WO2007132598A1 - タンク形真空遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズの損傷を防止するとともに、小形化を図り、かつ地球温暖化を防止する。 【解決手段】接地タンク２内に高圧力の乾燥空気を封入し、接地タンク２内の一端には絶縁支持筒５及び絶縁サポート７を介して可動側コンタクトケース８を支持するとともに、接地タンク２内の他端には支持碍子６を介して固定側コンタクトケース９を支持し、コンタクトケース８，９間に真空インタラプタ１０を支持する。又、下端がコンタクトケース８，９と接続された導体３５，１５の上端にブッシング端子２０，２１を接続するとともに、導体３５，１５をブッシング１６，１７により包囲する。可動側導体３５をパイプ状とし、外周側が真空のベローズ２５の内周側、可動側導体３５内、サポート７内及び可動側コンタクトケース８内が大気圧となるとともに、絶縁支持筒５内が高圧力の乾燥空気となるように、気密シール部３７～４１を設ける。

Description

明 細 書

タンク形真空遮断器

技術分野

[0001] この発明は、電力設備の保護用として変電所内で使用されている屋外用等のタン ク形真空遮断器に関し、特にそのタンクの内部圧力構造に関するものである。

背景技術

[0002] 図 4は従来のタンク形真空遮断器の縦断正面図を示し、架台 1上には接地タンク 2 が支持され、接地タンク 2の一端には支持板 3を介して操作箱 4が取り付けられ、操作 箱 4内には操作機構が設けられる。接地タンク 2内の水平方向一端には絶縁支持筒 5が支持板 3に支持され、接地タンク 2内の水平方向他端には支持碍子 6が支持され る。絶縁支持筒 5には絶縁性のサポート 7を介して導電性の可動側コンタクトケース 8 が支持され、支持碍子 6には固定側コンタクトケース 9が支持され、コンタクトケース 8 , 9には遮断部である真空インタラプタ 10の可動側端部及び固定側端部が水平に支 持され、操作箱 4内の操作機構は図示しないレバーと、絶縁支持筒 5及びサポート 7 内を揷通した絶縁操作ロッド 12とを介して真空インタラプタ 10の可動リード 11と接続 する。真空インタラプタ 10の可動リード 11は可動側コンタクトケース 8に挿通されると ともに、電気的に接続され、真空インタラプタ 10の固定リード 13は固定側コンタクトケ ース 9と電気的に接続される。接地タンク 2内からは下端がコンタクトケース 8, 9とそれ ぞれ電気的に接続された導体 14, 15が傾斜状態で上方に伸びて設けられ、導体 1 4, 15はプッシング 16, 17により包囲され、プッシング 16, 17は接地タンク 2上に設 けられたプッシング変流器 18, 19により支持される。導体 14, 15の上端にはブッシ ング端子 20, 21が設けられる。

[0003] 又、高電圧の導体 14, 15や真空インタラプタ 10等の主回路部とアース電位の接地 タンク 2との絶縁のために、接地タンク 2内には 0. 15MPa程度の SFガスを封入して

6

いる。この SFガスは絶縁性能に優れているため、ガス圧力は低圧力で対応できる。

6

[0004] 図 5は従来の真空インタラプタ 10の断面図を示し、セラミック力もなる絶縁筒 22の 両端に金属製の固定側端板 23及び可動側端板 24を封着し、真空容器を形成する 。固定側端板 23の中心には固定リード 13の一端を固定するとともに、可動側端板 24 の中心に設けた貫通孔 24aには可動リード 11を貫通させ、一端が可動側端板 24の 貫通孔 24aの周辺部の内面側に取り付けられたべローズ 25の他端を可動リード 11 に取り付け、固定リード 13及び可動リード 11の内端には固定電極 26及び可動電極 27を対向して取り付ける。絶縁筒 22の長さ方向中間の内面側には中間シールド 28 を設けるとともに、端板 23, 24の内面側には端部シールド 29, 30を設ける。又、可 動リード 11にはべローズ 25の一部を覆うようにべローズシールド 31を取り付ける。

