JP2013197010A - Gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a gas circuit breaker.
ガス遮断器は、発電所や変電所などの送電系統で事故が発生した場合、その際生じる異常電流を迅速に遮断し事故箇所を送電系統から切り離すために利用される。近年の送電系統の大容量化に伴い、遮断容量の大きい用途のガス遮断器には、高い信頼性が要求される。 When an accident occurs in a power transmission system such as a power plant or a substation, the gas circuit breaker is used to quickly shut off an abnormal current generated at that time and to disconnect the accident point from the power transmission system. With the recent increase in capacity of power transmission systems, high reliability is required for gas circuit breakers for applications with a large breaking capacity.
そこで、大容量の送電に対応するガス遮断器としては、電力投入時の投入過電圧を抑制するために、複数の抵抗体素子を搭載した投入抵抗付きのガス遮断器が例えば採用される。投入抵抗付きのガス遮断器は、主接点を含む遮断ユニットとは別に、抵抗体素子に接続された投入抵抗接点を含む抵抗体ユニットを、並列に設けておき、電力投入時に主接点の接続に先行して投入抵抗接点を接続し、投入過電圧を抑制した状態で主接点を接続する。 Therefore, as a gas circuit breaker corresponding to large-capacity power transmission, for example, a gas circuit breaker equipped with a plurality of resistor elements and equipped with a plurality of resistor elements is employed in order to suppress an input overvoltage upon power-on. A gas circuit breaker with a closing resistor is provided with a resistor unit including a closing resistor contact connected to the resistor element in parallel with the breaker unit including the main contact. Connect the making resistor contact in advance, and connect the main contact with the making overvoltage suppressed.
ところで、このようなガス遮断器の上述した遮断ユニット及び抵抗体ユニットは、それぞれ一組の電極で構成される主接点及び投入抵抗接点が、碍管などの例えば絶縁性容器内に各々収容されたかたちで構成されている。さらに、遮断ユニット及び抵抗体ユニットは、ガス遮断器全体の小型化を考慮して互いが近接する位置に配置されている。 By the way, in the above-described breaker unit and resistor unit of such a gas circuit breaker, the main contact and the closing resistor contact each constituted by a pair of electrodes are respectively accommodated in an insulating container such as a soot tube. It consists of Further, the breaker unit and the resistor unit are disposed at positions close to each other in consideration of downsizing of the entire gas breaker.
このため、上記のガス遮断器は、例えば抵抗体ユニット内での電界分布が不均一である場合、遮断時にアーク放電が生じやすくなって、抵抗体ユニット単体の耐電圧性能の低下を招くばかりでなく、抵抗体ユニットの電界分布のばらつきが、近接する遮断ユニットの電界にも悪影響を及ぼし、遮断ユニットの耐電圧性能をも低下させるおそれがある。 For this reason, the above-mentioned gas circuit breaker, for example, when the electric field distribution in the resistor unit is non-uniform, arc discharge is likely to occur at the time of interruption, and not only the breakdown voltage performance of the resistor unit alone is reduced. In addition, the variation in the electric field distribution of the resistor unit may adversely affect the electric field of the adjacent interrupting unit, and the withstand voltage performance of the interrupting unit may be reduced.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、耐電圧性能の向上及び小型化を図れるガス遮断器を提供することである。 Therefore, a problem to be solved by the present invention is to provide a gas circuit breaker capable of improving withstand voltage performance and downsizing.
