JPWO2004049530A1 - 開閉装置機器接続装置 - Google Patents

Abstract

母線導体を含む開閉装置に関連する電気機器を互いに接続するために、接続する電気機器に接触端子を設け、第１の電気機器には第１の接触端子を囲んで開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなる内周壁面を持つ絶縁筒体を設け、第２の電気機器には第２の接触端子を先端に支持し、絶縁筒体の内周壁面に対応して先端に向かって直径が次第に小さくなるテーパーした外周壁面を持つ絶縁柱体を設けた開閉装置機器接続装置。絶縁柱体を絶縁筒体に挿入すると外周壁面が内周壁面に密着した状態で第１および第２の接触端子が互いに電気的に接触する。

Description

この発明は開閉装置機器接続装置に関するものであり、特にガス絶縁スイッチギヤを含む金属閉鎖型スイッチギヤの等の開閉装置に関連して用いられる電気機器を互いに接続するための装置に関するものである。この発明で開閉装置機器とは、開閉装置自体を構成する機器だけでなく、開閉装置と共に用いられて開閉装置を外部回路に接続する母線や電力ケーブル等の開閉装置に直接接続される関連機器をも含めた電気機器を指すものとする。

従来のガス絶縁スイッチギヤにおける機器接続構造としての開閉装置機器接続装置に於いては、例えば固体絶縁導体である母線を計器用変圧器等の電気機器に接続するために、絶縁ガスを封入したタンク内に配置した分岐導体を用いている。タンクの母線側にはタンク壁を貫通して外端が母線に接続された分岐用ブッシングが設けられており、タンクの機器側にはタンク壁を貫通して外端が電気機器に接続された機器接続用ブッシングが設けられている。これら分岐用ブッシングおよび機器接続用ブッシングの間には分岐導体が接続されていて母線と電気機器とのあいだを電気的に接続している。
従って、従来の機器取付構造によれば、分岐導体、ブッシングおよびガスタンクなどが必要であり、また、分岐導体を設けることで他の電気機器との絶縁確保のためのスペースが必要となり、開閉装置の小型化を阻害する原因となっていた。また、その取付作業のためのコストも必要であり、この部分を安価にする必要があった。

従って、この発明によれば、母線導体を含む開閉装置に関連する電気機器を互いに接続するための開閉装置機器接続装置は、接続すべき第１および第２の電気機器に電気的に接続された第１および第２の接触端子を備え、第１の電気機器には第１の接触端子を囲んで開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなる内周壁面を持つ絶縁筒体を設け、第２の電気機器には第２の接触端子を先端に支持し、絶縁筒体の内周壁面に対応して先端に向かって直径が次第に小さくなる外周壁面を持つ絶縁柱体を設け、絶縁柱体を絶縁筒体に挿入したとき外周壁面が内周壁面に密着した状態で第１および第２の接触端子が互いに電気的に接触するようにしてある。

図１はこの発明の開閉装置機器接続装置の一実施形態を示す部分断面正面図である。
図２は図１の開閉装置機器接続装置の接続端子組立体を示す分解斜視図である。
図３は図１の開閉装置機器接続装置の第２の接続端子を示す拡大部分断面図である。
図４はこの発明の開閉装置機器接続装置の他の実施形態を示す部分断面正面図である。

