JP2016018702A - Gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、不活性ガス中において電流の遮断が行われるガス遮断器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a gas circuit breaker in which an electric current is interrupted in an inert gas.
送電系統や配電系統などの電力系統には、通常、電気回路を開閉することにより電力系統や電力機器を保護する開閉装置が設けられている。このような開閉装置には、電力系統の回路構成を変更する場合に加えて、電力系統に異常が生じた場合にも電気回路を開閉して当該回路を流れる電流を遮断可能な高圧交流用遮断器がある。高圧交流用遮断器には、電気回路を構成する接触子(接点)の開閉が、六フッ化硫黄等の不活性ガス中で行われる、いわゆる「ガス遮断器」がある。 A power system such as a power transmission system and a power distribution system is usually provided with an opening / closing device that protects the power system and power equipment by opening and closing an electric circuit. In such a switchgear, in addition to changing the circuit configuration of the electric power system, even when an abnormality occurs in the electric power system, the electric circuit is opened and closed so that the current flowing through the circuit can be interrupted There is a vessel. As a high-voltage AC circuit breaker, there is a so-called “gas circuit breaker” in which contacts (contacts) constituting an electric circuit are opened and closed in an inert gas such as sulfur hexafluoride.
ガス遮断器は、通常、接触子を収容する密閉された容器を有しており、当該容器の内部には、不活性ガスが充填されて電流の遮断が行われる空間(以下、消孤室と記す)が形成されている。当該消孤室には、一般的に、容器に対して固定されている固定接触子と、固定接触子に対して軸方向に移動可能に構成された可動接触子が配置されている。このようなガス遮断器においては、電気回路を閉路状態から開路状態にするために、固定接触子から離間するよう可動接触子を閉位置から完全開放位置まで移動させて、固定接触子と可動接触子との間に流れる電流を遮断する動作、いわゆる遮断動作が行われる。 A gas circuit breaker usually has a sealed container that accommodates a contact, and the inside of the container is filled with an inert gas to cut off an electric current (hereinafter referred to as an extinguishing chamber). Are described). In the extinguishing chamber, generally, a fixed contact fixed to the container and a movable contact configured to be movable in the axial direction with respect to the fixed contact are arranged. In such a gas circuit breaker, in order to change the electric circuit from a closed state to an open state, the movable contact is moved from the closed position to the fully opened position so as to be separated from the fixed contact, and the fixed contact and the movable contact are moved. An operation for interrupting a current flowing between the child and a so-called interrupting operation is performed.
このような遮断動作が行われる際、消孤室内において固定接触子と可動接触子との間には、電弧すなわちアーク放電(以下、単に「アーク」と記す)が生じることがある。ガス遮断器は、消孤室に不活性ガスが充填されており、当該不活性ガスの雰囲気中において可動接触子が固定接触子から離間する。固定接触子と可動接触子との間に発生したアークに、消孤室内の不活性ガスを吹き付けることにより、当該アークを早期に消滅させることが可能となる。 When such a shut-off operation is performed, an electric arc, that is, arc discharge (hereinafter simply referred to as “arc”) may occur between the stationary contact and the movable contact in the extinguishing chamber. In the gas circuit breaker, the extinguishing chamber is filled with an inert gas, and the movable contact is separated from the fixed contact in the atmosphere of the inert gas. By blowing an inert gas in the extinguishing chamber onto the arc generated between the fixed contact and the movable contact, the arc can be extinguished quickly.
ガス遮断器には、可動接触子が固定接触子から離間するよう移動するに従って、消孤室内の不活性ガスを圧縮すると共に、圧縮された不活性ガスを、固定接触子と可動接触子との間に生じたアークに向けて供給する機構を備えたものがある。また、ガス遮断器には、電気絶縁体で構成されており、不活性ガスが貫流可能なノズル通路を径方向内側に有し、電流の遮断が行われる際に、固定接触子から離間するよう可動接触子と共に軸方向に移動して、電流の遮断が行われる際にアークがノズル通路を通り、当該ノズル通路がパッファ機構から圧縮された不活性ガスの供給を受ける部材(いわゆる絶縁ノズル部材)を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 The gas circuit breaker compresses the inert gas in the extinguishing chamber as the movable contact moves away from the fixed contact, and also compresses the inert gas between the fixed contact and the movable contact. Some have a mechanism for supplying an arc generated between them. Further, the gas circuit breaker is made of an electrical insulator and has a nozzle passage through which an inert gas can flow inward in the radial direction so as to be separated from the fixed contact when current is interrupted. A member that moves in the axial direction together with the movable contact so that when the current is cut off, the arc passes through the nozzle passage, and the nozzle passage receives supply of the inert gas compressed from the puffer mechanism (so-called insulating nozzle member) (For example, refer to Patent Document 1).
上述のようなガス遮断器においては、近年、可動接触子を駆動する力を低減することが求められており、固定接触子と可動接触子との間に生じたアークのエネルギーを用いて、消孤室内の不活性ガスを昇圧し、上流の圧縮された不活性ガスを、当該アークに向けて供給することが求められている。加えて、ガス遮断器を軽量化及び小型化するために、容器と、当該容器内に形成される消孤室の径方向の寸法を小さくすることが求められている。これを実現するためには、当該消孤室に配置される部品、例えば、固定接触子や可動接触子、絶縁ノズル部材等の部品の径方向の寸法も小さくする必要がある。 In the gas circuit breaker as described above, in recent years, it has been required to reduce the driving force of the movable contact, and by using the energy of the arc generated between the fixed contact and the movable contact, There is a demand to pressurize the inert gas in the isolated room and supply the compressed inert gas upstream toward the arc. In addition, in order to reduce the weight and size of the gas circuit breaker, it is required to reduce the radial dimension of the container and the extinguishing chamber formed in the container. In order to realize this, it is necessary to reduce the size in the radial direction of components arranged in the extinguishing chamber, for example, components such as a stationary contact, a movable contact, and an insulating nozzle member.
絶縁ノズル部材等の径方向の寸法を比較的小さく構成すると、固定接触子と可動接触子との間に生じたアークにより加熱された不活性ガス(以下、熱ガスと記す)の圧力上昇もより急激なものとなり、当該熱ガスが軸方向にスムーズに排出されず、当該熱ガスが固定接触子と絶縁ノズル部材との隙間から径方向外側に流出することがある。固定接触子や可動接触子が、高温の熱ガスに過度に曝されると、絶縁耐力の低下等の問題が生じる。このため、絶縁ノズル部材の径方向内側で生じた熱ガスを、固定接触子と絶縁ノズル部材との隙間から径方向外側に流出させることを抑制することにより、当該熱ガスを軸方向によりスムーズに排出する技術が要望されている。 When the radial dimension of the insulating nozzle member or the like is configured to be relatively small, the pressure rise of the inert gas (hereinafter referred to as hot gas) heated by the arc generated between the fixed contact and the movable contact is further increased. It becomes abrupt and the hot gas may not be smoothly discharged in the axial direction, and the hot gas may flow radially outward from the gap between the stationary contact and the insulating nozzle member. When the fixed contact or the movable contact is excessively exposed to a high-temperature hot gas, problems such as a decrease in dielectric strength occur. For this reason, the hot gas generated on the radially inner side of the insulating nozzle member is prevented from flowing out from the gap between the fixed contact and the insulating nozzle member to the radially outer side. There is a need for technology to discharge.
