JPH10269912A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作機構の駆動力の低減を可能とすることに
より、コンパクトなガス遮断器を提供する。 【解決手段】 固定接触子１と可動接触子２を対向配置
する。可動接触子２を操作機構に連結し、可動接触子２
と一体にパッファピストン４を形成する。可動接触子２
に通気道９ａ、通気口９ｂを設ける。可動接触子２の周
囲に、ノズル３を独立して固定する。ノズル３内を可動
接触子２が挿通移動可能に設ける。ノズル３の内部に、
パッファピストン４により消弧性ガスを圧縮可能なパッ
ファ室５を構成する。ノズル３の周囲にシールド８を取
り付ける。ノズル３の後部に、ノズル３とシールド８と
の間隙に連通するガス流出口６を設ける。固定接触子１
の内部に中空部を設け、ガス流出口６と、可動接触子２
の先端が挿通する挿通孔１ａとを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧の送電系統
の開閉動作に適した遮断器に係り、特に、消弧性ガスの
吹き付けによって接触子間に生じるアークを消弧するた
めに、消弧性ガスを圧縮するパッファ室を備えたガス遮
断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＳＦ6 ガス等の消弧性ガスを遮断部に吹
き付けてアークを消弧するために、消弧室を備えたガス
遮断器は、優れた遮断性能を有するため、高電圧の電力
系統に広く用いられている。このようなガス遮断器にお
ける消弧室の一例を、図３に従って以下に説明する。す
なわち、この消弧室は、固定接触子１、可動接触子２、
ノズル３、パッファシリンダ１２及びパッファピストン
４によって構成されている。可動接触子２は、消弧室と
隣接して設けられた図示しない操作機構によって、固定
接触子１に対して接離可能に設けられている。

【０００３】この可動接触子２の周囲には、可動接触子
２ともに移動可能なパッファシリンダ１２が設けられ、
その内部のパッファピストン４によって消弧性ガスを圧
縮可能なパッファ室５が構成されている。また、パッフ
ァシリンダ１２における可動接触子２の先端部の周囲に
は、これと同軸の筒状のノズル３が取り付けられてい
る。そして、パッファシリンダ１２には、ノズル３の内
部における可動接触子２の先端周囲に連通するガス流出
口６が形成されている。

【０００４】以上のようなガス遮断器の電流遮断動作に
おいては、操作機構の駆動により可動接触子２が移動
し、固定接触子１から開離する際に、両接触子１，２間
にアーク１０が発生する。そして、可動接触子２の移動
とともにパッファシリンダ１２が移動するので、パッフ
ァピストン４によってパッファ室５内の消弧性ガスが圧
縮される。すると、ガス流出口６から消弧性ガスが流出
してノズル３の内部に流れ、アーク１０に対してガス流
１１が吹き付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のガス遮断器においては、可動接触子２と一緒に
パッファシリンダ１２が動き、パッファシリンダ１２と
ノズル３とが一体で構成されているものが一般的なの
で、電流遮断時には可動接触子２、ノズル３及びパッフ
ァシリンダ１２が同時に動くことになる。この動作は、
上記のように消弧室に隣接して設けられた操作機構によ
って行われるので、操作機構には、少なくとも可動接触
子２、ノズル３及びパッファシリンダ１２を動作させる
ための大きな操作力が必要となる。

【０００６】また、遮断器の遮断性能は、両接触子が開
離し、電流零点で電流が遮断されるまでの時間に、両接
触子間で発生するエネルギーの処理能力と、電流遮断直
後にこの両接触子間に印加される過渡回復電圧（ＴＲ
Ｖ）に対する絶縁耐力で決まる。このため、高電圧送電
系統においては、上記のような構成のガス遮断器は、大
電流を遮断する際に、大きなエネルギーを処理でき、さ
らに電流遮断後の高い過渡回復電圧に耐えうる構成とす
ることが必要となる。特に、送電電圧、遮断電流の増加
に伴い、より大きなエネルギー処理能力を備え、より高
い過渡回復電圧に耐えうる必要があるため、消弧室は大
型化、重量化する傾向にある。このため、遮断器を操作
する操作機構自体も大きなものが必要となる。

