JP2001283694A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッファシリンダの外周表面を摺動する摺動
装置をなくして小形化を図ると共に、低コストで軽量な
材料を採用しつつパッファ室内に高い熱エネルギーを取
り込むことが可能な優れたガス遮断器を提供する。 【解決手段】 パッファシリンダ９における絶縁ロッド
１２寄りの端部の内周部に摺動装置２５が設けられてい
る。この摺動装置２５はパッファピストン１０の外周面
を摺動してパッファピストン１０とパッファシリンダ９
との間を通電するように構成されている。また、パッフ
ァピストン１０はアルミまたはアルミ合金製であり、操
作ロッド８と摺動する面にのみ高融点材料１６、例えば
鉄、ステンレスなどが溶射されて形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス遮断器に係り、
特に、パッファピストン及びパッファシリンダ間の通電
を可能とする摺動装置を具備したガス遮断器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴ってガス絶縁
開閉装置は大容量化が進む傾向にある。そのため、優れ
た遮断性能を持つガス遮断器として、遮断動作時にアー
クに熱ガス流を吹付けてこれを消弧するガス遮断器が広
く用いられている。このようなガス遮断器の従来例を図
６〜図８を参照して具体的に説明する。

【０００３】ガス遮断器には消弧性ガスを封入したガス
容器１が設けられている。ガス容器１内には絶縁筒２が
収納されており、絶縁筒２には固定側導体１３及び可動
側導体１４が取り付けられている。また、絶縁筒２内に
は操作機構部（図示せず）に絶縁ロッド１２等で連結さ
れた中空の操作ロッド８が設けられている。操作ロッド
８にはこれと同軸状のパッファシリンダ９が操作ロッド
８を包囲して固定されている。操作ロッド８の側面には
排気穴１８が設けられ、この排気穴１８よりも絶縁ロッ
ド１２側にフローガイド１９が取付けられている。

【０００４】パッファシリンダ９の前面には可動アーク
接触子７が設置されると共にガス流路を有する絶縁ノズ
ル６が可動側通電接触子５により固定されている。ま
た、可動アーク接触子７に対向して固定アーク接触子４
が配置され、可動側通電接触子５に対向して固定側通電
接触子３が配置されている。操作ロッド８とパッファシ
リンダ９との間にはパッファピストン支え１１により支
持されたパッファピストン１０が挿入されている。この
パッファピストン１０とパッファシリンダ９と操作ロッ
ド８とからパッファ室２０が形成される。さらに、パッ
ファシリンダ９の外周部には外周表面を摺動する摺動装
置１５が設置されている。この摺動装置１５は定常電流
をパッファシリンダ９から可動側導体１４へと導くよう
に構成されている。

【０００５】図６は投入状態を示している。投入状態に
おいて定常電流は、固定側導体１３から固定通電接触子
３を介して可動通電接触子５に流れ、さらにパッファシ
リンダ９から外周表面を摺動する摺動装置１５が可動側
導体１４へと導く。

【０００６】図７は遮断動作初期を示している。遮断過
程において、操作ロッド８が動作を開始すると、可動通
電接触子５と固定通電接触子３が開離するが、可動アー
ク接触子７と固定アーク接触子４とが接している期間が
あるために電流は可動アーク接触子７と固定アーク接触
子４側に転流する。その後、固定アーク接触子４と可動
アーク接触子７とが開離すると、可動アーク接触子７と
固定アーク接触子４との間にはアーク２１が発生する。

【０００７】遮断動作開始時には操作ロッド８側面の排
気穴１８を通じてパッファ室２０と操作ロッド８中空部
とが連通している。そのため、アーク２１により加熱さ
れた熱ガス２２の一部は操作ロッド８の中空部を流れて
フローガイド１９にぶつかり、排気穴１８を通ってパッ
ファ室２０に流入する。そして、遮断動作が進み、図７
の遮断動作初期にてパッファピストン１０の位置に排気
穴１８が達するとパッファピストン１０が排気穴１８が
塞ぎ、熱ガス流２２はパッファピストン１０にぶつか
り、流れが妨げられ、パッファ室２０内の圧力が上昇す
る。

