開閉装置
【課題】高圧力容器を大形化することなく、小形で信頼性が高く、環境を配慮した開閉装置を提供する。
【解決手段】主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器１内に、真空遮断器２２を備えた開閉装置において、前記真空遮断器２２は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器３１と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブ２３とを備え、前記真空バルブ２３における前記ベローズの前記操作器３１側に耐気密接続して設けた圧力容器２０と、前記圧力容器２０の内部と大気圧である前記接地密閉容器１の外部とを連通する絶縁配管２１とを備えた。
【解決手段】主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器１内に、真空遮断器２２を備えた開閉装置において、前記真空遮断器２２は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器３１と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブ２３とを備え、前記真空バルブ２３における前記ベローズの前記操作器３１側に耐気密接続して設けた圧力容器２０と、前記圧力容器２０の内部と大気圧である前記接地密閉容器１の外部とを連通する絶縁配管２１とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電所や開閉所等に適用される開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性能の高い絶縁ガスであるＳＦ６を用いたガス絶縁開閉装置は、接地金属容器による密閉構造のため高い信頼性、安全性を確保しており、広く普及している。ＳＦ６ガスは化学的に極めて安定している反面、大気中での赤外線吸収量が大きく、温暖化係数ＧＷＰが２３９００と極めて大きいため、ガス絶縁開閉装置の外部に放出された場合の環境への影響が懸念されている。
【０００３】
このような状況から、ＳＦ６ガスを使用しない開閉装置として、真空遮断器と絶縁ガスとして乾燥空気を組合せた開閉装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高圧乾燥空気を絶縁ガスとして利用して開閉装置を実現する場合には、接地電位である高圧力容器の内部で高電圧が印加される真空遮断器を絶縁部材で支持することにより絶縁性能を確保する必要がある。
【０００６】
また、真空遮断器を構成する真空バルブにおいて、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容するベローズの機械的耐久性を向上させるために、ベローズ外側が低圧力又は大気圧となる低圧圧力容器をベローズに隣接して設け、ベローズ内外に係る圧力差を低減させる方法が知られている。
【０００７】
このような開閉装置においては、真空遮断器の絶縁支持部材内部を通して低圧圧力容器内を大気圧とする方法も考えられるが、この場合には、絶縁支持部材内部の絶縁性能を確保するために大気圧領域における気中沿面絶縁距離を大きくする必要があり、開閉装置が大型化してしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、高圧力容器を大形化することなく、小形で信頼性が高く、環境を配慮した開閉装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器内に、真空遮断器を備えた開閉装置において、前記真空遮断器は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブとを備え、前記真空バルブにおける前記ベローズの前記操作器側に耐気密接続して設けた圧力容器と、前記圧力容器の内部と大気圧である前記接地密閉容器の外部とを連通する絶縁配管とを備えたものとする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記絶縁配管は、前記圧力容器にその一端を接続し、前記接地密閉容器にその他端を接続し、前記絶縁配管の接続部には、それぞれシールド電極が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
更に、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記絶縁配管は、圧力性能を充足する材料、気密性能を充足する材料、および水分透過抑制性能を充足する材料を多層に重ね合わせて形成していることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、大気中の水分を吸収するフィルタを配置することを特徴とする。
【００１３】
更に、第５の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、圧力調整弁を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、真空バルブのベローズに耐気密接続して設けた大気圧の圧力容器を開閉装置外部の大気と絶縁性配管で接続したので、高圧力容器を大形化することなく大気圧領域の気中沿面距離を十分に確保することができる。この結果、小形で信頼性が高く環境を配慮した開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の開閉装置の第１の実施の形態の構成を示す概略側面図である。
【図２】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を示す概略側面図である。
【図３】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管におけるガス圧と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の一形状を示す側面図である。
【図６】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の他の形状を示す側面図である。
【図７】本発明の開閉装置の第１の一実施の形態を構成する絶縁配管を示す縦断面図である。
【図８】本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管における結露の有無と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図である。
【図９】本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【図１０】本発明の開閉装置の第３の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【図１１】本発明の開閉装置の第４の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の開閉装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図７は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を示すもので、図１は本発明の開閉装置の第１の実施の形態の構成を示す概略側面図、図２は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を示す概略側面図、図３は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を拡大して示す縦断面図である。
