米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 ガス絶縁真空遮断器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−208820
公開日 平成6年(1994)7月26日
出願番号 特願平5−3550
出願日 平成5年(1993)1月12日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎
発明者 佐藤 隆 / 鈴木 光二 / 橋本 斌 / 遠藤 俊吉 / 黒沢 幸夫
要約 目的
簡単な構造でベロ−ズの内外面の圧力差を抑えて高圧化を可能にしたガス絶縁真空遮断器を提供する。

構成
真空バルブの可動側端板12bに取り付けた取付けベ−ス18に、シ−ル材22aを介して気密容器21の一端を耐気密接続し、この気密容器21から気密を保持しながら摺動可能に機構部、例えば、可動側導電棒16bや回転軸41を導出して、ベロ−ズ17の一周面側に気密室2を形成し、この気密室2内の圧力を、真空容器1内の圧力と、真空バルブを配置した密閉容器内の絶縁性ガスの圧力との中間の圧力にして、ベロ−ズ17の内外周面側の圧力差を低減するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】 絶縁性ガスを充填した密閉容器内に真空バルブを配置して成り、上記真空バルブは、開離可能な一対の電極のうちの可動側電極に連結した操作器と、上記真空バルブ内の真空状態を保持して上記可動側電極の動作を許すベロ−ズとを備えたガス絶縁真空遮断器において、上記真空バルブに耐気密接続した気密容器を設けて上記ベロ−ズの一方の周面側と連通した気密室を形成し、上記可動側電極と上記操作器間を連結する機構部を、上記気密容器から気密を保持しながら可摺動的に導出し、上記気密室は、上記真空バルブ内と上記絶縁性ガスの中間の圧力にしたことを特徴とするガス絶縁真空遮断器。
【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、上記可動側電極と上記操作器間を連結する機構部は、上記可動側電極と連結した可動側導電棒を有し、この可動側導電棒を、上記気密容器から気密を保持しながら可摺動的に導出したことを特徴とするガス絶縁真空遮断器。
【請求項3】 請求項1記載のものにおいて、上記可動側電極と上記操作器間を連結する機構部は、上記可動側電極と連結した可動側導電棒と、上記気密容器内に位置する部分を上記可動側導電棒に連結すると共に、上記気密容器外に位置する部分を上記操作器に連結した中心軸とを備え、上記中心軸を、上記気密容器から気密を保持しながら可摺動的に導出したことを特徴をするガス絶縁真空遮断器。
【請求項4】 請求項2および3記載のものにおいて、上記気密容器内に、上記可動側導電棒と電気的に接続した集電子と、この集電子に接続されて上記気密容器外へ気密を保持して導出した導電部とから成る集電部を設けたことを特徴とするガス絶縁真空遮断器。
【請求項5】 請求項2記載のものにおいて、上記気密容器内に、上記可動側導電棒と電気的に接続した集電子と、この集電子に接続されて上記気密容器外へ気密を保持して導出した導電部とから成る集電部を設け、上記可動側導電棒の上記気密容器からの導出部と上記集電子までの距離を、上記両電極間の最大開離距離よりも大きくしたことを特徴とするガス絶縁真空遮断器。
【請求項6】 請求項1記載のものにおいて、上記気密容器に、ゲ−トバルブを設けたことを特徴とするガス絶縁真空遮断器。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性ガスを充填した密閉容器内に真空バルブを収納して構成したガス絶縁真空遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、数気圧程度の絶縁性ガスを充填した密閉容器内に真空バルブを収納して高電圧化を図ったガス絶縁真空遮断器が知られている。しかし、真空バルブを絶縁性ガス中に直接設置すると、真空バルブ内の真空状態を保持して可動電極の開閉動作を許すベロ−ズには、その真空バルブ側が真空状態であるのに対し、その反対側に絶縁性ガスの圧力が加えられることになり、この圧力差によってベロ−ズの機械的寿命が低下してしまう。この寿命低下を防止するために、ベロ−ズに絶縁性ガスの圧力が加わらないようにした種々の提案がなされており、これを図11および図12を用いて説明する。
【0003】図11は実開昭54−137863号公報に示された従来のこの種の真空バルブを示す断面図である。絶縁筒11の両端を固定側端板12aと可動側端板12bで気密に封じて真空容器を構成し、固定側端板12aに固定側電極15aに連結した固定側導電ロッド16aを固定し、可動側端板12bには一端を気密に接続したベロ−ズ17を設け、このベロ−ズ17の他端を可動側電極15bに連結した可動側導電ロッド16bに気密に接続している。図示しない操作器により可動側導電ロッド16bを介して可動側電極15bを開閉操作すると、このベロ−ズ17は伸縮して真空容器内の真空状態を保持する。このような真空バルブを絶縁性ガス中に配置すると、ベロ−ズ17の外周面には真空が作用するのに対し、その内周面には圧力の高い絶縁性ガスが作用してしまう。そこで、絶縁筒11の可動側端板12b側は、導電性ゴムあるいは半導電性ゴムからなる蛇腹状のシ−ル21bの一端部で覆い、この蛇腹状シ−ル21bの他端で可動側導電ロッド16bを覆って、ベロ−ズ17の内周面側を絶縁性ガスから分離している。なお、21aは固定側端部12a側を覆う同様な材料からなるシールである。
