JP2012146405A

JP2012146405A - Gas circuit breaker

Info

Publication number: JP2012146405A
Application number: JP2011001832A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shinkai; 健新海; Akira Shimamura; 旭島村; Ryusuke Ochiai; 隆介落合
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-08-02

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas circuit breaker in which reignition can be prevented between electrified contacts by suppressing electrical field relaxation effect by means of an electrical field relaxation shield immediately after opening of the pole of an arc contact, electrical field relaxation effect can be exhibited by moving the electrical field relaxation shield in the axial direction as opening of the pole of the arc contact progresses, and thereby small current interruption performance is ensured while suppressing increase in the pole opening speed of the arc contact.SOLUTION: An electrical field shield 41 is floating and operable in the direction of the central axis. It is configured to be energized by a coil spring 42 coupled to the proximal end, and to operate to the movable contactor 20 side in the direction of the central axis as the coil spring 42 is de-energized during the breaking operation.

Description

本発明の実施形態は、電界シールドを備えたガス遮断器に関するものである。 Embodiments of the present invention relate to a gas circuit breaker having an electric field shield.

一般的に、ガス遮断器では、遮断時の再点弧を回避して絶縁破壊を防ぐことが重要である。再点弧とは、商用周波電圧において電流零点後４分の１周期以上の時間が経過した後に生じる絶縁破壊現象である。この再点弧が起きると、大きな過電圧が発生するため、ガス遮断器には速やかな絶縁回復特性が要求されている。なお、電流零点後４分の１周期未満の時間で生じる絶縁破壊現象のことを再発弧と呼んでいる。この再発弧は過電圧レベルが低いので、ガス流が存在する限りにおいて発生が許容されるのが一般的である。 In general, in a gas circuit breaker, it is important to avoid re-ignition at the time of interruption and prevent dielectric breakdown. Re-ignition is a dielectric breakdown phenomenon that occurs after a period of one quarter or more after the current zero point has elapsed in the commercial frequency voltage. When this re-ignition occurs, a large overvoltage is generated. Therefore, the gas circuit breaker is required to have a quick insulation recovery characteristic. In addition, the dielectric breakdown phenomenon that occurs in a time less than a quarter cycle after the current zero point is referred to as re-arcing. Since this re-arcing has a low overvoltage level, it is generally allowed to occur as long as the gas flow is present.

ところで、ガス遮断器では再点弧を回避すべく、アーク接触子間の速やかな絶縁回復特性を備えることが要求される。このため、アーク接触子の開極速度の向上が図られるが、操作エネルギーの省力化を図ることも重要であり、アーク接触子の開極速度を抑制することが要請されている。そこで、電界緩和用の電界シールドを設置したガス遮断器が提案されている。 By the way, in order to avoid re-ignition, the gas circuit breaker is required to have a quick insulation recovery characteristic between the arc contacts. For this reason, although the opening speed of the arc contact is improved, it is also important to save the operating energy, and it is required to suppress the opening speed of the arc contact. Therefore, a gas circuit breaker having an electric field shield for electric field relaxation has been proposed.

［ガス遮断器の概略］
以下、電界シールドを設置した従来のガス遮断器について述べるが、その前に、ガス遮断器の概略に関して、図１７、図１８の断面図を用いて説明する。図１７はガス遮断器の遮断状態、図１８はガス遮断器の投入状態をそれぞれ示している。これら図１７、図１８に示すように、ガス遮断器は、対向接触子部１０及び可動接触子部２０が互いに対向配置して構成されている。可動接触子部２０の位置関係は、対向接触子部１０側の方向を前方（図１７の左方）、その反対側を後方（図１７の右方）と定義して説明する。 [Outline of gas circuit breaker]
Hereinafter, a conventional gas circuit breaker provided with an electric field shield will be described. Before that, the outline of the gas circuit breaker will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS. FIG. 17 shows a shut-off state of the gas circuit breaker, and FIG. 18 shows a put-on state of the gas circuit breaker. As shown in FIGS. 17 and 18, the gas circuit breaker is configured such that the opposed contact portion 10 and the movable contact portion 20 are arranged to face each other. The positional relationship of the movable contact portion 20 will be described by defining the direction on the opposite contact portion 10 side as the front (left side in FIG. 17) and the opposite side as the rear (right side in FIG. 17).

［対向接触子部１０の構成］
対向接触子部１０は、対向アーク接触子１１、対向通電接触子１２、支持部１３、サポート１４から構成される。サポート１４は、消弧性のガスが充填された容器（図示せず）の内壁部に固定されており、サポート１４内部に支持部１３が鉛直に伸びて取り付けられる。対向アーク接触子１１は、支持部１３の先端に固定され、容器の中心軸上に配置されている。対向通電接触子１２は、サポート１４の可動接触子部２０側の先端部に形成されており、且つ対向アーク接触子１１の周囲に配置されている。 [Configuration of Opposing Contact Part 10]
The opposing contact portion 10 includes an opposing arc contact 11, an opposing energizing contact 12, a support portion 13, and a support 14. The support 14 is fixed to an inner wall portion of a container (not shown) filled with an arc extinguishing gas, and a support portion 13 is attached to the support 14 so as to extend vertically. The counter arc contact 11 is fixed to the tip of the support portion 13 and is disposed on the central axis of the container. The opposed energizing contact 12 is formed at the tip of the support 14 on the movable contact 20 side, and is disposed around the opposed arc contact 11.

［可動接触子部２０の構成］
可動接触子部２０には、中空の操作ロッド２５が配置されている。操作ロッド２５は、駆動装置（図示せず）に連結され、この駆動装置によって、軸方向（図１７の左右方向）に往復動するように構成されている。 [Configuration of Movable Contact 20]
A hollow operating rod 25 is disposed in the movable contact portion 20. The operation rod 25 is connected to a drive device (not shown), and is configured to reciprocate in the axial direction (left-right direction in FIG. 17) by this drive device.

操作ロッド２５の周囲にはシリンダ２４が配置されている。シリンダ２４は前端部で操作ロッド２５に連結され、シリンダ２４前方には中空且つ指状の可動アーク接触子２１が連結されている。この可動アーク接触子２１を包囲するように所定の間隔を持って絶縁ノズル２３が配置されている。さらに、絶縁ノズル２３の外周部には可動通電接触子２２が配置されている。なお、図１７中の符号２３ａは絶縁ノズル２３のスロート部における最小断面積部を示している。 A cylinder 24 is disposed around the operation rod 25. The cylinder 24 is connected to the operation rod 25 at the front end, and a hollow and finger-shaped movable arc contact 21 is connected to the front of the cylinder 24. An insulating nozzle 23 is arranged at a predetermined interval so as to surround the movable arc contact 21. Further, a movable energizing contact 22 is disposed on the outer peripheral portion of the insulating nozzle 23. In addition, the code | symbol 23a in FIG. 17 has shown the minimum cross-sectional area part in the throat part of the insulation nozzle 23. FIG.

シリンダ２４内部には円形平板状の固定ピストン３１が摺動自在に挿入されている。固定ピストン３１には後方に延びるピストン支持部３１ａが一体的に設けられている。固定ピストン３１は、ピストン支持部３１ａを介して図示していない容器内に固定されている。操作ロッド２５と共にシリンダ２４が往復動する時、固定ピストン３１は、その内周面で操作ロッド２５の外周面に対して摺動し、その外周面でシリンダ２４の内周面に対して摺動するように構成されている。この時、固定ピストン３１により圧縮されるシリンダ２４内部の空間を、機械的圧縮空間と呼んでいる。 A circular flat plate-like fixed piston 31 is slidably inserted into the cylinder 24. The fixed piston 31 is integrally provided with a piston support portion 31a extending rearward. The fixed piston 31 is fixed in a container (not shown) via a piston support portion 31a. When the cylinder 24 reciprocates together with the operation rod 25, the fixed piston 31 slides on the outer peripheral surface of the operation rod 25 on its inner peripheral surface, and slides on the inner peripheral surface of the cylinder 24 on its outer peripheral surface. Is configured to do. At this time, the space inside the cylinder 24 compressed by the fixed piston 31 is called a mechanical compression space.

