KR101243892B1 - 진공 스위치 기어 - Google Patents

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아유무 모리타
다카시 사토
도모아키 우츠미
마코토 야노
겐지 츠치야
마사토 고바야시
슈이치 기쿠카와
준이치 가타기리
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 소형의 진공 스위치 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 절연 용기(15)에 접촉 이탈 자유로운 한 쌍의 접점을 가지는 진공 밸브(80, 90)를 몰드한 진공 스위치 기어(1)에 있어서, 진공 밸브(80, 90)의 가동 도체(81, 91)와 연결한 절연 로드(105)를 구비하고, 이 절연 로드(105)가 관통하며, 또한 절연 용기(15)에 절연 고무(501)를 거쳐 고정하는 절연 부싱(500)을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

진공 스위치 기어 {VACUUM SWITCH GEAR}
본 발명은, 소형 경량화되고, 성능 및 신뢰성이 우수한 진공 스위치 기어에 관한 것이다.
수전설비에 있어서는, 부하 전류 또는 사고 전류를 차단하기 위한 진공 차단기, 부하의 보수 점검을 행할 때에 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로기와 접지 개폐기, 계통전압·전류의 검출장치, 또한 보호 릴레이 등이 수납된 폐쇄형 배전반(스위치 기어라고 한다)을 설치하고 있다.
이 스위치 기어의 절연 방식은 다종 다양하고, 종래부터의 기중(氣中) 절연반, SF6 가스를 사용한 큐비클형 GIS에 더하여, 요즘에는 환경 대응의 관점에서 압축 공기, 진공, 또한 고체 몰드 등의 절연 방식이 등장하고 있다. 고체 몰드 절연 방식이란, 스위치 기어의 주회로를 구성하는 진공 밸브나 접속 도체와 같은 주회로 기기를, 에폭시 수지와 같은 절연재료로 몰드하여, 절연 외피를 형성한 것이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1]
일본국 특개2007-28699호 공보
그러나, 종래의 고체 몰드 절연 방식에서는, 진공 밸브의 가동 도체가 절연내력(絶緣耐力)이 낮은 대기 중에 존재하기 때문에, 절연 거리를 충분히 확보할 필요가 있어, 결과적으로 장치가 대형화하는 문제가 있었다. 특허문헌 1과 같이, 절연 용기로 주위를 덮어, 스위치 기어의 폭 방향 및 안길이방향의 확대를 억제하는 방법도 있으나, 절연 용기 그 자체가 대형이 된다. 또, 대기 중 절연의 경우, 오염 등의 주위 환경의 영향을 고려할 필요가 있어, 연면(沿面)거리를 충분히 확보해야 한다.
본 발명은, 상기의 사항에 의거하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 소형의 진공 스위치 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 스위치 기어는, 절연 용기에 접촉 이탈 자유로운 적어도 한 쌍의 접점을 가지는 진공 밸브를 몰드하여 이루어지는 진공 스위치 기어에 있어서, 상기 진공 밸브의 가동 도체와 연결한 절연 로드를 가지고, 당해 절연 로드가 관통하며, 또한 상기 절연 용기에 절연 고무를 거쳐 고정하는 절연 부싱을 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 진공 스위치 기어는, 각각이 접촉 이탈 자유로운 접점을 가지는 복수의 진공 밸브를 가지고, 당해 복수의 진공 밸브를 절연 용기에 몰드하며, 당해 절연 용기의 외표면의 도전 도장(塗裝)을 접지하여 이루어지는 진공 스위치 기어에 있어서, 상기 복수의 진공 밸브의 각각의 가동 도체와 연결한 복수의 절연 로드를 가지고, 당해 복수의 절연 로드가 관통하며, 또한 상기 절연 용기와 절연 고무를 거쳐 고정하는 절연 부싱을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 진공 밸브의 가동 도체와 연결한 절연 로드가 관통하고, 또한 상기 절연 용기에 절연 고무를 거쳐 고정하는 절연 부싱에 의하여, 스위치 기어의 폭 방향 및 안길이방향으로 절연 성능이 우수한 수지-고무-수지의 계면 절연을, 치수상, 비교적 여유가 있는 높이 방향으로 대기 중 절연을 적용하기 때문에, 절연 용기, 즉 스위치 기어 전체를 축소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태를 나타내는 측면도, 도 2는 정면도, 도 3은 배면도이다. 이들 도면에서, 진공 스위치 기어(1)는, 그 내부를 위에서부터 각각 구획된 저압 제어 구획부(2), 고압 스위치 구획부(3) 및 모선, 케이블 구획부(4)를 구비하고 있다.
