JP4232766B2 - Vacuum switchgear - Google Patents
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Description
本発明は、真空スイッチギヤに係り、特に、真空容器内に収納された複数の開閉器を備え、電力系統の受配電設備として用いるのに好適な真空スイッチギヤに関する。 The present invention relates to a vacuum switchgear, and more particularly, to a vacuum switchgear that includes a plurality of switches housed in a vacuum vessel and is suitable for use as power receiving / distributing equipment for a power system.
電力系統のうち配電系統には受配電設備の一要素としてスイッチギアが設けられている。従来、この種のスイッチギアとしては、気中絶縁方式のものが多く採用されていたが、小型化を図るために、絶縁媒体として、SF6ガスを用いたガス絶縁方式のものが採用されるようになっている。ところが、絶縁媒体にSF6ガスを用いると環境に悪影響を与える恐れがあるため、近年、絶縁媒体として、真空絶縁を用いた真空絶縁方式のものが提案されている。 Among the power systems, the distribution system is provided with a switch gear as an element of the power receiving and distribution equipment. Conventionally, as this type of switchgear, an air insulation type is often used, but in order to reduce the size, a gas insulation type using SF 6 gas is adopted as an insulating medium. It is like that. However, if SF 6 gas is used as an insulating medium, there is a risk of adverse effects on the environment. In recent years, a vacuum insulating type using vacuum insulation has been proposed as an insulating medium.
真空絶縁方式のスイッチギアとしては、例えば、特許文献1に記載されているように、真空容器内に、固定電極と可動電極とが相対向して配置された主回路開閉部が複数対収納され、可動電極が母線側導体に接続され、固定電極が負荷側導体に接続され、各主回路開閉部がアークシールドで覆われ、各母線側導体が可撓性導体を介して接続されるように構成されている。このスイッチギアによれば、真空絶縁方式を採用しているため、ガス絶縁方式よりも絶縁距離を短くすることができ、スイッチギアをコンパクト化することができる。
As a vacuum-insulated switchgear, for example, as described in
上記従来技術においては、各主回路開閉部がアークシールドで覆われているため、短絡事故時などにおいて、トリップ動作が実行され、可動電極と固定電極とが離れたときに、各電極から金属蒸気が発生しても、金属蒸気をアークシールドによって遮蔽することができるようになっている。しかし、真空容器が接地されているときに、金属蒸気の一部がアークシールドの間隙から飛散して真空容器に付着すると、電極から金属蒸気、真空容器を介して接地点に電流が流れ、地絡が生じることになる。 In the above prior art, since each main circuit opening / closing part is covered with an arc shield, a trip operation is performed in the event of a short-circuit accident or the like, and when the movable electrode and the fixed electrode are separated, the metal vapor is discharged from each electrode. Even if this occurs, the metal vapor can be shielded by the arc shield. However, when a part of the metal vapor is scattered from the gap of the arc shield and adheres to the vacuum vessel while the vacuum vessel is grounded, a current flows from the electrode to the grounding point via the metal vapor and the vacuum vessel, and the ground. An entanglement will occur.
また、従来技術においては、負荷側導体は負荷側電極棒に連結され、負荷側電極棒の一部は真空容器から突出され、突出された部位が筒状絶縁物で覆われ、筒状絶縁物の一端側が真空容器の壁面に固着され、他端側が封止部材で封止され、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップが形成されている。すなわち、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間には、金属と絶縁物との誘電率の違いによって生じる電界集中を緩和するために、真空ギャップが設けられている。 In the prior art, the load-side conductor is connected to the load-side electrode rod, a part of the load-side electrode rod is protruded from the vacuum vessel, and the protruding portion is covered with the cylindrical insulator. Is fixed to the wall surface of the vacuum container, the other end is sealed with a sealing member, and a vacuum gap is formed between the cylindrical insulator and the load-side electrode rod. That is, a vacuum gap is provided between the cylindrical insulator and the load-side electrode rod in order to reduce electric field concentration caused by the difference in dielectric constant between the metal and the insulator.
しかし、筒状絶縁物と負荷側電極棒との間に真空ギャップを形成するにも、電界集中を緩和するには、真空ギャップを大きくする必要があり、負荷側電極棒と筒状絶縁物を含むケーブルヘッド全体の径が太くなり、占有スペースが広くなるとともに作業性が低下する。しかも、開閉器の投入時に、可動電極が固定電極に接触する際に生じる衝撃が負荷側電極棒を介して封止部材に伝わり、封止部材と筒状絶縁物にそれぞれ逆方向の引っ張り力が作用し、筒状絶縁物と封止部材との接合面の強度が低下する恐れがある。 However, even if a vacuum gap is formed between the cylindrical insulator and the load side electrode rod, it is necessary to increase the vacuum gap in order to alleviate electric field concentration. The diameter of the entire cable head is increased, the occupation space is increased and workability is reduced. Moreover, when the switch is turned on, the impact generated when the movable electrode comes into contact with the fixed electrode is transmitted to the sealing member via the load side electrode rod, and tensile forces in opposite directions are applied to the sealing member and the cylindrical insulator, respectively. It acts, and there exists a possibility that the intensity | strength of the joint surface of a cylindrical insulator and a sealing member may fall.