[0005] 上記構成において、投入動作は、投入指令により操作機構を駆動すると、レバー及 び絶縁操作ロッド 12を介して可動リード 11が移動し、可動電極 27が固定電極 26と 接触し、導体 14, 15間が接続される。又、遮断動作は、引き外し指令が出ると、操作 機構によりレバーを介して絶縁操作ロッド 12が引っ張られ、可動リード 11が移動し、 電極 26, 27間が開離し、導体 14, 15間が遮断される。

[0006] 真空インタラプタ 10においては、上記したように、投入、遮断の際に可動リード 11 が動いても伸縮自在なべローズ 25によって真空容器内の真空は保たれる。ベローズ 25は外周側の真空と内周側の SFガスの圧力との差圧にある程度耐え得る構造とな

6

つているが、ベローズ 25はステンレス等の薄い金属により形成されており、差圧があ る程度以上に大きくなつた場合、座屈（バックリング）という現象が発生するため、ベロ ーズ 25の内周側に接する封入ガスの圧力は少なくとも 0. 2MPa程度以下にしなけ ればならない。又、近年、 SFガス

6 は温暖化係数が高いことから、地球温暖化防止の ためには、極力その使用量を抑制することが必要とされている。

[0007] なお、先行技術文献情報としては、特許文献 1があり、これはべローズの外周側を 真空で内周側を低圧ガス又は大気圧とすることにより、ベローズの内外圧力差を低 減し、ベローズの損傷を防止しょうとするものである。又、特許文献 2があり、これは反 真空側の空間を低い圧力の気密室にするというものである。

特許文献 1：特開 2004— 220922号公報

特許文献 2：特開平 6 - 208820号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0008] ここで、接地タンク内に封入するガスとしては、 SFガスの代替絶縁ガスとして、温暖

6

ィ匕係数がほぼ零で地球温暖化防止に有効な乾燥空気を適用することが考えられる。 しかし、乾燥空気は従来の SFガスと比較して絶縁性能が劣るため、ガス圧力を 0. 4

6

〜0. 5MPa程度まで上昇させ、絶縁性能を向上させる必要があり、このようなガス圧 力の上昇に伴い、最も弱点となる部分の一つが真空インタラプタのべローズである。 そこで、ベローズの座屈（バックリング）を防ぐため、ベローズの部分は他の高圧力部 分とガス圧力を区分して、低圧力又は大気圧となるようにしなければならない。通常、 ガス圧力が低下すると、絶縁性能も低下するため、低圧力部分となる絶縁支持筒及 び絶縁操作ロッドは高電圧部分とアース部分の絶縁距離に相当することになり、全長 を長く確保する必要がある。このため、これに伴い、接地タンクの長さが長くなつてし まうという問題がある。これを図 6により説明する。

[0009] 図 6において、 32は操作機構と絶縁操作ロッド 12とを接続するレバー、 33は真空ィ ンタラプタ 10の可動リード 11と可動側コンタクトケース 8との間に設けられたリングコン タクト、 34は可動電極 27を固定電極 26に圧接する圧接ばねであり、また絶縁支持筒 5と可動側コンタクトケース 8とを直接接続している。接地タンク 2内には高圧力の乾燥 空気を封入している。この場合、絶縁支持筒 5内及び可動側コンタクトケース 8内は 大気圧 (低圧力）となっており、ベローズ 25は外周側が真空であり、内周側がやはり 大気圧 (低圧力）となっている。このため、特許文献 1と同様にべローズ 25は内外圧 力差が低減され、ベローズ 25の損傷は防止される。し力しながら、絶縁性能の低下 を補うため、絶縁支持筒 5及び絶縁操作ロッド 12の長さが長くなるため、接地タンク 2 の長さも長くなり、全体的に大形になるという課題があった。一方、ベローズ 25の内 周側の圧力を高圧力としたままの場合には、ベローズ 25を内外圧力差に耐え得る構 造としなければならず、その材質、構造が特殊となり、高価になった。又、特許文献 2 に示すように、反真空側を低圧力の気密室にするというものは、タンク内の高圧ガス が気密室に徐々に侵入し、圧力が徐々に上昇する恐れがあった。