［ガス遮断器の動作］
以上の構成を有するガス遮断器が投入動作または遮断動作を実施する場合、駆動装置（図示せず）からの駆動力を受けて操作ロッド２５が容器の中心軸上を移動する。操作ロッド２５の移動に伴って、可動アーク接触子２１、可動通電接触子２２、絶縁ノズル２３及びシリンダ２４が、操作ロッド２５と一体的に往復移動する。 [Operation of gas circuit breaker]
When the gas circuit breaker having the above configuration performs the closing operation or the blocking operation, the operating rod 25 moves on the central axis of the container in response to a driving force from a driving device (not shown). As the operating rod 25 moves, the movable arc contact 21, the movable energizing contact 22, the insulating nozzle 23, and the cylinder 24 reciprocate integrally with the operating rod 25.

ガス遮断器の遮断時には、容器側に固定された固定ピストン３１に対し、操作ロッド２５とシリンダ２４が一体的に後退する。ここで、シリンダ２４の内周面と固定ピストン３１の外周面が摺動しながら、両者が相対的に移動するため、固定ピストン３１がシリンダ２４内部の機械的圧縮空間を圧縮する。これにより、シリンダ２４内部には、十分な吹きつけ圧力が蓄圧される。 When the gas circuit breaker is shut off, the operating rod 25 and the cylinder 24 are integrally retracted with respect to the fixed piston 31 fixed on the container side. Here, since the inner peripheral surface of the cylinder 24 and the outer peripheral surface of the fixed piston 31 slide relative to each other, the fixed piston 31 compresses the mechanical compression space inside the cylinder 24. As a result, a sufficient blowing pressure is accumulated in the cylinder 24.

ガス遮断器の遮断動作が進行して、接触導通状態にあった対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が開離すると、両アーク接触子１１、２１間の空間として定義されるアーク空間にアークが発生する。さらに遮断動作が進行すると、両アーク接触子１１、２１間の距離が十分に開いて適切な流路を形成する。 When the interruption operation of the gas circuit breaker progresses and the opposed arc contact 11 and the movable arc contact 21 that have been in a contact conduction state are separated, an arc space defined as a space between the arc contacts 11 and 21 is formed. An arc is generated. When the interruption operation further proceeds, the distance between the arc contacts 11 and 21 is sufficiently widened to form an appropriate flow path.

前述したようにシリンダ２４内部には十分な吹きつけ圧力を蓄圧しているため、この状態で電流零点を迎えると、シリンダ２４内部からのガス流が、可動アーク接触子２１と絶縁ノズル２３との間を通ってアーク空間に流れ込む。その結果、アーク空間に生じたアークは消弧に至り、事故電流遮断が完了する。 As described above, since a sufficient blowing pressure is accumulated in the cylinder 24, when the current zero point is reached in this state, the gas flow from the cylinder 24 is caused to flow between the movable arc contact 21 and the insulating nozzle 23. It flows into the arc space through. As a result, the arc generated in the arc space is extinguished and the fault current interruption is completed.

以上のようにしてガス遮断器が遮断動作を行うが、その際、遮断する電流が大きな事故電流であれば、アーク接触子１１、２１間には数ｋＡオーダーの大電流アークが発生する。ただし、アーク接触子１１、２１間の距離が大きく開いて適切なガス流路が形成され、かつシリンダ２４内部に高い吹きつけ圧力が蓄圧された後でなければ、たとえ電流零点を迎えても、大電流アークが消弧されることはない。つまり、アーク接触子１１、２１間の十分な距離と、シリンダ２４内部の十分な蓄圧が、大電流アークを消弧するための成立条件となる。 As described above, the gas circuit breaker performs a breaking operation. At this time, if the current to be cut off is a large accident current, a large current arc of several kA order is generated between the arc contacts 11 and 21. However, unless the distance between the arc contacts 11 and 21 is widened to form an appropriate gas flow path and a high blowing pressure is accumulated in the cylinder 24, even if the current zero point is reached, Large current arcs are never extinguished. That is, a sufficient distance between the arc contacts 11 and 21 and a sufficient pressure accumulation inside the cylinder 24 are the conditions for extinguishing the large current arc.

これに対して、ガス遮断器が遅れ負荷電流や極めて小さな事故電流を遮断する場合、あるいは進み小電流等の小電流を遮断する場合は、消弧の成立条件が、上記大電流遮断の場合とは異なっている。小電流等を遮断する場合は、両アーク接触子１１、２１間には数百Ａ以下の小電流アークが発生するに過ぎない。このため、アーク接触子１１、２１の開離直後であっても、微弱なガス流が存在すれば、十分な吹きつけ圧力を持たなくとも電流零点を迎えるだけで、簡単に小電流アークは消弧されることになる。 On the other hand, when the gas circuit breaker interrupts a delayed load current or an extremely small accident current, or interrupts a small current such as an advanced small current, the condition for extinction of arc is Is different. In order to cut off a small current or the like, only a small current arc of several hundred A or less is generated between the arc contacts 11 and 21. Therefore, even immediately after the arc contacts 11 and 21 are opened, if a weak gas flow is present, the small current arc can be easily extinguished only by reaching the current zero point even without sufficient blowing pressure. Will be arced.

電流位相によっては、アーク時間（アーク接触子１１、２１間のアークが継続する時間）は、限りなくゼロに近くなる。したがって、両アーク接触子１１、２１の開離直後にアークが消弧されるということは、両アーク接触子１１、２１間の距離が極めて小さい状態で、両アーク接触子１１、２１間に回復電圧が印加されることに他ならない。 Depending on the current phase, the arc time (the time during which the arc between the arc contacts 11 and 21 continues) is infinitely close to zero. Therefore, the fact that the arc is extinguished immediately after the arc contacts 11 and 21 are opened means that the distance between the arc contacts 11 and 21 is recovered in a state where the distance between the arc contacts 11 and 21 is extremely small. A voltage is applied.

［再発弧］
このとき、両アーク接触子１１、２１間における回復電圧の大きさは、遮断対象となる電流の大きさに依存する。すなわち、ガス遮断器が、遅れ負荷電流や極めて小さな事故電流を遮断する場合は、数ｋＨｚの高い周波数の過渡回復電圧が、アーク接触子１１、２１間に印加されることが多い。 [Recurring arc]
At this time, the magnitude of the recovery voltage between the arc contacts 11 and 21 depends on the magnitude of the current to be interrupted. That is, when the gas circuit breaker interrupts a delayed load current or an extremely small accident current, a transient recovery voltage having a high frequency of several kHz is often applied between the arc contacts 11 and 21.

つまり、開極直後のアーク接触子１１、２１間の距離が小さい状態で、瞬時に過渡回復電圧が立ち上がる。したがって、この時に発生する再発弧（電流零点後４分の１周期未満の時間で生じる絶縁破壊現象）については許容せざるを得ない。ただし、この再発弧は、ガス流の存在しない通電接触子１２、２２で発生すると遮断不能になる可能性があるので、アーク接触子１１、２１間で発生させる必要がある。 That is, the transient recovery voltage rises instantaneously in a state where the distance between the arc contacts 11 and 21 immediately after opening is small. Therefore, it is necessary to tolerate the re-occurring arc that occurs at this time (the dielectric breakdown phenomenon that occurs in less than a quarter cycle after the current zero point). However, if this recurring arc occurs in the current-carrying contacts 12 and 22 where there is no gas flow, it may become impossible to shut off, so it must be generated between the arc contacts 11 and 21.