本発明の課題は、開閉器を操作する操作ロッドが操作されても母線導体が変形するのを防止することにある。
An object of the present invention is to prevent a bus conductor from being deformed even when an operating rod for operating a switch is operated .
前記課題を解決するために、本発明は、接地の対象となる真空容器と、可動電極ロッドに保持された可動電極と固定電極ロッドに保持された固定電極が相対向して前記真空容器内に収納された複数の開閉器と、前記各開閉器の可動電極ロッドに接続される1又は2以上の可動電極側母線導体と、前記各開閉器の固定電極ロッドに接続される1又は2以上の固定電極側母線導体と、前記各開閉器の可動電極ロッドを前記真空容器外の各操作器に連結する複数の操作ロッドと、前記各開閉器の固定電極ロッドに連結されてその一部が前記真空容器外に突出された複数の外部引出ロッドと、前記真空容器の内外に亘って配置されて前記各外部引出ロッドの周囲を覆う複数の絶縁性ブッシングとを備え、前記各開閉器は、前記可動電極と前記固定電極の周囲に配置されて前記可動電極と前記固定電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する筒状の電極シールドと、前記電極シールドの周囲を覆う筒状の絶縁性シールドとを含んで構成され、前記各開閉器の可動電極ロッドは、フレキシブル導体を介して前記可動電極側母線導体に連結されてなり、それぞれ前記フレキシブル導体を介して複数の前記可動電極ロッドに連結される前記可動電極側母線導体は、支持部材を介して前記真空容器に固定されてなる真空スイッチギヤを構成したものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a vacuum vessel to be grounded, a movable electrode held by a movable electrode rod, and a fixed electrode held by a fixed electrode rod facing each other in the vacuum vessel. A plurality of accommodated switches, one or more movable electrode-side bus conductors connected to the movable electrode rods of each of the switches, and one or more of two or more movable electrode side bus conductors connected to the fixed electrode rods of the switches A fixed electrode side bus conductor, a plurality of operating rods for connecting the movable electrode rods of the respective switches to the respective operating units outside the vacuum vessel, and a part of the operating rods connected to the fixed electrode rods of the respective switches A plurality of external pull-out rods projecting out of the vacuum container; and a plurality of insulating bushings disposed around the inside and outside of the vacuum container and covering the periphery of each external pull-out rod, Movable electrode and fixed electrode A cylindrical electrode shield disposed around to prevent scattering of metal vapor generated from the movable electrode and the fixed electrode, and a cylindrical insulating shield covering the periphery of the electrode shield; The movable electrode rod of each switch is connected to the movable electrode side bus conductor via a flexible conductor, and the movable electrode side bus conductor connected to the plurality of movable electrode rods via the flexible conductor is The vacuum switch gear is configured to be fixed to the vacuum vessel via a support member.
この場合において、前記フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記可動電極ロッドにそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ2つの湾曲部とから構成され、該2つの湾曲部は、前記可動電極ロッドの軸心を基準に両側に別れて配置され、前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記操作ロッドの挿入孔が形成されてなるものとすることができる。また、前記フレキシブル導体の湾曲部は、相異なる金属が交互に重ね合わされて構成されてなるものとすることができる。 In this case, the flexible conductor includes a fixed portion at both ends fixed to the movable electrode side bus conductor and the movable electrode rod, and two curved portions connecting the fixed portions at both ends with curved paths, respectively. The two curved portions are arranged separately on both sides with respect to the axis of the movable electrode rod, and an insertion hole for the operation rod is formed in a fixed portion fixed to the movable electrode side bus conductor. Can be. In addition, the bending portion of the flexible conductor may be configured by alternately stacking different metals.
さらに、本発明の真空スイッチギヤは、前記可動電極ロッドに接続された前記可動電極側母線導体に折り返し用フレキシブル導体を介して接続された折り返し用接続導体と、前記折り返し用接続導体に連結されるともに前記真空容器に支持されて、前記折り返し用接続導体を前記可動電極ロッドに対向する前記固定電極ロッドが接続された前記固定電極側母線導体の方向に付勢する折り返し用支持ロッドとを備え、前記折り返し用フレキシブル導体は、前記可動電極側母線導体と前記折り返し用接続導体にそれぞれ固定される両端の固定部と、前記両端の固定部をそれぞれ湾曲した経路で結ぶ2つの湾曲部とから構成され、該2つの湾曲部は、前記折り返し用接続導体の軸心を基準に両側に別れて配置され、前記固定部のうち前記可動電極側母線導体に固定される固定部に前記折り返し用支持ロッドの挿入孔が形成されてなるものとすることができる。 Furthermore, the vacuum switchgear according to the present invention is connected to the folding connection conductor connected to the movable electrode side bus conductor connected to the movable electrode rod via the folding flexible conductor, and to the folding connection conductor. A folding support rod that is both supported by the vacuum vessel and biases the folding connection conductor in the direction of the fixed electrode side bus conductor to which the fixed electrode rod facing the movable electrode rod is connected; The folding flexible conductor is composed of fixed portions at both ends fixed to the movable electrode side bus conductor and the connecting conductor for folding, and two curved portions connecting the fixed portions at both ends with curved paths, respectively. The two curved portions are arranged separately on both sides with respect to the axis of the connection conductor for folding, and the movable electrode side of the fixed portion It can be assumed that the insertion hole of the folded supporting rod fixed portion fixed to the linear conductor is formed.
