WO2023021817A1

WO2023021817A1 - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: WO2023021817A1
Application number: PCT/JP2022/023393
Authority: WO
Inventors: 和弘佐藤; 隆佐藤; 大介菅井; 秀作仲野; 将人小林
Original assignee: 株式会社日立産機システム
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2023-02-23
Also published as: JP2023027570A; JP7510395B2

Abstract

絶縁ガスが充填された複数の容器を備えるガス絶縁開閉装置であって、高電圧体と、容器の間に配置される絶縁スペーサと、絶縁スペーサを固定する固定部とを有し、固定部は、厚みの異なる複数の部材を有し、高電圧体との間で絶縁距離を確保する箇所に薄い部材が配置されるガス絶縁開閉装置。

Description

ガス絶縁開閉装置

　本発明は、ガス絶縁開閉装置に関する。

　この技術分野における背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、遮断器、接地開閉器と、断路器、接地開閉器とを収納した機器タンクの上に母線と断路器を収納した母線タンクを設け、前面には遮断器、接地開閉器、断路器を操作する操作部を配置したガス絶縁開閉装置が記載されている。

特開２０００－４１３０８号公報

　特許文献１には、遮断器、接地開閉器と、断路器、接地開閉器とを収納した機器タンクの上側に、母線と断路器を収納した母線タンクを設けたガス絶縁開閉装置が記載されている。母線タンク内の導体は、三相絶縁スペーサを気密に貫通して、隣接するガスタンク内の導体に接続され、また、三相絶縁スペーサと母線タンク間にはガス密閉のためにＯリングが配置される。

　一般的にこのＯリングを均一に圧着するためにリング形状の止め金具が三相絶縁スペーサ外周端に配置される。この止め金具は、金属ボルトでガスタンクと締結されるため、接地電位となる。

　ここで、この止め金具に三相絶縁スペーサを気密に貫通する導体に接続する導体や、断路器などの課電部が近づくと、その近傍が高電界となり、絶縁性能が低下する。この場合、所定の絶縁距離を確保するために絶縁距離を長くする必要があり、ガス絶縁開閉装置のサイズを小さくすることができない。

　本発明の目的は、絶縁性能を満足するために絶縁距離を確保するとともに小型化した絶縁開閉装置を提供することにある。

　本発明の好ましい一例は、絶縁ガスが充填された複数の容器を備えるガス絶縁開閉装置であって、
高電圧体と、前記容器の間に配置される絶縁スペーサと、前記絶縁スペーサを固定する固定部とを有し、
前記固定部は、
厚みの異なる複数の部材を有し、前記高電圧体との間で絶縁距離を確保する箇所に薄い部材が配置されるガス絶縁開閉装置である。

　本発明によれば、絶縁性能を満足するために絶縁距離を確保するとともに小型化することができる。

　なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

実施例１におけるガス絶縁開閉装置の構成図である。実施例１における絶縁スペーサを説明する図である。実施例２における絶縁スペーサを説明する図である。実施例３における絶縁スペーサを説明する図である。実施例４における絶縁スペーサを説明する図である。

　以下、本発明のガス絶縁開閉装置の実施例について、図面を用いて説明する。

　図１は、実施例１であるガス絶縁開閉装置の構成図である。一般需要家向けの受電ユニットとして構成したガス絶縁開閉装置は、各ガス区分毎に絶縁性ガスを充填した密閉容器内に高電圧導体を絶縁支持物によって密閉容器から電気的に絶縁した状態で支持して構成している。

　例えば、第１の密閉容器１には、真空遮断器２を配置し、この真空遮断器２の一端部に断路器３を介して接続した高電圧導体４をケーブルヘッド５によって第１の密閉容器１の外部に絶縁導出してケーブル６に接続している。また第１の密閉容器１の内部には、点検時にその内部の高電圧導体を接地する接地開閉器７も構成している。

　これらの真空遮断器２、断路器３および接地開閉器７などを構成する第１の密閉容器１の内部の高電圧導体は、適当な位置を絶縁支持物８によって第１の密閉容器１から電気的に絶縁した状態で支持されている。

