JP4472555B2 - ガス絶縁式のスイッチギア装置のためのコンパクトなアース用スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、高電圧技術の分野、特に、アースされたガス絶縁式のスイッチギア装置のための電気的な絶縁技術および接続技術に関する。本発明は、独立請求項の前提部分に記載されている絶縁ブッシングおよび電気的高電圧装置に関する。

現存のガス絶縁式のスイッチギア装置に設けられたアース用スイッチは、スイッチギア装置の中で、特殊なフランジに取り付けられている。これらのフランジは、接続毎に用いられる標準フランジか、あるいは、特にアース用スイッチの取り付けのためにデザインされている、より小型のフランジである。接地装置を取り付けるためのフランジは、通常、余りに小さいので、作動部は、取り付けの際に、フランジを通って挿入されまたは固定されることができない。更に、アース用スイッチ固定接点は、典型的には、インナー・チューブ内の作動部に組み込まれている。アース用スイッチの今日の大方の実施形態では、可動の接点は、外からすなわち容器から、作動部に向かって内へ動かされる。

本発明は、非特許文献１から公知である従来の技術に関する。そこには、従来の組合せ式の断路器兼アース用スイッチまたは三位断路器が開示されている。このような装置では、可動の接点ピースが、「断路器−オン」すなわち「断路器用接点−閉」の位置と、「断路器−オフ」すなわち「断路器用接点−開」の位置と、「アース用スイッチ−オン」すなわち「アース用スイッチ接点−追加的に閉」の位置との間の直線運動によって、可動である。

アース用スイッチ固定接点は、従来のように、通常、ガス絶縁式のスイッチギア装置（ＧＩＳ）の平らなフードの、その内側に取り付けられており、フードがフランジ接続された状態で、ガス絶縁式のスイッチ・チャンバに突入している。このことにより、接地装置には、ガス絶縁式のスイッチギア装置において、比較的大きな空間が必要となる。アース用スイッチ固定接点は、ＧＩＳハウジングから電気的に絶縁されており、接点ブリッジによって、ＧＩＳハウジングに短絡されることができる。

特許文献１は、同様に、組合せ式の断路器兼アース用スイッチを開示する。この場合、アース用スイッチ固定接点は、ピン状の接点ピースとして形成されている。この接点ピースは、接点支持体に載っており、接点支持体自体は、ＧＩＳハウジングの壁部を通って外側へ導かれるボルトに保持されている。

特許文献２は、組合せ式の断路器兼アース用スイッチを開示している。アース用スイッチ固定接点は、ＧＩＳハウジングの、錐形に延びている部分に組み込まれており、このＧＩＳハウジング部分は、小さい直径を有しネジで取り付けられるカバーによって閉じられている。このようなデザインは、アース用スイッチを収容するためのＧＩＳハウジングが特別に形成されており、特に、アース用スイッチのスイッチング・ギャップを収容する物理的空間を形成するためにデザインされている限り、複雑である。
欧州特許第 EP 1 068 624 B1 号明細書 欧州特許出願公開第 EP 1 128 509 A1号明細書 M.Okabe et.al., "Serialization of Standard Gas Insulated Switchgear", Hitachi Review Vol.51(2002), No.5

本発明の課題は、ガス絶縁式のスイッチギア装置のアース用スイッチのために、改善されたコンパクトなデザインを提供することである。

この課題は、本発明により、独立請求項の特徴によって解決される。

本発明の実体は、アース用スイッチ、特にガス絶縁式の高電圧用のスイッチギア装置のためのアース用スイッチであって、アース用スイッチ駆動部と、アース用スイッチ可動接点と、アース用スイッチ固定接点と、を備えている。前記アース用スイッチ可動接点および前記アース用スイッチ固定接点は、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置のガスチャンバに収容されている。更に、前記アース用スイッチは、前記アース用スイッチ固定接点の領域で、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置のハウジングに機械的に接続されている。前記ガス絶縁式のスイッチギア装置の取り付け蓋部が、前記ガスチャンバを拡張する窪み状に形成された物理的空間を有している。前記アース用スイッチ固定接点は、前記取り付け蓋部の内側に取り付けられており、取り付け蓋部の前記物理的空間に少なくとも部分的に収容されている。

