JP2013137956A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆるパッファ型のガス遮断器において、高温消孤ガスを効率的に外部に排出し、当該ガス遮断器の動作不良を回避する。
【解決手段】消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部及び可動接触子部を具える。可動接触子部の、可動アーク接触子の後方端と結合するようにして配設され、後方端において開口部が形成された中空の操作ロッドの同じく後方端において固定部材を有し、操作ロッド、操作ロッド及びこの外方に配設されたシリンダで形成された空隙に摺動可能に配設されたピストン、ピストン支持部材、並びに固定部材によって、開口部を含む第２の機械圧縮室を画定する。開極動作時において、第２の機械圧縮室が開口部を介して操作ロッドの中空部と連通するとともに、排気孔を介して外部と連通する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。

現在、７２ｋＶ以上の高電圧送電系統の保護用遮断器として、構造が単純で信頼性が高く、かつ優れた遮断性能を有するパッファ型ガス遮断器が広く使用されている。このパッファ型ガス遮断器では、可動接触子と直結した可動シリンダによってＳＦ₆ ガスなどの消弧性のガスを圧縮して高圧のガス流を発生させ、可動接触子と固定接触子との間に発生したアークに吹き付けて遮断性能を得ている。

この方式のガス遮断器の遮断性能は、上記可動シリンダ内の圧力上昇によって決まり、高い圧力上昇を得る程高い遮断性能が得られる。しかしながら、圧力上昇は機械的駆動力に対する反力として働くため、高い遮断性能を得るためには大きな駆動エネルギーが必要となっていた。

これに対し、従来から、小さい駆動エネルギーによって高い圧力上昇を得、高い遮断性能を得る方法が種々試みられている。その１つとして、圧縮空間の前方にアークからの高温消孤ガスの流入によって昇圧する熱昇圧空間を設け、熱昇圧空間と圧縮空間とを仕切る壁に、圧縮空間から熱昇圧空間への消孤ガス流入を可能とする一方、熱昇圧空間から圧縮空間への消孤ガス流入を阻止する逆止弁を設ける方法が提案されている。このような逆止弁を設けることにより、大電流遮断時に熱昇圧空間から圧縮空間への高温消孤ガスの流入を防ぎ、圧縮空間の圧力上昇を低い値に保ち、駆動エネルギーを低く押さえることができる（特許文献１又は特許文献２参照）。

一方、上述のようなパッファ型ガス遮断器では、アークからの高温消孤ガスを効率よく排出することも、当該ガス遮断器の動作を良好に行う上で極めて重要である。しかしながら、上述のような従来のパッファ型ガス遮断器では、アークから排気孔までの長さが熱昇圧空間及び圧縮空間の軸方向長さよりも大きくなる。そのため、高温消孤ガスの流路抵抗が大きくなってしまい、高温消孤ガスを効率良く排出することが困難となる。したがって、流路を大型化しなくてはならず、ガス遮断器全体が大型化してしまうなどの問題が生じていた。

特開平７−１６１２６９号 特許平１１−３１４４３号

本発明が解決しようとする課題は、いわゆるパッファ型のガス遮断器において、高温消孤ガスを効率的に外部に排出し、流路面積の増大による当該ガス遮断器の大型化を回避することである。

実施形態のガス遮断器は、消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部及び可動接触子部を具える。そして、前記固定接触子部は、固定アーク接触子と、この固定アーク接触子の外方に配設された固定通電接触子と、前記固定アーク接触子及び前記固定通電接触子間を電気的に接続するとともに、これら接触子を支持するための導電性支持部材とを有する。また、前記可動接触子部は、前記固定アーク接触子に対して摺動可能に配設された可動アーク接触子と、この可動アーク接触子の外方において、絶縁ノズルを介して前記固定アーク接触子と摺動可能に配設された可動通電接触子と、前記可動アーク接触子の後方端と結合するようにして配設され、後方端において開口部が形成された中空の操作ロッドと、前記操作ロッドの外方において、当該操作ロッドとの間に熱圧縮室を画定するとともに、前記可動通電接触子及び前記絶縁ノズルを支持するように配設された、前記固定接触子部と反対側の一端が開放されたシリンダと、このシリンダの開放された端部から前記シリンダ及び前記操作ロッド間で形成された空隙中に摺動可能に挿入され、前記シリンダ及び前記操作ロッドとともに第１の機械圧縮室を画定するように配設されたピストンと、このピストンを摺動可能に支持し、後方端において排気孔が形成されたピストン支持部材と、前記操作ロッドの後方端において、前記操作ロッド、前記ピストン及び前記ピストン支持部材とともに、前記開口部を含む第２の機械圧縮室を画定するように、前記ピストン支持部材と摺動可能に配設された固定部材とを有する。さらに、前記熱圧縮室及び前記第１の機械圧縮室は、前記シリンダの前記操作ロッドに向けて延在する板材を介して隣接するとともに、前記板材には前記熱圧縮室から前記第１の機械圧縮室へのガス流入を防止するための逆止弁が配設されている。また、開極動作時において、前記第２の機械圧縮室が前記開口部を介して前記操作ロッドの中空部と連通するとともに、前記排気孔を介して外部と連通している。

