WO2015107694A1 - 開閉器およびガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

　容器３ａ～３ｃ内にそれぞれ第１相～第３相の開閉部が収納された断路器２ａ～２ｃと、容器３ａの側面を対向する２箇所で気密にかつ回転自在に貫通し、容器３ｂの側面を対向する２箇所で気密にかつ回転自在に貫通すると共に、容器３ｃの側面を１箇所で気密にかつ回転自在に貫通する直線状の駆動軸５と、駆動軸５を回転駆動することで第１相～第３相の開閉部を一括して開閉操作可能な操作装置１０とを備えた開閉器およびガス絶縁開閉装置を提供する。

Description

開閉器およびガス絶縁開閉装置

　本発明は、相分離型のガス絶縁開閉装置に関し、特に相分離型の開閉器に関する。

　特許文献１には、並設された三相の開閉装置と、各相の開閉装置をそれぞれレバーを介して開閉操作する共通の操作軸と、この操作軸を回転駆動する操作装置とを備え、操作軸上の各相のレバー間の途中および操作装置と操作軸との間にそれぞれ絶縁継手が設けられたガス絶縁開閉装置の操作機構が記載されている。

実開昭６０－５４６２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の操作機構では、各相の開閉装置の容器の外部に、各相のレバーが設けられると共に、操作軸上の各相のレバー間の途中および操作装置と操作軸との間にそれぞれ絶縁継手が設けられているため、操作機構の部品点数が多く、操作装置の駆動エネルギーの損出も大きく、さらに、ユニット間の間隔も増大するという問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操作機構の部品点数の削減、操作装置の駆動エネルギーの損出の抑制、および、相間間隔の縮小が可能な相分離型の開閉器および当該開閉器を備えたガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る開閉器は、絶縁ガスが密封された第１の容器内に第１相の開閉部が収納され、前記第１の容器と分離して絶縁ガスが密封された第２の容器内に第２相の開閉部が収納されると共に、前記第１および第２の容器と分離して絶縁ガスが密封された第３の容器内に第３相の開閉部が収納された三相の開閉器本体と、前記第１の容器の側面に対向して設けられた第１および第２の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通し、前記第２の容器の側面に対向して設けられた第３および第４の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通し、前記第３の容器の側面に設けられた第５の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通すると共に、前記第１の容器内では第１の可動コンタクトに連結され、前記第２の容器内では第２の可動コンタクトに連結され、前記第３の容器内では第３の可動コンタクトに連結された直線状の駆動軸と、前記駆動軸を回転駆動することで前記第１から第３の可動コンタクトを一括して駆動可能な操作装置と、を備えることを特徴とする。

　本発明によれば、操作機構の部品点数の削減、操作装置の駆動エネルギーの損出の抑制、および、相間間隔の縮小が可能になる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図である。 図２は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。 図３は、断路器の構成を示す拡大断面図である。 図４は、気密軸の周辺の構成を示す拡大断面図である。 図５は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図である。 図６は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。 図７は、比較例に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図である。 図８は、比較例に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。

　以下に、本発明の実施の形態に係る開閉器およびガス絶縁開閉装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図、図２は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。なお、図１では、断路器２ａ～２ｃについては断面構成を示し、操作装置１０、レバー１１、出力軸１２、リンク１３、レバー１４については正面構成を示している。

　図１および図２に示すように、ガス絶縁開閉装置１は、開閉器としての三相の断路器２ａ～２ｃ（三相の開閉器本体）と、これらの断路器２ａ～２ｃを一括して開閉操作する単一の操作装置１０と、操作装置１０で生成した駆動力を三相の断路器２ａ～２ｃに伝達して一括した開閉操作を可能にする操作機構（駆動軸５、レバー１１、リンク１３、およびレバー１４）とを備えている。なお、図１および図２では、ガス絶縁開閉装置１の構成として、断路器２ａ～２ｃおよびその操作装置１０等について記載されているが、図示しないその他の構成、例えば、遮断器、母線等を備えることができる。

