JPWO2011052288A1 - 電力開閉装置 - Google Patents

Abstract

絶縁性能を確保できると共に、軽量化、コスト削減を図ることができる電力開閉装置を提供する。胴部１ａに筒状の開口部１ｂ，１ｃを有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンク１と、この圧力タンク内に収容され、一端が圧力タンクに接続された真空バルブ５と、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃを貫通して真空バルブ５に電気的に接続されたブッシング導体１１ａ，１１ｂと、圧力タンク１の外部に設けられ、ブッシング導体１１ａ，１１ｂを流れる電流を測定する変流器９ａ，９ｂを備えた電力開閉装置において、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの上部に変流器９ａ，９ｂが設置される筒状の変流器設置部１ｄ，１ｅを設けると共に、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの外径Ｌ１を変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２より大きくしたものである。

Description

本発明は、電力の送配電および受電設備などに用いられる電力開閉装置に関する。

従来の乾燥空気を用いたガス絶縁開閉装置は電気的な絶縁を保つために、圧力タンク内に、０．４〜０．５ＭＰａ−ｇ程度の高いガス圧力で乾燥空気を封入し、さらに導体を絶縁物で覆うことで絶縁を確保していた(例えば特許文献１)。
また、ガス絶縁開閉装置に搭載される変流器は、圧力タンクに重量物である変流器の支持用リブが設けられており、その上に変流器が設置されていた(例えば特許文献２)。

特開２００３−３１９５１５号公報 特開２００７−３０６７０１号公報

上記のような従来のガス絶縁開閉装置は圧力タンク内ガス圧力が０．４〜０．５ＭＰａ−ｇ程度の高いガス圧力であり、低ガス圧力化を可能にするにはブッシング内の導体に絶縁物を設けて絶縁性能を確保すると共に、ブッシング・変流器の大型化を抑えつつ、変流器支持用リブを不要とし、軽量化、コスト削減を図ることが課題であった。

この発明は上記のような問題に鑑み、絶縁性能を確保できると共に、軽量化、コスト削減を図ることができる電力開閉装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係る電力開閉装置は、胴部から枝状に分岐した筒状の開口部を有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンクと、この圧力タンク内に収容され、一端が前記圧力タンクに接続された真空バルブと、前記圧力タンクの開口部を貫通して前記真空バルブに電気的に接続されたブッシング導体と、前記圧力タンクの外部に設けられ、前記ブッシング導体を流れる電流を測定する変流器を備えた電力開閉装置において、前記圧力タンクの開口部の上部に前記変流器が設置される変流器設置部を設けると共に、前記圧力タンクの開口部の外径を前記変流器設置部の外径より大きくしたものである。

この発明に係る電力開閉装置によれば、所望の絶縁性能を確保しつつ、変流器支持用リブ等の特別の支持部材を必要とせずに、圧力タンクの開口部の上に変流器を容易に設置することができ、軽量化、コスト削減を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態１による電力開閉装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態２による電力開閉装置を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による電力開閉装置を示す断面図である。
図１において、電気的に接地された圧力タンク１は、円筒状の胴部１ａを水平にして設置されており、圧力タンク１の上方には一対の円筒状の開口部１ｂ，１ｃが設けられると共に、これらの開口部１ｂ，１ｃの上部には、開口部と同軸をなし、開口部１ｂ，１ｃとフランジ１ｆ，１ｇで一体に結合された円筒状の変流器設置部１ｄ，１ｅが設けられている。

圧力タンク１の胴部１ａの水平方向一端には、絶縁支持筒２が支持板３に支持されている。絶縁支持筒２には、導電性の可動側コンタクトケース４と固定側コンタクトケース５が離間して設けられ、これらのコンタクトケースの間に真空バルブ６が保持され、その可動側電極導体６ａ及び固定側電極導体６ｂが水平に支持されている。真空バルブ６の可動側電極導体６ａは操作機構７により操作される絶縁操作ロッド８と接続され、可動側コンタクトケース４に挿通されると共に、電気的に接続されている。真空バルブ６の固定側電極導体６ｂは固定側コンタクトケース５に電気的に接続されている。

