JP2009289614A - Gas-blast circuit-breaker - Google Patents

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JP2009289614A JP2008141305A JP2008141305A JP2009289614A JP 2009289614 A JP2009289614 A JP 2009289614A JP 2008141305 A JP2008141305 A JP 2008141305A JP 2008141305 A JP2008141305 A JP 2008141305A JP 2009289614 A JP2009289614 A JP 2009289614A
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Keisuke Udagawa
恵佑 宇田川
Takeshi Shinkai
健 新海
Hiroshi Furuta
宏 古田
Akira Shimamura
旭 島村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-blast circuit-breaker excelling in compactness and cut-off performance and capable of surely intercepting a current from a small/medium current to a large current with small driving energy. <P>SOLUTION: A cylindrical flow guide part 46 is integrally provided on the inner peripheral side of a check valve 41. The flow guide part 46 is formed extending in parallel along the axial face of an operating rod 26 and connected smoothly with a predetermined curvature to the check valve 41 of circular plate shape. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、機械的な圧縮作用とアーク熱による加熱昇圧作用を利用したガス遮断器に係り、特に、アーク熱の加熱昇圧作用により蓄圧される第2蓄圧空間のガス流の流れを効率よく制御可能なガス遮断器に関するものである。   The present invention relates to a gas circuit breaker that utilizes a mechanical compression action and a heating and boosting action by arc heat, and in particular, efficiently controls the flow of a gas flow in a second pressure accumulating space that is accumulated by the heating and boosting action of arc heat. It relates to possible gas circuit breakers.

近年、小電流から大電流まで遮断可能な大容量のガス遮断器が求められており、しかも、駆動エネルギーを増大させることなく、小電流から大電流に至るまで、くまなく高い遮断性能を発揮することが要求されている。そのため、このような要求に応えるべく、種々の改良がなされている。例えば、機械的な圧縮作用に加えて、アーク熱による加熱昇圧作用を利用し、消弧性ガスを昇圧させてこれをアークに吹き付けて遮断するタイプのガス遮断器が知られている。   In recent years, there has been a demand for a gas breaker with a large capacity capable of breaking from a small current to a large current, and also exhibits a high breaking performance all the way from a small current to a large current without increasing driving energy. It is requested. Therefore, various improvements have been made to meet such demands. For example, there is known a gas circuit breaker of a type that uses a heating pressurization action by arc heat in addition to a mechanical compression action to boost the arc extinguishing gas and blow it off the arc to shut it off.

このタイプのガス遮断器としては、アーク熱により昇圧させる空間を、可動接触子部側と固定接触子部側の両方に配置したもの(特許文献1参照)や、ガス流の整流部材と逆止弁を組み合わせてアークに曝されていない消弧性ガスをアークに吹き付けるように構成したもの(特許文献2参照)などが提案されている。前者は、可動接触子部側の昇圧空間の縮小化を図ることで、軽量化、コンパクト化が可能である。また、後者は、アークに曝されていないことで比較的低温を維持した消弧性ガスを、アークに吹き付けることができ、遮断性能の向上が期待できる。   As this type of gas circuit breaker, a space in which pressure is increased by arc heat is arranged on both the movable contact portion side and the fixed contact portion side (see Patent Document 1), and a gas flow straightening member and a check A configuration in which an arc extinguishing gas not exposed to an arc is blown onto the arc by combining valves (see Patent Document 2) has been proposed. The former can be reduced in weight and size by reducing the pressurizing space on the movable contact portion side. In the latter case, arc-extinguishing gas that is maintained at a relatively low temperature because it is not exposed to the arc can be sprayed onto the arc, and an improvement in interruption performance can be expected.

以下、ガス遮断器の従来例について、図7〜図11を用いて具体的に説明する。図7は遮断動作前の投入状態を示す断面図、図8は遮断動作初期の状態を示す断面図、図9は遮断動作が進み開極後の電流ピーク付近の状態を示す断面図、図10及び図11はさらに遮断動作が進み電流零点に至った状態を示す断面図である。図10は遮断電流が大きい場合、図11は遮断電流が小さい場合に相当する。   Hereinafter, a conventional example of a gas circuit breaker will be specifically described with reference to FIGS. 7 is a cross-sectional view showing the closing state before the breaking operation, FIG. 8 is a cross-sectional view showing the initial state of the breaking operation, FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state near the current peak after the breaking operation is advanced, and FIG. And FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the interruption operation has further progressed to reach the current zero point. 10 corresponds to the case where the breaking current is large, and FIG. 11 corresponds to the case where the breaking current is small.

まず、ガス遮断器の概要について説明する。図7に示すように、任意の消弧性ガスが充填された容器(図示せず)内には、可動接触子部1として定義される第1接触子部、固定の対向接触子部2として定義される第2接触子部が、容器の中心軸上に対向して配置されている。   First, an outline of the gas circuit breaker will be described. As shown in FIG. 7, in a container (not shown) filled with an arbitrary arc extinguishing gas, a first contact portion defined as a movable contact portion 1 and a fixed opposing contact portion 2 are provided. The 2nd contactor part to be defined is arrange | positioned facing the center axis | shaft of a container.

なお、可動接触子部1の位置関係については、対向接触子部2側の方向を前方、その反対側を後方と定義して説明する。また、可動接触子部1及び対向接触子部2間の空間を、遮断動作時にアークの発生するアーク空間と定義し、容器内の充填ガスと同圧力である空間(単純には容器の内部空間)を充填ガス雰囲気空間14と定義する。   The positional relationship of the movable contact portion 1 will be described by defining the direction on the opposite contact portion 2 side as the front and the opposite side as the rear. In addition, the space between the movable contact portion 1 and the opposed contact portion 2 is defined as an arc space where an arc is generated during the interruption operation, and is a space having the same pressure as the filling gas in the container (simply the internal space of the container). ) Is defined as a filling gas atmosphere space 14.

対向接触子部2は、容器内に固定されており、開口部34dを設けたフランジ40と、フランジ40に固定された対向アーク接触子7と、その周囲に配置され同様にフランジ40に固定された対向通電接触子5とから構成されている。   The opposed contact portion 2 is fixed in the container, and the flange 40 provided with the opening 34d, the opposed arc contact 7 fixed to the flange 40, and the periphery thereof are similarly fixed to the flange 40. And the opposite energization contact 5.

続いて、可動接触子部1の構成について説明する。可動接触子部1には、中空の操作ロッド26が設けられている。操作ロッド26は、図示していない駆動装置によって、その軸方向に往復運動するように構成されている。操作ロッド26の中程には、ロッド開口部34cが複数形成されている。ロッド開口部34cは、操作ロッド26の中空部と、容器内の充填ガス雰囲気空間14とを連通するためのものである。また、操作ロッド26の外周面において、ロッド開口部34cと操作ロッド26前端部との中間付近にはストッパ42が固定されている。   Then, the structure of the movable contact part 1 is demonstrated. The movable contact portion 1 is provided with a hollow operation rod 26. The operation rod 26 is configured to reciprocate in the axial direction by a drive device (not shown). A plurality of rod openings 34 c are formed in the middle of the operation rod 26. The rod opening 34c is for communicating the hollow portion of the operating rod 26 with the filled gas atmosphere space 14 in the container. On the outer peripheral surface of the operating rod 26, a stopper 42 is fixed near the middle between the rod opening 34c and the front end of the operating rod 26.

操作ロッド26の前端部にはフランジ27が連結されている。フランジ27の後方にはシリンダ28が一体的に設けられている。シリンダ28の中程には隔壁35が一体的に固着されている。この隔壁35を介してシリンダ28内の空間は、前後に分割されており、前方側に熱的昇圧室31が、後方側に機械的圧縮室32が、それぞれ設けられている。   A flange 27 is connected to the front end portion of the operation rod 26. A cylinder 28 is integrally provided behind the flange 27. A partition wall 35 is fixed integrally in the middle of the cylinder 28. The space in the cylinder 28 is divided into front and rear through the partition wall 35, and a thermal pressure increasing chamber 31 is provided on the front side, and a mechanical compression chamber 32 is provided on the rear side.

