JP2003109481A - High-speed grounding switch - Google Patents

High-speed grounding switch

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JP2003109481A
JP2003109481A JP2002274498A JP2002274498A JP2003109481A JP 2003109481 A JP2003109481 A JP 2003109481A JP 2002274498 A JP2002274498 A JP 2002274498A JP 2002274498 A JP2002274498 A JP 2002274498A JP 2003109481 A JP2003109481 A JP 2003109481A
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JP
Japan
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puffer
cylinder
volume
piston
arc
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Pending
Application number
JP2002274498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mizoguchi
均 溝口
Hisatoshi Ikeda
久利 池田
Takashi Yokota
岳志 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable, small-size, and low-cost high-speed grounding switch capable of cutting off an induction current without forming current zero for several cycles in a high-voltage transmission line. SOLUTION: This high-speed grounding switch is provided with a puffer arc distinguishing chamber 7 having a puffer cylinder 16 and a puffer piston 19 forming a cylinder volume part C to be a gas compression chamber. The puffer piston 19 is provided with sub-volume parts E and F communicated with the cylinder volume part C in the rear part of its tip surface. The puffer cylinder 16 is provided at the tip part of an operation rod 15 reciprocatively disposed in the central part of the puffer arc distinguishing chamber, and the operation rod 15 penetrates the puffer piston with itself supported by a support part 19a provided in the central part of the puffer piston. The support part 19a of the operation rod provided in the puffer piston 19 is disposed in a partition wall part between the cylinder volume part C and the sub-volume part F.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電力用高電圧送電線に
おいて、送電線路の碍子連アークホーンの逆閃絡によっ
て発生する地絡故障を線路用遮断器によって除去した後
アークホーンに持続する電磁誘導電流アークを遮断器の
開閉動作と協調した高速閉極動作によって消弧し、か
つ、即時の開極動作により誘導電流を遮断して、遮断器
の再閉路による再送電を可能にする高速接地開閉器に関
する。 【0002】 【従来の技術】1100kVなどのUHV系送電線で単
相再閉路を行った場合には、500kV系送電線よりも
他相からの電磁誘導電流が大きいため、両端変電所の線
路用遮断器が開路した後も同送電線回路の他相からの電
磁誘導により、鉄塔碍子連のアークホーンのアークが消
弧されず、送電を再開できないという問題が生じる。こ
の対策として、線路用遮断器を再閉路する際に接地開閉
器を高速で閉極してアークホーンの逆閃絡アークを消弧
し、その後直ちに開極して遮断器の再閉路を可能にする
システムが必要とされていた。 【0003】このようなシステムの必要性の背景を簡単
に図解する。図4は、前述のような問題が発生する送電
システムの概念図である。図中の1は、変電所開閉装置
入口のブッシング、2は送電線、3は鉄塔、4は落雷、
5は雷放電アークである。また、図5はシステム構成要
素の動作順序を示すシーケンス図である。ここで、例え
ば、図4に示すようなUHV系鉄塔群の中で、落雷など
によって図示のアークホーンの送電線中相で逆閃絡が起
こったものと想定し、この事故発生後に線路用遮断器
(GCB)と高速接地開閉器(HSES)による再閉路
動作を、図5に示すシーケンス図に沿って実施する場合
について説明する。この場合、故障線路は同回線の健全
相および併架他回線からの電磁誘導を受けるので、送電
線両端の変電所に設置されたHSESを閉極した後、H
SESには、図6に示すような電磁誘導電流が流れる。
この電流をHSESで遮断するために、HSESを開極
して、故障送電線を接地状態から解放すると、HSES
接触子間には、図7に示すように、電気回路の過渡現象
分と故障送電線が他線から受ける静電誘導電圧が重畳し
た過渡回復電圧が印加される。これらの図6および図7
に示すような、比較的大きな電流と、比較的大きな上昇
率、高い波高値の過渡回復電圧という条件は、SF6
ス中で棒状接触子を開閉する並切り形消弧室による接地
開閉器では遮断できず、遮断器と同様にパッファ形消弧
室を有することが必要となる。 【0004】図1は、パッファ形消弧室を備えた高速接
地開閉器の一般的な構成の概要を示す断面図である。こ
の図において、6は接地容器であり、その内部にはパッ
ファ形消弧室7、導体8などが収納されている。9は、
パッファ形消弧室7の可動部を開閉駆動するための操作
装置であり、操作装置中の9aは、制御弁を含む油圧シ
リンダ、10は、パッファ形消弧室7の可動部と操作装
置の間に設けられ、開極長さを変換するリンク部であ
る。11a,11bは絶縁スペーサであり、導体8を接
地容器6中に固定する。また、12は接地端子部であ
り、接地開閉器の閉極時には、この接地端子部12にパ
ッファ形消弧室部7を介して導体8が接続され、これに
よって導体8が接地される。このような主構成は、パッ
ファ形ガス遮断器と同じであるが、上記の遮断責務は遮