ここで、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃはその外径Ｌ１が、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２より大きく構成され、前記圧力タンク１の外部には、開口部１ｂ，１ｃと変流器設置部１ｄ，１ｅとの段部にあるフランジ１ｆ，１ｇを支持部としてそれぞれ変流器９ａ，９ｂが支持されている。一例を示すと、開口部１ｂ，１ｃの外径Ｌ１は３００ｍｍ程度、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２は２００ｍｍ程度に設定される。なお、９ｃ，９ｄは変流器９ａ，９ｂを覆う保護カバーである。

そして、圧力タンク１の上部には、ブッシング１０ａ，１０ｂが固定設置され、ブッシングにより包囲されたブッシング導体１１ａ，１１ｂが、圧力タンク１の変流器設置部１ｄ，１ｅ及びの開口部１ｂ，１ｃを貫通して可動側コンタクトケース４と固定側コンタクトケース５にそれぞれ接続されている。

更に、ブッシング導体１１ａ，１１ｂの変流器設置部１ｄ，１ｅに対応する部分には、熱硬化性樹脂等の絶縁物で形成された中間ブッシング１２ａ，１２ｂが設けられている。中間ブッシング１２ａ，１２ｂの外径は、変流器設置部１ｄ，１ｅに対応する部分より開口部１ｂ，１ｃに対応する部分の方が大きくなっている。この中間ブッシングによりブッシング取付部及び変流器設置部といった絶縁距離の短い箇所の絶縁性能が確保されると共に、外径の大きい部分で空間電界が低減される。
なお、１３ａ，１３ｂは、中間ブッシング１２ａ，１２ｂの表面に導電性ゴム、導電塗料等で形成された接地層で、この接地層より外部の圧力タンク1との空間を極小化でき、圧力タンク１の変流器設置部１ｄ，１ｅを小さくすることができる。

また、圧力タンク１及びブッシング１０ａ，１０ｂの内部には，絶縁性ガスとして水分含有量が１０ｐｐｍ以下の乾燥空気（最高使用ガス圧２ＭＰａ−ｇ未満）が封入されている。

なお、圧力タンク１は、その胴部１ａ、開口部１ｂ，１ｃ及び変流器設置部１ｄ，１ｅを鋼板で形成し、それらを溶接で一体に構成しても良いし、開口部１ｂ，１ｃ及び変流器設置部１ｄ，１ｅを含めて鋳物で製作することもできる。
また、開口部１ｂ，１ｃは概略円筒状でも概略円錐筒状であっても良い。

以上のようにこの実施の形態１によれば、胴部１ａに筒状の開口部１ｂ，１ｃを有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンク１と、この圧力タンク内に収容され、一端が圧力タンクに接続された真空バルブ５と、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃを貫通して真空バルブ５に電気的に接続されたブッシング導体１１ａ，１１ｂと、圧力タンク１の外部に設けられ、ブッシング導体１１ａ，１１ｂを流れる電流を測定する変流器９ａ，９ｂを備えた電力開閉装置において、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの上部に変流器９ａ，９ｂが設置される筒状の変流器設置部１ｄ，１ｅを設けると共に、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの外径Ｌ１を変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２より大きくしたことにより、変流器支持用リブ等の特別の支持部材を必要とせずに、曲げに対する強度を向上することができるため、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの上に変流器９ａ，９ｂを容易に設置することができ、軽量化、コスト削減を図ることが可能となる。

また、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃにおいて、ブッシング導体１１ａ，１１ｂに設けられた中間ブッシング１２ａ，１２ｂの径を大きくすることが可能となり、沿面電界、空間電界を下げることが可能となる。
更に、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径が開口部１ｂ，１ｃの外径より小さいため、圧力タンク１の軽量化および設置する変流器９ａ，９ｂの小型化が可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。

実施の形態２．
図２は実施の形態２を示す電力開閉装置の断面図である。同図において、圧力タンク１の胴部１ａ上方にある開口部１ｂ，１ｃおよび変流器設置部１ｄ，１ｅの構造は実施の形態１と同様である。圧力タンク１は地面から人の身長程度の高さ位置に設置されるため、同図に示すように圧力タンク１の胴部１ａにある、真空バルブ６の固定側電極導体６ｂに対向するフランジ１ｈを下方に向けて傾けて設け、これに、下から圧力タンク１の内部が見えるようにのぞき窓１ｉおよび窓蓋１ｊを設置している。

