特許 7589868 ガス絶縁開閉装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】ガス絶縁開閉装置

(51)【国際特許分類】

   H02G 5/06 20060101AFI20241119BHJP

   H02B 13/045 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H02G5/06 361Z

H02B13/045 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024541052

(86)(22)【出願日】2023-12-07

(86)【国際出願番号】 JP2023043759

【審査請求日】2024-07-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】香川 耕一

(72)【発明者】

【氏名】森 隆広

(72)【発明者】

【氏名】松永 敏宏

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０５０４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２８５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｇ ５／０６

Ｈ０２Ｂ １３／０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開閉器と、
前記開閉器及び絶縁ガスを格納し開口部にフランジが設けられた複数のタンクと、を備え、
複数の前記タンクは、前記フランジがボルトで締め付けられることで他の前記タンクの前記フランジと取り付けられ、
複数の前記タンクのうち少なくとも１つの前記タンクは、前記タンクの内径が前記開口部に近づくにつれて小さくなり、
前記フランジの外径は前記タンクの外径と同程度であることを特徴とするガス絶縁開閉装置。

【請求項2】

複数の前記タンクは内面が円弧状に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。

【請求項3】

前記タンクは前記フランジにねじ穴を有し、前記フランジは前記ボルト及び前記ねじ穴により他の前記タンクの前記フランジと取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス絶縁開閉装置。

【請求項4】

複数の前記タンクの一部は前記ボルト及びナットで他の前記タンクと取り付けられ、複数の前記タンクの他の一部は前記ボルト及び前記ねじ穴により他の前記タンクと取り付けられること特徴とする請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。

【請求項5】

前記ボルト及び前記ねじ穴は電気的に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のガス絶縁開閉装置。

【請求項6】

前記フランジは前記タンクの内側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス絶縁開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガス絶縁開閉装置の複数のタンクの接続構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスを封入したタンク内に、遮断器、断路器、接地開閉器等の開閉器を格納して構成される。ガス絶縁開閉装置は、タンク内に乾燥空気やＳＦ６等が封入されることで、開閉器の絶縁性能を向上させることができる。このような構成とすることで、ガス絶縁開閉装置は接地されているタンクと開閉器を絶縁するために必要な距離（絶縁距離）を短縮でき、装置を小型化することが可能である。

【0003】

ガス絶縁開閉装置は複数のタンクが取り付けられ、接続された複数のタンクの内側には開閉器が配置される。特許文献１には、複数のタンクの開口部に設けられたフランジがボルト等で締め付けられることで、複数のタンクを接続する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４―００３７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、複数のタンクを取り付ける場合、ボルト等が配置されるフランジ周辺は締め付け作業を行うための空間が必要である。締め付け作業にはフランジの外径以上の空間が必要なため、締め付け作業の空間を確保しようとするとタンクの外形が制限されてしまう。このため、タンク内に開閉器を格納した際に、ガス絶縁開閉装置を設置する空間に寸法の制約がある場合において、タンクと開閉器の間に必要な絶縁距離を確保することが困難になってしまうという課題があった。

【0006】

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、フランジの締め付け作業の空間を保ったうえでタンクと開閉器の間に必要な絶縁距離を確保できるガス絶縁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】

【0007】

開閉器と、開閉器及び絶縁ガスを格納し開口部にフランジを有する複数のタンクと、を備え、複数のタンクはフランジがボルトで締め付けられることで他のタンクのフランジと取り付けられ、複数のタンクのうち少なくとも１つのタンクはタンクの内径が開口部に近づくにつれて小さくなり、フランジの外形はタンクの外形と同程度であることを特徴とするガス絶縁開閉装置。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係るガス絶縁開閉装置によれば、タンクの内径が開口部に近づくにつれて小さくなるため、フランジの締め付け作業の空間を保ちつつ、タンクと開閉器との間に必要な絶縁距離を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置を示す斜視図である。

