用気密部の溝部に第1シール部品を取り付けるとともに、前記気密摺動部の溝部に第2シール部品を取り付けた前記軸受を用意する工程と、
乾燥空気、又は不活性ガスで満たした組立作業用密閉空間内で前記固定側接点と前記可動側接点が接触した状態で前記軸受を前記可動電極軸に取り付けて軸受固定ボルトにより前記軸受を固定することにより前記ベローズの前記内周側空間に乾燥空気、又は不活性ガスを密閉する工程とからなるものである。
更に本開示の別の真空遮断器の製造方法は、密閉容器内に真空バルブが取り付けられるとともに、前記密閉容器内の空間には高圧力の絶縁ガスが封入されており、
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設けた真空遮断器の製造方法であって、
前記軸受にガス補給口の穴を設け、前記軸受を前記可動電極軸に取り付けた後に前記ベローズの内周側空間の空気を前記ガス補給口を介して真空引きし、前記内周側空間に前記ガス補給口を介してガスを封入するものである。
The vacuum circuit breaker of the present disclosure has a vacuum valve attached inside a sealed container, and a high-pressure insulating gas is sealed in the space inside the sealed container,
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part;
The bearing is provided with an airtight sliding portion for airtightly sealing the sliding surface with the movable electrode shaft, the bearing is made of metal, and an insulating sheet is sandwiched between the bearing attachment portion and the bearing.
In addition, the manufacturing method of the vacuum circuit breaker disclosed herein includes a vacuum valve mounted in a sealed container, and a high-pressure insulating gas is sealed in the space within the sealed container,
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
A method for manufacturing a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part; and providing an airtight sliding part in the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft,
preparing the bearing in which a first seal part is attached to a groove part of the fixed airtight part and a second seal part is attached to a groove part of the airtight sliding part;
The process comprises a step of attaching the bearing to the movable electrode shaft with the fixed contact and the movable contact in contact with each other in the air, and fixing the bearing with a bearing fixing bolt, thereby sealing the air in the inner space of the bellows.
In addition, a method for manufacturing a vacuum circuit breaker according to the present disclosure includes the steps of: attaching a vacuum valve to a sealed container; and sealing a high-pressure insulating gas in a space within the sealed container;
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
A method of manufacturing a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing an airtight fixing part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part; providing an airtight sliding part in the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft; and sealing air, dry air or an inert gas in an inner peripheral space of the bellows,
preparing the bearing in which a first seal part is attached to a groove part of the fixed airtight part and a second seal part is attached to a groove part of the airtight sliding part;
The process comprises a step of attaching the bearing to the movable electrode shaft with the fixed contact and the movable contact in contact within an enclosed assembly work space filled with dry air or inert gas, and fixing the bearing with a bearing fixing bolt, thereby sealing the dry air or inert gas in the inner space of the bellows.
Further, another method for manufacturing a vacuum circuit breaker according to the present disclosure includes mounting a vacuum valve in a sealed container, and sealing a high-pressure insulating gas in a space within the sealed container,
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
A method for manufacturing a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part; and providing an airtight sliding part in the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft,
A gas supply hole is provided in the bearing, and after the bearing is attached to the movable electrode shaft, the air in the inner space of the bellows is evacuated via the gas supply hole, and gas is sealed in the inner space via the gas supply hole.
本開示の真空遮断器及び真空遮断器の製造方法によれば、真空バルブ以外の部分は高い圧力の絶縁ガスによる絶縁ができるとともに、ガス絶縁開閉装置全体の小型化が可能となる。 According to the vacuum circuit breaker and manufacturing method for the vacuum circuit breaker disclosed herein, parts other than the vacuum valve can be insulated by high-pressure insulating gas, and the entire gas-insulated switchgear can be made smaller.
実施の形態1.
本実施の形態は、真空遮断器に関するものであり、特に真空遮断器の真空バルブ構造に関するものである。
本実施の形態に記載された内容は、ガス絶縁開閉装置の真空遮断器に使用できる。
図1は真空遮断器を有す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1は、密閉容器8に真空遮断器2、断路器及び接地開閉器6、母線7、電力ケーブル9等が搭載されており、密閉容器8内には乾燥空気などの絶縁ガスが封入されている。
真空遮断器2は、密閉容器8の外部に配置された真空遮断器の操作機構3と、密閉容器8の内部に配置された真空遮断器の主回路部4から構成されており、真空遮断器の主回路部4の中には真空遮断器の真空バルブ5がある。
図2は本実施の形態に対する比較例となるガス絶縁開閉装置の真空遮断器部を示す模式図である。密閉容器8内の空間8aには高圧力の絶縁ガスが封入されている。真空バルブ5内部には固定側接点5aと可動側接点5bがあり、可動側接点5bは可動電極軸5cと接続されている。
Embodiment 1.
