TWI431654B - 真空斷路器 - Google Patents

Description

真空斷路器

本發明係為關於使用有於受電/配電設備所採用的真空閥(Valve)的真空斷路器，尤有關於收納並保持真空閥(Valve)的絕緣框體(Frame)。

屬於真空斷路器的斷路部之真空閥係構成為，其三相分平行於軸方向隔以預定間隔配置，並以三相總括或各相個別地保持於絕緣框體，且搭載於台車框體。

真空閥保持於三相總括之絕緣框體的習知真空斷路器係例如於台車基座搭載有絕緣框體，該絕緣框體形成有區隔成3相分之室真空閥之軸線朝垂直方向而個別收納於各室內，真空閥上方之固定側係連接於水平方向之上部主電路導體，並且固定於絕緣框體，下方之可動側係透過可撓式導體連接於下部主電路導體而朝水平方向拉出。(參照例如專利文獻1)

另外，個別保持於絕緣框體之習知真空斷路器係例如於橫剖面為U字形的絕緣框體內，真空閥係使其軸線朝垂直方向而配置，且3相分與電磁操作部一起搭載於移動台車。而且，相連於真空閥的固定接點與可動接點之固定側導體與可動側導體係配置於真空閥之上下，且由設成U字形之絕緣框體之開口部側向水平方向朝外側導出(參照例如專利文獻2)。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開平7-320610號公報(第3頁，第1圖)

專利文獻2：日本特開2006-49247號公報(第4頁，第1圖)

配置於絕緣框體內之3相真空閥與上部及下部之主電路導體，因係形成有3相平行之電流電路，故例如流通如同短路電流之大電流於通電部之情況時，不但於相間方向會產生過大之電磁力，且此電磁力亦作用於支撐導體部之3相的絕緣框體。

於專利文獻1之真空斷路器中，因將絕緣框體作成3相總括，故因此可確保3相之相互間的強度，惟若真空斷路器之遮斷容量變大，則不但真空閥及主電路導體部大型化，且隨之絕緣框體亦大型化。因此，要以3相總括製造，會有因金屬模具大型化造成之初期費用增加或可製造金屬模具之製造商受限等，此等成為成本上升之要因。因此，要以3相總括型之絕緣框體進行真空斷路器之大型化有其問題。

相對於此，在如同專利文獻2的絕緣框體以3相個別的固定於台車者中，因製造絕緣框體的金屬模具較3相總括型小型即可，在製造面之優點雖大，惟可預見將因前述電磁力導致絕緣框體位移。若絕緣框體位移，則有主電路導體的接觸件之接觸部亦位移，而使通電性能降低，甚至有電弧發生之虞。要防止此種情況，須將絕緣框體或安裝絕緣框體之台車大型化以謀求剛性提升、將接觸件部之接觸壓力荷重提高等措施成為必要，而有成本增加之問題點。

因本發明係為解決前述問題所研創者，目的為得到即使在3相個別之絕緣框體的情況下，亦可對相間方向之電磁力具優異之機械性強度的真空斷路器。

關於本發明之真空斷路器係為具備3相分之真空閥、將真空閥各相個別收納而保持的3個絕緣框體、及於前面側具有收納真空閥的操作機構部之機構外殼的台車框體，且收納有真空閥之3個絕緣框體係於機構外殼之後方排列而配置在左右方向，下部側則固定於台車框體，其中，於各絕緣框體與機構外殼之對向部裝設卡止部，並藉由卡止部限制各絕緣框體的相間方向之位移者。

若根據本發明之真空斷路器，因係於各絕緣框體與機構外殼之對向部裝設卡止部以限制各絕緣框體的相間方向之位移，故可提供對作用於相間方向之電磁力具優異機械性強度之真空斷路器。

另外，因無須將絕緣框體的強度提升至超出必要以上，故可輕量化，且因過度的橫方向之力不會加諸於真空閥的固定側及可動側導體與襯套的連接部之接觸件，故可縮小接觸壓力。因此，可謀求真空斷路器之小型輕量化。

(實施形態1)

第1圖係為顯示本發明之實施形態1的真空斷路器之圖，(a)係為側視圖，(b)為由右側觀看(a)之後視圖。第2圖係為顯示第1圖之真空斷路器內部之側視剖面圖，顯示開關設備(Switchgear)等收容於殼體內而載放於固定框之狀態。另外，第3圖係為第1圖中以一點鏈線所示之圓內部份擴大圖。

