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JP6951201B2 - Switch unit and railroad vehicle using it - Google Patents
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Description

本発明は、開閉器ユニット及びこれを用いた鉄道車両に関する。 The present invention relates to a switch unit and a railroad vehicle using the switch unit.

鉄道車両には、負荷電流や事故電流から使用機器を保護するための開閉器ユニットが設置されている。開閉器ユニットにおいては、負荷電流や事故電流を感知すると、操作機構によって電極が開となり、電流が遮断される。 Railroad vehicles are equipped with switch units to protect the equipment used from load currents and accident currents. When the switch unit senses a load current or an accident current, the operating mechanism opens the electrodes and cuts off the current.

開閉器ユニットには、開閉器をエポキシ樹脂硬化物等のモールド樹脂で覆い、その後、硬化させた固体絶縁方式を採用したものがある。固体絶縁方式は、絶縁媒体に樹脂を用いることから、ガス絶縁や油絶縁で必要とされる絶縁媒体を密閉するタンクが不要となり、開閉器ユニットを小さくすることができる。また、固体絶縁方式は、絶縁媒体の漏洩対策が不要であり、絶縁媒体の漏洩に対する保守点検を省くこともできる。 Some switch units employ a solid insulation method in which the switch is covered with a molded resin such as an epoxy resin cured product and then cured. Since the solid insulation method uses resin as the insulating medium, a tank for sealing the insulating medium required for gas insulation or oil insulation becomes unnecessary, and the switch unit can be made smaller. Further, the solid insulation method does not require measures against leakage of the insulating medium, and maintenance and inspection for leakage of the insulating medium can be omitted.

開閉器ユニットは、開閉器を覆っているモールド樹脂硬化物の表面を、導電体で被覆した表面接地構造と、導電体で被覆していない表面非接地構造と、に分類される。表面接地構造とした場合、保守点検時における作業者の感電を防ぐことができる。 The switch unit is classified into a surface grounded structure in which the surface of the molded resin cured product covering the switch is coated with a conductor, and a surface non-grounded structure in which the surface of the molded resin cured product is not coated with the conductor. When the surface grounding structure is used, it is possible to prevent an electric shock of the operator during maintenance and inspection.

特許文献1には、金属容器と絶縁容器と封着部材とで構成された真空容器と、固定電極に対向配置された可動電極を支持する可動軸が絶縁部材を介して連結された操作機構の操作棒と、を含み、エポキシ樹脂等により形成されたモールド絶縁体の表面に導電部材を設けた構成を有し、導電部材は、アルミニウム、亜鉛等の金属溶射又は導電性塗料の塗布により形成したものであり、操作棒及び導電部材は、接地された構成を有する、複合絶縁スイッチギヤが開示されている。 Patent Document 1 describes an operating mechanism in which a vacuum container composed of a metal container, an insulating container, and a sealing member, and a movable shaft supporting a movable electrode arranged to face the fixed electrode are connected via an insulating member. It has a structure in which a conductive member is provided on the surface of a mold insulator formed of an epoxy resin or the like, including an operation rod, and the conductive member is formed by spraying a metal such as aluminum or zinc or applying a conductive paint. A composite insulated switch gear is disclosed, wherein the operating rod and the conductive member have a grounded structure.

特開2005−197128号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-197128

鉄道車両は、屋外を走行するため、気温の変化が大きい。このため、鉄道車両に設置される開閉器ユニットには、熱ストレス対策が必要となる。 Since railroad cars run outdoors, the temperature changes significantly. Therefore, it is necessary to take measures against heat stress in the switch unit installed in the railway vehicle.

特許文献1に記載の複合絶縁スイッチギヤにおいては、モールド絶縁体と操作機構との間に隙間があり、金属製の封着部材、操作棒、ベローズ等が大気中に露出している。また、樹脂硬化物で形成されたモールド絶縁体の表面がすべて導電処理されているわけではなく、操作棒とモールド絶縁体の表面の導電部材とは、それぞれ別個に接地がなされている。このため、モールド絶縁体、導電部材の金属及び空気が接する三重点があり、熱ストレスを加えた際にこの三重点が起点となり、モールド絶縁体、導電部材等にクラックが発生するおそれがある。また、別個に接地を行うため、そのための回路部品が必要となり、製造コストの面からも改善の余地がある。 In the composite insulated switchgear described in Patent Document 1, there is a gap between the mold insulator and the operating mechanism, and the metal sealing member, operating rod, bellows and the like are exposed to the atmosphere. Further, not all the surfaces of the mold insulator formed of the cured resin product are subjected to the conductive treatment, and the operating rod and the conductive member on the surface of the mold insulator are separately grounded. Therefore, there is a triple point where the metal of the mold insulator and the conductive member and air come into contact with each other, and when heat stress is applied, this triple point becomes the starting point, and cracks may occur in the mold insulator, the conductive member and the like. In addition, since grounding is performed separately, circuit parts for that purpose are required, and there is room for improvement in terms of manufacturing cost.

本発明の目的は、開閉器ユニットにおいて、三重点が生じない構造とし、熱ストレスが加わる場合であってもクラックの発生を抑制することにある。 An object of the present invention is to have a switch unit having a structure in which triple points do not occur and to suppress the occurrence of cracks even when thermal stress is applied.