【0004】図12は、特開昭53−80573号公報で紹介された従来のガス絶縁真空遮断器の要部断面図を示している。絶縁性ガスを充填した碍管5内に、絶縁筒11の端部を可動側端板12bとベロ−ズ17で気密に封じて構成した真空容器を配置し、可動側端板12bに一端101を溶接して可動側導電ロッド16bを包囲した筒状突出体102を設け、この筒状突出体102の自由端側は、碍管5の端部金具103との間に摺動部を形成し、この摺動部にシ−ル材22を装着している。碍管5の端部金具103と可動側導電ロッド16b間には電気的な集電を行なう集電子104が設けられている。従って、碍管5内の絶縁性ガスは筒状突出体102とシ−ル材22によって区分され、ベロ−ズ17の内面側は集電子104の摺動部を介して大気圧になされ、絶縁性ガスのガス圧がベロ−ズ17の内面側に作用することはない。
【0005】また従来の別の例によるガス絶縁真空遮断器は、特開昭57−55022号公報に示されるように、絶縁性ガスを充填した密閉容器内を絶縁スペ−サによって気密に区分し、他の区分よりも低いガス圧にした区分内に真空バルブを配置し、これによってベロ−ズの内外に加わる圧力差を小さくしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した各従来のガス絶縁真空遮断器は、構成が複雑になったり実際のガス絶縁真空遮断器に適合しないものであった。例えば、上述した図11に示す従来のガス絶縁真空遮断器によれば、蛇腹状シ−ル21bの両端をそれぞれ絶縁筒11と可動側導電ロッド16bに固定しているため、導電性ゴムあるいは半導電性ゴムからなる蛇腹状シ−ル21bは開閉動作の度に伸縮を繰返し、その耐久性が問題となる。また図12に示したガス絶縁真空遮断器は、ベロ−ズ17の内面側を大気中に開放することによって、その内外面側の差圧を小さくできるが、一般的なガス絶縁真空遮断器では主回路を構成する可動側導電ロッド16bや集電子104を絶縁性ガス中に配置して、その絶縁耐圧を高めるが、そのような構成を取ることができない。さらに特開昭57−55022号公報に示されたものでは、絶縁性ガスを充填した密閉容器内をガス的に二区分しなければならず、構成が複雑になってしまうと共に、真空バルブに対応する区分のガス圧を低くしているため、その高電圧化が妨げられてしまう。
【0007】本発明の目的は、簡単な構造でベロ−ズの内外面の圧力差を抑えて高圧化を可能にしたガス絶縁真空遮断器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、絶縁性ガスを充填した密閉容器内に真空バルブを配置して成り、上記真空バルブは、開離可能な一対の電極のうちの可動側電極に連結した操作器と、上記真空バルブ内の真空状態を保持して上記可動側電極の動作を許すベロ−ズとを備えたガス絶縁真空遮断器において、上記真空バルブに耐気密接続した気密容器を設けて上記ベロ−ズの一方の周面側と連通した気密室を形成し、上記可動側電極と上記操作器間を連結する機構部を、上記気密容器から気密を保持しながら可摺動的に導出し、上記気密室は、上記真空バルブ内と上記絶縁性ガスの中間の圧力にしたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によるガス絶縁真空遮断器は、上述のようにベロ−ズの一方の周面側と連通した気密室を形成し、この気密室を真空バルブ内と絶縁性ガスの中間の圧力にしたため、ベロ−ズの内外周面に作用する圧力差を従来の場合よりも小さくすることができ、これによって周囲の絶縁性ガスの圧力を高めて高電圧化を図ってもベロ−ズの寿命を低下させることがない。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図であり、全体は図示を省略した絶縁性ガスを充填した密閉容器内に収納されている。
