JPS59138021A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は充電部が樹脂モールドされている固体絶縁方式
の開閉装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に配電線等の電路を開閉する開閉装置は外部電路と
連結するだめの接続部、電路を開閉するだめの開閉部、
この開閉部を開閉させるだめの機構部を持つ。このうち
接続部と開閉部には電路の高電圧が印加される。このた
めこれらの各相間および対地間は高電圧に耐えるような
エポキシ樹脂等の固体絶縁物で絶縁した固体絶縁方式が
採用されるようになってきた。すなわち、開閉装置を設
置する場所は一般に狭い場合が多く、電気機器には、コ
ンパクト化が要求される。このようなことから開閉装置
は気中絶縁よりも絶縁耐力にすぐれている前述の固体絶
縁方式が採用されるようになってきた。この固体絶縁方
式は前述のように電路の高電圧が印加されぞいる接続部
と開閉部の周囲を固体絶縁物でモールドするが機構部は
開閉操作のための回転運動をするため、固体絶縁物でモ
ールドできない。このため固体絶縁物で空間を作りこの
空間に機構部を収納する。すなわち、空間内にその開口
部から機構部を収納した後、この開口部をバッキングを
介して絶縁物製の蓋により閉鎖し、ボルトで一体に締付
けて、空間内に水分等の導電物の侵入がないようにして
いる。

このような固体絶縁方式による開閉装置はコンパクト化
されていて、しかも絶縁性にすぐれているため、一般の
屋内環境で使用される場合、信頼性は充分である。しか
しこのような開閉装置が設置される都市部は過密化され
ているために、開閉装置１は地中等の湿潤汚損状態に設
置される場合が多い。固体絶縁方式の開閉装置が湿潤汚
損状態に曝された場合、次のようなことが問題となる。

すなわち、開閉装置に電路電圧が印加され電流が流れる
と開閉装置の接続部や開閉部の充電部の電気抵抗によっ
て温度上昇が生ずる。この温度上昇が固体絶縁物や空間
の空気、バッキング蓋に伝達し、これらの温度も上昇す
る。このように温度上昇を生ずると開閉装置をモールド
した固体絶縁物と絶縁物製の蓋が軟化する。また空間の
空気圧が高まる。このような状態になると蓋にはバッキ
ングの反力と空間の空気圧の上昇によって変形作用が働
く。すなわち絶縁物製の蓋は開閉装置の固体絶縁物より
も肉厚が薄いので、前述の温度上昇が生じている状態で
使用されると、機械的応力に耐えることができなくなり
、バッキングの反力や空気圧の上昇によって蓋が変形す
る。蓋が変形する、と、蓋に対するバッキングの効果が
なくなり、こ鼠らの界面に微小隙間を生じ、開閉装置の
空間内の空気と外気の流通が自由になり、外気に含んで
いる多量水分等が空間内に侵入する。このため空間内の
充電部の気中絶縁耐力が低下し、相間短絡事故にいたる
。このようなことから固体絶縁方式による開閉装置でも
機構部が存在なため、これを収納する空間にのぞんでい
る接続部と開閉部の一部分（充電部）は気中絶縁となる
。従ってこの充電部の絶縁を保持するのにバンキングと
蓋による空間の密封が重要な課題である。すなわち蓋の
変形が生じなければ空間の密封を保持できる。このため
蓋は一般に材料、構造面から工夫されていた。

まず構造的には蓋がボルトで締付けられる部分の肉厚を
増加したり蓋にリブ全役けたりする。

しかし、このように部分的に肉厚を変えて蓋を機械的に
補強する方法は蓋をモールドするときの金型構造が複雑
になったり、モールド後の蓋に硬化収縮の不均一性から
反りを生じたり、残留歪が大きくなって経年変化によっ
て変形を生じたりす、る技術的問題がある。また材料的
には金属性の蓋を使用すると変形はないが、金属の隙間
腐食の観点から金属の使用は好ましくない。このため樹
脂をガラス繊維等の繊維類で補強したＦＲＰ製の蓋があ
るが、この蓋は温度上昇に伴なう変形は少ないが耐水性
が悪い。すなわち、吸水、吸湿が太きいために前述の湿
潤汚損状態で使用されると絶縁性を非常に低下し鑞気絶
縁性に問題を生ずる。