本発明の開閉器ユニットは、固定電極と可動電極とを接離自在に配置した開閉器と、可動電極に接続された気中絶縁操作ロッドと、気中絶縁操作ロッドを駆動する電磁操作器と、開閉器を覆う絶縁ケースと、電磁操作器を覆う機構ケースと、ケーブルを接続するブッシングと、を備え、絶縁ケースの表面と機構ケースの表面とが電気的に接続され、これらの表面が接地電位となるように構成されている。 The switch unit of the present invention includes a switch in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged in contact with each other, an aerial insulation operation rod connected to the movable electrode, and an electromagnetic operator for driving the aerial insulation operation rod. The insulation case that covers the switch, the mechanism case that covers the electromagnetic controller, and the bushing that connects the cables are provided, and the surface of the insulation case and the surface of the mechanism case are electrically connected, and these surfaces are grounded. It is configured to be an electric potential.

本発明によれば、開閉器ユニットにおいて、三重点が生じない構造とし、熱ストレスが加わる場合であってもクラックの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the switch unit has a structure in which triple points do not occur, and the occurrence of cracks can be suppressed even when thermal stress is applied.

鉄道車両を連ねた列車の車両編成の例を示す模式構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of the vehicle formation of the train which connected the railroad vehicle. 図1の列車におけるき電回路を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the feeder circuit in the train of FIG. 実施例の開閉器ユニットを示す平面図である。It is a top view which shows the switch unit of an Example. 図3の開閉器ユニットにケーブルが接続された状態を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the state which the cable is connected to the switch unit of FIG. 図4の開閉器ユニットを鉄道車両の屋根に設置した状態を示す上面図である。It is a top view which shows the state which the switch unit of FIG. 4 is installed on the roof of a railroad vehicle. 図3の開閉器ユニットを示す側面図である。It is a side view which shows the switch unit of FIG.

以下、本発明を実施する上で好適となる例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の内容が下記具体的態様に限定されるものではない。本発明は、本明細書に記載した態様を含めて種々の態様に変形することが無論可能である。 Hereinafter, examples suitable for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following is merely an example of implementation, and the content of the invention is not limited to the following specific aspects. Of course, the present invention can be transformed into various aspects including the aspects described in the present specification.

まず、本発明に係る開閉器ユニットを適用した鉄道車両の車両編成例について説明する。 First, a vehicle formation example of a railway vehicle to which the switch unit according to the present invention is applied will be described.

図1は、列車の車両編成の例を模式的に示したものである。 FIG. 1 schematically shows an example of train formation.

本図において、列車100は、鉄道車両100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100hの8両編成で構成されている。これらのうち、鉄道車両100b、100c、100d、100e、100fの屋根72上にはそれぞれ、高圧引き通しケーブルRC1、RC2、RC3、RC4、RC5が配置されている。高圧引き通しケーブルRC3、RC5には、パンタグラフPG1、PG2が接続されている。パンタグラフPG1、PG2は、図示しないき電線から電力を受電する。また、各高圧引き通しケーブルRC1、RC2、RC3、RC4、RC5は、直線ジョイントSJ1、SJ2、SJ3、SJ4で車両間を接続され、T分岐ジョイントTJ1、TJ2で車両床下方向に分岐されている。 In this figure, the train 100 is composed of eight trains of railway vehicles 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, and 100h. Of these, high-voltage lead-through cables RC1, RC2, RC3, RC4, and RC5 are arranged on the roofs 72 of the railway vehicles 100b, 100c, 100d, 100e, and 100f, respectively. Pantographs PG1 and PG2 are connected to the high-voltage pull-through cables RC3 and RC5. The pantographs PG1 and PG2 receive electric power from electric wires (not shown). Further, the high-voltage pull-through cables RC1, RC2, RC3, RC4, and RC5 are connected between vehicles by straight joints SJ1, SJ2, SJ3, and SJ4, and are branched in the vehicle floor direction by T-branch joints TJ1 and TJ2.

つぎに、鉄道車両のき電回路について説明する。 Next, the feeder circuit of the railway vehicle will be described.

図2は、図1の列車におけるき電回路の概略を示したものである。 FIG. 2 shows an outline of the feeder circuit in the train of FIG.

本図に示すように、列車100において、鉄道車両100b(二両目)、鉄道車両100d(四両目)、鉄道車両100f(六両目)の床下(Bottom)には、それぞれ、受電用真空遮断器VCB1、VCB2、VCB3、及び、主変圧器Tr1、Tr2、Tr3が設けられている。 As shown in this figure, in the train 100, the power receiving vacuum breaker VCB1 is placed under the floor (Bottom) of the railroad vehicle 100b (second car), the railroad car 100d (fourth car), and the railroad car 100f (sixth car), respectively. , VCB2, VCB3, and main transformers Tr1, Tr2, Tr3 are provided.