【0012】一対の絶縁筒11a,11bの対向部にはそれぞれシ−ルリング13a,13bがあり、このシ−ルリング13a,13b間は金属筒14によって気密に結合されている。絶縁筒11aの左端には固定側端板12aがあり、この固定側端板12aに固定された固定側導電棒16aには固定側電極15aが取付けられている。また絶縁筒11bの右端には可動側端板12bがあり、この可動側端板12bに一端を耐気密接続したベロ−ズ17の他端は可動側導電棒16bに耐気密接続されている。可動側導電棒16bには先の固定側電極15aに対向する可動側電極15bが取付けられ、このようにして構成された真空容器1内は高真空になされている。可動側端板12bには取付けベ−ス18が溶接等によって一体的に取り付けられており、この取付けベ−ス18の自由端側に金属製の気密容器21の一端がシ−ル材22aを介して気密に接続され、また気密容器21の他端からは、シ−ル材22bを介して機構部が気密を保ちながら可摺動的に導出されている。より詳細には可動側導電棒16bがシ−ル材22bを介して気密容器21との間の気密を保ちながら可摺動的に導出されている。従って、ベロ−ズ17の内周面側は気密容器21内と連通して気密室2を形成し、この気密室2は周囲の絶縁性ガスから区分されている。シ−ル材22bによって気密室2外へ導出した可動側導電棒16bには、図示しない集電子を介して主回路に電気的に接続され、また可動側導電棒16bの中心部に設けた芯金19には図示しない操作器が連結されている。このように構成された真空バルブは、例えば、図10に示すように高圧の絶縁性ガス6を密封した密閉容器6a、6b、6cを絶縁スペ−サ61および62によってこれら密閉容器から電気的に絶縁した状態で設置して用いられる。同図において、真空バルブを介して接続される主回路導体と操作機構部は表示を省略している。
【0013】このように気密室2を真空容器1のベロ−ズ17を包囲して一体的に取り付けることにより、ベロ−ズ17の外周面側には真空圧が作用するが、その内周面側には図10に示す周囲の高圧の絶縁性ガス6が作用しないようにすることができる。従って、気密室2内に、絶縁性ガス6の圧力と真空圧との中間の圧力の空気やガスを封入すると、ベロ−ズ17の内外周面に作用する圧力差は従来よりも小さくなり、その機械的寿命を延ばすことができ、また同じ機械的寿命を期待するなら、全体を収納する密閉容器内に充填する絶縁性ガスの圧力を高めて、より高圧化を図ったガス絶縁真空遮断器が可能となる。
【0014】図2および図3は本発明の他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図および横断面図である。真空容器1の構成は図1に示した実施例とほぼ同様であるから、同等物に同一符号を付けて詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【0015】この実施例における気密容器21は、図1の場合よりも可動側導電棒16bの軸方向に伸びて気密室2の容積を大きくしており、この気密室2内に集電部3を配置している。集電部3は、可動側導電棒16bと可摺動的な関係で電気的に接続した集電子31と、気密室2外の主回路導体に接続される導電部32と、この集電子31と導電部32間を接続する導体33とから構成され、導電部32はシ−ル22cによって気密を保ちながら可動側導電棒16bの軸方向と直角な方向へ伸びて気密室2から導出されている。このような集電部3における集電子31と、気密容器21のシ−ル22b間の距離は、固定側電極15aと可動側電極15b間の最大開離距離よりも大きくしている。
【0016】上述のように集電子31とシ−ル22b間の距離を、固定側電極15aと可動側電極15b間の最大開離距離よりも大きくすると次のような利点がある。つまり可動側導電棒16bは、その開閉動作時、集電子31との摺動によって電気的な接続関係を保つため、両者の摺動によってその表面が荒れる。しかし上述した位置関係でシ−ル22bを配置すると、可動側導電棒16bの荒れた表面は、常にシ−ル22bに達することはなく気密室2内に位置する。従って、可動側導電棒16bの荒れた表面がシ−ル22bに達して同部での気密保持に悪影響を与えることはない。また集電部3を気密室2内に設置することにより、高圧ガス中の粉塵が集電部3に付着して集電性能を低下させることも防止できる。さらに上述したように気密室2内に集電子31等を収納したため、気密室2内の容積を増大することになる。このため図示しない操作器によって芯金19および可動側導電棒16bを介して可動側電極15bを開離方向に駆動すると、ベロ−ズ17の撓みに相当する分だけ気密室2内の容積が縮小され、気密室2内の圧力を上昇させてしまうが、気密室2内の容積が比較的増大されているため、この圧力上昇を抑えることができる。
【0017】尚、気密室2内の圧力上昇を抑えるには、図1に示す可動側導電棒16bの外周部に有底シリンダ−を配置すると共に、その底部を可動側導電棒16bに気密に接続し、この有底シリンダ−の筒状部に、気密を保持しながら可摺動的な関係に気密容器21のシ−ル22bを配置しても良い。この構成によれば、可動側導電棒16bの開離方向動作によって有底シリンダ−も同方向に移動して気密室2内の容積を増大させるため、ベロ−ズ17の撓みに相当する分だけ気密室2内の容積が縮小されても、これを相殺することができる。
【0018】図4および図5は、本発明のさらに他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図および横断面図で、図2および図3に示した真空バルブを改良したものであるから、同等物には同一符号を付して詳細な説明を省略し相違する部分についてのみ説明する。
