JPWO2011024256A1 - 開閉装置 - Google Patents

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Abstract

この発明に係わる開閉装置は、機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する第1の熱伝導体と、一方側が前記第1の熱伝導体の他方側近傍に配置され、他方側が前記機器容器外に伸長する第2の熱伝導体と、前記第1の熱伝導体の他方側と前記第2の熱伝導体の一方側との間に配設された導体間絶縁部材とを設けたものであり、放熱効率を向上できる開閉装置を得ることを目的とする。

Description

この発明は、例えばSF6ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置に関し、特に高熱を発生する部分の放熱構造に関するものである。
従来の例えばSF6ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置としては、図49に示すようなものがある。
図49において、容器1,2,3の内部には、母線4,ガス遮断器5,高電圧である主回路導体6,7等を収納し、内部には例えばSF6ガスのような絶縁性ガスが封入されている。なお、8は操作盤であり、12は隣接ユニットに接続される母線の取付部となる。
また、容器1,2には、組立作業あるいは内部点検作業等を行うための開口部が設けられ、この開口部を覆う蓋板11,13が設けられている。そして、組立作業時あるいは点検作業時には、これら蓋板11,13が取り外され、作業員が開口を通して容器1,2,3内部の組立作業あるいは点検作業が行われるようになっている。
ところで、蓋板11の外表面側および内面側の両面には、それぞれ放熱用フィン21,22が設けられている。各放熱用フィン21,22は、蓋板11が容器2に取り付けられたとき、その長手方向が垂直となるように配置される。蓋板11の内面側の放熱用フィン22は容器2内部に配置された例えば主回路導体6等の充電部分に対向して配置されることとなる。
以上のように構成された開閉装置において、容器1,2,3内部に収納された母線4、ガス遮断器5、主回路導体6,7などの通電部に電流が流れると、ジュール熱が発生して通電部の温度が上昇する。また、通電部に流れる電流により容器1,2,3に誘導電流が発生し、容器1,2,3においてもジュール熱が発生して温度が上昇する。
このように、通電部分に発生した熱、例えば容器2の高温部となる主回路導体6で発生した高熱は、主に、絶縁性ガスを通して蓋板11を含む容器2に伝達される。また、容器2に伝達された熱および容器2自身に発生した熱は、容器2の外部に放熱されると同時に、容器2を伝わって蓋板11にも伝達される。ここで、蓋板11の内面側に設けた放熱用フィン22は、絶縁ガスの熱を蓋板11に伝達する。また、蓋板11自体および蓋板11の外表面側の放熱用フィン21は、蓋板11に伝達された熱を容器2の外部に放熱されるようになっている。
特開平8−223719号公報
上述した従来の開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば容器2の高温部となる主回路導体6で発生した熱を、容器2の外部に放熱させるために、容器2内の絶縁性ガスを通して容器2の内面側に設けた放熱用フィン22との間で自然対流による間接的な熱移動による熱交換により、放熱用フィン22に熱伝達する。放熱用フィン22に熱伝達された熱を蓋板11に熱伝導し、その蓋板11を通して蓋板11の外表面側に設けた放熱用フィン21に熱伝導され、放熱用フィン21から容器2の外部に自然対流により放熱するようにしている。
しかしながら、上述した従来の開閉装置では、通電部分に発生した熱、例えば容器2の高温部となる主回路導体6で発生した熱を、容器2内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換により、蓋板11の内面側の複数の放熱用フィン22に熱伝達しさらに蓋板11の外面側の放熱用フィン21に熱伝達するようにしており、熱移動の効率が極めて低いものとなっている。
したがって、例えば容器2の高温部となる主回路導体6で発生した熱を効率よく放熱されるために、放熱用フィン21,22を増大あるいは内部電気抵抗低減のための主回路導体6の断面積増大等を行う必要があり、コストアップとなるとともに容器2を大型化させる必要があるなどの課題がある。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、放熱効率を向上できる開閉装置を得ることを目的とする。
この発明に係わる開閉装置は、機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する第1の熱伝導体と、一方側が前記第1の熱伝導体の他方側近傍に配置され、他方側が前記機器容器外に伸長する第2の熱伝導体と、前記第1の熱伝導体の他方側と前記第2の熱伝導体の一方側との間に配設された導体間絶縁部材とを設けたものである。
また、この発明に係わる開閉装置は、機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する熱伝導体と、前記熱伝導体の他方側端面と前記機器容器の内壁との間に配設される絶縁部材と、前記熱伝導体の外周に前記絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材と、前記熱伝導体の他方側と相対する前記機器容器の外壁に取り付けられた放熱部材とを設けたものである。
この発明に係わる開閉装置は、機器容器の熱発生部に接続した熱伝導体により、熱発生部の熱を機器容器の外部に放熱するようにしたので、放熱効率を向上できる開閉装置を得ることができる。
この発明の実施の形態1に係わる開閉装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態1に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態1に係わる開閉装置の要部を矢視C方向から見た図である。 この発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を矢視D方向から見た図である。 この発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を上方から見た図である。
この発明の実施の形態3に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態3に係わる開閉装置の要部を矢視E方向から見た図である。 この発明の実施の形態4に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この発明の実施の形態5に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態5に係わる開閉装置の要部を矢視F方向から見た図である。 この発明の実施の形態6に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この発明の実施の形態7に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態7に係わる開閉装置の要部を矢視G方向から見た図である。 この発明の実施の形態8に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。 この発明の実施の形態9に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。 この発明の実施の形態10に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。 この発明の実施の形態11に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態11に係わる開閉装置の要部を矢視H方向から見た図である。