［再点弧］
一方、ガス遮断器が、進み小電流等の小電流を遮断する場合は、系統からの高い回復電圧（商用周波数）が、アーク接触子１１、２１間に印加されることが多い。この回復電圧により、アーク接触子１１、２１間に再点弧（電流零点後４分の１周期以上の時間経過後に生じる絶縁破壊現象）が起きる可能性がある。 [Re-ignition]
On the other hand, when the gas circuit breaker cuts off a small current such as an advanced small current, a high recovery voltage (commercial frequency) from the system is often applied between the arc contacts 11 and 21. This recovery voltage may cause a re-ignition between the arc contacts 11 and 21 (a dielectric breakdown phenomenon that occurs after a lapse of a quarter cycle or more after the current zero point).

中でも、対向アーク接触子１１の先端が絶縁ノズル２３の最小断面積部２３ａ（図１７に図示）を通過する領域では、再点弧が発生し易いトラベル領域となっている。過電圧レベルの低い再発弧と違い、アーク接触子１１、２１間に再点弧が起きると、過渡的な過電圧が発生する場合があり、系統機器の信頼性を脅かすおそれがあった。 In particular, the region where the tip of the counter arc contact 11 passes through the minimum cross-sectional area 23a (shown in FIG. 17) of the insulating nozzle 23 is a travel region where re-ignition is likely to occur. Unlike re-ignition with a low overvoltage level, when re-ignition occurs between the arc contacts 11 and 21, a transient overvoltage may occur, which may threaten the reliability of the system equipment.

そこでガス遮断器では、十分な速さの絶縁回復特性を備え、アーク接触子間の速やかな絶縁回復を確保することにより、進み小電流遮断時における再点弧の回避が求められている。再点弧を回避する技術としては、アーク接触子の開極速度を向上させることが有効である。例えば特許文献１、２では、リンク機構などを用いて、特に速やかな絶縁回復が要求されるアーク接触子の開離直後における開極速度を大きく向上させている。 Therefore, the gas circuit breaker is required to avoid re-ignition at the time of cutting off a small current by providing a sufficiently fast insulation recovery characteristic and ensuring quick insulation recovery between the arc contacts. As a technique for avoiding re-ignition, it is effective to improve the opening speed of the arc contact. For example, Patent Documents 1 and 2 use a link mechanism or the like to greatly improve the opening speed immediately after the arc contact that requires particularly quick insulation recovery.

ところが、近年のガス遮断器は小型化が進められているので、小型化に伴ってアーク接触子の径も小さくなり、電界が厳しくなる傾向にある。その結果、アーク接触子の開極速度を一層速める必要がある。このような開極速度のさらなる向上は、操作エネルギーの増大を招くことになり、所望の機械的信頼性を確保することが困難となっていた。 However, since gas circuit breakers in recent years have been reduced in size, the diameter of the arc contact becomes smaller and the electric field tends to be severer as the size is reduced. As a result, it is necessary to further increase the opening speed of the arc contact. Such further improvement of the contact opening speed leads to an increase in operating energy, and it has been difficult to ensure desired mechanical reliability.

したがってガス遮断器においては、操作エネルギーの低減化を図るべく、アーク接触子の開極速度向上の抑制が望まれており、これを実現しつつ、アーク接触子間の速やかな絶縁回復を確保することが要求されている。このような要求に応える従来技術として、特許文献３〜８等に記載されたガス遮断器が提案されている。 Therefore, in the gas circuit breaker, in order to reduce the operation energy, it is desired to suppress the improvement of the opening speed of the arc contact, and while this is achieved, the quick insulation recovery between the arc contacts is ensured. It is requested. As a conventional technique that meets such demands, gas circuit breakers described in Patent Documents 3 to 8 and the like have been proposed.

特許文献３、４に記載のガス遮断器では、遮断動作時に可動接触子部側を動かすだけではなく、対向接触子部もまた可動接触子部と反対向きに駆動させている（いわゆるデュアルモーション機構）。このようなガス遮断器によれば、各接触子部の絶対的な移動速度を抑制しつつ、両アーク接触子の相対的な開極速度を高めることが可能となり、操作エネルギーの省力化と良好な絶縁回復特性を両立させている。しかし、これらの従来技術には、部品点数が増加するといったコスト的な問題があり、また、機械的・絶縁的な信頼性を確保することも課題となっている。 In the gas circuit breakers described in Patent Documents 3 and 4, not only the movable contact portion side is moved during the breaking operation, but also the opposing contact portion is driven in the opposite direction to the movable contact portion (so-called dual motion mechanism). ). According to such a gas circuit breaker, it is possible to increase the relative opening speed of both arc contacts while suppressing the absolute moving speed of each contact portion, and it is possible to save the operation energy and to improve Insulation recovery characteristics. However, these conventional techniques have a cost problem such as an increase in the number of parts, and it is also a problem to ensure mechanical and insulating reliability.

さらに、特許文献５〜８のガス遮断器では、絶縁ノズルの形状を改良することで、ガス流に起因するアーク接触子先端近傍での圧力・密度低下を防止し、速やかな絶縁回復を実現している。しかし、最近のガス遮断器では、機械的圧縮による蓄圧依存度が低下し、アークエネルギーを用いた蓄圧の寄与が増加している。このため、進み小電流等の小電流遮断時には、蓄圧室の圧力上昇が弱く、もともと、ガス流に起因するアーク接触子先端近傍での圧力・密度低下の問題は無視できる程度である。したがって、これらの技術の有効性は必ずしも高いわけではない。 Furthermore, in the gas circuit breakers disclosed in Patent Documents 5 to 8, by improving the shape of the insulating nozzle, the pressure / density drop near the tip of the arc contact caused by the gas flow is prevented, and quick insulation recovery is realized. ing. However, in recent gas circuit breakers, the pressure-accumulation dependency due to mechanical compression has decreased, and the contribution of pressure accumulation using arc energy has increased. For this reason, when a small current such as a small traveling current is cut off, the pressure increase in the pressure accumulating chamber is weak, and the problem of a decrease in pressure and density in the vicinity of the arc contact tip due to the gas flow is negligible. Therefore, the effectiveness of these techniques is not necessarily high.

以上のような技術的な背景のもと、アーク接触子の開極速度を抑えつつ、アーク接触子間の速やかな絶縁回復を実現するガス遮断器として、アーク接触子の電界緩和を図ったものが広く採用されている。例えば、対向通電接触子１２を可動接触子部２０側に寄せて配置することで、対向アーク接触子１１と対向通電接触子１２の先端同士を結ぶ接線と中心軸のなす角度θを９０度よりも小さくしたガス遮断器が提案されている（ちなみに図１７に示したガス遮断器ではθは９０度である）。このようなガス遮断器によれば、対向アーク接触子１１の電界を緩和することが可能となる。 Based on the above technical background, the electric field of the arc contact was reduced as a gas circuit breaker that realized quick insulation recovery between the arc contacts while suppressing the opening speed of the arc contact. Is widely adopted. For example, by placing the opposed energizing contact 12 close to the movable contact portion 20 side, the angle θ formed between the tangent line connecting the tips of the opposed arc contact 11 and the opposed energized contact 12 and the central axis is 90 degrees. A gas circuit breaker having a smaller size has been proposed (in the case of the gas circuit breaker shown in FIG. 17, θ is 90 degrees). According to such a gas circuit breaker, the electric field of the counter arc contact 11 can be relaxed.

