JP2003109478A - 遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の電極を両方とも動かす低駆動エネルギ
ーの遮断器において、熱ガスによる金属蒸気の発生なら
びに動作変換機構の動作性低下を防ぐことにより優れた
遮断性能を発揮でき、信頼性が向上した遮断器を提供す
る。 【解決手段】 連結棒４および接続リング１０ａは高融
点材料から構成されている。また、接続リング１０ａは
絶縁ノズル３の先端から引込んだノズル外周部に配置さ
れ、絶縁ノズル３から電極１，２間に吹付けられる消弧
性ガスが直接当たらないようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極をそれ
ぞれ逆方向に動かすことで駆動エネルギーの低減を図っ
た高電圧用遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、高電圧用の遮断器には低駆動
エネルギー化、小型化、低コスト化といったことが望ま
れている。このうち、低駆動エネルギー化を図るために
は接点の電極を片側だけでなく両方を逆方向に動かして
接点極間の開極速度を相対的に大きくすることが有効で
ある。また、遮断器消弧室の径を小さくすることで、遮
断器本体の小型化および低コスト化を実現することが可
能である。

【０００３】ここで、図７を参照して電極を両方とも動
かす遮断器の従来例について具体的に説明する。図７は
遮断器の消弧室を示したものである。遮断器の消弧室に
は消弧性ガスが封入されると共に、それぞれ逆方向に変
位する可動電極１および対向電極２が配置されている。
可動電極１はピストン７が挿入されたシリンダ６が固定
され、絶縁ロッド８を介して操作機構９に連結されてい
る。また、可動電極１には絶縁ノズル３が設けられ、開
極時にこの絶縁ノズル３からシリンダ６内の消弧性ガス
を電極１，２間に吹付けるようになっている。

【０００４】対向電極２は可動電極１の動作方向を逆方
向に変換するリンク機構５に連結されると共に、通電及
び支持を行うための電極支え１１が設けられている。さ
らに、可動電極１側の絶縁ノズル３先端部には接続リン
グ１０が取り付けられており、接続リング１０から対向
電極２に向かって連結棒４が延びている。連結棒４の端
部は前記リンク機構５に接続されている。つまり連結棒
４および接続リング１０が連結部材となって絶縁ノズル
３とリンク機構５とを機械的に連結するようになってい
る。

【０００５】以上の構成を有する遮断器において、電流
遮断時には遮断電流が電極支え１１、対向電極２および
可動電極１を流れる。この時の動作は操作機構９によ
り、絶縁ロッド８を介して可動電極１および絶縁ノズル
３と一体となったシリンダ６を図中右方向に変位させ
る。その際、接続リング１０により絶縁ノズル３に接続
された連結ロッド４も右方向に変位し、変位がリンク機
構５に伝わる。そして、リンク機構５が動作し、リンク
機構５に接続された対向電極２は可動電極１とは反対、
つまり図中左方向に変位する。このようにして可動電極
１および対向電極２は互いから離れるよう逆方向に移動
する。これにより、少ない駆動エネルギーで電極１，２
を高速で開くことができる。

【０００６】ところで、遮断器の開極動作時では両電極
１，２間にアークが発生する。このため、上記遮断器で
は開極動作と同時にピストン７がシリンダ６内の絶縁ガ
スを圧縮し、絶縁ノズル３が電極１，２間に発生したア
ークに消弧性ガスを吹付けて電流を確実に遮断してい
る。また、上述した遮断器では可動電極１側の絶縁ノズ
ル３と対向電極２とを連結棒４および接続リング１０を
介して接続しているため、消弧室の径が大きくなること
を回避できる。したがって、消弧室の小径化が可能であ
り、遮断器本体の小型化および低コスト化に寄与するこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遮断器には次のような問題点があった。すなわち、アー
クに吹付けられた消弧性ガスは高温の熱ガスとなる。こ
のため、対向電極２側の構成部品を溶融させるおそれが
ある。これにより金属蒸気が発生し、遮断性能の低下
や、導電性の高い金属蒸気による極間短絡を引き起こし
かねない。

