排气工具以及使用排气工具的开关装置的制造方法与流程

1.本公开涉及在受配电设备的系统运用等中所使用的开关装置的母线连接部的组装中使用的排气工具。


背景技术：

2.在受配电设备的系统运用等中所利用的开关装置中，为了防止母线连接部的绝缘性能降低，需要抑制气体的残留。以往，在组装母线连接部时，例如将形成有排气孔的除气工具插入母线连接部，通过螺钉等紧固构件的转动，将在母线连接部压缩的气体从排气孔排出，以防止气体的残留(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：国际公开第2017/022618号


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
4.但是，在母线连接部的连接器与绝缘栓之间插入除气工具、使绝缘栓转动并嵌入连接器的工序中，除气工具随着绝缘栓的转动而移动，除气工具产生偏移，妨碍排气孔的通气，从而存在气体不能充分排出的问题。
5.本公开是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种排气工具以及使用了该排气工具的开关装置的制造方法，在组装开关装置的母线连接部时，防止用于排气的工具的偏移，高效地排出连接器与绝缘栓之间的气体来抑制气体的残留。用于解决技术问题的技术手段
6.本公开所涉及的排气工具包括：棒形的主体部；设置于主体部的端部的前端部；贯通孔形的保持部，该保持部设置于前端部，通过穿过被配置在具有母线和绝缘性的连接器的第一电气设备的连接器内部的第一紧固部,从而限制所述主体部的移动；以及与保持部相邻地被切入的未贯通的切入部。
7.另外，本公开所涉及的开关装置的制造方法包括：将本公开所涉及的排气工具所具备的保持部沿着设置于具有母线的第一电气设备的绝缘性的连接器的内壁穿过与母线连接的连接器内部的第一紧固部的工序；将第一紧固部和设置于第二电气设备的绝缘栓内的第二紧固部嵌合，使绝缘栓转动，同时将排气工具所具备的主体部插入连接器的内壁与绝缘栓的外壁之间，从在连接器与绝缘栓之间插入主体部而生成的间隙中排出连接器与绝缘栓之间的气体，将第一紧固部与第二紧固部紧固的工序；以及将排气工具从连接器拉出，同时切断排气工具所具备的切入部，使主体部从连接器脱离的工序。发明效果
8.根据本公开，通过贯通孔形的保持部，能够限制排气工具的移动来确保通气路径，通过切断未贯通的切入部，能够使排气工具的主体部从电气设备脱离，因此，能够组装母线
连接部的同时高效地排出气体。
附图说明
9.图1是实施方式1所涉及的开关装置的侧面截面的示意图。图2是实施方式1所涉及的母线连接部的概要图。图3是示出实施方式1所涉及的排气工具的俯视图以及侧视图。图4是放大了实施方式1所涉及的排气工具的前端部的概要图。图5是放大了实施方式1所涉及的排气工具的前端部的概要图。图6是实施方式1所涉及的排气工具的图3的m-m线处的剖视图。图7是放大了实施方式1所涉及的排气工具的主体部的一部分的概要图。图8是示出实施方式2所涉及的排气工具的俯视图以及侧视图。图9是放大了实施方式2所涉及的排气工具的前端部的概要图。图10是放大了实施方式2所涉及的排气工具的前端部的概要图。图11是实施方式2所涉及的保持部以及支承部的俯视图。图12是示出实施方式2所涉及的排气工具的截面的示意图。图13是说明实施方式3所涉及的排气工序的说明图。
具体实施方式
10.实施方式1.以下，基于附图对实施方式1进行说明。
11.图1是实施方式1所涉及的开关装置的侧面截面的示意图。在图1中，开关装置1是例如用于变电站的功率的受配电设备的系统运用的开关装置。在开关装置1的壳体2中配置有例如切断器3和作为它的操作机构的切断器操作机构4、断路器5和作为它的操作机构的断路器操作机构6、接地开关器7、避雷器8以及变流器9。当由于雷击等而有异常电流流过时断路器5断开电路，以防止系统中有异常电流流过，并且保护与开关装置1连接的电气设备。在开关装置1中设有母线连接部10，在图1的例子中，母线连接部10与套管11连接，进而与壳体2内的切断器3连接。后述的第一电气设备12和第二电气设备13中的至少一部分包含在母线连接部10中。