また、鉄道車両100b(二両目)の高圧引き通しケーブルRC1は、床下に設けられた受電用真空遮断器VCB1の1次側に直接接続されている。そして、受電用真空遮断器VCB1の2次側は、主変圧器Tr1の1次巻線に接続されている。主変圧器Tr1の2次巻線は、電動機に電力を供給し、3次巻線は、エアコンや照明などの補器へ電力を供給する。同様に、鉄道車両100d(四両目)及び鉄道車両100f(六両目)のT分岐ジョイントTJ1、TJ2で分岐された高圧引き通しケーブルRC3、RC5はそれぞれ、床下に設けられた受電用真空遮断器VCB2、VCB3の1次側に接続されている。受電用真空遮断器VCB2、VCB3の2次側はそれぞれ、主変圧器Tr2、Tr3の1次巻線に接続されている。主変圧器Tr2、Tr3の2次巻線は、それぞれの電動機に電力を供給し、3次巻線は、それぞれの補器へ電力を供給する。 Further, the high-voltage lead-through cable RC1 of the railway vehicle 100b (second car) is directly connected to the primary side of the power receiving vacuum circuit breaker VCB1 provided under the floor. The secondary side of the power receiving vacuum circuit breaker VCB1 is connected to the primary winding of the main transformer Tr1. The secondary winding of the main transformer Tr1 supplies electric power to the motor, and the tertiary winding supplies electric power to auxiliary equipment such as an air conditioner and lighting. Similarly, the high-voltage lead-through cables RC3 and RC5 branched by the T-branch joints TJ1 and TJ2 of the railroad car 100d (fourth car) and the railroad car 100f (sixth car) are the power receiving vacuum breakers VCB2 provided under the floor, respectively. , Is connected to the primary side of the VCB3. The secondary sides of the power receiving vacuum circuit breakers VCB2 and VCB3 are connected to the primary windings of the main transformers Tr2 and Tr3, respectively. The secondary windings of the main transformers Tr2 and Tr3 supply electric power to their respective motors, and the tertiary windings supply electric power to their respective auxiliary devices.

なお、T分岐ジョイントTJ1と直線ジョイントSJ2とは、一体の開閉器ユニット70aを構成している。T分岐ジョイントTJ2と直線ジョイントSJ4とは、一体の開閉器ユニット70bを構成している。 The T-branch joint TJ1 and the straight joint SJ2 form an integrated switch unit 70a. The T-branch joint TJ2 and the straight joint SJ4 form an integrated switch unit 70b.

例えば、鉄道車両100c(三両目)の高圧引き通しケーブルRC2で地絡故障Faultが発生した場合には、外部からの指令により開閉器ユニット70aを動作させ、直線ジョイントSJ2を自動で開放することにより、地絡故障Faultの影響を受ける主変圧器Tr1およびそれに接続された電動機を切り離す。このとき、地絡故障Faultの影響を受けない主変圧器Tr2、Tr3は接続されたままである。このため、これらに接続された電動機を用いて列車100の運転を続行することができる。 For example, when a ground fault fault occurs in the high-voltage lead-through cable RC2 of a railroad vehicle 100c (third car), the switch unit 70a is operated by an external command to automatically open the straight joint SJ2. , Ground fault fault The main transformer Tr1 affected by Fault and the motor connected to it are disconnected. At this time, the main transformers Tr2 and Tr3, which are not affected by the ground fault fault, remain connected. Therefore, the operation of the train 100 can be continued by using the motors connected to them.

本図においては、符号Faultで示す位置で地絡故障が生じた場合を例に説明しているため、故障の波及を防ぐべく、開閉器ユニット70aを動作させて直線ジョイントSJ2を開放している。この例に限らず、地絡故障の場所に応じて、もう1つの開閉器ユニット70bを動作させ、直線ジョイントSJ4の切り離しを行うようにしてもよい。このような構造とすることにより、鉄道車両の屋根72の上に作業者が登ることなく、不具合箇所を含む高電圧ケーブルと健全な高電圧ケーブルとを自動的に分離することができる。 In this figure, the case where a ground fault occurs at the position indicated by the symbol Fault is described as an example. Therefore, in order to prevent the spread of the failure, the switch unit 70a is operated to open the linear joint SJ2. .. Not limited to this example, another switch unit 70b may be operated to disconnect the linear joint SJ4 according to the location of the ground fault failure. With such a structure, the high-voltage cable including the defective portion and the sound high-voltage cable can be automatically separated without the operator climbing on the roof 72 of the railway vehicle.

つぎに、開閉器ユニットの詳細な構成について実施例を用いて説明する。 Next, a detailed configuration of the switch unit will be described with reference to examples.

図3は、本実施例の開閉器ユニットを示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing the switch unit of this embodiment.

本図において、開閉器ユニット70は、T分岐ジョイントと直線ジョイントとを一体化したものである。破線は内部構造を示している。 In this figure, the switch unit 70 integrates a T-branch joint and a straight joint. The dashed line shows the internal structure.

開閉器ユニット70は、開閉器1と、固定側のブッシング10Aと、可動側のブッシング10B、10Cと、気中絶縁操作ロッド20と、絶縁ケース21と、電磁操作器30と、を備えている。 The switch unit 70 includes a switch 1, a fixed-side bushing 10A, a movable-side bushing 10B, 10C, an aerial insulation operating rod 20, an insulating case 21, and an electromagnetic operator 30. ..