本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、固定接触子と絶縁ノズル部材との隙間から熱ガスが径方向外側に流出することを抑制可能なガス遮断器を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention have been made in view of the above circumstances, and provide a gas circuit breaker capable of suppressing hot gas from flowing out radially outward from a gap between a stationary contact and an insulating nozzle member. For the purpose.
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態のガス遮断器は、不活性ガスが充填されて電流の遮断が行われる空間である消孤室を内部に有する容器と、前記容器に対して固定されており、軸方向に延びている固定アーク接触子と、前記容器に対して固定されており、当該固定アーク接触子と同軸に設けられており、当該固定アーク接触子の径方向外側を周方向に延びている固定主接触子と、軸方向に移動可能に前記消孤室に配置されており、前記固定主接触子と接する閉位置において電流が流れ、電流の遮断が行われる際に当該固定主接触子から離間するよう完全開放位置まで軸方向開放側に移動する可動主接触子と、前記可動主接触子と共に軸方向に移動するよう前記消孤室に配置されており、前記固定アーク接触子から離間するよう軸方向開放側に移動することにより、当該固定アーク接触子との間にアークが発生可能な可動アーク接触子と、前記固定アーク接触子の径方向外側を周方向に延びており、前記固定主接触子と接続されており、且つ軸方向閉じ側に延びている固定側支持部材と、電気絶縁体で構成されており、前記固定側支持部材、前記固定主接触子及び当該可動主接触子の径方向内側であって前記可動アーク接触子及び前記固定アーク接触子の径方向外側を軸方向に延びる略筒状をなしており、且つ不活性ガスが貫流可能なノズル通路を径方向内側に有し、前記可動主接触子及び前記可動アーク接触子と共に軸方向開放側に移動する絶縁ノズル部材と、前記絶縁ノズル部材が閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動するに従って、不活性ガスを圧縮すると共に、圧縮された不活性ガスを前記ノズル通路に供給するパッファ機構と、を備え、前記絶縁ノズル部材は、閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動する遮断動作の間に、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子との間に生じたアークが前記ノズル通路を通ると共に、当該ノズル通路が前記パッファ機構から圧縮された不活性ガスの供給を受けるものであり、当該絶縁ノズル部材のうち軸方向閉じ側の端部である先端部は、完全開放位置において、前記固定側支持部材のうち前記固定主接触子側の端部である主接触子側端部と、径方向に対向するよう構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a gas circuit breaker according to an embodiment of the present invention includes a container having an extinguishing chamber, which is a space filled with an inert gas and where current is cut off, and the container. A fixed arc contact that is fixed and extends in the axial direction, and is fixed to the container, is provided coaxially with the fixed arc contact, and has a radially outer side of the fixed arc contact. A stationary main contact extending in the circumferential direction, and disposed in the extinguishing chamber so as to be movable in the axial direction. When a current flows in a closed position in contact with the stationary main contact, the current is interrupted. A movable main contact that moves in the axial direction to the fully open position so as to be separated from the fixed main contact, and the extinguishing chamber that moves in the axial direction together with the movable main contact, the fixed Shaft away from arc contact A movable arc contact capable of generating an arc between the fixed arc contact and the fixed main contact extending in a circumferential direction radially outward of the fixed arc contact A fixed-side support member connected to the child and extending toward the axially closing side, and an electric insulator, and the fixed-side support member, the fixed main contact, and the diameter of the movable main contact It has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction on the radially inner side of the movable arc contact and the fixed arc contact, and having a nozzle passage through which an inert gas can flow therethrough on the radially inner side. An insulating nozzle member that moves to the axially open side together with the movable main contactor and the movable arc contactor, and an inert gas as the insulating nozzle member moves from the closed position to the fully open position to the axially open side. Compress And a puffer mechanism for supplying the compressed inert gas to the nozzle passage, wherein the insulating nozzle member is fixed during the blocking operation of moving from the closed position to the fully opened position in the axial opening side. An arc generated between an arc contact and the movable arc contact passes through the nozzle passage, and the nozzle passage receives supply of an inert gas compressed from the puffer mechanism, and the insulating nozzle member The tip end portion which is the end portion on the axial direction closing side of the main contactor side end portion which is the end portion on the fixed main contact side of the fixed side support member is radially opposed in the fully open position. It is comprised so that it may carry out.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
〔第1の実施形態〕
本実施形態のガス遮断器の概略構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態のガス遮断器の構成を示す縦断面図である。
[First Embodiment]
A schematic configuration of the gas circuit breaker of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the gas circuit breaker of the present embodiment.
(概略構成)