実施の形態１．
図１にはこの発明の開閉装置機器接続装置の一実施形態である母線導体接続部への機器取付構造を示し、この例では、開閉装置機器接続装置は、開閉装置の母線導体（固体絶縁導体）である第１の電気機器１に計器用変圧器あるいは避雷器等の第２の電気機器２を互いに電気的に接続し支持するための構造である。図１には全てを示してはないが、このような第１および第２の電気機器１および２とそれらを互いに接続する開閉装置機器接続装置が三相分設けられている。
図１において、開閉装置のタンクあるいはフレーム３には、図示してないボルトによりフランジ部４で直立して固定されて固体絶縁導体を支持するためのほぼ十字型の樹脂製の支持絶縁物５が取り付けられている。支持絶縁物５は必要な強度と絶縁性能を持つエポキシ樹脂等の適当な材料で製造できる。支持絶縁物５は、フランジ部４から縦方向に延びた中空筒状の柱状部６と、柱状部６の長さ方向の中程で軸心同士が互いに交差するように一体に整形され、固体絶縁導体１を支持するための中空円筒状の支持部７とを備えている。
固体絶縁導体１は円筒形の導体８を固体絶縁体９で被覆した母線導体であり、支持絶縁物５の水平方向に延びた筒状の支持部７内を通って支持されている。固体絶縁導体１には、柱状部６の中空部分に対応する部分に於いて、固体絶縁体９が除去されていて表面が露出した部分１１が設けられており、そこに垂直方向に貫通したボルト孔１０が設けられている。この露出部分１１には図２に示すような接続端子組立体１２が取り付けられている。
図２に於いて、接続端子組立体１２は、固体絶縁導体１の表面の固体絶縁体９が除去された露出部分１１を上下から囲んで接触する第１および第２の鞍型導体１３および１４を備えている。
第２の鞍型導体１４の中央部にはボルト孔１５が設けられていて、組み立てたときに、固体絶縁導体１のボルト孔１０を通って延びる通しボルト１６の下端が貫通し、止めナット１７によって固定されるようにしてある。
第１の鞍型導体１３の中央部には鞍型導体１３の円筒面よりも僅かに高くなった平面を持つ台座１８が設けられていて、その中央にボルト孔１９が形成されていて、組み立てたときに、固体絶縁導体１のボルト孔１０を通って延びる通しボルト１６の上端が貫通して上方に突出するようにしてある。この通しボルト１６の突出した上端には銅等の適当な端子材料で作った環状ワッシャ状の接触片２０が嵌めてあり、その上から止めナット２１で締めて接触端子２０をしっかりと固定し、同時に母線導体１の導体８との電気的接続を確立してある。通しボルト１６は例えば第２の鞍型導体２４に取り付けたスタッドボルトでもよい。
このような接触端子２０は、支持絶縁物５のほぼ円筒状の柱状部６の内部に設けられているので、柱状部６の内部空間は導体８が貫通している部分では固体絶縁導体１によって実質的に閉ざされており、支持絶縁物５の先端では開放されている。従って、支持絶縁物５の導体８が貫通した部分よりも先端側の部分は、接触端子２０を収容した空間を形成し、開端と閉端とを持つカップ状の絶縁筒体２１である。この絶縁筒体２１の内周壁面２２は、開端から閉端に向かって次第に小さくなる直径を持つようにテーパーしており、内周壁面２２によって形成される空間は円錐台形である。
絶縁筒体２１の先端外周にはフランジ２３が設けられていて、図示してないボルト等により接続すべき第２の電気機器のフランジ２４（後に説明する）に接続できるようにしてある。このような取り付け用のフランジ２３および２４は図示の位置に限らず、様々な位置に設けることができる。
第２の電気機器である計器用変圧器２自体は公知のものでも良いが、図３に示されているように、計器用変圧器２の下部には、先に説明した第１の電気機器である母線導体１の絶縁筒体２１のフランジ２３に対応して互いに結合されるフランジ２４が設けられており、このフランジ２４の更に下面には、計器用変圧器２の端子導体２５を内部に備えて下方に延びる絶縁柱体２６が設けられている。
絶縁柱体２６は、計器用変圧器２のフランジ２４側から下方に延びる先端に向かって次第に細くなるようにテーパーした外周壁面２７を持つ円錐台形であって、テーパーの形状は先に説明した支持絶縁物５の絶縁筒体６の内周壁面２２のテーパーの形状に対応した相補形状として、外周壁面２７が内周壁面２２に密着してぴったりと嵌合するようにされている。絶縁柱体２６は、絶縁筒体６がエポキシ樹脂等の硬質の材料である場合には電気絶縁性のゴム等の弾性のある材料で形成されるが、絶縁筒体６がゴム等の弾性材料である場合にはエポキシ樹脂等の硬質材料で形成しても良い。すなわち、絶縁筒体６および絶縁柱体２６の少なくともいずれか一方は弾性を持つ絶縁材料とすると良い。また、テーパ状の外周壁面２７の外径は、絶縁筒体６の内周壁面２２の内径より若干大きく、少なくともいずれか一方の材質をゴム等の弾性を有する材質としてあるため、外周壁面２７と内周壁面２２とが互いに圧接してぴったりと密着し、この境界面の絶縁も確保することができる。
絶縁柱体２６の先端にはカップ状の空洞２８が形成され、この空洞２８内で計器用変圧器２の端子導体２５の先端にカップ状部材２９により支持された環状の接触端子３０が接続支持されている。このような構造の絶縁柱体２６を第１電気機器１の絶縁筒体６内に挿入すると、外周壁面２７が内周壁面２２に密着した状態で第１の接触端子である接触片２０と第２の接触端子３０とが互いに圧接されて電気的に接続される。このような絶縁柱体２６と絶縁筒体６との関係は、雄型と雌型と言うこともでき、雄型と雌型との関係は一部あるいは全部を雌雄反対にする等適宜変更することができる。
この状態で第１の電気機器１側、即ち母線１を支持する支持絶縁物５に設けられた取付フランジ２３と、第２の電気機器２側即ち計器用変圧器２に設けられた取付フランジ２４とを取付ボルト３１により互いにしっかりと剛体的に結合すれば、開閉装置の電気機器である母線導体を含む電気機器を互いに接続することができる。また、第１および第２の電気機器１および２間の距離を所望の値に確実に維持することもできる。
実施の形態２．
図４は本発明の開閉装置機器接続装置の第２の実施例を示す図１と同様の断面図であり、図において、開閉装置機器接続装置は図１に示すものと同じ第１の電気機器１に、この例ではアダプタである第２の電気機器３２を接続し、この第２の電気機器３２に更に例えば計器用変圧器あるいは避雷器等の第３の電気機器３３を接続するためのものであり、第２の電気機器３２は第１および第３の電気機器１および３３間を接続するためのアダプタである。
第１の電気機器１は、そこに設けられて電気的に接続された第１の接触端子２０と、第１の電気機器１に固着されて第１の接触端子２０を囲み、開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなる内周壁面２２を持つ絶縁筒体６とを備えていて、その他の構成も図１のものと同じである。
第２の電気機器３２は、第１の電気機器１の絶縁筒体６内にぴったりと挿入され得、テーパーした外周壁面２７を持つ絶縁柱体２６と、絶縁柱体２６に支持されて第１の電気機器１の第１の接触端子２０に接触する第２の接触端子３０とを備えている点で、図１に示す計器用変圧器と同じである。しかしながら、この実施の形態に於いては、第２の電気機器３２は、端子導体２５の他端にも図３に示すのと同様の雄型の絶縁柱体３４に設けられた第３の接触端子３５を備えたアダプタである。この第２の電気機器３２も取付用のフランジ３６を備えている。
図示の例では計器用変圧器である第３の電気機器３３は、アダプタである第２の電気機器３２の第３の接触端子３５に接触して電気的に接続される第４の接触端子３７と、第３の電気機器３３から一体に延びて第４の接触端子３７を囲み、開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなるテーパーを持った内周壁面３８を持つ絶縁筒体３９とを備えている。第４の接触端子３７は第２および第３の接触端子３０および３５と同じ構成で良いが、絶縁筒体３９は第１の電気機器１に設けられた絶縁筒体６と同様の構成で雌型である。絶縁筒体３９の先端部に設けられた取付用のフランジ４０は他の同様のフランジ２３および３６と図示してないボルトにより結合できる。
その他の構成は図１乃至図３に示す構成と同様であり、第１および第２の電気機器１および３２間の接続も、第２および第３の電気機器３２および３３間の接続も図１乃至図３に関連して説明したのと同様に行われ、絶縁確保のためのスペースの必要な分岐導体を用いることなしに、互いに確実にコンパクトに接続することができ、その接続作業も簡単になる。また、第２の電気機器としてアダプタ３２を用いることにより、第１および第３の電気機器１および３３等の直接は接続できない２つの電気機器を互いに簡潔な構造で十分な絶縁を確保した状態で接続することができる。また、アダプタの接続端子の型式を雄型あるいは雌型に適当に変更することにより、多様な接続形態に対応することもできる。

