真空バルブおよびガス絶縁負荷時タップ切換器
【課題】高圧ガス中で使用を可能にする真空バルブ、およびこの真空バルブを適用した小型で信頼性の高いガス絶縁負荷時タップ切換器を提供する。
【解決手段】真空バルブ２は、絶縁ガスを充填した密閉容器内に配置され、開離可能な一対の電極１５ａ、１５ｂを有し、可動側電極１５ｂに連結した可動側導電棒１６ｂと、密閉容器内の真空状態を保持して可動側電極１５ｂの動作を促すベロー１７とを有する。可動側導電棒１６ｂとベロー１７間に円筒状の可動側導体ガイド９を設け、可動側導体ガイド９と可動側端板１２ｂ間、および可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂ間で気密を保持し、ベロー１７、可動側導体ガイド９、および可動側導電棒１６ｂで気密室４を形成し、気密室４内の圧力を絶縁ガス６の圧力と密閉容器内の圧力の中間の圧力に保持する。
【解決手段】真空バルブ２は、絶縁ガスを充填した密閉容器内に配置され、開離可能な一対の電極１５ａ、１５ｂを有し、可動側電極１５ｂに連結した可動側導電棒１６ｂと、密閉容器内の真空状態を保持して可動側電極１５ｂの動作を促すベロー１７とを有する。可動側導電棒１６ｂとベロー１７間に円筒状の可動側導体ガイド９を設け、可動側導体ガイド９と可動側端板１２ｂ間、および可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂ間で気密を保持し、ベロー１７、可動側導体ガイド９、および可動側導電棒１６ｂで気密室４を形成し、気密室４内の圧力を絶縁ガス６の圧力と密閉容器内の圧力の中間の圧力に保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを絶縁媒体とするガス絶縁変圧器に用いられるガス絶縁負荷時タップ切換器、およびその電流開閉を行う真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市のような人口密集地域に設置する変圧器においては、従来の油入変圧器に代わり、火災の要因の無い不燃性のガスを用いたガス絶縁変圧器が採用されている。さらに、大都市では消費電力が大きいにもかかわらず、電力機器の設置スペース等の制約の問題から、大容量にして小型の機器とすることが要求されている。したがって、ガス絶縁変圧器の場合、内部の絶縁距離を縮小するため、高圧力にて絶縁ガスを封入することが絶対条件となってきている。
【０００３】
ガス絶縁変圧器には、通常の場合、真空バルブ式の負荷時タップ切換器が取り付けられるが、ここで、従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の構成について、図面を参照して簡単に説明する。
【０００４】
図９は、従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図である。図９において、負荷時タップ切換器１は、変圧器５１の外まわりを構成するタンク６０のカバー６１から吊り下げられて、タンク６０内に取り付けられている。変圧器本体３４は、主として、鉄心３４ａと、この鉄心３４ａに巻回されたコイル３４ｂで構成されている。
【０００５】
負荷時タップ切換器１は、電流開閉を行う真空バルブ２を備えた切換開閉器３１と、電流開閉を行なわないタップ選択器３２より構成されている。
【０００６】
ここで、切換開閉器３１の電流開閉を行う真空バルブ２の概略構成図を図１１に示す。
【０００７】
負荷時タップ切換器１の駆動は、タンク６０の外側に取り付けられた電動操作機構３９が生み出す回転力を、伝動軸３８を介して切換開閉器３１及びタップ選択器３２に伝達して行なわれる。高圧の絶縁ガス６と変圧器５１外部の大気とは大きな圧力差があるため、負荷時タップ切換器１には回転シール部７１及び静圧シール部７２が設けられている。
【０００８】
また、切換開閉器３１とタップ選択器３２は電気的に接続されており、さらに、タップ選択器３２は変圧器コイル３４ｂと電気的に接続されている。
【０００９】
変圧器５１は、絶縁距離を縮小するために、タンク６０内に高圧力の絶縁ガス６が封入される。これに伴い、負荷時タップ切換器１自身も高圧力下に置かれることになる。
【００１０】
このため、切換開閉器３１に取り付けられている真空バルブ２は、バルブ内の真空に対して外部からかなりの高圧力を受け、外圧力のシール部であるベロー１７の寿命が著しく低下してしまう。
【００１１】
これにより真空バルブ２自身の寿命が支配され、著しくは負荷時タップ切換器１の電気的寿命を低下させることになる。このような構成においても、絶縁ガス６の絶対圧力が０．２ＭPa程度であれば、図９に示した構成において、真空バルブ２のベロー１７に特別な対策を施さずに使用することが可能である（特許文献１参照）。
【００１２】
しかるに、ガス絶縁機器のコンパクト化への市場の要求から、絶縁ガス６の圧力をさらに高くする必要があり、真空バルブ２のベロー１７部分の対策が必要となってきた。
【００１３】
さらに、近年、絶縁ガス６として、環境に対して負荷の少ない天然ガスである窒素や二酸化炭素を使用したガス絶縁変圧器が求められるようになってきている。このような環境負荷の少ないガスを用いる場合には、絶縁性能等の問題から、従来使用しているＳＦ６ガスよりもさらに高い圧力で使用する必要があり、場合によっては、絶縁ガス６の絶対圧力が１ＭPaを超える可能性も出てきている。
【００１４】
この対策として、切換開閉器３１を、タップ選択器３２を含む変圧器５１と分離して、変圧器５１とは別圧力にするための切換開閉器室を設けて、この中に切換開閉器３１を収納し、切換開閉器室内に封入する絶縁ガス圧力を変圧器のものより低い圧力とする方法がある。
【００１５】
このような方法を採用した代表的なガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図を図１０に示す。
【００１６】
図において、３４は変圧器本体であり、タンク６０内には高圧力の絶縁ガス６が封入され、同じくタンク６０内には変圧器本体３４と負荷時タップ切換器１のタップ選択器３２が収納されている。切換開閉器３１は、切換開閉器室６４内に収められており、切換開閉器室６４内には、タンク６０内の絶縁ガス６より低圧力の絶縁ガス６Ｌが封入され、負荷時タップ切換器１の切換開閉器３１が収納されている。
【００１７】
変圧器のタンク６０と切換開閉器室６４は絶縁バリヤ１３０によって気密を施して分離されている。電動操作機構３９による回転駆動力は伝動軸３８に伝達され切換開閉器３１に伝達される。また、回転駆動力は切換開閉器３１とタップ選択器３２間に配置された回転伝動軸４０にも伝達されタップ選択器３２に伝達される。
【００１８】