12.图2示出母线连接部10的概要。母线连接部10的第一电气设备12包括母线14、连接器15和套管11。例如，母线14和套管11被插入连接器15中从而成为第一电气设备12。第一电气设备12经由套管11与开关装置1的壳体2内的电气设备连接。母线14由母线导体16和围绕母线导体16周围的绝缘屏蔽件17构成。套管11包括导电性的第一紧固部18、分离端子19和导电性构件20。第一紧固部18例如是两侧具有外螺纹的双头螺栓。沿图2的箭头方向将套管11插入连接器15的开口部21，然后，沿图2的箭头方向将母线14插入连接器15的开口部21。将母线14插入连接器15时，母线导体16的端部被套管11的分离端子19保持，母线导体16的侧面由导电性构件20保持。
13.第二电气设备13包括绝缘栓22和例如接地设备(未图示)，绝缘栓22承担母线14和第二电气设备13之间的绝缘。另外，绝缘栓22在其内部具备具有导电性的第二紧固部23。第二紧固部23切断内螺纹从而与第一紧固部18嵌合。将套管11和母线14沿图2的箭头方向插
入连接器15中，之后将绝缘栓22沿图2的箭头方向插入连接器15中，使第一紧固部18和第二紧固部23紧固，从而母线连接部10被组装。
14.如上所述，在连接器15的开口部21中插入母线14、套管11和绝缘栓22，从而形成母线连接部10。在该情况下，连接器15的开口部21通过插入的母线14、绝缘栓22和套管11而闭合。特别地，当在插入了母线14和套管11之后插入绝缘栓22时，气体容易残留在绝缘栓22与连接器15之间。位于母线导体16附近的气体成为开关装置1动作时放电的主要原因，成为绝缘劣化的原因，因此在组装母线连接部10时需要充分排出气体。
15.因此，使用实施方式1所涉及的图3所示的排气工具24进行排气，同时进行母线连接部10的组装。图3的(a)是排气工具24的俯视图，图3的(b)是排气工具24的侧视图。排气工具24包括棒形的主体部25、设于主体部25的端部的前端部26、以及设于前端部26的相反侧的末端部的基部27。前端部26中在图3的(a)的x轴方向上贯通地设有孔形的保持部28，并且在端部侧设置有与保持部28相邻的切入部29，该切入部29具有与保持部28的短径(图3的(a)、图3的(b)的z方向上的直径)大致相同或比短径小的直径，并且朝向排气工具24的设置有前端部26的一侧的前端被切入。切入部29的切入是朝向排气工具24的内侧、即图3的(a)的x轴的正方向或负方向被切入而形成如凹谷那样，在凹谷部分的底部残留有薄片部。
16.图4示出放大了图3的前端部26的排气工具24的前端部26的俯视概要图。前端部26包括贯通孔形的保持部28以及与保持部28相邻的未贯通的切入部29。在图4中，切入部29朝着前端部26的端部沿主体部25的长边方向被切入。通过扩大保持部28的孔从而能够使保持部28穿过第一紧固部18，通过撕开切入部29从而能够从第一紧固部18得到释放。即，使贯通的保持部28穿过第一紧固部18以限制排气工具24的移动，在排气工序之后将排气工具24沿与第一紧固部18远离的方向拉出，可以利用第一紧固部18将切入部29撕开。由此，能够防止排气工具24的偏移以确保通气路径，并且能够使主体部25的至少一部分不残留在连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31的接合面而取出排气工具24。
17.另外，对使用上述排气工具24的母线连接部10的组装的具体动作进行说明。首先，将保持部28朝向排气工具24的外侧扩展，将该扩展后的保持部28卡在配置在连接器15内的套管11的第一紧固部18，使排气工具24的主体部25紧贴在连接器15的内壁30。
