KR101267214B1

KR101267214B1 - 개폐기 유닛 및 개폐기 유닛을 탑재하는 스위치 기어

Info

Publication number: KR101267214B1
Application number: KR1020110125467A
Authority: KR
Inventors: 미끼 야마자끼; 겐지 쯔찌야; 아유무 모리따; 도모아끼 우쯔미
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2013-05-24
Also published as: TWI445269B; MY179324A; EP2458697A3; HK1171562A1; JP5423657B2; CN102543557B; SG181273A1; EP2458697B1; EP2458697A2; US20120132622A1; CN102543557A; US8872054B2; KR20120059401A; TW201244312A; JP2012119102A

Abstract

본 발명에 있어서 냉각 성능을 향상시키는 개폐기 유닛 또는 개폐기 유닛을 탑재하는 스위치 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 과제를 해결하기 위한 개폐기 유닛은, 가동 전극 및 고정 전극을 갖는 개폐기 유닛이며, 상기 개폐기 유닛은 수지에 의해 몰드되어 있고, 상기 수지는 방열용의 수지 핀을 구비하고 있고, 상기 방열용의 수지 핀은 핀의 길이 방향으로 두께가 구배를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

개폐기 유닛 및 개폐기 유닛을 탑재하는 스위치 기어{SWITCH UNIT AND SWITCH GEAR INSTALLING SWITCH UNIT}

본 발명은 수지 몰드한 개폐기 유닛 및 개폐기 유닛을 탑재하는 스위치 기어에 관한 것으로, 특히 그들의 냉각 성능을 향상시키는 것이다.

스위치 기어는 수배전 기기로서, 전력 계통에 배치되어, 발전소로부터 보내지는 발전 전력을 수전하여 부하측으로 배전하는 것이다. 스위치 기어 내부는 대전류가 흐르고 있어, 사용 시에 있어서는 전류의 도통부를 중심으로 고온으로 되므로, 냉각 성능을 구비할 필요가 있다.

여기서, 냉각 성능을 구비하는 스위치 기어로서 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허 문헌 1에서는 스위치 기어를 덮는 수지층에 수지제 또는 금속제의 핀을 설치함으로써 냉각 성능을 높이고 있다.

일본 특개 2001-160342호 공보

여기서, 특허 문헌 1에 기재된 스위치 기어는 핀의 높이나 간격은 일정하므로, 수지 특성에 따라 효율적인 냉각을 행하는 것은 곤란하다.

따라서 본 발명에서는 냉각 성능을 향상시키는 개폐기 유닛 또는 개폐기 유닛을 탑재하는 스위치 기어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 개폐기 유닛은, 가동 전극 및 고정 전극을 갖는 개폐기를 갖고, 상기 개폐기 유닛은 수지에 의해 일체로 주형되어 있고, 상기 수지는 수지 핀을 구비하고 있고, 상기 수지 핀의 두께가 수지 핀의 길이 방향으로 구배를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 스위치 기어는 상기 개폐기 유닛과, 모선과, 부하측 케이블과, 상기 개폐기 유닛을 조작하는 조작기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 개폐기 유닛, 또는 스위치 기어에 따르면, 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시예에 관한 개폐기 유닛의 측단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 관한 방열 핀을 발췌하여 도시하는 도면이다.
도 3은 핀의 두께(d)와 핀의 효율의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 온도를 변화시킨 경우에 있어서의 핀의 높이(l)와 최적 핀 간격의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 관한 방열 핀을 발췌하여 도시하는 도면이다.
도 6은 제3 실시예에 관한 스위치 기어를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하는 데 있어서 적합한 실시예에 대해 설명한다. 또한, 하기는 어디까지나 실시예에 지나지 않고, 실시 형태를 특정하는 것이 아닌 것은 물론이다.

제1 실시예

제1 실시예에 대해 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 관한 개폐기 유닛은, 접지되어 있는 금속 케이스(21)와, 상기 금속 케이스(21)에 접속되는 에폭시 등의 고체 절연물(2)(수지)과, 상기 고체 절연물(2)에 의해 일체 주형된 진공 밸브(26)와, 접지 단로부(27)와, 모선용 부싱(13)과, 케이블용 부싱(28)으로 주로 구성되어 있다.