The present embodiment relates to a vacuum circuit breaker, and more particularly to a vacuum valve structure of a vacuum circuit breaker.
The contents described in this embodiment can be used for a vacuum circuit breaker of a gas-insulated switchgear.
1 is a side cross-sectional view showing a gas-insulated switchgear having a vacuum circuit breaker. The gas-insulated switchgear 1 includes a
The
2 is a schematic diagram showing a vacuum circuit breaker section of a gas-insulated switchgear as a comparative example to this embodiment. High-pressure insulating gas is sealed in a
可動電極軸5cはベローズ5dと接続されており、真空バルブ5の内部は真空に保たれている。尚ベローズ5dのもう一方の端は、真空バルブ5を構成する容器5wに取り付けられている。また可動電極軸5cはベローズ5dの内周側空間5fを通って真空バルブ5の外部に出ている。また可動電極軸5cは可動電極軸の軸受5eで支えられており、可動電極軸の軸受5eは軸受取付部5gに対してボルトにより固定されている。また可動電極軸の軸受5eは熱可塑性または熱硬化性の樹脂で作られている。その理由は、真空遮断器に流れる大電流は固定側接点5a、可動側接点5b、可動電極軸5cを介して流れるが、可動電極軸の軸受5eが仮に金属性であった場合、固定側接点5a、可動側接点5b、可動電極軸5c、ベローズ5d、軸受取付部5g、可動電極軸の軸受5e、可動電極軸5cをそれぞれ介する電流経路が生じ、このような電流経路においても電流が流れることになり、ベローズ5dに電流が流れることにより、ベローズ5dに損傷を与えることになる。従って軸受5eを熱可塑性または熱硬化性の樹脂で作成することによりベローズ5dに電流が流れることを防止している。The
真空バルブ5の外部に出た可動電極軸5cは絶縁操作ロッド10と接続され、絶縁操作ロッド10は真空遮断器の操作軸12と接続される。真空遮断器の操作軸12は気密摺動部11を通って密閉容器8の外部に出て、図2に図示されていない真空遮断器の操作機構3(図1参照)に接続される。なお、可動電極軸の軸受5eは可動電極軸5cを機械的に支えているだけであり、気密するように遮蔽しているものではない。従ってベローズ5dの内周側空間5fの部分は、密閉容器8内の空間8aと同じ高圧力の絶縁ガスが存在している。The
図3は実施の形態1によるガス絶縁開閉装置の真空遮断器部を示す模式図である。図2と図3との相違点は、図2に示された可動電極軸の軸受5e部分が、図3においては、実施の形態1による真空バルブの可動電極軸の軸受5hに変更されているものであり、その他の部分に関しては、図3は図2と同じである。なお図3においては、遮断器の接点が開いた状態を示している。また可動電極軸の軸受5hは、図2の軸受5eについて説明した場合と同様の理由により、熱可塑性または熱硬化性の樹脂で作られている。
Figure 3 is a schematic diagram showing the vacuum circuit breaker part of the gas-insulated switchgear according to embodiment 1. The difference between Figure 2 and Figure 3 is that the
図4は図3における真空バルブの可動電極軸の軸受5h周辺部分を示す拡大図である。
実施の形態1による真空バルブの可動電極軸の軸受5hにおいては、軸受取付部5gに固定される面を気密シールするための固定用気密部5jの溝があり、Oリング、パッキンなどのシール部品を取り付けて気密できる構造になっている。また可動電極軸の軸受5hには、可動電極軸5cとの摺動面を気密するための気密摺動部5kの溝があり、Tリング、Xリング、又は樹脂とばねを組み合わせたシール部品などのシール部品を取り付けている。これにより可動電極軸5cの動作時に気密摺動できる構造となっている。
Tリングとは断面がT形のものであり、図4においては、Tリングを使用している場合を示している。Xリングとは、ほぼ角形に近いX字状の断面をしたリングパッキンのことを言う。樹脂とばねを組み合わせたシール部品としては、バルシール社製のBalseal(登録商標)を想定している。
尚真空遮断器に使用する真空バルブについて一般的には、ベローズを使用しないと真空バルブ内の高真空状態を保つことはできない。
高真空状態を保ったまま可動電極軸5cを駆動させるためにはベローズ5dは必須となる。気密摺動部5kはゴム製のTリングで気密して摺動できるが、これはあくまでガス気密を目的とするものである。ゴム製のTリング等でガス気密は可能であり、また短い時間低真空を保つことはできるが、ゴム製のTリング等では高真空を保つことはできない。
FIG. 4 is an enlarged view showing the periphery of the
In the movable electrode shaft bearing 5h of the vacuum valve according to the first embodiment, there is a groove for the fixed
A T-ring is a ring with a T-shaped cross section, and Figure 4 shows the case where a T-ring is used. An X-ring is a ring packing with a nearly square X-shaped cross section. Balseal (registered trademark) manufactured by Balseal is assumed as a sealing part that combines resin and a spring.
