导体连接装置的制作方法

本发明涉及导体连接，尤其涉及一种安装于对发电站、变电站、工厂等进行供电的金属封闭式开关装置等的导体连接装置。

背景技术：

构成现有的配电设备的金属封闭式开关装置中配置有如图15所示主母线导体9及分支母线导体10那样用于供电流流过的导体，其作用在于经由这些导体从外部获得电力或向负载供电。从用于引入电力的外部电缆11获得的电力流过分支母线导体10，经由用于阻断电流的断路器等开关装置、变流器或零相变流器这样的测量用变压器，流向主母线导体9。流过主母线导体9的电力经由构成配电盘的其他金属封闭式开关装置，并在经由分支母线导体10及各设备之后流向负载供给用的外部电缆11，从而对负载进行供电。

金属封闭式开关装置8需要在苛刻的使用环境下也能稳定供电，因此开关装置内使用的导体需要在导电性、强度、耐蚀性等方面具有优异的性能。具有这样条件的材料主要使用由铜或铜合金构成的铜导体、由铝合金构成的铝导体。

然而，上述导体在大气中会在表面形成薄氧化覆膜，该氧化覆膜会导致导电构件间连接部的电阻、即所谓接触电阻增大，从而存在通电性能显著下降的问题。另外，接触电阻的增大促进了因焦耳热而引起的金属封闭式开关装置8内的温度上升。过度的温度上升不仅无法保证金属封闭式开关装置8内所收纳的设备、元器件、材料的性能，还可能因劣化而存在引起寿命下降、设备发生误动作的危险性。另外，若将导体与其他的电极电位差较大的不同种金属材料、例如铝导体与铜导体直接连接，则会发生由于电腐蚀而导致连接部分被腐蚀的问题。

作为现有的处理方法，在将导体互相连接的情况下，通过对导体实施具有导电性及防腐性的银镀或锡镀，从而防止在导体表面形成氧化覆膜，并防止因不同种金属互相接触而造成的电腐蚀。然而，由于对整个导体实施镀覆会造成高成本，另外，若实施局部镀覆则需要掩膜操作，根据导体形状的不同其成本可能会比整体镀覆成本更高。此外，根据导体材质的不同可能存在因形成于导体表面的氧化覆膜而导致镀覆难以附着的性质。因此，对导体实施镀覆的成本较高，另外还具有如下缺点：有时构件可能由于上述性质而造成成品率下降。

在专利文献1中，利用锉机去除导体表面的氧化覆膜之后，通过涂布防止形成氧化覆膜或金属腐蚀等的涂布剂、例如专利文献1及2所使用的将氧化铬粉末等导电性粉末混入润滑油内而成的导电性辅助涂布剂等，从而实现氧化覆膜的去除、氧化覆膜再形成的防止及腐蚀性。另外，在专利文献2中采取如下措施：在涂布导电性辅助涂布剂后使用保护外壳来保护连接部，在紧固时实施卸下保护外壳这一对策，由此来事先进行准备。由此，能够省去螺栓紧固前必须实施的利用锉机去除氧化覆膜的作业以及导电性辅助涂布剂涂布作业，减轻操作者的负担。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：wo2014/051480号公报

专利文献2：日本专利第5652580号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，上述所有方法在利用锉机去除氧化覆膜后，均需要在形成氧化覆膜之前立刻涂布导电性辅助涂布剂这一操作，使得成本增加。另外，关于保护外壳，由于保护外壳本身便导致成本增加，另外，在导电性辅助涂布剂涂布后，需要用于将保护外壳紧密接触于导体表面来进行安装的操作，因此与对导体实施镀覆的成本相比，未必能说在成本节约方面有优势。

此外，关于未实施镀覆的涂布有导电性辅助涂布剂的裸导体彼此间的连接，与实施了镀覆的导体相比，存在如下问题：导体连接部的温度上升容许限度变低。图14示出了由配电箱的规格为“jem1425”及“jem-tr85”的表8来规定的、开关装置的元器件、材料及绝缘体的最高容许温度以及温度上升限度。根据图14，在对导体实施了镀覆的情况下，温度上升限度为最大75度，与此相对，在涂布了导电性辅助涂布剂的导体原料的情况下，因螺栓紧固而引起的连接部的温度上升限度为55度。因此，在使用专利文献1及2的导体原料的情况下，需要比实施了镀覆的导体进一步对温度上升进行抑制的对策。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的导体连接装置在利用紧固件连接导体时，在两导体间夹有导体连接用导电构件，所述导体连接用导电构件中，与所述导体的接触面上形成有多个突起部，包含该突起部的接触面上形成有通过导电性及防腐性镀覆处理而形成的镀覆层，在利用所述紧固件来将导体互相连接时，利用该突起部的接触压力来去除所述导体连接用导电构件的氧化覆膜。

发明效果

根据本发明的导体连接装置，在连接导体时，若在导体连接间插入并夹入带突起的导电构件，则由于螺栓的紧固，突起与导体间的接触压力变大，从而带突起的导电构件能够利用该压力及摩擦来去除导体表面的氧化覆膜。另外，即使氧化覆膜破损，处于大气中的导体也会立刻形成新的氧化覆膜，但在带突起的导电构件上涂布有导电性辅助涂布剂的情况下，具有防止氧化覆膜再形成的附加效果。