진공 밸브(26)는 고정측 세라믹스 절연통(29), 가동측 세라믹스 절연통(30), 고정측 단부판(31) 및 가동측 단부판(32)을 접속하여 구성되는 진공 용기(8) 내에, 고정측 전극(16), 가동측 전극(17), 고정측 전극(16)과 접속되는 고정측 도체(5), 가동측 전극(17)과 접속되는 가동측 도체(6) 및 세라믹스 절연통(29, 30)을 전극의 개폐 시의 아크로부터 보호하기 위한 아크 실드(25)를 배비하고 있다. 그리고 고정측 도체(5)는 케이블용 부싱 중심 도체(15)와 접속되어, 부하측으로 전력을 배전할 수 있도록 되어 있다. 케이블용 부싱 중심 도체(15)는 고정측 도체(5)에 대해, 직교 방향으로 배치되어 있고, 케이블용 부싱 중심 도체(15)와 고정측 도체(5)에 끼워지는 개소는 도체가 집중되어, 사용 시에 열이 상승하기 쉽다. 또한, 가동측에는 진공 밸브(26) 내의 진공 상태를 유지한 채, 가동측 도체(6)의 가동을 실현하기 위한 벨로즈(22)를 배치하고 있다. 진공 밸브(26)는 가동측 단부판(32)과 가동측 도체(6)에 접속된 벨로즈(22)에 의해 내부의 진공을 유지하면서 가동측 전극(17), 가동측 도체(6)를 축 방향으로 이동 가능하게 함으로써 투입ㆍ차단 상태를 전환하고 있다. 또한, 벨로즈(22)와 가동측 도체(6)의 접속부 근방에는, 개폐 시의 아크 등으로부터 벨로즈(22)를 보호하기 위해, 벨로즈 실드(33)를 설치하고 있고, 아울러 벨로즈(22) 단부에 있어서의 전계의 집중을 완화시킬 수도 있다. 가동측 도체는(6) 기중 절연 및 고체 절연된 진공 밸브(26)용 조작 로드(18)와 접속되어 있고, 상기 진공 밸브용 조작 로드(18)는, 도시하지 않은 조작기에 접속되어 있다. 고정측 세라믹스 절연통(29)의 주위에는 고정측 단부판(31)과의 접속부에 있어서의 전계 집중을 완화시키기 위한 고정측 전계 완화 실드(34)를 배치하고, 가동측 세라믹스 절연통(30)의 주위에는 가동측 단부판(32)과의 접속부에 있어서의 전계 집중을 완화시키기 위해 가동측 전계 완화 실드(35)를 각각 배치하고 있다.

접지 단로부(27)는 모선용 부싱 중심 도체(14)와 접속되어 있고, 이 중심 도체를 통해 모선측에 접속되는 부싱용 고정 전극(3)과, 접지 전위로 되어 있는 접지측 고정 전극(가이드)(19)과, 그들의 축 방향 중간에 위치하여, 플렉시블 도체(20)를 통해 진공 밸브(26)측의 가동측 도체(6)와 전기적으로 접속되는 중간 고정 전극(9)을 구비하고 있고, 내부는 기중 절연되어 있다. 또한, 이들 각 고정 전극은 내경을 모두 동등하게 하고, 직선 형상으로 배치되어 있다. 이들 각 고정 전극에 대해, 접지 단로부 가동 도체(4)가 직선 형상으로 접지 단로부(27) 내를 이동함으로써, 폐쇄ㆍ단로ㆍ접지의 3위치로 전환하는 것이 가능해진다. 접지 단로부 가동 도체(4)는, 기중 절연 및 고체 절연된 조작 로드(18)와 연결되어 있고, 도시하고 있지 않은 조작 기구에 의해 가동이 가능해진다. 그리고 접지 단로부 가동 도체(4) 중, 상기한 각 고정 접점과 접촉하는 부위를 스프링 접점(10)으로 구성함으로써, 접지 단로부 가동 도체(4)의 가동을 방해하지 않고, 또한 탄성력에 의해 확실하게 접촉을 실현할 수 있도록 하고 있다.

모선용 부싱(13)은 모선용 부싱 중심 도체(14)의 주위를 고체 절연물(2)로 덮음으로써, 또한 케이블용 부싱(28)은, 케이블용 부싱 중심 도체(15)의 주위를 고체 절연물(2)로 덮음으로써 구성되어 있다.

