JP2016207605A - 電力用遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁筒によって電位分布を制御することで耐電圧性能を向上させ、電力用遮断器の小型化を達成する。【解決手段】電力用遮断器は、可動接点部２及び対向接点部１を有する。可動接点部２と対向接点部１は、相対して配置され、導体を含んで成る。可動接点部２は、導体からなる可動側支持部４に支持される。対向接点部１は、導体からなる対向側支持部３に支持される。可動側支持部４と対向側支持部３は、可動接点部２と対向接点部１を包囲する絶縁筒５で機械的に繋がれる。この絶縁筒５は、筒壁の厚みが少なくとも１箇所以上の肉厚変化点５１を境に変化し、少なくとも２種類以上の肉厚を有する。【選択図】図２

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電力用遮断器に関する。

現在、高電圧大容量の電力系統では、消弧性ガスによる電力用遮断器が広く使用されている。電力用遮断器は、電力系統における故障電流を速やかに遮断する。電力用遮断器は、遮断過程で接触子を機械的に切り離す。この切り離しによって接触子間にアークが発弧する。電力用遮断器は、より安定的に電流を遮断するための方法として、遮断時に消弧性ガスを接触子間のアークに吹き付けることで消弧する。消弧性ガスにはその優れたアーク消弧性能からＳＦ_６が主に用いられている。

しかしながら、ＳＦ_６ガスは地球温暖化ガスであり、その使用量の削減が求められている。将来的にはＳＦ_６ガスではなく、地球温暖化係数の高くないガスを使用した電力用遮断器とすることが望ましい。現在のところ、ＳＦ_６ガスに匹敵する消弧性能を持つ消弧性ガスは見出されていない。

このため、ＳＦ_６ガスの使用量を減らす観点から、電力用遮断器の大きさを小さくする、特に消弧性ガスを充填した密閉容器の体積を小さくすることが求められている。消弧性ガスを充填する密閉容器を小さくするための技術的課題の一つとしては、耐電圧性能に関わる静電界に対する絶縁設計が挙げられる。これは電力用遮断器の主たる責務である電流遮断ではないが、閉極および開極状態において、雷インパルスや開閉インパルスおよび交流電圧に対して耐電圧性能を有することを機器として求められている。

耐電圧性能に関わる静電界に対する絶縁設計については、基本的には構造物の端部形状の見直しと一定の絶縁距離確保により解決が可能である。そこで、相対する接触子を支持する支持部との間を絶縁筒で継合し、絶縁筒の内部と外部との間の絶縁を図る技術が知られている。

開極時において、極間の電位分布は、絶縁筒の形状や比誘電率により大きく影響を受ける。一般的には絶縁筒は、肉厚が厚く、比誘電率が高い材料を用いる。絶縁筒内の電位分布をバラストするようになることから、極間により均一な電位分布をもたらすことができるためである。

特開昭５４―７３２９８号公報 特開２００８―７５０６９号公報

しかしながら、絶縁筒の比誘電率を決定する材料は入手性やコストで決定され、厚さは電力用遮断器が求められる機械的強度で決定される。すなわち、電位分布の観点から最適な絶縁筒厚さは、必ずしもコストや機械強度の観点から決定される厚さと等しくなるとは限らない。そのため、従来の電力用遮断器は、絶縁筒の電位分布を制御するために、シールドを設けて電界を低下させていた。

本実施形態に係る電力用遮断器は、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、絶縁筒によって電位分布を制御することで耐電圧性能を向上させ、電力用遮断器の小型化を達成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、本実施形態の電力用遮断器は、電流の遮断と投入を切り替える電力用遮断器であって、相対して配置され、導体を含んで成り、相対的に接離可能な可動接点部及び対向接点部と、前記可動接点部と電気的に接触するとともに、前記可動接点部を支持する導体からなる可動側支持部と、前記対向接点部と電気的に接触するとともに、前記対向接点部を支持する導体からなる対向側支持部と、前記可動側支持部と前記対向接点部との間を繋ぐとともに、前記可動接点部と前記対向接点部を包囲する絶縁筒と、を備え、前記絶縁筒は、筒壁の厚みが少なくとも１箇所以上の肉厚変化点を境に変化し、少なくとも２種類以上の肉厚を有すること、を特徴とする。

