JP2692437B2 - 三相一括形真空遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送、変電所などの電力
用回路に使用される三相一括形真空遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空遮断器は遮断性能が優れ、かつ信頼
性も高いことから、広く用いられている。又、電流遮断
点となる真空バルブを一相づつＳＦ6 ガスなどの絶縁ガ
スを封入した円筒状の接地容器に収納し、電流遮断と真
空バルブ内の絶縁を真空に負担させるとともに、真空バ
ルブの外沿面の絶縁を絶縁ガスに分担させ、コンパクト
化を図ったタンク形真空遮断器が使用されている。図３
に従来構造の三相用タンク形真空遮断器の全体構造の一
例を、図４に図３の三相用タンク形真空遮断器の遮断器
本体１の１相分の断面構造を示す。図３、図４におい
て、２は円筒断面を有する密閉容器、３は真空バルブ
で、絶縁スペーサ４によって接地電位である密閉容器２
に対し、絶縁を保持した状態で固定されている。５ａは
第１の貫通ブッシングで、密閉容器２の一方の端部に植
設された第１の枝管部６ａに固定されている。７ａは外
部電線８ａと接続する端子台で、第１の貫通ブッシング
５ａの上端部で、第１の貫通ブッシング５ａ及び密閉容
器２内に封入された絶縁ガス９を封止するとともに、第
１の貫通ブッシング５ａ内を貫通し真空バルブ３の一端
と電気的に接続する第１の導体１０ａに接続されてい
る。密閉容器２の前記の第１の枝管部６ａの反対側の端
部には、第２の枝管部６ｂがあって、第１の枝管部６ａ
側と同様に外部電線８ｂと接続する端子台７ｂ、第２の
導体１０ｂ、第２の貫通ブッシング５ｂが設置されてい
る。前記の絶縁ガス９にはＳＦ6 などの高絶縁性能を有
する媒体を用いるのが適当で、密閉容器２及び第１と第
２の貫通ブッシング５ａ、５ｂ内に一括して充填されて
いる。図４には遮断器本体１の１相分だけの構造を示し
たが、他の２相も略々同一構造である。１１は三相の密
閉容器２の絶縁ガス９を連通させるガス配管である。す
なわち絶縁ガス９を経済的に監視するため、三相の絶縁
ガス９をガス配管１１によって共通化している。

【０００３】１２は三相用タンク形真空遮断器の開閉操
作を行う操作装置で、架台１３に装着されている。１４
は駆動ロッドで、操作装置１２と遮断器本体１の第一相
を連結し、操作装置１２で発生した操作力を伝達する。
１５は連結機構で、遮断器本体１の第一相と第二相、遮
断器本体１の第二相と第三相をそれぞれ連結するロッド
１６ａ、１６ｂ、操作力の向きを変換するレバー１７等
で構成されている。１８は絶縁ロッドでレバー１７と真
空バルブ３の間を絶縁するとともに、駆動ロッド１４及
びロッド１６ａ、１６ｂの操作力を真空バルブ３に伝達
する。絶縁ガス９はレバー１７部に設けた密封装置１９
によって可回転的に大気側と封止されている。２０はロ
ッド１６ａ、１６ｂやレバー１７などを風雨から遮蔽す
るカバーである。この遮断器は、操作装置１２によって
三相の遮断器本体１が一括して動作する三相用タンク形
真空遮断器となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来機器にお
けるつぎの問題点を解決する、三相一括形真空遮断器を
提供することを目的としている。 （１）従来のガス絶縁と組合わせた三相用タンク形真空
遮断器は、三相のそれぞれが独立した円筒状の密閉容器
に収納されているので、密閉容器部分ばかりでなく、三
相間を連結するロッドとかレバーを風雨から遮蔽するた
めの収納用品が必要であったり、円筒状の密閉容器に略
々直交するように碍管を植設するための枝管部が必要に
なるなど、部品点数が多く、かつ構造が複雑であるため
高価である。 （２）部品点数及び、ガスシール箇所が多く信頼性を減
殺する要因が多い。 （３）遮断器本体は絶縁ガス中という、外部環境の影響
を受けない安定した雰囲気の中に設置されており、経年
による劣化が少ないのに比べ、操作装置や操作力を伝達
する連結機構はカバーによって風雨から遮蔽されている
とはいえ、大気と連通した雰囲気中に設置されているの
で、例えば湿気等によって時間の経過とともに錆が発生
したりして劣化が進展することは避け得ない。 （４）各々の密閉容器間を接続するガス配管が強度上の
弱点になり易い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、絶縁ガスを封入した直方体状の密閉容器と、該密閉
容器内に所定の間隔を離間し絶縁スペーサを介して固定
した三相の真空バルブと、前記密閉容器の上面の一方の
端部の、三相の真空バルブとそれぞれ対応する位置に所
定の空間を離間して設置した、密閉容器の内外を連通す
る第１の導体を備えた三相の第１の貫通ブッシングと、
第１の貫通ブッシングとは反対側の密閉容器の上面の端
部に設置した、密閉容器の内外を連通する第２の導体を
備えた三相の第２の貫通ブッシングを備え、第１の貫通
ブッシング側から真空バルブを介して第２の貫通ブッシ
ング側へ、三相それぞれに接続した三相の遮断器本体と
三相の遮断器本体間を連結し操作力を伝達する連結機構
を前記密閉容器に収納するとともに、遮断器本体を操作
する操作装置を、前記の絶縁ガスと同一の絶縁ガスを封
入した密閉操作装置箱に収納し、密閉容器と密閉操作装
置箱の間に、前記絶縁ガスが連通する管路を配設する。
請求項２の発明においては、請求項１の発明において、
遮断器本体を収納する密閉容器と、操作装置を収納する
密閉操作装置箱の間の絶縁ガスを連通する管路の中間に
開閉弁を付加する。

