WO2020157933A1 - 真空遮断器 - Google Patents

Abstract

接地タンク（１）内に絶縁支持された真空バルブ（４）と、可動側外部導体（２３）の下端を可動導体（２０）に接続する可動側フレーム（１５）と、固定側外部導体（２４）の下端を固定導体（２１）に接続する固定側フレーム（１６）と、可動側フレーム（１５）を接地タンク（１）に絶縁支持する可動側絶縁支持筒（９）と、固定側フレーム（１６）を接地タンク（１）に絶縁支持する固定側絶縁支持筒（１０）と、接地タンク（１）の可動側の端部を覆う可動側フランジ（２ａ）と、可動側フランジ（２ａ）の内周面に配置されたゴム（１７）とを備え、可動側絶縁支持筒（９）の可動側フレーム（１５）に連結される側とは反対側の端部は、ゴム（１７）を介して可動側フランジ（２ａ）によって、消弧室（３）の軸方向及び径方向に移動可能に支持されている。

Description

真空遮断器

　本発明は、真空バルブを用いた消弧室を有する真空遮断器に関する。

　特許文献１に開示されるように、真空バルブを用いた消弧室を有する真空遮断器は、電流遮断を行うための消弧室が接地タンク内に収容されている。消弧室は、可動側絶縁支持筒、可動側フレーム、真空バルブ、固定側フレーム及び固定側絶縁支持筒を含む複数の部品を連結して構成される。接地タンクの端部はフランジで封止され、可動側絶縁支持筒及び固定側絶縁支持筒は、それぞれフランジに固定される。

　複数の部品の集合体である消弧室は、部品の製造誤差及び組立誤差により寸法にばらつきが生じる。したがって、接地タンク内に消弧室を配置するにあたっては接地タンクの長さと消弧室の長さとの違いを吸収する構造が必要である。このため、真空バルブの可動側一端にスライド接触コンタクト構造を設けることによって通電性能を確保しつつ、接地タンクの長さと消弧室の長さとの違いを吸収していた。

国際公開第２０１２／０６３５０１号

　スライド接触コンタクトの接触部の隙間は極小であるため、可動側絶縁支持筒には、消弧室の質量と振動加速度とに比例する曲げ荷重が継続的に印加されることになる。可動側絶縁支持筒の端部は接地タンクの端部を封止する可動側フランジに固定されるため、可動側絶縁支持筒に曲げ荷重が加わると、可動側絶縁支持筒と可動側フランジとの接合部に負荷がかかる。このため、可動側絶縁支持筒と可動側フランジとの接合部に継続的に負荷が加わって接合部に疲労が生じ、消弧室の強度が低下してしまう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、可動側絶縁支持筒と可動側フランジとの接合部に継続的に負荷が加わって消弧室の強度が低下することを防止した真空遮断器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、本発明は、絶縁ガスを密封した筒状の接地タンクと、接地タンク内に絶縁支持され、可動側接点及び固定側接点を備えた真空バルブと、可動側接点に電気的に接続された可動導体と、固定側接点に電気的に接続された固定導体と、接地タンクの上方に延びた１対のブッシング内に配置された可動側外部導体及び固定側外部導体と、可動側外部導体の下端を可動導体に電気的に接続する可動側フレームと、固定側外部導体の下端を固定導体に電気的に接続する固定側フレームと、可動側接点を操作するために接地タンク外の操作装置に接続された絶縁操作ロッドとを備える。本発明は、可動側フレームを接地タンクに絶縁支持する可動側絶縁支持筒と、固定側フレームを接地タンクに絶縁支持する固定側絶縁支持筒と、可動側絶縁支持筒が貫通する穴が形成されており、接地タンクの可動側の端部を覆う可動側フランジと、可動側フランジの内周面に配置された可撓性部材とを備える。可動側絶縁支持筒、可動側フレーム、真空バルブ、固定側フレーム及び固定側絶縁支持筒を連結した消弧室が接地タンクに収容されている。可動側絶縁支持筒の可動側フレームに連結される側とは反対側の端部は、可撓性部材を介して可動側フランジによって、消弧室の軸方向及び径方向に移動可能に支持されている。

　本発明によれば、可動側絶縁支持筒と可動側フランジとの接合部に継続的に負荷が加わって消弧室の強度が低下することを防止した真空遮断器を得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る真空遮断器の構成を示す図 実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジの拡大図 実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジに配置される可撓性部材の拡大図 実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フレームと真空バルブとの接続部分の拡大図 実施の形態１に係る真空遮断器の接地タンク内に消弧室を配置する状態を示す図 実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジに配置される可撓性部材の変形例の断面形状を示す図 本発明の実施の形態２に係る真空遮断器の可動側フランジの拡大図

