JP2005294214A - 多相開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】 断路器、接地開閉器などの多相開閉器を小型化する。
【解決手段】 多相開閉器１の各相の固定接触子４及び可動接触子５を同一平面上に配置し、更に、各相の開閉器を同一平面上に配置する。そのために、平面上で放射状に延びた相数分の脚部２を有する絶縁保持部３が設けられ、各脚部２の間の空間に、固定接触子４と可動接触子５からなる開閉器が配置される。多相開閉器が平面的に構成されるため、その高さを低減することができる。したがって、多相開閉器をＧＩＳなどに複数台収納する場合であっても、その高さを拡大する必要がない。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置（以下「ＧＩＳ」と言う。）、気中キュービクルなどで使用される多相開閉器に関するものである。

従来の多相開閉器について、図を用いて説明する。
図１は、ＧＩＳの断路器容器３１の内部構造を示す。
断路器容器３１内に、３相開閉器である断路器／接地開閉器３２が配置される。図示の断路器／接地開閉器３２は、１相分の開閉器を構成しており、図の奥行き方向に３相分が並べられる。

断路器／接地開閉器３２は、断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳから構成される。断路器容器３１の外部から導入された主回路導体３３が可動接触子３４のヒンジ部が３５と接続される。断路器ＤＳの固定接触子３６は、容器３１内で主回路導体（図示省略）と接続される。
容器３１に保持された接地端子３６の先端部が接地開閉器ＥＳの固定接触子となる。

可動接触子３４は、断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳとで共用される。可動接触子３４は、図示しない操作機構と連結されたリンク機構３７により駆動される。断路器／接地開閉器３２は、断路器ＤＳが「入」の位置、断路器ＤＳと接地開閉器ＥＳの両方が「切」の位置、接地開閉器ＥＳが「入」の位置の３位置で停止する３位置開閉器を構成する。

このような従来の３相開閉器は、構造が立体的であり、形状が大きくなる。このため、ＧＩＳなどに使用する場合、装置の形状が大きくなってしまう。さらに、ＧＩＳの受電ユニットなどでは、ユニット内に、断路器／接地開閉器、避雷器用開閉器などの３相開閉器が複数台配置されることとなるので、ユニットが大型化することとなる。

図２、図３は、ＧＩＳの受電ユニットの単線結線図である。
受電ユニットは、母線ＢＵＳ、ケーブルヘッドＣＨＤ、遮断器ＣＢから構成され、遮断器ＣＢの両側に断路器ＤＳが挿入される。ケーブルヘッドＣＨＤ側回路には、避雷器ＬＡがＳＷを介して接続される。各主回路導体は、それぞれ接地開閉器ＥＳにより接地可能とされる。

断路器ＤＳについては、図１に示した断路器／接地開閉器３２が使用される。図２の例では、避雷器ＬＡ用開閉器ＳＷと接地開閉器ＥＳも一体の開閉器として構成され、図１の断路器／接地開閉器３２と同様の構造の開閉器が使用される。したがって、受電ユニット内に、３つの３相開閉器が配置されることになる。図３の回路例では、避雷器ＬＡ用の開閉器ＳＷと接地開閉器ＥＳとは別々に構成される。したがって、受電ユニット内に、４つの３相開閉器が配置されることになる。

このように、受電ユニットは複数の３相開閉器を収納する必要があったが、３相開閉器の小型化が実現できなかったため、受電ユニットの高さが高くなるのが避けられなかった。
これに対して、断路器と接地開閉器を平面的に並べて配置することにより、断路器／接地開閉器の高さを低減することが提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−８９０２９号公報

ただ、この特許文献１に記載された断路接地装置は、単相用であるので、３相用として使用する場合には３台を必要とし、結局、小型化には寄与できていなかった。
このように、従来の多相開閉器は形状が大きいという問題があった。そのため、それを収納する開閉装置なども大型化してしまうという問題があった。
本発明は、多相開閉器を小型化することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、多相開閉器の各相の固定接触子及び可動接触子を同一平面上に配置し、更に、各相の開閉器を同一平面上に配置する。そのために、平面上で放射状に延びた相数分の脚部を有する絶縁保持部が設けられ、各脚部の間の空間に、固定接触子と可動接触子からなる各相の開閉器が配置される。