【００１７】
図１において、開閉装置は、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第１の高圧容器１と、第１の高圧容器１の後方上部に配設し、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第２の高圧容器２Ａと、第１の高圧容器１の後方下部に配設し、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第３の高圧容器２Ｂと、第１の高圧容器１の前方に配設し、後述する断路器，接地開閉器，真空遮断器を操作する各操作器が収納される接地金属製の操作箱３とから大略構成されている。第１の高圧容器１、第２の高圧容器２Ａ、及び第３の高圧容器２Ｂ内には、乾燥空気に代表される主成分がＮ２とＯ２からなる混合ガスが絶縁性ガスとして封入されている。
【００１８】
第１の高圧容器１は、その内部に真空遮断器２２を収納して遮断器ユニットを構成している。第２の高圧容器２Ａは、母線側断路器５ａを収納して母線側断路器ユニットを構成している。また、第３の高圧容器２Ｂは、ライン側断路器５ｂを収納してライン側断路器ユニットを構成している。母線側断路器ユニットには、母線７を有する母線ユニットが接続している。また。ライン側断路器ユニットには、ケーブルヘッド９を介してケーブル１０が接続されている。
【００１９】
上述した母線ユニットは、絶縁支持部材によって支持した３相の主母線７導体を備えている。また、上述した母線側断路器ユニットは、母線側断路器５ａの可動子を接地開閉器の可動子６ａと一体として、断路器と接地開閉器を複合化した母線側断路器５ａと、絶縁スペーサ４ａの中心導体を介して遮断器ユニットの導体１２ａと接続する導体１５ａとを備えている。
【００２０】
真空遮断器２２を配置した遮断器ユニットは、真空遮断器２２と、真空遮断器２２を第１高圧容器１の側面を覆う接地金属板３２に固定支持する絶縁支持部材１１ａ，１１ｂと、絶縁スペーサ４ａの中心導体を介して母線側断路器ユニットの導体１５ａと接続する導体１２ａと、絶縁スペーサ４ｂの中心導体を介してライン側断路器ユニットの導体１５ｂと接続する導体１２ｂと、操作器３１の動作を可動電極に伝える絶縁棒３３と、後述する絶縁配管２１とを備えている。
【００２１】
ライン側断路器５ｂ及び接地開閉器を配置したライン側断路器ユニットは、母線側断路器ユニットの母線側断路器５ａと同一構造の断路器と、絶縁スペーサ４ｂの中心導体を介して遮断器ユニットの導体１２ｂと接続する導体１５ｂと、アレスター８等を備えている。
【００２２】
ケーブルユニットは、ライン側断路器ユニットからケーブルヘッド９を介して導出したケーブル１０を有し、このケーブル１０が負荷に接続している。
【００２３】
第１〜第３の高圧容器１，２Ａ，２Ｂ内に、絶縁ガスとして封入した乾燥空気に代表される主成分がＮ２とＯ２からなる混合ガスは、絶縁スペーサ４ａ，４ｂと接地金属板３２とで高圧力に対する気密性を確保しているが、乾燥空気は、ＳＦ６ガスに比べて約１／３の絶縁性能であり、同じ大きさの開閉装置で乾燥空気を絶縁性ガスとするためには、ＳＦ６ガスよりも高い圧力状態で使用する必要がある。同じ大きさでＳＦ６と同等の絶縁性能を確保するために使用ガス圧力を高くすると、高圧容器や絶縁スペーサの肉厚を厚くする必要が生じ、製造コストの上昇につながる。ここで、開閉装置の絶縁性能の確保と共に、小型化と低コスト化を考慮すると、このような混合ガスの圧力は、０．２〜０．８ＭＰａが適正となる。
【００２４】
次に、遮断器ユニット及び真空遮断器２２について図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２及び図３において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分である。
真空遮断器２２は、絶縁筒２３Ａと絶縁筒２３Ａの上下端にそれぞれ設けた固定側端板２３Ｂと可動側端板２３Ｃとを備える真空バルブ２３と、真空バルブ２３の上部の固定側端板２３Ｂに連結した固定側シールド電極１３ａと、真空バルブ２３の下部の可動側端板２３Ｃに連結した金属製の低圧力容器２０と、低圧力容器２０の下部に連結した可動側シールド電極１３ｂとを備えている。
【００２５】
真空バルブ２３の固定側端板２３Ｂに固定された固定導体２４Ａには固定電極２４が取り付けられている。また、真空バルブ２３の可動側端板２３Ｃには、蛇腹形状のベローズ２６の一端が耐気密接続され、ベローズ２６の他端は可動ロッド２５Ａに耐気密接続されている。可動ロッド２５Ａには、固定電極２４に対向する可動電極２５が取り付けられている。
【００２６】
可動側端板２３Ｃの下部には、金属製の低圧力容器２０の上部が例えば溶接等によって気密に接続され、また、低圧力容器２０の下部からはシール部材２８を介して可動ロッド２５Ａが低圧力容器２０との気密を保ちながら下方の可動側シールド電極１３ｂ内に可摺動的に導出されている。可動ロッド２５Ａの下端は、リンク３４と絶縁棒３３とを介して操作器３１の機構部と連結されている。
【００２７】
真空バルブ２３の上部に配置したエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる絶縁支持部材１１ａは、固定側シールド電極１３ａを接地金属板３２に対して絶縁支持しており、この固定側シールド電極１３ａを介して真空バルブ２３の上部を支持している。固定電極２４は、固定導体２４Ａ及び固定シールド電極１３ａと、接触子１４ａを介して母線側断路器ユニットの導体１５ａと接続する導体１２ａに電気的に接続されている。
【００２８】
真空バルブ２３の下部に配置したエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる絶縁支持部材１１ｂは、低圧力容器２０を接地金属板３２に対して絶縁支持しており、この低圧力容器２０を介して真空バルブ２３の下部を支持している。可動電極２５は、可動ロッド２５Ａ及び低圧力容器２０と、接触子１４ｂを介してライン側断路器ユニットの導体１５ｂと接続する導体１２ｂに電気的に接続されている。
【００２９】
なお、真空遮断器２２は、接地金属板３２に絶縁支持部材１１ａ，１１ｂで支持されていて、導体１２ａ，１２ｂと接触子１４ａ，１４ｂの部分で取り外し可能に形成されている。この結果、接地金属板３２を第１の高圧容器１から取り外すことにより、真空遮断器２２を一体で取り外すことができる。なお、接地金属板３２には、外部と連通する孔３２ａと絶縁配管２１が接続される接続部３２ｂとが設けられている。
【００３０】
低圧力容器２０内には、上下に可動ロッド２５Ａが貫通しているが、上部の貫通部は、真空バルブ２３内のベローズ２６により、下部の貫通部は例えばＯリング等のシール部材２８により、それぞれ直線駆動が可能で気密性能が保たれる直線シール構造を有している。また、低圧力容器２０の下部には、開閉器の外部の大気と絶縁配管２１を介して連通するための孔２０ａと接続部２０ｂとが設けられている。低圧力容器２０は、絶縁配管２１を介して外部と連通しているため、低圧力容器２０内の圧力は大気圧である。真空バルブ２３の内部は高真空であり、ベローズ２６内外にかかる差圧は１気圧（０．１ＭＰａ）である。
