WO2016171047A1 - スイッチギヤ - Google Patents

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notch
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vacuum valve
ground
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喬文 細野
佐藤　隆
拓哉 岡野
土屋　賢治
隆光 羽江
雅詞 澤田
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株式会社日立製作所
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/01—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with resin casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H—ELECTRICITY
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    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/075—Earthing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a switchgear whose outer surface of the insulator is ungrounded.
  • the switch gear includes a plurality of components including a switch gear component device molded with an insulator and a joint for vertically joining the switch gear component device, and the plurality of components are connected in the vertical direction. Composed.
  • the operation mechanism is housed in a metal casing and encloses a gaseous insulating medium such as air.
  • the present invention has been made based on the above-described matters, and an object thereof is to provide a switchgear in which gas management is easy and the mold part is small.
  • the present invention is characterized by providing a resin case in a three-phase package.
  • Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a front sectional view showing the configuration of the switchgear according to the first embodiment, and shows a state in which voltage and current are applied.
  • the switchgear switch unit includes a vacuum valve 1 having at least a pair of contact points that can be contacted and separated, a ground disconnection portion movable electrode 12 that is provided in the atmosphere and can be linearly changed to three positions, A grounding disconnecting portion bushing-side tulip contact 11 and a grounding disconnecting portion intermediate fixed electrode 13 that are electrically energized via the movable electrode at the closed position, and a ground disconnecting portion intermediate fixed electrode 13 via the movable electrode at the grounding position.
  • grounding disconnecting part 10 having the grounding disconnecting part grounding side tulip contact 14 to be energized, the cable bushing central conductor 43 connected to the fixed side of the vacuum valve 1, and the grounding disconnecting part bushing side tulip contact of the grounding disconnecting part 10 11, a bus bushing 40 connected to the ground 11 and a ground disconnecting portion intermediate fixed electrode 13 of the ground disconnecting portion 10.
  • the vacuum valve 1 is connected to the fixed side electrode 6A and the movable side electrode 6B in a vacuum vessel composed of the fixed side ceramic insulating cylinder 2A, the movable side ceramic insulating cylinder 2B, the fixed side end plate 3A and the movable side end plate 3B.
  • the fixed-side holder 7A, the movable-side holder 7B connected to the movable-side electrode 6B, and a ceramic insulating cylinder are provided.
  • the fixed-side holder 7A is connected to the cable bushing center conductor 43 and supplies power to the load side. It can be done.
  • the vacuum valve 1 is turned off by allowing the movable side electrode 6B and the movable side holder 7B to move in the axial direction while maintaining the internal vacuum by the bellows 9 connected to the movable side end plate 3B and the movable side holder 7B.
  • a bellows shield 8 is provided in the vicinity of the connection portion between the bellows 9 and the movable electrode 6B to protect the bellows 9 from an arc or the like during opening and closing, and at the same time, the concentration of the electric field at the end of the bellows is reduced. You can also.
  • a fixed-side end plate 3A is disposed around the fixed-side ceramic insulating cylinder 2A, and a movable-side electric field relaxation is provided around the movable-side ceramic insulating cylinder 2B in order to alleviate electric field concentration at the connecting portion with the movable-side end plate 3B.
  • Each shield 4B is arranged.
  • the ground disconnection portion 10 includes a ground disconnection portion bushing-side tulip contact 11 connected to the bus side via a bus bushing central conductor 41, a ground disconnection portion ground-side tulip 14 that is set to the ground potential, and a middle between them. It is provided with a ground disconnecting portion intermediate fixed electrode 13 that is located and electrically connected to the movable side holder 7B on the vacuum valve side through a flexible conductor 15, and the vacuum valve 1 and the ground disconnecting portion 10 are connected by a solid insulator 30. Covered. The ground disconnection section movable electrode 12 and the ground disconnection section intermediate fixed electrode 13 are electrically connected by a spring contact 16. Further, in order to put gas into the solid insulator 30, it is sealed with a resin case 50.
  • the ground disconnection section movable electrode 12 is connected to an operation mechanism (not shown) and a ground disconnection section operating rod 21.
  • the resin case 50 has a bellows shape.
  • the bus bushing 40 is configured by covering the periphery of the bus bushing center conductor 41 with the solid insulator 30, and the cable bushing 42 is configured by covering the periphery of the cable bushing center conductor 43 with the solid insulator 30. Is done.
