特開 2025-16005 開閉装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025016005

(43)【公開日】2025-01-31

(54)【発明の名称】開閉装置

(51)【国際特許分類】

   H02B 13/035 20060101AFI20250124BHJP

【ＦＩ】

H02B13/035 301A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118984

(22)【出願日】2023-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】514105011

【氏名又は名称】株式会社東光高岳

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(72)【発明者】

【氏名】坂入 利保

【テーマコード（参考）】

5G017

【Ｆターム（参考）】

5G017AA13

5G017BB01

5G017BB02

5G017BB10

5G017FF06

5G017FF09

5G017FF12

5G017HH06

(57)【要約】

【課題】絶縁モールドの破壊を抑えることができる開閉装置を提供する。
【解決手段】開閉装置１は、絶縁性ガスが封入されたハウジング２と、ハウジング２内に収容された開閉器５と、開閉器５の一次側に一次側導線を介して電気的に接続され、受電側母線が接続される一次側ケーブルヘッドと、開閉器５の二次側に二次側導線６２を介して電気的に接続され、変圧器側母線１０２が接続される二次側ケーブルヘッド４２と、二次側導線６２と二次側ケーブルヘッド４２との接続部に設けられ、絶縁材料から形成されて二次側ケーブルヘッド４２に近づくにつれて外径が漸次増大するテーパ状の絶縁モールド７２と、絶縁モールド７２に対して二次側ケーブルヘッド４２から離間する側に設けられ、導電材料から形成されて二次側導線６２の外周面から径方向外側に拡径するシールド部８と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性ガスが封入され、導電性材料から形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に収容された開閉器と、
前記開閉器の一次側に一次側導線を介して電気的に接続され、受電側母線が接続される一次側ケーブルヘッドと、
前記開閉器の二次側に二次側導線を介して電気的に接続され、変圧器側母線が接続される二次側ケーブルヘッドと、
前記二次側導線と前記二次側ケーブルヘッドとの接続部に設けられ、絶縁材料から形成されて前記二次側導線の延伸方向において前記二次側ケーブルヘッドに近づくにつれて外径が漸次増大するテーパ状の絶縁モールドと、
前記絶縁モールドに対して前記二次側導線の延伸方向で前記二次側ケーブルヘッドから離間する側に設けられ、導電材料から形成されて前記二次側導線の外周面から径方向外側に拡径するシールド部と、を備える、開閉装置。

【請求項2】

前記シールド部は、
前記二次側導線の延伸方向で前記二次側ケーブルヘッド側を向き、前記二次側導線の延伸方向に交差する第１平面と、
前記二次側導線の延伸方向で前記二次側ケーブルヘッドから離間する側を向き、前記二次側導線の延伸方向に交差する第２平面と、を有し、
前記二次側導線の延伸方向における厚さが、前記径方向で一定である、
請求項１に記載の開閉装置。

【請求項3】

前記シールド部は、前記二次側導線の延伸方向から見た際に、円形状に形成されている、
請求項２に記載の開閉装置。

【請求項4】

前記シールド部の外周縁部は、前記径方向の外側に凸となる円弧状の断面形状を有している、
請求項１又は請求項２に記載の開閉装置。

【請求項5】

前記シールド部は、
前記二次側導線の延伸方向で前記二次側ケーブルヘッド側に突出する凸湾曲面を有する、請求項１に記載の開閉装置。

【請求項6】

前記シールド部は、前記絶縁モールドの最小径部よりも大きな外径を有している、
請求項１又は請求項２に記載の開閉装置。

【請求項7】

前記シールド部は、前記絶縁モールドの最大径部よりも大きな外径を有している、
請求項６に記載の開閉装置。

【請求項8】

前記二次側ケーブルヘッドは、前記変圧器側母線の端部が接続可能である、
請求項１に記載の開閉装置。

【請求項9】

前記二次側導線、前記絶縁モールド、及び前記シールド部は、複数組が設けられ、
複数組の前記シールド同士は、前記径方向に間隔をあけて配置されている、
請求項１又は請求項２に記載の開閉装置。

【請求項10】

前記開閉器は、遮断器である、
請求項１又は請求項２に記載の開閉装置。

【請求項11】

前記ハウジング内は、複数の室に区画され、
前記シールド部は、複数の前記室のうち、前記遮断器が収容された前記室に設けられている、
請求項１０に記載の開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置において、遮断器を備える構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。遮断器は、落雷時等に、受電側（一次側）と、変圧器側（二次側）との間で、電路を遮断する。遮断器は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等の絶縁性ガスが封入され、導電性材料から形成された遮断器ユニットに収容されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１１２６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されたようなガス絶縁開閉装置において、遮断器ユニット自体は、金属製で、地面等に埋設された接地装置に電気的に接地されている。一次側、二次側の母線は、それぞれ、遮断器ユニットの外部でケーブルヘッドに接続されている。ケーブルヘッドと遮断器とは、遮断器ユニットの一部を貫通する導線を介して接続されている。ケーブルヘッドと導線との接続部には、絶縁モールドが設けられている。絶縁モールドは、ケーブルヘッド及び導線と、遮断器ユニットとを、電気的に絶縁している。絶縁モールドは、導線の延伸方向においてケーブルヘッドに近づくにつれて外径が漸次増大するテーパ状に形成されている。