【0019】可動側端板12bには、取付けベ−ス18を介して金属製の有底の気密容器21の開放側端がシ−ル材22aを介して気密に接続されて、気密室2が形成されている。この気密室2内には可動側導電棒16bと電気的に接続された集電部3と、リンク機構4の一部とを組み入れている。このリンク機構4はシ−ル材22bによって気密を保持しながら可回転的にされて気密室2外に導出された中心軸41と、気密室2内の中心軸41に結合されてその自由端側を連結ピン23を介して芯金19に連結したレバ−41aと、気密室2外の中心軸41に結合したレバ−41bとから成り、このレバ−41bの自由端には図示しない操作器に連結した駆動ロッド42が連結されている。従って、図示しない操作器によって駆動ロッド42を右方の開路方向へ駆動すると、レバ−41bおよび中心軸41は時計方向に回転し、レバ−41aを介して芯金19および可動側導電棒16bを開路方向へ駆動する。
【0020】上述した実施例によれば、開閉操作時における気密室2内の気密状態は、先の実施例においては可動側導電棒16bの直線運動をシ−ル材22bによって保持していたのに対し、中心軸41の回転運動をシ−ル材22bによって保持することになる。この気密保持は後者の回転運動による場合の方が容易であるから、図2および図3に示した実施例と同様の効果を期待できると共に、気密室2の気密保持の信頼性を向上することができる。また上述の各実施例から分かるように、気密室2を形成する気密容器21から気密を保持しながら可摺動的に導出するのは、可動側電極15bに連結された可動側導電棒16bや中心軸41等の機構部であれば良い。
【0021】図6は本発明のさらに他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図で、図1に示した真空バルブを改良したものであるから、同等物には同一符号を付して詳細な説明を省略し相違する部分についてのみ説明する。
【0022】気密室2の構成は図1と同様であり、この気密室2を形成する気密容器21に排気用のゲ−トバルブ24を取付けている。この気密容器21は剛性体であるからゲ−トバルブ24を溶接等の手段を用いて容易に取り付けることができる。このように気密室2にゲ−トバルブ24を取り付けたため、真空バルブの組み立て後に気密室2内の充排気が可能であり、気密室2内を真空引きしたり、その後に絶縁性ガスを充填したりすることができる。従って、気密室2内の圧力を、真空バルブの周囲の絶縁性ガスの圧力と、真空容器1内の圧力との中間の圧力に極めて容易に保持することができ、このようにしてベロ−ズ17の内外周面に作用する圧力差は従来よりも小さくなり、その機械的寿命を延ばすことができ、また同じ機械的寿命を期待するなら、全体を収納する密閉容器内に充填する絶縁性ガスの圧力を高めて、より高圧化を図ったガス絶縁真空遮断器が可能となる。
【0023】図7は本発明のさらに他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図で、取付けベ−ス18と気密容器21の一端間の耐気密接続部の詳細を示している。この実施例では取付けベ−ス18と気密容器21との間にシ−ル材22aを介在させ、このシ−ル材22aよりも反気密室2側にボルト25aとナット25bを用いて耐気密接続部を構成したものである。この実施例によれば、気密容器21の取り付け作業性や解体作業性を向上することができる。
【0024】図8は本発明のさらに他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図で、図7に示す実施例では取付けベ−ス18に気密容器21の一端をボルト25aとナット25bによって耐気密接続したが、この実施例では取付けベ−ス18と気密容器21との間を溶接して、シ−ル材を省略したもので、他の構成は図6に示した実施例と同様であるから同等物に同一符号を付けて詳細な説明を省略する。
【0025】図9は本発明のさらに他の実施例によるガス絶縁真空遮断器の要部である真空バルブを示す縦断面図で、図1および図2乃至図8に示す実施例では、真空バルブとしての組立て後、可動側端板12bに取付けベ−ス18を溶接したが、本実施例では、真空バルブの炉中組立てと同時に可動側端板12bへ取付けベ−ス18をろう付けして固定している。その後、気密室2を図7に示した方法で形成する。このような構成によれば、真空バルブの完成時に既に気密室2の取付けベ−ス18が取り付けられているため、作業工程数を減少させることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるガス絶縁真空遮断器は、真空バルブのベロ−ズの一方の周面側と連通した気密容器21の一端を耐気密接続して気密室を設け、この気密室から可動側導電棒16bもしくは中心軸等の機構部を気密を保持しながら可摺動的に導出すると共に、気密室内を、真空容器内と周囲の絶縁性ガスとの中間の圧力としたため、簡単な構成で、従来のように真空バルブのベロ−ズに周囲の高圧の絶縁性ガスの圧力が直接加えられないようにしてその機械的寿命の低下を防止すると共に、周囲の絶縁性ガスの圧力を高めて高電圧化を可能にすることができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013