　以下に、本発明の実施の形態に係る真空遮断器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に係る真空遮断器の構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係る真空遮断器５０は、絶縁ガスを密封した筒状の接地タンク１と、接地タンク１内に絶縁支持され、可動側接点５ａ及び固定側接点５ｂを備えた真空バルブ４と、可動側接点５ａに電気的に接続された可動導体２０と、固定側接点５ｂに電気的に接続された固定導体２１と、接地タンク１の上方に延びた１対のブッシング２２内に配置された可動側外部導体２３及び固定側外部導体２４とを備える。また、真空遮断器５０は、可動側外部導体２３の下端を可動導体２０に電気的に接続する可動側フレーム１５と、固定側外部導体２４の下端を固定導体２１に電気的に接続する固定側フレーム１６と、可動側接点５ａを操作するために接地タンク１外の操作装置１２に接続された絶縁操作ロッド１４と、可動側フレーム１５を接地タンク１に絶縁支持する可動側絶縁支持筒９と、固定側フレーム１６を接地タンク１に絶縁支持する固定側絶縁支持筒１０とを有する。接地タンク１の可動側の端部は、可動側絶縁支持筒９が貫通する穴が形成された可動側フランジ２ａで覆われている。接地タンク１の固定側の端部は、固定側フランジ２ｂで覆われている。可動側フランジ２ａの内周面には、可撓性部材であるゴム１７が配置されている。可動側絶縁支持筒９、可動側フレーム１５、真空バルブ４、固定側フレーム１６及び固定側絶縁支持筒１０を連結した消弧室３は、接地タンク１に収容されている。真空バルブ４は、可動側フレーム１５及び固定側フレーム１６にそれぞれボルト２５で固定されている。

　可動側接点５ａは、連結機構１３、絶縁操作ロッド１４及び可動導体２０を介して操作装置１２の駆動力が伝達されるようになっており、操作装置１２の駆動力を受けて固定側接点５ｂと接触する投入状態と、固定側接点５ｂと離間する遮断状態とを取り得る。接触圧力用ばね８は、閉極時に可動側接点５ａを固定側接点５ｂに押し付ける力を絶縁操作ロッド１４に加える。したがって、閉極時に可動側接点５ａと固定側接点５ｂとの間の通電性能は確保されている。

　図２は、実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジの拡大図である。可動側絶縁支持筒９は可動側フランジ２ａの穴にスライド可能に挿入されている。可動側絶縁支持筒９は、ゴム１７を介して可動側フランジ２ａに支持されている。図３は、実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジに配置される可撓性部材の拡大図である。可動側フランジ２ａの内周面には、断面が四角形のゴム１７が配置されている。なお、ゴム１７の断面形状は、円形又は楕円形であってもよい。

　固定側絶縁支持筒１０は、固定側フランジ２ｂに固定されている。

　図４は、実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フレームと真空バルブとの接続部分の拡大図である。可動側フレーム１５には、スライド接触コンタクト１９が配置されている。スライド接触コンタクト１９は、可動導体２０と接触している。

　可動側絶縁支持筒９及び固定側絶縁支持筒１０は、エポキシ注型絶縁物でもよいし、ガラス繊維又は有機繊維に樹脂を含浸した繊維強化プラスチックでもよい。

　図５は、実施の形態１に係る真空遮断器の接地タンク内に消弧室を配置する状態を示す図である。実施の形態１に係る真空遮断器５０は、接地タンク１の外で消弧室３を組み立ててから接地タンク１内に消弧室３を挿入することができる。したがって、実施の形態１に係る真空遮断器５０は、接地タンク１内でスライド接触コンタクト１９に絶縁操作ロッド１４を通す作業が不要であり、製造が容易である。

　実施の形態１に係る真空遮断器５０は、可動側絶縁支持筒９が可動側フランジ２ａの内周面に支持されスライド構造となっており、可動側絶縁支持筒９と可動側フランジ２ａとの間には可撓性を有するゴム１７が配置されている。消弧室３の一部である可動側絶縁支持筒９は、ゴム１７を介して可動側フランジ２ａにより消弧室３の軸方向及び径方向の両方向に移動可能に支持される。したがって、可動側絶縁支持筒９には、曲げ荷重及び引張荷重が印加されにくい。よって、可動側絶縁支持筒９の肉厚を小さくし、外径を小さくすることができる。

　また、実施の形態１に係る真空遮断器５０は、消弧室３の一部である可動側絶縁支持筒９が軸方向に移動可能であることから、接地タンク１の長さと消弧室３の長さとの違いを吸収することができる。

　また、実施の形態１に係る真空遮断器５０は、真空バルブ４の両端において可動側フレーム１５及び固定側フレーム１６と真空バルブ４とがボルト２５で接続される構造であるため、開閉動作時の振動があっても消弧室可動側６で発生する振動と消弧室固定側７で発生する振動とが同じ振動となる。このため、スライド接触コンタクト１９での摩耗を低減でき、スライド接触コンタクト１９の接触部における温度の上昇を抑えることが可能となる。

