JP2003348721A - ガス吹付け遮断器 - Google Patents

ガス吹付け遮断器

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JP2003348721A
JP2003348721A JP2002155953A JP2002155953A JP2003348721A JP 2003348721 A JP2003348721 A JP 2003348721A JP 2002155953 A JP2002155953 A JP 2002155953A JP 2002155953 A JP2002155953 A JP 2002155953A JP 2003348721 A JP2003348721 A JP 2003348721A
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gas
arc
circuit breaker
blocking
extinguishing
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JP2002155953A
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English (en)
Inventor
Shunji Tokuyama
俊二 徳山
Hajime Urai
一 浦井
Yoichi Oshita
陽一 大下
Makoto Yano
眞 矢野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H2033/566—Avoiding the use of SF6

Abstract

(57)【要約】 【課題】 代替ガスを消弧ガスに使用して、ＳＦ6 ガス
と同等以上の遮断性能が得られるようにしたガス吹付け
遮断器を提供すること。 【解決手段】 ブッシング端子２４の間にガス吹付け遮
断部１とガス吹付け遮断部２を直列にして設け、遮断部
１には消弧ガスとしてＢＴＦ遮断性能に優れた代替ガス
を封入し、遮断部２には消弧ガスとしてＳＬＦ遮断性能
に優れた代替ガスを封入したもの。ガス吹付け遮断部１
とガス吹付け遮断部２が電気的に直列に接続されている
ので、ＳＬＦ遮断性能とＢＴＦ遮断性能の双方に優れ、
ＳＦ6ガスと同等以上の遮断性能をもったガス吹付け遮
断器が得られる。 【効果】 代替ガスが使用できるので、地球温暖化防止
に大きく貢献することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の遮断部を直
列に備えたガス吹付け遮断器に係り、特に地球温暖化防
止に好適なガス吹付け遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高電圧で大容量の遮断器として、
直列に接続した複数基の遮断部を備えた、いわゆる多点
切り方式のガス吹付け遮断器が広く採用されているが、
このとき、従来技術では、ＳＦ6(六弗化硫黄)ガスを封
入した圧力容器の中に複数基の遮断部を共通に収容して
いる。
【０００３】この結果、従来技術では、その複数基の遮
断部の各々は、何れも消弧ガスとして同一のＳＦ6 ガス
が使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このＳＦ6
ガスは、ＧＷＰ(地球温暖化ポテンシャル)がＣＯ2(炭酸
ガス)の２万３千９００倍もあり、従って地球環境保全
のため、１９９７年１１月開催の地球温暖化防止に関す
る京都会議で規制対象ガスに指定されている。
【０００５】そこで、このようなＳＦ6 ガスを使用した
ガス吹付け遮断器における地球温暖化防止の手段として
は、次のことが考えられる。
【０００６】 ＳＦ6 ガスの大気への排出量を削減す
る。
【０００７】 遮断器のタンク容積を小さくするなど
の方法により、ＳＦ6 ガスの使用量を削減する。
【０００８】 ＳＦ6 ガスと他のガスとの混合ガスを
用いることにより、ＳＦ6 ガスの使用量を削減する。
【０００９】 ＳＦ6 ガスよりもＧＷＰの小さいガス
を使用することにより、環境への影響を緩和する。
【００１０】 ＧＷＰに無関係なガスを使用して、環
境への影響を無くす。
【００１１】しかし、このＳＦ6 ガスは、ガス吹付け遮
断器の消弧ガスとしては極めて高い性能をもち、このＳ
Ｆ6 ガスに匹敵し、同等以上の遮断性能を有して代替と
なるガスは、現在のところ発見されていない。
【００１２】ここで、一般に、遮断器には、小電流から
大電流まで確実に遮断できることが要求されるが、特に
大電流に関しては、図２に示すように、電流零点直後の
電圧(過渡回復電圧)の立ち上がり初期部において、絶対
値は低いが急峻な変化率をもつ三角波形の電圧が現れて
しまう近距離線路故障(ＳＬＦ)遮断と、過渡回復電圧の
初期部の立ち上がりは緩やかであるが終期に絶対値の高
い電圧が印加されてしまう遮断器端子短絡故障(ＢＴＦ)
遮断のそれぞれについての遮断性能も満足できなければ
ならない。
【００１３】しかし、代替ガスを使用した場合には、図
３に示すように、上述の遮断性能の内、特にＳＬＦ遮断
性能が低下するといわれており、従って、従来技術で
は、ガス吹付け遮断器の消弧ガスをＳＦ6 ガスから代替
ガスに置換しても、所要の遮断性能を得ることができな
いので、地球温暖化防止を進める点に問題があった。
【００１４】本発明の目的は、代替ガスを消弧ガスに使
用して、ＳＦ6 ガスと同等以上の遮断性能が得られるよ
うにしたガス吹付け遮断器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
２基の遮断部を電気的に直列に接続したガス吹付け遮断