電力用遮断器の全体構成を示す断面図であって、（ａ）は通常時の閉極（電流通電）状態を示す電力用遮断器の断面図、（ｂ）は開極（電流遮断動作中）の状態を示す電力用遮断器の断面図である。 電力用遮断器の第１の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第２の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第３の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第４の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第５の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第６の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第７の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第８の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の第９の態様に係る絶縁筒の拡大断面図である。 電力用遮断器の等電位線分布を示しており、（ａ）は絶縁筒の周囲を示し、（ｂ）は肉厚変化点周辺を拡大して示している。

（全体構成）
まず、本実施形態に係る電力用遮断器の全体構成について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態の電力用遮断器の全体構成を示す断面図であり、図１（ａ）は、通常時の閉極（電流通電）状態を示し、図１（ｂ）は開極（電流遮断動作中）の状態を示している。

電力用遮断器は、外部から引き込まれる導体７ａと導体７ｂとの間に対向接点部１と可動接点部２を相対させて備える。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。可動接点部２は、対向接点部１と接離する方向に摺動可能に可動側支持部４に嵌め込まれている。導体７ｂは、可動側支持部４と接続する。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。

この電力用遮断器は、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、電流を導通及び遮断する。可動接点部２は、絶縁ロッド８２と接続されており、絶縁ロッド８２はバネ式や油圧式等の動力源である機構部８１に接続されている。可動接点部２は、機構部８１による絶縁ロッド８２の押し引きにより、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。電力用遮断器は、対向接点部１と可動接点部２を収容する密閉容器６を有する。密閉容器６には消弧性ガスが充填されている。また可動接点部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２４が設けられている。パッファ室２４は、容積減少によって消弧性ガスを蓄圧及びアーク９に向けて噴出し、アーク９を電流ゼロ点で消弧する。

消弧性ガスは、消弧性能及び絶縁性能に優れたガスであり、例えば六フッ化硫黄ガス（ＳＦ_６ガス）が挙げられる。但し、ＳＦ_６ガスは、二酸化炭素ガスの２３９００倍の地球温暖化効果を有すると言われており、環境保全の観点から、ＳＦ_６ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを用いるようにしても良い。この地球温暖化係数の小さいガスとしては、空気、二酸化炭素、酸素、窒素またはそれらの混合ガス等が挙げられる。

このような電力用遮断器は、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６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。

まず、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の外周には突出部３１が形成されている。突出部３１は、対向側支持部３の各構造のうち、可動側へ最も突き出た導体部分である。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３２が中心軸に向けて突き出るように固定されている。

可動側支持部４は、内周面に摺動部４１が形成された両端開口の円筒形状の導体である。可動接点部２は、対向側の開口から挿通され、摺動部４１に外周面を接触させて支持される。可動側支持部４の外周には、突出部４２が形成されている。突出部４２は、可動側支持部４の各構造のうち、対向側へ最も突き出た導体部分である。

この可動側支持部４と対向側支持部３は離間配置され、絶縁筒５で継合される。突出部４２、３１は同径であり、絶縁筒５は、突出部４２、３１の一回り内周側で可動側支持部４と対向側支持部３を繋いでいる。絶縁筒５は、可動側支持部４と対向側支持部３との間の空間と密閉容器６の内壁面との間を絶縁し、対向側支持部３と可動側支持部２と共にアーク９を消弧する消弧室を形成する。この絶縁筒５は、ＦＲＰやエポキシ系樹脂製であり、中空円筒形が広く用いられている。ＦＲＰはマンドレルと言われる棒にＦＲＰシートを巻きつけることで円筒形状を構成するのに対し、エポキシ系樹脂では所謂型に注型することで円筒形状を成形する。

対向側支持部３に固定される対向接点部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、可動側の開口縁が内部に膨出している。この対向通電接触子１１は、絶縁筒５の内周側に位置し、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。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３２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。

可動側支持部４に挿通される可動接点部２には、中心軸上に操作ロッド２３がコアとして配置され、該操作ロッド２３を芯とするバウムクーヘン状の空間であるパッファ室２４が操作ロッド２３の一回り外周に配置され、操作ロッド２３の対向側端面に可動アーク接触子２２が延設され、可動アーク接触子２２を包囲するように絶縁ノズル２５がパッファ室２４の対向側端面から対向側に向けて延設され、更に絶縁ノズル２５の一回り外周に可動通電接触子２１がパッファ室２４の対向側端面から対向側に向けて延設される。本実施形態では、対向アーク接触子１２は、先端が対向通電接触子１１よりも若干反対向側へ埋没し、換言すると、対向通電接触子１１が最も可動側へ突き出している。