【0005】

遮断器で一次側と二次側との間で、落雷等による過大な事故電流の経路を遮断する際、遮断器ユニット内で、アークが発生することがある。このアークにより、遮断器ユニット内の絶縁性ガスが化学変化を生じ、フッ化水素（ＨＦ）、二酸化硫黄（ＳＯ２）といった物質を含む分解ガスが遮断器ユニット内で生成される。生成された分解ガスが、絶縁モールドに接触すると、絶縁モールドを形成する絶縁材料（樹脂材料）が劣化し、絶縁性能の低下に繋がることがある。

【0006】

さらに、このように絶縁材料の劣化が生じている絶縁モールドにおいて、落雷時等に高い電圧が印加されると、絶縁モールドと、導線と、遮断器ユニット内の絶縁性ガスとの境界部分が電気的な弱点となる。すると、落雷時等に高い電圧が印加されたときに、絶縁モールドと、導線と、絶縁性ガスとの境界部分を基点として、高電圧側の導線と接地側の遮断器ユニットとの間で、絶縁モールドの沿面に沿って電気的な短絡（閃絡）が生じ、絶縁モールドの破壊に繋がることがある。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明は、絶縁モールドの劣化が生じた状態においても、絶縁モールドの破壊を抑えることができる開閉装置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】

【0008】

本発明の態様に係る開閉装置は、絶縁性ガスが封入され、導電性材料から形成されたハウジングと、ハウジング内に収容された開閉器と、開閉器の一次側に一次側導線を介して電気的に接続され、受電側母線が接続される一次側ケーブルヘッドと、開閉器の二次側に二次側導線を介して電気的に接続され、変圧器側母線が接続される二次側ケーブルヘッドと、二次側導線と二次側ケーブルヘッドとの接続部に設けられ、絶縁材料から形成されて二次側導線の延伸方向において二次側ケーブルヘッドに近づくにつれて外径が漸次増大するテーパ状の絶縁モールドと、絶縁モールドに対して二次側導線の延伸方向で二次側ケーブルヘッドから離間する側に設けられ、導電材料から形成されて二次側導線の外周面から径方向外側に拡径するシールド部と、を備える。

【0009】

また、シールド部は、二次側導線の延伸方向で二次側ケーブルヘッド側を向き、二次側導線の延伸方向に交差する第１平面と、二次側導線の延伸方向で二次側ケーブルヘッドから離間する側を向き、二次側導線の延伸方向に交差する第２平面と、を有し、二次側導線の延伸方向における厚さが、径方向で一定であってもよい。また、シールド部は、二次側導線の延伸方向から見た際に、円形状に形成されていてもよい。また、シールド部の外周縁部は、径方向の外側に凸となる円弧状の断面形状を有していてもよい。

【0010】

また、シールド部は、二次側導線の延伸方向で二次側ケーブルヘッド側に突出する凸湾曲面を有してもよい。また、シールド部は、絶縁モールドの最小径部よりも大きな外径を有していてもよい。また、シールド部は、絶縁モールドの最大径部よりも大きな外径を有していてもよい。

【0011】

また、二次側ケーブルヘッドは、変圧器側母線の端部が接続可能であってもよい。また、二次側導線、絶縁モールド、及びシールド部は、複数組が設けられ、複数組のシールド同士は、径方向に間隔をあけて配置されていてもよい。また、開閉器は、遮断器でもよい。また、ハウジング内は、複数の室に区画され、シールド部は、複数の室のうち、遮断器が収容された室に設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の態様に係る開閉装置は、絶縁モールドに対して二次側ケーブルヘッドから離間する側に設けられたシールド部が、導電材料から形成されて二次側導線の外周面から径方向外側に拡径することにより、落雷時等には、電気的な短絡が、径方向外側に拡径したシールド部と絶縁モールドの最大径部との間で生じることとなる。その結果、絶縁モールドの沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、絶縁モールドの破壊を抑えることができる。

【0013】

また、シールド部の厚さが、径方向で一定である構成では、二次側導線の延伸方向における第２平面と絶縁モールドとの間の距離を確保し、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡を有効に抑えることができる。また、シールド部が、円形状に形成されている構成では、シールド部の周方向のどの位置においても、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡を有効に抑えることができる。また、シールド部の外周縁部が、径方向の外側に凸となる円弧状の断面形状を有している構成においては、シールドの外周縁部に鋭角に突起する部位が存在するのを抑え、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡を抑えることができる。

【0014】

また、シールド部が、二次側ケーブルヘッド側に突出する凸湾曲面を有する構成においても、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡を有効に抑えることができる。また、シールド部が、絶縁モールドの最小径部よりも大きな外径を有している構成では、シールド部と絶縁モールドとの間隔を確保し、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡を生じにくくすることができる。また、シールド部は、絶縁モールドの最大径部よりも大きな外径を有している構成では、シールド部と絶縁モールドとの間隔を、より大きく確保し、絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡をさらに生じにくくすることができる。