断器に比べて格段に軽微であるため、低いシリンダ圧力
上昇で遮断できる。 【0005】ところで、図5に示したシーケンスで再閉
路動作を実施している際に、図8の電流変化図に示すよ
うに、地絡事故発生相である中相以外の2相のうちの1
相(この例では上相)で時差をもって地絡事故(後追い
故障)が発生し、後追い故障のタイミングが高速接地開
閉器の開極タイミングと重なった場合には、電磁誘導に
よる高速接地開閉器通過電流は、図8のA部に示すよう
に、数サイクルの間電流零点を形成しない波形となる。
通常、開閉器での交流電流の遮断は電流零点でなければ
達成されないので、他相の事故電流が除去されて電流零
点が形成されるまで、電流は遮断されない。数サイクル
後に電流零点が形成された場合に、このような電流を遮
断するための技術として、例えば、図9に示すようなパ
ッファ形消弧室を備えた接地開閉器が提案されている
(特願平4−285901号)。以下には、この従来の
接地開閉器について説明する。 【0006】すなわち、図9は、接地開閉器の開極動作
終了時の状態を示している。この図において、Aは固定
接触子部であり、内外に配置された固定接触子13とシ
ールド14aによって構成され、前述した導体8(図
1)に固定されている。また、Bは可動接触子部であ
り、前述した操作装置9(図1)に連結される筒状の操
作ロッド15の外周に取り付けられたパッファシリンダ
16と、このパッファシリンダ16の先端部の内外に取
り付けられた可動接触子17および絶縁ノズル18から
構成されている。また、パッファシリンダ16内にはパ
ッファピストン19が挿入されており、このパッファピ
ストン19の先端面によって、パッファシリンダ16内
に、ガス圧縮室となるシリンダ容積部Cが形成されてい
る。さらに、パッファシリンダ16の外側にはシールド
14bが配置されている。そして、これらのパッファピ
ストン19およびシールド14bは、前述した接地容器
6(図1)に対して絶縁部材などを介して固定されてお
り、この固定部分に対して可動接触子部Bが可動に構成
されている。 【0007】そして、このような構成を有する図9の接
地開閉器は次のように動作する。すなわち、開極動作時
には、パッファシリンダ16内のガスが圧縮され、ノズ
ル部に図中点線矢印で示すような二方向のガス流が発生
し、このガス流によって、固定接触子13と可動接触子
17間に生じるアークが消弧される。また、開極終了後
は、シールド14a,14bの効果により、固定接触子
部Aと可動接触子部Bの間の絶縁が確保される。なお、
図9中の点線は閉極状態における可動接触子17や絶縁
ノズル18などの位置を示している。 【0008】より詳細には、この図9の接地開閉器のパ
ッファ形消弧室は、図9に示すような開極終了時におい
て、パッファピストン19の先端面によってパッファシ
リンダ16内に形成されるシリンダ容積部Cの長さLO
が、このシリンダ容積部Cの遮断時の容積が閉極時の容
積の15〜50%となるように構成されている。そし
て、これに加えて、パッファシリンダ16の断面積を適
正に調整することにより、遮断責務に対して、圧力上昇
の時間幅が十分に広くなるように構成されている。図1
0は、このような図9の接地開閉器の開極動作時のスト
ローク(開極移動特性)とパッファシリンダの圧力上昇
特性を示す。この図において、X0は開極位置である。
この開極位置からの開離距離(L)が十分に大きい場合
に、図6および図7に示したような条件の電流と電圧の
条件を遮断できるような圧力上昇値の下限をΔp1
(開極初期),Δp1b(開極終期)として示してい
る。ガス遮断器に使用されていることで分かるように、
パッファ形消弧室の遮断性能は優秀であるため、その電
流値が2000A〜3000Aである電磁誘導電流を消
弧することは比較的容易であり、図に示すような低い圧
力上昇値(Δp1a,Δp1b)で消弧できる。 【0009】しかしながら、このように、図6に示した
ような電磁誘導電流を消弧する場合には、図7に示した
ような高い過渡回復電圧が印加されるため、開離距離
(L)が十分に大きくないと、遮断は成功しない。この
場合、図10において、開極初期に遮断可能な下限の圧
力上昇値Δp1aが得られる開極位置X1での開離距離L
1は、遮断を成功させるために十分な大きさではなく、
さらに開極動作が進み、開離距離L2において初めて遮
断可能になる。したがって、開極位置X0 からこの遮断
可能な開離距離L2が得られる開極位置X2までの時間
が、遮断可能な最短アーク時間Taminであり、開極位
置X0 から、開極終期に遮断可能な下限の圧力上昇値Δ
1bが得られるまでの時間が、遮断可能な最長アーク
時間Tamaxである。そして、開極位置X2から圧力上昇
値Δp1bが得られるまでの時間が、遮断可能なアーク
時間幅Twとなる。図9の構成により、4サイクル程度
の遮断可能なアーク時間幅Twが得られ、これによっ
て、前述したような零ミス電流を遮断することができ
る。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】ところで、図9の接地
開閉器において、遮断位置でのシリンダ容積を十分に大
きくするためには、図9に示すような開極終了時におけ
るパッファシリンダ16内のシリンダ容積部Cの長さL
Oを大きくすることが必要である。この場合、可動接触
子部Bは、その操作ロッド15の外周面と接触するパッ
ファピストン19内周の先端支持部19aと後方支持部
19bによって、その中心軸を保持するようにして支持
されている。このような支持構造において、開極終了時
におけるパッファシリンダ16のシリンダ容積部Cの長
さLOが大きい場合には、パッファシリンダ16におけ
る、パッファピストン19の先端支持部19aによる支
持点より先端側の部分の重量が大きくなり、それによっ
て、パッファピストン19の先端支持部19aに与える
曲げモーメントが大きくなる。そのため、可動接触子部
Bの支持状態が不安定になり、その結果、可動接触子部
Bと固定接触子部Aとの同軸状態を保持し難くなり、接
触子13,17間などの摺動部に無理な負荷による損傷
が発生し易くなる。 【0011】また、開極終了時におけるパッファシリン
ダ16の先端支持部19aによる支持点より後方の長さ
Sは、閉極動作を行うために一定以上の長さとする必
要があるため、シリンダ容積部Cの長さLOが長くなる
と、パッファシリンダ16の全長LCTが長くなる。この
ようにパッファシリンダ16の全長LCTが長くなると、
パッファ形消弧室が大型化し、接地開閉器全体の大型化
につながる。そして、このように装置が大型化すると、
大きな材料が必要となる上、加工作業もそれに応じて困
難になるため、製作費用が増大してしまうという問題も
ある。 【0012】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
高電圧送電線において、数サイクルの間電流零点を形成
しない誘導電流を遮断可能であり、しかも、信頼性が高
く、小型で安価な高速接地開閉器を提供することであ
る。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明の高速接地開閉器
は、ガス圧縮室となるシリンダ容積部を形成するパッフ
ァシリンダとパッファピストンを有するパッファ形消弧
室を備え、送電線吊り碍子連のアークホーンの逆閃絡に
よる一線地絡事故時に、送電線の両端にある遮断器を開
極することにより切り離された送電線を高速で閉極接地
