JPH0654418A

JPH0654418A - スイッチギヤ

Info

Publication number: JPH0654418A
Application number: JP4197951A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田; Eiji Kaneko; 英治金子; Masaru Miyagawa; 勝宮川; Nobuo Masaki; 信男正木; Yasufumi Nagata; 恭文永田; Keiji Waku; 恵二和久
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】外形が小形で保守が容易なスイッチギヤを得
る。【構成】各主回路電気機器を絶縁層10で一体に注型成形
する。各絶縁層10の上下端には凹部を形成し、外周に形
成されたフランジ部10ａ，10ｂで固定する。各凹部に
は、下部中心導体12，中心導体11Ａや接触子18などで接
続部を構成し、各接続部は、凹部に注入されたフッ化炭
素で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、主回路電気機器
を三相分一体に絶縁成形したスイッチギヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】受配電設備に設置された従来のスイッチ
ギヤの右側面図を図７に示す。図７において、外周を軟
鋼板で囲まれた箱体１の内部は、隔壁２で前後に区画さ
れ、この隔壁２の前方に遮断器室１ａを、後方に母線室
１ｂを形成している。このうち、遮断器室１ａには、真
空遮断器３が収納され、隔壁２には、絶縁スペーサ９が
上下に取り付けられている。真空遮断器３の後部の主回
路導体は、絶縁スペーサ９の前側端子にそれぞれ接続さ
れている。

【０００３】一方、母線室１ｂの天井部には、断路器４
Ａが、断路棒４ａを前後方向にして三相分取り付けら
れ、母線室１ｂの底部にも、断路器４Ａと同形式・同定
格の断路器４Ｂが三相分取り付けられている。このう
ち、断路器４Ａの前側の端子部は、Ｌ字形の接続導体８
で上側の絶縁スペーサ９の後部端子に接続され、断路器
４Ｂの前側の端子部は、同じくＬ字形の接続導体８で下
側の絶縁スペーサ９の後部端子に接続されている。

【０００４】母線室１ｂの後壁には、がいし６を介して
母線５が紙面直交方向に設けられ、この母線５は、接続
導体８で断路器４Ａの後部端子に接続されている。母線
室１ｂの床面後部には、ピット１ｃからケーブル７が立
ち上げられ、このケーブル７の上端のケーブルヘッド７
ａは、接続導体８で断路器４Ｂの後部端子に接続されて
いる。

【０００５】遮断器室１ａと母線室１ｂには、六フッ化
硫黄ガス（以下、ＳＦ₆ガスという）が封入され、この
ＳＦ₆ガスの封入で、母線室１ｂの断路器４Ａ，４Ｂや
母線５の相間及び接地金属間の絶縁距離の縮小による、
箱体１の小形化と設置床面積の縮小化が図られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたスイッチギヤにおいては、断路器４Ａ，４Ｂ
による無負荷時の充電電流の遮断時に発生する微弱なア
ークでＳＦ₆ガスが分解して、分解ガスが生成し、断路
器４Ａ，４Ｂや母線５の絶縁部に使われているエポキシ
樹脂の表面を侵すおそれがある。すると、断路器４Ａ，
４Ｂや母線５の対接地間の耐電圧特性が低下し、設備の
長期に亘る稼働中にコロナ放電によるトラッキングが進
展して接地事故に至るおそれがある。

【０００７】そのため、箱体１には、分解ガスを吸着す
る吸着装置を取り付ける方法も採られているが、この方
法も吸着剤を定期的に取り換えなければならないので、
保守がめんどうになる。また、一部の電気機器で事故が
発生すると、事故の部分で発生したアークで、近接した
電気機器にも事故が波及するおそれもある。一方、ＳＦ
₆ガスは、不平等電界では極端に耐電圧特性が低下する
ので、断路器４Ａ，４Ｂの充電部の露出部分の角部は、
曲率半径を大きくしなければならない。すると、製作に
時間がかかるだけでなく、電気機器の外形が大きくなる
おそれもある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、外形を小形化す
ることができ、主回路電気機器の温度上昇を抑え、事故
の波及・拡大を防ぐことのできるスイッチギヤを得るこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、固体絶縁で三
相分一体化した主回路電気機器を主回路系統順に密着隣
接し、この主回路電気機器の隣接部に、この主回路電気
機器の中心導体を接続する連結部を設け、この連結部の
周りに六フッ化炭素を注入してなるスイッチギヤであ
る。