図1に示すように、本実施形態のガス遮断器1は、電力系統の電気回路を構成する接触子等の構成部品を収容する容器3を有している。容器3は、鋳鉄やアルミ合金等の金属で構成されている。容器3は、接触子10,15,20,25を収容し、電流の遮断が行われる空間(以下、消孤室と記す)5が内部に形成されている。
(Outline configuration)
As shown in FIG. 1, the
消孤室5には、電気絶縁性が比較的高い不活性ガス、いわゆる絶縁ガスが充填されている。本実施形態において、消孤室5に充填される不活性ガス(いわゆる絶縁ガス)には、例えば、六フッ化硫黄が用いられる。容器3は、消孤室5に接触子等を収容し、且つ不活性ガスが充填されて密閉されている。加えて、容器3は、電気的に接地されており、いわゆる「接地タンク」として構成されている。
The
消孤室5内には、電力系統の電気回路を構成する接触子として、容器3に対して固定されている固定接触子10,15と、これら固定接触子10,15に対して移動可能に構成された可動接触子20,25が配置されている。より具体的には、電気回路(主回路)が閉じているときに電流が流れる「主接触子」として、固定主接触子10及び可動主接触子20が配置されている。
In the
加えて、消孤室5には、電気回路(主回路)を流れる電流を遮断する遮断動作が行われるときに、これら主接触子10,20にアークが生じることを避けるため、遮断動作に伴って生じるアークを誘引する「アーク接触子」として、固定アーク接触子15及び可動アーク接触子25が配置されている。
In addition, the arc-extinguishing
固定アーク接触子15は、略棒状をなしており、軸方向に延びている。固定アーク接触子15の軸心を、一点鎖線Aで示す。固定主接触子10は、固定アーク接触子15と同軸に設けられており、当該固定アーク接触子15の径方向外側を囲うように周方向に延びている。本実施形態において、固定主接触子10は、固定アーク接触子15を軸心とする円環状をなしている。
The fixed
なお、各図において、固定アーク接触子15の軸心を一点鎖線Aで示し、当該軸心に沿う方向であって可動接触子20,25が移動する方向を、以下に「軸方向」と記す。加えて、遮断動作において可動接触子20,25が移動する向き、すなわち固定接触子10,15から可動接触子20,25が離間する向きを、以下に「軸方向開放側」と記して図に矢印A1で示す。一方、軸方向のうち軸方向開放側とは反対の向きを、以下に「軸方向閉じ側」と記して図に矢印A2で示す。なお、固定アーク接触子15の径方向を、単に「径方向」と記し、固定アーク接触子15の周方向を、単に「周方向」と記す。固定アーク接触子15は、後述する排気筒40と同軸に設けられており、その径方向内側を軸方向に延びている。
In each figure, the axis of the fixed
可動アーク接触子25は、固定アーク接触子15と同軸に設けられており、円環状をなしている。可動アーク接触子25には、軸方向に延びており、可動接触子20,25を操作する操作部材(図示せず)が結合されている。可動アーク接触子25は、固定アーク接触子15に対して軸方向に移動可能に構成されている。当該操作部材により操作されて可動アーク接触子25が、軸方向閉じ側に移動すると、可動アーク接触子25の径方向内側に固定アーク接触子15が挿入されて接触する。
The
可動主接触子20は、可動アーク接触子25と同軸に設けられており、円環状をなしている。可動主接触子20は、可動アーク接触子25及び後述する絶縁ノズル部材30の径方向外側を囲うように構成されている。可動主接触子20と可動アーク接触子25は、軸方向に一体に移動するよう構成されている。可動主接触子20は、図に矢印A2で示すように、軸方向閉じ側に移動すると、固定主接触子10と当接する。これにより、可動主接触子20及び固定主接触子10を含む電気回路(主回路)が閉じられて、当該主回路に所望の電流を流すことが可能となる。
The movable
一方、遮断動作時において、図に矢印A1で示すように、可動接触子20,25は、それぞれ固定接触子10,15から離間するように、軸方向開放側に移動する。可動主接触子20が固定主接触子10から離間した後、可動アーク接触子25は、固定アーク接触子15から離間するよう軸方向開放側に移動すると、当該可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間には、アークが生じる。当該アークが消滅すると、固定接触子10,15と可動接触子20,25との間に流れる電流が完全に遮断される。
On the other hand, during the shut-off operation, as shown by an arrow A1 in the figure, the
なお、以下の説明において、可動接触子20,25と、これら可動接触子20,25に結合されている部材が、軸方向においてとり得る位置のうち、可動主接触子20が固定主接触子10に接する位置であって、可動アーク接触子25が固定アーク接触子15に接しており、これらが構成する主回路に所望の電流が流れる所定の位置を、以下に「閉位置」と記す。すなわち、閉位置は、主回路が閉路状態となる位置である。
In the following description, the movable
一方、可動主接触子20と固定主接触子10が接しておらず、主回路に電流が流れない位置を、以下に「開放位置」と記す。すなわち、開放位置は、主回路が開路状態となる位置である。図1は、可動接触子20,25と、これら可動接触子20,25に結合されている部材が、開放位置に位置している状態を示している。なお、開放位置のうち、可動接触子20,25が、可能な限り軸方向開放側に移動しており、固定接触子10,15と可動接触子20,25との間で電流が完全に遮断される位置を、特に「完全開放位置」と記す。つまり、遮断動作とは、閉位置から完全開放位置までの動作である。
On the other hand, the position where the movable
また、ガス遮断器1には、可動アーク接触子25から軸方向開放側に延びており、可動アーク接触子25を操作する部材(以下、操作ロッドと記す)27が、設けられている。操作ロッド27は、軸方向閉じ側において略円筒状をなしている部分(以下、中空部と記す)27aと、軸方向開放側において略円柱状をなしている部分(以下、中実部と記す)27cとを有している。可動アーク接触子25は、中空部27aの軸方向閉じ側に結合されている。操作ロッド27は、図示しない操作機構により駆動されて、可動アーク接触子25と共に軸方向に移動する。
Further, the
なお、中実部27cのうち軸方向開放側は、電気絶縁体7に結合されており、操作ロッド27は、電気絶縁体7と共に操作機構(図示せず)により駆動される。一方、中空部27aのうち軸方向開放側には、当該中空部27aの径方向内側にある空間と、径方向外側にある空間とを連通させる貫通孔(以下、排気孔と記す)27eが形成されている。排気孔27eは、遮断動作において、中空部27aの径方向内側を軸方向開放側に流れる高温の不活性ガス(いわゆる熱ガス)を中空部27aの径方向外側に排出する。
Note that the axially open side of the
操作ロッド27の径方向外側には、当該操作ロッド27を軸方向に移動可能に支持する部材(以下、操作ロッド支持部材と記す)21を有している。操作ロッド支持部材21は、略円筒状をなしており、操作ロッド27と同軸に設けられている。なお、操作ロッド支持部材21のうち軸方向開放側は、電気絶縁体8を介して容器3に結合されている。
A member (hereinafter referred to as an operation rod support member) 21 that supports the
一方、操作ロッド支持部材21のうち、軸方向閉じ側の端部(以下、閉じ側端部と記す)21aは、導体で構成されており、電気回路(主回路)を構成する導体(以下、主回路導体と記す)24に結合されている。
On the other hand, of the operation
また、操作ロッド支持部材21には、径方向内側にある空間すなわち操作ロッド27との間にある空間と、径方向外側にある空間とを連通させる貫通孔(以下、排気孔と記す)21eが、形成されている。排気孔21eは、遮断動作において、操作ロッド27の排気孔27eから径方向外側に排出された高温の不活性ガス(熱ガス)を操作ロッド支持部材21の径方向外側に排出する。
Further, the operating
また、ガス遮断器1の消孤室5には、遮断動作中において、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間に生じるアークに対して、絶縁ガスを吹き付ける部材(以下、絶縁ノズル部材と記す)30が設けられている。絶縁ノズル部材30は、電気絶縁体で構成されている。絶縁ノズル部材30は、固定接触子10,15及び可動接触子20,25と同軸に設けられており、略円筒状をなして軸方向に延びている。
Further, in the extinguishing
絶縁ノズル部材30の径方向内側には、固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間に生じるアークを通し、且つ不活性ガスを貫流させるための通路(以下、ノズル通路と記す)35が形成されている。遮断動作に伴って固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間には、ノズル通路35を通るアークが生じる。遮断動作において、ノズル通路35には、後述するパッファ室からの不活性ガスが供給される。なお、本実施形態の絶縁ノズル部材30及びノズル通路35の詳細な構成については、後述する。
A passage (hereinafter referred to as a nozzle passage) 35 for passing an arc generated between the fixed
また、ガス遮断器1は、遮断動作中において、絶縁ノズル部材30のノズル通路35に圧縮された不活性ガスを供給する機構(以下、パッファ機構と記す)28を備えている。パッファ機構28は、操作ロッド27から径方向外側に所定の間隔をあけて設けられており、略筒状をなしている部材(以下、シリンダ部材と記す)29を有している。
