JP2016162691A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的及び機械的な強度を保ったまま、熱ガスの排気効率を高めて電流遮断性能を向上させ、また操作機構の操作力の低減及び遮断の高応答性を実現するガス遮断器を提供する。
【解決手段】ガス遮断器は、可動接点部２と接続され、操作機構８の動力を可動接点部２に伝達して可動接点部２を駆動させる絶縁ロッド２５を備えている。絶縁ロッド２５は、表面を耐熱性の絶縁被覆層２５ｂで包み込んで成る。可動接点部２と対抗接点部１との間に発弧したアーク９に吹き付けられた消弧性ガスの排気路となる可動側ガス流路６２には、この絶縁ロッド２５の周囲が一部組み入れられる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電力系統において電流遮断を行うガス遮断器に関する。

電力系統において、事故電流を含む電流開閉のためにガス遮断器が使用されている。図４に示すように、ガス遮断器は、密閉容器１０５内に可動接点部１０２と対向接点部１０１を対向配置し、操作機構１０８を動力源として可動接点部１０２を対向接点部１０１から機械的に切り離す。遮断過程では、可動接点部１０２と対向接点部１０１との間にアーク９が発弧する。密閉容器１０５には、消弧性ガスが充填されており、パッファ室１２６の容積減少に伴う蓄圧によって消弧性ガスをアーク９に吹き付け、電流零点で消弧する。

可動接点部１０２は、密閉容器１０５内に固定された可動側支持部１０４に嵌め込まれて摺動可能となっている。可動側支持部１０４は、カバーとベースと絶縁筒を連ねて成る。可動接点部１０２は、操作ロッド１２３をコアとして構成され、操作ロッド１２３を操作機構１０８によって押し引きすることにより、可動接点部１０２を追従させて対向接点部１０１から接離させる。

電流遮断後には、可動接点部１０２と対向接点部１０１との間には、電力系統回路の過渡現象により発生する過渡回復電圧が印加される。密閉容器１０５及び操作機構１０８は接地電位であるため、可動接点部１０２と対向接点部１０１との間には高い電位差が発生する。この電位差に耐えるため、操作ロッド１２３と操作機構１０８との間には、絶縁ロッド１２５が取り付けられ、電気的な絶縁が図られている。そのため、絶縁ロッド１２５は、繊維強化プラスチック等、機械的強度の高く、軽量な絶縁材で構成されていることが望ましい。

アーク９で熱せられた消弧性ガスやアーク９により発生したガスは、高温の熱ガスとなる。熱ガスは、可動接点部１０２と対向接点部１０１の内部に形成されたガス流路１６２を通って、密閉容器１０５に拡散する。ガス流路１６２内に絶縁ロッド１２５が存在すると、絶縁ロッド１２５が熱ガスに晒されることになる。絶縁ロッド１２５が熱により変質し、機械的、電気的な強度が落ちると、ガス遮断器に不具合が生じる虞がある。

そこで、従来は、可動側支持部１０４からガイド１００を可動接点部１０２の表面に降ろし、ガイド１００によってガス流路１６２と絶縁ロッド１２５の存在空間を隔離し、ガイド１００の手前に可動側支持部１０４から密閉容器１０５内へ抜ける貫通口１０４ａを設けるようにしていた（例えば特許文献１参照）。また、操作ロッド１２３と絶縁ロッド１２５との間には、連結ロッド１２４を介在させ、可動接点部１０２の移動の際には、連結ロッド１２４の表面とガイド１００の先端とが接触するようにしていた。ガイド１００と操作ロッド１２３又は絶縁ロッド１２５が摺らないようにし、操作ロッド１２３又は絶縁ロッド１２５がガイド１００により損耗して電気的、機械的に劣化することを防止するためである。すなわち、連結ロッド１２４の長さは、可動接点部１０２の移動距離超を必要とする。

