JPH1186693A

JPH1186693A - 接地断路器

Info

Publication number: JPH1186693A
Application number: JP9242372A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sakaguchi; 修阪口; Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田; Chiyomi Kawaguchi; 千代美川口; Hiroki Kagara; 弘樹加々良; Takeshi Hiramoto; 武平本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤの小形化を図
ることができる接地断路器を得ること。【解決手段】箱体の隔壁１のフランジ２の裏面に対し
て、取付板８を介して絶縁筒９をボルト８ａで固定す
る。この絶縁筒９の後部には、有底円筒状に形成したフ
ッ素樹脂製のアークシールド15を後方から圧入する。こ
のアークシールド15の底部の中心に貫通穴15ａを形成
し、この貫通穴15ａの直径を断路棒５Ａの後端の直径と
比べて0.04mm〜１mm大きくする。断路棒５Ａの中央部
は、接地導体６Ａの内周に圧入した案内筒16で支えて、
投入と断路時の振れを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁金属閉鎖
形スイッチギヤなどに組み込まれる接地断路器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３（ａ）は、従来の接地断路器の一例
を示す縦断面図で、ガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤの
箱体の隔壁に取り付けられ、投入された接地状態を示す
図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断
面図である。

【０００３】図３（ａ），（ｂ）において、図示しない
ガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤの前端の大気絶縁室と
この後部のガス絶縁室を気密に仕切る隔壁１に形成され
た開口部の前面側には、フランジ１ａが溶接で気密に接
合され、このフランジ１ａの前面側は、あらかじめ平滑
に切削加工されている。

【０００４】このフランジ１ａの更に前面側には、フラ
ンジ２が、このフランジ２の外周の背面に挿着された図
示しないＯリングを介して前方からボルトで固定されて
いる。

【０００５】このフランジ２の背面には、図示しないＯ
リングとボルトを介して、環状の取付板８が背面側に固
定され、この取付板８の更に背面には、エポキシ樹脂の
注型成形によって前半が円筒状に形成された絶縁筒29が
６本のボルト８ａで取付板８の前面側から取り付けられ
ている。符号９ｃは、ボルト８ａによる締付のために絶
縁筒29に埋設された埋金を示す。

【０００６】フランジ２の中心には、貫通穴が形成さ
れ、この貫通穴の前端の外周には、Ｏリング28がＯリン
グ溝に挿着されている。このＯリング28が挿着されたフ
ランジ２の前面には、絶縁台14がフランジ部を介して取
り付けられ、この絶縁台14には、接地端子導体６の前端
が注型時にあらかじめ埋設されている。この接地導体６
の前端には、図示しない接地母線に接続される導体が接
続される接続穴が加工された端子部６ａが形成されてい
る。

【０００７】この絶縁台６の更に前面には、断面が凸字
状で黄銅材から製作されたシールケース７ＢがＯリング
28を介して添設され、このシールケース７Ｂと前述した
絶縁台14は、シールケース７Ｂの後部に形成されたフラ
ンジ部７ａに前方から挿入された数本のボルト７ｂでフ
ランジ２に固定されている。

【０００８】シールケース７Ｂの内周には、Ｙパッキン
26Ａが二重に挿入され、前方のＹパッキン26Ａの更に前
方に対して、塵埃の侵入を防ぐためのスクレーバ26Ｂが
挿入されている。

【０００９】シールケース７Ｂの中心には、詳細省略し
た断路棒５Ｂが前方から挿入され、この断路棒５Ｂの前
端に形成された扁平な接続部５ｃは、シールケース７Ｂ
の前端から突き出ている。

【００１０】符号５ｄは、この断路棒５Ｂがフランジ２
の前面に取り付けられた一点鎖線で示す操作機構３に連
結される連結ピンの挿入穴を示す。また、符号３ａは、
操作機構３のカバーを示す。

【００１１】接地導体６の後方に円筒状に突き出た円筒
部６ｂの後端の外周には、断面が弧状の溝が環状に形成
されている。この溝から後端までの外周には、引抜き導
体から製作された複数の接地側接触子13Ａが等間隔に配
置され、これらの接地側接触子13Ａの前方の対向側すな
わち、環状配置の内周側に形成された弧状の凸部が前述
した溝に接触している。