なお、本明細書では、上記のように「固定接触子及び可動接触子を同一平面上に配置する」「各相の開閉器を同一平面上に配置する」という表現がされる。これらの記載における「平面」は、厳密な意味での平面を意味するものではない。ここで言う「平面」は、本発明の多相開閉器の高さを低減するという目的が達成できる範囲であれば、高さ方向に若干の幅があっても差し支えないものである。

本発明によれば、多相開閉器が平面的に構成されるため、その高さを低減することができる。しかも、３相分の開閉器を１平面上に配置できるので縮小化の効果は高い。したがって、多相開閉器をＧＩＳなどに複数台収納する場合であっても、ＧＩＳなどの高さを低くすることができる。

本発明を適用した３相開閉器について図を用いて説明する。
図４は、３相開閉器１を上から見た状態を示す平面図である。
３本の脚部２により絶縁保持部３が形成される。３本の脚部２は、中心部から外側に放射状に伸び、中心部で一体化される。３本の脚部２の間に形成された３つの空間のそれぞれに各相の開閉器が配置される。

図５に絶縁保持部３の構造を示す。脚部２相互間の空間において、各脚部２に、２つの固定接触子４が互いに向き合った状態で取り付けられる。一方の脚部２の中心側に、可動接触子５用のヒンジ部６が取り付けられる。固定接触子４とヒンジ部６は、ボルトにより脚部２に取り付けられる。

図６に、可動接触子５の構造を示す。可動接触子５は、２枚の導電板７で構成される。可動接触子５は、一端でヒンジ部６に回動可能にボルト締めされ、中間部で接圧バネ１０により接触圧力が付与され、他端で固定接触子４を弾力的に挟み込む。また、他端の外側に突起１３が設けられる。

図４に戻ると、絶縁保持部３の外周に、可動接触子５を開閉駆動するための移動部８が配置される。
図７に、移動部８の構造を示す。移動部８は、金属製又は絶縁物製のリング状部材で構成され、外周の一部又は全部に歯車部９が形成される。移動部８の内周側の３箇所に、可動接触子５を駆動するための係合部１１が取り付けられる。係合部１１は、絶縁材料により構成され、その先端に半径方向に伸びる切り欠き溝１２が形成され、可動接触子５に設けた突起１３（図６参照）と係合する。

図８に、移動部８を絶縁保持部３に保持するための構成を示す。絶縁保持部３の脚部２の先端に、先端方向に開放された凹部１４が形成される。凹部１４の内部にローラ１５が回転可能に取り付けられる。移動部８の内周部分がローラに接触し、上下両面が凹部１４の上下面により支持される。この構成により、移動部８は、絶縁保持部３により、円周方向に移動可能に保持される。

図４に戻り、操作部（図示省略）により回転駆動される歯車１６が、移動部８の外周に形成された歯車部９と噛み合うように配置される。操作部の駆動により歯車１６が回転をすると、移動部８は円周方向に往復移動をする。この移動により、係合部１１と係合する可動接触子５は、ヒンジ部６を中心にして２つの固定接触子４の間を往復運動をする。

図９を用いて、３相開閉器１の開閉動作を説明する。
操作器の駆動により移動部８が往復回転運動することにより、可動接触子５をＡ、Ｂ、Ｃの３つの位置で停止させる。Ａは、可動接触子５が一方の固定接触子４と接触した状態、Ｂはいずれとも接触しない状態、Ｃは、他方の固定接触子４と接触した状態である。Ａ、Ｂ、Ｃの３位置で停止させることにより３位置開閉器として使用でき、Ａ、Ｃの２位置でのみ停止させることにより２位置開閉器として使用できる。

３相開閉器１は、可動接触子５を共通にした２つの開閉器として、種々の用途に使用できる。例えば、一方を断路器、他方を接地開閉器とした断路器／接地開閉器として、両方を断路器として、あるいは、両方を接地開閉器として使用することができる。さらに、避雷器用などの一般用開閉器と接地開閉器とを一体化したものとしても使用できる。