特開２０１３−２２２４９４号公報

絶縁ロッド１２５をガイド１００によってガス流路１６２から隔離すると、可動接点部１０２におけるガス流路１６２は、操作ロッド１２３内、操作ロッド１２３及び連結ロッド１２４の外周面とピストン支え１４４との間に画成される空間１６４に限定される。この限られた空間内では熱ガスを十分に冷却できず、排気効率は低下し電流遮断性能にも悪影響を及ぼす虞がある。

一方、熱ガスを十分に冷却するために、絶縁ロッド１２５が存在する空間１６５もガス流路１６２として開放しようとすると、絶縁ロッド１２５を繊維強化プラスチック等、機械的強度の高く、軽量な絶縁材で構成すると、絶縁ロッド１２５が熱により変質し、機械的、電気的に劣化してしまう。絶縁ロッド１２５を鉄やステンレス等を含む耐熱性に優れる構成とすると、可動部分の大重量化が生じ、操作機構１０８の操作力が大きくなり、また可動接点部１０２の応答性が低くなってしまう。

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、電気的及び機械的な強度を保ったまま、熱ガスの排気効率を高めて電流遮断性能を向上させ、また操作機構の操作力の低減及び遮断の高応答性を実現するガス遮断器を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本実施形態のガス遮断器は、操作機構を動力源として電流の遮断と投入を機械的に切り替えるガス遮断器であって、消弧性ガスを充填した密閉容器と、前記密閉容器内に対向配置され、導体を含んで成り、相対的に接離可能な第１の接点部及び第２の接点部と、前記第１の接点部と接続され、前記操作機構の動力を前記第１の接点部に伝達して前記第１の接点部を駆動させる絶縁ロッドと、前記第１の接点部と前記第２の接点部の開離によって生じるアーク放電に消弧性ガスを吹き付ける吹き付け手段と、前記絶縁ロッドの周囲を一部経路に含み、アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスの排気路となるガス流路と、を備え、前記絶縁ロッドは、少なくとも前記ガス流路を画成する表面に耐熱性の絶縁被覆層を有すること、を特徴とする。

第１の実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図である。 第２の実施形態に係るガス遮断器の可動接点部側の拡大断面図である。 第３の実施形態に係るガス遮断器の絶縁ロッドの拡大断面図である。 従来のガス遮断器の断面図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るガス遮断器について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態のガス遮断器の全体構成を示す断面図である。

ガス遮断器は、密閉容器５に外部から導体７ａと導体７ｂを引き込み、導体７ａと導体７ｂの間に対向接点部１と可動接点部２を相対させて備える。密閉容器５には、消弧性ガスが充填される。消弧性ガスは、絶縁性能及び消弧性能に優れ、例えば六フッ化硫黄ガス（ＳＦ_６ガス）である。密閉容器５内には、対向側支持部３が固定されている。導体７ａは対向側支持部３に接続されている。対向接点部１は、導体７ａと接続された対向側支持部３に固定される。また、密閉容器５内には、可動側支持部４が固定されている。導体７ｂは可動側支持部４に接続されている。可動接点部２は、導体７ｂと接続された可動側支持部４に嵌め込まれ、対向接点部１と接離する方向に摺動可能となっている。

ガス遮断器において、導体７ａ、対向側支持部３及び対向接点部１が一連に接続されて片側の電路が形成され、導体７ｂ、可動側支持部４及び可動接点部２が一連に接続されて他方の電路が形成される。ガス遮断器は、対向接点部１に対して可動接点部２を接触及び離反させることで導体７ａ側と導体７ｂ側の電路を開閉し、電流を機械的に導通及び遮断する。可動接点部２は、連結ロッド２４を介して絶縁ロッド２５と接続されている。絶縁ロッド２５はバネ式や油圧式等の動力源である操作機構８に接続されている。可動接点部２は、操作機構８による絶縁ロッド２５の押し引きに従動して、連結ロッド２４を介して対向接点部１に対して接離する。