さらには、図１９や図２０に示すように、対向通電接触子１２の外周部分に、電界シールド１５、１６を設けたガス遮断器も提案されている。電界シールド１５、１６の先端部は、対向通電接触子１２の先端部よりも可動接触子部２０側に位置している。電界シールド１５は、その先端部が内側方向に円弧に描いて構成され、対向通電接触子１２の先端部を覆うように配置されている。また、電界シールド１６は、その先端部が外側方向に円弧に描いて構成されている。これらの電界シールド１５、１６を対向通電接触子１２の外周部分に設置することで、対向アーク接触子１１の電界を緩和することが可能となる。 Furthermore, as shown in FIGS. 19 and 20, a gas circuit breaker in which electric field shields 15 and 16 are provided on the outer peripheral portion of the opposed energizing contact 12 has also been proposed. The front end portions of the electric field shields 15 and 16 are located closer to the movable contact portion 20 than the front end portion of the opposed energizing contact 12. The electric field shield 15 is configured such that its tip end is drawn in a circular arc in the inner direction, and is arranged so as to cover the tip end portion of the opposed energizing contact 12. The electric field shield 16 is configured such that its tip is drawn in an arc in the outward direction. By installing these electric field shields 15 and 16 on the outer peripheral portion of the opposed energizing contact 12, the electric field of the opposed arc contact 11 can be relaxed.

特開２００３−２１７４０８号公報JP 2003-217408 A 特開２００４−５５４２０号公報JP 2004-55420 A 特開２００３−１０９４７６号公報JP 2003-109476 A 特開平５−２５０９６７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-250967 特開平８−２０３３９５号公報JP-A-8-203395 特開平７−３２０６１２号公報JP-A-7-320612 特開平５−１３５６６８号公報JP-A-5-135668 特開平５−７４２８６号公報JP-A-5-74286

上述したように、アーク接触子間の速やかな絶縁回復を確保して再点弧を回避するガス遮断器では、操作エネルギーの省力化を図るためにアーク接触子の開極速度向上を抑制したいという要求がある。この要求に応えるガス遮断器として、対向アーク接触子１１の電界を緩和する電界シールド１５、１６を設置したものが提案されていた。 As described above, in a gas circuit breaker that ensures quick insulation recovery between arc contacts and avoids re-ignition, it is desired to suppress an increase in the opening speed of the arc contacts in order to save operating energy. There is a request. As a gas circuit breaker that meets this requirement, a gas circuit breaker having electric field shields 15 and 16 for relaxing the electric field of the opposed arc contact 11 has been proposed.

しかしながら、電界シールド１５、１６を設置したガス遮断器においては、次のような課題が指摘されていた。すなわち、電界シールド１５、１６を設置したことで、これに隣接する対向通電接触子１２の電界が大きくなることは否めない。その結果、ガス遮断器が、遅れ負荷電流や極めて小さな事故電流を遮断する場合に、アーク接触子１１、２１間に再発弧が起きるのではなく、通電接触子１２、２２間にて再発弧が起きてしまうといった問題が生じた。 However, in the gas circuit breaker in which the electric field shields 15 and 16 are installed, the following problems have been pointed out. That is, it cannot be denied that the installation of the electric field shields 15 and 16 increases the electric field of the opposing energizing contact 12 adjacent thereto. As a result, when the gas circuit breaker interrupts a delayed load current or an extremely small accident current, a re-arcing does not occur between the arc contacts 11 and 21, but a re-arcing occurs between the current-carrying contacts 12 and 22. The problem of getting up occurred.

既に述べたように遅れ負荷電流遮断時などに起きる再発弧は許容されているものの、それはあくまでも、ガス流が存在するアーク接触子１１、２１間で発生することを前提としている。すなわち、ガス流が存在しない通電接触子１２、２２間に再発弧が発生すれば、遮断不能になるおそれがある。このため、通電接触子１２、２２間での再発弧は、回避する必要がある。 As already described, a recurring arc that occurs when a delayed load current is interrupted is allowed, but it is assumed that it occurs between the arc contacts 11 and 21 where a gas flow exists. That is, if a recurring arc occurs between the current-carrying contacts 12 and 22 in which no gas flow exists, there is a possibility that the circuit cannot be shut off. For this reason, it is necessary to avoid re-arcing between the current-carrying contacts 12 and 22.

したがって、アーク接触子１１、２１の開極直後は、対向通電接触子１２の電界増大を抑えることが要請されており、電界シールド１５、１６による対向アーク接触子１１の電界緩和には限界があった。具体的には、対向アーク接触子１１とシールド１５、１６の先端を結ぶ接線と中心軸のなす角度をシールド角度θとするとき、シールド角度θは直角に近い角度であって、小さくても８０度を超える程度に構成されることが多かった。 Therefore, immediately after the arc contacts 11 and 21 are opened, it is required to suppress an increase in the electric field of the opposed energizing contact 12, and there is a limit to the electric field relaxation of the opposed arc contact 11 by the electric field shields 15 and 16. It was. Specifically, when the angle formed between the tangent line connecting the opposed arc contact 11 and the tips of the shields 15 and 16 and the central axis is defined as the shield angle θ, the shield angle θ is an angle close to a right angle, which is at least 80. It was often configured to exceed the degree.

なお、電界シールド１５、１６による対向アーク接触子１１の電界緩和を制約したいのは、通電接触子１２、２２間での再発弧の発生を回避するためである。したがって、アーク接触子１１、２１の開極が進んだ後は、シールド１５、１６が電界緩和効果を発揮することが望ましく、確実な再点弧の回避が望まれる状況に変わりはない。 The purpose of restricting the electric field relaxation of the counter arc contact 11 by the electric field shields 15 and 16 is to avoid the occurrence of re-arcing between the current-carrying contacts 12 and 22. Therefore, after the arc contacts 11 and 21 have been opened, it is desirable for the shields 15 and 16 to exhibit an electric field relaxation effect, and there is no change in a situation where it is desired to avoid re-ignition reliably.

実施形態のガス遮断器は、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、アーク接触子の開極直後では電界シールドによる電界緩和効果を抑えて通電接触子間における再発弧を回避することができ、アーク接触子の開極が進むと電界シールドが軸方向に沿って移動することで電界緩和効果を発揮することが可能であり、これにより、アーク接触子における開極速度向上を抑制しつつ、良好な進み小電流遮断性能を確保したガス遮断器を提供することを目的としている。 The gas circuit breaker of the embodiment has been proposed to solve the above-described problems of the prior art. Immediately after the arc contactor is opened, the electric field relaxation effect by the electric field shield is suppressed and the current contactor is interposed between the contactors. It is possible to avoid re-arcing, and when the arc contact is opened, the electric field shield moves along the axial direction to exert an electric field relaxation effect. It aims at providing the gas circuit breaker which ensured favorable advance small current interruption performance, suppressing the extreme speed improvement.

前記目的を達成するために、実施形態のガス遮断器では、消弧性ガスが充填された密閉容器内の中心軸上に、第１通電接触子および第１アーク接触子を有する第１接触子部と、第２通電接触子および第２アーク接触子を有する第２接触子部とが対向して配置され、第２通電接触子近傍には第２通電接触子と同心の電界シールドが設けられたガス遮断器において、次のような特徴がある。 In order to achieve the above object, in the gas circuit breaker according to the embodiment, the first contactor having the first current contactor and the first arc contactor on the central axis in the sealed container filled with the arc extinguishing gas. And a second contact portion having a second energizing contact and a second arc contact, and an electric field shield concentric with the second energizing contact is provided in the vicinity of the second energizing contact. The gas circuit breaker has the following characteristics.