第１の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第４の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第５の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。 第６の実施形態におけるガス遮断器の概略構成を示す断面図である。

（第１の実施形態）
図１〜図３は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図である。図１は、ガス遮断器の閉極時（通電時）の状態を示し、図２は、ガス遮断器の閉極から開極に移行する途中の状態を示し、図３は、ガス遮断器の開極時（遮断時）の状態を示している。

図１〜３に示すように、本実施形態のガス遮断器１０−１は、図示しない消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部２０及び可動接触子部３０を有している。

固定接触子部２０は、固定アーク接触子２１と、この固定アーク接触子２１の外方に配設された固定通電接触子２２と、固定アーク接触子２１及び固定通電接触子２２間を電気的に接続するとともに、これら接触子を支持するための導電性支持部材２３とを有する。

可動接触子部３０は、固定アーク接触子２１に対して摺動可能に配設された可動アーク接触子３１と、この可動アーク接触子３１の外方において、絶縁ノズル３３を介して固定アーク接触子２１と摺動可能に配設された可動通電接触子３２とを有している。可動アーク接触子３１は、その後方端において中空の操作ロッド３４と結合されている。また、中空の操作ロッド３４の後方端には開口部３４Ａが形成されている。

また、可動接触子部３０は、中空の操作ロッド３４の外方において、可動通電接触子３２及び絶縁ノズル３３を支持するように配設され、固定接触子部２０と反対側の一端が開放されたシリンダ３５を有する。このシリンダ３５には、中空の操作ロッド３４に向けて延在した板材３５１が配設され、シリンダ３５、板材３５１（シリンダ３５の一部）及び中空の操作ロッド３４とで熱圧縮室Ｓ１を画定している。

さらに、可動接触子部３０は、シリンダ３５の開放された端部から、シリンダ３５及び中空の操作ロッド３４間で形成された空隙中に摺動可能に挿入されたピストン３６を有しており、シリンダ３５、板材３５１（シリンダ３５の一部）、中空の操作ロッド３４及びピストン３６によって、第１の機械圧縮室Ｓ２が画定されている。

なお、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２は、シリンダ３４、具体的にはその一部である板材３５１を介して互いに隣接している。

また、可動接触子部３０は、ピストン３６を摺動可能に支持し、後方端において排気孔３７Ａが形成されたピストン支持部材３７を有するとともに、中空の操作ロッド３４の後方端において、ピストン支持部材３７と摺動可能に配設された固定部材３８を有する。固定部材３８は、中空の操作ロッド３４からピストン支持部材３７に向けて延在し、操作ロッド３４、ピストン３６及びピストン支持部材３７とともに、操作ロッド３４に形成された開口部３４Ａを含む第２の機械圧縮室Ｓ３を画定する。

なお、第１の機械圧縮室Ｓ２及び第２の機械圧縮室Ｓ３は、ピストン３６を介して互いに隣接している。

シリンダ３５の板材３５１にはバルブ４１（逆止弁）が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が熱圧縮室Ｓ１の圧力よりも高くなった場合に開放されるようになっている。これは、第１の機械圧縮室Ｓ２内のガス圧力が熱圧縮室Ｓ１のガス圧力よりも高くなった場合において、第１の機械圧縮室Ｓ２内の消孤ガスを熱圧縮室Ｓ１内に移動させることにより、熱圧縮室Ｓ１内のガス圧力を効率的に高め、後に説明する消孤ガス吹き付けによるアークの消弧を簡易かつ効率的に行うためである。

