JP2015065005A - Gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力系統において電流遮断及び投入を切り換えるガス遮断器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a gas circuit breaker that switches between current interruption and input in a power system.
電力系統において、過大な事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流等の遮断を要する場合にガス遮断器が利用される。ガス遮断器は、遮断過程で接触子を機械的に切り離し、切り離しの過程で発弧したアーク放電を消弧性ガスの吹き付けによって消弧する。 In an electric power system, a gas circuit breaker is used when it is necessary to interrupt an excessive accident current, a small advance current, a delayed load current such as a reactor cutoff, or an extremely small accident current. The gas circuit breaker mechanically disconnects the contactor during the disconnection process, and extinguishes the arc discharge generated during the disconnection process by blowing arc-extinguishing gas.
上記のようなガス遮断器は、現在パッファ型と呼ばれるタイプが広く普及している(例えば、特許文献1参照)。パッファ型ガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接触子及び対向通電接触子と、可動アーク接触子及び可動通電接触子とがそれぞれ対向して配置され、それぞれを操作ロッドによる機械的な駆動力によって接触又は離反させることで電流を導通し又は遮断する。 As the above-described gas circuit breaker, a type called a puffer type is currently widely used (see, for example, Patent Document 1). The puffer-type gas circuit breaker is arranged in an airtight container filled with an arc extinguishing gas, with an opposed arc contact and an opposed energized contact, and a movable arc contact and a movable energized contact, respectively, facing each other. Is brought into contact with or separated from each other by a mechanical driving force by the operating rod, thereby conducting or interrupting the current.
このガス遮断器には、接触子の離反に伴って容積が減少し、内部の消弧性ガスが蓄圧される蓄圧空間と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧空間の消弧性ガスをアークに誘導する絶縁ノズルが設けられている。蓄圧空間は、シリンダとピストンと操作ロッドとで囲まれてなり、接触子の離反に連動してシリンダをピストンに近づけることで容積を減少し、内部の消弧性ガスを蓄圧する。 In this gas circuit breaker, the volume decreases with the separation of the contacts, and the pressure-accumulating space in which the arc-extinguishing gas is accumulated and the arc-contacting properties of the pressure-accumulating space are arranged so as to surround both arc contacts. An insulating nozzle is provided to guide the gas to the arc. The pressure accumulating space is surrounded by the cylinder, the piston, and the operation rod, and the volume is reduced by moving the cylinder closer to the piston in conjunction with the separation of the contact, thereby accumulating the arc-extinguishing gas inside.
遮断過程においては、対向アーク接触子と可動アーク接触子が離反することで、両アーク接触子間にアークが発生する。接触子の離反に連動してシリンダが移動し、シリンダとピストンの相互作用により蓄圧空間内で十分蓄圧された消弧性ガスが、絶縁ノズルを介してアーク放電に強力に吹き付けることにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アーク放電が小さくなる電流零点で消弧し、電流の遮断を完了させる。 In the interruption process, an arc is generated between the arc contacts because the opposed arc contact and the movable arc contact are separated. The cylinder moves in conjunction with the separation of the contact, and the arc extinguishing gas sufficiently accumulated in the accumulator space due to the interaction between the cylinder and the piston is strongly blown to the arc discharge through the insulating nozzle, so that both arcs The insulation performance of the contactor is restored, the arc is extinguished at the current zero point at which the arc discharge becomes small, and the current interruption is completed.
一般的には、アーク放電に吹き付ける消弧性ガスのガス圧が遮断性能の一要素となっており、蓄圧空間の蓄圧能力が高いほど遮断性能が高くなるといえる。近年では、シリンダとピストンによる機械的な消弧性ガスの昇圧に加えて、アーク放電が放出する熱エネルギーを利用して蓄圧空間内の消弧性ガスを昇圧するガス遮断器が普及している(例えば特許文献2参照)。この自力効果による昇圧機能を持ち合わせたガス遮断器は、消弧性ガスを機械的に圧縮するための駆動エネルギーを増大させることなく電流遮断性能を向上させることができる為、小型化及び低駆動力化に寄与している。 In general, the gas pressure of the arc extinguishing gas blown to the arc discharge is an element of the interruption performance, and it can be said that the higher the pressure accumulation capacity of the pressure accumulation space, the higher the interruption performance. In recent years, in addition to mechanical arc extinguishing gas boosting by cylinders and pistons, gas circuit breakers that boost arc extinguishing gas in a pressure accumulating space using thermal energy released by arc discharge have become widespread. (For example, refer to Patent Document 2). This gas circuit breaker with a boosting function by its own effect can improve the current interrupting performance without increasing the driving energy for mechanically compressing the arc extinguishing gas. Has contributed to
小型及び低駆動力化されたガス遮断器においては、自力効果を効率的に活用するためにも、当然のことながら可動アーク接触子、固定アーク接触子、絶縁ノズル等がコンパクトに構成されることが多い。また、蓄圧空間内の著しく高いガス圧力に対抗して開極動作を完遂すべく、その圧力を受けるピストンも小型に構成されることが多い。 In a gas circuit breaker with a small size and low driving force, it is natural that the movable arc contact, fixed arc contact, insulation nozzle, etc. are compactly configured in order to efficiently use the self-effect. There are many. Further, in order to complete the opening operation against the extremely high gas pressure in the pressure accumulating space, the piston receiving the pressure is often configured in a small size.
