JP5087494B2 - 固体絶縁スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は、主回路を構成する電気機器をエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドした固体絶縁スイッチギヤに関する。

従来、真空バルブや盤間母線のような電気機器をエポキシ樹脂でモールドし、これらの相互を同様のエポキシ樹脂でモールドした接続導体で接続した固体絶縁スイッチギヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の固体絶縁スイッチギヤを図３に示す。図３に示すように、固体絶縁スイッチギヤは、金属製の箱体１内が背面側の主回路部１ａと正面側の操作機構部１ｂとに分かれて構成されている。

主回路部１ａには、電力ケーブル２が接続されたケーブルヘッド３が設けられている。ケーブルヘッド３には、エポキシ樹脂でモールドされたＺ字状の第１の接続導体４を介してＩ字状の第２の接続導体５が接続されている。第２の接続導体５には、断路用真空バルブ６をエポキシ樹脂でモールドした電源側断路部７の固定側が接続されている。断路用真空バルブ６は、軸方向が水平配置であり、箱体１の最下部に配置されている。

断路用真空バルブ６の上部には、軸方向を水平に配置した遮断用真空バルブ８をエポキシ樹脂でモールドした遮断部９が離間して配置されている。電源側断路部７と遮断部９の可動側には、第１の可動部１０が設けられ、断路用真空バルブ６と遮断用真空バルブ８の可動側が可動側導体１１で接続されている。また、断路用真空バルブ６と遮断用真空バルブ８の可動側には、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド１２がそれぞれ連結されている。

遮断部９の固定側には、エポキシ樹脂でモールドされたコ字状の第３の接続導体１３の一方端が接続され、他方端が断路用真空バルブ１４をエポキシ樹脂でモールドした負荷側断路部１５に接続されている。負荷側断路部１５は、軸方向が水平に配置され、遮断部９の上部に配置されている。負荷側断路部１５の上部には、中心導体１６をエポキシ樹脂でモールドしたバイパス部１７が離間して配置されている。

負荷側断路部１５の可動側とバイパス部１７の一方端側には、第２の可動部１８が設けられ、断路用真空バルブ１４の可動側と中心導体１６が可動側導体１９で接続されている。また、断路用真空バルブ１４の可動側には、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド２０が連結されている。

バイパス部１７の他方端には、エポキシ樹脂でモールドされたＬ字状の第４の接続導体２１の一方端が接続されている。第４の接続導体２１の他方端には、箱体１の最上部に配置された盤間を接続する母線２２が接続されている。

ここで、第４の接続導体２１は、L字状の中心導体２３と、その周りに設けられた絶縁層２４と、その外周に設けられた接地層２５とで構成されている。そして、両端には、円錐状の凸部または凹部に形成された界面接続部２６が設けられ、隣接する電気機器との接続が行われる。第１の接続導体４、第２の接続導体５、第３の接続導体１３も同様の構成である。

操作機構部１ｂには、箱体１の下部側と上部側にそれぞれ操作機構２７が設けられ、それぞれ絶縁操作ロッド１２、２０が連結され、断路用真空バルブ６、１４、遮断用真空バルブ８の開閉が行われる。２８は、電圧、電流などの監視や操作機構２７を操作する制御室である。

このように配置された電気機器は、図４に示すような電源系統となる。ＣＨはケーブルヘッド３、ＤＳ１は電源側断路部７、ＣＢは遮断部９、ＤＳ２は負荷側断路部１５、ＢＵＳは母線２２にそれぞれ対応する。なお、電源系統によっては、電源側と負荷側とが逆になる場合がある。
特開２００６−１９７７３０号公報 （第２ページ、図８）

上記の従来の固体絶縁スイッチギヤにおいては、次のような問題がある。即ち、電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５などを水平配置し、これらを第１から第４の接続導体４、５、１３、２１で接続しているので、接続作業時のスペース確保や配置の制約上から箱体１の奥行き方向の寸法を大きくしなければならなかった。また、第１から第４の接続導体４、５、１３、２１は、それぞれ外形形状が異なり、数種類のモールド品を準備しなければならなかった。

このため、電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５などを一括して接続することが可能で接続作業を容易とし、奥行き方向の寸法を縮小化できる主回路接続導体が望まれていた。この場合、主回路接続導体においては、万が一の絶縁破壊時に地絡優先の絶縁協調が図れるものとする。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、接続作業が容易で奥行き寸法の縮小化が図れる主回路接続導体を用いた固体絶縁スイッチギヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の固体絶縁スイッチギヤは、絶縁材料でモールドされた開閉器を、同様の絶縁材料でモールドされた主回路接続導体で接続して電源系統を構成する固体絶縁スイッチギヤであって、前記主回路接続導体は、前記開閉器に接続される電源側導体と、前記開閉器に接続される負荷側導体とを一体モールドするとともに、前記電源側導体と前記負荷側導体間に所定の絶縁距離を保って接地板が埋め込まれていることを特徴とする。

