KR20040040358A - 금속폐쇄형 개폐장치 - Google Patents

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KR20040040358A
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Abstract

모선측 도체를 탱크에 고정하기 위한 지지애자의 설치를 필요치 않게 하며, 탱크를 한층 컴팩트하게 할 수 있는 금속폐쇄형 개폐장치를 제공한다.
절연가스를 충전하는 탱크(2)의 내부에 수용되고, 축방향 일단부가 이 탱크에 고정된 절연통과, 이 절연통의 내부에 대략 동축으로 배치되어 가동측 통전축 (7b)이 상기 절연통의 일단부 방향으로 향해진 진공밸브(7)와, 상기 절연통의 타단부 근방에 이 절연통의 축방향과 교차하는 방향에 설치되고 모선측 도체(14)를 절연 지지하는 모선고정부(8b)를 구비하도록 구성한 것이다.

Description

금속폐쇄형 개폐장치{METAL-ENCLOSED SWITCHGEAR}
본 발명은 진공밸브를 사용한 금속폐쇄형 개폐장치에 관한 것이다.
종래의 진공밸브를 사용한 금속폐쇄형 개폐장치에서는 절연가스를 밀봉한 탱크내벽에 모선측 도체를 고정하기 위해, 탱크내벽에 모선측 도체 등을 지지하기 위한 지지애자 등의 부착부재가 설치되어 있었다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1]
일본국 특개평 11-185577호 공보(6P, 도 3)
이와 같은 종래의 금속폐쇄형 개폐장치에서는, 탱크내벽에 지지애자 등의 부착부재를 설치하고 있으므로서 장치를 더욱 소형화 하는 것이 곤란하다는 과제가 있었다.
즉 일본 특허문헌 1의 6P, 도 3에서는 절연가스를 밀봉한 탱크내벽에 모선측 도체를 지지고정하기 위한 애자가 설치되어 있다. 애자에는 이하 2점, 즉 (1) 단락전류의 통전에 의해 모선측 도체에 발생하는 전자충격력에 이겨내고, (2) 애자양단에서 절연파괴(모선측 도체축은 고압, 탱크내벽측은 접지 때문에)가 생기지 않는 것이 최저한 필요한 것이다.
첫번째의 조건의 내충격력 확보를 위해서는 애자의 경방향 치수는 무조건 작게할 수는 없다. 이에 기인해서 제품의 폭방향의 치수(동도면 안쪽방향)의 축소가 곤란해진다. 즉 동도면의 개폐장치의 구조에서는 애자가 수평으로 3개 나란히 한다. 경이큰 애자가 배치되면, 개폐장치의 폭방향 치수가 필연적으로 커진다.
애자의 부착부분에 어느 정도의 스페이스가 필요로 하게 되는 점을 고려하면, 더욱더 폭방향의 축소는 곤란하다.
두번째의 조건의 절연파괴 방지를 위해서는, 애자의 길이방향 치수를 크게 하지 않을 수 없다. 어느 길이의 절연물의 연면파괴 전압은 동일길이의 가스공간의 파괴전압 보다도 보통 낮아진다.
따라서, 애자를 사용하면 그 길이는 가스공간이 절연거리에 비해 아무래도 큰 값이 된다. 이 결과 개폐장치의 특히 안쪽방향(동도면 좌우방향)이 커져버린다.
본 발명은 모선측 도체를 탱크에 고정하기 위한 지지애자의 설치를 필요로 하지 않고 탱크를 한층 컴팩트하게 할 수 있는 금속폐쇄형 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명에 관한 금속폐쇄형 개폐장치는 금속광체와, 이 금속광체의 내부에 진공밸브, 절연통 및 단로부를 구비한 것으로 상기 절연통은 그 축방향 일단이 상기 금속광체에 고정되고 상기 축방향 타단 근방에 모선측 도체를 절연지지하는 모선고정부를 구비하고, 상기 진공밸브는 상기 절연통의 내부에 고정되고 상기 축방향 일단측에 가동축 통전축을 상기 축방향 타단측에 고정측 통전축을 각각 구비하고, 상기 단로부는 접속도체를 통해서 상기 가동측 통전축과, 전기적으로 접속되어상기 절연통의 외주에 고정된 블레이드 지지부재와, 상기 모선측 도체에 접속고정된 모선단자와, 일단이 상기 블레이드 지지부재에 회동이 자유롭게 부착되어 타단이 상기 모선단자와 접리함으로서 단로기로서 기능하는 블레이드를 구비한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 금속폐쇄형 개폐장치를 개략적으로 표시하는 요부측면 단면도.
도 2는 도 1의 X-X선에서의 화살표방향 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 금속폐쇄형 개폐장치의 요부를 표시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 금속폐쇄형 개폐장치의 전체를 표시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2의 절연통상용기를 표시하는 사시도.
도 6은 도 5의 절연통상용기를 개구단부측에서 본 도면.
도 7은 3상의 절연통상용기가 병설되어 있는 모습을 표시하는 사시도.
도 8은 절연통상용기의 측면개구 부근의 확대도.
도 9는 베리어 높이 A1,A2와 파괴전압의 관계를 표시하는 상간 관계도.
도 10은 도9의 결과를 얻기 위해 사용한 모의 전극을 표시하는 도면.
도 11은 가스공극 거리 D와 파괴전압과의 관계를 표시하는 상간 관계도.
도 12는 도 11의 결과를 얻기 위해 사용한 모의 전극을 표시하는 도면.
도 13은 가요도체와 절연통상용기와의 거리와 파괴전압과의 관계를 표시하는 상간 관계도이다.
도 14는 도 13의 상간의 파괴전압에 관한 결과를 얻기 위해 사용한 모의 전극을 표시하는 도면.
도 15는 도 13의 대지간의 파괴전압에 관한 결과를 얻기 위해 사용한 모의 전극을 표시하는 도면.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 금속폐쇄형 개폐장치의 절연통상용기를 표시하는 사시도.
도 17은 절연통상용기의 측면개구가 설치된 위치의 단면도에 가요도체를 가해서 표시하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 금속폐쇄형 개폐장치를 개략적으로 표시하는 요부측면 단면도.
도 19는 도 18의 Y-Y선에서의 화살표방향 단면도.
도 20은 새로운 변형예를 도 19와 같은 요량으로 표시하는 도면.
도 21은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 금속폐쇄형 개폐장치를 개략적으로 표시하는 요부측면 단면도.
도 22는 도 21의 Z-Z선에서의 화살표방향 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 금속광체, 2 : 탱크,
6 : 부착판, 7 : 진공밸브,
7a : 고정측 통전축, 7b : 가동측 통전축,
8 : 절연통, 8a : 부착부,
8b : 모선고정부, 8c : 관통공,
8d : 블레이드 지지부, 9 : 부하측 도체,
12 : 블레이드, 13 : 접속도체,
14 : 모선측 도체,15 : 접지단자,
20 : 블레이드 지지부재, 101 : 밀봉용기,
102 : 절연통상용기, 102b : 프랜지부,
102c : 개구단부, 102d : 제1의 절연 베리어부,
102e : 측면개구, 102h : 제2의 절연 베리어부,
103 : 진공밸브, 103a : 고정단자,
103b : 가동단자, 104 : 중간단자,
105 : 단로기, 105a : 지점부,
105b : 폐쇄측 고정자, 105c : 블레이드,
105d : 접지측 고정자, 106 : 가요도체,
118 : 접지개폐기 단자, 122 : 절연통상용기,
202 : 진공밸브, 202c : 단판,
202d : 단판, 202f : 고정측 통전축,
202g : 가동측 통전축, 203 : 절연지지물,
203c : 공부, 203d : 부착부,
203e : 단로기 지지부,203f : 모선측 도체지지부,
205 : 블레이드 지지대, 206 : 블레이드,
207 : 모선측 단자, 208 : 접지단자,
209 : 모선측 도체, 213 : 탱크,
214 : 부하측 도체, 215 : 가요도체,
219 : 부착판, 232 : 부하측 단자판,
241 : 단로기, 242 : 접기개폐기.