　図６は、実施の形態１に係る真空遮断器の可動側フランジに配置される可撓性部材の変形例の断面形状を示す図である。可動側絶縁支持筒９の外周面の一部分に機械加工をすることで、可動側フランジ２ａの内周面に断面形状が円形のＯリング１８を配置して、可動側フレーム１５及び可動側絶縁支持筒９内と接地タンク１内とに気圧差を設けることが可能となる。

　実施の形態１に係る真空遮断器５０は、可動側フランジ２ａによって可動側絶縁支持筒９が軸方向に移動可能に支持されているため、閉極状態の際に可動側接点５ａが押され続けても、可動側フランジ２ａがゴム１７を介して可動側絶縁支持筒９を支持する部分に負荷が加わらない。このため、可動側絶縁支持筒９は、継続的な荷重に耐えうる機械的強度を持たせるため板厚を増やして大径にする必要がなく、真空遮断器５０の小型化及び軽量化が可能である。また、可動側フランジ２ａは、ゴム１７を介して可動側絶縁支持筒９を径方向にも移動可能に支持しているため、消弧室３の質量と振動加速度とに比例する曲げ荷重によって消弧室３の強度が低下することを防止できる。

実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る真空遮断器の可動側フランジの拡大図である。実施の形態２に係る真空遮断器５０は、可動側絶縁支持筒９のうち可動側フレーム１５に連結される側とは反対側の端部の外周部に金属リング１１が固定されている。金属リング１１は、ゴム１７を介して可動側フランジ２ａの内周面と接している。したがって、可動側絶縁支持筒９は、軸方向及び径方向に移動可能であり、引張荷重及び曲げ荷重が作用しにくくなっている。金属リング１１を取付けることにより可動側絶縁支持筒９の変形を抑えることが可能となり、可動側絶縁支持筒９の一層の薄肉化が可能となる。

　金属リング１１の外周面の一部分に機械加工をすることで、実施の形態１に係る真空遮断器５０と同様に、可動側フランジ２ａの内周面にＯリング１８を配置して、可動側フレーム１５及び可動側絶縁支持筒９内と接地タンク１内とに気圧差を設けることが可能となる。

　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　接地タンク、２ａ　可動側フランジ、２ｂ　固定側フランジ、３　消弧室、４　真空バルブ、５ａ　可動側接点、５ｂ　固定側接点、６　消弧室可動側、７　消弧室固定側、８　接触圧力用ばね、９　可動側絶縁支持筒、１０　固定側絶縁支持筒、１１　金属リング、１２　操作装置、１３　連結機構、１４　絶縁操作ロッド、１５　可動側フレーム、１６　固定側フレーム、１７　ゴム、１８　Ｏリング、１９　スライド接触コンタクト、２０　可動導体、２１　固定導体、２２　ブッシング、２３　可動側外部導体、２４　固定側外部導体、２５　ボルト、５０　真空遮断器。

Claims (4)

1. 　絶縁ガスを密封した筒状の接地タンクと、
   　前記接地タンク内に絶縁支持され、可動側接点及び固定側接点を備えた真空バルブと、
   　前記可動側接点に電気的に接続された可動導体と、
   　前記固定側接点に電気的に接続された固定導体と、
   　前記接地タンクの上方に延びた１対のブッシング内に配置された可動側外部導体及び固定側外部導体と、
   　前記可動側外部導体の下端を前記可動導体に電気的に接続する可動側フレームと、
   　前記固定側外部導体の下端を前記固定導体に電気的に接続する固定側フレームと、
   　前記可動側接点を操作するために前記接地タンク外の操作装置に接続された絶縁操作ロッドと、
   　前記可動側フレームを前記接地タンクに絶縁支持する可動側絶縁支持筒と、
   　前記固定側フレームを前記接地タンクに絶縁支持する固定側絶縁支持筒と、
   　前記可動側絶縁支持筒が貫通する穴が形成されており、前記接地タンクの可動側の端部を覆う可動側フランジと、
   　前記可動側フランジの内周面に配置された可撓性部材とを備え、
   　前記可動側絶縁支持筒、前記可動側フレーム、前記真空バルブ、前記固定側フレーム及び前記固定側絶縁支持筒を連結した消弧室が前記接地タンクに収容されており、
   　前記可動側絶縁支持筒の前記可動側フレームに連結される側とは反対側の端部は、前記可撓性部材を介して前記可動側フランジによって、前記消弧室の軸方向及び径方向に移動可能に支持されていることを特徴とする真空遮断器。
2. 　前記可動側フレームと、前記真空バルブと前記固定側フレームとがボルトで連結されたことを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
3. 　前記可動側絶縁支持筒のうち前記可動側フレームに連結される側とは反対側の端部の外周面に、金属リングが固定されていることを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
4. 　前記可撓性部材は、Ｏリングであることを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。

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