また、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。これは第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が高くなりすぎた場合に、以下に説明するように、ガス遮断器１０−１の開極操作時に、固定接触子部２０に対するピストン３６及びピストン支持部材３７を駆動する際の負荷を軽減（ピストン３６及びピストン支持部材３７は第１の機械圧縮室Ｓ２の容積を狭小化するように駆動する）するためである。

次に、本実施形態のガス遮断器１０−１における開極動作（遮断動作）について説明する。

図１に示すガス遮断器１０−１の閉極時（通電時）の状態から開極動作を開始すると、可動接触子部３０は固定接触子部２０に対して右方向に移動する。図２の開極動作の途中では、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１と可動接触子部３０の可動アーク接触子３１との間にアークＡが点弧する。このアークＡは高温であるため、アークＡから発生する高温のＳＦ_６等の消孤ガスは絶縁ノズル３３と可動アーク接触子３２とで形成される空間を通って熱圧縮室Ｓ１内に流入する。一方、可動アーク接触子３１及び中空の操作ロッド３４の中空部内を通った後、開口部３４Ａを通じて第２の機械圧縮室Ｓ３内にも高温の消孤ガスが流れ込む。

その後、さらに開極動作が進行して図３に示すようにガス遮断器１０−１が開極（遮断）された状態になると、電流零点に向けてアークＡが小さくなり、高圧力となった熱圧縮室Ｓ１から消孤ガスがアークＡに吹き付けられて消弧され、電流遮断が完了する。この過程において、固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間にあった高温の消孤ガスは、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空の操作ロッド３４の中空部を通って開口部３４Ａから第２機械圧縮室Ｓ３に流れ込み、ピストン支持部材３７の後方端に形成された排気孔３７Ａから外部、具体的には図示しないタンク空間へ放出する。

図２及び図３に示すように、本実施形態のガス遮断器１０−１においては、開極動作が開始することによって、可動接触子部３０が固定接触子部２０に対して右方へ移動し、その際、第２の機械圧縮室Ｓ３の体積が膨張し、その内部ガス圧力が低下する。そのため、アークＡ付近と第２の機械圧縮室Ｓ３とのガス圧力の差が大きくなり、アークＡ付近から操作ロッド３４の中空部、及び第２の機械圧縮室Ｓ３に流れ込む消孤ガスの流速が高まり、より多くの高温消孤ガスを速やかに固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間の空間から排出することが可能となる。

このように、本実施形態のガス遮断器１０−１によれば、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温消孤ガスの排出効率を高くすることができるので、高温消孤ガスの流路抵抗を実質的に低減することができる。したがって、流路を増大させる必要がなく、ガス遮断器１０−１の大型化を回避することができ、ガス遮断器１０−１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態のガス遮断器１０−１は、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２を有しており、シリンダ３５の板材３５１にバルブ４１を配設し、熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への消孤ガス流入を阻止する一方、第１の機械圧縮室Ｓ２から熱圧縮室Ｓ１への消孤ガス流入を可能としているので、ガス遮断器１０−１の開極動作時に熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への高温消孤ガスの流入を防ぎ、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力上昇を低い値に保つことができるので、可動接触子部３０の駆動エネルギーを低く押さえることができる。

さらに、図２及び図３から明らかなように、ガス遮断器１０−１の開極動作においては、第１の機械圧縮室Ｓ２の容積が、ピストン３６及びピストン支持部材３７によって狭小化するようになり、その結果、第１の機械圧縮室Ｓ２内の圧力が上昇して、可動接触子部３０の固定接触子部２０に対する右方向への移動が妨げられて、上述した開極動作が困難となる場合がある。

しかしながら、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ３の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。したがって、上述のように第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が上昇して、開極動作に不備を生ぜしめるような場合は、適宜放圧バルブを開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を上記開極動作に不備が生じないような圧力以下とすることができる。

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図であって、ガス遮断器の閉極時（通電時）の状態を示している。なお、図１〜３に示すガス遮断器１０−１と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態のガス遮断器１０−２は、ピストンには吸入バルブ４３が配設され、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力が第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力よりも高くなった場合において、吸入バルブ４３を開放し、第２の機械圧縮室Ｓ３中の消孤ガスを第１の機械圧縮室Ｓ２中に開放し、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力を第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力よりも低くするように構成している点を除き、第１の実施形態のガス遮断器１０−１と同様の構成を有している。