【0015】

また、二次側ケーブルヘッドが、変圧器側母線の端部が接続可能である構成では、変圧器側母線の端部が接続される二次側ケーブルヘッドと、二次側導線との接続部との間に設けられた絶縁モールドにおいて、絶縁モールドの沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、絶縁モールドの破壊を抑えることができる。また、二次側導線、絶縁モールド、及びシールド部は、複数組が設けられた構成において、複数組のシールド同士が、径方向に間隔をあけて配置されることで、複数組のシールド同士の間で電気的な短絡が生じるのを抑えることができる。また、開閉器が、遮断器である構成では、遮断器による経路の遮断時に生じるアークによって、ユニット内の絶縁性ガスから分解ガスが生成され、絶縁モールドのモールド樹脂が劣化しやすい。このような絶縁モールドの沿面に沿った電気的な短絡が生じるのを抑えることで、モールド樹脂が劣化した絶縁モールドの破壊を抑えることができる。また、シールド部が、ハウジング内の複数の室のうち、遮断器が収容された室に設けられている構成では、遮断器で一次側と二次側との間で電路を遮断する際に生じるアークによって分解ガスが多く生成される室に、シールド部が設けられている。これにより、分解ガスによって絶縁モールドの劣化が生じた場合であっても、シールド部により、絶縁モールドの沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、絶縁モールドの破壊を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る開閉装置の外観を、二次側ケーブルヘッド側から見た図である。

【図2】図１の開閉装置の内部構造を、二次側ケーブルヘッドとは反対側から見た断面図である。

【図3】図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。

【図4】第１ユニットを、図２の右側から見た断面図である。

【図5】二次側導線と二次側ケーブルヘッドとの接続部に設けられた二次側絶縁モールド、及びシールド部を示す斜視図である。

【図6】二次側導線と二次側ケーブルヘッドとの接続部に設けられた二次側絶縁モールド、及びシールド部を示す断面図である。

【図7】比較のためのシールド部を備えない構成における、落雷時等における電界分布を示す図である。

【図8】比較のためのシールド部を備えない構成における、閃絡予想経路を示す図である。

【図9】本実施形態の開閉装置における、落雷時等における電界分布を示す図である。

【図10】本実施形態の開閉装置における、閃絡予想経路を示す図である。

【図11】実施形態の変形例に係る二次側導線と二次側ケーブルヘッドとの接続部に設けられた二次側絶縁モールド、及びシールド部を示す断面図である。

【図12】実施形態の変形例の開閉装置における、落雷時等における電界分布を示す図である。

【図13】実施形態の変形例の開閉装置における、閃絡予想経路を示す図である。

【図14】分解ガスに曝露した後の二次側絶縁モールドに対し、電圧を印加したときの破壊の有無の確認結果を示す図である。

【図15】分解ガスに曝露する前の試験前のサンプルと、分解ガスに曝露して電圧を印加した後の試験後のサンプルとで、電気抵抗の計測結果を比較するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する内容に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは寸法、形状が異なっている場合がある。図１は、実施形態に係る開閉装置１の外観を、二次側ケーブルヘッド４２側から見た図である。図２は、図１の開閉装置１の内部構造を、二次側ケーブルヘッド４２とは反対側から見た断面図である。図３は、図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。

【0018】

本実施形態に係る開閉装置１は、変電所等に設置されて、落雷時等に、一次側の受電側母線１０１と、二次側の変圧器側母線１０２との間で、電路を遮断することで、事故電流を遮断する。図１に示すように、開閉装置１は、第１ユニット２０と、第２ユニット３０と、を有している。第１ユニット２０と第２ユニット３０とは、互いに接続されている。

【0019】

図２、図３に示すように、開閉装置１は、ハウジング２と、一次側ケーブルヘッド４１と、二次側ケーブルヘッド４２と、開閉器５と、一次側導線６１と、二次側導線６２と、一次側絶縁モールド７１と、二次側絶縁モールド（絶縁モールド）７２と、シールド部８と、を備えている。ハウジング２は、地面等の設置面Ｇ上に、架台３を介して設けられている。ハウジング２は、鋼材等の導電性材料から形成されている。

【0020】

ハウジング２は、第１ハウジング２１と、第２ハウジング３１と、を有している。第１ハウジング２１は、第１ユニット２０の外殻を形成する。第２ハウジング３１は、第２ユニット３０の外殻を形成する。第１ハウジング２１、及び第２ハウジング３１は、それぞれ中空構造で、その内部に、密閉空間である室Ｓ１、Ｓ２を有している。図２に示すように、第１ハウジング２１内の室Ｓ１と第２ハウジング３１内の室Ｓ２とは、絶縁性を有した仕切部２３により仕切られている。