このため、操作ロッドの内部空間、絶縁ノズルの内部空間、ピストンを支えるピストン支えの内部空間が小さくなる傾向があった。これら内部空間は、吹き付けられた消弧性ガスの排気流路を構成している。そうすると、小型化及び低駆動化されたガス遮断器では、この排気流路の体積および排気断面積が小さくなり、高温の消弧性ガスをスムーズに排気できず、必ずしも優れた遮断性能が得られるとは限らなくなっていた。特に大電流遮断時には期待される遮断性能を十二分に発揮できないという問題が顕著となり得る。 For this reason, the internal space of the operating rod, the internal space of the insulating nozzle, and the internal space of the piston support that supports the piston tend to be small. These internal spaces constitute an exhaust flow path for the blown arc-extinguishing gas. As a result, in the gas circuit breaker that is reduced in size and driven low, the volume of the exhaust passage and the exhaust cross-sectional area are reduced, and high-temperature arc-extinguishing gas cannot be exhausted smoothly, so that excellent cutoff performance is always obtained. It was no longer limited. In particular, when a large current is interrupted, the problem that the interrupting performance expected can not be sufficiently exhibited can be remarkable.
このような問題に対し、操作ロッドの排気穴にバネを付設した開閉弁を設け、操作ロッド内の圧力に応じて排気穴の断面積を変化させることで、高温ガスの速やかな排出を実現しようとしている(例えば特許文献3参照)。 To solve this problem, provide an open / close valve with a spring attached to the exhaust hole of the operating rod, and change the cross-sectional area of the exhaust hole according to the pressure in the operating rod to achieve rapid discharge of high-temperature gas. (For example, refer to Patent Document 3).
小型化及び低駆動化されたガス遮断器では、この排気流路の体積および排気断面積が小さくなり、高温の消弧性ガスをスムーズに排気できず、必ずしも優れた遮断性能が得られるとは限らない。開閉弁による排気穴の断面積変化という解決手段も提示されているが、部品点数の増加は、構造の複雑化、大型化、コスト高を招く虞がある。 In a gas circuit breaker that has been downsized and driven low, the volume and cross-sectional area of the exhaust flow path are reduced, and high-temperature arc-extinguishing gas cannot be exhausted smoothly. Not exclusively. A solution to change the cross-sectional area of the exhaust hole by the on-off valve has also been presented, but an increase in the number of parts may lead to a complicated structure, an increase in size, and a high cost.
そこで、本実施形態に係るガス遮断器は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡便な構造により消弧性ガスのスムーズな冷却及び排気を実現し、低駆動力、コンパクト、及び優れた電流遮断性能を両立できるガス遮断器を提供することを目的とする。 Therefore, the gas circuit breaker according to the present embodiment is made to solve the above-described problems, and achieves smooth cooling and exhaust of the arc-extinguishing gas with a simple structure, low driving force, It aims at providing the gas circuit breaker which can make compact and the outstanding electric current interruption performance compatible.
上記の目的を達成するために、電流遮断と投入を切り替えるガス遮断器であって、消弧性ガスが充填された密閉容器と、前記密閉容器内に対向配置され、投入又は遮断の際に互いに接触又は開離し、開離の過程でアーク放電が発弧する可動接触子部及び対向接触子部と、前記可動接触子部又は前記対向接触子部に設けられ、前記アーク放電に対して蓄圧した消弧性ガスを吹き付けるガス流発生手段と、前記可動接触子部若しくは前記対向接触子部、又は前記可動接触子部及び前記対向接触子部に形成され、前記ガス流発生手段により前記アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスを排気する排気流路と、前記排気流路の一部区間に設けられ、排気上流から下流にかけて流路を拡げる加速テーパと、を備えること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, a gas circuit breaker for switching between current interruption and injection, wherein the closed container filled with the arc extinguishing gas and the airtight container are arranged opposite to each other, and are turned on and off at the time of injection or interruption. The movable contact portion and the opposed contact portion where the arc discharge is generated in the process of contact or separation, and the separation, and the movable contact portion or the opposed contact portion are provided, and pressure is accumulated with respect to the arc discharge. Gas flow generating means for blowing arc-extinguishing gas and the movable contact portion or the opposed contact portion, or the movable contact portion and the opposed contact portion are formed on the arc discharge by the gas flow generating means. An exhaust passage for exhausting the blown-off arc extinguishing gas and an acceleration taper provided in a partial section of the exhaust passage and expanding the passage from upstream to downstream of the exhaust gas are provided.