することにより、前記碍子連に持続している他相および
他回線からの電磁誘導電流アークを消弧し、その後開極
動作を行うことにより、前記遮断器の再閉極による再送
電を可能とする高速接地開閉器において、特に、前記パ
ッファ形消弧室の前記パッファピストンが、一定の特徴
を有するように構成したものである。 【0014】すなわち、請求項1に記載の高速接地開閉
器は、前記パッファシリンダは、パッファ形消弧室の中
心部に往復動自在に配置された操作ロッドの先端部設け
られ、この操作ロッドがパッファピストンの中心部に設
けられた支持部によって支持された状態で、パッファピ
ストンを貫通しており、前記パッファ形消弧室の前記パ
ッファピストンが、前記シリンダ容積部を形成するその
先端面の後部に、前記シリンダ容積部と隔壁によって区
画され且つ連通孔を介して連通する副容積部を有し、前
記パッファピストンに設けられた操作ロッドの支持部
が、前記シリンダ容積部と副容積部との隔壁部分に配置
されていることを特徴とする。 【0015】 【作用】以上のような構成を有する本発明の高速接地開
閉器においては、パッファピストンの先端面の後部に、
シリンダ容積部と連通する副容積部を設けることによ
り、副容積部の分だけ、シリンダ容積部の長さを短くす
ることができる。しかも、前記パッファピストンに設け
られた操作ロッドの支持部が、前記シリンダ容積部と副
容積部との隔壁部分に配置されているため、必要なシリ
ンダ容積を確保しながら、シリンダ容積部の長さを短く
することができるため、パッファシリンダにおける、パ
ッファピストンの先端支持部による支持点より先端側の
部分の重量を小さくすることができる。その結果、パッ
ファピストンの先端支持部に与える曲げモーメントを小
さくすることができるため、可動接触子部を安定に支持
することができる。 【0016】 【実施例】以下には、本発明を、図1に示すような高速
接地開閉器に適用した複数の実施例について、図1〜図
3を参照して具体的に説明する。この場合、図1は、前
述したように、パッファ形消弧室を備えた高速接地開閉
器の一般的な構成の概要を示す断面図である。また、図
2は、本発明による高速接地開閉器の第1実施例を示す
図であり、特に、そのパッファ形消弧室の開極動作終了
時の状態を示す断面図である。 【0017】(1)第1実施例…図2 図2に示す第1実施例の基本的な構成は、図9に示した
従来例と同様である。すなわち、図2において、Aは固
定接触子部であり、内外に配置された固定接触子13と
シールド14aによって構成され、前述した導体8(図
1)に固定されている。また、Bは可動接触子部であ
り、前述した操作装置9(図1)に連結される筒状の操
作ロッド15の外周に取り付けられたパッファシリンダ
16と、このパッファシリンダ16の先端部の内外に取
り付けられた可動接触子17および絶縁ノズル18から
構成されている。また、パッファシリンダ16内にはパ
ッファピストン19が挿入されており、このパッファピ
ストン19の先端面によって、パッファシリンダ16内
に、ガス圧縮室となるシリンダ容積部Cが形成されてい
る。さらに、パッファシリンダ16の外側にはシールド
14bが配置されている。そして、これらのパッファピ
ストン19およびシールド14bは、前述した接地容器
6(図1)に対して絶縁部材などを介して固定されてお
り、この固定部分に対して可動接触子部Bが可動に構成
されている。 【0018】以上のような構成に加えて、本実施例にお
いては、パッファピストン19の先端面の後部に、副容
積部Eが設けられており、この副容積部Eは、パッファ
ピストン19の先端面に設けられた連通孔19cを介し
てシリンダ容積部Cと連通している。この場合、副容積
部Eは、パッファピストン19の内周面と操作ロッド1
5の外周面とによって包囲される形で形成され、その深
さは、一般的には、15mm以上であることが望まし
い。なお、図中の点線は、図9と同様に、閉極状態にお
ける可動接触子17や絶縁ノズル18などの位置を示し
ている。 【0019】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、シリンダ容積部Cと副容積部Eの容積を合わせた
容積を、図9の従来例のシリンダ容積部Cの容積と同様
とすれば、その開極時のストロークと圧力上昇特性は、
図10に示した従来例の特性と同様になる。したがっ
て、数サイクルの間電流零点を形成しない零ミス電流を
遮断することができる。 【0020】特に、本実施例においては、パッファピス
トン19の先端面の後部に、シリンダ容積部Cと連通す
る副容積部Eを設けているため、開極動作終了時におけ
るパッファシリンダ16内の容積を、図9の従来例と同
様の容積とした場合には、副容積部Eの分だけ、シリン
ダ容積部Cの長さLOを従来より短くすることができ
る。そして、このように、シリンダ容積部Cの長さLO
を短くすることができるため、可動接触子部Bを安定に
支持することができる。 【0021】したがって、可動接触子部Bと固定接触子
部Aとの同軸状態を保持し易くなり、接触子間などの摺
動部に無理な負荷を加えることがないため、無理な負荷
による損傷の発生を防止できる。また、シリンダ容積部
Cの長さを短くできる分だけ、パッファシリンダ16の
全長を従来より短くすることができるため、パッファ形
消弧室を小型化し、高速接地開閉器全体を小型化するこ
とができる。そして、このように、装置を小型化できる
結果、前記第1実施例と同様に、使用する材料を小型化
でき、加工作業もそれに応じて容易になるため、製作費
用を低減できる。 【0022】(2)第2実施例…図3 図3に示す第2実施例の基本的な構成は、前記第1実施
例と同様であるが、本実施例においては、パッファピス
トン19の後部の外周部に、副シリンダ20が取り付け
られており、この副シリンダ20の内周面とパッファピ
ストン19の外周面とによって包囲される形で、副容積
部Fが形成されている。そして、この副容積部Fは、パ
ッファピストン19の先端面に設けられた連通孔19c
を介してシリンダ容積部Cと連通している。また、副シ
リンダ20とパッファピストン19との間には、気密シ
ール部19dが設けられており、これによって、副容積
部Fの気密シールが保持されている。なお、これ以外の
構成については、前記第1実施例と全く同様とされてい
る。 【0023】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、前記第1実施例と副容積部Fの位置が設計上異な
るだけであり、実質的には前記第1実施例と同様の構成
を有するものといえる。すなわち、本実施例において
は、前記第1実施例と同様に、副容積部Fの分だけ、シ
リンダ容積部Cの長さLOを従来より短くすることがで
きる。したがって、本実施例においても、前記第2実施
例と全く同様の効果が得られる。 【0024】(3)その他の実施例 なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、副容積部は、パッファピストンの先端面の後部に配
置すればよく、その具体的な構成は自由に変更可能であ
る。 【0025】 【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、パッファピストンの先端面の後部に副容積部を形成
するという簡単な構成の改良により、副容積部の容積を
加えた容積分だけ、シリンダ容積部の長さを短くするこ
とができる。そのため、可動接触子部を安定に支持する
ことができ、接触子間などの摺動部における損傷の発生