負荷時タップ切換器１の場合、絶縁に関して言えば、切換開閉器３１は隣接するタップ間のみの絶縁を必要とし、一方タップ選択器３２は全タップ間の絶縁を必要とするという負荷時タップ切換器固有の特徴がある。
【００１９】
したがって、上述のように切換開閉器３１とタップ選択器３２を分離すれば、切換開閉器３１側の絶縁ガス６Ｌの圧力を低くすることが可能となる。
【００２０】
したがって、このような構成にすることで、切換開閉器３１の真空バルブ２のベロー１７に加わる圧力は、０．２ＭPa程度にすることが可能となる。このため、真空バルブ２をシールするベロー１７の寿命を従来構成に比べて長くすることが可能となり、負荷時タップ切換器１自身の電気的寿命を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平２−１２３７１５号公報
【特許文献２】実開昭５４−１３７８６３号公報
【特許文献３】特開平６−２０８８２０号公報
【特許文献４】特開２００６−１８７１９５号公報
【特許文献５】特開２００２−２８０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上述した従来のガス絶縁負荷時タップ切換器においては、次のような解決すべき課題をかかえている。
【００２３】
高ガス圧を適用したガス絶縁変圧器の負荷時タップ切換器においては、真空バルブ２のベロー１７に加わる圧力を０．２ＭPa程度にするため、負荷時タップ切換器１を切換開閉器３１とタップ選択器３２に分離する必要がある。
【００２４】
このため、変圧器本体を収納するタンク以外にもうひとつのタンクを必要とする。それにより、変圧器全体として大型化するだけでなく、部品点数の増加や内部接続作業が増加し、生産効率が低下する等の問題があった。
【００２５】
このような問題を解決し、変圧器全体の大型化を抑制するために、変圧器巻線を収納するタンクに負荷時タップ切換器を収めることで、変圧器全体の小型化を実現することが可能となる。このために、ベロー１７に絶縁ガス６の圧力が加わらないようにした種々の提案がなされている。
【００２６】
図５は、特許文献２に、図６は、特許文献３に、図７、図８は特許文献４に示された従来のガス絶縁負荷時タップ切換器における真空バルブの構成を示す概略構成図である。いずれも、真空バルブの外側に中間圧力室を設けてガスの圧力差を分散させて、ベロー１７部分に高い圧力が加わらないように工夫がなされている。
【００２７】
しかるに、絶縁ガス６を０．６ＭPa以上で使用する場合には、ベローは２つでは足りず３つ以上を使用する必要がある。また、従来の中間圧力室を設ける方法では、真空バルブ２の長手方向の長さが大きくなってしまい、負荷時タップ切換器を構成する場合には、油入変圧器の負荷時タップ切換器よりも大型化してしまうという欠点があった。
【００２８】
また、特許文献５には、図示しないが、真空バルブを絶縁材料でモールドして、真空バルブとモールド部材との間に中間圧力差を設けて、ガスの圧力差を分散させて、ベロー部分に高い圧力が加わらないように工夫がなされている。
【００２９】
以上のような従来の中間圧力差を設ける方法では、いずれも真空バルブの長さ方向の長さが大きくなってしまい、負荷時タップ切換器を構成する場合には、油入変圧器の負荷時タップ切換器に比べ大型化してしまうという課題があった。
【００３０】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、簡易な構造でベローの内外面の圧力差を抑えて、高圧ガス中での使用が可能な真空バルブ、およびこの真空バルブを適用した小型で信頼性の高いガス絶縁負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記可動側導電棒と前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記可動側導電棒、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記可動側導電棒と可動側導体ガイドとの間に外周面が前記可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを介挿し、前記可動側導体ガイドと前記摺動ガイド、および前記ベローと前記摺動ガイドとの間に、それぞれシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の端板に気密接合され、前記絶縁筒の軸方向外側に位置する前記可動側導電棒の外周部に、外周面が可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを接合し、前記摺動ガイドの外周側に沿って前記絶縁筒の外側に延びる円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記摺動ガイドと前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に係るガス絶縁負荷時タップ切換器は、上記いずれかの真空バルブを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明においては、真空バルブの絶縁容器内においてベロー部の内側空間に気密室を形成して、気密室の圧力を、絶縁容器外の絶縁ガスの圧力と絶縁容器内のベロー部の外側空間における圧力との中間の圧力としたことで、従来のように真空バルブのベロー部に周囲の高圧の絶縁ガスの圧力が直接加わら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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図５】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図６】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図７】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図８】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図９】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図。
【図１０】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器において、切換開閉器を別圧力にした構成図。
【図１１】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための代表的な形態について、図面を参照して説明する。なお、従来技術と同一または類似の部分については同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００３８】