器において、前記遮断部の一方と他方で異なった消弧ガ
スを封入することにより達成される。
【００１６】このとき、前記消弧ガスの一方が六弗化硫
黄ガスで、他方が六弗化硫黄ガスと地球温暖化ポテンシ
ャルが六弗化硫黄ガスより小さいガスの混合ガスとして
もよく、前記消弧ガスの一方が六弗化硫黄ガスで、他方
が六弗化硫黄ガスと地球温暖化ポテンシャルに無関係な
ガスの混合ガスとしてもよい。
【００１７】また、このとき、前記消弧ガスの一方と他
方が、地球温暖化ポテンシャルが六弗化硫黄ガスより小
さいガスとしてもよく、前記消弧ガスの一方と他方が、
地球温暖化ポテンシャルが六弗化硫黄ガスより小さいガ
ス同志の混合ガスとしてもよい。
【００１８】同じくこのとき、前記消弧ガスの一方と他
方が、地球温暖化ポテンシャルが六弗素硫黄ガスより小
さいガスと地球温暖化ポテンシャルに無関係なガスの混
合ガスとしてもよく、前記消弧ガスの一方と他方が、地
球温暖化ポテンシャルに無関係なガスとしてもよく、更
に、このとき、前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖
化ポテンシャルに無関係なガス同志の混合ガスとしても
よい。
【００１９】また、このとき、前記遮断部が絶縁スペー
サで区分された接地金属タンク内に収納されていてもよ
く、前記遮断部が各々絶縁性容器内に設置され、対地間
を大気で絶縁されていてもよい。
【００２０】更に、このとき、前記遮断部が各々接地さ
れた金属タンク内に設けられている絶縁性容器内に設置
されていてもよい。ここで、前記接地された金属タンク
と前記絶縁性容器とで囲まれた空間に絶縁性ガスが封入
されていてもよい。
【００２１】或いは、このとき、前記遮断部の全てがパ
ッファ形の遮断部であってもよく、前記遮断部の一部が
二重圧力方式のガス吹付け遮断部であってもよく、更に
は、前記遮断部の全てが二重圧力方式のガス吹付け遮断
部であってもよい。
【００２２】そして、このとき、前記遮断部の全てが同
一操作器により駆動されるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス吹付け遮
断器について、図示の実施の形態により詳細入力説明す
ると、まず、図１は、本発明をパッファ形のガス吹付け
遮断器に適用した場合の一実施形態で、ここでは、遮断
器が投入状態にあるときの断面図が示されている。
【００２４】この図１に示したパッファ形のガス吹付け
遮断器は、遮断部１、２と、金属タンク３、４、絶縁ス
ペーサ５、それに操作器６で構成され、遮断部１を収納
した金属タンク３と、遮断部２を収納した金属タンク４
は、絶縁スペーサ５を挟んでボルトで締結されている。
そして、この絶縁スペーサ５には、その中心部に、両面
に露出した導体１２が設けてある。
【００２５】ここで遮断部１と遮断部２は左右対称にな
っているだけで、同じ形状で同じ寸法に作られているの
で、以下、両者を共通に説明すると、まず、各遮断部
１、２は、絶縁スペーサ５から離れた方の端部に導体１
０と、これを金属タンク３に支持するための絶縁筒１１
を備えている。
【００２６】また、各遮断部１、２の絶縁スペーサ５に
近い方の端部には、この絶縁スペーサ５に設けてある導
体１２に固定された固定子台１３と、これに取付けられ
た固定主接触子１４、固定アーク接触子１５、これら固
定主接触子１４及び固定アーク接触子１５に接離可能に
作られている可動主接触子１６と可動アーク接触子１
７、これら可動主接触子１６及び可動アーク接触子１７
と一体で動くように設けられたパッファシリンダ１８、
それにパッファシリンダ１８の中に挿入される固定ピス
トン１９が夫々備えられている。
【００２７】ここで、固定ピストン１９は、パッファシ
リンダ１８の内壁面に対して摺動するように設けられ、
これにより、パッファシリンダ１８の内壁面と可動アー
ク接触子１７の外周面及び固定ピストン１９によりパッ
ファ室２０が形成される。
【００２８】このとき、パッファ室２０は、固定主接触
子１４及び固定アーク接触子１５に対して可動主接触子
１６及び可動アーク接触子１７が開極動作したときに容
積が減少するように構成されている。
【００２９】パッファシリンダ１８にはノズル２８が取
付けてあり、これにより、遮断時、固定アーク接触子１
５と可動アーク接触子１７の間に発生するアークに、圧
縮された消弧ガスが吹付けられるようになっている。
【００３０】ここで、パッファシリンダ１８は、その外
周面に嵌合摺動している集電子２６を介して導体１０に
電気的に接続され、導体１０は、導体２５を介して更に
ブッシング端子２４に電気的に接続されている。
【００３１】可動アーク接触子１７の固定アーク接触子
１５側には、絶縁筒１１を貫通する絶縁性ロッド２１と
回転レバー２２が取付けられている。そして、このと
き、遮断部１側の回転レバー２２は操作ロッド２３を介
してそのまま操作器６に連結されるが、遮断部２側の回
転レバー２２はリンク機構２７を介して遮断部１側の回
転レバー２２に連結され、ここから操作ロッド２３を介
して操作器６に連結される。
【００３２】なお、この実施形態では、パッファ形の遮
断部が、遮断部１と遮断部２で同一の形状で同一の寸法
になっているが、各部の寸法や構造が異なった状態で実
施しても良い。また、ここでは、両遮断部ともパッファ
シリンダ１８の動作方向を水平方向にしているが、鉛直
方向になるように配置しても良い。
【００３３】次に動作について説明するのであるが、こ
こで、この実施形態が対象としているガス吹付け遮断器
では、遮断部が収容されているタンク内に消弧ガスが封
入された上で実際に使用され、このことは、この図１の
実施形態でも同じであり、そこで、まず、この消弧ガス
の封入について説明する。