かくて、取り付け蓋部は、物理的空間を形成し、この物理的空間を少なくとも部分的に区画しまたは囲繞する。このようにして、アース用スイッチ固定接点が組み込まれた取り付けフランジが実現される。アース用スイッチ固定接点は、スペースを極力取らないように、取り付け蓋部の上記物理的空間に収容される。アース用スイッチ固定接点は、当該アース用スイッチ固定接点が少なくとも部分的に上記物理的空間内にあり、高々部分的に上記物理的空間から突出して、ＧＩＳハウジングによって囲繞されているガス空間に突入しているように、取り付けられる。アース用スイッチ固定接点が、取り付け蓋部または取り付けフランジによって、ガス絶縁式のスイッチギア装置のハウジングに取り付けられているので、アース用スイッチ固定接点は、非常に容易に取り付けまたは取り外されることができる。

請求項２に記載の実施形態は、アース用スイッチ固定接点が取り付け蓋部または取り付けフランジの物理的空間に完全に収容されるという利点を有する。アース用スイッチ固定接点を、このように取り付け蓋部に設けることによって、接地装置の所要面積を以下の比較において著しく減少させることができる。すなわち、内側のアース用スイッチ駆動部を有する従来の配置との比較においてのみならず、特に、側方に取り付けられたアース用スイッチとの比較においてである。前記アース用スイッチのアース用スイッチ固定接点は、ガス絶縁式のスイッチギア装置（ＧＩＳ）の作動部に設けられる。

請求項３に記載の実施形態は、取り付け蓋部が簡単な形を有し、同時に、大きな物理的空間の一方の半分を囲繞するという利点を有する。

請求項４に記載の実施形態は、アース用スイッチ駆動部が、スイッチギア装置部分の縦軸に関して端面における取り付けによって、ガス絶縁式のスイッチギア装置内で面積を必要せずに設けられるという利点を有する。

請求項５および６に記載の実施形態は、取り付けフランジが、ＧＩＳ装置の内部空間への面積の大きな出入り口を供するので、ハウジングを取り除く必要なしに、作動部が、取り付けフランジを通って非常に容易に挿入、取り付け、メンテナンスまたは交換をすることができるという利点を有する。取り付けフランジが標準フランジよりも大きく、特に、ＧＩＳハウジングと同じ大きさであるので、従来の作動部よりも大きな作動部を使用することができる。

請求項７は、アース用スイッチ駆動部の好都合な実施形態に関する。このアース用スイッチ駆動部では、アース用スイッチ可動接点を内側で前進させるための駆動シャフトが、取り付け蓋部の中を、好ましくは中心で案内される。

請求項８は、アース用スイッチの、絶縁されたアース用スイッチとしての実施形態に関する。このアース用スイッチは、スイッチギア装置のアースされた作動部での正確な電気測定のために特に好都合である。

請求項９は、組合せ式の断路器兼アース用スイッチに設けられたコンパクトなアース用スイッチの好都合な組込みを記載する。

請求項１０は、前記請求項に挙げた利点を有する前記アース用スイッチを備えた電気的スイッチギア装置に関する。

本発明の他の実施形態、利点および使用は、請求項の組合せならびに以下の記述および図面から明らかである。

図では、同一の部材には同一の参照符号が付されている。図１は、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５に設けられた従来のアース用スイッチ１を示す。ガス絶縁式のスイッチギア装置１５のハウジング２は、ガスチャンバ９を囲繞する。ガスチャンバに、ＳＦ_６ガスが数バールの圧力下で充填されていることが好ましい。ガスチャンバ９には、スイッチギア装置１５の、電圧および電流を伝送する複数の作動部７が設けられており、これらの作動部は、インシュレータ８および場合によっては取り付けホルダー７ａによって担われている。取り付けホルダー７ａの代わりに、任意の電流接続７ａが設けられていてもよい。インシュレータ８は、例えば、フランジ８ａを介してハウジング２に取り付けられている台インシュレータ８または気密のピン・インシュレータ８であってもよい。

接地装置フィッティング３は、アース用スイッチ駆動部１１（以下、単に駆動部ともいう）を有し、そのアース用スイッチ・ハウジング３ａと共に、フランジ４を介して、ＧＩＳハウジング２の側方に取り付けられている。アース用スイッチ可動接点ピン５（以下、単にピンともいう）は、駆動部１１によって、アース用スイッチ固定接点６の中に移動させることができる。アース用スイッチ固定接点は、スイッチギア装置１５の作動部７に設けられている。スイッチギア装置１５の通常の作動では、ピン５は、引っ込められており、作動部７は、高電圧下にありおよび／または動作電流または短絡電流を伝送する。