を防止できるとともに、パッファシリンダの全長を従来
より短くすることができ、従来よりもパッファ形消弧室
を小型化し、高速接地開閉器全体を小型化することがで
きる。したがって、本発明によれば、高電圧送電線にお
いて、数サイクルの間電流零点を形成しない誘導電流を
遮断可能であり、しかも、信頼性が高く、小型で安価な
高速接地開閉器を提供することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a high-voltage power transmission line.
Of the arc horn on the transmission line
After the ground fault which occurs by the line breaker
The electromagnetic induction current arc sustained in the arc horn is
The arc is extinguished by the high-speed closing operation in coordination with the opening and closing operation.
First, the induced current is interrupted by the instantaneous opening operation,
High-speed earthing switch that enables retransmission of electricity by reclosing
I do. [0002] 2. Description of the Related Art UHV transmission lines such as 1100 kV
When a phase reclosing is performed,
Because the electromagnetic induction current from other phases is large,
Even after the circuit breaker is opened, power from other phases
Due to the magnetic induction, the arc of the arc horn of the tower insulators is extinguished.
There is a problem that power transmission cannot be resumed because the power is not arced. This
Grounding when re-closing the circuit breaker
Closure of the arc horn at high speed to extinguish the arc flash reverse flashover arc
And then open immediately to allow the circuit breaker to reclose
The system was needed. [0003] The background to the need for such a system is briefly described.
Illustrated in Fig. 4 shows the power transmission where the above-mentioned problems occur.
It is a conceptual diagram of a system. 1 in the figure is a substation switchgear
Bushing at the entrance, 2 for power lines, 3 for towers, 4 for lightning strikes,
5 is a lightning discharge arc. Fig. 5 shows the system configuration.
FIG. 9 is a sequence diagram showing a primary operation order. Here, for example
For example, in a UHV tower group as shown in FIG.
Reverse flashover occurs in the middle line of the transmission line of the arc horn shown.
Assuming this was the case, after this accident occurred
(GCB) and high-speed earthing switch (HSES)
When the operation is performed according to the sequence diagram shown in FIG.
Will be described. In this case, the faulty line is sound
Power is transmitted because it receives electromagnetic induction from other lines
After closing the HSES installed at the substations at both ends of the line,
An electromagnetic induction current as shown in FIG. 6 flows through the SES.
Open HSES to cut off this current with HSES
When the faulty transmission line is released from the ground state, the HSES
As shown in Fig. 7, the transient phenomenon of the electric circuit
And the induced voltage received from the other line on the faulty transmission line is superimposed.
Applied transient recovery voltage. These FIGS. 6 and 7
A relatively large current and a relatively large rise, as shown in
Rate, the transient recovery voltage with a high peak value is SF6Moth
Grounding with side-by-side arc-extinguishing chambers that open and close rod-shaped contacts in
Can not be shut off with switchgear, puffer type arc extinction like circuit breaker
It is necessary to have a room. FIG. 1 shows a high-speed connection provided with a puffer type arc-extinguishing chamber.