(第1の実施形態)
以下、図1及び2を参照しつつ、第1の実施形態のガス遮断器を説明する。ガス遮断器は、電路を構成する接触子同士を電流の投入及び遮断のために接離させるとともに、電流遮断過程で接触子間に発弧したアーク放電を消弧性ガスの吹き付けにより消弧する。第1の実施形態のガス遮断器は、いわゆるパッファ型であり、機械的圧縮作用により消弧性ガスをアーク放電に吹き付ける。アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスは、ガス遮断器内に設けられた流路を通って排気される。以下では、接触子の接点に向かう側、或いはアーク放電の側を先端と呼び、その反対側を後端と呼ぶ。
(First embodiment)
Hereinafter, the gas circuit breaker of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The gas circuit breaker contacts and separates the contacts that make up the electric circuit for turning on and off the current and extinguishes arc discharge generated between the contacts during the current interruption process by blowing arc-extinguishing gas. . The gas circuit breaker of the first embodiment is a so-called puffer type, and sprays arc-extinguishing gas on arc discharge by a mechanical compression action. The arc extinguishing gas blown by the arc discharge is exhausted through a flow path provided in the gas circuit breaker. Hereinafter, the side of the contact toward the contact or the arc discharge side is referred to as the front end, and the opposite side is referred to as the rear end.
(概略構成)
このガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器(不図示)内に接触子を配する。密閉容器は、その材質が金属や碍子等であり、接地されている。消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄ガス(SF6ガス)、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、またはそれらの混合ガス、その他の消弧性能及び絶縁性能に優れたガスである。望ましくは、消弧性ガスは、六フッ化硫黄ガスよりも地球温暖化係数が低く、かつ分子量が小さく、かつ少なくとも1気圧以上及び摂氏20度以下で気相であるガスの単体若しくは混合ガスである。
(Outline configuration)
This gas circuit breaker arranges a contact in a sealed container (not shown) filled with an arc extinguishing gas. The hermetic container is made of metal or insulator and is grounded. The arc extinguishing gas is, for example, sulfur hexafluoride gas (SF 6 gas), air, carbon dioxide, oxygen, nitrogen, or a mixed gas thereof, or other gas excellent in arc extinguishing performance and insulation performance. Desirably, the arc-extinguishing gas is a single gas or a mixed gas of a gas that has a lower global warming potential than sulfur hexafluoride gas, has a low molecular weight, and is in a gas phase at least 1 atm and 20 degrees centigrade. is there.
図1に示すように、接触子は、対向接触子部10と可動接触子部20に大別され、密閉容器内で相対する。対向接触子部10と可動接触子部20は、内部中空の円筒又は中実の円柱を基本形とする複合体であり、各部材の全てが共通の中心軸を有する同心状配置となっており、径を合致させることで関係部材同士が対向して共働的に機能する。
As shown in FIG. 1, a contactor is divided roughly into the
対向接触子部10は、対向アーク接触子11及び対向通電接触子12を有する固定要素である。可動接触子部20は、可動アーク接触子21及び可動通電接触子22を有する可動要素である。対向通電接触子12と可動通電接触子22とが相対し、これらの接離により電流の投入及び遮断が切り換えられる。対向アーク接触子11と可動アーク接触子21とが相対し、これらの開離によりアーク放電の発弧が引き受けられる。
The
可動接触子部20は、対向接触部10に対する開離方向及び接触方向に中心軸に沿って移動可能となっている。すなわち、可動接触子部20は、駆動装置(不図示)の操作力によって中心軸上を移動する操作ロッド25を備える。そして、可動接触子部20の他の構成要素が操作ロッド25と連係関係にある。操作ロッド25が対向接触子部10側へ押し込まれ、又は対向接触子部10側から引き離されることで、可動接触子部20が対向接触子部10に対して接離する。
The
操作ロッド25の胴回りには機械的圧縮作用をもたらすバームクーヘン形状の機械パッファ室31が設けられている。機械パッファ室31は、操作ロッド25の移動に連動して容積可変であり、電流遮断過程で容積が減少し、内部空間の蓄圧に伴って室外へ消弧性ガスを放出する。
Around the trunk of the
機械パッファ室31には、機械的に圧縮された消弧性ガスをアーク放電に導く絶縁ノズル23が接続されている。絶縁ノズル23は、機械的パッファ室31と室外とを繋ぐ連通孔24a、及び可動接触子21を先端まで包囲することで、アーク放電の発生空間を包囲し、機械パッファ室31から放出された消弧性ガスをアーク放電へ案内する。
The
(詳細構成)
まず、対向接触子部10は、両端開口の円筒形状を有する冷却筒9と、冷却筒9の内壁面に立設されて共通軸まで延設されるサポート13とを支持部として、対向通電接触子12と対向アーク接触子11を固定配置している。
(Detailed configuration)
First, the
対向通電接触子12は円筒形状の導体である。この対向通電接触子12は、冷却筒9の可動接触子部20側の縁と同径である。対向通電接触子12は、この縁から連続して可動接触子部20側に延びる。対向通電接触子12の先端は、開口縁が内部に膨出している。
The opposed energizing
対向アーク接触子11は、一端が丸みを帯びた円柱形状の導体である。この対向アーク接触子11は、後端側がサポート13に支持され、共通軸に沿って丸み側を可動接触子部20側に向けて延びている。
The
冷却筒9の内径及び対向通電接触子12の内径は、対向アーク接触子11の外径よりも大きく、対向アーク接触子11と冷却筒9及び対向通電接触子12との間には、バームクーヘン状の空間部が形成されている。