実施の形態のガス遮断器は、遮断ユニットと、この遮断ユニットに並列に接続された抵抗体ユニットと、を有している。遮断ユニットは、管状の第1の絶縁性容器、第1の固定側電極ロッド及び第1の可動側電極ロッドを備える。第1の絶縁性容器は、両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入している。第1の固定側電極ロッドは、第1の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続されている。第1の可動側電極ロッドは、第1の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する第1の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と第1の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する。抵抗体ユニットは、管状の第2の絶縁性容器、第2の固定側電極ロッド、第2の可動側電極ロッド及び複数の抵抗体素子を備える。第2の絶縁性容器は、両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入している。第2の固定側電極ロッドは、第2の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続されている。第2の可動側電極ロッドは、第2の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する第2の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と第2の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する。複数の抵抗体素子は、第2の固定側電極ロッド又は第2の可動側電極ロッドに電気的に接続されている。ここで、第2の固定側電極ロッドの先端と後退位置に移動した第2の可動側電極ロッドの先端との間の極間は、第2の絶縁性容器における軸方向の中心を基準位置として、第2の絶縁性容器の軸方向の長さの25%以内に収まる位置に配置される。 The gas circuit breaker according to the embodiment includes a breaker unit and a resistor unit connected in parallel to the breaker unit. The blocking unit includes a tubular first insulating container, a first fixed-side electrode rod, and a first movable-side electrode rod. The first insulating container is provided with terminal portions at both ends to enclose an insulating gas. The 1st fixed side electrode rod is electrically connected to one terminal part in the 1st insulating container. The first movable-side electrode rod is electrically connected to the other terminal portion in the first insulating container and is in contact with the opposed first fixed-side electrode rod and the first position. It moves forward and backward between the retracted position away from the fixed electrode rod. The resistor unit includes a tubular second insulating container, a second fixed electrode rod, a second movable electrode rod, and a plurality of resistor elements. The second insulating container is provided with terminal portions at both ends to enclose an insulating gas. The second fixed electrode rod is electrically connected to one terminal portion in the second insulating container. The second movable-side electrode rod is electrically connected to the other terminal portion in the second insulating container, and is in contact with the second fixed-side electrode rod facing the second forward position and the second It moves forward and backward between the retracted position away from the fixed electrode rod. The plurality of resistor elements are electrically connected to the second fixed electrode rod or the second movable electrode rod. Here, the gap between the tip of the second fixed electrode rod and the tip of the second movable electrode rod moved to the retracted position is set with the axial center of the second insulating container as the reference position. The second insulating container is disposed at a position within 25% of the axial length of the second insulating container.
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
なお、後述する各実施の形態では、実施形態ごとの技術的思想を明確にするために、いわゆる一点切り型のガス遮断器又は多点切り(例えば二点切り)型のガス遮断器において、遮断機能一点分の主要部分の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
In each embodiment to be described later, in order to clarify the technical idea of each embodiment, in a so-called one-point cut type gas circuit breaker or multi-point cut (for example, two-point cut) type gas circuit breaker, The configuration of the main part for one function will be described.
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の開極時の状態を示しおり、図2は、閉極時の状態を示している。図1、図2に示すように、ガス遮断器10は、遮断容量が例えば550kV級となる大容量タイプの投入抵抗付きのガス遮断器であって、遮断ユニット1及び抵抗体ユニット2を備えている。遮断ユニット1と抵抗体ユニット2とは、導電性の接合部材14、19を介して電気的かつ機械的に並列に接続されており、互いに近接した位置に配置されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a state at the time of opening of the
