JP2017118615A - フレキシブル導体およびこれを利用したスイッチギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】銅箔を積層した構成により可撓性を有するフレキシブル導体において、電界緩和のためにフレキシブル導体断面の角部極率半径を大きくすると、通電面積が減少する。【解決手段】主要開閉装置と、前記主要開閉装置を絶縁するための絶縁部と、前記主要開閉装置を接続するための主回路導体とで主に構成されるスイッチギヤにおいて、前記主要開閉装置の可動主回路導体を接続するための可撓性を有するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は銅箔を積層した構成であり、前記フレキシブル導体と電位差の小さい境界に面する前記銅箔集合体の断面の極率半径が、前記フレキシブル導体と電位差の大きい境界に面する前記銅箔集合体の断面の極率半径よりも小さいことを特徴とするスイッチギヤ。【選択図】 図２

Description

本発明は、フレキシブル導体およびこれを用いたスイッチギヤに関するものである。

スイッチギヤは、主要開閉装置と、前記主要開閉装置を絶縁するための絶縁部と、前記主要開閉装置を接続するための主回路導体とで主に構成される。主要開閉装置は機械的に接離する導体で構成されるため、主要開閉装置間は可撓性を有するフレキシブル導体で接続する必要がある。従来のフレキシブル導体について、特許文献１に記載されている構成を用いて説明する。フレキシブル導体は、薄い銅箔を重ね合わせ、両端部において銅箔同士を圧接した構成となっている。同じ幅の銅箔を重ね合わせた場合、フレキシブル導体の幅方向の角部は直角となり、電界集中による絶縁性能の低下を招く。そのため、銅箔の幅を変え、フレキシブル導体断面の角部に丸みをつけることで、電界を緩和する構成となっている。

特開２０００−３１６２２４号公報

上述したフレキシブル導体は、上下の銅箔の幅を狭くすることで電界緩和を図っているが、上下の幅縮小にともない導体全体の通電面積が減少する。通電面積を確保するためには銅箔の枚数を増やすか、銅箔の幅を大きくする必要がある。

そこで本願発明では、絶縁性能の向上および通電面積低下の抑制を両立させたフレキシブル導体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明では、フレキシブル導体と電位差の小さい境界に面する銅箔集合の断面極率半径が、フレキシブル導体と電位差の大きい境界に面する銅箔集合の断面極率半径よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、絶縁性能の向上および通電面積低下の抑制を両立させたフレキシブル導体を提供することができる。

実施例１のスイッチギヤにおける主要開閉機器を構成するスイッチユニットの断面図であり、主回路が導通状態であることを示す図である。 実施例１のフレキシブル導体の構造を示した図である。 実施例１のフレキシブル導体の構造を示した図である。 実施例２のフレキシブル導体の構造を示した図である。

以下、本発明を実施する上で好適な実施の例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の内容が下記具体的態様に限定されるものではない。本発明は、下記態様を含めて種々の態様に変形することが無論可能である。

実施例１について図１および図２を用いて説明する。

図１は本発明のスイッチギヤにおける主要開閉機器を構成するスイッチユニットの全体構成を示す断面図であり、主回路が導通状態であることを示す図である。該スイッチユニットは、機械的に接離自在な接点を有する真空インタラプタ１と、投入位置および断路位置および接地位置の３位置に移動する接地断路部可動導体１２と、可動導体が投入位置において電気的および機械的に接続される接地断路部用ブッシング側コンタクト１１と接地断路部中間固定コンタクト１３、可動導体が接地位置において接地断路部中間固定コンタクト１３が接地断路部可動導体１２を介して電気的および機械的に接続される接地断路部接地側コンタクト１４を備えた接地断路部１０と、真空インタラプタ１の固定側に接続されたケーブル用ブッシング４２と、接地断路部１０の接地断路部用ブッシング側コンタクト１１に接続された母線用ブッシング４０と、接地断路部１０の接地断路部中間固定コンタクト１３と真空インタラプタ１の可動側を接続するフレキシブル導体１５と、真空インタラプタ１の可動側ホルダ７Ｂに機械的に接続された真空インタラプタ用操作ロッド２０と、接地断路部の接地断路部可動導体１２に機械的に接続された接地断路部用操作ロッド２１から構成され、真空インタラプタ１と母線用ブッシング中心導体４１と接地断路部用ブッシング側コンタクト１１の固定台５０と母線用ブッシング４０とケーブル用ブッシング４２を固体絶縁物３０で一体に注型される。なお、固体絶縁物３０を斜線で示す。固体絶縁物３０で一体注型したものを金属容器３１で覆う構成とする。