【０００８】図８は遮断動作後期の状態を示している。
排気穴１８はパッファピストン１０よりも図示しない操
作機構部側に位置し、熱ガス流２２はフローガイド１９
にぶつかって排気穴１８を抜け、パッファピストン支え
１１と操作ロッド８とで形成される空間に排出される。
と同時に、絶縁ノズル６からはアーク２１に向って熱ガ
ス流２２が吹出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガス遮
断器では、次のような問題点があった。定常電流の通電
を担う摺動装置１５がパッファシリンダ９の外周に位置
しているため、外径が一定以上必要であり、絶縁筒２及
びガス容器１の径が太くなってガス遮断器が大形化し
た。すなわち、摺動装置１５がガス遮断器の小形化を制
限する要因となっている。

【００１０】また、摺動装置１５をなくしてパッファピ
ストン１０を通電するためには、パッファピストン１０
自体を導電性の良い材料で製作しなくてはならない。一
般的に導電性の良い材料はコストが高くて重い。導電性
を確保した上で比較的コストが低く軽量な材料となると
アルミやアルミ合金があるが、これらの材料は融点が低
いために操作ロッド８中空部から入る熱ガス流２２によ
り損傷を受け易いという不具合がある。そのため、遮断
初期にパッファ室２０内に取り込む熱エネルギーを高く
することができず、熱ガス流２２の圧力を十分に上げて
熱ガス流２２の吹出しによりアーク２１を消弧すること
が難しくなる。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、パッファシリンダ
の外周表面を摺動する摺動装置をなくして小形化を図る
と共に、低コストで軽量な材料を採用しつつパッファ室
内に高い熱エネルギーを取り込んむことが可能な優れた
ガス遮断器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、消弧性ガスを封入したガス容器内に操作
機構部に連結された中空の操作ロッドが設けられ、この
操作ロッドにはこれと同軸状のパッファシリンダが操作
ロッドを包囲して固定され、前記操作ロッドの側面には
排気穴が設けられ、前記パッファシリンダの前面には可
動アーク接触子が設置されると共にガス流路を有する絶
縁ノズルが固定され、前記可動アーク接触子に対向して
固定アーク接触子が配置され、前記操作ロッドと前記パ
ッファシリンダとの間にはパッファピストンが挿入さ
れ、このパッファピストンと前記パッファシリンダと前
記操作ロッドとからパッファ室が形成され、遮断動作開
始時には前記操作ロッド側面の前記排気穴を通じて前記
パッファ室と前記操作ロッド中空部とが連通し、遮断動
作初期には前記パッファピストンが前記排気穴が塞ぎ、
遮断動作後期には前記排気穴を通じて前記パッファピス
トンよりも前記操作機構部側の空間と前記操作ロッド中
空部とが連通するように構成されたガス遮断器におい
て、次のような技術的特徴を有している。

【００１３】請求項１の発明は、前記パッファシリンダ
の内周部には前記パッファピストンの外周面を摺動して
前記パッファピストンと前記パッファシリンダとの間を
通電可能な摺動装置が設けられ、前記パッファピストン
のうち少なくとも前記摺動装置が摺動する外周面にはア
ルミまたはアルミ合金が形成され、前記パッファピスト
ンのうち少なくとも前記操作ロッドと摺動する面にはア
ルミまたはアルミ合金よりも融点の高い高融点材料が形
成されたことを特徴とするものである。

【００１４】このような構成を有する請求項１の発明で
は、摺動装置をパッファシリンダの内周部に設けたの
で、パッファシリンダ外周部に摺動装置を配置する必要
がなくなる。したがって、ガス容器の径が太くならず、
ガス遮断器の小形化を進めることができる。

【００１５】また、遮断動作初期において操作ロッドの
排気穴がパッファピストンに達してパッファピストンが
排気穴が塞ぐ際、パッファピストン側に熱ガス流がぶつ
かる。このとき、パッファピストンのうち少なくとも操
作ロッドと摺動する面には高融点材料を形成しているの
で、高い耐熱性を発揮してパッファピストンの損傷を防
ぐことができる。したがって、高温の熱ガスエネルギー
をパッファ室内に取り込むことができ、熱ガス流の圧力
を十分に上げることが可能となる。

