JPH08107610A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器の組み合わせによる外力及び絶縁ガスの
影響を軽減することにより、装置の機械的破損を防ぎ、
機械的性能を確保することができるガス絶縁開閉装置を
提供する。 【構成】 タンク１の内面にボス１０が取り付けられて
おり、導体１２は、シールド７、絶縁筒８、及びササエ
９を介して、このボス１０に支持固定されている。この
ため、ブッシング３の接続する時に発生する外力は、タ
ンク１の軸方向で直線的に支持されると共に、ササエ９
は、タンク１に封入されている高圧力の絶縁ガスによっ
てタンクの軸方向（矢印Ｇ方向）に変形することがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型化したガス絶縁開
閉装置に係り、特に、内部の絶縁性能を高める為に高圧
力の絶縁ガスを封入したガス絶縁開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、絶縁性能の優れたＳＦ₆ガス
を主絶縁媒体としたガス絶縁開閉装置が汎用されてお
り、経済性や保守性が優れているとの理由により、近
年、変電所及び発電所の開閉装置の主流を占めるように
なっている。また、現在は、この様なガス絶縁開閉装置
は、３００ｋｖもしくは５５０ｋｖのように高電圧化す
ることにより機器サイズが大型化している。

【０００３】図８は、従来のガス絶縁開閉装置の内部構
成例を示す図である。図８に示すガス絶縁開閉装置は、
送電線路から変電所へ、または変電所から送電線路へ電
気回路を接続する場合に適用される機器である。このガ
ス絶縁開閉装置は、タンク１に収納された送電線路用の
接地開閉器３４と、タンク１にブッシングフランジ２を
介して接続されたブッシング３とから組み立てられてい
る。

【０００４】図８（ａ）に示すように、絶縁ガスが封入
されたタンク１内には導体３２が収納されており、この
導体３２は、シールド３３を介して、タンク１に固定さ
れた絶縁スペーサ１６により支持されている。また、導
体３２には固定接触部６が設けられており、この固定接
触部６には可動接触子５が連結されている。更に、導体
３２には、導体３２に対して垂直に導体１３が取付けら
れており、導体１３の先端には、上記ブッシング３を接
続するための接続子１４が取付けられている。

【０００５】また、同図（ｂ）に示すように、タンク１
の側面には、上記可動接触子５を駆動する開閉機構４が
設置されている。この開閉機構４は、開閉機構ケース４
１の内部に、図示しない操作装置により回転力が与えら
れる主軸４２が設けられることにより構成されている。
この主軸４２には、リンク・レバー機構４３が配設され
ており、リンク・レバー機構４３は、接続部４４を介し
て可動接触子５に連結されている。

【０００６】一方、ブッシング３には、ブッシング導体
１５が固定接続されている。そして、ブッシング３と接
地開閉器３４とを組み立てる際、ブッシング導体１５が
前記接続子１４に挿入されることにより、通電回路を構
成するようになっている。

【０００７】このような構成により、図示しない操作装
置から主軸４２を介してリンク・レバー機構４３に加え
られた操作力は、可動接触子５を駆動する。それによ
り、主接点の開閉動作が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のよう
に、ブッシング３と接地開閉器３４とを組立てる時に
は、ブッシング導体１５が接続子１４に挿入されるので
あるが、大形のガス絶縁開閉装置に於いては、ブッシン
グも大型化・重量化する為、挿入時に接続子１４及び導
体１３を介して導体３２に大きな荷重が掛かることにな
る。このときの問題として、以下の点が挙げられる。 （１）導体３２が固定されている絶縁スペーサ１６に、
大きな曲げ力が作用する。このため、絶縁スペーサ１６
に対する機械的ストレスが大きくなり、装置自体の機械
強度上の信頼性が低下する。そして、装置の運転中の状
態で絶縁スペーサ１６が破損した場合は、機械的ダメー
ジを受けるばかりでなく、電気的にも大事故を引き起こ
す恐れがあり、社会へ与える影響も重大である。 （２）上記のように絶縁スペーサ１６が破損に至らない
場合に於いても、ブッシング３と接地開閉器３４との接
続部分に於いて、大きな力が接続子１４及び導体１３を
介して導体３２に加わる場合がある。これにより、導体
３２における絶縁スペーサ１６への取付部が変位し、導
体３２に設けられた固定接触部６も正規の取付位置から
ずれてしまう。一般に、接地開閉器３４は、送電線路の
停止中に送電線路に流れる、他の健全回線より受ける誘
導電流を開閉するという機能を果たすために、可動接触
子を高速度で動作させる。従って、ブッシングの接続に
より、固定接触部が正規の取付位置よりずれることによ
り、接地開閉器の動作異常、さらには機械的破損へ至る
可能性がある。