【図2】本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。

【図3】本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置のタンクとフランジの大小関係を示す断面図である。

【図4】本開示の実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。

【図5】本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置について説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す斜視図である。本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、開閉器と、複数のタンクとを備える。なお、図１において開閉器は図示を省略している。タンク１、タンク２、タンク７及びタンク８には、開閉器及び絶縁ガスが格納されており、それぞれのタンクの開口部にはフランジが設けられている。図１に示すように、複数のタンクはフランジを介して接続され、それぞれのタンクは支持部材２５で支持されている。複数のタンクは接地されており、開閉器は、接地されたタンクと開閉器を絶縁するために必要な距離である絶縁距離を考慮してタンク内に設けられている。

【0012】

図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１００の端部に位置するタンク１及びタンク８の端部には蓋１８が設けられており、タンクのフランジと蓋１８とはボルト等で締め付けられている。図１で示すガス絶縁開閉装置１００の構成はあくまでも一例であり、各タンクが配置される順番やタンクの数を適宜変更してガス絶縁開閉装置１００を構成してもよい。

【0013】

図２は本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。ここで、図２は図１のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、タンク１及びタンク２の接続部を拡大したものである。以下では、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００の複数のタンクのうち、タンク１とタンク２の接続部を例として説明する。図２に示すように、タンク１にはフランジ３が設けられ、タンク２にはフランジ４が設けられている。タンク１及びタンク２は、開口部１７に設けられたフランジ３とフランジ４とがボルト５及びナット６で締め付けられることで接続される。図２において、タンク１及びタンク２は円筒形であり、フランジ３及びフランジ４は円形に設けられている。ボルト５及びナット６は、タンク１及びタンク２の周方向に向けてフランジ３とフランジ４とを締め付けられるのに十分な個数だけ設けられている。

【0014】

図２に示すように、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００のタンク１の内径は、フランジ３が設けられた開口部１７に近づくにつれて小さくなる。タンク１の内径が開口部１７に近づくにつれて小さくなることで、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置のタンク１の外部の壁面は、フランジ３に向けて低くなるように傾斜するテーパ形状となる。なお、タンク２もタンク１と同じ形状であり、タンク２の外部の壁面とフランジ４の間にも同じ傾斜が形成されている。このような傾斜が形成されることで、タンク１の壁面とフランジ３、タンク２の壁面とフランジ４の間に高低差が生じ、フランジ３及びフランジ４の周辺にボルト５及びナット６で締め付け作業を行う空間が確保される。このとき、この締め付け作業を行う空間はボルト５及びナット６を配置でき、スパナ等の工具を用いて作業ができる程度の広さがあればよい。このため、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、フランジ３とフランジ４の締め付け作業を行う際にフランジ周辺にフランジ３及びフランジ４の外径以上の空間を確保する必要がなくなり、タンク１及びタンク２の寸法がフランジの外径で制限されなくなる。さらに、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、タンクの寸法がフランジの外径で制限されないため、タンクの内部の空間を広くすることが可能となり、開閉器に必要な絶縁距離も十分に確保できる。

【0015】

図３は本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置のタンクとフランジの大小関係を示す断面図である。以下では、タンク１とタンク２は同じ形状であるため、タンク１を例に説明する。図２ではタンク１の外径はフランジ３の外径と同一であったが、図３では、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁装置１００はタンク１の外径よりもフランジ３の外径が僅かに小さくなっている。このような場合においても、タンク１の外部の壁面は、フランジ３に向けて低くなるように傾斜する形状となる。このため、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００のタンク１は、フランジ３の周辺にボルト５及びナット６で締め付け作業を保ちつつ、タンク１と開閉器との間に必要な絶縁距離を確保できる。