　図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１は相分離型である。すなわち、Ａ相の断路器２ａは絶縁ガスが密閉された容器３ａ（第１の容器）内に可動コンタクト９ａ（第１の可動コンタクト）を含むＡ相の開閉部（第１相の開閉部）を備え、Ｂ相の断路器２ｂは絶縁ガスが密閉された容器３ｂ（第２の容器）内に可動コンタクト９ｂ（第２の可動コンタクト）を含むＢ相の開閉部（第２相の開閉部）を備え、Ｃ相の断路器２ｃは絶縁ガスが密閉された容器３ｃ（第３の容器）内に可動コンタクト９ｃ（第２の可動コンタクト）を含むＣ相の開閉部（第３相の開閉部）を備えており、三相の開閉部は互いに分離した容器３ａ～３ｃ内に収納されている。容器３ａ～３ｃはそれぞれ筒状の金属製のタンクから成る。容器３ａ～３ｃは、それぞれの軸が互いに平行となるようにして各軸に直交する水平方向に配列されている。また、可動コンタクト９ａ～９ｃはそれぞれレバー８ａ～８ｃに連結されている。

　なお、本実施の形態では開閉器は例えば断路器とするが、接地開閉器、あるいは、接地開閉器付の断路器としてもよい。ここで、接地開閉器付の断路器とは、断路器の容器内に接地開閉器が設けられたものである。

　駆動軸５は直線状に構成され、容器３ａの側面を対向する２箇所で気密に貫通し、容器３ｂの側面を対向する２箇所で気密に貫通すると共に、容器３ｃの側面を１箇所で気密に貫通して先端部が容器３ｃ内に配置されている。駆動軸５は、容器３ａ～３ｃの各軸と直交する水平方向に延伸している。

　駆動軸５は、例えば、連結ロッド５ａ、気密軸６ａ、絶縁ロッド７ａ、絶縁ロッド７ｂ、気密軸６ｂ、連結ロッド５ｂ、気密軸６ｃ、絶縁ロッド７ｃ、絶縁ロッド７ｄ、気密軸６ｄ、連結ロッド５ｃ、気密軸６ｅ、および絶縁ロッド７ｅがこの順で直線状に連結されて構成されている。

　詳細には、連結ロッド５ａは、大気中に配置されている。気密軸６ａは、連結ロッド５ａに連結されている。気密軸６ａは、容器３ａの側面に設けられた第１の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。絶縁ロッド７ａは、気密軸６ａに連結されている。絶縁ロッド７ａは、絶縁部材で形成されている。絶縁ロッド７ｂは、レバー８ａの一端部を間に挟んで絶縁ロッド７ａに連結されている。換言すれば、レバー８ａは、絶縁ロッド７ａ，７ｂ間で絶縁ロッド７ａ，７ｂに固定されて絶縁支持されている。絶縁ロッド７ｂは、絶縁部材で形成されている。気密軸６ｂは、容器３ａの側面に設けられた第２の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。第２の貫通穴は、駆動軸５の延伸方向に第１の貫通穴と対向している。

　さらに、連結ロッド５ｂは、気密軸６ｂに連結されている。連結ロッド５ｂは、大気中に配置されて、容器３ａ，３ｂ間を連結している。気密軸６ｃは、連結ロッド５ｂに連結されている。気密軸６ｃは、容器３ａの側面に設けられた第３の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。絶縁ロッド７ｃは、気密軸６ｃに連結されている。絶縁ロッド７ｃは、絶縁部材で形成されている。絶縁ロッド７ｄは、レバー８ｂの一端部を間に挟んで絶縁ロッド７ｃに連結されている。換言すれば、レバー８ｂは、絶縁ロッド７ｃ，７ｄ間で絶縁ロッド７ｃ，７ｄに固定されて絶縁支持されている。絶縁ロッド７ｄは、絶縁部材で形成されている。気密軸６ｄは、容器３ｂの側面に設けられた第４の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。第４の貫通穴は、駆動軸５の延伸方向に第３の貫通穴と対向している。

　さらに、連結ロッド５ｃは、気密軸６ｄに連結されている。連結ロッド５ｃは、大気中に配置されて、容器３ｂ，３ｃ間を連結している。気密軸６ｅは、連結ロッド５ｃに連結されている。気密軸６ｅは、容器３ｃの側面に設けられた第５の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。絶縁ロッド７ｅは、気密軸６ｅに連結されている。絶縁ロッド７ｅは、絶縁部材で形成されている。絶縁ロッド７ｅの先端は容器３ｃ内に配置され、レバー８ｃが固定されている。すなわち、レバー８ｃは、絶縁ロッド７ｅにより絶縁支持されている。