【００３１】
絶縁配管２１の両端には、コネクタ部における信頼性の高い気密性を確保するために、金属製の接続コネクタ２７，２７が設けられていて、それぞれが、低圧力容器２０の接続部２０ｂと接地金属板３２の接続部３２ｂとに接続されている。この接続コネクタ２７，２７の電界を低下させるために、接地金属板３２との接続部３２ｂを覆うようにシールド電極３５が接地金属板３２に設けられている。低圧力容器２０の下面側には、低圧力容器２０との接続部２０ｂを覆うように可動側シールド電極１３ｂが設けられている。なお、図３に示すように、各シールド電極３５，１３ｂと絶縁配管２１は直接接触させない構造が望ましい。各シールド電極３５，１３ｂと絶縁配管２１とが接触していると、気体、固体、絶縁物のトリプルジャンクションを形成するため、そのトリプルジャンクション部の電界が上がり放電の起点となり得るためである。
【００３２】
次に、絶縁配管２１の構成について図４乃至図７を用いて詳細に説明する。図４は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管におけるガス圧と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図、図５は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の一形状を示す側面図、図６は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の他の形状を示す側面図、図７は本発明の開閉装置の第１の一実施の形態を構成する絶縁配管を示す縦断面図である。図４乃至図７において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図４に示すように、絶縁配管２１の配管長が長く、雰囲気のガス圧が高ければ、絶縁破壊電圧は高くなる。つまり、本実施の形態において、第１の高圧容器１の中に配置される絶縁配管２１の外部では、高圧乾燥空気が雰囲気であるため、絶縁破壊電圧は高いが、絶縁配管２１の内部は、大気圧であるために絶縁破壊電は低くなる。このため、絶縁破壊は絶縁配管２１の内部で発生し易い。
【００３４】
すなわち、絶縁支持部材１１ａ，１１ｂや絶縁スペーサ４ａ，４ｂは、第１の高圧容器１内の高圧力部分で使用しているため、絶縁距離が短くても十分に絶縁性能を確保することができる。一方、絶縁配管２１の内部は大気圧となり、絶縁破壊電圧が低いため、十分な絶縁性能を確保するためには、沿面距離（配管長）を長くする必要がある。
【００３５】
本実施の形態のような絶縁配管２１の場合には、第１の高圧容器１内の空間を利用して沿面距離を長くとることが可能となる。例えば、図３において、接地電位である第１の高圧容器１と高電圧である真空遮断器２２との沿面距離を考えると、絶縁支持部材１１ａ、１１ｂは、その長さ分の沿面距離を発生させるだけであるのに対し、絶縁配管２１は、接地電位である接地金属板３２の接続部３２ｂから高電圧である低圧力容器２０の接続部２０ｂまで（内部の大気を介して絶縁配管２１の長さ分）沿面距離を発生させることが可能になる。つまり、絶縁配管２１を第１の高圧容器１内の空間に配置すれば、その配管の長さ分の沿面距離を確保することができる。
【００３６】
絶縁配管２１の原料としては、四フッ化エチレン樹脂やナイロンといった絶縁材料が好ましく、フレキシブルな材料であれば、配管形状の自由度を大きくすることができる。一般的にフレキシブルな配管であっても高圧力用ならば、内部に絶縁繊維の補強材が入っている構造となっており外部が高圧力であってもつぶれることなく形状を保てる。
【００３７】
また、図３では、絶縁配管２１をＬ字形状にして、低圧力容器２０から接地金属板３２に引き出す構成としているが、より空間を利用して沿面長を長くするには、図５及び図６に示すような構成とすることが可能である。図５では絶縁配管２１の一端を低圧力容器２０に接続し、絶縁配管２１の他端を接続する方向とは逆方向に一旦曲げる形態として沿面長を長くしたものである。図６では絶縁配管２１を途中で１回転させて沿面長を長くしている。さらに沿面長を長くするには図６の形態において、多数回周回させることも可能である。
【００３８】
図７は複合機能を有する絶縁配管２１の一例であり、配管の一番内側に例えばナイロン製の気密層２１Ａ、その外側に例えば繊維補強材製の耐圧力層２１Ｂ、一番外側に例えばポリウレタン製の水分透過抑制層２１Ｃを配置する複数層構造を備える複合材料の絶縁配管２１を示している。
【００３９】
本実施の形態においては、絶縁配管２１の内部が大気圧となるため、大気中に含まれる水分が透過すると第１の高圧容器１の内部に水分が侵入して絶縁性能が低下する恐れがある。このため、絶縁配管２１は圧力性能、気密性能、絶縁性能の確保以外に水分透過性の確保が必要となる。通常の四フッ化エチレン樹脂やナイロンなどの樹脂材料は水分を通しにくいとされているが、長期間の使用を考えた場合には水分透過を抑制できる材質を有する絶縁配管２１を利用したほうがよい。コストを考慮すると単一材料ですべての性能を満足する材料はほとんどないため、圧力、気密、水分透過抑制の機能を複数層で満足する複合材料の絶縁配管２１が望ましい。
【００４０】
上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空バルブ２３のベローズ２６に耐気密接続して設けた大気圧の低圧力容器２０を開閉装置外部の大気と絶縁配管２１で接続したので、第１の高圧容器１を大形化することなく大気圧領域の気中沿面距離を十分に確保することができる。この結果、小形で信頼性が高く環境を配慮した開閉装置を提供することができる。
【００４１】
また、上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空バルブ２３のベローズ２６に大気圧の低圧力容器２０を耐気密に設け、低圧力容器２０と開閉装置外部の大気とを絶縁配管２１で接続したので、低圧力容器２０内の圧力を長期間にわたり大気圧に維持することができる。この結果、低圧力容器２０において、長期間にわたるスローリークが万が一発生したとしても、低圧力容器２０内の圧力上昇を防止でき、ベローズ２６に係る圧力差を小さくすることができる。
【００４２】
さらに、上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空遮断器２２を、接地金属板３２に絶縁支持部材１１ａ，１１ｂで支持すると共に、導体１２ａ，１２ｂと接触子１４ａ，１４ｂの部分で取り外し可能に形成したので、接地金属板３２を第１の高圧容器１から取り外すことにより、真空遮断器２２を一体で取り外すことができる。この結果、組立時やメンテナンス時の作業性の良い開閉装置を提供することができる。
【００４３】