於第1圖中，構成真空斷路器1之斷路部的真空閥2係於呈圓筒狀之真空容器內部以可接離的方式配置而收納有固定接點與可動接點(均未圖示)。如同(b)所示，3相之真空閥2係各相個別收納於以包圍真空閥2的方式所裝設之絕緣框體3內。自真空閥2的上部側相連於固定接點的固定側導體4係朝與真空閥2之軸線成正交之方向導出，而自下部側相連於可動接點之固定側導體4係與可動側導體5同方向導出。

固定側導體4及可動側導體5之各前端係裝設有接觸件6。接觸件6係例如於圓周方向排列有多數個接觸件片，於其外圓周裝設有彈簧，接觸件片藉由彈簧向中心方向彈推而構成。

在第1圖(a)中，圖之左側係為真空斷路器1之前面側。在以下說明中，前面、背面、前後方向、左右方向等之表現係以此前面側為基準。

絕緣框體3係搭載於台車框體7。台車框體7係為可於前後方向移動的形態於下部具備車輪7a。於前面側具有面板(Face Plate)7b，其正後側係為主要用於收納真空閥2的操作機構之機構外殼7c，並以此等構成台車框體7。

3相分之3個絕緣框體3係於台車框體的機構外殼(Case)7c之後方，將其軸線朝向垂直方向且排列於左右方向而配置，下部側藉由螺栓(Bolt)等固定於台車框體7，若由背面側所見，係如同第1圖(b)。

接著，藉由第2圖，就真空斷路器1之內部構成進行說明。

如圖所示，相連於真空閥2之固定接點的上部側係電性連接於固定側導體4，並且固定側導體4固定於絕緣框體3，藉此而使真空閥2機械性地固定於絕緣框體3。

另一方面，真空閥2的可動接點側之由下方導出之可動電極棒8係透過可撓式導體9而連接於固定在絕緣框體3的可動側導體5。另外，可動電極棒8係於軸方向連結有絕緣桿(Rot)10，絕緣桿10係透過連桿(Link)機構11連結至收納於機構外殼7c內之操作機構(未圖示)。藉由操作機構之操作，可動電極棒8透過絕緣桿10上下移動，而驅動真空閥2的可動接點，並接離固定接點，藉此構成進行真空斷路器1之開閉。

收納真空斷路器之開關設備等之殼體係裝設有載放真空斷路器1之固定框。第2圖即為顯示載放於該固定框之狀態者。於固定框之底面12裝設有引導台車框體7的車輪7a之軌道(Rail)，固定框之後壁13裝設有襯套(Bushing)14。於襯套14之中心導體14a嵌合有真空閥2側之固定側導體4及可動側導體5之各接觸件6。另外，上下之襯套14的後方側，例如一方連接至主電路母線(未圖示)，他方連接至負載側之纜線(Cable)(未圖示)。

於第2圖中雖顯示接觸件6與中心導體14a連接之連接狀態，惟若藉由拉動裝設於真空斷路器1之面板7b的把手而往前方抽出，則接觸件6與中心導體14a之連接中斷，成為斷開狀態。

接著，就本案發明的特徵之台車框體7與絕緣框體3的卡止部15之構成進行說明。

第3圖(a)係為第1圖之以一點鏈線包圍的III部的擴大圖，(b)係為由(a)之箭頭方向所見之圖。

於各相之絕緣框體3的前面側，亦即與台車框體7之機構外殼7c的背面對向之側，形成有圓柱狀的突起部16。另一方面，如第3圖(b)所示，於機構外殼7c的背面側設置有較突起部16之外徑略大之內徑的嵌合孔17。嵌合孔17係設於將形成機構外殼7c之箱體的頂板部向背面側延長，並向90度下方折曲之折曲部7d。

前述之以突起部16與嵌合孔17構成卡止部15，而在將絕緣框體3裝配於台車框體7之狀態下，兩者成為如同圖示地嵌合且卡止。亦即，絕緣框體3係下部側固定於台車框體7，並且於高度方向之中間附近的卡止部15亦卡止於台車框體7之側。