この発明の実施の形態12に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態12に係わる開閉装置の要部を矢視J方向から見た図である。 この発明の実施の形態13に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態14に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。 この発明の実施の形態15に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この発明の実施の形態16に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態17に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態19に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この発明の実施の形態20に係わる開閉装置における熱伝導体を示す断面図である。 この発明の実施の形態20に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。 この発明の実施の形態20に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。 この発明の実施の形態20に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。
この発明の実施の形態21に係わる開閉装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態21に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態21に係わる開閉装置の要部を矢視K方向から見た図である。 この発明の実施の形態21に係わる開閉装置の放熱部材を示す正面図である。 この発明の実施の形態21に係わる開閉装置の放熱部材を示す平面図である。
この発明の実施の形態22に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態22に係わる開閉装置の要部を矢視L方向から見た図である。 この発明の実施の形態23に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態24に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。 この発明の実施の形態25に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この発明の実施の形態26に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態27に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。 この発明の実施の形態28に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この発明の実施の形態29に係わる開閉装置における熱伝導体を示す断面図である。 この発明の実施の形態29に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。 この発明の実施の形態29に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。 この発明の実施の形態29に係わる開閉装置における熱伝導体の他例を示す断面図である。 従来の開閉装置を示す側面図である。
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図1〜図3に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係わる開閉装置を示す側面図である。図2はこの発明の実施の形態1に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図3はこの発明の実施の形態1に係わる開閉装置の要部を矢視C方向から見た図である。
これら各図において、31は例えばSF6ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置の筐体であり、筐体31の前面側には開閉可能な外装バネル32が設けられている。33は母線であり、筐体31内の上方側の容器34に取り付けられる。35および36は容器34に装着された接地開閉器および断路器であり、操作機構部37により開閉操作される。38は接続導体であり、ブッシング39を通して容器34の下方側に配置された機器容器40内に貫通している。
機器容器40は例えばSF6ガス、ドライエア、窒素ガスまたは空気などの絶縁性ガスが充填されて絶縁ガス雰囲気となっている。機器容器40内には、遮断器41が収容され、高電圧導体である主回路導体42により接続導体38と電気的に接続される。43は遮断器41の操作機構部である。44および45は機器容器40内の遮断器41の下方側に収容され遮断器41と接続導体46により接続された接地開閉器および断路器であり、操作機構部47により開閉操作される。
48および49は機器容器40内の接地開閉器44および断路器45の下方側に収容され断路器45と接続導体50により接続された接地開閉器および避雷器であり、操作機構部51により接地開閉器48を開閉操作して避雷器49の接離操作が行われる。52はケーブル53のケーブルヘッドであり、断路器45に接続されている。
54は例えば矢印Aにて示す機器容器40内に配置され、一方側54aが機器容器40の熱発生部、図は一例として、例えば主回路導体42に接続され、他方側54bが機器容器40側に伸長する第1の熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。55は一方側55aが第1の熱伝導体54の他方側54b近傍に配置され、他方側55bが矢印Bにて示す機器容器40外に伸長する第2の熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。さらに、図は一例として、第1の熱伝導体54と第2の熱伝導体55とは同軸上に配置された場合を示している。すなわち、第1の熱伝導体54の他方側54bの端面に軸心方向に相対向して第2の熱伝導体55の一方側55aの端面が配置されている。
56は第1の熱伝導体54の他方側54bと第2の熱伝導体55の一方側55aとの間に配設された導体間絶縁部材であり、第1の熱伝導体54と第2の熱伝導体55の間の電気的絶縁を行うとともに、第1の熱伝導体54の熱を第2の熱伝導体55へ効率よく熱移動することができる高熱伝導性に優れた樹脂で構成されている。
57は第1の熱伝導体54の外周と第2の熱伝導体55との外周に跨って配設された例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材であり、第1の熱伝導体54と第2の熱伝導体55の間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55と機器容器40との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材57の一方側57aは主回路導体42の近傍まで伸長しており、他方側57bは機器容器40外に伸長しており、機器容器40との電気的絶縁も行っている。周縁部絶縁部材57の他方側57bには例えば円形状のフランジ部57cを設けており、そのフランジ部57cが機器容器40に図示しないOリングを介在して取り付けられる。なお、この周縁部絶縁部材57は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器40内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して第1の熱伝導体54に熱伝導させるとともに、第2の熱伝導体55の熱を機器容器40外に放熱させることができる。
次に動作について説明する。この実施の形態1における開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器40内の高温部となる主回路導体42で発生した高熱は、第1の熱伝導体54の一方側54aに直接的に熱伝導されて第1の熱伝導体54の他方側54bに熱伝導される。第1の熱伝導体54の他方側54bに熱伝導された主回路導体42で発生した高熱は、高熱伝導性に優れた樹脂で構成された導体間絶縁部材56を通して第2の熱伝導体55の一方側55aへ熱伝導されて第2の熱伝導体55の他方側55bに熱伝導され、その第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部周囲から機器容器40外に放熱される。
