JPH0479117A - ガス絶縁開閉装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ガスタンク内に真空バルブを用いた真空遮
断器や真空開閉器などを収納したガス絶縁開閉装置に関
する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のガス絶縁開閉装置を示す断面図であり、
真空バルブ１は絶縁タンク２Ａと両端の真空封止用の金
具２８．２Ｃよりなる真空タンク２内に固定接触子３と
可動接触子４よりなる主接点を収納し、固定接触子３．
可動接触子４のそれぞれには固定端子５．可動端子６の
一方端が固着され、その他方端は真空封止の状態で、固
定端子５は固定されて、可動端子６は可動に真空タンク
２の外部に引き出されている。真空バルブ１は大気圧以
上のガス圧を有するＳＦ＆ガスの満たされたガスタンク
７に収納され、固定端子５は主回路導体８を介して貫通
ブッシング９Ａに導電接続されている。

一方、可動端子６は可とう性のリード１０および主回路
導体１１を介してもう一つの貫通ブッシング９Ｂに導電
接続されるとともに、絶縁ロッド１２を介して可動接触
子４を軸方向に開閉動作させるための駆動力を伝える伝
達機構１３に連結されている。この伝達機構１３は絶縁
ロッド１２に固着された駆動ロッド１４と、この駆動ロ
ッド１４に連結されたレバー１５と、このレバニ１５の
一端に固定された回転軸１６とにより構成され、この回
転軸１６は回転自在にガス封止された状態でガスタンク
７の外部大気中に引き出され図示されていない駆動装置
に連結されている。

このようにして構成されたガス絶縁開閉装置は、遮断器
や開閉器としての真空バルブが非常に小形なので装置全
体をコンパクトに構成することができる１貫通ブッシン
グ９Ａ、９Ｂはそれぞれ主回路導体８．１１のｔ流を別
のガスタンクあるいはケーフル室に導くためのものであ
る。なお第４図の断面図は１相分の主回路の構成を示し
ているが、開閉装置は通常３相構成であり、その場合ガ
スタンク７には３相分の主回路が収納されており、第４
図と同じ構成のものが図に垂直な方向に相間絶縁距離を
介してさらに２相分並役されている。

真空バルブの可動端子６を真空タンク２から真空封止し
た状態で引出す構成は、軸方向に伸縮自在な蛇腹状の金
属製真空封止ベローズ１７であり、これは可動端子６の
外周に同軸に配され、その−方端が可動端子６に密封状
態に溶接され他方端は真空タンク２の金具２Ｃの開口部
１９に密封状態に溶接されている。この真空封止ベロー
ズ１７によって主接点開閉時に可動端子６が真空状態に
保った状態で軸方向に移動する分を吸収することができ
る。

第５図は第４図のＡ−Ａ位置におけるガス封止構成部分
の断面図であり、回転軸１６がガスタンク７に溶接され
た金属円筒２１にクツシランリング２２ガスシールリン
グ２３．ベアリング２４を介して配され、回転軸１６の
一方端１６Ａはガス中でレバー１５の一端に固定され、
他方端１６Ｂは大気中で図示されていない駆動装置に連
結されている。なお、回転軸１６の一方端１６Ａは、第
５図の左方へさらに伸び、他の２相のレバーの各端にも
固定され、回転軸１６に駆動装置によって回転トルクを
与えるとレバー１５は他相のレバーと同時にその角度を
変えて第４図に示された２点鎖線のレバー１５Ａの位置
に動き、駆動ロッド１４を介して可動接触子４を他相の
ものと同時に開閉移動する。

第５図において、ベアリング２４によって回転軸１６を
回転自在とし、ガスシールリング２３はリング状のゴム
材よりなり、内部に回転軸１６を半径方向に締め付ける
リングバネを備え、回転する回転軸１６の表面と中空円
筒２１の内面と接することによってガス封止している。

