JP2003317584A - 熱パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱パッファ形ガス遮断器の閉極状態時から熱
パッファ室内にあった比較的低温な消弧性ガスをアーク
に吹き付けて、遮断性能の向上を図った熱パッファ形ガ
ス遮断器を提供する。 【解決手段】 固定アーク接触子１１と可動アーク接触
子１２と絶縁ノズル１３とからなるアーク発生空間１０
と、固定アーク接触子１１と可動アーク接触子１２とを
接離する駆動部材２１と、パッファシリンダ２２に内包
されアーク発生空間１０と連通する熱パッファ室２０と
を備え、駆動部材２１により固定アーク接触子１１と可
動アーク接触子１２とが開極したときに熱パッファ室２
０内の消弧性ガスの流れを制御し当該消弧性ガスをアー
ク発生空間１０へ案内するためのガス整流部材２３と第
一逆止弁２４と第二逆止弁２５とを、熱パッファ室２０
内に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電力系統に使用さ
れる熱パッファ形ガス遮断器に関するものであり、とく
に消弧性ガスを蓄積し、放出する熱パッファ室構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、特開平１１−３１４４３号公報
に示された従来の熱パッファ形ガス遮断器の閉極状態に
おける断面図である。図示部分は消弧性ガスを充填した
密閉容器の中に置かれている。図５において、１０１は
固定アーク接触子、１０２は可動アーク接触子、１０３
は絶縁ノズルである。熱パッファ室は機械パッファ室の
前面に配置されている。続いて、従来の熱パッファ形ガ
ス遮断器の動作について説明する。熱パッファ形ガス遮
断器に開極指令があると、可動側アーク接触子１０２は
駆動装置によって図示右方向に駆動する。これにより固
定アーク接触子１０１と可動アーク接触子１０２とが解
離して両者間にアークが発生し、アーク周囲の消弧性ガ
スは高温高圧となって熱パッファ室に移動する。高温高
圧の消弧性ガスの移動によって熱パッファ室と機械パッ
ファ室との間にある逆止弁が閉状態になるため、アーク
によるアーク発生空間と熱パッファ室の閉塞状態が解け
るまで熱パッファ室に消弧性ガスが蓄積される。遮断電
流が電流零点に近づきアーク径が細くなり、アーク発生
空間と熱パッファ室のアークによる閉塞が解除されてア
ーク発生空間の圧力が低下すると、熱パッファ室より放
出された消弧性ガスがアークに吹き付けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱パッファ室構造は熱ガスを蓄積、放出することのみを
目的としているため、熱パッファ室の構造は大略円筒形
状であるだけで、アークに対して消弧性ガスを吹き付け
る際には取り込まれた高温の消弧性ガスがそのまま吹き
付けられるという問題点があった。

【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、熱パッファ形ガス遮断器
の閉極状態時から熱パッファ室内にあってアークに曝さ
れていない比較的低温な消弧性ガスをアークに吹き付け
ることによって、遮断性能の向上を図った熱パッファ形
ガス遮断器を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる熱パッ
ファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを充填した密閉容器を
有し、アークに消弧性ガスを吹き付けて電流を遮断する
ように構成された熱パッファ形ガス遮断器において、対
向配置された固定アーク接触子及び可動アーク接触子
と、可動アーク接触子の周囲に配置された絶縁ノズル
と、固定アーク接触子と可動アーク接触子と絶縁ノズル
とからなるアーク発生空間と、可動アーク接触子に連結
され固定アーク接触子と可動アーク接触子とを接離する
駆動部材と、絶縁ノズルと駆動部材とに機械的に接続さ
れたパッファシリンダと、パッファシリンダに内包され
アーク発生空間と連通する熱パッファ室とを備え、駆動
部材により固定アーク接触子と可動アーク接触子とが開
極状態にされたときに熱パッファ室内の消弧性ガスの流
れを制御し当該消弧性ガスをアーク発生空間へ案内する
ためのガス流制御部材を、熱パッファ室内に設けたもの
である。