【００１０】

【作用】固体絶縁で各主回路機器の相間及び対接地電位
間は短縮され、そのため外形は小形化され、万一、事故
が発生しても、他の主回路機器への事故の波及・拡大は
阻止され、各連結部で発生した熱は、六フッ化炭素を介
して放熱される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のスイッチギヤの一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１２】図１（ａ）は、本発明のスイッチギヤを示
す正面図である。図１（ａ）において、スイッチギヤ
は、外周を図３で後述する金属容器22で囲まれ、左右上
下にフランジ部22ａ，22ｂが形成されたケーブルヘッド
ユニット１と、このケーブルヘッドユニット１の上部に
積み重ねられ、外周をエポキシ樹脂で３台の断路器が一
体に注型成形され、ケーブルヘッドユニット１と外形が
略同形状の断路器ユニット２Ａと、この断路器ユニット
２Ａの上部に重ねられ、３本の真空バルブがエポキシ樹
脂で一体に注型成形された真空遮断器３と、この真空遮
断器３の上部に重ねられた断路器ユニット２Ａと同形状
の断路器ユニット２Ｂと、この断路器ユニット２Ｂの上
部に重ねられ、計器用変圧器１台と計器用変流器２台が
エポキシ樹脂で注型成形された変成器ユニット４と、こ
の変成器ユニット４の上部に取り付けられた３本の母線
ユニット５で大略構成されている。図１（ｂ）は、図１
（ａ）のように構成されたスイッチギヤの主回路単線結
線図を示し、母線ユニット５側が電源側で、ケーブルヘ
ッドユニット１（注；主回路単線結線図での符号ＣＨ
ｄ）側が負荷側である。

【００１３】これらの各ユニットは、詳細後述する各主
回路中心導体の雄雌嵌合部でそれぞれ接続され、ケーブ
ルヘッドユニット１を除いて、三相分一体にエポキシ樹
脂の絶縁層10で外周が覆われ、左右上下に形成されたフ
ランジ部10ａ，10ｂで互いに固定され、設置床に設置さ
れた図示しない取付ベースには、ケーブルヘッドユニッ
ト１の下端のフランジ部22ａで固定される。また、真空
遮断器３の背面と断路器ユニット２Ａ，２Ｂの背面に
は、図示しない操作部がそれぞれ取り付けられている。

【００１４】図２は、このうち真空遮断器３の縦断面拡
大詳細図を示す。図２において、各真空バルブ９の筒部
の外周には、ポリウレタン樹脂への浸漬で電界緩和層15
が形成され、真空バルブ９の可動側通電軸15ａの下端に
は、操作管15ｂが接続されている。この操作管15ｂに
は、可撓導体13の上端が接続されている。この可撓導体
13の下端は、下部中心導体12の上端に接続され、この下
部中心導体12の下端は、後述する雌側接続部となってい
る。また、操作管15ｂには、紙面直交方向に設けられた
絶縁操作棒14の前端が連結され、この絶縁操作棒14の後
端は、真空遮断器３の後部に取り付けられた図示しない
操作部に連結されている。可撓導体13，可動側通電軸15
ａ及び操作管15ｂの周りには、円筒状の中空部10ｃが形
成されている。この中空部10ｃの底部には、下部中心導
体12と平行に、絶縁層10の下端に通じる一対の貫通穴10
ｄが形成されている。

【００１５】真空バルブ９の固定側には、固定側中心導
体11の下端が接続され、この固定側中心導体11の上端
は、詳細を図３で後述する雄側接続部となっている。外
周を電界緩和層15で覆われた各真空バルブ９は、エポキ
シ樹脂の注型で形成された絶縁層10に一体に埋め込ま
れ、この絶縁層10の左端には、この絶縁層10を上下に貫
通する循環穴16が形成されている。