遮断ユニット1は、(第1の)絶縁性容器5、(第1の)固定側電極ロッド7、及び(第1の)可動側電極ロッド8を備える。絶縁性容器5は、セラミック製の碍管などを適用した管状の容器として構成されており、電気絶縁性を有している。中空のこの絶縁性容器5は、SF6ガス(六弗化硫黄ガス)などの絶縁ガス3が内部に封入されている。また、絶縁性容器5は、両端に端子部5a、5bがそれぞれ設けられている。
The
固定側電極ロッド7は、絶縁性容器5内で一方の端子部5aに基端部分が電気的に接続されている。固定側電極ロッド7の先端には、一方の主接点7aが設けられている。可動側電極ロッド8は、絶縁性容器5内で他方の端子部5bに基端部分が電気的に接続されている。さらに、可動側電極ロッド8は、絶縁性容器5内において、固定側電極ロッド7に対して対向する位置に配置されている。
The fixed-
また、可動側電極ロッド8は、図2に示すように、対向する固定側電極ロッド7に対して接触する前進位置と、図1に示すように、固定側電極ロッド7から離間する後退位置との間を進退移動する。可動側電極ロッド8の先端には、固定側電極ロッド7先端の上記主接点7aに対する直接的な接触部分及び離間部分となる他方の主接点8aが設けられている。
In addition, the
一方、抵抗体ユニット2は、図1、図2に示すように、(第2の)絶縁性容器15、(第2の)固定側電極ロッド17、(第2の)可動側電極ロッド18、及び複数の抵抗体素子9a、9bを備えている。絶縁性容器15は、例えば碍管などを適用した管状の容器として構成されており、電気絶縁性を有する。中空のこの絶縁性容器15は、取り付け用のフランジ15c、15dを有する端子部15a、15bを両端にそれぞれ設けて絶縁ガス3を封入している。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
固定側電極ロッド17は、絶縁性容器15内において、後述する複数の抵抗体素子9aを介して、一方の端子部15aと電気的に接続されている。固定側電極ロッド17の先端には、一方の投入抵抗接点17aが設けられている。可動側電極ロッド18は、絶縁性容器15内において、後述する摺動接点12及び複数の抵抗体素子9bを介して、他方の端子部15bと電気的に接続されている。さらに、可動側電極ロッド18は、絶縁性容器15内において、固定側電極ロッド17に対して対向する位置に配置されている。
The
また、可動側電極ロッド18は、図2に示すように、対向する固定側電極ロッド17に対して接触する前進位置と、図1に示すように、固定側電極ロッド17から離間する後退位置との間を進退移動する。可動側電極ロッド18の先端には、固定側電極ロッド17先端の上記投入抵抗接点17aに対する直接的な接触部分及び離間部分となる他方の投入抵抗接点18aが設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the movable-
複数の抵抗体素子9a、9bは、固定側電極ロッド17又は可動側電極ロッド18と電気的に直列に接続されている。本実施形態では、複数の抵抗体素子9a、9bは、二組に分けられて、固定側電極ロッド17と可動側電極ロッド18とにそれぞれ接続されている。具体的には、図1、図2に示すように、一方の組の複数の抵抗体素子9aは、固定側電極ロッド17に接続され、他方の組の複数の抵抗体素子9bは、可動側電極ロッド18に接続されている。
The plurality of
詳述すると、複数の抵抗体素子9a、9bのそれぞれは、例えば円板状の部材の中央部分に貫通穴を空けたかたちのリング形状を有している。また、固定側電極ロッド17は、先端の投入抵抗接点17aに対して基端側の部位が、電気絶縁性を有する絶縁性ロッド部17bで構成されている。一方の組の複数の抵抗体素子9aは、中央部分に絶縁性ロッド部17bを挿入した状態で保持されている。さらに、これら複数の抵抗体素子9aは、投入抵抗接点17aと端子部15aとの間にそれぞれ介在されるようにして電気的に直列に接続されている。
More specifically, each of the plurality of
一方、可動側電極ロッド18は、図1、図2に示すように、先端の投入抵抗接点18aの基端側に連結された部位が、導電性を有する導電性ロッド部18bで構成されている。また、可動側電極ロッド18では、導電性ロッド部18bの基端側に接合された部位は、電気絶縁性を有する絶縁性ロッド部18cで構成されている。他方の組の複数の抵抗体素子9bは、中央部分にクリアランスを空けて絶縁性ロッド部18cを進退移動可能に挿入した状態で、保持されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
さらに、可動側電極ロッド18の可動時に、ともに進退移動する導電性ロッド部18bは、端子部15bに電気的に接続された摺動接点12と、摺動状態又は非摺動状態で電気的に接続されている。また、上述した複数の抵抗体素子9bは、投入抵抗接点18a及び導電性ロッド部18bに導通する摺動接点12の基端部分と端子部15bとの間に、それぞれ介在されるかたちで電気的に直列に接続されている。
Further, the
このように構成されたガス遮断器10は、図1、図2に示すように、電力投入時には、まず、抵抗体ユニット2内の可動側電極ロッド18を前進位置に移動させ、固定側電極ロッド17先端の投入抵抗接点17aに対して可動側電極ロッド18先端の投入抵抗接点18aを接触させる。このとき、複数の抵抗体素子9a、9bの働きにより、遮断ユニット1の主接点7aおよび主接点8a間の投入過電圧が抑制される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この投入過電圧を抑制した状態で、ガス遮断器10は、遮断ユニット1内の可動側電極ロッド8を前進位置に移動させ、固定側電極ロッド7先端の主接点7aに対して可動側電極ロッド8先端の主接点8aを接触させて、通常時の通電を開始させる。
In a state where the input overvoltage is suppressed, the
一方、異常電流などを遮断する場合には、ガス遮断器10は、図1に示すように、各ユニット内の可動側電極ロッド8及び可動側電極ロッド18を後退位置に移動させ、各固定側電極ロッドの先端から各可動側電極ロッドの先端を離間させて、通電を遮断する。
On the other hand, when interrupting an abnormal current or the like, the
ここで、比較例について図3に基づき説明する。比較例のガス遮断器90は、図3に示すように、本実施形態の抵抗体ユニット2に代えて、抵抗体ユニット92を備えている。抵抗体ユニット92は、固定側電極ロッド17よりも長い固定側電極ロッド97と、可動側電極ロッド18よりも短い可動側電極ロッド98と、を有している。複数の抵抗体素子9aは、図3に示すように、固定側電極ロッド97の方にのみ配置されている。
Here, a comparative example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the
投入抵抗付きのガス遮断器において、電力投入時に抵抗体素子全体に注入されるエネルギEは、極間電圧をV、電力投入時間をT、各抵抗体素子の合計の抵抗値をRとすると、次の数式で与えられる。 In a gas circuit breaker with an input resistor, the energy E injected into the entire resistor element at the time of supplying electric power is V, the power input time is T, and the total resistance value of each resistor element is R. It is given by the following formula.