この実施の形態1においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器40の高温部となる主回路導体42で発生した高熱を、上述した従来装置のように、機器容器40内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換ではなく、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55により直接的に熱伝導により機器容器40外に放熱するようにしたものであり、上述した従来装置のように複数の放熱用フィン21,22を配置することもなく、構造を簡素化することができるとともに熱移動効率が良く放熱性能を著しく向上させることができる開閉装置を得ることができる。また、機器容器40内が効率よく冷却されることになり、放熱用フィン等の削減、主回路導体42の断面積の縮小化、機器容器40の小型化などを図ることができる。
また、この発明の実施の形態1においては、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55により直接的に熱伝導により放熱させるようにしているので、ファン等の駆動部や、ヒートパイプ等に使用する冷媒を必要としないため、信頼性の高い放熱性能を得ることができる。さらに、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55は、導体間絶縁部材56、周縁部絶縁部材57により機器容器40と絶縁しているので、検電器あるいは部分放電検出器のアンテナとして使用することも可能である。
ところで、第1の熱伝導体54の外周と第2の熱伝導体55との外周に跨って周縁部絶縁部材57を配設しており、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55と機器容器40との間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55と機器容器40との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材57は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器40内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して第1の熱伝導体54に熱伝導させるとともに、第2の熱伝導体55の熱の一部を機器容器40外に放熱させることができる。装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2を図4ないし図6に基づいて説明する。図4はこの発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図5はこの発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を矢視D方向から見た図である。図6はこの発明の実施の形態2に係わる開閉装置の要部を上方から見た図である。
この実施の形態2においては、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部に放熱部材58を設けたものであり、この放熱部材58には垂直方向に伸長するフィン体58aを複数形成している。
このように、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部に放熱部材58を設けたことにより、機器容器40外における放熱表面積を著しく増大させることができるので、上述した実施の形態1よりもより一層放熱性能を向上させることができる開閉装置を得ることができる。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3を図7および図8に基づいて説明する。図7はこの発明の実施の形態3に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図8はこの発明の実施の形態3に係わる開閉装置の要部を矢視E方向から見た図である。
この実施の形態3においては、放熱部材58が設けられた第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部の形状を第2の熱伝導体55の一方側55aの形状より大きく、すなわち、大きい径とし、放熱部材58との接触部面積を増大させたものである。
このように、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部の径を第2の熱伝導体55の一方側55aの径より大きい径としたことにより、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部と放熱部材58との接触部面積を増大し、第2の熱伝導体55の他方側55bから放熱部材58への熱伝導効率をさらに向上させることができ、上述した実施の形態2よりもさらに放熱性能の優れた開閉装置を得ることができる。
実施の形態4.
この発明の実施の形態4を図9に基づいて説明する。図9はこの発明の実施の形態4に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
上述した実施の形態3においては、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部は円形状の場合について述べたが、この実施の形態4においては、第2の熱伝導体55の他方側55bの端面部は垂直方向に伸長する長方形状としたものであり、上述した実施の形態3と同様の効果を奏する。また、放熱部材58と接触しない部分の材料を取り除いた形となり、材料費の低減も図ることができる。
実施の形態5.
この発明の実施の形態5を図10および図11に基づいて説明する。図10はこの発明の実施の形態5に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図11はこの発明の実施の形態5に係わる開閉装置の要部を矢視F方向から見た図である。
この実施の形態5においては、第2の熱伝導体59の他方側59bの端面部の形状を第2の熱伝導体59の一方側59aの形状より大きく、すなわち、大きい径とし、放熱部材58との接触部面積を増大させたものである。また、第2の熱伝導体59の他方側59bを機器容器40の外面に図示しないOリングを介在させて直接取り付けたものである。さらに、第1の熱伝導体54の外周と第2の熱伝導体59との外周に跨って配設される例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材60は、機器容器40内に配置されている。すなわち、周縁部絶縁部材60の一方側60aは主回路導体42の近傍まで伸長しており、他方側60bは機器容器40の内面近傍まで伸長しており、機器容器40外に伸長していない。
また、第1の熱伝導体54の外周と第2の熱伝導体59の一方側59aの外周に跨って配設されている周縁部絶縁部材60と導体間絶縁部材56により、第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体59と機器容器40との間の電気的絶縁が行なわれているので、第2の熱伝導体59の他方側59bを機器容器40の外面に取り付けても何等支障はないものである。
このように、この実施の形態5においては、第2の熱伝導体59の他方側59bを機器容器40の外面に直接取り付けたことにより、周縁部絶縁部材60の他方側60bの構成を簡素化させることができる。すなわち、周縁部絶縁部材60の他方側60bを機器容器40外に突出させることが必要がなく簡単な構成となり、かつフランジ部も設ける必要がなくなる。
また、第2の熱伝導体59の他方側59bの径を第2の熱伝導体59の一方側59aの径より大きい径としたことにより、第2の熱伝導体59の他方側59bと放熱部材58との接触部面積を増大でき、第2の熱伝導体59の他方側59bから放熱部材58への熱伝導効率をさらに向上させることができる。
さらに、第2の熱伝導体59の他方側59bを機器容器40の外面に直接取り付けたことにより、第2の熱伝導体59の他方側59bから機器容器40への熱伝導による熱移動が可能となる。すなわち、機器容器40の外表面を放熱面として利用することが可能となり、放熱性能の効率をさらにより一層向上させることができる開閉装置を得ることができる。
実施の形態6.