In addition, the
シリンダ部材29のうち軸方向閉じ側の端部(以下、閉じ側端部と記す)29aには、可動主接触子20と絶縁ノズル部材30が結合されている。可動主接触子20は、絶縁ノズル部材30の径方向外側に結合されている。シリンダ部材29は、操作ロッド27と結合されており、当該操作ロッド27により駆動されて、可動主接触子20及び絶縁ノズル部材30と共に軸方向に移動する。
The movable
シリンダ部材29は、上述した操作ロッド支持部材21の閉じ側端部21aの外側を軸方向に延びている。シリンダ部材29の径方向内側であって操作ロッド27の中空部27aの径方向外側には、ノズル通路35と連通する空間(以下、パッファ室と記す)34が形成されている。パッファ室34は、軸方向において、シリンダ部材29の閉じ側端部29aと、操作ロッド支持部材21の閉じ側端部21aとの間に挟まれた空間である。すなわち、パッファ室34は、径方向においては、シリンダ部材29と操作ロッド27により画定されており、軸方向においては、シリンダ部材29と操作ロッド支持部材21により画定されている。
The
遮断動作において、シリンダ部材29は、可動接触子20,25、操作ロッド27、及び絶縁ノズル部材30と共に軸方向開放側に移動する。一方、操作ロッド支持部材21は、容器3に対して固定されている。遮断動作において、シリンダ部材29が可動接触子20,25と共に軸方向開放側に移動するに従って、パッファ室34の容積が減少し、当該パッファ室34にある不活性ガスが圧縮される。圧縮された不活性ガスは、パッファ室34から絶縁ノズル部材30の径方向内側に流入しノズル通路35に供給される。これにより、ノズル通路35には、遮断動作に伴って不活性ガスの流れが形成される。
In the blocking operation, the
遮断動作に伴って固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間に生じてノズル通路35を通るアークは、ノズル通路35における不活性ガスの流れにより、冷却されて消滅する。当該アークの消滅により、固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間を流れる電流は、完全に遮断される。ノズル通路35を流れた不活性ガスは、アークにより加熱されて高温の不活性ガス(以下、熱ガスと記す)となる。
The arc generated between the fixed
熱ガスをアーク接触子15,25から遠ざけて且つ冷却するために、消孤室5には、軸方向に軸心が延びる略円筒状をなしており、その内側を熱ガスが貫流するよう構成されている金属製の部材(以下、排気筒と記す)40が、配置されている。排気筒40は、固定アーク接触子15と同軸に設けられており、固定アーク接触子15の径方向外側を囲うように設けられている。固定アーク接触子15は、径方向に延びている導体(以下、径方向導体と記す)17を介して、排気筒40に結合されている。排気筒40は、径方向内側を流れる熱ガスを、軸方向閉じ側に導くと共に冷却する。
In order to cool the hot gas away from the
また、排気筒40の軸方向開放側には、排気筒40に対して固定主接触子10を支持する部材(以下、固定側支持部材と記す)50が、結合されている。固定側支持部材50は、軸方向に軸心が延びる略筒状をなしている。固定側支持部材50は、固定接触子10,15、可動接触子20,25及び絶縁ノズル部材30等と同軸に設けられている。固定側支持部材50は、排気筒40から軸方向開放側に延びており、固定主接触子10に接続されている。
In addition, a member (hereinafter referred to as a fixed-side support member) 50 that supports the fixed
本実施形態において、固定側支持部材50は、アルミを含む金属で構成されている。これに対して、固定主接触子10は、銅で構成されており、固定アーク接触子15は、銅とタングステンを含む金属で構成されている。固定主接触子10は、固定側支持部材50及び排気筒40を介して主回路導体14と電気的に接続されている。固定アーク接触子15は、径方向導体17及び排気筒40を介して主回路導体14と電気的に接続されている。固定側支持部材50の詳細な構成については、後述する。
In the present embodiment, the fixed
次に、第1の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の詳細な構成について図2及び図3を用いて説明する。図2は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図3は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。 Next, detailed configurations of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment, and shows an aspect in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment. FIG. 3A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position.
図2に示すように、本実施形態の絶縁ノズル部材30は、径方向外側の面である外周面30cの径(すなわち外径)が、軸方向の位置に拘わらず一定となるように構成されている。絶縁ノズル部材30は、軸方向開放側すなわち可動接触子20,25側の端部(以下、可動接触子側端部と記す)31と、軸方向閉じ側すなわち固定接触子10,15側の端部(以下、先端部と記す)33とを有している。加えて、絶縁ノズル部材30は、先端部33と可動接触子側端部31との間に、ノズル通路35の径が軸方向閉じ側に向かうに従って拡大する部分(以下、通路拡径部と記す)32を、有している。
As shown in FIG. 2, the insulating
可動接触子側端部31は、略円筒状をなしており、固定アーク接触子15と同軸に設けられている。可動接触子側端部31は、可動アーク接触子25の径方向外側に所定の間隔をあけて配置されており、可動主接触子20の径方向内側に結合されている。可動接触子側端部31の内周面31aと可動アーク接触子25との間にある空間は、遮断動作に伴ってパッファ室34からの圧縮された不活性ガスが流入する。また、可動接触子側端部31は、可動主接触子20の径方向内側に当該可動主接触子20に隣接して配置されている。
The movable
通路拡径部32は、可動接触子側端部31と同軸に設けられている。通路拡径部32の内周面32aは、軸方向閉じ側に向かうに従って径方向外側に位置している。すなわちノズル通路35のうち当該内周面32aにより囲まれて画定されている部分は、軸方向閉じ側に向かうに従って断面積が大きくなるよう構成されている。ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れる不活性ガスは、通路拡径部32の径方向内側の空間において減速する。
The passage enlarged
先端部33は、略円筒状をなしており、可動接触子側端部31及び通路拡径部32と同軸に設けられている。先端部33の内周面33aは、固定アーク接触子15の外面と対向しており、径方向において固定アーク接触子15との間に所定の距離をあけて、軸方向に延びている。
The
以上のような先端部33、通路拡径部32及び可動接触子側端部31を備えた絶縁ノズル部材30において、径方向内側を構成する内周面(31a,32a,33a)がノズル通路35を画定しており、上述のように軸方向の位置に応じて変化する。
In the insulating
本実施形態の固定側支持部材50は、軸方向閉じ側すなわち排気筒40側の端部(以下、排気筒側端部と記す)51と、軸方向開放側すなわち固定主接触子10側の端部(以下、主接触子側端部と記す)55とを有している。主接触子側端部55は、固定側支持部材50のうち固定主接触子10の径方向内側を構成している部分である。排気筒側端部51は、径方向導体17を介して排気筒40と結合されている。
The fixed-
なお、固定側支持部材50のうち、排気筒側端部51と主接触子側端部55とを接続する部分を、単に「接続部」と記して図に符号53で示す。本実施形態の固定側支持部材50において、接続部53は、その径方向内側にある内面53aが軸方向開放側に向かうに従って径方向内側に位置するよう構成されている。
Note that a portion of the fixed-
以上のようなガス遮断器1において、図2に示す閉位置にあるとき、固定主接触子10と可動主接触子20は、接しており、固定主接触子10と可動主接触子20との間には、電流が流れている。また、図2に示す閉位置にあるとき、固定アーク接触子15と可動アーク接触子25は、接しており、固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間には、電流が流れている。これらの電流を遮断する際、可動主接触子20及び可動アーク接触子25は、それぞれ、固定主接触子10及び固定アーク接触子15から離間するよう、閉位置(図2参照)から完全開放位置(図3(b)参照)まで一体に軸方向開放側に移動する、遮断動作を行う。遮断動作において、可動主接触子20及び可動アーク接触子25は、操作ロッド27、シリンダ部材29及び絶縁ノズル部材30と共に一体となって軸方向開放側に移動する。
In the
図2に示すように閉位置にあるとき、絶縁ノズル部材30は、先端部33が固定側支持部材50の排気筒側端部51と径方向に対向するよう構成されている。また、絶縁ノズル部材30の通路拡径部32は、固定側支持部材50の接続部53及び主接触子側端部55と径方向に対向している。このとき、可動主接触子20は、固定主接触子10と接しており、可動アーク接触子25は、固定アーク接触子15と接している。この閉位置から電流を遮断する遮断動作が開始される。
As shown in FIG. 2, when in the closed position, the insulating