【００３４】この実施形態の場合、まず、一方の遮断部
１が収納されている金属タンク３の中には、ＳＬＦ遮断
性能は劣るが、ＢＴＦ遮断性能に優れている消弧ガス、
例えばＳＦ6 ガスとＣＦ4 (四フッ化炭素)ガスの混合ガ
スが封入されている。ここでＣＦ4 ガスのＧＷＰは６,
３００である。
【００３５】次に、他方の遮断部２が収納されている金
属タンク４の中には、ＢＴＦ遮断性能は劣るが、ＳＬＦ
遮断性能に優れている消弧ガス、例えばＳＦ6 ガスとＣ
Ｈ4(メタン)ガスの混合ガスが封入されている。ここ
で、ＣＨ4 のＧＷＰは２４.５である。
【００３６】すなわち、この実施形態では、何れもＳＦ
6 ガスと、このＳＦ6 ガスよりＧＷＰが小さいガスとの
混合ガス、つまり(ＳＦ6＋ＣＦ4)ガスと、(ＳＦ6＋ＣＨ
4)ガスが、夫々遮断部１と遮断部２の消弧ガスとして用
いられていることになる。
【００３７】次に、この実施形態の動作について説明す
ると、この図１では、上記したように、投入状態が示さ
れている。そして、このとき、遮断部１側のブッシング
端子２４から電流が流入するものとした場合、電流の流
路は遮断部１側の導体２５から導体１０、集電子２６、
パッファシリンダ１８、可動主接触子１６、固定主接触
子１４、固定子台１３、絶縁スペーサ５の導体１２を通
り、遮断部２側に流入し、固定子台１３、固定主接触子
１４、可動主接触子１６、パッファシリンダ１８、集電
子２６、導体１０、導体２５を径由して、遮断部２側の
ブッシング端子２４に電流が流出する流路となる。
【００３８】そこで、このように電流が流れている状態
のとき、ある時点で操作器６に遮断指令が与えられたと
する。そうすると操作器６により操作ロッド２３が図面
で右方に駆動され、これにより、遮断部１が動作を開始
し、遮断部１に連結された回転レバー２２、絶縁性ロッ
ド２１を介して、可動主接触子１６と可動アーク接触子
１７及びパッファシリンダ１８が右方に駆動される。
【００３９】この結果、遮断部１の固定主接触子１４と
可動主接触子１６が開離し、続いて固定アーク接触子１
５と可動アーク接触子１７が開離して、これら接触子間
にアークが発生する。同時にパッファ室２０内の消弧ガ
スが圧縮され、高圧ガスが発生し、これがノズル２８か
ら噴出して遮断部１のアークに吹付けられる。
【００４０】また、この遮断部１の動作開始と同時に遮
断部２も動作を開始する。つまり、遮断部１側の操作ロ
ッド２３、回転レバー２２、リンク機構２７、遮断部２
側の回転レバー２２、絶縁性ロッド２１を介して、遮断
部２の可動主接触子１６と可動アーク接触子１７及びパ
ッファシリンダ１８が左方に駆動される。
【００４１】この結果、遮断部２側の固定主接触子１４
と可動主接触子１６がまず開離し、続いて固定アーク接
触子１５と可動アーク接触子１７が開離し、これら接触
子間にアークが発生する。同時にパッファ室２０内の消
弧ガスが圧縮され、高圧ガスが発生し、これがノズル２
８を介して遮断部２のアークに吹付けられる。
【００４２】このとき、遮断部１のアークと遮断部２の
アークは電気的に直列であり、この状態で、一方の遮断
部１のアークにはＢＴＦ遮断性能に優れた(ＳＦ6＋ＣＦ
4)ガスが消弧ガスとして吹付けられ、他方の遮断部２の
アークにはＳＬＦ遮断性能に優れた(ＳＦ6＋ＣＨ4)ガス
が消弧ガスとして吹付けられる。
【００４３】この結果、遮断部１ではＢＴＦ遮断性能が
満足され、遮断部２ではＳＬＦ遮断性能が満足されるこ
とになり、従って、この実施形態によれば、ＢＴＦ遮断
とＳＬＦ遮断の両方の性能を満足させることができ、Ｓ
Ｆ6 ガスと同等の遮断性能を有するガス吹付け遮断器が
得られることになる。
【００４４】そして、この実施形態では、消弧ガスがＳ
Ｆ6 単体のガスではなく、ＧＷＰの小さいガスとの混合
ガスになっているので、ＳＦ6 ガスの使用量が削減で
き、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を備えながら地球温暖
化防止に有効なガス吹付け遮断器を得ることができる。
【００４５】なお、この実施形態は、遮断部にパッファ
形を適用している。この結果、二重圧力方式の場合に必
要な、予め圧縮された高圧の消弧ガスを蓄えるためのリ
ザーバが不要になるので、ガス使用量を更に削減できる
効果がある。
【００４６】また、この実施形態は、絶縁スペーサ５を
介して締結された接地タンク(金属タンク３、４)内に各
々の遮断部を収納しているので、タンク全長を短くする
ことができ、経済的な効果があり、このとき、更に２基
のパッファ形遮断部を同一操作器で操作するようにして
いる点でも経済的な効果がある。
【００４７】次に、本発明の他の実施形態について説明
すると、まず、図４は本発明の第２の実施形態で、ここ
でも本発明をパッファ形のガス吹付け遮断器に適用し、
遮断器が投入状態にあるときの断面図が示されている
が、ここで、この図４の実施形態では碍子形の遮断器に
なっている。
【００４８】そして、この碍子形のパッファ形ガス吹付
け遮断器は、遮断部３１と遮断部３２、ポリマー碍管３
３とポリマー碍管３４、機構ケース３５、ポリマー碍管
３６及び操作器６から構成されている。ここで、ポリマ
ー碍管とは、例えばシリコンゴムなどの高分子材料で被
覆した碍管のことで、通常の碍管に比して、軽量化と小
型化が容易で、耐震性にも優れているという特徴があ
る。
【００４９】ここで、ポリマー碍管３３とポリマー碍管
３４は機構ケース３５に固定され、垂直に設置したポリ
マー碍管３６の頂部に水平に保持してある。そして、遮
断部３１と遮断部３２は、これらのポリマー碍管３３と
ポリマー碍管３４の内部に夫々収納されている。
【００５０】そして、これら遮断部３１と遮断部３２
は、基本的には図１の実施形態における遮断部１と遮断