電流遮断過程では、対向接点部１と可動接点部２との間にアーク９が発弧する。可動接点部２には、対向接点部１からの離反に連動して容積を減少させるパッファ室２６が蓄圧手段として設けられている。また、パッファ室２６からは、アーク９の発生空間を囲む絶縁ノズル２７が延びている。これらパッファ室２６及び絶縁ノズル２７は、消弧性ガスをアーク９に吹き付ける吹き付け手段となる。すなわち、パッファ室２６は、容積減少によって消弧性ガスを蓄圧し、絶縁ノズル２７は、パッファ室２６から噴出する消弧性ガスをアーク９に向けて整流及び案内し、消弧性ガスをアーク９に吹き付けて電流ゼロ点で消弧させる。

対向接点部１と可動接点部２には、それぞれ内部から密閉容器５内へ連通する対向側ガス流路６１と可動側ガス流路６２が形成されており、アーク９に吹き付けられて熱せられた消弧性ガスが、この対向側ガス流路６１と可動側ガス流路６２を通じて対向接点部１と可動接点部２を出て密閉容器５内に拡散する。

このガス遮断器は、円筒を主体とする部材によって組み立てられており、各部材は中心軸を一致させて密閉容器５内に配置されている。以下では、各部材の位置関係及び方向を説明するのに、対向接点部１及び対向側支持部３の各部材において可動接点部２に向かう方向を可動側、その反対を反可動側と呼び、可動接点部２及び可動側支持部４の各部材において対向接点部１に向かう方向を対向側、その反対を反対向側と呼ぶ。

対向接点部１を固定する対向側支持部３は、両端が開口した中空円筒形状の導体である。対向側支持部３の内壁面には、棒状又は板状の部材である支持板３１が中心軸に向けて突き出るように固定されている。対向接点部１は、対向通電接触子１１及び対向アーク接触子１２により構成されている。対向通電接触子１１は、円筒形状を有する両端開口の導体であり、対向側支持部３の可動側の端面に立設され、可動側へ筒を延出させている。この対向通電接触子１１は、可動側の開口縁が内部に膨出している。対向アーク接触子１２は、一端が丸みを帯びた中実の円柱状の導体である。この対向アーク接触子１２は、支持板３１に接続され、丸みを帯びた一端を可動側へ向けて中心軸上を延びている。

可動接点部２が挿通される可動側支持部４は、対向側から反対向側へ同径のカバー４１、ベース４２及び絶縁筒４３を軸方向に連接して１つの筒になる。導体７ｂはベース４２に接続されている。可動接点部２は、カバー４１側から嵌め込まれて、カバー４１から対向側へ突出している。カバー４１は対向側の端部が内側へ膨出しており、この膨出部分で可動接点部２を支持している。カバー４１及びベース４２は導体であり、可動接点部２及び導体７ｂと電気的に接続されている。

可動接点部２は、中心軸上に操作ロッド２３が芯として配置される。操作ロッド２３の反対向側には、操作ロッド２３と同径で短尺の連結ロッド２４が同軸上に連接されている。連結ロッド２４は、可動接点部２の移動距離よりも短い。連結ロッド２４の反対向側には、操作機構８の動力を伝達する長尺の絶縁ロッド２５がリンク２４ｂを介して接続されている。絶縁ロッド２５は、操作ロッド２３と連結ロッド２４よりも若干小径で同軸上に配置される。操作ロッド２３、連結ロッド２４及び絶縁ロッド２５は、可動側支持部４の内部に軸に沿って延びている。

可動側接点部４は、操作ロッド２３の一回り外周に、バウムクーヘン状の空間であるパッファ室２６を備える。操作ロッド２３の対向側端面には、可動アーク接触子２２を備える。可動アーク接触子２２を包囲するように、パッファ室２６の対向側端面から対向側に向けて延設された絶縁ノズル２７を備える。更に、絶縁ノズル２７の一回り外周には、パッファ室２６の対向側端面から対向側に向けて延設された可動通電接触子２１を備える。

可動接点部２の芯である操作ロッド２３は、対向側が開口した中空の筒である。操作ロッド２３の反対向側端部は中実の連結ロッド２４によって塞がれている。操作ロッド２３の周面には、操作ロッド２３の内部と外部とを連通する貫通口２３ａが形成されている。貫通口２３ａは、操作ロッド２３と連結ロッド２４の境界に形成されている。連結ロッド２４の対向側端部は、対向側にテーパ面２４ａが形成されており、操作ロッド２３の内部に突き出ている。