모선, 케이블 구획부(4) 내에는, 고체 절연의 모선(5), 라인측이 되는 케이블(6), 부싱(CT7) 등이 배치되어 있다. 또, 고압 스위치 구획부(3) 내에는, 진공 2점 오프 3위치형의 개폐기[진공 2점 오프 3위치형 차단 단로기(BDS)](8), 진공 투입 용기 부착의 접지 개폐기(ES)(9), 전압 검출기(VD)(10) 및 조작장치(11)가 배치 되어 있다. 모선(5)은, 고체 절연에 의하여 SF6 가스를 필요로 하지 않고, 취급성의 향상과 안전성 확보를 실현하고 있다.
또, 상기한 본 발명의 진공 스위치 기어의 전기 회로도를 도 4에 나타낸다.
상기한 고압 스위치 구획부(3) 내에 배치된 진공 2점 오프 3위치형의 개폐기(BDS)(8), 진공 투입 용기 부착의 접지 개폐기(ES)(9) 및 전압 검출기(VD)(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 에폭시 수지(12)에 의하여 일체로 몰드되어 있다. 이 절연 용기(15)에 의하여, 개폐기부가 유닛화 되어, 소형 경량화를 실현할 수 있다. 또, 이 유닛화된 개폐기부는 상분리(相分離) 구성으로 되어 있고, 또한 그 상간(相間)에 차폐층(13)을 배치하여, 상간의 단락 사고의 발생이 억제되고 있다. 상기한 몰드의 외표면(14)은, 도포된 도전 도료에 의하여 접지되어, 접촉시의 안전성이 확보되어 있다.
상기한 유닛화된 개폐기부의 상세한 구성을, 도 1 및 도 5를 이용하여 상세하게 설명한다.
당해 도면에서, 진공 2점 오프 3위치형의 개폐기(BDS)(8)는, 2개의 진공 밸브(80, 90)와, 각 진공 밸브의 가동 도체(81, 91)를 연결하는 도체(100)로 구성되어 있다. 진공 밸브(80)는, 절연통을 구비하는 진공용기(82)와, 진공용기(82) 내에 수납된 고정 접점(83)과 가동 접점(84)을 구비하고 있다. 마찬가지로, 진공 밸브(90)는, 절연통을 구비하는 진공용기(92)와, 진공용기(92) 내에 수납된 고정 접점(93)과 가동 접점(94)을 구비하고 있다. 2개의 진공 밸브의 가동 도체(81, 91)는 도체(100)로 연결되어 있기 때문에, 가동 접점(84, 94)은 동시에 동작한다.
진공 밸브(80)의 고정 접점(83)은, 피더(103)를 거쳐 모선(5)에 접속되어 있다. 또, 진공 밸브(90)의 고정 접점(93)은, 피더(104)를 거쳐 케이블(6)에 접속되어 있다.
상기한 바와 같이, 가동 도체(81, 91)는 도체(100)로 연결되어 있고, 도체(100)에는 절연 로드(105)가 연결되어 있다. 이 절연 로드(105)는, 조작장치(11)에 의하여 조작되는 조작 로드(111)에 연결되어 있다.
가동 접점(84, 94)은, 조작 로드(111)에 의하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 통전(通電)하기 위한 폐쇄 위치(Y1), 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2) 및 낙뢰 등의 서지전압에 대하여 점검 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로 위치(Y3)의 3개의 위치에 정지한다.
상기한 2개의 가동 접점(84, 94)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각 개방 위치(Y2)에서 차단 갭(g2)을, 또, 단로 위치(Y3)에서 단로 갭(g3)을 확보하고 있다. 이 단로 갭(g3)은, 차단 갭(g2)의 대략 2배에 상당하는 거리로 설정되어 있다. 이와 같이, 단로시에 있어서의 단로 갭(g3)을, 차단 갭(g2)의 대략 2배로 설정하고, 또한 2개의 진공 밸브(80, 90)에서 2부분의 갭을 가짐으로써, 단로시의 절연 신뢰성을 향상시키고 있다.
진공 투입 용기 부착의 접지 개폐기(ES)(9)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 절연통을 구비하는 진공용기(71)와, 진공용기(71) 내에 고정되고, 피더(104)에 접속한 고정 접점(73)과, 가동 접점(74)을 구비하고 있다. 이 가동 접점(74)에는, 가 동 도체(75)가 연결되고, 또한 접지 개폐기용의 절연 조작 로드(112)에 접속되어 있다.
본 실시예의 진공 스위치 기어(1)에서는, 상간을 몰드 절연, 또한 극간(極間)을 2부분의 진공 절연으로 하고, 「상간 절연 > 단로시의 극간 절연 > 차단시의 극간 절연 > 접지 개폐기의 극간 절연」의 관계를 실현하여, 스위치 기어에 요구되는 절연 협조를 도모하고 있다. 만일의 고장의 경우에도, 적어도 일선 접지 고장으로 억제되어, 사고의 파급을 가능한 억제할 수 있다.