18.在连接器15和绝缘栓22的连接工序中，当使连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31接触时，被连接器15和绝缘栓22包围的气体无处逃逸从而残留在连接器15和绝缘栓22之间。绝缘栓22被拧入套管11的第一紧固部18，从而该气体被加压、压缩。这里，在连接器15的内壁30与绝缘栓22之间存在被保持部28限制了移动的排气工具24，所以产生了间隙。通过该间隙来确保气体的通路，经加压后的气体通过该间隙而排出到连接器15外。另外，保持部28保持第一紧固部18，在母线连接部10组装时排气工具24的移动受到限制，因此能够不堵塞通气路径而有效地进行排气。因此，能够通过抑制连接器15与绝缘栓22之间的气体残留来实现第一电气设备12和第二电气设备13的连接。
19.另外，在连接器15与绝缘栓22的连接要完成之前或完成之后，将排气工具24的主体部25从连接器15拉出，从而力施加到切入部29，用第一紧固部18能撕开切入部29。通过切断切入部29，保持部28消除第一紧固部18的保持，能够不经由气体而从第一电气设备12拔出排气工具24。由此，将被连接器15和绝缘栓22包围的气体排出到连接器15的外部，在保持连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31的紧贴状态下，完成第一电气设备12与第二电气设
备13的连接。
20.这里，优选前端部26的前端的宽度如图4所示朝向前端变细。当为这样的形状时，容易插拔排气工具24，拆卸时的拉伸力不易集中在排气工具24的局部，因此能够防止排气工具24的一部分残留在连接器15内以及连接器15与绝缘栓22的接合面。
21.另外，图5示出放大了图3的前端部26的排气工具24的前端部26的侧视概要图。如图5所示，优选前端部26的厚度朝向前端变薄。通过这样设置前端部26的形状，使其也可以安装在狭窄的地方，具有拆卸排气工具24时的拉伸力不集中在排气工具24的局部的效果。图5中的虚线是从排气工具24的侧面透视切入部29得到的，设置有与保持部28相邻且留下虚线所示的薄片部的切入部29。
22.在图6中示出图3的(a)的m-m线的截面、即主体部25的截面形状的例子。主体部25的截面形状例如可以设为对图6的(a)所示的矩形的角部倒圆的形状，以及图6的(b)中所示的长圆形。其中长圆形包含同心圆和椭圆形。另外，虽然未图示，但截面形状也可以是对角部倒圆的多边形。通过这样使主体部25的截面形状变为对角部倒圆的形状，从而能使连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31不受损伤地进行排气。另外，即使缩小连接器15、绝缘栓22的径向尺寸，也能够确保对插拔排气工具24时的插拔力所需的强度。
23.另外，图7是主体部25的一部分的放大图，如图7所示，也可以在主体部25设置凹部32和凸部33。例如，可以设置成凹部32和凸部33从排气工具24的主体部25到前端部26在短边方向上横穿。也可以不是横穿整个短边方向，而是横穿其中一部分。另外，凹部32和凸部33可以仅设置在一个面上，也可以设置在多个面上。并且，即使不横穿，也可以使凹部32和凸部33分散存在。
24.通过这样设置凹部32和凸部33，在连接器15与绝缘栓22连接时，能不妨碍在连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31上涂布的糊料、油等绝缘性的润滑剂的流动而进行排气工序。
25.排气工具24能够使用例如氟树脂等具有可塑性和润滑性的材料来制作。该排气工具24也可以用聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚缩醛树脂来制作。也可以在聚酰胺纤维中浸渍聚丙烯树脂来成型。当设为使聚酰胺纤维等增强纤维中浸渍树脂而得到的复合材料时，能够确保强度，从而在使排气工具24脱离时防止破损、折损，能防止残留在连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31的接合面上。
26.连接器15可以使用例如硅树脂、乙烯丙烯橡胶等可变形且可复原的材料，以使得可在连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31的接合面夹住排气工具24。