クンシ替ンリング２２は例えば弗素樹脂よりなり、回転
軸１６０半径方向の振れ止めとなっている。なおガスタ
ンク７の内圧は通常大気圧を数気圧上まわる程度であり
、一方真空タンク２の内部は高真空が維持されねばなら
ないので、ガスタンク７のガス封止は真空タンク２の真
空封止に比べてそれほど厳しくないので、このシール部
も上記のようなゴムパツキン方式が採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述したようなガス絶縁開閉装置におい
ては、ガスタンク内のガス圧によって真空封止ベローズ
が真空バルブ側に伸縮しようとするので、その伸縮分が
主接点の開離に対する反抗力として駆動装置に加わると
いう欠点があった。

すなわち、ガスタンク内のＳＦ＆ガスは通常大気圧より
高いガス圧で封入され、そのガス圧が真空バルブに加わ
るので真空封止ベローズが真空バルブの内部に向かって
軸方向に伸びようとし、可動端子を介して可動接触子が
固定接触子を圧接する力が働り、シたがって、主接点を
開離させるために必要な力はガスタンク内のガス圧が高
いほど大きくなり、駆動装置は真空バルブを開離させる
ときの駆動力として、ガスタンクのガス圧による反抗力
が加わるのを考慮しより大きい駆動力を有するものが使
用されていた。また、ガスタンクの内部で短絡事故が生
じた場合にはそのガスタンクのガス圧がアーク放電によ
り一時的に上昇するが、その際はさらにその反抗力が増
し、真空バルブの遮断速度が低下したり遮断不能につな
がったりする可能性もあった。しかも、その短絡事故に
よるガス圧の上昇値は不安定なので、真空バルブの開離
特性にバラツキが生じる。

この発明の目的は、大気圧以上のガス圧を有する絶縁ガ
スを封入したガスタンク内に真空バルブを収納したガス
絶縁開閉装置において前記絶縁ガスのガス圧が真空バル
ブの主接点の開離に好ましくない作用を与えることのな
いガス絶縁開閉装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明によれば、真空タ
ンク内に固定接触子と可動接触子とからなる主接点を収
納するとともに前記可動接触子に一方端が固着された可
動端子を前記真空タンクがらベローズを介して引出して
なる真空バルブを大気圧以上のガス圧を有する絶縁ガス
の満たされたガスタンク内に収納し、前記真空バルブの
主接点を前記ガスタンク外に設置された駆動装置により
伝達機構を介して接離操作するものにおいて、前記真空
バルブの可動端子に駆動装置の操作力を伝達する駆動ロ
ッドを設け、この駆動ロフトを前記ガスタンクからベロ
ーズを介して引き出したものとする。

また、かかる構成において、ガスタンクを封止するベロ
ーズが真空タンクを封止するベローズのそれと同じ大き
さの有効受圧面積を持つものとするか或いは、ガスタン
クを封止するベローズが真空タンクを封止するベローズ
のそれより大きい有効受圧面積を持ったものとする。

さらに、かかる構成に加えて、ガスタンクを封止するベ
ローズがガスタンクの内側に向いて突出するように取り
付けられた中空円筒の内側に取り付けられたものとする
。

〔作用〕

この発明の構成によれば、真空バルブの可動端子に操作
力を伝達する駆動ロッドがガスタンクからベローズを介
して引き出されているので、ガスタンクのガス圧と大気
圧との差圧によってガス封止ベローズを介して駆動ロッ
ドを大気側へ押し出そうとする力が働くので、可動端子
を真空バルブ側へ押し込もうとする力が軽減され主接点
開離時に駆動装置にかかる反抗力が小さくなる。

上記の構成においてガスタンクを封止するベローズのを
効受圧面積を真空タンクを封止するベローズのそれと同
じ大きさにすることにより、両者のベローズは受ける単
位差圧に対して伸縮しようとする分が同程度なので差し
引き可動端子には大気圧によって真空バルブ側へ押し込
もうとする力だけが働き、主接点開離時に駆動装置にが
がる反抗力はガスタンクのガス圧に依存しなくなり、ガ
ス圧が上昇しても真空バルブは常に安定した開離特性を
発揮する。