図２は、本発明に基づく、取り付け蓋部１０に組み込まれている接地装置（アース用スイッチ１’）を示す。このアース用スイッチは、例として、組合せ式の断路器兼アース用スイッチを用いて示されている。再度、アース用スイッチ駆動部１１（外側に設けられたモータドライブユニット無しに図示されている）と、アース用スイッチ可動接点１１０ｃと、アース用スイッチ固定接点１２と、が設けられている。

アース用スイッチ可動接点１１０ｃおよびアース用スイッチ固定接点１２は、ガス絶縁式のスイッチギア装置のガスチャンバ９に収容されている。アース用スイッチ１’は、アース用スイッチ固定接点１２の領域で、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５のハウジング２に機械的に接続されている。本発明では、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５の取り付け蓋部１０は、ガスチャンバ９を拡張する窪み状に形成された物理的空間１００を有している。アース用スイッチ固定接点１２は、取り付け蓋部１０の内側１０ｅに取り付けられており、取り付け蓋部１０の物理的空間１００に少なくとも部分的に収容されている。以下、好ましい実施形態を述べる。

アース用スイッチ固定接点１２が、取り付け蓋部１０に対し垂直の軸方向の線に関して、すなわち、スイッチギア装置部分すなわちスイッチギア装置１５の軸Ａに沿って、物理的空間１００の深さＴよりも小さいか、あるいはこの深さと同じ長さＬを有することは好都合である。図に示すように、取り付け蓋部１０は、実質的にシリンダ状であり、アース用スイッチ固定接点１２を収容するための実質的にシリンダ状の物理的空間１００を有することができる。この場合、蓋部側壁１０ｃは、実質的にシリンダシース１０ｃとして形成されている。このシリンダシースは、軸Ａに沿って、および作動部７から深さＴに亘って延びており、端面で、実質的に円形の蓋部底面１０ｄによって閉じられている。このとき、蓋部内側１０ｅは、アース用スイッチ固定接点１２のための、実質的に円形のまたは図に示すように環状の、好ましくは平坦な取り付け面を形成する。

アース用スイッチ固定接点１２が組み込まれた取り付け蓋部１０は、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５のハウジング２の端面に設けられていることが好ましい。このことによって、組合せ式の断路器兼アース用スイッチ１’のための非常にコンパクトな構造および、特に、軸Ａに沿った短い長さが実現される。断路ギャップ１３およびアース・ギャップ１４は、ここでは、例として直列に設けられている。それにも拘わらず、断路器兼アース用スイッチ１’のコンパクトな外側寸法が実現される。

断路器兼アース用スイッチ１’の内側への面積の広い出入り口を形成するために、取り付け蓋部１０が、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５の標準フランジよりも大きくデザインされていることが意図されている。取り付け蓋部１０の開口径Ｄは、ガス絶縁式のスイッチギア装置１５の直径ｄ（ここでは例として内径ｄとして示されている）と実質的に同じであることが好ましい。換言すれば、取り付けフランジすなわち取り付け蓋部１０は、スイッチギア装置部分１５のまたはアース用スイッチ１’の外側寸法が前記直径を可能にするほど、大きく選択されていることが意図される。このことによって、スイッチギア装置１５の作動部７ならびに接地装置用スイッチまたは断路器兼アース用スイッチ１’の部分も、取り付け蓋部１０を開くことによって、容易に据え付け、取り外しまたはメンテナンスすることができる。

図示した実施形態では、取り付け蓋部１０は、アース用スイッチ可動接点１１０ｃのために、アース用スイッチ駆動部１１、特に駆動シャフト１１ａおよび絶縁シャフト１１ｂを通すための、刳り抜き部１０ｂを有している。特に、アース用スイッチ駆動部１１は、ガスチャンバ９に設けられた管状のアース用スイッチ可動接点１１０ｃの直線駆動のための、シャフト１１ａ，１１ｂ（駆動シャフトおよび絶縁シャフト）によって駆動される片側で支持されたスピンドル１１ｂ（絶縁シャフト）を有する。ここに例として挙げた構成では、可動の接点ピース１１０ｃ（アース用スイッチ接点）は、スイッチギア装置１５の内部９（ガスチャンバ）で、シールド７ｂ内に配置されており、内側から外側へ移動されることができる。それ故に、アース用スイッチ固定接点１２は、ハウジング側に設けられた取り付け蓋部１０に組込み可能である。