【０００６】請求項２にかかる熱パッファ形ガス遮断器
は、ガス流制御部材が、熱パッファ室内を径方向に区分
するガス整流部材と、ガス整流部材のアーク発生空間側
端部の内周側に配置された第一逆止弁と、ガス整流部材
のアーク発生空間側端部の外周側に配置された第二逆止
弁とからなり、第一逆止弁がアークで加熱された消弧性
ガスをアーク発生空間から熱パッファ室のガス整流部材
の内周側に取り込む方向のみを許容するものであり、第
二逆止弁がアークに吹き付けるための消弧性ガスを熱パ
ッファ室のガス整流部材の外周側からアーク発生空間に
放出する方向のみを許容するものである。

【０００７】請求項３にかかる熱パッファ形ガス遮断器
は、ガス整流部材がアーク発生空間側端部から他端部に
向かって開口部が拡大する傾斜を有し、ガス整流部材の
アーク発生空間側端部の内周側開口部がアーク発生空間
と熱パッファ室との連通口部より広いものである。

【０００８】請求項４にかかる熱パッファ形ガス遮断器
は、第一逆止弁を経て熱パッファ室のガス整流部材の内
周側に取り込まれた消弧性ガスを第二逆止弁に向かって
案内するためのガス流案内手段を、熱パッファ室内に備
えたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
が適用される熱パッファ形ガス遮断器の実施の形態１を
説明するための閉極状態における要部断面図である。図
示部分は消弧性ガスを充填した密閉容器の中に置かれて
いる。図１において１０はアーク発生空間、２０は熱パ
ッファ室、３０はアーク発生空間１０と熱パッファ室２
０との連通口部である。１１は固定アーク接触子、１２
は可動アーク接触子であり、両者は対向配置されてい
る。１３は可動アーク接触子１２の周囲に配置された絶
縁ノズルであり、アーク発生空間１０は固定アーク接触
子１１と可動アーク接触子１２と絶縁ノズル１３とから
なる。２１は可動アーク接触子１２に連結された駆動部
材としてのロッドであり、固定アーク接触子１１と可動
アーク接触子１２とを接離するものである。２２は絶縁
ノズル１３とロッド２１とに機械的に接続されたパッフ
ァシリンダである。熱パッファ室２０はパッファシリン
ダ２２に内包され、かつ連通口部３０を介してアーク発
生空間１０と連通している。２３は熱パッファ室２０内
を径方向に区分するガス整流部材としてのガス整流板、
２４はガス整流板２３のアーク発生空間側端部の内周側
に配置された第一逆止弁、２５はガス整流板２３のアー
ク発生空間側端部の外周側に配置された第二逆止弁であ
る。ガス整流板２３と第一逆止弁２４と第二逆止弁２５
とは、ロッド２１により固定アーク接触子１１と可動ア
ーク接触子１２とが開極状態にされたときに熱パッファ
室２０内の消弧性ガスの流れを制御し当該消弧性ガスを
アーク発生空間へ案内するためのガス流制御部材を構成
している。ここで、第一逆止弁２４はアークで加熱され
た消弧性ガスをアーク発生空間１０から熱パッファ室２
０のガス整流板２３の内周側に取り込む方向のみを許容
し、第二逆止弁２４はアークに吹き付けるための消弧性
ガスを熱パッファ室２０のガス整流板２３の外周側から
アーク発生空間１０に放出する方向のみを許容する。