本実施形態のガス遮断器１０−２は、閉極時（通電時）において、第２の機械圧縮室Ｓ３の容積はピストン支持部材３７に配設された固定部材３８によって狭小化（圧縮）され、内部ガス圧力が高くなっている場合がある。一方、第１の機械圧縮室Ｓ２の容積は比較的大きいためその内部ガス圧力が低くなっている場合がある。このような場合に、吸入バルブ４３を開放すると、第２の機械圧縮室Ｓ３から第１の機械圧縮室Ｓ２に消孤ガスが流入する。

したがって、ガス遮断器１０−２の閉極（通電時）における第２の機械圧縮室Ｓ３内のガス圧力が過度に上昇することを防止でき、固定接触子部２０に対して可動接触子部３０を左方へ移動させて閉極操作を行う場合の、第２の機械圧縮室Ｓ３内の高いガス圧力に起因した開極操作の不良を回避することができる。

なお、本実施形態のガス遮断器１０−２も、上述した吸入バルブ４３を除き、第１の実施形態のガス遮断器１０−１と同様の構成を有するので、当該ガス遮断器１０−１と同様の作用効果をも奏する。すなわち、ガス遮断器１０−２の開極操作において、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温消孤ガスの排出効率を高くすることができるので、高温消孤ガスの流路抵抗を実質的に低減することができる。したがって、ガス遮断器１０−２の動作不良を回避することができ、ガス遮断器１０−２の高性能化を図ることができる。

また、本実施形態のガス遮断器１０−２は、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２を有しており、シリンダ３５の板材３５１にバルブ４１を配設し、熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への消孤ガス流入を阻止する一方、第１の機械圧縮室Ｓ２から熱圧縮室Ｓ１への消孤ガス流入を可能としているので、ガス遮断器１０−２の開極動作時に熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への高温消孤ガスの流入を防ぎ、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力上昇を低い値に保つことができるので、可動接触子部３０の駆動エネルギーを低く押さえることができる。

さらに、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。したがって、上述のように第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が上昇して、開極動作に不備を生ぜしめるような場合は、適宜放圧バルブを開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を上記開極動作に不備が生じないような圧力以下とすることができる。

（第３の実施形態）
図５及び図６は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図である。図５は、ガス遮断器の閉極時（通電時）の状態を示しており、図６は、ガス遮断器の閉極から開極に移行する途中の状態を示している。なお、図１〜３に示すガス遮断器１０−１と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態のガス遮断器１０−３は、第２の機械圧縮室Ｓ３内には、非開極時において、中空の操作ロッド３４の開口部３４Ａを塞ぐようにしてカバー材４５が配設されている点を除き、第１の実施形態のガス遮断器１０−１と同様の構成を有している。

本実施形態のガス遮断器１０−３によれば、固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間にあった高温の消孤ガスが、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空の操作ロッド３４の中空部に流れ込んだ際においても、開極操作の初期の段階では開口部３４Ａをカバー材４５で覆っているため、上記高温の消孤ガスは第２の機械圧縮室Ｓ３に流れ込まない。

一方、開極動作がある程度進行し、図６に示すような状態になると、カバー材４５が開口部３４Ａからはずれるようになるので、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空の操作ロッド３４の中空部と第２の機械圧縮室Ｓ３との大きな差圧に起因して、上記高温の消孤ガスが第２の機械圧縮室Ｓ３内に直ちに流れ込むとともに、ピストン支持部材３７の後方端に形成された排気孔３７Ａから外部、具体的には図示しないタンク空間へ直ちに放出されるようになる。

したがって、ガス遮断器１０−３の開極操作において、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温消孤ガス排出効率をより高くすることができるので、高温消孤ガスの流路抵抗を大幅に低減することができる。したがって、ガス遮断器１０−３の動作不良を回避することができ、ガス遮断器１０−３の高性能化を図ることができる。

また、第１のガス遮断器１０−１と同様に、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２を有しており、シリンダ３５の板材３５１にバルブ４１を配設し、熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への消孤ガス流入を阻止する一方、第１の機械圧縮室Ｓ２から熱圧縮室Ｓ１への消孤ガス流入を可能としているので、ガス遮断器１０−３の開極動作時に熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への高温消孤ガスの流入を防ぎ、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力上昇を低い値に保つことができるので、可動接触子部３０の駆動エネルギーを低く押さえることができる。