실시의 형태 1.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 금속폐쇄형 개폐장치를 개략적으로 표시하는 것으로, 도 1은 측면 단면도, 도 2는 도 1의 화살표방향 X-X선에서의 요부 단면도이다. 금속폐쇄형 개폐장치를 구성하는 금속광체(1)는 도면의 좌측이 전면부, 우측이 후방부로서 사용하게 되고 후방(안쪽) 상방부에 절연가스가 충진되는 탱크(2), 전방상 방부에 제어실(3), 그 하부의 전방 중앙부에 조작기구실(4) 및 최하부 케이블실(5)이 각각 설치되고 내부가 구획되어 있다.
상기 탱크(2)내의 하부에는 진공밸브(7)를 각 상별로 각각 수용한 3개의 절연통(8)이 수평방향으로 병설되어 있다.
각 절연통(8)은 일단부인 전방(도면의 좌측) 측단부에 설치된 프랜지 모양의 부착부(8a)에서 조작기계실(4)와의 칸막음을 겸한 부착부로서의 부착판(6)에 고정되어 있다.
상기 절연통(8)은 예를 들면, 에폭시수지 등의 고체절연물로 만들어져 있고, 타단부인 후방(도면의 우방) 측단부 근방에는 이 절연통(8)의 중심축과 교차하는 방향에 돌출설치된 모선고정부(8b)가 일체적으로 형성되어 있다. 따라서, 후술하는 모선측 도체(14)는 이 모선고정부(8b)를 통해서 절연통(8)에 의해 견고하게 고정지지 되게 된다.
또, 축방향 대략 중앙부에 관통공(8c)가 설치되고, 또 그 관통공(8c) 근방의 외주부에 블레이드 지지부(8d)가 일체적으로 형성되어 있다.
상기 진공밸브(7)는 진공용기 내부에 상세도시를 생략하고 있는 고정전극과 가동전극이 수용되어 구성되어 있다. 이 고정전극에는 고정측 통전축(7a)이 가동전극에는 가동측 통전축(7b)가 각각 접속되고, 진공밸브 단판(7c)으로부터 축방향의 서로 반대측에 돌출되어 있다. 그리고 상기 절연통(8)의 타단부인 후방(도면의 우측)측에 고정측 통전축(7a)를 일단부, 즉 탱크(2)내에의 절연통(8)의 고정부(도면의 좌측)측에 가동측 통전축(7b)을 향해서 수용되고, 고정측 통전축(7a)은 절연통 (8)의 타단부에 고정된 부하측 도체(9)에 전기적, 물리적으로 접속 고정되어 있다.
또 가동측 통전축(7b)은 부착판(6)을 관통하는 진공밸브 조작부재(10)에 대해, 절연로드(11)를 통해서 연결되어 있다.
또 진공밸브(7)의 중심축 방향으로 뻗고 있는 상기 절연통(8)의 대략 중앙부 보다 전방(도면의 좌측)의 부분은 진공밸브(7)와 부착판(6)과의 절연거리를 확보하기 위해 한 몫을 하고 있다.
다음 본 실시의 형태 1의 단로기, 접지개폐기 부분의 구성에 대해 설명한다. 절연통(8)의 대략 중앙 외주부에 설치된 블레이드 지지부(8d)에는 블레이드 지지부재(20)가 고착되어 있다.
예를 들면 주형시에 매금으로 직접 매립하고, 또는 도시를 생략해서 너트부재를 파묻고 그 너트부재에 대해 나사체결을 하는 등 해서 고정되어 있다. 블레이드(12)는 이 블레이드 지지부재(20)에 회동가능하게 지지되어 있다. 또 이 블레이드(12)는 절연통(8)에 설치된 관통공(8c)을 삽통해서 설치된 가요성의 접속도체 (13)에 의해 진공밸브(7)의 가동측 통전축(7b)과 전기적으로 접속되어 있다.
또 절연통(8)의 타단부측에 설치된 모선고정부(8b)는 부하측 도체(9)와 모선측 도체(14)와의 연면 절연거리를 확보하기 위해 도면의 상하방향에 소정의 길이가 돌출하도록 해서 형성되어 있고, 그 선단부에 모선측 도체(14)의 하단부가 고정되어 있다.
상기 모선측 도체(14)의 소정부에는 통전시에 블레이드(12)와 접촉하는 모선단자(14a)가 설치되고, 또 부착판(6)의 탱크(2)의 내측 소정부에는 접지시에 블레이드(12)와 저촉하는 접지단자(15)가 설치되어 있다. 그리고 블레이드(12)는 절연로드로 된 블레이드 조작부재(16)에 의해 탱크(2) 전방의 조작기구실(4)로부터 파선으로 표시한 바와 같이 회동조작 된다. 그리고, 도 1의 실선으로 표시한 바와 같이 선단부가 모선단자(14a)와 접촉해 있는 위치에서는 통전시의 상태(투입상태)가 되고 또 블레이드(12)의 선단부가 파선 A로 표시하는 접지단자(15)와 접촉해 있는 위치에서는 접지의 상태이고, 상기 통전위치와 접지위치의 중간의 파선 B로 표시하는 위치에 보존했을 때는 단로상태가 된다.
또 상기와 같이 진공밸브(7), 절연통(8), 블레이드(12) 등을 사용해서 구성된 단로기와 접지개폐기의 일체기구는 각상 모두 같게 구성되고, 3상분이 1세트가되어 있고 일괄조작 된다. 또, 진공밸브(7)를 고정하고 있는 부하측 도체(9)는 부싱(18)을 통해서 케이블(19)과 접속되어 있다.
또 모선측 도체(14)는 모선(17)과 접속되어 있다.
다음 상기와 같이 구성된 실시의 형태 1의 동작에 대해 설명한다. 금속폐쇄형 개폐장치에서는 단로기와 접지개폐기를 겸하도록 구성된 블레이드(12)와 모선단자(14a)와의 접촉점은 단락 전류통전시에 접촉점이 전자반발력에 의해 떨어지는 것을 방지하기 위해 도사하지 않은 스프링에 의해 충분한 접점 접압이 부여되어 있다. 이 때문에 단로기의 개폐시에는 접점의 마찰력에 의해 모선단자(14a) 및 모선측 도체(14)에 상당한 힘이 걸린다.
또 단락전류 통전시에는 모선측 도체(14)나 단로, 접지에 사용되는 블레이드 (12)에 큰 전자력이 발생하므로, 모선측 도체(14)나 블레이드(12)의 고정이 불충분 한 경우, 이들을 변형시키는 요인이 된다. 그러나 이 실시의 형태가 되는 금속폐쇄형 개폐장치에서는 모선측 도체(14)는 절연통(8)과 일체로 형성된 모선고정부 (8b)에 견고하게 고정지지 되어 있으므로 이상과 같은 기계력, 전자력에 대해서도 충분히 이겨낼 수가 있다.
또 종래와 같이 지지애자를 사용해서 모선측 도체(14)를 탱크(2)의 내벽에 고정된 경우에는 지지애자를 사용함으로서 고전압이 인가되는 도체와 접지전위의 탱크 내벽 사이에 연면을 절연물이 들어가게 되어 그만큼 절연내력이 저하하고, 절연거리를 크게 취할 필요가 있었다. 그러나 본 발명에 의한 금속폐쇄형 개폐장치의 구성에서는 지지애자를 사용하지 않았으므로 모선측 도체(14)와 탱크(2)의 거리를 작게할 수가 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 실시의 형태 1에 의하면, 진공밸브를 수납하는 절연통에 단로기, 모선측 도체, 부하측 도체를 배치함으로서, 전계가 높은 진공밸브 단부에서의 부분방전이나 절연파괴를 절연통의 방전 베리어 효과로 억제하고 또 단로기의 기능을 컴팩트에 배치해서 금속폐쇄형 개폐장치의 컴팩트화가 가능해진다. 또 모선측 도체(14)와 모선단자(14a)를 탱크(2)에 고정하기 위한 지지애자가 없이도 단로기의 삽발력이나 통전전류에 의한 전자력을 이겨내는 모선측 도체의 지지방법을 얻을 수가 있으므로 부품점수의 삭감이 가능한 외에 절연거리 축소에 의한 스위치기어의 컴팩트화가 가능하고, 또 저코스트화도 될 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 단로기를 구성하는 단로 블레이드와 모선단자가 함께 절연통이라는 같은 부재에 고정되어 있으므로, 별도 지지애자를 사용하는 종래방식에 비해 단로 블레이드를 모선단자에 스므즈하게 접촉시키기 위한 미조정이 불필요하게 된다. 이 결과 단시간에 조립이 가능해지고 조립 코스트화를 저감할 수 있다는 효과도 있다.
