JPH05303928A

JPH05303928A - 抵抗付き断路器

Info

Publication number: JPH05303928A
Application number: JP10734192A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Saida; 敏之才田; Satoshi Matsumoto; 松本　　聡; Ikuo Miwa; 郁夫三輪
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】抵抗体内部の電位分担を均一化して、抵抗体の
長さを短縮し全体の小形化を実現する。また、抵抗体の
機械的強度と電気的絶縁性能を向上し、長期に亘る信頼
性の確保を図る。【構成】内部に３〜６気圧程度のＳＦ₆ガスを封入した
タンク11内に可動側接触部12と固定側接触部13が同軸上
に対向して配設され、この間を可動接触子14が直線摺動
することによって電気回路の開閉を行う。固定側接触部
13の周囲には、同軸上に抵抗体シールド装置25が配設さ
れる。この抵抗体シールド装置25は、上下一対の抵抗体
シールド26，27と、上端を抵抗体シールド26の内面に固
定し、下端を抵抗体シールド27の内面に固定すると共に
固定接触部13に取付けられる複数本の抵抗体28と絶縁柱
29で構成される。抵抗体28は、複数の抵抗線を絶縁棒に
逆向きに巻回し接着剤で接着して固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変電所等において使用
される抵抗付き断路器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にガス絶縁開閉装置は、３〜６気圧
程度のＳＦ₆ガスを充填した密閉容器内に、遮断器、断
路器、接地開閉器、変流器、計器用変圧器等の開閉操作
に必要な機器を収納している。この中で断路器は、通常
遮断器を開いた状態で開閉操作がなされる。断路器の開
閉操作に伴い、断路器サージと呼ばれるサージが断路器
の極間において発生しガス絶縁開閉装置内を伝搬する
が、この断路器サージはＵＨＶクラスではガス絶縁開閉
装置の絶縁を脅かすため、その対応が必要となる。

【０００３】従来から断路器サージの発生電圧レベルを
抑制させることを目的として、図10に示されたような方
式が提案されている。すなわち、断路器の固定側接触部
１の周囲には電極を囲むように電界緩和用の抵抗体シー
ルド２が設けられており、断路器投入時において可動接
触子３と抵抗体シールド２の抵抗接点４とがギャップｇ
を有するように構成されている。このギャップｇは、断
路器の開閉操作途中、可動接触子３の先端が抵抗接点４
の近傍に位置する時点において断路器極間に再点弧が発
生した場合、抵抗接点４と可動接触子３がフラッシオー
バによって通電し、この時点においては可動接触子３と
固定側接触部１やタンク５とが絶縁破壊を起こすことの
ないよう、絶縁協調面からの検討を行って決定される。
さらにこの抵抗体シールド２は、断路器サージを十分に
抑制できる値の抵抗体６を通して固定側接触部１に接続
されている。断路器の開閉操作途中には可動接触子３と
抵抗接点４との間で再点弧が複数回発生するが、この時
の断路器サージレベルは抵抗体６によって十分抑制され
る。現在、材料面，構造面などから抵抗体６の検討がな
されており、例えばこの抵抗体６を、抵抗線で構成する
ことが提案されている。なお、同図において、７は可動
側接触部、８は可動側接触部７に設けられているフィン
ガー、９は固定側接触部１に設けられているフィンガー
を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、断路器
サージには、電圧の立上り時間数ナノセカンドの高周波
成分を含むことが知られている。そこで、従来から提案
されている巻き線型抵抗線等を抵抗付き断路器の抵抗体
として用いた場合、その抵抗体自体が持つ内部インダク
タンス、抵抗体と周囲の導体，タンク等の間の浮遊のキ
ャパシタンスによって抵抗体内部におけるサージ電圧の
電位分担が不均一となり、抵抗体自身の絶縁が耐えられ
なくなる。このため、抵抗体の絶縁長さを伸ばすことに
なり、抵抗付き断路器全体が大きくなってしまう。

