WO2018235276A1 - 開閉装置 - Google Patents
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Abstract
開閉装置(50)は、第1の貫通穴(12a)が形成されたタンク(1)と、タンク(1)の内部に収容された固定接触子(2)と、固定接触子(2)と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子(3)と、可動接触子(3)の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、第1の貫通穴(12a)を貫通する操作ロッド(4)と、を備える。また、開閉装置(50)は、可動接触子(3)と操作ロッド(4)とを連結させる連結板(5)と、連結板(5)よりも固定接触子(2)側に設けられ、操作ロッド(4)が貫通された第2の貫通穴(6a)と可動接触子(3)が通過可能な第3の貫通穴(6b)とが形成されたシールド板(6)と、第1の貫通穴(12a)に設けられて操作ロッド(4)を支持する第1の軸受(8)と、第2の貫通穴(6a)に設けられて操作ロッド(4)を支持する第2の軸受(9)と、を備える。
Description
本発明は、タンク内に可動接触子と固定接触子とを備える開閉装置に関するものである。
ガス絶縁開閉装置には、主回路を接地させる開閉装置である接地開閉器が設けられる。接地開閉器は、絶縁ガスが封入されたタンク内に、固定接触子と、固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で移動可能とされた可動接触子とを備える。固定接触子は主回路に接続されている。可動接触子は、タンクの外部で接地されている。可動接触子が移動して固定接触子に接触することで主回路が接地される。特許文献1には、可動接触子を移動させる操作ロッドと、操作ロッドと可動接触子とを連結させて操作ロッドおよび可動接触子とともに移動する連結板と、一端がタンクの壁に固定されて連結板の移動をガイドする棒材とが設けられた開閉装置が開示されている。
接地開閉器では、主回路への通電が遮断されている状態で、可動接触子を固定接触子に接触させる。しかしながら、主回路への通電中に可動接触子を固定接触子に接触させる誤操作が行われてしまう場合がある。誤操作時には、可動接触子に対して電磁力が働き、可動接触子を変形させる力が加えられる。特許文献1に開示された棒材は、電磁力が働いた場合の可動接触子の変形を抑制している。ガス絶縁開閉装置が大容量化すると、可動接触子に加えられる力も増大する。特許文献1に開示された棒材は、タンクの壁に一端が固定された片持ち梁の構造を有しているため、ガス絶縁開閉装置が大容量化した場合、すなわち主回路に印加される電圧が増大した場合には、可動接触子に働く電磁力も大きくなり、可動接触子の変形を十分に抑制できない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、固定接触子に接触する際の可動接触子の変形をより確実に抑制することのできる開閉装置を得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、本発明にかかる開閉装置は、第1の貫通穴が形成されたタンクと、タンクの内部に収容された固定接触子と、固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子と、可動接触子の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、第1の貫通穴を貫通する操作ロッドと、を備える。また、開閉装置は、可動接触子と操作ロッドとを連結させて、可動接触子と操作ロッドとともに移動可能とされた連結板と、連結板よりも固定接触子側に設けられるとともにタンクに固定され、操作ロッドが貫通された第2の貫通穴と可動接触子が通過可能な第3の貫通穴とが形成されたシールド板と、第1の貫通穴に設けられて操作ロッドを支持する第1の軸受と、第2の貫通穴に設けられて操作ロッドを支持する第2の軸受と、を備える。
本発明にかかる開閉装置によれば、固定接触子に接触する際の可動接触子の変形をより確実に抑制することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかる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、本発明の実施の形態1にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図2は、実施の形態1にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図3は、実施の形態1にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図4は、実施の形態1にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図5は、図3に示すV-V線で切断した断面図である。図6は、図3に示すVI-VI線で切断した断面図である。なお、互いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸を定義して図面に示している。また、一部のハッチングを省略している。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図2は、実施の形態1にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図3は、実施の形態1にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図4は、実施の形態1にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図5は、図3に示すV-V線で切断した断面図である。図6は、図3に示すVI-VI線で切断した断面図である。なお、互いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸を定義して図面に示している。また、一部のハッチングを省略している。