ブッシング10A、10B、10Cはいずれも、絶縁ケース21から突き出た形状を有している。 The bushings 10A, 10B, and 10C all have a shape protruding from the insulating case 21.

開閉器1は、固定電極3と、固定電極3に対する接触又は開離をする可動電極5と、固定電極3及び可動電極5の周囲を覆うアークシールド6と、アークシールド6を支持し開閉器1の外側容器の一部を構成する円筒形状のセラミック絶縁筒7と、ベローズ2と、を含む。言い換えると、開閉器1は、固定電極3と可動電極5とを接離自在に配置した構成を有する。 The switch 1 supports the fixed electrode 3, the movable electrode 5 that contacts or separates from the fixed electrode 3, the arc shield 6 that covers the fixed electrode 3 and the movable electrode 5, and the switch 1 that supports the arc shield 6. Includes a cylindrical ceramic insulating cylinder 7 and a bellows 2 that form a part of the outer container of the above. In other words, the switch 1 has a configuration in which the fixed electrode 3 and the movable electrode 5 are arranged so as to be in contact with each other.

セラミック絶縁筒7は、セラミック絶縁筒7Aとセラミック絶縁筒7Bとから構成されている。アークシールド6は、フランジ部を有する。このフランジ部は、セラミック絶縁筒7Aとセラミック絶縁筒7Bとの間に挟まれている。これにより、アークシールド6は固定されている。セラミック絶縁筒7の両端部は、端板で覆われている。これにより、セラミック絶縁筒7の内部は、真空状態に維持されている。 The ceramic insulating cylinder 7 is composed of a ceramic insulating cylinder 7A and a ceramic insulating cylinder 7B. The arc shield 6 has a flange portion. This flange portion is sandwiched between the ceramic insulating cylinder 7A and the ceramic insulating cylinder 7B. As a result, the arc shield 6 is fixed. Both ends of the ceramic insulating cylinder 7 are covered with end plates. As a result, the inside of the ceramic insulating cylinder 7 is maintained in a vacuum state.

開閉器1の固定電極3は、開閉器1の外に引き出された固定導体を介して、ブッシング導体12Aと電気的に接続されている。また、可動電極5は、開閉器1の外に引き出された可動導体を介してブッシング導体12B、12Cと電気的に接続されている。そして、可動電極5は、気中絶縁操作ロッド20によって、固定電極3との接離が制御される。気中絶縁操作ロッド20は、電磁操作器30に接続され、駆動されるようになっている。電磁操作器30は、機構ケース82に収納されている。機構ケース82は、金属製である。なお、機構ケース82が樹脂などの絶縁物で形成されている場合は、後述の絶縁ケース21の金属層22と同様に、機構ケース82の表面に金属層を設けることが望ましい。 The fixed electrode 3 of the switch 1 is electrically connected to the bushing conductor 12A via a fixed conductor drawn out of the switch 1. Further, the movable electrode 5 is electrically connected to the bushing conductors 12B and 12C via a movable conductor drawn out of the switch 1. Then, the movable electrode 5 is controlled to be in contact with and separated from the fixed electrode 3 by the air insulation operating rod 20. The aerial insulation operation rod 20 is connected to the electromagnetic operator 30 and is driven. The electromagnetic actuator 30 is housed in the mechanism case 82. The mechanism case 82 is made of metal. When the mechanism case 82 is made of an insulating material such as resin, it is desirable to provide a metal layer on the surface of the mechanism case 82 as in the case of the metal layer 22 of the insulating case 21 described later.

ブッシング導体12A、12B、12Cと絶縁ケース21を構成する絶縁物とが組み合わされることにより、ブッシング10A、10B、10Cが形成されている。この構成により、固定側のブッシング10Aを可動側のブッシング10B、10Cから切り離すことができる。ベローズ2は、可動導体と可動側の端板との間に配置されている。この構造により、開閉器1の真空状態を維持したまま、可動導体を移動することができるようになっている。 Bushings 10A, 10B, and 10C are formed by combining the bushing conductors 12A, 12B, and 12C with the insulating material constituting the insulating case 21. With this configuration, the fixed side bushing 10A can be separated from the movable side bushings 10B and 10C. The bellows 2 is arranged between the movable conductor and the end plate on the movable side. With this structure, the movable conductor can be moved while maintaining the vacuum state of the switch 1.

なお、開閉器ユニット70は、ステー83A、83B、83Cを介してベース81に固定されている。 The switch unit 70 is fixed to the base 81 via stays 83A, 83B, and 83C.

絶縁ケース21は、開閉器ユニット70の外殻をなすものであり、エポキシ樹脂硬化物などで形成されている。絶縁ケース21は、開閉器1、固定側のブッシング導体12A、可動側のブッシング導体12B、12C等をモールドした構造を有している。気中絶縁操作ロッド20の周囲は、所定の周囲空間を有する状態で、絶縁ケース21により覆われている。気中絶縁操作ロッド20の周囲空間は、絶縁ケース21と封止手段によって封止されている。その内部である周囲空間には、乾燥空気やSFガスなどの絶縁ガスが封入されている。なお、封止手段としては、直線シールやベローズが適用されている。 The insulating case 21 forms the outer shell of the switch unit 70, and is made of a cured epoxy resin or the like. The insulating case 21 has a structure in which a switch 1, a bushing conductor 12A on a fixed side, a bushing conductor 12B, 12C on a movable side, and the like are molded. The periphery of the aerial insulation operation rod 20 is covered with an insulation case 21 with a predetermined peripheral space. The space around the aerial insulation operation rod 20 is sealed by the insulation case 21 and the sealing means. Insulating gas such as dry air and SF 6 gas is sealed in the surrounding space inside. As the sealing means, a straight seal or a bellows is applied.

