JP2013131414A - Puffer type gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はパッファ形ガス遮断器に係り、特に熱パッファ室と機械パッファ室とを備えるパッファ形ガス遮断器に関する。 The present invention relates to a puffer-type gas circuit breaker, and more particularly to a puffer-type gas circuit breaker including a heat puffer chamber and a mechanical puffer chamber.
従来のガス遮断器では、熱パッファ室と機械パッファ室の双方を備え、アーク熱による加熱昇圧作用と機械的な圧縮作用を利用した併用形が知られている。この併用形のパッファ形ガス遮断器は、遮断動作に必要な操作エネルギーを、従来の機械的に圧縮したのみを利用した方式と比較して低減でき、遮断性能を向上することができる。 A conventional gas circuit breaker includes both a heat puffer chamber and a mechanical puffer chamber, and a combined type using a heating pressure increasing action and a mechanical compression action by arc heat is known. This combined type puffer type gas circuit breaker can reduce the operation energy required for the breaking operation as compared with the conventional method using only mechanical compression, and can improve the breaking performance.
例えば特許文献1には、開極時のアークエネルギーで圧力の上昇した熱パッファ室の消弧性を有する絶縁ガスをアークに吹き付けた後、機械的に圧縮した機械パッファ室の絶縁ガスを吹き付けることで、大電流でも確実に遮断することができるパッファ形ガス遮断器が提案されている。しかも、特許文献1のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室内をアーク空間につながるガス流路側の主空間と熱パッファ室の外側の従空間に分割する分割部材を、熱パッファ室の中心軸と同心円上に配置されている。 For example, in Patent Document 1, an insulating gas having arc extinguishing properties in a thermal puffer chamber whose pressure is increased by arc energy at the time of opening is sprayed on the arc, and then an insulating gas in a mechanically compressed mechanical puffer chamber is sprayed on the arc. Thus, a puffer-type gas circuit breaker that can be surely cut off even with a large current has been proposed. In addition, the puffer-type gas circuit breaker disclosed in Patent Document 1 includes a split member that divides the thermal puffer chamber into a main space on the gas flow path side connected to the arc space and a secondary space outside the thermal puffer chamber, and a central axis of the thermal puffer chamber. They are arranged on concentric circles.
特許文献1のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室を上記構造とすることにより、大電流遮断時にアーク空間で生じた高温高圧の消弧性を有する絶縁ガスが主空間を通って従空間内に流れ、従空間の内部に存在した比較的低温のガスと混ざり合うようにしている。そして、中小電流遮断時に比較的低温となった消弧性を有する絶縁ガスは、絶縁ノズルのガス流路を通ってアークに吹き付け、その後機械パッファ室からの絶縁ガスを吹き付けて確実に遮断するものである。 In the puffer type gas circuit breaker of Patent Document 1, the heat puffer chamber has the above-described structure, so that an insulating gas having a high-temperature and high-pressure extinguishing property generated in the arc space when a large current is interrupted passes through the main space in the sub space. So that it mixes with the relatively low temperature gas present in the sub space. And, the arc-extinguishing insulating gas that becomes relatively low temperature when the medium and small currents are cut off is blown to the arc through the gas flow path of the insulating nozzle, and then the insulating gas from the machine puffer chamber is blown to reliably cut off the arc. It is.
また、特許文献2にはパッファシリンダ内を、固定及び可動アーク接触子を取り囲む絶縁ノズル側から、逆止弁を設ける隔壁で熱パッファ室と機械パッファ室に区分し、一端を隔壁に固定する円筒形の筒体を熱パッファ室の内部に設けたパッファ形ガス遮断器が提案されている。しかも、熱パッファ室の内に設ける円筒形の筒体には複数の連通孔を形成しており、機械パッファ室からの絶縁ガスが逆止弁を通って熱パッファ室に流入した後、筒体の連通孔を通って速やかに絶縁ノズルの放出路に流れ、アークに対して吹き付けて遮断する構造にしている。
In
しかしながら、特許文献1及び2に記載された熱パッファ室と機械パッファ室を備えるパッファ形ガス遮断器には、アークによる熱エネルギーを熱パッファ室内に取り込むことで吹き付け圧力を形成するため、必然的に吹き付けガスの温度が高くなる問題がある。しかも、遮断時のアーク発生で熱パッファ室の内部に流入する高温な消弧性を有する絶縁ガスが、遮断動作開始前から熱パッファ室内に存在する比較的温度の低い絶縁ガスと十分に混合されず、吹き付けガスの温度が一様ではない問題がある。これらのいずれの場合においても、パッファ形ガス遮断器の遮断性能を低下させてしまうことになる。
However, the puffer-type gas circuit breaker including the heat puffer chamber and the mechanical puffer chamber described in
本発明の目的は、遮断性能を向上できる熱パッファ室と機械パッファ室とを備えたパッファ形ガス遮断器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a puffer-type gas circuit breaker including a heat puffer chamber and a mechanical puffer chamber that can improve the blocking performance.