In general, a high vacuum state cannot be maintained inside a vacuum valve used in a vacuum circuit breaker unless a bellows is used.
The
図5は実施の形態1によるガス絶縁開閉装置の真空遮断器部を示す模式図である。図3においては、遮断器の接点が開いた状態を示していたが、図5では遮断器の接点が閉じた状態を示している。図3と図5の相違点は、図3においては、接点が開いているのに対して、図5においては、可動側接点5bが固定側接点5a方向に移動して接点が閉じているとともに、可動側接点5bと連結している可動電極軸5c、絶縁操作ロッド10、及び真空遮断器の操作軸12も固定側接点5a方向に移動している。また可動電極軸5cの動作にともない、ベローズ5dが伸びてベローズの内周側空間5fが大きくなっている。
Figure 5 is a schematic diagram showing the vacuum circuit breaker part of the gas-insulated switchgear according to embodiment 1. In Figure 3, the circuit breaker contacts are shown in an open state, whereas in Figure 5, the circuit breaker contacts are shown in a closed state. The difference between Figure 3 and Figure 5 is that while the contacts are open in Figure 3, the
真空バルブ製造時には、図5に示すように、真空バルブ5の接点は閉じた状態である。これは真空バルブ内部空間5mは真空であり、ベローズの内周側空間5fは大気圧であるため、可動側接点5bが圧力差により押されているためである。
次に真空バルブ5に可動電極軸の軸受5hを取り付けてベローズの内周側空間5fを密閉空間とする方法について説明する。ベローズの内周側空間5fに通常の空気を密閉する場合は、可動電極軸の軸受5hの固定用気密部5jの溝部にOリング、パッキンなどのシール部品(第1シール部品)を取り付けておき、さらには気密摺動部5kの溝部にTリング、Xリング、又は樹脂とばねを組み合わせたシール部品などのシール部品(第2シール部品)を取り付けたものを用意しておく。そして空気中で真空バルブの接点が閉じた状態で可動電極軸の軸受5hを取り付けて軸受固定ボルト5iにより軸受5hを固定する。
When the vacuum valve is manufactured, the contacts of the
Next, a method of attaching the
ベローズの内周側空間5fに乾燥空気、又は不活性ガスを密閉する場合は、組立作業用密閉空間内に真空バルブおよび可動電極軸の軸受5hを準備し、組立作業用密閉空間を乾燥空気、又は不活性ガスで満たした後に組立作業用密閉空間内において軸受5hを取り付け、軸受固定ボルト5iで軸受5hを固定すれば作業は完了する。
即ちこの場合には、固定用気密部5jの溝部に第1シール部品を取り付けるとともに、気密摺動部5kの溝部に第2シール部品を取り付けた軸受5hを用意し、乾燥空気、又は不活性ガスで満たした組立作業用密閉空間内で固定側接点5aと可動側接点5bが接触した状態で軸受5hを可動電極軸5cに取り付けて軸受固定ボルト5iにより軸受5hを固定することによりベローズ5dの内周側空間5fに乾燥空気、又は不活性ガスを密閉する。
尚真空バルブ5の製造時に密閉容器8の中に絶縁ガスは存在しない。真空バルブ5を製造した後、密閉容器8内に真空バルブ5、及び他の部品を組み込み、密閉容器8に蓋をしたあとで最後に密閉容器8内の空間8a内に絶縁ガスを封入する。
When sealing dry air or inert gas in the
That is, in this case, a first seal part is attached to the groove of the fixed
During the manufacture of the
上記の製作工程により、図3~図5に示す実施の形態1による真空遮断器構造の場合、真空バルブ5の接点が閉じている時に、ベローズの内周側空間5fは大気圧となる。真空バルブ5の接点が閉じている時(図5)のベローズの内周側空間5fの体積をV、圧力をPとし、真空バルブ5の接点が開いているときのベローズの内周側空間5fの体積をV1とすると、真空バルブ5の接点が開いているときのベローズの内周側空間5f内の圧力は、V/V1×Pとなり、V1<Vであるため、ベローズの内周側空間5f内の圧力は体積比の分だけ大気圧よりも若干増加する。しかしベローズの内周側空間5f内には密閉容器8内の空間8aの絶縁ガスによる高圧力は印加されないため、ベローズ5dへの圧力差による応力を低減できる。
In the case of the vacuum circuit breaker structure according to the first embodiment shown in Figures 3 to 5, the above manufacturing process causes the bellows