（第1の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図を示すもので、全体構成については、真空バルブの部分を除いて図９に示した構成と同様の構成であることから、ここでは図示を省略する。
【００３９】
ここで、真空バルブ２は、図９における絶縁ガス６を充填した切換開閉器３１の密閉容器６８内に収納されている。
【００４０】
絶縁筒１１の一端（図１では左端）には固定側端板１２ａが設けられ、この固定側端板１２ａに固定された固定側導電棒１６ａの真空室３内には固定側電極１５ａが取り付けられている。また、絶縁筒１１の他端（図１では右端）には可動側端板１２ｂが設けられ、可動側導電棒１６ｂの外周には、ベロー１７が設けられている。ベロー１７の一端は可動側端版１２ｂに、他端は可動側導電棒１６ｂに気密接続されている。
【００４１】
また、可動側導電棒１６ｂには、固定側電極１５ａに対向する可動側電極１５ｂが取り付けられ、両電極１５ａ、１５ｂは、このようにして構成された真空バルブ２の真空室３内に収納されている。
【００４２】
一方、可動側導電棒１６ｂの外周側には、円筒形状で一端に鍔を設けた可動側導体ガイド９が設けられている。可動側導体ガイド９はその鍔部が可動側端板１２ｂに形成されたガイド押え１０にロウ付けまたはネジ止め等により固定されている。
【００４３】
ここで、可動側導体ガイド９と可動側端板１２ｂの間にはシ−ル材２２ａが介挿されており、また、可動側導体ガイド９の円筒部内周側と可動側導電棒１６ｂの外周側との間は、例えば、ＥＰゴム等からなるシ−ル材２２ｂ、２２ｃが介挿されており、ベロー１７の内側と可動側導電棒１６ｂの外周側、および可動側導体ガイド９で囲まれた空間に気密室４を形成して、可動側導電棒１６ｂが可動側導体ガイド９との間の気密を保ちながら気密室４の外部空間に可摺動的に導出される。
【００４４】
したがって、ベロー１７の内側空間に形成された気密室４は、真空バルブ２の周囲の絶縁ガス６雰囲気から完全に区分されている。シ−ル材２２ｂ、２２ｃを介して気密室４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２は、例えば、図９に示すように高圧の絶縁ガス６を密封した密閉容器６８内に設置して用いられる。なお、同図において、密閉容器６８における真空バルブ２の操作機構部は表示を省略している。
【００４５】
このように可動側導体ガイド９を真空バルブ２のベロー１７の内側に介挿したことにより、ベロー１７の外側には真空室４内の真空圧が作用するが、その内側には、真空バルブ２の外部空間の高圧の絶縁ガス６が作用しないようにすることができる。
【００４６】
したがって、気密室４内に絶縁ガス６の圧力と真空室３の真空圧との中間の圧力の空気やガスを封入することで、ベロー１７の内外側面に作用する圧力差は従来よりも小さくでき、その機械的寿命を向上させることができる。
【００４７】
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ガスの圧力を高めて、より絶縁性能を向上させたガス絶縁負荷時タップ切換器が実現できる。
【００４８】
また、本実施形態においては、絶縁筒と端板とで囲まれた真空バルブの真空室内部空間に気密室を形成することで、空間内に真空バルブの全長を従来の真空バルブと同じ長さに構成することが可能となる。
【００４９】
さらに、気密室４内に万一絶縁ガス６が漏れた場合を考慮して、気密室４内にゼオライト等のガス吸着材２９を介在させて漏れたガス吸着することで、真空バルブ２のベロー１７部分には、０．１ＭPa以下の圧力差しか加わらないようにすることが可能となり、ベロー１７の内外面に作用する圧力差を従来のガス絶縁変圧器の場合よりも小さくすることが可能であり、小型で長期間の信頼性を有するガス絶縁負荷時タップ切換器を提供することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。真空バルブ２の構成については、図１に示した第１の実施形態と要部を除いてほぼ同様であるから、図１と共通する部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００５２】
本実施形態においては、可動側導電棒１６ｂの外周側で且つ可動側導体ガイド９の内周側に、ベロー１７の内側に形成された気密室４内から気密室４外に可動側導電棒１６ｂの軸方向に沿って延びる円筒状の摺動ガイド７が介挿されている。
【００５３】
この摺動ガイド７の外周面は滑らかな表面状態に形成されており、可動側導電棒１６ｂの外周側に施されたねじ部分に、内周側にねじが切られた摺動ガイド押え８を用いて可動側導電棒１６ｂの軸方向反電極側から締付け固定されている。
【００５４】
なお、摺動ガイド７としては、例えば、ステンレス鋼や、鉄の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、タングステン、チタン等をコーティングしたものを用いることができる。
【００５５】
摺動ガイド押え８により締付けられた摺動ガイド７は、シ−ル材２２ｄを介してベロー１７に接触してガスシールがなされている。さらに、可動側導体ガイド９は、ねじ１３により可動側端板１２ｂに設けられたガイド押え１０に固定されている。
【００５６】
ここで、可動側導電棒１６ｂは、真空バルブ２内の高真空を保つために、絶縁筒１１と固定側端板１２ａおよび可動側端板１２ｂ、固定側端板１２ａと固定側電極１６ａ、可動側導電棒１６ｂとベロー１７の一端とが、それぞれロウ付け等で気密接合されている。この際、可動側導電棒１６ｂの表面粗さを摺動時に摩擦が小さくなるようにあらかじめ滑らかに保っておくための保護方法には工夫が必要である。特に、金属同士の衝突を防止するためには、ゴム状の有機材料が好ましいが、可動側導電棒１６ｂとベロー１７とをロウ付けにて接合する場合においては、ロウ付け時にゴム状の有機材料が焦げて、周囲に張り付くなどして実用的ではない。このため、真空バルブ２を高真空にするまでは従来の行程で行い、その後、内側の表面が滑らかな可動側導体ガイド９と外側の表面が滑らかな摺動ガイド７を取り付けて構成している。
【００５７】
このように、本実施形態においては、可動側導電棒１６ｂの外周面に外周面が滑らかな表面状態に形成された円筒状の摺動ガイド７を取付け固定し、摺動ガイド７の外周側と可動側導体ガイド９の内周側にシール材２２ｂ、２２ｃを配置したことで、可動側導電棒１６ｂの摺動時の摩擦および絶縁ガス６の気密室４内への侵入を防止でき、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。これは、図２に示した第２の実施形態の真空バルブの変形例を示すものであるから、図２と共通する部分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。