【0016】

ここで、図３ではタンク１の外径よりもフランジ３の外径が僅かに小さくなっている場合を述べたが、タンク１の外径よりもフランジ３の外径が僅かに大きくなっていてもよい。つまり、開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、フランジ３の外径がタンク１の外径と同程度であればよい。なお本開示における同程度とは、タンクの接続部にフランジ３の締め付け作業の空間を保ちつつ、タンク１内にタンク１と開閉器との間に必要な絶縁距離が確保されていればよいということであり、タンク１の外径とフランジ３の外径が同一または略同一ということである。なお、ここではタンク１の外径とフランジ３の外径との関係についてのみ述べたが、本開示のガス絶縁開閉装置１００における他のタンクでもこの関係が成立していてもよい。

【0017】

また、図２及び図３に示すように、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００のタンク１及びタンク２は、内部が円弧状に傾斜している。ここで、円弧状の傾斜とは、タンク１及びタンク２の内側が角張っていないということである。タンク１及びタンク２の内部が角張っていると、角張った箇所を起点として開閉器との間に地絡が発生してしまう。ガス絶縁装置１００において開閉器とタンクの間に地絡が発生すると、タンクと開閉器との絶縁距離が十分に得られず、ガス絶縁開閉装置１００の機能が損なわれてしまう。本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、このような課題に対しても有効であり、複数のタンクの内部が円弧状に傾斜していることで地絡を防ぐことができ、タンクと開閉器の絶縁距離を十分に確保することが可能である。

【0018】

以上のように、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、開閉器と、開閉器及び絶縁ガスを格納し開口部１７にフランジを有する複数のタンクとを備える。複数のタンクは、フランジがボルトで締め付けられることで他のタンクのフランジと取り付けられ、複数のタンクのうち少なくとも１つのタンクはタンクの内径が開口部１７に近づくにつれて小さくなる。

【0019】

本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００によれば、複数のタンクのうち少なくとも１つのタンクの内径が開口部１７に近づくにつれて小さくなるため、フランジの締め付け作業の空間を保ちつつ、タンクと開閉器との間に必要な絶縁距離を確保することができる。

【0020】

また、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁装置１００によれば、タンクの外径はフランジの外径と同程度であるため、ガス絶縁開閉装置１００の大きさに対してタンクの外径を最大限に設定することができ、タンク内の空間も最大限に確保可能となる。

【0021】

また、本開示の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００では、接続されるタンク同士が同じ形状のものについてのみ説明したが、接続されるタンク同士のうち、一部のみがタンクの内径が開口部１７に近づくにつれて小さくなるような構成としてもよい。このような場合であっても、締め付け作業を行う空間を保ちつつ、タンクと開閉器との間に必要な絶縁距離を確保することができる。

【0022】

実施の形態２．
実施の形態２では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置について説明する。

【0023】

図４は本開示の実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。以下では、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の複数のタンクのうち、タンク１とタンク１１の接続部を例として説明する。実施の形態１ではフランジ３とフランジ４とがボルト５及びナット６で締め付けられることで、タンク１及びタンク２が接続されていた。これに対し、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置は、実施の形態１の構成に加えて、タンク１１はフランジ９にねじ穴１２を有する。この構成により、図４に示すように、フランジ９はボルト５及びねじ穴１２によりタンク１のフランジ３と取り付けられる。タンク１１はねじ穴１２を有するフランジ９が設けられているため、開口部１７へ向かうにつれてタンク１１の側面が厚くなる。

【0024】

本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置は、実施の形態１と同様の構成を備えるため、フランジの締め付け作業の空間を保ちながら開閉器に必要な絶縁距離を確保することができる。さらに、実施の形態１ではボルト５及びナット６でタンク同士を接続していたのに対して、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置はボルト５しか用いていない。このため、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置は、実施の形態１に比べて、タンク同士の接続に必要な部品点数を削減することも可能である。

【0025】

本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置は、タンク１の側からボルト５をねじ穴１２に差し込んで締め付けるだけでタンク１とタンク１１を接続することができる。このため、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置はタンク同士の接続作業が容易となる効果を奏する。