遮断動作時にアーク空間にはアーク38が発生するが、熱的昇圧室31は、このアーク38の熱エネルギーにより高温となった熱ガスを取り込み、その加熱昇圧作用によって蓄圧される空間である。一方、機械的圧縮室32は内部に円形平板状の固定ピストン33が挿入されており、遮断動作時にこの固定ピストン33による機械的圧縮作用によって蓄圧される空間である。   An arc 38 is generated in the arc space during the interruption operation, and the thermal boosting chamber 31 is a space that takes in hot gas that has become high temperature due to the thermal energy of the arc 38 and accumulates pressure by the heating and boosting action. On the other hand, the mechanical compression chamber 32 is a space in which a circular flat plate-like fixed piston 33 is inserted, and pressure is accumulated by a mechanical compression action by the fixed piston 33 during a shut-off operation.

また、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32とを隔てる隔壁35には隔壁開口部34bが形成されており、この隔壁開口部34bにより、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32とが空間的に連通される。さらに隔壁開口部34bの熱的昇圧室31側には浮動の逆止弁41が設けられている。逆止弁41は円形平板形状の部材から構成されており、その動作はストッパ42と隔壁35によって制限される。   In addition, a partition wall opening 34b is formed in the partition wall 35 that separates the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32, and the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 are formed by the partition wall opening 34b. Spatial communication. Further, a floating check valve 41 is provided on the partition wall opening 34b on the thermal pressure increasing chamber 31 side. The check valve 41 is formed of a circular flat plate member, and its operation is limited by the stopper 42 and the partition wall 35.

また、機械的圧縮室32内の固定ピストン33は、その内周面で操作ロッド26の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ28の内周面に対して摺動するように構成されている。この場合、固定ピストン33は、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部33bによって、図示していない容器内に固定されている。さらに、固定ピストン33にはピストン開口部34eが形成されており、ピストン開口部34eにはバネ45で閉方向に蓄勢された放圧弁44が設けられている。   The fixed piston 33 in the mechanical compression chamber 32 slides with respect to the outer peripheral surface of the operating rod 26 on its inner peripheral surface, and slides with respect to the inner peripheral surface of the cylinder 28 on its outer peripheral surface. It is configured. In this case, the fixed piston 33 is fixed in a container (not shown) by a piston support portion 33b that is integrally provided behind the fixed piston 33 and extends in the axial direction. Further, the fixed piston 33 is formed with a piston opening 34e. The piston opening 34e is provided with a pressure release valve 44 stored in the closing direction by a spring 45.

ところで、フランジ27の前方には、中空かつ指状の可動アーク接触子6が連結されている。可動アーク接触子6は、対向接触子部2側の対向アーク接触子7と接離自在に配置される。また、フランジ27において可動アーク接触子6の外周基部に相当する部分にはフランジ開口穴34aが形成されている。   By the way, a hollow and finger-shaped movable arc contact 6 is connected to the front side of the flange 27. The movable arc contact 6 is disposed so as to be able to contact and separate from the opposed arc contact 7 on the opposed contact portion 2 side. A flange opening hole 34 a is formed in a portion of the flange 27 corresponding to the outer peripheral base of the movable arc contact 6.

さらに、このフランジ開口穴34aの外周部分で、且つ前記可動アーク接触子6を包囲するようにして、スロート部9を有する絶縁ノズル8と、可動通電接触子4とが配置されている。可動通電接触子4は、対向接触子部2側の対向通電接触子5と接離自在に配置されている。   Further, an insulating nozzle 8 having a throat portion 9 and a movable energizing contact 4 are arranged on the outer peripheral portion of the flange opening hole 34a so as to surround the movable arc contact 6. The movable energizing contact 4 is disposed so as to be able to contact and separate from the opposing energizing contact 5 on the opposing contact portion 2 side.

なお、可動アーク接触子6と絶縁ノズル8との間には、フランジ27のフランジ開口穴34aから連続して、ガス流路11が形成されている。このガス流路11は、熱的昇圧室31の内部空間とアーク空間とを接続する部分である。   A gas flow path 11 is formed between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8 continuously from the flange opening hole 34 a of the flange 27. The gas flow path 11 is a portion that connects the internal space of the thermal boosting chamber 31 and the arc space.

以上の構成を有するガス遮断器は、次のようにして遮断動作を実施する。遮断動作が開始すると、図7に示した状態から図8に移行する。すなわち、操作ロッド26が後方に移動し、操作ロッド26を含む可動接触子部1が一体的に移動する。これにより、容器内に固定された固定ピストン33に対し、操作ロッド26とシリンダ28が一体的に移動することになり、シリンダ28と固定ピストン33が相対移動して、シリンダ28内部後方に形成された機械的圧縮室32が圧縮される。   The gas circuit breaker having the above configuration performs the shut-off operation as follows. When the blocking operation starts, the state shown in FIG. 7 is shifted to FIG. That is, the operating rod 26 moves backward, and the movable contact portion 1 including the operating rod 26 moves integrally. As a result, the operating rod 26 and the cylinder 28 move integrally with respect to the fixed piston 33 fixed in the container, and the cylinder 28 and the fixed piston 33 move relative to each other and are formed in the rear of the cylinder 28. The mechanical compression chamber 32 is compressed.

図8に示した遮断動作の開始時点では、隔壁35の開口部34bに取り付けられた逆止弁41は、浮動なので、慣性力により可動接触子部1とは一体的に動作しない。つまり、逆止弁41は相対的には前方に移動したことになり、ストッパ42に当接して止まる。   Since the check valve 41 attached to the opening 34b of the partition wall 35 is floating at the start of the blocking operation shown in FIG. 8, it does not operate integrally with the movable contact portion 1 due to inertial force. That is, the check valve 41 has moved relatively forward, and comes into contact with the stopper 42 and stops.

この前方への移動により逆止弁41が開き、隔壁35の隔壁開口部34bは開状態となる。さらに、機械的圧縮室32が昇圧しているため、機械的圧縮室32内から低温高密度のガス流39aが流れることになり、このガス流39aは機械的圧縮室32側から開口部34bを経て、熱的昇圧室31へと供給される。   With this forward movement, the check valve 41 is opened, and the partition opening 34b of the partition 35 is opened. Further, since the pressure in the mechanical compression chamber 32 is increased, a low-temperature and high-density gas flow 39a flows from the mechanical compression chamber 32, and this gas flow 39a passes through the opening 34b from the mechanical compression chamber 32 side. Then, it is supplied to the thermal boosting chamber 31.

次に、図9に示すように遮断動作が進行し、対向アーク接触子7と可動アーク接触子6が開離すると、両アーク接触子7、6間のアーク空間にアーク38が発生する。この時、アーク38により、アーク空間は高温高圧の状態にある。このため、アーク空間は熱的昇圧室31よりも圧力が上昇し、絶縁ノズル8のスロート部9からガス流路11及びフランジ27の開口部34aを経て熱的昇圧室31へと流れる、高温のガス流39bが生じる。これにより、アーク38の熱エネルギーの一部が熱的昇圧室31に取り込まれることになる。   Next, when the interruption operation proceeds as shown in FIG. 9 and the opposing arc contact 7 and the movable arc contact 6 are separated, an arc 38 is generated in the arc space between the arc contacts 7 and 6. At this time, the arc 38 is in a high temperature and high pressure state by the arc 38. For this reason, the arc space has a higher pressure than the thermal boosting chamber 31 and flows from the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 to the thermal boosting chamber 31 through the gas flow path 11 and the opening 34 a of the flange 27. A gas flow 39b is produced. As a result, a part of the thermal energy of the arc 38 is taken into the thermal boosting chamber 31.