  • the ground disconnector operating rod 21 and the solid insulator 30 epoxy having good mechanical strength and insulating properties and good moldability is often used.
  • the outer surface of the solid insulator is not grounded. In this way, measures are taken to prevent local electrode concentration.
  • FIG. 2 shows a configuration in which the switch units are arranged in three phases in the section AA ′ in FIG.
  • An insulating plate 51 with a notch 53 is provided.
  • gas processing and gas pressure monitoring can be performed in one place in a three-phase batch, and gas piping is not necessary. Since the gas filled from the gas injection valve 61 passes through the notches 53 sufficiently between the phases, the gas treatment to the gas pressure monitoring can be realized by the treatment at one place. Further, by arranging the metal 52 at the notch 53 and grounding it, even if a discharge starting from a high voltage part such as a bulb occurs, a ground fault occurs, so that a short circuit between phases can be prevented.
  • the detailed structure of the plate 52 is shown in FIGS.
  • a notch in the lower part of the plate, and a metal 52 is provided in that part.
  • a wire mesh 54 may be disposed in the notch, and the same effect can be obtained by applying the conductive paint 55. Thereby, gas management is easy, a three-phase short circuit can be prevented, and a switch gear with a small mold part can be provided.
  • FIG. 3 shows a view as seen from the direction of arrow B in FIG. 1 (front).
  • the resin case 50 has a three-phase collective structure, and a ground disconnection portion is provided above each phase of the resin case 50.
  • FIG. 4 is a view as seen from the direction of the arrow C (upper surface), in which the bus bushing and the cable bushing protrude.
  • gas management is easy, a three-phase short circuit can be prevented, and a switch gear with a small mold part can be provided. Further, by providing a three-phase resin case, the grounding can be kept away, which leads to a reduction in the size of the mold part. In addition, about the structure mentioned above, even when only a valve and a disconnector are molded, the same effect is obtained.
  • Example 2 will be described with reference to FIG. The description of the parts having the same configuration as in Example 1 is omitted.
  • the shape of the bottom plate facing the insulating plate 51 provided with the notches 53 used in the first embodiment is different.
  • the phases are separated by an insulating plate 62 having a comb shape in order to increase the flow path distance of the injected gas.
  • comb-shaped protrusions 64 are also provided in corresponding portions of the opposing low plates.
