WO2017022510A1 - 開閉装置及びスイッチギヤ - Google Patents

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vacuum valve
grounding
conductor
vacuum
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喬文 細野
佐藤　隆
隆光 羽江
雅詞 澤田
土屋　賢治
雅人 藪
邦彦 富安
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株式会社日立製作所
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H—ELECTRICITY
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a switchgear and a switchgear having a flexible conductor in a conductive connection.
  • the switch gear includes a plurality of components including a switch gear constituent device, an insulating portion for insulating the switch gear constituent device, and a joint portion for joining the switch gear constituent device in a vertical direction. Connected in the vertical direction.
  • a flexible conductor is used for conductive connection between the terminals.
  • the example of the conventional flexible conductor is demonstrated using the structure described in patent document 1.
  • FIG. The flexible conductor has a configuration in which a required number of thin copper foils are stacked and the terminals are fitted by bundling the ends of the copper foils at both ends. Since the side surface in the width direction of the flexible conductor becomes an edge, the electric field is relaxed by changing the width of the copper foil and making it stepwise.
  • the flexible conductor described above needs to have a thickness in order to form a staircase, there is a high possibility that loosening will occur at the conductive connection between the terminals.
  • the flexible conductor may be deformed so as to swell when energized with a large current, resulting in a decrease in insulation.
  • the present invention has been made based on the above-described matters, and an object of the present invention is to provide a switchgear having a flexible conductor having a small number of stacked layers without deteriorating insulation performance in use.
  • the present invention provides a first opening / closing portion that opens and closes an electrical connection relationship by moving a first movable electrode, and a second opening / closing portion that opens and closes an electrical connection relationship by moving a second movable electrode. And a flexible conductor that electrically connects the first opening / closing part and the second opening / closing part, wherein the flexible conductor is caulked with a conductor at both ends in the width direction. .
  • a grounding disconnecting part that can be switched to a closed and grounding position by a first insulating operation rod, and electrically connected to the grounding disconnecting part, the current is turned on and off in a vacuum container with a vacuum inside.
  • a switch valve in which a vacuum valve to be performed, a second operating rod for driving the vacuum valve, the ground disconnection portion, and the vacuum valve are integrally covered with a solid insulator, and a conductor portion of the ground disconnection portion;
  • the vacuum valve is electrically connected with a flexible conductor, and the central portion of the flexible conductor is caulked with a conductor at both ends in the width direction.
  • FIG. 3 is a view showing a structure of a flexible conductor of Example 1. It is the figure which showed the structure of the flexible conductor of Example 2. FIG. It is the figure which showed the structure of the flexible conductor of Example 3.
  • Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a front sectional view showing the entire 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 contacts that can be contacted and separated, a movable electrode 2 provided in the atmosphere and provided in a ground disconnection portion that is linearly changed to three positions.
  • the bushing side contact 3 provided in the ground disconnection portion 6 that is electrically energized through the movable electrode in the closed position, the intermediate fixed electrode 4 provided in the ground disconnection portion 6, and the movable electrode 2 is in the ground position.
  • a grounding disconnecting part 6 having a grounding side contact 5 provided in a grounding disconnecting part 6 to be energized with an intermediate fixed electrode 4 provided in the grounding disconnecting part 6 via the movable electrode 2 and a fixed side of the vacuum valve 1
  • the flexible conductor 9 that connects the movable electrode 10 of the vacuum valve 1, the operation rod 11 for the vacuum valve mechanically connected to the movable electrode 10 of the vacuum valve 1, and the movable electrode 2 of the ground disconnection 6
  • the operating rod 12 for the ground disconnection part connected to the vacuum valve 1, the bus bushing conductor 8 for the bus bar, the fixing base 13 of the bushing side contact 3 of the ground disconnection part 6, the bus bushing 14 and the cable bushing 15 are solid.