部２と同じ構成で、遮断部３１側と遮断部３２の両端に
ある端子３７に固定された固定子台１３と、これに取付
けられた固定主接触子１４及び固定アーク接触子１５、
この固定主接触子１４及び固定アーク接触子１５と接離
可能に設けられた可動主接触子１６及び可動アーク接触
子１７、これら可動主接触子１６及び可動アーク接触子
１７と一体で動くパッファシリンダ１８、それにパッフ
ァシリンダ１８の中に挿入される固定ピストン１９で構
成されている。
【００５１】このとき固定ピストン１９は、パッファシ
リンダ１８の内壁面と摺動するように設けられていて、
パッファシリンダ１８の内壁面、可動アーク接触子１７
の外周面及び固定ピストン１９でパッファ室２０が形成
されるようになっている。
【００５２】そして、このパッファ室２０は、固定主接
触子１４及び固定アーク接触子１５と可動主接触子１６
及び可動アーク接触子１７との開極動作時に容積が減少
するように構成されている。
【００５３】このため、可動アーク接触子１７の固定ア
ーク接触子１５側とは反対側にある端部は、導体１０を
貫通する絶縁性ロッド２１に連結され、夫々リンク４０
を介してリンク機構３９に連結され、操作ロッド２３を
介して操作器６に連結されている。
【００５４】また、パッファシリンダ１８にはノズル２
８が取付けてあり、これにより、遮断時、固定アーク接
触子１５と可動アーク接触子１７の間に発生するアーク
に、圧縮された消弧ガスが吹付けられるようになってい
る。
【００５５】このとき、パッファシリンダ１８は、その
外周面に嵌合摺動している集電子２６を介して導体１０
に電気的に接続され、更に導体１０は、機構ケース３５
内に設けられた接続導体３８に接続され、これにより、
遮断部３１側と遮断部３２側の導体１０が直列になるよ
うに接続される。
【００５６】また、機構ケース３５の遮断部３２側の側
面には孔４１が設けてあり、遮断部３１側の側面には絶
縁性パイプ４２が取付けてある。そして、これにより遮
断部３２が収納されているポリマー碍管３３の内部はポ
リマー碍管３６の内部に連通され、遮断部３１の内部に
はガスが給排気できるようにしてある。
【００５７】なお、この実施形態でも、パッファ形の遮
断部が、遮断部３１と遮断部３２で同一の形状で同一の
寸法になっているが、各部の寸法や構造が異なった状態
で実施しても良い。また、ここでは、両遮断部ともパッ
ファシリンダ１８の動作方向を水平方向にしているが、
傾斜方向や鉛直方向になるように配置しても良い。
【００５８】次に動作について説明すると、この実施形
態の場合、まず、一方の遮断部３１が収納されているポ
リマー碍管３３の中には、ＳＬＦ遮断性能は劣るが、Ｂ
ＴＦ遮断性能に優れている消弧ガス、例えばＳＦ6 ガス
とＮ2 (窒素)ガスの混合ガスが封入されている。ここ
で、Ｎ2 ガスはＧＷＰと無関係である。
【００５９】次に、他方の遮断部３２が収納されている
ポリマー碍管３４の中には、ＢＴＦ遮断性能は劣るが、
ＳＬＦ遮断性能に優れている消弧ガス、例えばＳＦ6 ガ
スとＨ2 (水素)ガスの混合ガスが封入されている。ここ
でＨ2 ガスはＧＷＰと無関係である。
【００６０】すなわち、この図４の実施形態では、何れ
もＳＦ6 ガスと、ＧＷＰとは無関係なガスとの混合ガ
ス、つまり(ＳＦ6＋Ｎ2)ガスと、(ＳＦ6＋Ｈ2)ガスが、
夫々遮断部３１と遮断部３２の消弧ガスとして用いられ
ていることになる。
【００６１】次に、この実施形態の動作について説明す
ると、この図４では、上記したように、投入状態が示さ
れている。そして、このとき、遮断部１側のブッシング
端子２４から電流が流入するものとした場合、電流の流
路は、遮断部１側の端子３７から固定子台１３、固定主
接触子１４、可動主接触子１６、パッファシリンダ１
８、集電子２６、導体１０、接続導体３８、遮断部３２
側の導体１０、集電子２６、パッファシリンダ１８、可
動主接触子１６、固定主接触子１４、それに固定子台１
３を経由して遮断部３２側の端子３７に電流が流出する
流路となる。
【００６２】そこで、このように電流が流れている状態
のとき、ある時点で操作器６に遮断指令が与えられたと
する。そうすると操作器６により操作ロッド２３が図面
で右方に駆動され、これにより、リンク機構３９が下方
に移動する。
【００６３】このため、遮断部３１側と遮断部３２側の
リンク４０、絶縁性ロッド２１を介して、遮断部３１と
遮断部３２の双方の可動主接触子１６と可動アーク接触
子１７及びパッファシリンダ１８が左方向と右方向に夫
々駆動される。
【００６４】そこで、遮断部３１と遮断部３２の固定主
接触子１４と可動主接触子１６がまず開離し、続いて固
定アーク接触子１５と可動アーク接触子１７が開離し、
これら接触子間にアークが発生する。同時に夫々のパッ
ファ室２０内の消弧ガスが圧縮され、高圧ガスが発生
し、これがノズル２８を介して遮断部２のアークに吹付
けられる。
【００６５】このとき、遮断部３１のアークと遮断部３
２のアークは電気的に直列になっていて、この状態で、
一方の遮断部３１のアークにはＢＴＦ遮断性能に優れた
(ＳＦ6＋Ｎ2)ガスが消弧ガスとして吹付けられ、他方の
遮断部３２のアークにはＳＬＦ遮断性能に優れた(ＳＦ6
＋Ｈ2)ガスが消弧ガスとして吹付けられる。
【００６６】この結果、遮断部３１ではＢＴＦ遮断性能
が満足され、遮断部３２ではＳＬＦ遮断性能が満足され
ることになり、従って、この実施形態によれば、ＢＴＦ
遮断とＳＬＦ遮断の両方の性能を満足させることがで
き、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を有するガス吹付け遮
断器が得られることになる。
【００６７】そして、この図４の実施形態では、消弧ガ
スがＳＦ6 ガス単体ではなく、ＧＷＰと無関係なガスと