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な固定及び可動主接触子と、接離可能な固定及び可動アーク接触子を配置し、前記固定及び可動アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを設け、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開離したときに、前記絶縁ノズル内の前記固定及び可動アーク接触子間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えて構成する際に、前記アーク空間部と前記熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けたことを特徴としている。 The puffer-type gas circuit breaker of the present invention includes a fixed and movable main contactor that can be contacted / separated, and a fixed and movable arc contactor that can be contacted / separated in a container filled with an arc extinguishing insulating gas, An insulating nozzle is provided so as to surround the fixed and movable arc contacts, and when the fixed arc contact and the movable arc contact are separated, the fixed and movable arc contacts are separated between the fixed and movable arc contacts. A heat puffer chamber for introducing an insulating gas whose pressure has increased in the arc space by the heat of the arc formed, and a mechanical puffer provided in series in the heat puffer chamber to increase the pressure of the insulating gas by mechanical compression When the apparatus is provided with a chamber, an insulating gas swirl flow generating means is provided at a portion connecting the arc space portion and the heat puffer chamber.
好ましくは、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、前記熱パッファ室に配置して内部を連絡する部分となる前記ガス流路と絶縁ガスを導入するガス空間に区画する円筒ガイドと、前記円筒ガイドに前記ガス流路から前記ガス空間の周方向に向かうように形成した複数個の開口部とにより構成したことを特徴としている。 Preferably, the insulating gas swirl flow generating means is disposed in the heat puffer chamber and is a portion that communicates with the interior of the gas flow path and a cylindrical guide that divides the gas space into which the insulating gas is introduced, and the cylindrical guide It is characterized by comprising a plurality of openings formed so as to extend from the gas flow path in the circumferential direction of the gas space.
また好ましくは、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、絶縁ガスのガス流路に接する前記絶縁ノズルの内面或いは前記可動アーク接触子カバーの外面の少なくとも一方に形成する複数の螺旋状溝により構成したことを特徴としている。 Further preferably, the insulating gas swirl flow generating means is constituted by a plurality of spiral grooves formed on at least one of the inner surface of the insulating nozzle or the outer surface of the movable arc contactor cover in contact with the gas flow path of the insulating gas. It is characterized by.
本発明のパッファ形ガス遮断器によれば、アーク空間部と熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けているため、熱パッファ室内に流入する高温な消弧性のある絶縁ガスに旋回流を与え、この旋回流で熱パッファ室内に存在する低温な絶縁ガスを十分に混合させ、一様に低温化することができる。このため、熱パッファ室内の絶縁ガスの温度を、一様に低温化してアークに対して吹き付けることができるから、より一層遮断性能を向上させることができる。 According to the puffer type gas circuit breaker of the present invention, since the insulating gas swirl flow generating means is provided in the portion connecting the arc space portion and the heat puffer chamber, there is a high temperature arc extinguishing property flowing into the heat puffer chamber. A swirl flow is given to the insulating gas, and the swirl flow sufficiently mixes the low-temperature insulating gas existing in the heat puffer chamber, so that the temperature can be lowered uniformly. For this reason, since the temperature of the insulating gas in the heat puffer chamber can be uniformly lowered and sprayed onto the arc, the shutoff performance can be further improved.
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な固定及び可動主接触子と、接離可能な固定及び可動アーク接触子を配置し、前記固定及び可動アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを設けている。前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開離したときに、前記絶縁ノズル内の前記固定及び可動アーク接触子間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えている。そして、前記アーク空間部と前記熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けている。 The puffer-type gas circuit breaker of the present invention includes a fixed and movable main contactor that can be contacted / separated, and a fixed and movable arc contactor that can be contacted / separated in a container filled with an arc extinguishing insulating gas, An insulating nozzle is provided so as to surround the fixed and movable arc contacts. Insulation whose pressure has increased in the arc space due to the heat of the arc formed between the fixed and movable arc contacts in the insulation nozzle when the fixed arc contact and the movable arc contact are separated. A heat puffer chamber for introducing gas, and a mechanical puffer chamber provided in series in the heat puffer chamber to increase the pressure of the insulating gas by mechanical compression are provided. An insulating gas swirl flow generating means is provided at a portion connecting the arc space portion and the heat puffer chamber.