[0010] この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、絶縁耐力が低 下しないように接地タンク内に収納した絶縁ガスの圧力を高くしてもベローズに加わ る応力を小さく抑えることができるタンク形真空遮断器を得ることを目的とする。 課題を解決するための手段

[0011] この発明の請求項 1に係るタンク形真空遮断器は、大気圧よりも高い圧力の絶縁ガ スが封入された接地タンクと、真空容器とこの真空容器内において可動リード及び固 定リードにそれぞれ支持された接離自在な電極と可動リードと真空容器間の真空を 保持するためのベローズとから成る真空インタラプタと、接地タンク内に絶縁材を介し て支持されるとともに、真空インタラプタの両端に設けられた可動側コンタクトケース 及び固定側コンタクトケースと、可動側コンタクトケース及び固定側コンタクトケースと それぞれ接続され、接地タンクに設けられたプッシング内を通って外部に引き出され る可動側導体及び固定側導体と、前記絶縁材を貫通して可動リードと接地タンク外 の操作機構とを連結する絶縁操作ロッドとを備えたものにおいて、前記可動側導体を パイプ状とし、前記可動側コンタクトケース内にベローズの反真空側の空間と連通す るとともに、接地タンク内の絶縁ガスが封入された空間とシール手段により隔離された 空間を形成し、該空間を前記可動側導体内の空間を介して大気と連通させたもので ある。

[0012] 請求項 2に係るタンク形真空遮断器は、高圧力の乾燥空気が封入された接地タン クと、接地タンク内に絶縁操作ロッドが挿通した絶縁支持筒及び絶縁性のサポートを 介して支持された可動側コンタクトケースに可動側端部が支持されるとともに、固定 側コンタクトケースに固定側端部が支持され、かつ可動側端部に外周側が真空のベ ローズが設けられた真空インタラプタと、下端が可動側及び固定側のコンタクトケース とそれぞれ接続されるとともに、上端がそれぞれプッシング端子と接続され、周囲がそ れぞれプッシングにより包囲された可動側及び固定側の導体とを備えたタンク形真 空遮断器において、可動側導体をパイプ状とし、可動側導体内、サポート内、可動側 コンタクトケース内及び真空インタラプタのべローズの内周側を互いに連通し、可動 側導体上端を大気に開口するとともに、絶縁支持筒内が高圧力の乾燥空気となるよ うに前記サポートと前記絶縁操作ロッドとの間に気密シール部を設けたものである。

[0013] 請求項 3に係るタンク形真空遮断器は、可動側のプッシング端子の大気と連通する 通気口部にフィルタを設けたものである。

発明の効果 [0014] 以上のようにこの発明の請求項 1によれば、接地タンク内に高圧力の絶縁ガスを封 入しているので、絶縁操作ロッド等の長さを短くしても絶縁性能を保つことができ、全 体的に小形ィ匕することができる。又、ベローズの反真空側には大気圧が加わるように したので、ベローズの内外圧力差が低減され、ベローズの損傷を防止することができ る。

[0015] 請求項 2によれば、絶縁支持筒や絶縁操作ロッド等の高電界が加わる部分には高 圧力の乾燥空気が加わるようにして 、るので、これらの部分の長さを短くしても絶縁 性能を保つことができ、全体的に小形ィ匕することができる。又、外周側が真空のベロ 一ズの内周側には大気圧が加わるようにしたので、ベローズの内外圧力差が低減さ れ、ベローズの損傷を防止することができる。さらに、ベローズの内周側を大気圧とす るために、ベローズの内周側に連なる部分、即ち可動側導体内、サポート内及び可 動側コンタクトケース内も大気圧としている力 S、これらの部分には高電界が加わらず、 等電位となるため、絶縁性能が小さくても良い。さらに、接地タンク内には温暖化係 数が小さい乾燥空気を封入しているので、地球温暖化の防止にも役立つことができ る。

[0016] 請求項 3によれば、可動側のプッシング端子の大気と連通する通気口部にフィルタ を設けたので、パイプ状の可動側導体内への雨水等の浸入を防止することができる