【0021】

図４は、第１ユニット２０を、図２の右側から見た断面図である。図２～図４に示すように、第１ユニット２０は、第１ハウジング２１内に、開閉器５、一次側導線６１の一部、二次側導線６２、二次側絶縁モールド７２、及びシールド部８等を収容している。第１ハウジング２１は、ハウジング本体２４と、底板部２５と、天板部２６と、を有している。ハウジング本体２４は、上下方向に連続する筒状に形成されている。ハウジング本体２４は、例えば、上下方向から見た断面形状が円形状であり、上方と下方とに開口している。底板部２５は、ハウジング本体２４の下端部の開口を、下方から塞いでいる。天板部２６は、ハウジング本体２４の上端部の開口を、上方から塞いでいる。底板部２５、天板部２６は、それぞれ、複数本のボルトにより、ハウジング本体２４に着脱可能にフランジ接続されている。

【0022】

ハウジング本体２４には、第１開口部２７、及び第２開口部２８が形成されている。第１開口部２７、第２開口部２８は、それぞれ、筒状のハウジング本体２４を径方向に貫通している。図２、図３に示すように、第１開口部２７の外周縁部は、第２ハウジング３１に形成された開口部３１ｈの外周縁部に、複数本のボルト（図示無し）によりフランジ接続されている。第１開口部２７と開口部３１ｈとは、仕切部２３により仕切られている。

【0023】

図１～図４に示すように、第２開口部２８は、ハウジング本体２４の上部に形成されている。第２開口部２８は、上下方向から見た際に、ハウジング本体２４の中心回りの周方向で、第１開口部２７とは異なる方向に向けて開口している。第２開口部２８は、蓋体２９により閉塞されている。蓋体２９は、例えば、鉄等の金属材料から形成されている。蓋体２９は、第２開口部２８の外周部に、複数本のボルト（図示無し）によってフランジ接続されている。

【0024】

図２に示すように、第２ユニット３０は、第２ハウジング３１内に、断路器９等を収容している。第２ハウジング３１は、ハウジング本体３２と、底板部３３と、天板部３４と、を有している。ハウジング本体３２は、上下方向に連続する筒状に形成されている。ハウジング本体３２は、例えば、上下方向から見た断面形状が円形状であり、上方と下方とに開口している。底板部３３は、ハウジング本体３２の下端部の開口を、下方から塞いでいる。天板部３４は、ハウジング本体３２の上端部の開口を、上方から塞いでいる。底板部３３、天板部３４は、それぞれ、複数本のボルトにより、ハウジング本体３２に着脱可能にフランジ接続されている。

【0025】

第１ハウジング２１、第２ハウジング３１は、それぞれ、地面等の設置面Ｇ中に埋設された接地装置（図示無し）等に電気的に接地されている。これにより、第１ハウジング２１、及び第２ハウジング３１は、接地電位となっている。第１ハウジング２１、第２ハウジング３１の室Ｓ１、Ｓ２内には、それぞれ、絶縁性ガスが封入されている。ここで用いる絶縁性ガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）が適している。また、ハウジング２は、例えば、他の開閉装置等に接続するための機器を収容する第三ハウジングを有していてもよい。

【0026】

図１、図２に示すように、一次側ケーブルヘッド４１には、受電側母線１０１が接続される。一次側ケーブルヘッド４１は、上下方向に延びる筒状に形成されている。一次側ケーブルヘッド４１は、例えば、第２ハウジング３１の底板部３３に対し、下方から接するように設けられている。一次側ケーブルヘッド４１は、第２ハウジング３１の外部に露出している。一次側ケーブルヘッド４１には、第２ハウジング３１の外部に位置する受電側母線１０１の端部が接続されている。一次側ケーブルヘッド４１は、三相分、すなわち３組設けられている。

【0027】

図１、図３、図４に示すように、二次側ケーブルヘッド４２は、変圧器側母線１０２が接続される。二次側ケーブルヘッド４２は、第１ハウジング２１の外部に露出している。二次側ケーブルヘッド４２は、蓋体２９に対し、水平方向から接するように設けられている。二次側ケーブルヘッド４２には、第１ハウジング２１の外部に位置する変圧器側母線１０２の端部が接続されている。一次側ケーブルヘッド４１は、三相分、すなわち３組設けられている。

【0028】

図４に示すように、二次側ケーブルヘッド４２は、蓋体２９から、蓋体２９の表面２９ｆに交差して水平方向に延びるヘッド第１部４２ａと、ヘッド第１部４２ａから下方に延びるヘッド第２部４２ｂと、を一体に有している。変圧器側母線１０２は、ヘッド第２部４２ｂに下方から挿入され、ヘッド第２部４２ｂ内に設けられた母線接続端子（図示無し）に電気的に接続可能である。

【0029】

図２～図４に示すように、開閉器５は、第１ハウジング２１内に収容されている。本実施形態において、開閉器５は、一次側と二次側との間で、電路を遮断可能な遮断器５Ｓである。開閉器５（遮断器５Ｓ）は、三相分、すなわち３組設けられている。図２に示すように、各相の遮断器５Ｓの一次側には、一次側導線６１の一端が接続されている。つまり、一次側導線６１も、三相分、すなわち３組設けられている。