この発明の実施の形態6を図12に基づいて説明する。図12はこの発明の実施の形態6に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
上述した実施の形態5においては、第2の熱伝導体59の他方側59bは円形状の場合について述べたが、この実施の形態6においては、第2の熱伝導体59の他方側59bは四角形状としたものであり、上述した実施の形態5と同様の効果を奏する。
実施の形態7.
この発明の実施の形態7を図13および図14に基づいて説明する。図13はこの発明の実施の形態7に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図14はこの発明の実施の形態7に係わる開閉装置の要部を矢視G方向から見た図である。
この実施の形態7においては、第1の熱伝導体54の他方側54bの端面に軸心方向に相対向して第2の熱伝導体61の一方側61aの端面が配置されている。第2の熱伝導体61の他方側61bは機器容器40外に伸長している。そして、機器容器40外に伸長している第2の熱伝導体61の他方側61bの端面には、フィン体61cが形成されている。図は一例として、水平方向に形成されたフィン体61cが垂直方向に複数設けられている場合を示している。
このように、この実施の形態7においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に形成したフィン体61cによって放熱するように構成するようにしたことにより、放熱部材58のような大きな構成体を設ける必要がなく、部品点数の少ない組立性の良い開閉装置を得ることができる。
実施の形態8.
この発明の実施の形態8を図15に基づいて説明する。図15はこの発明の実施の形態8に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この実施の形態8においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に形成したフィン体61cに垂直方向の貫通孔62を設けたものであり、これら貫通孔62により表面積を増大させることができ、上述した実施の形態7よりも放熱効率を向上させることができる。
実施の形態9.
この発明の実施の形態9を図16に基づいて説明する。図16はこの発明の実施の形態9に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
上述した実施の形態7においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に形成したフィン体61cが水平方向に設けられた場合について述べたが、この実施の形態9においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に垂直方向に形成されたフィン体61dとしたものであり、水平方向に複数配列されている。
このように、この実施の形態9においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に垂直方向に形成したフィン体61dによって放熱するように構成するようにしたことにより、上述した実施の形態7における水平方向に形成されたフィン体61cよりも、機器容器40外の自然対流の促進効果が良く、上述した実施の形態7よりも放熱効率を向上させることができる。
実施の形態10.
この発明の実施の形態10を図17に基づいて説明する。図17はこの発明の実施の形態10に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この実施の形態10においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に形成したフィン体61dに水平方向の貫通孔63を設けたものであり、これら貫通孔63により表面積を増大させることができ、上述した実施の形態9よりも放熱効率を向上させることができる。
実施の形態11.
この発明の実施の形態11を図18および図19に基づいて説明する。図18はこの発明の実施の形態11に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図19はこの発明の実施の形態11に係わる開閉装置の要部を矢視H方向から見た図である。
この実施の形態11においては、機器容器40外に伸長している第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に、例えば小径の棒状からなるフィン体61eが互いに間隔をおいて複数形成されている。
このように、この実施の形態11においては、第2の熱伝導体61の他方側61bの端面に形成した小径の棒状からなるフィン体61eによって放熱するように構成するようにしたことにより、放熱部材58のような大きな構成体を設ける必要がなく、部品点数の少ない組立性の良い開閉装置を得ることができる。また、フィン体61e間は水平方向および垂直方向の空間を有しており、機器容器40外の自然対流の促進効果が良く、放熱効率を向上させることができる。
実施の形態12.
この発明の実施の形態12を図20および図21に基づいて説明する。図20はこの発明の実施の形態12に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図21はこの発明の実施の形態12に係わる開閉装置の要部を矢視J方向から見た図である。
この実施の形態12においては、機器容器40内に位置する周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材64を設けたものであり、軸心方向に複数配置されている。
このように、この実施の形態12においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材64により、機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して第1の熱伝導体54、第2の熱伝導体55、放熱部材58を通して機器容器40外に放熱させることができる。装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
したがって、主回路導体42が発生する高熱の放熱と併せて、機器容器40内の絶縁性ガスの持つ熱の放熱をより一層効率よく行うことができ、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
実施の形態13.