　第１の密閉容器１と第２の密閉容器９との間に絶縁スペーサ１０が設けられており、第１の密閉容器１内のガスと区分された第２の密閉容器９の内部に、真空遮断器２の他端部は導体を介して母線側断路器１１の一端に接続している。母線側断路器１１の他端は母線導体１２を介して絶縁スペーサ１３によって第２の密閉容器９内のガスと区分された第３の密閉容器における主母線側に接続している。第３の密閉容器は、図示は省略しているが図１の奥行側に配置される。

　母線側断路器１１を構成する高電圧導体や、母線導体１２などの第２の密閉容器９の内部の高電圧導体は、適当な位置を絶縁支持物１４によって第２の密閉容器９から電気的に絶縁した状態で支持されている。真空遮断器２の可動電極側、断路器３の可動接触子側、また接地開閉器７の可動接地接触子側、さらに母線側断路器１１の可動接触子側は、詳細な図示を省略したリンク機構を介して、それぞれ第１の密閉容器１および第２の密閉容器９の気密を保持しながら可動できる構成であり、操作盤１５内に配置した各操作器に連結している。

　第１の密閉容器１内に配置した真空遮断器２としては、セラミックスで真空容器を成し、その内部に固定電極と可動電極を配置し、可動電極の開閉動作時に真空容器内の真空度を保持して可動電極の動作を許容するベローズを有している。

　上述したガス絶縁開閉装置は、三相分を一括して配置した三相一括形であり、図１で、他の二相分の真空遮断器は真空遮断器２の背面側に配置し、同様に他の二相分の母線側断路器も母線側断路器１１の背面側に配置している。第１の密閉容器１および第２の密閉容器９内には、それぞれ絶縁性ガスを充填している。

　図２は、実施例１における絶縁スペーサ１３を説明する図である。図２の上側は絶縁スペーサの平面図（図１では第２の密閉容器９の側面から見た図に対応する）である。図２の下側は絶縁スペーサの厚さ方向を説明する図である。絶縁スペーサ１３の外周端部には、固定部としての複数の部材である第１の止め金具１６Ａ、第２の止め金具１６Ｂ、第３の止め金具１６Ｃ、第４の止め金具１６Ｄが配置されている。

　図２の下側の図で図示は省略したが、絶縁スペーサ１３の外周部の下側に第２の密閉容器９が配置され、絶縁スペーサ１３の下部と第２の密閉容器９の間には、Ｏリングが配置される。そのＯリングを圧着するように止め金具が配置される。止め金具と絶縁スペーサ１３と第２の密閉容器９とは図示はしないが、通常は、ボルトで固定される。

　本実施例では、この止め金具は、複数の部材で構成され、ここでは第１の止め金具（左側）１６Ａと、第２の止め金具（上側）１６Ｂと、第３の止め金具（下側）１６Ｃと、第４の止め金具（右側）１６Ｄとで構成される。第１の止め金具１６Ａが最も厚く、第２の止め金具１６Ｂと第３の止め金具１６Ｃの厚さは第１の止め金具１６Ａより薄くなっている。そして第４の止め金具１６Ｄの厚さが、他の３つの止め金具の厚さに比べて最も薄くなっている。

　図２では、複数の止め金具の間は、重なった構成としているが、重ならないで密着させるようにして、互いを固定する構成としてもよい。

　また、第４の止め金具１６Ｄの近くには、絶縁スペーサ１３を気密に貫通する導体に接続する導体部や、断路器の側面部などの、複数の高電圧導体が配置される。これらの高電圧導体のうち止め金具と最も接近する高電圧導体は、絶縁性能を満足するために絶縁距離を確保する必要がある。そこで、第４の止め金具１６Ｄを他の止め金具の厚さに比べて薄くし、高電圧導体との絶縁距離を確保しながら、高電圧導体と止め金具との間を短く配置できる。

　このように構成されたガス絶縁開閉装置は、第４の止め金具の厚みが薄いため、第４の止め金具に対して、課電された高電圧導体を近づけることができる。この結果、絶縁距離を確保しながら、ガス絶縁開閉装置の小形化を図ることができる。