진공 밸브용의 조작 로드(12), 접지 단로부용의 조작 로드(18), 고체 절연물(2)의 재료로서는, 절연 특성 및 기계적 강도를 고려하고, 또한 성형성도 좋은 점에서 에폭시 수지를 사용하고 있다. 또한, 조작 로드(12, 18), 고체 절연물(2)은, 각각 자신에 의한 고체 절연과 함께, 주위의 기체에 의한 기체 절연이 이루어지고 있다.

그리고 접지 단로부 가동 도체(4), 고정측 도체(5), 가동측 도체(6), 기중부(7), 진공 용기(8)는 고체 절연물(2)에 의해 일체 주형되어 있고, 접지 단로부 가동 도체(4), 고정측 도체(5), 가동측 도체(6)를 덮는 고체 절연물(2)의 외표면에는 고체 절연물(2)과 동일한 부재로 형성되는 방열 핀(1)을 설치하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 열 발생원에 가장 가까운 외표면이 방열 핀의 최장의 두께 개소 1'로 되도록 하고 있고, 열 발생원으로부터 이격되어 감에 따라, 상기 외표면의 방열 핀(1)의 두께(d)가 서서히(연속적으로) 짧아지고 있다. 여기서, 열 발생원에는 도체가 집중되는 부위(저항으로 되는 도체의 밀도가 높으므로), 전극끼리가 접촉하는 부위(접촉 저항이 발생하므로)가 해당한다. 또한, 고체 절연물(2)이 덮고 있으면 기밀성이 높아지므로 방열 성능도 저하되고, 또한 열이 저류되기 쉽다. 한편, 상기한 열 발생원의 주위라도, 열 발생원의 주위가 기체로 둘러싸여 있는 경우에는, 방열 성능이 높아져, 발열성은 높아도 열의 저류 장소로는 되기 어렵다. 이러한 점으로부터, 도체가 집중되는 부위이고, 또한 주위를 고체 절연물(2)이 덮고 있는 부위에 해당하는 케이블용 부싱 중심 도체(15) 및 진공 밸브(26)에 끼워지는 방열 핀은, 핀의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 핀의 두께가 얇아지도록 하고 있다. 또한, 전극끼리가 접촉하는 부위이고, 또한 주위를 고체 절연물(2)이 덮고 있는 부위에 해당하는 스프링 접점(10)과 부싱용 고정 전극(3)의 주위에 설치한 핀의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 핀의 두께가 얇아지도록 하고 있다. 본 명세서 중에는 열 발생원이고, 또한 고체 절연물(2)로 덮어져 있는 부위를 열 축적 개소라고 하는 것으로 한다. 모선용 부싱(13)이나 케이블용 부싱(28)의 주위는 열 축적 개소에 해당한다.

다음에, 본 실시예에 관한 개폐기 유닛의 사용 시의 상태에 대해 설명한다. 전력 계통에 개폐기 유닛이 접속되어 있는 경우, 개폐기 유닛 내로 모선으로부터 전력이 공급되고 있게 되고, 또한 접지 단로부(27)가 폐쇄 위치에 있고, 진공 개폐기도 투입되어 있으면, 전력 계통측으로부터 모선을 경유하여 모선용 부싱 중심 도체(14)→부싱용 고정 전극(3)→스프링 접점(10)→접지 단로부 가동 도체(4)→스프링 접점(10)→중간 고정 전극(9)→플렉시블 도체(20)→가동측 도체(6)→가동측 전극(17)→고정측 전극(16)→고정측 도체(5)→케이블용 부싱 중심 도체(15)를 통하여 케이블을 통해, 부하측으로 전력이 보내진다. 이 경우, 상기 각 전류 도통부에는 저항값에 따라 줄열이 발생한다. 스위치 기어와 같이 고전압이 인가되는 경우, 발열량은 매우 커지므로, 방열성을 고려하는 것은 기기 제작상 필요불가결한 사항으로 된다.