絶縁ケース21と機構ケース82とは、それぞれが有するフランジ85a、85bにより接続されている。 The insulating case 21 and the mechanical case 82 are connected by flanges 85a and 85b, respectively.

絶縁ケース21の表面には、連続した金属層22(図中、太線で表している。)が形成されている。金属層22は、ブッシング10A、10B、10Cの根元に該当する部位(ケーブルヘッドの端部が接する部分(ブッシング10A、10B、10Cがケーブルに接する部分))まで達している。これにより、絶縁ケース21の表面(金属層22)は、ケーブルが接続された状態で、ケーブルの接地部分と電気的に接続されるようになる。言い換えると、ケーブルが接続された状態では、絶縁ケース21の露出した表面全体が金属層22で覆われた構成となることが望ましい。 A continuous metal layer 22 (indicated by a thick line in the figure) is formed on the surface of the insulating case 21. The metal layer 22 reaches a portion corresponding to the root of the bushings 10A, 10B, and 10C (a portion where the end of the cable head is in contact (a portion where the bushings 10A, 10B, and 10C are in contact with the cable)). As a result, the surface (metal layer 22) of the insulating case 21 is electrically connected to the grounded portion of the cable with the cable connected. In other words, when the cable is connected, it is desirable that the entire exposed surface of the insulating case 21 is covered with the metal layer 22.

また、金属層22は、フランジ85aの機構ケース82との接続面の全部又は少なくとも一部をも覆っている。これにより、金属層22で覆われた絶縁ケース21の表面及び金属製の機構ケース82はすべて、電気的に接続される。この部分を接地すれば、高電圧となる露出面がなくなるため、作業者の安全を確保することができる。 Further, the metal layer 22 covers all or at least a part of the connection surface of the flange 85a with the mechanism case 82. As a result, the surface of the insulating case 21 covered with the metal layer 22 and the metal mechanical case 82 are all electrically connected. If this part is grounded, the exposed surface that becomes a high voltage disappears, so that the safety of the operator can be ensured.

金属層22は、亜鉛を溶射することにより形成されている。なお、金属層22を形成するために用いる金属は、導電性を有するものであればよく、亜鉛に限定されるものではない。当該金属は、アルミニウム合金でもよいし、亜鉛・アルミニウム合金、アルミニウム・マグネシウム合金等であってもよい。 The metal layer 22 is formed by spraying zinc. The metal used to form the metal layer 22 may be any as long as it has conductivity, and is not limited to zinc. The metal may be an aluminum alloy, a zinc / aluminum alloy, an aluminum / magnesium alloy, or the like.

絶縁ケース21は、エポキシ樹脂組成物で形成されている。絶縁ケース21は、開閉器1、固定側のブッシング導体12A、可動側のブッシング導体12B、12C等をモールドし、硬化することにより作製した。モールド樹脂には、ナガセケムテックス製のエポキシ樹脂(型番はXNR4038)と、硬化剤(型番はXNH4038)とを用いた。モールド及び硬化の手順は、次のとおりである。 The insulating case 21 is made of an epoxy resin composition. The insulating case 21 was manufactured by molding and curing the switch 1, the bushing conductor 12A on the fixed side, the bushing conductors 12B, 12C on the movable side, and the like. As the mold resin, an epoxy resin manufactured by Nagase ChemteX (model number: XNR4038) and a curing agent (model number: XNH4038) were used. The molding and curing procedure is as follows.

開閉器1等の部品を金型に配置した後、80℃で3時間加熱した。エポキシ樹脂と硬化剤をそれぞれ60℃で3時間加熱した後、混合し、混合物であるエポキシ樹脂組成物は真空混練機を用いて60℃で30分間脱泡混練した。 After arranging parts such as the switch 1 in the mold, the mixture was heated at 80 ° C. for 3 hours. The epoxy resin and the curing agent were each heated at 60 ° C. for 3 hours and then mixed, and the epoxy resin composition as a mixture was defoamed and kneaded at 60 ° C. for 30 minutes using a vacuum kneader.

開閉器1等のモールドには、真空注型法を用いた。 The vacuum casting method was used for the mold of the switch 1 and the like.

