WO2018150634A1 - 回路遮断器 - Google Patents

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WO2018150634A1
WO2018150634A1 PCT/JP2017/038250 JP2017038250W WO2018150634A1 WO 2018150634 A1 WO2018150634 A1 WO 2018150634A1 JP 2017038250 W JP2017038250 W JP 2017038250W WO 2018150634 A1 WO2018150634 A1 WO 2018150634A1
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WO
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heat pipe
conductor
circuit breaker
outer conductor
inner conductor
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PCT/JP2017/038250
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French (fr)
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直樹 岩本
博一 大谷
基宗 佐藤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to CN201780086436.9A priority patent/CN110291689B/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G5/00—Installations of bus-bars
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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

Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker.
  • Patent Document 1 JP-A-2006-149191 (Patent Document 1) is a prior document disclosing the configuration of a circuit breaker.
  • the circuit breaker described in Patent Document 1 includes an inner conductor, an outer conductor, and a plurality of heat pipes.
  • Each of the plurality of heat pipes has an insulating hollow body.
  • a heat pipe branched and connected to two locations of the inner conductor is included.
  • the heat generation temperature in the inner conductor may be partially different. Therefore, when the heat pipe is branched and connected to two locations of the inner conductor, a temperature difference may occur at the two locations of the inner conductor.
  • the refrigerant liquefied inside the heat pipe flows unevenly at the branch part of the heat pipe and is distributed more in the connection area with the low temperature side internal conductor and less in the connection area with the high temperature side internal conductor, The temperature difference between the conductors is further increased, and the inner conductor cannot be stably cooled.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a circuit breaker capable of stably cooling an internal conductor.
  • the circuit breaker according to the present invention includes an inner conductor, an outer conductor, a plurality of flexible conductors, a plurality of connecting conductors, a heat pipe, and a heat radiator.
  • the inner conductor has an extending direction.
  • the outer conductor surrounds the outer periphery of the inner conductor with an interval from the inner conductor.
  • One end of each of the plurality of flexible conductors is connected to the outer periphery of the inner conductor at intervals in the extending direction, and has flexibility.
  • Each of the plurality of connection conductors is provided inside the outer conductor.
  • the plurality of connection conductors are connected to correspond to the other ends of the plurality of flexible conductors on a one-to-one basis.
  • the heat pipe is connected to each of the plurality of connection conductors.
  • the heat pipe is drawn out to the outside of the outer conductor, and contains a refrigerant therein.
  • the heat radiating body is provided on the outer periphery of the portion drawn out of the outer conductor of the heat pipe.
  • the heat pipe includes an insulating hollow body located inside the outer conductor. The insulating hollow body insulates between the outer conductor side portion and the inner conductor side portion of the heat pipe.
  • the heat pipe has a plurality of sections connecting between each of the plurality of connection conductors and the insulating hollow body.
  • the heat pipe further includes a communication path that connects portions connected to each of the plurality of connection conductors of the heat pipe to communicate the plurality of sections with each other.
  • the inner conductor of the circuit breaker can be cooled stably.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the circuit breaker of FIG. 1 as viewed from the direction of arrows II-II. It is sectional drawing which expands and shows the III section of FIG. It is a cross-sectional view which expands and shows the connection location of the flexible conductor and connection conductor in the circuit breaker which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the circuit breaker concerning Embodiment 2 of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the circuit breaker concerning Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the circuit breaker of FIG. 1 as viewed from the direction of arrows II-II.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion III in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a connection portion between the flexible conductor and the connection conductor in the circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the circuit breaker 100 is a circuit breaker that cuts off an electric circuit such as a power plant where a high current of about 20 kV is applied and a large current flows.
  • the circuit breaker 100 includes an inner conductor 110, an outer conductor 120, a plurality of flexible conductors 130, a plurality of connection conductors 140, a heat A pipe 150 and a radiator 160 are provided.
  • the inner conductor 110 has an extending direction 1.
  • the inner conductor 110 has a rectangular tube shape with a diameter of about 500 mm and a length of about 2 m.
  • the inner peripheral surface of the inner conductor 110 is cylindrical.
  • the internal conductor 110 generates heat due to electric resistance or the like when energized.
  • the inner conductor 110 includes a not-shown blocking part for circuit blocking. The position of the inner conductor 110 is mechanically displaced when the circuit is interrupted.
  • the outer conductor 120 surrounds the outer periphery of the inner conductor 110 with an interval from the inner conductor 110.
  • the outer conductor 120 is grounded. A return current flows through the outer conductor 120. When energized, a large potential difference occurs between the inner conductor 110 and the outer conductor 120.
  • Each end of each of the plurality of flexible conductors 130 is connected to the outer periphery of the internal conductor 110 at an interval in the extending direction 1 of the internal conductor 110.
  • Each of the plurality of flexible conductors 130 has flexibility and high thermal conductivity.
  • each of the plurality of flexible conductors 130 is configured by being bundled in a state in which a thin copper wire is curved.
  • Each of the plurality of connection conductors 140 is provided inside the outer conductor 120.
  • the plurality of connection conductors 140 are connected to correspond to the other ends of the plurality of flexible conductors 130 on a one-to-one basis. That is, one connection conductor 140 is connected to one flexible conductor 130 correspondingly.
  • Each of the plurality of connecting conductors 140 is made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum or copper. In the present embodiment, each of the plurality of connection conductors 140 has a plate shape.
  • a plurality of flexible conductors 130 and a plurality of connection conductors 140 are connected by sandwiching an insulating layer 170 having heat conductivity and electrical insulation therebetween.
  • the insulating layer 170 for example, silicone rubber to which alumina is added can be used.
  • the connection form of the plurality of flexible conductors 130 and the plurality of connection conductors 140 is not limited to the above, and it is only necessary to maintain high heat conduction between the flexible conductor 130 and the connection conductor 140. Or welding etc. may be sufficient.
  • the heat pipe 150 contains a refrigerant 190 inside.
  • a refrigerant 190 a fluorine-based or fluorocarbon-based coolant having high insulation performance can be used.
  • the heat pipe 150 is connected to each of the plurality of connection conductors 140. As described above, since the flexible conductor 130 and the connection conductor 140 are connected to each other, the displacement of the internal conductor 110 when the circuit is interrupted is absorbed by the flexible conductor 130, and the internal conductor 110 is connected from the connection conductor 140 to the heat pipe 150. It is possible to suppress the transmission of the displacement.