本発明によれば、開閉器を操作する操作ロッドが操作されても母線導体が変形するのを防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the operating rod which operates a switch is operated, it can prevent that a bus-bar conductor deform | transforms .
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る真空スイッチギヤの一実施形態を示す要部断面正面図、図2は図1に示す真空スイッチギヤの平面図、図3は図1に示す真空スイッチギヤの側面図、図4は図1に示す真空スイッチギヤの回路構成図である。図1ないし図4において、真空スイッチギヤは、配電系統における受配電設備の一要素として、ステンレス製の真空容器10を備えて構成されている。真空容器10は、上部板材12と下部板材14及び側部板材16を備え、各板材の周囲(縁)が互いに溶接によって接合されているとともに、側面側の各部が、各板材の板厚を薄くしても真空圧に耐えられるように、波形形状に絞り加工され、設備本体とともに接地されている。なお、真空容器10内には、真空スイッチギヤを構成する要素として三相分のものが収納されるが、本実施形態では、各相分離の容器として、一相分のみが示されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional front view of an essential part showing an embodiment of a vacuum switch gear according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the vacuum switch gear shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the vacuum switch gear shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of the vacuum switchgear shown in FIG. 1 to 4, the vacuum switch gear includes a stainless
上部板材12には、排気管18、真空測定端子20が固定されているとともに、貫通孔22、24、26、28、30が形成されている。貫通孔22には接地用操作ロッド32が往復動(上下動)自在に挿入され、貫通孔24、26には開閉器用操作ロッド34、36が往復動(上下動)自在に挿入され、貫通孔28には折返し用支持ロッド38が往復動(上下動)自在に挿入され、貫通孔30には開閉器用操作ロッド40が往復動(上下動)自在に挿入されている。一方、下部板材14には貫通孔42、44、46が形成されており、貫通孔42には#1のケーブルヘッド48が挿入され、貫通孔44には#2のケーブルヘッド50が挿入され、貫通孔46には#3のケーブルヘッド52が挿入されている。
An
また、真空容器10は、排気管18を介して内部が真空排気されており、この真空容器10の内部には、開閉器として、接地用開閉器54、56、断路器58、60、遮断器62が収納されているとともに、銅製の接地用母線導体(接地母線)64、66、銅製の通電回路用母線導体68、70、72が収納されている。さらに真空容器10内には支持部材74、76、78、80、82、84、86が収納されている。支持部材74、76、78は一端側が上部部材12に固定され、他端側が母線導体68に固定され、母線導体68を支持するようになっている。支持部材80は一端側が下部板材14に固定され、他端側が母線導体66に固定され、母線導体66を支持するようになっている。支持部材82、84、86はそれぞれ一端側が下部部材14に固定され、他端側が母線導体70に固定され、母線導体70を支持するようになっている。
The inside of the
接地用開閉器54の開閉を操作するための接地用操作ロッド32は円柱状の接地端子88、円筒状の気中セラミック可動ロッド90、ベローズ92、略円板状のベース94、フレキシブル導体96、98、ステンレス製の連結棒100、銅製の連結ロッド102、銅製の可動電極104を備えて構成されている。接地端子88にはねじ部106が形成されており、接地用の操作器(図示省略)がねじ部106に締結され、接地端子88が接地されるようになっている。またべローズ92は上部板材12に固定されており、べローズ92の開口側端部には可動ロッド90が連結されており、可動ロッド90の軸方向一端部にはベース94が固定されている。すなわち、接地端子88の周囲はベース94、可動ロッド90、ベローズ92によって密閉されている。さらに可動ロッド90はベース94とともにフレキシブル導体96に接合されており、ベース94は接地用母線導体64に接合されている。またフレキシブル導体98は接地用母線導体64に接合されているとともに、連結ロッド102に接合されている。