【００１２】これらの接地側接触子13Ａの外周側の中央
部には、複数の凹凸が内周に歯車状に形成された環状の
間隔板が設けられ、この間隔板の内周に内歯歯車状に形
成された凹部に対して接地側接触子13Ａが挿入されて、
これらの接地側接触子13Ａは所定の間隔が維持されてい
る。

【００１３】さらに、これらの接地側接触子13Ａの外周
には、間隔板の前後に対して、密着巻きのコイルばねを
環状にした加圧ばね17が伸張状態で巻装され、この加圧
ばね17の弾性復帰力によって、各接地側接触子13Ａの対
向側に形成された弧状の凸部の対向面は、接地導体６の
後端外周に形成された溝部の底面とこの溝部の後方に突
き出た断路棒５Ｂの外周面に所定の圧力で押圧されて、
所定の接触圧力が与えられている。

【００１４】絶縁筒29の後端には、環状の埋金18Ｂが注
型成形時に埋設され、この埋金18Ｂの前端の外周側に
は、電界緩和部18ａが形成されている。埋金18Ｂの背面
には、前端が円板状の端子導体10が、この端子導体10の
外周側の背面に形成された図示しない座ぐり穴から挿入
された６本のボルトで埋金18Ｂに固定されている。

【００１５】端子導体10の前面側には、断面が略π字状
の接触子台10ａが取り付けられている。この接触子台10
ａの前方に形成された筒部の外周には、断面が弧状の溝
が環状に形成され、この溝の周りには、前述した接地側
接触子13Ａと同一品の高圧側接触子13Ｂが、前述した間
隔板と同一品の間隔板を介して等間隔に配置されてい
る。

【００１６】各高圧側接触子13Ｂの対向側は、前述した
接地側接触子13Ａと同様に、外周側に巻装された加圧ば
ね17の弾性復帰力によって、接触子台10ａの溝部と断路
棒５Ｂの後端の外周に所定の圧力で押圧されて、所定の
接触抵抗が維持されている。

【００１７】接触子台10の後端には、箱体内の主回路機
器に接続され中間部に係止された復帰スプリングで加圧
力が与えられる主回路接触子12の前端が連結された状態
が示され、この主回路接触子12の後部には、一点鎖線で
示す主回路導体11の前端の平坦部が嵌合した状態が示さ
れている。

【００１８】絶縁筒29の後半は、図３（ｂ）に示すよう
に、上下に開口部を形成する一対の弧状の柱状部29ａと
なっている。断路棒５Ｂは、前側の鋼材の操作部５ｂ１
と後側の銅材の断路部５ａ１と、これらの断路部５ａ１
と操作部５ｂ１を接続しエポキシ樹脂で絶縁固定する接
続部５ｃで構成されている。

【００１９】このうち、断路部５ａ１の前端は、略逆円
錐台状で先端が円錐形の凸部が形成されている。この逆
円錐台状の凸部の基端には、応力の集中を避けるために
僅かな弧状部が形成され、凸部の先端の両側と中央部に
も、電界を緩和するために僅かに弧状に面取りされてい
る。

【００２０】一方、操作部５ｂ１の後端の対向部には、
凸部と相似形で直径が大きく深さの深い凹部があらかじ
め形成され、この凹部と凸部との間には、エポキシ樹脂
の注型による絶縁層が形成されている。この絶縁層のう
ち、後部の外径は、操作部５ｂ１の外径と同一に製作さ
れている。

【００２１】このように構成された接地断路器において
は、凸部の外面に対して先端が僅かに大径となる傾斜面
を形成することで、操作部５ｂ１と断路部５ａ１との引
張り方向の結合力を上げている。

【００２２】さらに、操作部５ｂ１と断路部５ａ１を結
合する絶縁層は、外周に露出した部分がこの絶縁層の露
出部分とＹパッキン26Ａとの断路操作のための軸方向の
距離を維持して操作部５ｂ１の長さを短縮することがで
きるので、絶縁筒29の長さを短縮することができ、この
接地断路器の奥行きを減らすことができる。