の混合ガスになっているので、ＳＦ6 ガスの使用量が削
減でき、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を備えながら地球
温暖化防止に有効なガス吹付け遮断器を得ることができ
る。
【００６８】なお、この実施形態は、遮断部にパッファ
形を適用している。この結果、二重圧力方式の場合に必
要な、予め圧縮された高圧の消弧ガスを蓄えるためのリ
ザーバが不要になるので、ガス使用量を更に削減できる
効果がある。
【００６９】また、この図４の実施形態では、消弧ガス
が容積の小さいポリマー碍管３３、３４、３６内に限定
して封入されており、従って、接地された金属タンク内
に遮断部を収納した場合に比較して大幅にＳＦ6 ガスの
使用量が削減でき、一段と地球温暖防止に効果がある。
【００７０】加えて、この実施形態では、２基のパッフ
ァ形の遮断部が同一の操作器で共通に操作されるように
してあるので、経済的にも有利であるという効果もあ
る。
【００７１】次に、図５は本発明の第３の実施形態で、
図１の実施形態と同じく、本発明をパッファ形のガス吹
付け遮断器に適用した場合の一実施形態で、遮断器が投
入状態にあるときの断面図が示されている点も、図１と
同じである。
【００７２】そして、遮断部５１と遮断部５２は、図１
の実施形態における遮断部１と遮断部２と同じであり、
金属タンク３と金属タンク４、絶縁スペーサ５及び操作
器６も同じで、これら金属タンク３と金属タンク４が絶
縁スペーサ５を挟んでボルトで締結されている点も同じ
である。
【００７３】しかして、この図５の実施形態では、各遮
断部に更に絶縁性タンク５３、５４を設け、これらの中
に遮断部５１と遮断部５２を夫々収納するようにしてい
る点が図１の実施形態とは異なっている。
【００７４】そして、この実施形態の場合、まず、一方
の遮断部５１が収納されている絶縁性タンク５３の中に
は、ＳＬＦ遮断性能は劣るが、ＢＴＦ遮断性能に優れた
消弧ガス、例えばＣ2Ｆ6 ガス、又はこのＣ2Ｆ6 ガスと
ＣＦ4 ガスの混合ガスが封入されている。ここでＣ2Ｆ6
ガスのＧＷＰは１２で、ＣＦ4 ガスのＧＷＰは６,３０
０である。
【００７５】次に、他方の遮断部５２が収納されている
絶縁性タンク５４の中には、ＢＴＦ遮断性能は劣るが、
ＳＬＦ遮断性能に優れた消弧ガス、例えばＣＨ4 ガス、
又はこのＣＨ4 ガスとＣＦ4 ガスの混合ガスが封入され
ている。ここでＣＨ4 ガスのＧＷＰは２４.５で、ＣＦ4
ガスのＧＷＰは６,３００である。
【００７６】すなわち、この図５の実施形態では、遮断
部５１と遮断部５２の消弧ガスとして、何れもＧＷＰが
ＳＦ6 ガスより小さいＣ2Ｆ6 単体のガスとＣＨ4 単体
のガス、或いはＧＷＰが小さいガス同士の混合ガスであ
る(Ｃ2Ｆ6＋ＣＦ4)ガスと(ＣＨ4＋ＣＦ4)ガスが用いら
れていることになる。
【００７７】そして、更に、この図５の実施形態では、
例えば窒素や空気など、ＧＷＰには無関係な絶縁性気体
が、所定の圧力で金属タンク３、４の中に封入してあ
り、このため、絶縁スペーサ５には孔５５が設けてあっ
て、両タンク内が連通されているようにしてある。
【００７８】ここで、絶縁性タンク５３、５４の中に収
納されている遮断部５１、５２は、上記したように、図
１の実施形態における遮断部１、２と同じ構成になって
いるので、構成についての詳しい説明は省略し、動作に
ついても同じく詳しい説明は省略する。
【００７９】なお、この実施形態でも、パッファ形の遮
断部が、遮断部５１と遮断部５２で同一の形状で同一の
寸法になっているが、各部の寸法や構造が異なった状態
で実施しても良い。また、ここでは、両遮断部ともパッ
ファシリンダ１８の動作方向を水平方向にしているが、
鉛直方向になるように配置しても良い。
【００８０】この図５の実施形態でも、遮断部５１と遮
断部５２のアークは電気的に直列であり、この状態で遮
断部５１のアークにはＢＴＦ遮断性能に優れた消弧ガ
ス、すなわちＣ2Ｆ6 ガス、又はＣ2Ｆ6 ガスとＣＦ4 ガ
スの混合ガスが吹付けられ、遮断部５２のアークにはＳ
ＬＦ遮断性能に優れた消弧ガス、すなわちＣＨ4 ガス、
又はＣＨ4 ガスとＣＦ4 との混合ガスが吹付けられる。
【００８１】従って、この実施形態によっても、ＢＴＦ
遮断性能とＳＬＦ遮断性能の双方を満足させることがで
き、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を有する地球温暖化防
止に好適なガス吹付け遮断器が得られる。
【００８２】そして、この図５の実施形態では、対地間
絶縁にはＧＷＰに関係のない窒素や空気なとの絶縁性気
体を使用し、消弧ガスが封入される部分の容積を絶縁性
タンク５３、５４内に限定できるようにしている。
【００８３】従って、この実施形態によれば、ＧＷＰを
有するガスの使用量が更に削減できるので、一段と地球
温暖化防止に貢献することができるという効果があり、
ここでも、２基のパッファ形の遮断部が同一操作器で操
作できるので、経済的な効果がある。
【００８４】次に、図６は本発明の第４の実施形態で、
本発明をパッファ形とニ重圧力方式とを組合せたガス吹
付け遮断器に適用した場合の一実施形態で、遮断器が投
入状態にあるときの断面図が示されている点は図１と同
じである。
【００８５】この図６において、遮断部７１はパッファ
形の遮断部で、遮断部７２が二重圧力方式の遮断部であ
り、従って、この図６の実施形態は、図１の実施形態に
おける遮断部２をニ重圧力方式の遮断部７２に置換した
ものに相当する。
【００８６】このため、金属タンク３、４と絶縁スペー
サ５及び操作器６は、図１の実施形態の場合と同じであ
り、遮断部７１を収納した金属タンク３と遮断部７２を