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図 1はこの 発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の要部拡大縦断正面図、図 2は同じ くタンク形真空遮断器の縦断正面図、図 3は同じくタンク形真空遮断器の可動側導 体部分の拡大縦断面図である。なお、図 1及び図 3において、斜線部分は大気圧部 分を示す。図において、接地タンク 2内には高圧力の絶縁ガスとして、乾燥空気が封 入されている。プッシング 16, 17内にも高圧力の乾燥空気が封入されている。接地タ ンク 2内の水平方向の一端には支持板 3が取り付けられ、支持板 3の内面側には絶 縁支持筒 5及び絶縁性のサポート 7を介して可動側コンタクトケース 8が支持され、接 地タンク 2内の水平方向の他端には支持碍子 6を介して固定側コンタクトケース 9が 支持される。真空インタラプタ 10の可動側端部は可動側コンタクトケース 8の円筒状 金属部材 8bに支持され、真空インタラプタ 10の固定側端部は固定側コンタクトケー ス 9に支持され、真空インタラプタ 10の可動リード 11はリングコンタクト 33を介して可 動側コンタクトケース 8を挿通し、絶縁支持筒 5及びサポート 7内を揷通した絶縁操作 ロッド 12と連結される。又、真空インタラプタ 10の可動側端板 24と可動リード 11との 間には外周側が真空のベローズ 25が設けられる。

[0018] 35は可動側導体であり、パイプ状に形成されるとともに、下端が可動側コンタクトケ ース 8に接続され、固定側導体 15は下端が固定側コンタクトケース 9に接続され、導 体 15, 35は接地タンク 2内力 斜め上方に伸び、プッシング変流器 18, 19上に設け られたプッシング 16, 17により囲まれ、導体 15, 35の上端にはプッシング端子 20, 2 1を接続する。可動側のプッシング端子 20の大気と連通する通気口部 20aにはフィ ノレタ 36を設ける。

[0019] 又、真空インタラプタ 10のべローズ 25の内周側を大気圧とするために、ベローズ 2 5の内周側と連通する部分であって、高電界が加わらない部分を大気圧とする。具体 的には、可動側導体 35内、サポート 7内及び可動側コンタクトケース 8内を大気圧と する。そのために、可動側導体 35の外周と可動側コンタクトケース 8の筒状部 8aとの 間、サポート 7と可動側コンタクトケース 8との間及び可動側コンタクトケース 8とその円 筒状金属部材 8b (端板 24に溶接されている。 )との間に気密シール部である高温シ ール部（高温でシールする部分) 37〜39を設け、また絶縁支持筒 5内を高圧力の乾 燥空気とするために、絶縁操作ロッド 12とサポート 7との間及び絶縁操作ロッド 12と 支持板 3の揷通孔 3aとの間に気密シール部である直線シール部 40, 41を設ける。

[0020] 上記した実施最良形態においては、絶縁支持筒 5や絶縁操作ロッド 12等の高電界 が加わる部分には高圧力の乾燥空気が加わるので、これらの部分の長さを短くしても 絶縁性能を保つことができ、接地タンク 2も小形になり、全体的に小形にすることがで きる。又、外周側が真空のベローズ 25の内周側には大気圧が加わるようにしたので、 ベローズ 25の内外圧力差が低減され、ベローズ 25の損傷を防止することができると ともに、ベローズ 25を内外圧力差に耐え得る構造にする必要がなぐ量産構造のも のにすることができ、安価にすることができる。 [0021] 又、ベローズ 25の内周側、可動側導体 35内、サポート 7内及び可動側コンタクトケ ース 8内を大気圧とした力 これらの部分は等電位で高電界が加わらないので、低圧 力で絶縁性能が低くても良い。又、接地タンク 2内には温暖化係数力 S小さい乾燥空 気を封入しているので、地球温暖化の防止に寄与することができる。また、可動側の プッシング端子 20の大気と連通する通気口部 20aにフィルタ 36を設けたので、雨水 等がパイプ状の可動側導体 35内に浸入するのを防止することができる。