It is sectional drawing which shows the outline | summary of the general structure of a ground switch. This
In the figure, reference numeral 6 denotes a grounding container, inside which a package is provided.
A f-shaped arc extinguishing chamber 7, a conductor 8, and the like are housed. 9 is
Operation for opening and closing the movable part of the puffer type arc extinguishing chamber 7
9a in the operating device is a hydraulic system including a control valve.
The Linder 10 is a movable part of the puffer type arc extinguishing chamber 7 and an operating device.
A link section that is provided between
You. 11a and 11b are insulating spacers for connecting the conductors 8 to each other.
It is fixed in the earth container 6. 12 is a ground terminal part.
When the earthing switch is closed, the ground terminal 12 is
The conductor 8 is connected through the baffle-type arc-extinguishing chamber 7,
Therefore, the conductor 8 is grounded. Such a main configuration is
Same as the gas-type circuit breaker, except that the above
Low cylinder pressure because it is much lighter than a breaker
Can be shut off by ascending. By the way, in the sequence shown in FIG.
While performing the road operation, the current change diagram shown in FIG.
Thus, one of the two phases other than the middle phase,
Phase fault (follow-up)
Failure) occurs, and the timing of the follow-up failure is
If the timing coincides with the opening timing of the switch, electromagnetic induction
The current passing through the high-speed earthing switch is as shown in part A of FIG.
Then, the waveform has no current zero point for several cycles.
Normally, the interruption of the AC current at the switch is not the current zero point.
Is not achieved, the fault current of the other phase is eliminated and the current becomes zero.
The current is not interrupted until a point is formed. Several cycles
If a current zero is later formed, such a current is blocked.
As a technique for disconnecting, for example, as shown in FIG.
A grounding switch with a baffle-type arc-extinguishing chamber has been proposed
(Japanese Patent Application No. 4-285901). Below, this conventional
The grounding switch will be described. FIG. 9 shows the opening operation of the earthing switch.
The state at the time of termination is shown. In this figure, A is fixed
This is a contact portion, and is in contact with a fixed contact 13 disposed inside and outside.
The conductor 8 (see FIG.
Fixed to 1). B is a movable contact portion.
And a cylindrical operation connected to the operation device 9 (FIG. 1) described above.
Puffer cylinder mounted on the outer periphery of the rod 15
16 and inside and outside the tip of the puffer cylinder 16.
From the attached movable contact 17 and the insulating nozzle 18
It is configured. The puffer cylinder 16 contains
A buffer piston 19 is inserted.
Due to the tip surface of the stone 19, the inside of the puffer cylinder 16
Is formed with a cylinder volume portion C which becomes a gas compression chamber.
You. Further, a shield is provided outside the puffer cylinder 16.
14b is arranged. And these puffer pie
The stone 19 and the shield 14b are the grounding container described above.
6 (FIG. 1) fixed via an insulating member or the like.
The movable contact part B is configured to be movable with respect to this fixed part.
Have been. [0007] FIG.
The earth switch operates as follows. That is, during opening operation
The gas in the puffer cylinder 16 is compressed,
Gas flow in two directions as shown by the dotted arrow in the figure
This gas flow causes the stationary contact 13 and the movable contact
The arc generated between 17 is extinguished. After the opening
Are fixed contacts due to the effect of the shields 14a and 14b.
Insulation between the portion A and the movable contact portion B is ensured. In addition,
The dotted line in FIG. 9 indicates the movable contact 17 and the insulation in the closed state.
The positions of the nozzle 18 and the like are shown. More specifically, the ground switch shown in FIG.
The baffle-type arc extinguishing chamber is sealed at the end of opening as shown in FIG.
And the puffer piston 19
Length L of cylinder volume C formed in cylinder 16O
However, the volume when the cylinder volume C is cut off is the volume when the electrode is closed.
It is configured to be 15 to 50% of the product. Soshi
In addition, the cross-sectional area of the puffer cylinder 16 is adjusted appropriately.
Positive adjustment increases pressure against shutoff duty
Is configured to have a sufficiently wide time width. FIG.
0 indicates a strike at the time of the opening operation of the earthing switch shown in FIG.
Roke (opening movement characteristics) and pressure rise in the puffer cylinder
Show characteristics. In this figure, X0Is an opening position.
When the separation distance (L) from this opening position is sufficiently large
Next, the current and voltage under the conditions as shown in FIGS.
Δp is the lower limit of the pressure rise value so that the conditions can be cut off.1a
(Initial opening), Δp1b (end of opening)
You. As you can see from being used in gas circuit breakers,
Because the puffer type arc-extinguishing chamber has excellent breaking performance,
Turn off electromagnetic induction current with a current value of 2000A to 3000A
It is relatively easy to arc and low pressure as shown
Force rise value (Δp1a, Δp1The arc can be extinguished in b). However, as shown in FIG.
In order to extinguish such an electromagnetic induction current, FIG.
Such a high transient recovery voltage is applied,
If (L) is not large enough, the interruption will not be successful. this
In FIG. 10, the lower limit pressure that can be cut off at the beginning of opening
Force rise value Δp1Opening position X where a is obtained1Separation distance L at
1Is not large enough to successfully block,
The opening operation further proceeds, and the opening distance LTwoFor the first time in
Can be determined. Therefore, the opening position X0 This cut off from
Possible separation distance LTwoOpening position X where is obtainedTwoTime to
Is the shortest arc time Ta that can be cut offminAnd the open pole
X0 From the lower limit pressure rise value Δ that can be cut off at the end of opening
p1The time until b is obtained is the longest arc that can be interrupted
Time TamaxIt is. And the opening position XTwoPressure rise from
Value Δp1The time until b is obtained is an arc that can be interrupted.