【０００８】また、リンク機構５は回転部や摺動部が設
けられており、これらの部分には潤滑材が塗布されてい
る。したがって、リンク機構５が前記熱ガスにさらされ
ると、潤滑材の蒸発や劣化を早めることになり、点検回
数が増えてコストの増大を招いた。さらに、リンク機構
５が無潤滑状態になると、摩擦力増大による遮断速度の
低下や、動作不能となる可能性もある。しかも、リンク
機構５には遮断電流が流れるため、回転部や摺動部が溶
着することがある。この場合にも摩擦力が増大し、遮断
速度が低下したり、動作不能に陥ったりする可能性があ
る。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するために
提案されたものであり、その目的は、一対の電極を両方
とも動かす低駆動エネルギーの遮断器において、熱ガス
による金属蒸気の発生ならびに動作変換機構の動作性低
下を防ぐことにより優れた遮断性能を発揮でき、信頼性
が向上した遮断器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、それぞれ逆方向に変位する可動電極および対向電極
が配置され、一方の可動電極は絶縁ロッドを介して操作
機構に連結されると共に、開極時に消弧媒体を電極間に
吹付ける絶縁ノズルが設けられ、他方の対向電極は前記
可動電極の動作方向を逆方向に変換する動作変換機構に
連結されると共に、通電及び支持を行うための電極支え
が設けられ、前記絶縁ノズルおよび前記動作変換機構に
は両者を機械的に連結する連結部材が取り付けられた遮
断器において、次のような技術的な特徴を有している。

【００１１】請求項１の発明では、前記連結部材は高融
点材料から構成されたことを特徴としている。請求項２
の発明では、請求項１に記載の遮断器において、前記連
結部材は前記絶縁ノズルの外周部に取り付けられた接続
リングと、この接続リングと前記動作変換機構とを連結
する連結棒とから構成され、前記接続リングは電極間に
吹付けられる消弧媒体が直接当たらない領域に配置され
たことを特徴としている。請求項３の発明では、請求項
１または２に記載の遮断器において、前記連結部材は絶
縁材料から構成されたことを特徴としている。請求項４
の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遮断
器において、前記連結部材にはアルミナ溶射が施された
ことを特徴としている。請求項５の発明では、請求項１
〜４のいずれか一項に記載の遮断器において、前記連結
部材は絶縁管にて覆われたことを特徴としている。

【００１２】以上のような請求項１〜５の発明におい
て、両電極間に生じたアークにより消弧性ガスが熱ガス
となってこの熱ガスに連結部材がさらされた場合でも、
連結部材への高融点材料の使用や絶縁材料の使用、アル
ミナ溶射あるいは絶縁管による連結部材の被覆により金
属の溶融を抑えることができる。このため、金属蒸気が
発生することがなく、遮断性能の低下や極間短絡を防ぐ
ことができ、信頼性が向上する。特に、請求項２の発明
において、接続リングは通常、絶縁ノズルに直接取り付
けられるため高温の熱ガスにさらされ易いが、これを電
極間に吹付けられる消弧媒体が直接当たらない領域に配
置することで、熱ガスからの影響が少なくなり、金属蒸
気の発生を確実に抑制できる。

【００１３】請求項６の発明では、請求項１〜５のいず
れか一項に記載の遮断器において、前記動作変換機構に
は電極間に吹付けられる消弧媒体が直接当たらないよう
にカバーが取り付けられたことを特徴としている。請求
項７の発明では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の
遮断器において、前記動作変換機構は前記可動電極側か
ら見て前記電極支えの後方に隠れるように配置されたこ
とを特徴としている。

【００１４】以上のような請求項６、７の発明によれ
ば、動作変換機構へのカバーの取付け、または動作変換
機構が熱ガスの発生場所である極間からみて電極支えの
後ろに配置することで、動作変換機構が熱ガスにさらさ
れなくなる。このため、動作変換機構における潤滑材の
損耗が少なくなり、良好な動作性を長期間維持すること
が可能となり、点検回数を減少させてコストの軽減を図
ることができる。