この発明の実施の形態13を図22に基づいて説明する。図22はこの発明の実施の形態13に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態13においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材64の内側に例えば環状の凹部65を形成するとともに、第1の熱伝導体54の外周に環状フィンからなるフィン状絶縁部材64の内側に形成した例えば環状の凹部65と嵌合する例えば環状の凸部66を設けている。
このように、この実施の形態13においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に設けた環状フィンからなるフィン状絶縁部材64の内側に形成した例えば環状の凹部65と第1の熱伝導体54の外周に設けた例えば環状の凸部66とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材64から第1の熱伝導体54への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態12よりも放熱効果を高めることができる。
実施の形態14.
この発明の実施の形態14を図23に基づいて説明する。図23はこの発明の実施の形態14に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
上述した実施の形態12においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に環状フィンからなるフィン状絶縁部材64を設けた場合について述べたが、この実施の形態14においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に軸心方向に伸長する放射状フィンからなるフィン状絶縁部材67を設けたものである。
この実施の形態14においても、放射状フィンからなるフィン状絶縁部材67により機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱効果を得ることができ、上述した実施の形態12と同様の効果を奏する。
実施の形態15.
この発明の実施の形態15を図24に基づいて説明する。図24はこの発明の実施の形態15に係わる開閉装置の要部の他例を示す図である。
この実施の形態15においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材67の内側に例えば軸心方向に伸長する凹部68を形成するとともに、第1の熱伝導体54の外周に放射状フィンからなるフィン状絶縁部材67の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部68と嵌合する例えば軸心方向に伸長する凸部69を設けている。
このように、この実施の形態15においては、周縁部絶縁部材57の一方側57aの外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材67の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部68と第1の熱伝導体54の外周に設けた例えば軸心方向に伸長する凸部69とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材67から第1の熱伝導体54への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態14よりも放熱効果を高めることができる。
実施の形態16.
この発明の実施の形態16を図25に基づいて説明する。図25はこの発明の実施の形態16に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態16においては、周縁部絶縁部材57の導体間絶縁部材56に位置する部分57dの厚みを他の部分の厚みより厚く構成したものである。すなわち、周縁部絶縁部材57の導体間絶縁部材56に位置する部分57dの径を他の部分の径よりも大径としたものである。
このように、この実施の形態16においては、周縁部絶縁部材57の導体間絶縁部材56に位置する部分57dの径を他の部分の径よりも大径としたことにより、導体間絶縁部材56部分の断面積を増大させることができ、熱伝導効率をさらに高めることができる。
実施の形態17.
この発明の実施の形態17を図26に基づいて説明する。図26はこの発明の実施の形態17に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態17においては、周縁部絶縁部材57の導体間絶縁部材56に位置する部分57dの径を他の部分の径よりも大径とするだけでなく、機器容器40内に位置する周縁部絶縁部材57の部分も同様に大きくしたものであり、上述した実施の形態16と同様の効果を奏する。
実施の形態18.
ところで、上述した各実施の形態においては、第1の熱伝導体および第2の熱伝導体は丸棒状の場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、角棒状とするようにしてもよく、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。
実施の形態19.
この発明の実施の形態19を図26に基づいて説明する。図27はこの発明の実施の形態19に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態19においては、一方側70aが機器容器40の熱発生部である例えば主回路導体42に接続され、他方側70bが機器容器40側に伸長する第1の熱伝導体70と、一方側71aが第1の熱伝導体70の他方側70b近傍、すなわち、他方側70bの例えば上方側に配置され、他方側71bが機器容器40外に伸長する第2の熱伝導体71と、第1の熱伝導体70の他方側70bと第2の熱伝導体71の一方側71aとの間に配設された導体間絶縁部材72を設けたものである。また、第2の熱伝導体71の他方側71bを大きい形状とすることにより、機器容器40外への放熱効果を高めることができる。さらに、この実施の形態19においては、第2の熱伝導体71の他方側71bに垂直方向に伸長するフィン体58aを有する放熱部材58を設けている。
上述した各実施の形態においては、第1の熱伝導体と第2の熱伝導体とは同軸上に配置された場合について述べたが、この実施の形態19においては、第1の熱伝導体70の他方側70bの上方側に第2の熱伝導体71の一方側71aが配置、すなわち、垂直方向に配列された場合を示しており、第1の熱伝導体と第2の熱伝導体とが同軸上に配置された場合と同様の効果を奏する。
実施の形態20.
この発明の実施の形態20を図28ないし図31に基づいて説明する。各図はこの発明の実施の形態20に係わる開閉装置における熱伝導体をそれぞれ示す断面図である。
ところで、上述した各実施の形態においては、熱伝導体は丸棒状あるいは角棒状で構成された場合について述べたが、これに限定されるものではなく、図28は断面形状が放射状からなる熱伝導体73を示し、図29は円筒状からなる熱伝導体74を示し、図30は四角筒状からなる熱伝導体75を示し、図31は六角筒状からなる熱伝導体76を示し、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。
実施の形態21.