　なお、駆動軸５は、容器３ｃの側面を対向する２箇所で気密にかつ回転自在に貫通させることもできる。すなわち、図１では、駆動軸５の先端部は容器３ｃ内に配置されているが、容器３ｃの側面に第５の貫通穴と駆動軸５の延伸方向に対向する貫通穴をさらに設け、容器３ｃ内を容器３ａ内と同様に構成し、駆動軸５の先端部を容器３ｃから突出させることもできる。ただし、本実施の形態の構成はより簡素であり、部品点数も削減される。

　上記のような構成から、第１～第５の貫通穴は同一直線上に配置されている。また、駆動軸５は、気密軸６ａ～６ｅを介して、容器３ａ～３ｃによって回転自在に支持されている。

　駆動軸５は、連結ロッド５ａに連結されたレバー１４（第１のレバー）を介してリンク１３の一端部に連結されている。また、リンク１３の他端部はレバー１１（第２のレバー）を介して操作装置１０に設けられた出力軸１２に連結されている。なお、レバー１４は、連結ロッド５ｂまたは連結ロッド５ｃに連結することもできる。

　操作装置１０は、駆動軸５を回転駆動するための操作力を生成し、当該駆動力を出力軸１２の回転力として出力する。操作装置１０により、駆動軸５が回転駆動されると、レバー８ａ～８ｃが駆動軸５を中心として回転し、これに伴って可動コンタクト９ａ～９ｃが駆動される。そして、可動コンタクト９ａ～９ｃがそれぞれ図示しない固定コンタクトと接触または離れることで、断路器２ａ～２ｃが投入または開放される。

　このように、本実施の形態では、単一の操作装置１０と、断路器２ａ，２ｂを貫通すると共に先端部が断路器２ｃ内に配置された直線状の一本の駆動軸５と、駆動軸５と操作装置１０を連結するリンク１３および二つのレバー１１，１４を含むリンク機構を用いて、断路器２ａ～２ｃを一括して開閉操作する構成である。

　次に、図３および図４を参照して、気密軸の周辺の詳細構成について説明する。図３は、断路器の構成を示す拡大断面図、図４は、気密軸の周辺の構成を示す拡大断面図である。なお、図３では、断路器２ａにおける気密軸６ａ，６ｂの周辺の構成を示し、図４では、気密軸６ａの周辺の構成を示しているが、このような構成は断路器２ｂ，２ｃについても同様である。

　図３に示すように、容器３ａの側面には、第１の貫通穴としての貫通穴２５ａが設けられると共に第２の貫通穴としての貫通穴２５ｂが設けられている。貫通穴２５ａ，２５ｂには、それぞれ、例えば円筒状のシールケース２０が嵌め込まれて容器３ａに固定されている。シールケース２０は、容器３ａからのガス漏れを防ぐと共に駆動軸５を回転自在に支持するために設けられる。

　次に、図４を参照して、シールケース２０の構成について説明する。シールケース２０は、貫通穴２５ａに嵌め込まれた部分の内径が気密軸６ａの外径に略等しい。シールケース２０の当該部分の内周面には、周方向の全周にわたって溝が設けられ、当該溝内にはシール部材２２が配置されている。気密軸６ａは、シールケース２０の当該部分を介して貫通穴２５ａを貫通している。シール部材２２は例えばＯリングである。

　また、シールケース２０は、貫通穴２５ａに嵌め込まれた部分に連通する部分が貫通穴２５ａから容器３ａの外側に一定の長さ引き出されている。当該引き出された部分の内径は気密軸６ａの外径よりも大きく、当該引き出された部分の内周面と気密軸６ａの外周面との間にはベアリング２１が配置されている。つまり、ベアリング２１は、シールケース２０における大気中に配置された部分に設けられている。ベアリング２１は気密軸６ａの回転を円滑にする。