さらに、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。したがって、上述のように第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が上昇して、開極動作に不備を生ぜしめるような場合は、適宜放圧バルブを開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を上記開極動作に不備が生じないような圧力以下とすることができる。

（第４の実施形態）
図７は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図であって、ガス遮断器の閉極時（通電時）の状態を示している。なお、図１〜３に示すガス遮断器１０−１と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態のガス遮断器１０−４は、ピストン３６に配設されていた放圧バルブ４２が、第２の機械圧縮室Ｓ３の外方に位置している点を除き、第１の実施形態のガス遮断器１０−１と同様の構成を有している。したがって、ガス遮断器１０−４の閉極時には、中空の操作ロッド３４に配設された固定部材３８をピストン３６により近接して配置することができるので、第２の機械圧縮室Ｓ３の容積をより狭小化（圧縮）することができる。

このため、ガス遮断器１０−４の開極時において、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温消孤ガスを、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空操作ロッド３４の中空部を介し、開口部３４Ａから第２の機械圧縮室Ｓ３に導入する際に、開極時の第２の機械圧縮室Ｓ３の容積と閉極時の第２の機械圧縮室Ｓ３との容積の差が大きくなり、これに伴って、アークＡ付近と第２の機械圧縮室Ｓ３とのガス圧力の差が大きくなる。

この結果、アークＡ付近から操作ロッド３４の中空部、及び第２の機械圧縮室Ｓ３に流れ込む消孤ガスの流速が高まり、より多くの高温消孤ガスを速やかに固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間の空間から排出することが可能となる。

（第５の実施形態）
図８は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図であって、ガス遮断器の閉極時（通電時）の状態を示している。なお、図４〜５に示すガス遮断器１０−３と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態のガス遮断器１０−５は、ピストン支持部材３７に第２の機械圧縮室Ｓ３と連通するようにして追加の放圧バルブ４６が配設され、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合に、追加の放圧バルブ４６を開放して、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成した点を除き、第３の実施形態のガス遮断器１０−３と同様の構成を有している。

本実施形態のガス遮断器１０−５によれば、実施例３と同様な効果を得ることができる。具体的には、開極動作がある程度進行すると、カバー材４５が開口部３４Ａからはずれるようになるので、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空の操作ロッド３４の中空部と第２の機械圧縮室Ｓ３との大きな差圧に起因して、高温消孤ガスが第２の機械圧縮室Ｓ３内に直ちに流れ込むとともに、ピストン支持部材３７の後方端に形成された排気孔３７Ａから外部、具体的には図示しないタンク空間へ直ちに放出されるようになる。

したがって、ガス遮断器１０−５の開極操作において、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温消孤ガス排出効率をより高くすることができるので、高温消孤ガスの流路抵抗を大幅に低減することができる。この結果、ガス遮断器１０−５の動作不良を回避することができ、ガス遮断器１０−５の高性能化を図ることができる。

また、ガス遮断器１０−５の開極操作（遮断操作）完了後、直ちに閉極操作（導通操作）を行う際に、第２の機械圧縮室Ｓ３内に高温消孤ガスが残っていることが懸念される場合にも、この高温消孤ガスが第１の機械圧縮室Ｓ２に流入することがないので、高性能なガス遮断器を実現することができる。なお、閉極操作時に、第１の機械圧縮室Ｓ２に高温消孤ガスが流入すると、直後に再開極した際に高温消孤ガスをアークに吹き付けることになり、遮断性能が低下してしまうという問題が生じる。

また、第１のガス遮断器１０−１と同様に、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２を有しており、シリンダ３５の板材３５１にバルブ４１を配設し、熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への消孤ガス流入を阻止する一方、第１の機械圧縮室Ｓ２から熱圧縮室Ｓ１への消孤ガス流入を可能としているので、ガス遮断器１０−１の開極動作時に熱圧縮室Ｓ１から第１の機械圧縮室Ｓ２への高温消孤ガスの流入を防ぎ、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力上昇を低い値に保つことができるので、可動接触子部３０の駆動エネルギーを低く押さえることができる。

さらに、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。したがって、上述のように第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が上昇して、開極動作に不備を生ぜしめるような場合は、適宜放圧バルブを開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を上記開極動作に不備が生じないような圧力以下とすることができる。