E=(V2/R)×T …(数式) E = (V 2 / R) × T (Expression)
したがって、直列に接続された抵抗値素子の枚数が減少すると、抵抗値素子一枚あたりの注入エネルギは増大することになる。しかしながら、抵抗体素子は、許容最高使用温度及び定格の注入エネルギ量を定めて作製されているので、注入エネルギが増大すると、抵抗体素子が破壊される可能性がある。このため、エネルギの注入条件が厳しい場合には、抵抗体素子の枚数を増加させ、抵抗値素子一枚あたりに注入されるエネルギを減少させる必要がある。 Accordingly, when the number of resistance elements connected in series decreases, the injection energy per resistance element increases. However, since the resistor element is manufactured by setting the allowable maximum use temperature and the rated injection energy amount, the resistor element may be destroyed when the injection energy increases. For this reason, when the energy injection conditions are severe, it is necessary to increase the number of resistor elements and decrease the energy injected per resistance element.
しかしながら、比較例のガス遮断器90は、図3に示すように、抵抗体ユニット92内において、複数の抵抗体素子9aが、固定側電極ロッド97の方にのみ配置されている。これにより、抵抗体素子9aの枚数を増加させるには、固定側電極ロッド97を長く構成する一方で、可動側電極ロッド98を短く構成する必要があるため、図3に示すように、各電極ロッド先端の投入抵抗接点17a、18aの極間Dは、抵抗体ユニット92(絶縁性容器15)における軸方向の中心Cから端子部15b側へ大きく偏った位置に配置されることになる。
However, in the
したがって、比較例のガス遮断器90は、開極時など、極間Dに電圧が加わる場合、抵抗体ユニット92における絶縁性容器15内での電界分布が不均一となる。この際、抵抗体ユニット92の絶縁性容器15内では、アーク放電が生じやすくなって、抵抗体ユニット92単体の耐電圧性能の低下を招くばかりでなく、抵抗体ユニット92の電界分布のばらつきが、近接配置された遮断ユニット1の電界にも悪影響を及ぼし、遮断ユニット1の耐電圧性能をも低下させるおそれがある。したがって、抵抗体ユニット内での電界分布の均一化を図ることは、ガス遮断器の信頼性を確保するうえで重要な要素となる。
Therefore, in the
また、固定側電極ロッド97の方にのみ抵抗体素子9aを配置することを前提として、抵抗体ユニット92の中央に極間Dを配置させるためには、抵抗体ユニット92の絶縁性容器15を軸方向に長く構成する必要がある。この場合、製造コストや据付面積が増大するばかりでなく、ガス遮断器90自体の動作の安定性の低下などが懸念され、さらには絶縁ガス3の使用量を増大させる結果となる。
Further, in order to arrange the inter-electrode D in the center of the
絶縁性容器内に封入された絶縁ガス3には、前述したようにSF6ガスなどが適用される。SF6ガスは、物性の安定性が極めて高く、それ自体では無害、無臭であり、電気的絶縁性能やアーク消弧性能に優れている。しかしながら、SF6ガスの地球温暖化係数は、二酸化炭素の23,900倍であって、極めて高い。このため、SF6ガスは、大気への放出の抑制、使用量の削減、将来的には環境負荷の少ないガスへの代替が求められている。したがって、絶縁ガスの使用量は極力抑えたいところである。
As described above, SF 6 gas or the like is applied to the insulating
そこで、本実施形態のガス遮断器10は、図1に示すように、抵抗体ユニット2内において、複数の抵抗体素子9a、9bを二組に分けて、固定側電極ロッド17の側と可動側電極ロッド18の側との双方にこれらの抵抗体素子を配置している。これにより、抵抗体ユニット2を軸方向に長く構成することなく、固定側電極ロッド17先端の投入抵抗接点17aと可動側電極ロッド18先端の投入抵抗接点18aとの間の極間Dを、抵抗体ユニット2の絶縁性容器15における軸方向の中央部分に配置している。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
より具体的には、本実施形態のガス遮断器10では、図1に示すように、固定側電極ロッド17の先端と後退位置に移動した可動側電極ロッド18の先端との間の極間Dは、絶縁性容器15における軸方向の長さLの中心Cを基準位置として、絶縁性容器15の軸方向の長さLの25%(L/4)以内に収まる位置に配置されている。
More specifically, in the
ここで、ガス遮断器の開極時において、極間Dに電圧が加わる際に、図4に示すように、極間Dが上記の長さLの25%以内の位置に収まっている場合、発明者等は、絶縁性容器15内での電界分布の均一性が確保されていること、および絶縁性容器5に対しても影響及ぼさないことを電界計算によって確認している。
Here, when the gas circuit breaker is opened, when a voltage is applied to the gap D, as shown in FIG. 4, when the gap D is within a position within 25% of the length L, The inventors have confirmed by electric field calculation that the uniformity of the electric field distribution in the insulating
既述したように、本実施形態のガス遮断器10は、図1に示すように、抵抗体ユニット2内において、固定側電極ロッド17と開極時の可動側電極ロッド18との間の極間Dを、抵抗体ユニット2における軸方向の中央部分に配置したことで、抵抗体ユニット2の絶縁性容器15内での電界分布の均一性を高めることができる。
As described above, the