遮断動作に伴って、絶縁ノズル部材30は、可動接触子20,25、操作ロッド27及びシリンダ部材29と共に軸方向開放側に移動する。遮断動作の途中においては、図3(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じる。また、遮断動作に伴ってパッファ室34の容積は減少し、パッファ室34内において不活性ガスが圧縮されて、絶縁ノズル部材30の径方向内側にあるノズル通路35に供給される。
Along with the blocking operation, the insulating
ノズル通路35を通るアークにより生じた熱ガスは、絶縁ノズル部材30と固定アーク接触子15との間を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入すると共に、操作ロッド27の中空部27aに流入して中空部27a内を軸方向開放側に流れる。なお、ノズル通路35から操作ロッド27の中空部27a内に流れた熱ガスは、排気孔27eから操作ロッド27外に排出されて、さらに排気孔21eから操作ロッド支持部材21外に排出される。
The hot gas generated by the arc passing through the
遮断動作が完了して、図3(b)に示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30の先端部33は、固定側支持部材50の主接触子側端部55と径方向に対向するよう、ガス遮断器1は構成されている。なお、完全開放位置において、先端部33と主接触子側端部55の内周面55aとの間には、空隙が形成されている。当該空隙は、遮断動作において、絶縁ノズル部材30と固定側支持部材50が接触しないために必要な空隙である。当該空隙の径方向の寸法は、例えば、2mm〜3mmに設定されている。
When the shut-off operation is completed and the insulating
本実施形態のガス遮断器1によれば、完全開放位置において、絶縁ノズル部材30の径方向内側にあるノズル通路35において生じた熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30と固定側支持部材50との間から径方向外側に流出することを抑制することができる。ノズル通路35から軸方向閉じ側に流れる熱ガスを、より円滑に排気筒40に貫流させることができる。
According to the
以上に説明したように本実施形態のガス遮断器1において、容器3は、不活性ガスが充填されて電流の遮断が行われる空間である消孤室5を内部に有している。固定アーク接触子15は、容器3に対して固定されており、軸方向に延びている。固定主接触子10は、容器3に対して固定されており、当該固定アーク接触子15と同軸に設けられており、且つ当該固定アーク接触子15の径方向外側を周方向に延びている。可動主接触子20は、軸方向に移動可能に消孤室5に配置されており、固定主接触子10と接する閉位置(図2参照)において電流が流れ、当該電流の遮断が行われる際に固定主接触子10から離間するよう完全開放位置(図3(b)参照)まで軸方向開放側に移動する。可動アーク接触子25は、可動主接触子20と共に軸方向に移動可能に消孤室5に配置されており、電流の遮断が行われる際に当該固定アーク接触子15から離間するよう軸方向開放側に移動することにより、当該固定アーク接触子15との間にアークが発生する。
As described above, in the
本実施形態のガス遮断器1において、固定側支持部材50は、固定アーク接触子15の径方向外側を周方向に延びており、固定主接触子10と接続されており且つ軸方向閉じ側に延びている。絶縁ノズル部材30は、電気絶縁体で構成されており、固定側支持部材50、固定主接触子10及び当該可動主接触子20の径方向内側であって可動アーク接触子25及び固定アーク接触子15の径方向外側を軸方向に延びる略筒状をなしており、且つ不活性ガスが貫流可能なノズル通路35を径方向内側に有し、電流の遮断が行われる際に可動主接触子20及び可動アーク接触子25と共に軸方向開放側に移動する。パッファ機構28は、絶縁ノズル部材30が閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動するに従って、不活性ガスを圧縮すると共に、圧縮された不活性ガスをノズル通路35に供給する。
In the
絶縁ノズル部材30は、閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動する間に、固定アーク接触子15と可動アーク接触子25との間に生じたアークがノズル通路35を通ると共に、当該ノズル通路35がパッファ機構28から圧縮された不活性ガスの供給を受ける。本実施形態のガス遮断器1においては、絶縁ノズル部材30のうち軸方向閉じ側の端部である先端部33は、完全開放位置において、固定側支持部材50のうち固定主接触子10側の端部である主接触子側端部55と、径方向に対向するよう構成されているものとした。絶縁ノズル部材30の径方向内側にあるノズル通路35において生じた熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30と固定側支持部材50との間から径方向外側に流出することを抑制することができる。
While the insulating
なお、本実施形態の絶縁ノズル部材30において、先端部33の軸方向閉じ側の端は、縦断面において丸みを帯びているものとしたが、本発明に係る絶縁ノズル部材は、この態様に限定されるものではない。絶縁ノズル部材の先端部の形状は、様々な形状を採用することができ、以下にその一例について説明する。
In the insulating
〔第2の実施形態〕
第2の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の構成について図4及び図5を用いて説明する。図4は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図5は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
The configuration of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment, and shows an aspect in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment. FIG. 5A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図4に示すように、本実施形態のガス遮断器1Cにおいて、絶縁ノズル部材30Cの先端部33Cには、絶縁ノズル部材30Cの外周面30cから径方向外側に突出している部分(以下、外側突出部と記す)60が設けられている。外側突出部60は、絶縁ノズル部材30Cのうち、その他の部分、すなわち通路拡径部32及び可動接触子側端部31に比べて径方向外側に突出している。本実施形態において、外側突出部60は、固定アーク接触子15の軸心を中心とする円環状をなしており、絶縁ノズル部材30Cの周方向に延びている。絶縁ノズル部材30Cが閉位置にあるとき、外側突出部60は、径方向において固定側支持部材50の排気筒側端部51と対向している。
As shown in FIG. 4, in the
遮断動作の途中においては、図5(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じ、絶縁ノズル部材30Cの径方向内側にあるノズル通路35には、熱ガスが生じる。熱ガスは、ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入する。また、軸方向開放側に流れて操作ロッド27の中空部27aに流入する。
In the middle of the interruption operation, as shown in FIG. 5A, an arc is generated between the
遮断動作が完了して、図5(b)で示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30Cの先端部33Cに設けられた外側突出部60は、固定側支持部材50の主接触子側端部55と対向するよう構成されている。このように構成されたガス遮断器1Cにおいても、絶縁ノズル部材30Cの径方向内側にあるノズル通路35において生じた熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30Cと固定側支持部材50との間から流出することを抑制することができる。
When the shut-off operation is completed and at the fully open position shown in FIG. 5B, the
なお、本実施形態のガス遮断器1Cにおいて、絶縁ノズル部材30Cの外側突出部60は、円環状をなして周方向に延びているものとしたが、本発明に係る外側突出部は、この態様に限定されるものではない。外側突出部は、周方向に延びていれば良く、例えば、周方向に延びる外側突出部が、周方向に複数配列されているものとしても良い。
In the
〔第3の実施形態〕
第3の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の構成について図6及び図7を用いて説明する。図6は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図7は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。
[Third Embodiment]
The configuration of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of the present embodiment, and shows a mode in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of this embodiment. FIG. 7A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position.
