JPH05290692A - 電気機器の主回路断路部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メンテナンフリーを可能にするように、周囲
環境に影響を受けないよう安全性を向上させると共にコ
ンパクトな電気機器の主回路断路部を得る。 【構成】 固定電極８と可動電極９をエポキシ注型物11
で注型し、このエポキシ注型物11にベローズ12を固着さ
せて、固定電極８と可動電極９を囲う。さらに、エポキ
シ注型物11とベローズ12とで囲われた空間部分には、シ
リコンゲル15を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気機器の主回路断路
部に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気機器の主回路断路部を図５に
示す。図５において、スイッチギヤ１には、遮断器２、
断路器３と、これらを電気的に接続する主回路導体４及
びこの主回路導体４を絶縁支持するためのがいし５など
が収納され、絶縁媒体として空気６を使用している。

【０００３】ここで、断路器３の機能は、遮断器２によ
り負荷電流や事故電流を遮断後、断路器３を開いて断路
器３の一次側と二次側の主回路を電気的に断路する。こ
うして、二次側主回路の保守点検を可能にするし、安全
を確保することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の主
回路断路部では、断路器３の絶縁性能を確保するので、
対地、相間、極間の絶縁距離が長くなり、外形が大きく
なってしまう。また周囲の空気により絶縁しているた
め、汚損湿潤、じんあい等、周囲環境の影響を受けやす
く、場合によってはトラッキングの発生により絶縁性能
が低下し、地絡事故や相間短絡事故を発生する可能性が
あった。このため、事故を未然に防止するために、ある
一定期間で停電をとり、点検清浄を行っていた。本発明
の目的は、周囲環境に影響を受けずに安全性が向上しコ
ンパクトな電気機器の主回路断路部を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために第１の発明は、固定電極および可動電極が
注型される絶縁物に可とう性材料を固着して形成される
断路部収納手段と、断路部収納手段の内部に充填される
ゲル状絶縁材料とで構成するので、断路部は断路部収納
手段に収納して密閉化されて周囲環境に影響を受けず、
またゲル状絶縁材料により絶縁距離を短縮できる。

【０００６】また、第２の発明は、上部が開口され固定
電極および可動電極を収納する断路部収納手段と、断路
部収納手段に充填される液状絶縁材料と、断路部収納手
段に充填され液状絶縁材料の外周に形成されるゲル状絶
縁材料とで構成するので、断路部はゲル状絶縁材料で囲
われた断路部収納手段に収納して密閉化されて周囲環境
に影響を受けず、また液状絶縁材料により絶縁距離を短
縮できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明の電気機器の主回路断路部、
図２は図１の断路部７の拡大図、図３は図１の断路部７
の特性を示す図である。

【０００８】図１において、スイッチギヤ１は、遮断器
２、断路部７とこれを接続する主回路導体４とこの主回
路導体４を絶縁支持するためのがいし５を収納し、主回
路導体４とがいし５を空気６にて絶縁を確保している。
断路部７を詳細に説明するための図２において、先端に
接触子10を有する固定電極８とこの固定電極８と同軸上
に対向して可動電極９を設ける。固定電極８は、エポキ
シ注型物11と一体注型され、両端がエポキシ注型物11よ
り突出しており、一方は接触子10が取付けられ、他方に
は主回路導体４が取付けられている。

【０００９】エポキシ注型物11は、固定電極８を軸とし
た回転対称形で接触子10側に向ってコの字形をしていて
いる。また、その先端にはベローズ12を固着するための
溝が円周状に設けられている。

【００１０】同様にして、可動電極９側のエポキシ注型
物11もコの字の回転対称体で先端にベローズ12を固着す
るための溝が円周状に設けられている。また、可動電極
９の貫通摺動部にはオイルシール14（またはＹパッキ
ン）とこれを取付けるための埋込金具13がエポキシ注型
物11と一体注型されている。