図１０を用いて、以上説明した３相開閉器１をＧＩＳの受電ユニットに適用した例を説明する。図は受電ユニット１７の内部構成を示すもので、図２の単線結線図に示す回路が収納されている。
（Ａ）は、ケーブルヘッドＣＨＤをユニット後面に配置した例を示す。受電ユニット１７内に、ＳＦ６ガスなどの絶縁ガスを封入し、主回路機器を収納した容器１８が配置される。容器１８の前面に、母線ＢＵＳと、遮断器、断路器を操作するための操作器１９が配置され、後面にケーブルヘッドＣＨＤ、変流器ＣＴが配置される。これら全体は、外壁２０により覆われる。

容器１８内には、下から順に、断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳ、遮断器ＣＢ、断路器／接地開閉器ＤＳ／ＥＳ、避雷器用開閉器／接地開閉器ＳＷ／ＥＳが配置される。各開閉器ＤＳ／ＥＳ、ＳＷ／ＥＳは、３相開閉器１で構成される。
各３相開閉器１は、絶縁保持部３を適当な手段で保持することにより容器１８内に固定できる。それぞれの固定接触子４、可動接触子５が、導体により、母線ＢＵＳ、ケーブルヘッドＣＨＤ、避雷器、接地端子などに接続されることにより、図２に示す回路が構成される。

図１０（Ｂ）は、ケーブルヘッドＣＨＤをユニット前面に配置した例を示す。ＧＩＳを屋内据え付けとする場合、ケーブルは上から降りてくるケースが多い。（Ｂ）に示す例では、受電ユニット１７の前面に配置された操作器１９の上方に形成された空間にケーブルヘッドＣＨＤを配置する。この場合、変流器ＣＴは、ユニット外部に配置される。

このようにケーブルヘッドＣＨＤをユニット前面のスペースに配置することで、ユニット後面にケーブルヘッドＣＨＤを配置するスペースが不要になる。したがって、ユニットの奥行き寸法を低減することができる。また、保守作業はすべてユニット前面から行えることとなるので、ユニット背面を扉構造とする必要がなくなり、カバー取り付けのみで済むことになる。さらに、ユニット背面の保守スペース必要なくなるため、ＧＩＳ全体のスペースも縮小できることになる。

各３相開閉器１はそれぞれ別の操作器により操作され、それぞれ別の開閉動作を行う。
図１０から明らかなように、３相開閉器１は、平面的に構成されて高さが低く抑えられるので、図示のように３台を配置する場合であっても、受電ユニット１７の高さを低く抑えることができる。

以上、本発明の実施例について説明をしたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下に示すように種々の変更が可能である。

（例１）
上記実施例では、１相分の開閉器について２つの固定接触子４が設けられているが、１つの固定接触子４は使用せず、１つの固定接触子４と１つの可動接触子５だけを使用することで、単一の開閉器として使用できる。また、２つの固定接触子の内、１つの固定接触子を省略し、１相の開閉器について１つの固定接触子４と１つの可動接触子５だけを設けることで、単一の開閉器として使用できる。いずれの場合でも、１平面に多相開閉器を並べて配置できるので、上述の例と同様に小型化が実現できる。

（例２）
本発明の多相開閉器は、３相に限らず、２相、４相などにも適用できる。また、絶縁保持部３の脚部２の数は、必ずしも、相数と同数にする必要はない。例えば、脚部２を４本設け、４つの空間の内の３箇所に開閉器を配置して３相開閉器を構成することもできる。

（例３）
図１１に、移動部８の種々の構造を示す。（Ａ）は、歯車部９が移動部８に直接形成される例である。（Ｂ）は、歯車部９を移動部８と別体に形成し、ボルトにより移動部８に取り付ける例である。歯車部９は、図示のように一部のみに形成しても良いが、移動部８の外周の全範囲に渡って形成することもできる。

（例４）
図１２に、移動部８を駆動するための種々の構成を示す。
（Ａ）は、歯車部９がチェーン２１により歯車１６と連結されて駆動されるものである。この場合、歯車部９は移動部８の全外周に形成される。
（Ｂ）は、歯車部９がウォームギア２２により操作機構２３と接続されるものである。