  • the gas flow path distance of the notch 63 is increased, and the area is increased. Therefore, even if a discharge is generated from a high voltage portion such as a bulb, the distance between the phases is increased, so that a short circuit can be prevented.
  • the comb-shaped notch 63 may be set to the ground potential, and in this case, since a ground fault occurs, a short circuit between phases can be further prevented.
  • Example 3 will be described with reference to FIG. The description of the parts having the same configuration as in Example 1 is omitted.
  • the shape of the insulating plate 51 provided with the notch 53 used in the first embodiment is different.
  • a pipe 56 is integrally cast on the insulating plate 51.
  • coats a conductive paint can be reduced.
  • the pipe 56 may have a ground potential, and in this case, since a ground fault occurs, a short circuit between the phases can be further prevented. Further, the same effect can be obtained when the insulating plate and the resin case are integrally cast.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • Vacuum valve 2A Fixed side ceramic insulating cylinder 2B: Movable side ceramic insulating cylinder 3A: Fixed side end plate 3B: Movable side end plate 4B: Movable side electric field relaxation shield 6A: Fixed side electrode 6B: Movable side electrode 7A: Fixed Side holder 7B: Movable side holder 8: Bellows shield 9: Bellows 10: Ground disconnection portion 11: Ground disconnection portion bushing side Tulip contact 12: Ground disconnection portion movable electrode 13: Ground disconnection portion intermediate fixed electrode 14: Ground disconnection portion ground side Tulip contact 15: Flexible conductor 16: Spring contact 17: Connection conductor 20: Vacuum valve operation rod 21: Ground disconnection operation rod 30: Solid insulator 31: Metal container 40: Bus bar bushing 41: Bus bar centering conductor 42: Cable bushing 43: Cable bushing central conductor 50: Resin case 51: Edge plate 52: Metal 53: notch 54: wire mesh 55: conductive coating 56: pipe 62: comb shape and an insulating plate 63:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

ガス管理が容易で、三相短絡が防止でき、モールド部分が小形なスイッチギヤを提供することを目的とする。　上記課題を解決するために、投入及び接地位置に切り換え可能な気中絶縁接地断路部１０と、その気中絶縁接地断路部１０と電気的に接続された電流の投入及び遮断を行う真空バルブ１と、それらを覆う固体絶縁物３０を備え、可動部を封止するための樹脂ケース５０を用い、各相間に切り欠き５３のある絶縁板５１を設け、切り欠き５３に金属５２を配置することを特徴とする。

Description

スイッチギヤ
　本発明は、絶縁物外側表面が非接地のスイッチギヤに関するものである。
　従来のスイッチギヤの例について、特許文献１に記載されている密閉型スイッチギヤの構成を用いて説明する。該スイッチギヤは、絶縁物でモールドされたスイッチギヤ構成機器と、スイッチギヤ構成機器を垂直方向に接合するための接合部を含む複数のコンポーネントを具備し、複数のコンポーネントを垂直方向に接続して構成される。操作機構は金属筐体にて収納されており、空気等の気体の絶縁媒体が封入されている。