したがって、電流を遮断する開極時において、抵抗体ユニット2の絶縁性容器15内でのアーク放電の発生を抑制できるので、抵抗体ユニット2単体の耐電圧性能を向上させることが可能となる。また、抵抗体ユニット2内の電界分布の均一性が確保されていることで、抵抗体ユニット2の電界が、遮断ユニット1の電界に悪影響を及ぼすことなどが抑制され、結果として、遮断ユニット1の耐電圧性能を高めることができる。また、これにより、抵抗体ユニット2と遮断ユニット1とを互いに近接配置することのリスクが低減されるので、ガス遮断器10全体の小型化を図ることが可能となる。
Therefore, since the occurrence of arc discharge in the insulating
さらに、本実施形態のガス遮断器10は、固定側電極ロッド17の側と可動側電極ロッド18の側との双方に分けて、複数の抵抗体素子を配置するようにしているので、抵抗体ユニット2を軸方向に長く構成することなく、抵抗体素子の適用枚数を増加させることが可能となる。これにより、抵抗体素子一枚あたりの注入エネルギを低下させることができるので、抵抗体素子の破損などを抑制することができる。また、ガス遮断器10によれば、上記したように、抵抗体ユニット2を軸方向に長く構成する必要性を取り除くことができるので、製造コストや据付面積を低減でき、さらには絶縁ガスの使用量を削減することも可能となる。
Furthermore, since the
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施形態を図4〜図6に基づき説明する。なお、図4、図5において、図1、図2に示した第1の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
図4〜図6に示すように、本実施形態のガス遮断器20は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の抵抗体ユニット2に代えて、抵抗体ユニット22を備えている。抵抗体ユニット22は、抵抗体ユニット2の構成に加え、放熱部として機能するガイド23と軸受部として機能するリング24とをさらに備えている。ガイド23は、熱伝導率の高い導電性材料を用いて形成されている。ガイド23は、可動側電極ロッド18の側に配置された一組の抵抗体素子9bどうしの間に電気的かつ機械的に接合されている。
As shown in FIGS. 4-6, the
一方、リング24は、摺動性の高い電気絶縁性材料を用いて円環状に形成されている。さらに、リング24は、外径部分がガイド23に接合されている。また、リング24は、中央の貫通穴に可動側電極ロッド18の絶縁性ロッド部18cが所定のクリアランスを空けて挿入されている。つまり、リング24は、可動側電極ロッド18の絶縁性ロッド部18cを摺動可能に支持する。
On the other hand, the
したがって、本実施形態のガス遮断器20によれば、電力投入時に発生した抵抗体素子9bの熱をガイド23により放熱することができる。これにより、抵抗体素子本来の投入過電圧の抑制効果を確実に発揮させることができる。また、ガス遮断器20では、可動側電極ロッド18による進退移動をリング24を介して適切に案内することができる。
Therefore, according to the
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施形態を図7に基づき説明する。なお、図7において、図1、図2に示した第1の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the same constituent elements as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
図7に示すように、本実施形態のガス遮断器30は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の抵抗体ユニット2に代えて、抵抗体ユニット32を備えている。抵抗体ユニット32は、抵抗体ユニット2における絶縁性容器15の一方の端子部15a側の形状に変更を加えた収容空間延長部35aを備えている。この収容空間延長部35aは、絶縁性容器15本体を延長せずに、固定側電極ロッド17が電気的に接続された端子部15aを、絶縁性容器15の軸方向に延長するようにして構成されている。
As shown in FIG. 7, the
したがって、本実施形態のガス遮断器30によれば、固定側電極ロッド17と開極時の可動側電極ロッド18との間の極間を、抵抗体ユニット32における軸方向の中央部分に配置する構成を確保しつつ、搭載する抵抗体素子の枚数を増加させることができる。これにより、ガス遮断器30の耐電圧性能を維持しつつ、抵抗体素子一枚あたりの注入エネルギを減少させて抵抗体素子の破損を抑制することが可能となる。
Therefore, according to the
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施形態を図8に基づき説明する。なお、図8において、図1、図2に示した第1の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the same constituent elements as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図8に示すように、本実施形態のガス遮断器40は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の抵抗体ユニット2に代えて、抵抗体ユニット42を備えている。抵抗体ユニット42は、第1の実施形態の固定側電極ロッド17よりも長い固定側電極ロッド47と、第1の実施形態の可動側電極ロッド18よりも短い可動側電極ロッド48と、を有している。
As shown in FIG. 8, the
ここで、本実施形態の抵抗体ユニット42は、複数のコンデンサ素子43を備えている。複数のコンデンサ素子43は、固定側電極ロッド47及び可動側電極ロッド48に対して電気的に並列に接続されている。また、これらのコンデンサ素子43は、絶縁性容器15内で固定側電極ロッド47及び可動側電極ロッド48の周囲にそれぞれ分散して配置されている。なお、抵抗体ユニット42は、第1の実施形態の固定側電極ロッド17及び可動側電極ロッド18を備えて構成されていてもよい。
Here, the
上述したように、本実施形態のガス遮断器40では、複数のコンデンサ素子43が電圧を分担することにより、抵抗体ユニット42内での電界分布の均一化が図られ、これによって、抵抗体ユニット42側の電界が、近接する遮断ユニット1内の電界に悪影響を与えることなどが抑制され、この結果、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることが可能となる。また、ガス遮断器40が例えば多点切り型(2点切り型など)の遮断器として構成されていて、遮断機能一点分ごとの電圧を等しく分担する必要がある場合でも、前記一点分ごとの抵抗体ユニット42における複数のコンデンサ素子43により電圧が分担されるので、遮断ユニット1及び抵抗体ユニット42と並列に電圧分担用のコンデンサユニットなどを別途設ける必要性がなくなり、これにより、製造コストの削減を図ることができる。