（第６の実施形態）
図９は、本実施形態のガス遮断器の概略構成を示す断面図であって、ガス遮断器の閉極から開極に移行する途中の状態を示している。なお、図１〜３に示すガス遮断器１０−１と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態のガス遮断器１０−６は、熱圧縮室Ｓ１及び第１の機械圧縮室Ｓ２を一体化して圧縮室Ｓ４とした以外は、第１の実施形態のガス遮断器１０−１と同様の構成を採っている。

具体的には、ガス遮断器１０−６は、図示しない消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部２０及び可動接触子部３０を有している。

固定接触子部２０は、固定アーク接触子２１と、この固定アーク接触子２１の外方に配設された固定通電接触子２２と、固定アーク接触子２１及び固定通電接触子２２間を電気的に接続するとともに、これら接触子を支持するための導電性支持部材２３とを有する。

可動接触子部３０は、固定アーク接触子２１に対して摺動可能に配設された可動アーク接触子３１と、この可動アーク接触子３１の外方において、絶縁ノズル３３を介して固定アーク接触子２１と摺動可能に配設された可動通電接触子３２とを有している。可動アーク接触子３１は、その後方端において中空の操作ロッド３４と結合されている。また、中空の操作ロッド３４の後方端には開口部３４Ａが形成されている。

また、可動接触子部３０は、中空の操作ロッド３４の外方において、可動通電接触子３２及び絶縁ノズル３３を支持するように配設され、固定接触子部２０と反対側の一端が開放されたシリンダ３５を有する。

さらに、可動接触子部３０は、シリンダ３５の開放された端部から、シリンダ３５及び中空の操作ロッド３４間で形成された空隙中に摺動可能に挿入されたピストン３６を有しており、シリンダ３５、中空の操作ロッド３４及びピストン３６によって、第１の機械圧縮室Ｓ２が画定されている。

また、可動接触子部３０は、ピストン３６を摺動可能に支持し、後方端において排気孔３７Ａが形成されたピストン支持部材３７を有するとともに、中空の操作ロッド３４の後方端において、ピストン支持部材３７と摺動可能に配設された固定部材３８を有する。固定部材３８は、中空の操作ロッド３４からピストン支持部材３７に向けて延在し、操作ロッド３４、ピストン３６及びピストン支持部材３７とともに、操作ロッド３４に形成された開口部３４Ａを含む第２の機械圧縮室Ｓ３を画定する。

なお、第１の機械圧縮室Ｓ２及び第２の機械圧縮室Ｓ３は、ピストン３６を介して互いに隣接している。

また、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。これは第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が高くなりすぎた場合に、以下に説明するように、ガス遮断器１０−６の開極操作時に、固定接触子部２０に対するピストン３６及びピストン支持部材３７を駆動する際の負荷を軽減（ピストン３６及びピストン支持部材３７は第１の機械圧縮室Ｓ２の容積を狭小化するように駆動する）するためである。

次に、本実施形態のガス遮断器１０−６における開極動作（遮断動作）について説明する。

図９に示すガス遮断器１０−６の状態において、図２に関連して説明したように、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１と可動接触子部３０の可動アーク接触子３１との間にアークＡが点弧する。このアークＡは高温であるため、アークＡから発生した高温の消孤ガスは絶縁ノズル３３と可動アーク接触子３２とで形成される空間を通って第１の機械圧縮室Ｓ２内に流入する。一方、可動アーク接触子３１及び中空の操作ロッド３４の中空部内を通った後、開口部３４Ａを通じて第２の機械圧縮室Ｓ３内にも高温消孤ガスが流れ込む。

その後、さらに開極動作が進行してガス遮断器１０−１が開極（遮断）された状態になると、電流零点に向けてアークＡが小さくなり、高圧力となった第１の機械圧縮室Ｓ２から消孤ガスがアークＡに吹き付けられて消弧され、電流遮断が完了する。この過程において、固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間にあった高温の消孤ガスは、絶縁ノズル３３のノズル部及び中空の操作ロッド３４の中空部を通って開口部３４Ａから第２機械圧縮室Ｓ３に流れ込み、ピストン支持部材３７の後方端に形成された排気孔３７Ａから外部、具体的には図示しないタンク空間へ放出する。