그런데 상기 실시의 형태의 설명에서는 모선고정부(8b)를 절연통(8)의 축방향에 대략 직교하는 방향으로 설치한 경우를 도시하였으나 반드시 직각에 한정되는 것은 아니다. 또, 모선고정부(8b)를 절연통(8)과 일체 주형하는 경우에 대해 설명하였으나 반드시 일체가 아니라도 상관이 없다. 또 주형수지에 대해서도 특히 에폭시수지에 한정시키지 않고, 같은 다른 절연수지를 특별한 제한없이 사용을 할 수가 있다. 또 절연통(8)의 부착부(8a)의 형상, 블레이드(12)가 가동측 통전축(7b)과의 접속방법 등, 여러가지 변형이나 변경이 가능하는 것은 물론이다.
실시의 형태 2.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2의 금속폐쇄형 개폐장치의 요부의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시의 형태 2의 금속폐쇄형 개폐장치의 전체를 표시하는 단면도이다. 도 5는 실시의 형태 2의 절연통인 절연통상용기의 사시도이다.
도 6은 도 5의 절연통상용기를 개구단부측에서 본 도면이다.
도 7은 3상의 절연통상용기가 병설된 모습을 표시하는 사시도이다.
도 3 및 도 4에서 절연가스가 봉입된 금속광체인 밀봉용기(101)내에 절연통상용기(102)가 고정되어 있다. 절연통상용기(102)는 예를 들면 에폭시수지 등의 절연재로 제작되고 대략 원통상의 본체(102a)를 소유하고, 본체(102a)의 일측단부에 프랜지부(102b)가 형성되어 있다. 밀봉용기(101)내의 프론트측에 수직으로 배치된 지지판(101a)이 설치되어 있다.
지지판(101a)은 밀봉용기(101)내의 각 구성부품의 위치결정 기준면 및 지지면으로서 설치되어 있다. 절연통상용기(102)는 이 지지판(101a)에 프랜지부(102b)를 볼트로 체결해서 수평방향으로 세워 설치되어 있다. 또 절연통상용기(102)는 도 7에 표시된 바와 같이 3상의 교류전원의 각상 마다에 설치되고 도 3에서는 지면에 수직한 방향으로 3개가 병설되어 있다.
도 3 및 도 4로 돌아와, 각각의 절연통상용기(102)의 본체(102a)내에 진공밸브(103)가 수납되어 있다. 본체(102a)의 프랜지부(102b)와 반대측의 개구단부(102c)에 중간도체(104)가 고정되어 있다. 중간도체(104)는 도체재료로 제작되고 대략 구형판상을 이루고, 진공밸브(103)의 고정측 도체 노출부를 구성한다. 또 이 중간도체(104)는 본체(102a)의 내부공간측에 돌출하는 파지부를 소유하고, 이 파지부에서 진공밸브(103)의 고정측 통전축인 고정단자(103a)측의 단부를 파지함으로서, 진공밸브(103)를 본체(102a) 내부의 개구단부(102c)에 고정해 있다. 또 중간도체(104)는 중앙부에서 진공밸브(103)의 고정단자(103a)와 전기적으로 접속되어 있다. 또 중간도체(104)는 도 5 및 도 6에 표시되는 4개의 암나사 구멍(102f)에 도시하지 않은 볼트로 체결되어 고정되어 있다.
도 3 및 도 4로 되돌아가, 절연통상용기(102)의 외측부에 단로기(105)가 지지되어 있다. 단로기(105)는 블레이드 지지부재인 지지점(105a) 후술하는 모선측 도체(브스바)에 접속고정된 모선단자를 구성하는 폐쇄측 고정자(105b) 블레이드 (105c) 및 접지단자인 접지측 고정자(105d)(도 4)로 구성되어 있다. 절연통상용기 (102)의 외측부에 설치된 지점(105a)에 블레이드(105c)가 회동이 자유롭게 지지되어 있다. 블레이드(105c)는 지점부(105a)를 지점으로 해서, 선단부를 폐쇄측 고정자(105b) 및 접지측 고정자(105d)에 대해 서로 이접하도록 회동한다. 그리고 단로기(105)는 도 4에 표시된 바와 같이 링크기구로서 접속된 조작기구(110)에 의해 동작되고, 도 4에 실선으로 표시된 개방위치(단로상태), 폐쇄측 고정자(105b)와 접촉하는 폐쇄위치(투입상태), 접지측 고정자(105d)를 접촉하는 접지위치(접지상태)의 3위치의 어느한 위치에 고정된다.
도 3에 표시된 바와 같이, 절연통상용기(102) 측면에 측면개구(102e)가 형성되어 있다. 그리고, 진공밸브(103)의 가동측 통전축인 가동단자(103b)와, 단로기 (105)의 지지점부(105a)를 전기적으로 접속하는 접속도체로서의 가요도체(106)가 측면개구(102e)를 통해서 양자에 접속되어 있다. 가요도체(106)는 가요성을 갖는 도전재로 제작되고, 진공밸브(103)의 개폐동작에 따라 플렉시블하게 변형한다. 절연통상용기(102)의 내부에는 다시 진공밸브(103)의 접점에의 개폐조작력을 외부로부터 전달하면서 동시에 양단에서의 전기적 절연을 도모하는 절연로드(107)가 설치되어 있다.
도 5 및 도 6에 표시된 바와 같이 절연통상용기(102)의 중간도체(104)가 배치되는 쪽의 개구단부(102c)에는 중간도체(104)의 중위중 3방향을 감싸듯이 제1의 절연베리어부(102d)가 설치되어 있다. 제1의 절연베리어부(102d)는 본체(102a)의 개구단부(102c)로부터 외측으로 뻗어, 본체(102a)와 일체로 형성되어 있다. 중간도체(104)는 본체(102a)의 개구단부(102c)로부터 소정의 길이가 돌출하나, 이 돌출길이보다 다시 크게 돌출하는 제1의 절연베리어부(102d)에 의해 3방향을 돌러싸고 있다. 제1의 절연베리어부(102d)는 인접상의 절연통상용기(102)와의 사이의 파괴전압을 상승시키기 위한 수평방향 베리어부(102d1)와 단로기(105)측에 설치된 수직방향 베리어부(102d2)로 구성되어 있다.
또 수직방향 베리어부(102d2)와 대향하는 쪽에는 중간도체(104)에 접속된다. 후술하는 브스바(111)가 설치되기 위해 베리어부는 설치되어 있지 않다.
도 3으로 돌아와, 제1의 절연베리어부(102d)의 중간도체(104)의 주면에 대한연출길이, 즉, 실질적인 베리어 고를 A1이라고 하면, A1> 0㎜로 하는 것이 바람직하다. 따라서 제1의 절연베리어부(102d)의 본체(102a)로부터의 연출장인 겉보기의 베리어 높이 A2(본원 청구항 4, 5에서 말하는 절연베리어의 높이가 해당)로서는, 고정측 도체 노출부인 중간도체(104)의 노출도체부분의 높이 (도면에서는 좌우방향 치수)보다 높게 하는 것이 바람직하다.