【００２３】このように構成された接地断路器において
は、この接地断路器の断路棒29を図３（ａ）の矢印Ｄに
示すように操作部３によって駆動することにより、断路
棒29の後端は、高圧側接触子13Ｂから断路される。

【００２４】この状態で、接続部５ｃの外周のエポキシ
樹脂層の前端は、シールケース７Ｂの内部に形成された
大径の逃げ部の前端と僅かな間隙で対置して、Ｙパッキ
ン26Ａの損傷を防いでいる。

【００２５】一方、操作部５ｂ１は、この接地断路器の
後方の主回路導体11を介して負荷側に接続される図示し
ない真空遮断器が開極していることを条件に断路され、
そのため、この接地断路器と真空遮断器との間には、図
示しない電気的，機械的インタロックが設けられて、高
圧側接触子13Ｂと断路棒29の後端との間における開離時
の発弧が防がれている。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、都市の大形
ビルなどに設置される受電設備では、地価の高騰などに
よって、受電設備の占有面積の縮小化が要求され、これ
に対応するため、ガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤが採
用されている。

【００２７】そのため、このガス絶縁金属閉鎖形スイッ
チギヤの箱体は小形化され、内部に組み込まれる真空遮
断器などもガス絶縁の特長を生かして小形化されてい
る。したがって、接地断路器においても更なる小形化が
要求され、箱体の奥行を減らすために、接地断路器の奥
行の更なる縮小化が要求されている。

【００２８】一方、この接地断路器は、負荷側に接続さ
れた降圧変圧器の負荷が無負荷状態の場合に、無負荷状
態を示す真空遮断器の開極信号を条件に開極される場合
があり、この場合には、降圧変圧器の励磁電流、すなわ
ち、遮断条件の苛酷な遅れ力率の電流を遮断する。

【００２９】そのため、絶縁筒29の長さが長くなり、前
述した小形化の要求に対して障害となる。そこで、本発
明の目的は、ガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤの設置面
積を更に減らすことのできる接地断路器を得ることであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、取付板の裏面に前端が固定され前部の内周に断路側
接触子が配置される絶縁円筒と、断路側接触子に挿入さ
れ後端がこの断路側接触子の後方の投入側接触子に投入
される断路棒を備えた接地断路器において、貫通穴が底
部に形成された円筒状のアークシールドを底部側を前方
にして絶縁円筒の内周の断路側接触子の前方に挿入した
ことを特徴とする。

【００３１】また、特に請求項２に対応する発明の接地
断路器は、取付板の断路棒の貫通部に、投入・断路動作
する断路棒の中間部を案内する案内筒を設け、アークシ
ールドの貫通穴の内径を断路棒の先端部の外径よりも0.
04mm〜１mmだけ大としたことを特徴とし、特に、請求項
３に対応する発明の接地断路器は、アークシールド及び
案内筒の材料をフッ素樹脂としたことを特徴とする。

【００３２】このような手段によって、本発明では、断
路時に断路棒の先端と投入側接触子との間で発生するア
ークによる絶縁円筒の内周の絶縁特性の低下を防ぐとと
もに、断路棒の後端が貫通穴から脱出するときの断路棒
の後端と投入側接触子間のアークを、アークシールドの
内部から断路棒の後端の外周を経て前方に流出するガス
によって引き伸ばし消弧する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の接地断路器の一実
施形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発
明の接地断路器の一実施形態を示す図で、従来の技術で
示した図３（ａ）に対応し、請求項１，２及び請求項３
に対応する図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）
のＡ−Ａ断面縮小図である。

【００３４】図１（ａ）及び図１（ｂ）において、従来
の技術で示した図３（ａ），（ｂ）と異なるところは、
絶縁筒の高圧側の内周に対して、フッ素樹脂製のアーク
シールドを挿入し、接地端子導体の筒部の内周に、フッ
素樹脂製の案内筒を圧入し、絶縁筒の中間部には、上下
左右方向に開口部を形成したことで、他は図３と同一で
あるが、遮断電流で発生するアークの消弧性能を上げ、
この結果、断路棒と絶縁筒は短くなっている。