【００１５】請求項８の発明では、請求項１〜７のいず
れか一項に記載の遮断器において、前記対向電極と前記
動作変換機構との間に絶縁物が設けられたことを特徴と
している。以上のような請求項８の発明によれば、動作
変換機構に遮断時の電流が流れないように対向電極と絶
縁することで、動作変換機構における摺動部や回転部で
の電流による溶着を防止することができる。したがっ
て、摩擦力増大による遮断速度の低下や動作不能といっ
た不具合を回避でき、信頼性が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る遮断器の実施
の形態の一例について図面を参照して具体的に説明す
る。なお、図７に示した従来例と同一の部材に関しては
同一の符号を付して説明は省略する。

【００１７】（１）第１の実施の形態 ［構成］第１の実施の形態は本発明の請求項１および２
に対応するもので、図１は第１の実施の形態の構成図で
ある。第１の実施の形態は、連結棒４および接続リング
１０ａは高融点材料から構成された点に特徴がある。ま
た、接続リング１０ａは絶縁ノズル３の先端から引込ん
だノズル外周部に配置され、絶縁ノズル３から電極１，
２間に吹付けられる消弧性ガスが直接当たらないように
なっている。

【００１８】［作用効果］このように構成された第１の
本実施の形態においては、絶縁ノズル３に取り付けた接
続リング１０ａは高融点材料を使用しており、しかも、
アークにより消弧性ガスが高温の熱ガスとなっても、こ
れが直接には当たることがない。そのため、金属が溶融
することがなく、金属蒸気の発生を抑えることができ
る。また、接続リング１０ａとリンク機構５を連結する
連結棒４も高融点材料からなるため、前記熱ガスにさら
されても連結棒４からの金属蒸気の発生は少なくなる。
したがって、金属蒸気による遮断性能の低下や極間短絡
を防止でき、信頼性が大幅に向上する。

【００１９】（２）第２の実施の形態 ［構成］次に、本発明の請求項４に係る第２の実施の形
態について図２を用いて説明する。図２に示すように、
第２の実施の形態は連結棒４にアルミナ溶射部４ａが施
されていることに特徴がある。

【００２０】［作用効果］このような第２の実施の形態
によれば、連結棒４にアルミナ溶射４ａを施すことで、
連結棒４に熱ガスが当たった場合でも、金属の溶融を抑
止でき、上記第１の実施の形態と同様、金属蒸気が発生
することがなく、遮断性能の低下や極間短絡を防いで信
頼性が向上する。なお、第２の実施の形態の変形例とし
ては、連結棒４を絶縁材料から構成したもの（請求項３
に対応）や、連結棒４を絶縁管にて覆った構成（請求項
５に対応）があり、これらの構成によっても同様の作用
効果を得ることができる。

【００２１】（３）第３の実施の形態 ［構成］本発明の請求項６に係る第３の実施の形態につ
いて図３を用いて説明する。第３の実施の形態はリンク
機構５に電極１，２間に吹付けられる消弧性ガスが直接
当たらないようにカバー１２が取り付けられたことを特
徴としている。

【００２２】［作用効果］このような第３の実施の形態
によれば、カバー１２が熱ガスを遮るため、リンク機構
５が熱ガスにさらされなくなる。したがって、リンク機
構５の回転部や摺動部における潤滑材の損耗が少なくな
り、良好な動作性を長期間維持できる。この結果、点検
回数を減少させてコストの軽減を図ると同時に、動作信
頼性が向上する。

【００２３】（４）第４の実施の形態 ［構成］第４の実施の形態は本発明の請求項７に対応す
るものであり、図４は第４の実施の形態の構成図であ
る。第４の実施の形態は、可動電極１側から見て電極支
え１１ａの後方に隠れるようにリンク機構５を配置した
ことに特徴がある。なお、連結棒４は電極支え１１ａに
摺動自在に挿入されている。

【００２４】［作用効果］このような第４の実施の形態
によれば、電極支え１１ａが熱ガスを遮るため、リンク
機構５が熱ガスにさらされなくなる。したがって、上記
第３の実施の形態と同じく、リンク機構５の潤滑材の損
耗が抑え、点検回数の減少によるコストの軽減化と動作
信頼性の向上を図ることができる。