連結ロッド102の軸心には連結棒100が挿入されており、この連結棒100はフレキシブル導体98、母線導体64、フレキシブル導体96を貫通するロッド挿入孔108a〜d内に摺動自在に挿入され、その軸方向端部が接地端子88に連結されている。すなわち接地端子88が往復動(上下動)するときに、連結棒100がロッド挿入口108a〜d内を摺動し、可動電極104が、母線導体66に接合された固定電極110に接触したり、あるいは可動電極104が固定電極110から離れたりするようになっている。この場合、接地端子88の往復動に応じてフレキシブル導体96、98が湾曲するようになっている。なお、接地用開閉器56を操作するための操作ロッド(一部のみ図示してある)は、操作ロッド32とほぼ同一のもので構成されており、可動電極104が、母線導体70に接合された固定電極110に接触するようになっている。
The
支持部材80、82、84、86は、銅製の支持ベース112、114、円柱状に形成されたセラミック製の絶縁ロッド116を備えて構成されており、絶縁ロッド116の両端側に支持ベース112と114がそれぞれ接合されている。そして支持部材80の支持ベース112が母線導体66に接合され、支持部材82、84、86の支持ベース112が母線導体70に接合され、各支持部材80、82、84、86の支持ベース114がそれぞれ下部板材14に接合されている。
The
また、母線導体66の一端側にはほぼ円板状の支持ベース118を介して#1のケーブルヘッド48が接合されており、支持ベース118のケーブルヘッド48側には円弧状の溝118aが複数個同心円状に形成されている。#1のケーブルヘッド48は円柱状に形成された外部引出ロッドである銅製の負荷側ロッド120と、ほぼ円筒状に形成されたセラミック製の絶縁性ブッシング122を備えて構成されている。負荷側ロッド120の軸方向端部にはねじ部124が形成されている。このねじ部124には配電系統を構成するケーブルが締結されるようになっており、絶縁性ブッシング122の外周側にはケーブルの絶縁部が装着されるようになっている。負荷側ロッド120と絶縁性ブッシング122の軸方向端部はそれぞれ支持ベース118に接合されており、絶縁性ブッシング122には段部126が形成されているとともに、段部126よりも小径の段部128が形成されている。負荷側ロッド120と絶縁性ブッシング122は支持ベース118との接合部側が真空容器10内に収納され、一部が真空容器10外に突出されている。そして段部128の外周側には、段部126と下部板材14に接触する支持リング130が配置されており、段部126の底部側が支持リング130によって支持されている。さらに支持リング130と段部126の外周側には、円筒状に形成されたステンレス製のシールド132が配置されている。
The # 1
母線導体66の他端側には銅製の連結ロッド134と支持リング136が接合されており、連結ロッド136には連結ロッド138が接合されている。連結ロッド138の他端側は母線導体68に接合されている。
A
母線導体68に接合された支持部材74、76、78は、円柱状の支持ロッド140、銅製の支持ベース142、セラミック製の絶縁ロッド144、銅製の支持ベース146を備えて構成されており、絶縁ロッド144の軸方向両端側に支持ベース142、146がそれぞれ接合され、支持ベース142に支持ロッド140が接合され、支持ロッド140の軸方向端部が上部板材12に接合されている。また支持ベース146が母線導体68に接合されている。すなわち支持部材74、76、78は絶縁ロッド144を間にして母線導体68を上部板材12に連結して支持するようになっている。
The
断路器58、60、遮断器62をそれぞれ開閉操作するための操作ロッド34、36、40は、円柱状の可動ロッド148、べローズ150、支持ベース152、セラミック製の絶縁ロッド154、銅製の支持ベース156、ほぼ円柱状に形成されたステンレス製の連結棒158を備えて構成されている。可動ロッド148の軸方向端部にはねじ部160が形成されており、このねじ部160には、操作器が締結されるようになっている。また可動ロッド148の軸方向他端側にはほぼ円板状に形成された銅製の支持ベース152が接合されており、支持ベース152の外周側にはべローズ150が接続されている。べローズ150の軸方向一端部は上部板材12に固定されており、可動ロッド148、支持ベース152はべローズ150に往復動(上下動)自在に支持されている。支持ベース152にはセラミック製の絶縁ロッド154が接合されており、絶縁ロッド154の軸方向一端部には銅製の支持ベース152が接合されている。連結棒158は母線導体68に形成されたロッド挿入孔160又は母線導体72に形成されたロッド挿入孔162、断路器58、60、遮断器62のフレキシブル導体164に形成されたロッド挿入孔166内にそれぞれ往復動(上下動)自在に挿入され、軸方向一端部が断路器58、60、遮断器62の固定電極ロッド168、170に連結されている。
The