特開２００４－５６９５７号公報
　上述したスイッチギヤは各相が分離された構成となっているため、各相でガス入れやガス監視が必要となり、工数と部品数が増える。また、金属筐体は接地されているため、モールド部分を高くして高電圧部から筐体を遠ざける必要がある。
　本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、ガス管理が容易で、モールド部分が小形なスイッチギヤを提供することを目的とする。
　本発明は三相一括とした樹脂ケースを設けることを特徴とする。
　本発明によれば、ガス管理が容易で、モールド部分が小形なスイッチギヤを提供できる。
実施例１のスイッチギヤを示す正断面図であり、電圧・電流の投入状態を示す図である。 図１のＡ－Ａ‘断面を示す図である。 図１を矢印Ｂ方向（正面）から見た図である。 図１を矢印Ｃ方向（上面）から見た図である。 切り欠き部に金属を用いた場合の詳細構造を示す図である。 切り欠き部に金網を用いた場合の詳細構造を示す図である。 切り欠き部に導電塗料を塗布した場合の詳細構造を示す図である 実施例２のスイッチギヤを示す正断面図であり、電圧・電流の投入状態を示す図である。 パイプを一体注型した場合の詳細構造を示す図である。
　以下、本発明を実施する上で好適な実施の例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施例に過ぎず、発明の内容は下記態様に限定されるものでないことは言うまでもない。
　実施例１について図１から図７を用いて説明する。
　まず、図１は実施例１のスイッチギヤの形態を示す正断面図であり、電圧・電流の投入状態を示す図である。このスイッチギヤの開閉器ユニットは、接離自在の少なくとも一対の接点を有する真空バルブ１と、大気中に設けられ、直線状に３位置に変化させられる接地断路部可動電極１２と、可動電極が閉位置において可動電極を介して電気的に通電させられる接地断路部ブッシング側チューリップコンタクト１１と接地断路部中間固定電極１３、可動電極が接地位置において可動電極を介して接地断路部中間固定電極１３と通電させられる接地断路部接地側チューリップコンタクト１４を備えた接地断路部１０と、真空バルブ１の固定側に接続されたケーブル用ブッシング中心導体４３と、接地断路部１０の接地断路部ブッシング側チューリップコンタクト１１に接続された母線用ブッシング４０と、接地断路部１０の接地断路部中間固定電極１３と真空バルブ１の可動側を接続するフレキシブル導体１５と、真空バルブの可動側ホルダ７Ｂに機械的に接続された真空バルブ用操作ロッド２０と、接地断路部可動側電極１２に機械的に接続された接地断路部用操作ロッド２１から構成され、真空バルブ１と母線用ブッシング中心導体４１と接地断路部ブッシング側チューリップコンタクト１１と母線用ブッシング４０とケーブル用ブッシング４２を固体絶縁物３０で一体に注型した。
　真空バルブ１は、固定側セラミックス絶縁筒２Ａ、可動側セラミックス絶縁筒２Ｂ、固定側端板３Ａ及び可動側端板３Ｂから構成される真空容器内に、固定側電極６Ａ、可動側電極６Ｂと接続される固定側ホルダ７Ａ、可動側電極６Ｂと接続される可動側ホルダ７Ｂ及びセラミックス絶縁筒を配備しており、固定側ホルダ７Ａはケーブル用ブッシング中心導体４３と接続され、負荷側へ電力を供給できるようになっている。真空バルブ１は可動側端板３Ｂと可動側ホルダ７Ｂに接続されたベローズ９によって内部の真空を維持しながら可動側電極６Ｂ、可動側ホルダ７Ｂを軸方向に移動可能とすることによって投入遮断状態を切り替えている。また、ベローズ９と可動側電極６Ｂの接続部近傍には開閉時のアーク等からベローズ９を保護するために、ベローズシールド８を設けており、併せてベローズ端部における電界の集中を緩和することもできる。固定側セラミックス絶縁筒２Ａの周囲には固定側端板３Ａを配置し、可動側セラミックス絶縁筒２Ｂの周囲には可動側端板３Ｂとの接続部における電界集中を緩和するために可動側電界緩和シールド４Ｂをそれぞれ配置している。
　接地断路部１０は、母線用ブッシング中心導体４１を介して母線側に接続される接地断路部ブッシング側チューリップコンタクト１１と、接地電位とされている接地断路部接地側チューリップ１４と、それらの中間に位置し、フレキシブル導体１５を介して真空バルブ側の可動側ホルダ７Ｂと電気的に接続される接地断路部中間固定電極１３を備えており、真空バルブ1と接地断路部１０を固体絶縁物３０で覆われている。なお、接地断路部可動電極１２と接地断路部中間固定電極１３はばね接点１６によって電気的な接続が行われる。さらに固体絶縁物３０の内部にガスを入れるために、樹脂ケース５０で封止している。ガスとしては乾燥空気、ＳＦ６、フッ化ケトンが使われることが多い。また、これら各固定電極は一直線上に配置され、内径はいずれも等しくしている。これらの各固定電極に対して接地断路部可動電極１２が接地断路部１０内を移動することで、閉・断路・接地の３位置に切り替えることが可能となる。接地断路部可動電極１２は、図示しない操作機構と接地断路部用操作ロッド２１で連結される。樹脂ケース５０は腹巻形状をしている。
　母線用ブッシング４０は、母線用ブッシング中心導体４１の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより、また、ケーブル用ブッシング４２は、ケーブル用ブッシング中心導体４３の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより構成される。
　真空バルブ用操作ロッド２０、接地断路器用操作ロッド２１、固体絶縁物３０の材料としては機械的強度と絶縁特性のいずれも良好で成形性のよいエポキシが使われることが多い。なお、実施例１では固体絶縁物の外面表面は非接地としている。これにより局部的な電極の集中を防ぐ対策を施している。