再者，於第3圖中雖顯示嵌合孔17係為設於將機構外殼7c之頂板延長之折曲部7d者，惟亦可設於其他構件之板材再裝配於機構外殼7c之背面。

接著，就卡止部15之作用進行說明。

如第2圖所示，當真空斷路器1裝入開關設備等之殼體而使用時，形成自上部之襯套14的中心導體14a流向固定導體側4-真空閥2的固定接點及可動接點-可撓式導體9-可動側導體5-下部之襯套14的中心導體14a之電流路徑。因3相之真空閥2係收納並固定於分別獨立的絕緣框體3且並排的配置，故當產生接地故障等而大的短路電流流通於前述之電流路徑時，則因該電流導致3相的導體間於第1圖(b)以箭頭所示之方向將產生大的電磁力。因固定側導體4及可動側導體5係固定於絕緣框體3，故該過大之電磁力亦會加諸於絕緣框體3之相間方向(由前面所見為左右方向)。若置之不理，則真空斷路器1之接觸件6部亦會產生要往相間方向位移之力的作用，而使與襯套14的中心導體14a之接觸成為不均一之接觸壓力，使通電性能受損，視情況不同而有在接觸部產生電弧發生之虞。

因此，如同本實施形態1，藉由設置設於絕緣框體3側之突起部16與設於台車框體7側之嵌合孔17而形成的卡止部15，因可限制絕緣框體3朝相間方向位移，故絕緣框體3保有必要的機械性強度，可抑制接觸件6位移，而可防止接觸部之電弧發生。

突起部16係可於將絕緣框體3模造成型時同時形成，嵌合孔17係只要將機構外殼7c之頂板尺寸延伸而開孔，即可簡單形成。

再者，突起部16以及嵌合孔17之形狀並非限定於圓形，亦可為四角形或多角形。另外其個數亦可因應必要而於1個絕緣框體設置複數個。

另外，亦可將突起部裝設於機構外殼7c側，而將嵌合孔設於各絕緣框體3。

如前所述，若根據實施形態1之真空斷路器，因具備3相分之真空閥、將真空閥各相個別地收納且保持之3個絕緣框體、及在前面側具有收納真空閥的操作機構部之機構外殼的台車框體，並將收納有真空閥之3個絕緣框體在於機構外殼之後方排列左右方向而配置，且下部側固定於台車框體，其中，於各絕緣框體與機構外殼的對向部設置卡止部，並藉由卡止部限制各絕緣框體相間方向的位移，而可提供對於作用於相間方向的電磁力有優異機械性強度之真空斷路器。

另外，因無需將絕緣框體之強度提升至必要以上故可輕量化。

另外，因過度的橫方向之力不會加諸於真空閥之固定側及可動側導體與襯套連接之接觸件，故可減小接觸壓力，可抑制接觸件部的位移而防止電弧發生。

進一步，因亦可抑制台車框體之剛性，故可謀求真空斷路器之小型輕量化。

另外，因卡止部係以設置於與機構外殼對向之各絕緣框體之對向面的突起部、及為嵌合於突起部而設置於機構外殼側之嵌合孔所構成，故可用簡單的構成構成卡止部，而可得到前述效果。

(實施形態2)

第4圖係為本發明形態2之真空斷路器之平面剖面圖。因係由與實施形態1之第1圖同樣之真空斷路器之上面所見之圖，故與第1圖相同部分附加同一符號而省略說明，以下以其與實施形態1之不同點為中心進行說明。

在實施形態1中，絕緣框體3與台車框體7之卡止部係設為絕緣框體3側之突起部16與台車框體7側之嵌合孔，惟於本實施形態中，如第4圖所示，從上面所見之大致矩形之絕緣框體3之前面側，亦即與台車框體7之機構外殼7c之背面側對向側的兩側形成有縱長形之凸緣(Flange)部3a，而台車框體7之側係設置具有將機構外殼7c之頂板延伸至絕緣框體3之側，且卡合於3個絕緣框體3兩側的凸緣部3a內側之前端形狀的卡合板18，使卡合板18之前端部卡合於凸緣部3a之內側，而成為卡止部15。