断路器58、60は、フレキシブル導体164、円筒状に形成されたステンレス製のアーク拡散防止用シールド172、ステンレスを用いてほぼ皿状に形成された環状のシールド174、銅製の可動電極ロッド168、銅製の可動電極176、銅製の固定電極178、銅製の固定電極ロッド180、ほぼ円筒状に形成されたステンレス製の電極シールド182、電極シールド182の周囲を覆うように円筒状に形成されたセラミック製の絶縁シールド184、186、ほぼ筒状に形成されたステンレス製のシールド188を備えて構成されており、断路器58のシールド188は、固定電極ロッド180と円板状の連結ベース190に接合され、断路器60のシールド188は、固定電極ロッド180とともに母線導体70に接合されている。
The
シールド172はその上部側が母線導体68に接合されており、底部側が絶縁性シールド184の内周側に嵌め込まれている。フレキシブル導体164は一端側が母線導体68に接合され、他端側が可動電極ロッド168に接合されている。シールド174は電極シールド182とフレキシブル導体164との間に配置されており、可動電極176、固定電極178から発生する金属蒸気の飛散を阻止するように構成されている。
The
可動電極176は、可動電極ロッド168の軸方向一端部に接合された状態で保持されており、固定電極178は、固定電極ロッド180の軸方向一端部に接合されて保持されている。そして可動電極176、固定電極178の周囲には、各電極から発生する金属蒸気の飛散を阻止する電極シールド182が配置されている。電極シールド182の軸方向中心部外周にはフランジ192が形成されており、このフランジ192を間にして電極シールド182の周囲には絶縁性シールド184と絶縁性シールド186が上下に分かれて配置されている。絶縁性シールド184、186は、可動電極176、固定電極178を基準として、その軸方向に沿って可動電極側と固定電極側に2分割されている。この絶縁性シールド184、186は、シールド172、188とともに、各電極176、178の外周側の領域を覆うように配置されており、各電極176、178から金属蒸気が飛散し、その一部が電極シールド182の間隙から飛散した場合でも、この金属蒸気の飛散を阻止するようになっている。さらに絶縁性シールド184、186は、開路動作を行なうときなどにおいて、可動電極176と固定電極178とが互いに離れ、各電極間に電位差が生じたときでも、絶縁性シールド184、186を介して電流が流れるのを防止し、開路動作が確実に行われるように構成されている。
The
一方、遮断器62は、可動電極194と、可動電極194に相対向して配置された固定電極196を備えており、可動電極194は、可動電極ロッド170の軸方向一端部に接合されて保持され、固定電極196は、固定電極ロッド198の軸方向一端部に接合されて保持されている。可動電極ロッド170には可動電極194に隣接してステンレス製のシールド200が接合され、固定電極ロッド198には固定電極198に隣接してステンレス製のシールド202が接合されている。可動電極194と固定電極196の表面には、アークを閉じ込めるためのスパイラル溝が形成されている。遮断器62の他の構成は、断路器58と同一である。すなわち、シールド172が母線導体72に接合され、シールド188が固定電極ロッド198とともに連結ベース190に接合されている。なお、#2のケーブルヘッド50と#3のケーブルヘッド52は#1のケーブルヘッド48と同一のものを用いて構成されている。
On the other hand, the
また、遮断器62においては、電極シールド182の外周側に絶縁性シールド184、186が配置されており、可動電極194と固定電極198がトリップ時に互いに離れ、各電極間に電位差が生じても、絶縁性シールド184、186を介して電流が流れるのを防止することができるため、トリップ動作を確実に行なわせることができる。
Further, in the
一方、折返し用支持ロッド38は、断路器60と遮断器62とを直列接続するために設けられており、この支持ロッド38は可動ロッド204、べローズ206、銅製の支持ベース208、セラミック製の絶縁ロッド210、銅製の支持ベース212、ステンレス製の連結棒214を備えて構成されている。可動ロッド204の軸方向一端部には支持ベース208が接合されており、支持ベース208の外周側にはべローズ206が接続されている。べローズ206の軸方向一端部は上部板材12に固定されている。支持ベース208には絶縁ロッド210の軸方向一端部が接合されており、絶縁ロッド210の軸方向他端部には支持ベース212が接合されている。支持ベース212には連結棒214が接合されている。連結棒214は、母線導体72に形成されたロッド挿入孔162、フレキシブル導体164に形成されたロッド挿入孔166内に往復動(上下動)自在に挿入されており、その先端側が銅製の連結ロッド216に連結されている。連結ロッド216の軸方向一端部は支持ベース218に接合されており、支持ベース218は母線導体70に接合されている。
On the other hand, the
すなわち、母線導体70と母線導体72は支持ベース218、連結ロッド216、フレキシブル導体164を介して接続されている。この場合、支持ベース218、連結ロッド216は折返し用接続導体として機能し、フレキシブル導体164は折返し用フレキシブル導体として機能し、支持ロッド38は、連結ロッド216と支持ベース218を母線導体70側に付勢する折返し用支持ロッドとして機能することになる。