脱泡済みのエポキシ樹脂組成物を開閉器1等の部品が配置され80℃で3時間加熱された金型の中に流し込んだ。エポキシ樹脂組成物の硬化は、80℃で8時間、150℃で12時間の2段階とした。モールドした開閉器1等は、80℃で8時間の一次硬化後に金型から外し、150℃に熱した恒温槽で12時間の二次硬化を行った。150℃から室温に下がる際、収縮が原因による硬化物の割れを防ぐため、150℃から室温へは5時間かけて冷却した。 The defoamed epoxy resin composition was poured into a mold in which parts such as a switch 1 were arranged and heated at 80 ° C. for 3 hours. The epoxy resin composition was cured in two steps of 80 ° C. for 8 hours and 150 ° C. for 12 hours. The molded switch 1 and the like were removed from the mold after primary curing at 80 ° C. for 8 hours, and secondary curing was performed for 12 hours in a constant temperature bath heated to 150 ° C. When the temperature was lowered from 150 ° C. to room temperature, the cured product was cooled from 150 ° C. to room temperature over 5 hours in order to prevent cracking of the cured product due to shrinkage.

エポキシ樹脂硬化物である絶縁ケース21の表面に亜鉛を溶射することにより、金属層22を形成した。 The metal layer 22 was formed by spraying zinc on the surface of the insulating case 21 which is a cured epoxy resin.

図6は、図3の開閉器ユニット70の側面を示したものである。 FIG. 6 shows the side surface of the switch unit 70 of FIG.

図6に示すように、開閉器1、固定側のブッシング導体12A、可動側のブッシング導体12B、12C、気中絶縁操作ロッド20等は、ベース81に対して略平行に設置されている。 As shown in FIG. 6, the switch 1, the fixed side bushing conductor 12A, the movable side bushing conductors 12B and 12C, the aerial insulation operation rod 20, and the like are installed substantially parallel to the base 81.

本実施例によれば、絶縁ケース21と機構ケース82との接続部をエポキシ樹脂硬化物で覆うため、三重点が生じないという効果が得られる。そして、熱ストレスが加わる場合であっても、絶縁ケース21のエポキシ樹脂硬化物や金属層22にクラックが発生しないという効果が得られる。 According to this embodiment, since the connection portion between the insulating case 21 and the mechanical case 82 is covered with the cured epoxy resin, the effect that triple points do not occur can be obtained. Then, even when heat stress is applied, the effect that cracks do not occur in the cured epoxy resin or the metal layer 22 of the insulating case 21 can be obtained.

図4は、図3の開閉器ユニット70にケーブルが接続された状態を示したものである。ケーブルの接続部については、断面を表している。以下では、主として、図3と異なる部分について説明する。 FIG. 4 shows a state in which a cable is connected to the switch unit 70 of FIG. The cable connection is shown in cross section. In the following, mainly the parts different from FIG. 3 will be described.

図4に示すように、開閉器ユニット70は、可動電極5の可動方向と鉄道車両の進行方向とが略一致するように、かつ、鉄道車両の屋根上と接するように設置されている。ブッシング10A、10B、10Cのそれぞれには、ケーブル42A、42B、42Cが接続されている。ブッシング10A、10B、10Cがケーブル42A、42B、42Cに接する部分と絶縁ケース21の表面とは、電気的に接続されていることが望ましい。 As shown in FIG. 4, the switch unit 70 is installed so that the movable direction of the movable electrode 5 and the traveling direction of the railway vehicle substantially coincide with each other and are in contact with the roof of the railway vehicle. Cables 42A, 42B, and 42C are connected to the bushings 10A, 10B, and 10C, respectively. It is desirable that the portion where the bushings 10A, 10B and 10C are in contact with the cables 42A, 42B and 42C and the surface of the insulating case 21 are electrically connected.

ケーブル42Aは、鉄道車両の前方(図1及び図2の左方向)へ引き通されている。ケーブル42Bは、鉄道車両の後方(図1及び図2の右方向)へ引き通されている。ケーブル42Cは、床下の受電用真空遮断器を介して主変圧器に接続されている。言い換えると、開閉器ユニット70は、ケーブル42Aとケーブル42Bとを接続する直線ジョイントとしての機能を有し、かつ、ケーブル42Cを分岐するT型ジョイントとしての機能を有する。なお、ケーブル42A、42B、42Cの表面は、高電圧とならないように接地されるようになっていることが望ましい。ケーブル42A、42B、42Cの表面が直接接地されていない場合には、ケーブル42A、42B、42Cの表面層の内側に接地層(例えば、導線の周囲に絶縁層を介して金属メッシュを巻き付けたもの)を設けることが望ましい。さらに、ケーブル42A、42B、42Cの接地された部位と金属層22とは、電気的に接続されるようになっていることが望ましい。 The cable 42A is routed to the front of the railroad vehicle (to the left in FIGS. 1 and 2). The cable 42B is routed to the rear of the railroad vehicle (to the right in FIGS. 1 and 2). The cable 42C is connected to the main transformer via an underfloor power receiving vacuum circuit breaker. In other words, the switch unit 70 has a function as a straight joint for connecting the cable 42A and the cable 42B, and also has a function as a T-shaped joint for branching the cable 42C. It is desirable that the surfaces of the cables 42A, 42B, and 42C are grounded so as not to have a high voltage. When the surface of the cables 42A, 42B, 42C is not directly grounded, a grounding layer (for example, a metal mesh is wound around the conductor through an insulating layer) inside the surface layer of the cables 42A, 42B, 42C. ) Is provided. Further, it is desirable that the grounded portion of the cables 42A, 42B and 42C and the metal layer 22 are electrically connected.