[0022] なお、上記した実施最良形態においては、絶縁耐カを高めるための高圧力の絶縁 ガスとして、乾燥空気を用いた力 その他 SF6ガス、 CF3Iガス、 N2ガス等を用いるこ とができる。これらの高圧力の絶縁ガスを用いても、ベローズ 25の反真空側に大気圧 室を形成したので、ベローズ 25の内外の圧力差は小さいなり、ベローズ 25に加わる 応力を小さくすることができる。特に、 SF6ガスは絶縁耐力が大きいので、ガス圧力を 0. 17〜0. 4MPa程度に高圧化すれば、接地タンク 2の小型化が図れる。又、高温 シール部 37〜39に漏れが生じても、可動側コンタクトケース 8内の（円筒状金属部材 8b内の）空間の圧力は大気圧に維持され、ベローズ 25に悪影響を与えない。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の要部拡大縦断正面図で ある。

[図 2]この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の縦断正面図である。

[図 3]この発明の実施最良形態によるタンク形真空遮断器の可動側導体部分の拡大 縦断面図である。

[図 4]従来のタンク形真空遮断器の縦断正面図である。

[図 5]従来の真空インタラプタの断面図である。

[図 6]従来の接地タンク内に高圧力の乾燥空気を封入し、絶縁支持筒内、可動側コ ンタクトケース内及びべローズ内を大気圧とした場合のタンク形真空遮断器の縦断正 面図である。

符号の説明

[0024] 2…接地タンク

3· ··支持板 …絶縁支持筒 …支持碍子 …サポート

, 9···コンタクトケース0···真空インタラプタ1···可動リード2…絶縁操作ロッド3…固定リード5, 35···導体

, 17· "プッシング , 21···ブッシング端子 a…通気口部

, 24···端板

···ベローズ

···フイノレタ

〜39···高温シーノレ部 , 41···直線シール部

Claims

請求の範囲

[1] 大気圧よりも高い圧力の絶縁ガスが封入された接地タンクと、真空容器とこの真空 容器内において可動リード及び固定リードにそれぞれ支持された接離自在な電極と 可動リードと真空容器間の真空を保持するためのベローズとから成る真空インタラブ タと、接地タンク内に絶縁材を介して支持されるとともに、真空インタラプタの両端に 設けられた可動側コンタクトケース及び固定側コンタクトケースと、可動側コンタクトケ ース及び固定側コンタクトケースとそれぞれ接続され、接地タンクに設けられたブッシ ング内を通って外部に引き出される可動側導体及び固定側導体と、前記絶縁材を貫 通して可動リードと接地タンク外の操作機構とを連結する絶縁操作ロッドとを備えたも のにおいて、前記可動側導体をパイプ状とし、前記可動側コンタクトケース内にベロ 一ズの反真空側の空間と連通するとともに、接地タンク内の絶縁ガスが封入された空 間とシール手段により隔離された空間を形成し、該空間を前記可動側導体内の空間 を介して大気と連通させたことを特徴とするタンク形真空遮断器。

[2] 高圧力の乾燥空気が封入された接地タンクと、接地タンク内に絶縁操作ロッドが挿 通した絶縁支持筒及び絶縁性のサポートを介して支持された可動側コンタクトケース に可動側端部が支持されるとともに、固定側コンタクトケースに固定側端部が支持さ れ、かつ可動側端部に外周側が真空のベローズが設けられた真空インタラプタと、下 端が可動側及び固定側のコンタクトケースとそれぞれ接続されるとともに、上端がそ れぞれプッシング端子と接続され、周囲がそれぞれプッシングにより包囲された可動 側及び固定側の導体とを備えたタンク形真空遮断器にぉ ヽて、可動側導体をパイプ 状とし、可動側導体内、サポート内、可動側コンタクトケース内及び真空インタラプタ のべローズの内周側を互いに連通し、可動側導体上端を大気に開口するとともに、 絶縁支持筒内が高圧力の乾燥空気となるように前記サポートと前記絶縁操作ロッドと の間に気密シール部を設けたことを特徴とするタンク形真空遮断器。

[3] 可動側のプッシング端子の大気と連通する通気口部にフィルタを設けたことを特徴 とする請求項 2記載のタンク形真空遮断器。