통전 시에 각 부에서 발생하는 줄열은, 스프링 접점(10)을 통한 부싱용 고정 전극(3)과 접지 단로부 가동 도체(4)의 접점 부위나, 가동측 전극(17)과 고정측 전극(16)의 접촉 부위에서 커지고, 또한 이들 부위의 근처에, 특히 고정측 도체(5)와 진공 용기 단부가 고정된 부위 부근에 방열한 열이 국소적으로 저류되기 쉬운 환경으로 되어 있다. 또한, 개폐기 내부의 각 도체인 접지 단로부 가동 도체(4)나 고정측 도체(5) 및 가동측 도체(6)의 도체 온도가 상승하므로, 온도 상승에 수반되는 열 전자 방출이 촉진되어 절연 성능이 저하되어버린다. 온도 상승을 방지하기 위해, 발열 자체를 억제하는 것을 생각할 수 있고, 구체적으로는 접지 단로부 가동 도체(4), 고정측 도체(5), 가동측 도체(6)를 크게 하여 전류 밀도를 낮추거나, 혹은 개폐부에서는 전극(16, 17)에 대한 접촉압을 크게 하여, 접촉 저항을 낮추는 것을 생각할 수 있다. 그러나 전자는 장치 전체의 대형화로 연결되고, 후자는 조작 기구에 의해 큰 구동력을 필요로 하므로 회선마다의 용량을 크게 하는 것으로 연결되어, 결국 어떤 경우도 장치가 대형화될 가능성이 있다.

따라서 저항 저감에 의한 발열량을 저감시키는 것이 아니라, 방열 성능을 향상시키는 것이, 온도 상승 대책으로서 유효해진다. 방열 성능을 향상시킬 때, 통전 시의 개폐기의 각 부에서 발생하는 줄열은, 전극끼리의 접점 및 도체를 중심으로 발열하는 것을 감안하여, 이들 발열 부위 부근을 중심으로 하여, 방열하는 것이 보다 효율적으로 된다. 그러나 본 실시예에 관한 개폐기 유닛과 같이, 개폐기 유닛을 고체 절연물(2)에 의해 일체 주형한 경우에, 상기 고체 절연물(2)의 외표면 전체를 냉각용의 핀 형상으로 하면, 고체 절연물(2)의 외표면과 개폐기 유닛이 수납되는 스위치 기어의 반(盤)의 온도차가 낮은 부위, 즉 방열 성능을 향상시킬 필요성이 적은 개소까지, 일률적으로 냉각용의 핀을 설치하게 된다.

특히, 고체 절연물제의 핀을 설치하는 경우, 금속과 비교하여 열전도율이 작은 점에서, 고체 절연물제의 핀 내에 온도 분포가 발생하여, 발열 부위로부터 이격된 개소에는 열이 전해지지 않아, 이러한 부위에 방열용의 핀을 설치해도 방열 성능의 향상에 기여하는 정도는 작다. 핀을 전체에 설치하는 것은 개폐기 유닛 전체의 중량의 증대에 연결되므로, 불필요하게 핀을 설치하지 않고, 방열 성능의 향상에 충분하게 기여할 수 있는 위치에 핀을 배치하도록, 핀의 형상이나 그 설치 위치를 결정하는 것이 바람직하다.

따라서 본 실시예에 관한 개폐기 유닛에서는, 케이블용 부싱 중심 도체(15) 및 진공 밸브(26)에 끼워지는 방열 핀은, 핀의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 핀의 두께가 얇아지도록 하고 있다. 또한, 스프링 접점(10)과 부싱용 고정 전극(3)의 주위에 설치한 핀에 대해서도 핀의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 역시 핀의 두께가 얇아지도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 전류 도통 시에 전류 도통 부위에는 줄열이 발생한다. 그리고 발생한 줄열은 주위의 매체에 전해지고, 주위의 매체로부터 외부로 방열된다. 여기서, 케이블용 부싱 중심 도체(15) 및 진공 밸브(26)에 끼워지는 고체 절연물(2)에는, 케이블용 부싱 중심 도체(15)와 진공 밸브(26) 내의 도체의 양쪽에서 발생하는 열이 전달되므로, 보다 방열 성능을 높일 필요가 있다. 본 실시예에서는, 케이블용 부싱 중심 도체(15) 및 진공 밸브(26)에 끼워지는 방열 핀은, 핀의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 핀의 두께가 얇아지도록 하고 있다. 열 축적 부위인 상기 부는 핀의 두께를 크게 함으로써, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 열 축적 부위인 상기 부로부터 이격됨에 따라, 도체의 밀집도는 저하되어, 대체로 발열 부위 근방이 아니게 되는 동시에, 고체 절연물제의 핀은 열전도율이 작기 때문에, 열 축적 부위로부터의 열도 전달되기 어려워지므로, 양 관점으로부터 방열 성능을 향상시킬 필요성은 적어진다. 따라서 대형화를 방지하기 위해, 열 축적 부위인 상기 부로부터 이격됨에 따라 서서히 방열 핀(1)의 두께를 얇게 하는 것으로 하고 있다.