特に、大電流を遮断する場合にはアーク空間は高温となり、例えばアーク38の電流が50kAの場合、その温度は容易に10000K以上に達する。このため、熱的昇圧室31は著しく昇圧し、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32の間に、逆差圧が発生して熱的昇圧室31の方が機械的圧縮室32よりも圧力が大きくなる。したがって、隔壁35の隔壁開口部34bに取り付けられた逆止弁41には、後方への力が作用し、逆止弁41は後方に移動して閉塞し、隔壁35の隔壁開口部34bは閉状態となる。   In particular, when interrupting a large current, the arc space becomes high temperature. For example, when the current of the arc 38 is 50 kA, the temperature easily reaches 10,000 K or more. For this reason, the thermal boost chamber 31 is significantly boosted, and a reverse differential pressure is generated between the thermal boost chamber 31 and the mechanical compression chamber 32, and the thermal boost chamber 31 is more pressurized than the mechanical compression chamber 32. Becomes larger. Therefore, a backward force acts on the check valve 41 attached to the partition opening 34b of the partition wall 35, the check valve 41 moves rearward and closes, and the partition opening 34b of the partition wall 35 is closed. It becomes a state.

なお、このような大電流遮断時と比べて、中小電流遮断時(例えば20kA以下)では、熱的昇圧室31に急速な昇圧は起こらない。そのため、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32の圧力は比較的均衡した状態をとることになり、逆止弁41の動作は、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32との圧力状態によって変化する。   It should be noted that, compared with such a large current interruption, rapid boosting does not occur in the thermal boost chamber 31 when the medium and small current interruptions (for example, 20 kA or less). Therefore, the pressures in the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 are in a relatively balanced state, and the operation of the check valve 41 is the pressure state between the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32. It depends on.

さらにストロークが進み、図10及び図11に示すように電流零点に達すると、アーク38は減衰する。そして、残留アークプラズマ状態となり、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル8のスロート部9は十分に開口する。このとき、熱的昇圧室31内のガスはガス流39cとなり、熱的昇圧室31からフランジ27の開口部34aを経てガス流路11に向かって流れる。   When the stroke further advances and the current zero point is reached as shown in FIGS. 10 and 11, the arc 38 is attenuated. And it will be in a residual arc plasma state and pressure, density, and temperature will decrease. Thereby, the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened. At this time, the gas in the thermal pressurization chamber 31 becomes a gas flow 39c and flows from the thermal pressurization chamber 31 toward the gas flow path 11 through the opening 34a of the flange 27.

ガス流39cは、ガス流路11を通過してアーク空間に達し、そこから対向アーク接触子7に向かって流れるガス流39fと、操作ロッド26の中空部に入り、操作ロッド26のロッド開口部34cに向かって流れるガス流39gとに分かれる。これらの2方向のガス流39f、39gによって、アーク38は相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。なお、操作ロッド26の開口部34cを通過したガス流39eは、充填ガス雰囲気空間14へと流れ出る(図10及び図11に図示)。   The gas flow 39c passes through the gas flow path 11 and reaches the arc space, and enters the hollow space of the operation rod 26 and the gas flow 39f flowing from there toward the counter arc contact 7, and the rod opening of the operation rod 26 It is divided into a gas flow 39g flowing toward 34c. By these two-direction gas flows 39f and 39g, the arc 38 is synergistically and strongly cooled and extinguished, and current interruption is achieved. Note that the gas flow 39e that has passed through the opening 34c of the operation rod 26 flows out to the filled gas atmosphere space 14 (shown in FIGS. 10 and 11).

ここで、大電流遮断時で電流零点に至った状態を図10に示す。大電流遮断時では、熱的昇圧室31は機械的圧縮室32に比べて圧力が高い状態にあり、隔壁35に取り付けられた逆止弁41は閉状態である。一方、固定ピストン33に設けられた放圧弁44は、機械的圧縮室32の過剰圧力上昇により開状態となる。したがって、ガス流39dは、機械的圧縮室32から充填ガス雰囲気空間14へと抜ける。これにより、機械的圧縮室32の過剰圧力が遮断動作を妨害する反力になることを回避できる。   Here, FIG. 10 shows a state where a current zero point is reached when a large current is interrupted. When the large current is interrupted, the pressure in the thermal pressure chamber 31 is higher than that in the mechanical compression chamber 32, and the check valve 41 attached to the partition wall 35 is in a closed state. On the other hand, the pressure release valve 44 provided in the fixed piston 33 is opened due to an excessive pressure increase in the mechanical compression chamber 32. Therefore, the gas flow 39 d escapes from the mechanical compression chamber 32 to the filled gas atmosphere space 14. Thereby, it can avoid that the excessive pressure of the mechanical compression chamber 32 becomes the reaction force which interrupts | blocks interruption | blocking operation | movement.

また、中小電流遮断時で電流零点に至った状態を図11に示す。中小電流遮断時では、熱的昇圧室31の圧力は電流零点近傍で次第に低下し、機械的圧縮室32の圧力を下回る。そのため、逆止弁41は再度、開状態となり、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へのガス流39aが発生する。   Further, FIG. 11 shows a state where the current zero point is reached when the medium / small current is cut off. When the medium / small current is interrupted, the pressure in the thermal pressure increasing chamber 31 gradually decreases near the current zero point, and is lower than the pressure in the mechanical compression chamber 32. Therefore, the check valve 41 is opened again, and a gas flow 39a from the mechanical compression chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31 is generated.

以上のようなガス遮断器においては、熱的昇圧室31と機械的圧縮室32が相補的に作用している。すなわち、中小電流遮断時のようにアークエネルギーが小さい場合、熱的昇圧室31では大きな圧力上昇が期待できないので、機械的圧縮室32からガス流39aを供給し、熱的昇圧室31の圧力上昇を補うことができる。   In the gas circuit breaker as described above, the thermal pressurizing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 act complementarily. That is, when the arc energy is small as in the case of interrupting the medium / small current, a large pressure increase cannot be expected in the thermal boosting chamber 31, so the gas flow 39 a is supplied from the mechanical compression chamber 32 and the pressure in the thermal boosting chamber 31 increases. Can be supplemented.

一方、強力な吹付けが必要な大電流遮断時には、アークエネルギーが大きいので、強力なガス流39bがアーク空間から熱的昇圧室31へと供給され、熱的昇圧室31の圧力が極めて高くなる。この際、熱的昇圧室31は逆止弁41により、機械的圧縮室32から切り離されるため、熱的昇圧室31は高効率で昇圧することが可能である。そして、残留アークプラズマ状態となり、絶縁ノズル8のスロート部9が十分に開口すると、強力なガス流39cが熱的昇圧室31からガス流路11を経てアーク空間へと流れ、確実に電流を遮断することができる。   On the other hand, at the time of interrupting a large current that requires strong spraying, the arc energy is large, so that a strong gas flow 39b is supplied from the arc space to the thermal boosting chamber 31, and the pressure in the thermal boosting chamber 31 becomes extremely high. . At this time, since the thermal boosting chamber 31 is separated from the mechanical compression chamber 32 by the check valve 41, the thermal boosting chamber 31 can be boosted with high efficiency. And when it becomes a residual arc plasma state and the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, a strong gas flow 39c flows from the thermal pressure increasing chamber 31 through the gas flow path 11 to the arc space and reliably cuts off the current. can do.