絶縁ロッド２５は、芯材２５ａの表面を耐熱性の絶縁被覆層２５ｂで包んで成る。芯材２５ａは機械的強度の高く、軽量の絶縁材で成り、例えば繊維強化プラスチックである。耐熱性の絶縁被覆層２５ｂは、例えばテフロン（登録商標）とも略されるポリテトラフルオロエチレンであり、カバーとして形成されて芯材２５ａに被さり、又は芯材２５ａに塗布若しくは蒸着等の方法により膜を形成してコーティングされる。

操作ロッド２３の対向側端部から続く可動アーク接触子２２は、両端が開口した円筒形状を有する導体である。可動アーク接触子２２の対向側開口縁は内部に膨出し、その膨出位置の内径は対向アーク接触子１２の外径と一致する。可動アーク接触子２２は、操作ロッド２３の中心軸に沿った対向側への移動により、対向アーク接触子１２に向けて移動し、対向アーク接触子１２が可動アーク接触子２２の開口に差し込まれることで互いに接触し、導通できる状態となる。また、可動アーク接触子２２は、操作ロッド２３の中心軸に沿った反対向側への移動により、対向アーク接触子１２から離れる方向に移動し、対向アーク接触子１２が可動アーク接触子２２から引き抜かれることで互いに開離する。開離によってアーク９が発弧する。

なお、可動アーク接触子２２の先端は円周方向に分割され、指状電極となっている場合もある。その場合、可動アーク接触子２２は可撓性を有し、可動アーク接触子２２の開口縁の内径は、対向アーク接触子１２の外径より若干小さくされてすぼめられている。対向アーク接触子１２が可動アーク接触子２２の開口に差し込まれることで互いに接触し、導通できる状態となる。

操作ロッド２３の周りに位置するパッファ室２６は、操作ロッド２３と連動するシリンダ２６ａと位置不動のピストン２６ｂから構成されている。シリンダ２６ａは、孔あき有底のコップ形状を有する導体であり、有底端面を対向側に向けて、側面が操作ロッド２３を取り囲むように中心軸に沿って反対向側に延びている。シリンダ２６ａは、孔と操作ロッド２３を同軸にし、操作ロッド２３の対向側端面と面一にして連結される。シリンダ２６ａの有底端面に有する孔は、操作ロッド２３よりも一回り大きい。すなわち、操作ロッド２３の周りにシリンダ２６ａ内外を繋ぐ連通口２６ｃが形成されている。

ピストン２６ｂは、中心が開口したドーナツ形状の円盤である。可動側支持部４の内面からは、ピストン支え４４が延びており、ピストン２６ｂは、このピストン支え４４によって位置が固定されている。ピストン２６ｂは、シリンダ２６ａの有底端面と反対向側へ離れて対面設置される。開口を操作ロッド２３が挿通することで、中心軸と直交平面を有する。ピストン２６ｂの外径はシリンダ２６ａの内径と略一致し、ピストン２６ｂはシリンダ２６ａに嵌め込まれる。このピストン２６ｂは、操作ロッド２３が最も対向側に移動した際の貫通口２３ａの位置よりも対向側に固定される。

ピストン支え４４は、操作ロッド２３、連結ロッド２４及び絶縁ロッド２５よりも大径であり、シリンダ２６ａよりも小径の筒である。ピストン支え４４は、反対向側に反対向側開口４４ａを有し、反対向側開口４４ａから筒外方に拡がる裾４４ｂを有する。ピストン支え４４は、操作ロッド２３、連結ロッド２４及び絶縁ロッド２５の外表面と距離を隔てて、反対向側へ延び、裾４４ｂでベース４２に固定されている。