図８及び図９は、本発明の開閉装置の第２の実施の形態を示すもので、図８は本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管における結露の有無と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図、図９は本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図８及び図９において、図１乃至図７に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００４４】
絶縁配管２１の絶縁性能を低下させる要因に温度、湿度の影響で生成する結露がある。図８に示すように、結露が発生したとしても、絶縁配管２１の配管長を長くすることで、絶縁破壊の発生を防止することは可能であるが、結露の発生を防止する方法を施すほうが開閉装置の小型化の観点からは好ましい。結露を防止する一般的な方法として、ヒータを用いて結露が発生しないように雰囲気温度を上昇させるものがある。しかし、本発明の開閉装置の場合は、結露が発生しうる絶縁配管２１や低圧力容器２０全体が、高電圧部そのものまたは、高電圧部の近傍に配置されているものであるため、これらを温めるヒータを配設することは困難であり、一般的な方法で結露の発生を防止することは難しい。
【００４５】
このため、その一例として、図９に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられたフィルタ４０を備えた接地金属板３２とで構成することが可能である。この例によれば、絶縁配管２１の出口にフィルタ４０を設けることで絶縁配管内における結露の発生を防止できる。
【００４６】
ここで、フィルタ４０は、例えばシリカゲルなどからなるドライフィルタであって、通過する空気から水分を除去する機能を有している。この結果、絶縁配管２１内には、水分量の多い外気が吸い込まれず、水分が除去された外気が吸い込まれるため、内部の温度が低くても結露が発生する可能性が低くなる。
【００４７】
本発明の開閉装置の第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口にフィルタ４０が設けられているので、絶縁配管内２１の結露の発生が防止でき、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【００４８】
図１０は、本発明の開閉装置の第３の実施の形態を示すもので、本発明の開閉装置の第３の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図１０において、図１乃至図９に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態においては、図１０に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられた圧力制御弁４１を備えた接地金属板３２とで構成したものである。この例によれば、絶縁配管２１の出口に圧力制御弁４１を設け、この圧力制御弁４１によって外部の水分を含んだ空気が絶縁配管２１内に侵入することを抑えて結露の発生を防止することができる。
【００５０】
ここで、圧力制御弁４１の一例としては、圧力制御機能付きの逆止弁がある。絶縁配管２１の内部から外部の方向にのみ空気を通過可能に設定することで、絶縁配管２１の内部圧力が上昇した場合にだけ空気を外部に放出する。この結果、外部の水分を含んだ空気の絶縁配管２１内への侵入を防止する。また、圧力制御弁の他の例としては、安全弁に代表される設定圧力になると開弁する圧力制御弁がある。絶縁配管２１の内部圧力が設定圧力（例えば０．１２ＭＰａ）以上になった場合に開弁し、外部に内部空気を放出する。
【００５１】
本発明の開閉装置の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口に圧力制御弁４１が設けられているので、水分を含んだ空気の絶縁配管２１の内部への侵入が防止でき、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【００５２】
図１１は、本発明の開閉装置の第４の実施の形態を示すもので、本発明の開閉装置の第４の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図１１において、図１乃至図１０に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００５３】
この実施の形態は、図１１に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられた圧力制御弁４１を備えた接地金属板３２とで構成したものである。この例によれば、絶縁配管２１の出口に電磁弁４２を設け、この電磁弁４２によって外部の水分を含んだ空気が、絶縁配管２１内に極力侵入することを抑えるので結露の発生を防止することができる。
【００５４】
ここで、電磁弁４２は、電気信号を制御することで任意のタイミングにおける開閉動作が可能であって、例えば真空遮断器２２の動作に合わせて、開閉動作する機能を有している。真空遮断器２２の動作する場合だけ電磁弁４２が開閉動作するため、絶縁配管２１の内部は、非常に短い時間だけ大気開放する。この結果、絶縁配管２１の内部に侵入する空気が少なくなり、空気中の水分量を極力少なくすることができる。
【００５５】
本発明の開閉装置の第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口に電磁弁４２が設けられているので、水分を含んだ空気の絶縁配管２１の内部への侵入を極力少なくすることができ、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 第１の高圧容器
２Ａ 第２の高圧容器
２Ｂ 第３の高圧容器
３ 操作箱
４ａ，４ｂ 絶縁スペーサ
５ 断路器
６ 可動子
７ 主母線
１１ 絶縁支持部材
１３ａ 固定側シールド電極
１３ｂ 可動側シールド電極
２０ 低圧力容器
２１ 絶縁配管
２２ 真空遮断器
２３ 真空バルブ
２４ 固定電極
２５ 可動電極
２６ ベローズ
２７ 接続コネクタ
２８ シール部材
３１ 操作器
３２ 接地金属板
３３ 絶縁棒
３５ シールド電極
４０ フィルタ
４１ 圧力制御弁
４２ 電磁弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電所や開閉所等に適用される開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性能の高い絶縁ガスであるＳＦ６を用いたガス絶縁開閉装置は、接地金属容器による密閉構造のため高い信頼性、安全性を確保しており、広く普及している。ＳＦ６ガスは化学的に極めて安定している反面、大気中での赤外線吸収量が大きく、温暖化係数ＧＷＰが２３９００と極めて大きいため、ガス絶縁開閉装置の外部に放出された場合の環境への影響が懸念されている。
【０００３】
このような状況から、ＳＦ６ガスを使用しない開閉装置として、真空遮断器と絶縁ガスとして乾燥空気を組合せた開閉装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高圧乾燥空気を絶縁ガスとして利用して開閉装置を実現する場合には、接地電位である高圧力容器の内部で高電圧が印加される真空遮断器を絶縁部材で支持することにより絶縁性能を確保する必要がある。
【０００６】
