JP2008123762A - Gas blast circuit breaker - Google Patents

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JP2008123762A JP2006304469A JP2006304469A JP2008123762A JP 2008123762 A JP2008123762 A JP 2008123762A JP 2006304469 A JP2006304469 A JP 2006304469A JP 2006304469 A JP2006304469 A JP 2006304469A JP 2008123762 A JP2008123762 A JP 2008123762A
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Hiroshi Furuta
宏 古田
Norimitsu Kato
紀光 加藤
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable gas blast circuit breaker which evades the generation of metallic vapor and has an excellent breaking performance without damaging the mobility of a valve even when a spring member is exposed to a high temperature gas by protecting the spring member for moving the valve from the high temperature gas in the valve structure of a puffer piston. <P>SOLUTION: A steel cylindrical guide 41 is provided so as to cover the outer circumferential part of a coil spring 24. The cylindrical guide 41 is freely movable in an axial direction together with the extension and contraction of the coil spring 24, that is the opening/closing operation of a valve plate 23, with a spring bearing 25 as an axis. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、パッファ室にて圧縮した絶縁性ガスをアーク接点間に吹き付けてアークを消弧するパッファ形ガス遮断器に係り、パッファピストンの圧縮板にばね式のバルブ板が取り付けられたガス遮断器に関するものである。   The present invention relates to a puffer-type gas circuit breaker in which an insulating gas compressed in a puffer chamber is blown between arc contacts to extinguish the arc, and a gas-type blocker in which a spring-type valve plate is attached to a compression plate of a puffer piston. It is about a vessel.

近年、大電流を通電する電力用の開閉器の分野では、消弧性ガスとしてSF6ガスを用いたガス絶縁開閉装置が主流となっている。そのうち、ガス遮断器は系統の短絡電流のような大電流を遮断することを要求されるため、パッファ形ガス遮断器が最も良く用いられている。   In recent years, gas-insulated switchgear using SF6 gas as arc-extinguishing gas has become the mainstream in the field of electric power switches that energize a large current. Among them, the puffer type gas circuit breaker is most often used because the gas circuit breaker is required to cut off a large current such as a short circuit current of the system.

パッファ形ガス遮断器とは、固定側及び可動側の接点を有する消弧室を形成し、パッファシリンダ内のSF6ガスを開路動作時にパッファシリンダで圧縮し、一対のアーク接点にノズルを介してSF6ガスを吹き付けてアークを消弧して電流遮断するものである。ここで、パッファ形ガス遮断器の基本構造について図5を参照して具体的に説明する。図5はパッファ形ガス遮断器の消弧室の代表的な構成を示している。   The puffer type gas circuit breaker forms an arc extinguishing chamber having contacts on the fixed side and the movable side, SF6 gas in the puffer cylinder is compressed by the puffer cylinder during the opening operation, and SF6 is passed through the nozzle to a pair of arc contacts. The gas is blown to extinguish the arc and cut off the current. Here, the basic structure of the puffer-type gas circuit breaker will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 shows a typical configuration of the arc extinguishing chamber of the puffer type gas circuit breaker.

パッファ形ガス遮断器の消弧室は、可動部6と固定部7とから構成される。これら可動部6及び固定部7は、SF6ガスを密封したガスタンク1内に絶縁筒17を介して、接離自在に対向して配置されている。このうち、可動部6は可動主接点2及び可動アーク接点4からなり、固定部7は固定主接点3及び固定アーク接点5からなる。   The arc extinguishing chamber of the puffer-type gas circuit breaker includes a movable part 6 and a fixed part 7. The movable portion 6 and the fixed portion 7 are disposed to face and separate from each other via an insulating cylinder 17 in a gas tank 1 in which SF6 gas is sealed. Among these, the movable part 6 includes a movable main contact 2 and a movable arc contact 4, and the fixed part 7 includes a fixed main contact 3 and a fixed arc contact 5.

可動部6には操作ロッド12が取り付けられている。操作ロッド12には可動主接点2及び可動アーク接点4と共に、ノズル8及びパッファシリンダ9が固着されており、操作装置13により一体的に駆動されるようになっている。可動主接点2及びノズル8はパッファシリンダ9の先端部に同軸状に取り付けられている。   An operation rod 12 is attached to the movable portion 6. A nozzle 8 and a puffer cylinder 9 are fixed to the operation rod 12 together with the movable main contact 2 and the movable arc contact 4, and are driven integrally by the operation device 13. The movable main contact 2 and the nozzle 8 are coaxially attached to the tip of the puffer cylinder 9.

また、可動部6にはパッファピストン10が設けられている。パッファピストン10は前記パッファシリンダ9に摺動自在に挿入されており、これらの部材によりパッファ室11が形成される。なお、パッファピストン10は、支持絶縁筒14、シールド15及び可動支え16を介してガスタンク1に支持されている。   Further, a puffer piston 10 is provided on the movable portion 6. The puffer piston 10 is slidably inserted into the puffer cylinder 9, and a puffer chamber 11 is formed by these members. The puffer piston 10 is supported by the gas tank 1 via a support insulating cylinder 14, a shield 15 and a movable support 16.