  • the portion of the heat pipe 150 that is connected to the connection conductor 140 is a vaporization unit that is heated and vaporized by the refrigerant 190.
  • the heat pipe 150 is drawn to the outside of the outer conductor 120.
  • a heat radiating body 160 is provided on the outer periphery of the portion 152 drawn out of the outer conductor 120 of the heat pipe 150.
  • the radiator 160 is provided in a plurality of fins. It is preferable that the radiator 160 is disposed at a position where heat can be efficiently exchanged with the outside air.
  • the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150 is a liquefaction portion where the refrigerant 190 is cooled and liquefied. Therefore, it is preferable that the portion 152 drawn out of the outer conductor 120 of the heat pipe 150 is configured so that the liquid refrigerant 190 efficiently circulates to the vaporization section.
  • the heat pipe 150 includes an insulating hollow body 151 located inside the outer conductor 120.
  • the insulating hollow body 151 insulates the portion of the heat pipe 150 on the outer conductor 120 side from the portion on the inner conductor 110 side.
  • the insulating hollow body 151 is made of an insulating ceramic.
  • the material of the insulating hollow body 151 is not limited to ceramics, and may be any material having electrical insulation.
  • the outer peripheral surface of the insulating hollow body 151 has a bellows shape in order to increase the creepage distance.
  • the inner peripheral surface of the insulating hollow body 151 has a shape that is continuous with the inner peripheral surface of the heat pipe 150.
  • parts other than the insulation hollow body 151 are comprised with metals with high heat conductivity, such as copper.
  • the portion of the heat pipe 150 on the outer conductor 120 side and the insulating hollow body 151 are brazed to a stainless steel pipe 159. As a result, the portion of the heat pipe 150 on the outer conductor 120 side and the insulating hollow body 151 are integrated with each other.
  • the portion of the heat pipe 150 on the inner conductor 110 side and the insulating hollow body 151 are brazed to a stainless steel pipe 159. Thereby, the inner conductor 110 side portion of the heat pipe 150 and the insulating hollow body 151 are integrated with each other.
  • the heat pipe 150 has a plurality of sections that connect each of the plurality of connection conductors 140 and the insulating hollow body 151.
  • the heat pipe 150 has two sections 153 that connect each of the two connection conductors 140 and one insulating hollow body 151. That is, the number of heat pipes 150 is one in the portion on the outer conductor 120 side, and is branched in the portion on the inner conductor 110 side and connected to each of the two connection conductors 140.
  • Each of the two sections 153 of the heat pipe 150 includes an inclined portion and a portion extending in the vertical direction. Thereby, the liquid refrigerant 190 can be supplied to each of the two supply units.
  • each of the two sections 153 of the heat pipe 150 flows in opposite directions are generated between the airflow of the refrigerant 190 vaporized in the vaporization unit and the liquid flow of the refrigerant 190 liquefied in the liquefaction unit. Therefore, 15 mm or more is secured as the diameter of the heat pipe 150 in the two sections 153.
  • the heat pipe 150 further includes a communication path 154 that connects portions connected to each of the two connection conductors 140 of the heat pipe 150 to communicate the two sections 153 with each other. That is, the communication path 154 connects the vaporization parts to each other. Thereby, it becomes possible to mutually supply the liquid refrigerant 190 between vaporization parts.
  • the heat of the internal conductor 110 that generates heat during energization is transmitted to the vaporization portion of the heat pipe 150 through the flexible conductor 130 and the connection conductor 140.
  • the liquid refrigerant 190 heated by the heat transmitted to the vaporization section of the heat pipe 150 is vaporized and rises in the heat pipe 150 to reach the liquefaction section.
  • the refrigerant 190 is cooled and liquefied by exchanging heat with outside air in the liquefaction section.
  • the liquid refrigerant 190 descends in the heat pipe 150 and returns to the vaporization section.
  • the circuit breaker 100 includes the communication path 154, so that the vaporization unit that cools the low-temperature-side internal conductor 110 has a liquid state that is changed from the vaporization unit that cools the high-temperature-side internal conductor 110 to the vaporization unit.
  • the refrigerant 190 can be supplied.
  • liquid refrigerant 190 flows in one of the two sections 153 at the branch portion on the inner conductor 110 side of the heat pipe 150, from the vaporization section supplied with a large amount of the liquid refrigerant 190, The liquid refrigerant 190 can be supplied through the communication path 154 to the vaporization section supplied with a small amount of the liquid refrigerant 190.
  • the plurality of flexible conductors 130 and the plurality of connection conductors 140 are connected by sandwiching an insulating layer 170 having heat conductivity and electrical insulation therebetween, whereby the insulating hollow body 151 is connected. It is possible to reduce the insulation performance required for the above.
  • the heat pipe 150 has two sections 153, but the number of sections 153 provided is not limited to two and may be three or more. When the heat pipe 150 has three or more sections 153, it is sufficient that at least two sections 153 communicate with each other through the communication path 154.
  • Embodiment 2 a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the circuit breaker according to the second embodiment of the present invention is different from the circuit breaker 100 according to the first embodiment only in the shape of the communication path, and is therefore the same configuration as the circuit breaker 100 according to the first embodiment. The description will not be repeated.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the heat pipe 150 provided in the circuit breaker 200 according to Embodiment 2 of the present invention has a communication path 254.
  • the communication path 254 includes a portion that is inclined so as to come into contact with each of the two sections 153 while descending.
  • the communication path 254 is connected to a portion extending obliquely upward from a portion connected to one connection conductor 140 of the heat pipe 150 and the other connection conductor 140 of the heat pipe 150. It is comprised from the part extended diagonally upward from the part which exists.
  • the inclined portion of the communication path 254 is provided at an angle that allows the liquid refrigerant 190 to be supplied between the vaporization units. This angle is appropriately set according to factors such as the amount of the refrigerant 190 filled in the heat pipe 150, the assumed heat generation amount of the internal conductor 110, and the heat exchange efficiency in the liquefaction unit.
  • the liquid refrigerant 190 in the communication path 254 can be collected in each vaporization section. Thereby, it can suppress that the liquid refrigerant 190 runs short in a vaporization part.