すなわち、電界シールドには、ガス遮断器の投入状態では蓄勢状態となり、ガス遮断器の遮断状態では放勢状態となる弾性体が取り付けられている。また、電界シールドは、浮動で、中心軸方向に動作可能であり、かつ前記弾性体により付勢されており、遮断動作時には弾性体が放勢されるに伴って中心軸方向において第１接触子側へ動作するように構成されている。 In other words, the electric field shield is provided with an elastic body that is in a stored state when the gas circuit breaker is turned on and is in a released state when the gas circuit breaker is turned off. In addition, the electric field shield is floating, is operable in the central axis direction, and is urged by the elastic body, and the first contactor in the central axis direction is released as the elastic body is released during the blocking operation. Configured to operate sideways.

第１の実施形態のガス遮断器にて遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows a interruption | blocking state with the gas circuit breaker of 1st Embodiment. 第１の実施形態にて投入動作時のプレアーク発生状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the pre-arc generation state at the time of injection | throwing-in operation | movement in 1st Embodiment. 第１の実施形態にて投入動作の進んだ状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which the injection | throwing-in operation advanced in 1st Embodiment. 第１の実施形態にて投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state in 1st Embodiment. 第１の実施形態にて遮断動作の初期の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the initial state of interruption | blocking operation | movement in 1st Embodiment. 第１の実施形態にて遮断動作時のアーク発生状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the arc generation state at the time of interruption | blocking operation | movement in 1st Embodiment. 第１の実施形態にて遮断動作の進んだ状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which the interruption | blocking operation advanced in 1st Embodiment. 角度θの遮断動作時の変化の例を示したグラフ。The graph which showed the example of the change at the time of interruption | blocking operation | movement of angle (theta). 第２の実施形態のガス遮断器にて遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows a interruption | blocking state with the gas circuit breaker of 2nd Embodiment. 第２の実施形態にて投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state in 2nd Embodiment. 第３の実施形態のガス遮断器にて遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the interruption | blocking state in the gas circuit breaker of 3rd Embodiment. 第３の実施形態にて投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state in 3rd Embodiment. 第４の実施形態のガス遮断器にて遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows a interruption | blocking state with the gas circuit breaker of 4th Embodiment. 第４の実施形態にて投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state in 4th Embodiment. 第５の実施形態のガス遮断器にて遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the interruption | blocking state in the gas circuit breaker of 5th Embodiment. 第５の実施形態にて投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state in 5th Embodiment. 従来のガス遮断器の遮断状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the interruption | blocking state of the conventional gas circuit breaker. 従来のガス遮断器の投入状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the injection | throwing-in state of the conventional gas circuit breaker. 電界シールドを設けた従来のガス遮断器の断面図。Sectional drawing of the conventional gas circuit breaker which provided the electric field shield. 電界シールドを設けた従来のガス遮断器の断面図。Sectional drawing of the conventional gas circuit breaker which provided the electric field shield.

以下、実施形態であるガス遮断器について、図面を参照して具体的に説明する。なお、下記の実施形態における基本的な構成は図１７〜図２０に示した従来のガス遮断器と同様であり、同一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２０の位置関係についても、図１７と同様である。 Hereinafter, the gas circuit breaker which is embodiment is demonstrated concretely with reference to drawings. In addition, the basic structure in the following embodiment is the same as that of the conventional gas circuit breaker shown in FIGS. 17-20, About the same member, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Also, the positional relationship of the movable contact portion 20 is the same as in FIG.

［１］第１の実施形態
［１−１］構成
図１〜図７は、第１の実施形態の断面図であって、図１は遮断状態、図２は投入動作時のプレアーク発生状態、図３は投入動作の進んだ状態、図４は投入状態、図５は遮断動作の初期の状態、図６は遮断動作時のアーク発生状態、図７は遮断動作の進んだ状態を示している。 [1] First Embodiment [1-1] Configuration FIGS. 1 to 7 are cross-sectional views of the first embodiment. FIG. 1 is a cut-off state, and FIG. 2 is a pre-arc generation state during a closing operation. 3 shows a state where the closing operation is advanced, FIG. 4 shows a closing state, FIG. 5 shows an initial state of the breaking operation, FIG. 6 shows an arc generation state during the breaking operation, and FIG. 7 shows a state where the breaking operation is advanced. .

第１の実施形態は、図１〜図７に示すように、対向通電接触子１２の外側には、電界シールド４１が同心状に設けられている。電界シールド４１の先端部は外側方向に円弧に描いて構成されている。電界シールド４１の先端形状は、図２０に示した電界シールド１６のそれと、ほぼ同一の形状である。電界シールド４１の基端部には、引っ張りばねであるコイルバネ４２が結合されている。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 7, an electric field shield 41 is provided concentrically outside the opposed energizing contact 12. The front end portion of the electric field shield 41 is configured by drawing an arc in the outer direction. The tip shape of the electric field shield 41 is substantially the same as that of the electric field shield 16 shown in FIG. A coil spring 42, which is a tension spring, is coupled to the base end portion of the electric field shield 41.

また、電界シールド４１の基端部は、同じく同心に設けられたガイド４３に収納されており、ガイド４３の内壁部に沿って中心軸方向に移動するように規定されている。ガイド４３には電界シールド４１基端部に結合されたコイルバネ４２が収納されている。コイルバネ４２の弾性力によって電界シールド４１は可動接触子部２０側に付勢されている。 The base end portion of the electric field shield 41 is housed in a guide 43 that is also provided concentrically, and is defined so as to move in the direction of the central axis along the inner wall portion of the guide 43. The guide 43 houses a coil spring 42 coupled to the base end portion of the electric field shield 41. The electric field shield 41 is biased toward the movable contact portion 20 by the elastic force of the coil spring 42.

すなわち、電界シールド４１は、浮動であって、中心軸方向に動作可能であり、コイルバネ４２により付勢され、遮断動作時にはコイルバネ４２が放勢されるに伴って中心軸方向において可動接触子部２０側へ動作するように構成されている。さらに、可動接触子部２０の可動通電接触子２２の外側には、同心の突起部４４が取り付けられている。突起部４４は電界シールド４１と対向する位置に配置されており、リング状の部材から構成されている。 In other words, the electric field shield 41 is floating and can be operated in the central axis direction, and is urged by the coil spring 42. During the blocking operation, the movable contact portion 20 in the central axis direction is released as the coil spring 42 is released. Configured to operate sideways. Furthermore, a concentric protrusion 44 is attached to the outside of the movable energizing contact 22 of the movable contact 20. The protrusion 44 is disposed at a position facing the electric field shield 41 and is formed of a ring-shaped member.

ところで、電界シールド４１および対向アーク接触子１１の可動接触子部２０側の先端を結ぶ接線と中心軸の成す角度をシールド角度θとしたとき、このシールド角度θは次のように設定されている。図１の遮断状態において、コイルバネ４２は自由長にあり、シールド角度θは７０度〜９０度の範囲に設定されるのが好適である。また、図４に示す投入状態では、シールド角度θは９０度〜１１０度となるように設定されるのが好適である。第１の実施形態では、遮断状態でのシールド角度θが８５度、投入状態でのシールド角度θが１０５度に設定されている。 By the way, when the angle formed by the tangent connecting the electric field shield 41 and the tip of the counter arc contact 11 on the movable contact portion 20 side and the central axis is defined as the shield angle θ, the shield angle θ is set as follows. . In the cut-off state of FIG. 1, the coil spring 42 is free length, and the shield angle θ is preferably set in the range of 70 degrees to 90 degrees. Further, in the input state shown in FIG. 4, it is preferable that the shield angle θ is set to be 90 to 110 degrees. In the first embodiment, the shield angle θ in the blocking state is set to 85 degrees, and the shield angle θ in the closing state is set to 105 degrees.