コアとなる操作ロッド２３は、対向側が開口した中空の筒である。この操作ロッド２３は、反対向側端部が絶縁ロッド８２に繋がっており、絶縁ロッド８２を介して機構部８１に接続されている。操作ロッド２３が機構部８１によって押し引きされることによって、可動接点部２全体が対向接点部１側及び反対方向へ移動する。

操作ロッド２３から延設される可動アーク接触子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。この可動アーク接触子２２は、対向アーク接触子１２との間でアーク９を引き受けるべく、導体としては最も対向側まで延びている。

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２４は、操作ロッド２３と連動するシリンダ２４ａと位置不動のピストン２４ｂから構成されている。シリンダ２４ａ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２４ａ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２４ａ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２４ａ内外を繋ぐ連通口２４ｃが形成されている。

ピストン２４ｂ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４３が延びており、ピストン２４ｂは、このピストン支え４３によって位置が固定されている。ピストン２４ｂは、シリンダ２４ａの有底端面と反対向側へ離れて対面設置される。まず、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。また、ピストン２４ｂの外径はシリンダ２４ａの内径と略一致し、ピストン２４ｂはシリンダ２４ａに嵌め込まれる。

このパッファ室２４は、操作ロッド２３の外周面、シリンダ２４ａの内周面及びピストン２４ｂで画成された空間を有する。シリンダ２４ａ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２４ｂに近づけるように移動し、パッファ室２４の容積を減少させる。パッファ室２４内は蓄圧され、やがて連通口２４ｃ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２５は、シリンダ２４ａの連通口２４ｃ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２５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２５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。

また、シリンダ２４ａの連通口２４ｃの内周りには、可動アーク接触子２２を外側から被覆するように補助ノズル２６が対向側へ筒を延ばすように立設されている。この絶縁ノズル２５によって、パッファ室２４から連通口２４ｃを通して噴出した消弧性ガスが、絶縁ノズル２５と補助ノズル２６との間を通り、可動アーク接触子２２の先端に発弧するアーク９に向けて案内される。

絶縁ノズル２５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２４ａ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。

（絶縁筒の第１の態様）
この電力用遮断器の絶縁筒５について更に詳細に説明する。図２は、第１の態様に係る絶縁筒５の形状を示す拡大図である。この絶縁筒５は、肉厚が一様ではなく、対向接点部１から可動接点部２までの間で肉厚が変化する肉厚変化点５１が設けられ、少なくとも２種以上の肉厚を有する。肉厚変化点５１では、絶縁筒５の外周面又は内周面に段部が形成される。換言すれば、絶縁筒５の外周面は肉厚変化点５１を境に一方が縮径し、絶縁筒５の内周面は肉厚変化点５１を境に一方が拡径する。

第１の態様に係る絶縁筒５は、対向接点部１側に肉厚変化点５１を有し、対向側支持部側３の筒基端から肉厚変化点５１までの肉厚よりも肉厚変化点５１から可動側支持部４側の筒基端までを薄肉化している。すなわち、肉厚変化点５１から対向側の肉厚をＡ、肉厚変化点５１から可動側の肉厚をＢとすると、Ａ＞Ｂである。

この肉厚変化点５１の詳細な形成箇所は次の通りである。まず、可動側に配置される導体の中で最も対向側に突き出た最先端の位置Ｐ１と、対向側に配置される導体の中で最も可動側に突き出た最先端の位置Ｐ２との中心軸方向の長さをＧ１とする。

本実施形態において、可動側に配置される導体は、可動接点部２及び可動側支持部４である。そして、可動接点部２と可動側支持部４のうち、最も対向側へ突き出た最先端は、可動アーク接触子２２の対向側先端である。対向側に配置される導体は、対向接点部１及び対向側支持部３である。最も可動側に突き出た最先端は、対向通電接触子１１の可動側先端である。長さＧ１は、可動アーク接触子２２の先端から対向通電接触子１１の先端の間の長さである。肉厚変化点５１は、この長さＧ１の半分の位置Ｐ３と対向側支持部３のうちの最も可動側へ延びた導体部分との間に設けられる。この導体部分は、本実施形態において突出部３１である。薄肉箇所は、肉厚変化点５１を境にして絶縁筒５の外周側を一段掘り下げて構成される。