もし、絶縁式のアース用スイッチ固定接点１２を有する実施形態がアース用スイッチ１’のために必要な場合には、それに必要な電気的絶縁および電気的接続も取り付け蓋部１０に組み込まれる。このために、接点システム１２ａと取り付け蓋部１０との間のアース用スイッチ固定接点１２は、電気的絶縁１２ｂを有する。特に、アース用スイッチ固定接点１２は、ハウジング２から外側に延びる電気的に絶縁されたブッシング１２ｃを有する。アース用スイッチ１’をハウジング２に短絡させるために、導電性のブラケット（ここでは図示せず）を、通された接地接点すなわちブッシング１２ｃとハウジング２との間に取り付けることができる。

アース用スイッチ１’は、本発明に基づいて取り付け蓋部１０に組み込まれているアース用スイッチ固定接点１２を有し、図に示すように、組合せ式の断路器兼アース用スイッチ１’の構成要素であってもよく、特に、共通の断路器兼接地装置用駆動部１１（アース用スイッチ駆動部）を有することもできる。アース用スイッチ１’は、取り付け蓋部１０に組み込まれているアース用スイッチ固定接点１２を有し、組合せ式の断路器兼接地装置１’（アース用スイッチ）の他の変形の実施形態では、エルボ形断路器においても、あるいは、別個にすなわち断路器機能なしに実現されることができる。他のアース用スイッチ駆動部１１も、本発明と互換性を有し、従って、開示されていると見なされる。

アース用スイッチ固定接点１２は、取り付け蓋部１０に完全に事前に取り付けられていてもよい。アース用スイッチ固定接点は、取り付け蓋部１０と共に容易にスイッチング装置１’のハウジング２に取り付けられ、特にフランジ１０ａを介して取り付けられることができる。結局、取り付け蓋部１０に組み込まれているスイッチング装置１’（アース用スイッチ）によって、スイッチギア装置１５の組立、点検およびメンテナンスが簡単になる。何故ならば、ハウジング２を取り除く必要無しに、作動部７を取り付けフランジ１０によって組み込み、取り外しおよび交換することができるからである。

アース用スイッチ１’は、特に、ガス絶縁式の中電圧用のまたは高電圧用のスイッチギア装置１５のために適切である。このようなアース用スイッチ１’を有するスイッチギア装置１５もまた、クレームされている。

従来の技術に基づく従来のアース用スイッチを概略的に横断面で示しており、このアース用スイッチは、ガス絶縁式のスイッチギア装置の側方に設けられる。 本発明に基づき取り付け蓋部に組み込まれたコンパクトなアース用スイッチの実施形態を概略的に横断面で示す。

符号の説明

１・・・従来の接地装置またはアース用スイッチ（側方に取り付けられる）、
１’・・・コンパクトなデザインの組合せ式の断路器兼アース用スイッチ、
２・・・ＧＩＳハウジング、
３・・・アース用スイッチ駆動部を有するアース用スイッチ・フィッティング、
３ａ・・・アース用スイッチ・ハウジング、
４・・・アース用スイッチ・フィッティングのためのフランジ、
５・・・アース用スイッチ可動接点ピン、
６・・・アース用スイッチ固定接点、
７・・・スイッチングギア装置の作動部、電流導体（高電圧電位にある）、
７ａ・・・ホルダー、任意の電流接続、
７ｂ・・・可動のコンタクト・チューブのためのシールド、
８・・・インシュレータ、ピン・インシュレータ、台インシュレータ、
８ａ・・・インシュレータ・フランジ、
９・・・ガスチャンバ、ＳＦ_６、
１０・・・取り付け蓋部、アース用スイッチ固定接点が組み込まれた取り付けフランジ、
１０ａ・・・取り付け蓋部のためのフランジ、
１０ｂ・・・断路器兼アース用スイッチ駆動部のための刳り抜き部、駆動ブッシング、
１０ｃ・・・蓋部側壁、シリンダシース、
１０ｄ・・・蓋部底部、シリンダ底部、
１０ｅ・・・蓋部内側、
１００・・・取り付け蓋部空間，物理的空間、
１１・・・断路器兼アース用スイッチ駆動部、
１１ａ・・・駆動シャフト、
１１ｂ・・・絶縁シャフト、
１１ｃ・・・スピンドル、
１１ｄ・・・コンタクト・チューブ、スイッチング・ロッド、
１１０ｃ・・・アース用スイッチ可動接点、
１２・・・アース用スイッチ固定接点、
１２ａ・・・接点システム、
１２ｂ・・・アースされたアース用スイッチのための絶縁、電気的絶縁、
１２ｃ・・・アース用スイッチおよびハウジングのブッシング、接地接点、
１３・・・断路ギャップ、
１４・・・アース・ギャップ、
１５・・・ガス絶縁式のスイッチギア装置、
Ａ・・・スイッチギア装置部分の軸、
ｄ・・・ＧＩＳハウジングの直径、
Ｄ・・・取り付け蓋部の直径、
Ｌ・・・アース用スイッチ固定接点の軸方向長さ、
Ｔ・・・物理的空間の軸方向深さ。