【００１０】次に、動作について説明する。図２はこの
熱パッファ形ガス遮断器の開極状態における要部断面図
である。可動アーク接触子１２はロッド２１を介して図
示されていない駆動装置に機械的に接続されており、絶
縁ノズル１３はパッファシリンダ２２及びロッド２１を
介して駆動装置に機械的に接続されている。そのため、
駆動装置が図示右方向に駆動されるのにしたがって、可
動アーク接触子１２、絶縁ノズル１３及びパッファシリ
ンダ２２が同方向に駆動されると、固定アーク接触子１
１と可動アーク接触子１２とは解離され開極状態とな
る。一方、固定アーク接触子１１は開極状態でも固定さ
れている。開極状態では、固定アーク接触子１１と可動
アーク接触子１２との間にアークが発生し、このアーク
周囲の消弧性ガスは加熱される。続いて、アーク径が太
くなると当該アークによってアーク発生空間１０と熱パ
ッファ室２０が閉塞されてアーク発生空間１０の圧力が
高まり、高温高圧となった消弧性ガスは連通口部３０を
経て熱パッファ室２０の方向に移動する。このときに高
温高圧となった消弧性ガスは、図示右方向に駆動してい
るロッド２２の表面に沿って流れやすく、第一逆止弁２
４を経てガス整流板２３の内周側に取り込まれる。閉極
状態時からガス整流板２３の内周側にあった常温に近い
消弧性ガスは、高温高圧の消弧性ガスに押し出されるよ
うにしてガス整流板２３の外周側に移動する。

【００１１】この状態で遮断電流が電流零点に近づいて
アーク径が細くなり、アーク発生空間１０と熱パッファ
室２０のアークによる閉塞が解除されてアーク発生空間
１０の圧力が低下すると、熱パッファ室２０の消弧性ガ
スがアーク発生空間１０に向かって放出される。このと
き、ガス整流板２３の外周側にある消弧性ガスが、第二
逆止弁２５と連通口部３０を順次経て、アーク発生空間
１０のアークに対して吹き付けられる。

【００１２】したがって、アークに吹き付けられる消弧
性ガスは比較的低温であることからアークの冷却効果が
高まり、熱パッファ形ガス遮断器の電流遮断性能が向上
する。なお、この実施の形態において、第一逆止弁及び
第二逆止弁の配置数や配置箇所は、適宜選択できる。

【００１３】実施の形態２．図３はこの発明が適用され
る熱パッファ形ガス遮断器の実施の形態２を説明するた
めの開極状態における要部断面図である。この実施の形
態は、実施の形態１において、ガス整流板２３がアーク
発生空間側端部から他端部に向かって開口部が拡大する
傾斜を有しており、ガス整流部板２３のアーク発生空間
側端部の内周側開口部は、連通口部３０より広いもので
ある。

【００１４】ここで、アークによって高温高圧となった
消弧性ガスは図示右方向に駆動しているロッド２３の表
面に沿って流れやすい。そのため、ガス整流板２３の可
動アーク接触子側端部における内周側開口部は連通口部
３０より広ければ、消弧性ガスが第一逆止弁２４を経て
ガス整流板２３の内周側に取り込まれる際の流体抵抗は
十分に小さい。さらに、ガス整流板２３がアーク発生空
間側端部から他端部に向かって開口部が拡大する傾斜を
有しているため、消弧性ガスをガス整流板２３の内周側
に逐次取り込む際の流体抵抗が緩和される。そのため、
アークによって高温高圧となった消弧性ガスを、アーク
発生空間１０から熱パッファ室２０に円滑に取り込むこ
とができる。これに伴なって閉極状態時からガス整流板
２３の内周側にあった常温に近い消弧性ガスも、高温高
圧の消弧性ガスに押し出されるようにしてガス整流板２
３の外周側に円滑に移動できる。

【００１５】したがって、高温高圧の消弧性ガスと常温
に近い消弧性ガスとが熱パッファ室内を円滑に移動し、
両者の混合度合を低減して比較的低温の消弧性ガスをア
ークに吹き付けられることから、アークの冷却効果がさ
らに高まり、熱パッファ形ガス遮断器の電流遮断性能が
一段と向上する。なお、この実施の形態において、ガス
整流板の傾斜度合は適宜選択でき、また傾斜形状におい
ても直線状に限定するものではなく、曲線状や多段階状
であってもかまわない。

【００１６】実施の形態３．図４はこの発明が適用され
る熱パッファ形ガス遮断器の実施の形態３を説明するた
めの開極状態における要部断面図である。この実施の形
態は、実施の形態１において、第一逆止弁２４を経て熱
パッファ室２０のガス整流板２３の内周側に取り込まれ
た消弧性ガスを第二逆止弁２５に向かって案内するため
のガス流案内手段を、熱パッファ室内に備えたものであ
る。