　また、本実施例では、止め金具は複数の部材からなる。そのため、一体物の止め金具を、削って製作する場合に、材料の無駄がなく、より安価に製作でき、製作コストを抑制できる。さらに、一体物の止め金具に比べて軽量化できる。

　図３は、実施例２である絶縁スペーサ１３を説明する図である。図２と同様に、図３の上側は絶縁スペーサの平面図である。図２の下側は絶縁スペーサの厚さ方向を説明する図である。

　実施例１と同様な部分については説明を省略する。本実施例におけるガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサの止め金具は、止め金具の端部が隣り合う止め金具の端部と重なり合うように配置され、重なり合う箇所で、ボルト穴が配置され、ボルト１８で締結されている。

　本実施例では、第１の止め金具１７Ａ、第４の止め金具１７Ｄの端部に、第２の止め金具１７Ｂ、および第３の止め金具１７Ｃの端部が被さる構成としているが、端部が重なっていればよく、第２の止め金具１７Ｂ、第３の止め金具１７Ｃの端部に、第１の止め金具１７Ａ、第４の止め金具１７Ｄの端部が被さっていてもよい。

　このように構成されるガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサの止め金具は、実施例１と同様な効果の他に、組み立て作業においても一体物の止め金具に比べて作業が容易となるため、作業時間を削減できる。

　図４は、実施例３である絶縁スペーサを説明する図である。図３と同様に、図４の上側は絶縁スペーサ１３の平面図である。図４の下側は絶縁スペーサ１３の厚さ方向を説明する図である。

　実施例１もしくは実施例２と同様な部分については説明を省略する。本実施例におけるガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサ１３の止め金具は、第４の止め金具１９Ｄの外周側が大きな曲率半径とした形状となっている。

　このように構成されるガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサ１３の止め金具は、実施例１、もしくは実施例２と比べて、第４の止め金具１９Ｄの外周端部の形状は、曲率半径をより大きな曲線（略半円）の形状となっているため、課電された高電圧導体などを更に近づけることができ、機器の小形化を図ることができる。

　図４では、絶縁スペーサの平面形状ならびに、厚さ方向から見た形状においても、第４の止め金具１９Ｄの外周端部の形状が、丸形状であり、第４の止め金具１９Ｄの外周端が絶縁スペーサ１３の外側に突き出た形状であった。

　この構成に限らず、絶縁スペーサ１３の外側に突き出る形状ではないが、第４の止め金具１９Ｄの外周端の厚みが丸形状となるようにして、実施例１や実施例２のように第４の止め金具の外周端が角とならないようにすることで、課電された高電圧導体と第４の止め金具の間で放電が起こりにくくなる。

　図５は、実施例３である絶縁スペーサ１３を説明する図である。図４と同様に、図５の上側は絶縁スペーサ１３の平面図である。図５の下側は絶縁スペーサ１３の厚さ方向を説明する図である。

　実施例１から実施例３と同様な部分については説明を省略する。本実施例におけるガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサ１３の止め金具は、第１の止め金具２０Ａ、第２の止め金具２０Ｂ、第３の止め金具２０Ｃ、第４の止め金具２０Ｄからなる。また、それぞれ止め金具は、その厚みが、高電圧導体が近くに配置される側である右側に向かって連続的に、薄くなる。

　そして、第１の止め金具２０Ａと第２の止め金具２０Ｂの接する箇所付近、および、第１の止め金具２０Ａと第３の止め金具２０Ｃとの接する箇所付近については、その厚みが右側に向かって連続的に、薄くなるような厚さとなっている。

　また、第２の止め金具２０Ｂと第４の止め金具２０Ｄの接する箇所付近、および、第３の止め金具２０Ｃと第４の止め金具２０Ｄとの接する箇所付近についても、その厚みが右側に向かって連続的に、薄くなるような厚さとなっている。