【００２５】（５）第５の実施の形態 ［構成］図５に示す第５の実施の形態は本発明の請求項
８に対応しており、リンク機構５において対向電極２と
の連結部分に絶縁部５ａが設けられたことを特徴として
いる。

【００２６】［作用効果］上記第５の実施の形態によれ
ば、絶縁部５ａが対向電極２との絶縁を行うため、リン
ク機構５に遮断電流が流れることがない。したがって、
リンク機構５における摺動部や回転部での電流による溶
着を防止することができ、摩擦力増大による遮断速度の
低下や動作不能が起きる心配がなく、信頼性が向上す
る。なお、第５の実施の形態の変形例としては、図６に
示すように対向電極２の端部側に絶縁部２ａを設けても
良く、同様の作用効果を得ることができる。

【００２７】（６）他の実施の形態 なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものでは
なく、各構成要素の計上や寸法などは適宜選択可能であ
り、例えば、連結棒４を中空とすることにより、軽量化
を図った実施の形態なども包含する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の電極を両方とも動かす低駆動エネルギーの遮断器
において、熱ガスにさらされる部所への高融点材料の使
用によって熱ガスによる金属蒸気の発生を防ぐと共に、
動作変換機構に熱ガスが当たることを防止して動作変換
機構自体の動作性を確保でき、これにより優れた遮断性
能を発揮して信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の構成図

【図２】本発明に係る第２の実施の形態の構成図

【図３】本発明に係る第３の実施の形態の構成図

【図４】本発明に係る第４の実施の形態の構成図

【図５】本発明に係る第５の実施の形態の構成図

【図６】第５の実施の形態の変形例の構成図

【図７】従来の遮断器の構成図

【符号の説明】

１…可動電極 ２…対向電極 ２ａ，５ａ…絶縁部 ３…絶縁ノズル ４…連結棒 ４ａ…アルミナ溶射部 ５…リンク機構 ６…シリンダ ７…ピストン ８…絶縁ロッド ９…操作機構 １０，１０ａ…接続リング １１，１１ａ…電極支え １２…リンク機構カバー

フロントページの続き (72)発明者 新海 健 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 (72)発明者 新井 健嗣 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 (72)発明者 松下 耕三 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 AA02 BB03 CC02 DD01 EE01 GG11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ逆方向に変位する可動電極およ
   び対向電極が配置され、一方の可動電極は絶縁ロッドを
   介して操作機構に連結されると共に、開極時に消弧媒体
   を電極間に吹付ける絶縁ノズルが設けられ、他方の対向
   電極は前記可動電極の動作方向を逆方向に変換する動作
   変換機構に連結されると共に、通電及び支持を行うため
   の電極支えが設けられ、前記絶縁ノズルおよび前記動作
   変換機構には両者を機械的に連結する連結部材が取り付
   けられた遮断器において、 前記連結部材は高融点材料から構成されたことを特徴と
   する遮断器。
2. 【請求項２】 前記連結部材は前記絶縁ノズルの外周部
   に取り付けられた接続リングと、この接続リングと前記
   動作変換機構とを連結する連結棒とから構成され、 前記接続リングは電極間に吹付けられる消弧媒体が直接
   当たらない領域に配置されたことを特徴とする請求項１
   に記載の遮断器。
3. 【請求項３】 前記連結部材は絶縁材料から構成された
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の遮断器。
4. 【請求項４】 前記連結部材にはアルミナ溶射が施され
   たことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載
   の遮断器。
5. 【請求項５】 前記連結部材は絶縁管にて覆われたこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の遮断
   器。
6. 【請求項６】 前記動作変換機構には電極間に吹付けら
   れる消弧媒体が直接当たらないようにカバーが取り付け
   られたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に
   記載の遮断器。
7. 【請求項７】 前記動作変換機構は前記可動電極側から
   見て前記電極支えの後方に隠れるように配置されたこと
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の遮断
   器。
8. 【請求項８】 前記対向電極と前記動作変換機構との間
   に絶縁物が設けられたことを特徴とする請求項１〜６の
   いずれか一項に記載の遮断器。