なお、大電流遮断時では、逆止弁41が閉じることにより機械的圧縮室32へのアークエネルギーの流入が抑制されるため、機械圧縮室32の昇圧もある程度抑制されることになり、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。また、熱的昇圧室31においては、構成部材に作用する圧力は相殺されるため、遮断動作を妨げることはない。
特開2001−67996号公報 特開2003−317584号公報
At the time of shutting off a large current, the check valve 41 is closed to suppress the flow of arc energy into the mechanical compression chamber 32. Therefore, the pressurization of the mechanical compression chamber 32 is also suppressed to some extent, and the shut-off operation is performed. The reaction force that disturbs can be suppressed. Further, in the thermal pressurizing chamber 31, the pressure acting on the constituent members is canceled out, so that the blocking operation is not hindered.
JP 2001-67996 A JP 2003-317584 A

しかしながら、以上のような従来のガス遮断器には次に示す問題点があった。すなわち、中小電流遮断時のように熱的昇圧室31の圧力上昇が充分ではない場合、機械的昇圧室32から熱的昇圧室31へガス流39aを供給しようとするが、この際、熱的昇圧室31に入ったガス流39aは、熱的昇圧室31を通過していく過程で熱的昇圧室31内部で拡散し、徐々に圧力が低下していく。したがって、熱的昇圧室31からガス流路11を経てアーク空間へと流れるガス流39cも圧力が低下することになり、アーク38に吹付けられるガス流39f、39gの吹付け圧力は弱くなる。   However, the conventional gas circuit breaker as described above has the following problems. That is, when the pressure increase in the thermal pressure increasing chamber 31 is not sufficient as in the case of interrupting the medium / small current, the gas flow 39a is supplied from the mechanical pressure increasing chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31. The gas flow 39a entering the boosting chamber 31 diffuses inside the thermal boosting chamber 31 in the process of passing through the thermal boosting chamber 31, and the pressure gradually decreases. Therefore, the pressure of the gas flow 39c flowing from the thermal pressure increasing chamber 31 to the arc space through the gas flow path 11 also decreases, and the spray pressures of the gas flows 39f and 39g sprayed on the arc 38 are weakened.

すなわち、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へ流れ込んだ後、ガス流39aは、熱的昇圧室31内で拡散し、効率よくガス流路11へと到達することができなかった。これは、機械的圧縮の視点から見ると、熱的昇圧室31が機械的圧縮室32のデッドボリュームとして存在することになり、中小電流遮断時の吹付け圧力低下を招くことになった。   That is, after flowing from the mechanical compression chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31, the gas flow 39 a is diffused in the thermal pressure increasing chamber 31 and cannot reach the gas flow path 11 efficiently. From the viewpoint of mechanical compression, this means that the thermal pressure increasing chamber 31 exists as a dead volume of the mechanical compression chamber 32, leading to a decrease in spraying pressure when a small and medium current is interrupted.

そこで従来では、中小電流遮断時に十分な吹付け圧力を得るためには、機械的圧縮室32の断面積を大きくするか、熱的昇圧室31の体積を小さく構成することが考えられていた。しかしながら、機械的圧縮室32の断面積を大きくする場合には、駆動エネルギーが大きくなるといった新たな問題が生じる。   Therefore, conventionally, in order to obtain a sufficient blowing pressure at the time of interrupting the medium / small current, it has been considered to increase the cross-sectional area of the mechanical compression chamber 32 or to reduce the volume of the thermal pressure increasing chamber 31. However, when the cross-sectional area of the mechanical compression chamber 32 is increased, there arises a new problem that drive energy increases.

一方、熱的昇圧室31の体積を小さくする場合には、中小電流に対する遮断性能は向上するが、その反面、大電流遮断時には圧力が上昇し過ぎて、熱的昇圧室31から流れ出るガス量が多くなる点が問題となる。すなわち、熱的昇圧室31からのガス流出量が増大すれば、熱的昇圧室31から短時間でガスが流れ出てしまうからである。特に、アーク38の発生時間が長い場合には熱的昇圧室31のガス密度および圧力が低下することになり、かえって遮断性能が低下する可能性があった。   On the other hand, when the volume of the thermal boosting chamber 31 is reduced, the interruption performance against small and medium currents is improved. On the other hand, when the large current is cut off, the pressure rises too much and the amount of gas flowing out of the thermal boosting chamber 31 Many points become a problem. That is, if the amount of gas outflow from the thermal boosting chamber 31 increases, the gas will flow out of the thermal boosting chamber 31 in a short time. In particular, when the generation time of the arc 38 is long, the gas density and pressure in the thermal pressure increasing chamber 31 are lowered, and there is a possibility that the interruption performance is lowered.

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、小さな駆動エネルギーで中小電流から大電流に至るまで確実に遮断可能な、コンパクト性及び遮断性能に優れたガス遮断器を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and can be reliably cut off from a small to large current with a small driving energy, and has excellent compactness and cut-off performance. An object is to provide a gas circuit breaker.

上述した目的を達成するために、本発明は、消弧性ガスが充填された密閉容器内の中心軸上には、それぞれ通電接触子及びアーク接触子を有する第1接触子部及び第2接触子部が対向して配置され、前記第1接触子部及び第2接触子部の各アーク接触子は、通常運転時は互いに接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に前記第1接触子部及び前記第2接触子部間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するように構成され、前記第1接触子部は、連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成され、その内部にはアーク消弧用のガス流を発生させる蓄圧空間が形成され、さらに前記蓄圧空間内のガス流をアークに吹き付ける絶縁ノズルが設置され、前記蓄圧空間には、遮断動作過程において、機械的圧縮作用により蓄圧される第1蓄圧空間と、前記アーク空間と連通してそこから取り込まれる熱ガスによる加熱昇圧作用により蓄圧される第2蓄圧空間とが、隔壁を介して設けられ、前記隔壁には隣接する前記第1蓄圧空間及び前記第2蓄圧空間同士を接続する隔壁開口部が形成され、前記隔壁開口部には該隔壁開口部の閉塞及び開放を行う逆止弁が取り付けられ、前記絶縁ノズルの内部には、前記第2蓄圧空間と前記アーク空間とを空間的に接続するガス通路が設けられたガス遮断器において、前記隔壁開口部近傍には、該隔壁開口部を経て前記第1蓄圧空間から前記第2蓄圧空間へ流入したガス流が前記ガス通路に向かって流れるように、前記ガス流を方向付けるフローガイド部が設置されたことを特徴としている。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a first contact portion and a second contact each having a current-carrying contact and an arc contact on a central axis in an airtight container filled with an arc extinguishing gas. The child parts are arranged to face each other, and the arc contacts of the first contact part and the second contact part are in contact conduction with each other during normal operation, and are separated during the interruption operation and are separated from each other. An arc is defined in an arc space defined as a space between the contact portion and the second contact portion, and the first contact portion is cut off and put in by a connected driving device. An accumulating space for generating a gas flow for arc extinguishing is formed inside, and an insulating nozzle for blowing the gas flow in the accumulating space to the arc is installed in the accumulating space. In the shut-off process, A first pressure accumulating space accumulated by a mechanical compression action, and a second pressure accumulating space communicated with the arc space and accumulated by a heating pressure raising action by a hot gas taken in from the arc space, are provided via a partition wall, A partition opening for connecting the first pressure accumulation space and the second pressure accumulation space adjacent to each other is formed in the partition, and a check valve for closing and opening the partition opening is attached to the partition opening, In the gas circuit breaker provided with a gas passage that spatially connects the second pressure accumulation space and the arc space inside the insulating nozzle, the partition opening is provided near the partition opening through the partition opening. A flow guide portion for directing the gas flow is installed so that the gas flow flowing from the first pressure accumulation space into the second pressure accumulation space flows toward the gas passage.

このような構成を有する本発明においては、逆止弁が開いて、隔壁開口部が開状態にある時、第1蓄圧空間から第2蓄圧空間に入ってきた低温高密度のガス流を、フローガイド部が、絶縁ノズルのガス通路に向かって滑らかに誘導することができる。そのため、ガス流は第2蓄圧空間内部で四方に拡散することがなく、効率よくガス流路へと到達可能である。したがって、第1蓄圧空間から第2蓄圧空間を経て絶縁ノズルに至るまで、低温高密度を維持した状態でガスを流すことができ、加熱昇圧作用が小さい中小電流遮断時であっても、高い吹付け圧力を確保することができる。   In the present invention having such a configuration, when the check valve is opened and the partition opening is in the open state, the low-temperature and high-density gas flow that has entered the second pressure accumulation space from the first pressure accumulation space is flowed. The guide portion can be smoothly guided toward the gas passage of the insulating nozzle. Therefore, the gas flow does not diffuse in all directions inside the second pressure accumulation space, and can reach the gas flow path efficiently. Therefore, gas can be flowed in a state of maintaining a low temperature and high density from the first pressure accumulation space through the second pressure accumulation space to the insulating nozzle, and even when a small and medium current interruption with a small heating pressure increase action is performed, a high blowing rate is achieved. A pressing pressure can be secured.