The inner diameter of the
次に、可動接触子部20において、操作ロッド25は、片側が中空で他方側が中実の円筒であり、先端が開口した中空部を対向接触子部10側に向けて中心軸上に配設されている。この操作ロッド25は、可動接触子部20の芯であり、中実部側の後端が絶縁ロッド(不図示)を介して駆動装置に接続され、軸方向に押し出され、又は引き込まれる。
Next, in the
操作ロッド25の中空部と中実部との境には、フローガイド25aが設けられている。フローガイド25aの先端側近傍には、操作ロッド25の内部と外部を連通する連通孔25bが側周壁に形成されている。フローガイド25aは、操作ロッド25の先端側へ窄んだテーパ面を有する。連通孔25bは、後述するピストン27の背後であってピストン支え28の内周面と対面する位置に貫設されている。
A flow guide 25 a is provided at the boundary between the hollow portion and the solid portion of the
可動アーク接触子21は、両端が開口した内部中空の円筒形状を有する導体である。この可動アーク接触子21は、操作ロッド25と同径であり、操作ロッド25の開口縁から連続して延び、一方の開口を対向アーク接触子11に相対させる。
The movable arc contactor 21 is a conductor having an internal hollow cylindrical shape that is open at both ends. The
可動アーク接触子21の開口縁は内部に膨出する。その開口縁部分の内径は対向アーク接触子11の外径と一致する。この可動アーク接触子21は、操作ロッド25の先端に固着しており、操作ロッド25と連動して対向アーク接触子11と接離し、対向アーク接触子11が可動アーク接触子21の開口に差し込まれることで、可動アーク接触子21と対向アーク接触子11が導通状態となる。
The opening edge of the
尚、可動アーク接触子21の先端は円周方向に分割されることで、指状電極として形成されてもよい。この可動アーク接触子21は可撓性を有し、可動アーク接触子21の開口縁の内径は、対向アーク接触子11の外径より若干小さく窄められる。
In addition, the front-end | tip of the movable arc contactor 21 may be formed as a finger-like electrode by dividing | segmenting in the circumferential direction. The
機械パッファ室31は、シリンダ24及びピストン27及び操作ロッド25により構成されるガス流発生手段である。シリンダ24は、一端が有底で他端が開口した筒形状の導体である。シリンダ24の有底部が操作ロッド25の先端と面一になり、且つ可動アーク接触子21の基端と接続するように、操作ロッド25に連結され、操作ロッド25と共に移動する。
The
このシリンダ24は、操作ロッド25の外径よりも内径が大きく、操作ロッド25と共通の中心軸を有する。有底部は、円盤状であり、操作ロッド25の先端外周縁からフランジ状に拡がり、有底部を取り囲む側周壁は、対向接触子部10と反対方向に延びる。
The
ピストン27は、ドーナツ状の平板である。ピストン27の開口に操作ロッド25が摺動可能に貫通し、ピストン27の外径がシリンダ24の内径と一致し、ピストン27はシリンダ24に嵌め込まれる。
The
このピストン27は、ピストン支え28と一体的に形成されている。ピストン支え28は、ピストン27から対向接触子部10と反対方向に延びる円筒である。操作ロッド25より外側に位置し、ピストン支え28の内周面が操作ロッド25の外周面と対面する。このピストン支え28は、操作ロッド25と非連結であり、密閉容器内に位置固定される。ピストン支え28のピストン27とは反対側には、密閉容器に消弧性ガスを排気するための連通孔28aが貫設されている。
The
シリンダ24とピストン27と操作ロッド25で画成された空間が機械パッファ室31である。シリンダ24の有底部には、可動アーク接触子21の一回り外側にシリンダ24の中空部へ通じる連通孔24aが穿設されており、機械パッファ室31と其の室外空間とを対向アーク接触子11側で繋ぐ。
A space defined by the
絶縁ノズル23は、シリンダ24の有底部の対向アーク接触子21側の面に立設された内部中空の円筒である。この絶縁ノズル23は、機械パッファ室31との連通孔24aを包囲し、可動アーク接触子21を所定間隔隔てて包み込みながら対向アーク接触子11側へ中心軸に沿って延びる。更に、この絶縁ノズル23は、可動アーク接触子21の先端を通過後、内径が対向アーク接触子11の外径よりも若干大きい程度まで窄み、最小内径部分となるスロート部分に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる形状である。
The insulating
可動通電接触子22は、端面が開口した円筒形状を有する導体である。可動通電接触子22は、絶縁ノズル23の更に外側に筒壁を有し、シリンダ24の有底部に対向通電接触子12に向けて立設される。この可動通電接触子22は、対向通電接触子12と向かい合わせになる。可動通電接触子22の外径は、対向通電接触子12の内部に膨出した開口縁部分の内径と一致する。対向通電接触子12の開口に可動通電接触子22が差し込まれることで、対向通電接触子12の内面と可動通電接触子22の外面とが接触し、電気的に導通状態となる。
The movable energizing
(流路構成)
消弧性ガスの排気流路は、対向接触子部10側と可動接触子部20側の2方向に分かれ、その一部区間に加速テーパ30が設けられている。加速テーパ30は、下流側に向かって流路がリニアに拡大する流路区間であり、消弧性ガスの流れを加速させる。
(Flow path configuration)
The exhaust flow path of the arc extinguishing gas is divided into two directions, that is, the facing
対向接触子部10側の排気流路は、対向アーク接触子11の外周面と対向通電接触子12の内周面とで囲まれる第1の対向側流路41、対向アーク接触子11の外周面と冷却筒9の内周面とで囲まれる第2の対向側流路42、及び冷却筒9の後半内部空間である第3の対向側流路43とを連続させて構成される。第1の対向側流路41が排気上流側であり、第3の対向側流路43が排気下流側である。
The exhaust channel on the side of the
可動接触子部20側の排気流路は、可動アーク接触子21の内部である第1の可動側流路51、操作ロッド25の内部である第2の可動側流路52、ピストン支え28の内周面と操作ロッド25の外周面とで囲まれる第3の可動側流路53とを連続させて構成されている。第1の可動側流路51が排気上流側であり、第3の可動側流路53が排気下流側である。
The exhaust flow path on the
可動アーク接触子21を形作る側周壁は、操作ロッド25に向けて薄肉化を進行させている。但し、可動アーク接触子21の外径は、延び方向各所において同一である。一方、可動アーク接触子21の内径は、操作ロッド25に向かってリニアに拡径する。すなわち、第1の実施形態において、加速テーパ30は、可動アーク接触子21の内周面に設けられており、第1の可動側流路51は、排気下流側に向けて拡径している。
The side peripheral wall forming the
(作用)
(遮断動作)
通電状態では、図1に示すように、冷却筒9、対向通電接触子12、可動通電接触子21、シリンダ24が電気的に接続されて電路を形成する。特に図示しないが、密閉容器には2本の導体がスペーサによって対向接触子部10側と可動接触子部20側に固定されている。スペーサは密閉容器と導体とを絶縁するとともに、導体を支持する。通電状態において、電流は、ブッシング(図示しない)を介してガス遮断器に流れ込み、対向接触子部10側の導体から上記電路及び可動接触子部20側の導体とブッシング(図示しない)を介してガス遮断器外部へ流れ出す。