なお、第1及び第2の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 In addition, about the structure substantially common with 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図6に示すように、本実施形態のガス遮断器1Eにおいて、絶縁ノズル部材30Eの先端部33Eには、絶縁ノズル部材30Eの外周面30cから径方向外側に突出している部分である外側突出部61が、設けられている。外側突出部61は、第2の実施形態の外側突出部60(図4及び図5参照)と略共通の構造をなしており、外周面30cから径方向外側に突出している距離が異なる。外側突出部61は、絶縁ノズル部材30Eが閉位置にあるとき、径方向において固定側支持部材50Eの排気筒側端部51と対向している。なお、外側突出部61のうち固定側支持部材50Eと対向する面を、以下に「外面」と記して符号61cを付す。
As shown in FIG. 6, in the
加えて、固定側支持部材50Eのうち主接触子側端部55Eには、内周面55aから径方向内側に突出している部分(以下、内側突出部と記す)57が、設けられている。内側突出部57は、固定側支持部材50Eのうち、その他の部分、すなわち排気筒側端部51及び接続部53に比べて径方向内側に突出している。本実施形態において、内側突出部57は、固定アーク接触子15の軸心を中心とする円環状をなしており、絶縁ノズル部材30Eの周方向に延びている。絶縁ノズル部材30Eが閉位置にあるとき、内側突出部57は、径方向において絶縁ノズル部材30Eの通路拡径部32と対向している。なお、内側突出部57のうち絶縁ノズル部材30Eと対向する面を、以下に「内面」と記して符号57aを付す。
In addition, a portion (hereinafter referred to as an inner protruding portion) 57 that protrudes radially inward from the inner
遮断動作の途中においては、図7(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じ、絶縁ノズル部材30Eの径方向内側にあるノズル通路35には、熱ガスが生じる。熱ガスは、ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入する。また、軸方向開放側に流れて操作ロッド27の中空部27aに流入する。
During the interruption operation, as shown in FIG. 7A, an arc is generated between the
遮断動作が完了して、図7(b)に示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30Eの先端部33Eにある外側突出部61と、固定側支持部材50Eの主接触子側端部55Eにある内側突出部57は、径方向において互いに対向するよう構成されている。なお、完全開放位置において、外側突出部61の外面61cと、内側突出部57の内面57aとの間には、僅かな空隙が形成されている。このように構成されたガス遮断器1Eにおいても、絶縁ノズル部材30Eの径方向内側にあるノズル通路35において生じた熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30Eと固定側支持部材50Eとの間から流出することを抑制することができる。
When the shut-off operation is completed and the arm is at the fully open position shown in FIG. 7B, the
なお、本実施形態のガス遮断器1Eにおいて、固定側支持部材50Eの内側突出部57は、円環状をなして周方向に延びているものとしたが、本発明に係る内側突出部は、この態様に限定されるものではない。内側突出部は、周方向に延びていれば良く、例えば、周方向に延びる内側突出部が、周方向に複数配列されているものとしても良い。
In the
また、本実施形態のガス遮断器1Eにおいて、完全開放位置において、固定側支持部材50Eの内側突出部57と、絶縁ノズル部材30Eの外側突出部61が、径方向において互いに対向するものとしたが、本発明に係るガス遮断器は、この態様に限定されるものではない。例えば、絶縁ノズル部材30Eには、外側突出部が設けられておらず、固定側支持部材50Eに、絶縁ノズル部材30Eの外周面30cと対向する内側突出部が形成されているものとしても良い。
In the
〔第4の実施形態〕
第4の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の構成について図8及び図9を用いて説明する。図8は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図9は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。なお、第1〜第3の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
The configuration of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of the present embodiment, and shows an aspect in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of the present embodiment. FIG. 9A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position. In addition, about the structure substantially common with 1st-3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図8に示すように、本実施形態のガス遮断器1Gにおいて、絶縁ノズル部材30Gの先端部33Gには、絶縁ノズル部材30Gの外周面30cから径方向外側に突出している部分である外側突出部61Gが、設けられている。本実施形態の外側突出部61Gは、第3の実施形態の外側突出部61(図6及び図7参照)に対して、外面61cから径方向内側に凹み、且つ周方向に延びている溝(以下、周方向溝と記す)63が形成されている。本実施形態において、周方向溝63は、絶縁ノズル部材30Gの全周に亘って延びており、円環状をなしている。
As shown in FIG. 8, in the
一方、固定側支持部材50Eのうち主接触子側端部55Eには、第3の実施形態と同様に、内周面55aから径方向内側に突出する内側突出部57が設けられている。内側突出部57は、絶縁ノズル部材30Gに対向して周方向に延びている。
On the other hand, the main contact-
遮断動作の途中においては、図9(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じ、絶縁ノズル部材30Gの径方向内側にあるノズル通路35には、熱ガスが生じる。熱ガスは、ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入する。また、軸方向開放側に流れて操作ロッド27の中空部27aに流入する。
In the middle of the interruption operation, as shown in FIG. 9A, an arc is generated between the
遮断動作が完了して、図9(b)に示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30Gのうち外側突出部61G及び周方向溝63と、固定側支持部材50Eの主接触子側端部55E、より具体的には内側突出部57が、径方向において互いに対向するよう構成されている。この完全開放位置において、外側突出部61Gの外面61cと、内側突出部57の内面57aとの間には、僅かな空隙が形成されている。本実施形態において、絶縁ノズル部材30Gの外側突出部61Gには、外面61cから径方向内側に凹む周方向溝63が形成されている。
When the shut-off operation is completed and in the fully open position shown in FIG. 9B, the
このため、完全開放位置において、外面61cと内面57aとの間にある空隙を、熱ガスが軸方向に流れると、周方向溝63における流路の急激な拡大及び縮小により、当該周方向溝63において渦状の流れが形成される。このような乱流を周方向溝63により生じさせることにより、絶縁ノズル部材30Gの外面61cと固定側支持部材50Eの内面57aとの間を軸方向に貫流する熱ガスの圧力損失を増大させることができ、熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30Gと固定側支持部材50Eとの間から流出することを、さらに抑制することができる。
For this reason, when the hot gas flows in the gap between the
〔第5の実施形態〕
第5の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の構成について図10及び図11を用いて説明する。図10は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図11は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。なお、第1〜第4の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
The configuration of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of the present embodiment, and shows a mode in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment. FIG. 11A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position. In addition, about the structure substantially common with the 1st-4th embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図10に示すように、本実施形態のガス遮断器1Hにおいて、第3の実施形態と同様に、絶縁ノズル部材30Eが設けられている。絶縁ノズル部材30Eの先端部33Eには、径方向外側に突出する外側突出部61が設けられている。