接地開閉器である開閉装置50は、絶縁ガスが封入されたタンク1を備える。絶縁ガスには、SF6ガスが例示される。タンク1は、筒状形状の本体11と、本体11の一端側の開口を塞ぐ蓋体12とを有する。タンク1の蓋体12には、第1の貫通穴である蓋側ロッド貫通穴12aが形成されている。タンク1の蓋体12には、後述する可動接触子3を貫通させる蓋側可動接触子貫通穴12bが形成されている。
タンク1の内部には、3本の固定接触子2が収容されている。タンク1の内部には、3本の固定接触子2のそれぞれに対向して配置された3本の可動接触子3が収容されている。可動接触子3は、図1および図2に示すように固定接触子2と離間する位置と、図3および図4に示すように固定接触子2と接触する位置との間で往復起動可能とされている。すなわち、可動接触子3はZ軸に沿った方向に往復移動可能とされている。
可動接触子3は、タンク1の蓋体12に形成された蓋側可動接触子貫通穴12bを貫通している。可動接触子3は、蓋側可動接触子貫通穴12bを貫通して、一部がタンク1の外部に露出する。可動接触子3のうちタンク1の外部に露出する部分には、接地された接地体10が接続される。蓋体12の蓋側可動接触子貫通穴12bに設けられた絶縁リング7によって、蓋体12と可動接触子3とが絶縁されている。
図6に示すように、可動接触子3の移動方向と平行なZ軸に沿って見た場合に、3本の固定接触子2および3本の可動接触子3は、正三角形の頂点となる位置に配置されている。
開閉装置50は、可動接触子3の移動方向と平行な方向、すなわちZ軸と平行な方向に往復移動可能とされた操作ロッド4を備える。操作ロッド4は、タンク1の蓋体12に形成された蓋側ロッド貫通穴12aを貫通している。操作ロッド4は、蓋側ロッド貫通穴12aを貫通して、一部がタンク1の内部に収容され、一部がタンク1の外部に露出する。操作ロッド4のうちタンク1の外部に露出する部分には、図示を省略した駆動機構からの駆動力が加えられる。駆動機構からの駆動力によって、操作ロッド4はZ軸と平行な方向に往復移動する。
開閉装置50は、3本の可動接触子3と操作ロッド4とを連結させる連結板5を備える。連結板5は、3本の可動接触子3と操作ロッド4とを連結させることで、3本の可動接触子3および操作ロッド4とともに移動する。すなわち、上述した駆動機構からの駆動力によって操作ロッド4が移動されると、3本の可動接触子3と連結板5も連動して移動する。連結板5は、タンク1の内部に収容されている。可動接触子3は、連結板5を貫通して、連結板5よりも固定接触子2側に突出している。操作ロッド4は、連結板5を貫通して、連結板5よりも固定接触子2側に突出している。操作ロッド4は、3本の可動接触子3と連結板5との連結部分を頂点とする三角形の重心となる位置で連結板5に固定されている。
開閉装置50は、連結板5よりも固定接触子2側に設けられたシールド板6を備える。シールド板6は、主回路に通電中の可動接触子3と固定接触子2との間での短絡の発生を防いでいる。図6に示すように、Z軸に平行な方向に沿って見た場合に、シールド板6は連結板5より大きく形成されている。シールド板6は、蓋体12から延びる固定脚13によって蓋体12に固定されている。すなわち、シールド板6は固定脚13を介して蓋体12に固定されている。固定脚13は、蓋体12と一体に形成されていてもよいし、シールド板6と一体に形成されていてもよい。また、固定脚13は、蓋体12およびシールド板6と別体で形成されていてもよい。
シールド板6には、操作ロッド4が通過可能な第2の貫通穴であるシールド側ロッド貫通穴6aが形成されている。シールド板6には、可動接触子3が通過可能な第3の貫通穴であるシールド側可動接触子貫通穴6bが形成されている。図1および図2に示すように、可動接触子3が固定接触子2と離間している状態において、操作ロッド4はシールド板6のシールド側ロッド貫通穴6aを貫通して固定接触子2側に突出している。また、可動接触子3が固定接触子2と離間している状態において、可動接触子3はシールド板6のシールド側可動接触子貫通穴6bを貫通しておらず、固定接触子2側に突出していない。
蓋体12の蓋側ロッド貫通穴12aには、Z軸に平行な方向に移動可能に操作ロッド4を支持する第1の軸受8が設けられている。第1の軸受8は、蓋側ロッド貫通穴12aからの絶縁ガスの漏れを防ぐ気密部材としての機能も有する。また、シールド板6のシールド側ロッド貫通穴6aには、Z軸に平行な方向に移動可能に操作ロッド4を支持する第2の軸受9が設けられている。
以上のように構成された開閉装置50によれば、図1および図2に示す状態から操作ロッド4が固定接触子2側に移動されることで、連結板5によって操作ロッド4に連結された可動接触子3も固定接触子2側に移動する。可動接触子3は、シールド板6のシールド側可動接触子貫通穴6bを貫通してシールド板6よりも固定接触子2側に突出し、図3および図4に示すように固定接触子2に接触する。これにより、固定接触子2に接続された主回路が、可動接触子3および接地体10を介して接地される。可動接触子3の移動は、第1の軸受8および第2の軸受9に支持された操作ロッド4によってガイドされる。