のぞき窓１ｉから真空バルブ６の両端におけるブッシング導体１１ａ，１１ｂの接続部を見ることができるため、故障時に圧力タンク上方の開口部１ｂ，１ｃより上部を取替える場合、フランジ１ｈを開けなくても、取替え作業が可能となる。
また、フランジ１ｈを下方に向けて傾け、のぞき窓１ｉを下方に向けているので、屋外に設置した場合でも明るい空の映り込みを防止することができ、窓を通して内部の確認を容易化できる。

本実施の形態では、組立完了後でもフランジ１ｈにあるのぞき窓１ｉから組立時の不良により発生する金属異物の発見が容易になり、不良低減が可能となる。

１ 圧力タンク、１ａ 胴部、１ｂ，１ｃ 開口部、１ｄ，１ｅ 変流器設置部、１ｆ，１ｇ フランジ、１ｈ フランジ、１ｉ のぞき窓、１ｊ 窓蓋、２ 絶縁支持筒、３ 支持板、４ 可動側コンタクトケース、５ 固定側コンタクトケース、６ 真空バルブ、６ａ 可動側電極導体、６ｂ 固定側電極導体、７ 操作機構、８ 絶縁操作ロッド、９ａ，９ｂ 変流器、９ｃ，９ｄ 保護カバー、１０ａ，１０ｂ ブッシング、１１ａ，１１ｂ ブッシング導体、１２ａ，１２ｂ 中間ブッシング、１３ａ，１３ｂ 接地層

本発明は、電力の送配電および受電設備などに用いられる電力開閉装置に関する。

従来の乾燥空気を用いたガス絶縁開閉装置は電気的な絶縁を保つために、圧力タンク内に、０．４〜０．５ＭＰａ−ｇ程度の高いガス圧力で乾燥空気を封入し、さらに導体を絶縁物で覆うことで絶縁を確保していた(例えば特許文献１)。
また、ガス絶縁開閉装置に搭載される変流器は、圧力タンクに重量物である変流器の支持用リブが設けられており、その上に変流器が設置されていた(例えば特許文献２)。

特開２００３−３１９５１５号公報 特開２００７−３０６７０１号公報

上記のような従来のガス絶縁開閉装置は圧力タンク内ガス圧力が０．４〜０．５ＭＰａ−ｇ程度の高いガス圧力であり、低ガス圧力化を可能にするにはブッシング内の導体に絶縁物を設けて絶縁性能を確保すると共に、ブッシング・変流器の大型化を抑えつつ、変流器支持用リブを不要とし、軽量化、コスト削減を図ることが課題であった。

この発明は上記のような問題に鑑み、絶縁性能を確保できると共に、軽量化、コスト削減を図ることができる電力開閉装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係る電力開閉装置は、胴部から枝状に分岐した筒状の開口部を有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンクと、この圧力タンク内に収容され、一端が前記圧力タンクに接続された真空バルブと、前記圧力タンクの開口部を貫通して前記真空バルブに電気的に接続されたブッシング導体と、前記圧力タンクの外部に設けられ、前記ブッシング導体を流れる電流を測定する変流器を備えた電力開閉装置において、前記圧力タンクの開口部の上部に前記変流器が設置される筒状の変流器設置部を設けると共に、前記圧力タンクの開口部の外径を前記変流器設置部の外径より大きくし、前記ブッシング導体の外周に、前記変流器設置部に対応する部分より前記開口部に対応する部分の方が大きい外径を有する絶縁物で形成された中間ブッシングを設けたものである。

この発明に係る電力開閉装置によれば、所望の絶縁性能を確保しつつ、変流器支持用リブ等の特別の支持部材を必要とせずに、圧力タンクの開口部の上に変流器を容易に設置することができ、軽量化、コスト削減を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態１による電力開閉装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態２による電力開閉装置を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による電力開閉装置を示す断面図である。
図１において、電気的に接地された圧力タンク１は、円筒状の胴部１ａを水平にして設置されており、圧力タンク１の上方には一対の円筒状の開口部１ｂ，１ｃが設けられると共に、これらの開口部１ｂ，１ｃの上部には、開口部と同軸をなし、開口部１ｂ，１ｃとフランジ１ｆ，１ｇで一体に結合された円筒状の変流器設置部１ｄ，１ｅが設けられている。