　本実施例では、止め金具は、図５の右側の第１の止め金具２０Ａから左側の第４の止め金具２０Ｄに向かっての厚みが、連続的に薄いため、例えば課電された高電圧導体を、第４の止め金具２０Ｄの方に近づけることができる。そのため、高電圧導体との絶縁距離を確保しながら従来よりも短くできるので、ガス絶縁開閉装置を小型化することができる。

　また、本実施例の止め金具は、第２の止め金具２０Ｂと第４の止め金具２０Ｄとが重なっている箇所付近の角部や、第３の止め金具２０Ｃと第４の止め金具２０Ｄとが重なっている箇所付近の角部を、なくすることができるので、課電された高電圧導体との間の短絡が生じにくいような構成となる。

　また、実施例２もしくは実施例３で述べた構成を、本実施例における第４の止め金具２０Ｄに採用することで、実施例２もしくは実施例３と同様な効果も本実施例で実現できる。

　上述した実施例では、図１の絶縁スペーサ１３に配置する止め金具を例に説明したが、第１の密閉容器１と第２の密閉容器９の間にある絶縁スペーサ１０に配置する止め金具に上述の構成を適用してもよい。その場合には、第１の密閉容器１における真空遮断器２を図１で上側に配置できるので、第１の密閉容器１の高さを小型化できるとともに、ガス絶縁開閉装置を小型化できる。

　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、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有す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、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１…第１の密閉容器、
２…真空遮断器、
３…断路器、
４…高電圧導体、
５…ケーブルヘッド、
６…ケーブル、
７…接地開閉器、
８、１４…絶縁支持物、
９…第２の密閉容器、
１０、１３…絶縁スペーサ、
１１…母線側断路器、
１２…母線導体、
１５…操作盤、
１６Ａ、１７Ａ、１９Ａ、２０Ａ…第１の止め金具、
１６Ｂ、１７Ｂ、１９Ｂ、２０Ｂ…第２の止め金具、
１６Ｃ、１７Ｃ、１９Ｃ、２０Ｃ…第３の止め金具、
１６Ｄ、１７Ｄ、１９Ｄ、２０Ｄ…第４の止め金具、
１８…ボルト

Claims

絶縁ガスが充填された複数の容器を備えるガス絶縁開閉装置であって、
高電圧体と、
前記容器の間に配置される絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサを固定する固定部とを有し、
前記固定部は、
厚みの異なる複数の部材を有し、前記高電圧体との間で絶縁距離を確保する箇所に薄い部材が配置されるガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記固定部は、複数の止め金具であり、
隣り合う前記止め金具の端部は、重なるように配置されるガス絶縁開閉装置。
請求項２に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記端部の重なる箇所にボルト穴を設け、ボルトで締結したガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記固定部の高電圧体側の外周端部は、丸形状であるガス絶縁開閉装置。
請求項４に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記固定部の外周端部は、
前記絶縁スペーサの外周端部から外側に丸形状に突き出ているガス絶縁開閉装置。
請求項４に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記固定部の前記外周端部の厚さが、前記丸形状であるガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記固定部は、複数の止め金具であり、
前記止め金具の形状は、その厚みが連続的に薄くなるガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁スペーサを貫通する第１の導体と接続する断路器を有するガス絶縁開閉装置。
請求項８に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記第１の導体と前記断路器との間の複数の第２の導体のうち、最も前記固定部に近い第２の導体が、前記高電圧体であるガス絶縁開閉装置。
請求項８に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記断路器が複数あり、
複数の前記断路器のうち、最も前記固定部に近い前記断路器が、前記高電圧体であるガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記容器は、第１の容器、第２の容器、第３の容器を有し、
前記第１の容器と前記第２の容器の間に第１の前記絶縁スペーサが配置され、
前記第２の容器と前記第３の容器の間に第２の前記絶縁スペーサが配置されるガス絶縁開閉装置。
請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記絶縁スペーサと前記容器の間にＯリングが配置され、
前記固定部は、
前記絶縁スペーサの外周端に前記Ｏリングを圧着する止め金具であるガス絶縁開閉装置。