【００１６】さらに、パッファピストンのうち少なくと
も摺動装置が摺動する外周面には導電性の良いアルミま
たはアルミ合金を用いているため、パッファピストン及
びパッファシリンダ間の通電を確実に行うことができ
る。しかも、アルミまたはアルミ合金は安価で軽量なの
で、ガス遮断器の低コスト化及び軽量化を図ることがで
きる。

【００１７】請求項２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の円筒部分の前記
操作ロッドに対向する面のうち、少なくとも完全開極時
に前記排気穴と対向する面及び当該面から固定側の範囲
には、アルミまたはアルミ合金よりも融点の高い高融点
材料が形成されたことを特徴とする。

【００１８】このような構成を有する請求項２の発明で
は、パッファピストンの円筒部分の操作ロッドに対向す
る面のうち、少なくとも完全開極時に排気穴と対向する
面及び当該面から固定側の範囲に高融点材料を形成して
いるため、遮断動作後期において操作ロッドの排気穴か
らパッファピストン内部に熱ガス流が流れ込んでも、高
い耐熱性を発揮してパッファピストンの損傷を防止でき
る。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１まは２記載の
ガス遮断器において、前記高融点材料は、鉄、銅、タン
グステンまたはステンレスから構成されたことを特徴と
する。このような構成を有する請求項３の発明では、高
融点材料として好適な鉄、銅、タングステンまたはステ
ンレスを用いることにより、パッファピストンの損傷を
確実に防ぐことができる。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載のガス遮断器において、前記高融点材料は、溶射、
摩擦圧接、冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、
抵抗溶接のいずれかによって前記アルミまたはアルミ合
金と接合されたことを特徴とする。このような構成を有
する請求項４の発明では、溶射、摩擦圧接、冷間圧接、
熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、抵抗溶接のいずれかに
よって、アルミまたはアルミ合金に対して所望の位置に
高融点材料を接合することが可能である。

【００２１】請求項５の発明は、請求項１、２または３
記載のガス遮断器において、前記高融点材料は、接合部
材によって前記アルミまたはアルミ合金に固定されたこ
とを特徴とする。このような構成を有する請求項５の発
明では、接合部材によって簡単に高融点材料をアルミま
たはアルミ合金に固定することができる。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載のガス遮断器において、前記高融点材料か
らなるカバー部材が前記パッファピストンの内部に取付
けられたことを特徴とする。このような請求項６の発明
では、カバー部材をパッファピストン内部に取付けるだ
けで容易に高融点材料を形成することができる。

【００２３】請求項７の発明は、請求項６記載のガス遮
断器において、前記カバー部材は前記操作ロッドと摺動
する面から前記パッファピストンの円筒部分の内面にわ
たって一体的に取付けられたことを特徴とする。以上の
請求項７の発明においては、カバー部材を操作ロッドと
摺動する面からパッファピストンの円筒部分の内面にわ
たって一体的に取付けるので、いっそう簡単に高融点材
料を形成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施の形態 ［構成］以下、本発明に係る第１の実施の形態について
図１〜図３を参照して具体的に説明する。第１の実施の
形態は請求項１〜４の発明を包含するものである。な
お、図６〜図８に示した従来例と同一の部材に関しては
同一符号を付して説明は省略する。

【００２５】パッファシリンダ９における絶縁ロッド１
２寄りの端部の内周部に摺動装置２５が設けられてい
る。この摺動装置２５はパッファピストン１０の外周面
を摺動してパッファピストン１０とパッファシリンダ９
との間を通電するように構成されている。また、パッフ
ァピストン１０はアルミまたはアルミ合金製であり、操
作ロッド８と摺動する面にのみアルミまたはアルミ合金
よりも融点の高い高融点材料１６、例えば鉄、ステンレ
スなどが溶射されて形成されている。さらに、パッファ
ピストン支え１１における絶縁ロッド１２寄りにも、ア
ルミまたはアルミ合金よりも融点の高い高融点材料１
７、例えば鉄、ステンレスなどが溶射されて形成されて
いる。この高融点材料１７は遮断動作後期における操作
ロッド８の排気穴１８と対向するように配置されてい
る。

【００２６】［作用及び効果］以上の構成を有する第１
の実施の形態では、投入状態において定常電流は、固定
側導体１３から固定通電接触子３を介して可動通電接触
子５に流れ、さらにパッファシリンダ９から、パッファ
シリンダ９内周に設けられた摺動装置２５によってパッ
ファピストン１０表面に通電され、可動側導体部１４へ
と導かれる。