【０００９】上記の問題点を克服する為に、図９に示す
ような接地開閉器が考えられる。すなわち、固定接触部
６を導体１２に設け、この導体１２を、シールド７、絶
縁筒８、及びササエ２９を介して、タンク１のフタ１１
に固定する。この時、導体１２は、ブッシング３の接続
方向と同一軸上に設置される。このような構造では、ブ
ッシング３を接続した時の荷重はその接続方向と同一軸
上で支持される為、その軸に対して垂直方向に位置する
絶縁スペーサ１６へは荷重が作用しない。また、導体１
２をシールド７、絶縁筒８、及びササエ２９で支持して
いるため、ブッシングを接続した時に導体１２が変形し
ない。このため、接地開閉器３４の固定接触部６は、ブ
ッシング３の接続による影響を受けなくなる。

【００１０】ところで、ガス絶縁開閉装置には、その絶
縁性能を上げる為に高圧力の絶縁ガスが封入されてい
る。そのため、上記のように導体１２がタンク１の同軸
中心上に設置されて、フタ１１に固定されていることに
より、封入された高圧力の絶縁ガスによってフタ１１が
外側、すなわち図９における矢印Ｇ方向に凸上に変形す
る場合がある。従って、この変形により、導体１２、ひ
いては接地開閉器３４の固定接触部にずれが発生してし
まう。この現象は、機器サイズが大きいほど、また、封
入ガス圧力が高いほど著しく発生するため、将来、ガス
絶縁開閉装置を大型化し内部の絶縁ガスを高圧力化する
に際し、重大な問題となる。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、ブッシング等の機器を接
続する際に発生する荷重と、タンク内に封入された絶縁
ガスによる影響とを軽減することにより、装置の機械的
破損を防止することができるガス絶縁開閉装置を提供す
ることにある。

【００１２】また、第２の目的は、タンク内に封入され
た絶縁ガスによる蓋の変位を軽減することができるガス
絶縁開閉装置を提供することにある。また、第３の目的
は、固定接触部のずれを許容値以下に抑えて、機械的性
能を確保することができるガス絶縁開閉装置を提供する
ことにある。更に、第４の目的は、タンクの蓋を変形し
にくい構造とすることにより、固定接触部のずれを抑え
ることができるガス絶縁開閉装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内部に高圧力の絶縁ガスが封入されたタンク内に、接点
の開閉操作を行う可動接触子と、この可動接触子に対向
する固定接触部が設けられ、前記タンクに絶縁部材によ
って絶縁支持される導体とを収納するガス絶縁開閉装置
において、前記導体は、一端に、前記タンクの軸方向に
対して垂直な支持板を含む支持部材が設けられ、前記支
持板は、前記タンクの内面に設けられたボスによって固
定されることにより、前記導体を前記タンクの軸方向に
支持することを特徴としている。

【００１４】請求項２記載の発明は、内部に高圧力の絶
縁ガスが封入されたタンク内に、接点の開閉操作を行う
可動接触子と、この可動接触子に対向する固定接触部が
設けられ、前記タンクに絶縁部材によって絶縁支持され
る導体とを収納するガス絶縁開閉装置において、前記導
体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直な支持
板を含む支持部材が設けられ、前記支持板は、前記タン
クの端部を塞ぐ蓋に隙間を有して配置され、脚部を介し
て前記蓋によって支持固定されることにより、前記導体
を前記タンクの軸方向に支持し、前記脚部は、前記蓋に
おいて、前記タンクの軸方向の中心部から前記タンクの
外周部までの距離の３０％以上、その中心部から離れた
位置に固定されることを特徴としている。

【００１５】請求項３記載の発明は、内部に高圧力の絶
縁ガスが封入されたタンク内に、接点の開閉操作を行う
可動接触子と、この可動接触子に対向する固定接触部が
設けられ、前記タンクに絶縁部材によって絶縁支持され
る導体とを収納するガス絶縁開閉装置において、前記導
体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直な支持
板を含む支持部材が設けられ、前記支持板は、前記タン
クの端部を塞ぐ蓋に支持固定されることにより、前記導
体を前記タンクの軸方向に支持し、前記蓋は、前記タン
クの外部から、前記絶縁ガスによる変形を抑制するため
の補強部材により補強されることを特徴としている。