Claims (13)

1. ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）のためのアース用スイッチ（１’）であって、
   アース用スイッチ駆動部（１１）と、アース用スイッチ可動接点（１１０ｃ）と、アース用スイッチ固定接点（１２）と、を備え、
   前記アース用スイッチ可動接点（１１０ｃ）および前記アース用スイッチ固定接点（１２）は、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）のガスチャンバ（９）に収容されており、更に、前記アース用スイッチ（１’）は、前記アース用スイッチ固定接点（１２）の領域で、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）のハウジング（２）に機械的に接続された、アース用スイッチにおいて、
   ａ） 前記ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）の取り付け蓋部（１０）が、前記ガスチャンバ（９）を拡張する窪み状に形成された物理的空間（１００）を有し、
   ｂ） 前記アース用スイッチ固定接点（１２）は、前記取り付け蓋部（１０）の内側（１０ｅ）に取り付けられ、前記取り付け蓋部（１０）の前記物理的空間（１００）に収容され、
   ｃ） 前記アース用スイッチ固定接点（１２）は、前記取り付け蓋部（１０）に対し垂直の軸方向の線（Ａ）に関して、前記物理的空間（１００）の深さ（Ｔ）よりも小さいか、あるいは、前記深さと同じ長さ（Ｌ）を有すること、
   を特徴とするアース用スイッチ（１’）。
2. 前記取り付け蓋部（１０）は、実質的にシリンダ状であり、前記アース用スイッチ固定接点（１２）を収容するための実質的にシリンダ状の物理的空間（１００）を有すること、を特徴とする請求項１に記載のアース用スイッチ（１’）。
3. 前記取り付け蓋部（１０）は、前記アース用スイッチ固定接点（１２）が組み込まれ、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）のハウジング（２）の端面に配置されていること、を特徴とする請求項１または２に記載のアース用スイッチ（１’）。
4. 前記取り付け蓋部（１０）は、前記ガス絶縁式のスイッチギア装置（１５）の直径（ｄ）と実質的に同じである開口径（Ｄ）を有すること、を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）。
5. 前記取り付け蓋部（１０）は、前記アース用スイッチ可動接点（１１０ｃ）のために、前記アース用スイッチ駆動部（１１）を通すための、刳り抜き部（１０ｂ）を有すること、を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）。
6. 前記取り付け蓋部（１０）は、前記アース用スイッチ可動接点（１１０ｃ）のために、前記アース用スイッチ駆動部（１１）の駆動シャフト（１１ａ）および絶縁シャフト（１１ｂ）を通すための、刳り抜き部（１０ｂ）を有すること、を特徴とする請求項５に記載のアース用スイッチ（１’）。
7. 前記アース用スイッチ駆動部（１１）は、前記ガスチャンバ（９）内に配置された前記アース用スイッチ可動接点（１１０ｃ）の直線駆動のための、片側で支持されたスピンドル（１１ｂ）を有すること、
   を特徴とする請求項５に記載のアース用スイッチ（１’）。
8. 前記アース用スイッチ固定接点（１２）は、接点システム（１２ａ）と前記取り付け蓋部（１０）との間に、電気的絶縁（１２ｂ）を有すること、
   を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）。
9. 前記アース用スイッチ固定接点（１２）は、前記ハウジング（２）から外側に延びる電気的に絶縁されたブッシング（１２ｃ）を有すること、
   を特徴とする請求項８に記載のアース用スイッチ（１’）。
10. 前記アース用スイッチ（１’）は、組合せ式の断路器兼アース用スイッチ（１’）の構成要素であること、を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）。
11. 前記アース用スイッチ（１’）は、共通の断路器兼アース用スイッチ駆動部（１１）を有すること、を特徴とする請求項１０に記載のアース用スイッチ（１’）。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）によって特徴づけられる、電気的スイッチギア装置（１５）。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のアース用スイッチ（１’）によって特徴づけられる、高電圧用のまたは中電圧用のスイッチギア装置（１５）。

Images