JP2523480B2 - パツフア形ガスしや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、パッファ形ガスしゃ断器に関するものであ
って、特に、しゃ断時に発生するアークに吹き付ける消
弧性ガスを効果的に活用する吹き付け機構に改良を施し
たものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ SF₆ガス等の消弧性ガスをアークに吹き付ける高圧ガ
スしゃ断器は、高い電圧に容易に耐えるので幅広く利用
されている。中でも接点解離時の駆動力を利用して消弧
性ガスを圧縮し、その圧縮ガスをアークに吹き付けるパ
ッファ形ガスしゃ断器は構造が簡単であるので、高圧し
ゃ断器の主流となっている。

この様なパッファ形ガスしゃ断器においては、近年、
送電容量の増大による短絡容量の増加に伴って、そのし
ゃ断容量も増加の一途を辿っている。その反面、機器の
小型化のため、一点当たりのしゃ断容量を増加させ、し
ゃ断器の直列しゃ断点数の減少が図られている。このた
め、しゃ断器のしゃ断性能としては、しゃ断器の極間の
電界設計と共に、ガス吹き付け機構の最適化が要求され
ている。

第２図は、従来から用いられてきたパッファ形ガスし
ゃ断器の消弧室の構造を示した。即ち、円柱状の固定ア
ーク接触子１と対向する位置に、操作ロッド４の先端部
に支持された可動アーク接触子３が配設されている。こ
の操作ロッド４には可動パッファシリンダ５が装着固定
されており、この可動パッファシリンダ５と、図示して
いない容器内に固定されている固定パッファピストン６
との間に圧縮室７が形成されている。また、この圧縮室
７を形成している可動パッファシリンダ５には、可動ア
ーク接触子３の外側に絶縁ガスを流出するための開口部
5aが設けられ、さらに、可動アーク接触子３の外側に
は、前記開口部5aより流出した絶縁ガスの流路10を形成
するための絶縁ノズル８が、可動通電接触子９によって
固定支持されている。

この様な構成を有する従来のパッファ形ガスしゃ断器
において、しゃ断指令が与えられると、図示しない操作
機構部が作動して、操作ロッド４が開極方向に駆動さ
れ、この操作ロッド４に連結された可動アーク接触子３
及び可動通電接触子９とを、固定アーク接触子１及び固
定通電接触子２から解離させる。この結果、固定アーク
接触子１と可動アーク接触子３との間にアークが発生す
る。

一方、操作ロッド４が開極方向に駆動される結果、こ
の操作ロッド４に装着された可動パッファシリンダ５も
右方へ駆動され、この可動パッファシリンダ５と固定パ
ッファピストン６によって形成された圧縮室７内の消弧
性ガスが圧縮される。この様にして圧縮された絶縁ガス
は、可動パッファシリンダ５に設けられた開口部5aを通
り、可動アーク接触子３と絶縁ノズル８の間に形成され
た流路10を通り、絶縁ノズル８の先端の開口部8aからア
ークへ吹き付けられ、このアークを消弧する。

しかしながら、上述のパッファ形ガスしゃ断器におい
ては、大電流をしゃ断する場合には、大きなノズルに充
分な絶縁ガスを流さなければならない。そのため、可動
パッファシリンダ５の径を大きくするか、長さを長く
し、そのシリンダ５を高速で動かしてシインダ内の圧力
を高める必要があった。従って、操作ロッド４を駆動す
る駆動装置を大型化しなければならないという欠点があ
った。

一方、前述した様なパッファ形ガスしゃ断器のように
大きな駆動力を必要としない消弧室を開発するために、
種々の消弧室が研究されている。その中の一つに、自力
消弧形の消弧室があるが、これはアークの熱エネルギー
によってシリンダ内のガスを加熱して、その圧力を高
め、吹付けガス流を得る方法である。