真空インタラプタ１は、固定側セラミックス絶縁筒２Ａ、可動側セラミックス絶縁筒２Ｂ、固定側端板３Ａ及び可動側端板３Ｂから構成される真空容器内に、固定側電極６Ａ、可動側電極６Ｂと接続される固定側ホルダ７Ａ、可動側電極６Ｂと接続される可動側ホルダ７Ｂ及びセラミックス絶縁筒をアークから保護するためのアークシールド５を配備しており、固定側ホルダ７Ａはケーブル用ブッシング中心導体４３と接続され、ケーブルに接続された上位系統からの受電またはケーブルに接続された機器への電力供給を実現する。真空インタラプタ１は可動側端板３Ｂと可動側ホルダ７Ｂに接続されたベローズ９によって内部の真空を維持しながら可動側電極６Ｂ、可動側ホルダ７Ｂを軸方向に移動可能とすることによって投入動作および遮断動作を実現する。また、ベローズ９と可動側電極６Ｂの接続部近傍には開閉時のアーク等からベローズ９を保護するために、ベローズシールド８を設けており、該ベローズシールド８はベローズ端部における電界集中を緩和する効果も有する。

接地断路部１０は、母線用ブッシング中心導体４１を介して母線側に接続される接地断路部用ブッシング側コンタクト １１と、接地断路部接地側コンタクト１４と、それらの中間に位置し、フレキシブル導体１５を介して真空インタラプタ側の可動側ホルダ７Ｂと電気的に接続される中間固定電極１３を備えている。金属容器３１の内部は大気絶縁もしくはガス絶縁とする。中間固定電極１３と接地断路部可動導体 １２は電気的に接続される。これらの各固定電極に対して接地断路部可動導体 １２が接地断路部１０内を移動することで、閉・断路・接地の３位置に切り替えることが可能となる。接地断路部可動導体 １２は、図示しない操作機構と接地断路部用操作ロッド２１で連結される。

母線用ブッシング４０は、母線用ブッシング中心導体４１の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより、また、ケーブル用ブッシング４２は、ケーブル用ブッシング中心導体４３の周囲を固体絶縁物３０で覆うことにより構成される。

真空インタラプタ用操作ロッド２０、接地断路部用操作ロッド２１、固体絶縁物３０は機械的強度と絶縁特性のいずれも良好で成形性のよいエポキシ樹脂が使われることが多い。

図２に実施例１のフレキシブル導体１５の構成を示す。フレキシブル導体１５は複数の銅箔１５１の集合体により構成される。該銅箔１５１のうち、最も幅の広い銅箔１５１Ａを起点として、最も外側に積層される銅箔１５１Ｂまたは１５１Ｃへ向かうに従い、銅箔１５１の幅は同じまたは小さくなることを特徴とする。

図１におけるフレキシブル導体１５の一部を抜き出して図３に示す。なお、図１におけるフレキシブル導体の上側が高電界でありフレキシブル導体の下側が低電圧環境である。

図３にフレキシブル導体１５を構成する銅箔１５１の積層方向に対して垂直な断面を示す。境界１０１とフレキシブル導体１５との電位差は、境界１０２とフレキシブル導体１５との電位差よりも大きい。このとき、境界１０１に面する側の銅箔１５１により形成される銅箔集合体の断面の極率半径は、境界１０２に面する側の銅箔１５１により形成される銅箔集合体の断面の極率半径よりも大きいことを特徴とする。この構成により、フレキシブル導体１５の断面の極率半径を均一に大きくする場合に比べて、同一の通電容量を確保するフレキシブル導体の幅または銅箔の枚数を抑制することができ、装置全体の寸法を小さくすることができる。