【００１６】図３は、真空遮断器３の下端の雌側接続部
と断路器ユニット２Ａの上端の雄側接続部、及び、この
断路器ユニット２Ａの下端の雌側接続部とケーブルへッ
ドユニット１の上端の雄側接続部を示す拡大詳細図であ
る。図３において、真空遮断器３の絶縁層10の下端に
は、図示しない底面図では二辺が平行な長円状の凹部が
形成されている。下部中心導体12の下端の外周には、断
面弧状の溝が形成され、この溝には、下部中心導体12の
外周に縦に配置された複数の接触子18の上端に形成され
た弧状の接触部が当接している。

【００１７】この接触子18の上部の外周には、弧状の凹
部にコイルばね18ａが巻き付けられ、接触子18の上端の
弧状の接触部は、コイルばね18ａによって下部中心導体
12の外周に所定の接触圧力で押圧されている。接触子18
の下端の外周にも、弧状の凹部にコイルばね18ｂが巻き
付けられ、これらの下部中心導体12の下端及び接触子1
8，コイルばね18ａ，18ｂで雌側接続部を構成してい
る。

【００１８】この雌側接続部には、真空遮断器３の下側
に重ねられた断路器ユニット２Ａの上端に形成された雄
側接続部が嵌合している。この雄側接続部には、上方に
突き出た上部中心導体11Ａの上端に、凸字状の段付部11
ａが形成され、この段付部11ａの外周には、接触子18の
下部がコイルばね18ｂによって所定の接触圧力で押圧さ
れている。

【００１９】断路器ユニット２Ａから下方に突き出た下
部中心導体12Ａの下端にも、真空遮断器３の下部と同様
に、接触子18、コイルばね18ａ，18ｂでなる雌側接続部
が構成され、この雌側接続部には、ケーブルヘッドユニ
ット１の内部に取り付けられた各ケーブルヘッド21の上
端から突き出た雄側接続部24が嵌合している。この雄側
接続部24の下端には、スイッチギヤの設置面に形成され
たピット26から立ち上げられた高圧架橋ポリエチレンケ
ール23の上端に露出した芯線が嵌合しかしめられてい
る。

【００２０】絶縁層10の外表面には、点線で示す接地層
17が施され、絶縁層10の下端の左右には、横に突き出た
フランジ10ｂが形成され、断路器ユニット２Ａの上端に
も対称的にフランジ10ａが形成されている。真空遮断器
３の下端に形成されたフランジ10ｂの下面には、図示し
ない平面図では二辺が平行な長円状のＯリング溝が形成
され、このＯリング溝には、Ｏリング19Ａが挿着されて
いる。

【００２１】同様に、断路器ユニット２Ａ，２Ｂ及び変
成ユニット４の下端に形成されたフランジ10ｂの下面に
も、長円状のＯリング溝が形成されて、Ｏリング19Ａが
それぞれ挿着されている。これらの各ユニットの上下に
形成された凹部には、フッ化炭素（三井フロロカーボン
社製のフロリナート（商品名）の品番ＦＣ−77・分子式
Ｃ８Ｆ18）の液体が注入されている。

【００２２】これらの各ユニットの上下端に形成された
フランジ10ａ，10ｂには、上下に貫通する貫通穴が形成
され、これらの貫通穴にはボルト20Ａが挿入され、ナッ
トや座金などで互いに締め付けられている。ケーブルヘ
ッドユニット１の金属容器22の底部には、略円椎台状の
ケーブルヘッド21が下側から挿着され、このケーブルヘ
ッド21の下端に形成されたフランジ部の上面には、詳細
省略したＯリング溝にＯリング19Ｂが挿着されている。
各ケーブルヘッド21は、金属容器22の底部に上方から挿
入された複数のボルト20Ｂで固定されている。

【００２３】金属容器22の図３において左側面には、循
環パイプ６の下端が図示しないＯリングを介して接続さ
れ、この循環パイプ６の上端は、図１に示すように変成
器ユニット４の上面に取り付けられた冷却器８の左側面
下部に接続されている。