さらに、ガスタンクを封止するベローズの有効受圧面積
を真空タンクを封止するベローズのそれより大きくする
ことにより、両者のベローズが受ける単位差圧に対して
前者の方が後者より伸縮しようとする分が大きくなるの
で、ガス圧によって可動端子を真空バルブ側へ押し込も
うとするカがほとんどなくなるか、或いは逆に可動端子
に真空バルブから引き出そうとする力が働くようにする
ことができ、主接点開離時に駆動装置が必要とする駆動
力を大幅に小さくする。

上記の構成において、ガスタンクを封止するベローズを
中空円筒内に取り付ける構成としたことにより、ガスタ
ンクの内部で短絡軸が住した場合にガス中の閃絡による
衝撃波が発止しても中空円筒が障壁となってガス封止ベ
ローズが直接その衝撃波を受けることはなくなるので、
ガス封止ベローズの損傷を防止する。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例にががるガス絶縁開閉装置を
示す断面図であり、駆動ロッド２５の外周に同軸に軸方
向に伸縮自在な蛇腹状の金属製のガス封止ベローズ２６
が設けられ、このガス封止ベローズ２６の一方端は駆動
ロッド２５に密封状態に溶接されるとともにその他方端
はガスタンク１８の開口部２７にフランジ２８を介して
密封状態に取り付けられ、駆動ロッド２５が大気中にお
いて回転輪１６を介して図示されていない駆動装置に連
結された構成となっており、その他の構成は第４図の従
来の装置と同一であるので、従来の装置と同じ部分には
同一参照符号を用いることにより詳細な説明は省略する
。

第１図において、フランジ２８はガスタンク１８の内壁
に突出するボルトによってゴムのＯリングを介してガス
密に取り付けられ、このフランジ２８にガス封止ベロー
ズ２６が密封状態で溶接されている。

ガスタンク１８のガス圧と大気圧との差圧によってガス
封止ベローズ２６を介して駆動ロッド２５を大気側へ　
（第１１！ｌでは右方へ）押し出そうとする力が働くの
でガス圧が可動端子６を真空バルブ１（ｐｌへ押し込も
うとする力が軽減され主接点開離時に駆動装置にかかる
ガス圧による反抗力が小さくなる。第１図のガス封止ベ
ローズ２６の構成は駆動ロッド２５と溶接されている個
所がガスタンク１８の内側であるが、ガス封止ベローズ
２６を左右逆方向に取り付け、ガスタンク１８の外側で
駆動ロッド２５に溶接し、ガス封止ベローズ２６がガス
タンク１８に突設された構成となっていても、上記の反
抗力を小さくする機能は変わらず、ガス封止ベローズ２
６の軸方向長さ分だけガスタンク１８を縮小することも
できる。

第２１！ｌはこの発明の異なる実施例にかかるガス絶縁
開閉装置の断面図であり、伝達機構２９が絶縁ロッド１
２に取り付けられた駆動ロッド３０とこの駆動ロッド３
０に一方端が連結され中間が固定軸３１によって軸支さ
れ他方端が駆動ロッド３２に連結されたＶ字状のレバー
３３とガスタンク３４の開口部３５を貫通してレバー１
５につながる駆動ロッド３２を備え、第１Ｉ！！のもの
と異なる点は真空封止ベローズ１７とガス封止ベローズ
２６との軸方向が互いに９０度異なることだけであり、
この角度は伝達機構２９がリンク機構を構成する限り、
いずれの角度であっても駆動装置に働く反抗力の軽減は
変わらない。