なおベローズの内周側空間5fの体積を大きく設定し、体積VとV1との差が小さくなるように設定することにより、ベローズの内周側空間5fの圧力変動を小さくすることができ、ベローズ5dの機械的寿命を延ばすことができる。
一方密閉容器8内の空間8aには高圧力の絶縁ガスが封入されているため、絶縁操作ロッド10の周辺等において、真空バルブ以外の部分は高圧力の絶縁ガスによる絶縁が可能となり、装置全体の小型化が可能となる。
Furthermore, by setting the volume of the
On the other hand, since high-pressure insulating gas is sealed in the
上記の構成であれば、真空バルブ5の大きさは従来品と同等の外形寸法に抑えることができる。ベローズ内周側の圧力は、大気圧から大気圧より若干高い程度の圧力となり、ベローズ5dはその圧力と真空との圧力差による応力を受けるのみである。この真空バルブ5を高圧力の絶縁ガスで絶縁したガス絶縁開閉装置1内に配置した場合でも、真空バルブ5の内周側の圧力は、大気圧から大気圧より若干高い程度の圧力のままであり、真空バルブ5の周辺の絶縁ガスによる高い圧力の影響は受けない。また、真空バルブ5の可動電極軸5c及び絶縁操作ロッド10の部分は高い圧力を有する絶縁ガスで絶縁されているため、ガス絶縁開閉装置1の小型化が可能となる。
なおベローズ内周側のガス区画は、金属製のベローズ5dと可動電極軸の軸受5hで囲まれた空間であり、内部にはほとんど電界が発生しないため、ベローズ内周側のガス区画内の絶縁性能を考慮する必要はない。即ち電界は電位差(電圧差)によって発生するが、金属製のベローズ5dの中に電位差がないので、電界が発生しないこととなる。そして乾燥空気を密閉することにより結露を防止することが可能となる。また不活性ガスの密閉により、酸素をなくすことができ、酸化による劣化を防止することも可能となる。
With the above configuration, the size of the
The gas compartment on the inner circumference side of the bellows is a space surrounded by the metal bellows 5d and the
実施の形態2.
図6は実施の形態2による真空バルブの可動電極軸の軸受周辺部分を示す拡大図である。実施の形態1における図4との相違点は、図6においては、軸受けのガス補給口5pの穴があることである。それ以外の点は図4の場合と同じである。実施の形態1では、真空バルブの接点が閉じた状態で、ベローズの内周側空間5fに大気圧の空気、乾燥空気または不活性ガスを封入するものであった。実施の形態2においては、軸受5nにガス補給口5pの穴を設け、軸受5nを可動電極軸5cに取り付け後にベローズの内周側空間5fの空気をガス補給口5pを介して真空引きし、任意のガス、例えば不活性ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガス、又は窒素ガス)を任意の圧力でガス補給口5pを介して封入するものである。
FIG. 6 is an enlarged view showing the periphery of the bearing of the movable electrode shaft of the vacuum valve according to the second embodiment. The difference from FIG. 4 in the first embodiment is that in FIG. 6, there is a hole for the
ガス補給口5pはガス封入時に使用するのみであるので、ガス封入後はガス補給口5pの穴を塞いでおく。
具体例として、ベローズの内周側空間5fに大気圧の任意のガスを封入する場合は、ガス補給口5pをネジ穴としておき、このネジ穴に配管を取り付けてベローズの内周側空間5fの空気を真空引きし、大気圧になるよう任意のガスを封入する。その後配管を取り外してもベローズの内周側空間5f及びその周囲はどちらも大気圧であるため、ガスはほとんど漏れることはない。その後でシールボルトまたはOリングなどのガスシール材付のボルトでガス補給口5pであるネジ穴をガスシールすることによりベローズの内周側空間5fが密閉空間となる。
Since the
As a specific example, when sealing any gas at atmospheric pressure in the
また、ベローズの内周側空間5fに大気圧以上の任意のガスを封入する場合は、ガス補給口5pを穴形状(ねじ穴)ではなく、配管形状にしておくこともできる。即ち配管を溶接により取り付ける等を行うことができる。そしてその配管部によりベローズの内周側空間5fを真空引きし、ガスを封入することができる。ガス封入後はガス補給口5pに取り付けた配管の根本を封じきることにより、ベローズの内周側空間5fを密閉空間とすることができる。即ち配管の端部を潰すように切断することにより配管を気密に切断することができる。
これによりベローズの内周側空間5fは酸素がほぼ無い状態となるので、ベローズ5d、及び可動電極軸5cの酸化が防止され、長期の健全性が保たれる。
Furthermore, when sealing any gas at atmospheric pressure or higher in the bellows
As a result, the
実施の形態3.