That is, the
また、各フレキシブル導体164(96、98)は、一対の固定部164a、164bと、一対の湾曲部164c、164dを備えて構成されており、固定部164aにロッド挿通孔166が貫通孔として形成されている。そして固定部164aは母線導体68又は72に接合されており、固定部164bは可動電極ロッド168又は170に接合されている。各湾曲部164c、164dは相異なる金属、例えば、銅とステンレスを用いた板材が互いに重ね合わされて構成されており、各湾曲部164c、164dは可動電極ロッド168又は170の軸心を基準にして両側に分かれて配置され、その一端側は固定部164aに接合され、他端側は固定部164bに接合されている。この場合、母線導体68又は72からの電流は固定部164aを介して、湾曲部164cと湾曲部164dとに分岐して流れ、分岐して流れた電流がそれぞれ固定部164bを介して可動電極ロッド168又は170に流れるようになっている。このとき各湾曲部164cと湾曲部164dを流れる電流で形成される電磁力によって2つの湾曲部164c、164dを引き寄せる方向の力が作用して湾曲部を伸長させるとともに、各湾曲部164c、164dの固定部側の両端に流れる電流で形成される電磁力によって両端の固定部同士を互いに離す方向に力が作用する。この結果、これらの電磁力により、固定部164aと母線導体68又は72との接合が強固になるとともに、固定部164bと可動電極ロッド168又は170との接合が強固になり、さらに、可動電極176と固定電極178との接触力を強めることができるとともに、可動電極194と固定電極196との接触力を強めることができる。
Each flexible conductor 164 (96, 98) includes a pair of fixed portions 164a, 164b and a pair of
また、本実施形態におけるケーブルヘッド48、50、52の絶縁性ブッシング122の内周側、すなわち負荷側ロッド120との対向面には導電性皮膜が形成され、絶縁性ブッシング122の内周側の電位が負荷側ロッド120と同電位になっている。このため、負荷側ロッド120と絶縁性ブッシング122との間の絶縁ギャップを最小にすることができる。すなわち、絶縁性ブッシング122の内周側と負荷側ロッド120は同電位に維持されているため、絶縁性ブッシング122を構成するセラミックと負荷側ロッド120を構成する金属の熱膨張差の分、具体的には、組付け時のろう付けで800℃に加熱されるときに生じる熱膨張差の分だけのギャップを設けるだけで済むことになり、ケーブルヘッド48、50、52の占有スペースを小さくすることができるとともに、作業性の向上を図ることができる。
In addition, a conductive film is formed on the inner peripheral side of the insulating
さらに、本実施形態におけるケーブルヘッド48、50、52においては、ケーブルヘッド48、50、52の一部が真空容器10内に挿入され、段部126がリング130で支持されているため、投入時に、可動電極176又は194が固定電極178又は196側に押圧されたときに生じる衝撃力が各ケーブルヘッド48、50、52に作用しても、この衝撃力をリング130及び下部板材14で受けることができ、衝撃力によってケーブルヘッド48、50、52が劣化するのを防止することができる。
Further, in the cable heads 48, 50, 52 in this embodiment, a part of the cable heads 48, 50, 52 is inserted into the
また、電磁操作器(操作ロッド34、40に連結される電磁式操作器)と開閉器(断路器58、遮断器62)及びケーブルヘッド50、52(負荷側ロッド120と絶縁性ブッシング122)を軸方向(鉛直方向)に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
Further, an electromagnetic operating device (electromagnetic operating device connected to the operating
上記構成による真空スイッチギヤは、例えば、定格電圧24kV、定格電流630A/1250A、定格短時間電流25kA/3s(4s)の機能を有する開閉器として用いることができる。 The vacuum switchgear having the above configuration can be used, for example, as a switch having functions of a rated voltage of 24 kV, a rated current of 630 A / 1250 A, and a rated short-time current of 25 kA / 3 s (4 s).