以上の構成を有するパッファ形ガス遮断器において、閉路状態では主接点2、3同士とアーク接点4、5同士が接している。そして、開路動作時には消弧室の可動部6が開路動作方向(図5中の右方向)へ操作装置13によって駆動される。開路動作初期にはまず主接点2、3同士が離れ、電流をすべてアーク接点4、5側に移す。この後、アーク接点4、5を開くと、ここにアーク18が発生する。このとき、パッファ室11内のSF6ガスをパッファピストン10にて圧縮し、ノズル8がこれを案内してアーク18へ吹き付けることで、アーク18を消弧して電流遮断する。   In the puffer type gas circuit breaker having the above configuration, the main contacts 2 and 3 and the arc contacts 4 and 5 are in contact with each other in a closed state. During the opening operation, the movable part 6 of the arc extinguishing chamber is driven by the operating device 13 in the opening operation direction (right direction in FIG. 5). In the initial stage of the opening operation, the main contacts 2 and 3 are separated from each other, and all currents are transferred to the arc contacts 4 and 5 side. Thereafter, when the arc contacts 4 and 5 are opened, an arc 18 is generated here. At this time, SF6 gas in the puffer chamber 11 is compressed by the puffer piston 10, and the nozzle 8 guides it and blows it to the arc 18, thereby extinguishing the arc 18 and interrupting the current.

この時、大電流を遮断するには、高い圧力のSF6ガスを吹き付けつつ、高速でアーク接点4、5を開路する必要があり、そのためには操作装置13の出力を大きくしなくてはならない。また、大量のSF6ガスをアーク18に吹き付けなくてはならないので、パッファシリンダ9の断面積も大きなものが望ましい。その結果、消弧室や遮断器全体のサイズも大きくならざるを得なくなる。このような操作装置の大出力化や遮断器の寸法の増大はコスト的にも高くなり、経済的に不利な状況を招いていた。   At this time, in order to cut off the large current, it is necessary to open the arc contacts 4 and 5 at high speed while blowing high pressure SF6 gas. For this purpose, the output of the operating device 13 must be increased. Further, since a large amount of SF6 gas must be blown onto the arc 18, it is desirable that the puffer cylinder 9 has a large cross-sectional area. As a result, the size of the arc extinguishing chamber and the entire circuit breaker must be increased. Such an increase in the output of the operating device and an increase in the size of the circuit breaker increase the cost, leading to an economically disadvantageous situation.

これらの問題を解決するためのパッファ形ガス遮断器として、大電流遮断時に発生するアークエネルギーによる圧力上昇を利用したものが知られている。これは、アーク18の熱エネルギーをパッファシリンダ9内に再度取込み、この熱エネルギーを利用してパッファシリンダ10内のSF6ガスを加熱し、圧力を上昇させてノズル8を介してSF6ガスをアーク接点4、5に吹き付け、電流を遮断するものである。図中19の矢印は、パッファ室11内から吹き付けられたガスが、再びパッファ室11内に取り込まれる時のガス流路を示している。   As a puffer-type gas circuit breaker for solving these problems, there is known a puffer type gas circuit breaker that utilizes a pressure increase caused by arc energy generated when a large current is interrupted. This is because the thermal energy of the arc 18 is taken into the puffer cylinder 9 again, the SF6 gas in the puffer cylinder 10 is heated using this thermal energy, the pressure is increased, and the SF6 gas is arc contacted through the nozzle 8. It sprays on 4 and 5 and interrupts | blocks an electric current. An arrow 19 in the figure indicates a gas flow path when the gas blown from the puffer chamber 11 is taken into the puffer chamber 11 again.

この方式を採用したガス遮断器では、加熱するガス量が少ない、すなわち、パッファシリンダ9の容量が小さいものの方がより効果的にガス圧力を上昇させることができるので、消弧室や遮断器本体の小型化を進める上でも有利である。また、パッファシリンダ9の面積が小さいことから、開路操作時に発生する反力も低く抑えることが可能であって、開閉操作機構部の出力も小さくて済むといった利点がある。このように、アーク18の熱エネルギーをパッファ室11内のガス圧上昇に利用したガス遮断器は、小型化に優れており、近年急速に普及している。   In the gas circuit breaker adopting this method, the amount of gas to be heated is small, that is, the one with a small capacity of the puffer cylinder 9 can raise the gas pressure more effectively. This is also advantageous in reducing the size of the device. In addition, since the area of the puffer cylinder 9 is small, there is an advantage that the reaction force generated during the opening operation can be suppressed to a low level and the output of the opening / closing operation mechanism unit can be reduced. As described above, the gas circuit breaker using the thermal energy of the arc 18 for increasing the gas pressure in the puffer chamber 11 is excellent in miniaturization and has been rapidly spread in recent years.