【0026】

さらに、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置では、複数のタンクの一部がボルト５及びナット６で他のタンクと取り付けられ、複数のタンクの他の一部がボルト５及びねじ穴１２により他のタンクと取り付けられるようにしてもよい。このような構成とすることで、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置では、複数のタンクのうち一部のタンクにおいて、タンク同士の接続に必要な部品点数を削減することができ、複数のタンクのうち一部のタンクにおいて接続作業が容易となる。

【0027】

また、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置のような構造において、ボルト５とねじ穴１２が電気的に接続されていない場合、ボルト５が浮遊電極となってしまう。ここで、浮遊電極とはタンク内外における充電部からの誘導電圧により生じるものである。この浮遊電極が存在することで接地された外被との間にサージが発生し、タンク内では主回路に地絡及び短絡が発生、タンク外では部品や機器が破損してしまうことがある。これに対し、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置では、ねじ穴１２を未塗装とすることで、ボルト５及びねじ穴１２が電気的に接続されている。このような構成とすることで、ボルト５のねじ山とねじ穴１２の未塗装部分が接して電気的な接触が確保される。このため、本開示の実施の形態２に係るガス絶縁装置は、ボルト５が浮遊電極になることを防止でき、サージによる部品や機器の破損を防ぐことも可能である。

【0028】

実施の形態３．
実施の形態３では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態３に係るガス絶縁装置について説明する。

【0029】

図５は本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置におけるタンクの接続部を示す断面図である。以下では、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置の複数のタンクのうち、タンク１４とタンク１５の接続部を例として説明する。図５に示すように、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置は、実施の形態１の構成に加えて、フランジ１０がタンク１４の内側に設けられ、フランジ１６がタンク１５の内側に設けられている。このような構成とすることで、締め付け作業時にタンク１４の内側からボルト５をねじ穴１３に挿入すればよいため、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置はタンク１４及びタンク１５の外側での締め付け作業が不要となる。ただし、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置のような構成は、接続されるタンク同士の電界設計に余裕がある場合のみ有効である。

【0030】

以上のように、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置は、実施の形態１と同様の構成を備えるため、フランジの締め付け作業の空間を保ちながら開閉器に必要な絶縁距離を確保することができる。さらに、本開示の実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置は、フランジがタンクの内側に設けられているためタンクの外側での作業が不要となり、タンク周辺に配置される構造物に対する制約がなくなるといった効果を奏する。

【0031】

なお、本開示の実施の形態１から４に係るタンクの形状は円筒形であり、フランジは円形であるものとしたが、封入される絶縁ガスの圧力に耐えうる強度が得られる場合は、タンク及びフランジを略円筒形（例えば楕円形）としてもよく、矩形としてもよい。

【0032】

また、本開示の実施の形態１から４に係るガス絶縁開閉器において、タンクに格納される開閉器は遮断器、断路器、接地開閉器等を含む。さらに、タンクに格納される絶縁ガスは、乾燥空気やＳＦ６等でもよい。

【0033】

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能である。また本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0034】

１ ２ ７ ８ １１ １４ １５ タンク、３ ４ ９ １０ １６ フランジ、５ ボルト、６ ナット、１２ １３ ねじ穴、１７ 開口部、１８ 蓋、１００ ガス絶縁開閉装置

【要約】

フランジの締め付け作業の空間を保ったうえでタンクと開閉器の間に必要な絶縁距離を確保できるガス絶縁開閉装置を提供する。
本開示に係るガス絶縁開閉装置は、開閉器と、開閉器及び絶縁ガスを格納し開口部にフランジを有する複数のタンクと、を備え、複数のタンクはフランジがボルトで締め付けられることで他のタンクのフランジと取り付けられ、複数のタンクのうち少なくとも１つのタンクはタンクの内径が開口部に近づくにつれて小さくなることを特徴とする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】