다음에, 개폐기(8)에서의 통전하기 위한 폐쇄 위치(Y1), 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2) 및 낙뢰 등의 서지전압에 대하여 점검 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로 위치(Y3)의 3위치로의 전환 및 접지 개폐기(9)를 조작하는 조작장치(11)의 상세한 구성에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다.
조작장치(11)의 구성 부품은, 고압 스위치 구획부(3) 내에 설치한 지지판(113)에 고정되어 있다. 조작장치(11)는, 대략적으로 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)을 폐쇄 위치(Y1)와 개방 위치(Y2)로 전환 조작하기 위한 제 1 조작기구(200), 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)을 개방 위치(Y2)와 단로 위치(Y3)로 전환 조작하기 위한 제 2 조작기구(300) 및 접지 개폐기(9)의 가동 접점(74)을 조작하는 제 3 조작기구(400)로 이루어져 있다.
먼저, 제 1 조작기구(200)의 구성을, 도 6, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 6에서, 지지판(113)에는, 제 1 축(201)이 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 이 제 1 축(201)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 레버(202)가 제 1 축(201)의 축선방향으로 3개 고정되어 있다. 이 레버(202)의 선단측은, 조작 로드(111)에 각각 연결되어 있다. 또, 제 1 축(201)의 일방측에는, 도 6 및 도 1에 나타내는 바와 같이, 레버 203이 레버 202와는 반대방향으로 고정되어 있다.
레버(203)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 연결부재(204)를 거쳐 전자석(205)의 구동축(206)이 연결되어 있다. 구동축(206)에는, 단면 T자 형상을 이루고 있는 가동 철심(207)이 고정되어 있다. 이 가동 철심(207)의 주위에는, 지지판(113)에 고정한 고정 철심(208)이 설치되어 있다. 고정철심(208)의 내부에는, 코일(209)과 원고리 형상의 영구자석(210)이 배치되어 있다. 구동축(206)에서의 레버(203)와 반대측에는, 트립 스프링 받이(211)가 설치되어 있다. 이 트립 스프링 받이(211)와 고정 철심(208)의 사이에, 트립 스프링(212)이 설치되어 있다.
이 전자석(205)은, 가동 접점(84, 94)이 폐쇄 위치(Y1)에 유지된 상태에서는, 영구자석(210)의 흡인력에 의하여, 트립 스프링(212)과 절연 로드(105)에 설치한 접압 스프링(도시 생략)의 축세력(蓄勢力)에 대항하는 유지력이 얻어지도록 되어 있다. 영구자석(210)의 흡인력, 이른바 자기 래치 방식을 구성하고 있다.
다음에, 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)을 개방 위치(Y2)와 단로 위치(Y3)로 전환 조작하기 위한 제 2 조작기구(300)의 구성을, 도 6을 이용하여 설명한다. 지지판(113) 상의 제 1 축(201)의 길이방향의 중간부에는, 레버(301)가 고정되어 있다. 이 레버(301)의 선단측에는, 핀(302)이 설치되어 있다. 이 핀(302)에는, 롤러(303)가 맞닿는다. 이 롤러(303)는, 크랭크 레버(304)의 일방측 선단에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 크랭크 레버(304)는, 지지판(113)의 하면측에 회전운동 가능하게 지지되어 있다.
크랭크 레버(304)의 타방측 선단에는, 전자석(305)의 구동축(306)이 연결되어 있다. 구동축(306)에는, 가동 철심(307)이 고정되어 있다. 이 가동 철심(307)의 주위에는, 지지판(113)에 고정한 고정 철심(308)이 설치되어 있다. 고정 철심(308)의 내부에는, 2개의 코일(309, 310)이 상하방향으로 배치되어 있다. 가동 철심(307)과 고정 철심(308)의 상부의 사이에는, 리턴 스프링(311)이 배치되어 있다.
상기 전자석(305)은, 각각의 코일(309, 310)을 여자(勵磁)함으로써, 가동 철심(307)을 상하방향으로 동작시키고 있다. 이 동작에 의하여, 크랭크 레버(304)는 회전운동한다. 이 크랭크 레버(304)의 회전운동에 의하여, 핀(302)과 롤러(303)의 맞닿는 위치를 변경시켜서, 레버(203)의 제 1 축(201) 둘레의 회전운동을 저지하거나, 또는 회전운동을 가능하게 하게 한다. 이것에 의하여, 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)은, 개방 위치(Y2)로부터 단로 위치(Y3)로의 이동이 저지되어 개방 위치(Y2)에 유지되고, 또 개방 위치(Y2)로부터 단로 위치(Y3)로의 이동이 가능해진다. 즉, 이 구성은, 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)에 있어서의 개방 위치(Y2)와 단로 위치(Y3)의 사이의 제 1 인터록 기구로 되어 있다.