마찬가지로, 스프링 접점(10)과 부싱용 고정 전극(3)의 주위에 설치되는 고체 절연물(2)에 대해서도, 부싱용 고정 전극(3), 접지 단로부 가동 도체(4) 및 스프링 접점(10)과 부싱용 고정 전극(3)의 접점 부위를 덮고 있어, 열 축적 부위로 된다. 따라서 상기 부위에 설치되는 방열 핀(1)에 대해서는, 방열 핀(1)의 두께를 크게 하고 있고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 방열 핀(1)의 두께가 얇아지도록 하고 있다.

이들에 의해, 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 동시에, 필요 이상으로 대형화하는 것도 없어진다.

방열 핀의 최적의 설계 조건에 대해 설명한다. 통상, 수지 외피의 방열 핀(1)의 형상은 도 2에 도시한 바와 같이 두께(d), 높이(l), 판 두께(t), 핀 간격(b)에 의해 형성되므로, 이들 형상 파라미터를 적절하게 결정할 필요가 있다. 기본적으로 방열 핀(1)은 주위로의 전열면을 확대하여 표면의 열 밀도를 내리는 것이므로, 전열면적이 커질수록 성능은 좋아진다. 그러나 불필요하게 표면적을 확대해도, 표면의 열전달률의 저하나, 방열 핀(1) 선단까지의 전열 효율의 저하가 예상된다. 즉, 방열 핀(1)이 가장 효과적인 경우는, 방열 면 전체가 열원과 동일한 온도로 되어 있는 경우이다. 따라서 금속에서는 열전도율이 크고 온도 분포가 현저하게 발생하기 어렵지만, 고체 절연물(2)에서는 열전도율이 작고, 온도 분포가 현저하게 발생하므로, 방열 핀(1)의 두께를 일률적으로 하지 않고, 방열 핀(1)이 효과적인 냉각을 행할 수 있도록, 방열 핀(1)에 구배를 갖게(핀의 길이 방향으로 구배를 갖게) 하고 있다.

핀의 효율은 「방열 핀의 전체 표면이 열원의 온도와 동등하다고 한 경우의 방열량」에 대한 「실제의 방열량」의 비율을 나타낸 것으로, 유효하게 작용하고 있는 표면적의 비율이라고도 해석할 수 있다. 핀의 효율은 쌍곡선 정접 함수(tanh)를 사용하여 다음과 같이 나타낸다.

예를 들어, 길이 100㎜이고 판 두께가 1㎜인 알루미늄판(열전도율 0.17W／㎜℃)의 일단부에 발열이 부여된 경우, 평균 열전달률 1O×1O^-6W／㎟℃로 하면, 핀 효율은 73％ 정도로 된다. 따라서 수학식 1을 사용하여 최적의 핀의 두께를 결정할 수 있다.

고체 절연물(2)제의 방열 핀(1)의 경우에 대해, 방열 핀의 두께와 핀 효율의 관계를 도 3에 나타낸다. 고체 절연물(2)제의 방열 핀(1)의 경우, 절연 내력 확보를 위해 핀 선단에 R3 이상의 R 가공을 형성하는 경우, 핀 판 두께(t)의 제한이 10㎜ 이상으로 된다. 따라서 도 3은 핀 판 두께 t＝1O㎜, 자연 공냉 상정의 평균 열전도율 1O×1O^-6W／㎟℃, 수지의 열전도율 0.6×10^-3W／㎜℃를 사용하여, 수학식 1에 대입하여, 핀의 효율을 구하고 있다. 핀의 두께 d＝5㎜ 이하에서 효율은 100％로 되지만, 수지 핀의 성형은 금형을 사용하여 행하므로, 핀 선단과 핀의 홈 바닥의 코너부에 각각 R3의 R 가공을 형성하는 것을 고려하여 제작하면 1O㎜ 이상의 두께가 필요하다. 따라서 핀의 두께 d＝1O㎜로 한 경우의 자연 공냉에서 사용하는 방열 핀의 최적 핀 간격(b)(동일한 체적에서 열 저항을 최소로 하는 핀 간격)는 다음 식으로 개산할 수 있다(참고 문헌 : 이토 긴지, 쿠니미네 나오키, 트러블을 피하기 위한 전자 기기의 열 대책 설계, 일간 공업 신문).