以上のようなことから、肉厚が比較的薄く、しかも肉厚
に均一性を有し開閉装置の充電部の温度上昇によって変
形の少ない蓋が強く望まれていた。

また、この種開閉装置の固体絶縁部分は、通常３相分が
一体に形成されており、前記機構部を収納するための空
間は３相分共通に形成されている。

そして、前述したこの間の気中絶縁の低下に対処するた
めに、これらの各相間には樹脂による固体絶縁物のバー
リヤを配置している。また開閉機構部には共通の回転シ
ャフトが設けられるがこのンヤフトの前記相聞絶縁バー
リヤに対する貫通部にも絶縁バーリヤを設けてこれを相
間絶縁バーリヤとかみ合わせて、各相間の気中絶縁距離
を長くしている。ところが、前記回転シャフトは金属ロ
ンドで製作されている。すなわち、このシャフトを絶縁
物で製作すると、絶縁物は捩りトルクによる変形がおこ
りやすいので、開閉部を瞬時的に開閉できない。このた
め、捩りトルクに対して変形のない金属ロンドが用いら
れている。この金属ロツドに前述の絶縁バーリヤをモー
ルド取付するとともに、開閉部と連結固定するだめの、
絶縁物による口出し部を同時にモールドする。すなわち
シャフトは金属ロンドに相間閃絡防止用の絶縁バーリヤ
と、開閉部との連結用の口出し部とを樹脂で同時にモー
ルドしたものである。しかしながら、気中絶縁の低下に
よる相間閃絡は絶縁バーリヤによって防止できるが接続
部あるいは開閉部とシャフトの金属ロンド間の対地の気
中絶縁は絶縁バーリヤ等によって保護されて訃らず、こ
の対地間での閃絡事故が多くこの点での改良も強く望ま
れていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、機構部収納用の空間に対する密閉性を
長期間に渡って維持でき、内部における気中絶縁特性を
良効な状態に保つようにした固体絶縁方式の開閉装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、固体絶縁物で開閉部などの充電部をモールド
する固体絶縁方式の開閉装置に関するもので、前記開閉
部を開閉操作するだめの機構部が収納される空間を前記
固体絶縁物により形成し、この空間の開口部にこの開口
部を閉鎖するべくパツキンを介して蓋を取付け、ボルト
により一体的に締付けて成り、前記蓋を構成する絶縁物
の樹脂組成物の熱変形温度を、前記充電部をモールドす
る固体絶縁物の熱変形温度よりも高く設定し、蓋の温度
や内圧変化による変形を防止し、この変形に起因する水
分の侵入を防止するものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図において、開閉装置１は外部電路と連結するだめの
接続部２、電路を開閉するだめの開閉部（真空バルブ等
）３、この開閉部３を開閉させるだめの機構部４を持つ
。このうち接続部２と開閉部３には電路の高電圧が印加
される。このため接続部２や開閉部３の各相間とこれら
の対地間は高電圧に耐えるようなエポキシ樹脂等の固体
絶縁物５で図示のように一体モールドする。

また、機構部４は開閉部３を開閉操作するために共通の
ンヤフト１４を持っており、接続部２と開閉部３の中間
に配置される。この機構部４は開閉のための回転運動を
するため、固体絶縁物５でモールドできず、固体絶縁物
５で空間６を作ってこの空間６に機構部４を収納する。