  • Embodiment 3 a circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the circuit breaker according to the third embodiment of the present invention is different from the circuit breaker 100 according to the first embodiment mainly in that the circuit breaker further includes a return path. The description of the same configuration will not be repeated.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the heat pipe 150 provided in the circuit breaker 300 according to the third embodiment of the present invention includes a reflux path 355 that connects the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 and the communication path 154. Further included.
  • the reflux path 355 is connected to an intermediate position of the communication path 154.
  • the heat pipe 150 of the circuit breaker 300 according to Embodiment 3 of the present invention further includes another insulating hollow body 351 located inside the outer conductor 120.
  • the insulating hollow body 351 has the same configuration as the insulating hollow body 151.
  • the insulating hollow body 151 is disposed at a position on one end side of the portion 152 drawn out of the outer conductor 120 of the heat pipe 150, and the insulating hollow body 351 is drawn out of the outer conductor 120 of the heat pipe 150. It is arranged at a position on the other end side of the portion 152.
  • the insulating hollow bodies 151 and 351 insulate the portion of the heat pipe 150 on the outer conductor 120 side and the portion on the inner conductor 110 side.
  • the liquid refrigerant 190 heated by the heat transmitted to the vaporization section of the heat pipe 150 is vaporized and the inside of the heat pipe 150 is indicated by an arrow 10. Ascend, pass through the insulating hollow body 151 and reach the liquefaction section. The refrigerant 190 is cooled and liquefied by exchanging heat with outside air in the liquefaction section.
  • the liquid refrigerant 190 flows toward the other end side of the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150, passes through the insulating hollow body 351 as indicated by the arrow 20, and the heat pipe 150. The inside descends and flows into the communication path 154. The liquid refrigerant 190 that has flowed into the communication path 154 is supplied to each vaporizing section.
  • a loop in which the refrigerant 190 circulates is formed.
  • the flow of the refrigerant 190 can be lubricated and the internal conductor 110 can be stably cooled.
  • the diameter of the heat pipe 150 in at least a part of the section 153 and the reflux path 355 is reduced. be able to.
  • Embodiment 4 a circuit breaker according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the circuit breaker according to the fourth embodiment of the present invention is different from the circuit breaker 100 according to the first embodiment mainly in that the heat pipe is in a loop shape, and thus the circuit breaker according to the first embodiment. The description of the same configuration as 100 will not be repeated.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a circuit breaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the heat pipe 150 provided in the circuit breaker 400 according to Embodiment 4 of the present invention further includes another insulating hollow body 151 located inside the outer conductor 120.
  • One insulating hollow body 151 is arranged at a position on one end side of the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150, and the other insulating hollow body 151 is the outer conductor 120 of the heat pipe 150. It is arrange
  • the heat pipe 150 has two sections 453 that connect the two connection conductors 140 and the two insulating hollow bodies 151 separately. Each of the two sections 453 of the heat pipe 150 extends in the vertical direction. Thereby, the liquid refrigerant 190 can be supplied to each of the two supply units.
  • each of the two sections 453 of the heat pipe 150 flows in opposite directions are generated between the airflow of the refrigerant 190 vaporized in the vaporization unit and the liquid flow of the refrigerant 190 liquefied in the liquefaction unit. Therefore, 15 mm or more is secured as the diameter of the heat pipe 150 in the two sections 453.
  • the heat pipe 150 further includes a communication path 154 that connects portions connected to each of the two connection conductors 140 of the heat pipe 150 to communicate the two sections 453 with each other. That is, the communication path 154 connects the vaporization parts to each other. Thereby, it becomes possible to mutually supply the liquid refrigerant 190 between vaporization parts. As a result, the inner conductor 110 can be cooled stably.
  • Embodiment 5 a circuit breaker according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the circuit breaker according to the fifth embodiment of the present invention is mainly different from the circuit breaker 400 according to the fourth embodiment in that it further includes a return path. The description of the same configuration will not be repeated.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the circuit breaker according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the heat pipe 150 included in the circuit breaker 500 according to the fifth embodiment of the present invention includes the reflux path 355 that connects the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 and the communication path 154. Further included.
  • the reflux path 355 is connected to an intermediate position of the communication path 154.
  • the heat pipe 150 of the circuit breaker 500 according to the fifth embodiment of the present invention further includes another insulating hollow body 351 located inside the outer conductor 120.
  • the insulating hollow body 351 has the same configuration as the insulating hollow body 151.
  • One insulating hollow body 151 is arranged at a position on one end side of the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150, and the other insulating hollow body 151 is the outer conductor 120 of the heat pipe 150. It is arrange
  • the insulating hollow body 351 is disposed at a position near the center of the portion 152 that is drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150.
  • the insulating hollow bodies 151 and 351 insulate the portion of the heat pipe 150 on the outer conductor 120 side and the portion on the inner conductor 110 side.
  • the liquid refrigerant 190 heated by the heat transmitted to the vaporization section of the heat pipe 150 is vaporized and the inside of the heat pipe 150 is indicated by an arrow 10. Ascend, pass through the insulating hollow body 151 and reach the liquefaction section. The refrigerant 190 is cooled and liquefied by exchanging heat with outside air in the liquefaction section.
  • the liquid refrigerant 190 flows toward the center of the portion 152 drawn to the outside of the outer conductor 120 of the heat pipe 150, passes through the insulating hollow body 351 as indicated by the arrow 20, and enters the heat pipe 150. , And flows into the communication path 154.
  • the liquid refrigerant 190 that has flowed into the communication path 154 is supplied to each vaporizing section.
  • a loop in which the refrigerant 190 circulates is formed.
  • the flow of the refrigerant 190 can be lubricated and the internal conductor 110 can be stably cooled.
  • the diameter of the heat pipe 150 in at least a part of the section 453 and the reflux path 355 is reduced. be able to.
  • the circuit breaker according to the sixth embodiment of the present invention is mainly the circuit breaker according to the first embodiment in that the inner conductor side portion of the heat pipe is branched so as to sandwich the inner conductor. Since it is different from 100, the description of the same configuration as that of the circuit breaker 100 according to the first embodiment will not be repeated.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a circuit breaker according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the heat pipe 150 provided in the circuit breaker 600 according to Embodiment 6 of the present invention is such that the portion of the heat pipe 150 on the inner conductor 110 side is the first so as to sandwich the inner conductor 110 therebetween.
  • the branch is branched into a branch 150a and a second branch 150b.
  • Each of the first branch path 150 a and the second branch path 150 b is connected to the internal conductor 110 through the connection conductor 140 and the flexible conductor 130.