【０００７】一方、近年の電力需要の増大に伴う都市近
郊への変電所の設置、用地取得の困難性等から、高電圧
送電系統におけるガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）などに用
いられる機器には、よりコンパクトなものが要求されて
いる。このようなコンパクト化を上記のようなガス遮断
器において実現する１つの方法として、操作機構をコン
パクトにする方法がある。

【０００８】しかし、上述のように、消弧室は大型化、
重量化する傾向にあるとともに、操作機構には大きな操
作力が要求されるので、駆動力を低減させることができ
ない。従って、操作機構を小型化することは困難であ
り、ガス遮断器のコンパクト化を図ることは困難であ
る。

【０００９】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、操
作機構の駆動力の低減を可能とすることにより、コンパ
クトなガス遮断器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明は、接離可能に対向配置された一対の
接触子と、消弧性ガスを圧縮するパッファシリンダ及び
パッファピストンを有するパッファ室と、いずれか一方
の接触子の周囲に同軸上に配置され、前記パッファ室で
圧縮された消弧性ガスを高速ガス流としてアークへ吹き
付ける筒状の絶縁ノズルとを備えたガス遮断器におい
て、以下のような技術的特徴を有する。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、前記
パッファ室が、前記一対の接触子のいずれか一方と前記
絶縁ノズルとによって構成されていることを特徴とす
る。以上のような請求項１記載の発明では、パッファ室
を接触子と絶縁ノズルによって構成したので、部材数の
削減による操作機構の駆動力の省力化、小形化が可能と
なる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のガ
ス遮断器において、前記パッファピストンが、前記パッ
ファ室を構成する接触子と一体に構成され、当該接触子
及び前記絶縁ノズルの少なくとも一方が、他方から独立
して相対的に移動可能に設けられていることを特徴とす
る。以上のような請求項２記載の発明では、パッファピ
ストンと一体に構成された接触子が、絶縁ノズルとは独
立して相対的に移動可能に設けられているので、接触子
のみの移動とともにパッファ室内の消弧性ガスを圧縮す
ることができ、操作機構の駆動力の低減が可能となる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載のガス遮断器において、前記絶縁ノズルの壁面
に、前記パッファ室で圧縮された消弧性ガスを排出する
ガス流出口が設けられ、前記ガス流出口に連通し、前記
消弧性ガスをアークへ導くガス流路が、前記絶縁ノズル
の近傍に設けられていることを特徴とする。以上のよう
な請求項３記載の発明では、接触子の開離動作とともに
パッファ室において圧縮された消弧性ガスは、ガス流出
口から流出して、ガス流路を通り、高速ガス流としてア
ークへ吹き付けられるので、アークが消弧される。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のガス遮断器において、前記パッファ
室を構成する接触子と対向する接触子に、アークに吹き
付けられた消弧性ガスが流入するガス流入口と、当該消
弧性ガスを排出するガス流出口とが設けられていること
を特徴とする。以上のような請求項４記載の発明では、
接触子の開離動作とともにアークに吹き付けられて熱ガ
スとなった消弧性ガスが、パッファ室を構成する接触子
と対向する接触子のガス流入口から入り、ガス流出口か
ら流出されるので、熱ガスが滞留せずにスムーズに排出
される。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載のガス遮断器において、前記絶縁ノズ
ルの周囲に、これと同軸のシールドが設けられているこ
とを特徴とする。以上のような請求項５記載の発明で
は、電流遮断後に接触子間に高い過渡回復電圧が印加さ
れたとき、シールドによって電解が緩和される。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載のガス遮断器において、前記パッファ
室を構成する接触子に、アークに吹き付けられた消弧性
ガスが流入する通気道と、前記通気道からの消弧性ガス
をパッファ室の圧縮室内へ排出する通気口とが設けられ
ていることを特徴とする。以上のような請求項６記載の
発明では、アークに吹き付けられて熱ガスとなった消弧
性ガスは、通気道を通過して通気口からパッファ室の圧
縮室内に流入するので、パッファ室内のガス圧がさらに
高まる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１〜６記載の発明に対応す
る一つの実施の形態を図１及び図２に従って以下に説明
する。なお、図１は本実施の形態のガス遮断器のノズル
周辺の構造を示す簡略断面図であり、図２は電流遮断過
程において接触子間に発生するアーク及びこれに吹き付
けられるガス流を示す。