また、真空遮断器を構成する真空バルブにおいて、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容するベローズの機械的耐久性を向上させるために、ベローズ外側が低圧力又は大気圧となる低圧圧力容器をベローズに隣接して設け、ベローズ内外に係る圧力差を低減させる方法が知られている。
【０００７】
このような開閉装置においては、真空遮断器の絶縁支持部材内部を通して低圧圧力容器内を大気圧とする方法も考えられるが、この場合には、絶縁支持部材内部の絶縁性能を確保するために大気圧領域における気中沿面絶縁距離を大きくする必要があり、開閉装置が大型化してしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、高圧力容器を大形化することなく、小形で信頼性が高く、環境を配慮した開閉装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器内に、真空遮断器を備えた開閉装置において、前記真空遮断器は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブとを備え、前記真空バルブにおける前記ベローズの前記操作器側に耐気密接続して設けた圧力容器と、前記圧力容器の内部と大気圧である前記接地密閉容器の外部とを連通する絶縁配管とを備えたものとする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記絶縁配管は、前記圧力容器にその一端を接続し、前記接地密閉容器にその他端を接続し、前記絶縁配管の接続部には、それぞれシールド電極が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
更に、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記絶縁配管は、圧力性能を充足する材料、気密性能を充足する材料、および水分透過抑制性能を充足する材料を多層に重ね合わせて形成していることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、大気中の水分を吸収するフィルタを配置することを特徴とする。
【００１３】
更に、第５の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、圧力調整弁を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、真空バルブのベローズに耐気密接続して設けた大気圧の圧力容器を開閉装置外部の大気と絶縁性配管で接続したので、高圧力容器を大形化することなく大気圧領域の気中沿面距離を十分に確保することができる。この結果、小形で信頼性が高く環境を配慮した開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の開閉装置の第１の実施の形態の構成を示す概略側面図である。
【図２】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を示す概略側面図である。
【図３】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管におけるガス圧と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の一形状を示す側面図である。
【図６】本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の他の形状を示す側面図である。
【図７】本発明の開閉装置の第１の一実施の形態を構成する絶縁配管を示す縦断面図である。
【図８】本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管における結露の有無と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図である。
【図９】本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【図１０】本発明の開閉装置の第３の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【図１１】本発明の開閉装置の第４の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の開閉装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図７は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を示すもので、図１は本発明の開閉装置の第１の実施の形態の構成を示す概略側面図、図２は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を示す概略側面図、図３は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する真空遮断器を拡大して示す縦断面図である。
【００１７】
図１において、開閉装置は、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第１の高圧容器１と、第１の高圧容器１の後方上部に配設し、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第２の高圧容器２Ａと、第１の高圧容器１の後方下部に配設し、絶縁性ガスを封入した接地金属製の第３の高圧容器２Ｂと、第１の高圧容器１の前方に配設し、後述する断路器，接地開閉器，真空遮断器を操作する各操作器が収納される接地金属製の操作箱３とから大略構成されている。第１の高圧容器１、第２の高圧容器２Ａ、及び第３の高圧容器２Ｂ内には、乾燥空気に代表される主成分がＮ２とＯ２からなる混合ガスが絶縁性ガスとして封入されている。
【００１８】
第１の高圧容器１は、その内部に真空遮断器２２を収納して遮断器ユニットを構成している。第２の高圧容器２Ａは、母線側断路器５ａを収納して母線側断路器ユニットを構成している。また、第３の高圧容器２Ｂは、ライン側断路器５ｂを収納してライン側断路器ユニットを構成している。母線側断路器ユニットには、母線７を有する母線ユニットが接続している。また。ライン側断路器ユニットには、ケーブルヘッド９を介してケーブル１０が接続されている。
【００１９】
上述した母線ユニットは、絶縁支持部材によって支持した３相の主母線７導体を備えている。また、上述した母線側断路器ユニットは、母線側断路器５ａの可動子を接地開閉器の可動子６ａと一体として、断路器と接地開閉器を複合化した母線側断路器５ａと、絶縁スペーサ４ａの中心導体を介して遮断器ユニットの導体１２ａと接続する導体１５ａとを備えている。
【００２０】
真空遮断器２２を配置した遮断器ユニットは、真空遮断器２２と、真空遮断器２２を第１高圧容器１の側面を覆う接地金属板３２に固定支持する絶縁支持部材１１ａ，１１ｂと、絶縁スペーサ４ａの中心導体を介して母線側断路器ユニットの導体１５ａと接続する導体１２ａと、絶縁スペーサ４ｂの中心導体を介してライン側断路器ユニットの導体１５ｂと接続する導体１２ｂと、操作器３１の動作を可動電極に伝える絶縁棒３３と、後述する絶縁配管２１とを備えている。
【００２１】