또, 도 4에 표시한 바와 같이 중간도체(104)의 표면에 브스바(111)가 접속되는 경우에는, 상기 노출도체부분으로는 중간도체(104)에 부스바(111)가 추가하게 된다. 그러나 동도면에 표시한 바와 같이 중간도체(104)의 경치수에 비교해서 부스바(111)의 경치수가 작고, 상기 노출도체부분이 그 높이위치에 따라, 그 경치수가 계단상태로 저감하는 형상의 경우는 근방의 전계는 거의 중간도체(104)의 형상으로 결정되므로 절연베리어의 높이는 중간도체(104)의 높이에만 기준해서 결정하면 된다. 단 부스바(111)의 외경이 중간도체(104)의 외경과 같은 정도 또는 그 이상인 경우는 상기 노출도체부분의 높이는 중간도체(104)와 부스바(111)와의 높이의 합계가 되어 절연베리어의 높이는 양자의 합계 높이보다 높게 설정하는 것이 바람직하다.
또 절연베리어의 높이를 이상과 같이 설정하는 근거에 대해서는 후술한다.
도 4에 진행해, 중간도체(104)는 부스바(111)에서의 하부부싱(112)과 전기적으로 접속되어 있다. 또 단로기(105)의 폐쇄측 고정자(105b)는 부스바(113)에 의해 밀봉용기(101)의 상면에 설치된 상부부싱(114),(115),(116)과 전기적으로 접속되어 있다. 또 지지판(101a)의 프론트측의 벽면에는 접지측 고정자(105d)와 전기적으로 접속된 접지개폐기 단자(118)가 설치되어 있다.
도 8은 절연통상용기(102)의 측면개구(102e) 부근의 확대도이다. 도 8에서, 가요도체(106)는 단면으로 표시되어 있다.
가요도체(106)와 측면개구(102e)와의 거리 B는 바람직하게는 B = 15 ~ 30㎜의 범위, 더 바람직하게는 B = 23㎜이다.
이들의 근거에 대해서는 다시 후술한다.
또, 밀봉용기(101)내에 봉입하는 가스로는
(1) 탈수철리한 대기
(2) 질소
(3) 질소와 산소와의 혼합가스
(4) 질소와 산소와 대기와의 혼합가스
(5) 6불화 유황
(6) 6불화 유황과 질소와의 혼합가스
(7) 6불화 유황과 대기와의 혼합가스
(8) 6불화 유황과 탈수처리한 대기와의 혼합가스
가 적당하고, 어느 것이나 대기압을 초과하는 압력으로 봉입한다.
이하, 이 구성의 금속밀폐형 개폐장치에서의 효과에 대해 설명한다.
첫번째에, 절연베리어의 설치를 이유로 한 제품전체의 축소와는 효과를 들 수 있다. 즉 절연통상용기(102)는 중간도체(104)의 주위의 적어도 일부를 둘러싸도록 개구단부(102c)에 설치되고, 본체(102a)와 일체로 형성된 제1의 절연베리어부 (102d)를 갖는다.
이 제1의 절연베리어부(102d)는 수평방향으로 베리어부(2d1), 수직방향 베리어부(2d2)로 구성되고, 수평방향 베리어부(102d1)은 상간(인접하는 이상 전로에서의 주간도체(104)와의 사이) 및 대지간(접지전위인 밀봉용기(101) 벽면과, 중간도체 (104)와의 사이)의 절연파괴전압을 향상시킨다. 한편, 수직방향 베리어부(102d2)은 중간도체(104)와 폐쇄측 고정자(105b)와의 사이의 절연파괴전압(단로기(105)의 블레이드(105c)가 개방, 진공밸브(103)가 폐쇄의 경우에, 단로기(105) 극간에 전압을 인가한 경우의 파괴전압)을 향상시킨다. 이들의 파괴전압이 향상하는 분 만큼, 당해부분의 절연거리는 짧게 해도 좋아진다. 확실하게 절연베리어부(102d)의 돌출방향의 치수는 커지나, 절연통상용기(102)의 전체치수로 보면 축소한다. 이 결과, 제품의 전체치수의 축소라는 효과가 얻어진다.
두번째로 절연베리어를 절연통상용기(102)와는 별개로 설치하지 않고 동용기 (102)에 일체로 형성한 것이 이유가 되어 장치치수를 효율좋게 축소할 수 있다는 효과가 있다. 즉 가령 제1의 절연베리어부(102d)를 사용하지 않고 별개의 절연베리어를 설치하는 경우, 그 베리어 지지를 위해 절연통상용기(102)의 주위에 새로운 공간이 필요하게 된다. 이 때문에 치수축소 효과가 작아진다. 이와 같이 본체 (102a)와 일체로 절연베리어를 형성한 것으로 인해 개폐장치 내부의 구조가 간략화되는 만큼, 치수축소 효과가 커진다.
세번째로 조립코스트가 저감된다는 효과가 있다. 즉 밀봉용기(101)는 봉입된 절연가스의 압력에 의해 약간 병형하나, 위치결정 기준면이 되는 지지판(101a)에 절연통상용기(102)가 설치되고, 이 절연통상용기(102)에 진공밸브(103) 및 단로기(105)가 고정되어 있으므로 진공밸브(103)와 단로기(105)와의 위치관계는 정확하게 보존된다. 이 결과 조립시의 미조정에 요하는 시간이 단축되고 조립코스트가 저감된다는 효과가 있다.
네번째로 부재코스트가 저감된다는 효과가 있다. 즉 본 구성의 밀폐형 개폐장치에서는 절연재로 성형된 하나의 절연통상용기(102)로 진공밸브(103)와 단로기 (105)의 양자를 고정하고, 절연구조재의 공통화를 도모하고 있다. 이 결과, 부품수가 삭감되고, 장치전체의 총부재 코스트를 저감할 수가 있다.
먼저 도 3 등에서 베리어 높이 A1에 대해, 또 도 8에서 절연거리 B에 대해 각각 바람직한 치수범위를 제안하였으나, 이들의 도출근거에 대해 아래에 설명한다.
우선, 베리어 높이 A1에 대해 설명한다. 아울러 실기의 당해부위에 베리어를 설치할 필요성에 대해 설명한다.
여기서는 도 10에 표시되는 모의전극을 사용해서 베리어 높이와 파괴전압의 관계에 대해 실험을 하였다. 이 결과를 도 9에 표시한다. 도 10에서, 모의 전극은 절연재로 제작된 2개의 기대(51),(52)를 가지고 있다. 2개의 기대(51),(52)는 나란히 배치되어 있다. 대향하는 2개의 기대(51),(52)의 단부에는 각각 절연베리어부(51a),(51b) 세워 설치되고, 양 절연베리어부(51a),(51b)는 서로 평행이 되도록 대향하고 있다. 기대(51)상에 고압전극 (53)이 고정되고 기대(52)상에 접지전극(54)이 고정되어 있다. 이 모의 전극을 밀봉용기내에 설치하고, 실질베리어고 A1, (고압전극(53)의 주면으로부터의 높이) 및 겉보기의 베리어 높이 A2를 변화시키면서 파괴전압을 측정하였다. 밀봉용기내에 봉입하는 기체는 대기를 가압한 것 또는 수분을 제거한 공기를 가압한 것으로 하고 가스압의 범위는 0.1 ~ 0.2MPa(절대압)으로 하였다.
이 실험에서 고압전극(53)은 중간도체(104)에 상당하고 접지전극(54)은 인접하는 중간도체(104)에 상당하고 절연베리어부(51a),(52a)는 인접한 절연통상용기 (102)의 수평방향 베리어부(102d1)에 상당하고 있다. 이 모의갭에서는 실기 당해부위에서의 고압도체-절연물 연면-절연베리어 가스공간-절연베리어-절연물 연면-접지도체라는 절연구성이 모의되어 있다.