圧力タンク１の胴部１ａの水平方向一端には、絶縁支持筒２が支持板３に支持されている。絶縁支持筒２には、導電性の可動側コンタクトケース４と固定側コンタクトケース５が離間して設けられ、これらのコンタクトケースの間に真空バルブ６が保持され、その可動側電極導体６ａ及び固定側電極導体６ｂが水平に支持されている。真空バルブ６の可動側電極導体６ａは操作機構７により操作される絶縁操作ロッド８と接続され、可動側コンタクトケース４に挿通されると共に、電気的に接続されている。真空バルブ６の固定側電極導体６ｂは固定側コンタクトケース５に電気的に接続されている。

ここで、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃはその外径Ｌ１が、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２より大きく構成され、前記圧力タンク１の外部には、開口部１ｂ，１ｃと変流器設置部１ｄ，１ｅとの段部にあるフランジ１ｆ，１ｇを支持部としてそれぞれ変流器９ａ，９ｂが支持されている。一例を示すと、開口部１ｂ，１ｃの外径Ｌ１は３００ｍｍ程度、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２は２００ｍｍ程度に設定される。なお、９ｃ，９ｄは変流器９ａ，９ｂを覆う保護カバーである。

そして、圧力タンク１の上部には、ブッシング１０ａ，１０ｂが固定設置され、ブッシングにより包囲されたブッシング導体１１ａ，１１ｂが、圧力タンク１の変流器設置部１ｄ，１ｅ及びの開口部１ｂ，１ｃを貫通して可動側コンタクトケース４と固定側コンタクトケース５にそれぞれ接続されている。

更に、ブッシング導体１１ａ，１１ｂの変流器設置部１ｄ，１ｅに対応する部分には、熱硬化性樹脂等の絶縁物で形成された中間ブッシング１２ａ，１２ｂが設けられている。中間ブッシング１２ａ，１２ｂの外径は、変流器設置部１ｄ，１ｅに対応する部分より開口部１ｂ，１ｃに対応する部分の方が大きくなっている。この中間ブッシングによりブッシング取付部及び変流器設置部といった絶縁距離の短い箇所の絶縁性能が確保されると共に、外径の大きい部分で空間電界が低減される。
なお、１３ａ，１３ｂは、中間ブッシング１２ａ，１２ｂの表面に導電性ゴム、導電塗料等で形成された接地層で、この接地層より外部の圧力タンク1との空間を極小化でき、圧力タンク１の変流器設置部１ｄ，１ｅを小さくすることができる。

また、圧力タンク１及びブッシング１０ａ，１０ｂの内部には，絶縁性ガスとして水分含有量が１０ｐｐｍ以下の乾燥空気（最高使用ガス圧２ＭＰａ−ｇ未満）が封入されている。

なお、圧力タンク１は、その胴部１ａ、開口部１ｂ，１ｃ及び変流器設置部１ｄ，１ｅを鋼板で形成し、それらを溶接で一体に構成しても良いし、開口部１ｂ，１ｃ及び変流器設置部１ｄ，１ｅを含めて鋳物で製作することもできる。
また、開口部１ｂ，１ｃは概略円筒状でも概略円錐筒状であっても良い。

以上のようにこの実施の形態１によれば、胴部１ａに筒状の開口部１ｂ，１ｃを有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンク１と、この圧力タンク内に収容され、一端が圧力タンクに接続された真空バルブ５と、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃを貫通して真空バルブ５に電気的に接続されたブッシング導体１１ａ，１１ｂと、圧力タンク１の外部に設けられ、ブッシング導体１１ａ，１１ｂを流れる電流を測定する変流器９ａ，９ｂを備えた電力開閉装置において、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの上部に変流器９ａ，９ｂが設置される筒状の変流器設置部１ｄ，１ｅを設けると共に、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの外径Ｌ１を変流器設置部１ｄ，１ｅの外径Ｌ２より大きくしたことにより、変流器支持用リブ等の特別の支持部材を必要とせずに、曲げに対する強度を向上することができるため、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃの上に変流器９ａ，９ｂを容易に設置することができ、軽量化、コスト削減を図ることが可能となる。