【００１７】図４において、２６は可動アーク接触子１
２から見て熱パッファ室２０の深部に備えられたガス流
案内手段である。この実施の形態では、ガス流案内手段
２６は熱パッファ室２０の深部隅に断面円弧状に設けた
ものである。

【００１８】ここで、アークによって高温高圧となった
消弧性ガスは、第一逆止弁２４を経てガス整流板２３の
内周側に取り込まれる。また、閉極状態時からガス整流
板２３の内周側にあった常温に近い消弧性ガスは、高温
高圧の消弧性ガスに押し出されるようにしてガス整流板
２３の外周側に移動する。このとき、熱パッファ室２０
の深部隅にガス流案内手段２６を備えたため、当該深部
隅に消弧性ガスのガス溜りの発生を防止できる。このた
め、閉極状態時からガス整流板２３の内周側にあった常
温に近い消弧性ガスも、高温高圧の消弧性ガスに押し出
されるようにしてガス整流板２３の外周側に円滑に移動
できる。なお、ガス流案内手段２６の断面円弧部分の曲
率半径Ｒは、消弧性ガスをガス整流板２３の内周側から
外周側に円滑に移動させ消弧性ガスのガス溜りの発生を
防止する観点から、連通口部３０のギャップＷよりも大
きく設定されていることが望ましい。

【００１９】したがって、高温高圧の消弧性ガスと常温
に近い消弧性ガスとが熱パッファ室内を円滑に移動し、
両者の混合度合を低減して比較的低温の消弧性ガスをア
ークに吹き付けられることから、アークの冷却効果がさ
らに高まり、熱パッファ形ガス遮断器の電流遮断性能が
一段と向上する。なお、この実施の形態において、ガス
流案内手段は消弧性ガスのガス溜りの発生を低減できる
形状であることが肝要であり、断面円弧状に限定するも
のではない。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、対向配置された固定
アーク接触子及び可動アーク接触子と、可動アーク接触
子の周囲に配置された絶縁ノズルと、固定アーク接触子
と可動アーク接触子と絶縁ノズルとからなるアーク発生
空間と、可動アーク接触子に連結され固定アーク接触子
と可動アーク接触子とを接離する駆動部材と、絶縁ノズ
ルと駆動部材とに機械的に接続されたパッファシリンダ
と、パッファシリンダに内包されアーク発生空間と連通
する熱パッファ室とを備え、駆動部材により固定アーク
接触子と可動アーク接触子とが開極状態にされたときに
熱パッファ室内の消弧性ガスの流れを制御し当該消弧性
ガスをアーク発生空間へ案内するためのガス流制御部材
を、熱パッファ室内に設けたため、アークの冷却効果が
高まり、熱パッファ形ガス遮断器の電流遮断性能が向上
する。

【００２１】また、ガス流制御部材は、熱パッファ室内
を径方向に区分するガス整流部材と、ガス整流部材のア
ーク発生空間側端部の内周側に配置された第一逆止弁
と、ガス整流部材のアーク発生空間側端部の外周側に配
置された第二逆止弁とからなり、第一逆止弁はアークで
加熱された消弧性ガスをアーク発生空間から熱パッファ
室のガス整流部材の内周側に取り込む方向のみを許容す
るものであり、第二逆止弁はアークに吹き付けるための
消弧性ガスを熱パッファ室のガス整流部材の外周側から
前記アーク発生空間に放出する方向のみを許容するもの
であるため、熱パッファ室内の消弧性ガスの流れを制御
が容易となり、当該消弧性ガスをアーク発生空間へ案内
しやすくなる。

【００２２】また、ガス整流部材はアーク発生空間側端
部から他端部に向かって開口部が拡大する傾斜を有し、
ガス整流部材のアーク発生空間側端部の内周側開口部は
アーク発生空間と熱パッファ室との連通口部より広いた
め、消弧性ガスをガス整流部材の内周側に取り込む際の
流体抵抗を緩和できる。