As shown in FIG. 10, in the
一方、固定側支持部材50Hのうち主接触子側端部55Hには、内周面55aから径方向内側に突出している内側突出部57Hが設けられている。内側突出部57Hは、周方向の全周に亘って延びている。
On the other hand, the main contact
本実施形態の固定側支持部材50Hは、主接触子側端部55Hの内側突出部57Hの内面57aから径方向外側に凹み、且つ周方向に延びている溝(以下、周方向溝と記す)59が形成されている。本実施形態において、周方向溝59は、固定側支持部材50Hの全周に亘って延びており、円環状をなしている。
The fixed-
遮断動作の途中においては、図11(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じ、絶縁ノズル部材30Eの径方向内側にあるノズル通路35には、熱ガスが生じる。熱ガスは、ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入する。また、軸方向開放側に流れて操作ロッド27の中空部27aに流入する。
In the middle of the interruption operation, as shown in FIG. 11A, an arc is generated between the
遮断動作が完了して、図11(b)に示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30Eのうち外側突出部61と、固定側支持部材50Hの主接触子側端部55Hの内側突出部57Hが、径方向において互いに対向するよう構成されている。この完全開放位置において、外側突出部61の外面61cと、内側突出部57Hの内面57aとの間には、僅かな空隙が形成されている。本実施形態において、固定側支持部材50Hのうち内側突出部57Hには、内面57aから径方向外側に凹む周方向溝59が形成されている。
When the shut-off operation is completed and the fully open position shown in FIG. 11B is reached, the
このため、完全開放位置において、外面61cと内面57aとの間にある空隙を、熱ガスが軸方向に流れると、周方向溝59により渦状の流れが形成されて乱流が生じる。乱流を周方向溝59により生じさせることにより、絶縁ノズル部材30Eの外面61cと固定側支持部材50Hの内面57aとの間を軸方向に貫流する熱ガスの圧力損失を増大させることができる。この態様によっても、熱ガスが、当該絶縁ノズル部材30Eと固定側支持部材50Hとの間から流出することを抑制することができる。
Therefore, when the hot gas flows in the axial direction in the gap between the
〔第6の実施形態〕
第6の実施形態のガス遮断器の絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の構成について図12及び図13を用いて説明する。図12は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、絶縁ノズル部材が閉位置にある態様を示している。図13は、本実施形態のガス遮断器のうち絶縁ノズル部材及び固定側支持部材の周辺構造を示す縦断面図であり、(a)は、絶縁ノズル部材が開放位置(遮断過程の途中)にあり、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間にアークが生じている態様を示しており、(b)は、絶縁ノズル部材等が完全開放位置にある態様を示している。なお、第1〜第5の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
The configuration of the insulating nozzle member and the stationary support member of the gas circuit breaker according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker of the present embodiment, and shows a mode in which the insulating nozzle member is in the closed position. FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing the peripheral structure of the insulating nozzle member and the stationary support member in the gas circuit breaker according to the present embodiment. FIG. 13A shows the insulating nozzle member in the open position (in the middle of the shut-off process). There is shown a mode in which an arc is generated between the fixed arc contact and the movable arc contact, and (b) shows a mode in which the insulating nozzle member and the like are in a fully open position. In addition, about the structure substantially common with the 1st-5th embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図12に示すように、本実施形態のガス遮断器1Jにおいて、絶縁ノズル部材30Jの先端部33Jの軸方向閉じ側の端は、第1の実施形態の先端部33(図2参照)と異なり、丸みを帯びておらず、縦断面が矩形をなしている。先端部33Jは、軸方向に軸心が延びる円筒状をなしており、外周面30cは、周方向及び軸方向に広がっている。
As shown in FIG. 12, in the
一方、固定側支持部材50Jの主接触子側端部55Jの径方向内側を画定する面には、上述した内周面55aから軸方向開放側に離間するに従って径方向内側に位置するよう構成された面(以下、単に「テーパー面」と記す)70が形成されている。テーパー面70は、内周面55aと同様に、固定側支持部材50Jの周方向に延びており、絶縁ノズル部材30Jと径方向において対向している。本実施形態において、テーパー面70は、全周に亘って延びており、円環状をなしている。
On the other hand, the surface that delimits the radially inner side of the main contact
遮断動作の途中においては、図13(a)で示すように、可動アーク接触子25と固定アーク接触子15との間にアークが生じ、絶縁ノズル部材30Jの径方向内側にあるノズル通路35に熱ガスが生じて圧力が上昇する。高圧の熱ガスは、ノズル通路35を軸方向閉じ側に流れて排気筒40に流入すると共に、軸方向開放側に流れて操作ロッド27の中空部27aに流入する。
In the middle of the interruption operation, as shown in FIG. 13A, an arc is generated between the
遮断動作が完了して、図13(b)に示す完全開放位置にあるとき、絶縁ノズル部材30Jの先端部33Jと、固定側支持部材50Jの主接触子側端部55Jが径方向に対向する。このとき、先端部33Jの外周面30cと、主接触子側端部55Jの内周面55a及びテーパー面70が径方向において対向している。外周面30cとテーパー面70との間には、軸方向開放側に向かうに従って流路断面積が小さくなる空間71が形成される。本実施形態において、空間71は、円環状をなしている。
When the blocking operation is completed and the
ノズル通路35において生じた高圧の熱ガスは、当該空間71に流入して軸方向開放側に流れる。空間71を軸方向開放側に流れる熱ガスは、外周面30cとテーパー面70との間に絞られて、固定側支持部材50Jの軸方向開放側に流出する。テーパー面70は、軸方向開放側に向かうに従って径方向内側に位置するよう軸方向に対して傾斜しているため、固定側支持部材50Jから軸方向開放側に流出した熱ガスは、外周面30cに沿って軸方向開放側に流れる。これにより、外周面30cより、径方向外側に配置される固定主接触子10が、固定側支持部材50Jの軸方向開放側に流出した高温の熱ガスの流れに曝されることを抑制することができる。
The high-pressure hot gas generated in the
〔他の実施形態〕
上述したガス遮断器1Jにおいては、固定側支持部材50Jの主接触子側端部55Jの径方向内側に、全周に亘ってテーパー面70が形成されているものとしたが、本発明に係るテーパー面を形成する態様は、これに限定されるものではない。
[Other Embodiments]
In the
例えば、図14及び図15に示すガス遮断器1Kのように、絶縁ノズル部材30Kの先端部33Kの外面に、軸方向開放側に向かうに従って径方向外側に位置するよう軸方向に対して傾斜しているテーパー面73を形成するものとしても良い。この態様によっても、図15(b)に示すように、完全開放位置において、絶縁ノズル部材30Kの先端部33Kと、固定側支持部材50の主接触子側端部55との間に、軸方向開放側に向かうに従って流路断面積が小さくなる空間75を形成することができる。この態様によっても、固定側支持部材50から軸方向開放側に流出する熱ガスを絞って排出することが可能である。
For example, as in the
本発明のいくつかの実施形態について説明したが、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the 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.