다음에, 접지 개폐기(9)의 가동 접점(74)을 조작하는 제 3 조작기구(400)의 구성을, 도 6을 이용하여 설명한다. 지지판(113)에는, 제 2 축(401)이 회동 가능하게 지지되어 있다. 이 제 1 축(401)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 레버(402)가 제 1 축(401)의 축선방향으로 3개 고정되어 있다. 이 레버(402)의 선단측은, 조작 로드(112)에 각각 연결되어 있다. 또, 제 2 축(401)의 일방측에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 레버(403)가 레버(402)와는 반대방향에 고정되어 있다.
레버(403)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 연결부재(404)를 거쳐 전자석(405)의 구동축(406)이 연결되어 있다. 이 전자석(405)은, 상기한 제 1 조작기구(200)의 전자석(205)과 동일한 구성이고, 그 구동축(406)에는, 단면 T자형상을 이루고 있는 가동 철심(407)이 고정되어 있다. 이 가동 철심(407)의 주위에는, 지지판(113)에 고정한 고정 철심(408)이 설치되어 있다. 고정 철심(408)의 내부에는, 코일(409)과 원고리 형상의 영구자석(410)이 배치되어 있다. 고정 철심(408)과 지지판(113)의 하면의 사이에는, 차단용 스프링(411)이 설치되어 있다.
이 접지 개폐기(9)의 제 3 조작기구(400)와, 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)을 개방 위치(Y2)와 단로 위치(Y3)로 전환 조작하기 위한 제 2 조작기구(300)와의 사이에는, 제 2 인터록 기구가 설치되어 있다.
이 제 2 인터록 기구는, 개폐기 내의 가동 접점(84, 94)이 낙뢰 등의 서지전압에 대하여 점검 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로 위치(Y3)에 있을 때, 전자석(405)에 의하여 접지 개폐기(9)에서의 가동 접점(74)의 투입 동작을 가능하게 하고, 또, 개폐기 내의 가동 접점(84, 94)이, 전류를 통전하기 위한 폐쇄 위치(Y1) 및 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2)에 있을 때, 전자석(405)에 의하여 접지 개폐기(9)에서의 가동 접점(74)의 투입 동작을 불가능하게 하고, 또한, 접지 개폐기(9)의 가동 접점(74)이 투입 위치에 존재하는 경우에, 제 2 조작기구(300)에서의 전자석(205)의 작동을 불가능하게 하도록, 관련지어져 있다.
구체적으로는, 이 제 2 인터록 기구는, 제 3 조작기구(400)에서의 전자석(405)의 구동축(406)의 하방 끝에 설치한 핀(412)과, 제 2 조작기구(300)에서의 전자석(305)의 하측에서 제 2 축(401)과 평행하게 설치한 축(413)과, 이 축(413)에 설치되고, 제 2 조작기구(300)에서의 전자석(305)의 구동축(306)의 하단에 연결하는 레버(도시 생략)와, 축(413)에 설치되며, 상기 핀(412)과 걸어 맞추는 레버(414)로 구성되어 있다.
다음에, 상기한 본 실시예의 진공 스위치 기어의 동작을 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
개폐기(8) 내의 가동 접점(84, 94)이 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2)에 정지한 상태에서는, 제 1 조작기구(200)에서의 트립 스프링(212)의 리턴력에 의하여, 제 1 조작기구(200)에서의 레버(203)가, 도 1에서 제 1 축(201)을 지점으로 하여 시계방향의 회전력이 부여되고 있다.
이것에 의하여, 제 2 조작기구(300)를 구성하는 레버(301)의 선단측에 설치한 핀(302)은, 롤러(303)의 외주(外周) 상면에 맞닿아, 트립 스프링(212)의 리턴력에 의한 더 한층의 시계방향의 회전운동이 억제되고 있다. 즉, 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2)로부터 낙뢰 등의 서지전압에 대하여 점검 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로 위치(Y3)로의 이행이 저지된다.
다음에, 제 1 조작기구(200)에 의한 개방 위치(Y2)로부터 폐쇄 위치(Y1)로의 조작(투입 조작)을 설명한다. 제 1 조작기구(200)의 전자석(205)의 코일(209)에 통전하면, 그 구동축(206)이 도 6에 있어서 상방향으로 이동한다. 이 구동축(206)의 상방향으로의 이동에 의하여, 레버(202)가 제 1 축(201)을 지점으로 하여, 도 1 상, 반시계 방향으로 회전운동하고, 가동 접점(84, 94)을 폐쇄 위치(Y1) 방향으로 이동시킨다. 이 폐쇄 상태에서, 트립 스프링(212)과 접압 스프링은, 축세되어 개극(開極) 동작에 구비하는 상태가 되어 있다.
또한, 이 투입 동작에 의하여, 핀(302)은, 롤러(303)의 외주면으로부터 떨어진 상태가 되어 있다. 또, 롤러(303)는, 제 2 조작기구에서의 리턴 스프링(311)에 의하여, 위치 변화를 발생시키지 않고, 당초의 위치에 유지되어 있다.