ライン側断路器５ｂ及び接地開閉器を配置したライン側断路器ユニットは、母線側断路器ユニットの母線側断路器５ａと同一構造の断路器と、絶縁スペーサ４ｂの中心導体を介して遮断器ユニットの導体１２ｂと接続する導体１５ｂと、アレスター８等を備えている。
【００２２】
ケーブルユニットは、ライン側断路器ユニットからケーブルヘッド９を介して導出したケーブル１０を有し、このケーブル１０が負荷に接続している。
【００２３】
第１〜第３の高圧容器１，２Ａ，２Ｂ内に、絶縁ガスとして封入した乾燥空気に代表される主成分がＮ２とＯ２からなる混合ガスは、絶縁スペーサ４ａ，４ｂと接地金属板３２とで高圧力に対する気密性を確保しているが、乾燥空気は、ＳＦ６ガスに比べて約１／３の絶縁性能であり、同じ大きさの開閉装置で乾燥空気を絶縁性ガスとするためには、ＳＦ６ガスよりも高い圧力状態で使用する必要がある。同じ大きさでＳＦ６と同等の絶縁性能を確保するために使用ガス圧力を高くすると、高圧容器や絶縁スペーサの肉厚を厚くする必要が生じ、製造コストの上昇につながる。ここで、開閉装置の絶縁性能の確保と共に、小型化と低コスト化を考慮すると、このような混合ガスの圧力は、０．２〜０．８ＭＰａが適正となる。
【００２４】
次に、遮断器ユニット及び真空遮断器２２について図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２及び図３において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分である。
真空遮断器２２は、絶縁筒２３Ａと絶縁筒２３Ａの上下端にそれぞれ設けた固定側端板２３Ｂと可動側端板２３Ｃとを備える真空バルブ２３と、真空バルブ２３の上部の固定側端板２３Ｂに連結した固定側シールド電極１３ａと、真空バルブ２３の下部の可動側端板２３Ｃに連結した金属製の低圧力容器２０と、低圧力容器２０の下部に連結した可動側シールド電極１３ｂとを備えている。
【００２５】
真空バルブ２３の固定側端板２３Ｂに固定された固定導体２４Ａには固定電極２４が取り付けられている。また、真空バルブ２３の可動側端板２３Ｃには、蛇腹形状のベローズ２６の一端が耐気密接続され、ベローズ２６の他端は可動ロッド２５Ａに耐気密接続されている。可動ロッド２５Ａには、固定電極２４に対向する可動電極２５が取り付けられている。
【００２６】
可動側端板２３Ｃの下部には、金属製の低圧力容器２０の上部が例えば溶接等によって気密に接続され、また、低圧力容器２０の下部からはシール部材２８を介して可動ロッド２５Ａが低圧力容器２０との気密を保ちながら下方の可動側シールド電極１３ｂ内に可摺動的に導出されている。可動ロッド２５Ａの下端は、リンク３４と絶縁棒３３とを介して操作器３１の機構部と連結されている。
【００２７】
真空バルブ２３の上部に配置したエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる絶縁支持部材１１ａは、固定側シールド電極１３ａを接地金属板３２に対して絶縁支持しており、この固定側シールド電極１３ａを介して真空バルブ２３の上部を支持している。固定電極２４は、固定導体２４Ａ及び固定シールド電極１３ａと、接触子１４ａを介して母線側断路器ユニットの導体１５ａと接続する導体１２ａに電気的に接続されている。
【００２８】
真空バルブ２３の下部に配置したエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる絶縁支持部材１１ｂは、低圧力容器２０を接地金属板３２に対して絶縁支持しており、この低圧力容器２０を介して真空バルブ２３の下部を支持している。可動電極２５は、可動ロッド２５Ａ及び低圧力容器２０と、接触子１４ｂを介してライン側断路器ユニットの導体１５ｂと接続する導体１２ｂに電気的に接続されている。
【００２９】
なお、真空遮断器２２は、接地金属板３２に絶縁支持部材１１ａ，１１ｂで支持されていて、導体１２ａ，１２ｂと接触子１４ａ，１４ｂの部分で取り外し可能に形成されている。この結果、接地金属板３２を第１の高圧容器１から取り外すことにより、真空遮断器２２を一体で取り外すことができる。なお、接地金属板３２には、外部と連通する孔３２ａと絶縁配管２１が接続される接続部３２ｂとが設けられている。
【００３０】
低圧力容器２０内には、上下に可動ロッド２５Ａが貫通しているが、上部の貫通部は、真空バルブ２３内のベローズ２６により、下部の貫通部は例えばＯリング等のシール部材２８により、それぞれ直線駆動が可能で気密性能が保たれる直線シール構造を有している。また、低圧力容器２０の下部には、開閉器の外部の大気と絶縁配管２１を介して連通するための孔２０ａと接続部２０ｂとが設けられている。低圧力容器２０は、絶縁配管２１を介して外部と連通しているため、低圧力容器２０内の圧力は大気圧である。真空バルブ２３の内部は高真空であり、ベローズ２６内外にかかる差圧は１気圧（０．１ＭＰａ）である。
【００３１】
絶縁配管２１の両端には、コネクタ部における信頼性の高い気密性を確保するために、金属製の接続コネクタ２７，２７が設けられていて、それぞれが、低圧力容器２０の接続部２０ｂと接地金属板３２の接続部３２ｂとに接続されている。この接続コネクタ２７，２７の電界を低下させるために、接地金属板３２との接続部３２ｂを覆うようにシールド電極３５が接地金属板３２に設けられている。低圧力容器２０の下面側には、低圧力容器２０との接続部２０ｂを覆うように可動側シールド電極１３ｂが設けられている。なお、図３に示すように、各シールド電極３５，１３ｂと絶縁配管２１は直接接触させない構造が望ましい。各シールド電極３５，１３ｂと絶縁配管２１とが接触していると、気体、固体、絶縁物のトリプルジャンクションを形成するため、そのトリプルジャンクション部の電界が上がり放電の起点となり得るためである。
【００３２】
次に、絶縁配管２１の構成について図４乃至図７を用いて詳細に説明する。図４は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管におけるガス圧と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図、図５は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の一形状を示す側面図、図６は本発明の開閉装置の第１の実施の形態を構成する絶縁配管の他の形状を示す側面図、図７は本発明の開閉装置の第１の一実施の形態を構成する絶縁配管を示す縦断面図である。図４乃至図７において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図４に示すように、絶縁配管２１の配管長が長く、雰囲気のガス圧が高ければ、絶縁破壊電圧は高くなる。つまり、本実施の形態において、第１の高圧容器１の中に配置される絶縁配管２１の外部では、高圧乾燥空気が雰囲気であるため、絶縁破壊電圧は高いが、絶縁配管２１の内部は、大気圧であるために絶縁破壊電は低くなる。このため、絶縁破壊は絶縁配管２１の内部で発生し易い。
【００３４】
すなわち、絶縁支持部材１１ａ，１１ｂや絶縁スペーサ４ａ，４ｂは、第１の高圧容器１内の高圧力部分で使用しているため、絶縁距離が短くても十分に絶縁性能を確保することができる。一方、絶縁配管２１の内部は大気圧となり、絶縁破壊電圧が低いため、十分な絶縁性能を確保するためには、沿面距離（配管長）を長くする必要がある。