  • Each of the first branch path 150a and the second branch path 150b includes two sections 153 and a communication path 154, similar to the portion on the inner conductor 110 side of the heat pipe 150 according to the first embodiment.
  • Each of the first branch path 150a and the second branch path 150b may include two sections 153 and a communication path 254, similarly to the portion on the inner conductor 110 side of the heat pipe 150 according to the second embodiment. .
  • both radial sides of the internal conductor 110 are cooled by the vaporization portion of the heat pipe 150. Thereby, the temperature distribution in the circumferential direction of the inner conductor 110 can be made more uniform.
  • Embodiment 7 a circuit breaker according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the circuit breaker according to the seventh embodiment of the present invention is mainly different from the circuit breaker 600 according to the sixth embodiment in that the portion on the inner conductor side of the heat pipe is formed in a loop shape.
  • the description of the same configuration as that of circuit breaker 600 according to Embodiment 6 will not be repeated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a circuit breaker according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the first branch 150a and the second branch 150b are arranged so as to surround the inner conductor 110.
  • the communication path 150c is connected to each other by a communication path 150c.
  • the part by the side of the inner conductor 110 of the heat pipe 150 is formed in the loop shape.
  • the circuit breaker 700 includes the communication path 150c, so that the branch circuit that cools the high temperature side internal conductor 110 from the vaporization part of the branch path that cools the low temperature side internal conductor 110 is provided.
  • a liquid refrigerant 190 can be supplied to the vaporizing section.

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Abstract

ヒートパイプ(１５０)は、外部導体(１２０)の内側に位置する絶縁中空体(１５１)を含む。絶縁中空体(１５１)によって、ヒートパイプ(１５０)の外部導体(１２０)側の部分と内部導体(１１０)側の部分との間が、絶縁されている。ヒートパイプ(１５０)は、複数の接続導体(１４０)の各々と絶縁中空体(１５１)との間を接続する複数の区間(１５３)を有する。ヒートパイプ(１５０)は、ヒートパイプ(１５０)の複数の接続導体(１４０)の各々と接続されている部分同士を連結して上記複数の区間(１５３)を互いに連通させる連通路(１５４)をさらに含む。

Description

回路遮断器
　本発明は、回路遮断器に関する。
　回路遮断器の構成を開示した先行文献として、特開２００６－１４９１９１号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された回路遮断器は、内部導体と、外部導体と、複数のヒートパイプとを備える。複数のヒートパイプの各々は、絶縁中空体を有する。複数のヒートパイプのなかには、分岐して内部導体の２箇所に接続されているヒートパイプが含まれている。
特開２００６－１４９１９１号公報
　内部導体での発熱温度が部分的に異なることがある。そのため、ヒートパイプが分岐して内部導体の２箇所に接続されている場合、内部導体の当該２箇所において温度差が生ずることがある。
　ヒートパイプの内部で液化した冷媒がヒートパイプの分岐部において偏って流れ、低温側の内部導体との接続箇所に多く分配され、高温側の内部導体との接続箇所に少なく分配された場合、内部導体での温度差がさらに大きくなり、内部導体を安定して冷却することができなくなる。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、内部導体を安定して冷却することができる回路遮断器を提供することを目的とする。
　本発明に基づく回路遮断器は、内部導体と、外部導体と、複数のフレキシブル導体と、複数の接続導体と、ヒートパイプと、放熱体とを備える。内部導体は、延在方向を有する。外部導体は、内部導体に間隔をあけて内部導体の外周を囲んでいる。複数のフレキシブル導体の各々は、上記延在方向に互いに間隔をあけて内部導体の外周に一端が接続されており、可撓性を有する。複数の接続導体の各々は、外部導体の内側に設けられている。複数の接続導体は、複数のフレキシブル導体の他端と１対１で対応するように接続されている。ヒートパイプは、複数の接続導体の各々と接続されている。ヒートパイプは、外部導体の外側に引き出されており、内部に冷媒を収容している。放熱体は、ヒートパイプの外部導体の外側に引き出されている部分の外周に設けられている。ヒートパイプは、外部導体の内側に位置する絶縁中空体を含む。絶縁中空体によって、ヒートパイプの外部導体側の部分と内部導体側の部分との間が、絶縁されている。ヒートパイプは、複数の接続導体の各々と絶縁中空体との間を接続する複数の区間を有する。ヒートパイプは、ヒートパイプの複数の接続導体の各々と接続されている部分同士を連結して上記複数の区間を互いに連通させる連通路をさらに含む。
　本発明によれば、回路遮断器の内部導体を安定して冷却することができる。
本発明の実施の形態１に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。 図１の回路遮断器をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２のＩＩＩ部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る回路遮断器におけるフレキシブル導体と接続導体との接続箇所を拡大して示す横断面図である。 本発明の実施の形態２に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態４に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態５に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態６に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。 本発明の実施の形態７に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。
　以下、本発明の各実施の形態に係る回路遮断器について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。図２は、図１の回路遮断器をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図２のＩＩＩ部を拡大して示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る回路遮断器におけるフレキシブル導体と接続導体との接続箇所を拡大して示す横断面図である。
　本発明の実施の形態１に係る回路遮断器１００は、２０ｋＶ程度の高電圧が印加されて大電流が流れるたとえば発電所などの電気回路を遮断する回路遮断器である。