従来の３相断路器／接地開閉器の構造を示す図である。 開閉装置の受電ユニットの単線結線図（その１）である。 開閉装置の受電ユニットの単線結線図（その２）である。 本発明の多相開閉器の実施例を示す図である。 図４における絶縁保持部の構成を示す図である。 図４、５における可動接触子の構成を示す図である。 図４における移動部の構成を示す図である。 図４における絶縁保持部と移動部との関係を示す図である。 図４の開閉器の開閉動作を示す図である。 図４の多相開閉器をＧＩＳに組み込んだ状態を示す図である。 本発明における移動部の種々の構造を示す図である。 本発明における移動部を駆動するための種々の構成を示す図である。

符号の説明

１…３相開閉器
２…脚部
３…絶縁保持部
４…固定接触子
５…可動接触子
６…ヒンジ部
７…導電板
８…移動部
９…歯車部
１０…接圧バネ
１１…係合部
１２…切り欠き溝
１３…突起
１４…凹部
１５…ローラ
１６…歯車
１７…受電ユニット
１８…容器
１９…操作器
２０…外壁
２１…チェーン
２２…ウォームギア
２３…操作機構
３１…断路器容器
３２…断路器／接地開閉器
３３…主回路導体
３４…可動接触子
３５…ヒンジ部
３６…接地端子
３７…リンク機構

Claims (13)

1. １平面上を複数の脚部が中心部から外側に延びて形成された絶縁保持部と、
   隣接する前記脚部の間に形成された空間に配置された開閉部と、
   前記開閉部を構成する固定接触子であって、互いに向き合って前記絶縁保持部に取り付けられた２つの固定接触子と、
   前記開閉部を構成する可動接触子であって、前記絶縁保持部の中心部側にヒンジ部により取り付けられ、前記２つの固定接触子と接触、開離する可動接触子と、
   前記各可動接触子を同時に駆動して、前記固定接触子と接触、開離させる駆動部と、
   を具備することを特徴とする多相開閉器。
2. 前記駆動部は、
   リング状に形成され、円周方向に移動可能に前記脚部の先端に保持された移動部と、
   前記移動部に取り付けられ、前記可動接触子と係合をして前記可動接触子を前記固定接触子に対して開閉駆動する係合部と、
   操作部による駆動を前記移動部に伝達する駆動伝達部と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の多相開閉器。
3. 前記移動部は、外周に形成された歯車部を有し、
   前記駆動伝達部は、前記歯車部と係合する歯車を有するものであること、
   を特徴とする請求項２に記載の多相開閉器。
4. 前記移動部の歯車部は、移動部と別体に形成され、前記移動部に固定されるものであることを特徴とする請求項３に記載の多相開閉器。
5. 前記移動部は、外周に形成された歯車部を有し、
   前記駆動伝達部は、前記歯車部と係合するチェーンを有するものであることを特徴とする請求項２に記載の多相開閉器。
6. 前記移動部は、外周に形成された歯車部を有し、
   前記駆動伝達部は、前記歯車部と係合するウォームギアを有するものであることを特徴とする請求項２に記載の多相開閉器。
7. 前記駆動部は、前記可動接触子を、２つの固定接触子のいずれかに接触する位置と、いずれにも接触しない位置とで停止可能に駆動することにより、３位置多相開閉器を構成することを特徴とする請求項１に記載の多相開閉器。
8. 前記開閉部は、断路器と接地開閉器とを構成するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多相開閉器。
9. 前記開閉部は、２つの接地開閉器を構成するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多相開閉器。
10. 前記開閉部は、２つの断路器を構成するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多相開閉器。
11. 前記開閉部は、１つの固定接触子を不使用とすることで１つの断路器を構成するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多相開閉器。
12. 前記開閉部は、１つの固定接触子を不使用とすることで１つの接地開閉器を構成するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多相開閉器。
13. 前記開閉部は、前記２つの固定接触子の１つが省略され、１つの固定接触子と１つの可動接触子とで１つの開閉器を構成するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多相開閉器。

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