이하, 도 10에서의 절연베리어부(51a),(51b)의 효과에 대해 설명한다. 도 9에서 절연베리어부(51a),(51b)의 높이가 시험전극(53),(54)의 높이보다도 높을 때, 즉 실질베리어 높이 A1이 A1> 0㎜의 경우는 베리어가 없는 경우(A1= 0㎜) 에 비해 파괴전압은 어느 가스압력에서도 상승하고 있다. 여기서, A1= 0㎜라도 0.15Mpa의 파괴전압은 A2= 0㎜에 비해 상승하고 있으나, 기타의 가스압에서는 상승하고 있지 않다. 이 결과에서 시험전극(53),(54)의 높이보다도 절연베리어부(51a),(51b)가낮은 경우라도 파괴전압이 상승하는 가스압도 있으나, 항상 유의한 파괴전압 상승효과가 얻어지는 것은 아니다. 이것으로부터 A1> 0㎜이면 중간도체(104)와 밀봉용기(101) 벽면과 대지간, 중간도체(104)의 이상간, 및 중간도체(104)와 폐쇄측 고정자(105b)와의 사이의 파괴전압을 확실하게 상승할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이것이 A1 > 0㎜가 바람직하다는 이유이다.
만약 이 모의갭에서 전연베리어부(51a),(51b)가 존재하지 않는 경우, 즉 고압도체-절연물 연면-가스공간-절연물 연면-접지도체라는 절연구성의 경우, 도체간의 절연파괴전압은 아무 절연물도 존재하지 않는 경우에 비하면 일반적으로 낮아진다. 그 이유는 절연물과 고압도체가 접촉배치하고 있으면, 고압도체 표면상에서 가스와 접하고 있는 부분으로 절연물/고압도체 접촉부에 대단히 가까운 부위의 전계강도가 상승하고, 그 부위를 기점으로 한 방전이 발생하기 쉽기 때문이다. 이 점은 널리 일반화 한 지식으로 인지되고 있다.
이 경우에 파괴전압상 때문에 취해지는 일반적 대책으로서
(1) 도체간 거리를 길게 한다.
(2) 절연물/고압도체간에 스페이서를 삽입하고 고압도체중 곡율을 갖는 부분이 절연물과 접촉하지 않도록 한다.
(3) 고압도체의 단부곡율을 크게 한다.
가 있다. 어느 것이나 당해부분의 전계를 저감시키기 위해서 이다. 그러나 도체간 거리의 증대는 기기치수 증대에 직결되고 채택하기 싫은 대책이다. 또 스페이서 치수나 고압도체 단부의 곡율에 제한이 가해져 충분한 효과가 발휘안되는 경우도 있다. 이들에 제한이 없는 경우에도 목표의 내전압치가 대단히 높은 경우, 스페이서 삽입이나 곡율증대만으로는 불충분할 때도 있다.
상기 이외의 내전압 향상책으로서 갭구성중의 가스공간 거리를 크게 잡는 방법이 있다. 발명자 등은 그 가능성을 추구하기 위해, 도 12에 표시하는 절연구성으로 공극거리 D를 변화시킨 경우에 파괴전압을 측정하였다. 이 도 12의 절연구성은 도 10의 모의갭으로부터 절연베리어부(51a),(51b)를 제거한 것이다.
도 11은 드라이에어의 분위기에서 시험한 결과를 표시하는 것으로, 0 < D < 72㎜(전극간 거리)의 범위에서는 D의 변화에 대해 파괴전압은 상승하지 않는다.
실기에서는 전극(중간도체(104)나 부스바(111)가 상당한다)를 기계적으로 지지고정하는 절연물이 필요해지나, 도 11, 도 12로 표시하는 절연베리어부를 설치하지 않은 절연구성에서는 가령 공극거리를 증가시켜도 절연내력의 향상은 기대할 수 없고 결과로서, 상기 (1) ~ (3)의 대책외로 도 10에서의 절연베리어부(51a),(51b)와 같이 절연베리어를 설치한다는 대책이 중요하게 된다.
다음, 또 하나의 치수조건인 가요도체(106)와 절연통상용기(102)(측면개구 102e)와의 거리 B에 대해 설명한다. 도 14, 도 15에 표시된 모의전극을 밀봉용기내에 설치해서 실험을 하였다. 이 결과를 도 13에 표시한다. 상간의 파괴전압을 평가하는 경우에는 도 14의 모의전극, 대지간의 파괴전압을 평가하는 경우에는 도 15의 모의전극을 사용하였다.
도 14에서, 고압전극(62)은 가요도체(106)에 상당하고 접지전극(63)은 인접하는 가요도체(106)에 상당하고, 사이에 끼워진 중간절연판(61)은, 인접하는 2개의 절연통상용기(102) 및 그 사이의 공간에 상당하고 있다. 고압전극(62)과 접지전극 (63)과의 거리는 도 14에서는 100㎜, 도 15에서는 110㎜이고, 각각 일정하게 하고 있다. 여기서, 인접하는 2개의 절연통상용기(102) 및 그 사이의 공간으로서 보다 실물에 가깝도록 2개의 도체를 배치하는 경우와, 이 모의전극과 같이 하나의 도체 (61)를 배치하는 경우에 파괴전압에는 차가 없는 것이 다른 실험에서 알고 있다.
밀봉용기내에 봉입하는 기체는 대기를 가압한 것 또는 수분을 제거한 공기를 가압한 것 또 가스압은 0.15Mpa(절대압)으로 하였다.
도 13에서, 거리 B를 소정의 범위에서 크거나 작게 했을 때, 파괴전압은 이 범위중에서 피크를 가지고 있고, 약 B = 23㎜로 최대의 파괴전압이 얻어져 있는 것을 알 수 있다. 거리 B = 0㎜의 경우에 비하면 B = 15 ~ 30㎜의 범위에서는 대지간에서는 명확하게 파괴전압의 상승효과가 인정된다. 상간에서는 보다 넓은 범위에서 상승효과가 인정되나 상간과 대지간의 양쪽에서 인정되는 범위의 대략 B = 15 ~30㎜의 범위라 보아도 된다. 이로부터 거리 B를 15 ~ 30㎜로 하는 것은, 가요도체(106)와 밀봉용기(101) 벽면과의 대지간, 가요도체(106)의 이상간의 파괴전압을 효과적으로 상승시키는데 바람직한 거리인 것을 알 수 있다. 또 거리 (B)를 23㎜로 하는 것은, 동파괴전압을 가장 크게 상승시킬 수 있다는 점에서 더욱 바람직하다.
또 밀봉용기(101)에 봉입하는 가스는 기술한 바와 같이 어느 것이나 대기압을 초과하는 아래의 가스가 적당하고,
(1) 탈수처리한 대기
(2) 질소
(3) 질소와 산소의 혼합가스
(4) 질소와 산소와 대기와의 혼합가스
(5) 6불화 유황
(6) 6불화 유황과 질소와의 혼합가스
(7) 6불화 유황과 대가와의 혼합가스
(8) 6불화 유황과 탈수처리한 대기와의 혼합가스
이들 가스중에서는 어느 것이나 상술한 절연베리어 효과가 확인되어 있고, 본 실시의 형태의 절연베리어 설치에 의한 파괴전압의 상승이 기대된다.
이상과 같이 본 실시의 형태에서는, 중간도체(104) 주변에 절연베리어(120d)를 설치한다. 그리고, 그 실질베리어 높이 A1은 바람직하게는 A1< 0㎜로 한다. 한편, 가요도체(106)와 절연통상용기(102) 벽면과의 거리 B는 바람직하게는 B = 15 ~ 30㎜, 또 더 바람직한 것은 B = 23㎜로 한다.
이들에 의해 제품전체 치수가 축소되고, 조립코스트와 부재코스트가 저감된 금속폐쇄형 개폐장치를 제공할 수가 있다.
실시의 형태 3.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 3의 금속폐쇄형 개폐장치의 절연통상용기를표시하는 사시도이다. 도 17은 절연통상용기의 측면개구가 설치된 위치의 단면도에 가요도체를 부기해서 표시하는 것이다. 본 실시의 형태에서는 절연통상용기 (122)는 가요도체(106)의 주위의 적어도 일부를 둘러싸도록 측면개구(102e)의 연부에 세워 설치된 본체(102a)와 일체로 형성된 제2의 절연베리어부(102h)를 갖는다.