　図１～図４に示すように、本発明の実施の形態１に係る回路遮断器１００は、内部導体１１０と、外部導体１２０と、複数のフレキシブル導体１３０と、複数の接続導体１４０と、ヒートパイプ１５０と、放熱体１６０とを備える。
　内部導体１１０は、延在方向１を有する。本実施の形態においては、内部導体１１０は、直径が５００ｍｍ程度、長さが２ｍ程度の角筒形状を有する。内部導体１１０の内周面は、円筒状である。内部導体１１０は、通電時に電気抵抗などにより発熱する。内部導体１１０は、回路遮断のための図示しない遮断部を含んでいる。内部導体１１０は、回路遮断時に機械的に位置が変位する。
　外部導体１２０は、内部導体１１０に間隔をあけて内部導体１１０の外周を囲んでいる。外部導体１２０は、接地されている。外部導体１２０には、戻り電流が流れる。通電時には、内部導体１１０と外部導体１２０との間に、大きな電位差が生じる。
　複数のフレキシブル導体１３０の各々は、内部導体１１０の延在方向１に互いに間隔をあけて内部導体１１０の外周に一端が接続されている。複数のフレキシブル導体１３０の各々は、可撓性および高い熱伝導性を有する。本実施の形態においては、複数のフレキシブル導体１３０の各々は、銅製の細いワイヤが湾曲した状態で束ねられて構成されている。
　複数の接続導体１４０の各々は、外部導体１２０の内側に設けられている。複数の接続導体１４０は、複数のフレキシブル導体１３０の他端と１対１で対応するように接続されている。すなわち、１つのフレキシブル導体１３０に、１つの接続導体１４０が対応して接続されている。複数の接続導体１４０の各々は、アルミニウムまたは銅などの熱伝導率の高い金属で構成されている。本実施の形態においては、複数の接続導体１４０の各々は、板状である。
　本実施の形態においては、図４に示すように、複数のフレキシブル導体１３０と複数の接続導体１４０とが、伝熱性および電気絶縁性を有する絶縁層１７０を互いの間に挟んで接続されている。絶縁層１７０としては、たとえば、アルミナが添加されたシリコーンゴムを用いることができる。なお、複数のフレキシブル導体１３０と複数の接続導体１４０との接続形態は上記に限られず、フレキシブル導体１３０と接続導体１４０との間の熱伝導を高く維持できればよく、ねじの螺合、ろう付け、または溶接などであってもよい。
　ヒートパイプ１５０は、内部に冷媒１９０を収容している。冷媒１９０としては、高い絶縁性能を有するフッ素系またはフロン系の冷媒を用いることができる。
　ヒートパイプ１５０は、複数の接続導体１４０の各々と接続されている。上記のように、フレキシブル導体１３０と接続導体１４０とが互いに接続されていることにより、回路遮断時の内部導体１１０の変位をフレキシブル導体１３０によって吸収し、接続導体１４０からヒートパイプ１５０に内部導体１１０の変位が伝わることを抑制できる。ヒートパイプ１５０の接続導体１４０と接続されている部分は、冷媒１９０が加熱されて気化する気化部である。
　ヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の外側に引き出されている。ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の外周に、放熱体１６０が設けられている。放熱体１６０は、複数のフィン状に設けられている。放熱体１６０は、外気と効率よく熱交換できる位置に配置されていることが好ましい。
　ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２は、冷媒１９０が冷却されて液化する液化部である。そのため、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２は、液状の冷媒１９０が、気化部に効率よく還流するように構成されていることが好ましい。
　ヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の内側に位置する絶縁中空体１５１を含む。絶縁中空体１５１によって、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分と内部導体１１０側の部分との間が、絶縁されている。本実施の形態においては、絶縁中空体１５１は、絶縁性を有するセラミックスで構成されている。ただし、絶縁中空体１５１の材料は、セラミックスに限られず、電気絶縁性を有する材料であればよい。絶縁中空体１５１の外周面は、沿面距離を長くするために蛇腹形状を有する。絶縁中空体１５１の内周面は、ヒートパイプ１５０の内周面と連続する形状を有する。なお、ヒートパイプ１５０において、絶縁中空体１５１以外の部分は、銅などの熱伝導率の高い金属で構成されている。
　図３に示すように、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分および絶縁中空体１５１の各々は、ステンレス製のパイプ１５９とろう付けされている。これにより、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分と絶縁中空体１５１とが、互いに一体になっている。
　同様に、ヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分および絶縁中空体１５１の各々は、ステンレス製のパイプ１５９とろう付けされている。これにより、ヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分と絶縁中空体１５１とが、互いに一体になっている。
　ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分が、外部導体１２０に固定されている。ヒートパイプ１５０は、複数の接続導体１４０の各々と絶縁中空体１５１との間を接続する複数の区間を有する。
　本実施の形態においては、ヒートパイプ１５０は、２つの接続導体１４０の各々と１つの絶縁中空体１５１との間を接続する２つの区間１５３を有する。すなわち、ヒートパイプ１５０は、外部導体１２０側の部分において１本になっており、かつ、内部導体１１０側の部分において分岐して２つの接続導体１４０の各々と接続されている。ヒートパイプ１５０の２つの区間１５３の各々は、傾斜している部分と鉛直方向に延在している部分とを含む。これにより、２つの供給部の各々に液状の冷媒１９０を供給することができる。
　ヒートパイプ１５０の２つの区間１５３の各々の内部においては、気化部において気化した冷媒１９０の気流と、液化部において液化した冷媒１９０の液流との、相反する方向の流れが発生する。そのため、２つの区間１５３におけるヒートパイプ１５０の直径として、１５ｍｍ以上確保している。
　ヒートパイプ１５０は、ヒートパイプ１５０の２つの接続導体１４０の各々と接続されている部分同士を連結して２つの区間１５３を互いに連通させる連通路１５４をさらに含む。すなわち、連通路１５４は、気化部同士を互いに連結している。これにより、気化部同士の間にて、液状の冷媒１９０を相互に供給することが可能となる。
　本実施の形態に係る回路遮断器１００においては、通電時に発熱した内部導体１１０の熱は、フレキシブル導体１３０および接続導体１４０を通じて、ヒートパイプ１５０の気化部に伝わる。ヒートパイプ１５０の気化部に伝わった熱によって加熱された液状の冷媒１９０は、気化してヒートパイプ１５０内を上昇して液化部に到達する。冷媒１９０は、液化部において外気と熱交換することにより冷却されて液化する。液状の冷媒１９０は、ヒートパイプ１５０内を下降して気化部に還流する。
　通電時の内部導体１１０の発熱温度に偏りが生じている場合、高温側の内部導体１１０を冷却する気化部においては、低温側の内部導体１１０を冷却する気化部より冷媒１９０が気化する量が多くなる。本実施の形態に係る回路遮断器１００は、連通路１５４を備えていることにより、低温側の内部導体１１０を冷却する気化部から、高温側の内部導体１１０を冷却する気化部に、液状の冷媒１９０を供給することができる。
　その結果、高温側の内部導体１１０を冷却する気化部において、液状の冷媒１９０が不足することを抑制することができる。これにより、内部導体１１０での温度差がさらに大きくなることを抑制できる。ひいては、内部導体１１０を安定して冷却することができる。
　また、ヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分の分岐部において、液状の冷媒１９０が２つの区間１５３のうちの一方に偏って流れた場合、液状の冷媒１９０が多く供給された気化部から、液状の冷媒１９０が少なく供給された気化部に、連通路１５４を通じて液状の冷媒１９０を供給することができる。
　その結果、ヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分の分岐部から液状の冷媒１９０が少なく供給された気化部において、液状の冷媒１９０が不足することを抑制することができる。これにより、内部導体１１０での温度差が大きくなることを抑制できる。ひいては、内部導体１１０を安定して冷却することができる。
　本実施の形態においては、複数のフレキシブル導体１３０と複数の接続導体１４０とが、伝熱性および電気絶縁性を有する絶縁層１７０を互いの間に挟んで接続されていることにより、絶縁中空体１５１に求められる絶縁性能を低減することができる。
　本実施の形態に係る回路遮断器１００においては、ヒートパイプ１５０は、２つの区間１５３を有していたが、設けられる区間１５３の数は、２つに限られず、３つ以上でもよい。ヒートパイプ１５０が、区間１５３を３つ以上有する場合は、少なくとも２つの区間１５３が連通路１５４によって互いに連通していればよい。
　実施の形態２.