ところで、アークエネルギーによる圧力上昇を利用するパッファ形ガス遮断器の遮断原理は上述した通りであるが、実際のガス遮断器には、その運用方法により、次のような3つの動作責務が要求されている。すなわち、単独の開極動作(以下、「単独−O−動作」という)、閉極後直ちに開極する動作(以下、「−CO−動作」という)、遮断の数百ms後に「−CO−動作」を行う動作(以下、「O−θ−CO動作」という)である。   By the way, although the shut-off principle of the puffer type gas circuit breaker using the pressure rise due to arc energy is as described above, the actual gas circuit breaker requires the following three operational responsibilities depending on the operation method. ing. That is, a single opening operation (hereinafter referred to as “single-O-operation”), an operation that opens immediately after closing (hereinafter referred to as “-CO-operation”), and “−CO— Is an operation (hereinafter referred to as “O-θ-CO operation”).

このうち、「−CO−動作」を行う場合には、開極状態から閉極して直ちに開極することになるが、閉極動作初期には、パッファピストン9とパッファシリンダ10で形成されるパッファ室11内部には、ノズル8を通してしかガスが供給されていない。このように、ノズル8を通してのガス供給のみに依存した場合、「−CO−動作」のO動作開始までにパッファ室11内部のガス圧が初期状態まで回復できなくなる可能性がある。   Among these, in the case of performing “-CO-operation”, the contact is closed immediately after being opened, but is immediately opened. However, in the initial stage of the closing operation, the puffer piston 9 and the puffer cylinder 10 are formed. The gas is supplied only into the puffer chamber 11 through the nozzle 8. As described above, when only the gas supply through the nozzle 8 is relied on, there is a possibility that the gas pressure inside the puffer chamber 11 cannot be recovered to the initial state before the O operation of the “-CO-operation” is started.

また、「O−θ−CO動作」を行う場合には、1回目のO動作の際に発生した比較的温度の高いガスが、CO動作開始時にアーク接点4、5間に残留しており、CO動作によってこのガスをパッファ室11内部に取り込む可能性がある。遮断後のガス温度は、遮断電流・定格電圧・消弧室の構造・遮断からの時間によって大きく変わるため、一概には言えないが、数百℃〜数千℃まで達している可能性がある。そのような高温のSF6ガスは、多くの電子・イオンを含み、遮断性能及び絶縁性能を低下すると言われており、高温ガスをパッファ室11内に多く取り込むことは好ましくない。   When performing the “O-θ-CO operation”, a relatively high temperature gas generated during the first O operation remains between the arc contacts 4 and 5 at the start of the CO operation. There is a possibility that this gas is taken into the puffer chamber 11 by the CO operation. The gas temperature after shut-off varies greatly depending on the cut-off current, rated voltage, arc-extinguishing chamber structure, and time since shut-off, so it cannot be generally stated, but it may have reached several hundred to several thousand degrees Celsius. . Such high-temperature SF6 gas contains many electrons and ions, and is said to deteriorate the shielding performance and insulation performance, and it is not preferable to incorporate a large amount of high-temperature gas into the puffer chamber 11.

以上述べたガス圧の回復不能や高温ガスの取込みを防止するための対策として、パッファピストンにばね式のバルブを取り付けたガス遮断器が提案されている(例えば、特許文献1、2)。このようなばね式のバルブを有するガス遮断器では、開極動作時にはバルブを閉じてパッファ室内部のガス機密を保ち、一方、閉極動作時にはバルブを開いて常温のガスをパッファ室内部に取り込むようになっている。   As measures for preventing the gas pressure from recovering as described above and taking in high-temperature gas, a gas circuit breaker in which a spring-type valve is attached to a puffer piston has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). In such a gas circuit breaker having a spring type valve, the valve is closed during the opening operation to keep the gas secret in the puffer chamber, while the gas is opened in the puffer chamber during the closing operation. It is like that.

図6〜図8に、パッファ形ガス遮断器におけるばね式のバルブ構造の代表的な一例を示す。ここで、図6は、閉極状態、開極動作時、及び開極状態においてバルブが閉じている状態の断面図を示しており、図7は、閉極動作時にバルブが開いた状態の断面図を示している。また、図8はバルブ構造の正面図を示している。   6 to 8 show a typical example of a spring type valve structure in a puffer type gas circuit breaker. Here, FIG. 6 shows a sectional view of the closed state, the opening operation, and a state in which the valve is closed in the opening state, and FIG. 7 is a sectional view of the state in which the valve is opened during the closing operation. The figure is shown. FIG. 8 shows a front view of the valve structure.

まず、図6を用いてバルブ構造について説明する。図6に示すように、パッファピストン10の圧縮板21は円盤状であり、この円盤状の圧縮板21には、これを貫通してパッファ室11の内外を連通する複数個の連通穴22が、その周方向に設けられている。そして、圧縮板21のパッファ室11側には、連通穴22を塞ぐことの可能な円盤状のバルブ板23が同軸状に配置されている。   First, the valve structure will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the compression plate 21 of the puffer piston 10 has a disk shape, and the disk-like compression plate 21 has a plurality of communication holes 22 that pass through the compression plate 21 and communicate with the inside and outside of the puffer chamber 11. Are provided in the circumferential direction. A disk-shaped valve plate 23 that can close the communication hole 22 is coaxially disposed on the compression chamber 21 on the puffer chamber 11 side.