　図２に図１のＡ－Ａ‘断面でスイッチユニットが三相並んだ構成を示す。切り欠き５３のついた絶縁板５１を設ける。切り欠き５３を設けることで、三相一括でガス処理やガス圧監視が一か所化ができ、ガス配管が不要となる。ガス注入用のバルブ６１より充填されたガスは切り欠き５３を経由して各相間に十分に行きわたるため、一か所での処理により、ガス処理からガス圧監視まで実現できる。また、切り欠き５３の部分に金属５２を配置して接地することで、バルブ等の高電圧部を起点とした放電が発生しても、地絡するため、相間での短絡が防止できる。板５２の詳細構造を図５から図７に示す。板の下部に切り欠きがあり、その部分に金属５２が設けられている。なお、図６や図７に示すように切り欠きには金網５４を配置しても良く、導電塗料５５の塗布でも同等の効果が得られる。これによりガス管理が容易で、三相短絡が防止でき、モールド部分が小形なスイッチギヤを提供できる。
　図３に図１矢印Ｂ方向から見た（正面）から見た図を示す。樹脂ケース５０により三相一括構造となっており樹脂ケース５０の各相の上部には接地断路部がそれぞれ設けられている。図４は矢印Ｃ方向（上面）から見た図であり、母線用ブッシング及びケーブル用ブッシングがそれぞれ突出している。
　本実施例ではガス管理が容易で、三相短絡が防止でき、モールド部分が小形なスイッチギヤを提供できる。また、三相一括の樹脂ケースを設けることで、接地を遠ざけることができ、モールド部の小型化につながる。なお、上述した構成についてはバルブや断路器のみがモールドされた場合でも同様の効果がある。
　実施例２について図８を用いて説明する。実施例１と同一構成の部位に関しては、説明を省略する。本実施例は実施例１で用いた切り欠き５３を設けた絶縁板５１と対向する底面の板の形状が異なっている。図８に示すように注入したガスの流路距離を長くするために櫛形の形状をした絶縁板６２により各相間を分離している。また対向する低板の対応する部分にも櫛形の形状をした突起部６４を設けている。これにより切り欠き６３のガス流路距離が長くなり、また面積が増える効果があるためバルブ等の高電圧部を起点とした放電が発生しても、相間の距離が長くなるため短絡が防止できる。なお櫛形形状の切り欠き部６３を接地電位としても良く、この場合には地絡するため、相間での短絡がより一層防止できる。
　実施例３について図９を用いて説明する。実施例１と同一構成の部位に関しては、説明を省略する。本実施例は実施例１で用いた切り欠き５３を設けた絶縁板５１の板の形状が異なっている。図９に示すように絶縁板５１にパイプ５６を一体注型している。これにより、三相短絡を防止するために、金属を配置もしくは導電塗料を塗布する工数を削減することができる。また、切り欠きを設けるための注型部品を削減できる。なお、パイプ５６は接地電位としても良く、この場合には地絡するため、相間での短絡がより一層防止できる。また、絶縁板と樹脂ケースは一体注型する場合も同様の効果が得られる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１：真空バルブ
２Ａ：固定側セラミックス絶縁筒
２Ｂ：可動側セラミックス絶縁筒
３Ａ：固定側端板
３Ｂ：可動側端板
４Ｂ：可動側電界緩和シールド
６Ａ：固定側電極
６Ｂ：可動側電極
７Ａ：固定側ホルダ
７Ｂ：可動側ホルダ
８：ベローズシールド
９：ベローズ
１０：接地断路部
１１：接地断路部ブッシング側チューリップコンタクト
１２：接地断路部可動電極
１３：接地断路部中間固定電極
１４：接地断路部接地側チューリップコンタクト
１５：フレキシブル導体
１６：ばね接点
１７：接続導体
２０：真空バルブ用操作ロッド
２１：接地断路部用操作ロッド
３０：固体絶縁物
３１：金属容器
４０：母線用ブッシング
４１：母線用ブッシング中心導体
４２：ケーブル用ブッシング
４３：ケーブル用ブッシング中心導体
５０：樹脂ケース
５１：絶縁板
５２：金属
５３：切り欠き
５４：金網
５５：導電塗料
５６：パイプ
６２：櫛形の形状をした絶縁板
６３：切り欠き
６４：櫛形の形状をした突起部

Claims (8)

  1. 　第一の絶縁操作ロッドにより閉及び接地位置に切り換え可能な接地断路部と、
    　該接地断路部と電気的に接続され、内部が真空の真空容器内で電流の投入及び遮断を行う真空バルブとを備え、
    　前記真空バルブは第二の操作ロッドで駆動され、
    　前記接地断路部と前記真空バルブとが固体絶縁物で一体に覆われているスイッチギヤにおいて、
    　前記操作ロッドを樹脂ケースを用いて密閉容器内に収納することを特徴とするスイッチギヤ。
  2. 　請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記固体絶縁物は外側表面が非接地であることを特徴とするスイッチギヤ。
  3. 　請求項１もしくは２のいずれかに記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記樹脂ケースは、前記スイッチギヤ三相分を一括で封止できることを特徴としたスイッチギヤ。
  4. 　請求項３に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記スイッチギヤの相間に切り欠きのついた板を設け、前記切り欠き部に金属を配置することを特徴とするスイッチギヤ。
  5. 　請求項３に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記スイッチギヤの相間に切り欠きのついた板を設け、前記切り欠き部に金網を配置することを特徴とするスイッチギヤ。
  6. 　請求項３に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記スイッチギヤの相間に切り欠きのついた板を設け、前記切り欠き部に導電塗料を配置することを特徴とするスイッチギヤ。
  7. 　請求項３に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記スイッチギヤの相間に切り欠きのついた板を設け、前記切り欠きの形状が櫛形流路を形成することを特徴とするスイッチギヤ。
  8. 　請求項３に記載のスイッチギヤにおいて、
    　前記スイッチギヤの相間の仕切り部分にパイプを一体注型することを特徴とするスイッチギヤ。
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