상기한 바와 같이, 개폐기(8)가 폐쇄 상태인 경우, 제 2 조작기구(300)는, 제 1 조작기구(200)에 의한 단로 조작이 불가능하게 되도록, 안전성 강화의 필요의 관점에서, 기계적 인터록 기구를 구성하고 있다. 즉, 차단, 단로간의 기계적 인터록 중 하나인 「가동 접점이 폐쇄 위치에 존재하는 경우, 단로 조작을 불능으로 한다」는 것을 실현하고 있다.
다음에, 제 1 조작기구(200)에 의한 폐쇄 위치(Y1)에서 개방 위치(Y2)로의 조작(개극 조작)을 설명한다. 제 1 조작기구(200)에서의 전자석(205)의 코일(209)을, 투입 동작시와 역방향으로 여자하여, 영구자석(210)의 자속을 캔슬하면, 트립 스프링(212)과 접압 스프링의 축세력에 의하여, 그 구동축(206)이 도 1에 있어서 하방으로 이동한다. 이 구동축(206)의 하방으로의 이동에 의하여, 레버(203), 제 1 축(201)을 거쳐, 레버(301)가 도 1에서 시계방향으로 회전운동하나, 이 레버(301)의 시계방향의 회전은, 핀(302)과 롤러(303)의 외주 상면과의 맞닿음에 의하여 억제된다. 그 결과, 개폐기(8)의 가동 접점(84, 94)을 개방 위치(Y2)에 유지할 수 있다.
다음에, 제 2 조작기구(300)에 의한 개방 위치(Y2)에서 단로 위치(Y3)로의 조작(단로 조작)을 설명한다. 상기한 개폐기(8)의 개방 상태에서, 제 2 조작기구(300)에서의 전자석(305)의 상측의 코일(309)을 여자하면, 그 구동축(306)이 리턴 스프링(311)에 대항하여 상방으로 이동한다. 이 구동축(306)의 상방으로의 이동은, 크랭크 레버(304)를 거쳐 롤러(303)를 도 1에서 반시계 방향으로 회전운동시킨다. 이 롤러(303)의 반시계 방향의 회전운동에 의하여, 이 롤러(303)와 핀(302)의 맞닿는 위치가, 하방으로 내려간다. 그 결과, 레버(301), 제 1 축(201) 및 레버(202)를 거쳐, 조작 로드(111)가 상방으로 이동하고, 개폐기(8)의 가동 접점(82)은, 단로 위치(Y3)로 이동한다.
이 단로상태에서는, 제 1 조작기구(200)에서의 전자석(205)의 가동 철심(207)은, 영구자석대(210)보다 아래에 존재하도록 되어 있다. 그 때문에, 만일, 단로상태에서 제 1 조작기구(200)에서의 전자석(205)의 코일(209)을 여자하여도, 가동 철심(207)을 통과하는 자속은, 거의 없어 흡인력은 발생하지 않는다. 즉, 차단기와 단로기 사이의 기계적 인터록 「가동 접점이 단로 위치에 존재하는 경우, 투입 조작을 불능으로 한다」는 것을 실현하고 있다.
다음에, 제 2 조작기구(300)에 의한 단로 위치(Y3)에서 개방 위치(Y2)로의 조작을 설명한다. 단로상태에서, 제 2 조작기구(300)에서의 전자석(305)의 하측의 코일(310)을 여자하면, 구동축(306)의 상방 이동, 크랭크 레버(304)의 시계방향의 회동에 의하여, 롤러(303)는, 이것에 맞닿아 있는 핀(302)을 상방향으로 밀어 올리기 때문에, 개폐기(8)의 가동 접점(82)은, 개방 위치(Y2)로 이동한다.
다음에, 개폐기(8)의 가동 접점(82)이 전류를 차단하기 위한 개방 위치(Y2)에 있을 때, 제 2 인터록 기구에서의 레버(414)가, 제 3 조작기구(400)에서의 전자석(405)의 구동축(406)의 하방 끝에 설치한 핀(412)에 걸어 맞추고 있기 때문에, 전자석(405)에 의하여 접지 개폐기(9)의 투입 동작이 불가능하게 되어 있다.