도 4에 온도 상승(△T) 범위에서의 최적 수지 방열 핀의 간격과 수지 방열 핀 높이의 관계를 나타낸다. 온도 상승(△T)이 작고, 핀의 높이가 커질수록 핀 간격은 커진다. 핀의 간격이 너무 작으면 열 저항이 커지므로, 자연 공냉의 경우는 5㎜ 이상 간격을 둘 필요가 있다. 수지 몰드 구조 전체를 핀 구조로 하는 경우, 핀 높이는 300㎜로 되어 수지 내부의 허용 온도 상승 △T＝20℃에서의 적절한 핀 간격은 10㎜로 된다. 따라서 설계 조건(절연 성능)을 고려한 최적의 수지 방열 핀 형상은 두께 d＝1O㎜, 판 두께 t＝1O㎜, 핀 간격 b＝1O㎜로 된다.

본 실시예에 관한 개폐기 유닛에서는, 방열 핀(1)이 핀의 길이 방향에 있어서, 그 두께가 구배를 갖도록 한 것에 의해, 두께가 구배를 갖고 있지 않은 경우와 비교하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 동시에, 불필요하게 대형화하는 것을 방지할 수 있다.

그리고 이러한 두께가 열 축적 개소에서 커지고, 상기 부로부터 이격됨에 따라, 두께가 얇아지도록 한 것에 의해, 통전 시에 발생하는 온도 조건에 보다 적합한 냉각을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 관한 개폐기 유닛은, 차단기와, 접지 개폐기를 고체 절연물(2)에 의해 일체로 몰드한 것으로, 절연 특성을 높이면서 최적화함으로써, 소형화가 도모되어 있다. 이와 같은 소형화가 도모된 개폐기 유닛에 있어서는, 밀폐성이 높아, 열이 집중되기 쉬우므로, 발열성의 저하가 아닌, 방열 성능 향상에 대한 요구는 크다. 본 실시예에서는, 이러한 개폐기 유닛의 고체 절연물(2)에 방열 핀(1)을 설치하고, 구배를 설치하는 것으로 하였으므로, 보다 적합한 것으로 된다. 또한, 대형화도 방지할 수 있으므로, 소형화의 실현을 방해하는 일이 없다. 오히려, 방열 성능도 가미한 개폐기 유닛으로서는, 매우 소형화된 것으로 된다.

또한, 이러한 접지 개폐기를 본 실시예에서는 접지 단로부로 하여, 단로 기능도 집약하였으므로, 상기 점에 더하여 소형화를 더욱 실현하고 있다. 이러한 가일층의 소형화를 실현한 개폐기 유닛과 본 실시예에 관한 방열 핀(1)의 상성이 더욱 좋은 것은, 말할 필요도 없는 것이다.

제2 실시예

제2 실시예에 대해, 도 5를 사용하여 설명한다. 본 실시예에서는 방열 핀(41)의 구배가 제1 실시예와 같이 서서히(연속적으로) 감소하는 대신에, 단계적으로(불연속으로) 증가 또는 감소하는 것으로 하고 있다. 이 이외의 점에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지이므로, 중복 설명은 생략한다.

본 실시예와 같이 방열 핀(41)을 구성해도 제1 실시예에서 서술한 다양한 효과를 모두 발휘하는 것이 가능하다. 양쪽 실시예에 공통적으로 중요한 것은, 수지제의 방열 핀의 두께를 일률적으로 하지 않고, 구배를 갖는다고 하는 것 및 가일층의 효과를 발휘하기 위해 열 축적부의 방열 핀의 두께를 가장 두껍게 하는 것이다.

제3 실시예

제3 실시예에 대해 도 6을 사용하여 설명한다. 본 실시예에 관한 스위치 기어는, 전력 계통측에 접속되어 전력을 수전하는 모선(40)과, 모선(40)에 접속되어 개폐기를 갖는 개폐기 유닛(25)과, 개폐기 유닛(25)으로부터의 전력을 부하측으로 배전하는 케이블(42)과, 제1 실시예에 관한 개폐기 유닛(25)과 케이블(42)을 연결하는 케이블 헤드(45)와, 개폐기 유닛(25) 내의 개폐기를 조작하는 조작기(43)와, 과전류 검출 시나 낙뢰 시 등에 기기를 보호하는 보호계전기 등을 수납하는 제어 기기실(44)로 개략 구성된다.