  • the insulator 16 was cast integrally. What is integrated with these solid insulators
  • a fixed side electrode 20 and a movable side electrode 21 are arranged in a vacuum container composed of a ceramic insulating cylinder 17, a fixed side end plate 18 and a movable side end plate 19. It is electrically connected to the cable bushing conductor 7 so that power can be supplied to the load side.
  • the vacuum valve 1 switches the on / off state by allowing the movable side electrode 21 to move in the axial direction while maintaining the internal vacuum by the bellows 22 connected to the movable side end plate 19 and the ceramic insulating cylinder 17.
  • a bellows shield 23 is provided in the vicinity of the connection portion between the bellows 22 and the movable electrode 21 to protect the bellows 22 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.
  • the ground disconnection portion 6 is positioned between the bushing contact 3 connected to the bus side via the bus bushing conductor 8 and the ground side contact 5 set to the ground potential, and via the flexible conductor 9.
  • the intermediate fixed electrode 4 electrically connected to the movable electrode 21 on the vacuum valve side is provided, and the central portion of the flexible conductor 9 is caulked with a metal 24.
  • the inside is air insulation or gas insulation.
  • These fixed electrodes are arranged on a straight line, and the inner diameters are all equal.
  • the intermediate fixed electrode 4 and the movable electrode 2 in the ground disconnection part are electrically connected by a spring contact 25.
  • the movable electrode 2 of the ground disconnection portion is connected by an operation mechanism (not shown) and an operation rod 12 for ground disconnection portion.
  • the bus bushing 14 is configured by covering the periphery of the bus bushing conductor 8 with a solid insulator 16
  • the cable bushing 15 is configured by covering the periphery of the cable bushing conductor 7 with a solid insulator 16.
  • epoxy having good mechanical strength and insulating properties and good moldability is often used.
  • FIG. 2 is a diagram showing a deformation of the flexible conductor assumed when a large current is applied in the conventional flexible conductor. By deforming in the direction in which the flexible conductor swells, the electric field concentrates and the insulation can be reduced.
  • FIG. 3 shows the configuration of the flexible conductor of Example 1.
  • the central portion of the flexible conductor is caulked from both sides in the width direction with a substantially C-section metal 24.
  • Metal has a curvature, and this configuration can prevent deformation even when a large current is applied, and can reduce the electric field at the edge of the flexible conductor without increasing the number of laminated copper foils.
  • the electric field can be relaxed by making the lower curvature larger than the upper curvature. This is because when the discharge occurs, the lower side is more likely to progress in the upper side and the lower side of the flexible conductor 9, so that the effect of electric field relaxation is great.
  • the central portion of the flexible conductor is caulked from both sides in the width direction with the substantially C-section metal 24, so that deformation can be prevented even when a large current is applied, without increasing the number of laminated copper foils.
  • the electric field at the side edge of the flexible conductor can be relaxed.
  • Example 2 will be described with reference to FIG. In addition, about the location which overlaps with Example 1, description here is abbreviate
  • It has a configuration of a substantially U-shaped metal 26 in which the metal that caulks the flexible conductor 9 is connected, and the metal 26 can be prevented from dropping due to an impact during operation.
  • Example 3 will be described with reference to FIG. In addition, about the location which overlaps with Example 1, description here is abbreviate
  • the central portion of the flexible conductor 9 is covered with the conductive rubber 27. Since the central portion of the flexible conductor is not fixed, the stress does not increase in addition to the effects of the first and second embodiments, and the electric field at the side edge of the flexible conductor 9 can be relaxed.
  • Vacuum valve 2 Movable electrode 3: Bushing side contact 4: Intermediate fixed electrode 5: Ground side contact 6: Ground disconnection part 7: Cable bushing conductor 8: Bus bar bushing conductor 9: Flexible conductor 10: Movable side electrode 11 : Operating rod for vacuum valve 12: Operating rod for ground disconnection part 13: Fixed base 14: Bus bushing 15: Cable bushing 16: Solid insulator 17: Ceramic insulating cylinder 18: Fixed side end plate 19: Movable side end plate 20: Fixed side electrode 21: Movable side electrode 22: Bellows 23: Bellows shield 24: Metal 25: Spring contact 26: Metal 27: Conductive rubber 28: Metal container