第３図に自力消弧形ガスしゃ断器の消弧室の一例を示
した。即ち、固定接触子11の外側に、固定接触子の保護
カバー12が設けられ、さらに保護カバー12の外側にはシ
リンダ13に支持された絶縁ノズル14が配設されている。
この様な構成を有する自力消弧形ガスしゃ断器において
は、第３図（Ａ）に示した閉極中は、固定接触子11と可
動接触子15とが接触して通電している。次に、開極動作
が開始すると、初め固定接触子11と可動接触子15との間
にアークが発生するが、固定接触子の保護カバー12が固
定接触子11を包囲しているので、第３図（Ｂ）に示した
様に、アークは保護カバー12に移る。そして、可動接触
子15の先端が絶縁ノズル14の開口部14aから抜け出すま
で、アークによって熱せられたガスはシリンダ13内に流
れ込み、シリンダ13内のガスを熱し、その内部の圧力を
高める。そして、開極動作が進行して、可動接触子15が
絶縁ノズル14の開口部14aから抜けると、シリンダ13内
のガスは絶縁ノズル14から急激に吹き出し、アークを消
弧する。

しかしながら、第３図に示した様な自力消弧形ガスし
ゃ断器においては、シリンダ13内のガスの加熱が、絶縁
ノズル14の開口部14aの付近で行なわれるので、シリン
ダ13内のガスと充分に混合せず、絶縁ノズル14の出口付
近に熱せられたガスのみが吹き出すため、消弧性能はあ
まり良くない。また、可動接触子15が絶縁ノズル開口部
14aから抜けた直後の電流零点でしゃ断されず、次の半
波でしゃ断しようとする場合、ノズルが開口しているの
で、その半波ではシリンダ13への熱の流入が充分ではな
く、従って、充分な圧力上昇が得られず、しゃ断性能が
低下するという欠点があった。さらに、この様な自力消
弧形ガスしゃ断器は、パッファ形ガスしゃ断器の様に機
械力による圧縮動作を行なわないので、強い消弧力は得
られず、72KV以上のしゃ断器として使用することはでき
ない。

そこで、前記２つのしゃ断器の長所を組合せて、より
効率的なしゃ断器を開発することが切望されている。

［発明の目的］ 本発明は、上述の様な従来のパッファ形ガスしゃ断器
の問題点を解消するために提案されたもので、その目的
は、大電流のしゃ断に充分なガス流量を効率良く得るこ
とができ、しかも駆動エネルギーの小さい、効果的な消
弧を可能にしたパッファ形ガスしゃ断器を提供すること
にある。

［発明の概要］ 本発明のパッファ形ガスしゃ断器は、可動アーク接触
子を駆動する操作ロッドを中空の円筒状に形成し、その
先端部に取り付けられた前記フランジに可動アーク接触
子と筒状の絶縁カバーと絶縁ノズルとを同心円状に、か
つ前記フランジ前面から固定アーク接触子側に突出する
ように取付け、前記可動アーク接触子と前記絶縁カバー
とにより昇圧ガス流路を形成し、この昇圧ガス流路と前
記圧縮室とを連通する連通孔を前記フランジに形成し、
前記絶縁カバーと前記絶縁ノズルとの間に圧縮室からノ
ズル先端に連通する消弧性ガスの吹き付け路を形成し、 一方、前記操作ロッドの中空部には、バネによって固
定アーク接触子側に付勢される絶縁棒を設け、しゃ断器
の開極動作時に、前記絶縁棒が、前記絶縁カバーの先端
部内に突出して、その昇圧ガス流路の断面積を減ずる様
に構成したことにより、可動アーク接触子と固定アーク
接触子との間に発生したアークの内、可動アーク接触子
と絶縁カバーとの間にアークによる高温ガス流を圧縮室
内に流入させ、操作ロッドの駆動力によって圧縮されて
いる圧縮室内のガスに、より高い圧力を与えて、強いガ
ス流をアークに吹付けることができる様にしたものであ
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に
説明する。なお、第２図及び第３図に示した従来型と同
一部材には同一符号を付し、説明は省略する。

＊構成＊ 本実施例において、操作ロッド20が中空の円筒状に形
成され、その先端部にフランジ部21が設けられ、このフ
ランジ21に前記操作ロッド20と一体化されて駆動される
可動パッファシリンダ22が取付けられている。また、こ
のフランジ部21の固定アーク接触子１側には、可動アー
ク接触子３、絶縁ノズル８及びこの絶縁ノズル８をフラ
ンジ部21に固定するための可動通電接触子９が取付けら
れている。さらに、前記可動アーク接触子３と絶縁ノズ
ル８の間には、それらと同心の筒状の絶縁カバー23が固
定アーク接触子１側に突出して配設され、その先端部23
aが可動アーク接触子３の先端部の前方、且つ絶縁ノズ
ル８の先端部の後方に位置され、中心側に屈曲されてい
る。