本発明によれば、開閉器に接続する電源側導体と負荷側導体とを一体モールドするとともに、この導体間に接地板を設けているので、絶縁協調が図れ、箱体の奥行き寸法を縮小化することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例に係る固体絶縁スイッチギヤを図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る固体絶縁スイッチギヤの構成を示す側面図、図２は、本発明の実施例に係る固体絶縁スイッチギヤに用いる主回路接続導体の構成を示す断面図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、電源系統は、従来と同様であるので、説明を省略する。

図１に示すように、固体絶縁スイッチギヤは、金属製の箱体１内が背面側の主回路部１ａと正面側の操作機構部１ｂとに分かれて構成されている。

主回路部１ａには、電力ケーブル２が接続されたケーブルヘッド３が設けられている。ケーブルヘッド３は、箱体１の中間部の上下方向に配置された主回路接続導体３０に接続されている。主回路接続導体３０には、背面側の中間部から正面側の下部に曲折したＺ字状の第１の埋込導体３１と、正面側の中間部に配置されたコ字状の第２の埋込導体３２と、上部に配置されたＬ字状の第３の埋込導体３３とがエポキシ樹脂で一体モールドされて形成された絶縁層３４内に埋め込まれている。また、第１の埋込導体３１と第２の埋込導体３２間、および第１の埋込導体３１、第２の埋込導体３２と第３の埋込導体３３間には、定格電圧に耐え得る所定の絶縁距離を保って配置されたＪ字状の金属板からなる接地板３５が埋め込まれている。

ここで、前記ケーブルヘッド３は、背面側の中間部に導出された第１の埋込導体３１端に接続されている。正面側に導出された第１の埋込導体３１端には、断路用真空バルブ６をエポキシ樹脂でモールドした電源側断路部７の固定側が接続されている。断路用真空バルブ６は、軸方向が水平配置であり、箱体１の最下部に配置されている。

電源側断路部７の上部には、軸方向を水平に配置した遮断用真空バルブ８をエポキシ樹脂でモールドした遮断部９が離間して配置されている。電源側断路部７と遮断部９の可動側には、第１の可動部１０が設けられ、断路用真空バルブ６と遮断用真空バルブ８の可動側が可動側導体１１で接続されている。また、断路用真空バルブ６と遮断用真空バルブ８の可動側には、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド１２がそれぞれ連結されている。

遮断部９の固定側には、正面側に導出された第２の埋込導体３２の下部端が接続され、上部端が断路用真空バルブ１４をエポキシ樹脂でモールドした負荷側断路部１５に接続されている。負荷側断路部１５は、軸方向が水平に配置され、遮断部９の上部に配置されている。負荷側断路部１５の上部には、中心導体１６をエポキシ樹脂でモールドしたバイパス部１７が離間して配置されている。

負荷側断路部１５の可動側とバイパス部１７の一方端側には、第２の可動部１８が設けられ、断路用真空バルブ１４の可動側と中心導体１６端が可動側導体１９で接続されている。また、断路用真空バルブ１４の可動側には、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド２０が連結されている。

バイパス部１７の他方端には、正面側に導出された第３の埋込導体３３の一方端が接続されている。上部方向に導出された第３の埋込導体３３の他方端には、箱体１の最上部に配置された盤間を接続する母線２２が接続されている。

操作機構部１ｂには、箱体１の下部側と上部側にそれぞれ操作機構２７が設けられ、それぞれ絶縁操作ロッド１２、２０が連結され、断路用真空バルブ６、１４、遮断用真空バルブ８の開閉が行われる。２８は、電圧、電流などの監視や操作機構２７を操作する制御室である。

ここで、主回路接続導体３０を図２に示す。図２に示すように、隣接する電気機器との接続を行う円錐状の凸部または凹部に形成された界面接続部３６を除く絶縁層３４の外周には、例えば導電性塗料を塗布して形成した接地層３７が設けられている。また、接地板３５は埋め金３８に固定され、埋め金３８と接地層３７が接触している。

なお、接地板３５を金属網とすれば、モールド時に樹脂の流れが向上し、作業性が向上する。また、半導電性ゴムにすれば、絶縁層３４内の応力が吸収され、耐クラック性を向上させることができる。更に、ニッケル／クロム合金のような抵抗体とすれば、地絡が起きたとき、抵抗接地となるので電源側断路部７などの周辺機器の損傷を抑制することができる。