次に、本発明に係る真空スイッチギヤの製造方法を図面に基づいて説明する。真空スイッチギヤを製造するに際しては、まず、真空スイッチギヤを構成する各構成要素を部品単位に分割する。例えば、真空容器10については、上部板材12、下部板材14、側部板材16に分割し、支持部材74〜78については、支持ロッド140、支持ベース142、絶縁ロッド144、支持ベース146に分割し、断路器58については、固定部164a、164b、湾曲部164c、164d、シールド172、174、可動電極ロッド168、可動電極176、固定電極178、固定電極ロッド180、電極シールド182、絶縁性シールド184、186、シールド188、連結ベース190に分割する。
Next, the manufacturing method of the vacuum switchgear which concerns on this invention is demonstrated based on drawing. When manufacturing the vacuum switch gear, first, each component constituting the vacuum switch gear is divided into parts. For example, the
次に、分割された各部品を上部板材12側に配置される上部部品群、例えば、支持部材74〜78を構成する部品群、操作ロッド34、36、40を構成する部品群などに分けるとともに、下部板材14側に配置される下部部品群、例えば支持部材80、82、84、86を構成する部品群、ケーブルヘッド48、50、52を構成する部品群などに分ける。さらに部品群のうち絶縁性を有する部品、例えば、絶縁ロッド114、116、154、絶縁性シールド184、186、絶縁性ブッシング122とそれ以外の部品とに分ける。
Next, each divided part is divided into an upper part group arranged on the
この後、絶縁性を有する部品以外の部品間にろう材として、例えば、銀と銅の板材(厚さ0.1mm)を挿入し、これら部品群を真空の雰囲気中で960℃で10分間程度加熱し、その後自然冷却することで、各部品を互いにろう付けするとともに、上部部品群を上部板材12に固定し、下部部品群を下部板材14に固定する。
Thereafter, for example, a silver and copper plate (thickness: 0.1 mm) is inserted as a brazing material between the parts other than the parts having insulating properties, and these parts are placed in a vacuum atmosphere at 960 ° C. for about 10 minutes. By heating and then naturally cooling, the components are brazed together, the upper component group is fixed to the
次に、上部板材12に固定された上部部品群と下部板材14に固定された下部部品群に対して、絶縁性を有する部品をろう付けするための処理に移行する。すなわち、上部板材12には、図5(a)、(b)に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド144、154が固定され、下部板材14には、図6(a)、(b)に示すように、絶縁性を有する部品として、絶縁ロッド116、絶縁性シールド184、186、絶縁性ブッシング122が固定されるようになっているため、これら絶縁性を有する部品に対しては、次のステップで、絶縁性を有する部品と、絶縁性を有する部品のろう付け対象となる部品、例えばフランジ192、支持ベース118との間にろう材を挿入し、真空の雰囲気中で約835℃で10分間程度加熱し、その後自然冷却することで、上部板材12に絶縁性を有する部品群とその他の上部部品群を固定し、下部板材14に絶縁性を有する部品群とその他の下部部品群を固定する。この際、銅製の支持ベース118と絶縁ブッシング122は互いに熱膨張係数が異なるので、支持ベース118と絶縁ブッシング122とがろう付けされる過程では、温度の変化に伴って支持ベース118と絶縁ブッシング122との間には残留応力が作用し、そのままではいずれかが変形する。しかし、支持ベース118には、円弧状の溝118aが複数個形成されているため、温度の変化に伴って支持ベース118と絶縁ブッシング122との間に残留応力が作用しても、この残留応力を、絶縁ブッシング122よりも剛性の低い各溝118aで吸収することができ、支持ベース118と絶縁ブッシング122とを確実にろう付けすることができる。
Next, the process proceeds to a process for brazing the parts having insulation properties to the upper part group fixed to the
次に、図7に示すように、上部部品群が固定された上部板材12と、下部部品群が固定された下部板材14を不活性ガス中で相対向させて配置するとともに、上部板材12と下部板材14に隣接して側部板材16を配置し、上部板材12、下部板材14及び側部板材16の周辺をTIG溶接によって固着し、真空容器10を密閉する。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、排気管18に真空ポンプ220を接続し、真空ポンプ220により真空容器10内を真空排気する。この場合、真空容器10内を430℃で12時間程度加熱し、真空容器10内を真空排気する。真空容器10内が真空排気されたあとは、真空測定端子20に真空度計測器を接続し、真空容器10内が規定の真空度に保たれているか否かを計測する。
Next, as shown in FIG. 8, a
本実施形態においては、真空容器10に固定される部品群を上部部品群と下部部品群に分け、上部部品群を上部板材12に固定し、下部部品群を下部板材14に固定するようにしているため、組立て作業を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the component group fixed to the
また、各部品群をろう付けするときに、絶縁性を有する部品とそれ以外との部品とに分けて、2工程で行なうとともに、各工程のろう付けを相異なる温度で行っているため、絶縁性を有する部品とそれ以外の部品をそれぞれ確実にろう付けすることができる。 In addition, when brazing each part group, it is divided into two parts, that is, insulating parts and other parts, and brazing in each process is performed at different temperatures. It is possible to reliably braze each of the parts having the property and other parts.
さらに、本実施形態においては、操作ロッド34、36、40が操作されたときには、連結棒158の往復動に伴ってフレキシブル導体164が湾曲するだけで、母線導体68、72は固定された状態になっているため、操作ロッド34、36、40が操作されても、母線導体68、72が変形するのを防止することができる。
Furthermore, in the present embodiment, when the operating
本実施形態においては、断路器58、60として絶縁性シールド184、186を設けたものについて述べたが、断路器58、60についてはこれらを省略することもできる。
In the present embodiment, the
また、前記実施形態においては、3回路の真空スイッチギヤとして、接地用開閉器54、56、断路器58、60、遮断器62を有するものについて述べたが、回路構成などにより、接地用開閉器54、56、断路器58、60及び遮断器62の組合わせや個数を任意に設定することができる。
In the above-described embodiment, the three-circuit vacuum switch gear has the grounding switches 54 and 56, the
例えば、真空スイッチギヤを3台の断路器58と3台の接地用開閉器54で構成する場合には、図10に示すような構成を採用することができる。
For example, when the vacuum switch gear is constituted by three disconnectors 58 and three
また、真空スイッチギヤを2台の断路器58と2台の接地用開閉器54で構成する場合には、図11に示すような構成を採用することができる。
Further, when the vacuum switchgear is constituted by two disconnectors 58 and two
さらに、真空スイッチギヤを1台の遮断器62と1台の接地用開閉器54で構成するときには、図12に示すような構成を採用することができる。
Furthermore, when the vacuum switch gear is constituted by one
回路方式としては、2回路、3回路、4回路、5回路あるいは3回路と4回路を組合わせたものなど各種の回路方式を採用することができる。 As the circuit system, various circuit systems such as a 2-circuit, 3-circuit, 4-circuit, 5-circuit, or a combination of 3-circuit and 4-circuit can be employed.