【0030】

各相の遮断器５Ｓの二次側には、二次側導線６２の一端が接続されている。つまり、二次側導線６２も、三相分、すなわち３組設けられている。二次側導線６２の他端は、蓋体２９を貫通して、二次側ケーブルヘッド４２のヘッド第１部４２ａ内に設けられた導線接続端子に電気的に接続されている。これにより、遮断器５Ｓの二次側は、二次側導線６２、二次側ケーブルヘッド４２を介して変圧器側母線１０２に電気的に接続されている。

【0031】

図２に示すように、一次側導線６１は、仕切部２３を貫通して、第１ハウジング２１内から第２ハウジング３１内へと導かれている。一次側導線６１の途中には、断路器９が設けられている。一次側導線６１の他端は、底板部３３を貫通して、一次側ケーブルヘッド４１に接続されている。これにより、遮断器５Ｓの一次側は、一次側導線６１を介して一次側ケーブルヘッド４１に電気的に接続されている。

【0032】

一次側絶縁モールド７１は、一次側導線６１と一次側ケーブルヘッド４１との接続部に設けられている。一次側絶縁モールド７１は、底板部３３に対して第２ハウジング３１の内側に配置されている。本実施形態において、一次側絶縁モールド７１は、粒状のシリカが充填されたエポキシ樹脂から形成されている。一次側絶縁モールド７１には、前記したように底板部３３を貫通して一次側ケーブルヘッド４１に接続されている一次側導線６１が、一次側導線６１の延伸方向（上下方向）に貫通している。

【0033】

図５は、二次側導線６２と二次側ケーブルヘッド４２との接続部に設けられた二次側絶縁モールド７２、及びシールド部８を示す斜視図である。図６は、二次側導線６２と二次側ケーブルヘッド４２との接続部に設けられた二次側絶縁モールド７２、及びシールド部８を示す断面図である。図３～図６に示すように、二次側絶縁モールド７２は、二次側導線６２と二次側ケーブルヘッド４２との接続部に設けられている。二次側絶縁モールド７２は、蓋体２９に対して第１ハウジング２１の内側に配置されている。

【0034】

二次側絶縁モールド７２は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁材料から形成されている。本実施形態において、二次側絶縁モールド７２は、粒状のシリカが充填されたエポキシ樹脂から形成されている。二次側絶縁モールド７２には、前記したように蓋体２９を貫通して二次側ケーブルヘッド４２に接続されている二次側導線６２が、二次側導線６２の延伸方向（水平方向）に貫通している。

【0035】

二次側絶縁モールド７２は、二次側導線６２の延伸方向において二次側ケーブルヘッド４２に近づくにつれて外径が漸次増大するテーパ状（円錐台状）に形成されている。図６に示すように、二次側絶縁モールド７２は、第１端面７２ａと、第２端面７２ｂと、外周面７２ｃと、を有している。第１端面７２ａ、及び第２端面７２ｂは、それぞれ、二次側導線６２の延伸方向に交差する面に沿って形成されている。

【0036】

第１端面７２ａは、二次側導線６２の延伸方向において、蓋体２９から離間する側に形成されている。第２端面７２ｂは、二次側導線６２の延伸方向において、蓋体２９に対向する側に形成されている。第２端面７２ｂは、蓋体２９に当接している。これにより、二次側ケーブルヘッド４２と、二次側絶縁モールド７２の第２端面７２ｂとの間に、蓋体２９が挟み込まれている。さらに、第２端面７２ｂの中央部には、蓋体２９に形成された貫通孔２９ｈに挿入される突出部７２ｄが一体に設けられている。

【0037】

第１端面７２ａの直径は、第２端面７２ｂの直径よりも小さい。外周面７２ｃは、第１端面７２ａと第２端面７２ｂとを接続するように形成されている。外周面７２ｃは、第１端面７２ａ側から第２端面７２ｂ側に向かって、漸次拡径している。つまり、外周面７２ｃにおいて、二次側導線62の延伸方向において、第１端面７２ａ側の端部が、二次側絶縁モールド７２の最小径部７２ｓであり、第２端面７２ｂ側の端部が、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍである。

【0038】

シールド部８は、二次側ケーブルヘッド４２と二次側導線６２の接続部に設けられている。シールド部８は、二次側絶縁モールド７２に対して二次側導線６２の延伸方向で二次側ケーブルヘッド４２から離間する側に設けられている。シールド部８は、アルミニウム等の導電材料から形成されている。シールド部８は、二次側導線６２の外周面６２ｆから、二次側導線６２を中心とした径方向の外側に拡径している。

【0039】

シールド部８は、二次側導線６２の延伸方向から見た際に、例えば円形状に形成されている。本実施形態において、シールド部８は、二次側導線６２の延伸方向における厚さＴが、シールド部８の径方向で一定である。つまり、シールド部８は、本実施形態において、例えば円盤状に形成されている。シールド部８は、第１平面８１と第２平面８２と、外周縁部８３と、を有している。