バルブ板23は、コイルばね24とばね受け25を介してボルト26によりパッファピストン10の圧縮板21に取り付けられている。通常の場合、バルブ板23は、コイルばね24、ばね受け25、及びボルト26からなる一連の締結手段を複数個使用して固定されており、コイルばね24はバルブ板23が連通穴22を塞ぐ方向に付勢されている。また、操作ロッド12の外周部にはパッファ室11と連通するガス取込み穴27が形成されている。   The valve plate 23 is attached to the compression plate 21 of the puffer piston 10 by a bolt 26 via a coil spring 24 and a spring receiver 25. In a normal case, the valve plate 23 is fixed by using a plurality of fastening means including a coil spring 24, a spring receiver 25, and a bolt 26, and the valve plate 23 closes the communication hole 22. Is biased in the direction. A gas intake hole 27 communicating with the puffer chamber 11 is formed in the outer peripheral portion of the operation rod 12.

続いて、上記のバルブ構造の動作について説明する。まず、図6に示すように、開極動作時には、パッファ室11内の圧力がバルブ板23に対して図6中の矢印X方向に加わる。このため、バルブ板23はパッファピストン10の圧縮板21に密着してパッファ室11内部の気密を保持する。この開極動作途中では、パッファ室11内のガス圧力を増すので、操作ロッド12外周部のガス取込み穴27から、図中19で示されるガス流入路で高温ガスが取り込まれる。   Next, the operation of the above valve structure will be described. First, as shown in FIG. 6, during the opening operation, the pressure in the puffer chamber 11 is applied to the valve plate 23 in the direction of the arrow X in FIG. For this reason, the valve plate 23 is brought into close contact with the compression plate 21 of the puffer piston 10 to keep the air inside the puffer chamber 11. During the opening operation, the gas pressure in the puffer chamber 11 is increased, so that the high temperature gas is taken in from the gas intake hole 27 on the outer periphery of the operating rod 12 through the gas inflow passage indicated by 19 in the figure.

これに対して、閉極動作時には、パッファ室11の体積が増加するのに伴ってパッファ11室内の圧力が低下する。すると、パッファピストン10の圧縮板21において連通穴22の部分には図7中の矢印Y方向の差圧を生じることになる。その結果、コイルばね24に圧縮方向の力が加わる。コイルばね24が圧縮されると、図7に示すように、バルブ板23が図7中の矢印Y方向に移動し、パッファピストン10の圧縮板21から離れて連通穴22が開放され、ガス流入路30(図7に図示)が形成される。このため、パッファ室11内には、ガス流入路30を通して消弧室外部の常温のSF6ガスが供給される。   On the other hand, during the closing operation, the pressure in the puffer 11 chamber decreases as the volume of the puffer chamber 11 increases. Then, in the compression plate 21 of the puffer piston 10, a differential pressure in the direction of arrow Y in FIG. As a result, a force in the compression direction is applied to the coil spring 24. When the coil spring 24 is compressed, as shown in FIG. 7, the valve plate 23 moves in the direction of arrow Y in FIG. 7, away from the compression plate 21 of the puffer piston 10, and the communication hole 22 is opened. A path 30 (shown in FIG. 7) is formed. For this reason, normal temperature SF6 gas outside the arc extinguishing chamber is supplied into the puffer chamber 11 through the gas inflow passage 30.

最終的に、閉極動作が完了してパッファ室11内の圧力が初期状態まで回復すると、コイルばね24のばね力によってバルブ板23が再び元の位置に戻る。これにより、バルブ板23はパッファピストン10の圧縮板21の連通穴22を塞ぎ、次の開極動作のための待機状態となる。
特開2000−164085号公報 特開昭53−117758号公報
Finally, when the closing operation is completed and the pressure in the puffer chamber 11 is restored to the initial state, the valve plate 23 returns to the original position again by the spring force of the coil spring 24. As a result, the valve plate 23 closes the communication hole 22 of the compression plate 21 of the puffer piston 10 and enters a standby state for the next opening operation.
JP 2000-164085 A JP-A-53-117758

しかしながら、上記の従来技術には、次のような問題点が指摘されていた。すなわち、遮断器の小型化、操作力の減少、遮断性能の向上を目指してパッファシリンダ9内の圧力を上げるためには、アーク接点4、5間に発するアークエネルギーの取り込み量を増やして、パッファシリンダ9内の圧力を上昇させれば良いが、この場合、パッファ室11内に大量の高温ガスを取り込む必要がある。   However, the following problems have been pointed out in the above prior art. That is, in order to increase the pressure in the puffer cylinder 9 with the aim of reducing the size of the circuit breaker, reducing the operating force, and improving the breaking performance, the amount of arc energy taken between the arc contacts 4 and 5 is increased, Although the pressure in the cylinder 9 may be increased, in this case, a large amount of high-temperature gas needs to be taken into the puffer chamber 11.