　以下、本発明の実施の形態２に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態２に係る回路遮断器は、連通路の形状のみ実施の形態１に係る回路遮断器１００と異なるため、実施の形態１に係る回路遮断器１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図５は、本発明の実施の形態２に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る回路遮断器２００が備えるヒートパイプ１５０は、連通路２５４を有する。連通路２５４は、２つの区間１５３の各々に対して下降しつつ接するように傾斜している部分を含む。
　具体的には、連通路２５４は、ヒートパイプ１５０の一方の接続導体１４０と接続されている部分から斜め上方に延在している部分と、ヒートパイプ１５０の他方の接続導体１４０と接続されている部分から斜め上方に延在している部分とから構成されている。
　連通路２５４の傾斜している部分は、気化部同士の間にて、液状の冷媒１９０を相互に供給することが可能な程度の角度で設けられている。この角度は、ヒートパイプ１５０内に充填される冷媒１９０の量、内部導体１１０の想定される発熱量、および、液化部における熱交換効率などの要因によって、適宜設定される。
　連通路２５４が上記の傾斜している部分を含むことにより、連通路２５４内の液状の冷媒１９０を各々の気化部に集めることができる。これにより、気化部において、液状の冷媒１９０が不足することを抑制することができる。
　実施の形態３.
　以下、本発明の実施の形態３に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態３に係る回路遮断器は、還流路をさらに含む点が主に実施の形態１に係る回路遮断器１００と異なるため、実施の形態１に係る回路遮断器１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図６は、本発明の実施の形態３に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。図６に示すように、本発明の実施の形態３に係る回路遮断器３００が備えるヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２と連通路１５４とを連結する還流路３５５をさらに含む。還流路３５５は、連通路１５４の中間の位置に接続されている。
　本発明の実施の形態３に係る回路遮断器３００のヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の内側に位置する他の絶縁中空体３５１をさらに含む。絶縁中空体３５１は、絶縁中空体１５１と同様の構成を有する。
　絶縁中空体１５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の一端側の位置に配置されており、絶縁中空体３５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の他端側の位置に配置されている。絶縁中空体１５１，３５１によって、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分と内部導体１１０側の部分との間が、絶縁されている。
　本発明の実施の形態３に係る回路遮断器３００においては、ヒートパイプ１５０の気化部に伝わった熱によって加熱された液状の冷媒１９０は、気化してヒートパイプ１５０内を矢印１０で示すように上昇して絶縁中空体１５１を通過して液化部に到達する。冷媒１９０は、液化部において外気と熱交換することにより冷却されて液化する。
　ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の内部においては、一端側から他端側に向かう気流が発生している。そのため、液状の冷媒１９０は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の他端側に向けて流れ、矢印２０で示すように絶縁中空体３５１を通過してヒートパイプ１５０内を下降し、連通路１５４に流入する。連通路１５４に流入した液状の冷媒１９０は、各々の気化部に供給される。
　上記のように、本発明の実施の形態３に係る回路遮断器３００においては、冷媒１９０が循環するループが形成されている。これにより、冷媒１９０の流れを潤滑にして、内部導体１１０を安定して冷却することができる。さらに、気化した冷媒１９０の気流の流路と、液化した冷媒１９０の液流の流路とを分けることができるため、区間１５３および還流路３５５の少なくとも一部におけるヒートパイプ１５０の直径を小さくすることができる。
　実施の形態４.
　以下、本発明の実施の形態４に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態４に係る回路遮断器は、ヒートパイプがループ状である点が主に実施の形態１に係る回路遮断器１００と異なるため、実施の形態１に係る回路遮断器１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図７は、本発明の実施の形態４に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。図７に示すように、本発明の実施の形態４に係る回路遮断器４００が備えるヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の内側に位置する他の絶縁中空体１５１をさらに含む。
　一方の絶縁中空体１５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の一端側の位置に配置されており、他方の絶縁中空体１５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の他端側の位置に配置されている。
　本実施の形態においては、ヒートパイプ１５０は、２つの接続導体１４０と２つの絶縁中空体１５１とを別々に接続する２つの区間４５３を有する。ヒートパイプ１５０の２つの区間４５３の各々は、鉛直方向に延在している。これにより、２つの供給部の各々に液状の冷媒１９０を供給することができる。
　ヒートパイプ１５０の２つの区間４５３の各々の内部においては、気化部において気化した冷媒１９０の気流と、液化部において液化した冷媒１９０の液流との、相反する方向の流れが発生する。そのため、２つの区間４５３におけるヒートパイプ１５０の直径として、１５ｍｍ以上確保している。
　ヒートパイプ１５０は、ヒートパイプ１５０の２つの接続導体１４０の各々と接続されている部分同士を連結して２つの区間４５３を互いに連通させる連通路１５４をさらに含む。すなわち、連通路１５４は、気化部同士を互いに連結している。これにより、気化部同士の間にて、液状の冷媒１９０を相互に供給することが可能となる。その結果、内部導体１１０を安定して冷却することができる。
　実施の形態５.