개폐기 유닛(25)에 대해서는, 제1 실시예에서 설명한 것에 관계없이, 상기 각 실시예에서 설명한 내용의 모두를 포함시켜 다양한 것이 적용 가능하다. 이때, 적어도 상기한 각 효과는 스위치 기어에 적용함으로써, 감소되는 것이 아니다.

본 실시예에 관한 스위치 기어에 대해, 개폐기 유닛(25)에, 핀의 길이 방향으로 두께가 구배를 갖는 방열용의 수지 핀을 구비함으로써, 스위치 기어(반) 내에서 주로 발열성이 높은 장소가 개폐기 유닛인 것으로부터, 스위치 기어 전체적으로 보았을 때에도 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 스위치 기어 내의 주요부인 개폐기 유닛을 소형화할 수 있음으로써, 스위치 기어 전체를 소형화하는 것도 가능해지는 것은 더욱 특필해야 할 점이다.

1, 41 : 방열 핀
1', 41' : 방열 핀의 최장의 두께
2 : 고체 절연물
3 : 부싱용 고정 전극
4 : 접지 단로부 가동 도체
5 : 고정측 도체
6 : 가동측 도체
7 : 기중부
8 : 진공 용기
9 : 중간 고정 전극
10 : 스프링 접점
11 : 케이블용 부싱
12, 18 : 조작 로드
13 : 모선용 부싱
14 : 모선용 부싱 중심 도체
15 : 케이블용 부싱 중심 도체
16 : 고정측 전극
17 : 가동측 전극
19 : 접지측 고정 전극(가이드)
20 : 플렉시블 도체
21 : 금속 케이스
22 : 벨로즈
26 : 진공 밸브
27 : 접지 단로부
28 : 케이블용 부싱
29 : 고정측 세라믹스 절연통
30 : 가동측 세라믹스 절연통
31 : 고정측 단부판
32 : 가동측 단부판
33 : 벨로즈 실드
34 : 고정측 전계 완화 실드
35 : 가동측 전계 완화 실드

Claims

가동 전극과, 상기 가동 전극에 대향하는 고정 전극을 갖는 개폐기와,
상기 가동 전극 또는 상기 고정 전극의 한쪽에 전기적으로 접속되는 동시에, 모선과 접속되는 부싱 도체와,
상기 가동 전극 또는 상기 고정 전극의 다른 쪽에 전기적으로 접속되는 동시에, 케이블과 접속되는 부싱 도체를 갖는 개폐기 유닛이며,
상기 개폐기 유닛은 수지에 의해 일체로 주형되어 있고,
상기 수지는 수지 핀을 구비하고 있고, 상기 수지 핀의 두께가 상기 수지 핀의 길이 방향으로 구배를 갖는 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제1항에 있어서,
상기 수지 핀의 두께는, 열 축적 개소의 근처에서 두껍게, 발열량이 적은 부위의 근처에서 얇게 되는 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제2항에 있어서,
상기 열 축적 개소는, 상기 각 부싱 도체의 주위이고, 상기 부싱 도체의 주위에서 상기 수지 핀의 두께는 가장 두껍게 되는 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개폐기는 투입ㆍ차단 기능을 구비하는 차단기 및 투입ㆍ접지를 전환 가능한 접지 개폐기인 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제4항에 있어서,
상기 차단기는 상기 가동 전극 및 상기 고정 전극을 내부가 진공인 진공 용기 내에 수납하는 진공 차단기이고,
상기 접지 개폐기는 투입ㆍ접지의 전환에 더하여, 또한 단로로의 전환도 가능한 접지 단로 개폐기인 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제1항에 있어서,
상기 핀의 두께는 연속적으로 증가 또는 감소하는 부위를 갖는 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제1항에 있어서,
상기 핀의 두께는 단계적으로 증가 또는 감소하는 부위를 갖는 것을 특징으로 하는, 개폐기 유닛.
제1항에 기재된 개폐기 유닛과, 모선과, 부하측 케이블과, 상기 어느 하나의 가동 전극을 조작하는 조작기를 구비하는, 스위치 기어.