高温ガスの取込みは操作ロッド12に設けられたガス取込み穴27を介して行われており、開極動作途中に取込み穴27がパッファピストン10の圧縮板21を通過する付近で、高温ガスがバルブ板23のばね24に直接吹き付けられる。この高温ガスは上述したように数百℃〜数千℃の高温に達している。   The high temperature gas is taken in through a gas intake hole 27 provided in the operation rod 12, and the hot gas passes through the compression plate 21 of the puffer piston 10 in the middle of the opening operation, and the high temperature gas is supplied to the valve. Directly sprayed on the spring 24 of the plate 23. As described above, this high-temperature gas reaches a high temperature of several hundred to several thousand degrees Celsius.

従来例のパッファピストンのばね式バルブ構造ではコイルばね24が一般的に使用されるが、その線径は細く、熱容量が小さい。したがって、高温ガスに晒されたコイルばね24は高温ガスにより瞬時に溶融してしまい、さらには、バルブとしての機能を失うおそれがある。また、コイルばね24が溶融することで金属蒸気が発生する。この金属蒸気はパッファ室11からノズル8を介して遮断部極間に導かれるため、遮断性能を低下する要因となるので、この点からも、コイルばね24が高温ガスに晒されることは問題となっていた。   In the conventional spring-type valve structure of the puffer piston, the coil spring 24 is generally used, but its wire diameter is thin and the heat capacity is small. Therefore, the coil spring 24 exposed to the high-temperature gas is instantly melted by the high-temperature gas, and further, the function as a valve may be lost. Moreover, metal vapor is generated by the coil spring 24 being melted. Since this metal vapor is led from the puffer chamber 11 through the nozzle 8 between the interrupting part poles, it becomes a factor that deteriorates the shutoff performance. From this point also, it is problematic that the coil spring 24 is exposed to the high temperature gas. It was.

本発明は、以上の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、パッファピストンのバルブ構造において、バルブ可動用のばね部材を高温ガスから保護する構成とすることにより、高温ガスにばね部材が晒されてもバルブの可動性を損なわず、金属蒸気の発生を回避して、優れた遮断性能を持つ信頼性の高いガス遮断器を提供することである。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to protect a spring member for moving a valve from a high-temperature gas in a valve structure of a puffer piston. It is intended to provide a highly reliable gas circuit breaker having excellent shut-off performance by avoiding the generation of metal vapor without impairing the movability of the valve even if the spring member is exposed.

上記目的を達成するために、本発明は、絶縁性ガスを封入した容器内には1対の接離可能な主接点と1対の接離可能なアーク接点とからなる遮断部が設けられ、前記アーク接点の可動側にはノズルとパッファシリンダが固定され、前記パッファシリンダ内には圧縮板を有するパッファピストンが摺動可能に取付けられてパッファ室が形成され、開極動作時には前記パッファ室内の絶縁性ガスを前記パッファピストンの前記圧縮板で圧縮すると共にアークの熱エネルギーにより発生する高温ガスを利用して前記ノズルをガイドとして前記絶縁性ガスを前記アーク接点間に吹き付けてアークを消弧するように構成されたパッファ形のガス遮断器において、前記パッファピストンの圧縮板には前記パッファ室の内外を連通する複数の連通穴が周方向に形成され、前記パッファピストンの圧縮板における前記パッファ室側の面には前記連通穴を閉塞するためのバルブ板が前記パッファ室内の圧力変化により移動可能に取り付けられ、前記バルブ板には前記連通穴を塞ぐように該バルブ板を保持するばね部材が設置され、前記ばね部材の外周には前記アークの熱エネルギーにより発生する高温ガスから該ばね部材を保護する円筒形ガイドが設けられたことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in a container filled with an insulating gas, a blocking portion comprising a pair of contactable main contacts and a pair of contactable arc contacts is provided, A nozzle and a puffer cylinder are fixed to the movable side of the arc contact, and a puffer piston having a compression plate is slidably mounted in the puffer cylinder to form a puffer chamber. The insulating gas is compressed by the compression plate of the puffer piston, and the arc is extinguished by spraying the insulating gas between the arc contacts using the high temperature gas generated by the thermal energy of the arc using the nozzle as a guide. In the puffer-type gas circuit breaker configured as described above, the compression plate of the puffer piston has a plurality of communication holes communicating with the inside and outside of the puffer chamber in the circumferential direction. A valve plate for closing the communication hole is movably attached to a surface of the compression plate of the puffer piston on the side of the puffer chamber so as to be movable by pressure change in the puffer chamber, and the communication hole is formed in the valve plate. A spring member that holds the valve plate is installed so as to close the valve, and a cylindrical guide that protects the spring member from high-temperature gas generated by the thermal energy of the arc is provided on the outer periphery of the spring member. It is what.