以下、この発明の実施の形態21を図32〜図36に基づいて説明する。図32はこの発明の実施の形態21に係わる開閉装置を示す側面図である。図33はこの発明の実施の形態21に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図34はこの発明の実施の形態21に係わる開閉装置の要部を矢視K方向から見た図である。図35はこの発明の実施の形態21に係わる開閉装置の放熱部材を示す正面図である。図36はこの発明の実施の形態21に係わる開閉装置の放熱部材を示す平面図である。
これら各図において、31は例えばSF6ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器、高電圧導体とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置の筐体であり、筐体31の前面側には開閉可能な外装バネル32が設けられている。33は母線であり、筐体31内の上方側の容器34に取り付けられる。35および36は容器34に装着された接地開閉器および断路器であり、操作機構部37により開閉操作される。38は接続導体であり、ブッシング39を通して容器34の下方側に配置された機器容器40内に貫通している。
機器容器40は例えばSF6ガス、ドライエア、窒素ガスまたは空気などの絶縁性ガスが充填されて絶縁ガス雰囲気となっている。機器容器40内には、遮断器41が収容され、高電圧導体である主回路導体42により接続導体38と電気的に接続される。43は遮断器41の操作機構部である。44および45は機器容器40内の遮断器41の下方側に収容され遮断器41と接続導体46により接続された接地開閉器および断路器であり、操作機構部47により開閉操作される。
48および49は機器容器40内の接地開閉器44および断路器45の下方側に収容され断路器45と接続導体50により接続された接地開閉器および避雷器であり、操作機構部51により接地開閉器48を開閉操作して避雷器49の接離操作が行われる。52はケーブル53のケーブルヘッドであり、断路器45に接続されている。
77は例えば矢印Aにて示す機器容器40内に配置され、一方側77aが機器容器40の熱発生部、図は一例として、例えば主回路導体42に接続され、他方側77bが機器容器40側に伸長する熱伝導体であり、例えば高熱伝導性に優れた銅あるいはアルミニウムなどからなる。また、図は一例として丸棒状に構成された場合を示している。
78は熱伝導体77の他方側77b端面と機器容器40の内壁との間に配設された絶縁部材であり、熱伝導体77と機器容器40の間の電気的絶縁を行うとともに、熱伝導体77の熱を機器容器40へ効率よく熱移動することができる高熱伝導性に優れた樹脂で構成されている。
79は熱伝導体77の外周と絶縁部材78との外周に跨って配設された例えば円筒状に構成された周縁部絶縁部材であり、熱伝導体77と機器容器40の間の電気的絶縁性能をさらに高めることができるとともに、熱伝導体77と機器容器40との間の電気的絶縁性能を有している。また、周縁部絶縁部材79の一方側79aは主回路導体42の近傍まで伸長しており、他方側79bは絶縁部材78と一体に構成されている。なお、この周縁部絶縁部材79は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器40内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して熱伝導体77に熱伝導させるとともに、熱伝導体77の熱を機器容器40外に放熱させることができる。
80は熱伝導体77の他方側77bの端面と相対する機器容器40の外壁に取り付けられ、垂直方向に伸長するフィン体80aを有する放熱部材である。
次に動作について説明する。この実施の形態21における開閉装置においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器40内の高温部となる主回路導体42で発生した高熱は、熱伝導体77の一方側77aに直接的に熱伝導されて熱伝導体77の他方側77bに熱伝導される。熱伝導体77の他方側77bに熱伝導された主回路導体42で発生した高熱は、高熱伝導性に優れた樹脂で構成された絶縁部材78を通して機器容器40に熱伝導され、熱伝導体77の他方側77bの端面と相対する機器容器40の外壁に取り付けられた放熱部材80を通して機器容器40外に放熱される。
この実施の形態21においては、通電部分に発生した熱、例えば機器容器40の高温部となる主回路導体42で発生した高熱を、上述した従来装置のように、機器容器40内の絶縁性ガスを通して自然対流による間接的な熱移動による熱交換ではなく、熱伝導体77により直接的に熱伝導により機器容器40外に放熱するようにしたものであり、上述した従来装置のように複数の放熱用フィン21,22を配置することもなく、構造を簡素化することができるとともに熱移動効率が良く放熱性能を著しく向上させることができる開閉装置を得ることができる。また、機器容器40内が効率よく冷却されることになり、放熱用フィン等の削減、主回路導体42の断面積の縮小化、機器容器40の小型化などを図ることができる。
また、この発明の実施の形態21においては、熱伝導体77により直接的に熱伝導により放熱させるようにしているので、ファン等の駆動部や、ヒートパイプ等に使用する冷媒を必要としないため、信頼性の高い放熱性能を得ることができる。さらに、熱伝導体77は、絶縁部材78、周縁部絶縁部材79により機器容器40と絶縁しているので、検電器あるいは部分放電検出器のアンテナとして使用することも可能である。
ところで、熱伝導体77の外周の他方側77bから一方側77a近傍まで周縁部絶縁部材79を配設しており、熱伝導体77と機器容器40との間の電気的絶縁性能をさらに高めることができる。また、周縁部絶縁部材79は高熱伝導性に優れた樹脂で構成されており、機器容器40内の例えば絶縁性ガスの熱を吸熱して熱伝導体77に熱伝導させて機器容器40外に放熱させることができる。また、熱伝導体77から機器容器40の外壁へ熱伝導された熱は、機器容器40の外壁も放熱部材として機能されて放熱することができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
実施の形態22.