As described above, in the
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施形態を図9に基づき説明する。なお、図9において、図1、図2に示した第1の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図9に示すように、本実施形態のガス遮断器50は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の遮断ユニット1及び抵抗体ユニット2に代えて、遮断ユニット51及び抵抗体ユニット52を備えている。抵抗体ユニット52は、第1の実施形態の固定側電極ロッド17よりも長い固定側電極ロッド47と、第1の実施形態の可動側電極ロッド18よりも短い可動側電極ロッド48と、を有している。
As shown in FIG. 9, a
一方、遮断ユニット51は、複数のコンデンサ素子53を備えている。複数のコンデンサ素子53は、固定側電極ロッド7及び可動側電極ロッド8に対して電気的に並列に接続されている。さらに、これらのコンデンサ素子53は、絶縁性容器5内で固定側電極ロッド7及び可動側電極ロッド8の周囲にそれぞれ分散して配置されている。なお、本実施形態のガス遮断器50は、抵抗体ユニット52に代えて、固定側電極ロッド17及び可動側電極ロッド18を有する第1の実施形態の抵抗体ユニット2を備えていてもよい。
On the other hand, the
このように、本実施形態のガス遮断器50では、複数のコンデンサ素子53が電圧を分担することにより、遮断ユニット51内での電界分布の均一化が図られ、これによって、遮断ユニット51側の電界が、近接する抵抗体ユニット52内の電界に悪影響を及ぼすことなどが抑制され、結果として、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることができる。また、ガス遮断器50が例えば多点切り型の遮断器として構成されている場合でも、一点分ごとの遮断ユニット51における複数のコンデンサ素子53により電圧が分担されるので、電圧分担用のコンデンサユニットなどを別途設ける必要性がなくなり、製造コストの削減することが可能となる。
As described above, in the
[第6の実施の形態]
次に、第6の実施形態を図10に基づき説明する。なお、図10において、図1、図2に示した第1の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described based on FIG. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図10に示すように、本実施形態のガス遮断器60は、第1の実施形態に係るガス遮断器10の抵抗体ユニット2に代えて、抵抗体ユニット52を備えている。抵抗体ユニット52は、第1の実施形態の固定側電極ロッド17よりも長い固定側電極ロッド47と、第1の実施形態の可動側電極ロッド18よりも短い可動側電極ロッド48と、を有している。
As shown in FIG. 10, the
さらに、ガス遮断器60は、コンデンサユニット63を備えている。コンデンサユニット63は、両端に端子部65a、65bが各々配置された(第3の)絶縁性容器65と、絶縁性容器65内で一方及び他方の端子部65a、65bに電気的に接続されたコンデンサ素子64と、を有している。また、このようなコンデンサユニット63は、接合部材64、69を用いて、遮断ユニット1と抵抗体ユニット52との間に電気的かつ機械的に並列に接続されている。なお、本実施形態のガス遮断器60は、抵抗体ユニット52に代えて、第1の実施形態の抵抗体ユニット2を備えていてもよい。
Further, the
上述したように、本実施形態のガス遮断器60では、図10に示すように、遮断ユニット1と抵抗体ユニット52との間にコンデンサユニット63が介在されているので、コンデンサユニット63が電圧を分担する効果により、遮断ユニット1と抵抗体ユニット52との間での互いの電界の影響が軽減され、この結果、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることが可能となる。
As described above, in the
また、ガス遮断器60が例えば多点切り型(2点切り型など)の遮断器として構成されている場合でも、このコンデンサユニット63により遮断機能一点分ごとの電圧を等しく分担することが可能となる。なお、図1、図4、図7に示した第1〜第3のガス遮断器10、20、30が多点切り型の遮断器として構成されている場合、上記したコンデンサユニット63を追加してもよい。
Further, even when the
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、例として提示したものであり、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す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。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
なお、遮断ユニット及び抵抗体ユニットの絶縁性容器5、15内に封入される絶縁ガス3として、SF6ガスよりも地球温暖化係数の小さい酸素、窒素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一種を含むガスを適用してもよい。ただし、これらのガスは環境への影響は小さいものの、電気絶縁性能はSF6ガスよりも劣るため、絶縁性能が低下することが懸念される。しかしながら、各実施の形態で説明したように、遮断ユニット内や抵抗体ユニット内での電界分布の均一性を高め、遮断性能の向上を図った各実施形態のガス遮断器であれば、酸素、窒素、二酸化炭素などを絶縁ガスとして使用したとしても、電気絶縁性能の低下を抑制できる一方で、環境調和性を高めることが可能となる。
As the insulating
また、これに代えて、遮断ユニット及び抵抗体ユニットの絶縁性容器5、15内に封入される絶縁ガス3として、2原子分子以上のハロゲン系元素を含むガス粒子で構成された中性ガスを適用することも可能である。
Alternatively, as the insulating
絶縁ガス3に電子親和力の高いフッ素などのハロゲン系元素を含むガスを用いることで、抵抗体ユニット内の固定側電極ロッドと可動側電極ロッドとの極間の電界により加速される電子がハロゲン系原子と付着して消失することから、プレアーク放電の発生時期を遅らせることができる。これにより、抵抗体素子9a、9bの熱的負担を低減できるので、抵抗体素子9a、9bの使用枚数を削減できるだけでなく、ガス遮断器自体の製品としての信頼性を向上させることができる。