このような本発明では、バルブ板可動用のばね部材に円筒形ガイドを設けることにより、該ばね部材が高温ガスに晒されても、溶融することがなく、バルブとしての機能を確実に果たすことができる。また、溶融によるばね部材の金属蒸気も発生しないので、金属蒸気がノズルを介して遮断部極間に導かれることもない。したがって、金属蒸気を原因とした遮断性能の低下を防止でき、優れた遮断性能を維持することが可能である。   According to the present invention, by providing a cylindrical guide on the spring member for moving the valve plate, the spring member does not melt even when exposed to high-temperature gas, and reliably functions as a valve. Can do. Further, since the metal vapor of the spring member due to melting is not generated, the metal vapor is not guided between the interrupting portion electrodes via the nozzle. Therefore, it is possible to prevent the interruption performance from being deteriorated due to the metal vapor, and it is possible to maintain the excellent interruption performance.

本発明によれば、バルブ可動用のばね部材に円筒形ガイドを設けるといった極めて簡単な構成により、高温ガスにばね部材が晒されてもバルブの可動性を損なうことなく、金属蒸気の発生を防ぐことができ、これにより優れた遮断性能を持つ信頼性の高いガス遮断器を提供することができる。   According to the present invention, the generation of metal vapor is prevented without impairing the mobility of the valve even when the spring member is exposed to high-temperature gas by a very simple configuration in which a cylindrical guide is provided on the spring member for moving the valve. Therefore, it is possible to provide a highly reliable gas circuit breaker having excellent interruption performance.

以下、本発明の実施形態について、図1〜図4を参照して具体的に説明する。なお、下記の実施形態は、図6〜図8に示した従来例と同じく、パッファピストンの圧縮板にばね式のバルブ板が取り付けられたガス遮断器に適用したものであり、図6〜図8に示した部材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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. The following embodiment is applied to a gas circuit breaker in which a spring-type valve plate is attached to a compression plate of a puffer piston, as in the conventional examples shown in FIGS. The same members as those shown in FIG.

(1)第1の実施形態
[構成]
図1及び図2を用いて、本発明に係る第1の実施形態について述べる。図1は第1の実施形態のバルブ構造を示す断面図、図2は正面図である。ここで、図1は、開極動作途中において、アーク消弧過程でパッファ室内に高温ガスが取込まれる時のバルブ閉塞状態を示している。
(1) First Embodiment [Configuration]
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a sectional view showing the valve structure of the first embodiment, and FIG. 2 is a front view. Here, FIG. 1 shows a valve closed state when hot gas is taken into the puffer chamber during the arc extinguishing process during the opening operation.

図1、図2に示すように、パッファピストン10の円盤状の圧縮板21には、閉極動作時にパッファ室11内部に常温のガスを取り込むための複数個の連通穴22が設けられており、パッファピストン11の圧縮板21のパッファ室11側の側面にはバルブ板23とコイルばね24とばね受け25、ボルト26が取付けられている点は、前述の従来例と同じである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the disk-like compression plate 21 of the puffer piston 10 is provided with a plurality of communication holes 22 for taking in room temperature gas into the puffer chamber 11 during the closing operation. The valve plate 23, the coil spring 24, the spring receiver 25, and the bolt 26 are attached to the side surface of the compression plate 21 of the puffer piston 11 on the puffer chamber 11 side, which is the same as the above-described conventional example.

第1の実施形態の構成上の特徴は、次の点である。すなわち、コイルばね24の外周部を覆うようにして鋼製の円筒形ガイド41が設けられている。この円筒形ガイド41は、ばね受け25を軸としてコイルばね24の伸縮、すなわちバルブ板23の開閉動作と共に、軸方向に可動自在となっている。   The structural features of the first embodiment are as follows. That is, a steel cylindrical guide 41 is provided so as to cover the outer periphery of the coil spring 24. The cylindrical guide 41 is movable in the axial direction along with the expansion and contraction of the coil spring 24, that is, the opening and closing operation of the valve plate 23, with the spring receiver 25 as an axis.

[作用効果]
以上のような第1の実施形態では、コイルばね24の外周に設けられた円筒形ガイド41とばね受け25により、コイルばね24は常時覆われることになる。そのため、大電流遮断時に、数百℃〜数千℃の高温ガスがガス取込み穴27からパッファ室11内に取り込まれる際、この高温ガスにコイルばね24が直接晒されることがなく、コイルばね24の溶融を防止することができる。
[Function and effect]
In the first embodiment as described above, the coil spring 24 is always covered by the cylindrical guide 41 and the spring receiver 25 provided on the outer periphery of the coil spring 24. Therefore, when a high temperature gas of several hundred to several thousand degrees C is taken into the puffer chamber 11 from the gas intake hole 27 when a large current is interrupted, the coil spring 24 is not directly exposed to the high temperature gas. Can be prevented from melting.

したがって、バルブ板23が連通穴22を開くように移動した後、閉極動作が完了してパッファ室11内の圧力が初期状態まで回復した場合、コイルばね24のばね力によってバルブ板23を確実に元の位置に保持することができる。このように、バルブ板23の開閉機能を維持することができるため、簡単な構成で高性能な遮断性能を実現することができる。   Therefore, after the valve plate 23 moves so as to open the communication hole 22, when the closing operation is completed and the pressure in the puffer chamber 11 is restored to the initial state, the valve plate 23 is surely secured by the spring force of the coil spring 24. Can be held in its original position. Thus, since the opening / closing function of the valve plate 23 can be maintained, a high-performance shut-off performance can be realized with a simple configuration.

さらに、第1の実施形態では円筒形ガイド41の構成材料として一般的に使用される一般鋼材やステンレス材の代わりに、耐熱鋼を使用することで、ガイド41表面の損耗量を減らすことができ、遮断性能低下の大きな要因となる金属蒸気を減少させる効果がある。   Furthermore, in the first embodiment, the amount of wear on the surface of the guide 41 can be reduced by using heat-resistant steel instead of the general steel or stainless steel generally used as the constituent material of the cylindrical guide 41. It has the effect of reducing metal vapor, which is a major factor in the deterioration of the shut-off performance.

(2)第2の実施形態
[構成]
図3及び図4を用いて、本発明に係る第2の実施形態について述べる。図3は第2の実施形態のバルブ構造を示す断面図、図4は正面図である。ここで、図3は、開極動作途中において、アーク消弧過程でパッファ室内に高温ガスが取込まれる時のバルブ閉塞状態を示している。
(2) Second Embodiment [Configuration]
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the valve structure of the second embodiment, and FIG. 4 is a front view. Here, FIG. 3 shows a valve closed state when hot gas is taken into the puffer chamber during the arc extinguishing process during the opening operation.

図3、図4に示すように、第2の実施形態では、前記第1の実施形態における前記円筒形ガイド41に代えて、コイルばね24の外周に鋼製の帯状薄板を渦巻き状に成形した板状ばね42を設けたことを特徴としている。この板状ばね42は、コイルばね24の働きを兼ねている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the second embodiment, instead of the cylindrical guide 41 in the first embodiment, a steel thin strip is formed in a spiral shape on the outer periphery of the coil spring 24. A feature is that a plate spring 42 is provided. The plate spring 42 also serves as the coil spring 24.

[作用効果]
このような第2の実施形態では、バルブ板23の可動用ばね部材として、高温ガスによって溶融し易い形状の細い線径のコイルばね24ではなく、鋼製の帯状薄板を渦巻き状に成形した板状ばね42を使用することができる。そのため、高温ガスに接触する部分の面積が大きくなり、熱容量が大きく取れる。
[Function and effect]
In such a second embodiment, the movable spring member of the valve plate 23 is not a thin wire coil spring 24 having a shape that can be easily melted by high-temperature gas, but a steel strip-like thin plate formed into a spiral shape. A shaped spring 42 can be used. For this reason, the area of the portion in contact with the high-temperature gas is increased, and the heat capacity can be increased.

したがって、高温ガスによる板状ばね42の溶融をさらに確実に防止することができる。しかも、板状ばね42は、上記円筒形ガイド41の役割を果たしているので、円筒形ガイド41とコイルばね24の両者の機能を、一つの部品で構成しているといってよい。したがって、第2の実施形態によれば部品点数の削減に貢献することができる。   Therefore, melting of the plate spring 42 by the high temperature gas can be prevented more reliably. Moreover, since the plate spring 42 plays the role of the cylindrical guide 41, it can be said that the functions of both the cylindrical guide 41 and the coil spring 24 are constituted by one component. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to contribute to the reduction of the number of parts.

(3)他の実施形態
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各部材の材料や形状は適宜変更可能であり、例えば、円筒形ガイド41は、熱容量のより大きい銅材料で構成されてもよい。この構成によれば、円筒形ガイド41として熱容量の大きな銅材料を使用しているため、熱ガスの冷却効果が大きくなる。また、融点が高いため、パッファ室11内部の圧力を上昇させるために取込まれた高温ガスに晒された場合でも金属蒸気を発生し難く、高性能な遮断性能を維持することが可能となる。
(3) Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiment, and the material and shape of each member can be appropriately changed. For example, the cylindrical guide 41 is made of copper having a larger heat capacity. It may be made of a material. According to this configuration, since the copper material having a large heat capacity is used as the cylindrical guide 41, the cooling effect of the hot gas is increased. In addition, since the melting point is high, it is difficult to generate metal vapor even when exposed to a high-temperature gas taken in to increase the pressure inside the puffer chamber 11, and it is possible to maintain a high-performance blocking performance. .

さらに、円筒形ガイド41を耐熱性の高い絶縁材料から形成した実施形態も包含する。このような実施形態によれば、高温ガスに晒されるガイド41表面の損耗量が少なくなる。また、溶融物が絶縁材料であることから、遮断性能を低下することなく、バルブの機能を維持することができる。   Furthermore, the embodiment which formed the cylindrical guide 41 from the insulating material with high heat resistance is also included. According to such an embodiment, the amount of wear on the surface of the guide 41 exposed to the high-temperature gas is reduced. Further, since the melt is an insulating material, the function of the valve can be maintained without deteriorating the shut-off performance.