収納した金属タンク４が絶縁スペーサ５を挟んでボルト
で締結されている点も同じである。
【００８７】そして、パッファ形の遮断部７１が収納さ
れている金属タンク３の中には、ＳＬＦ遮断性能は劣る
が、ＢＴＦ遮断性能に優れた消弧ガス、例えばＣＦ4 ガ
スとＮ2 ガスの混合ガスが封入されている。ここで、Ｃ
Ｆ4 ガスのＧＷＰが６,３００で、Ｎ2 ガスはＧＷＰに
無関係なことは、既に説明した通りである。
【００８８】他方、ニ重圧力方式の遮断部７２が収納さ
れている金属タンク４の中には、例えばＳＬＦ遮断性能
に優れてはいるが、音速が比較的速くＧＷＰが２４.５
のＣＨ4 ガスとＧＷＰに無関係なＨ2 ガスの混合ガスが
封入されている。
【００８９】すなわち、この図６の実施形態では、遮断
部７１と遮断部７２の消弧ガスとして、何れもＧＷＰが
ＳＦ6 ガスより小さいガスと、ＧＷＰに無関係なガスと
の混合ガスである(ＣＦ4＋Ｎ2)と(ＣＨ4＋Ｈ2)が用いら
れていることになる。
【００９０】ここで、パッファ形の遮断部７１の構成は
図１で説明した遮断部１と同様であるので説明は省略
し、二重圧力方式の遮断部７２の構成について説明する
と、この遮断部７２は、金属タンク４内において、導体
１０と、これを金属タンク４に支持するための絶縁筒１
１を備えている。
【００９１】そして、絶縁スペーサ５の導体１２に固定
された中空固定子台７３と、中空固定子台７３に取付け
られた固定主接触子７４、固定アーク接触子７５、この
固定主接触子７４及び固定アーク接触子７５と接離可能
に設けられ、一体に形成された可動主接触子７７及び可
動アーク接触子７８を備えている。
【００９２】ここで、可動アーク接触子７８の両端部の
うち、固定アーク接触子７５側とは反対側の端部にある
絶縁性ロッド２１は、絶縁筒１１を貫通して、この遮断
部７２側の回転レバー２２と、リンク機構２７及び遮断
部７１側の回転レバー２２を介して、操作器６の操作ロ
ッド２３に連結されている。
【００９３】また、遮断部７２側のブッシング端子２４
からは、導体２５が導体１０に電気的に接続され、更に
導体１０には、可動主接触子７７の外周面と摺動する集
電子７９が接続されている。
【００９４】ここで遮断部７２は、二重圧力方式である
ため、金属タンク４の外部に配管系８０が設けられ、こ
こには金属タンク４内に封入されている消弧ガスを圧縮
して高圧ガスにするコンプレッサＣと、圧縮された高圧
ガスを貯蔵しておくためのリザーバＲ、それに遮断動作
時に高圧ガスを中空固定子台７３に導入するための制御
弁８１が備えられている。
【００９５】そして、この制御弁８１は、リンク機構２
７に連結しているレバー８２により開閉動作され、絶縁
性パイプ８３を介して中空固定子台７３の中に連通され
ている。
【００９６】なお、この実施形態では、遮断部７１のパ
ッファシリンダ１８及び遮断部７２の可動主接触子７７
の動作方向が水平方向にしてあるが、鉛直方向に配置し
ても良い。
【００９７】次に、この図６の実施形態の動作について
説明する。ここで、まず、この図６に示す投入状態で
は、遮断部７１側のブッシング端子２４から流入した電
流は、導体２５、導体１０、集電子２６、パッファシリ
ンダ１８、可動主接触子１６、固定主接触子１４、固定
子台１３、それに絶縁スペーサ５の導体１２を介して遮
断部７２側に流入する。そして、ここから中空固定子台
７３、固定主接触子７４、可動主接触子７７、集電子７
９、導体１０、導体２５を径由して、遮断部７２側のブ
ッシング端子２４に流出する。
【００９８】次に、遮断動作について説明する。ここ
で、遮断部７１の動作は、図１の遮断部１と同様である
ので、説明は省略し、二重圧力方式の遮断部７２の動作
について説明する。
【００９９】操作器６に遮断指令が与えられると操作ロ
ッド２３が右方に駆動される。これにより遮断部７１側
の回転レバー２２、リンク機構２７、遮断部７２側の回
転レバー２２、絶縁性ロッド２１を介して、遮断部７２
の可動主接触子７７と可動アーク接触子７８が左方に駆
動される。
【０１００】この結果、まず、固定主接触子７４と可動
主接触子７７が開離し、続いて固定アーク接触子７５と
可動アーク接触子７８が開離して、これら接触子間にア
ークが発生する。
【０１０１】同時に、レバー８２を介して制御弁８１が
左方に移動され、リザーバＲ内に予め高圧に圧縮されて
貯蔵されていた消弧ガスが、中空固定子台７３を径由し
てノズル７６から噴出し、固定アーク接触子７５と可動
アーク接触子７８間に発生したアークに吹付けられる。
【０１０２】このとき、遮断部７１のアークと遮断部７
２のアークは電気的に直列であり、ここで、まず遮断部
７１のアークにはＢＴＦ遮断性能に優れたガス、すなわ
ちＧＷＰが６,３００のＣＦ4 ガスとＧＷＰに無関係な
Ｎ2 ガスの混合ガスが吹付けられる。
【０１０３】一方、このとき遮断部７２のアークには、
ＳＬＦ遮断性能には優れているが、音速が比較的速くて
ＧＷＰが２４.５のＣＨ4 ガスとＧＷＰに無関係なＨ2
ガスの混合ガスが吹付けられる。
【０１０４】しかし、後者の遮断部７２はニ重圧力方式
であるため、音速が速い消弧ガスに対しても、高い圧力
で長時間吹付けができ、アーク時間幅の確保が容易であ
るため、パッファ形よりも遮断性能が優れており、この
結果、所要のＳＬＦ遮断性能を充分に満足させることが
できる。
【０１０５】従って、この図６の実施形態によっても、
ＢＴＦ遮断及びＳＬＦ遮断の両方の性能を満足すること
ができ、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を有しながら地球
温暖化防止に大きく貢献することができるガス吹付け遮
断器が得られる。
【０１０６】また、このとき両遮断部７１、７２とも、