27.这样，在组装母线连接部10时，通过使用具备贯通孔形的保持部28和未贯通的切入部29的排气工具24，从而能够限制排气工具24的移动，在确保通气路径的同时有效地排出气体，在充分排气后切断切入部29，拔出排气工具24，因此能够可靠地排出母线连接部10的气体。
28.另外，在本实施方式中，示出了连接器15在三个方向上设置开口部21，该开口部21的一个方向被套管11堵住的例子，但也可以使用在其内部具有第一紧固部18的连接器，该连接器的一个方向被堵住而不使用套管11，并在两个方向上具有开口部21。
29.实施方式2.图8示出实施方式2所涉及的排气工具。对与实施方式1相同的结构要素赋予相同
的标号，省略其说明。
30.在图8中，图8的(a)是排气工具34的俯视图，图8的(b)是排气工具34的侧视图。实施方式2所涉及的排气工具34具备棒形的主体部25和设置在主体部25的端部的前端部26。在前端部26沿图8的x轴方向贯通地设置有图8的前端部26的放大图即图9所示的穿过第一紧固部18的孔形的保持部28，保持部28的周围被支承部35包围。与实施方式1不同，也可以不在排气工具34的短边方向上扩大孔以穿过第一紧固部18。
31.另外，图9示出放大了图8的前端部26的排气工具34的前端部26的俯视概要图。如图9所示，在主体部25与支承部35之间设置有切入部29。切入部29与保持部28相邻，在支承部35的外缘向主体部25的短边方向被切入，通过将主体部25和支承部35相互反向拉伸，从而未贯通的切入部29撕开，以切入部29为分界，能够分离主体部25和支承部35。
32.另外，图10示出放大了图8的前端部26的排气工具34的前端部26的俯视概要图。前端部26形成为朝向前端厚度变薄，前端部26的端部形成得最薄。
33.使用排气工具34组装母线连接部10时，在第一电气设备12和第二电气设备13的接合面即连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31上预先涂布润滑剂之后，将排气工具34的保持部28卡在第一电气设备12内的第一紧固部18，使排气工具34的主体部25紧贴第一电气设备12的内壁30，从而进行组装前的准备。
34.然后，与实施方式1同样地，在由保持部28防止排气工具34的位置偏移的同时进行第一电气设备12和第二电气设备13的组装，在组装要完成之前或完成后，从基部27向将排气工具34从连接器15拉出的方向拉伸，从而设置在排气工具34的主体部25和支承部35之间的切入部29撕开，主体部25和支承部35分离，能够使主体部25向连接器15的外侧脱离。虽然支承部35残留在第一电气设备12与第二电气设备13之间，但由于支承部35周围停留在相同电位的空间内，因此在电气上没有问题。
35.另外，贯通孔形的保持部28和对其进行支承的支承部35能设为图11所示的圆形、对角倒圆的四边形、对角倒圆的三角形、以及对角倒圆的菱形等各种形状。这样地使支承部35的形状变形，从而成为适于排气工具34的插入和脱离的形状。
36.例如，当支承部35为多边形状时，施加到支承部35的角部的摩擦力与为不具有角部的形状的情况相比减小，成为更适于排气工具34的插拔的形状。当支承部35为对角倒圆的形状或包含圆形的椭圆形时，能够抑制排气工具34插拔时连接器15和绝缘栓22的损伤。
37.这样，在组装母线连接部10时，通过使用具备贯通孔形的保持部28、未贯通的切入部29以及支承部35的排气工具34，从而能够限制排气工具34的移动，在确保通气路径的同时有效地排出气体，在充分排气后切断切入部29，分离主体部25和支承部35，从而能够容易地拔出主体部25，因此能够可靠地排出母线连接部10的气体。