【０００５】また、断路器は、機械的操作を行う機器で
あるため、開閉操作に伴って大きな振動が発生し、さら
にその操作が多頻度に及ぶ。そこで、従来から提案され
ている巻き線型抵抗線等を抵抗付き断路器の抵抗体とし
て用いた場合、抵抗体自身の機械的強度及び長期使用に
おける信頼性が必ずしも十分あるものとは言えない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、抵抗体内部の電
位分担を均一化することにより、抵抗体の長さ並びに全
体を小形化した抵抗付き断路器を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、抵抗体の機械
的強度と電気的絶縁性能を製作時から運転後長期に亘っ
て十分に確保し、機器の信頼性を向上させた抵抗付き断
路器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、絶縁・消弧媒体を封入した容器内に、可動
側接触部と固定側接触部を同軸上に配設し、この固定側
接触部の周囲に抵抗体シールドと抵抗体とから成る抵抗
体シールド装置を配設し、可動接触子を操作して電気回
路の開閉を行うようにした抵抗付き断路器において、抵
抗体シールド装置は抵抗体を介して固定接触子部に接続
され、抵抗体は棒状絶縁体の外周に抵抗線を無誘導巻き
して構成されるようにしたものである。

【０００９】また、本発明は、上記他の目的を達成する
ため、絶縁・消弧媒体を封入した容器内に、可動側接触
部と固定側接触部を同軸上に配設し、この固定側接触部
の周囲に抵抗体シールドと抵抗体とから成る抵抗体シー
ルド装置を配設し、可動接触子を操作して電気回路の開
閉を行うようにした抵抗付き断路器において、抵抗体シ
ールド装置は抵抗体を介して固定接触子部に接続され、
抵抗体は抵抗線を巻回した後その全部または一部をエポ
キシ樹脂で注型して構成されるようにしたものである。

【００１０】

【作用】上記した発明によれば、サージ抑制用としての
抵抗体の内部インダクタンスを大幅に減少させることが
でき、断路器サージのような高周波成分を含む電圧に対
しても、抵抗体内部の電位分担を均一化することが可能
となる。したがって、サージ抑制が可能となり、かつ、
抵抗体の耐電圧に対する効率が向上し、抵抗体自身の長
さを短縮し、断路器全体を小形に構成できる。

【００１１】また、上記した他の発明によれば、抵抗体
を構成する抵抗線の機械的強度を注型したエポキシ樹脂
によって確保されるため、断路器のように機械的振動を
伴って多数回操作される場合にも、抵抗体の機械的劣化
を抑えることが可能であり、抵抗体の信頼性が向上す
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例を示す断面図である。

【００１３】同図において、11は内部に３〜６気圧程度
のＳＦ₆ガスが充填されているタンクで、このタンク11
内には可動側接触部12と固定側接触部13が対向して設け
られ、この間を可動接触子14が直線摺動することにより
電気回路の開閉を行う。可動側接触部12は、絶縁筒15を
介してタンク11に取付けられ、固定側接触部13は、絶縁
筒16を介してタンク11に取付けられる。可動接触子14
は、タンク11の上部に固定されている操作装置17の駆動
力が、開閉機構18を介して回転運動が直接運動に変換さ
れ、この変換された駆動力が絶縁操作ロッド19を介して
伝達され駆動される。また、可動側接触部12には、導体
20と可動接触子14に接触するフィンガー21が設けられ、
この導体20は絶縁スペーサ22を介して外部に引出され
る。固定側接触部13には、導体23と可動接触子14に接触
するフィンガー24が設けられ、この導体23は絶縁スペー
サ22を介して外部に引出される。

【００１４】固定側接触部13の周囲に、抵抗体シールド
装置25が略同軸で配設されている。この抵抗体シールド
装置25は、上下に離れて設けられる一対の抵抗体シール
ド26，27と、上端を上部の抵抗体シールド26の内面に固
定し、下端を下部の抵抗体シールド27の内面に固定する
と共に固定側接触部13に取付けられる複数本の抵抗体28
と、上端を上部の抵抗体シールド26の内面に固定し、下
端を下部の抵抗体シールド27に固定すると共に固定側接
触部13に取付けられる複数本の絶縁柱29で構成されてい
る。また、上部の抵抗体シールド26の中央部には、内側
に抵抗付き断路器が閉状態のとき、可動接触子14とギャ
ップｇを形成して対向する抵抗接点26ａが設けられてい
る。