It becomes the time width Tw. About 4 cycles by the configuration of Fig. 9
The arc time width Tw that can be interrupted is obtained.
Therefore, the zero-miss current as described above can be interrupted.
You. [0010] By the way, the grounding of FIG.
For the switch, make sure that the cylinder volume at the
In order to increase the size of the contact,
Of the cylinder volume C in the puffer cylinder 16
OIt is necessary to increase. In this case, the movable contact
The sub-portion B is in contact with the outer peripheral surface of the operation rod 15.
Tip support 19a and rear support on the inner periphery of the piston 19
19b supports the center axis
Have been. In such a support structure, at the end of opening
Of the cylinder volume C of the puffer cylinder 16 at
LOIs large, the puffer cylinder 16
The support of the puffer piston 19 by the tip support portion 19a
The weight of the part on the tip side from the holding point becomes larger,
To give to the tip support 19a of the puffer piston 19.
Bending moment increases. Therefore, the movable contact part
The support state of B becomes unstable, and as a result, the movable contact portion
B and the fixed contact portion A become difficult to maintain the coaxial state.
Damage due to excessive load on sliding parts such as between the contactors 13 and 17
Is more likely to occur. In addition, puffacillin at the end of opening
Length behind the support point of the tip 16 by the tip support portion 19a
LSMust be longer than a certain length for closing operation.
The length L of the cylinder volume COBecomes longer
And the total length L of the puffer cylinder 16CTBecomes longer. this
As shown in FIG.CTBecomes longer,
Puffer-type arc extinction chamber is enlarged, and the entire earthing switch is enlarged.
Leads to. And when the device becomes large in this way,
Large materials are required, and machining operations are correspondingly difficult.
The problem is that the production cost increases because it becomes difficult
is there. The present invention has the above problems of the prior art.
Is proposed to solve
Form a current zero for several cycles on high-voltage transmission lines
Induction current can be cut off and high reliability
To provide a compact and inexpensive high-speed earthing switch.
You. [0013] SUMMARY OF THE INVENTION A high-speed earthing switch according to the present invention.
Is the puff that forms the cylinder volume that becomes the gas compression chamber.
Puffer Type Arc Extinguishing System with Puffer Cylinder and Puffer Piston
Room, and the transmission line suspension
In the event of a single-line ground fault, open the circuit breakers at both ends of the transmission line.
High-speed closed earthing of transmission lines separated by poles
By doing so, other phases that are maintained in the insulator series and
Extinction of electromagnetic induction current arc from other lines, then opening
By performing the operation, retransmission due to reclosing of the circuit breaker
In a high-speed earthing switch capable of supplying electricity,
The puffer piston of the baffle type arc-extinguishing chamber has a certain feature.
It is constituted so that it may have. That is, the high-speed ground switch of the first aspect.
The puffer cylinder is located in a puffer type arc extinguishing chamber.
Provision of the distal end of the operating rod reciprocally arranged at the center
This operating rod is set at the center of the puffer piston.
Supported by the support
Stone and penetrates the puffer arc extinguishing chamber.
Buffer piston forms the cylinder volume.
At the rear of the tip surface, it is divided by the cylinder volume and the partition.
Having a sub-volume defined and communicating through the communication hole,
Operation rod support provided on the puffer piston
Are arranged in the partition between the cylinder volume and the sub volume.
It is characterized by having been done. [0015] The high-speed ground opening of the present invention having the above-described configuration is provided.
In the closure, behind the tip surface of the puffer piston,
By providing a sub-volume that communicates with the cylinder volume
And reduce the length of the cylinder volume by the sub-volume.
Can be Moreover, provided on the puffer piston
The support portion of the operating rod is provided in
Since it is located on the partition wall with the volume,
While maintaining the cylinder volume, shorten the length of the cylinder volume
The puffer cylinder
At the tip side from the support point by the tip support part of the buffer piston.
The weight of the part can be reduced. As a result,
The bending moment applied to the tip of the piston
Stable support for the movable contact part
can do. [0016] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following, the present invention will be described with reference to a high speed as shown in FIG.
FIGS. 1 to 3 show a plurality of embodiments applied to a grounding switch.
This will be specifically described with reference to FIG. In this case, FIG.
As mentioned, high-speed grounding switch with puffer-type arc-extinguishing chamber
It is sectional drawing which shows the outline | summary of the general structure of a container. Also figure
2 shows a first embodiment of the high-speed earthing switch according to the present invention.
It is a figure, especially, the opening operation of the puffer type arc-extinguishing chamber is completed.
It is sectional drawing which shows the state at the time. (1) First Embodiment FIG. 2 The basic configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 is shown in FIG.
This is the same as the conventional example. That is, in FIG.
A fixed contact portion, which is a constant contact portion,
The conductor 8 (see FIG.
Fixed to 1). B is a movable contact portion.
And a cylindrical operation connected to the operation device 9 (FIG. 1) described above.
Puffer cylinder mounted on the outer periphery of the rod 15
16 and inside and outside the tip of the puffer cylinder 16.
From the attached movable contact 17 and the insulating nozzle 18
It is configured. The puffer cylinder 16 contains
A buffer piston 19 is inserted.