38.另外，在实施方式1中示出了将主体部25的截面形状设为对角部倒圆的矩形、长圆形的例子，但也可以设为图12所示的截面形状。图12中的各个剖面形状相当于图3或图8的m-m线中的截面形状。在图12中，在由纵轴和横轴表示的各网格内示出主体部25的截面形状。列方向上的各特征是第1列的外形为对角倒圆的四边形状，第2列的外形为横长圆形状，第3列的外形为椭圆形状，第4列为菱形。另外，行方向的特征示出了a行的表面没有槽，b行的上下表面具有从基部27穿过到前端部26的槽，c行的一个面具有从基部27穿过到前端部26的槽。另外，d行示出了主体部25的两侧表面具有从基部27穿过到前端部26的槽。
39.如图12所示，主体部25的截面能从各种形状中选择，通过使主体部25的截面形状变形，从而能作为适于排气工具24、排气工具34的插入、脱离的形状。当主体部25的截面为多边形状时，与主体部25的表面弯曲的形状相比，由于内壁30、外壁31以及主体部25的表面的接触面积扩大，因此能够防止主体部25随着绝缘栓22的转动而偏移。另外，当主体部25的截面为对角部倒圆的形状或长圆形时，能够抑制排气工具24、排气工具34插拔时连接器15和绝缘栓22的损伤。此外，如图12的b行、c行和d行所示那样在主体部25上设置从前端部26穿过到基部27的槽，从而通过排气工具24、排气工具34的介入而使得在连接器15与绝缘栓22的接合面上形成的间隙扩大。由此，能够充分排出连接器15与绝缘栓22之间残留的气体。
40.实施方式3.使用图13，对在开关装置1的制造中使用实施方式1的排气工具24的排气工序进行说明。如图2所示，图1中的开关装置1的母线连接部10包含第一电气设备12和第二电气设备13中的至少一部分，第一电气设备12由套管11、母线14和连接器15构成，另外，第二电气设备13由绝缘栓22和与绝缘栓22连接的接地设备(未图示出)构成。
41.第一电气设备12通过将母线14和套管11插入连接器15的开口部21而形成。将套管11插入连接器15的开口部21来堵住一个开口部21，在插入套管11后，从连接器15的其他开口部21插入母线14来堵住开口部21。套管11包括第一紧固部18、分离端子19和导电性构件20，母线14由母线导体16和围绕其周围的绝缘屏蔽件17构成，母线导体16在母线14的端部露出。在插入母线导体16时，所插入的母线14的端部从上到下被套管11的分离端子19保持，另外，母线14的端部的侧面被导电性构件20支承。由于分离端子19和导电性构件20接触，母线14和套管11电连接，因此，第一电气设备12与连接到套管11的开关装置1所具备的其他电气设备电连接。由于插入有该套管11和母线14的开口部21被堵住，所以气体的通路被堵住。
42.另外，在第一电气设备12中，在上述连接工序之后，在连接器15的内部，套管11所具备的第一紧固部18朝向未被母线14和套管11堵住的连接器15的开口部21突出。第一紧固部18例如是在两侧被切断了外螺纹的双头螺栓，该第一紧固部18与其他电气设备的紧固部嵌合，从而使得第一电气设备12与其他电气设备连接。在本实施方式中，其他电气设备的紧固部是第二紧固部23，而其他电气设备是第二电气设备13。使配置在绝缘栓22内部的第二紧固部23与第一紧固部18嵌合，从而第一电气设备12与第二电气设备13连接。
43.接着，使用图13说明第一电气设备12和第二电气设备13的连接工序中的排气步骤。在第一电气设备12和第二电气设备13的接合面即连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31的接合面上，预先涂布绝缘性的润滑剂。例如，使用油脂作为润滑剂。
44.并且，如图13所示，使排气工具24沿着连接器15的内壁30配置在开口部21内，使排气工具24的保持部28穿过第一紧固部18从而将排气工具24安装到开口部21内。在使用保持部28闭合的状态的排气工具24的情况下，将保持部28向排气工具24的外侧拉伸，扩大贯通孔以使第一紧固部18能够插入保持部28。
45.在将排气工具24安装到开口部21内后，使第一电气设备12所具备的连接器15的内壁30和第二电气设备13所具备的绝缘栓22的外壁31嵌合，在该接合面上夹住排气工具24。这里，内壁30和外壁31设为嵌合地彼此紧贴的尺寸。