また、圧力タンク１の開口部１ｂ，１ｃにおいて、ブッシング導体１１ａ，１１ｂに設けられた中間ブッシング１２ａ，１２ｂの径を大きくすることが可能となり、沿面電界、空間電界を下げることが可能となる。
更に、変流器設置部１ｄ，１ｅの外径が開口部１ｂ，１ｃの外径より小さいため、圧力タンク１の軽量化および設置する変流器９ａ，９ｂの小型化が可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。

実施の形態２．
図２は実施の形態２を示す電力開閉装置の断面図である。同図において、圧力タンク１の胴部１ａ上方にある開口部１ｂ，１ｃおよび変流器設置部１ｄ，１ｅの構造は実施の形態１と同様である。圧力タンク１は地面から人の身長程度の高さ位置に設置されるため、同図に示すように圧力タンク１の胴部１ａにある、真空バルブ６の固定側電極導体６ｂに対向するフランジ１ｈを下方に向けて傾けて設け、これに、下から圧力タンク１の内部が見えるようにのぞき窓１ｉおよび窓蓋１ｊを設置している。

のぞき窓１ｉから真空バルブ６の両端におけるブッシング導体１１ａ，１１ｂの接続部を見ることができるため、故障時に圧力タンク上方の開口部１ｂ，１ｃより上部を取替える場合、フランジ１ｈを開けなくても、取替え作業が可能となる。
また、フランジ１ｈを下方に向けて傾け、のぞき窓１ｉを下方に向けているので、屋外に設置した場合でも明るい空の映り込みを防止することができ、窓を通して内部の確認を容易化できる。

本実施の形態では、組立完了後でもフランジ１ｈにあるのぞき窓１ｉから組立時の不良により発生する金属異物の発見が容易になり、不良低減が可能となる。

１ 圧力タンク、１ａ 胴部、１ｂ，１ｃ 開口部、１ｄ，１ｅ 変流器設置部、１ｆ，１ｇ フランジ、１ｈ フランジ、１ｉ のぞき窓、１ｊ 窓蓋
２ 絶縁支持筒、３ 支持板、４ 可動側コンタクトケース、５ 固定側コンタクトケース、６ 真空バルブ、６ａ 可動側電極導体、６ｂ 固定側電極導体、７ 操作機構、８
絶縁操作ロッド、９ａ，９ｂ 変流器、９ｃ，９ｄ 保護カバー、１０ａ，１０ｂ ブッシング、１１ａ，１１ｂ ブッシング導体、１２ａ，１２ｂ 中間ブッシング、１３ａ，１３ｂ 接地層

Claims (7)

1. 胴部から枝状に分岐した筒状の開口部を有し、絶縁性ガスを封入された圧力タンクと、この圧力タンク内に収容され、一端が前記圧力タンクに接続された真空バルブと、前記圧力タンクの開口部を貫通して前記真空バルブに電気的に接続されたブッシング導体と、前記圧力タンクの外部に設けられ、前記ブッシング導体を流れる電流を測定する変流器を備えた電力開閉装置において、
   前記圧力タンクの開口部の上部に前記変流器が設置される筒状の変流器設置部を設けると共に、前記圧力タンクの開口部の外径を前記変流器設置部の外径より大きくした
   ことを特徴とする電力開閉装置。
2. 前記変流器設置部は、前記圧力タンクの開口部と一体に構成されていることを特徴とする請求項１記載の電力開閉装置。
3. 前記圧力タンクの前記真空バルブの固定側電極導体に対向する端部に、のぞき窓を有するフランジを下方に向けて傾けて設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電力開閉装置。
4. 前記ブッシング導体の前記開口部及び変流器設置部に対応する部分には、絶縁物で形成された中間ブッシングが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の電力開閉装置。
5. 前記圧力タンクの内部には、絶縁性ガスとして水分含有量が１０ｐｐｍ以下の乾燥空気が封入されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の電力開閉装置。
6. 前記圧力タンクは、溶接または鋳物によって製作されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の電力開閉装置。
7. 前記圧力タンクの開口部は、概略円筒状または概略円錐筒形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の電力開閉装置。

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