JP2010211966A - ガス遮断器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁ノズル6の内部に、絶縁ノズル6と同心を保つようにして円筒形のノズル内絶縁部材32aが設けられている。ノズル内絶縁部材32aは、固定アーク接触子7aにおいて可動アーク接触子7bと向かい合う側を先端側として、その先端側端面に強固に接合されている。
【選択図】図1
Description
(構成)
本発明に係る第1の実施形態について、図1および図2を用いて説明する。図1はガス遮断器の遮断動作途中のアーク近傍の状態を示しており、各構成部材は回転軸対称形状であるため、中心線の上側半分のみを描いている。
以上の構成を有する第1の実施形態の作用効果としては、まずアーク8の冷却性を高めた点、それも消弧性ガス2の冷却性能に依存するのではなく、構造的な改良によりアーク8の冷却性を高めた点にある。すなわち、アーク接触子7a、7b間を閃絡するアーク8は、絶縁ノズル6およびノズル内絶縁部材32aの間で構成されるパイプ状のガス流路61a中で点弧する。このとき、絶縁ノズル6およびノズル内絶縁部材32aは互いに同心を保つように強固に固定保持されている。
(構成)
続いて、本発明に係る第2の実施形態について、図3を用いて具体的に説明する。図3はガス遮断器の遮断動作途中のアーク近傍の状態を示しており、各構成部材は回転軸対称形状であるため、中心線の上側半分のみを描いている。
第2の実施形態では、ノズル内絶縁部材32bを備えたことで、構造的にアーク8の冷却性を高めることができるため、消弧性ガス2として冷却性能の低いN2ガスやCO2ガスといった代替ガスを使用した場合であっても、SF6ガス並に優れた遮断性能を確保することができる。つまり、環境負荷の低いガスを消弧性ガス2として利用可能であり、良好な遮断性能を維持しつつ、SF6ガスの使用量を削減して環境調和性を高めることができる。
(構成)
次に本発明に係る第3の実施形態について、図4を用いて説明する。図4は、ガス遮断器の遮断動作途中のアーク近傍の状態を示しており、各構成部材は回転軸対称形状であるため、中心線の上側半分のみを描いている。
上記の第3の実施形態では独自の作用効果として次のような点を得ている。前述した第1の実施例におけるノズル内絶縁部材32aは、円筒形状であるため、アーク接触子7a、7bの開離度に関係なく、ノズル内絶縁部材32aの外径φIと絶縁ノズル6スロート部6bの内径φN2で構成される円筒状の流路断面積S2は、常に一定である(図1参照)。
(構成)
さらに、本発明に係る第4の実施形態について、図5を用いて具体的に説明する。図5において、各構成部材は回転軸対称形状であり、中心線の上側半分はガス遮断器が投入した状態(すなわち「閉」状態)、下側半分が遮断途中の状態を示している。
上記の構成を有する第4の実施形態により得られる基本的な作用効果は、上記第1〜第3の実施形態と同様であるが、次のような独自の作用効果がある。すなわち、両アーク接触子7b、7dが相対動作するために、アーク接触子7b、7d間の同じ開離速度を得るために必要となる駆動エネルギーを低減することができる。例えば、一秒間に「100」の開離速度が必要な場合、可動アーク接触子7bと対向アーク接触子7dがそれぞれ「50」ずつ、開離すればよく、必要となる駆動エネルギーの低減に寄与することができる。
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、各部材の構成や配置数等は適宜選択可能である。例えば、密閉容器内に充填されるガスに関しては、環境への負荷に配慮して、SF6ガスよりも地球温暖化係数が低い単体ガスもしくは混合ガスであり、かつ、少なくとも1気圧以上の圧力かつ摂氏20度以下の状態で気相であることが望ましい。また、ノズル内絶縁部材に添加される材料として、紫外線に対する反射作用又は可視光から紫外光領域の吸収性に優れたものとしては、ポリテトラフルオロエチレンよりも大きい添加物を配合させた耐熱性樹脂が好適である。
2…消弧性ガス
3…ピストン
4…シリンダ
5…パッファ室
6a…絶縁ノズル
6、61a、61c…ガス流路
6b…スロート部
7a…固定アーク接触子
7b…可動アーク接触子
7c…固定アーク接触子の先端部
7d…対向アーク接触子
8…アーク
9…排気筒
10a…固定側熱ガス流
10b…可動側熱ガス流
10c…ガス流
11…中空ロッド
12…支持絶縁物
21…固定接触部
22…可動接触部
31…溶発ガス
32a〜32d…ノズル内絶縁部材
33…三重点部
34…ガイド棒
35…支え
36…電界緩和シールド