(Function)
(Blocking operation)
In the energized state, as shown in FIG. 1, the
外部から遮断信号を受信し、事故電流等を遮断する場合、ガス遮断器は、図2に示すように、対向接触子部10と可動接触子部20を開離させ、電流を遮断する。具体的には、操作ロッド25は、駆動装置の操作力を受けて、対向接触子部10とは反対方向に中心軸に沿って移動する。可動接触子部20は、操作ロッド25に引きずられて対向接触子部10から離れるように移動し、対向通電接触子12と可動通電接触子22とが開離する。
When receiving an interruption signal from the outside and interrupting an accident current or the like, the gas circuit breaker opens the opposing
また、操作ロッド25に連結しているシリンダ24は、その有底部が位置固定のピストン27に対して接近する。そのため、機械パッファ室31の容積は減少し、ボイルの法則に従い機械パッファ室31内の消弧性ガスは蓄圧される。
Further, the bottom of the
遮断動作が更に進行し、対向アーク接触子11に対して可動アーク接触子21が開離すると、対向アーク接触子11と可動アーク接触子21との間にはアーク放電が発弧する。更に遮断動作が進行し、対向アーク接触子11と可動アーク接触子21間の距離が十分開き、かつ機械パッファ室31が十分蓄圧すると、機械パッファ室31内の消弧性ガスが連通孔24aを通って絶縁ノズル23内に噴出する。
When the interruption operation further proceeds and the
噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル23と可動アーク接触子21との間をガス流路として、アーク放電に向けて案内され、アーク放電に強力に吹き付けられる。そして、アーク放電は、電流零点を迎えたときに、強力な消弧性ガスの吹き付けと相俟って消弧に至る。これによりガス遮断器の電流遮断は完了する。
The arc extinguishing gas that has become a jet is guided toward the arc discharge using the gas flow path between the insulating
(消弧性ガスの排気)
この電流遮断動作の過程において、アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスは、図2に示すように、可動接触子部20側と対向接触子部10側に別れて排出される。
(Exhaust arc extinguishing gas)
In the process of the current interruption operation, the arc extinguishing gas blown to the arc discharge is separately discharged to the
具体的には、対向接触子部10側において、消弧性ガスは、アーク放電の発生空間から、対向アーク接触子11の外周面と対向通電接触子12の内周面とで囲まれる第1の対向側流路41に入る。次に、第1の対向側流路41から、対向アーク接触子11の外周面と冷却筒9の内周面とで囲まれる第2の対向側流路42に入る。そして、冷却筒9の後半内部空間である第3の対向側流路43を抜けて、密閉容器内に排気される。
Specifically, on the
また、可動接触子部20側において、消弧性ガスは、アーク放電の発生空間から、可動接触子21の内部である第1の可動側流路51に入る。可動アーク接触子21の内部には、加速テーパ30が設けられている。すなわち、第1の可動側流路51は、下流側に拡径している。そのため、可動接触子21の内部では、消弧性ガスの流速が上がり、操作ロッド25の中空部に至るまでに高温であった消弧性ガスは大きく冷却される。
Further, on the
次に、加速テーパ30により流速が上がった消弧性ガスは、第1の可動側流路51から、操作ロッド25の内部である第2の可動側流路52に入る。加速テーパ30による流速上昇に伴い、操作ロッド25の内部の圧力は低下する。そのため、可動アーク接触子21の近傍では消弧性ガスの流速が高く維持される。
Next, the arc extinguishing gas whose flow velocity has been increased by the
そして、操作ロッド25の内部において、消弧性ガスはフローガイド25aに案内されて連通孔25bから第3の可動側流路53に入る。第3の可動側流路53では、消弧性ガスは、ピストン支え28の内周面と操作ロッド25の外周面によって密閉容器へ案内され、排気完了となる。
In the
(効果)
以上のように、本実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向配置された対向接触子部10と可動接触子部20とを備えるようにした。対向接触子部10と可動接触子部20は、投入又は遮断の際に互いに接触又は開離し、開離の過程でアーク放電が発弧する。可動接触子部20には、アーク放電に対して蓄圧した消弧性ガスを吹き付けるガス流発生手段として機械パッファ室31が設けられる。
(effect)
As described above, the gas circuit breaker according to the present embodiment includes the opposed
そして、対向接触子部10と可動接触子部20には、機械パッファ室31にアーク放電に吹き付けられた消弧性ガスを排気する排気流路が形成される。この排気流路の一部区間には、排気上流から下流にかけて流路を拡げる加速テーパ30が形成される。第1の実施形態において、加速テーパ30は、内部中空の円筒形状であって其の内部が排気流路の一区間を形成する可動アーク接触子21に形成されている。
The
これにより、例えばコンパクトな可動アーク接触子21、対向アーク接触子11、絶縁ノズル23、ピストン27で構成された小型で低駆動力対応のガス遮断器であっても、消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を向上させることができる。もちろん、コンパクトを追求しないガス遮断器であっても、その大きさや駆動力に対して電流遮断性能を向上させることができる。
Thereby, even if it is a small-sized gas circuit breaker corresponding to a low driving force composed of a compact
(第2の実施形態)
以下、図3を参照しつつ、第2の実施形態のガス遮断器を説明する。第1の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the gas circuit breaker of the second embodiment will be described with reference to FIG. The same configurations and the same functions as those of the gas circuit breaker according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2の実施形態に係るガス遮断器は、図3に示すように、第1乃至第3の対向側流路41、42、43、及び第1乃至第3の可動側流路51、52、53を通って消弧性ガスが密閉容器に排気されるが、加速テーパ30は、第2の可動側流路52、すなわち操作ロッド25の内部に形成されている。