【００２７】第１の実施の形態が遮断動作をとる場合、
その初期では図２のように排気穴１８がパッファピスト
ン１０の位置まで達すると熱ガス流２２は流れを妨げら
れる。このとき、排気穴１８には高融点材料１６が向い
合っており、排気穴１８を通過した熱ガス流２２がぶつ
かっても、高い耐熱性を発揮してパッファピストン１０
の損傷を防ぐことができる。したがって、高温の熱ガス
エネルギーをパッファ室２０内に取り込むことができ、
熱ガス流２２の圧力を十分に上げることが可能となる。

【００２８】さらに、遮断動作後期では、排気穴１８か
らパッファピストン１０内部に熱ガス流２２が流れ込む
が、排気穴１８には高融点材料１７が対向している。そ
のため、排気穴１８からパッファピストン１０内部に熱
ガス流２２が流れ込んでも、高い耐熱性を発揮でき、パ
ッファピストン１０の損傷を防止できる。

【００２９】以上の第１の実施の形態によれば、摺動装
置２５をパッファシリンダ９の内周部に設けているた
め、パッファシリンダ９外周部に摺動装置を配置する必
要がない。したがって、ガス容器１及び絶縁筒２の径が
太くならず、ガス遮断器の小形化を図ることができる。
また、パッファピストン１０は高融点材料１６，１７部
分を除いてアルミまたはアルミ合金製なので導電性が良
く、パッファピストン１０及びパッファシリンダ９間の
通電を確実に行うことができる。しかも、アルミまたは
アルミ合金は安価で軽量なので、ガス遮断器の低コスト
化及び軽量化を寄与することができる。さらに、溶射に
よりアルミまたはアルミ合金に高融点材料１６，１７を
接合しているため、所望の位置にのみ高融点材料１６，
１７を形成することが可能である。

【００３０】（２）第２の実施の形態 ［構成］続いて、本発明に係る第２の実施の形態につい
て図４を参照して具体的に説明する。第２の実施の形態
は請求項５、６の発明を包含するものである。第２の実
施の形態の特徴は、高融点材料１６が接合部材２６によ
ってパッファピストン１０に固定された点と、前記高融
点材料１７がカバー部材２３により構成された点にあ
る。

【００３１】［作用及び効果］このような第２の実施の
形態では、次のような独自な作用及び効果がある。すな
わち、接合部材２６により高融点材料１６をパッファピ
ストン１０に簡単に固定することができる。また、カバ
ー部材２３をパッファピストン１０内部に取付けるだけ
で容易に高融点材料１７を形成することができる。

【００３２】（３）第３の実施の形態 ［構成］次に、本発明の請求項７に対応する第３の実施
の形態について図５を用いて説明する。図５はパッファ
ピストン１０部付近のみを示している。第３の実施の形
態は、パッファピストン支え１１の操作機構側の根元か
らパッファピストン１０の操作ロッド８と対向する面ま
でを、アルミまたはアルミ合金よりも高い融点を持つ高
融点材料、例えば鉄製、ステンレス製の一体のカバー部
材２４で覆ったことを特徴としている。

【００３３】［作用及び効果］以上の第３の実施の形態
によれば、操作ロッド８と摺動する面からパッファピス
トン１０の円筒部分の内面にわたってカバー部材２４を
取付けることができるので、高融点材料１６，１７を一
体的に形成することができる。

【００３４】（４）他の実施の形態 なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるもので
はなく、高融点材料としては鉄やステンレス以外にも銅
やタングステンを使用可能であり、高融点材料とアルミ
またはアルミ合金との接合は、溶射や接合部材を用いる
ほか、摩擦圧接、冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発
圧接、抵抗溶接のいずれかによっても可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パッファシリンダの内周部には摺動装置を設け、パッフ
ァピストンのうち少なくとも摺動装置が摺動する外周面
にアルミまたはアルミ合金を形成し、パッファピストン
のうち少なくとも操作ロッドと摺動する面に高融点材料
を形成するという簡単な構成により、パッファシリンダ
の外周表面を摺動する摺動装置をなくして小形化を図る
と共に、低コストで軽量な材料を採用しつつパッファ室
内に高い熱エネルギーを取り込んむことが可能な優れた
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】本発明の第１の実施の形態の投入状態を示す断
面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態の遮断動作初期を示
す断面図。