パッファ室２６は、操作ロッド２３の外周面、シリンダ２６ａの内周面及びピストン２６ｂで画成される。シリンダ２６ａは、操作ロッド２３の反対向側へ向けた移動に連動して有底端面をピストン２６ｂに近づけるように移動し、パッファ室２６の容積を減少させる。パッファ室２６内は蓄圧され、やがて連通口２６ｃから消弧性ガスをアーク９に向けて噴出させる。

可動アーク接触子２２を覆う絶縁ノズル２７は、シリンダ２６ａの連通口２６ｃの外周りから筒を対向側へ延ばすように立設される。この絶縁ノズル２７は、Ｕ字とＶ字の互いの屈曲部を重ね合わせた内部空間を有し、コンバージェントノズルとダイバージェントノズルとを組み合わせたラバールノズルとなっている。すなわち、絶縁ノズル２７は、途中に内側へ膨出した最小内径部分であるスロート部分を有する。

絶縁ノズル２７の一回り外周の可動通電接触子２１は、端面が開口した円筒形状の導体である。可動通電接触子２１は、シリンダ２６ａの有底端面から対向側に向けて立設される。この可動通電接触子２１は、対向通電接触子１１と向かい合わせにされる。可動通電接触子２１の外径は、対向通電接触子１１の内部に膨出した開口縁部分の内径と一致している。対向通電接触子１１の開口に可動通電接触子２１が差し込まれることで、対向通電接触子１１の内面と可動通電接触子２１の外面とが接触し、電気的に導通状態となる。対向通電接触子１１の開口から可動通電接触子２１が引き抜かれることで、対向通電接触子１１と可動通電接触子２１が開離する。

尚、対向通電接触子１１と可動通電接触子２１よりも、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２の方が深く差し込まれ、対向通電接触子１１と可動通電接触子２１が先に開離することで、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２との間にアーク９の発弧が引き受けられ、消弧性ガスの吹き付けにより、電流零点で消弧に至り、電流遮断となる。

（作用）
このガス遮断器の動作及び作用は次の通りである。まず、通電状態では、対向通電接触子１１と可動通電接触子２１、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２とがそれぞれ接触していることにより、導体７ａ、対向側支持部３及び対向接点部１で形成される電路と、可動側接点部２、可動側支持部４及び導体７ｂで形成される電路とが接続されている。

線路の地絡故障や線間短絡故障が生じ、ガス遮断器に対して開極指令が入力されると、ガス遮断器は、対向接点部１と可動接点部２を開離させ、電流を遮断する。具体的には、絶縁ロッド２５は、操作機構８の駆動により、中心軸に沿って反対向側へ引かれる。

このとき、絶縁ロッド２５は、機械的強度が高く、軽量の繊維強化プラスチック等であるため、操作機構８が必要とする操作力は、鉄やステンレス等で構成される場合と比べて小さく、絶縁ロッド２５の移動は高応答である。また、このガス遮断器では、絶縁ロッド２５への熱ガスの移動を妨げる従来のガイド１００が必要なく、従って連結ロッド２４も排除乃至は短くでき、操作機構８の操作力低減と移動の高応答性がもたらされている。

可動接点部２の操作ロッド２３は、連結ロッド２４を介して絶縁ロッド２５の引き込みに追従して対向接点部１から引き離される。操作ロッド２３をコアとする可動接点部２も連動して、対向接点部１から引き離され、対向通電接触子１１と可動通電接触子２１とが開離する。このとき、操作ロッド２３に連結しているシリンダ２６ａは、その有底部が位置固定のピストン２６ｂに対して接近する。そのため、パッファ室２６の容積は減少し、パッファ室２６内の消弧性ガスは蓄圧される。

遮断動作が更に進行し、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２とが開離すると、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２との間にはアーク９が発弧する。更に遮断動作が進行し、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子２２間の距離が十分開き、かつパッファ室２６が十分蓄圧すると、パッファ室２６内の消弧性ガスが連通口２６ｃを通って絶縁ノズル２７内に噴出する。

噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル２７と可動アーク接触子２２との間をガス供給路として、アーク９に向けて案内され、アーク９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。