Due to the tip surface of the stone 19, the inside of the puffer cylinder 16
Is formed with a cylinder volume portion C which becomes a gas compression chamber.
You. Further, a shield is provided outside the puffer cylinder 16.
14b is arranged. And these puffer pie
The stone 19 and the shield 14b are the grounding container described above.
6 (FIG. 1) fixed via an insulating member or the like.
The movable contact part B is configured to be movable with respect to this fixed part.
Have been. In addition to the above configuration, the present embodiment
In addition, at the rear of the tip end surface of the puffer piston 19,
The sub-volume E is provided with a buffer
Through a communication hole 19c provided on the tip end surface of the piston 19,
And communicates with the cylinder volume C. In this case, the secondary volume
The part E includes the inner peripheral surface of the puffer piston 19 and the operating rod 1.
5 is formed so as to be surrounded by the outer peripheral surface of
Generally, it is desirable that the thickness be 15 mm or more.
No. The dotted line in the figure indicates the closed state, as in FIG.
The position of the movable contact 17 and the insulating nozzle 18
ing. In this embodiment having the above-described configuration,
The volume of the cylinder volume C and the volume of the sub volume E
The volume is the same as the volume of the cylinder volume C of the conventional example in FIG.
Then, the stroke and the pressure rise characteristics at the time of opening are
The characteristics are the same as those of the conventional example shown in FIG. Accordingly
The zero miss current that does not form a current zero for several cycles.
Can be shut off. Particularly, in this embodiment, the puffer pi
The rear end of the tongue 19 communicates with the cylinder volume C
Is provided at the end of the opening operation.
The volume inside the puffer cylinder 16 is the same as that of the conventional example of FIG.
In the case of a similar volume, the amount of syringe
Length L of damper volume COCan be shorter than before
You. And, as described above, the length L of the cylinder volume CO
Can be shortened, so that the movable contact portion B can be stably
Can be supported. Therefore, the movable contact portion B and the fixed contact
It is easy to maintain the coaxial state with the part A, and sliding between the contacts etc.
No excessive load is applied to moving parts,
Can prevent the occurrence of damage. Also, the cylinder volume
Of the puffer cylinder 16
Puffer type because the total length can be shorter than before
Reduce the size of the arc-extinguishing chamber and the overall size of the high-speed earthing switch.
Can be. And the apparatus can be miniaturized in this way.
As a result, the material to be used is reduced in size as in the first embodiment.
And the processing work becomes correspondingly easier.
Use can be reduced. (2) Second embodiment: FIG. The basic configuration of the second embodiment shown in FIG.
Similar to the example, except that in this embodiment
A sub-cylinder 20 is attached to the outer periphery of the rear part of
The inner peripheral surface of the sub-cylinder 20 is
The sub-volume is surrounded by the outer peripheral surface of the stone 19.
A portion F is formed. The sub-volume F is
Communication hole 19c formed in the tip surface of the buffer piston 19
Through the cylinder volume C. In addition,
An airtight seal is provided between the cylinder 20 and the puffer piston 19.
Is provided with a sub-volume 19d.
The hermetic seal of the part F is maintained. In addition, other than this
The configuration is exactly the same as in the first embodiment.
You. In the present embodiment having the above configuration,
The position of the sub-volume portion F differs from that of the first embodiment in design.
And the configuration is substantially the same as that of the first embodiment.
It can be said that it has. That is, in this embodiment,
In the same manner as in the first embodiment, only the sub-volume portion F
Length L of cylinder volume COCan be shorter than before.
Wear. Therefore, also in the present embodiment, the second embodiment
The same effects as in the example can be obtained. (3) Other embodiments The present invention is not limited to the above embodiments.
The sub-volume is located behind the tip face of the puffer piston.
The specific configuration can be changed freely.
You. [0025] As described above, according to the present invention,
Forms a sub-volume behind the tip surface of the puffer piston
To improve the volume of the sub-volume
Reduce the length of the cylinder volume by the added volume.
Can be. Therefore, the movable contact part is stably supported.
Can cause damage to sliding parts such as between contacts.
And reduce the overall length of the puffer cylinder
Puffer type arc extinction chamber can be shorter than before
And the entire high-speed grounding switch can be downsized.
Wear. Therefore, according to the present invention, the
The induced current that does not form a current zero for several cycles.
Can be shut off, and is highly reliable, small and inexpensive
A high-speed earthing switch can be provided.