実施例で詳細に説明するこのような構成にすれば、フレキシブル導体と電位差の小さい境界に面するフレキシブル導体の電界を、フレキシブル導体と電位差の小さい境界に面するフレキシブル導体の電界よりも緩和することができる。これにより、フレキシブル導体全体の電界をある一定値以下に抑えようとする場合、フレキシブル導体断面の極率半径を均一に大きくするよりも、通電面積の減少を抑制することができる。

また、ある通電面積を確保する場合、フレキシブル導体断面の極率半径を均一に大きくするよりも、フレキシブル導体の幅または銅箔の枚数を抑制することができ、装置全体の寸法を小さくすることができる。

実施例２について図４を用いて説明する。なお、実施例１と重複する箇所の説明は省略する。

図４はフレキシブル導体１５を構成する銅箔１５１の積層方向に対して垂直な断面を示す。銅箔１５１の幅方向に境界１０１および１０２があり、境界１０１とフレキシブル導体１５との電位差は、境界１０２とフレキシブル導体１５との電位差よりも大きい。このとき、境界１０１に面する側の銅箔１５１により形成される銅箔集合体の断面の極率半径は、境界１０２に面する側の銅箔１５１により形成される銅箔集合体の断面の極率半径よりも大きいことを特徴とする。なお、このような環境は図１において紙面に対して垂直方向で生じる。

この構成により、フレキシブル導体１５の断面の極率半径を均一に大きくする場合に比べて、同一の通電容量を確保するフレキシブル導体の幅または銅箔の枚数を抑制することができ、装置全体の寸法を小さくすることができる。

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１：真空インタラプタ
２Ａ：固定側セラミックス絶縁筒
２Ｂ：可動側セラミックス絶縁筒
３Ａ：固定側端板
３Ｂ：可動側端板
５：アークシールド
６Ａ：固定側電極
６Ｂ：可動側電極
７Ａ：固定側ホルダ
７Ｂ：可動側ホルダ
８：ベローズシールド
９：ベローズ
１０：接地断路部
１１：接地断路部用ブッシング側コンタクト
１２：接地断路部可動導体
１３：接地断路部中間固定コンタクト
１４：接地断路部接地側コンタクト
１５：フレキシブル導体
２０：真空インタラプタ用操作ロッド
２１：接地断路部用操作ロッド
３０：固体絶縁物
３１：金属容器
４０：母線用ブッシング
４１：母線用ブッシング中心導体
４２：ケーブル用ブッシング
４３：ケーブル用ブッシング中心導体
５０：固定台
１０１：境界
１０２：境界
１５１：銅箔
１５１Ａ：銅箔
１５１Ｂ：最も外側に積層される銅箔

Claims (4)

1. 主要開閉装置と、前記主要開閉装置を絶縁するための絶縁部と、前記主要開閉装置を接続するための主回路導体とで主に構成されるスイッチギヤにおいて、
   前記主要開閉装置の可動主回路導体を接続するための可撓性を有するフレキシブル導体を備え、前記フレキシブル導体は銅箔を積層した構成であり、前記フレキシブル導体と電位差の小さい境界に面する前記銅箔集合体の断面の極率半径が、前記フレキシブル導体と電位差の大きい境界に面する前記銅箔集合体の断面の極率半径よりも小さいことを特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１におけるスイッチギヤにおいて、
   前記フレキシブル導体の前記絶縁部側である一方の前記銅箔集合体の断面の極率半径が、前記フレキシブル導体の他方である前記銅箔集合体の断面の極率半径よりも小さいことを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項１又は２のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、銅箔集合体の断面積が銅箔の積層方向を中心軸として非対称な前記フレキシブル導体を備えたスイッチギヤ。
4. 請求項１又は２のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、銅箔集合体の断面積が銅箔の幅方向を中心軸として非対称な前記フレキシブル導体を備えたスイッチギヤ。

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