以下、本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例を、図1から図3を用いて説明する。消弧性を有する絶縁ガスを充填した容器(図示せず)内に、接離可能な固定主接触子11及び可動主接触子12と、接離可能な固定アーク接触子13及び可動アーク接触子14を配置している。
An embodiment of a puffer type gas circuit breaker according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In a container (not shown) filled with an arc extinguishing insulating gas, a fixed
固定アーク接触子13と可動アーク接触子14は絶縁ノズル15で包囲され、この絶縁ノズル15はシリンダ21の先端部に固定されている。シリンダ21は、先端の外面が可動主接触子12となっており、このシリンダ21内に配置されている中空ロッド17の先端に可動アーク接触子14を固定している。
The
可動アーク接触子14の外面は、可動子カバー16で覆われており、絶縁ノズル15の内面と可動子カバー16間にガス流路18を形成している。シリンダ21は、通気口25と逆止弁26を設ける隔壁24によって区画されており、絶縁ノズル15側から熱パッファ室22と機械パッファ室23を直列に設けている。
The outer surface of the
熱パッファ室22は、固定アーク接触子13と可動アーク接触子14が開離したときに、これら両者と絶縁ノズル15間に形成されるアーク空間部19において、発生する黒塗りで示したアークの熱により圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる。その後、熱パッファ室22内部の絶縁ガスは、ガス流路18から絶縁ノズル15に向かって流れ出すのと同時に、機械パッファ室23からも機械的に圧縮された絶縁ガスが、熱パッファ室22を経て絶縁ノズル15側に流れてアークを消弧する。
The
熱パッファ室22には、図1及び図2に示すように内部に円筒ガイド27を配置している。円筒ガイド27は、熱パッファ室22と同軸上に配置して内部を径方向に区画するものであり、絶縁ノズル15の内側のガス流路18に連なってガス空間19に連絡する部分となる小幅のガス流路27Aと、ガス空間19から絶縁ガスを導入するための大きなガス空間に区分している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
円筒ガイド27には、図2に示すようにガス流路27Aから大きなガス空間の周方向に向かうようにした複数個の開口部28を形成している。各開口部28は、円筒ガイド27の厚さよりも小さな円形や楕円形の小孔や狭隘なスリットで作られる。そして、各開口部28の開口方向は、円筒ガイド27の中心軸から径方向へ伸びる直線に対して傾きを持たせて形成し、絶縁ガス旋回流発生手段としている。
A plurality of
円筒ガイド27の開口部28は、これらを通って絶縁ガスが熱パッファ室22のガス空間に速やかに流れ込むことができるよう形成する。このため、絶縁ガスが流れるガス流路27Aの幅寸法で決まる流路抵抗を考慮し、各開口部28は円筒ガイド27の周回方向にほぼ均等な間隔で複数個を設けるようにする。
The opening 28 of the
円筒ガイド27は、例えば絶縁物或いはシリンダ21と同様な材料を使用し、しかも開口部28の形成加工が可能や高温な絶縁ガスの流入による変形に十分耐えうる材料及び厚みのものを使用する。熱パッファ室22内に配置する円筒ガイド27の固定は、例えば円筒ガイド27のアーク空間19側の端部に支持部材(図示せず)を設けてシリンダ21と結合し、長期間使用できるようにする。
The
なお、円筒ガイド27に絶縁物を用いる場合は、絶縁ノズル15に固定して一体としてもよく、また絶縁ノズル15の一部を熱パッファ室22側に伸ばして形成し、円筒ガイド27とすることもできる。
In the case where an insulator is used for the
次に、上記した構成のパッファ形ガス遮断器における電流遮断時の動作について説明する。操作器(図示せず)により中空ロッド17が駆動されると、可動子カバー16で覆われた可動アーク接触子11、絶縁ノズル15、シリンダ21等が紙面左に向かって変位し、開極状態となる。このとき図1に示すように、可動アーク接触子14と固定アーク接触子13の間に形成されるアーク空間19にアークが発生する。
Next, the operation at the time of current interruption in the puffer type gas circuit breaker having the above configuration will be described. When the
アーク空間19に存在する絶縁ガスは、圧力が上昇するとともに高温になり、図1に矢印で示すようにガス空間19に連絡する部分である絶縁ノズル15部分のガス流路18及びこれに連なるガス流路27Aを通って、太線矢印のように熱パッファ室22内へ高速で流入する。このとき、熱パッファ室22に向かう絶縁ガスは、図2に示すように円筒ガイド27の複数個の開口部28を通って螺旋流を作って、内周側のガス流路27Aから外周側の大きなガス空間に向かって流れる。
The insulating gas existing in the
このため、開口部28を通った絶縁ガスの螺旋流により、熱パッファ室22側に流入した高温の絶縁ガスは、熱パッファ室22の大きなガス空間に存在する低温な消弧性ガスと十分に混合するから、内部の絶縁ガスは一様に比較的低温になる。
For this reason, the high-temperature insulating gas that has flowed into the
その後、図3に示すようにアークが収縮すると、アーク空間19の圧力が低下するから、太線矢印のように熱パッファ室22から比較的低温となった消弧性ガスが円筒ガイド27の開口部28から矢印のようにガス流路27A及び19を通り、絶縁ノズル15の先端のアークに向かって吹き付け、消弧する。
Thereafter, when the arc contracts as shown in FIG. 3, the pressure in the
このため、上記したパッファ形ガス遮断器のように構成すると、熱パッファ室22内での絶縁ガスと低温の絶縁ガスが十分に混合させて一様に比較的低温にできるから、比較的低温になった絶縁ガスをアークに吹き付けることにより、遮断性能を向上させることができる。