【００１５】図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図であり、抵
抗体28と絶縁柱29がそれぞれ２本取付けられた場合の配
置を示している。これらの抵抗体28と絶縁柱29は、それ
ぞれ対称位置に配置される。抵抗体28を複数本設けるこ
とにより、もし、１本が損傷しても残りのものが健全で
ある限り、機能を満足することができる。

【００１６】図４は、抵抗体28の構成図である。抵抗体
28は、軸方向の両端に電極30，30が取付けられた絶縁棒
31と、この絶縁棒31にそれぞれ逆向きに巻回され、両端
を電極30，30に接続した抵抗線32，33と、さらに全体を
覆って固定するための接着剤34とにより構成されてい
る。ここで、抵抗線32，33は、ほぼ同ピッチで巻回し、
両者が接触しないように配置する。一方、抵抗線32，33
に絶縁被膜を施すことにより、抵抗線32，33を密着して
巻回すこともできる。なお、同図において、抵抗線32に
は斜線を施こしているが、これは抵抗線33との識別を明
瞭にするためのもので、切断面を示したものではない。

【００１７】次に、以上のように構成された実施例（以
下、第１実施例という）の作用を説明する。

【００１８】断路器の開閉に伴い発生する断路器サージ
は、電圧の立ち上がり時間数ナノセカンドの高周波成分
を含むことが知られている。そのため、従来より提案さ
れている巻き線型抵抗線等を抵抗付き断路器の抵抗体と
して用いた場合、その抵抗体自体の持つ内部インダクタ
ンスが無視できず、このインダクタンスに起因する過渡
現象によって抵抗対内部におけるサージ電圧の電位分担
が不均一となっていた。

【００１９】図４は、抵抗体28の回りの状態を電気回路
と合わせて示したものである。抵抗体28自身は、抵抗
（Ｒ）とインダクタンス（Ｌ）で構成されているが、抵
抗体28の回りの抵抗体シールド26および27、固定側接触
部13、タンク11等との間に浮遊のキャパシタンス（Ｃ）
が存在する。断路器の極間再点弧により抵抗体28に加わ
る電圧は、立ち上がりが数ｎｓと大変短く、周波数的に
は大変高い周波数成分が含まれることになる。このた
め、高周波に対するインピーダンス（Ｚ）成分の内、ω
Ｌ成分が非常に大きくなり、１／ωＣ成分が非常に小さ
くなる。Ｌが大きい場合には抵抗体の電位分布はＲ成分
よりも、ωＬ成分と１／ωＣ成分により決定される電位
分布となってしまい、電位が抵抗体シールド26および27
側に集中した分布となってしまう。ところが、本実施例
では、インピーダンス（Ｚ）成分の内、Ｌを限りなく零
に近づけたことから、抵抗体の電位分布は周波数に影響
されないＲ成分と１／ωＣ成分だけで決定される。

【００２０】したがって、以上のように構成された第１
実施例によれば、高周波に対しても均一な分布に近い電
位分布とすることができる。これにより、抵抗体28の耐
電圧に対する効率が向上し、抵抗体長さを最短長さに抑
えることができ、断路器全体の寸法も最小に抑えること
ができる。

【００２１】図５は、本発明の他の実施例（以下、第２
実施例という）を示す断面図である。この第２実施例
は、抵抗体シールド装置を１個の大きな円筒状に形成し
た構成が上述した第１実施例と相違し、その他は、ほぼ
同様の構成である。すなわち、抵抗体シールド装置35
は、固定側接触部13の外径より大きい内径を有する絶縁
円筒の外周に複数の抵抗線を無誘導巻きとし、接着剤を
塗布して抵抗線を固定した抵抗体36と、この抵抗体36の
上端を接続する抵抗体シールド37で構成され、抵抗体36
の下端は導体38を介して固定側接触部13に固定してい
る。抵抗体シールド37の中央部には、内側に抵抗付き断
路器が閉状態のとき、可動接触子14とギャップｇを形成
して対向する抵抗接点37ａが設けられている。このよう
に、抵抗体36を１個の大きな円筒状とすることにより、
大きな容積が確保でき、耐熱容量を増大することができ
る。