図7は実施の形態3による真空バルブの可動電極軸の軸受周辺部分を示す拡大図である。実施の形態1における図4との相違点は、図7においては、軸受取付部5gと軸受5qの間に絶縁シート5rを挟んでいることである。ここで絶縁シートとしては、ゴム、ナイロン、PTFE(POLYTETRAFLUOROETHYLENE)などにより構成されている。
また実施の形態1の図4においては、軸受5hは樹脂製であり、軸受固定ボルト5iは金属製であった。これに対して実施の形態3の図7においては、軸受5qは金属製であり、軸受固定ボルト5sは絶縁物製としている。金属としては、アルミニウム、銅、黄銅、ステンレスなど非磁性の金属が用いられる。又絶縁物としては、PET(POLY ETHYLENE TEREPHTHALATE)、PBT(POLY BUTYLENE TEREPHTALATE)等の熱可塑性樹脂、又はエポキシなどの熱硬化性樹脂が用いられる。それ以外の点は図4の場合と同じである。
Fig. 7 is an enlarged view showing the periphery of the bearing of the movable electrode shaft of the vacuum valve according to
In the embodiment 1 shown in FIG. 4, the
軸受5qを金属の機械加工部品とすることにより、樹脂製品に比べて寸法精度がよくなり、機械的な軸受としての性能、又は気密性能が向上する。なお、軸受5qを金属製としても、絶縁シート5rを挟み、更に軸受固定ボルト5sを絶縁物製とすることにより、ベローズ5dに電流が流れる経路は存在しないため、ベローズ5dに電流が流れてベローズ5dの寿命に影響を与えることはない。By making the
なお、実施の形態1~3においては、絶縁ガスとして乾燥空気を用いた場合について説明したが、他の絶縁ガスとして、SF6ガス等を用いても良い。In addition, in the first to third embodiments, the case where dry air is used as the insulating gas is described, but other insulating gases such as SF6 gas may also be used.
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、本願明細書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。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are not limited to application to a particular embodiment, but may be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not exemplified are assumed within the scope of the technology disclosed in the present specification, including, for example, modifying, adding, or omitting at least one component, and further, extracting at least one component and combining it with a component of another embodiment.
1 ガス絶縁開閉装置、2 真空遮断器、4 主回路部、5 真空バルブ、5a 固定側接点、5b 可動側接点、5c 可動電極軸、5d ベローズ、5f 内周側空間、5g 軸受取付部、5h 軸受、5j 固定用気密部、5k 気密摺動部、5n 軸受、5p ガス補給口、5q 軸受、5r 絶縁シート、8 密閉容器。 1 Gas insulated switchgear, 2 Vacuum circuit breaker, 4 Main circuit section, 5 Vacuum valve, 5a Fixed contact, 5b Movable contact, 5c Movable electrode shaft, 5d Bellows, 5f Inner space, 5g Bearing mounting section, 5h Bearing, 5j Fixed airtight section, 5k Airtight sliding section, 5n Bearing, 5p Gas supply port, 5q Bearing, 5r Insulating sheet, 8 Sealed container.