【００２４】このように、ケーブルヘッドユニット１、
断路器ユニット２Ａ，２Ｂ、真空遮断器３と変成器ユニ
ット４の積み重ねで構成されたスイッチギヤにおいて
は、各ユニットは、エポキシ樹脂の注型成形で一体に覆
われているので、各ユニットの外形を小形化することが
でき、スイッチギヤ全体の外形を減らすことができる。
また、各ユニットの接続は、各ユニットの積み重ねによ
る雄雌形接続部で連結することができ、この各雄雌形接
続部の周りには、フッ化炭素の液体が注入されているの
で、雄雌形接続部で発生する熱を吸収し、各絶縁層10に
伝達することができるので、最も温度上昇の著しい雄雌
形接続部の冷却効果を上げることができ、通電容量を上
げることができる。また、負荷の増加による通電電流の
増大で、上部に位置するユニット内のフッ化炭素液が気
化すると、上昇したガス状のフッ化炭素は、冷却器８で
冷却されて液化され、循環パイプ６を下って環流され
る。

【００２５】また、各ユニットは、エポキシ樹脂で覆わ
れているので、万一、一つのユニットに事故が発生して
も、他のユニットに波及するおそれがない。更に、事故
が発生したユニットを取り換えるときには、そのユニッ
トだけを取り換えればよく、ＳＦ₆ガス絶縁のスイッチ
ギヤのように、ガスの封入のための空気との置換は要ら
ないので、短時間に作業を終えることができる。さら
に、エポキシ樹脂の絶縁層10の外周には、接地層17が形
成されているので、設置後の塵埃などの付着にも、長期
に亘って絶縁特性を維持することができる。

【００２６】なお、上記実施例においては、上下のユニ
ットの雄雌嵌合部を、上側のユニットの下部を雌側と
し、下側のユニットの上部を雄側とした例で説明した
が、逆にしてもよい。また、各ユニットは、上下に重ね
た例で説明したが、横に並べてもよい。さらに、上下の
ユニットの雄雌嵌合部などの冷却効果を更に上げる必要
があるときには、変成器ユニット４の上面にポンプを設
けて、循環パイプ６を流下するフッ化炭素を強制循環さ
せてもよい。この場合、最上段のユニットにおいてもフ
ッ化炭素液が気化しないときには、循環方向を逆にして
もよい。また、図１（ａ）において、ケーブルヘッドユ
ニット１側が負荷側のときで説明したが、電源側にして
もよい。

【００２７】

【発明の効果】以上、本発明によれば、固体絶縁で三相
分一体化した主回路電気機器を主回路系統順に密着隣接
し、この主回路電気機器の隣接部に、この主回路電気機
器の中心導体を接続する連結部を設け、この連結部に六
フッ化炭素を注入することで、固体絶縁で各主回路機器
の相間及び対接地電位間を短縮し、外形を小形化し、万
一の事故発生時には、他の主回路機器への波及を阻止し
たので、連結部の冷却を促進し、外形を小形化し、事故
の拡大を抑えることのできるスイッチギヤを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチギヤの一実施例を示す図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の主回路単線結線図。

【図２】本発明のスイッチギヤの一実施例を示す部分拡
大図。

【図３】本発明のスイッチギヤの要部を示す部分詳細
図。

【図４】従来のスイッチギヤの一例を示す右側面図。

【符号の説明】

１…ケーブルユニット、２Ａ，２Ｂ…断路器ユニット、
３…真空遮断器、４…変成器ユニット、５…母線ユニッ
ト、６…循環パイプ、８…冷却器、９…真空バルブ、10
…絶縁層、11，11Ａ…固定側中心導体、12，12Ａ…下部
中心導体、16…循環穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正木信男東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者永田恭文東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者和久恵二東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体絶縁で三相分一体化した主回路電気
機器を主回路系統順に密着隣接し、この主回路電気機器
の隣接部に、この主回路電気機器の中心導体を接続する
連結部を設け、この連結部の周りに六フッ化炭素を注入
してなるスイッチギヤ。