【００５９】
可動側導体ガイド９は、可動側導電棒１６ｂの外周部において、その円筒部分の一端が内側に折り返された二重円筒形状になっており、内側円筒の内周側にシ−ル材２２ｂ、２２ｃを介して可動側導電棒１６ｂに接触するように配置されて気密室４内の気密性が保たれている。
【００６０】
上述した本実施形態によれば、絶縁ガス６の圧力による力は、可動側導体ガイド９の二重円筒部の隙間を押し広げるように加わる。そうすることで、可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂの気密性は、絶縁ガス６の圧力が高いほど良くなることから、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００６１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。これは、図２に示した第２の実施形態の真空バルブの変形例を示すものであるから、図２と共通する部分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。
【００６２】
本実施形態においては、図２に示した円筒状の摺動ガイド７の軸方向長さを短くし、摺動ガイド７の端面を可動側導電棒１６ｂの周囲にロウ付け部１８を形成して気密を保って固定している。さらに、本実施形態では、可動側導体ガイド９の一端に形成した鍔部を可動側端板１２ｂに取付け固定し、円筒部は真空バルブ２の気密室４に対して可動側導電棒１６ｂの軸方向反電極側に延びる構成として、可動側導体ガイド９と摺動ガイド７との間にシ−ル材２２ｂ、２２ｃを介在させて気密を保っている。
【００６３】
このように、可動側導体ガイド９の円筒部を真空バルブ２の気密室４に対して外側方向に延びるように構成したことで、第３の実施形態と同様に、絶縁ガス６の圧力による力は、可動側導体ガイド９を押し縮める方向に加わる。
【００６４】
このように構成することで、可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂの気密性は、絶縁ガス６の圧力が高いほど良くなることから、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００６５】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態のように、気密室内にゼオライト等を主成分とするガス吸着剤を介在させることにより、気密室内にわずかに漏れ出す絶縁ガスを吸着することができるので、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ … 負荷時タップ切換器、 ２ … 真空バルブ、
３ … 真空室、 ４ … 気密室、
５ … 空気室、 ６、６Ｌ … 絶縁ガス、
７ … 円筒状の摺動ガイド、 ８ … 摺動ガイド押えねじ、
９ … 可動側導体ガイド、 １０ … ガイド押え、
１１ … 絶縁筒、 １２ａ … 固定側端板、
１２ｂ … 可動側端板、 １３ … ネジ、
１５ａ … 固定側電極、 １５ｂ … 可動側電極、
１６ａ … 固定側導電棒、 １６ｂ … 可動側導電棒、
１７ … ベロー、 １８ … ロウ付け部、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ … シ−ル材、
３１ … 切換開閉器、 ３２ … タップ選択器、
３４ … 変圧器本体、 ３４ａ … 主構成物は鉄心、
３４ｂ … コイル、 ３８ … 伝動軸、
３９ … 電動操作機構、 ５１ … 変圧器、
６０ … タンク、 ６１ … カバー、
６９ … 密閉容器、 ７１ … 回転シール部、
７２ … 静圧シール部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを絶縁媒体とするガス絶縁変圧器に用いられるガス絶縁負荷時タップ切換器、およびその電流開閉を行う真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市のような人口密集地域に設置する変圧器においては、従来の油入変圧器に代わり、火災の要因の無い不燃性のガスを用いたガス絶縁変圧器が採用されている。さらに、大都市では消費電力が大きいにもかかわらず、電力機器の設置スペース等の制約の問題から、大容量にして小型の機器とすることが要求されている。したがって、ガス絶縁変圧器の場合、内部の絶縁距離を縮小するため、高圧力にて絶縁ガスを封入することが絶対条件となってきている。
【０００３】
ガス絶縁変圧器には、通常の場合、真空バルブ式の負荷時タップ切換器が取り付けられるが、ここで、従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の構成について、図面を参照して簡単に説明する。
【０００４】
図９は、従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図である。図９において、負荷時タップ切換器１は、変圧器５１の外まわりを構成するタンク６０のカバー６１から吊り下げられて、タンク６０内に取り付けられている。変圧器本体３４は、主として、鉄心３４ａと、この鉄心３４ａに巻回されたコイル３４ｂで構成されている。
【０００５】
負荷時タップ切換器１は、電流開閉を行う真空バルブ２を備えた切換開閉器３１と、電流開閉を行なわないタップ選択器３２より構成されている。
【０００６】
ここで、切換開閉器３１の電流開閉を行う真空バルブ２の概略構成図を図１１に示す。
【０００７】
負荷時タップ切換器１の駆動は、タンク６０の外側に取り付けられた電動操作機構３９が生み出す回転力を、伝動軸３８を介して切換開閉器３１及びタップ選択器３２に伝達して行なわれる。高圧の絶縁ガス６と変圧器５１外部の大気とは大きな圧力差があるため、負荷時タップ切換器１には回転シール部７１及び静圧シール部７２が設けられている。
【０００８】
また、切換開閉器３１とタップ選択器３２は電気的に接続されており、さらに、タップ選択器３２は変圧器コイル３４ｂと電気的に接続されている。
【０００９】
変圧器５１は、絶縁距離を縮小するために、タンク６０内に高圧力の絶縁ガス６が封入される。これに伴い、負荷時タップ切換器１自身も高圧力下に置かれることになる。
【００１０】