また、前記操作ロッド20のフランジ部21には、前記可
動アーク接触子３と絶縁カバー23の取付部の間に昇圧ガ
ス流路21aが、さらに、絶縁カバー23と絶縁ノズル８の
取付部の間に消弧ガスの吹付け部21bが形成されてい
る。

一方、操作ロッド20の中空部24には、２つの係合部24
a,24bが形成され、この係合部24a,24bの間に、中空部24
内を摺動する絶縁棒25及びこの絶縁棒25を固定アーク接
触子１側に付勢するバネ26が配設されている。この絶縁
棒25には、前記係合部24aと係合するフランジ部25aが設
けられている。また、この絶縁棒25の径は、前記可動ア
ーク接触子３の最小内径より小さく設定されている。

なお、この絶縁棒25の長さＬは、開極動作中、操作ロ
ッド20が図中右方へｌだけ移動した時に、操作ロッド20
の係合部24aと絶縁棒25のフランジ部25aとが係合し、こ
のとき、絶縁棒の先端部25bが前記絶縁カバー23の先端
部23aより、やや前方（固定アーク接触子１側）に突出
し、絶縁カバー23の先端部の開口部の断面積を小さくす
る様に構成されている。

＊作用＊ この様な構成を有する本実施例のパッファ形ガスしゃ
断器においては、しゃ断器の閉極中は、第１図（Ａ）に
示した様に、操作ロッド20は固定アーク接触子１側に位
置し、その中空部24に配設されている絶縁棒25はバネ26
によって固定アーク接触子１側に付勢され、固定アーク
接触子１と接している。

次に、しゃ断指令が与えられ開極動作が開始される
と、図示していない操作機構部が動作し、操作ロッド20
が図中右方へ駆動され、固定アーク接触子１と可動アー
ク接触子３が解離すると、両者の間にアークが発生す
る。このとき、絶縁棒25はバネ26の付勢力によって固定
アーク接触子１側に押圧されているので、絶縁棒25の先
端部25bは、第１図（Ｂ）に示した様に、固定アーク接
触子１と接触している。

さらに開極動作が進み、操作ロッド20が図中右方へｌ
だけ移動すると、操作ロッド20の中空部24に形成されて
いる係合部24aと絶縁棒25のフランジ部25aとが係合し、
その後は、絶縁棒25は操作ロッド20と共に図中右方へ移
動する。この時、絶縁棒25の先端部25bが絶縁カバー23
の開口部の中に入り込み、その開口部の断面積を小さく
する。

この様な状態において、可動アーク接触子３と固定ア
ーク接触子１の間に発生したアーク27の内、可動アーク
接触子３と絶縁カバー23の間のアーク27aによって発生
する高温ガスは、第１図（Ｃ）に示した様に、ガス流Ａ
となって操作ロッド20のフランジ部21に形成された昇圧
ガス流路21aを通って、可動パッファシリンダ22内に侵
入し、可動パッファシリンダ22内の温度を上昇させる。
一方、可動パッファシリンダ22とパッファピストン６に
よって形成される圧縮室７の容積は、開極動作が進行す
るにつれて縮小しているので、可動パッファシリンダ22
内は、圧縮作用と熱作用によって、より高い圧力が得ら
れ、圧縮室内のガスは強いガス流Ｂとなって、操作ロッ
ド20のフランジ部21に形成された消弧ガスの吹付け路21
bを通ってアーク27に吹付けられ、アーク27を消弧す
る。