　以下、本発明の実施の形態５に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態５に係る回路遮断器は、還流路をさらに含む点が主に実施の形態４に係る回路遮断器４００と異なるため、実施の形態４に係る回路遮断器４００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図８は、本発明の実施の形態５に係る回路遮断器の構成を示す縦断面図である。図８に示すように、本発明の実施の形態５に係る回路遮断器５００が備えるヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２と連通路１５４とを連結する還流路３５５をさらに含む。還流路３５５は、連通路１５４の中間の位置に接続されている。
　本発明の実施の形態５に係る回路遮断器５００のヒートパイプ１５０は、外部導体１２０の内側に位置する他の絶縁中空体３５１をさらに含む。絶縁中空体３５１は、絶縁中空体１５１と同様の構成を有する。
　一方の絶縁中空体１５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の一端側の位置に配置されており、他方の絶縁中空体１５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の他端側の位置に配置されている。絶縁中空体３５１は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の中央寄りの位置に配置されている。絶縁中空体１５１，３５１によって、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０側の部分と内部導体１１０側の部分との間が、絶縁されている。
　本発明の実施の形態５に係る回路遮断器５００においては、ヒートパイプ１５０の気化部に伝わった熱によって加熱された液状の冷媒１９０は、気化してヒートパイプ１５０内を矢印１０で示すように上昇して絶縁中空体１５１を通過して液化部に到達する。冷媒１９０は、液化部において外気と熱交換することにより冷却されて液化する。
　ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の内部においては、両端部から中央部に向かう気流が発生している。そのため、液状の冷媒１９０は、ヒートパイプ１５０の外部導体１２０の外側に引き出されている部分１５２の中央部に向けて流れ、矢印２０で示すように絶縁中空体３５１を通過してヒートパイプ１５０内を下降し、連通路１５４に流入する。連通路１５４に流入した液状の冷媒１９０は、各々の気化部に供給される。
　上記のように、本発明の実施の形態５に係る回路遮断器５００においては、冷媒１９０が循環するループが形成されている。これにより、冷媒１９０の流れを潤滑にして、内部導体１１０を安定して冷却することができる。さらに、気化した冷媒１９０の気流の流路と、液化した冷媒１９０の液流の流路とを分けることができるため、区間４５３および還流路３５５の少なくとも一部におけるヒートパイプ１５０の直径を小さくすることができる。
　実施の形態６.
　以下、本発明の実施の形態６に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態６に係る回路遮断器は、内部導体を間に挟むようにヒートパイプの内部導体側の部分が分岐している点が主に実施の形態１に係る回路遮断器１００と異なるため、実施の形態１に係る回路遮断器１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図９は、本発明の実施の形態６に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。図９に示すように、本発明の実施の形態６に係る回路遮断器６００が備えるヒートパイプ１５０は、内部導体１１０を間に挟むようにヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分が、第１分岐路１５０ａと第２分岐路１５０ｂとに分岐している。第１分岐路１５０ａおよび第２分岐路１５０ｂの各々は、接続導体１４０およびフレキシブル導体１３０を通じて内部導体１１０と接続されている。
　第１分岐路１５０ａおよび第２分岐路１５０ｂの各々は、実施形態１に係るヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分と同様に、２つの区間１５３および連通路１５４を含む。なお、第１分岐路１５０ａおよび第２分岐路１５０ｂの各々が、実施形態２に係るヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分と同様に、２つの区間１５３および連通路２５４を含んでいてもよい。
　内部導体１１０の直径が５００ｍｍ以上に大きい場合、内部導体１１０の径方向の一方側のみをヒートパイプ１５０の気化部によって冷却した場合、内部導体１１０の周方向における温度分布に大きな偏りが生ずる可能性がある。
　そこで、本発明の実施の形態６に係る回路遮断器６００においては、内部導体１１０の径方向の両側をヒートパイプ１５０の気化部によって冷却する。これにより、内部導体１１０の周方向における温度分布をより均一にできる。
　実施の形態７.
　以下、本発明の実施の形態７に係る回路遮断器について図を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態７に係る回路遮断器は、ヒートパイプの内部導体側の部分がループ状に形成されている点が主に実施の形態６に係る回路遮断器６００と異なるため、実施の形態６に係る回路遮断器６００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１０は、本発明の実施の形態７に係る回路遮断器の構成を示す横断面図である。図１０に示すように、本発明の実施の形態７に係る回路遮断器７００が備えるヒートパイプ１５０においては、内部導体１１０の周囲を囲むように、第１分岐路１５０ａと第２分岐路１５０ｂとが、連通路１５０ｃによって互いに接続されている。これにより、ヒートパイプ１５０の内部導体１１０側の部分がループ状に形成されている。
　通電時の内部導体１１０の発熱温度が内部導体１１０の径方向において偏りが生じている場合、高温側の内部導体１１０を冷却する分岐路の気化部においては、低温側の内部導体１１０を冷却する分岐路の気化部より冷媒１９０が気化する量が多くなる。本実施の形態に係る回路遮断器７００は、連通路１５０ｃを備えていることにより、低温側の内部導体１１０を冷却する分岐路の気化部から、高温側の内部導体１１０を冷却する分岐路の気化部に、液状の冷媒１９０を供給することができる。
　その結果、高温側の内部導体１１０を冷却する分岐路の気化部において、液状の冷媒１９０が不足することを抑制することができる。これにより、内部導体１１０の径方向における内部導体１１０の温度差がさらに大きくなることを抑制できる。ひいては、内部導体１１０を安定して冷却することができる。
　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００　回路遮断器、１１０　内部導体、１２０　外部導体、１３０　フレキシブル導体、１４０　接続導体、１５０　ヒートパイプ、１５０ａ　第１分岐路、１５０ｂ　第２分岐路、１５０ｃ，１５１，３５１　絶縁中空体、１５２　ヒートパイプの外部導体の外側に引き出されている部分、１５３，４５３　ヒートパイプの区間、１５４，２５４　連通路、１５９　パイプ、１６０　放熱体、１７０　絶縁層、１９０　冷媒、３５５　還流路。

Claims (5)

  1. 　延在方向を有する内部導体と、
    　前記内部導体に間隔をあけて前記内部導体の外周を囲む外部導体と、
    　前記延在方向に互いに間隔をあけて前記内部導体の外周に一端が接続され、可撓性を有する複数のフレキシブル導体と、
    　前記外部導体の内側に設けられ、前記複数のフレキシブル導体の他端と１対１で対応するように接続された複数の接続導体と、
    　前記複数の接続導体の各々と接続され、かつ、前記外部導体の外側に引き出され、内部に冷媒を収容したヒートパイプと、
    　前記ヒートパイプの前記外部導体の外側に引き出されている部分の外周に設けられた放熱体とを備え、
    　前記ヒートパイプは、前記外部導体の内側に位置する絶縁中空体を含み、該絶縁中空体によって前記ヒートパイプの外部導体側の部分と内部導体側の部分との間が絶縁されており、
    　前記ヒートパイプは、前記複数の接続導体の各々と前記絶縁中空体との間を接続する複数の区間を有し、かつ、前記ヒートパイプの前記複数の接続導体の各々と接続されている部分同士を連結して前記複数の区間を互いに連通させる連通路をさらに含む、回路遮断器。
  2. 　前記連通路は、前記複数の区間の各々に対して下降しつつ接するように傾斜している部分を含む、請求項１に記載の回路遮断器。