本実施形態のガス遮断器１０−６においては、開極動作が開始することによって、可動接触子部３０が固定接触子部２０に対して右方へ移動し、その際、第２の機械圧縮室Ｓ２の体積が膨張し、その内部ガス圧力が低下する。そのため、アークＡ付近と第２の機械圧縮室Ｓ３とのガス圧力の差が大きくなり、アークＡ付近から操作ロッド３４の中空部、及び第２の機械圧縮室Ｓ３に流れ込む消孤ガスの流速が高まり、より多くの高温消孤ガスを速やかに固定アーク接触子２１及び可動アーク接触子３１間の空間から排出することが可能となる。

このように、本実施形態のガス遮断器１０−６によれば、固定接触子部２０の固定アーク接触子２１及び可動接触子部３０の可動アーク接触子３１間の空間からの高温ガス排出効率が高くすることができるので、高温ガスの流路抵抗を実質的に低減することができる。したがって、ガス遮断器１０−６の動作不良を回避することができ、ガス遮断器１０−６の高性能化を図ることができる。

また、ガス遮断器１０−６の開極動作においては、第１の機械圧縮室Ｓ２の容積が、ピストン３６及びピストン支持部材３７によって狭小化するようになり、その結果、第１の機械圧縮室Ｓ２内の圧力が上昇して、可動接触子部３０の固定接触子部２０に対する右方向への移動が妨げられて、上述した開極動作が困難となる場合がある。

しかしながら、ピストン３６には第２の機械圧縮室Ｓ３内において放圧バルブ４２が配設され、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、放圧バルブ４２を開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成している。したがって、上述のように第１の機械圧縮室Ｓ１の圧力が上昇して、開極動作に不備を生ぜしめるような場合は、適宜放圧バルブを開放して、第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力を上記開極動作に不備が生じないような圧力以下とすることができる。

なお、本実施形態のガス遮断器１０−６には、第２の実施形態で説明したように、ピストン３６に放圧バルブ４３を配設し、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力が第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力よりも高くなった場合において、放圧バルブ４３を開放し、第２の機械圧縮室Ｓ３中の消孤ガスを第１の機械圧縮室Ｓ２中に開放して、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力を第１の機械圧縮室Ｓ２の圧力よりも低くするように構成することができる。

また、本実施形態のガス遮断器１０−６には、第３の実施形態で説明したように、第２の機械圧縮室Ｓ３内に、非開極時において、中空の操作ロッド３４の開口部３４Ａを塞ぐようにしてカバー材４５を配設することができる。

さらに、本実施形態のガス遮断器１０−６には、第４の実施形態で説明したように、ピストン３６に配設された放圧バルブ４２を、第２の機械圧縮室Ｓ３の外方に位置させることができる。

また、本実施形態のガス遮断器１０−６には、第５の実施形態で説明したように、ピストン支持部材３７に第２の機械圧縮室Ｓ３と連通するようにして追加の放圧バルブ４６を配設し、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合に、追加の放圧バルブ４６を開放して、第２の機械圧縮室Ｓ３の圧力を所定の圧力よりも低くするように構成することができる。

なお、本実施形態のガス遮断器１０−６に、第２の実施形態から第５の実施形態で説明した態様を適用することによって得られる効果は、これらの実施形態で説明したものと同様である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５，１０−６ ガス遮断器
２０ 固定接触子部
２１ 固定アーク接触子
２２ 固定通電接触子
２３ 導電性支持部材
３０ 可動接触子部
３１ 可動アーク接触子
３２ 可動通電接触子
３３ 絶縁ノズル
３４ 中空の操作ロッド
３５ シリンダ
３６ ピストン
３７ ピストン支持部材
４１ バルブ（逆止弁）
４２ 放圧バルブ
４３ 吸入バルブ
４５ カバー材
４６ 追加の放圧バルブ
Ｓ１ 熱圧縮室
Ｓ２ 第１の機械圧縮室
Ｓ３ 第２の機械圧縮室

Claims (6)