この発明の実施の形態22を図37および図38に基づいて説明する。図37はこの発明の実施の形態22に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。図38はこの発明の実施の形態22に係わる開閉装置の要部を矢視L方向から見た図である。
この実施の形態22においては、機器容器40内に位置する周縁部絶縁部材79の外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材81を設けたものであり、軸心方向に複数配置されている。
このように、この実施の形態22においては、周縁部絶縁部材79の外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材81により、機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して熱伝導体77、機器容器40外壁、放熱部材80を通して機器容器40外に放熱させることができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
したがって、主回路導体42が発生する高熱の放熱と併せて、機器容器40内の絶縁性ガスの持つ熱の放熱をより一層効率よく行うことができ、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができる。
実施の形態23.
この発明の実施の形態23を図39に基づいて説明する。図39はこの発明の実施の形態23に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態23においては、周縁部絶縁部材79の外周部に設けた例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材81の内側に例えば環状の凹部82を形成するとともに、熱伝導体77の外周に環状フィンからなるフィン状絶縁部材81の内側に形成した例えば環状の凹部82と嵌合する例えば環状の凸部83を設けている。
このように、この実施の形態23においては、周縁部絶縁部材79の外周部に設けた環状フィンからなるフィン状絶縁部材81の内側に形成した例えば環状の凹部82と熱伝導体77の外周に設けた例えば環状の凸部83とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材81から熱伝導体77への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態22よりも放熱効果を高めることができる。
実施の形態24.
この発明の実施の形態24を図40に基づいて説明する。図40はこの発明の実施の形態24に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
上述した実施の形態22においては、周縁部絶縁部材79の外周部に環状フィンからなるフィン状絶縁部材81を設けた場合について述べたが、この実施の形態24においては、周縁部絶縁部材79の外周部に軸心方向に伸長する放射状フィンからなるフィン状絶縁部材84を設けたものである。
この実施の形態24においても、放射状フィンからなるフィン状絶縁部材84により機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱効果を得ることができ、上述した実施の形態22と同様の効果を奏する。
実施の形態25.
この発明の実施の形態25を図41に基づいて説明する。図41はこの発明の実施の形態25に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態25においては、周縁部絶縁部材79の外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材84の内側に例えば軸心方向に伸長する凹部85を形成するとともに、熱伝導体77の外周に放射状フィンからなるフィン状絶縁部材84の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部85と嵌合する例えば軸心方向に伸長する凸部86を設けている。
このように、この実施の形態25においては、周縁部絶縁部材79の外周部に設けた放射状フィンからなるフィン状絶縁部材84の内側に形成した例えば軸心方向に伸長する凹部85と熱伝導体77の外周に設けた例えば軸心方向に伸長する凸部86とを嵌合させたことにより、相互間の接触面積を増大させることができので、フィン状絶縁部材84から熱伝導体77への熱伝導効率をさらに高めることができ、上述した実施の形態24よりも放熱効果を高めることができる。
実施の形態26.
この発明の実施の形態26を図42に基づいて説明する。図42はこの発明の実施の形態26に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態26においては、周縁部絶縁部材79の機器容器40側に取り付けられる部分79cの厚みを熱伝導体77側の厚みより厚く構成したものである。すなわち、図は一例として、周縁部絶縁部材77の機器容器40側に位置する部分77cの径を熱伝導体77側の径よりも大径としたものである。
このように、この実施の形態26においては、周縁部絶縁部材79の機器容器40側に取り付けられる部分79cの径を熱伝導体77側の径よりも大径としたことにより、周縁部絶縁部材79の断面積を増大させることができ、熱伝導効率をさらに高めることができる。
また、周縁部絶縁部材79の機器容器40側に位置する部分79cの径を熱伝導体77側の径よりも大径としたことにより、周縁部絶縁部材779の機器容器40への取り付けも容易となる。
実施の形態27.
この発明の実施の形態27を図43に基づいて説明する。図43はこの発明の実施の形態27に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態27における周縁部絶縁部材87の主回路導体42近傍に位置する一方側87aが小径に構成され、周縁部絶縁部材87の機器容器40側に取り付けられる他方側87bが大径に構成され、かつテーパ状に構成されている。
この実施の形態27における周縁部絶縁部材87は一方側87aから他方側87bへ大径となるテーパ状に構成したことにより、上述した実施の形態26よりも断面積を増大させることができ、機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱効果を高め、熱伝導効率をさらに高めることができる。
実施の形態28.