また、遮断動作の進行中、アークが生じてアーク空間の圧力が第2蓄圧空間より上昇すると、アーク空間の高温ガスがガス流路を経て第2蓄圧空間に流入するが、このとき、開口部近傍のフローガイド部は、第1及び第2の蓄圧空間を隔てる隔壁の開口部近傍にあるので、アーク空間及びガス流路からは十分に離れている。   Further, when an arc is generated during the interruption operation and the pressure in the arc space rises from the second pressure accumulation space, the high temperature gas in the arc space flows into the second pressure accumulation space through the gas flow path. Since the nearby flow guide part is in the vicinity of the opening of the partition wall that separates the first and second pressure accumulating spaces, it is sufficiently away from the arc space and the gas flow path.

そのため、アーク空間側から第2蓄圧空間へ流入する高温ガスに対しては、フローガイド部がその流れを誘導するといったことがなく、第2蓄圧空間内に存在していた低温ガスと、アーク空間側からの高温ガスとの撹拌、混合を、フローガイド部が妨害することがない。   Therefore, for the high-temperature gas flowing into the second pressure accumulating space from the arc space side, the flow guide portion does not induce the flow, and the low-temperature gas existing in the second pressure accumulating space and the arc space The flow guide unit does not interfere with stirring and mixing with the hot gas from the side.

つまり、アーク空間からの高温ガスを第2蓄圧空間内に取り入れる際、第2蓄圧空間内の低温ガスとの撹拌、混合を確実に進めることができ、高温ガスが第2蓄圧空間内のガス温度上昇に過剰に寄与することがない。したがって、加熱昇圧作用が大きい大電流遮断時であっても、第2蓄圧空間内の温度は過度に上昇することがなく、アークへ吹き付ける際のガス流温度が低温を維持することを妨げない。したがって、フローガイド部を設置した場合でも、大電流遮断時の遮断性能を、従来と同等の優れたレベルに保つことが可能である。   That is, when the hot gas from the arc space is taken into the second pressure accumulating space, the stirring and mixing with the low temperature gas in the second pressure accumulating space can be reliably carried out, and the high temperature gas has a gas temperature in the second pressure accumulating space. Does not contribute excessively to the rise. Therefore, even when a large current is interrupted with a large heating and boosting action, the temperature in the second pressure accumulating space does not rise excessively and does not prevent the gas flow temperature when sprayed to the arc from maintaining a low temperature. Therefore, even when the flow guide portion is installed, the interruption performance at the time of interruption of a large current can be maintained at an excellent level equivalent to the conventional one.

本発明のガス遮断器によれば、隔壁開口部近傍にフローガイド部を設置して、第1蓄圧空間から第2蓄圧空間に流入したガス流を、絶縁ノズルのガス通路に向かって方向付けることにより、第2蓄圧空間内部での拡散を防いで低温高密度のガス流をガス流路へ確実に到達させることができるため、加熱昇圧作用が小さい中小電流遮断時でも高い吹付け圧力を確保可能であり、中小電流から大電流に至るまで、小さな駆動エネルギーで優れた遮断性能を得ることができる。   According to the gas circuit breaker of the present invention, the flow guide portion is installed in the vicinity of the partition opening, and the gas flow flowing from the first pressure accumulation space into the second pressure accumulation space is directed toward the gas passage of the insulating nozzle. This prevents the diffusion inside the second pressure accumulating space and ensures that the low-temperature and high-density gas flow can reach the gas flow path. Therefore, an excellent breaking performance can be obtained with a small driving energy from a small current to a large current.

以下には、本発明に係るガス遮断器の複数の実施形態について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。なお、下記の実施形態において、図7〜図11に示した前記従来例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。また、可動接触子部1及び対向接触子部2の位置関係の定義についても同様であって、対向接触子部2側の方向を前方、その反対側を後方とする。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the gas circuit breaker according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same members as those in the conventional example shown in FIGS. The same applies to the definition of the positional relationship between the movable contact portion 1 and the opposed contact portion 2. The direction on the opposed contact portion 2 side is the front, and the opposite side is the rear.

(1)第1の実施形態
[構成]
本発明に係る第1の実施形態に関して、図1〜図3を参照して具体的に説明する。図1〜図3は第1の実施形態を適用したガス遮断器の断面図であり、遮断動作が進み電流零点に至った状態を示している。図1は大電流遮断時、図2は中小電流遮断時に対応しており、図3は図2の拡大図を示している。
(1) First Embodiment [Configuration]
The first embodiment according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3 are cross-sectional views of the gas circuit breaker to which the first embodiment is applied, and show a state in which the breaking operation has progressed to reach the current zero point. FIG. 1 corresponds to when a large current is cut off, FIG. 2 corresponds to a case where a small and medium current is cut off, and FIG. 3 is an enlarged view of FIG.

第1の実施形態の構成上の特徴は、逆止弁41の内周側に、円筒形状のフローガイド部46を一体的に設けた点にある。フローガイド部46は軸方向、つまり操作ロッド26の軸方向の沿面に平行方向に、伸びるように形成されており、円形平板形状の逆止弁41とは所定の曲率を持って滑らかに接続されている。なお、フローガイド部46の長さ寸法aは、逆止弁41の外径長と内径長の差bよりも小さく設定されている(符号a、bは図3に図示)。   The structural feature of the first embodiment is that a cylindrical flow guide portion 46 is integrally provided on the inner peripheral side of the check valve 41. The flow guide portion 46 is formed to extend in the axial direction, that is, in a direction parallel to the creeping surface in the axial direction of the operation rod 26, and is smoothly connected to the circular flat check valve 41 with a predetermined curvature. ing. The length dimension a of the flow guide portion 46 is set to be smaller than the difference b between the outer diameter length and the inner diameter length of the check valve 41 (references a and b are shown in FIG. 3).

また、本実施形態では、逆止弁41のストッパ42aの形状及び固定位置が、図7〜図11に示した従来のストッパ42とは異なっている。すなわちストッパ42aは、従来のストッパ42のように操作ロッド26外周面に固定されるのではなく、リング状の部材からなり、隔壁35の熱的昇圧室31側で、逆止弁41を囲むようにして固定されている。ストッパ42a前端面の内径寸法は逆止弁41の外径寸法より小さく設定されており、ストッパ42a前端面が逆止弁41の外周部に当接することで、逆止弁41の動作を制限するようになっている。   In this embodiment, the shape and the fixing position of the stopper 42a of the check valve 41 are different from those of the conventional stopper 42 shown in FIGS. That is, the stopper 42a is not fixed to the outer peripheral surface of the operating rod 26 like the conventional stopper 42, but is made of a ring-shaped member, and surrounds the check valve 41 on the thermal pressure increasing chamber 31 side of the partition wall 35. It is fixed. The inner diameter dimension of the front end surface of the stopper 42a is set smaller than the outer diameter dimension of the check valve 41, and the operation of the check valve 41 is limited by the front end surface of the stopper 42a coming into contact with the outer periphery of the check valve 41. It is like that.

[作用及び効果]
以上の構成を有する第1の実施形態の作用効果は次の通りである。なお、本実施形態における遮断動作開始時点の動作に関しては、図8に示した従来例のそれと同じなので、従来例と重複する部分に関しては説明を省略する。ただし、遮断動作開始時点で、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31に低温高密度のガス流39aが供給される際、隔壁35の隔壁開口部34bを抜けた後のガス流39aに対しては、フローガイド部46による方向付けといった作用が現れる。この点に関しては、後段の中小電流遮断時の説明部分において詳しく述べる。
[Action and effect]
The operational effects of the first embodiment having the above-described configuration are as follows. Note that the operation at the start of the shutoff operation in the present embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. 8, and therefore, the description overlapping with the conventional example is omitted. However, when the low-temperature and high-density gas flow 39a is supplied from the mechanical compression chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31 at the start of the shut-off operation, the gas flow 39a after passing through the partition opening 34b of the partition 35 Thus, an action such as orientation by the flow guide portion 46 appears. This point will be described in detail later in the explanation section when the small and medium current is cut off.