次に、比較例にかかる開閉装置について説明する。図7は、比較例にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図8は、比較例にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子から離間した状態を示す図である。図9は、比較例にかかる開閉装置をX軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。図10は、比較例にかかる開閉装置をY軸に沿って見た断面図であって、可動接触子が固定接触子に接触した状態を示す図である。
比較例にかかる開閉装置150では、実施の形態1と同様にタンク101の内部に3本の固定接触子102と3本の可動接触子103とが収容されている。また、3本の可動接触子103と連結された連結板105と連結板105に連結された操作ロッド104が設けられている。また、連結板105よりも固定接触子102側にシールド板106が設けられている。
比較例にかかる開閉装置150では、操作ロッド104とは別に連結板105を貫通して、タンク101の壁面に一端が固定された棒材113が設けられている。棒材113は、一端がタンク101の壁面に固定された片持ち梁の構造となる。
操作ロッド104に連動した連結板105および可動接触子103の移動は、棒材113によってガイドされる。しかしながら、棒材113は片持ち梁の構造であるため、可動接触子103に対して電磁力が加えられた場合に、可動接触子103の変形を抑えるのに十分な強度が得られない場合がある。また、可動接触子103を移動させる駆動力が加えられる操作ロッド104と、可動接触子103の移動をガイドする棒材113との軸がずれているため、操作ロッド104から連結板105に加えられた力が、連結板105を傾けて棒材113を変形させるモーメントとしても働く。そのため、操作ロッド104から連結板105に加えられた力によって棒材113および可動接触子103が変形するおそれがある。
一方、本実施の形態1にかかる開閉装置50では、可動接触子3および連結板5の移動を操作ロッド4がガイドする。この操作ロッド4は、蓋体12に設けられた第1の軸受8とシールド板6に設けられた第2の軸受9によって支持されているため、比較例における片持ち梁の構造である棒材113に比べて、可動接触子3の変形を抑制するための十分な強度を得やすくなる。操作ロッド4の太さと棒材113の太さとが同程度であれば、第1の軸受8と第2の軸受9の2箇所で支持された操作ロッド4のほうが、より大きな力に対して変形を抑える効果を発揮する。
また、操作ロッド4が、可動接触子3および連結板5の移動をガイドしているので、操作ロッド4から連結板5に加えられた力が、可動接触子3を変形させるモーメントにはならない。そのため、比較例のように、操作ロッド4から連結板5に加えられた力によって可動接触子3が変形するおそれが生じにくくなる。
なお、本実施の形態1では、固定接触子2と可動接触子3とがそれぞれ3本ずつタンク1に収容された例を示したが、その本数は3本に限られない。例えば、固定接触子2と可動接触子3とがそれぞれ1本ずつタンク1に収容された場合であっても、操作ロッド4を第1の軸受8と第2の軸受9とで支持することで、操作ロッド4によって可動接触子3の変形を抑えることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 タンク、2 固定接触子、3 可動接触子、4 操作ロッド、5 連結板、6 シールド板、6a シールド側ロッド貫通穴、6b シールド側可動接触子貫通穴、7 絶縁リング、8 第1の軸受、9 第2の軸受、10 接地体、11 本体、12 蓋体、12a 蓋側ロッド貫通穴、12b 蓋側可動接触子貫通穴、13 固定脚、50 開閉装置。
Claims (3)
- 第1の貫通穴が形成されたタンクと、
前記タンクの内部に収容された固定接触子と、
前記固定接触子と接触する位置と離間する位置との間で往復移動可能とされた可動接触子と、
前記可動接触子の移動方向と平行な方向に往復移動可能とされ、前記第1の貫通穴を貫通する操作ロッドと、
前記可動接触子と前記操作ロッドとを連結させて、前記可動接触子と前記操作ロッドとともに移動可能とされた連結板と、
前記連結板よりも前記固定接触子側に設けられるとともに前記タンクに固定され、前記操作ロッドが貫通された第2の貫通穴と前記可動接触子が通過可能な第3の貫通穴とが形成されたシールド板と、
前記第1の貫通穴に設けられて前記操作ロッドを支持する第1の軸受と、
前記第2の貫通穴に設けられて前記操作ロッドを支持する第2の軸受と、を備えることを特徴とする開閉装置。 - 前記固定接触子および前記可動接触子はそれぞれ3つ設けられ、
前記固定接触子および前記可動接触子は、前記可動接触子の移動方向と平行に見た場合に三角形の頂点に配置され、
前記操作ロッドは、前記可動接触子の移動方向と平行に見た場合に前記三角形の重心となる位置で前記連結板に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉装置。 - 前記タンクは、開口が形成された本体と、前記本体の開口を塞ぐ蓋体とを有し、
前記第1の貫通穴は前記蓋体に形成され、
前記シールド板は、前記蓋体から延びて前記シールド板を前記蓋体に固定する固定脚をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の開閉装置。
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