［１−２］作用
以上の構成を有する第１の実施形態の投入動作および遮断動作について説明する。ガス遮断器が投入動作を開始すると、操作ロッド２５が前方に移動し、この操作ロッド２５を含む可動接触子部２０が一体的に前進する。図２に示すように対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１の距離が小さくなると、絶縁破壊に至り、アーク接触子１１、２１間にプレアーク５１が発生する。 [1-2] Operation The closing operation and the blocking operation of the first embodiment having the above configuration will be described. When the gas circuit breaker starts the closing operation, the operation rod 25 moves forward, and the movable contact portion 20 including the operation rod 25 advances integrally. As shown in FIG. 2, when the distance between the counter arc contact 11 and the movable arc contact 21 is reduced, dielectric breakdown occurs, and a pre-arc 51 is generated between the arc contacts 11 and 21.

さらに、投入動作が進行して図３に示した段階では、電界シールド４１と突起部４４の先端が係合する。電界シールド４１は突起部４４により図３中の左方向に押し込まれていき、同時にコイルバネ４２は引っ張りの向きに蓄勢される。図４に示した投入完了状態に至ると、シールド角度θは１０５度程度となる。 Further, at the stage shown in FIG. 3 in which the closing operation has progressed, the electric field shield 41 and the tip of the protrusion 44 are engaged. The electric field shield 41 is pushed in the left direction in FIG. 3 by the projection 44, and at the same time, the coil spring 42 is stored in the direction of tension. When the insertion completion state shown in FIG. 4 is reached, the shield angle θ is about 105 degrees.

次に、ガス遮断器が遮断動作を開始すると、操作ロッド２５が後方に移動していき、操作ロッド２５を含む可動接触子部２０が一体的に後退する。これにより、固定された固定ピストン３１に対し、操作ロッド２５とシリンダ２４が一体的に移動することになり、シリンダ２４と固定ピストン３１が相対移動し、シリンダ２４内部に形成される機械的圧縮空間が圧縮される。 Next, when the gas circuit breaker starts a shut-off operation, the operation rod 25 moves backward, and the movable contact portion 20 including the operation rod 25 moves backward integrally. As a result, the operating rod 25 and the cylinder 24 move integrally with the fixed piston 31 that is fixed, and the cylinder 24 and the fixed piston 31 move relative to each other to form a mechanical compression space formed inside the cylinder 24. Is compressed.

図５に示すように、遮断動作初期の段階では、突起部４４は電界シールド４１から開離する。電界シールド４１は蓄勢されたコイルバネ４２により付勢されているため、可動接触子部２０方向（図中の右方向）に移動を開始する。ここで、電界シールド４１の移動に際しての加速度は、電界シールド４１およびコイルバネ４２の質量、コイルバネ４２の荷重、電界シールド４１およびガイド４３の間の摺動摩擦力で決まる。 As shown in FIG. 5, the protrusion 44 is separated from the electric field shield 41 at the initial stage of the blocking operation. Since the electric field shield 41 is urged by the stored coil spring 42, the electric field shield 41 starts moving in the direction of the movable contact portion 20 (right direction in the drawing). Here, the acceleration when the electric field shield 41 moves is determined by the mass of the electric field shield 41 and the coil spring 42, the load of the coil spring 42, and the sliding frictional force between the electric field shield 41 and the guide 43.

図６に示したように、アーク接触子１１、２１間の開離直後のギャップが短い状態では、電界シールド４１の変位はわずかであり、シールド角度θは未だ大きい状態にある。さらに遮断動作が進行し、図７の状態に至ると、電界シールド４１の移動も大きく進み、シールド角度θも小さくなっていく。その後、図１に示した完全遮断状態に至ると、コイルバネ４２は完全に放勢された状態となる。 As shown in FIG. 6, when the gap between the arc contacts 11 and 21 is short, the electric field shield 41 is slightly displaced and the shield angle θ is still large. When the blocking operation further proceeds and the state shown in FIG. 7 is reached, the movement of the electric field shield 41 is greatly advanced and the shield angle θ is also decreased. Thereafter, when the complete shut-off state shown in FIG. 1 is reached, the coil spring 42 is completely released.

図８は、電界シールド４１の移動によるシールド角度θの遮断動作時の変化の例を示したグラフである。投入状態において、シールド角度θは１０５度程度であり、遮断動作開始後、突起部４４が電界シールド４１から開離すると、シールド角度θは変化を開始し、アーク接触子１１、２１間の開離直後ではシールド角度θは未だ大きいものの、電界シールド４１の移動に連れて小さくなり、完全遮断状態では８５度程度となる。 FIG. 8 is a graph showing an example of a change during the blocking operation of the shield angle θ due to the movement of the electric field shield 41. In the closed state, the shield angle θ is about 105 degrees, and after the blocking operation starts, when the protrusion 44 is separated from the electric field shield 41, the shield angle θ starts to change, and the arc contacts 11 and 21 are separated. Immediately after that, although the shield angle θ is still large, it becomes smaller as the electric field shield 41 moves, and becomes about 85 degrees in the complete cutoff state.

特に、第１の実施形態では、進み小電流遮断時に再点弧の発生しやすいトラベル領域（図８のグラフにおいて可動部トラベル３０％を超えた付近）で、シールド角度θが９０度を下回るようになっている。これは、図７に示す如く、対向アーク接触子１１の先端が絶縁ノズル２３の最小断面積部２３ａを通過する領域において、電界シールド４１の動作が進行し、シールド角度θが９０度を下回ることを表している。 In particular, in the first embodiment, the shield angle θ is less than 90 degrees in the travel region in which re-ignition is likely to occur when the advanced small current is interrupted (in the vicinity of the moving part travel exceeding 30% in the graph of FIG. 8). It has become. This is because, as shown in FIG. 7, in the region where the tip of the counter arc contact 11 passes through the minimum cross-sectional area 23a of the insulating nozzle 23, the operation of the electric field shield 41 proceeds and the shield angle θ is less than 90 degrees. Represents.

［１−３］効果
上記第１の実施形態によれば、次のような効果が得られる。すなわち、ガス遮断器において小電流を遮断する時、両アーク接触子１１、２１の開離直後に電流零点を迎えると、アークが消弧される。 [1-3] Effects According to the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, when a small current is interrupted in the gas circuit breaker, the arc is extinguished when the current zero point is reached immediately after the arc contacts 11 and 21 are opened.

小電流遮断が、リアクトル遮断のような遅れ負荷電流遮断や、極めて小さな事故電流遮断であれば、数ｋＨｚの高周波の過渡回復電圧がアーク接触子１１、２１に印加される。この時、アーク接触子１１、２１の開極直後の段階では、電界シールド４１の変位は殆どなく、シールド角度θは１０５度程度と大きい。したがって、電界シールド４１の電界を抑制することができ、対向通電接触子１２の電界が大きくならない。その結果、再発弧はアーク接触子１１、２１間で確実に発生し、通電接触子１２、２２間や電界シールド４１付近にて、再発弧が発生する心配がない。これにより、次の電流零点を迎えれば、ガス流の存在により再び消弧される。 If the small current interrupt is a delayed load current interrupt such as a reactor interrupt or an extremely small accident current interrupt, a high frequency transient recovery voltage of several kHz is applied to the arc contacts 11 and 21. At this time, at the stage immediately after the opening of the arc contacts 11 and 21, there is almost no displacement of the electric field shield 41, and the shield angle θ is as large as about 105 degrees. Therefore, the electric field of the electric field shield 41 can be suppressed, and the electric field of the opposed energizing contact 12 does not increase. As a result, the recurring arc is surely generated between the arc contacts 11 and 21, and there is no fear that the recurring arc is generated between the energizing contacts 12 and 22 or in the vicinity of the electric field shield 41. Thus, when the next current zero point is reached, the arc is extinguished again due to the presence of the gas flow.