このため、切換開閉器３１に取り付けられている真空バルブ２は、バルブ内の真空に対して外部からかなりの高圧力を受け、外圧力のシール部であるベロー１７の寿命が著しく低下してしまう。
【００１１】
これにより真空バルブ２自身の寿命が支配され、著しくは負荷時タップ切換器１の電気的寿命を低下させることになる。このような構成においても、絶縁ガス６の絶対圧力が０．２ＭPa程度であれば、図９に示した構成において、真空バルブ２のベロー１７に特別な対策を施さずに使用することが可能である（特許文献１参照）。
【００１２】
しかるに、ガス絶縁機器のコンパクト化への市場の要求から、絶縁ガス６の圧力をさらに高くする必要があり、真空バルブ２のベロー１７部分の対策が必要となってきた。
【００１３】
さらに、近年、絶縁ガス６として、環境に対して負荷の少ない天然ガスである窒素や二酸化炭素を使用したガス絶縁変圧器が求められるようになってきている。このような環境負荷の少ないガスを用いる場合には、絶縁性能等の問題から、従来使用しているＳＦ６ガスよりもさらに高い圧力で使用する必要があり、場合によっては、絶縁ガス６の絶対圧力が１ＭPaを超える可能性も出てきている。
【００１４】
この対策として、切換開閉器３１を、タップ選択器３２を含む変圧器５１と分離して、変圧器５１とは別圧力にするための切換開閉器室を設けて、この中に切換開閉器３１を収納し、切換開閉器室内に封入する絶縁ガス圧力を変圧器のものより低い圧力とする方法がある。
【００１５】
このような方法を採用した代表的なガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図を図１０に示す。
【００１６】
図において、３４は変圧器本体であり、タンク６０内には高圧力の絶縁ガス６が封入され、同じくタンク６０内には変圧器本体３４と負荷時タップ切換器１のタップ選択器３２が収納されている。切換開閉器３１は、切換開閉器室６４内に収められており、切換開閉器室６４内には、タンク６０内の絶縁ガス６より低圧力の絶縁ガス６Ｌが封入され、負荷時タップ切換器１の切換開閉器３１が収納されている。
【００１７】
変圧器のタンク６０と切換開閉器室６４は絶縁バリヤ１３０によって気密を施して分離されている。電動操作機構３９による回転駆動力は伝動軸３８に伝達され切換開閉器３１に伝達される。また、回転駆動力は切換開閉器３１とタップ選択器３２間に配置された回転伝動軸４０にも伝達されタップ選択器３２に伝達される。
【００１８】
負荷時タップ切換器１の場合、絶縁に関して言えば、切換開閉器３１は隣接するタップ間のみの絶縁を必要とし、一方タップ選択器３２は全タップ間の絶縁を必要とするという負荷時タップ切換器固有の特徴がある。
【００１９】
したがって、上述のように切換開閉器３１とタップ選択器３２を分離すれば、切換開閉器３１側の絶縁ガス６Ｌの圧力を低くすることが可能となる。
【００２０】
したがって、このような構成にすることで、切換開閉器３１の真空バルブ２のベロー１７に加わる圧力は、０．２ＭPa程度にすることが可能となる。このため、真空バルブ２をシールするベロー１７の寿命を従来構成に比べて長くすることが可能となり、負荷時タップ切換器１自身の電気的寿命を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平２−１２３７１５号公報
【特許文献２】実開昭５４−１３７８６３号公報
【特許文献３】特開平６−２０８８２０号公報
【特許文献４】特開２００６−１８７１９５号公報
【特許文献５】特開２００２−２８０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上述した従来のガス絶縁負荷時タップ切換器においては、次のような解決すべき課題をかかえている。
【００２３】
高ガス圧を適用したガス絶縁変圧器の負荷時タップ切換器においては、真空バルブ２のベロー１７に加わる圧力を０．２ＭPa程度にするため、負荷時タップ切換器１を切換開閉器３１とタップ選択器３２に分離する必要がある。
【００２４】
このため、変圧器本体を収納するタンク以外にもうひとつのタンクを必要とする。それにより、変圧器全体として大型化するだけでなく、部品点数の増加や内部接続作業が増加し、生産効率が低下する等の問題があった。
【００２５】
このような問題を解決し、変圧器全体の大型化を抑制するために、変圧器巻線を収納するタンクに負荷時タップ切換器を収めることで、変圧器全体の小型化を実現することが可能となる。このために、ベロー１７に絶縁ガス６の圧力が加わらないようにした種々の提案がなされている。
【００２６】
図５は、特許文献２に、図６は、特許文献３に、図７、図８は特許文献４に示された従来のガス絶縁負荷時タップ切換器における真空バルブの構成を示す概略構成図である。いずれも、真空バルブの外側に中間圧力室を設けてガスの圧力差を分散させて、ベロー１７部分に高い圧力が加わらないように工夫がなされている。
【００２７】
しかるに、絶縁ガス６を０．６ＭPa以上で使用する場合には、ベローは２つでは足りず３つ以上を使用する必要がある。また、従来の中間圧力室を設ける方法では、真空バルブ２の長手方向の長さが大きくなってしまい、負荷時タップ切換器を構成する場合には、油入変圧器の負荷時タップ切換器よりも大型化してしまうという欠点があった。
【００２８】
また、特許文献５には、図示しないが、真空バルブを絶縁材料でモールドして、真空バルブとモールド部材との間に中間圧力差を設けて、ガスの圧力差を分散させて、ベロー部分に高い圧力が加わらないように工夫がなされている。
【００２９】
以上のような従来の中間圧力差を設ける方法では、いずれも真空バルブの長さ方向の長さが大きくなってしまい、負荷時タップ切換器を構成する場合には、油入変圧器の負荷時タップ切換器に比べ大型化してしまうという課題があった。
【００３０】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、簡易な構造でベローの内外面の圧力差を抑えて、高圧ガス中での使用が可能な真空バルブ、およびこの真空バルブを適用した小型で信頼性の高いガス絶縁負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記可動側導電棒と前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記可動側導電棒、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記可動側導電棒と可動側導体ガイドとの間に外周面が前記可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを介挿し、前記可動側導体ガイドと前記摺動ガイド、および前記ベローと前記摺動ガイドとの間に、それぞれシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明に係る真空バルブは、絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の端板に気密接合され、前記絶縁筒の軸方向外側に位置する前記可動側導電棒の外周部に、外周面が可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを接合し、前記摺動ガイドの外周側に沿って前記絶縁筒の外側に延びる円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記摺動ガイドと前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に係るガス絶縁負荷時タップ切換器は、上記いずれかの真空バルブを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明においては、真空バルブの絶縁容器内においてベロー部の内側空間に気密室を形成して、気密室の圧力を、絶縁容器外の絶縁ガスの圧力と絶縁容器内のベロー部の外側空間における圧力との中間の圧力としたことで、従来のように真空バルブのベロー部に周囲の高圧の絶縁ガスの圧力が直接加わら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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図５】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図６】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図７】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図８】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【図９】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の概略構成図。
【図１０】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器において、切換開閉器を別圧力にした構成図。
【図１１】従来のガス絶縁負荷時タップ切換器の真空バルブの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための代表的な形態について、図面を参照して説明する。なお、従来技術と同一または類似の部分については同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００３８】
（第1の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図を示すもので、全体構成については、真空バルブの部分を除いて図９に示した構成と同様の構成であることから、ここでは図示を省略する。
【００３９】
ここで、真空バルブ２は、図９における絶縁ガス６を充填した切換開閉器３１の密閉容器６８内に収納されている。
【００４０】
絶縁筒１１の一端（図１では左端）には固定側端板１２ａが設けられ、この固定側端板１２ａに固定された固定側導電棒１６ａの真空室３内には固定側電極１５ａが取り付けられている。また、絶縁筒１１の他端（図１では右端）には可動側端板１２ｂが設けられ、可動側導電棒１６ｂの外周には、ベロー１７が設けられている。ベロー１７の一端は可動側端版１２ｂに、他端は可動側導電棒１６ｂに気密接続されている。
【００４１】
また、可動側導電棒１６ｂには、固定側電極１５ａに対向する可動側電極１５ｂが取り付けられ、両電極１５ａ、１５ｂは、このようにして構成された真空バルブ２の真空室３内に収納されている。
【００４２】
一方、可動側導電棒１６ｂの外周側には、円筒形状で一端に鍔を設けた可動側導体ガイド９が設けられている。可動側導体ガイド９はその鍔部が可動側端板１２ｂに形成されたガイド押え１０にロウ付けまたはネジ止め等により固定されている。
【００４３】
ここで、可動側導体ガイド９と可動側端板１２ｂの間にはシ−ル材２２ａが介挿されており、また、可動側導体ガイド９の円筒部内周側と可動側導電棒１６ｂの外周側との間は、例えば、ＥＰゴム等からなるシ−ル材２２ｂ、２２ｃが介挿されており、ベロー１７の内側と可動側導電棒１６ｂの外周側、および可動側導体ガイド９で囲まれた空間に気密室４を形成して、可動側導電棒１６ｂが可動側導体ガイド９との間の気密を保ちながら気密室４の外部空間に可摺動的に導出される。
【００４４】
したがって、ベロー１７の内側空間に形成された気密室４は、真空バルブ２の周囲の絶縁ガス６雰囲気から完全に区分されている。シ−ル材２２ｂ、２２ｃを介して気密室４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２は、例えば、図９に示すように高圧の絶縁ガス６を密封した密閉容器６８内に設置して用いられる。なお、同図において、密閉容器６８における真空バルブ２の操作機構部は表示を省略している。
【００４５】
このように可動側導体ガイド９を真空バルブ２のベロー１７の内側に介挿したことにより、ベロー１７の外側には真空室４内の真空圧が作用するが、その内側には、真空バルブ２の外部空間の高圧の絶縁ガス６が作用しないようにすることができる。
【００４６】
したがって、気密室４内に絶縁ガス６の圧力と真空室３の真空圧との中間の圧力の空気やガスを封入することで、ベロー１７の内外側面に作用する圧力差は従来よりも小さくでき、その機械的寿命を向上させることができる。
【００４７】
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ガスの圧力を高めて、より絶縁性能を向上させたガス絶縁負荷時タップ切換器が実現できる。
【００４８】
また、本実施形態においては、絶縁筒と端板とで囲まれた真空バルブの真空室内部空間に気密室を形成することで、空間内に真空バルブの全長を従来の真空バルブと同じ長さに構成することが可能となる。
【００４９】
さらに、気密室４内に万一絶縁ガス６が漏れた場合を考慮して、気密室４内にゼオライト等のガス吸着材２９を介在させて漏れたガス吸着することで、真空バルブ２のベロー１７部分には、０．１ＭPa以下の圧力差しか加わらないようにすることが可能となり、ベロー１７の内外面に作用する圧力差を従来のガス絶縁変圧器の場合よりも小さくすることが可能であり、小型で長期間の信頼性を有するガス絶縁負荷時タップ切換器を提供することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。真空バルブ２の構成については、図１に示した第１の実施形態と要部を除いてほぼ同様であるから、図１と共通する部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００５２】