本発明に係る第1の実施形態の断面図。Sectional drawing of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図1の正面図。The front view of FIG. 本発明に係る第2の実施形態の断面図。Sectional drawing of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 図3の正面図。FIG. 4 is a front view of FIG. 3. 従来のガス遮断器の構成図。The block diagram of the conventional gas circuit breaker. 従来のガス遮断器のパッファピストンのバルブ構造において、バルブが閉じた状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which the valve closed in the valve structure of the puffer piston of the conventional gas circuit breaker. 従来のガス遮断器のパッファピストンのバルブ構造において、バルブが開いた状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which the valve opened in the valve structure of the puffer piston of the conventional gas circuit breaker. 従来のガス遮断器のパッファピストンのバルブ構造の正面図。The front view of the valve structure of the puffer piston of the conventional gas circuit breaker.

符号の説明Explanation of symbols

1…ガスタンク
2…可動主接点
3…固定主接点
4…可動アーク接点
5…固定アーク接点
6…可動部
7…固定部
8…ノズル
9…パッファシリンダ
10…パッファピストン
11…パッファ室
12…操作ロッド
13…操作装置
14…支持絶縁筒
15…シールド
16…可動支え
17…絶縁筒
18…アーク
19…ガス流路
21…圧縮板
22…連通穴
23…バルブ板
24…コイルばね
25…ばね受け
26…ボルト
27…ガス取込み穴
30…ガス流入路
41…円筒形ガイド
42…板状ばね
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas tank 2 ... Movable main contact 3 ... Fixed main contact 4 ... Movable arc contact 5 ... Fixed arc contact 6 ... Movable part 7 ... Fixed part 8 ... Nozzle 9 ... Puffer cylinder 10 ... Puffer piston 11 ... Puffer chamber 12 ... Operation rod DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Operation apparatus 14 ... Support insulation cylinder 15 ... Shield 16 ... Movable support 17 ... Insulation cylinder 18 ... Arc 19 ... Gas flow path 21 ... Compression plate 22 ... Communication hole 23 ... Valve plate 24 ... Coil spring 25 ... Spring receiver 26 ... Bolt 27 ... Gas intake hole 30 ... Gas inflow passage 41 ... Cylindrical guide 42 ... Plate spring

Claims (5)

絶縁性ガスを封入した容器内には1対の接離可能な主接点と1対の接離可能なアーク接点とからなる遮断部が設けられ、前記アーク接点の可動側にはノズルとパッファシリンダが固定され、前記パッファシリンダ内には圧縮板を有するパッファピストンが摺動可能に取付けられてパッファ室が形成され、開極動作時には前記パッファ室内の絶縁性ガスを前記パッファピストンの前記圧縮板で圧縮すると共にアークの熱エネルギーにより発生する高温ガスを利用して前記ノズルをガイドとして前記絶縁性ガスを前記アーク接点間に吹き付けてアークを消弧するように構成されたパッファ形のガス遮断器において、
前記パッファピストンの圧縮板には前記パッファ室の内外を連通する複数の連通穴が周方向に形成され、
前記パッファピストンの圧縮板における前記パッファ室側の面には前記連通穴を閉塞するためのバルブ板が前記パッファ室内の圧力変化により移動可能に取り付けられ、
前記バルブ板には前記連通穴を塞ぐように該バルブ板を保持するばね部材が設置され、
前記ばね部材の外周には前記アークの熱エネルギーにより発生する高温ガスから該ばね部材を保護する円筒形ガイドが設けられたことを特徴とするガス遮断器。
In the container filled with the insulating gas, there is provided a shut-off portion comprising a pair of contactable and separable main contacts and a pair of contactable and separable arc contacts. A nozzle and a puffer cylinder are provided on the movable side of the arc contacts. A puffer piston having a compression plate is slidably mounted in the puffer cylinder to form a puffer chamber. During opening operation, the insulating gas in the puffer chamber is separated by the compression plate of the puffer piston. In a puffer-type gas circuit breaker configured to extinguish an arc by compressing and using the high temperature gas generated by the thermal energy of the arc to spray the insulating gas between the arc contacts using the nozzle as a guide ,
The compression plate of the puffer piston is formed with a plurality of communication holes in the circumferential direction communicating with the inside and outside of the puffer chamber,
A valve plate for closing the communication hole is attached to a surface of the compression plate of the puffer piston on the puffer chamber side so as to be movable by pressure change in the puffer chamber,
The valve plate is provided with a spring member for holding the valve plate so as to close the communication hole,
A gas circuit breaker characterized in that a cylindrical guide for protecting the spring member from a high-temperature gas generated by the thermal energy of the arc is provided on the outer periphery of the spring member.
前記円筒形ガイドが鋼にて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。   The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the cylindrical guide is made of steel. 前記円筒形ガイドが銅材料にて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。   The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the cylindrical guide is made of a copper material. 前記円筒形ガイドが絶縁物にて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。   The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the cylindrical guide is formed of an insulating material. 前記円筒形ガイドが鋼製の板状ばねによって形成され、
該板状ばねが前記ばね部材を兼ねるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。
The cylindrical guide is formed by a steel plate spring,
The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the plate-like spring is configured to also serve as the spring member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241356B1 (en) * 2008-09-18 2013-03-08 현대중공업 주식회사 Safety valve device of Puffer cylinder for gas circuit breaker
JP2013115014A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Toshiba Corp Gas breaker

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