As shown in FIG. 3, the gas circuit breaker according to the second embodiment includes first to third
操作ロッド25を形作る側周壁は、連通孔25bに向けて薄肉化を進行させている。但し、操作ロッド25の外径は、延び方向各所において同一である。一方、操作ロッド25の内径は、ピストン支え28の内部と連通する連通孔25bに向かってリニアに拡径している。
The side peripheral wall that forms the
このように、第2の実施形態に係るガス遮断器であっても、加速テーパ30の存在により、消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を向上させることができる。
Thus, even in the gas circuit breaker according to the second embodiment, smooth discharge and cooling of the arc extinguishing gas can be realized by the presence of the
(第3の実施形態)
以下、図4を参照しつつ、第3の実施形態のガス遮断器を説明する。第1の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the gas circuit breaker of the third embodiment will be described with reference to FIG. The same configurations and the same functions as those of the gas circuit breaker according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第3の実施形態に係るガス遮断器は、図4に示すように、第1乃至第3の対向側流路41、42、43、及び第1乃至第3の可動側流路51、52、53を通って消弧性ガスが密閉容器に排気されるが、加速テーパ30は、第3の可動側流路53、すなわちピストン支え28の内部に形成されている。
As shown in FIG. 4, the gas circuit breaker according to the third embodiment includes first to third
ピストン支え28を形作る側周壁は、連通孔28aに向けて薄肉化を進行させている。但し、ピストン支え28の外径は、延び方向各所において同一である。一方、ピストン支え28の内径は、ピストン支え28の内部と連通する連通孔28aに向かってリニアに拡径している。
The side peripheral wall forming the
このように、第3の実施形態に係るガス遮断器であっても、加速テーパ30の存在により、消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を向上させることができる。
Thus, even in the gas circuit breaker according to the third embodiment, smooth discharge and cooling of the arc extinguishing gas can be realized by the presence of the
(第4の実施形態)
以下、図5を参照しつつ、第4の実施形態のガス遮断器を説明する。第1の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the gas circuit breaker of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same configurations and the same functions as those of the gas circuit breaker according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第4の実施形態に係るガス遮断器は、図5に示すように、第1乃至第3の対向側流路41、42、43、及び第1乃至第3の可動側流路51、52、53を通って消弧性ガスが密閉容器に排気されるが、加速テーパ30は、第1の対向側流路41、すなわち対向通電接触子12に形成されている。
As shown in FIG. 5, the gas circuit breaker according to the fourth embodiment includes first to third opposing-
対向通電接触子12を形作る側周壁は、厚みは均一であるが、途中から冷却筒9との接触縁にかけては断面が台形となるようにリニアに拡径している。但し、可動接触子部20側の先端から所定長さについては半径が同一の円筒形である。先端から所定長さとは、電流投入状態で対向通電接触子12と可動通電接触子22とが接続されている状態において、可動通電接触子22が入り込む深さを包含する程度である。
The side peripheral wall forming the opposed energizing
このように、第4の実施形態に係るガス遮断器では、加速テーパ30の存在により、対向接触子部10側の排気流路に加速テーパ30を形成することにより、対向接触子部10側の排気流路においても消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を向上させることができる。
As described above, in the gas circuit breaker according to the fourth embodiment, the
尚、第1乃至第3の実施形態に係るガス遮断器が有する加速テーパ30と併用し、対向接触子部10及び可動接触子部20の両排気流路で消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を更に向上させることもできる。
In addition, in combination with the
(第5の実施形態)
以下、図6を参照しつつ、第5の実施形態のガス遮断器を説明する。第1の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the gas circuit breaker of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The same configurations and the same functions as those of the gas circuit breaker according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第5の実施形態に係るガス遮断器は、図6に示すように、第1乃至第3の対向側流路41、42、43、及び第1乃至第3の可動側流路51、52、53を通って消弧性ガスが密閉容器に排気されるが、加速テーパ30は、第2の対向側流路52、すなわち冷却筒9に形成されている。冷却筒9を形作る側周壁は、厚みは均一であるが、長さ方向の途中区間が断面台形となるようにリニアに拡径している。
As shown in FIG. 6, the gas circuit breaker according to the fifth embodiment includes first to third
このように、第5の実施形態に係るガス遮断器では、加速テーパ30の存在により、対向接触子部10側の排気流路に加速テーパ30を形成することにより、対向接触子部10側の排気流路においても消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を向上させることができる。
As described above, in the gas circuit breaker according to the fifth embodiment, the