この構成によれば、対向接点部１側の等電位線分布は可動側に引き寄せられ、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界が低下する。

（絶縁筒の第２の態様）
図３に示すように、第２の態様では、肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と対向側支持部３のうちの最も可動側へ延びた導体部分である突出部３１との間に設けられる。但し、第１の態様と異なり、薄肉箇所を肉厚変化点５１を境にして絶縁筒５の内周側から外周側へ一段掘り下げて構成し、換言すると内周面を拡径し、これにより対向側を薄肉化し、可動側を肉厚にしている点である。この構成によっても、対向接点部１側の等電位線分布は可動側に引き寄せられ、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第３の態様）
図４に示すように、第３の態様では、肉厚変化点５１を接近させて２箇所に設けてある。２点の肉厚変化点５１は第１の態様と同じ位置Ｐ３と対向側支持部３の突出部３１との間である。この絶縁筒５は、対向接点部１側の第１の肉厚変化点５１を境に対向接点部１側が絶縁筒５の内周側から一段掘り下げられて薄肉化されている。また、この絶縁筒５は、可動接点部２側の第２の肉厚変化点５１を境に可動接点部２側が絶縁筒５の外周側から一段掘り下げられて薄肉化されている。２点の肉厚変化点５１の間は相対的に肉厚である。

この構成によっても、対向接点部１側の等電位線分布は可動側に引き寄せられ、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。また、第１の肉厚変化点５１と第２の肉厚変化点５１の位置を選定することで、電界値はより大きく低減される。

尚、絶縁筒５は、対向接点部１側の第１の肉厚変化点５１を境に対向接点部１側が絶縁筒の外周側から一段掘り下げられて薄肉化され、可動接点部２側の第２の肉厚変化点５１を境に可動接点部２側が絶縁筒５の内周側から一段掘り下げられて薄肉化されるようにしてもよい。

（絶縁筒の第４の態様）
図５に示すように、第４の態様では、第１の態様と肉厚変化点５１の設定箇所が異なっている。肉厚変化点５１は、可動アーク接触子２２の先端から対向通電接触子１１の先端の間の長さＧ１の半分の位置Ｐ３と可動側支持部４のうちの最も対向側へ延びた導体部分である突出部４２との間に設けられる。そして、薄肉箇所は、肉厚変化点５１を境にして対向接点部１側を外周側から一段掘り下げて構成される。

この構成では、対向接点部１側の等電位線分布は対向側に引き寄せられ、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第５の態様）
図６に示すように、肉厚変化点５１の設定箇所を第４の態様と同じにし、薄肉箇所を肉厚変化点５１を境にして絶縁筒５の内周側から一段掘り下げて構成し、可動側を薄肉化し、対向側を肉厚にしても、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第６の態様）
図７に示すように、可動アーク接触子２２の先端から対向通電接触子１１の先端の間の長さＧ１の半分の位置Ｐ３と可動側支持部４の最も対向側よりにある導体部分である突出部４２との間に、肉厚変化点５１を接近させて２箇所に設けるにしてもよい。この構成によっても、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第７の態様）
図８に示すように、第７の態様では、２箇所に肉厚変化点５１が設けられる。第１の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と対向側支持部３のうちの最も可動側にある導体部分である突出部３１との間に設けられる。第２の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と可動側支持部４のうちの最も対向側にある導体部分である突出部４２との間に設けられる。肉薄箇所は、第１の肉厚変化点５１と第２の肉厚変化点５１との間を絶縁筒５の外周側から一段掘り下げて構成する。

すなわち、対向側支持部３から可動側支持部４にかけて、絶縁筒５は、第１の肉厚変化点５１まで肉厚で、第１の肉厚変化点５１から第２の肉厚変化点５１まで外周が掘り下げられた薄肉箇所となり、第２の肉厚変化点５１から可動側支持部４まで肉厚である。この構成によっても、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第８の態様）
図９に示すように、第８の態様では、４箇所に肉厚変化点５１が設けられる。肉厚変化点５１は、２つずつが接近して設けられ、各組の形成箇所は、位置Ｐ３を境に分かれる。第１の肉厚変化点５１及び第２の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と対向側支持部３の突出部３１との間に設けられる。第３の肉厚変化点５１と第４の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と可動側支持部４の突出部４２との間に設けられる。