　また、シールケース２０には、その容器３ａ外の部分の外周面上に、容器３ａの外側面上に配置される円環状の鍔状部２９が設けられている。鍔状部２９には、容器３ａの外側面と接触するその端面に周方向の全周にわたって溝が設けられ、当該溝内にはシール部材２３が配置されている。シール部材２３は例えばＯリングである。シール部材２３は、シール部材２２と併せて、容器３ａの気密性を保持する。

　次に、図１～図４を参照して、本実施の形態の動作について説明する。例えば、断路器２ａ～２ｃを投入する場合について説明する。操作装置１０で生成された投入のための駆動力は出力軸１２の一方向の回転力として出力される。出力軸１２の回転に伴い、レバー１１が出力軸１２の周りに回転し、レバー１１に連結されたリンク１３が主に軸方向に移動し、リンク１３に連結されたレバー１４が回転する。このレバー１４の回転に伴って、駆動軸５が回転する。そして、駆動軸５の回転により、レバー８ａ～８ｃが回転し、レバー８ａ～８ｃにそれぞれ連結された可動コンタクト９ａ～９ｃが投入される方向に駆動される。この際、駆動軸５は、気密軸６ａ～６ｅの部分がシールケース２０およびベアリング２１を介して第１～第５の貫通穴を貫通するように構成されているので、容器３ａの気密性が保たれつつ円滑に回転することができる。なお、断路器２ａ～２ｃを開放する場合には、出力軸１２の回転方向を逆にすればよい。

　以上説明したように、本実施の形態では、相分離型のガス絶縁開閉装置において、断路器２ａ，２ｂを貫通すると共に先端部が断路器２ｃ内に配置された直線状の一本の駆動軸５を用いて断路器２ａ～２ｃを開閉操作するようにしたので、操作機構に用いられる継手（レバー１１，１４）の個数を高々２個とすることができる。

　従って、本実施の形態によれば、大気中に配置される継手（レバー１１，１４）の個数を減らすことができ、操作機構の部品点数が削減され、継手（レバー１１，１４）の設置箇所における駆動エネルギーの損出が抑制され、さらに、部品点数が削減されることにより断路器の相間距離が縮小可能となる。

　なお、レバー１１，１４およびリンク１３を用いる構成の代わりに、例えば互いに噛み合う一対の歯車を用いて出力軸１２の回転を駆動軸５の回転に転換する構成も可能である。この場合でも、大気中に配置される継手（一対の歯車）の個数を高々２個とすることができる。

　一方、図７および図８では、比較例に係るガス絶縁開閉装置の操作機構の構成を示している。符号の説明を中心に概略のみを述べると、比較例に係るガス絶縁開閉装置１００は、三相の断路器５０ａ～５０ｃと、これらの断路器５０ａ～５０ｃを一括して開閉操作する操作装置６５と、操作装置６５の出力軸６３から出力される駆動力を断路器５０ａ～５０ｃに伝達して一括した開閉操作を可能にする操作機構（駆動軸５９、レバー６０，６２，５６ａ～５６ｃ，５８ａ～５８ｃ、リンク６１，５７ａ～５７ｃ、気密軸５２ａ～５２ｃ、絶縁ロッド５３ａ～５３ｃ）とを備えている。また、容器５１ａ内には可動コンタクト５５ａとレバー５４ａ等が収納され、容器５１ｂ内には可動コンタクト５５ｂとレバー５４ｂ等が収納され、容器５１ｃ内には可動コンタクト５５ｃとレバー５４ｃ等が収納されている。また、レバー５８ａ～５８ｃは、容器５１ａ～５１ｃにそれぞれ取り付けられた座６６に回転自在に軸支されている。

　断路器５０ａでは、可動コンタクト５５ａはレバー５４ａに連結され、レバー５４ａに絶縁ロッド５３ａが連結され、絶縁ロッド５３ａに連結された気密軸５２ａが容器５１ａの側面に設けられた貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通している。そして、気密軸５２ａは大気中でレバー５６ａに連結され、レバー５６ａはリンク５７ａを介してレバー５８ａに連結され、レバー５８ａは容器５１ａ～５１ｃ外に配置された駆動軸５９に連結されている。なお、断路器５０ｂ，５０ｃについても同様の構成である。