各ケーブルのT型ケーブルヘッド40A、40B、40Cを接続するブッシング10A、10B、10Cは、進行方向に対して側方に配置され、かつ、開閉器1と略同一平面内に配置されている。これにより、前後方向に直線状に並ぶ絶縁ケース21(開閉器1)及び機構ケース82(電磁操作器30)と干渉しないように、複数のケーブルを接続できる。このため、絶縁ケース21(開閉器1)と機構ケース82(電磁操作器30)とを上下方向あるいは左右方向に並べた従来の構成に比べ、開閉器ユニット70の全高および全幅を縮小し、進行方向から見たときの投影面積を縮小することができる。これにより、鉄道車両の屋根上に開閉器ユニット70を設けても、それによる空気抵抗の増加を抑制することができる。 The bushings 10A, 10B, and 10C connecting the T-type cable heads 40A, 40B, and 40C of each cable are arranged laterally with respect to the traveling direction and are arranged substantially in the same plane as the switch 1. As a result, a plurality of cables can be connected so as not to interfere with the insulating case 21 (switch 1) and the mechanism case 82 (electromagnetic actuator 30) arranged linearly in the front-rear direction. Therefore, the overall height and width of the switch unit 70 are reduced and progressed as compared with the conventional configuration in which the insulating case 21 (switch 1) and the mechanism case 82 (electromagnetic controller 30) are arranged in the vertical direction or the horizontal direction. The projected area when viewed from the direction can be reduced. As a result, even if the switch unit 70 is provided on the roof of the railway vehicle, the increase in air resistance due to the switch unit 70 can be suppressed.

なお、T型ケーブルヘッド40A、40B、40Cには、接続端と反対側に絶縁栓41A、41B、41Cが設けられている。これにより、T型ケーブルヘッド40A、40B、40Cの表面は、接地電位に保たれている。 The T-type cable heads 40A, 40B, 40C are provided with insulating plugs 41A, 41B, 41C on the side opposite to the connection end. As a result, the surfaces of the T-type cable heads 40A, 40B, and 40C are kept at the ground potential.

図5は、図4の開閉器ユニット70を鉄道車両の屋根に設置した状態を示す上面図である。 FIG. 5 is a top view showing a state in which the switch unit 70 of FIG. 4 is installed on the roof of a railway vehicle.

図5においては、開閉器ユニット70が外装ケース80に収納されている。開閉器ユニット70は、ベース81に固定した状態で、外装ケース80に収納されている。さらに、開閉器ユニット70は、外装ケース80に収納された状態で、鉄道車両に装着されている。 In FIG. 5, the switch unit 70 is housed in the outer case 80. The switch unit 70 is housed in the outer case 80 in a state of being fixed to the base 81. Further, the switch unit 70 is mounted on a railroad vehicle in a state of being housed in the outer case 80.

外装ケース80は、前方(列車の進行方向)に傾斜部を有し、開閉器ユニット70の左右に平面部を有する。また、ケーブル42A、42B、42Cを機械的に支持している。これにより、開閉器ユニット70を覆うとともに、ケーブル42A、42B、42Cの振動やぶれを抑制することができ、空気抵抗を小さくすることができる。また、ブッシング10A、10B、10Cに偏荷重が掛からないようにすることができる。 The outer case 80 has an inclined portion in the front (the traveling direction of the train), and has flat portions on the left and right sides of the switch unit 70. Further, the cables 42A, 42B and 42C are mechanically supported. As a result, the switch unit 70 can be covered, vibration and shake of the cables 42A, 42B, and 42C can be suppressed, and air resistance can be reduced. Further, it is possible to prevent an eccentric load from being applied to the bushings 10A, 10B and 10C.

上述のとおり、開閉器ユニット70は、従来構造に比べ全高および全幅を縮小したものであるため、これを覆う外装ケース80も、全高および全幅を小さくでき、進行方向から見たときの投影面積を小さくできる。これにより、鉄道車両の屋根上の開閉器ユニット70を外装ケース80で覆った場合も、それによる空気抵抗の増加を抑制することができる。 As described above, since the switch unit 70 has a smaller overall height and width than the conventional structure, the outer case 80 covering the switch unit 70 can also have a smaller overall height and width, and the projected area when viewed from the traveling direction can be reduced. Can be made smaller. As a result, even when the switch unit 70 on the roof of the railway vehicle is covered with the outer case 80, the increase in air resistance due to this can be suppressed.

以上で説明したように、本実施例においては、作業者の安全性を確保するべく、鉄道車両の屋根、T型ケーブルヘッド40A、40B、40C及び開閉器ユニット70の表面はいずれも、接地電位になっている。このため、開閉器ユニット70又は外装ケース80と鉄道車両の屋根との間で絶縁距離を確保する必要がなく、両者を近接配置してもよい。これにより、鉄道車両の屋根から開閉器ユニット70又は外装ケース80の最高部までの高さを抑えることができる。 As described above, in this embodiment, in order to ensure the safety of the operator, the roof of the railway vehicle, the T-type cable heads 40A, 40B, 40C, and the surface of the switch unit 70 are all ground potentials. It has become. Therefore, it is not necessary to secure an insulation distance between the switch unit 70 or the outer case 80 and the roof of the railway vehicle, and both may be arranged close to each other. As a result, the height from the roof of the railroad vehicle to the highest part of the switch unit 70 or the outer case 80 can be suppressed.