由此，通过使用带突起的导电构件，从而无需在导体紧固前对导体表面进行研磨，能够容易地实现通电性优异的导体连接。此外，关于导体连接部的温度上升容许限度，根据图14内的注(3)，存在“在通过螺栓紧固来对两个导体间进行连接的情况下，将温度上升容许值较高的表面处理的值设为基准值”这一规定，因此，即使不对导体本身实施镀覆，通过在与导体接触的带突起的导电构件侧实施镀覆，也能将温度上升容许限度提高得高于导体原料。

本发明中，将插入并夹在导体间的构件称为带突起的导电构件，但对于材料、大小、厚度、形状、突起形状、突起数量、镀覆种类及所涂布的导电性辅助涂布材料没有特别定义。只要是具有将导体与导体间相连结并利用螺栓紧固时的接触压力容易地使氧化覆膜破损的程度的突起形状、且能利用导电性辅助涂布材料来防止氧化覆膜形成的构件即可。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的导体连接装置的立体图。

图2是将本发明的实施方式1中的导体连接装置分解示出的立体图。

图3(a)是仅表示本发明的实施方式1中的导体连接用导电构件的主视图，图3(b)是侧视图。

图4是表示为确认本发明的实施方式1中的导体连接用导电构件的性能而实施的短时间通电试验的试验结果的说明图。

图5是表示本发明的实施方式2中的导体连接装置的立体图。

图6是将本发明的实施方式2中的导体连接装置分解示出的立体图。

图7(a)是仅表示本发明的实施方式2中的导体连接用导电构件的主视图，图7(b)是侧视图。

图8是表示本发明的实施方式3中的导体连接装置的立体图。

图9(a)是仅表示本发明的实施方式3中的导体连接用导电构件的主视图，图9(b)是侧视图。

图10是仅示出本发明的实施方式4中的导体连接用导电构件的立体图。

图11(a)是仅表示本发明的实施方式4中的导体连接用导电构件的主视图，图11(b)是侧视图。

图12是表示本发明的实施方式4中的导体连接用导电构件的变形例的立体图。

图13(a)是表示本发明的实施方式4中的导体连接用导电构件的变形例的主视图，图13(b)是侧视图。

图14是表示开关装置的元器件、材料及绝缘体的最高容许温度及温度上升限度的说明图。

图15(a)是图14所记载的数据的金属封闭式开关装置的主视图，图15(b)是侧视剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的各实施方式进行说明。

此外，各图间，相同标号表示相同或相当部分。

实施方式1.

基于图1至图4对实施方式1中的导体连接装置进行说明。

图1是导体连接装置的立体图，图2是将导体连接装置分解表示的立体图，图3(a)是导体连接用导电构件的主视图，图3(b)是侧视图，图4是表示为确认导体连接用导电构件的性能而实施的短时间通电试验的试验结果的说明图。

导体连接装置由紧固件(紧固构件)及平板状导体连接用导电构件(以下适当简称作“带突起的导电构件”)1构成，该紧固件由将导体2间进行连接紧固的螺栓3及螺母(未图示)构成，该平板状导体连接用导电构件在将导体2间进行连接紧固时被插入(夹入)两导体间，带突起的导电构件1的形状与一般使用的垫圈相类似，在与导体2接触的两面形成有多个突起部1a，包含该突起部的接触面实施了有助于(保护)导电性及防腐性的镀覆，例如实施了银镀、锡镀等镀敷处理，并且，在该镀覆层的上方预先涂布了防止氧化覆膜的再形成(再生成)及金属腐蚀的导电性辅助涂布剂(例如参照专利文献2)。

导电性辅助涂布剂的涂布方法中，在导体紧固前，预先利用手指或废布将导电性辅助涂布剂涂布于带突起的导电构件表面。

导体连接装置通过采用上述结构来将导体2互相重合并利用螺栓3对导体2间进行紧固时，利用带突起的导电构件1的突起部1a的接触压力，使得位于与大气进行反应而产生的两个导体2表面处的氧化覆膜被一下子去除。此外，通过涂布于带突起的导电构件1的导电性辅助涂布剂，在去除了氧化覆膜的导体2的表面部上形成导电性抗氧化覆膜以阻止导电表面部接触大气，因此导体2无法与大气反应而再次形成氧化覆膜。

因此，以往，在去除导体表面的氧化覆膜后，需要立刻在氧化覆膜形成前对导体表面涂布导电性辅助涂布材料并进行螺栓紧固，而本发明中通过带突起的导电构件1，可几乎同时地进行导体构件表面的氧化覆膜去除与导电性辅助涂布剂的涂布，因此能够减轻施工作业的负担。