　図７および図８に示す構成では、大気中に配置される継手（レバー６０，６２，５６ａ～５６ｃ，５８ａ～５８ｃ）の個数が８個となる。従って、部品点数（レバーの個数）が多く、操作装置６５の駆動エネルギーの損出も大きくなる。さらに、断路器間にレバーが配置されることから、相関間隔も増大する。上述したように、本実施の形態は、このような相分離型の開閉器の構成について生ずる問題点を解消するものである。

実施の形態２．
　図５は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す断面図、図６は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。なお、図５では、断路器２ａ～２ｃについては断面構成を示し、操作装置１０については正面構成を示している。また、図５および図６では、図１および図２と同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

　図５および図６に示すように、本実施の形態では、駆動軸５は操作装置１０に直接連結されている。すなわち、駆動軸５と操作装置１０との間に継手は設けられておらず、駆動軸５の一端部は、操作装置１０の箱体の内部で操作装置１０の出力軸（図示せず）と直接にあるいは継手等を介して連結されている。

　本実施の形態によれば、断路器２ａ～２ｃと操作装置１０との間で継手が存在せず、実施の形態１よりもさらに部品点数を削減することができる。

　なお、本実施の形態は、容器３ａの側に操作装置１０を設置するスペースが存在する場合に適用可能であり、例えば断路器２ａ～２ｃが低層配置される場合に好適である。

　本実施の形態のその他の構成および効果は実施の形態１と同様である。

　以上のように、本発明は、相分離型の開閉器および当該開閉器を備えたガス絶縁開閉装置として有用である。

　１，１００　ガス絶縁開閉装置、２ａ～２ｃ，５０ａ～５０ｃ　断路器、３ａ～３ｃ，５１ａ～５１ｃ　容器、５，５９　駆動軸、５ａ～５ｃ　連結ロッド、６ａ～６ｅ，５２ａ～５２ｃ　気密軸、７ａ～７ｅ，５３ａ～５３ｃ　絶縁ロッド、８ａ～８ｃ，１１，１４，５４ａ～５４ｃ，５６ａ～５６ｃ，５８ａ～５８ｃ，６０，６２　レバー、９ａ～９ｃ，５５ａ～５５ｃ　可動コンタクト、１０，６５　操作装置、１２，６３　出力軸、１３，６１，５７ａ～５７ｃ　リンク、２０　シールケース、２１　ベアリング、２２，２３　シール部材、２５ａ，２５ｂ　貫通穴、２９　鍔状部、６６　座。
 

Claims (6)

1. 　絶縁ガスが密封された第１の容器内に第１相の開閉部が収納され、前記第１の容器と分離して絶縁ガスが密封された第２の容器内に第２相の開閉部が収納されると共に、前記第１および第２の容器と分離して絶縁ガスが密封された第３の容器内に第３相の開閉部が収納された三相の開閉器本体と、
   　前記第１の容器の側面に対向して設けられた第１および第２の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通し、前記第２の容器の側面に対向して設けられた第３および第４の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通し、前記第３の容器の側面に設けられた第５の貫通穴を気密にかつ回転自在に貫通すると共に、前記第１の容器内では第１の可動コンタクトに連結され、前記第２の容器内では第２の可動コンタクトに連結され、前記第３の容器内では第３の可動コンタクトに連結された直線状の駆動軸と、
   　前記駆動軸を回転駆動することで前記第１から第３の可動コンタクトを一括して駆動可能な操作装置と、
   　を備えることを特徴とする開閉器。
2. 　前記駆動軸の大気中に配置された部分に連結された第１のレバーと、
   　前記第１のレバーに連結されたリンクと、
   　前記リンクに連結されると共に前記操作装置に連結された第２のレバーと、
   　を備えることを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
3. 　前記駆動軸の一端部は、前記操作装置に直接連結されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
4. 　前記駆動軸は、前記第１から５の貫通穴にそれぞれ嵌め込まれたシールケースを介して前記第１から５の貫通穴を貫通しており、
   　前記各シールケースの大気中における部分と前記駆動軸との間には、それぞれベアリングが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
5. 　前記開閉器本体は、断路器本体であることを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の開閉器を備えたガス絶縁開閉装置。 

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