Landscapes

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

Abstract

使用に際し絶縁性能が低下することなく、積層枚数が少ない構成のフレキシブル導体を有するスイッチギヤを提供することを目的とする。　第一の絶縁操作ロッド１２により閉及び接地位置に切り換え可能な接地断路部６と、前記接地断路部６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１と、前記真空バルブ１を駆動する第二の操作ロッド１１と、前記接地断路部６と前記真空バルブ１とが固体絶縁物１６で一体に覆われているスイッチギヤにおいて、前記真空バルブ１と前記接地断路部６を電気的に接続するフレキシブル導体９を備え、前記フレキシブル導体９は、中央部を幅方向の両端において導体２４でかしめていることを特徴とする。

Description

開閉装置及びスイッチギヤ
　本発明は、導電接続にフレキシブル導体を有する開閉装置及びスイッチギヤに関するものである。
　スイッチギヤは、スイッチギヤ構成機器と、スイッチギヤ構成機器を絶縁するための絶縁部と、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。各部端子間の導電接続にはフレキシブル導体が用いられている。従来のフレキシブル導体の例について、特許文献１に記載されている構成を用いて説明する。フレキシブル導体は薄い銅箔を必要枚数重ね合わせ、両端部の銅箔端部を束ねて端子が嵌め込まれた構成となっている。フレキシブル導体の幅方向の側面はエッジとなるため、銅箔の幅を変え、階段状にすることで電界を緩和している。
特開２００２－１４２３１７号公報
　上述したフレキシブル導体は階段状にするために、厚みが必要となるため、各部端子間の導電接続部でゆるみが発生する可能性が高くなる。また、大電流通電時にフレキシブル導体が膨らむように変形し、絶縁低下する可能性がある。
　本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、使用に際し絶縁性能が低下することなく、積層枚数が少ない構成のフレキシブル導体を有するスイッチギヤを提供することを目的とする。
　本発明は、第一の可動電極を移動させて電気的な接続関係を開閉する第一の開閉部と、第二の可動電極を移動させて電気的な接続関係を開閉する第二の開閉部と、前記第一の開閉部と前記第二の開閉部とを電気的に接続するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は、中央部を幅方向の両端において導体でかしめていることを特徴とする。
　また、その他に、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、前記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、前記真空バルブを駆動する第二の操作ロッドと、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、前記接地断路部の導体部と前記真空バルブはフレキシブル導体で電気的に接続されており、前記フレキシブル導体の中央部を幅方向の両端において導体でかしめることを特徴とする。
　本発明によれば、使用に際し絶縁性能が低下することなく、積層枚数が少ない構成のフレキシブル導体を有するスイッチギヤを提供できる。
実施例１のスイッチギヤの全体構成を示す正面断面図であり、電圧及び電流の投入状態を示す図である。 イッチギヤの全体構成を示す正面断面図であり、従来構成のフレキシブル導体で、大電流通電時に想定されるフレキシブル導体の変形を示す図である。 実施例１のフレキシブル導体の構造を示した図である。 実施例２のフレキシブル導体の構造を示した図である。 実施例３のフレキシブル導体の構造を示した図である。
　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の例に過ぎず、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３を用いて説明する。
　まず、図１は実施例１のスイッチギヤの全体構成を示す正面断面図であり、電圧及び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、接離自在な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に設けられた可動電極２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６に設けられたブッシング側コンタクト３と接地断路部６に設けられた中間固定電極４、可動電極２が接地位置において可動電極２を介して接地断路部６に設けられた中間固定電極４と通電させられる接地断路部６に設けられた接地側コンタクト５を備えた接地断路部６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導体７と、接地断路部６のブッシング側コンタクト３に接続された母線用ブッシング導体８と、接地断路部６の中間固定電極４と真空バルブ１の可動電極１０とを接続するフレキシブル導体９と、真空バルブ１の可動側電極１０に機械的に接続された真空バルブ用操作ロッド１１と、接地断路部６の可動側電極２に機械的に接続された接地断路部用操作ロッド１２から構成され、真空バルブ１と母線用ブッシング導体８と接地断路部６のブッシング側コンタクト３の固定台１３と母線用ブッシング１４とケーブル用ブッシング１５を固体絶縁物１６で一体に注型した。これら固体絶縁物で一体化したものを金属容器２８で覆っている。
　真空バルブ１は、セラミックス絶縁筒１７、固定側端板１８及び可動側端板１９から構成される真空容器内に、固定側電極２０、可動側電極２１を配備しており、固定側電極２０はケーブル用ブッシング導体７と電気的に接続され、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１９とセラミックス絶縁筒１７に接続されたベローズ２２によって内部の真空を維持しながら可動側電極２１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２２と可動側電極２１の接続部近傍には開閉時のアーク等からベローズ２２を保護するために、ベローズシールド２３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。