【００１８】（１）実施の形態の構成 まず、本実施の形態の構成を説明する。すなわち、本実
施の形態における消弧室は、図１に示すように、消弧性
ガスを充填した図示しない密閉容器内に構成されてお
り、図中の１は固定接触子、２は可動接触子、３はノズ
ル、４はパッファピストン、５はパッファ室、６，７は
ガス流出口である。固定接触子１と可動接触子２は対向
して配置されている。可動接触子２は、図示しない操作
機構に連結され、固定接触子１に対して軸方向に往復動
することにより、接離可能に設けられている。

【００１９】また、可動接触子２には、これと一体に且
つ同軸上に円盤状若しくは円柱状のパッファピストン４
が形成されている。そして、可動接触子２の先端側は開
口され、その内部に通気道９ａが形成されている。さら
に、可動接触子２におけるパッファピストン４の後方に
は、通気道９ａに連通した通気口９ｂが設けられてい
る。

【００２０】そして、可動接触子２の周囲には、筒形容
器形状の絶縁性のノズル３が設けられている。このノズ
ル３は、その軸線上を可動接触子２が往復動可能に設け
られているが、可動接触子２の移動とともに移動しない
ように、可動接触子２からは独立して固定されている。
ノズル３における固定接触子１側の端部は、口径が狭く
なるように形成され、可動接触子２が挿通可能となって
いる。このノズル３の内部には、可動接触子２のパッフ
ァピストン４によって消弧性ガスを圧縮可能なパッファ
室５が構成されている。

【００２１】さらに、ノズル３の周囲には、これと同軸
の筒状のシールド８が取り付けられている。ノズル３の
後部には、パッファ室５内で圧縮されたガスを流出させ
るガス流出口６が、ノズル３とシールド８との間隙に連
通するように設けられている。また、固定接触子１に
は、その内部に中空部が設けられるとともに、可動接触
子２の先端が挿通する挿通孔１ａが形成されている。そ
して、この固定接触子１には、内部の中空部に連通され
たガス流出口６が形成されている。

【００２２】（２）本実施の形態の作用 以上のような構成を有する本実施の形態の作用を以下に
説明する。すなわち、図２に示すように、操作機構によ
って可動接触子２を固定接触子１から開離する方向に移
動させることにより、固定接触子１と可動接触子２の開
極動作が行われる。このときには、固定接触子１ばかり
でなく、ノズル３及びシールド８も動作せず、可動接触
子１及びパッファピストン４のみが軸方向に動作する。

【００２３】このように開極動作が行われると、固定接
触子１と可動接触子２との間にアーク１０が発生する。
同時に、可動接触子２に設けられたパッファピストン４
によって、パッファ室５内の消弧性ガスが圧縮されるの
で、この消弧性ガスがガス流出口６から流出してガス流
が形成され、ノズル３とシールド８との間隙を通ってノ
ズル３の先端からアーク１０へ吹き付けられる。このよ
うにアーク１０へ吹き付けられ熱ガスとなったガス流１
１は、挿通孔１ａから固定接触子１内の中空部へ流入
し、ガス流出口７から外へ排出される。

【００２４】また、アーク１０に吹き付けられて熱せら
れた一部のガス流１１は、可動接触子２の先端から内部
の通気道９ａに入り、通気口９ｂを通過してパッファ室
５内に流入する。これによりパッファ室５内のガス圧が
さらに高まる。

【００２５】さらに、上述のように、電流遮断後には固
定接触子１と可動接触子２との間に高い過渡回復電圧が
印加されるが、これらと同軸に設けられたシールド８に
よって、固定接触子１と可動接触子２との間の電解が緩
和される。

【００２６】（３）実施の形態の効果 以上のような本実施の形態の効果は以下の通りである。
すなわち、開極動作時においては、可動接触子１及びパ
ッファピストン４のみが軸方向に動作するので、可動接
触子２をノズル３及びパッファシリンダ１２とともに移
動させる必要があった従来技術（図３）よりも、開極動
作時の操作力が低減される。従って、操作機構の小型化
によるガス遮断器のコンパクト化、製造コストの低減を
図ることができる。