1. 消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部及び可動接触子部を具え、
   前記固定接触子部は、固定アーク接触子と、この固定アーク接触子の外方に配設された固定通電接触子と、前記固定アーク接触子及び前記固定通電接触子間を電気的に接続するとともに、これら接触子を支持するための導電性支持部材とを有し、
   前記可動接触子部は、前記固定アーク接触子に対して摺動可能に配設された可動アーク接触子と、この可動アーク接触子の外方において、絶縁ノズルを介して前記固定アーク接触子と摺動可能に配設された可動通電接触子と、前記可動アーク接触子の後方端と結合するようにして配設され、後方端において開口部が形成された中空の操作ロッドと、前記操作ロッドの外方において、当該操作ロッドとの間に熱圧縮室を画定するとともに、前記可動通電接触子及び前記絶縁ノズルを支持するように配設された、前記固定接触子部と反対側の一端が開放されたシリンダと、このシリンダの開放された端部から前記シリンダ及び前記操作ロッド間で形成された空隙中に摺動可能に挿入され、前記シリンダ及び前記操作ロッドとともに第１の機械圧縮室を画定するように配設されたピストンと、このピストンを摺動可能に支持し、後方端において排気孔が形成されたピストン支持部材と、前記操作ロッドの後方端において、前記操作ロッド、前記ピストン及び前記ピストン支持部材とともに、前記開口部を含む第２の機械圧縮室を画定するように、前記ピストン支持部材と摺動可能に配設された固定部材とを有し、
   前記熱圧縮室及び前記第１の機械圧縮室は、前記シリンダの前記操作ロッドに向けて延在する板材を介して隣接するとともに、前記板材には前記熱圧縮室から前記第１の機械圧縮室へのガス流入を防止するための逆止弁が配設されており、
   開極動作時において、前記第２の機械圧縮室が前記開口部を介して前記操作ロッドの中空部と連通するとともに、前記排気孔を介して外部と連通することを特徴とする、ガス遮断器。
2. 前記ピストンにはバルブが配設され、前記第２の機械圧縮室の圧力が前記第１の機械圧縮室の圧力よりも高くなった場合において、前記バルブを開放し、前記第２の機械圧縮室中の消孤ガスを前記第１の機械圧縮室中に開放し、前記第２の機械圧縮室の圧力を前記第１の機械圧縮室の圧力よりも低くす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。
3. 前記第２の機械圧縮室内には、非開極時において、前記開口部を塞ぐようにしてカバー材が配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス遮断器。
4. 前記ピストンには前記第２の機械圧縮室の外方に放圧バルブが配設され、前記第１の機械圧縮室の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、前記放圧バルブを開放して、前記第１の機械圧縮室の圧力を前記所定の圧力よりも低くするように構成したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のガス遮断器。
5. 前記ピストン支持部材には前記第２の機械圧縮室と連通するようにして追加の放圧バルブが配設され、前記第２の機械圧縮室の圧力が所定の圧力よりも上昇した場合において、前記追加の放圧バルブを開放して、前記第２の機械圧縮室の圧力を前記所定の圧力よりも低くするように構成したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のガス遮断器。
6. 消弧性のガスが充填された容器内に、対向配置された固定接触子部及び可動接触子部を具え、
   前記固定接触子部は、固定アーク接触子と、この固定アーク接触子の外方に配設された固定通電接触子と、前記固定アーク接触子及び前記固定通電接触子間を電気的に接続するとともに、これら接触子を支持するための導電性支持部材とを有し、
   前記可動接触子部は、前記固定アーク接触子に対して摺動可能に配設された可動アーク接触子と、この可動アーク接触子の外方において、絶縁ノズルを介して前記固定アーク接触子と摺動可能に配設された可動通電接触子と、前記可動アーク接触子の後方端と結合するようにして配設され、後方端において開口部が形成された中空の操作ロッドと、前記操作ロッドの外方において、前記可動通電接触子及び前記絶縁ノズルを支持するように配設された、前記固定接触子部と反対側の一端が開放されたシリンダと、このシリンダの開放された端部から前記シリンダ及び前記操作ロッド間で形成された空隙中に摺動可能に挿入され、前記シリンダ及び前記操作ロッドとともに第１の機械圧縮室を画定するように配設されたピストンと、このピストンを摺動可能に支持し、後方端において排気孔が形成されたピストン支持部材と、前記操作ロッドの後方端において、前記操作ロッド、前記ピストン及び前記ピストン支持部材とともに、前記開口部を含む第２の機械圧縮室を画定するように、前記ピストン支持部材と摺動可能に配設された固定部材とを有し、
   開極動作時において、前記第２の機械圧縮室が前記開口部を介して前記操作ロッドの中空部と連通するとともに、前記排気孔を介して外部と連通することを特徴とする、ガス遮断器。

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