또, 접지 개폐기(9)의 고정 접점(73)에 그 가동 접점(74)이 맞닿아 있을 때, 제 2 인터록 기구에서의 레버(414)가, 전자석(405)의 구동축(406)의 하방 끝에 설치한 핀(412)에 걸어 맞추고 있기 때문에, 제 2 조작기구(300)에 의한 작동이 불가능하게 되어 있고, 또한, 개폐기(8)의 가동 접점(82)이 낙뢰 등의 서지전압에 대하여 점검 작업자의 안전을 확보하기 위한 단로 위치(Y3)에 있을 때에는, 제 2 인터록 기구에서의 레버(414)가, 전자석(405)의 구동축(406)의 하방 끝에 설치한 핀(412)의 이동을 가능하게 하고 있기 때문에, 제 3 조작기구(400)에 의하여 접지 개폐기(9)의 투입이 가능하다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 제 2 조작기구(300)에 회전 자유로운 롤러(303)를 사용하였으나, 이 롤러(303)를 부분 원호형상의 캠으로 하는 것이 가능하다. 또, 제 1 조작기구(200) 및 제 3 조작기구(400)를, 적절하게 배치 변경하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 조작기구(200)에 전자 조작방식을 적용하였으나, 전동 스프링 방식 등 다른 조작방식을 채용하는 것도 가능하다.
여기서, 본 발명의 골자인, 2개의 진공 밸브(80, 90)의 가동 도체(81, 91)를 연결하는 도체(100)의 근방의 절연 구성에 대하여, 도 1 및 도 6을 이용하여 설명 한다. 도체(100)에 접속한 절연 로드(105)는, 에폭시 수지나 불포화 폴리에스테르로 제작된 절연 부싱(500)을 관통하고 있다. 이 절연 부싱(500)은, 실리콘 고무나 EP 고무 등의 절연 고무(501)를 거쳐, 절연 용기(15)에 고정한다. 이것에 의하여, 절연 용기(15)와 절연 부싱(500)은, 절연 고무(501)의 면압(面壓)을 받아, 수지-고무-수지의 계면 절연 구성이 실현된다. 고무를 이용한 계면 절연은, 단순한 대기 중 절연에 비하여 절연내력이 우수하기 때문에, 절연 거리가 단축되어 장치 소형 화를 실현할 수 있다.
절연 부싱(500)의 외표면은, 도장된 도전 도료를 접지하여, 사람의 접촉에 대한 안전성을 확보한다. 또, 내표면은, 절연 고무(501)와의 접촉면 및 절연 로드(105)의 관통 구멍을 제외하고 도전 도료를 도포하고, 배선(504) 등에 의하여, 진공 밸브(80, 90)의 가동측과 전기적으로 접속한다. 이 도전 도료에 의하여, 진공 밸브(80, 90)의 가동측이나 도체(100)는 전기적으로 실드된 상태가 되기 때문에, 부분 방전이나 절연 파괴의 발생을 회피할 수 있다.
또, 절연 부싱(500)과 절연 로드(105)는, 상하의 2개의 고무 링(502, 503)(O 링 등)을 거쳐 슬라이딩한다. 고무 링을 삽입하는 홈은, 절연 부싱(500) 측, 절연 로드(105) 측의 어느 쪽에 설치하여도 된다. 절연 로드(105)의 연면(沿面)은 대기 중 절연이 되나, 이들 고무 링(502, 503)에 의하여 기밀 유지되기 때문에, 오염과 손상 등, 주위 환경의 영향을 받지 않아, 절연 신뢰성이 향상된다.
또한, 절연 부싱(500)과 절연 로드(105)를 슬라이딩시켰기 때문에, 절연 로드(105), 즉 가동부의 직동성(直動性)이 실현되어, 진공 밸브(80, 90)의 가동 도체(81, 91)에는 조작 가이드를 설치하지 않아도 된다.
또, 절연 부싱(500)은, 접시 스프링(511)으로 상하방향의 이동을 가능하게 한 판(510)과 절연 고무(501)로 협지된 상태로 되어 있다. 이것은, 통전시의 발열 등에 의한 절연 고무(501)의 팽창에 대응하기 위해서이다. 접시 스프링(511) 대신 코일 스프링이어도 되고, 판(510)에 탄성을 갖게 하여도 된다.
상기한 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 절연 부싱(500), 절연 고무(501) 및 절연 용기(15)에 의하여 수지-고무-수지의 절연내력이 우수한 계면 절연이 형성되기 때문에, 폭방향 및 안길이방향의 치수를 저감한 진공 스위치 기어를 제공할 수 있다. 또, 절연 부싱(500)과 절연 로드(105)는, 고무 링을 거쳐 슬라이딩시키고 있기 때문에, 절연 부싱(500) 내부의 기밀이 확보되고, 주위 환경의 영향을 무시할 수 있다. 주위 환경의 영향을 회피한다는 관점에서는, 도 5의 상방, 503의 고무 링만이어도 된다. 이것에 의하여, 절연 로드(105)의 연면거리를 저감할 수 있고, 높이 방향의 치수도 축소화할 수 있다. 또한, 절연 부싱(500) 내부에 SF6 가스나 실리콘 겔 등의 절연내력이 우수한 매체를 봉입하면, 높이 치수를 더욱 저감할 수 있다. 또, 이 절연 부싱(500)은, 가동부의 직동성를 확보하기 위한 가이드의 역할도 한다. 즉, 계면 절연의 형성, 주위 환경의 영향 억제, 조작 가이드의 3개의 역할을 하는 절연 부싱(500)에 의하여, 진공 스위치 기어의 소형화, 신뢰성 향상을 실현할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 도 5의 부호 600은, 진공 압력의 건전성을 평가하기 위한 단자이다. 절연 부싱(500)의 외표면측에 몰드하고, 내표면의 도전 도료와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 단자(600)와 외표면의 도전 도료는 전기적으로 절연되어 있다.