消弧ガスとして、ＧＷＰを持つガスとＧＷＰに無関係な
ガスを混合して使用しているため、ＧＷＰが等価的に低
減されるので、環境への影響が軽減でき、一段と地球温
暖化防止に効果的であり、更に、パッファ形の遮断部と
二重圧力方式の遮断部が同一の操作器で操作するように
しており、経済的な効果がある。
【０１０７】次に、図７は本発明の第５の実施形態で、
本発明をニ重圧力方式のガス吹付け遮断器に適用した場
合の一実施形態であり、ここでも遮断器が投入状態にあ
るときの断面図が示されている点は図１と同じである。
【０１０８】この図７において、遮断部９１と遮断部９
２は、共に二重圧力方式の遮断部であり、従って、この
図７の実施形態は、図５の実施形態における遮断部７２
もニ重圧力方式の遮断部に置換したものに相当する。
【０１０９】このため、金属タンク３、４と絶縁スペー
サ５及び操作器６は、図１の実施形態の場合と同じであ
り、遮断部９１を収納した金属タンク３と遮断部９２を
収納した金属タンク４が絶縁スペーサ５を挟んでボルト
で締結されている点も同じである。
【０１１０】そして、この実施形態では、まず金属タン
ク３の中には、ＢＴＦ遮断性能に優れてはいるが、音速
が比較的速くＧＷＰに無関係な例えばＮ2 ガス、又はＮ
2 ガスと空気の混合ガスが封入されている。ここで、空
気も比較的音速が速くＧＷＰに無関係な気体である。
【０１１１】他方、金属タンク４の中には、例えばＳＬ
Ｆ遮断性能には優れているが、音速が比較的速くＧＷＰ
に無関係なＨ2 ガス、又はＨ2 ガスと空気の混合ガスが
封入されている。
【０１１２】すなわち、この図７の実施形態では、遮断
部９１と遮断部９２の消弧ガスとして、何れも、比較的
音速が速くＧＷＰに無関係なガスであるＮ2 とＨ2 、或
いはこれらＧＷＰに無関係なガス同士の混合ガスである
(Ｎ2＋空気)と(Ｈ2＋空気)が用いられていることにな
る。
【０１１３】そして、この図７の実施形態の場合、遮断
部９１及び遮断部９２は、何れも図６の実施形態におけ
る遮断部７２と同じであり、従って、これらの構成につ
いての説明は省略する。
【０１１４】なお、この実施形態では、左右２基の二重
圧力方式の遮断部が同一寸法で同一構造になっている
が、各部の寸法や構造が異なっていても良い。また、可
動主接触子７７と可動アーク接触子７８の動作方向も水
平方向にしてあるが、鉛直方向になるように配置しても
良い。
【０１１５】次に、この図７の実施形態の動作について
説明する。ここで、まず、この図７に示す投入状態で
は、遮断部９１側のブッシング端子２４から流入した電
流は、導体２５、導体１０、集電子７９、可動主接触子
７７、固定主接触子７４、中空固定子台７３、それに絶
縁スペーサ５の導体１２を介して遮断部９２側に流入す
る。そして、更に中空固定子台７３、固定主接触子７
４、可動主接触子７７、集電子７９、導体１０、導体２
５を径由して、遮断部９２側のブッシング端子２４に流
出する。
【０１１６】ここで、遮断時での遮断部９１と遮断部９
２の動作については、図６に示した遮断部７２と同様で
あり、従って、説明は省略するが、このとき、遮断部９
１のアークと遮断部９２のアークは電気的に直列であ
る。
【０１１７】そして、遮断部９１のアークには、ＢＴＦ
遮断性能は優れているが、音速が比較的速くＧＷＰに無
関係なＮ2 ガス、又はＮ2 ガスと比較的音速が早くＧＷ
Ｐに無関係な空気の混合ガスが吹付けられる。
【０１１８】しかし、このとき遮断部９１はニ重圧力方
式であるため、音速が速い消弧ガスに対しても、高い圧
力で長時間吹付けができ、アーク時間幅の確保が容易で
あるため、パッファ形よりも遮断性能が優れており、所
要のＢＴＦ遮断性能を容易に満足させることができる。
【０１１９】また、遮断部９２のアークには、ＳＬＦ遮
断性能は優れているが、音速が比較的速くＧＷＰに無関
係なＨ2 ガス、又はＨ2 ガスと比較的音速が速くＧＷＰ
に無関係な空気の混合ガスが吹付けられる。
【０１２０】しかし、このときも、遮断部９２はニ重圧
力方式であるため、音速が速い消弧ガスに対しても、高
い圧力で長時間吹付けができ、アーク時間幅の確保が容
易であるため、やはりパッファ形よりも遮断性能が優れ
ており、同じく所要のＳＬＦ遮断性能を容易に満足させ
ることができる。
【０１２１】従って、この図７の実施形態によっても、
ＢＴＦ遮断及びＳＬＦ遮断の両方の性能を満足すること
ができ、ＳＦ6 ガスと同等の遮断性能を有する地球温暖
化防止に好適なガス吹付け遮断器が得られる。
【０１２２】また、この実施形態では、ＧＷＰに無関係
な空気や窒素、水素など単一組成のガス、又はこれらの
混合ガスをＢＴＦ遮断用の遮断部とＳＬＦ遮断用の遮断
部の両方に使用しているため、地球温暖化防止に最適な
ガス吹付け遮断器が得られる効果がある。
【０１２３】更にこのとき、この実施形態では、２基の
遮断部の可動接触子及び制御弁を単一の操作器で操作す
るようにしており、経済的な効果がある。
【０１２４】
【発明の効果】本発明によれば、代替ガスを使用して
も、ＳＦ6 ガスを使用した場合と同等以上の遮断性能を
得ることができるので、地球温暖化防止に好適なガス吹
付け遮断器を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガス吹付け遮断器の第１の実施形
態を示す断面図である。
【図２】ガス吹付け遮断器による電流零点直後の過渡回
復電圧特性の一例を示す特性図である。
【図３】ＳＦ6 代替ガスの特性を示す説明図である。
【図４】本発明によるガス吹付け遮断器の第２の実施形
態を示す断面図である。
【図５】本発明によるガス吹付け遮断器の第３の実施形
態を示す断面図である。
【図６】本発明によるガス吹付け遮断器の第４の実施形
態を示す断面図である。