【００１６】請求項４記載の発明は、内部に高圧力の絶
縁ガスが封入されたタンク内に、接点の開閉操作を行う
可動接触子と、この可動接触子に対向する固定接触部が
設けられ、前記タンクに絶縁部材によって絶縁支持され
る導体とを収納するガス絶縁開閉装置において、前記導
体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直な支持
板を含む支持部材が設けられ、前記タンクの端部には、
この端部を塞ぐようにフランジが設けられ、このフラン
ジは前記支持板が挿入されるに十分な大きさの穴を有
し、前記穴を前記タンクの外側から塞ぐように蓋が固着
され、この蓋の内側に前記支持板が固定されることによ
り、前記導体が前記タンクの軸方向に支持されることを
特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、固定接触部を設
けた導体を、タンク内面に設けられたボスにより支持固
定するようにしたので、ブッシング等の機器を接続する
際に発生する外力が、タンクと同軸方向に支持されるよ
うになる。そのため、導体を絶縁支持する絶縁部材に対
するストレスが軽減される。また、タンク内に封入され
た絶縁ガスによる固定接触部の変形を防ぐことができ
る。そのため、初期の組立状態を維持し、装置の性能を
確保することができる。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、支持板を蓋
と密着させず、蓋の中心部からタンクの外周部までの距
離の３０％以上離れた位置に脚部を固定し、その脚部に
より支持板を支持するようにしたので、封入された高圧
力の絶縁ガスによって変形する蓋の変位を少なくするこ
とができる。この場合、脚部を蓋の中心部に取付けた場
合に比べ、蓋の変位を約半分以下に低減させることがで
きる。このため、固定接触部のずれを許容値以下に抑
え、装置の機械的性能を確保することが可能となる。

【００１９】請求項３記載の発明によれば、蓋をタンク
の外側から補強部材により補強することにより、封入さ
れた高圧力の絶縁ガスによる蓋の変形を減少させ、固定
接触部のずれを許容値以下に抑えて、装置の機械的性能
を確保することができる。

【００２０】請求項４記載の発明によれば、タンクの端
部に設けたフランジの外側にフランジの穴を塞ぐように
蓋を設けて、この蓋に支持板を固定するようにしたの
で、蓋とフランジとの２重構造とすることにより、内部
に封入された高圧力の絶縁ガスによる変形を減少させ、
固定接触部のずれを許容値以下に抑えて、機械的性能を
確保することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明によるガス絶縁開閉装置の実施
例について図面を参照して具体的に説明する。 （１）第１実施例 図１は、本発明の第１実施例によるガス絶縁開閉装置を
示す概略構成図である。同図において、図８及び図９に
対応する部分には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。図１に示す接地開閉器３４の固定接触部６は、図９
と同様、導体１２に設けられている。また、本実施例に
おいては、タンク１の内面にボス１０が取り付けられて
おり、導体１２は、シールド７、絶縁筒８、及びササエ
９を介して、このボス１０に支持固定されている。この
ような構成によれば、ブッシング３の接続する時に発生
する外力は、タンク１の軸方向で直線的に支持され、軸
方向に対し垂直な方向に設けられている絶縁スペーサ１
６には何等作用しない。また、ササエ９は、タンク１の
内面に取付けられたボス１０に固定されている為、タン
ク１に封入されている高圧力の絶縁ガスによってタンク
の軸方向（矢印Ｇ方向）に変形することがない。これに
より、接地開閉器３４の機能は組立調整時の精度を維持
することができ、ガス絶縁開閉装置としての信頼性も十
分確保することができる。 （２）第２実施例 図２は、本発明の第２実施例によるガス絶縁開閉装置を
示す概略構成図である。図２においては、タンク１の下
端のフタ１１上に、ササエ１９が設置されている。この
ササエ１９は、同図に示すように、中央部がフタ１１と
接しないように隙２０をあけて配置されており、その脚
部１９ａが、フタ１１の中心部より外周寄りに固定され
ている。そして、接地開閉器３４の固定接触部６は、シ
ールド７、絶縁筒８、及びこのササエ１９を介してフタ
１１に支持固定される。