【００３５】すなわち、絶縁筒９は、前端と中間部だけ
が円筒形で、この間は、縦断面が図１（ｂ）に示すよう
に略ハート状の４本の柱状部９ｂで接続され、この結
果、これらの柱状部９ｂの間は、開口部９ａとなってい
る。

【００３６】このうち、高圧側の円筒部の内周には、図
１（ｃ）で示すようにフッ素樹脂（（株）東芝製、形
名；ＰＴＦＥ）から断面がコ字状に形成されたアークシ
ールド15が後方から圧入されている。

【００３７】このアークシールド15は、図１（ｃ）に示
すように、コ字状の底部の肉が厚く、底部の中心に対し
て後述する直径の貫通穴15ａが形成され、この貫通穴15
ａは断路棒５Ａの先端の直径と比べて0.04〜0.1 mm大径
となっている。アークシールド15には、この貫通穴15ａ
が形成された底部の内周面に対して、内側は大きく面取
りされ、外側は小さく面取りされている。

【００３８】アークシールド15は、底部に続く円筒部15
ｂが薄肉となっており、円筒部15ｂの後端は、やや厚肉
のフランジ部15ｃを形成している。このうち、円筒部15
ｂの外径は、絶縁筒９の高圧側の内径に対して、しまり
ばめの寸法に製作されている。フランジ部15ｃの外周
は、絶縁筒９の後端に埋設された埋金18Ａの内周の後部
に形成された大径の段付部に挿入されている。

【００３９】シールケース７Ａは、従来の技術で示した
シールケース７Ｂと比べて軸方向の長さが短く、軸心の
貫通穴の後端に対して、短い大径部が形成されている。
この大径部とこの後部に重ねられた絶縁台14及び接地導
体６Ａの内周には、アークシールド15と同一材料のフッ
素樹脂製の案内筒16があらかじめ挿入されている。

【００４０】次に、このように構成された接地断路器の
作用を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、投入状態
の断路棒５が操作機構によって断路動作を開始した直後
を示し、断路棒５の後端が高圧側接触子13Ｂと離れる寸
前を示す。

【００４１】図２（ｂ）は、断路棒５が更に駆動され
て、アークシールド15の貫通穴に後端が移動してアーク
ａが発生した状態を示し、この状態では断路棒５の後端
の外周とアークシールド15の底部の内周との間の空隙
は、約0.02〜0.05mmとなっている。

【００４２】図２（ｃ）は、更に断路棒５が駆動され
て、この断路棒５の後端とアークシールド15の底部の内
周との間の空隙が広くなった状態を示し、この状態で
は、アークａによって圧力が上昇したアークシールド15
の内部の絶縁ガスは、矢印ｂに示すように、断路棒５の
後端とアークシールド15の間の空隙から前方に抜け出
す。

【００４３】図２（ｄ）は、更に断路棒５が駆動された
状態を示し、断路棒５の後端と高圧側接触子13Ｂとの間
に発生したアークａが、矢印ｂで示すように流出する絶
縁ガスによって引き伸ばされて、アーク電圧が上昇し、
遮断される状態を示す。なお、矢印ｂに示すように前方
に流出する絶縁ガスは、絶縁筒９の中間部の開口部９ａ
から絶縁筒９の外部に流出する。

【００４４】したがって、このように構成された接地断
路器においては、例えば、変圧器の励磁電流などが流れ
ている負荷の電路を断路する場合に、断路棒と高圧側接
触子間で発生するアークを、断路棒の発弧点とアークシ
ールド15の間を流出する絶縁ガスで引き伸ばして、消弧
することができるので、消弧性能を上げることができ、
断路棒の操作ストロークを減らすことができる。

【００４５】また、断路後の絶縁特性も、アークシール
ド15の低い誘電率（2.1 ×10⁶Ｈｚ以下）によって、上
げることができるだけでなく、トラッキングが形成され
ないので、長期に亘って絶縁特性を初期の値に維持する
こともできる。

【００４６】したがって、絶縁筒の長さと操作機構の奥
行を減らすことができ、この接地断路が組み込まれたガ
ス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤの箱体の縮小化の要請に
応えることもできる。