また、第１の実施形態における小電流遮断において、進み小電流遮断のように商用周波数の回復電圧が印加された場合には、電界シールド４１が移動した後なので、電界緩和効果を発揮する。すなわち、遮断動作が進み、対向アーク接触子１１が絶縁ノズル２３の最小断面積２３ａにさしかかると、高い電圧が印加された状態に至った頃には、コイルバネ４２の付勢力を受けた電界シールド４１が、アーク接触子１１、２１間の開離から時間遅れを持って移動し、シールド角度θは８５度程度と小さくなる。 Further, in the small current interruption in the first embodiment, when a commercial frequency recovery voltage is applied as in the case of the advanced small current interruption, the electric field shielding effect is exhibited because the electric field shield 41 has moved. That is, when the interrupting operation proceeds and the counter arc contactor 11 reaches the minimum cross-sectional area 23a of the insulating nozzle 23, the electric field shield 41 that receives the biasing force of the coil spring 42 is reached when a high voltage is applied. However, it moves with a time delay from the separation between the arc contacts 11 and 21, and the shield angle θ becomes as small as about 85 degrees.

このため、電界シールド４１は十分な電界緩和効果を発揮することができる。したがって、対向アーク接触子１１の電界を緩和させることができ、アーク接触子１１、２１間の再点弧を確実に回避することが可能となる。これにより、第１の実施形態では、アーク接触子１１、２１の開極速度を抑えて操作エネルギーを増大させることなく、アーク接触子１１、２１間の速やかな絶縁回復を実現することができる。 For this reason, the electric field shield 41 can exhibit a sufficient electric field relaxation effect. Therefore, the electric field of the counter arc contact 11 can be relaxed, and re-ignition between the arc contacts 11 and 21 can be surely avoided. Thereby, in 1st Embodiment, the insulation recovery | restoration between the arc contacts 11 and 21 can be implement | achieved without suppressing the opening speed of the arc contacts 11 and 21 and increasing operation energy.

以上のように第１の実施形態によれば、アーク接触子１１、２１の開極速度を抑制しても、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能が得られる。と同時に、周波数の高い過渡回復電圧が印加される小電流遮断においては、通電接触子１２、２２や電界シールド４１における再発弧を回避することができる。したがって、遮断不能に陥る心配が無く、優れた信頼性を獲得することができる。 As described above, according to the first embodiment, even if the opening speed of the arc contacts 11 and 21 is suppressed, quick insulation recovery can be obtained, and good advance and small current interruption performance can be obtained. At the same time, recurrent arcing in the current-carrying contacts 12 and 22 and the electric field shield 41 can be avoided in a small current interruption in which a transient recovery voltage having a high frequency is applied. Therefore, there is no fear of falling out of block and excellent reliability can be obtained.

［２］第２の実施形態
［２−１］構成
図９、図１０は、第２の実施形態の断面図であって、図９は遮断状態、図１０は投入状態を示している。第２の実施形態の基本構成は、前記第１の実施形態と同様である。 [2] Second Embodiment [2-1] Configuration FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views of the second embodiment, in which FIG. 9 shows a shut-off state and FIG. 10 shows a closing state. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

第２の実施形態の構成上の特徴は、次の２点である。すなわち、突起部４４の先端に、対向接触子部１０方向に延びる先端絶縁物４５が設けられる。また、遮断状態において電界シールド４１の設置位置を可動接触子部２０寄りに設けることにより、上記第１の実施形態よりもシールド角度θを小さく設定されている。 The structural features of the second embodiment are the following two points. That is, a tip insulator 45 extending in the direction of the opposed contact portion 10 is provided at the tip of the protrusion 44. Further, by providing the installation position of the electric field shield 41 closer to the movable contact portion 20 in the cut-off state, the shield angle θ is set smaller than that in the first embodiment.

シールド角度θに関しては、図９に示した遮断状態では、第２の実施形態ではシールド角度θが７５度程度となるように構成されている。また、図１０に示す投入状態に至る時、第２の実施形態では電界シールド４１と先端絶縁物４５とが係合状態にあり、これにより電界シールド４１の位置が規定され、シールド角度θが９５度程度となるように構成されている（図８のグラフ参照）。 Regarding the shield angle θ, the shield angle θ is configured to be about 75 degrees in the second embodiment in the blocking state shown in FIG. In addition, when the input state shown in FIG. 10 is reached, in the second embodiment, the electric field shield 41 and the tip insulator 45 are in an engaged state, whereby the position of the electric field shield 41 is defined, and the shield angle θ is 95. It is comprised so that it may become a degree (refer the graph of FIG. 8).

［２−２］作用及び効果
以上のような第２実施の形態においては、第１の実施形態の作用効果に加えて、以下のような独自の作用効果が得られる。すなわち、第２の実施形態によれば、シールド角度θを小さくしたことで、対向アーク接触子１１の電界緩和効果をいっそう高めることができる。 [2-2] Actions and Effects In the second embodiment as described above, the following unique actions and effects are obtained in addition to the actions and effects of the first embodiment. That is, according to the second embodiment, the electric field relaxation effect of the opposed arc contact 11 can be further enhanced by reducing the shield angle θ.

また、第２の実施形態の電界シールド４１は、可動接触子部２０寄りに位置しているが、ガス遮断器の投入動作に際して、先端絶縁物４５が電界シールド４１に係合することで、電界シールド４１は早い段階で図１０中の左方向に押し込むことができる。したがって、投入動作時に、電界シールド４１と突起部４４の間で、絶縁破壊してプレアーク５１が発生することがなく、電界シールド４１をいためる心配がない。 In addition, the electric field shield 41 of the second embodiment is located closer to the movable contact portion 20, but when the gas circuit breaker is turned on, the tip insulator 45 is engaged with the electric field shield 41, so that the electric field shield 41 is The shield 41 can be pushed in the left direction in FIG. 10 at an early stage. Therefore, the pre-arc 51 is not generated due to dielectric breakdown between the electric field shield 41 and the projection 44 during the closing operation, and there is no fear of damaging the electric field shield 41.

［３］第３の実施形態
［３−１］構成
図１１、図１２は、第３の実施形態の断面図であって、図１１は遮断状態、図１２は投入状態を示している。第３の実施形態の基本構成は、上記第１および第２の実施形態と同様である。第３の実施形態は、引っ張り方向に蓄勢されるコイルバネ４２に代えて、圧縮ばねからなるコイルバネ４６が、ガイド４３に収納された点に特徴がある。コイルバネ４６は電界シールド４１の移動により圧縮方向に蓄勢されるように構成されている。 [3] Third Embodiment [3-1] Configuration FIGS. 11 and 12 are cross-sectional views of the third embodiment. FIG. 11 shows a cut-off state, and FIG. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first and second embodiments. The third embodiment is characterized in that a coil spring 46 made of a compression spring is housed in a guide 43 in place of the coil spring 42 stored in the pulling direction. The coil spring 46 is configured to be stored in the compression direction by the movement of the electric field shield 41.

［３−２］作用及び効果
以上のような第３実施の形態においては、第１および第２の実施の形態の作用効果に加えて、コイルバネ４６が圧縮ばねである分、引っ張りばねに比べてコンパクトであり、設置スペースを小さくすることができる。したがって、機器のコンパクト化に寄与することが可能である。 [3-2] Actions and Effects In the third embodiment as described above, in addition to the actions and effects of the first and second embodiments, the coil spring 46 is a compression spring and compared with a tension spring. It is compact and the installation space can be reduced. Therefore, it is possible to contribute to the downsizing of the device.