真空封止ベローズ１７またはガス封止ベローズ２６の差
圧による伸縮の程度は蛇腹部の平均直径（凸凹な胴の最
大外径と最小内径との平均値）によってほぼ決まり、蛇
腹部の軸方向長にはあまり影響されない、これは平均直
径が大きいほど差圧の軸方向に働く面積が増すためであ
る。厳密には平均直径以外にも蛇腹部の凸凹の形状や金
属材料のかたさ、貫通するロッドの太さなどによっても
異なるが、平均直径が大きいほど単位差圧による伸縮分
は大きくな、ると考えて大略差し支えない。

したがって、ガス封止ベローズ２６の平均直径を、結果
的には有効受圧面積を真空封止ベローズ１７のそれと同
じ大きさにすることにより、両者のベローズは受ける単
位差圧に対して伸縮しようとする分が同程度となるので
、差し引き可動端子６には大気圧によって真空バルブ側
へ押し込もうとする力だけが働き、主接点開離時に駆動
装置にかかる反抗力はガスタンクのガス圧に依存しなく
なり、絶縁事故によってガス圧が一時的に玉算しても真
空バルブ１は常に安定した開離特性を発揮することがで
きる。また、ガスタンクのＳＦ＆ガス封入圧力を高めて
も、駆動装置の駆動力をまったく変更する必要はない。

また、ガス封止ベローズ２６の平均直径を真空封止ベロ
ーズ１７のそれより大きくすることにより、両者のベロ
ーズが受ける単位差に対して前者の方が後者より伸縮し
ようとする分が大きくなる。ガス封止ベローズ２６の受
ける差圧の方が、真空封止ベローズ１７の受ける差圧よ
りも常に大気正分だけ小さいので、その大気正分、すな
わち１気圧分だけ真空封止ベローズ１７のそれよりガス
封止ベローズ２６の伸縮分が多くなるようにガス封止ベ
ローズ２６の平均直径を大きくしておくことにより両者
のベローズは伸縮しようとする分が同程度となるので、
ガス圧によりて可動端子６を真空バルブ側へ押し込もう
とする力をほぼ相殺することができる。

ガス封止ベローズ２６の平均直径をさらに大きくするこ
とにより可動端子６に逆に真空バルブ１がら引き出そう
とする力が働き、主接点開離時に駆動装置が必要とする
駆動力を大幅に小さくすることができる。

第３図はこの発明のさらに異なる実施例にかかるガス絶
縁開閉装置の断面図であり、ガスタンク３６の開口部３
７ヘガス封止ベローズ３８を取り付ける構成がガス封止
ベローズ３８の外径より大きい内径を存し軸方向の一方
端がガスタンク３６の開口部３７にフランジ３９を介−
て密封状態でガスタンク３６の内側に向いて突出するよ
うに取り付けられた中空円筒４０を備え、この中空円筒
４０内にガス封止ベローズ３８を挿入し、馴動口７ド４
１に溶接されたガス封止ベローズ３８の一方＠３８Ａは
大気側に向けて配されその他方端３８Ｂは中空円筒４０
の突出先端部のフランジ４２に溶接された構成となって
おり、その他の構成は第１図と同しである。

第３図において、フランジ３９はガスタンク３６の内壁
に突出するボルトによってゴムの０リングを介してガス
密に取り付けられ、フランジ４２はガス封止ベローズ３
８が溶接された後に中空円ｆＩ４０に溶接される。

第３図において、ガス封止ベローズ３８を中空円筒４０
を介してガスタンク３６の開口部３７に取り付ける構成
としたことにより、ガスタンク３６の内部で短絡事故が
生じた場合にガス中の閃絡による衝撃波が発生しても中
空円筒４０が障壁となってガス封止ベローズ３８が直接
その衝撃波を受けることはなくなるので、ガス封止ベロ
ーズ３８の損傷を防止することができる。なお、第３図
の構成は、ガス封止ベローズ３８の一方＠３８Ａが中空
円筒４０内に配されているが、中空円筒４０の軸方向長
さを短くし、ガス封止ベローズ３８の一方端３８Ａが左
方に突出し中空円筒４０の外側に配されても、中空円筒
４０が衝撃波の障壁となる機能は変わらず、ガス封止ベ
ローズ３８の軸方向長さ分だけガスタンク３６を縮小す
ることもできる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、真空バルブの可動端子にその
操作力を伝達する駆動ロッドがガスタンクからベローズ
を介して引き出されているので、可動端子を真空バルブ
側へ押し込もうとする力が軽減され主接点開離時に駆動
装置にかかる反抗力をその分だけ小さい、したがって駆
動装置も小さくするガス絶縁開閉装置を提供することが
できる。