この様に、従来のパッファ形ガスしゃ断器と自力消弧
形ガスしゃ断器の長所を組合せることにより、より効率
の良いしゃ断動作を可能とすることができる。

また、フランジ21は、可動アーク接触子３、絶縁カバ
ー23及び絶縁ノズル８の三部材を同心円状に支持してい
るので、これによって各部材の位置が正確に決定され、
昇圧ガス流路の形状や固定側と可動側との各アーク接触
子の位置関係に狂いが生じにくくなる。そして、各部材
を装着したフランジ21を可動パッファシリンダ22の先端
に固定するだけで、前記三部材の取付が簡単に実施でき
るという効果もある。さらに、可動パッファシリンダ22
の内部には、他の部材が突出していないので、ガスの圧
縮時において可動パッファシリンダ22と固定パッファピ
ストン６のストロークを十分利用することができる。し
たがって、小形の可動パッファシリンダ22であっても、
消弧ガスの圧縮力を大きくすることができる。

＊他の実施例＊ なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、絶縁カバー23を絶縁棒25及び可動通電接触子９と同
様に、絶縁材料を用いて形成しても良い。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、小さな駆動エネルギー
で、大電流のしゃ断に充分なガス流量を効率良く得るこ
とができる、効果的な消弧を可能にしたパッファ形ガス
しゃ断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパッファ形ガスしゃ断器の一実施例
を示す断面図であり、（Ａ）はしゃ断器の閉極中、
（Ｂ），（Ｃ）は開極動作中を示し、第２図は、従来の
パッファ形ガスしゃ断器の消弧室の構成を示す断面図、
第３図は、従来の自力消弧形ガスしゃ断器の構成を示す
断面図であり、（Ａ）は閉極中、（Ｂ）は開極動作中を
示している。 １……固定アーク接触子、２……固定通電接触子、３…
…可動アーク接触子、４……操作ロッド、５……可動パ
ッファシリンダ、5a……開口部、６……固定パッファピ
ストン、７……圧縮室、８……絶縁ノズル、９……可動
通電接触子、10……ガス流路、11……固定接触子、12…
…保護カバー、13……シリンダ、14……絶縁ノズル、14
a……開口部、15……可動接触子、20……操作ロッド、2
1……フランジ、21a……昇圧ガス流路、21b……消弧ガ
スの吹付け路、22……可動パッファシリンダ、23……絶
縁カバー、24……中空部、24a,24b……係合部、25……
絶縁棒、25a……フランジ部、26……バネ、27……アー
ク。

フロントページの続き (72)発明者 柳父 悟 川崎市川崎区浮島町２番１号 株式会社 東芝浜川崎工場内 (72)発明者 エドモン・チユーリー フランス国ピユエジニヤン（69640）リ エ・ド・ベルサイユ34 (56)参考文献 特開 昭62−24519（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通の中心軸線上に互いに接離可能に配置
   された固定アーク接触子と可動アーク接触子とを備え、
   可動アーク接触子を駆動する操作ロッドの先端にフラン
   ジを介して可動パッファシリンダが設けられ、この可動
   パッファシリンダの内部にはパッファピストンが設けら
   れ、可動パッファシリンダとパッファピストンとの間に
   圧縮室が形成され、固定アーク接触子と可動アーク接触
   子との開離時に発生するアークに対して、前記圧縮室内
   において圧縮された消弧性ガスを吹き付けて消弧するパ
   ッファ形ガスしゃ断器において、 前記操作ロッドが中空の円筒状に形成され、その先端部
   に取り付けられた前記フランジに可動アーク接触子と筒
   状の絶縁カバーと絶縁ノズルとが同心円状に、かつ前記
   フランジ前面から固定アーク接触子側に突出するように
   取り付けられ、前記可動アーク接触子と前記絶縁カバー
   とにより昇圧ガス流路が形成され、この昇圧ガス流路と
   前記圧縮室とを連通する連通孔が前記フランジに形成さ
   れ、前記絶縁カバーと絶縁ノズルとの間に圧縮室からノ
   ズル先端に連通する消弧性ガスの吹付け路が形成され、
   一方、前記操作ロッドの中空部には、バネによって固定
   アーク接触子側に付勢された絶縁棒が設けられ、前記絶
   縁棒が、しゃ断器の開極動作時に、絶縁カバーの先端部
   内に突出して、その昇圧ガス流路の入り口部の断面積を
   減ずる様に構成されていることを特徴とするパッファ形
   ガスしゃ断器。