この絶縁筒５は、対向接点部１側の第１の肉厚変化点５１を境に対向接点部１側が絶縁筒５の内周側から一段掘り下げられて薄肉化されている。また、この絶縁筒５は、可動接点部２側の第２の肉厚変化点５１を境に、対向接点部１よりの第３の肉厚変化点５１にかけて、可動接点部２側が絶縁筒５の外周側から一段掘り下げられて薄肉化されている。更に、可動接点部２よりの第４の肉厚変化点５１を境に可動接点部２側が絶縁筒５の内周側から一段掘り下げられて薄肉化されている。第１の肉厚変化点５１と第２の肉厚変化点５１との間、及び第３の肉厚変化点５１と第４の肉厚変化点５１との間は肉厚が厚い。

この構成によっても、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（絶縁筒の第９の態様）
図１０に示すように、第９の態様では、２箇所に肉厚変化点５１が設けられる。第１の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と対向側支持部３の突出部３１との間に設けられる。第２の肉厚変化点５１は、位置Ｐ３と可動側支持部４の突出部４２との間に設けられる。肉薄箇所は、第１の肉厚変化点５１と第２の肉厚変化点５１との間を絶縁筒の外周側から肉厚が連続的に減少するように構成される。

この絶縁筒５は、対向側支持部３から可動側支持部４にかけて、第１の肉厚変化点５１まで一様な肉厚で、第１の肉厚変化点５１から第２の肉厚変化点５１まで外周側から肉厚が連続的に減少し、第２の肉厚変化点５１から可動側支持部４まで薄肉のまま一様となる。この構成によっても、等電位線の間隔が広くなり、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極所望箇所に対して電界を低下させることができる。

（作用効果）
図１１は、絶縁筒５の第１の態様を代表して、電力用遮断器の等電位線分布を示しており、（ａ）は絶縁筒５の周囲を示し、（ｂ）は肉厚変化点５１周辺を拡大して示している。図１１に示すように対向接点部１側の等電位線分布は、従来の等電位線（点線）と比べて、肉厚変化点５１付近で可動側に引き寄せられ、等電位線（実線）の間隔が広くなっていることがわかる。すなわち、単位長さ当たりの電位差が小さくなることから、消弧室内の電極各所に対して電界が低下することとなる。

すなわち、この絶縁筒５は、肉厚変化点５１付近で、薄肉化の位置に応じて対向側又は可動側へ等電位線を引き寄せ、等電位線の間隔を拡げており、この等電位線拡大領域の電界を低下させる。従って、肉厚変化点５１の位置及び薄肉化の位置を変えることで、電力用遮断器の消弧室の空間及び絶縁物沿面の電界を制御することができるようになる。

これにより、電界設計において局所的に電界が高くなりやすい箇所の電界を低減することができるようになることから、電力用遮断器の対向接点部１と可動接点部２との間の距離を狭めることができ、更に小径化が可能となるから、電力用遮断器をコンパクト化できる。これによって、地球温暖化ガスである六フッ化硫黄ガスＳＦ_６の使用量削減に貢献できる。

以上のように、本実施形態の電力用遮断器では、入手性、コスト、機械的強度等の他の考慮すべき要素により選択される絶縁筒の材料や厚さの観点ではなく、絶縁筒の形状という観点で耐電圧性能を向上させるものであり、実効的に電力用遮断器をコンパクト化し、ＳＦ_６ガスの使用量削減に貢献できる。

（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９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。

例えば、第１乃至第９の実施形態では、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。

また、第１乃至第９の実施形態では、機構部８１による機械的作用による蓄圧空間を有する電力用遮断器を示したが、本発明には、機械的作用の蓄圧空間と熱エネルギー作用による蓄圧空間を有する電力用遮断器に対しても適用可能である。

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
２４ パッファ室
２４ａ シリンダ
２４ｂ ピストン
２４ｃ 連通口
２５ 絶縁ノズル
２６ 補助ノズル
３ 対向側支持部
３１ 突出部
３２ 支持板
４ 可動側支持部
４１ 摺動部
４２ 突出部
４３ ピストン支え
５ 絶縁筒
５１ 肉厚変化点
６ 密閉容器
７ａ 導体
７ｂ 導体
８１ 機構部
８２ 絶縁ロッド
９ アーク

Claims (16)