【００３５】
本実施の形態のような絶縁配管２１の場合には、第１の高圧容器１内の空間を利用して沿面距離を長くとることが可能となる。例えば、図３において、接地電位である第１の高圧容器１と高電圧である真空遮断器２２との沿面距離を考えると、絶縁支持部材１１ａ、１１ｂは、その長さ分の沿面距離を発生させるだけであるのに対し、絶縁配管２１は、接地電位である接地金属板３２の接続部３２ｂから高電圧である低圧力容器２０の接続部２０ｂまで（内部の大気を介して絶縁配管２１の長さ分）沿面距離を発生させることが可能になる。つまり、絶縁配管２１を第１の高圧容器１内の空間に配置すれば、その配管の長さ分の沿面距離を確保することができる。
【００３６】
絶縁配管２１の原料としては、四フッ化エチレン樹脂やナイロンといった絶縁材料が好ましく、フレキシブルな材料であれば、配管形状の自由度を大きくすることができる。一般的にフレキシブルな配管であっても高圧力用ならば、内部に絶縁繊維の補強材が入っている構造となっており外部が高圧力であってもつぶれることなく形状を保てる。
【００３７】
また、図３では、絶縁配管２１をＬ字形状にして、低圧力容器２０から接地金属板３２に引き出す構成としているが、より空間を利用して沿面長を長くするには、図５及び図６に示すような構成とすることが可能である。図５では絶縁配管２１の一端を低圧力容器２０に接続し、絶縁配管２１の他端を接続する方向とは逆方向に一旦曲げる形態として沿面長を長くしたものである。図６では絶縁配管２１を途中で１回転させて沿面長を長くしている。さらに沿面長を長くするには図６の形態において、多数回周回させることも可能である。
【００３８】
図７は複合機能を有する絶縁配管２１の一例であり、配管の一番内側に例えばナイロン製の気密層２１Ａ、その外側に例えば繊維補強材製の耐圧力層２１Ｂ、一番外側に例えばポリウレタン製の水分透過抑制層２１Ｃを配置する複数層構造を備える複合材料の絶縁配管２１を示している。
【００３９】
本実施の形態においては、絶縁配管２１の内部が大気圧となるため、大気中に含まれる水分が透過すると第１の高圧容器１の内部に水分が侵入して絶縁性能が低下する恐れがある。このため、絶縁配管２１は圧力性能、気密性能、絶縁性能の確保以外に水分透過性の確保が必要となる。通常の四フッ化エチレン樹脂やナイロンなどの樹脂材料は水分を通しにくいとされているが、長期間の使用を考えた場合には水分透過を抑制できる材質を有する絶縁配管２１を利用したほうがよい。コストを考慮すると単一材料ですべての性能を満足する材料はほとんどないため、圧力、気密、水分透過抑制の機能を複数層で満足する複合材料の絶縁配管２１が望ましい。
【００４０】
上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空バルブ２３のベローズ２６に耐気密接続して設けた大気圧の低圧力容器２０を開閉装置外部の大気と絶縁配管２１で接続したので、第１の高圧容器１を大形化することなく大気圧領域の気中沿面距離を十分に確保することができる。この結果、小形で信頼性が高く環境を配慮した開閉装置を提供することができる。
【００４１】
また、上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空バルブ２３のベローズ２６に大気圧の低圧力容器２０を耐気密に設け、低圧力容器２０と開閉装置外部の大気とを絶縁配管２１で接続したので、低圧力容器２０内の圧力を長期間にわたり大気圧に維持することができる。この結果、低圧力容器２０において、長期間にわたるスローリークが万が一発生したとしても、低圧力容器２０内の圧力上昇を防止でき、ベローズ２６に係る圧力差を小さくすることができる。
【００４２】
さらに、上述した本発明の開閉装置の第１の実施の形態によれば、真空遮断器２２を、接地金属板３２に絶縁支持部材１１ａ，１１ｂで支持すると共に、導体１２ａ，１２ｂと接触子１４ａ，１４ｂの部分で取り外し可能に形成したので、接地金属板３２を第１の高圧容器１から取り外すことにより、真空遮断器２２を一体で取り外すことができる。この結果、組立時やメンテナンス時の作業性の良い開閉装置を提供することができる。
【００４３】
図８及び図９は、本発明の開閉装置の第２の実施の形態を示すもので、図８は本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管における結露の有無と配管長による絶縁破壊電圧の関係を示す特性図、図９は本発明の開閉装置の第２の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図８及び図９において、図１乃至図７に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００４４】
絶縁配管２１の絶縁性能を低下させる要因に温度、湿度の影響で生成する結露がある。図８に示すように、結露が発生したとしても、絶縁配管２１の配管長を長くすることで、絶縁破壊の発生を防止することは可能であるが、結露の発生を防止する方法を施すほうが開閉装置の小型化の観点からは好ましい。結露を防止する一般的な方法として、ヒータを用いて結露が発生しないように雰囲気温度を上昇させるものがある。しかし、本発明の開閉装置の場合は、結露が発生しうる絶縁配管２１や低圧力容器２０全体が、高電圧部そのものまたは、高電圧部の近傍に配置されているものであるため、これらを温めるヒータを配設することは困難であり、一般的な方法で結露の発生を防止することは難しい。
【００４５】
このため、その一例として、図９に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられたフィルタ４０を備えた接地金属板３２とで構成することが可能である。この例によれば、絶縁配管２１の出口にフィルタ４０を設けることで絶縁配管内における結露の発生を防止できる。
【００４６】
ここで、フィルタ４０は、例えばシリカゲルなどからなるドライフィルタであって、通過する空気から水分を除去する機能を有している。この結果、絶縁配管２１内には、水分量の多い外気が吸い込まれず、水分が除去された外気が吸い込まれるため、内部の温度が低くても結露が発生する可能性が低くなる。
【００４７】
本発明の開閉装置の第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口にフィルタ４０が設けられているので、絶縁配管内２１の結露の発生が防止でき、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【００４８】
図１０は、本発明の開閉装置の第３の実施の形態を示すもので、本発明の開閉装置の第３の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図１０において、図１乃至図９に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態においては、図１０に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられた圧力制御弁４１を備えた接地金属板３２とで構成したものである。この例によれば、絶縁配管２１の出口に圧力制御弁４１を設け、この圧力制御弁４１によって外部の水分を含んだ空気が絶縁配管２１内に侵入することを抑えて結露の発生を防止することができる。