【００２２】なお、以上説明した第１実施例と第２実施
例は、請求項１の発明に係るものである。

【００２３】図６は、本発明のさらに異なる他の実施例
（以下、第３実施例という）を示す断面図である。この
第３実施例は、抵抗体シールド装置を構成する抵抗体が
エポキシ樹脂で注型された構成が上述した第１実施例お
よび第２実施例と相違し、その他は同様の構成である。
すなわち、抵抗体シールド装置40は、上下に離れて設け
られる一対の抵抗体シールド26，27と、上端を上部の抵
抗体シールド26の内面に固定し、下端を下部の抵抗体シ
ールド27の内面に固定すると共に固定側接触部13に取付
けられる複数本の抵抗体41と、上端を上部の抵抗体シー
ルド26の内面に固定し、下端を下部の抵抗体シールド27
に固定すると共に固定側接触部13に取付けられる複数本
の絶縁柱29で構成されている。また、上部の抵抗体シー
ルド26の中央部には、内側に抵抗付き断路器が閉状態の
とき、可動接触子14とギャップｇを形成して対向する抵
抗接点26ａが設けられている。

【００２４】図７は、図６のＢ−Ｂ線矢視図であり、抵
抗体41と絶縁柱29がそれぞれ２本取付けられた場合の配
置を示している。これらの抵抗体41と絶縁柱29は、それ
ぞれ対称位置に配置される。抵抗体41を複数本設けるこ
とにより、もし、１本が損傷しても残りのものが健全で
ある限り、機能を満足することができる。

【００２５】図８は、抵抗体41の構成図である。抵抗体
41は、それぞれ逆向きに巻回された抵抗線42，43と、こ
れら抵抗線42，43の両側に接続された電極44，44と、こ
れらの抵抗線42，43及び電極44，44を一体にするために
エポキシ樹脂で注型した絶縁層45で構成されている。こ
こで、抵抗線42，43は、ほぼ同ピッチで巻回し、両者が
接触しないように配置する。一方、抵抗線42，43に絶縁
被膜を施すことにより、抵抗線42，43を密着して巻回す
ことができる。また、エポキシ樹脂に硬化後透明となる
種類のものを用いることにより、抵抗体41の製作後でも
内部の抵抗線42，43の断線や変形等の確認を目視によっ
て簡単に行うことができる。したがって、エポキシ樹脂
のモールドによって抵抗線42，43の状態が確認できない
ということはなく、目視によって抵抗体41の不具合を未
然に防止することができる。なお、同図では、抵抗線42
の部分に斜線を施こしているが、これは抵抗線43との識
別を明瞭にするためのもので、切断面を示したものでは
ない。

【００２６】次に、以上の構成による第３実施例の作用
を説明する。抵抗線42，43及び電極44，44を一体にする
ためのエポキシ樹脂による注型は、現在では既に確率さ
れた技術であり、ボイドやクラック、その他機械的，電
気的弱点となる部位の生成を阻止することは容易となっ
ている。また、エポキシ樹脂層を十分厚くすることによ
り、抵抗体41に外部から機械的ストレスを加えても、内
部の抵抗線42，43は断線したり変形することがない。さ
らに、エポキシ樹脂は、本来絶縁材料として非常に優れ
た材料であり、抵抗線42，43を電気的に絶縁するという
点で他の絶縁材や接着剤を用いる場合より優れている。
そこで、既に確立された注型技術によって抵抗体41を製
作することにより、注型段階でのボイドや剥離、クラッ
ク等が無くなり、機械的強度を増大し、電気的絶縁性能
を大幅にに向上する。

【００２７】したがって、以上のように構成された第３
実施例によれば、上述した第１実施例と同様な効果に加
えて、さらに、抵抗体の機械的強度や電気的絶縁性能を
向上し、断路器に組込んだ後も長期に亘り信頼性を確保
することができる。