【0040】

第１平面８１、及び第２平面８２は、二次側導線６２の延伸方向に交差する面に沿って形成されている。第１平面８１は、二次側導線６２の延伸方向で二次側ケーブルヘッド４２側を向いている。第２平面８２は、二次側導線６２の延伸方向で二次側ケーブルヘッド４２から離間する側を向いている。第１平面８１と第２平面８２とは、互いに平行に形成されている。これによりシールド部８は、二次側導線６２の延伸方向における厚さＴが、径方向で一定である。本実施形態において、シールド部８の端面の半径ｒを１０±２ｍｍ（つまり厚さＴは、１６ｍｍ～２４ｍｍ程度）とするのが好ましい。

【0041】

外周縁部８３は、シールド部８において、径方向の外側を向いている。外周縁部８３は、第１平面８１の外周縁と、第２平面８２の外周縁とを接続している。外周縁部８３は、本実施形態において、径方向の外側に凸となる円弧状の断面形状を有している。本実施形態において、シールド部８は、外周縁部８３と第１平面８１との接続部分、及び外周縁部８３と第２平面８２との接続部分においても、角部のないよう、滑らかに連続する面により形成されている。

【0042】

シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最小径部７２ｓよりも大きな外径を有している。さらに、シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍよりも大きな外径を有しているのが好ましい。シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍと同等の外径を有していてもよい。シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍよりも小さい外径を有していてもよいが、後述するシールド部８の機能を有効に発揮するには、その外径をなるべく大きくするのが好ましい。本実施形態において、シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍの外径に対し、例えば１．２倍～２．５倍程度、あるいは１．５倍～２．０倍程度の外径を有しているが、この形態に限定されない。

【0043】

図２、図４に示すように、第１ハウジング２１内に、３組設けられた各相の二次側導線６２に設けられたシールド部８同士は、径方向に、予め設定された所定寸法以上の間隔をあけて配置されている。これにより、各相のシールド部８同士の間で電気的な短絡が生じることが抑えられる。なお、各相のシールド部８同士の間で間隔を確保するため、例えば、各相のシールド部８同士の位置を、二次側導線６２の延伸方向でずらすようにしてもよい。

【0044】

ここで、本実施形態において、シールド部８は、遮断器５Ｓが収容されている第１ハウジング２１内にのみ設けられている。遮断器５Ｓで一次側と二次側との間で電路を遮断する際、遮断器５Ｓで遮断する電流値は、例えば２５ｋＡである。これに対し、前記したように、接地装置に接続された第１ハウジング２１における電流値は、例えば４００Ａ程度である。これにより、第１ハウジング２１内では、遮断器５Ｓで電路を遮断する際、強大なアークが発生しやすい。すると、発生したアークにより、第１ハウジング２１内の絶縁性ガス（ＳＦ６）が分解することで生成される分解ガスの量が多くなる。結果として、第１ハウジング２１内で分解ガスに曝露される二次側絶縁モールド７２を形成する、モールド樹脂の劣化が促進されやすい。

【0045】

これに対し、第２ハウジング３１内では、遮断器５Ｓが収容されていないため、アークによる分解ガスの生成が抑えられる。このため、第２ハウジング３１内に配置された一次側絶縁モールド７１においては、分解ガスによるモールド樹脂の劣化も生じにくく、シールド部８を設ける必要性が低い。もちろん、第２ハウジング３１に配置された一次側絶縁モールド７１の近傍にも、シールド部８を設けてもよい。

【0046】

図７は、比較のためのシールド部を備えない構成における、落雷時等における電界分布を示す図である。図８は、比較のためのシールド部を備えない構成における、閃絡予想経路を示す図である。ここで、図７、図８に示すように、比較のため、シールド部８が設けられていない場合（従来の構成に相当）について検討する。シールド部８が設けられていない場合、落雷時等には、二次側導線６２の表面に沿った領域Ａ１から、二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃに沿った領域Ａ２において、高電界となる。

【0047】

この場合、第１ハウジング２１内で生成された分解ガスによって二次側絶縁モールド７２のモールド樹脂の劣化が生じていると、落雷時等に閃絡が生じた場合、閃絡電流は、二次側導線６２と二次側絶縁モールド７２と絶縁性ガス（分解ガス）との境界部分Ｋを起点として、二次側絶縁モールド７２の最小径部７２ｓ側から最大径部７２ｍ側へと、外周面７２ｃ（沿面）に沿う経路Ｒ１を辿ると予想される。結果として、二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃの全面が、閃絡予想経路に沿って破壊されてしまう可能性がある。

【0048】

図９は、本実施形態の開閉装置における、落雷時等における電界分布を示す図である。図１０は、本実施形態の開閉装置における、閃絡予想経路を示す図である。これに対し、図９に示すように、シールド部８を備えている場合、落雷時等には、シールド部８の外周縁部８３の近傍の領域Ａ３と、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍの近傍の領域Ａ４とで、高電界となる。