この電流遮断動作の過程において、アーク９に吹き付けられた消弧性ガス及びアーク９から発生したガスは、高温の熱ガスとして可動接点部２側と対向接点部１側に分流して排出される。対向接点部１側の排気において、絶縁ノズル２７から出た熱ガスは、対向側支持部３内で十分に冷却された後、密閉容器５に拡散する。

可動接点部２側では、操作ロッド内流路６３、貫通口２３ａ、ピストン支え４４の内周面と操作ロッド２３の外周面とで囲まれるピストン支え内流路６４、及びピストン支え４４の開口から出て、ベース４２及び絶縁筒４３の内周面と絶縁ロッド２５の外周面とで囲まれる絶縁ロッド外流路６５が一連の可動側ガス流路６２として機能する。熱ガスは、アーク９の発生空間から当該可動側ガス流路６２を流れて、冷却されつつ可動接点部２外に排出され、密閉容器５に放散される。

すなわち、アーク９で発生した熱ガスは、対向側端部から可動アーク接触子２２の内部に入り、操作ロッド内流路６３へ抜けていく。操作ロッド内流路６３を流れる熱ガスは、絶縁ロッド２５のテーパ面２４ａにガイドされて、貫通口２３ａからピストン支え内流路６４に入る。ピストン支え内流路６４を流れる熱ガスは、ピストン支え４４の反対向側にある反対向側開口４４ａから抜けて、ベース４２及び絶縁筒４３の内周面と絶縁ロッド２５の外周面とで囲まれる絶縁ロッド外流路６５に入る。この絶縁ロッド外流路６５で熱ガスは十分に冷却される。

絶縁ロッド外流路６５では、絶縁ロッド２５が熱ガスに晒されることになる。絶縁ロッド２５は、繊維強化プラスチック等の芯材２５ａをポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性の絶縁被覆層２５ｂで包んで成るため、芯材２５ａが熱ガスに直接晒されることなく、絶縁ロッド２５の変質が抑制され、機械的強度を保つ。

電流遮断動作が終了すると、電力系統回路の過渡現象により、対向接点部１と可動接点部２との間に過渡回復電圧が印加される。密閉容器５と操作機構８は接地電位となり、操作機構８と可動接点部２との間に高い電位差が生じる。絶縁ロッド２５は、芯材２５ａが繊維強化プラスチック等の絶縁性能の高い素材で構成され、この芯材２５ａが耐熱性の絶縁被覆層２５ｂで保護されて変質することもない。また耐熱性の絶縁被覆層２５ｂ自体もポリテトラフルオロエチレン等の絶縁性能の高い素材で構成される。そのため、絶縁ロッド２５の電気的な強度も保たれる。

（効果）
以上のように、第１の実施形態に係るガス遮断器では、消弧性ガスを充填した密閉容器５内に対向接点部１と可動接点部２を対向配置している。対向接点部１と可動接点部２は、導体を含んで成り、相対的に接離可能なっている。すなわち、ガス遮断器は、可動接点部２と接続され、操作機構８の動力を可動接点部２に伝達して可動接点部２を駆動させる絶縁ロッド２５を備えている。また、ガス遮断器は、対向接点部１と可動接点部２の開離によって生じるアーク９に消弧性ガスを吹き付ける吹き付け手段を有する。このガス遮断器において、絶縁ロッド２５の表面を耐熱性の絶縁被覆層２５ｂで包み込んだ上で、アーク９に吹き付けられた消弧性ガスの排気路となるガス流路に絶縁ロッド２５の周囲を一部組み入れるようにした。

これにより、このガス遮断器は、電気的及び機械的な強度を保ったまま、熱ガスの排気効率を高めて電流遮断性能を向上させ、また操作機構８の操作力の低減及び遮断の高応答性を実現する。すなわち、このガス遮断器は、装置の信頼性と装置性能向上の両立を図ることができる。