【０００６】

【作用】上記のように構成された請求項１の発明によれ
ば、密閉容器は三相の遮断器本体に対し１個で構成する
ことができるとともに、三相の遮断器本体間を連結する
連結機構を風雨から遮蔽するカバーが不要となり、かつ
連結機構及び操作装置が絶縁ガス中という、外気の影響
を受けない安定した雰囲気中に設置される。又、貫通ブ
ッシングを容器に直接植設出来るので、部品点数が減少
するとともに、ガスシール箇所が削減され信頼性が向上
する。さらに三相間を連結するガス配管も不要となる。
又、請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用に
加えて、三相の遮断器本体の密閉容器と操作装置の密閉
操作装置箱の間に設置した開閉弁を開閉することによっ
て、密閉容器と密閉操作装置箱に封入されている絶縁ガ
スを共用しガスの監視を共通化したり、操作装置の着脱
に際して絶縁ガスを分離して扱うことが可能となる。

【０００７】

【実施例】図１に本発明になる三相一括形真空遮断器の
全体構造を、図２に図１の三相一括形真空遮断器の遮断
器本体２１の１相分の断面構造を示す。図３、図４に示
す従来品と同一部分については照合の便宜上同一番号を
付す。図１、図２において２２は直方体状の密閉容器
で、三相の真空バルブ３が所定の間隔を離間し密閉容器
２２の底面に平行に、絶縁スペーサ２３によって接地電
位である密閉容器２２に対し、絶縁を保持した状態で固
定されている。５ａは第１の貫通ブッシングで、密閉容
器２２の上面の一方の端部２４ａの、真空バルブ３と対
応する位置に固定されている。７ａは外部電線８ａと接
続する端子台で、第１の貫通ブッシング５ａの上端部
で、第１の貫通ブッシング５ａ及び密閉容器２２内に封
入された絶縁ガス９を封止するとともに、第１の貫通ブ
ッシング５ａ内を貫通し真空バルブ３の一端と電気的に
接続する第１の導体２５ａに接続されている。容器２２
の端部２４ａの反対側の端部２４ｂには、端部２４ａ側
と同様に、外部電線８ｂと接続する端子台７ｂ、第２の
導体２５ｂ、第２の貫通ブッシング５ｂが設置されてい
る。当該構造においては、第１と第２の貫通ブッシング
５ａ、５ｂを植設する端部２４ａ、２４ｂは、第１と第
２の貫通ブッシング５ａ、５ｂを固定するに際して使用
するボルトなどの締結材２６を装着しても、密閉容器２
２の密封を損なわないだけの厚みさえあればよいので、
密閉容器２２を厚めの部材で構成するとか、端部２４
ａ、２４ｂ部をフランジ２７を付加した厚肉構造とする
だけでよく、構造がきわめて簡単である。図２には遮断
器本体２１の１相分だけの構造を示したが、他の２相も
略々同一構造である。なお真空バルブ３を密閉容器２２
の底面に平行に配置したことによって三相の構造が略々
同一となるため、絶縁スペーサ２３をはじめ、第１と第
２の導体２５ａ、２５ｂなどが統一され製作し易いとい
う利点がある。又、三相の遮断器本体２１を一括操作す
るための連結も容易である。製作が容易ということは経
済性、信頼性の高い機器を提供するのに好都合である。