【図３】本発明の第１の実施の形態の遮断動作後期を示
す断面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態の遮断動作後期を示
す断面図。

【図５】本発明の第３の実施の形態のパッファピストン
部分の断面図。

【図６】従来のガス遮断器の投入状態を示す断面図。

【図７】従来のガス遮断器の遮断初期を示す断面図。

【図８】従来のガス遮断器の遮断後期を示す断面図。

【符号の説明】

１…ガス容器 ２…絶縁筒 ３…固定通電接触子 ４…固定アーク接触子 ５…可動通電接触子 ６…絶縁ノズル ７…可動アーク接触子 ８…操作ロッド ９…パッファシリンダ １０…パッファピストン １１…パッファピストン支え １２…絶縁ロッド １３…固定側導体 １４…可動側導体 １５，２５…摺動装置 １６，１７…高融点材料 １８…排気穴 １９…フローガイド ２０…パッファ室 ２１…アーク ２２…熱ガス流 ２３，２４…カバー部材 ２６…接合部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 哲哉 神奈川県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 Ｆターム(参考） 5G001 AA08 EE03 EE10 EE14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消弧性ガスを封入したガス容器内に操作
   機構部に連結された中空の操作ロッドが設けられ、この
   操作ロッドにはこれと同軸状のパッファシリンダが操作
   ロッドを包囲して固定され、前記操作ロッドの側面には
   排気穴が設けられ、前記パッファシリンダの前面には可
   動アーク接触子が設置されると共にガス流路を有する絶
   縁ノズルが固定され、前記可動アーク接触子に対向して
   固定アーク接触子が配置され、前記操作ロッドと前記パ
   ッファシリンダとの間にはパッファピストンが挿入さ
   れ、このパッファピストンと前記パッファシリンダと前
   記操作ロッドとからパッファ室が形成され、遮断動作開
   始時には前記操作ロッド側面の前記排気穴を通じて前記
   パッファ室と前記操作ロッド中空部とが連通し、遮断動
   作初期には前記パッファピストンが前記排気穴が塞ぎ、
   遮断動作後期には前記排気穴を通じて前記パッファピス
   トンよりも前記操作機構部側の空間と前記操作ロッド中
   空部とが連通するように構成されたガス遮断器におい
   て、 前記パッファシリンダの内周部には前記パッファピスト
   ンの外周面を摺動して前記パッファピストンと前記パッ
   ファシリンダとの間を通電可能な摺動装置が設けられ、 前記パッファピストンのうち少なくとも前記摺動装置が
   摺動する外周面にはアルミまたはアルミ合金が形成さ
   れ、 前記パッファピストンのうち少なくとも前記操作ロッド
   と摺動する面にはアルミまたはアルミ合金よりも融点の
   高い高融点材料が形成された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の円筒部分の前記
   操作ロッドに対向する面のうち、少なくとも完全開極時
   に前記排気穴と対向する面及び当該面から固定側の範囲
   には、アルミまたはアルミ合金よりも融点の高い高融点
   材料が形成された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】 前記高融点材料は、鉄、銅、タングステ
   ンまたはステンレスから構成されたことを特徴とする請
   求項１または２記載のガス遮断器。
4. 【請求項４】 前記高融点材料は、溶射、摩擦圧接、冷
   間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、抵抗溶接のい
   ずれかによって前記アルミまたはアルミ合金と接合され
   たことを特徴とする請求項１、２または３記載のガス遮
   断器。
5. 【請求項５】 前記高融点材料は、接合部材によって前
   記アルミまたはアルミ合金に固定されたことを特徴とす
   る請求項１、２または３記載のガス遮断器。
6. 【請求項６】 前記高融点材料からなるカバー部材が前
   記パッファピストンの内部に取付けられたことを特徴と
   する請求項１、２、３、４または５記載のガス遮断器。
7. 【請求項７】 前記カバー部材は前記操作ロッドと摺動
   する面から前記パッファピストンの円筒部分の内面にわ
   たって一体的に取付けられたことを特徴とする請求項６
   記載のガス遮断器。