遮断動作が進行し、対向アーク接触子7と可動アーク接触子6が開離すると、アーク空間にアーク38が発生するので、アーク空間は熱的昇圧室31より圧力が上昇する。そのため、絶縁ノズル8のスロート部9からガス流路11及びフランジ27の開口部34aを経て熱的昇圧室31に至る、高温のガス流39bが生じる。   When the interrupting operation proceeds and the opposing arc contact 7 and the movable arc contact 6 are separated, an arc 38 is generated in the arc space, so that the pressure in the arc space rises from the thermal boost chamber 31. Therefore, a high-temperature gas flow 39 b is generated from the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 to the thermal pressure increasing chamber 31 through the gas flow path 11 and the opening 34 a of the flange 27.

ガス流39bが生じるまでの動作に関しても、図9に示した従来例と同様であるが、フローガイド部46を設置しても、ガス流39bの流れが影響を受けないようになっている。すなわち、隔壁35近傍に位置するフローガイド部46は、熱的昇圧室31の中でアーク空間から最も離れた位置にあり、しかも、フローガイド部46の長さ寸法aは極めて短いので、アーク空間側から流れるガス流39bを方向付けていない。つまり、アーク空間側から熱的昇圧室31内へ流入するガス流39bに関して、フローガイド部46がそれを誘導することはない。そのため、ガス流39bは、熱的昇圧室31内の比較的低温のガスとスムーズに撹拌、混合することができる。   The operation until the gas flow 39b is generated is the same as that of the conventional example shown in FIG. 9, but the flow of the gas flow 39b is not affected even if the flow guide portion 46 is installed. That is, the flow guide portion 46 located in the vicinity of the partition wall 35 is located farthest from the arc space in the thermal boosting chamber 31, and the length dimension a of the flow guide portion 46 is extremely short. The gas flow 39b flowing from the side is not directed. That is, the flow guide 46 does not induce the gas flow 39b flowing from the arc space side into the thermal pressure increasing chamber 31. Therefore, the gas flow 39b can be smoothly stirred and mixed with the relatively low temperature gas in the thermal pressurizing chamber 31.

仮にフローガイド部46を軸方向に長く設置した場合、このようなガスの撹拌、混合を阻害することになるので、ガス流39bが熱的昇圧室31内の操作ロッド26外周面近傍に滞留し、熱的昇圧室31内のガス温度が局所的に高くなる。その結果、アークへ吹き付ける際のガス流39cの温度が高温になってしまう。   If the flow guide portion 46 is installed long in the axial direction, such gas agitation and mixing are hindered, so that the gas flow 39b stays in the vicinity of the outer peripheral surface of the operation rod 26 in the thermal pressurizing chamber 31. The gas temperature in the thermal pressurizing chamber 31 is locally increased. As a result, the temperature of the gas flow 39c when sprayed on the arc becomes high.

これに対して、本実施形態では、フローガイド部46を設置しても、それがガス流39bに与える影響がないため、加熱昇圧作用が大きい大電流遮断時であっても、アーク38へ吹き付けることになる熱的昇圧室31内のガス温度が過度に上昇することがない。したがって、従来と同等の優れた遮断性能を確実に発揮することができる。   On the other hand, in the present embodiment, even if the flow guide portion 46 is installed, it does not affect the gas flow 39b. The gas temperature in the thermal pressurizing chamber 31 will not rise excessively. Therefore, it is possible to reliably exhibit the same excellent shut-off performance as the conventional one.

以上のような熱的昇圧室31へのガス流39b流入の後、さらに遮断動作が進むと、電流零点に至る。図1〜図3ではこの状態を示している。ここでは、大電流アーク38が減衰し、残留アークプラズマ状態となって、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル8のスロート部9は十分に開口し、ガス流39cが、熱的昇圧室31からフランジ27のフランジ開口穴34aを経てガス流路11に向かって流れる。   After the gas flow 39b flows into the thermal boosting chamber 31 as described above, when the shut-off operation further proceeds, the current zero point is reached. 1 to 3 show this state. Here, the high-current arc 38 is attenuated, resulting in a residual arc plasma state, and the pressure, density and temperature decrease. As a result, the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, and the gas flow 39c flows from the thermal pressure increasing chamber 31 toward the gas flow path 11 through the flange opening hole 34a of the flange 27.

ガス流39cは、可動アーク接触子6と絶縁ノズル8との間のガス流路11から対向アーク接触子7に向かって流れるガス流39fと、操作ロッド26の中空部から、操作ロッド26に設けられたロッド開口部34cに向かって流れるガス流39gとなる。これらの2方向のガス流39f、39gによって、アーク38は相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。   The gas flow 39 c is provided on the operation rod 26 from the gas flow 39 f flowing from the gas flow path 11 between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8 toward the counter arc contact 7 and the hollow portion of the operation rod 26. The gas flow 39g flows toward the rod opening 34c. By these two-direction gas flows 39f and 39g, the arc 38 is synergistically and strongly cooled and extinguished, and current interruption is achieved.

図1に示す大電流遮断時には、熱的昇圧室31は機械的圧縮室32に比べて圧力が高い状態にあり、隔壁35に取り付けられた逆止弁41は閉状態である。一方、固定ピストン33に設けられた放圧弁44は、機械的圧縮室32の過剰圧力上昇により開状態となって、機械的圧縮室32から充填ガス雰囲気空間14へと流れるガス流39dが発生する。したがって、機械的圧縮室32の過剰圧力が遮断動作を妨害する反力になることを回避できる。   When the large current interruption shown in FIG. 1 is performed, the thermal pressure increasing chamber 31 is in a higher pressure than the mechanical compression chamber 32, and the check valve 41 attached to the partition wall 35 is closed. On the other hand, the pressure release valve 44 provided in the fixed piston 33 is opened due to an excessive pressure increase in the mechanical compression chamber 32, and a gas flow 39d flowing from the mechanical compression chamber 32 to the filling gas atmosphere space 14 is generated. . Therefore, it can be avoided that the excessive pressure in the mechanical compression chamber 32 becomes a reaction force that hinders the shut-off operation.

また、図2、図3に示す中小電流遮断時には、熱的昇圧室31の圧力は電流零点近傍で次第に低下し、機械的圧縮室32の圧力を下回る。そのため、逆止弁41は開状態となり、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へと向かって低温高密度のガス流39aが流れる。ガス流39aは隔壁開口部34bを抜けてフローガイド部46に当たり、操作ロッド26の外周面に向かって方向付けされる。   2 and 3, the pressure in the thermal boosting chamber 31 gradually decreases near the current zero point and falls below the pressure in the mechanical compression chamber 32. Therefore, the check valve 41 is opened, and a low-temperature and high-density gas flow 39 a flows from the mechanical compression chamber 32 toward the thermal pressurization chamber 31. The gas flow 39a passes through the partition opening 34b, hits the flow guide 46, and is directed toward the outer peripheral surface of the operation rod 26.

このとき、フローガイド部46は逆止弁41と所定の曲率を持って滑らかに接続しているため、ガス流39aは熱的昇圧室31へスムーズに流れていき、確実に所望の方向に誘導されて、熱的昇圧室31内でガス流39aが四散することがない。そして、ガス流39aは操作ロッド26の外周面に沿って流れ、フランジ27の開口穴34aを経てガス通路11に向かうガス流39cとなる。   At this time, since the flow guide portion 46 is smoothly connected to the check valve 41 with a predetermined curvature, the gas flow 39a smoothly flows into the thermal pressure increasing chamber 31 and is reliably guided in a desired direction. Thus, the gas flow 39a does not scatter in the thermal pressurizing chamber 31. The gas flow 39 a flows along the outer peripheral surface of the operation rod 26, and becomes a gas flow 39 c toward the gas passage 11 through the opening hole 34 a of the flange 27.