另外，通过采用上述结构，从而能使用未经镀覆的导体，而不会破坏通电性。

为了确认实施方式1的效果，使用实施方式1中说明的图1的导体连接装置，以铝导体为例，实施了导体连接部的接触电阻确认试验。

作为接触电阻的确认方法，实施在一秒左右的短时间内使25ka左右的大电流通过的所谓的短时间通电试验，对通电前后的接触电阻的变化率进行测定。此处，测定通电前后的电阻的变化率的理由在于，为了确认导体表面是否形成有氧化覆膜。假设在导体表面形成有氧化覆膜的情况下，与通电前相比，通电后的接触电阻会产生较大偏差。在短时间通电试验中，由于大电流而产生的焦耳热使得导体表面产生的氧化覆膜被迅速去除，而被去除的氧化覆膜会随着时间的经过而从导体连接间的微小空隙再次形成。该氧化覆膜的再形成状态会导致接触电阻产生偏差。例如，在氧化覆膜形成前进行了测定的情况下，电阻值低，相反在氧化覆膜形成后进行了测定的情况下，根据情况的不同，有可能会形成可能比试验前更为阻碍导通的氧化覆膜，从而电阻值比试验前要大。

图4示出了在其一示例中插入并夹入带突起的导电构件1时、以及未插入时铝导体间的接触电阻的测定结果中通电前后的电阻变化率。在实施了多次试验的过程中，在插入带突起的导电构件1的情况下，通电前后的接触电阻的变化率均收敛于作为试验判定基准的变化率20％以内，因此可以明确：在通电前去除氧化覆膜，且未再次形成膜。与此相对，在未插入带突起的导电构件1的情况下，整体的接触电阻值较大，在多次试验中如图4所示，处处可见变化率超过20％的情况。

实施方式2.

基于图5至图7对实施方式2中的导体连接装置进行说明。

图5是导体连接装置的立体图，图6是将导体连接装置分解表示的立体图，图7(a)是导电构件的主视图，图7(b)是侧视图。

实施方式1中，使用具有与垫圈相类似形状的带突起的导电构件1，但如图5所示，在用多个螺栓3来紧固导体2彼此的情况下，需要插入与该紧固部位的孔的数量相应的具有与垫圈相类似形状的带突起的导电构件1。与此相对，实施方式2中，使用图7那样的抵接板状的带突起的导电构件4。由此，如图6所示，即使在导体2上开设有多个紧固孔，也仅需夹持一个带突起的导电构件4即可，因此能够减少元器件数量，并能减轻操作员的负担。

实施方式3.

基于图8至图9对实施方式3中的导体连接装置进行说明。

图8是导体连接装置的立体图，图9(a)是导体构件的主视图，图9(b)是侧视图。

实施方式1及2中，将导体2重合连接，与此相对，在实施方式3中，将导体2相对连接，经由抵接板状带突起的导电构件5将导体2互相连结。在上述导体连接的情况下，用于连结导体2的导电构件5与导体2在同一方向的面上相连接，因此仅在单侧实施抵接板状带突起的导电构件5的突起部5a的形成以及导电性辅助涂布剂的涂布即可。因此，图9所示的抵接板状带突起的导电构件5的面朝向与导体2接触的面来进行连接。

实施方式4.

基于图10至图13对实施方式4中的导体连接装置进行说明。

图10是仅示出导电构件的立体图，图11(a)是导电构件的主视图，图11(b)是侧视图，图12是示出实施方式4中的导电构件的变形例的立体图，图13(a)是图12所示的导电构件的主视图，图13(b)是侧视图。

实施方式4中，不使用带突起的导电构件，而在设置于抵接板状导体构件6的贯通孔6h的孔边缘部形成隆起数mm的恰当高度的凸缘状竖立部、即突起部6a，利用线接触将该突起部(凸缘状竖立部)紧固。

另外，如实施方式3所示，在将导体2相对连接的情况下，将突起部6a形成于抵接板状导电构件6的单面。关于导电性辅助涂布剂及镀覆，与实施方式1～3相同。另外，将抵接板状导电构件6夹入导体2之间的情况下，突起部6a在贯通孔6h的孔边缘部处形成于抵接板状导电构件6的两面，以确保线接触。关于该抵接板状导电构件6，与实施方式1等的带突起的导电构件1相比，能够减少进行抵接板状导电构件6的突起制作的加工次数，因此能以低成本制作导电构件6。

另外，作为实施方式4的变形例，采用与上述相似的形状，但也可以考虑图12及图13所示的实施例。

该变形例中，在抵接板状导电构件7的外周缘部形成突起部7aa、即凸缘部。通过形成该凸缘部，也能够减少冲孔。

另外，将抵接板状导电构件7夹入导体2之间的情况下，突起部7aa形成于单面，而贯通孔7h的突起部7a形成于另一面。

另外，本发明在其发明范围内可对各实施方式进行适当变形、省略。

标号说明

1：导体连接用导电构件(带突起的导电构件)

1a：突起部

1h：紧固轴的贯通孔

2：导体

2h：紧固轴的贯通孔

3：螺栓(紧固件的紧固轴)

4：抵接板状带突起的导电构件

4a：突起部

4h：紧固轴的贯通孔

5：抵接板状带突起的导电构件

5a：抵接板状带突起的导电构件的突起部

5h：紧固轴的贯通孔

6：抵接板状导电构件