更に具体的には、開閉器ユニット70又は外装ケース80を鉄道車両の屋根と接触させて配置することも可能になる。これにより、鉄道車両の屋根を従来よりも高くしたとしても、パンタグラフの位置を従来と同じ高さに留めることができる。 More specifically, the switch unit 70 or the outer case 80 can be arranged in contact with the roof of the railway vehicle. As a result, even if the roof of the railroad vehicle is made higher than before, the position of the pantograph can be kept at the same height as before.

また、各ブッシング10A、10B、10Cは、可動電極5の可動方向に対して実質的に直角な方向に配置されている。これにより、T型ケーブルヘッド40A、40B、40Cを接続する際の作業性を向上させることができる。 Further, the bushings 10A, 10B, and 10C are arranged in a direction substantially perpendicular to the movable direction of the movable electrode 5. This makes it possible to improve workability when connecting the T-type cable heads 40A, 40B, and 40C.

1:開閉器、2:ベローズ、3:固定電極、5:可動電極、6:アークシールド、7:セラミック絶縁筒、10A、10B、10C:ブッシング、12A、12B、12C:ブッシング導体、20:気中絶縁操作ロッド、21:絶縁ケース、22:金属層、30:電磁操作器、40A、40B、40C:T型ケーブルヘッド、41A、41B、41C:絶縁栓、42A、42B、42C:ケーブル、70、70a、70b:開閉器ユニット、72:屋根、80:外装ケース、81:ベース、82:機構ケース、83A、83B、83C:ステー、85a、85b:フランジ。 1: Switch, 2: Bellows, 3: Fixed electrode, 5: Movable electrode, 6: Arc shield, 7: Ceramic insulation tube, 10A, 10B, 10C: Bushing, 12A, 12B, 12C: Bushing conductor, 20: Qi Medium insulation operation rod, 21: Insulation case, 22: Metal layer, 30: Electromagnetic operator, 40A, 40B, 40C: T-type cable head, 41A, 41B, 41C: Insulation plug, 42A, 42B, 42C: Cable, 70 , 70a, 70b: Switch unit, 72: Roof, 80: Exterior case, 81: Base, 82: Mechanical case, 83A, 83B, 83C: Stay, 85a, 85b: Flange.

Claims (7)

固定電極と可動電極とを接離自在に配置した開閉器と、
前記可動電極に接続された気中絶縁操作ロッドと、
前記気中絶縁操作ロッドを駆動する電磁操作器と、
前記開閉器を覆う絶縁ケースと、
前記電磁操作器を覆う機構ケースと、
ケーブルを接続するブッシングと、を備え、
前記絶縁ケース及び前記機構ケースは、それぞれが有するフランジにより接続され、
前記絶縁ケースの表面と前記機構ケースの表面とが電気的に接続され、これらの表面が接地電位となるように構成され、
前記絶縁ケースの表面は、金属層で覆われ、
前記絶縁ケースの前記機構ケースに接する面は、少なくとも一部が前記金属層で覆われている、開閉器ユニット。
A switch in which the fixed electrode and the movable electrode are arranged in contact with each other,
An aerial insulation operating rod connected to the movable electrode,
An electromagnetic manipulator that drives the aerial insulation operating rod,
An insulating case that covers the switch and
A mechanical case that covers the electromagnetic actuator and
With a bushing to connect the cable,
The insulating case and the mechanical case are connected by flanges of each.
The surface of the insulating case and the surface of the mechanism case are electrically connected, and these surfaces are configured to have a ground potential .
The surface of the insulating case is covered with a metal layer,
A switch unit in which at least a part of the surface of the insulating case in contact with the mechanical case is covered with the metal layer.
前記ケーブルが接続された状態では、前記絶縁ケースの露出した表面全体が前記金属層で覆われた構成となる、請求項記載の開閉器ユニット。 Wherein in the state in which the cable is connected, the entire exposed surface of the insulating case is configured covered with the metal layer, the opening and closing unit of claim 1, wherein. 前記絶縁ケースは、エポキシ樹脂硬化物で形成されている、請求項1記載の開閉器ユニット。 The switch unit according to claim 1, wherein the insulating case is made of a cured epoxy resin. 前記金属層は、前記ブッシングの根元に該当する部位まで達している、請求項1記載の開閉器ユニット。 The switch unit according to claim 1 , wherein the metal layer reaches a portion corresponding to the root of the bushing. 前記金属層は、亜鉛、アルミニウム、亜鉛・アルミニウム合金又はアルミニウム・マグネシウム合金で形成されている、請求項記載の開閉器ユニット。 The metal layer is zinc, aluminum, and is formed by zinc-aluminum alloy or aluminum-magnesium alloy, switch unit according to claim 1, wherein. 前記機構ケースは、金属製である、請求項1記載の開閉器ユニット。 The switch unit according to claim 1, wherein the mechanism case is made of metal. 請求項1〜のいずれか一項に記載の開閉器ユニットを備えた、鉄道車両。 A railway vehicle provided with the switch unit according to any one of claims 1 to 6.
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