By using a gas containing a halogen-based element such as fluorine having a high electron affinity as the insulating
1,51…遮断ユニット、2,22,32,42,52…抵抗体ユニット、3…絶縁ガス、5,15,65…絶縁性容器、5a,5b,15a,15b,65a,65b…端子部、7,17,47…固定側電極ロッド、7a,8a…主接点、8,18,48…可動側電極ロッド、9a,9b…抵抗体素子、10,20,30,40,50,60…ガス遮断器、17a,18a…投入抵抗接点、23…ガイド、24…リング、35a…収容空間延長部、43,53,64…コンデンサ素子、63…コンデンサユニット、C…絶縁性容器の軸方向の長さの中心、D…固定側電極ロッドと可動側電極ロッドとの極間、L…絶縁性容器の軸方向の長さ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記遮断ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した第1の絶縁性容器と、
前記第1の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第1の固定側電極ロッドと、
前記第1の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第1の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第1の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第1の可動側電極ロッドと、を備え、
前記抵抗体ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した第2の絶縁性容器と、
前記第2の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第2の固定側電極ロッドと、
前記第2の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第2の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第2の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第2の可動側電極ロッドと、
前記第2の固定側電極ロッド又は前記第2の可動側電極ロッドに電気的に接続された複数の抵抗体素子と、を備え、
前記第2の固定側電極ロッドの先端と前記後退位置に移動した前記第2の可動側電極ロッドの先端との間の極間は、前記第2の絶縁性容器における軸方向の中心を基準位置として、当該第2の絶縁性容器の軸方向の長さの25%以内に収まる位置に配置される、
ことを特徴とするガス遮断器。 A breaker unit, and a resistor unit connected in parallel to the breaker unit,
The blocking unit is
A first insulating container provided with terminal portions at both ends and filled with an insulating gas;
A first fixed-side electrode rod electrically connected to one terminal portion in the first insulating container;
From the first fixed side electrode rod and the forward position that is electrically connected to the other terminal portion in the first insulating container and is in contact with the opposing first fixed side electrode rod A first movable-side electrode rod that moves forward and backward between a retracted position and a separated position;
The resistor unit is
A second insulating container provided with terminal portions at both ends and filled with an insulating gas;
A second fixed-side electrode rod electrically connected to one terminal portion in the second insulating container;
From the second fixed side electrode rod and the forward position that is electrically connected to the other terminal portion in the second insulating container and is in contact with the opposing second fixed side electrode rod A second movable-side electrode rod that moves forward and backward between the retreat positions that are separated from each other;
A plurality of resistor elements electrically connected to the second fixed side electrode rod or the second movable side electrode rod;
The gap between the tip end of the second fixed electrode rod and the tip end of the second movable electrode rod moved to the retracted position is the axial center of the second insulating container as a reference position. As described above, the second insulating container is disposed at a position within 25% of the axial length of the second insulating container.