次に、主回路接続導体３０の絶縁協調について説明する。例えば、電源側断路部７が開路のとき、第１の埋込導体３１は電源側で充電され、第２の埋込導体３２は負荷側で非充電となる。この状態において、絶縁層３４が絶縁破壊を起こしたとしても、第１の埋込導体３１から接地板３５への地絡となり、第２の埋込導体３２側への短絡とはならない。同様に、電源側断路部７と遮断部９が閉路で負荷側断路部１５が開路のときでも、充電された第２の埋込導体３２から非充電の第３の埋込導体３３側への短絡を防ぐことができる。即ち、極間の短絡を防ぎ、地絡優先とすることができる。

これらのことから、接地板３５は、電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５などの開閉器の極間に設けられ、絶縁耐力を極間＞対地間とし地絡優先とする絶縁協調を図ることができる。また、各埋込導体３１、３２、３３は開閉器に接続される電源側導体と負荷側導体であり、主回路接続導体３０はこれらの導体を一体モールドしたものと言うことができる。

組立てにおいては、先ず、電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５を所定の間隔を保って箱体１に固定しておき、主回路接続導体３０を平行移動させながら正面側の界面接続部３６を電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５に接続固定する。次に、ケーブルヘッド３を平行移動させながら背面側の界面接続部３６にケーブルヘッド３を接続固定する。これにより、主回路を一括して接続することができ、容易に接続作業を行うことができる。また、電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５などの複数の開閉器を１つの主回路接続導体３０で接続することができるので、部品点数が少なく、接続作業スペースを最小限とすることができ、箱体１の奥行き方向の寸法を縮小化することができる。

上記実施例の固体絶縁スイッチギヤによれば、ケーブルヘッド３と電源側断路部７を接続する第１の埋込導体３１と、遮断部９と負荷側断路部１４を接続する第２の埋込導体３２と、バイパス部１７と母線２２を接続する第３の埋込導体３３とを絶縁材料で一体モールドするとともに、これら埋込導体３１、３２、３３間に接地板３５を埋め込んだ主回路接続導体３０を用いて主回路を接続するので、部品点数が削減され、箱体１の奥行き方法の寸法を縮小化することができる。

上記実施例では、開閉器として電源側断路部７、遮断部９、負荷側断路部１５を用いて説明したが、電源系統によっては開閉器が単独または１つ以上となることがある。この場合でも、開閉器に接続する電源側導体と負荷側導体とを絶縁材料で一体モールドするとともに、電源側導体と負荷側導体間に接地板を埋め込むことにより、接続作業が容易で、絶縁協調を図ったものとすることができる。

本発明の実施例に係る固体絶縁スイッチギヤの構成を示す側面図。 本発明の実施例に係る固体絶縁スイッチギヤに用いる主回路接続導体の構成を示す断面図。 従来の固体絶縁スイッチギヤの構成を示す側面図。 固体絶縁スイッチギヤの電源系統図。

符号の説明

１ 箱体
１ａ 主回路部
１ｂ 操作機構部
２ 電力ケーブル
３ ケーブルヘッド
４、５、１３、２１ 接続導体
６、８、１４ 真空バルブ
７ 電源側断路部
９ 遮断部
１０、１８ 可動部
１１、１９ 可動側導体
１２、２０ 絶縁操作ロッド
１５ 負荷側断路部
１６、２３ 中心導体
１７ バイパス部
２２ 母線
２４、３４ 絶縁層
２５、３７ 接地層
２６、３６ 界面接続部
２７ 操作機構
２８ 制御室
３０ 主回路接続導体
３１ 第１の埋込導体
３２ 第２の埋込導体
３３ 第３の埋込導体
３５ 接地板
３８ 埋め金

Claims (5)

1. 絶縁材料でモールドされた開閉器を、同様の絶縁材料でモールドされた主回路接続導体で接続して電源系統を構成する固体絶縁スイッチギヤであって、
   前記主回路接続導体は、前記開閉器に接続される電源側導体と、
   前記開閉器に接続される負荷側導体とを一体モールドするとともに、
   前記電源側導体と前記負荷側導体間に所定の絶縁距離を保って接地板が埋め込まれていることを特徴とする固体絶縁スイッチギヤ。
2. 前記開閉器は、電源側断路部、遮断部、負荷側断路部の少なくとも１つ以上からなることを特徴とする請求項１に記載の固体絶縁スイッチギヤ。
3. 前記接地板を金属網としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体絶縁スイッチギヤ。
4. 前記接地板を半導電性ゴムとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体絶縁スイッチギヤ。
5. 前記接地板を抵抗体としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体絶縁スイッチギヤ。

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