1. 電流の遮断と投入を切り替える電力用遮断器であって、
   相対して配置され、導体を含んで成り、相対的に接離可能な可動接点部及び対向接点部と、
   前記可動接点部と電気的に接触するとともに、前記可動接点部を支持する導体からなる可動側支持部と、
   前記対向接点部と電気的に接触するとともに、前記対向接点部を支持する導体からなる対向側支持部と、
   前記可動側支持部と前記対向側支持部との間を繋ぐとともに、前記可動接点部と前記対向接点部を包囲する絶縁筒と、
   を備え、
   前記絶縁筒は、筒壁の厚みが少なくとも１箇所以上の肉厚変化点を境に変化し、少なくとも２種類以上の肉厚を有すること、
   を特徴とする電力用遮断器。
2. 前記絶縁筒は、
   前記可動接点部のうちの最も対向接点部よりに位置する導体部分と、前記対向接点部のうちの最も可動接点部よりに位置する導体部分との間の半分の距離の位置を基準位置としたとき、当該基準位置と前記対向側支持部側の基端との間に、前記肉厚変化点を有すること、
   を特徴とする請求項１記載の電力用遮断器。
3. 前記絶縁筒は、
   前記肉厚変化点を境にして、外周側の径が軸方向位置に対して異なること、
   を特徴とする請求項２記載の電力用遮断器。
4. 前記絶縁筒は、
   前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側の肉厚が厚く、前記可動側支持部側の肉厚が薄いこと、
   を特徴とする請求項３記載の電力用遮断器。
5. 前記絶縁筒は、
   前記肉厚変化点を境にして、内周側の径が軸方向位置に対して異なること、
   を特徴とする請求項２記載の電力用遮断器。
6. 前記絶縁筒は、
   前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側の肉厚が薄く、前記可動側支持部側の肉厚が厚いこと、
   を特徴とする請求項５記載の電力用遮断器。
7. 前記絶縁筒は、
   前記肉厚変化点を境にして、外周側及び内周側の両方の径が軸方向位置に対して異なること、
   を特徴とする請求項２記載の電力用遮断器。
8. 前記絶縁筒は、
   ２点の前記肉厚変化点を有し、
   前記対向側支持部よりの前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側が内周を拡径させて薄肉となり、
   前記可動側支持部側よりの前記肉厚変化点を境にして、前記可動側支持部側が外周を縮径させて薄肉となること、
   を特徴とする請求項７記載の電力用遮断器。
9. 前記絶縁筒は、
   前記可動接点部の最も対向接点部よりに位置する導体と、前記対向接点部の最も可動接点部よりに位置する導体との間の半分の距離と位置を基準位置としたとき、当該基準位置と前記可動側支持部側の基端との間に、前記肉厚変化点を有すること、
   を特徴とする請求項１記載の電力用遮断器。
10. 前記絶縁筒は、
    前記肉厚変化点を境にして、外周側の径が軸方向位置に対して異なること、
    を特徴とする請求項９記載の電力用遮断器。
11. 前記絶縁筒は、
    前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側の肉厚が薄く、前記可動側支持部側の肉厚が厚いこと、
    を特徴とする請求項１０記載の電力用遮断器。
12. 前記絶縁筒は、
    前記肉厚変化点を境にして、内周側の径が軸方向位置に対して異なること、
    を特徴とする請求項９記載の電力用遮断器。
13. 前記絶縁筒は、
    前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側の肉厚が厚く、前記可動側支持部側の肉厚が薄いこと、
    を特徴とする請求項１２記載の電力用遮断器。
14. 前記絶縁筒は、
    ２点の前記肉厚変化点を有し、
    前記２点の肉厚変化点を境にして、外周側及び内周側の両方の径が軸方向位置に対して異なること、
    を特徴とする請求項９記載の電力用遮断器。
15. 前記絶縁筒は、
    前記対向側支持部よりの前記肉厚変化点を境にして、前記対向側支持部側が内周を拡径させて薄肉となり、
    前記可動側支持部側よりの前記肉厚変化点を境にして、前記可動側支持部側が外周を縮径させて薄肉となること、
    を特徴とする請求項１４記載の電力用遮断器。
16. 前記絶縁筒は、
    前記可動接点部のうちの最も対向接点部よりに位置する導体部分と、前記対向接点部のうちの最も可動接点部よりに位置する導体部分との間の半分の距離の位置を第１の基準位置としたとき、
    前記基準位置と前記対向側支持部側の基端との間の肉厚と、前記基準位置と前記可動側支持部側の基端との間の肉厚とが相違すること、
    を特徴とする請求項１記載の電力用遮断器。

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