【００２２】この場合におけるササエ１９の有効な接続
位置について、図３及び図４によって説明する。図３
は、タンク１の下端に取付られたフタ１１が、内部に封
入された高圧の絶縁ガスによって、外側に凸状に変形し
ている状態を示す。このフタ１１の変位の割合を、図４
によって説明する。同図に示すように、フタ１１におけ
る変位量が最大の地点は、タンク１の軸上中心部Ｃであ
り、この中心部Ｃの変位量は最大変位δ₁である。ここ
で、フタ１１を構成する円板の外側の地点Ａから任意の
距離ｘだけ内側の地点Ｂでの変位δ₂は、概して下記の
式で表される。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで、 δ₂：地点Ａからｘだけ内側
の地点Ｂでの変位 ｘ ：地点Ａから内側への任意の距離（中心でｘ＝１／
２Ｄ） Ｐ ：封入ガス圧力 Ｄ ：タンクの直径（内径） Ｅ ：フタの横弾性係数 ｔ ：フタの板厚 α ：荷重・固定条件により決まる常数 上記の式から、地点Ａからｘだけ内側の地点Ｂでの変位
δ₂は、ｘの２乗に比例することが判る。通常、ガス絶
縁開閉装置のタンク１及びフタ１１は、圧力容器として
設計される為、強度上は十分な板厚で設計されている。
ここで、強度上は問題とならないが、封入されたガスの
圧力で、大型機器の場合でも変位量２〜３ｍｍ程度以下
の変形が発生する。しかしながら、通常、固定接触部が
２ｍｍ以上変位すると、開閉装置の動作に影響を与える
ことが多く問題となる。従って、この変位量を約１／２
以下に低減させれば、実用上問題とならなくなる。ここ
で、変位量が、タンク１の中央部Ｃにおける最大変位量
δ₁の１／２以下になる地点Ｄの距離ｘは、タンク１の
半径をＲとすると ｘ² ＜１／２・Ｒ² より ｘ＜0.71・Ｒ となる。従って、中心部Ｃからタンク１の半径Ｒの３０
％以上離れた地点Ｅでササエ１９の脚部１９ａを固定す
れば、ササエ１９の変位量を、ササエ１９を中央部Ｃに
固定した場合の半分以下に低減できることになる。な
お、板厚ｔを増加させても同じ効果が有るが、これは通
常容易に考えられることであるため、ここでは省略す
る。

【００２５】図５に、本実施例の変形例を示す。同図に
おいて、ササエ２６とフタ１１を固定するために、断面
積の小さいボス２７を使用することにより、極力フタ１
１の変形を受けにくくしている。このような構成とする
ことにより、ササエ２６の構造をより簡素化することが
可能となる。この場合、ボス２７の設置位置は、上記サ
サエ１９の脚部１９ａの固定位置と同様に設定する。 （３）第３実施例の構成 図６は、本発明の第３実施例によるガス絶縁開閉装置を
示す概略構成図である。図６においては、固定接触部６
を設けた導体１２は、上記第１及び第２実施例と同様に
絶縁筒８及びササエ２９を介してフタ１１に支持固定さ
れるが、フタ１１には外側に補強リブ２８が設けられて
いる。この補強リブ２８は、例えば同図（ｂ）に示すよ
うに格子状の支持部材２８ａにより取り付けられてい
る。この補強リブ２８により、内部の高圧力の絶縁ガス
によって発生するフタ１１の矢印Ｇ方向の変形は抑制さ
れる。その結果、固定接触部６のずれも機能に影響を及
ぼさない範囲に低減することが可能である。この場合、
フタ１１の補強リブ２８の形状及び設置位置（例えばタ
ンク１の内側）については、特に限定するものではな
い。また、フタ１１に特別な補強リブ２８を設ける代わ
りに、ササエ２９を大径化して補強リブと同じ機能を持
たせるようにしても良い。 （４）第４実施例の構成 図７は、本発明の第４実施例によるガス絶縁開閉装置を
示す概略構成図である。図７において、タンク１の下端
にはフランジ３１が設けられており、このフランジ３１
は、導体１２、シールド７、絶縁筒８、及びササエ２９
からなる内部導体を組立てるのに必要なだけの穴３５が
設けられた形状となっている。すなわち、この穴３５
は、同図に示すようにササエ２９が挿入されるのに十分
な広さとなっている。また、この穴３５より大であるフ
タ３０は、穴３５を塞ぐようにタンク１の外側から取り
付けられている。そして、ササエ２９は、穴３５の内部
に配置され、フタ３０の内側に支持固定されるようにな
っている。本構造によると、フランジ３１をある程度厚
くして絶縁ガスによる変形に強くすると共に、フタ３０
をタンク１の外側からフランジ３１に重複して組立てる
ことによって、内圧に対する変形に対して強い構造とす
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ブッシ
ング等の機器を組み合わせる際の荷重により、絶縁部材
の変位、及び固定接触部のずれ等が発生するのを防ぐこ
とができる。また、タンク内の高圧力の絶縁ガスの影響
により蓋等が変形することによって発生する固定接触部
のずれを、防止することができる。このように、機器の
組み合わせによる外力、及び絶縁ガスの影響を軽減する
ことにより、装置の機械的破損を防ぎ、機械的性能を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるガス絶縁開閉装置の
概略構成図。