以上のように、ガス流39aは熱的昇圧室31内部で拡散することがなく、ガス流39cとして、効率よくガス流路11へと到達することが可能である。したがって、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31を経てガス通路11に至るまで、低温高密度を維持したまま、ガス流39a、39cを一連の流れとして流すことができる。これにより、加熱昇圧作用が小さい中小電流遮断時であっても、高い吹付け圧力を確保可能であり、良好な遮断性能を獲得することができる。   As described above, the gas flow 39a does not diffuse inside the thermal pressure increasing chamber 31, and can reach the gas flow path 11 efficiently as the gas flow 39c. Therefore, the gas flows 39a and 39c can be made to flow as a series of flows from the mechanical compression chamber 32 to the gas passage 11 through the thermal pressure increasing chamber 31 while maintaining the low temperature and high density. As a result, even when the medium and small currents are interrupted with a small heating boosting action, a high spraying pressure can be ensured, and good interrupting performance can be obtained.

上述した第1の実施形態によれば、中小電流遮断時には、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へ流入した低温高密度のガス流39aを、フローガイド部46により熱的昇圧室31内部で拡散させることなく、滑らかに上流側ガス流路11へと誘導する流路を構成することができるため、良好な遮断性能を得ることができる。   According to the first embodiment described above, the low-temperature and high-density gas flow 39a flowing from the mechanical compression chamber 32 to the thermal boost chamber 31 is caused to flow into the thermal boost chamber 31 by the flow guide 46 when the small and medium current is interrupted. Therefore, it is possible to form a flow path that smoothly leads to the upstream gas flow path 11 without diffusing, so that a good blocking performance can be obtained.

また、大電流遮断時には、フローガイド部46は、アーク空間側から熱的昇圧室31内部に流入する高温ガス流が、冷たいガスと撹拌混合する流れ空間を遮ることのない形状をしている。そのため、加熱昇圧作用が大きい大電流遮断時であっても、アーク38へ吹き付けることになる熱的昇圧室31内のガス温度の過度の上昇を抑止でき、従来の消弧室と同等の遮断性能を得ることができる。したがって、小さな駆動エネルギーであっても、小電流から大電流に至るすべての電流領域で良好な遮断性能を示す、大容量ガス遮断器を実現することができる。   Further, when a large current is interrupted, the flow guide portion 46 has a shape in which the high-temperature gas flow that flows into the thermal booster chamber 31 from the arc space side does not block the flow space that is stirred and mixed with the cold gas. For this reason, even when a large current is interrupted with a large heating and boosting action, an excessive increase in the gas temperature in the thermal boosting chamber 31 that is blown to the arc 38 can be suppressed, and the interruption performance equivalent to that of the conventional arc extinguishing chamber is achieved. Can be obtained. Therefore, it is possible to realize a large-capacity gas circuit breaker that exhibits good breaking performance in all current regions from a small current to a large current even with a small driving energy.

(2)第2の実施形態
[構成]
続いて、本発明に係る第2の実施形態に関して、図4を参照して具体的に説明する。図4は中小電流遮断時で電流零点に至った状態での拡大断面図である。
(2) Second Embodiment [Configuration]
Next, a second embodiment according to the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in a state where a current zero point is reached when a medium / small current is cut off.

第2の実施形態は、基本構成は上記第1の実施形態と同様であるが、開口部34bの熱的昇圧室31側端部に曲率部47を設けた点に特徴がある。曲率部47は、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へ流入するガス流39aを、フローガイド部46に向かって方向付ける傾斜面又は湾曲面を有している。   The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but is characterized in that a curvature portion 47 is provided at the end of the opening 34b on the thermal boosting chamber 31 side. The curvature portion 47 has an inclined surface or a curved surface that directs the gas flow 39 a flowing from the mechanical compression chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31 toward the flow guide portion 46.

[作用及び効果]
以上の構成を有する第2の実施形態においては、前記第1の実施形態の持つ作用効果に加えて、以下のような作用効果が得られる。すなわち、開口部34bの熱的昇圧室31側端部に曲率部47を設けたので、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へガス流39a流入する際、ガス流39aは曲率部47に沿って、より滑らかに開口部34bを流れることができる。したがって、フローガイド部46へとスムーズに流れることが可能となる。これにより、中小電流遮断のさらなる向上が望める。
[Action and effect]
In the second embodiment having the above configuration, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects of the first embodiment. That is, since the curvature portion 47 is provided at the end of the opening 34b on the thermal pressure increasing chamber 31 side, the gas flow 39a flows into the curvature portion 47 when the gas flow 39a flows from the mechanical compression chamber 32 into the thermal pressure increasing chamber 31. Along the opening 34b. Therefore, it is possible to smoothly flow to the flow guide portion 46. Thereby, the further improvement of the small and medium current interruption can be expected.

(3)第3の実施形態
[構成]
次に図5を用いて、本発明に係る第3の実施形態を説明する。図5は中小電流遮断時で電流零点に至った状態での拡大断面図である。第3の実施形態は、基本構成は上記第1及び第2の実施形態と同様であり、その構成上の特徴は、熱的昇圧室31の内壁を構成する操作ロッド26の外周面に、前方に傾くテーパー面48を形成した点にある。テーパー面48は、フローガイド部46により方向付けられたガス流39aをガス通路11へと導くようになっている。
(3) Third Embodiment [Configuration]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view in a state where a current zero point is reached when a medium / small current is cut off. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first and second embodiments described above, and the structural feature is that the front surface of the operation rod 26 that constitutes the inner wall of the thermal boosting chamber 31 is arranged on the front side. The taper surface 48 which inclines is formed. The tapered surface 48 guides the gas flow 39 a directed by the flow guide portion 46 to the gas passage 11.

[作用及び効果]
以上の構成を有する第3の実施形態では、前記第2の実施形態の持つ作用効果に加えて、以下のような独自の作用効果が得られる。すなわち、機械的圧縮室32から熱的昇圧室31へ流入するガス流39aは、フローガイド部46により流れをガイドされて、アーク空間に流れるガス流39cとなるが、その間の流れであるガス流39hは、操作ロッド26外周面のテーパー面48に沿って流れ、ガス通路11へ誘導する。
[Action and effect]
In the third embodiment having the above configuration, the following unique effects can be obtained in addition to the functions and effects of the second embodiment. That is, the gas flow 39a flowing from the mechanical compression chamber 32 into the thermal pressure increasing chamber 31 is guided by the flow guide 46 to become a gas flow 39c flowing into the arc space. 39 h flows along the tapered surface 48 of the outer peripheral surface of the operation rod 26 and is guided to the gas passage 11.

このため、ガス流39hは熱的昇圧室31へ流入してからガス流路11に至るまで、非常にスムーズに流れることができ、ガス流39cを安定してアーク空間へ供給することができる。このように、本実施形態では、操作ロッド26外周面にテーパー面48を設けたことで、効率よくガス流39cを流すことができ、アーク空間に効果的に機械圧縮室32の低温高密度ガスを供給することができる。これにより、中小電流遮断性能をいっそう向上させることが可能である。   For this reason, the gas flow 39h can flow very smoothly from the flow into the thermal pressure increasing chamber 31 to the gas flow path 11, and the gas flow 39c can be stably supplied to the arc space. As described above, in the present embodiment, the tapered surface 48 is provided on the outer peripheral surface of the operation rod 26, whereby the gas flow 39c can be efficiently flowed, and the low-temperature and high-density gas in the mechanical compression chamber 32 can be effectively supplied to the arc space. Can be supplied. Thereby, it is possible to further improve the small / medium current interruption performance.

(4)他の実施形態
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、各部材の形状や寸法、配置数等は適宜変更可能であり、各実施形態を自由に組合せても良い。例えば、開口部34bに対する改良として、図6に示すように、軸方向に対して傾けた傾斜開口部49を隔壁35に設けても良く、上記第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(4) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the shape, dimensions, number of arrangements, and the like of each member can be appropriately changed, and the embodiments can be freely combined. Also good. For example, as an improvement with respect to the opening 34b, as shown in FIG. 6, an inclined opening 49 inclined with respect to the axial direction may be provided in the partition wall 35, and the same effect as the second embodiment can be obtained. Can do.