【００２７】また、パッファピストン４を可動接触子１
と一体化し、パッファシリンダ１２をノズル３と共用化
させたことにより、部材数の低減と構造の単純化が実現
でき、ガス遮断器のコンパクト化、製造コストの低減及
び安定した動作特性の維持が可能となる。

【００２８】そして、アーク１０により熱せられた消弧
性ガスの一部が、可動接触子２に設けられた通気道９
ａ、通気口９ｂを介してパッファ室５に流入するので、
パッファ室５内の圧力が高められる。従って、操作機構
の駆動力をさらに低減させることができ、小形化が可能
となる。

【００２９】また、アーク１０により熱せられた消弧性
ガスが、挿通孔１ａから固定接触子１内に入り、ガス流
出口７から排出されるので、接触子間に熱ガスが滞留し
ない。従って、安全性、耐久性に優れ、復帰動作を迅速
に行うことが可能となる。

【００３０】さらに、シールド８によって接触子間の電
解が緩和されるので、再発弧、再点弧が生じ難く、パッ
ファ室５からのガス流を効率よくアーク１０へ吹き付け
ることができる。

【００３１】（４）他の実施の形態 本発明は以上のような実施の形態に限定されるものでは
なく、各部材の形状、数等は適宜変更可能である。例え
ば、可動接触子２の通気道９ａや通気口９ｂを設けない
構成とすることや、固定接触子１の中空部、挿通口１ａ
やガス流出口７を設けない構成とすることも可能であ
る。また、パッファ室５で圧縮されたガス流がアーク１
０に導かれる構成であれば、必ずしもシールド８を設け
る必要はない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
操作機構の駆動力の低減を可能とすることにより、コン
パクトなガス遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス遮断器の一つの実施の形態におけ
る消弧室の構成を示す簡略断面図である。

【図２】図１の消弧室内に発生するアーク及び消弧性ガ
ス流の一例を示す簡略断面図である。

【図３】従来のガス遮断器における消弧室構造の一例を
示す簡略断面図である。

【符号の説明】

１…固定接触子 １ａ…挿通孔 ２…可動接触子 ３…ノズル ４…パッファピストン ５…パッファ室 ６，７…ガス流出口 ８…シールド ９ａ…通気道 ９ｂ…通気口 １０…アーク １１…ガス流 １２…パッファシリンダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接離可能に対向配置された一対の接触子
   と、消弧性ガスを圧縮するパッファシリンダ及びパッフ
   ァピストンを有するパッファ室と、いずれか一方の接触
   子の周囲に同軸上に配置され、前記パッファ室で圧縮さ
   れた消弧性ガスを高速ガス流としてアークへ吹き付ける
   筒状の絶縁ノズルとを備えたガス遮断器において、 前記パッファ室が、前記一対の接触子のいずれか一方と
   前記絶縁ノズルとによって構成されていることを特徴と
   するガス遮断器。
2. 【請求項２】 前記パッファピストンが、前記パッファ
   室を構成する接触子と一体に構成され、 当該接触子及び前記絶縁ノズルの少なくとも一方が、他
   方から独立して相対的に移動可能に設けられていること
   を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
3. 【請求項３】 前記絶縁ノズルの壁面に、前記パッファ
   室で圧縮された消弧性ガスを排出するガス流出口が設け
   られ、 前記ガス流出口に連通し、前記消弧性ガスをアークへ導
   くガス流路が、前記絶縁ノズルの近傍に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス遮断
   器。
4. 【請求項４】 前記パッファ室を構成する接触子と対向
   する接触子に、アークに吹き付けられた消弧性ガスが流
   入するガス流入口と、当該消弧性ガスを排出するガス流
   出口とが設けられていることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載のガス遮断器。
5. 【請求項５】 前記絶縁ノズルの周囲に、これと同軸の
   シールドが設けられていることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載のガス遮断器。
6. 【請求項６】 前記パッファ室を構成する接触子に、ア
   ークに吹き付けられた消弧性ガスが流入する通気道と、
   前記通気道からの消弧性ガスをパッファ室の圧縮室内へ
   排出する通気口とが設けられていることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１項に記載のガス遮断器。