尚、耐熱性の絶縁被覆層２５ｂは、熱ガスから絶縁ロッド２５の芯材２５ａを保護するものであるから、高温の消弧性ガスに晒される箇所を覆うことが必須である。一方、絶縁ロッド２５の表面のうち、冷却された消弧性ガスが流れる箇所について耐熱性の絶縁被覆層２５ｂによる被覆は任意でよい。吹き付け手段としては、機械的作用による蓄圧空間を有するパッファ室２６を例示したが、このガス遮断器は、熱エネルギー作用による蓄圧空間を有するようにしてもよく、また併用するようにしてもよい。

更に、このガス遮断器は、対向接点部１を固定して、可動接点部２のみ軸方向に移動させるよう構成したが、対向接点部１に対して可動接点部２が相対的に移動するように、対向接点部１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。そして、対向接点部１に対して機械的強度を有し、軽量な絶縁材を芯材とし、耐熱性の絶縁被覆層で包んだ絶縁ロッド２５を可動接点部２と同じく接続するようにしてもよい。

また、このガス遮断器は、絶縁ロッド２５を熱ガスから隔離する必要がないため、従来のように、絶縁ロッド２５の存在空間への熱ガスの流入を防止するガイドを設ける必要がない。そのため、従来ガイドとの摺動対象であった連結ロッド２４を短くすることができる。すなわち、このガス遮断器では、可動接点部２の移動距離よりも連結ロッド２４を短くするようにした。これにより、ガス遮断器の可動部分が軽量化され、操作機構８の操作力を更に低減することができるとともに、可動接点部２の応答性が更に向上する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るガス遮断器について図面を参照しつつ詳細に説明する。図２は、本実施形態のガス遮断器の全体構成を示す断面図である。この絶縁ロッド２５は、外表面に凹凸部２５ｄが形成されている。この凹凸部２５ｄは、絶縁ロッド２５が熱に晒される絶縁ロッド外流路６５において熱ガスを撹乱する。すなわち、凹凸部２５ｄは、絶縁ロッド外流路６５の入り口付近、絶縁ロッド２５の対向側、絶縁ロッド２５の芯材２５ａを保護する耐熱性の絶縁被覆層２５ｂに設けられている。

このガス遮断器によれば、絶縁ロッド２５の表面によって画成される絶縁ロッド外流路６５に流入した熱ガスは、凹凸部２５ｄにより散乱し、絶縁ロッド外流路６５内に乱流を発生させる。この乱流による作用により、熱ガスは絶縁ロッド外流路６５内で冷却され易くなる。従って、このガス遮断器では、凹凸部２５ｄによる冷却効果が加わった分、絶縁ロッド外流路６５の空間容積による冷却効果を下げることができる。すなわち、絶縁ロッド外流路６５の経路長を短くでき、ガス遮断器がコンパクトになり、操作機構８の操作力を更に低減させることができる。

この凹凸部２５ｄは、熱ガスに乱流作用を生じさせることができれば形状は限定されない。凹凸部２５ｄは、軸と直交する多数のリングを軸に沿って配置するようにしてもよいし、溝部分の長さは非一様でよいし、スパイラル状に連続してもよい。また、絶縁ロッド２５を周回する形状のほか、複数の突起によって凹凸部２５ｄを形成するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係るガス遮断器について図面を参照しつつ詳細に説明する。図３は、本実施形態の絶縁ロッド２５の拡大断面図である。図３に示すように、絶縁ロッド２５は、繊維強化プラスチック等の機械的強度の高く、軽量の絶縁材を芯材２５ａとし、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性の絶縁被覆層２５ｂを最外殻とする。芯材２５ａと耐熱性の絶縁被覆層２５ｂの間には、熱伝導率の低い中間層２５ｃが挿入されている。

このガス遮断器によれば、耐熱性に優れた層と断熱性に優れた層が絶縁ロッド２５に別々に設けられていることになり、耐熱性の絶縁被覆層２５ｂが帯びた熱が熱伝導率の低い中間層２５ｃにより断熱されて、絶縁ロッド２５の芯材２５ａに伝わりにくくなる。そのため、耐熱性の絶縁被覆層２５ｂが薄くとも、絶縁ロッド２５の芯材２５ａを十分に熱から保護することができ、絶縁ロッド２５の軽量化及び小型化を実現できる。