本発明に係る第1の実施形態の断面図であり、大電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of 1st Embodiment which concerns on this invention, and shows the state which reached the current zero point at the time of large current interruption | blocking. 第1の実施形態の断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of 1st Embodiment, and shows the state which reached the electric current zero point at the time of medium and small current interruption | blocking. 図2の拡大断面図。The expanded sectional view of FIG. 本発明に係る第2の実施形態の拡大断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is an expanded sectional view of 2nd Embodiment which concerns on this invention, and shows the state which reached | attained the electric current zero point at the time of medium and small current interruption. 本発明に係る第3の実施形態の拡大断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is an expanded sectional view of the 3rd embodiment concerning the present invention, and shows the state where it reached the current zero point at the time of medium and small current interruption. 本発明に係る他の実施形態の拡大断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is an expanded sectional view of other embodiments concerning the present invention, and shows the state where it reached the current zero point at the time of medium and small current interruption. 従来のガス遮断器の断面図であり、遮断動作前の投入状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the injection state before interruption | blocking operation | movement. 従来のガス遮断器の断面図であり、遮断動作初期の状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state of interruption | blocking operation | movement initial stage. 従来のガス遮断器の断面図であり、開極後の大電流期間における状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state in the large current period after opening. 従来のガス遮断器の断面図であり、大電流遮断において電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state which reached the current zero point in large current interruption. 従来のガス遮断器の断面図であり、中小電流遮断において電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state which reached the electric current zero point in medium and small current interruption.

符号の説明Explanation of symbols

1…可動接触子部
2…対向接触子部
4…可動通電接触子
5…対向通電接触子
6…可動アーク接触子
7…対向アーク接触子
8…絶縁ノズル
9…スロート部
11…ガス流路
14…充填ガス雰囲気空間
26…操作ロッド
27、40…フランジ
28…シリンダ
31…熱的昇圧室
32…機械的圧縮室
33…固定ピストン
34a…フランジ開口穴
34b…隔壁開口部
34c…ロッド開口部
35…隔壁
38…アーク
39a〜39h…ガス流
41…逆止弁
42、42a…ストッパ
44…放圧弁
45…バネ
46…フローガイド部
47…曲率部
48…テーパー面
49…傾斜開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable contact part 2 ... Opposing contact part 4 ... Movable energizing contact 5 ... Opposite energizing contact 6 ... Movable arc contact 7 ... Opposing arc contact 8 ... Insulating nozzle 9 ... Throat part 11 ... Gas flow path 14 ... filling gas atmosphere space 26 ... operating rods 27, 40 ... flange 28 ... cylinder 31 ... thermal pressurizing chamber 32 ... mechanical compression chamber 33 ... fixed piston 34a ... flange opening hole 34b ... partition opening 34c ... rod opening 35 ... Bulkhead 38 ... Arcs 39a-39h ... Gas flow 41 ... Check valves 42, 42a ... Stopper 44 ... Pressure release valve 45 ... Spring 46 ... Flow guide portion 47 ... Curvature portion 48 ... Tapered surface 49 ... Inclined opening

Claims (6)

消弧性ガスが充填された密閉容器内の中心軸上には、それぞれ通電接触子及びアーク接触子を有する第1接触子部及び第2接触子部が対向して配置され、
前記第1接触子部及び第2接触子部の各アーク接触子は、通常運転時は互いに接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に前記第1接触子部及び前記第2接触子部間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するように構成され、
前記第1接触子部は、連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成され、その内部にはアーク消弧用のガス流を発生させる蓄圧空間が形成され、さらに前記蓄圧空間内のガス流をアークに吹き付ける絶縁ノズルが設置され、
前記蓄圧空間には、遮断動作過程において、機械的圧縮作用により蓄圧される第1蓄圧空間と、前記アーク空間と連通してそこから取り込まれる熱ガスによる加熱昇圧作用により蓄圧される第2蓄圧空間とが、隔壁を介して設けられ、
前記隔壁には隣接する前記第1蓄圧空間及び前記第2蓄圧空間を空間的に接続する隔壁開口部が形成され、
前記隔壁開口部には該隔壁開口部の閉塞及び開放を行う逆止弁が取り付けられ、
前記絶縁ノズルの内部には、前記第2蓄圧空間と前記アーク空間とを空間的に接続するガス通路が設けられたガス遮断器において、
前記隔壁開口部近傍には、該隔壁開口部を経て前記第1蓄圧空間から前記第2蓄圧空間へ流入したガス流が前記ガス通路に向かって流れるように、前記ガス流を方向付けるフローガイド部が設置されたことを特徴とするガス遮断器。
On the central axis in the sealed container filled with the arc-extinguishing gas, a first contact part and a second contact part each having a current-carrying contact and an arc contact are arranged to face each other,
The arc contacts of the first contact portion and the second contact portion are in contact with each other during normal operation, and are separated during a shut-off operation, and the first contact portion and the second contact portion are separated. Configured to generate an arc in an arc space defined as a space between parts,
The first contact portion is configured to operate at the time of a shut-off operation and a closing operation by a connected driving device, and a pressure accumulating space for generating a gas flow for arc extinguishing is formed therein, and An insulating nozzle that blows the gas flow in the accumulator space against the arc is installed,
In the pressure accumulating space, in the shut-off operation process, a first pressure accumulating space that is accumulated by a mechanical compression action and a second pressure accumulating space that is accumulated by a heating pressure raising action by a hot gas that communicates with the arc space and is taken in from the arc space. Are provided through a partition wall,
A partition opening that spatially connects the first pressure accumulation space and the second pressure accumulation space adjacent to each other is formed in the partition,
A check valve for closing and opening the partition opening is attached to the partition opening,
In the inside of the insulating nozzle, a gas circuit breaker provided with a gas passage that spatially connects the second pressure accumulation space and the arc space,
In the vicinity of the partition opening, a flow guide portion that directs the gas flow so that the gas flow that flows from the first pressure accumulation space to the second pressure accumulation space through the partition opening flows toward the gas passage. A gas circuit breaker characterized in that is installed.
前記フローガイド部は、前記隔壁開口部と前記ガス通路を結ぶ経路上に配置された円筒状又はリング状の部材から構成されたことを特徴とする請求項1記載のガス遮断器。   2. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the flow guide portion is configured by a cylindrical or ring-shaped member disposed on a path connecting the partition opening and the gas passage. 前記フローガイド部は、所定の曲率を持って前記逆止弁に一体的に設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載のガス遮断器。   The gas circuit breaker according to claim 1 or 2, wherein the flow guide part is provided integrally with the check valve with a predetermined curvature. 前記フローガイド部は、前記隔壁開口部の前記第2蓄圧空間側の端部に形成された傾斜断面部又は湾曲断面部から構成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス遮断器。   The said flow guide part was comprised from the inclination cross-section part or curved cross-section part formed in the edge part by the side of the said 2nd pressure accumulation space of the said partition opening part, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The gas circuit breaker described in 1. 前記第2蓄圧空間の内壁には、前記フローガイド部により方向付けられたガス流を、前記ガス通路へと導くための傾斜面又は湾曲面が設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス遮断器。   5. The inclined wall or curved surface for guiding the gas flow directed by the flow guide portion to the gas passage is provided on an inner wall of the second pressure accumulating space. The gas circuit breaker of any one of these. 前記隔壁開口部の内周部には、前記第1蓄圧空間から前記第2蓄圧空間へ流入するガス流を、前記フローガイド部に向かって方向付ける傾斜面又は湾曲面が設けられたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス遮断器。   An inner surface of the partition opening is provided with an inclined surface or a curved surface for directing a gas flow flowing from the first pressure accumulation space to the second pressure accumulation space toward the flow guide portion. The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 5.
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