第4圖之情況係為顯示卡合板18亦為兼用於機構外殼7c之頂板者，惟亦可將卡合板18以與頂板不同構件構成，再接合於機構外殼7c。

另外，在第4圖中，雖將凸緣部3a設置於絕緣框體3之寬部方向兩側，惟凸緣部例如亦可只設於寬度方向之中央部1處，而將卡合板18之前端形狀配合該當形狀而形成卡止部。

接著，就卡止部之其他實施例進行說明。

第5圖係為顯示卡止部之其他例之真空斷路器之平面剖面圖。因係為與先前第4圖對應之部份，故相同部分以同一符號顯示而省略說明，並以其與第4圖之不同點為中心進行說明。在第5圖中，不於絕緣框體3設置凸緣部，而將呈大致矩形剖面之各相絕緣框體3之寬度方向的端部3b做為絕緣框體3之側的卡止部，而機構外殼7c之側係設置有將頂板延伸至絕緣框體3側，並將前端部形狀做成將各絕緣框體3之寬度方向整體由外側包挾之形狀的卡合板19。卡合板19與機構7c之頂板以不同構件構成亦可。

藉由如第4圖或第5圖之構成，當例如短路電流之大電流流至真空閥2時，因可防止絕緣框體3往相間方向位移，故可抑制接觸件6部位移，而可防止接觸部的電弧發生。

再者，卡止部之形狀並非限定於第4圖、第5圖者，只要配合絕緣框體側之形狀，而將卡止部分之形狀適當決定即可。

如上所述，若根據實施形態2之真空斷路器，則卡止部因係以設置於與機構外殼對向之各絕緣框體之對向面的凸緣部、與具有卡合於凸緣部之前端形狀而設置於機構外殼側之卡合板所構成，故可提供當例如短路電流之大電流流經時對於作用於相間方向之電磁力具有優異之機械性強度的真空斷路器，另外，亦可得到與實施形態1同樣之效果。

另外，因卡止部係由與機構外殼對向的各絕緣框體之對向面之兩端部、與具有卡合於兩端部的前端形狀而設置於機構外殼側的卡合板所構成，故不必要於絕緣框體側進行卡止用之特別加工，而可得到與前述同樣之效果。

1．．．真空斷路器

2．．．真空閥

3．．．絕緣框體

3a．．．凸緣部

3b．．．端部

4．．．固定側導體

5．．．可動側導體

6．．．接觸件

7．．．台車框體

7a．．．車輪

7b．．．面板

7c．．．機構外殼

7d．．．折曲部

8．．．可動電極棒

9．．．可撓式導體

10．．．絕緣桿

11．．．連桿機構

12．．．底面

13．．．後壁

14．．．襯套

14a．．．中心導體

15．．．卡止部

16．．．突起部

17．．．嵌合孔

18、19．．．卡合板

第1圖係顯示本發明之實施形態1之真空斷路器的側視圖及後視圖。

第2圖係為顯示第1圖之真空斷路器內部之側視剖面圖。

第3圖係為顯示第1圖之主要部分之部分擴大圖。

第4圖係為本發明之實施形態2的真空斷路器之平面剖面圖。

第5圖係為本發明之實施形態2的真空斷路器之其他實施例之平面剖面圖。

1．．．真空斷路器

2．．．真空閥

3．．．絕緣框體

4．．．固定側導體

5．．．可動側導體

6．．．接觸件

7．．．台車框體

7a．．．車輪

7b．．．面板

7c．．．機構外殼

15．．．卡止部

Claims (4)

1. 一種真空斷路器，具備3相分的真空閥、將前述真空閥各相個別地收納保持之3個絕緣框體、及於前面側具有收納前述真空閥的操作機構部之機構外殼的台車框體，收納有前述真空閥之前述3個絕緣框體係於前述機構外殼之後方排列配置於左右方向，且下部側固定於前述台車框體，其中，於前述各絕緣框體與前述機構外殼之對向部設置有卡止部，藉由前述卡止部限制前述各絕緣框體之相間方向的位移。
2. 如申請專利範圍第1項所述的真空斷路器，其中，前述卡止部係由設置於與前述機構外殼對向之前述各絕緣框體的對向面之突起部、及為嵌合於前述突起部而設置於前述機構外殼側之嵌合孔所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述的真空斷路器，其中，前述卡止部係由設置於與前述機構外殼對向的前述各絕緣凸緣之對向面的凸緣部、及具有卡合於前述凸緣部之前端形狀而設置於前述機構外殼側之卡合板所構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述的真空斷路器，其中，前述卡止部係由與前述機構外殼對向之前述各絕緣框體的對向面之兩端部、及具有卡合於前述兩端部之前端形狀而設置於前述機構外殼側的卡合板所構成。