この発明の実施の形態28を図44に基づいて説明する。図44はこの発明の実施の形態28に係わる開閉装置の要部を示す断面側面図である。
この実施の形態28においては、機器容器40内に位置する周縁部絶縁部材79の外周部に例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材88を軸心方向に複数配置としたものであり、周縁部絶縁部材79の一方側79aから他方側79bに向かって順次大径なるよう配置されている。
このように、この実施の形態28においては、周縁部絶縁部材79の外周部にその周縁部絶縁部材79の一方側79aから他方側79bに向かって順次大径なるよう配置された例えば環状フィンからなるフィン状絶縁部材88により、機器容器40内の絶縁性ガスの吸熱面積を増大することができ、絶縁性ガスの熱をより一層効果的に吸熱して熱伝導体77、機器容器40外壁、放熱部材80を通して機器容器40外に放熱させることができる。その結果、装置全体としての放熱性能をさらに向上させることができ、上述した実施の形態27と同様の効果を奏する。
実施の形態29.
この発明の実施の形態29を図45ないし図48に基づいて説明する。各図はこの発明の実施の形態29に係わる開閉装置における熱伝導体をそれぞれ示す断面図である。
ところで、上述した実施の形態21ないし28においては、熱伝導体は丸棒状あるいは角棒状で構成された場合について述べたが、これに限定されるものではなく、図45は断面形状が放射状からなる熱伝導体89を示し、図46は円筒状からなる熱伝導体90を示し、図47は四角筒状からなる熱伝導体91を示し、図48は六角筒状からなる熱伝導体92を示し、上述した実施の形態21ないし28と同様の効果を奏する。
この発明は、例えばSF6ガスなどの絶縁性ガスが充填された容器内に電気機器とともに収納されるガス絶縁開閉器などの高電圧電気機器を備えた開閉装置に関し、放熱性能に優れた信頼性の高い開閉装置の実現に好適である。

Claims (19)

  1. 機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する第1の熱伝導体と、一方側が前記第1の熱伝導体の他方側近傍に配置され、他方側が前記機器容器外に伸長する第2の熱伝導体と、前記第1の熱伝導体の他方側と前記第2の熱伝導体の一方側との間に配設された導体間絶縁部材とを備えたことを特徴とする開閉装置。
  2. 前記第1の熱伝導体と前記第2の熱伝導体とは同軸上に配置されたことを特徴とする請求項1記載の開閉装置。
  3. 前記第1の熱伝導体の外周に前記導体間絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材が配置されたことを特徴とする請求項2記載の開閉装置。
  4. 前記第1の熱伝導体の外周と前記第2の熱伝導体との外周に跨って周縁部絶縁部材が配設されたことを特徴とする請求項2に記載の開閉装置。
  5. 前記第2の熱伝導体の他方側に放熱部材を装着したことを特徴とする請求項2記載の開閉装置。
  6. 前記第2の熱伝導体の他方側は、前記第2の熱伝導体の一方側より大きい形状に構成され、前記機器容器に取り付けられたことを特徴とする請求項2記載の開閉装置。
  7. 前記第2の熱伝導体の他方側にフィン体を形成したことを特徴とする請求項2記載の開閉装置。
  8. 前記第1の熱伝導体の外周の前記周縁部絶縁部材にフィン状絶縁部材を配設したことを特徴とする請求項3記載の開閉装置。
  9. 前記フィン状絶縁部材は環状フィンからなることを特徴とする請求項8記載の開閉装置。
  10. 前記フィン状絶縁部材は放射状フィンからなることを特徴とする請求項8記載の開閉装置。
  11. 前記フィン状絶縁部材のフィン部内側に凹部を形成し、前記第1の熱伝導体の外周に前記フィン状絶縁部材の凹部に嵌合する凸部を形成したことを特徴とする請求項8記載の開閉装置。
  12. 前記周縁部絶縁部材の前記導体間絶縁部材に位置する部分の厚みを他の部分の厚みより厚く構成したことを特徴とする請求項3記載の開閉装置。
  13. 機器容器内に収容される電気機器から発生する熱を前記機器容器外に放熱させる開閉装置において、一方側が前記機器容器の熱発生部に接続され、他方側が前記機器容器側に伸長する熱伝導体と、前記熱伝導体の他方側端面と前記機器容器の内壁との間に配設される絶縁部材と、前記熱伝導体の外周に前記絶縁部材と連接する周縁部絶縁部材と、前記熱伝導体の他方側と相対する前記機器容器の外壁に取り付けられた放熱部材とを備えたことを特徴とする開閉装置。
  14. 前記熱伝導体の外周にフィン状絶縁部材を配設したことを特徴とする請求項13記載の開閉装置。
  15. 前記フィン状絶縁部材は環状フィンからなることを特徴とする請求項14記載の開閉装置。
  16. 前記フィン状絶縁部材は放射状フィンからなることを特徴とする請求項14記載の開閉装置。
  17. 前記フィン状絶縁部材のフィン部内側に凹部を形成し、前記熱伝導体の外周に前記フィン状絶縁部材の凹部に嵌合する凸部を形成したことを特徴とする請求項14記載の開閉装置。
  18. 前記周縁部絶縁部材の厚みは前記熱伝導体側の厚みより前記機器容器側の厚みを厚く構成したことを特徴とする請求項13記載の開閉装置。
  19. 前記機器容器の熱発生部は主回路導体であることを特徴とする請求項1または13記載の開閉装置。
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