진공 밸브의 압력 건전성은, 통상, 정기 점검에서, 극간에 전압을 인가하여 체크한다. 즉, 절연 파괴 하지 않으면 건전하고, 그렇지 않으면 불량이 된다. 본 실시예의 진공 스위치 기어의 경우, 진공 밸브(80, 90)의 일방이 불량이어도, 타방의 진공 밸브에서 절연이 확보되기 때문에, 이 방법으로는 평가할 수 없다. 단자(600)는, 이 문제를 해결하기 위하여 설치한 것이다.
진공 밸브(80)가 불량인 경우, 모선(5) 측으로부터 전압을 인가하면, 진공 밸브(80)의 내부에서 절연 파괴가 발생하여, 도체(100)의 전위가 상승한다. 이때, 절연 부싱(500)의 내표면에 실시한 도전 도료의 전위도 상승하기 때문에, 단자(600)에 유기(誘起)되는 전압을 측정하면, 진공 밸브의 압력 불량을 검지할 수 있다. 모선(5) 측으로부터 전압을 인가하면 진공 밸브(80)를, 케이블(6) 측으로부터 전압을 인가하면 진공 밸브(90)의 건전성을 각각 개별적으로 평가할 수 있다.
또, 본 스위치 기어를 피더반(盤)으로서 사용하는 경우, 단자(600)는, 전압 검출기(VD)로서도 사용 가능하다. 모선(5) 측으로부터 전력이 공급되고, 또한 개폐기(8)를 투입하여 부하에 그 전력을 보내면, 도체(100)의 전위가 상승하여, 단자(600)에는 유기전압이 발생하기 때문에, 단자를 장치 정면의 볼티지 인디케이터(voltage indicator)(도시 생략)에 접속하여 두면, 전압의 유무를 스위치 기어 외부에서 식별할 수 있다. 또한, 개폐기(8)를 개극하여도 「전압 있음」이 표시된 채인 경우는, 모선(5)에 접속된 진공 밸브(80)의 압력 불량이라고 판정할 수 있고, 건전성 평가도 가능하다.
도 7은, 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸다. 몰드한 2개의 진공 밸브(80, 90)의 가동 도체(81, 91)가 각각 독립적으로 조작할 수 있도록 되어 있고, 2개의 진공 밸브의 일방을 단로기, 타방을 차단기로서 사용한다. 가동 도체(81, 91)는, 집전자를 구비한 도체(100)를 관통하여 전기적으로 접속되고, 또한 개별적으로 절연 로드(105)에 접속된다. 절연 부싱(500)은, 2개의 절연 로드(105)가 관통하도록 한 것 이외는, 제 1 실시예와 동일하다.
도 8은, 본 발명의 제 4 실시예에서, 루프 수전방식에 적용되는 링 메인 유닛을 상정한 구성이다. 1에서 3의 3개의 라인과 각각 접속된 진공 밸브(80, 90, 60)가 에폭시 수지 등에 의하여 일체로 몰드되어 있다. 가동 도체(81, 91, 61)는 각각 독립적으로 조작할 수 있도록 되어 있고, 집전자를 구비한 도체(100)를 관통하여 전기적으로 접속되며, 또한 개별적으로 절연 로드(105)에 접속된다. 절연 부싱(500)은, 3개의 절연 로드(105)가 관통하도록 한 것 이외는, 제 1 및 제 3 실시예와 동일하다. 또한, 도 8은 3개의 라인의 경우이나, 4, 또한 그 이상의 라인 수의 경우에도 적용할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 제 5 실시예에서, 절연 부싱(500)을 고무로 제작한 경우 이다. 고무제의 절연 부싱(500)은, 부분 505에서 절연 로드(105)와 밀착 고정되어 있고, 절연 부싱(500) 내부의 기밀을 확보한다. 개폐기(8)의 가동 도체(81, 91)는, 고무제의 절연 부싱(500)을 변형시키면서 동작한다. 이 실시예에서는, 부위 506에서 절연 부싱(500)과 절연 용기(15)를 밀착시켜서, 계면 절연 구조를 형성한다. 고무제의 절연 부싱(500)이 계면 절연에 필수적인 절연 고무의 역할도 겸하기 때문에, 이전의 실시예에 비하여 부품수가 저감되는 이점이 있다.