도 16에서는 도시하지 않았으나, 도 3과 같은 구조의 단로기(105)와 같은 부위에 설치되어 있다. 그 이외의 부위의 구조는 실시의 형태 2와 같다.
도 17에 표시된 바와 같이, 제2의 절연베리어부(102h)의 절연통상용기(122)의 내측에서 본 높이는 D2이다. 특히 가요도체(106)와의 높이의 차를 D1이라고 하면, D1> 0㎜로 하는 것이 바람직하다. 또 도 17에서는 가요도체(106)의 상단은 다시 지점부(105a)에 접속되는 도체에 연결되나, 이 도체의 단면이 작게 되어 있고 절연베리어를 생각하는 경우는 도면의 상단위치보다 위쪽의 도체는 고려 불필요로 해서 도시를 간편하게 하고 있다.
동시에, 본 실시의 형태에서 가요도체(106)과 제2의 절연베리어부(102h)와의 최단 거리 B는 B = 15 ~ 30㎜의 범위에 들어가 있는 것이 바람직하고, B = 23㎜이면 더욱 바람직하다.
이하, 본 실시의 형태 3의 구조를 채용한 경우의 효과에 대해 설명한다. 또 실시의 형태 2와 중복하는 효과를 나눈다.
첫번째에 절연베리어의 설치를 이유로 한 제품전체 치수의 축소라는 효과를 들 수 있다. 즉 절연통상용기(122)는 개구부(102e)중 이상간 방향으로 둘러싸도록제2의 절연베리어부(102h)를 갖는다. 이 절연베리어부(102h)는 상간(인접하는 이상전로에서의 가요도체(106)의 사이) 및 대지간(접지전위인 밀봉용기(101)벽면과 가요도체(106)와의 사이)의 절연괴전압을 향상시킨다. 여기서, 도 17에서의 베리어 높이 D1의 치수는 도 9를 사용해서 설명한 바와 같이 바람직하게는 D1> 0㎜가 된다. 또, 도 17에서의 거리 B에 대해서는 도 13을 사용해서 설명한 바와 같이 B = 15 ~30㎜의 범위가 바람직하고 B = 23㎜가 더욱 바람직하다. 실질높이 D1을 상술한 바와 같이 설정한 후, 거리 B를 최적화 함으로서, 상승효과에 의해 상간 대지간의 파괴전압은 비약적으로 상승한다. 그리고, 그 상승분만큼 당해 부분의 절연거리는 짧게 해도 좋아진다. 확실하게 절연베리어부 (102h)의 돌출방향의 치수는 커지나, 제품의 전체치수의 축소라는 효과는 충분히 얻어진다.
두번째로 절연베리어를 절연통상용기(122)와는 별개로 설치하지 않고, 동용기(122)에 부여한 것이 이유가 되어 장치치수를 효율좋게 축소할 수 있다는 효과가 있다.
즉, 가령 절연베리어부(102h)를 사용하지 않고 별개의 절연베리어를 설치하는 경우 그 베리어의 지지를 위해 절연통상용기(122)의 주위에 새로운 공간이 필요하게 된다.
이 때문에 치수축소 효과가 작아진다. 이와 같이 본체(102a)에의 절연베리어 부여에 의해 개폐장치 내부의 구조가 간력화되는 만큼 치수축소 효과가 커진다.
밀봉용기(101)에 봉입하는 가스의 종류 등에 대해서는, 실시의 형태 2의 경우와 같은 것에 대해, 절연베리어 효과가 확인되어 있고, 본 실시의 형태의 절연베리어장치에 의한 파괴전압의 상승이 기대된다.
이상과 같이 본 실시의 형태에서는 가요도체(106) 주변에 절연베리어(102h)를 설치한다. 그리고, 그 실질베리어 높이 D1은 바람직하게는 D1> 0㎜로 된다. 한편 가요도체(106)와 절연통상용기(122) 벽면과의 거리(B)는 바람직하게는 B = 15 ~ 30㎜, 또 좀더 바람직한 것은 B = 23㎜로 한다. 이들에 의해 제품전체 치수가 축소되어, 조립코스트와 부재코스트가 저감된 금속폐쇄형 개폐장치를 제공할 수가 있다.
실시의 형태 4.
도 18 및 도 19는 실시의 형태 4에서의 금속폐쇄형 개폐장치를 개략적으로 설명하는 도면이고, 도 18은 탱크내부의 주요구성부재를 표시하는 측단면도, 도 19는 도 18의 Y-Y선에서의 화살표방향 단면도이다. 이 실시의 형태 4에서는 절연통 (81)은 그 내경이 일단부인 탱크(2) 내부에의 부착부(8a)측(도면의 좌측)에서 타단부인 반부착부측(도면의 우측)을 향해 서서히 작아지도록 내벽이 경사해서 형성되어 있다. 기타의 구성은 상기의 실시의 형태 1과 같으므로 설명은 생략한다.
상기 절연통(81)은 예를 들면 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 주형함으로서 제조된다. 에폭시 수지의 경우에 대해 설명하면 에폭시 수지는 주제와 경화제를 혼합해서 일정온도이상으로 하면 화학반응에 의해 액체로부터 고체로 변화한다. 이 경화반응에서는 에폭시 수지는 경화수축 한다. 또 주형 때는 수지의 초기의 유동성을 높게 하는 동시에 경화반응을 촉진하기 위해 금형온도를 예를 들면 섭시 100도 이상으로 가열하나, 주형품을 금형으로부터 인출하는 작업시에는 온도가 약간 저하하므로 에폭시 수지는 열수축 한다.
이와 같은 주형시의 경화수축이나 온도가 저하할 때의 열수축에 의해 절연통 (81)을 파에는 금형면을 수지가 체결하는 방향으로 응력이 발생한다. 이 때문에 절연통(81)의 내경이 축방향으로 일정할 때, 금형에서 주형물이 빠지기 힘드나, 이 실시의 형태 4에서는 절연통(81)의 내벽이 축방향 일단부에서 타단부 방향으로 향해 경사해 있고, 내경이 서서히 작아지는 것으로부터 제조시에 금형에서 빼기가 쉽다.
상기와 같이 실시의 형태 4에 의하면 도시한 바와 같이 절연통(81)의 내벽의 일단부인 부착부(8a)측에서 타단부인 반부착부측을 향해 내경이 서서히 작게되도록 경사를 주고, 금형을 내경이 대경쪽으로 빼내도록 함으로서, 절연통의 고체절연물 재료가 제조시에 경화수축이나 열수축을 발생해도 금형으로부터 빠지기 쉬워지고 제조시의 작업성이 향상되고 제조코스트를 삭감할 수 있는 효과가 얻어진다. 또 부착부(8a)부분에서의 상하방향의 스팬을 크게 할 수 있으므로 부착상태에서의 강도적으로도 유리하다.
또, 도 20에 표시하는 절연통(82)은 내경이 축방향의 중앙부에서 가장 작고, 양단부 방향을 향해 내경이 각각 서서히 크게 되도록 형성하고 있다. 이경우 금형은 축방향 중앙부에서 분할할 수 있는 구조의 것을 채용한다.
금속제 탱크내에 진공밸브(7)를 절연통(82)에 고정하고 수평방향으로 3상 배치한 구성의 금속폐쇄형 개폐장치에서는 탱크내벽에 근접하는 진공밸브(7)의 단판 (7c)이 탱크(2)내벽과 대향하는 부위 및 인접하는 진공밸브 단판(7c)끼리의 대향하는 부위의 전계가 가장 높아진다.
절연통(82)은 진공밸브 단판(7c)의 전계 집중부가 기점이 되는 절연파괴를 억제하는 베리어 절연의 효과를 가지나 진공밸브 단판(7c) 표면의 국부전계는 절연통(82)의 내벽이 진공밸브 단판(7c)에 접근함에 따라 상승하므로, 절연통(82)의 내벽과 진공밸브 단판(7c) 사이에는 일정거리이상의 공극을 만들 필요가 있다.