本発明の装置は、導体に機器を接続する場合に、分岐導体などの必要がなくなり、また、分岐導体と他との絶縁確保のためのスペースが必要なくなり、機器の小型化ができる。また、その取付作業のためのコストも不要となり、安価な装置を得ることができる点で特に分配電設備に有用である。

Claims (5)

1. 母線導体を含む開閉装置の電気機器を互いに接続するための開閉装置機器接続装置であって、
   第１の電気機器に電気的に接続された第１の接触端子と、
   第１の電気機器に固着されて上記第１の接触端子を囲み、開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなる内周壁面を持つ絶縁筒体と、
   第２の電気機器に接続された第２の接触端子と、
   第２の電気機器に固着されて上記第２の接触端子を先端に支持し、上記絶縁筒体の上記内周壁面に対応して先端に向かって直径が次第に小さくなる外周壁面を持ち、上記外周壁面が上記内周壁面に密着した状態で上記第１および第２の接触端子を互いに電気的に接触させる絶縁柱体とを備えた開閉装置機器接続装置。
2. 請求項１記載の開閉装置機器接続装置に於いて、上記第１の電気機器に設けられた取付フランジと、上記第２の電気機器に設けられた取付フランジと、上記取付フランジ同士を結合する取付ボルトとを更に備え、上記絶縁柱体を上記絶縁筒体内に保持したことを特徴とする開閉装置機器接続装置。
3. 請求項１記載の開閉装置機器接続装置に於いて、上記第１の電気機器が固体絶縁導体であり、上記第２の電気機器が計器用変圧器あるいは避雷器であることを特徴とする開閉装置機器接続装置。
4. 請求項１記載の開閉装置機器接続装置に於いて、上記絶縁筒体および上記絶縁柱体の少なくともいずれか一方が弾性を持つ絶縁材料であることを特徴とする開閉装置機器接続装置。
5. 請求項１記載の開閉装置機器接続装置に於いて、上記第２の電気機器が、第３の電気機器に接続されるべき第３の接触端子と、この第３の接触端子を支持し、先端に向かって直径が次第に小さくなる外周壁面を持つ絶縁柱体とを備え、
   第３の電気機器が上記第３の接触端子に電気的に接続され得る第４の接触端子と、この第４の接触端子を囲み、開端から閉端に向かって直径が次第に小さくなる内周壁面を持つ絶縁筒体とを備えたことを特徴とする開閉装置機器接続装置。

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