도 10은, 본 발명의 제 6 실시예에서, 2개의 진공 밸브(80, 90)와 절연 부싱(500)을 함께 절연 용기(15)에 몰드한 구성이다. 절연 용기(15)의 주형금형에서, 2개의 진공 밸브(80, 90)의 가동 도체(81, 91)를 도체(100)로 연결하고, 이 도체(100)에 절연 로드(105)를 고정한다. 또한, 절연 부싱(500)을, 절연 로드(105)가 관통한 상태에서 금형에 고정하여 둔다. 이 실시예에서는, 절연 부싱(500)이 절연 용기(15)에 몰드된 구성이 되어, 절연 부싱(500)과 절연 용기(15)에 삽입하는 절연 고무가 불필요하게 된다. 즉, 수지-고무-수지가 아니라, 수지-수지의 계면 절연을 이용하고 있다. 또한, 수지끼리의 접합 강도를 강화하기 위하여, 절연 부싱(500)과 절연 용기(15)의 재료 종류는 동일한 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태를 나타내는 측단면도,
도 2는 도 1에 나타내는 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태를 나타내는 정면도,
도 3은 도 1에 나타내는 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태를 나타내는 배면도,
도 4는 도 1에 나타내는 본 발명의 진공 스위치 기어의 일 실시형태의 전기회로도,
도 5는 도 1에 나타내는 본 발명의 진공 스위치 기어를 구성하는 개폐기 부분의 종단면도,
도 6은 도 1에 나타내는 본 발명의 진공 스위치 기어를 구성하는 개폐기 부분 및 그 조작기구의 일 실시형태를 일부 단면으로 확대하여 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명의 진공 스위치 기어의 제 3 실시형태를 나타내는 측단면도,
도 8은 본 발명의 진공 스위치 기어의 제 4 실시형태를 나타내는 측단면도,
도 9는 본 발명의 진공 스위치 기어의 제 5 실시형태를 나타내는 측단면도,
도 10은 본 발명의 진공 스위치 기어의 제 6 실시형태를 나타내는 측단면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공 스위치 기어 2 : 저압 제어 구획부
3 : 고압 스위치 구획부 4 : 모선, 케이블 구획부
5 : 모선 6 : 케이블
8 : 진공 2점 오프 3위치형의 개폐기
9 : 접지 개폐기 11 : 조작장치
80, 90 : 진공 밸브 100 : 도체
105 : 절연 로드 500 : 절연 부싱
501 : 절연 고무 600 : 단자

Claims (8)

  1. 절연 용기에 접촉 이탈 자유로운 적어도 한 쌍의 접점을 가지는 진공 밸브를 몰드하여 이루어지는 진공 스위치 기어에 있어서,
    상기 진공 밸브의 가동 도체와 연결한 절연 로드를 가지고, 당해 절연 로드가 관통하며, 또한 상기 절연 용기에 절연 고무를 거쳐 고정하는 절연 부싱을 구비한 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연 부싱의 외표면, 및 상기 절연 고무와의 밀착면과 상기 절연 로드가 관통하는 부분을 제외한 내표면에 도전 도장을 실시함과 함께, 외표면의 도전 도장을 접지하고, 또한, 내표면의 도전 도장을 상기 가동 도체와 동일 전위로 한 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  3. 각각이 접촉 이탈 자유로운 접점을 가지는 복수의 진공 밸브를 가지고, 당해 복수의 진공 밸브를 절연 용기에 몰드하며, 당해 절연 용기의 외표면의 도전 도장을 접지하여 이루어지는 진공 스위치 기어에 있어서,
    상기 복수의 진공 밸브의 각각의 가동 도체와 연결한 복수의 절연 로드를 가지고, 당해 절연 로드가 관통하며, 또한 상기 절연 용기에 고정되는 고무제의 절연 부싱을 구비한 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 진공 밸브와 상기 절연 부싱이 함께 상기 절연 용기에 몰드되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 절연 부싱의 외표면, 및 상기 절연 고무와의 밀착면과 상기 절연 로드가 관통하는 부분을 제외한 내표면에 도전 도장을 실시함과 함께, 상기 외표면의 도전 도장을 접지하고, 또한, 상기 내표면의 도전 도장을 상기 가동 도체와 동일 전위로 한 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 가동 도체가, 폐쇄, 개방, 단로의 3 위치에 정지하는 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 절연 로드와 상기 절연 부싱이, 링 형상의 고무를 거쳐 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 절연 부싱의 외표면 측에, 외표면의 도전 도장과는 전기적으로 절연되고, 또한 내표면의 도전 도장과 대향하도록 단자를 몰드하며, 당해 단자의 유기(誘起)전압을 측정하는 수단을 구비하고, 상기 복수의 진공 밸브를 오프 상태로 하며, 각 진공 밸브의 고정측으로부터 전압을 인가하고, 상기 단자에 전압이 유기된 경우에 상기 진공 밸브의 압력 이상(異常)이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 진공 스위치 기어.
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