そして空間６に機構部４を収納した後、バッキング７を
介して空間６に絶縁物製の蓋８をボルト９で締付けて空
間６に水分等の導電物の浸入がないようにしている。

ここで、開閉装置！、１は次のようにして製作する。

すなわち、接続部２と開閉部３を金型にセットし真空注
形法によって接続部２と開閉部３等の充電部をエポキシ
樹脂組成物の固体絶縁物５で一体モールドする。また蓋
８は前述の充電部をモールドした金型とは別の金型を用
いて、そしてエポキシ樹脂組成物も前述の固体絶縁物５
とは異なり、これよりも熱変形温度の高いエポキシ樹脂
組成物でモールドする。ここで、熱変形温度を高くする
手段としては、樹脂と硬化剤との組合わせにより高める
。エポキシ樹脂組成物等の熱変形温度の測定方法はＡＳ
ＴＭＤ６４Ｂに準拠する。このときの充電部をモールド
した固体絶縁物５のエポキシ＃脂組成物と蓋８をモール
ドしたエポキシ樹脂組成物との熱変形視度は、蓋８の方
を高くする。すなわちエポキシ樹脂組成物の熱変形温度
が高いと、高温領域での荷重に対して変形しずらく機械
的負荷に対する耐熱性がすぐれていることになる。この
ように充電部をモールドした固体絶縁物５よりも蓋８を
モールドしたエポキシ樹脂組成物の熱変形いため、蓋８
はバッキング７の反力や空間６の空気圧の上昇によって
も固体絶縁物５よりも変形しずらいことになる。このた
め固体絶縁物５が充電部への通電によって変形するよう
ではモールドした開閉装置１自体が自重等によって変形
するようになり、この開閉装置１のモールド用エポキシ
樹脂組成物の選定は誤まっていることになるので、通常
この種の樹脂組成物は充電部への通電による温度上昇に
対して十分耐えられる熱変形温度を有するものが選定さ
れる。このようなことから前述のように蓋８のエボキン
樹脂組成物の熱変形温度が高いと、充電部をモールドし
た固体絶縁物５よりも肉厚が薄くて、リプ等の機械的補
強をしなくてもバンキング７の反力や空間６の空気圧の
上昇に対して変形を少なくできる。この少ない変形の効
果によって蓋８とバンキング７の接触界面から空間６へ
湿気を多量に含んだ空気や水分の流通を防止できる。

次に、機構部４の主体となるシャフト１４の構成を第２
図によシ説明する。図において、２２は金属ロットで、
その外周［は絶縁層２３を形成しシャフト１４を構成す
る。２４は絶縁バーリヤで金属ロッド２２にモールドに
より一体に取付けられる。２５は口出し部で金属ロッド
２２に一体にモールドされ第１図で示した開閉部３との
間の連結に用いられる。このシャフト１４は所望形状に
金属ロッド２２を加工し、この後このロット２２の外周
にポリエステル不織布に樹脂誉浸した絶縁シートを熱板
上で巻きまわして、この巻きまわした絶縁シートをプレ
スで熱圧して外周に絶縁層２３を形成する。このときの
絶縁層２３の形成位置は絶縁バーリヤ２４及び口出し部
２５のモールド樹脂と絶縁層２３の一部２３ａが重なる
ようにする。

もし絶縁層２３の全面上に絶縁バーリヤ２４や口出し部
５ｆ：モールドすると、重ね合った部分での接着不良を
生じたり、また開閉操作時の動作伝達が円滑に行なわれ
なかったりして開閉不良をおこす可能性がある。このた
め前述のように絶縁層２３と絶縁バーリヤ２４や口出し
部２５との重ね合わせは一部２３ａが重なるように、絶
縁層３の形成位置を定める。

このようにして金属ロッド２２の外周の所定位置に絶縁
層２３を形成したものを金型にセットし絶縁バーリヤ２
４と口出し部２５を同一樹脂で同時にモールドする。

このように形成されたシャフト１４は第１図で示す如く
、開閉装置１に取付けられても導電性を有する表面が絶
縁物２３で包含されているため、接続部２あるいは開閉
部３と、シャツ）１４の金属ロッド２との間の対地絶縁
は絶縁層２３で補強される。また接続部２あるいは開閉
部３の各相間絶縁は開閉装置に配置した図示しない相間
絶縁バーリヤと、シャツ）１４に設けた絶縁バーリヤ２
４とのかみ合いによって補強される。このようなことか
ら空間部６に万一湿気や水分が浸入して気中絶縁かつ低
下しても、各相間絶縁と対地絶縁とが充分補強されてお
り、相間や対地間に閃絡が生じることはない。