尚、第1乃至第3の実施形態に係るガス遮断器が有する加速テーパ30と併用し、対向接触子部10及び可動接触子部20の両排気流路で消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を実現でき、大きさ及び駆動力に対する電流遮断性能を更に向上させることもできる。
In addition, in combination with the
(その他の実施形態)
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態で開示の構成の全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
(Other embodiments)
In the present specification, an embodiment according to the present invention has been described. However, this embodiment is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. Combinations of all or any of the configurations disclosed in the embodiments are also included. The above embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
例えば、本実施形態や変形例のガス遮断器は、対向接触子部10を固定して、可動接触子部20のみ軸方向に移動させるよう構成したが、対向接触子部10に対して可動接触子部20が相対的に移動するように、対向接触子部10も軸方向に移動させ、相対的開極速度を向上させようとするいわゆるデュアルモーション機構にしても良い。
For example, the gas circuit breaker according to this embodiment or the modification is configured to fix the
更に、ガス流発生手段としては、機械パッファ室31に代えて熱パッファ室を採用し、或いは機械パッファ室31と熱パッファ室とを併用する直列パッファ型を採用することもできる。熱パッファ室は、アーク放電により高熱となった消弧性ガスの熱エネルギーを利用して室内の消弧性ガスを蓄圧するガス流発生手段である。
Further, as the gas flow generating means, a heat puffer chamber may be employed instead of the
他にも各種構成において各種の変更が可能である。例えば、ガス流を案内するフローガイド25aの設置は選択的である。対向通電接触子12と可動通電接触子22は電気的に接続可能な形状であればよく、対向通電接触子12の先端を内部に膨出させ、可動通電接触子22を対向通電接触子12に差し込むようにしてもよい。また、その膨出態様においても、接触子の先端に共通軸側に延びるフィンガーを取り付け、そのフィンガーを板バネで押さえ付けるようにしてもよい。この場合、他方の接触子とフィンガーとが接触するとともに、フィンガーが板バネに反して押し拡げられる。
Various other changes in various configurations are possible. For example, the installation of the
また、加速テーパ30は、消弧性ガスの排気流路の一区間に設けられればよく、特に場所を限定しなくとも消弧性ガスのスムーズな排気及び冷却を達成することができる。加速テーパ30の形状に関してもリニアに拡径するのみならず、スロート部を配したり、複数段のテーパ角を有するようにしたり、湾曲していたり、途中に拡径しない区間を設けたりする等、各種の形状を採ることができる。
Moreover, the
9 冷却筒
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 サポート
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
24a 連通孔
25 操作ロッド
25a フローガイド
25b 連通孔
27 ピストン
28 ピストン支え
28a 連通孔
30 加速テーパ
31 機械パッファ室
41 第1の対向側流路
42 第2の対向側流路
43 第3の対向側流路
51 第1の可動側流路
52 第2の可動側流路
53 第3の可動側流路
9 Cooling
Claims (6)
消弧性ガスが充填された密閉容器と、
前記密閉容器内に対向配置され、投入又は遮断の際に互いに接触又は開離し、開離の過程でアーク放電が発弧する可動接触子部及び対向接触子部と、
前記可動接触子部又は前記対向接触子部に設けられ、前記アーク放電に対して蓄圧した消弧性ガスを吹き付けるガス流発生手段と、
前記可動接触子部若しくは前記対向接触子部、又は前記可動接触子部及び前記対向接触子部に形成され、前記ガス流発生手段により前記アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスを排気する排気流路と、
前記排気流路の一部区間に設けられ、排気上流から下流にかけて流路を拡げる加速テーパと、
を備えること、
を特徴とするガス遮断器。 A gas circuit breaker that switches between current interruption and input,
A sealed container filled with arc-extinguishing gas;
A movable contact portion and an opposing contact portion, which are disposed opposite to each other in the closed container, contact or separate from each other at the time of charging or shutting off, and arc discharge is generated in the process of separation;
A gas flow generating means that is provided in the movable contact portion or the opposed contact portion and blows the arc extinguishing gas accumulated with respect to the arc discharge;
Exhaust flow for exhausting arc-extinguishing gas formed in the movable contact portion or the opposed contact portion, or the movable contact portion and the opposed contact portion, and blown to the arc discharge by the gas flow generating means Road,
An acceleration taper that is provided in a partial section of the exhaust flow path and expands the flow path from upstream to downstream of the exhaust;
Providing
A gas circuit breaker characterized by
遮断の際に開離してアーク放電の発弧を引き受ける可動アーク接触子と対向アーク接触子とを分担して備え、
前記可動アーク接触子は、中空形状を有し、前記排気流路の一区間を形成し、
前記加速テーパは、前記可動アーク接触子に形成されていること、
を特徴とする請求項1記載のガス遮断器。 The movable contact portion and the opposed contact portion are