【００２３】また、第一逆止弁を経て熱パッファ室のガ
ス整流部材の内周側に取り込まれた消弧性ガスを第二逆
止弁に向かって案内するためのガス流案内手段を、熱パ
ッファ室内に備えたため、熱パッファ室における消弧性
ガスのガス溜りの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１を説明するための熱パッファ形
ガス遮断器の閉極状態における要部断面図である。

【図２】 実施の形態１を説明するための熱パッファ形
ガス遮断器の開極状態における要部断面図である。

【図３】 実施の形態２を説明するための熱パッファ形
ガス遮断器の開極状態における要部断面図である。

【図４】 実施の形態３を説明するための熱パッファ形
ガス遮断器の開極状態における要部断面図である。

【図５】 従来の技術を説明するための熱パッファ形ガ
ス遮断器の閉極状態における断面図である。

【符号の説明】

１０ アーク発生空間、１１ 固定アーク接触子、１２
可動アーク接触子、１３ 絶縁ノズル、２０ 熱パッ
ファ室、２１ ロッド、２２ パッファシリンダ、２３
ガス整流板、２４ 第一逆止弁、２５ 第二逆止弁、
２６ ガス案内手段、３０ 連通口部、１０１ 固定ア
ーク接触子、１０２ 可動アーク接触子、１０３ 絶縁
ノズル

フロントページの続き (72)発明者 堀之内 克彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G001 AA01 AA07 BB03 CC03 DD07 EE03 EE09 EE12 EE13 GG14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消弧性ガスを充填した密閉容器を有し、
   アークに消弧性ガスを吹き付けて電流を遮断するように
   構成された熱パッファ形ガス遮断器において、対向配置
   された固定アーク接触子及び可動アーク接触子と、前記
   可動アーク接触子の周囲に配置された絶縁ノズルと、前
   記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子と前記絶縁
   ノズルとからなるアーク発生空間と、前記可動アーク接
   触子に連結され前記固定アーク接触子と前記可動アーク
   接触子とを接離する駆動部材と、前記絶縁ノズルと前記
   駆動部材とに機械的に接続されたパッファシリンダと、
   前記パッファシリンダに内包され前記アーク発生空間と
   連通する熱パッファ室とを備え、前記駆動部材により前
   記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開極状
   態にされたときに前記熱パッファ室内の消弧性ガスの流
   れを制御し当該消弧性ガスを前記アーク発生空間へ案内
   するためのガス流制御部材を、前記熱パッファ室内に設
   けたことを特徴とする熱パッファ形ガス遮断器。
2. 【請求項２】 前記ガス流制御部材は、前記熱パッファ
   室内を径方向に区分するガス整流部材と、前記ガス整流
   部材のアーク発生空間側端部の内周側に配置された第一
   逆止弁と、前記ガス整流部材のアーク発生空間側端部の
   外周側に配置された第二逆止弁とからなり、前記第一逆
   止弁はアークで加熱された消弧性ガスを前記アーク発生
   空間から前記熱パッファ室のガス整流部材の内周側に取
   り込む方向のみを許容するものであり、第二逆止弁はア
   ークに吹き付けるための消弧性ガスを前記熱パッファ室
   のガス整流部材の外周側から前記アーク発生空間に放出
   する方向のみを許容するものであることを特徴とする請
   求項１記載の熱パッファ形ガス遮断器。
3. 【請求項３】 前記ガス整流部材はアーク発生空間側端
   部から他端部に向かって開口部が拡大する傾斜を有し、
   前記ガス整流部材のアーク発生空間側端部の内周側開口
   部は前記アーク発生空間と前記熱パッファ室との連通口
   部より広いことを特徴とする請求項２記載の熱パッファ
   形ガス遮断器。
4. 【請求項４】 前記第一逆止弁を経て前記熱パッファ室
   のガス整流部材の内周側に取り込まれた消弧性ガスを前
   記第二逆止弁に向かって案内するためのガス流案内手段
   を、前記熱パッファ室内に備えたことを特徴とする請求
   項２記載の熱パッファ形ガス遮断器。