本実施形態においては、可動側導電棒１６ｂの外周側で且つ可動側導体ガイド９の内周側に、ベロー１７の内側に形成された気密室４内から気密室４外に可動側導電棒１６ｂの軸方向に沿って延びる円筒状の摺動ガイド７が介挿されている。
【００５３】
この摺動ガイド７の外周面は滑らかな表面状態に形成されており、可動側導電棒１６ｂの外周側に施されたねじ部分に、内周側にねじが切られた摺動ガイド押え８を用いて可動側導電棒１６ｂの軸方向反電極側から締付け固定されている。
【００５４】
なお、摺動ガイド７としては、例えば、ステンレス鋼や、鉄の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、タングステン、チタン等をコーティングしたものを用いることができる。
【００５５】
摺動ガイド押え８により締付けられた摺動ガイド７は、シ−ル材２２ｄを介してベロー１７に接触してガスシールがなされている。さらに、可動側導体ガイド９は、ねじ１３により可動側端板１２ｂに設けられたガイド押え１０に固定されている。
【００５６】
ここで、可動側導電棒１６ｂは、真空バルブ２内の高真空を保つために、絶縁筒１１と固定側端板１２ａおよび可動側端板１２ｂ、固定側端板１２ａと固定側電極１６ａ、可動側導電棒１６ｂとベロー１７の一端とが、それぞれロウ付け等で気密接合されている。この際、可動側導電棒１６ｂの表面粗さを摺動時に摩擦が小さくなるようにあらかじめ滑らかに保っておくための保護方法には工夫が必要である。特に、金属同士の衝突を防止するためには、ゴム状の有機材料が好ましいが、可動側導電棒１６ｂとベロー１７とをロウ付けにて接合する場合においては、ロウ付け時にゴム状の有機材料が焦げて、周囲に張り付くなどして実用的ではない。このため、真空バルブ２を高真空にするまでは従来の行程で行い、その後、内側の表面が滑らかな可動側導体ガイド９と外側の表面が滑らかな摺動ガイド７を取り付けて構成している。
【００５７】
このように、本実施形態においては、可動側導電棒１６ｂの外周面に外周面が滑らかな表面状態に形成された円筒状の摺動ガイド７を取付け固定し、摺動ガイド７の外周側と可動側導体ガイド９の内周側にシール材２２ｂ、２２ｃを配置したことで、可動側導電棒１６ｂの摺動時の摩擦および絶縁ガス６の気密室４内への侵入を防止でき、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。これは、図２に示した第２の実施形態の真空バルブの変形例を示すものであるから、図２と共通する部分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。
【００５９】
可動側導体ガイド９は、可動側導電棒１６ｂの外周部において、その円筒部分の一端が内側に折り返された二重円筒形状になっており、内側円筒の内周側にシ−ル材２２ｂ、２２ｃを介して可動側導電棒１６ｂに接触するように配置されて気密室４内の気密性が保たれている。
【００６０】
上述した本実施形態によれば、絶縁ガス６の圧力による力は、可動側導体ガイド９の二重円筒部の隙間を押し広げるように加わる。そうすることで、可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂの気密性は、絶縁ガス６の圧力が高いほど良くなることから、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００６１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係るガス絶縁負荷時タップ切換器に適用される真空バルブの概略構成図である。これは、図２に示した第２の実施形態の真空バルブの変形例を示すものであるから、図２と共通する部分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。
【００６２】
本実施形態においては、図２に示した円筒状の摺動ガイド７の軸方向長さを短くし、摺動ガイド７の端面を可動側導電棒１６ｂの周囲にロウ付け部１８を形成して気密を保って固定している。さらに、本実施形態では、可動側導体ガイド９の一端に形成した鍔部を可動側端板１２ｂに取付け固定し、円筒部は真空バルブ２の気密室４に対して可動側導電棒１６ｂの軸方向反電極側に延びる構成として、可動側導体ガイド９と摺動ガイド７との間にシ−ル材２２ｂ、２２ｃを介在させて気密を保っている。
【００６３】
このように、可動側導体ガイド９の円筒部を真空バルブ２の気密室４に対して外側方向に延びるように構成したことで、第３の実施形態と同様に、絶縁ガス６の圧力による力は、可動側導体ガイド９を押し縮める方向に加わる。
【００６４】
このように構成することで、可動側導体ガイド９と可動側導電棒１６ｂの気密性は、絶縁ガス６の圧力が高いほど良くなることから、気密室４内の圧力上昇を抑えることができる。
【００６５】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態のように、気密室内にゼオライト等を主成分とするガス吸着剤を介在させることにより、気密室内にわずかに漏れ出す絶縁ガスを吸着することができるので、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ … 負荷時タップ切換器、 ２ … 真空バルブ、
３ … 真空室、 ４ … 気密室、
５ … 空気室、 ６、６Ｌ … 絶縁ガス、
７ … 円筒状の摺動ガイド、 ８ … 摺動ガイド押えねじ、
９ … 可動側導体ガイド、 １０ … ガイド押え、
１１ … 絶縁筒、 １２ａ … 固定側端板、
１２ｂ … 可動側端板、 １３ … ネジ、
１５ａ … 固定側電極、 １５ｂ … 可動側電極、
１６ａ … 固定側導電棒、 １６ｂ … 可動側導電棒、
１７ … ベロー、 １８ … ロウ付け部、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ … シ−ル材、
３１ … 切換開閉器、 ３２ … タップ選択器、
３４ … 変圧器本体、 ３４ａ … 主構成物は鉄心、
３４ｂ … コイル、 ３８ … 伝動軸、
３９ … 電動操作機構、 ５１ … 変圧器、
６０ … タンク、 ６１ … カバー、
６９ … 密閉容器、 ７１ … 回転シール部、
７２ … 静圧シール部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、