  3. 　前記ヒートパイプは、前記外部導体側の部分において１本になっており、かつ、前記内部導体側の部分において分岐して前記複数の接続導体の各々と接続されている、請求項１または請求項２に記載の回路遮断器。
  4. 　前記ヒートパイプは、前記外部導体の外側に引き出されている部分と前記連通路とを連結する還流路をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回路遮断器。
  5. 　前記複数のフレキシブル導体と前記複数の接続導体とが、伝熱性および電気絶縁性を有する絶縁層を互いの間に挟んで接続されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回路遮断器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4036947A1 (en) * 2021-01-27 2022-08-03 ABB Schweiz AG An electric pole part apparatus
CN115036869B (zh) * 2022-05-23 2023-08-22 广东瀛楷电气自动化科技有限公司 一种密集型母线槽的散热装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006149191A (ja) 2004-11-16 2006-06-08 Abb Res Ltd 回路遮断器及び内部導体を冷却する方法
JP2006166697A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Abb Res Ltd 高電圧システムと冷却手段を備えた高電力回路遮断器
JP2008544738A (ja) * 2005-06-23 2008-12-04 アーベーベー・リサーチ・リミテッド 冷却要素を備えた電気設備及びこの設備を運転するための方法
JP2011530793A (ja) * 2008-08-14 2011-12-22 アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー 磁界制御要素を有する高電圧絶縁体
JP2013508669A (ja) * 2009-10-26 2013-03-07 アルストム・テクノロジー・リミテッド 絶縁されたヒートパイプを利用することによって中電圧装置を冷却するための冷却装置
JP2013509155A (ja) * 2009-10-26 2013-03-07 アルストム・テクノロジー・リミテッド 通電されているヒートパイプを利用することによって、中電圧スイッチギアを冷却するための冷却装置
WO2014106905A1 (ja) * 2013-01-07 2014-07-10 三菱電機株式会社 遮断器用箱体および電力用開閉装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4358631A (en) * 1980-09-10 1982-11-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat dissipating electrical bushing
JPS62268315A (ja) 1986-05-15 1987-11-20 株式会社東芝 ガス絶縁母線
JPH09306309A (ja) * 1996-05-09 1997-11-28 Meidensha Corp パッファ形ガス遮断器
TW460885B (en) * 1999-08-09 2001-10-21 Hitachi Ltd Gas circuit breaker
EP1496534B1 (de) * 2003-07-11 2006-08-30 Abb Research Ltd. Hochleistungsschalter mit Kühlrippenanordnung
DE102005011405B3 (de) * 2005-03-03 2006-11-16 Siemens Ag Schaltgerät mit Wärmerohr
RU2481682C2 (ru) * 2008-07-30 2013-05-10 Абб Рисерч Лтд Подстанция преобразования переменного тока в постоянный ток или постоянного в переменный ток высокого напряжения с волоконно-оптическим датчиком тока
EP2157590B1 (de) 2008-08-20 2011-03-09 ABB Technology AG Hochspannungsschalter mit Kühlung
FR2951856A1 (fr) * 2009-10-26 2011-04-29 Areva T & D Sas Procede et dispositif de refroidissement d'une installation electrique moyenne tension sous gaine
CN201681823U (zh) * 2010-03-11 2010-12-22 无锡市易控系统工程有限公司 一种大功率绝缘电子芯片散热器
JP5557794B2 (ja) * 2011-05-10 2014-07-23 株式会社日立製作所 モールドスイッチ及びこれを搭載した装置
US8695358B2 (en) * 2011-05-23 2014-04-15 Abb Research Ltd. Switchgear having evaporative cooling apparatus
US9599408B1 (en) * 2012-03-03 2017-03-21 Advanced Cooling Technologies, Inc. Loop heat pipe evaporator including a second heat pipe
US8717746B2 (en) * 2012-03-22 2014-05-06 Abb Technology Ag Cooling apparatus for switchgear with enhanced busbar joint cooling
US8792226B2 (en) * 2012-03-27 2014-07-29 General Electric Company Heat transfer system for use with electrical devices and method of operating the same
WO2015018443A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 Abb S.P.A. Cooling apparatus for an electrical or electronic device, and electrical or electronic device, in particular a circuit breaker, comprising such cooling apparatus
CN204289233U (zh) * 2014-10-15 2015-04-22 中国西电电气股份有限公司 高压真空断路器
CN204614698U (zh) * 2015-03-26 2015-09-02 西门子公司 气体绝缘断路器的散热外壳及其气体绝缘断路器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006149191A (ja) 2004-11-16 2006-06-08 Abb Res Ltd 回路遮断器及び内部導体を冷却する方法
JP2006166697A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Abb Res Ltd 高電圧システムと冷却手段を備えた高電力回路遮断器
JP2008544738A (ja) * 2005-06-23 2008-12-04 アーベーベー・リサーチ・リミテッド 冷却要素を備えた電気設備及びこの設備を運転するための方法
JP2011530793A (ja) * 2008-08-14 2011-12-22 アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー 磁界制御要素を有する高電圧絶縁体
JP2013508669A (ja) * 2009-10-26 2013-03-07 アルストム・テクノロジー・リミテッド 絶縁されたヒートパイプを利用することによって中電圧装置を冷却するための冷却装置
JP2013509155A (ja) * 2009-10-26 2013-03-07 アルストム・テクノロジー・リミテッド 通電されているヒートパイプを利用することによって、中電圧スイッチギアを冷却するための冷却装置
WO2014106905A1 (ja) * 2013-01-07 2014-07-10 三菱電機株式会社 遮断器用箱体および電力用開閉装置

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