なお蓋８として第３図で示すようにＦＲＰ製平板１０の
全周を耐湿性、耐水性にすぐれている樹脂組成物８ａで
完全に包み込むように構成したものを用いてもよい。こ
の場合ＦＲＰ製平板１０は包み込む樹脂組成物８ａの中
央に位置させる。またこの平板１０の厚さは蓋８の厚さ
、あるいは蓋８に要求される熱変形温度、ＦＲＰ製平板
１０を包み込む樹脂組成物８ａの吸湿、吸水性によって
適宜決定する。

笠たこの蓋８は次のように製造する。すなわちシランカ
ップリング剤でガラス繊維の表面を処理したクロスを、
所定寸法に切断した後、規定材数を重ね合せる。そして
この重ね合せたクロスに樹脂を真空加圧含浸し、樹脂を
加熱硬化させてＦＢ、Ｐ製平板１０を作る。このＦＲＰ
製平板１０を所定形状に加工し、さらにその全面を粗面
化する。このように加工したＦ几Ｐ製平板１０を蓋８の
形状を有する金型に絶縁スペーサ８ｂを介してセットし
、この金型内に真空注形法によって耐湿性、耐水性にす
ぐれている樹脂組成物８ａを流し込み、加熱硬化させて
蓋８を作る。このときＦＲＰ製平板１０をＭ８の中央部
への位置決めは絶縁スペーサ８ｂの高さによって決める
。

このようにＦｉｒ製平板１０を埋め込んだ蓋８はガラス
繊維によって熱変形温度と機械強度が大幅に補強される
。また、蓋８の表面にガラス繊維が存在していないため
にこれが直接、湿気や水分に接触しないので蓋８は耐湿
性、耐水性もすぐれる。従ってこのような蓋８を開閉装
置１に取付けて開閉装置１の運転による温度上昇を生じ
ても。

バッキング７の反力や空間６の空気圧の上昇に対して蓋
８は変形を生ずることがない。このため、蓋８とバンキ
ング７０間に隙間を生ずることもない。

次に開閉装置１の本体を構成する固体絶縁物５と、蓋８
との間バッキング構造に関する実施例を説明する。すな
わち、このゴムパツキン部からの漏水を防止することが
、この種、開閉装置１にあっては重要なことであるが、
このためにはゴムパツキンの劣化等にも影響が及ぼされ
るけれども、主にゴムパツキンの締めつけ構造に大きく
影響される。すなわち、ゴムパツキンを締めつける場合
締めつけトルクは蓋８あるいは締めつけボルト９等の機
械強さによって制限されるため、ゴムパツキン部の面積
に関係なく一定となる。このためゴきくして接触面圧を
増加するために硬度の高いゴムパツキンを使用すると、
前述のように締めっけトルクが制限された場合、蓋８の
締めつけが不十分となる。また使用するゴムパツキンの
硬度を低くすると接触面圧不十分から漏水の原因となる
。

このようなことから蓋８の締めつけの不十分さをなくす
るために硬度の低いゴムパツキンを使用して接触面圧が
不足していても、漏水することのないようなゴムパツキ
ン構造が望まれている。

第４図で示す実施例は、蓋８と本体側の固体絶縁物５と
のパツキン当て部２に、ゴムパツキン７の半径より大き
い曲率半径を有する溝３４を設けえおく。これらの溝３
４にゴムパツキン７を入れて締めつける。これによって
溝３４の全面にてゴムパツキン７が押しつぶされ溝３４
の全面に圧力が均等に作用する。またゴムパツキン７が
円弧状に接触するため接触長さも長くなり、蓋８及び固
体絶縁物５とゴムパツキン７のそれぞれの界面での漏水
を防止できる。