　接地断路部６は、母線用ブッシング導体８を介して母線側に接続されるブッシング用コンタクト３と、接地電位とされている接地側コンタクト５と、それらの中間に位置し、フレキシブル導体９を介して真空バルブ側の可動側電極２１と電気的に接続される中間固定電極４を備えており、フレキシブル導体９の中央部は金属２４でかしめている。内部は気中絶縁もしくはガス絶縁としている。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。中間固定電極４と接地断路部の可動電極２は、ばね接点２５によって電気的に接続される。これらの各固定電極に対して接地断路部の可動電極２が接地断路部６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。接地断路部の可動電極２は、図示しない操作機構と接地断路部用操作ロッド１２で連結される。
　母線用ブッシング１４は、母線用ブッシング導体８の周囲を固体絶縁物１６で覆うことにより、また、ケーブル用ブッシング１５は、ケーブル用ブッシング導体７の周囲を固体絶縁物１６で覆うことにより構成される。真空バルブ用操作ロッド１１、接地断路器用操作ロッド１２、固体絶縁物１６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。
　図２に従来構成のフレキシブル導体で、大電流通電時に想定されるフレキシブル導体の変形を示す図である。フレキシブル導体が膨らむ方向に変形することで、電界が集中し、絶縁低下が考えられる。
　図３に実施例１のフレキシブル導体の構成を示す。フレキシブル導体の中央部を略Ｃ断面金属２４で幅方向の両側からかしめる。金属は曲率を持っており、この構成にすることで、大電流通電時でも変形が防止でき、銅箔の積層枚数を増やすことなくフレキシブル導体の側面のエッジの電界が緩和できる。図３に示すように下部の曲率を上部の曲率より大きくすることで電界が緩和することができる。これは、放電が発生した際に、フレキシブル導体９の上部側と下部側において下部側の方が放電進展しやすいため、電界緩和の効果が大きいからである。
　以上、本実施例によれば、フレキシブル導体の中央部を略Ｃ断面金属２４で幅方向の両側からかしめることで、大電流通電時でも変形が防止でき、銅箔の積層枚数を増やすことなくフレキシブル導体の側面のエッジの電界が緩和できる効果を有する。
　実施例２について図４を用いて説明する。尚、実施例１と重複する箇所については、ここでの説明を省略する。
　フレキシブル導体９をかしめる金属が繋がった略Ｕ字形状をした金属２６の構成となっており、動作時の衝撃で金属２６が落下することを防ぐことができる。
　以上、本実施例によれば、実施例１の効果に加えて動作時の衝撃で金属が落下することを防ぐことができる効果を有する。
　実施例３について図５を用いて説明する。尚、実施例１と重複する箇所については、ここでの説明を省略する。
　フレキシブル導体９の中央部を導電性ゴム２７で覆う構成となっている。フレキシブル導体の中央部が固定されないため、実施例１や実施例２の効果に加えて応力が高くならず、フレキシブル導体９の側面のエッジの電界が緩和できる。
１：真空バルブ
２：可動電極
３：ブッシング側コンタクト
４：中間固定電極
５：接地側コンタクト
６：接地断路部
７：ケーブル用ブッシング導体
８：母線用ブッシング導体
９：フレキシブル導体
１０：可動側電極
１１：真空バルブ用操作ロッド
１２：接地断路部用操作ロッド
１３：固定台
１４：母線用ブッシング
１５：ケーブル用ブッシング
１６：固体絶縁物
１７：セラミックス絶縁筒
１８：固定側端板
１９：可動側端板
２０：固定側電極
２１：可動側電極
２２：ベローズ
２３：ベローズシールド
２４：金属
２５：ばね接点
２６：金属
２７：導電性ゴム
２８：金属容器

Claims (4)

  1. 　第一の可動電極を移動させて電気的な接続関係を開閉する第一の開閉部と、
    　第二の可動電極を移動させて電気的な接続関係を開閉する第二の開閉部と、
    　前記第一の開閉部と前記第二の開閉部とを電気的に接続するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は、中央部を幅方向の両端において導体でかしめていることを特徴とする開閉装置。
  2. 　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、前記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、前記真空バルブを駆動する第二の操作ロッドと、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、
    　前記真空バルブと前記接地断路部を電気的に接続するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は、中央部を幅方向の両端において導体でかしめていることを特徴とするスイッチギヤ。
  3. 　請求項１又は２のいずれか一項に記載のスイッチギヤにおいて、前記両端の導体が繋がっていることを特徴とするスイッチギヤ。
  4. 　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、前記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、前記真空バルブを駆動する第二の操作ロッドと、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、
    　前記真空バルブと前記接地断路部を電気的に接続するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は、中央部を導電性ゴムで覆われていることを特徴とするスイッチギヤ。
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