前記可動側導電棒と前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記可動側導電棒、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、
前記可動側導電棒と可動側導体ガイドとの間に外周面が前記可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを介挿し、前記可動側導体ガイドと前記摺動ガイド、および前記ベローと前記摺動ガイドとの間に、それぞれシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項３】
前記可動側導体ガイドは、円筒の一端を内側に折り曲げて形成した二重円筒構造を成し、可動側導体ガイドの内側円筒部と前記可動側導電棒との間にシール材を介在させて、ベロー、可動側導電棒、および可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記可動側導体ガイドは、円筒を内側に折り曲げて形成した二重円筒構造を成し、内側円筒部と摺動ガイドとの間にシール材を介在させて、ベロー部、摺動ガイド、および可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成したことを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項５】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の端板に気密接合され、
前記絶縁筒の軸方向外側に位置する前記可動側導電棒の外周部に、外周面が可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを接合し、前記摺動ガイドの外周側に沿って前記絶縁筒の外側に延びる円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記摺動ガイドと前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項６】
前記気密室内に、前記絶縁ガスを吸着する吸着剤を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の真空バルブ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の真空バルブを備えたことを特徴とするガス絶縁負荷時タップ切換器。
【請求項１】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、
前記可動側導電棒と前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記可動側導電棒、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の可動側端板に気密接合され、前記可動側導電棒の外周側と前記ベローの内周側との間に円筒状の可動側導体ガイドを配設し、
前記可動側導電棒と可動側導体ガイドとの間に外周面が前記可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを介挿し、前記可動側導体ガイドと前記摺動ガイド、および前記ベローと前記摺動ガイドとの間に、それぞれシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と前記絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項３】
前記可動側導体ガイドは、円筒の一端を内側に折り曲げて形成した二重円筒構造を成し、可動側導体ガイドの内側円筒部と前記可動側導電棒との間にシール材を介在させて、ベロー、可動側導電棒、および可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記可動側導体ガイドは、円筒を内側に折り曲げて形成した二重円筒構造を成し、内側円筒部と摺動ガイドとの間にシール材を介在させて、ベロー部、摺動ガイド、および可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成したことを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項５】
絶縁ガスが充填された密閉容器内に配置される真空バルブであって、
絶縁筒の両端を固定側端板と可動側端板とで密閉して構成され、真空状態が保持された絶縁容器内に可動側電極と固定側電極とからなる互いに接離可能な一対の電極を配置し、前記可動側電極を可動側導電棒の一端に連結するとともに、可動側導電棒の他端を前記絶縁容器外に設けた操作機構に接続して、前記絶縁容器内の真空状態を保持しながら前記可動側導電棒を動作可能にするベローとを備えた真空バルブにおいて、
前記ベローは、前記絶縁容器内の前記可動側導電棒の外周側に配置され、前記ベローの一端は前記可動側導電棒の外周面に気密接合され、前記ベローの他端は前記絶縁容器の端板に気密接合され、
前記絶縁筒の軸方向外側に位置する前記可動側導電棒の外周部に、外周面が可動側導電棒の外周面より滑らかに形成された円筒状の摺動ガイドを接合し、前記摺動ガイドの外周側に沿って前記絶縁筒の外側に延びる円筒状の可動側導体ガイドを配設し、前記摺動ガイドと前記可動側導体ガイドとの間にシール材を介在させて、前記ベロー、前記摺動ガイド、および前記可動側導体ガイドによって環状の気密室を形成し、前記気密室内の圧力を前記絶縁ガスの圧力と絶縁容器内の圧力の中間の圧力に保持したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項６】
前記気密室内に、前記絶縁ガスを吸着する吸着剤を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の真空バルブ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の真空バルブを備えたことを特徴とするガス絶縁負荷時タップ切換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−５４５０４（Ｐ２０１１−５４５０４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４２１０（Ｐ２００９−２０４２１０）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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