A gas circuit breaker characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。 The plurality of resistor elements are divided into two sets and connected to the second fixed-side electrode rod and the second movable-side electrode rod, respectively.
The gas circuit breaker according to claim 1.
前記放熱部に接合されていると共に前記第2の可動側電極ロッドを摺動可能に支持する軸受部とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のガス遮断器。 A heat dissipating part joined to the resistor element;
A bearing portion joined to the heat dissipation portion and slidably supporting the second movable electrode rod;
The gas circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のガス遮断器。 The second insulating container has a housing space configured such that one terminal portion side to which the second fixed electrode rod is electrically connected is extended in the axial direction of the second insulating container. With an extension,
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas circuit breaker is provided.
前記遮断ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した管状の第1の絶縁性容器と、
前記第1の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第1の固定側電極ロッドと、
前記第1の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第1の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第1の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第1の可動側電極ロッドと、を備え、
前記抵抗体ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した管状の第2の絶縁性容器と、
前記第2の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第2の固定側電極ロッドと、
前記第2の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第2の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第2の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第2の可動側電極ロッドと、
前記第2の固定側電極ロッド又は前記第2の可動側電極ロッドに電気的に接続された複数の抵抗体素子と、を備え、
さらに、前記抵抗体ユニットは、前記第2の固定側電極ロッド及び前記第2の可動側電極ロッドに対して電気的に並列に接続されかつ前記第2の絶縁性容器内で前記第2の固定側電極ロッド及び前記第2の可動側電極ロッドの周囲にそれぞれ分散して配置された複数のコンデンサ素子を備える、
ことを特徴とするガス遮断器。 A breaker unit, and a resistor unit connected in parallel to the breaker unit,
The blocking unit is
A tubular first insulating container provided with terminal portions at both ends and filled with an insulating gas;
A first fixed-side electrode rod electrically connected to one terminal portion in the first insulating container;
From the first fixed side electrode rod and the forward position that is electrically connected to the other terminal portion in the first insulating container and is in contact with the opposing first fixed side electrode rod A first movable-side electrode rod that moves forward and backward between a retracted position and a separated position;
The resistor unit is
A tubular second insulating container provided with terminal portions at both ends and filled with an insulating gas;
A second fixed-side electrode rod electrically connected to one terminal portion in the second insulating container;
From the second fixed side electrode rod and the forward position that is electrically connected to the other terminal portion in the second insulating container and is in contact with the opposing second fixed side electrode rod A second movable-side electrode rod that moves forward and backward between the retreat positions that are separated from each other;
A plurality of resistor elements electrically connected to the second fixed side electrode rod or the second movable side electrode rod;
Furthermore, the resistor unit is electrically connected in parallel to the second fixed electrode rod and the second movable electrode rod, and the second fixed electrode is disposed in the second insulating container. Comprising a plurality of capacitor elements respectively distributed around the side electrode rod and the second movable side electrode rod;
A gas circuit breaker characterized by that.
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のガス遮断器。 The blocking unit is electrically connected in parallel to the first fixed electrode rod and the first movable electrode rod, and the first fixed electrode rod in the first insulating container. And a plurality of capacitor elements respectively distributed around the first movable electrode rod.
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas circuit breaker is provided.
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のガス遮断器。 A third insulating container having terminal portions respectively disposed at both ends; a capacitor element electrically connected to one and the other terminal portions in the third insulating container; and the blocking unit and the resistor A capacitor unit connected in parallel with the body unit;
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas circuit breaker is provided.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のガス遮断器。 The insulating gas sealed in the first and second insulating containers is a gas containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon dioxide.
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 7, wherein the gas circuit breaker is provided.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のガス遮断器。 The insulating gas sealed in the first and second insulating containers is a neutral gas composed of gas particles containing a halogen-based element having two or more atomic molecules.
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 7, wherein the gas circuit breaker is provided.
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