【００１１】固定側のエポキシ注型物11と可動側のエポ
キシ注型物11の先端の溝に透明で柔軟なナイロンやポリ
エステル又はエラストマー等の絶縁物で形成された可と
う性を有するベローズ12を固着し、断路部収納容器とす
る。そして、この断路部収納容器内に固定電極８と可動
電極９を同軸上に対向させて収納し、その周囲にシリコ
ンゲル15を充填する。また、可動電極９の固定電極８の
反対側には、先端に接触子10を取付けた遮断器側導体２
ａが接触子10を介して接続される。

【００１２】この様な構成の断路部７は、接続状態にお
いて、主回路導体４、固定電極８、接触子10、可動電極
９、接触子10、遮断器側導体２ａの順、若しくはその反
対の順に電流が流れる。断路状態においては、固定電極
８の先端の接触子10と可動電極９の先端の間のシリコン
ゲル15により絶縁性能を満足している。次に断路部７の
特性に関与するシリコンゲルの絶縁特性の一例を図３に
示す。

【００１３】（ａ）は電極間距離による破壊電圧特性を
示す。断路部７の極間形状は、電極形状Ａ（５Ｒ半球対
５Ｒ半球）として模擬でき、例えば定格電圧36ＫＶの場
合は極間のＡＬ耐圧規格値は80ＫＶであり、空気の場合
極間距離が350 ｍｍ程度必要であるが、シリコンゲルの
場合10ｍｍあれば十分である。次に（ｂ）に硬化時間と
破壊電圧特性、（ｃ）に水分含有量と破壊電圧特性を示
す。これらを総合するとゲル注入直後、水分が多い場合
は、ゲル完全硬化水分数10ｐｐｍに対して約２割程度、
最悪３割程度絶縁性能が低下する。これを加味しても定
格電圧36ＫＶの場合極間は10ｍｍあれば十分である。

【００１４】また断路部７の操作は、遮断器側導体２ａ
が取付けられている遮断器２を引き出すことにより遮断
器側導体２ａも引き出され、これに接続された可動電極
９も動いて断路する。このとき、シリコンゲル15が漏れ
ないよう可動電極９をオイルシール14でシールしてい
る。

【００１５】可動電極９を動かすと、その分断路部７の
体積が変化するが、シリコンゲル15は体積変化しないの
でベローズ12が伸縮することになり、このため断路部７
の体積を一定に保つようになっている。またシリコンゲ
ル15は、温度変化により膨張、収縮がその際もベローズ
12が伸縮しオイルシール14が摺動することによりシリコ
ンゲル15の体積変化を吸収している。さらに、可動電極
９の両端にはストッパー９ａが取付けられていて、可動
電極９とベローズ12の動作範囲を制限することにより、
容器の破損を防止すると共に接続断路を確実にしてい
る。一方、ベローズ12が透明であり、シリコーンゲル15
も透明であるため、外部かつ接続断路状態を目視するこ
とができる。

【００１６】このように第１の実施例によれば、断路部
の小形化と耐環境フリーおよびメンテナンスフリーを図
ることができ、さらに接続断路が目視できるので安全性
も向上する。また、本発明の第２の実施例を図４に示
す。

【００１７】図４において、先端に接触子10を有する固
定電極８と、この固定電極８と同軸上に対向して可動電
極９を設ける。固定電極８は、エポキシ注型物11と一体
注型され、両端がエポキシ注型物11より突出しており、
一方は接触子10が取付けられ、他方には主回路導体４が
取付けられている。さらに、可動電極９の貫通摺動する
部分にはオイルシール14とこれを取付けるための埋込金
具13が固定電極８と一緒にエポキシ注型物11に注型され
ている。エポキシ注型物11の上部は開口したものであ
り、断路部収納容器となっている。

【００１８】そして、この断路部収納容器内に固定電極
８と可動電極９を同軸上に対向させて配置し、その周囲
にシリコン油16を充填し、さらにその外側をシリコンゲ
ル15で満たす。また、可動電極９の固定電極８の反対側
には、先端に接触子10を取付けた遮断器側導体２ａが接
触子10を介して接続されている。