【０００８】２８は当該三相一括形真空遮断器の開閉操
作を行う操作装置で架台１３に装着されている。２９は
駆動ロッドで、大気側にあり操作装置２８と遮断器本体
２１の第１相を連結し、操作装置２８で発生した操作力
を伝達する。３０は連結機構で絶縁ガス９中にあり、遮
断器本体２１の第一相と第二相、遮断器本体２１の第二
相と第三相をそれぞれ連結するロッド１６ａ、１６ｂ、
操作力の向き変換するレバー１７等で構成されている。
１８は絶縁ロッドでレバー１７と真空バルブ３の間を絶
縁するとともに、駆動ロッド２９及びロッド１６ａ、１
６ｂの操作力を真空バルブ３に伝達する。なお遮断器本
体を組立てるに際し、密閉容器２２の一部に適宜の開口
面が必要であるが、３１の分割面で、密閉容器２２を遮
断器本体部を収納する部分と連結機構３０を収納する部
分に２分割し、組合せて１つの密閉容器とすることも可
能である。又、そのおり分割面３１の下側に鍔３２を設
けておけば、操作にともなって連結機構３０側から発生
する金属粉等の異物が遮断器本体２１側へ侵入するのを
防止できるので信頼性向上の観点から好都合である。な
お絶縁ガス９は駆動ロッド２９と連結機構３０の連結軸
３３部に設けた密封装置３４によって可回転的に大気側
と封止されている。つまり密封装置３４から遮断器本体
２１側は全て絶縁ガス９中に設置されており、外気の影
響が及ばない構造になっている。

【０００９】操作装置２８は遮断器本体２１を収納する
密閉容器２２とは別の密閉操作装置箱３５に収納される
とともに、遮断器本体２１の密閉容器２２との間に絶縁
ガス９が連通する管路３６によって連接されて、絶縁ガ
ス９を共有しており、外気の影響が及ばない構造となっ
ている。この真空遮断器は、操作装置２８によって三相
の遮断器本体２１が一括して動作する三相一括形真空遮
断器となっている。なお、駆動ロッド２９は大気中にあ
るとして説明したが、風雨から遮蔽するカバーを付けて
もよい。駆動ロッド２９の遮蔽カバーについては設計条
件に応じて任意に設定できる。

【００１０】３７は遮断器本体２１の密閉容器２２と密
閉操作装置箱３５の間を連接する管路３６の途中に配設
した開閉弁である。該開閉弁３７によって密閉容器２２
と密閉操作装置箱３５の間の絶縁ガス９の連通あるいは
区分が自在となる。

【００１１】さて、密閉容器２２及び、第１と第２の貫
通ブッシング５ａ、５ｂの内部を満たす絶縁ガス９は、
ＳＦ ₆ などの高絶縁性能を有する気体が遮断器のコンパ
クト化に有効であるが、非平等電界構造の場合には、ほ
ぼ９０％のＳＦ6 とほぼ１０％の乾燥空気又は窒素の混
合ガスが、純粋なＳＦ6 ガスよりも絶縁特性が優れてい
ることが知られている。（例えば、電学誌・第１０７
巻、第２号、’８７年）本発明の三相一括形真空遮断器
は、直方体状の密閉容器２２の中に三相の真空バルブ３
を一括収納しており、同芯円構造で平等電界設計の容易
な円筒容器を使用した、例えば図３、図４の従来構造の
三相用タンク形真空遮断器に比べ、平等電界構造とする
ことが困難であるので、前記の、ほぼ９０％のＳＦ6 と
ほぼ１０％の乾燥空気又は窒素の混合ガスを使用するこ
とによって一層、絶縁性能の優れた三相一括形真空遮断
器となる。なお、これらの純粋なＳＦ6 やＳＦ6 の混合
ガスなどの絶縁ガス９は高い絶縁性能を有しているの
で、低圧力でも真空バルブ３の外沿面絶縁が十分確保で
きる。一方６面の平面を主体に構成された密閉容器２２
は、圧力により平面に曲げ応力が作用し、たわみが発生
し易いので、高い圧力で使用することに適していない。
円筒状の容器であれば内圧力による応力は引張応力とな
って変形は軽微である。結果として直方体状のように平
面構造を有する密閉容器２２に封入する絶縁ガス９は低
圧であることが望ましい。この場合、圧力を２ｋｇｆ／
ｃｍ² 以下とすれば、労働省告示によるところの圧力容
器構造規格の適用対象外の安全性の高い低圧力構造物と
なる。