도 18, 도 19에 표시한 실시의 형태 4의 절연통(81)에서는 진공밸브 고정측(도면의 우방측)단부의 내경이 가장 작으므로 진공밸브(7)의 고정단과 절연통(81) 후방측의 내벽과의 사이가 가장 근접하고, 절연통(81)의 내경은 일단부측(부착부 8a측)으로 감에 따라 커지므로, 절연통(81)의 경방향의 치수는 후방단측의 최소내경과 내벽의 경사각도 및 축방향 치수로 결정된다. 한편 도 20에 표시한 절연통 (82)에서는 중앙부의 내경이 가장 작으므로, 진공밸브(7)의 가동단과 절연통(82)의 내벽과의 사이가 가장 접근되고, 절연통(82)의 내경은 양단으로 갈수록 커진다.
이 때문에 절연통(82)의 경방향의 치수는 중앙부의 최소 내경과 내벽의 경사각도 및 축방향의 반의 치수로 결정된다. 이상의 것에서, 내전압성능이 같아도, 도 20에 표시한 절연통(82)의 형상으로 하면 경방향으로 치수가 작아지고, 이를 수평으로 반폭방향으로 3상분 나란히 하는 금속폐쇄형 개폐장치의 구성에서는 절연통 (82)제조의 작업성을 확보한 후 반폭 W를 컴팩트하게 하는 것이 가능해진다.
또, 절연통(82)은 진공밸브(7)를 지지하는 동시에 인접상의 진공밸브(7)끼리나 진공밸브(7)와 도시를 생략하고 있는 탱크내벽과의 사이의 절연내력을 높게하는 절연베리어로 작용하나 진공밸브와 너무 근접하면 국소전계가 높아져 절연내력이 저하하므로 절연통의 내경의 축소에는 한계가 있다. 한편 절연통의 내벽에 경사를 붙임으로 절연통의 최대경이 커지고 금속폐쇄형 개폐장치의 컴팩트화가 곤란해진다.
그래서, 절연통의 최소 내경의 위치를 축방향의 대략 중앙부로 함으로서, 측벽의 경사형상과 컴팩트화의 양쪽을 실현할 수 있다.
실시의 형태 5.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시의 형태 5가 되는 금속폐쇄형 개폐장치를 표시하는 것으로, 도 21은 금속폐쇄형 개폐장치의 종단면도, 도 22는 도 21의 단면 Z-Z에서의 탱크부분의 단면도이다. 이들 도면에서 금속광체인 탱크(213)는 그 수평방향의 단면의 구형이고(도 22참조), 도 21에서의 우하부에 아래쪽으로 돌설된 부싱실(213a)이 설치되어 있다. 부싱실(213a)애는 도 21에서의 기밀하게 부착되어 있다. 또 탱크(213)의 도 21에서의 좌방면에는 부착판(219)이 기밀하게 용접되어 있고 탱크(213)내에는 절연가스, 예를 들면 6불화 유황가스, 질소가스, 압축공기 또는 이들의 가스를 소정의 비율로 혼합한 가스 등의 충전되어 있다.
금속폐쇄형 개폐장치(201)는 도 21에서의 좌전방 상부에 설치된 제어실 (216), 부착판(219)의 전방측(도 21에서의 좌측)에 설치되어 도시하지 않은 조작기구 가수용되어 있는 조작기구실(217), 그 아래쪽에 설치된 케이블실(218)을 소유하고, 탱크(213)가 외상구조물의 일부를 겸하는 형태로 전체로서 4각형의 상자상태의 큐비클로되어 있다.
진공밸브(202)는 원통상의 진공용기(202a), 고정측 통전축(202f), 가동측 통전축(202g)을 소유한다. 진공용기(202a)는 예를 들면 세라믹 등의 절연물로 형성된 원통부(202b)와 이 원통부(202b)의 양단부에 기밀하게 납땜된 도전재료제의 단판(202c),(202d)를 갖는다. 고정측 통전축(202f)는 단판(202c)을 기밀상태에서 관통하는 동시에 진공용기(202a)내에서 그 선단부에 도시하지 않은 고정접점이 고착되어 있다.
가동측 통전축(202g)는 단판(202d)에 도시하지 않은 접합벨로즈를 기밀상태에서 관통하고 이동가능하게 설치되어 있고, 진공용기(202a)내에 있는 한쪽의 단부에 가동접점이 고착되어 있다. 가동측 통전축(202g)의 다른쪽의 단부는 절연로드 (204)를 통해서 도시하지 않은 진공밸브의 조작기구에 연결되고, 도 21의 좌우방향에 왕복구동되고 가동접점이 상기 고정접점에 대해 접리된다. 또 단판(202c)에 고정된 고정측 통전축(202f)에는 부하측 단자판(232)가 접속되어 있다.
절연통인 절연지지물(203)은 진공밸브(202)를 각상 마다에 개별적으로 지지하는 것이고 일체 주형부(203a), 연장지지부(203b), 공부(203c), 부착부(203d), 단로기 지지부(203e) 및 모선측 도체지지부(203f)를 소유하고, 이들은 에폭시 수지 등의 고체절연물로 일체로 형성되어 있다. 절연피복부로서의 일체 주형부(203a)는 개구부(203j)를 소유하고, 이 개구부(203j)를 진공밸브(202)의 가동측 통전축 (202g)가 소정의 간극을 갖는 상태에서 관통되어 있다. 그리고 상기 개구부(203j)를 제외하고 진공용기(202a)의 원통부(202b), 특히 전계가 강해지는 양단판(202c), (202d)의 외주부, 고정측 통전축(202f), 부하측 단자판(232) 등을 이들과의 사이에 공극이 생기지 않도록 밀착해서 덮고 있다.
연장지지부(203b)는 일체 주형부(203a)의 개구부(203j)로부터 진공밸브(202)의 가동측 통전축(202g)의 이동방향(도 21에서으 좌우방향)으로 연장된 중공원 통상의 것으로 진공밸브(202)와 어스전위인 부착판(210)와의 사이의 연면 절연거리를 확보하고 있다.
연장지지부(203b)의 중간부에 공부(203c)가 형성되고, 연장지지부(203b)의 선단부에은 둥그런 손잡이 상태의 부착부(203d)가 설치되어 있다. 부착부(203d)는 진공밸브(202)의 가동측 통전축(202g)의 이동방향이 도 21에서의 수평방향이 되도록 해서 부착판(219)에 고정되어 있다.
단로기 지지부(203e)는 일체 주형부(203a)와 연장지지부(203b)와의 경계부 근방으로부터 도 21의 상방에 약간 돌출해서 설치되어 있다. 모선측 도체지지부 (203f)는 도 21의 상방으로 연신되어 단면이 구형으로 각 주상의 것이다. 모선측 도체지지부(203f)에서 진공밸브(202)의 고정측 통전축(202f)에 접속된 부하측 단자판(232)과 후술하는 모선측 도체(209)와의 연면 절연거리가 확보되어 있다.
이상과 같이, 각상의 진공밸브(202)를 수용한 절연지지물(203)이 3상분, 도 22에 표시한 바와 같이 금속폐쇄형 개폐장치(201)의 열반방향(도 22의 상하방향)에, 인접하는 진공밸브(202)의 단판(202c)끼리 및 단판(202d)끼리가 소정의 거리 C를 두고, 또 양측의 상의 진공밸브(202)의 단판(202c),(202d)와 탱크(213)의 내벽과의 사이에 도 22의 상하방향으로 소정의 거리 D를 확보해서 도시하지 않은 볼트에 의해 부착판(219)에 고정되어 있다.