For this reason, when configured as the above-described puffer-type gas circuit breaker, the insulating gas in the
次に、本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器を、図4及び図5を用いて説明する。図4及び図5では、上記した実施例と同一箇所の同符号を付しているので、詳細な説明は省略する。 Next, a puffer type gas circuit breaker which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the same reference numerals as those in the above-described embodiment are assigned, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すパッファ形ガス遮断器では、絶縁ノズル15の内側と可動子カバー16間に形成され、しかもガス空間19と熱パッファ室22間を連絡する部分ともなるガス流路18部分に、絶縁ガス旋回流発生手段を設けたものである。そして、絶縁ガスがガス空間19からガス流路18を通って流れるとき、絶縁ガスに旋回流を与えて熱パッファ室22内に流入させるようにしたものである。
In the puffer-type gas circuit breaker shown in FIG. 4, the
絶縁ガス旋回流発生手段は、図5に示すように絶縁ノズル15の内面に複数の螺旋状溝15Aを形成して使用する。絶縁ノズル15の螺旋状溝は、その本数や深さを任意に設定することができるし、しかも絶縁ノズル15の内面に、周回方向にほぼ均等な間隔で形成する。
The insulating gas swirl flow generating means is used by forming a plurality of
なお、絶縁ガス旋回流発生手段は、上記した絶縁ノズル15の内面に螺旋状溝15Aを設けることに代えて、可動アーク接触子カバー16の外面に複数本の螺旋状溝を設けて使用してもよく、また絶縁ノズル15の内面と可動アーク接触子カバー16の外面の双方に設けて使用することができる。
The insulating gas swirling flow generating means is provided by providing a plurality of spiral grooves on the outer surface of the movable arc contactor cover 16 instead of providing the
ガス空間19と熱パッファ室22間を連絡する部分であるガス流路18部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けると、ガス空間19からガス流路18を経て熱パッファ室22に向かう絶縁ガスは、図4に太線矢印で示すように絶縁ノズル15の螺旋状溝15Aで旋回流を作ってガス流路18内を流れ、熱パッファ室22に流入するようになる。このため、熱パッファ室22内の低温な絶縁ガスと、流入した絶縁ガスの混合が促進され、一様に比較的低温となるから、上記の例と同様にな効果を達成することができる。
When an insulating gas swirl flow generating means is provided in the
本発明のパッファ形ガス遮断器は、上記した各実施例に示した構造に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状並びに構成を適宜変更して実施することができる。 The puffer type gas circuit breaker of the present invention is not limited to the structure shown in each of the above-described embodiments, and may be implemented by appropriately changing the shape and configuration of each part without departing from the spirit of the present invention. Can do.
11…固定主接触子、12…可動主接触子、13…固定アーク接触子、14…可動アーク接触子、15…絶縁ノズル、15A…螺旋状溝、16…可動子カバー、18、27A…ガス流路、19…ガス空間、21…シリンダ、22…熱パッファ室、23…機械パッファ室、27…円筒ガイド、28…開口部。
DESCRIPTION OF
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JP2011280666A JP2013131414A (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Puffer type gas circuit breaker |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2011280666A JP2013131414A (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Puffer type gas circuit breaker |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020194755A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 日新電機株式会社 | Gas circuit breaker |
-
2011
- 2011-12-22 JP JP2011280666A patent/JP2013131414A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020194755A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 日新電機株式会社 | Gas circuit breaker |
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