【００１２】又、密閉容器２２内を真空曳き、つまり外
気圧０ｋｇｆ／ｃｍ² に対し、密閉容器２２内の圧力−
１ｋｇｆ／ｃｍ² で、密閉容器２２の内外の圧力差を１
ｋｇｆ／ｃｍ² としてから、密閉容器２２に絶縁ガス９
の封入を行う場合は、絶縁ガス９の最高使用圧力を１ｋ
ｇｆ／ｃｍ² に設定すれば、内圧と真空曵きしたときに
密閉容器２２に作用する外圧では、圧力の作用する方向
に差があるにしても、密閉容器２２を構成する平面の強
度に及ぼす効果はほぼ同等であり、密閉容器２２の強度
設計上最経済設計となる。最高使用圧力が１ｋｇｆ／ｃ
ｍ² になる条件は、使用温度の上限を、遮断器に適用さ
れる代表的な規格である電気学会 電気規格調査会標準
規格ＪＥＣ−２３００-1985 を適用すれば、銀接続の場
合、接触部の温度上昇限度＝６５度で、周囲温度の上限
値４０℃と合わせ１０５℃を得る。実用的には絶縁ガス
９の温度は接触部ほどには上昇しないので、仮に絶縁ガ
スの温度が２０〜６０℃上昇し６０〜１００℃になった
とすれば、基準温度を２０℃として、絶対圧力は絶対温
度に比例するから、常用圧力Ｐは Ｐ＝２×（２７３＋２０）／｛２７３＋（６０〜１０
０）｝−１ ＝０．７６〜０．５７ｋｇｆ／ｃｍ² を得る。このことから２０℃における常用圧力を０．８
〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に設定すれば密閉容器２
２の最経済設計が可能となる。絶縁ガス９の圧力を遮断
器本体２１用の密閉容器２２についてだけ説明したが、
操作装置２８の密閉操作装置箱３５も直方体状であれば
製作し易いので、密閉操作装置箱３５の絶縁ガス９と、
密閉容器２２の絶縁ガス９を共用する本発明は一層効果
的である。

【００１３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、 （１）遮断器用密閉容器は三相の真空バルブに対し１個
でよいので、構造が簡単で少ない部材で構成することが
出来、経済性、信頼性が向上する。 （２）三相の遮断器間を連結する連結機構を風雨から遮
蔽するカバーが不要となり、かつ連結機構をガス中とい
う外気の影響を受けない雰囲気中に設置するので、経済
性、信頼性が向上する。 （３）貫通ブッシングを密閉容器に直接植設出来るので
構造が簡単であり、経済性、信頼性が向上する。 （４）三相間を連結するガス配管が不要となって、経済
的でかつ、強度上の弱点が排除できる。 （５）構造が簡素化された結果、ガスシール箇所が減少
し信頼性が向上するとともに、短期間で製作することが
可能となる。 （６）連結機構及び、操作装置を絶縁ガス中という安定
した雰囲気中に設置したことにより、信頼性が向上す
る。 又、請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加え、 （７）遮断器本体と操作装置の着脱に際して、絶縁ガス
の連通あるいは区分が自在となって、遮断器本体の密閉
容器と操作装置の密閉操作装置箱はそれぞれ独立したガ
ス区分としても扱えるので、組立、故障対応などにおい
て分離、再結合するに際して便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三相一括形真空遮断器の全体構造図で
ある。

【図２】本発明の三相一括形真空遮断器の本体部分の断
面構造図である。

【図３】従来構造の三相用タンク形真空遮断器の全体構
造図例である。

【図４】従来構造の三相用タンク形真空遮断器の本体部
分の断面構造図例である。

【符号の説明】

３ 真空バルブ ５ａ 第１の貫通ブッシング ５ｂ 第２の貫通ブッシング ９ 絶縁ガス １８ 絶縁ロッド ２１ 遮断器本体 ２２ 密閉容器 ２３ 絶縁スペーサ ２５ａ 第１の導体 ２５ｂ 第２の導体 ２８ 操作装置 ２９ 駆動ロッド ３０ 連結機構 ３５ 密閉操作装置箱 ３６ 管路 ３７ 開閉弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを封入した直方体状の密閉容器
   と、該密閉容器内に所定の間隔を離間し絶縁スペーサを
   介して固定した三相の真空バルブと、前記密閉容器の上
   面の一方の端部の、三相の真空バルブとそれぞれ対応す
   る位置に所定の空間を離間して設置した、密閉容器の内
   外を連通する第１の導体を備えた三相の第１の貫通ブッ
   シングと、第１の貫通ブッシングとは反対側の密閉容器
   の上面の端部に設置した、密閉容器の内外を連通する第
   ２の導体を備えた三相の第２の貫通ブッシングを備え、
   第１の貫通ブッシング側から真空バルブを介して第２の
   貫通ブッシング側へ、三相それぞれに接続した三相の遮
   断器本体と、三相の遮断器本体間を連結し操作力を伝達
   する連結機構を前記密閉容器に収納するとともに、遮断
   器本体を操作する操作装置を、前記の絶縁ガスと同一の
   絶縁ガスを封入した密閉操作装置箱に収納し、密閉容器
   と密閉操作装置箱の間に、前記絶縁ガスが連通する管路
   を配設したことを特徴とする三相一括形真空遮断器。
2. 【請求項２】 遮断器本体部を収納する密閉容器と、操
   作装置を収納する密閉操作装置箱の間の、絶縁ガスを連
   通する管路の中間に開閉弁を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の三相一括形真空遮断器。