【００５０】
ここで、圧力制御弁４１の一例としては、圧力制御機能付きの逆止弁がある。絶縁配管２１の内部から外部の方向にのみ空気を通過可能に設定することで、絶縁配管２１の内部圧力が上昇した場合にだけ空気を外部に放出する。この結果、外部の水分を含んだ空気の絶縁配管２１内への侵入を防止する。また、圧力制御弁の他の例としては、安全弁に代表される設定圧力になると開弁する圧力制御弁がある。絶縁配管２１の内部圧力が設定圧力（例えば０．１２ＭＰａ）以上になった場合に開弁し、外部に内部空気を放出する。
【００５１】
本発明の開閉装置の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口に圧力制御弁４１が設けられているので、水分を含んだ空気の絶縁配管２１の内部への侵入が防止でき、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【００５２】
図１１は、本発明の開閉装置の第４の実施の形態を示すもので、本発明の開閉装置の第４の実施の形態を構成する絶縁配管の配管外部を示す側面図である。なお、図１１において、図１乃至図１０に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
【００５３】
この実施の形態は、図１１に示すように、絶縁配管２１のコネクタ２７が接続された接続部３２ｂと、この接続部３２ｂを覆うシールド電極３５と、この接続部３２ｂの外側に設けられた圧力制御弁４１を備えた接地金属板３２とで構成したものである。この例によれば、絶縁配管２１の出口に電磁弁４２を設け、この電磁弁４２によって外部の水分を含んだ空気が、絶縁配管２１内に極力侵入することを抑えるので結露の発生を防止することができる。
【００５４】
ここで、電磁弁４２は、電気信号を制御することで任意のタイミングにおける開閉動作が可能であって、例えば真空遮断器２２の動作に合わせて、開閉動作する機能を有している。真空遮断器２２の動作する場合だけ電磁弁４２が開閉動作するため、絶縁配管２１の内部は、非常に短い時間だけ大気開放する。この結果、絶縁配管２１の内部に侵入する空気が少なくなり、空気中の水分量を極力少なくすることができる。
【００５５】
本発明の開閉装置の第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、絶縁配管２１の出口に電磁弁４２が設けられているので、水分を含んだ空気の絶縁配管２１の内部への侵入を極力少なくすることができ、信頼性の高い開閉装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 第１の高圧容器
２Ａ 第２の高圧容器
２Ｂ 第３の高圧容器
３ 操作箱
４ａ，４ｂ 絶縁スペーサ
５ 断路器
６ 可動子
７ 主母線
１１ 絶縁支持部材
１３ａ 固定側シールド電極
１３ｂ 可動側シールド電極
２０ 低圧力容器
２１ 絶縁配管
２２ 真空遮断器
２３ 真空バルブ
２４ 固定電極
２５ 可動電極
２６ ベローズ
２７ 接続コネクタ
２８ シール部材
３１ 操作器
３２ 接地金属板
３３ 絶縁棒
３５ シールド電極
４０ フィルタ
４１ 圧力制御弁
４２ 電磁弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器内に、真空遮断器を備えた開閉装置において、
前記真空遮断器は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブとを備え、
前記真空バルブにおける前記ベローズの前記操作器側に耐気密接続して設けた圧力容器と、
前記圧力容器の内部と大気圧である前記接地密閉容器の外部とを連通する絶縁配管とを備えた
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉装置において、
前記絶縁配管は、前記圧力容器にその一端を接続し、前記接地密閉容器にその他端を接続し、
前記絶縁配管の接続部には、それぞれシールド電極が設けられている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の開閉装置において、
前記絶縁配管は、圧力性能を充足する材料、気密性能を充足する材料、および水分透過抑制性能を充足する材料を多層に重ね合わせて形成している
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の開閉装置において、
前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、大気中の水分を吸収するフィルタを配置する
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の開閉装置において、
前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、圧力調整弁を配置する
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項１】
主成分がＮ２とＯ２とからなる高気圧の混合ガスが封入された接地密閉容器内に、真空遮断器を備えた開閉装置において、
前記真空遮断器は、固定電極とこの固定電極に接離可能な可動電極と前記可動電極に連結した操作器と前記可動電極の動作を許すベローズとを有する真空バルブとを備え、
前記真空バルブにおける前記ベローズの前記操作器側に耐気密接続して設けた圧力容器と、
前記圧力容器の内部と大気圧である前記接地密閉容器の外部とを連通する絶縁配管とを備えた
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉装置において、
前記絶縁配管は、前記圧力容器にその一端を接続し、前記接地密閉容器にその他端を接続し、
前記絶縁配管の接続部には、それぞれシールド電極が設けられている
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の開閉装置において、
前記絶縁配管は、圧力性能を充足する材料、気密性能を充足する材料、および水分透過抑制性能を充足する材料を多層に重ね合わせて形成している
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の開閉装置において、
前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、大気中の水分を吸収するフィルタを配置する
ことを特徴とする開閉装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の開閉装置において、
前記接地密閉容器における前記絶縁配管の接続部の外部側には、圧力調整弁を配置する
ことを特徴とする開閉装置。
【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２０１３−５５７３８（Ｐ２０１３−５５７３８Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０６７６（Ｐ２０１１−１９０６７６）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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