【0049】

この場合、分解ガスによって二次側絶縁モールド７２のモールド樹脂の劣化が生じていると、図１０に示すように、落雷時等における閃絡電流は、シールド部８の外周縁部８３から、二次側絶縁モールド７２において外周面７２ｃの最大径部７２ｍへと、二次側導線６２の延伸方向に沿った直線的な経路Ｒ２を辿ると予想される。つまり、シールド部８の高電界部分（端部の断面が半円部分の頂点付近）から高電界付近（外周面７２ｃ）へ最も近い距離で閃絡が起こることが考えられるため、経路Ｒ２を辿ると予想される。この場合、二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃに沿って閃絡電流が流れることが抑えられ、二次側絶縁モールド７２の破壊が抑えられる。

【0050】

このように、本実施形態に係る開閉装置１においては、シールド部８が、二次側導線６２の外周面から径方向外側に拡径している。これにより、分解ガスによって二次側絶縁モールド７２を形成するモールド樹脂の劣化が生じている場合であっても、落雷時等に閃絡が生じたときに、二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃ（沿面）に沿って閃絡電流が流れるのを抑え、二次側絶縁モールド７２の破壊を抑えることができる。

【0051】

また、シールド部８の厚さＴが、径方向で一定であるので、二次側導線６２の延伸方向における第２平面８２と二次側絶縁モールド７２との間の距離を確保し、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿った電気的な短絡を有効に抑えることができる。また、シールド部８が、円形状に形成されているので、シールド部８の周方向のどの位置においても、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿った電気的な短絡を有効に抑えることができる。また、シールド部８の外周縁部８３が、径方向の外側に凸となる円弧状の断面形状を有しているので、シールドの外周縁部８３に鋭角に突起する部位が存在するのを抑え、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿った電気的な短絡を抑えることができる。

【0052】

また、シールド部８が、二次側絶縁モールド７２の最小径部７２ｓよりも大きな外径を有しているので、シールド部８と二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃとの間隔を確保し、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿った電気的な短絡を生じにくくすることができる。また、シールド部８は、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍよりも大きな外径を有しているので、シールド部８と二次側絶縁モールド７２との間隔を、より大きく確保し、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿った電気的な短絡をさらに生じにくくすることができる。また、二次側ケーブルヘッド４２は、変圧器側母線１０２の端部が接続可能であるので、変圧器側母線１０２の端部が接続される二次側ケーブルヘッド４２と二次側導線６２との接続部との間に設けられた二次側絶縁モールド７２において、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、二次側絶縁モールド７２の破壊を抑えることができる。

【0053】

また、複数組のシールド部８同士が、径方向に間隔をあけて配置されることで、複数組のシールド部８同士の間で電気的な短絡が生じるのを抑えることができる。また、開閉器５が、遮断器５Ｓであるので、通電状態で一次側と二次側との遮断を行う遮断器５Ｓとともに備えられた二次側絶縁モールド７２において、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、二次側絶縁モールド７２の破壊を抑えることができる。また、シールド部８が、ハウジング２内の複数の室Ｓ１、Ｓ２のうち、遮断器５Ｓが収容された室Ｓ１に設けられているので、分解ガスによって二次側絶縁モールド７２の劣化が生じた場合であっても、シールド部８により、二次側絶縁モールド７２の沿面に沿って電気的な短絡が生じるのを抑え、二次側絶縁モールド７２の破壊を抑えることができる。

【0054】

（実施形態の変形例）
なお、上記実施形態において、シールド部８は、第１平面８１と第２平面８２とを有する円盤状としたが、これに限られない。図１１は、本実施形態の変形例に係る二次側絶縁モールド７２、及びシールド部８Ｂを示す断面図である。例えば、開閉装置１は、図１１に示すようなシールド部８Ｂを備えるようにしてもよい。このシールド部８Ｂは、二次側導線６２の延伸方向で二次側ケーブルヘッド４２側を向く凸湾曲面８５を有している。凸湾曲面８５は、二次側導線６２の延伸方向で二次側ケーブルヘッド４２側に、略半球状に突出している。

【0055】

図１２は、本実施形態の変形例の開閉装置における、落雷時等における電界分布を示す図である。図１３は、本実施形態の変形例の開閉装置における、閃絡予想経路を示す図である。図１２に示すように、凸湾曲面８５を有するシールド部８Ｂを備えている場合、落雷時等には、凸湾曲面８５全体を覆うような領域Ａ５と、二次側絶縁モールド７２の最大径部７２ｍの近傍の領域Ａ６とで、高電界となる。

【0056】

この場合、分解ガスによって二次側絶縁モールド７２のモールド樹脂の劣化が生じていると、図１３に示すように、落雷時等における閃絡電流は、シールド部８の凸湾曲面８５全体から、二次側絶縁モールド７２において外周面７２ｃへと、二次側導線６２の延伸方向に沿った経路Ｒ３で一様に流れると予想される。つまり、シールド部８Ｂの高電界部分（凸湾曲面８５のうち外側の面付近）から高電界付近（外周面７２ｃ）へ最も近い距離で閃絡が起こることが考えられるため、経路Ｒ３を辿ると予想される。この場合も、二次側絶縁モールド７２の外周面７２ｃに沿って閃絡電流が流れることが抑えられ、二次側絶縁モールド７２の破壊が抑えられる。