Claims (7)
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、
前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設け、
前記軸受を金属製にするとともに前記軸受取付部と前記軸受との間に絶縁シートが挟まれている真空遮断器。 A vacuum circuit breaker having a vacuum valve attached inside a sealed container and a high-pressure insulating gas sealed in the space inside the sealed container,
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part;
the bearing is provided with an airtight sliding portion for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft;
The vacuum circuit breaker, wherein the bearing is made of metal and an insulating sheet is sandwiched between the bearing attachment portion and the bearing.
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設けた真空遮断器の製造方法であって、
前記固定用気密部の溝部に第1シール部品を取り付けるとともに、前記気密摺動部の溝部に第2シール部品を取り付けた前記軸受を用意する工程と、
空気中で前記固定側接点と前記可動側接点が接触した状態で前記軸受を前記可動電極軸に取り付けて軸受固定ボルトにより前記軸受を固定することにより前記ベローズの内周側空間に空気を密閉する工程とからなる真空遮断器の製造方法。 A vacuum valve is attached inside the sealed container, and a high-pressure insulating gas is sealed in the space inside the sealed container.
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
A method for manufacturing a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part; and providing an airtight sliding part in the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft,
preparing the bearing in which a first seal part is attached to a groove part of the fixed airtight part and a second seal part is attached to a groove part of the airtight sliding part;
and attaching the bearing to the movable electrode shaft with the fixed contact and the movable contact in contact with each other in air, and fixing the bearing with a bearing fixing bolt, thereby sealing air in the inner space of the bellows.
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設け、
前記ベローズの内周側空間に空気、乾燥空気または不活性ガスを封入した真空遮断器の製造方法であって、
前記固定用気密部の溝部に第1シール部品を取り付けるとともに、前記気密摺動部の溝部に第2シール部品を取り付けた前記軸受を用意する工程と、
乾燥空気、又は不活性ガスで満たした組立作業用密閉空間内で前記固定側接点と前記可動側接点が接触した状態で前記軸受を前記可動電極軸に取り付けて軸受固定ボルトにより前記軸受を固定することにより前記ベローズの前記内周側空間に乾燥空気、又は不活性ガスを密閉する工程とからなる真空遮断器の製造方法。 A vacuum valve is attached inside the sealed container, and a high-pressure insulating gas is sealed in the space inside the sealed container.
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
a fixed airtight part is provided for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part, and an airtight sliding part is provided on the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft,
A method for manufacturing a vacuum circuit breaker in which air, dry air or an inert gas is sealed in an inner peripheral space of the bellows, comprising the steps of:
preparing the bearing in which a first seal part is attached to a groove part of the fixed airtight part and a second seal part is attached to a groove part of the airtight sliding part;
and attaching the bearing to the movable electrode shaft with the fixed contact and the movable contact in contact within an enclosed assembly space filled with dry air or inert gas, and fixing the bearing with a bearing fixing bolt, thereby sealing the dry air or inert gas in the inner space of the bellows.
前記真空バルブの内部には固定側接点と可動側接点が設置されるとともに前記可動側接点は可動電極軸と接続され、
前記可動電極軸はベローズと接続されるとともに軸受で支えられており、前記軸受は軸受取付部に対してボルトにより固定されており、
前記軸受が前記軸受取付部に固定される面を気密シールするための固定用気密部を設けるとともに、前記軸受には、前記可動電極軸との摺動面を気密するための気密摺動部を設けた真空遮断器の製造方法であって、
前記軸受にガス補給口の穴を設け、前記軸受を前記可動電極軸に取り付けた後に前記ベローズの内周側空間の空気を前記ガス補給口を介して真空引きし、前記内周側空間に前記ガス補給口を介してガスを封入する真空遮断器の製造方法。 A vacuum valve is attached inside the sealed container, and a high-pressure insulating gas is sealed in the space inside the sealed container.
A fixed contact and a movable contact are installed inside the vacuum valve, and the movable contact is connected to a movable electrode shaft.
the movable electrode shaft is connected to a bellows and supported by a bearing, the bearing being fixed to a bearing mounting portion by a bolt;
A method for manufacturing a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing a fixing airtight part for airtightly sealing a surface where the bearing is fixed to the bearing attachment part; and providing an airtight sliding part in the bearing for airtightly sealing a sliding surface between the bearing and the movable electrode shaft,
A manufacturing method for a vacuum circuit breaker, comprising the steps of: providing a hole for a gas supply port in the bearing; attaching the bearing to the movable electrode shaft; evacuating the air in the inner space of the bellows via the gas supply port; and sealing gas in the inner space via the gas supply port.
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