【００２８】図９は、本発明のさらに異なる他の実施例
（以下、第４実施例という）を示す断面図である。この
第４実施例は、抵抗体シールド装置が抵抗体を大きな１
個の円筒状にエポキシ樹脂で注型した構成が上述した第
１実施例，第２実施例および第３実施例と相違し、その
他はほぼ同様の構成である。すなわち、抵抗体シールド
装置45は、複数の抵抗線を固定側接触部13の外径より大
きい内径で無誘導巻きとし、かつエポキシ樹脂を注型し
て円筒状とした抵抗体46と、この抵抗体46の上端を接続
する抵抗体シールド47で構成され、抵抗体46の下端は導
体48を介して固定側接触部13に固定している。抵抗体シ
ールド47の中央部には、内側に抵抗付き断路器が閉状態
のとき、可動接触子14とギャップｇを形成して対向する
抵抗接点47ａが設けられている。一方、抵抗線に絶縁被
膜を施すことにより、抵抗線を密着して巻回すことがで
きる。また、エポキシ樹脂に硬化後透明となる種類のも
のを用いることにより、上述したように抵抗体46の製作
後でも内部の抵抗線の断線や変形等の確認を目視によっ
て簡単に行うことができる。したがって、第４実施例に
よれば、抵抗体46を１個の大きな円筒状とすることによ
り、大きな容積が確保でき、耐熱容量を増大することが
できる。

【００２９】なお、以上説明した第３実施例と第４実施
例は、請求項２の発明に係るものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したよに本発明によれば、抵抗
体シールドと抵抗体とから成る抵抗体シールド装置を抵
抗体を介して固定接触子部に接続し、抵抗体は棒状絶縁
体の外周に抵抗線を無誘導巻きして構成するようにして
いるので、抵抗体の長さを短縮し、全体を小形にした抵
抗付き断路器を提供できる。また、抵抗体シールドと抵
抗体とから成る抵抗体シールド装置を、抵抗体を介して
固定接触子部に接続し、抵抗体は抵抗線を巻回した後そ
の全部または一部をエポキシ樹脂で注型して構成するよ
うにしているので、抵抗体の機械的強度が増大し、機械
的振動が多数回繰返されても何ら機械的，電気的に欠陥
を発生することなく、長期に亘り信頼性を向上した抵抗
付き断路器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図。

【図３】本発明の一実施例に用いる抵抗体の構成図。

【図４】本発明の一実施例の作用を示す説明図。

【図５】本発明の他の実施例を示す断面図。

【図６】本発明のさらに異なる他の実施例を示す断面
図。

【図７】図６のＢ−Ｂ線矢視図。

【図８】本発明のさらに異なる他の実施例に用いる抵抗
体の構成図。

【図９】本発明のさらに異なる他の実施例を示す断面
図。

【図１０】本発明に関連する抵抗体シールド装置の作用
を示す説明図。

【符号の説明】

11…タンク、12…可動側接触部、13…固定側接触部、14
…可動接触子、15，16…絶縁筒、17…操作装置、20，23
…導体、22…絶縁スペーサ、25，35，40，45…抵抗体シ
ールド装置、26，27，37，47…抵抗体シールド、28，3
6，41，46…抵抗体、31…絶縁棒、30，44…電極、32，3
3，42，43…抵抗線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁・消弧媒体を封入した容器内に、可
動側接触部と固定側接触部を同軸上に配設し、この固定
側接触部の周囲に抵抗体シールドと抵抗体とから成る抵
抗体シールド装置を配設し、可動接触子を操作して電気
回路の開閉を行うようにした抵抗付き断路器において、
前記抵抗体シールド装置は前記抵抗体を介して前記固定
接触子部に接続され、前記抵抗体は棒状絶縁体の外周に
抵抗線を無誘導巻きして構成されることを特徴とする抵
抗付き断路器。
【請求項２】絶縁・消弧媒体を封入した容器内に、可
動側接触部と固定側接触部を同軸上に配設し、この固定
側接触部の周囲に抵抗体シールドと抵抗体とから成る抵
抗体シールド装置を配設し、可動接触子を操作して電気
回路の開閉を行うようにした抵抗付き断路器において、
前記抵抗体シールド装置は前記抵抗体を介して前記固定
接触子部に接続され、前記抵抗体は抵抗線を巻回した後
その全部または一部をエポキシ樹脂で注型して構成され
ることを特徴とする抵抗付き断路器。