37…ピニオン
38…ラック
41…熱の流れ
φN1…従来の遮断器におけるノズルスロートの内径
φF1…従来の遮断器における固定アーク接触子の外径
φM1…従来の遮断器における可動アーク接触子の内径
φN2…本発明におけるノズルスロートの内径
φF2…本発明における固定アーク接触子の外径
φM2…本発明における可動アーク接触子の内径
φI…本発明における内ノズルの外径
S1…従来の遮断器におけるノズルスロート部の実効流路断面積
S2…本発明におけるノズルスロート部の実効流路断面積
Claims (11)
- ガスで充たされた密閉容器内に1対の接点を接離自在に配置し、前記接点同士を開離させた時に発生するアークに前記ガスを吹付けるガス流発生手段を有し、前記ガス流発生手段は、少なくとも1つの蓄圧空間と、前記蓄圧空間の圧力を上昇せしめる少なくとも1つの圧力上昇手段と、前記蓄圧空間と前記アークとを結ぶ少なくとも1つのガス流路と、前記蓄圧空間からのガスを整流し前記アークに導くための絶縁ノズルとからなるガス遮断器において、
前記絶縁ノズルの内部に当該絶縁ノズルと同心状にノズル内絶縁部材を配置し、
前記絶縁ノズルの内壁部と前記ノズル内絶縁部材の外壁部との隙間に前記アークが発生し且つ前記ガスが流れるように構成したことを特徴とするガス遮断器。 - 前記1対の接点と、前記絶縁ノズル内のガス流路と、前記ノズル内絶縁部材は、略回転軸対称形状であり、
一方の接点の外径をφF、もう一方の接点の内径をφM、前記絶縁ノズル内のガス流路の径をφN、前記ノズル内絶縁部材の外径をφIとした時、φN>φF>φM>φIとなるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。 - 前記圧力上昇手段の少なくとも1つは、前記アークにおいて発生する熱エネルギーによりもたらされるように構成し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。
- 前記ノズル内絶縁部材を前記接点の一方に接合保持し、
当該接合部における金属と絶縁物とガスという3種類の媒体が接触する三重点を、当該接点の外周部よりも奥まった位置に配置し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。 - 前記ノズル内絶縁部材を前記接点の一方に差し込んで接合保持し、
当該接点の中心軸上に、前記ノズル内絶縁部材の内部に突き出るように電界緩和シールドを配置し、
前記電界緩和シールドは前記ノズル内絶縁部材が差し込まれた前記接点と同電位になるように構成し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。 - 前記ノズル内絶縁部材には軸方向に穴を形成し、
軸方向以外には動かないガイド棒を前記ノズル内絶縁部材の穴に沿って摺動可能となるように設け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。 - 前記ノズル内絶縁部材は、紫外光に対する反射作用が少なくともポリテトラフルオロエチレンよりも大きい添加物を配合させた耐熱性樹脂からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス遮断器。
- 前記ノズル内絶縁部材は、可視光から紫外光領域の吸収性が少なくともポリテトラフルオロエチレンよりも大きい添加物を配合させた耐熱性樹脂からなることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス遮断器。
- 前記ノズル内絶縁部材は回転軸対称形状であり、且つ軸方向に沿って径が不均一となるようにテーパ部を形成したことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のガス遮断器。
- 前記ノズル内絶縁部材を前記接点のどちらか一方と同じ動きをするように接合保持し、同時にもう一方の接点とも機械的に結合されており、互いに逆方向に動くように構成したことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のガス遮断器。
- 前記ガスは、六弗化硫黄ガスよりも地球温暖化係数が低い単体ガスもしくは混合ガスであり、かつ、少なくとも1気圧以上の圧力かつ摂氏20度以下の状態で気相であるガスであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のガス遮断器。
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