【0057】

なお、上記実施形態、及び変形例では、開閉器５として遮断器５Ｓを例示したが、これに限られない。また、上記実施形態では、シールド部８が第１ハウジング２１内に設けられた二次側絶縁モールド７２の近傍にのみ設けられるようにしたが、これに限られない。例えば、一次側絶縁モールド７１が、遮断器５Ｓが収容された第１ハウジング２１内に設けられているのであれば、シールド部８を、一次側絶縁モールド７１の近傍に同様に備えるようにしてもよい。

【0058】

（検証例）
次に、上記実施形態の構成についての検証を行ったので、その結果を以下に示す。まず、分解ガスへの曝露によるモールド樹脂の劣化が生じていない状態の二次側絶縁モールド７２を用い、フラッシオーバ試験を行った。ここで、二次側絶縁モールド７２を形成するモールド樹脂としては、シリカが充填されたエポキシ樹脂を用いた。

【0059】

フラッシオーバ試験では、２００ｋＶ、３００ｋＶ、４００ｋＶ、５００ｋＶの電圧を印加した後、閃絡による二次側絶縁モールド７２の破壊の有無を確認した。上記電圧の印加は、正極と、負極 の各々について、個別に行った。その結果、正極への印加、負極への印加の双方の場合において、２００ｋＶ、３００ｋＶ、４００ｋＶ、５００ｋＶの各電圧で、二次側絶縁モールド７２の破壊は認められなかった。

【0060】

その後、二次側絶縁モールド７２、及び遮断器５Ｓが収容された密閉空間（第１ハウジング２１の室Ｓ１内に相当）に、絶縁性ガスとしてＳＦ６ガスを充填し、遮断器５Ｓにより、２５ｋＡの電流を、繰り返し６回遮断した。遮断器５Ｓの遮断時に生じるアークにより、絶縁性ガス（ＳＦ６）から分解ガスを生成し、二次側絶縁モールド７２を、密閉空間内で分解ガスに３時間曝露させた。分解ガスには、二次側絶縁モールド７２を形成するシリカ充填エポキシ樹脂に悪影響を及ぼすと考えられる、フッ化水素が多量に含まれていることを確認した。

【0061】

次いで、雷に相当する４００ｋＶの電圧を、正極、負極に３回ずつ印加した。４００ｋＶの電圧印加後に、二次側絶縁モールド７２に破壊は認められなかった。続いて、実際の開閉装置において、落雷後にメンテナンスを実施することを想定し、遮断器５Ｓが収容された空間を開放し、二次側絶縁モールド７２を、２４時間大気に曝露させた。その後、二次側絶縁モールド７２が収容された空間を再び密封し、絶縁性ガス（ＳＦ６）を再充填した。そして、２００ｋＶ、３００ｋＶ、４００ｋＶ、５００ｋＶの電圧を、正極、負極に３回ずつ印加し、その後に閃絡による二次側絶縁モールド７２の破壊の有無を確認した。図１４は、分解ガスに曝露した後の二次側絶縁モールドに対し、電圧を印加したときの破壊の有無の確認結果を示す図である。その結果、図１４に示すように、各電圧において、二次側絶縁モールド７２に破壊は認められなかった。

【0062】

上記の試験後の二次側絶縁モールド７２の表面について、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。その結果、試験前には目立った凹凸が認められなかった試験前の二次側絶縁モールド７２に対し、試験後の二次側絶縁モールド７２の表面には、複数の凹みが形成されていることが確認された。また、試験前と試験後の二次側絶縁モールド７２について元素分析を行ったところ、試験前の二次側絶縁モールド７２では認められなかった、フッ素原子が、試験後の絶縁フィールド相当量検出されていることが確認された。

【0063】

また、試験前、試験後の二次側絶縁モールド７２の各々について、５個のサンプルを用意し、電気抵抗を測定した。図１５は、分解ガスに曝露する前の試験前のサンプルと、分解ガスに曝露して電圧を印加した後の試験後のサンプルとで、電気抵抗の計測結果を比較するためのグラフである。その結果、図１５に示すように、試験前の二次側絶縁モールド７２では、電気抵抗の平均値が、１．３４×１０１４（Ω）であったのに対し、試験後の二次側絶縁モールド７２では、電気抵抗の平均値が、１．１０×１０１４（Ω）と、僅かに低下していることが認められた。

【符号の説明】

【0064】

１・・・開閉装置
２・・・ハウジング
５・・・開閉器
５Ｓ・・・遮断器
８、８Ｂ・・・シールド部
４１・・・一次側ケーブルヘッド
４２・・・二次側ケーブルヘッド
６１・・・一次側導線
６２・・・二次側導線
７１・・・一次側絶縁モールド
７２・・・二次側絶縁モールド（絶縁モールド）
７２ｃ・・・外周面
７２ｍ・・・最大径部
７２ｓ・・・最小径部
８１・・・第１平面
８２・・・第２平面
８３・・・外周縁部
８５・・・凸湾曲面
１０１・・・受電側母線
１０２・・・変圧器側母線
Ｓ１、Ｓ２・・・室
Ｔ・・・厚さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】