【図面の簡単な説明】 【図1】 パッファ形消弧室を備えた高速接地開閉器の
一般的な構成の概要を示す断面図。 【図2】 本発明による高速接地開閉器の第1実施例を
示す図であり、特に、そのパッファ形消弧室の開極動作
終了時の状態を示す断面図。 【図3】 本発明による高速接地開閉器の第2実施例を
示す図であり、特に、そのパッファ形消弧室の開極動作
終了時の状態を示す断面図。 【図4】 高速接地開閉器のシステムが高電圧送電系統
で碍子連の逆閃絡アークを消弧する機能を説明する説明
図。 【図5】 高速接地開閉器の動作シーケンス図。 【図6】 高速接地開閉器の動作相への他相からの電磁
誘導電流および静電誘導電流を示す電流波形図。 【図7】 高速接地開閉器の開極時の過渡回復電圧を示
す電圧波形図。 【図8】 高速接地開閉器の各相に流れる電流を示す電
流波形図。 【図9】 従来の高速接地開閉器の一例を示す図であ
り、特に、そのパッファ形消弧室の開極動作終了時の状
態を示す断面図。 【図10】 図9の従来の高速接地開閉器および図2及
び図3の本発明による高速接地開閉器の開極動作時のス
トロークとパッファシリンダの圧力上昇特性を示す特性
図。 【符号の説明】 6…接地容器 7…パッファ形消弧室 8…導体 9…操作装置 9a…油圧シリンダ 10…リンク部 11a,11b…絶縁スペーサ 12…接地端子部 13…固定接触子 14a,14b…シールド 15…操作ロッド 16…パッファシリンダ 17…可動接触子 18…絶縁ノズル 19…パッファピストン 19a…先端支持部 19b…後方支持部 19c…連通孔 19d…気密シール部 20…副シリンダ A…固定接触子部 B…可動接触子部 C…シリンダ容積部 E,F…副容積部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a general configuration of a high-speed grounding switch provided with a puffer type arc-extinguishing chamber. FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of the high-speed earthing switch according to the present invention, and particularly showing a state at the time of completion of the opening operation of the puffer type arc-extinguishing chamber. FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the high-speed earthing switch according to the present invention, and in particular, a cross-sectional view showing a state at the end of the opening operation of the puffer type arc-extinguishing chamber. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a function of a high-speed grounding switch system for extinguishing a reverse flashing arc of an insulator series in a high-voltage power transmission system. FIG. 5 is an operation sequence diagram of the high-speed grounding switch. FIG. 6 is a current waveform diagram showing an electromagnetic induction current and an electrostatic induction current from another phase to an operation phase of the high-speed grounding switch. FIG. 7 is a voltage waveform diagram showing a transient recovery voltage when the high-speed grounding switch is opened. FIG. 8 is a current waveform diagram showing a current flowing through each phase of the high-speed grounding switch. FIG. 9 is a view showing an example of a conventional high-speed earthing switch, and more particularly, a sectional view showing a state of the puffer type arc-extinguishing chamber at the end of the opening operation. 10 is a characteristic diagram showing a stroke and a pressure rise characteristic of a puffer cylinder during opening operation of the conventional high-speed earthing switch of FIG. 9 and the high-speed earthing switch of the present invention of FIGS. 2 and 3; [Description of Signs] 6 ... Grounding container 7 ... Puffer type arc extinguishing chamber 8 ... Conductor 9 ... Operating device 9a ... Hydraulic cylinder 10 ... Link parts 11a and 11b ... Insulating spacer 12 ... Ground terminal part 13 ... Fixed contacts 14a and 14b ... Shield 15 ... Operating rod 16 ... Puffer cylinder 17 ... Movable contact 18 ... Insulating nozzle 19 ... Puffer piston 19a ... Tip support 19b ... Rear support 19c ... Communication hole 19d ... Airtight seal part 20 ... Sub-cylinder A ... Fixed contact Sliding part B ... Movable contact part C ... Cylinder volume E, F ... Sub volume

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 岳志 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 Fターム(参考) 5G001 AA13 BB03 DD03 EE01 GG01 GG14    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Takeshi Yokota             1-1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd.             Toshiba head office F term (reference) 5G001 AA13 BB03 DD03 EE01 GG01                       GG14

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 ガス圧縮室となるシリンダ容積部を形成
するパッファシリンダとパッファピストンを有するパッ
ファ形消弧室を備え、送電線吊り碍子連のアークホーン
の逆閃絡による一線地絡事故時に、送電線の両端にある
遮断器を開極することにより切り離された送電線を高速
で閉極接地することにより、前記碍子連に持続している
他相および他回線からの電磁誘導電流アークを消弧し、
その後開極動作を行うことにより、前記遮断器の再閉極
による再送電を可能とする高速接地開閉器において、 前記パッファシリンダは、パッファ形消弧室の中心部に
往復動自在に配置された操作ロッドの先端部に設けら
れ、この操作ロッドがパッファピストンの中心部に設け
られた支持部によって支持された状態で、パッファピス
トンを貫通しており、 前記パッファ形消弧室の前記パッファピストンが、前記
シリンダ容積部を形成するその先端面の後部に、前記シ
リンダ容積部と隔壁によって区画され且つ連通孔を介し
て連通する副容積部を有し、 前記パッファピストンに設けられた操作ロッドの支持部
が、前記シリンダ容積部と副容積部との隔壁部分に配置
されていることを特徴とする高速接地開閉器。
Claims 1. A puffer-type arc-extinguishing chamber having a puffer cylinder and a puffer piston forming a cylinder volume part serving as a gas compression chamber, wherein the arc horn of a series of suspension insulators of a transmission line is subjected to reverse flashing. In the event of a single-line ground fault, the transmission line disconnected by opening circuit breakers at both ends of the transmission line is closed and grounded at high speed, so that other phases and other lines maintained in the insulator series Extinguishes the electromagnetic induction current arc,
Thereafter, by performing an opening operation, in a high-speed grounding switch capable of retransmitting power by re-closing of the circuit breaker, the puffer cylinder is arranged reciprocally at the center of the puffer type arc-extinguishing chamber. The puffer piston of the puffer-type arc extinguishing chamber is provided at the tip of the operation rod, penetrates the puffer piston in a state where the operation rod is supported by a support provided at the center of the puffer piston, A sub-volume section defined by the cylinder volume section and a partition wall and communicated through a communication hole at a rear portion of a front end surface forming the cylinder volume section, and supporting an operation rod provided on the puffer piston. A high-speed grounding switch, wherein a portion is disposed in a partition portion between the cylinder volume portion and the sub volume portion.
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