【００４７】さらに、断路動作中の断路棒５Ａは、案内
筒16によって案内されて進退動作するので、断路棒５Ａ
の先端の大径部が前後の接地側接触子13Ａと高圧側接触
子13Ｂの間を移動する間の振れを抑えることができ、ア
ークシールド15の貫通穴との空隙を減らすことができ、
前後の接触子との嵌合動作を円滑に行うことができるの
で、断路棒の操作力を軽減することもできる。

【００４８】なお、上記実施形態において、断路棒の先
端とアークシールドの底部との空隙を0.02〜0.05mmとし
た例で説明したが、発明者らの実験結果では、0.5 〜１
mmとしてもアークの遮断性能が大差ないことが分った。

【００４９】また、上記実施形態では、金属閉鎖形スイ
ッチギヤの縦の隔壁に横に固定された場合で説明した
が、例えば、天井板などに対して縦に固定した場合で
も、全く同一構成で取り付けることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上、請求項１に対応する発明によれ
ば、取付板の裏面に前端が固定され前部の内周に断路側
接触子が配置される絶縁円筒と、断路側接触子に挿入さ
れ後端がこの断路側接触子の後方の投入側接触子に投入
される断路棒を備えた接地断路器において、貫通穴が底
部に形成された円筒状のアークシールドを底部側を前方
にして絶縁円筒の内周の断路側接触子の前方に挿入する
ことで、断路時に断路棒の先端と投入側接触子との間で
発生するアークによる絶縁円筒の内周の絶縁特性の低下
を防ぐとともに、断路棒の後端が貫通穴から脱出すると
きの断路棒の後端と投入側接触子間のアークを、アーク
シールドの内部から断路棒の後端の外周を経て前方に流
出するガスによって引き伸ばし消弧したので、ガス絶縁
金属閉鎖形スイッチギヤの設置面積の縮小化を図ること
のできる接地断路器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接地断路器の一実施形態を示す図で、
（ａ）は部分破断断面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断
面拡大図、（ｃ）は（ａ）に組み込まれたアークシール
ドを示す断面図。

【図２】本発明の接地断路器の作用を示す断面図で、
（ａ）は断路棒の断路動作の初期を示す部分説明図、
（ｂ）は断路棒が接触子から離れて、アークが発生した
状態を示す部分説明図、（ｃ）は更に断路棒が動作して
アークシールドの内部のガスが放出する状態を示す部分
説明図、（ｄ）は断路棒が更に動作してアークが引き伸
ばされ、消滅する状態を示す部分説明図。

【図３】従来の接地断路器の一例を示す図で、（ａ）は
全体図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面縮小図。

【符号の説明】

１…隔壁、１ａ，２…フランジ、３…操作機構、４…開
閉部、５Ａ…断路棒、５ａ…断路分、５ｂ…操作部、５
ｃ…接続部、６…接地導体、７Ａ…シールケース、８…
取付板、９…絶縁筒、９ａ…開口部、10…端子導体、11
…主回路導体、12…主回路接触子、13Ａ…接地側接触
子、13Ｂ…高圧側接触子、14…絶縁台、15…アークシー
ルド、16…案内筒、17…加圧ばね、18…埋金。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加々良弘樹東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者平本武東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】取付板の裏面に前端が固定され前部の内
周に断路側接触子が配置される絶縁円筒と、前記断路側
接触子に挿入され後端が前記断路側接触子の後方の投入
側接触子に投入される断路棒を備えた接地断路器におい
て、前記絶縁円筒の内周の前記断路側接触子の前方に、
貫通穴が底部に形成された円筒状のアークシールドを前
記底部側を前方にして挿入したことを特徴とする接地断
路器。
【請求項２】前記取付板の前記断路棒の貫通部に、前
記投入・断路動作する断路棒の中間部を案内する案内筒
を設け、前記アークシールドの貫通穴の内径を前記断路
棒の先端部の外径よりも0.04mm〜１mmだけ大としたこと
を特徴とする請求項１に記載の接地断路器。
【請求項３】前記アークシールド及び前記案内筒の材
料をフッ素樹脂としたことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の接地断路器。