［４］第４の実施形態
［４−１］構成
図１３、図１４は、第４の実施形態の断面図であって、図１３は遮断状態、図１４は投入状態を示している。第４の実施形態の基本構成は、前記第１〜第３の実施形態と同様である。第４の実施形態の構成上の特徴は、小径の複数のコイルバネ４７が円周上にガイド４３内に配置された点にある。 [4] Fourth Embodiment [4-1] Configuration FIGS. 13 and 14 are cross-sectional views of the fourth embodiment, in which FIG. 13 shows a shut-off state and FIG. 14 shows a closing state. The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first to third embodiments. A structural feature of the fourth embodiment is that a plurality of small-diameter coil springs 47 are arranged in the guide 43 on the circumference.

［４−２］作用及び効果
第４の実施形態においては、第１〜第３の実施形態の作用効果に加え、次のような独自の作用効果が得られる。すなわち、分割して構成したコイルバネ４７を用いることにより、よりコンパクト化を進めることができ、組立性も向上する。しかも、コイルバネ４７の自重を軽くすることができるので、応答速度を速くすることができる。 [4-2] Actions and Effects In the fourth embodiment, in addition to the actions and effects of the first to third embodiments, the following unique actions and effects are obtained. That is, by using the divided coil spring 47, it is possible to further reduce the size and improve the assemblability. Moreover, since the weight of the coil spring 47 can be reduced, the response speed can be increased.

［５］第５の実施形態
［５−１］構成
図１５、図１６は、第５の実施形態の断面図であって、図１５は遮断状態、図１６は投入状態を示している。第５の実施形態の基本構成は、上記第４の実施形態と同様である。 [5] Fifth Embodiment [5-1] Configuration FIGS. 15 and 16 are cross-sectional views of the fifth embodiment, in which FIG. 15 shows a shut-off state and FIG. 16 shows a closing state. The basic configuration of the fifth embodiment is the same as that of the fourth embodiment.

第５の実施形態は、次のような構成を持つ電界シールド４８を備えた点に特徴がある。電界シールド４８は、その先端が内側に丸まり対向通電接触子１２先端を覆うようにして設けられている。つまり、電界シールド４８の先端形状は、図１９に示した電界シールド１５のそれと、ほぼ同一の形状となっている。 The fifth embodiment is characterized in that an electric field shield 48 having the following configuration is provided. The electric field shield 48 is provided so that the tip thereof is rounded inward and covers the tip of the opposing energizing contact 12. That is, the tip shape of the electric field shield 48 is substantially the same as that of the electric field shield 15 shown in FIG.

［５−２］作用及び効果
第５の実施形態においては、第１〜第４の実施形態の作用効果に加えて、次のような独自の作用効果が得られる。すなわち、電界シールド４８は先端部が内側に丸まっている分だけ、電界シールド４８と対向アーク接触子１１の距離は近くなる。したがって、電界シールド４８による対向アーク接触子１１の電界緩和効果が高まる。また、電界シールド４８の先端部が対向通電接触子１２を覆うため、対向通電接触子１２が通電により痛んだ状態にあったとしても、通電接触子１２、２２間の絶縁破壊を回避することができる。 [5-2] Actions and Effects In the fifth embodiment, in addition to the actions and effects of the first to fourth embodiments, the following unique actions and effects are obtained. In other words, the distance between the electric field shield 48 and the counter arc contact 11 is reduced by the amount the tip of the electric field shield 48 is rounded inward. Therefore, the electric field relaxation effect of the opposing arc contact 11 by the electric field shield 48 is enhanced. Moreover, since the front-end | tip part of the electric field shield 48 covers the opposing energizing contact 12, even if the opposing energizing contact 12 is in a state of being damaged by energization, the dielectric breakdown between the energizing contacts 12 and 22 can be avoided. it can.

［６］その他の実施形態
本発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されるものではなく、電界シールドの形状やシールド角度θ、電界シールドの移動加速度等は適宜変更可能である。また、対向接触子部を可動接触子部と反対側へ駆動して相対的な開極速度を向上させるデュアルモーション機構を備えたガス遮断器や、アークエネルギーを用いて上流の蓄圧を得るいわゆる自力効果を用いたタイプのガス遮断器にも適用可能である。 [6] Other Embodiments The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the shape of the electric field shield, the shield angle θ, the movement acceleration of the electric field shield, and the like can be changed as appropriate. In addition, a gas circuit breaker equipped with a dual motion mechanism that improves the relative opening speed by driving the opposing contact portion to the opposite side of the movable contact portion, and so-called self-power that obtains upstream pressure accumulation using arc energy The present invention can also be applied to a type of gas circuit breaker that uses the effect.

１０…対向接触子部
１１…対向アーク接触子
１２…対向通電接触子
１３…支持部
１４…サポート
１５、１６、４１、４８…電界シールド
２０…可動接触子部
２１…可動アーク接触子
２２…可動通電接触子
２３…絶縁ノズル
２４…シリンダ
２５…操作ロッド
３１…ピストン
４２、４６、４７…コイルバネ
４３…ガイド
４４…突起部
４５…先端絶縁物
５１…プレアーク
θ…シールド角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Opposing contact part 11 ... Opposing arc contact 12 ... Opposite energizing contact 13 ... Support part 14 ... Support 15, 16, 41, 48 ... Electric field shield 20 ... Movable contact part 21 ... Movable arc contact 22 ... Movable Current-carrying contact 23 ... Insulating nozzle 24 ... Cylinder 25 ... Operating rod 31 ... Pistons 42, 46, 47 ... Coil spring 43 ... Guide 44 ... Projection 45 ... Tip insulator 51 ... Pre-arc [theta] ... Shield angle

Claims

A first contact portion and a second contact portion are disposed opposite to each other on the central axis in the sealed container filled with the arc-extinguishing gas, and the first contact portion includes a first energizing contact and a first contact portion. 1 arc contact, the second contact portion is provided with a second energizing contact and a second arc contact, respectively, and at least the first contact portion is at the time of an interruption operation by a connected driving device and The first arc contactor and the second arc contactor are in contact conduction state during normal operation, and are separated during a shut-off operation, and between the two contactors. In a gas circuit breaker configured to generate an arc in an arc space defined as a space,
In the vicinity of the second energizing contact, a floating electric field shield is provided concentrically with the second energizing contact and operable in the central axis direction.
An elastic body is attached to the electric field shield,
The elastic body is configured to be in a stored state when the gas circuit breaker is turned on and in a released state when the gas circuit breaker is turned off,
The electric field shield is urged by the elastic body, and is configured to move toward the first contact in the central axis direction as the elastic body is released during a blocking operation. Gas circuit breaker.

When the angle formed between the tangent line connecting the first arc contact and the tip of the electric field shield on the second contact portion side and the central axis is θ, θ in the input state is 90 ° to 110 °, and is cut off 2. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein [theta] in the state is 70 [deg.] To 90 [deg.].

An insulating nozzle for supplying an arc extinguishing gas between the arc contacts is disposed,
The tip of the first arc contact on the second contact portion side is configured such that the angle θ when passing through the minimum cross-sectional area of the insulating nozzle is 70 to 90 degrees. The gas circuit breaker according to claim 2, wherein

The second contact portion is provided with a protrusion provided with an insulator at the tip portion, facing the first contact portion,
4. The structure according to claim 1, wherein the insulator of the protrusion and the electric field shield are engaged during charging operation, and the elastic body is stored. 5. Gas circuit breaker.

5. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the elastic body is configured by a coil spring and stored in the compression direction. 6.

The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic body includes a plurality of coil springs having a small diameter, and the coil spring is arranged on a circumference.

The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 6, wherein the electric field shield is configured to cover a tip of the first energizing contact on the second contact portion side.