【図２】本発明の第２実施例によるガス絶縁開閉装置の
概略構成図。

【図３】フタ１１の変位状態を説明する図。

【図４】図３に示すフタ１１の変位の割合を材料力学的
に説明する図。

【図５】同実施例の変形例を示す概略構成図。

【図６】本発明における第３実施例によるガス絶縁開閉
装置の概略構成図。

【図７】本発明における第４実施例によるガス絶縁開閉
装置の概略構成図。

【図８】従来のガス絶縁開閉装置の概略構成図。

【図９】従来のガス絶縁開閉装置の概略構成図。

【符号の説明】

１…タンク ３…ブッシング ４…開閉機構 ６…固定接触部 ７，３３…シールド ８…絶縁筒 ９，１９，２６，２９…ササエ １０，２７…ボス １１，３０…フタ １２，１３，３２…導体 １４…接続子 １５…ブッシング導体 １６…絶縁スペーサ ２０…隙 ２８…補強リブ ３１…フランジ ３４…接地開閉器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に高圧力の絶縁ガスが封入されたタ
   ンク内に、接点の開閉操作を行う可動接触子と、この可
   動接触子に対向する固定接触部が設けられ、前記タンク
   に絶縁部材によって絶縁支持される導体とを収納するガ
   ス絶縁開閉装置において、 前記導体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直
   な支持板を含む支持部材が設けられ、 前記支持板は、前記タンクの内面に設けられたボスによ
   って固定されることにより、前記導体を前記タンクの軸
   方向に支持することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 【請求項２】 内部に高圧力の絶縁ガスが封入されたタ
   ンク内に、接点の開閉操作を行う可動接触子と、この可
   動接触子に対向する固定接触部が設けられ、前記タンク
   に絶縁部材によって絶縁支持される導体とを収納するガ
   ス絶縁開閉装置において、 前記導体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直
   な支持板を含む支持部材が設けられ、 前記支持板は、前記タンクの端部を塞ぐ蓋に隙間を有し
   て配置され、脚部を介して前記蓋によって支持固定され
   ることにより、前記導体を前記タンクの軸方向に支持
   し、 前記脚部は、前記蓋において、前記タンクの軸方向の中
   心部から前記タンクの外周部までの距離の３０％以上、
   その中心部から離れた位置に固定されることを特徴とす
   るガス絶縁開閉装置。
3. 【請求項３】 内部に高圧力の絶縁ガスが封入されたタ
   ンク内に、接点の開閉操作を行う可動接触子と、この可
   動接触子に対向する固定接触部が設けられ、前記タンク
   に絶縁部材によって絶縁支持される導体とを収納するガ
   ス絶縁開閉装置において、 前記導体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直
   な支持板を含む支持部材が設けられ、 前記支持板は、前記タンクの端部を塞ぐ蓋に支持固定さ
   れることにより、前記導体を前記タンクの軸方向に支持
   し、 前記蓋は、前記タンクの外部から、前記絶縁ガスによる
   変形を抑制するための補強部材により補強されることを
   特徴とするガス絶縁開閉装置。
4. 【請求項４】 内部に高圧力の絶縁ガスが封入されたタ
   ンク内に、接点の開閉操作を行う可動接触子と、この可
   動接触子に対向する固定接触部が設けられ、前記タンク
   に絶縁部材によって絶縁支持される導体とを収納するガ
   ス絶縁開閉装置において、 前記導体は、一端に、前記タンクの軸方向に対して垂直
   な支持板を含む支持部材が設けられ、 前記タンクの端部には、この端部を塞ぐようにフランジ
   が設けられ、このフランジは前記支持板が挿入されるに
   十分な大きさの穴を有し、 前記穴を前記タンクの外側から塞ぐように蓋が固着さ
   れ、この蓋の内側に前記支持板が固定されることによ
   り、前記導体が前記タンクの軸方向に支持されることを
   特徴するガス絶縁開閉装置。