第５図で示す実施例は、第４図で示したものの一部を変
形させたもので、蓋８側の構造は第３図　　　゛と同じ
である。これに対し、固体絶縁物５側にはゴムパツキン
７とほぼ同等の半径を有する溝３５を設けるとともにこ
の溝３５の底部に凹部３６を形成し、この凹部３６内に
シリカゲル等の吸着剤３７を入れている。このようにす
ると蓋８とゴムパツキン７の接触は接触面圧が均等で接
触長さも長いために漏水防止をできる。また固体絶縁物
５側では、ゴムパツキン７の界面は接触長さが短いが吸
着剤３７を途中に入れているため多少漏水があっても、
これを吸着剤で完全に吸着除去することができる。

第６図で示す実施例は本体側の固体絶縁物５の゛パツキ
ン当て部に、ゴムパツキン７を多重に並列・に配置でき
るようにパツキン溝４４を２個並列に形成し、これらの
パッキン溝４４間に凹部４５を設けて、との凹部４５に
吸着剤３７を置く構造にする。このようにするとゴムパ
ツキン７の硬度を低くして蓋８との接触面圧が小さくな
っても、外部からの漏水はゴムパツキン８間に置いた吸
着剤３７で吸収されるのでゴムパツキン８間の空気の水
分は除去され、機器本体の充電部や機構部に水分が漏水
することがなく、絶縁不良や腐食等の不具合を生じない
。またゴムパツキン７の硬度が低いために、蓋８あるい
は締めつけボルトの機械強さによって制限される締めつ
けトルクに対しても十分な締めつけ効果が得られる。

〔発明の効果Ｊ 以上のように本発明によれば、固体絶縁式の開閉装置に
生じる内部空間への水分の侵入を有効に防止でき、この
空間内での気中絶縁特性を常に良効な状態に保つ。従っ
てこの空間部における気中絶縁不良による閃絡等を長期
間に渡って有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体絶縁方式の開閉装置の一実施
例を示す側断面図、第２図は本発明に用。 いるシャフトの構成を示す断面図、第３図は本発明の他
の実施例を示す側断面図、第４図、第５図、第６図は本
発明の別の他の実施例におけるバッキング部の構成を示
す断面図である。 １・・・・　開閉装置　　　３・・・・開閉部４°°°
゛　　機構部 ５・・・・　充電部をモールドする固体絶縁物６・・・
・空　間　　　　　７・・・・パツキン８・・・・蓋　
　　　　　　８ａ・用樹脂組成物９・・・・締付ポル）
　　　　１０・・・・Ｆ几Ｐ平板１４・・・・　シャフ
ト　　　　２２・山金目ロッド２３・・・・絶縁層　　
　　　２５・・・・口出し部（７３１７）　　代理人　
弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体絶縁物で開閉部などの充電部をモールドする
   固体絶縁方式の開閉装置において、前記開閉部を開閉操
   作するだめの機構部が収納される空間を前記固体絶縁物
   により形成し、この空間の開口部にこの開口部を閉鎖す
   るべくパツキンを介して蓋を取付け、ボルトにより一体
   的に締付けて成り、前記蓋を構成する絶縁物の樹脂組成
   物の熱変形温度を、前記充電部をモールドする固体絶縁
   物の熱変形温度よりも高く設定したことを特徴とする開
   閉装置。
2. （２）蓋として、ＦＲＰ製の平板を、耐湿性および耐水
   性にすぐれた樹脂組成物で全面を包含したものを用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の開閉装置
   。
3. （３）機構部として、金属ロンドの外周の所定個所に、
   開閉部との連結用の日出部をモールドにより一体に取付
   けると共に、他の外周面に絶縁層を形成したシャフトを
   有するものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項に記載の開閉装置。