1,1C,1E,1G,1H,1J,1K ガス遮断器
3 容器
5 消孤室
7,8 電気絶縁体
10 固定主接触子(固定接触子、主接触子)
14 主回路導体
15 固定アーク接触子(固定接触子、アーク接触子)
17 径方向導体
20 可動主接触子(可動接触子、主接触子)
21 操作ロッド支持部材
21e 排気孔
24 主回路導体
25 可動アーク接触子(可動接触子、アーク接触子)
27 操作ロッド
27a 中空部
27c 中実部
27e 排気孔
28 パッファ機構
29 シリンダ部材
30,30C,30E,30G,30J,30K,絶縁ノズル部材
30a 内周面
30c 外周面
31 可動接触子側端部
31a 内周面
32 通路拡径部
32a 内周面
33,33C,33E,33G,33J,33K 先端部
33a 内周面
34 パッファ室
35 ノズル通路
40 排気筒
50,50E,50H,50J,固定側支持部材
51 排気筒側端部
53 接続部
53a 内面
55,55E,55H,55J 主接触子側端部
55a 内周面
57 内側突出部
57H 内側突出部
57a 内面
59 周方向溝
60 外側突出部
61,61G 外側突出部
61c 外面
63 周方向溝
70 テーパー面
71 空間
73 テーパー面
75 空間
1, 1C, 1E, 1G, 1H, 1J, 1K
14
17
21 Operation
27
Claims (7)
前記容器に対して固定されており、軸方向に延びている固定アーク接触子と、
前記容器に対して固定されており、当該固定アーク接触子と同軸に設けられており、当該固定アーク接触子の径方向外側を周方向に延びている固定主接触子と、
軸方向に移動可能に前記消孤室に配置されており、前記固定主接触子と接する閉位置において電流が流れ、電流の遮断が行われる際に当該固定主接触子から離間するよう完全開放位置まで軸方向開放側に移動する可動主接触子と、
前記可動主接触子と共に軸方向に移動するよう前記消孤室に配置されており、前記固定アーク接触子から離間するよう軸方向開放側に移動することにより、当該固定アーク接触子との間にアークが発生可能な可動アーク接触子と、
前記固定アーク接触子の径方向外側を周方向に延びており、前記固定主接触子と接続されており、且つ軸方向閉じ側に延びている固定側支持部材と、
電気絶縁体で構成されており、前記固定側支持部材、前記固定主接触子及び当該可動主接触子の径方向内側であって前記可動アーク接触子及び前記固定アーク接触子の径方向外側を軸方向に延びる略筒状をなしており、且つ不活性ガスが貫流可能なノズル通路を径方向内側に有し、前記可動主接触子及び前記可動アーク接触子と共に軸方向開放側に移動する絶縁ノズル部材と、
前記絶縁ノズル部材が閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動するに従って、不活性ガスを圧縮すると共に、圧縮された不活性ガスを前記ノズル通路に供給するパッファ機構と、
を備え、
前記絶縁ノズル部材は、閉位置から完全開放位置まで軸方向開放側に移動する遮断動作の間に、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子との間に生じたアークが前記ノズル通路を通ると共に、当該ノズル通路が前記パッファ機構から圧縮された不活性ガスの供給を受けるものであり、
当該絶縁ノズル部材のうち軸方向閉じ側の端部である先端部は、完全開放位置において、前記固定側支持部材のうち前記固定主接触子側の端部である主接触子側端部と、径方向に対向するよう構成されている
ことを特徴とするガス遮断器。 A container having an extinguishing chamber, which is a space filled with an inert gas and where current interruption is performed,
A fixed arc contact fixed to the vessel and extending in the axial direction;
A fixed main contact that is fixed to the container, is provided coaxially with the fixed arc contact, and extends in a circumferential direction on a radially outer side of the fixed arc contact;
A fully open position that is arranged in the extinguishing chamber so as to be movable in the axial direction, so that a current flows in a closed position in contact with the fixed main contact and is separated from the fixed main contact when the current is interrupted A movable main contact that moves axially to the open side,
It is arranged in the extinguishing chamber so as to move in the axial direction together with the movable main contact, and moves to the open side in the axial direction so as to be separated from the fixed arc contact so as to be between the fixed arc contact. A movable arc contact capable of generating an arc;
A fixed-side support member extending in a circumferential direction on the radially outer side of the fixed arc contact, connected to the fixed main contact, and extending toward the axially closing side;
It is composed of an electrical insulator, and is radially inward of the fixed side support member, the fixed main contact and the movable main contact, and is axially outside the movable arc contact and the fixed arc contact. Insulating nozzle having a substantially cylindrical shape extending in the direction and having a nozzle passage through which an inert gas can flow radially inward, and moves to the axially open side together with the movable main contact and the movable arc contact Members,
A puffer mechanism that compresses the inert gas and supplies the compressed inert gas to the nozzle passage as the insulating nozzle member moves from the closed position to the fully opened position in the axial direction.
With
An arc generated between the fixed arc contact and the movable arc contact passes through the nozzle passage during a shut-off operation in which the insulating nozzle member moves from the closed position to the fully opened position in the axial direction. In addition, the nozzle passage receives a supply of compressed inert gas from the puffer mechanism,
The front end portion which is the end portion on the axially closing side of the insulating nozzle member is, in the fully open position, the main contact side end portion which is the end portion on the fixed main contact side of the fixed side support member, and A gas circuit breaker configured to be opposed in a radial direction.
当該外側突出部が、完全開放位置において前記主接触子側端部と対向するよう構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。 The tip portion is provided with an outer protruding portion that protrudes radially outward and extends in the circumferential direction,
2. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the outer protruding portion is configured to face the main contact side end portion in a fully open position.
ことを特徴とする請求項2に記載のガス遮断器。 3. The circumferential groove that is recessed radially inward and extending in the circumferential direction from an outer surface facing the main contact side end portion is formed in the outer protrusion. Gas circuit breaker.
当該内側突出部が、完全開放位置において前記先端部と対向するよう構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のガス遮断器。 The main contact-side end is provided with an inner protrusion that protrudes radially inward and extends in the circumferential direction,
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner projecting portion is configured to face the tip portion in a fully open position.
ことを特徴とする請求項4に記載のガス遮断器。 5. The gas circuit breaker according to claim 4, wherein the inner projecting portion is formed with a circumferential groove recessed radially outward from an inner surface facing the tip portion and extending in the circumferential direction.
前記主接触子側端部には、完全開放位置において当該外周面と径方向に対向し、且つ軸方向開放側に向かうに従って径方向内側に位置するよう当該外周面に対して傾斜しているテーパー面が、形成されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガス遮断器。 The tip portion has an outer peripheral surface extending in the circumferential direction and the axial direction,
The main contact-side end portion is tapered toward the outer peripheral surface so as to face the outer peripheral surface in the radial direction in the fully open position and to be positioned radially inward toward the axially open side. The gas circuit breaker according to claim 1 or 2, wherein the surface is formed.
前記先端部には、完全開放位置において当該内周面と径方向に対向し、且つ軸方向開放側に向かうに従って径方向外側に位置するよう当該内周面に対して傾斜しているテーパー面が、形成されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガス遮断器。 The main contact side end portion has an inner peripheral surface extending in the circumferential direction and the axial direction,
The tip portion has a tapered surface that is inclined with respect to the inner peripheral surface so as to be opposed to the inner peripheral surface in the radial direction at the fully open position and to be positioned on the radially outer side toward the axially open side. The gas circuit breaker according to claim 1 or 2, wherein the gas circuit breaker is formed.
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Citations (3)
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JPS53110071A (en) * | 1977-03-08 | 1978-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Buffer type gas breaker |
US20050173378A1 (en) * | 2002-05-08 | 2005-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Interrupter unit for a high-voltage power switch |
JP2011222247A (en) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Toshiba Corp | Gas circuit breaker |
-
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- 2014-07-09 JP JP2014141373A patent/JP2016018702A/en active Pending
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