また、複数の真空スイッチギヤを直列接続することを考慮し、複数の真空スイッチギヤをオープンループ方式に適用するために、遮断器を中心にその両側に断路器を配置したり、複数の真空スイッチギヤをクローズドループ方式に適用するために、接地用開閉器以外は全て遮断器で構成することもできる。 Also, considering that multiple vacuum switch gears are connected in series, in order to apply multiple vacuum switch gears to the open loop system, disconnectors are arranged on both sides of the circuit breaker, or multiple vacuum switches In order to apply the gear to the closed loop system, all of the components other than the earthing switch can be constituted by a circuit breaker.
本実施形態においては、真空容器10内に配置された各種開閉器が真空絶縁されているため、主回路のメンテナンスフリー化を図ることができるとともに、操作器として電磁操作器を採用することで、メンテナンスフリー化を図ることもできる。さらに真空容器10内を各相ごとに分離することで、短絡事故を防止することができる。また真空容器10内の真空度を常時監視することで、信頼性を高めることができる。
In this embodiment, since various switches arranged in the
本実施形態では、各相分離の容器として、真空容器10内には、一相分の要素のみを収納したものについて述べたが、図13(a)、(b)に示すように、三相(U相、V相、W相)分の断路器58U、…、60U、…、三相分の遮断器62U、62V、62Wなどを真空容器10内に収納することができる。この場合、真空容器10の外周面、すなわち、上部板材12の表面に、開閉器用の各操作ロッド34U、…、36U、…、40U、40V、40Wなどに対応づけて電磁操作器(電磁式操作器)230U、…、232U、234U、234V、234Wを固定し、各操作ロッド34U、…、36U、…、40U、40V、40Wと各電磁操作器230U、…、232U、234U、234V、234Wとを互いに連結する。各電磁操作器230U、…、232U、234U、234V、234Wは、それぞれ開閉操作信号に応答して各操作ロッド34U、…、36U、…、40U、40V、40Wを開閉操作するように構成されており、制御器(図示省略)から出力される開閉操作信号により、各開閉器を自動的に開閉動作させることができる。
In the present embodiment, as the container for separating each phase, the
また、各相の電磁操作器230U、…、232U、234U、234V、234Wと各相の開閉器(断路器58U、…、60U、…、遮断器62U、62V、62W)及び各相のケーブルヘッド(負荷側ロッド120U、120V、120W、…と、各負荷側ロッドを覆う絶縁性ブッシング)を軸方向(鉛直方向)に沿って直線状に配置しているので、各開閉器間のスペースを最小限に抑制することができ、スイッチギヤの小型化に寄与することが可能になる。
Also, each phase
以上説明したように、本実施形態によれば、可動電極と固定電極の周囲には筒状の電極シールドが配置され、電極シールドの周囲には絶縁性シールドが配置されているため、各電極から金属蒸気が発生し、金属蒸気の一部が電極シールドの間隙から飛散されたとしても、飛散した金属蒸気を絶縁性シールドで遮蔽することができ、真空容器に金属蒸気が付着するのを防止することができるとともに、金属蒸気の発生に伴って地絡現象が発生するのを防止することができ、信頼性の向上に寄与することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the cylindrical electrode shield is disposed around the movable electrode and the fixed electrode, and the insulating shield is disposed around the electrode shield. Even if metal vapor is generated and part of the metal vapor is scattered from the gap between the electrode shields, the scattered metal vapor can be shielded by the insulating shield, preventing the metal vapor from adhering to the vacuum vessel. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a ground fault phenomenon due to the generation of the metal vapor, thereby contributing to the improvement of reliability.
10 真空容器
12 上部板材
14 下部板材
16 側部板材
48、50、52 ケーブルヘッド
54、56 接地用開閉器
58、60 断路器
62 遮断器
64、66 接地用母線導体
68、70、72 通電回路用母線導体
34、36、40 操作ロッド
38 支持ロッド
96、98、164 フレキシブル導体
168、170 可動電極ロッド
176、194 可動電極
178、196 固定電極
180、198 固定電極ロッド
120 負荷側ロッド
122 絶縁性ブッシング
182 電極シールド
184、186 絶縁性シールド
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