46.在绝缘栓22的内部，在驱动轴37方向的一端具备内侧具有内螺纹的第二紧固部23。另外，在驱动轴37方向的另一端设置有用于使绝缘栓22转动的转动用构件39。在此，转
动用构件39例如在端部具有用于转动的六边部40。当利用具有驱动轴37和套筒38的转矩扳手36转动绝缘栓22时，第一电气设备12和第二电气设备13被连接。
47.在第一电气设备12的内部配置有与开关装置1的母线14连接的分离端子19。在分离端子19的端部，向第二电气设备13突出地设置有第一紧固部18，在该第一紧固部18的外周外螺纹被切断。当将绝缘栓22插入连接器15中，使绝缘栓22沿图13的a方向(从转矩扳手36的上方看为顺时针方向)转动时，绝缘栓22沿向连接器15插入的方向被驱动，第一紧固部18和第二紧固部23紧固。
48.连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31通过插入绝缘栓22的工序而相互接近并紧贴。由于连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31紧贴，因此位于该紧贴部的气体被连接器15和绝缘栓22包围而成为无处逃逸的状态。
49.在该工序之后，进一步通过转矩扳手36使绝缘栓22转动，拧入连接器15，从而连接器15和绝缘栓22之间残留的气体被压缩。当通过转矩扳手36转动绝缘栓22时，该压缩后的气体沿着绝缘栓22的外壁31的周向移动，从而聚集在排气工具24介于连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31之间而形成的间隙中。在间隙中聚集的气体通过该间隙排出到外部。
50.然后，在第一电气设备12和第二电气设备13的连接要完成之前或完成之后，将排气工具24朝从连接器15脱离的方向、即图13的b方向拉出。利用该拉出的力，排气工具24所具备的切入部29撕开，主体部25可脱离。然后，在切入部29被切断后，使主体部25从连接器15脱离，在保持连接器15的内壁30和绝缘栓22的外壁31的紧贴状态下，完成第一电气设备12和第二电气设备13的连接。
51.即，沿着连接器15的内壁30配置排气工具24，在将贯通孔形的保持部28穿过连接器15内部的第一紧固部18之后，将第一紧固部18和第二紧固部23嵌合，使绝缘栓22转动的同时使主体部25介于连接器15的内壁30与绝缘栓22的外壁31之间，从在绝缘栓22和连接器15之间介入有主体部25而产生的间隙中，排出连接器15与绝缘栓22之间的气体，使第一紧固部18与第二紧固部23嵌合，之后，一边将排气工具24从连接器15拉出，一边切断切入部29使主体部25从连接器15脱离，从而可以在组装开关装置1所具备的母线连接部10的同时有效地排气。
52.另外，虽然在本实施方式中示出了使用实施方式1所涉及的排气工具24的例子，但是使用实施方式2所述的排气工具34进行开关装置1的制造中的排气工序也能得到同样的效果。此时，通过拉出排气工具34的工序，使支承部35和主体部25分离，使支承部35残留在连接器15内。
53.另外，在实施方式1至实施方式3中，阐述了连接第一电气设备12、第二电气设备13的例子，但也可以是开关装置1内的其他电气设备，也可以是与开关装置1连接的外部电气设备。
54.本发明说明书中所公开的各实施方式在其范围内，可对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式适当地进行变形、省略。标号说明
55.1开关装置2壳体3切断器
4切断器操作机构5断路器6断路器操作机构7接地开关器8避雷器9变流器10母线连接部11套管12第一电气设备13第二电气设备14母线15连接器16母线导体17绝缘屏蔽件18第一紧固部19分离端子20导电性构件21开口部22绝缘栓23第二紧固部24、34排气工具25主体部26前端部27基部28保持部29切入部30内壁31外壁32凹部33凸部35支承部36转矩扳手37驱动轴38套筒39转动用构件40六边形部。