【００１９】この様な構成の断路部７は、接続状態にお
いて主回路導体４、固定電極８、接触子10、可動電極
９、接触子10遮断器側導体２ａの順、若しくはその反対
の順に電流が流れる。断路状態においては、固定電極８
の先端の接触子10と可動電極９の先端の間のシリコン油
16により絶縁性能を満足している。なお、シリコンゲル
15の特性の一例は前述したとおりである。また、シリコ
ン油16の絶縁特性はシリコンゲルとほぼ同じである。

【００２０】極間絶縁としてシリコン油16を使用してい
るため、電流を開閉したときに発生するアークにより生
成される気泡はすぐに拡散して絶縁回復するため、電流
開閉が可能である。さらに、シリコン油16の周囲をシリ
コンゲル15で覆っているため、シリコン油16への水分の
含入や異物の侵入を防止することができる。

【００２１】ところで、断路部７の操作は、遮断器２を
引き出すことにより遮断器側導体２ａも引き出され、こ
れに接続された可動電極９も動いて断路する。このと
き、シリコン油18が漏れないよう可動電極９をオイルシ
ール14でシールしている。

【００２２】可動電極９を動かすと、その分断路部の体
積が増減するが、シリコン油16自体の体積は変化しない
ので、上部開口部側のシリコンゲル15が変形してシリコ
ン油14の体積を一定に保つようにしている。図４は接続
状態を示しているが、断路状態になると上部のシリコン
ゲル15が変形しシリコンゲル15とシリコン油16の界面が
点線17に、シリコンゲル15と空気６の界面が点線18まで
下がる。また、シリコン油16とシリコンゲル15は温度変
化により膨張、収縮するので、その際も上部開口部側の
シリコンゲル15が変形して体積変化を吸収している。一
方、可動電極９の両端にはストッパー９ａが取付けられ
ていて、可動電極９の動作範囲を決め、接続、断路を確
実にしている。また、シリコン油16とシリコンゲル15は
透明であるから、外部より接続断路状態を目視すること
ができる。このように、第２の実施例においても第１の
実施例と同等の効果を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、注型
絶縁物に可とう性材料を固着して形成される断路部収納
手段に固定電極および可動電極を密閉収納することによ
り、周囲環境に影響を受けず安全性が向上し、断路部収
納手段にゲル状絶縁材料を充填することにより、絶縁距
離が短縮されて小形化できるという効果を奏する。

【００２４】また第２の発明によれば、上部が開口され
た断路部収納手段とゲル状絶縁材料とで固定電極および
可動電極を密閉収納することにより、周囲環境に影響を
受けず安全性が向上し、断路部収納手段に液状絶縁材料
を充填することにより、絶縁距離が短縮されて小形化で
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気機器の主回路断路
部を適用したスイッチギヤの側面図。

【図２】［図１］の断路部７の拡大図。

【図３】［図１］の断路部７の特性を示す図。

【図４】本発明の他の実施例を示す電気機器の主回路断
路部の詳細図。

【図５】従来の電気機器の主回路断路部を適用したスイ
ッチギヤの側面図。

【符号の説明】

７…断路部、８…固定電極、９…可動電極、11…エポキ
シ注型物 15…シリコンゲル、16…シリコン油。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定電極および可動電極が注型される絶
   縁物に可とう性材料を固着して形成される断路部収納手
   段と、この断路部収納手段の内部に充填されるゲル状絶
   縁材料とを有する電気機器の主回路断路部。
2. 【請求項２】 上部が開口され固定電極および可動電極
   を収納する断路部収納手段と、この断路部収納手段に充
   填される液状絶縁材料と、前記断路部収納手段に充填さ
   れ前記液状絶縁材料の外周に形成されるゲル状絶縁材料
   とを有する電気機器の主回路断路部。