이때, 진공밸브(202)의 단판(202c),(202d)끼리의 거리 C 및 양외측의 상의 진공밸브(202)의 단판(202c),(202d)와 탱크(213)와의 거리 D는 종래의 것에 비해 작게되어 있고, 금속폐쇄형 개폐장치(201)의 열반방향인 가로방향의 치수의 축소화가 도모되고 있다. 또 진공밸브(202)의 단판(202c),(202d) 특히 전계가 집중하느 외주부가 각상 마다에 일체 주형부(203a)로 덮혀 있으므로, 인접하는 진공밸브 (202)의 사이에서 부분방전이나 절연파괴를 발생하는 염려는 없다.
다음 단로기(241) 및 접지개폐기(242)의 구성에 대해 설명한다.
절연지지물(203)의 단로기 지지부(203e)에 블레이드 지지부재로서의 블레이드 지지대(205)가 고정되고, 절연지지물(203)의 공부(203c)를 통한 가요도체(215)에 의해 블레이드 지지대(205)와 진공밸브(202)의 가동측 통전축(202g)를 전기적으로 접속하고 있다. 모선측 도체지지부(203f)에는 모선측 도체(209)가 고정 지지되어 있다. 모선측 도체(209)가 모선측 도체지지부(203f)에 지지되어 있는 부분에서 도 21의 상방으로 약간 떨어진 위치에 모선단자인 모선측 단자(27)가 고정되어 있다.
또 접지단자(208)가 부착판(219)에 고정되어 있다. 단로 접지용의 블레이드 (206)가 블레이드 지지대(205)를 중심으로 해서 회전할 수 있도록 해서 블레이드 지지대(205)에 지지되어 있다.
그리고, 블레이드(206)가 시계방향으로 회전해서 도 21의 실선으로 표시하는위치에 있을 때는 그 선단부가 모선측 단자(207)와 접촉해 있고, 통전(투입)의 상태가 된다. 블레이드(206)가 반시계방향으로 회전하고 블레이드(206)의 선단부가 접지단자(208)와 접촉해 있는 위치(점선으로 표시)에서는 접지상태이다.
또 통전의 상태와의 중간의 위치(점선으로 표시)에 있을 때는 단로의 상태이다. 블레이드(206)는 탱크(213)의 외측(전방측)에 있는 조작기구실(217)로부터 블레이드 조작로드(220)에 의해 조작된다. 이상의 블레이드 지지대(205), 블레이드 (206), 모선측 단자(207)에서 단로기(241)가 구성되고 블레이드 지지대(205), 블레이드(206), 접지단자(208)에서 접지개폐기(242)가 구성되어 있다.
진공밸브(202)의 고정측 통전축(202f)는 절연지지물(203)에 매립된 부하측 단자판(232) 및 부하측 도체(211)를 통해서 부싱(211)에 접속되어 있다. 부싱 (211)에는 외부로부터 케이블(212)이 접속된다.
절연지지물(203)에 지지된 진공밸브(202), 모선측 도체(209), 모선(210), 진공밸브(202)의 고정측 통전축(202f)에 부하측 단자판(232)을 통해서 접속된 부하측 도체(214)가 3상분으로 세트되고, 절연가스가 충전된 탱크(213)에 수용되고 있다. 이때 상술한 바와 같이 3상분의 진공밸브(202)는 도 22에서 그 단판(202c),(202d)끼리가 상하방향으로 소정의 거리 C를 두고, 또 양측의 진공밸브(202)의 단판 (202c),(202d)는 탱크(213)와 도 22의 상하방향으로 소정의 거리 D를 두고, 3상분 나란히 하도록 배치되어 있다.
또 상기와 같은 절연지지물(203)의 채용에 의해 상기 도 22에서의 거리 D를 모선측 도체(209)와 탱크(213)와의 도 21 및 도 22의 좌우방향의 거리 E보다도 작게하는 것이 가능해졌다.
이로써, 금속폐쇄형 개폐장치에서 좌우방향의 치수를 축소하겠다는 요청에 응할 수가 있다.
이상과 같이 구성된 금속폐쇄형 개폐장치에 있어서, 도 22에서의 인접하는 상의 진공밸브(202)의 단판(202c)끼리나 단판(202d)끼리 및 탱크(213)의 내벽과 진공밸브(202)의 단판(202c),(202d)의 각부와의 사이의 전계가 가장 강해진다.
따라서, 종래의 절연통중에 진공밸브를 수납해서 고정하는 것에서는 진공밸브와 절연통과의 사이에 공극이 있으므로, 금속폐쇄형 개폐장치의 컴팩트화에 따라 전계가 강한 진공밸브(202)의 단판(202c)이나 단판(202d)를 기점으로 해서 부분방전이나 절연파괴가 발생하기 쉽다.
이에 대해 일체로 주형한 일체 주형부(203a)를 갖는 고체절연물을 설치한 이 실시의 형태에서는 기체보다도 우수한 절연특성을 갖는 고체절연물(203)에 의해 전계 집중부인 진공용기(202a)의 각부로서의 단판(202c),(202d)의 외주부를 덮고 있으므로 절연물 표면에서의 연면 방전전압 및 단판이나 고정측 통전축에서의 코로나 방전개시전압이 상승한다. 따라서 그만큼 고체절연물의 치수축소가 가능해지고 금속폐쇄형 개폐장치를 컴팩트화한 경우에도 신뢰성이 높은 절연성능을 얻을 수가 있다. 또 단로기 및 접지개폐기를 진공밸브와 함께 유니트화해서 컴팩트하게 하는 구성을 아울러 채용함으로서 한층 컴팩트한 금속폐쇄형 개폐장치를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 관한 금속폐쇄형 개폐장치는 금속광체와, 이 금속광체의 내부에 진공밸브, 절연통 및 단로부를 구비한 것으로, 상기 절연통은 그 축방향 일단이 상기 금속광체에 고정되고, 상기 축방향 타단 근방에 모선측 도체를 절연지지하는 모선고정부를 구비하고, 상기 진공밸브는 상기 절연통의 내부에 고정되고, 상기 축방향 일단측 가동측 통전축을 상기 축방향 타단측에 고정측 통전축을 각각 구비하고, 상기 단로부는 접속도체를 통해서 상기 가동측 통전축과 전기적으로 접속되어 상기 절연통의 외주에 고정된 블레이드 지지부재와 상기 모선측 도치에 접속고정된 모선단자와 일단이 상기 블레이드 지지부재에 회전이 자유롭게 부착되어 타단이 상기 모선단자와 접리함으로서 단로기로서 기능하는 블레이드를 구비하였으므로 모선측 도체를 금속광체에 고정하기 위한 지지애자의 설치가 불필요하게 되고 금속폐쇄형 개폐장치의 한층 더 컴팩트화가 가능해진다.

Claims (3)

  1. 금속광체와, 이 금속광체의 내부에 진공밸브 절연통 및 단로부를 구비한 것으로, 상기 절연통은 그 축방향 일단의 상기 금속광체에 고정되고 상기 축방향 타단 근방에 모선측 도체를 절연지지하는 모선고정부를 구비하고, 상기 진공밸브는 상기 절연통 내부에 고정되고, 상기 축방향 일단측에 가동측 통전축을 상기 축방향 타단측에 고정측 통전축을 각각 구비하고, 상기 단로부는 접속도체를 통해서 상기 가동측 통전축과 전기적으로 접속되어 상기 절연통의 외주에 고정된 블레이드 지지부재와 상기 모선측 도체에 접속고정된 모선단자와, 일단이 상기 블레이드 지지부재에 회동이 자유롭게 부착되고, 타단이 상기 모선단자와 접리함으로서 단로기로서 기능하는 블레이드를 구비한 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 개폐장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공밸브의 고정측 도체노즐부 및/또는 상기 접속도체의 상기 절연통 측벽 관통부 및/또는 상기 블레이드 지지부재의 주위를 둘러싸도록 상기 절연통과 일체로 형성된 절연베리어를 구비한 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 개폐장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 절연통은 상기 진공밸브의 상기 가동측 통전축을 제외한 외표면을 밀착해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속폐쇄형 개폐장치.
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