また、ガス封止ベローズのを効受圧面積を真空封止ベロ
ーズのそれと同じ大きさにしたことにより、主接点開離
時に駆動装置にかかる反抗力はガスタンクのガス圧に依
存しなくなり、ガス圧が上昇しても真空バルブは常に安
定した開離特性を発揮することができる。

さらに、ガス封止ベローズの有効受圧面積を真空封止ベ
ローズのそれより大きくしたことにより、ガスタンクの
ガス圧によって可動端子を真空バルブ側へ押し込もうと
する力がほとんどなくなるか、或いは逆に可動端子に真
空バルブから引き出そうとする力が働くようにすること
ができ、主接点開離時に駆動装置が必要とする駆動力を
大幅に小さくすることができ、駆動装置のコンパクト化
が可能になる。

さらに、ガス封止ベローズを中空円筒内に取り付ける構
成としたことにより、ガスタンクの内部で短絡事故が生
した場合にガス中の閃絡による衝撃波が発生してもガス
封止ベローズが損傷をまったく受けないような装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の互いに異なる実施例に
かかるガス絶縁開閉装置を示す断面図、第４図は従来の
ガス絶縁開閉装置を示す断面図、第５図は第４図のＡ−
Ａ位置における断面図である。 １：真空バルブ、２：真空タンク、２Ａｊｍ縁タンク、
２Ｂ、２Ｃ：金具、３；固定接触子、４：可動接触子、
５：固定端子、６：可動端子、７，１８゜３４．３６：
ガスタンク、８．１１ｎ主回路導体、９Ａ。 ９Ｂ＝貫道ブッシング、１０：リード、１２：絶縁ロッ
ド、１３．２９：伝達側Ｌ１４．２５．３０．３２．４
１　：駆動ロッド、１５．１５Ａ、　３３　ニレバー、
１６；回転軸、１７：真空封止ベローズ、１９．２７．
３５．３７　：開口部、２６．３８：ガス封止ベローズ
、２Ｂ、　３９．４２：フランジ、３１：固定軸、４０
：中空円筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空タンク内に固定接触子と可動接触子とからなる
   主接点を収納するとともに前記可動接触子に一方端が固
   着された可動端子を前記真空タンクからベローズを介し
   て引出してなる真空バルブを大気圧以上のガス圧を有す
   る絶縁ガスの満たされたガスタンク内に収納し、前記真
   空バルブの主接点を前記ガスタンク外に設置された駆動
   装置により伝達機構を介して接離操作するものにおいて
   、前記真空バルブの可動端子に駆動装置の操作力を伝達
   する駆動ロッドを設け、この駆動ロッドを前記ガスタン
   クからベローズを介して引き出したことを特徴とするガ
   ス絶縁開閉装置。 ２）請求項１）記載のものにおいて、ガスタンクを封止
   するベローズが真空タンクを封止するベローズのそれと
   同じ大きさの有効受圧面積を持つことを特徴とするガス
   絶縁開閉装置。 ３）請求項１）記載のものにおいて、ガスタンクを封止
   するベローズが真空タンクを封止するベローズのそれよ
   り大きい有効受圧面積を持ったことを特徴とするガス絶
   縁開閉装置。 ４）請求項１）記載のものにおいて、ガスタンクを封止
   するベローズがガスタンクの内側に向いて突出するよう
   に取り付けられた中空円筒の内側に取り付けられたこと
   を特徴とするガス絶縁開閉装置。