The movable arc contact and the counter arc contact that take off the arc discharge and take off the arc at the time of interruption are shared and provided.
The movable arc contact has a hollow shape, forms a section of the exhaust flow path,
The acceleration taper is formed on the movable arc contact;
The gas circuit breaker according to claim 1.
開離の駆動力を伝える操作ロッドを備え、
前記操作ロッドは、中空形状を有し、前記排気流路の一区間を形成し、
前記加速テーパは、前記操作ロッドに形成されていること、
を特徴とする請求項1記載のガス遮断器。 The movable contact portion or the opposed contact portion, or the movable contact portion and the opposed contact portion are
Equipped with an operating rod that transmits the driving force for separation,
The operating rod has a hollow shape and forms a section of the exhaust flow path.
The acceleration taper is formed on the operating rod;
The gas circuit breaker according to claim 1.
前記可動接触子部に連動して移動するシリンダと、
前記密閉容器内に位置が固定されたピストンと、
前記ピストンを前記密閉容器内に位置固定するピストン支えと、
を備え、
前記ピストン支えは、内部中空の円筒形状を有し、前記排気流路の一区間を形成し、
前記加速テーパは、前記ピストン支えに形成されていること、
を特徴とする請求項1記載のガス遮断器。 The gas flow generating means is a mechanical puffer chamber;
A cylinder that moves in conjunction with the movable contact portion;
A piston whose position is fixed in the sealed container;
A piston support for fixing the position of the piston in the sealed container;
With
The piston support has a hollow cylindrical shape, and forms a section of the exhaust flow path.
The acceleration taper is formed on the piston support;
The gas circuit breaker according to claim 1.
投入及び遮断に連動して接離する可動通電接触子と対向通電接触子とを分担して備え、
前記対向通電接触子は、内部中空の円筒形状を有し、前記排気流路の一区間を形成し、
前記加速テーパは、前記対向通電接触子に形成されていること、
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のガス遮断器。 The movable contact portion and the opposed contact portion are
A movable energizing contact and an opposing energizing contact that are connected to and separated from each other in conjunction with turning on and off are shared and provided.
The opposed energizing contact has an internal hollow cylindrical shape, and forms a section of the exhaust flow path,
The acceleration taper is formed on the opposed energizing contact;
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 4.
投入及び遮断に連動して接離する可動通電接触子と対向通電接触子とを分担して備え、
前記対向接触子部は、
前記対向通電接触子を密閉容器内に位置固定する冷却筒を備え、
前記冷却筒は、内部中空の円筒形状を有し、前記排気流路の一区間を形成し、
前記加速テーパは、前記冷却筒に形成されていること、
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のガス遮断器。 The movable contact portion and the opposed contact portion are
A movable energizing contact and an opposing energizing contact that are connected to and separated from each other in conjunction with turning on and off are shared and provided.
The opposing contact portion is
A cooling cylinder for fixing the position of the opposed energizing contact in a sealed container;
The cooling cylinder has an internal hollow cylindrical shape, and forms a section of the exhaust flow path.
The acceleration taper is formed in the cooling cylinder;
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197890A JP2015065005A (en) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Gas circuit breaker |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49135757U (en) * | 1973-03-26 | 1974-11-21 | ||
JPS58195936U (en) * | 1982-06-22 | 1983-12-26 | 株式会社高岳製作所 | Gas cutter |
US20080257866A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-23 | Tour Areva | Circuit breaker with a double acting circuit-breaking chamber and an inverted structure |
-
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- 2013-09-25 JP JP2013197890A patent/JP2015065005A/en active Pending
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