【図７】本発明によるガス吹付け遮断器の第５の実施形
態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２、３１、３２、５１、５２、７１、７２、９１、
９２ 遮断部 ３、４ 金属タンク ５ 絶縁スペーサ ６ 操作器 １０、１２、２５ 導体 １１ 絶縁筒 １２ 導体 １３ 固定子台 １４、７４ 固定主接触子 １５、７５ 固定アーク接触子 １６、７７ 可動主接触子 １７、７８ 可動アーク接触子 １８ パッファシリンダ １９ 固定ピストン ２０ パッファ室 ２１ 絶縁性ロッド ２２ 回転レバー ２３ 操作ロッド ２４ ブッシング端子 ２６ 集電子 ２７、３９ リンク機構 ２８、７６ ノズル ３３、３４、３６ ポリマー碍管 ５３、５４ 絶縁性タンク ８１ 制御弁 Ｒ リザーバ Ｃ コンプレッサ
フロントページの続き (72)発明者 大下 陽一 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 矢野 眞 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 5G001 AA13 BB03 BB04 5G017 AA11 BB01 DD01

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２基の遮断部を電気的に直列
    に接続したガス吹付け遮断器において、 前記遮断部の一方と他方で異なった消弧ガスが封入され
    ていることを特徴とするガス吹付け遮断器。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方が六弗化硫黄ガスで、他方が六弗化
    硫黄ガスと地球温暖化ポテンシャルが六弗化硫黄ガスよ
    り小さいガスの混合ガスであることを特徴とするガス吹
    付け遮断器。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方が六弗化硫黄ガスで、他方が六弗化
    硫黄ガスと地球温暖化ポテンシャルに無関係なガスの混
    合ガスであることを特徴とするガス吹付け遮断器。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖化ポテンシャル
    が六弗化硫黄ガスより小さいガスであることを特徴とす
    るガス吹付け遮断器。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖化ポテンシャル
    が六弗化硫黄ガスより小さいガス同志の混合ガスである
    ことを特徴とするガス吹付け遮断器。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖化ポテンシャル
    が六弗素硫黄ガスより小さいガスと地球温暖化ポテンシ
    ャルに無関係なガスの混合ガスであることを特徴とする
    ガス吹付け遮断器。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の発明において 前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖化ポテンシャル
    に無関係なガスであることを特徴とするガス吹付け遮断
    器。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の発明において、 前記消弧ガスの一方と他方が、地球温暖化ポテンシャル
    に無関係なガス同志の混合ガスであることを特徴とする
    ガス吹付け遮断器。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部が絶縁スペーサで区分された接地金属タンク
    内に収納されていることを特徴とするガス吹付け遮断
    器。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部が各々絶縁性容器内に設置され、対地間を大
    気で絶縁したことを特徴とするガス吹付け遮断器。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部が各々接地された金属タンク内に設けられて
    いる絶縁性容器内に設置されていることを特徴とするガ
    ス吹付け遮断器。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の発明において、 前記接地された金属タンクと前記絶縁性容器とで囲まれ
    た空間に絶縁性ガスが封入されていることを特徴とする
    ガス吹付け遮断器。
  13. 【請求項１３】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部の全てがパッファ形の遮断部であることを特
    徴とするガス吹付け遮断器。
  14. 【請求項１４】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部の一部が二重圧力方式のガス吹付け遮断部で
    あることを特徴とするガス吹付け遮断器。
  15. 【請求項１５】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部の全てが二重圧力方式のガス吹付け遮断部で
    あることを特徴とするガス吹付け遮断器。
  16. 【請求項１６】 請求項１に記載の発明において、 前記遮断部の全てが同一操作器により駆動されることを
    特徴とするガス吹付け遮断器。
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