（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る複数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って、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１乃至第３の実施形態を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。これら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。

１ 対向接点部
１１ 対向通電接触子
１２ 対向アーク接触子
２ 可動接点部
２１ 可動通電接触子
２２ 可動アーク接触子
２３ 操作ロッド
２３ａ 貫通口
２４ 連結ロッド
２４ａ テーパ面
２４ｂ リンク
２５ 絶縁ロッド
２５ａ 芯材
２５ｂ 耐熱性の絶縁被覆層
２５ｃ 熱伝導性の低い中間層
２５ｄ 凹凸部
２６ パッファ室
２６ａ シリンダ
２６ｂ ピストン
２６ｃ 連通口
２７ 絶縁ノズル
３ 対向側支持部
３１ 支持板
４ 可動側支持部
４１ カバー
４２ ベース
４３ 絶縁筒
４４ ピストン支え
４４ａ 反対向側開口
４４ｂ 裾
５ 密閉容器
６１ 対向側ガス流路
６２ 可動側ガス流路
６３ 操作ロッド内流路
６４ ピストン支え内流路
６５ 絶縁ロッド外流路
７ａ 導体
７ｂ 導体
８ 操作機構
９ アーク

Claims (10)

1. 操作機構を動力源として電流の遮断と投入を機械的に切り替えるガス遮断器であって、
   消弧性ガスを充填した密閉容器と、
   前記密閉容器内に対向配置され、導体を含んで成り、相対的に接離可能な第１の接点部及び第２の接点部と、
   前記第１の接点部と接続され、前記操作機構の動力を前記第１の接点部に伝達して前記第１の接点部を駆動させる絶縁ロッドと、
   前記第１の接点部と前記第２の接点部の開離によって生じるアーク放電に消弧性ガスを吹き付ける吹き付け手段と、
   前記絶縁ロッドの周囲を一部経路に含み、アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスの排気路となるガス流路と、
   を備え、
   前記絶縁ロッドは、
   少なくとも前記ガス流路を画成する表面に耐熱性の絶縁被覆層を有すること、
   を特徴とするガス遮断器。
2. 前記絶縁ロッドは、
   前記耐熱性の絶縁被覆層の一部表面又は全体表面に形成された凹凸部を有すること、
   を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
3. 前記絶縁ロッドの芯は、前記耐熱性の絶縁被覆層とは異なる部材で構成されること、
   を特徴とする請求項１又は２記載のガス遮断器。
4. 前記絶縁ロッドの芯は、強化プラスチックで構成され、
   前記耐熱性の絶縁被覆層は、ポリテトラフルオロエチレンで構成されること、
   を特徴とする請求項３記載のガス遮断器。
5. 前記絶縁ロッドは、
   前記絶縁ロッドの芯と前記耐熱性の絶縁被覆層との間に、前記耐熱性の絶縁被覆層と比べて熱伝導率の低い層を有すること、
   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。
6. 前記耐熱性の絶縁被覆層は、前記絶縁ロッドの芯に被せられるカバーであること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のガス遮断器。
7. 前記耐熱性の絶縁被覆層は、前記絶縁ロッドの芯にコーティングされてなること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のガス遮断器。
8. 前記第１の接点部と前記絶縁ロッドとの間を繋ぐ連結ロッドを備え、
   前記連結ロッドは、前記第１の接点部の移動距離よりも短い長さを有すること、
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のガス遮断器。
9. 前記吹き付け手段は、
   前記消弧性ガスの蓄圧手段と、
   前記蓄圧手段から放出される前記消弧性ガスを整流して、前記アーク放電に案内する絶縁ノズルと、
   を含むこと、
   を特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のガス遮断器。
10. 前記第２の接点部と接続され、前記操作機構の動力を前記第２の接点部に伝達して前記第２の接点部を駆動させる第２の前記絶縁ロッドを備えること、
    を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のガス遮断器。

Images