JP2017073944A - ガス絶縁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価にアークを消弧できるガス絶縁装置を提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係るガス絶縁装置は、導電性の通電部と、収容部と、絶縁性の反応部とを備える。前記収容部は、間隔を介して前記通電部を囲む導電性の壁と、前記通電部を前記壁から離間した位置に支持する絶縁性の支持部と、を有し、前記通電部及び絶縁性の第１のガスを収容する。前記反応部は、前記収容部の内部において前記通電部又は前記壁に塗布され、加熱されることにより第２のガスを発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ガス絶縁装置に関する。

ガス絶縁装置は、例えば、絶縁ガスが封入された金属製のタンクと、当該タンクに収容され、高電圧が印加される高電圧部とを有する。絶縁ガスは、前記タンクと前記高電圧部との間を絶縁し、タンクの内部でアークが発生することを抑制する。

特開２００５−３４０５８２号公報

タンクと高電圧部との間に絶縁ガスが存在しても、タンクの内部でアークが発生する可能性がある。

一つの実施の形態に係るガス絶縁装置は、導電性の通電部と、収容部と、絶縁性の反応部とを備える。前記収容部は、間隔を介して前記通電部を囲む導電性の壁と、前記通電部を前記壁から離間した位置に支持する絶縁性の支持部と、を有し、前記通電部及び絶縁性の第１のガスを収容する。前記反応部は、前記収容部の内部において前記通電部又は前記壁に塗布され、加熱されることにより第２のガスを発生させる。

図１は、第１の実施形態に係るガス絶縁開閉装置を概略的に示す正面図である。 図２は、第１の実施形態の接続母線を示す断面図である。 図３は、第１の実施形態のアークが発生した接続母線を示す断面図である。

以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。

図１は、第１の実施形態に係るガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ：Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）１０を概略的に示す正面図である。ガス絶縁開閉装置１０は、ガス絶縁装置の一例であり、例えば、電気機器とも称され得る。なお、ガス絶縁装置はガス絶縁開閉装置１０に限らず、ガス絶縁母線（ＧＩＢ：Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｂｕｓｂａｒ）のような他の装置であっても良い。

図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１０は、主母線１１，１２と、ブッシング１３とを備えているとともに、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）ガスが充填された接地容器内に、断路器１４，１５と、遮断器１６と、変流器１７と、接続母線１８とを収容した開閉設備として構成される。遮断器１６は、例えば、電流を遮断する際に、開閉器のアーク放電している電極間に高絶縁性を有する六フッ化硫黄ガスを吹き付けることで、放電を消滅させる。

図２は、第１の実施形態の接続母線１８を示す断面図である。なお、以下に説明する構成は、接続母線１８に限らず、主母線１１，１２のようなガス絶縁開閉装置１０の他の部分に適用されても良い。

図２に示すように、接続母線１８は、複数の高電圧導体２１と、接続容器２２とを有する。高電圧導体２１は、通電部の一例であり、例えば、導体とも称され得る。接続容器２２は、収容部の一例であり、例えば、タンクとも称され得る。

各図に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、接続母線１８の長さに沿う。Ｙ軸は、接続母線１８の幅に沿う。Ｚ軸は、接続母線１８の高さに沿う。

高電圧導体２１は、例えば、Ｘ軸に沿う方向に延びる導電性の部材である。Ｘ軸に沿う方向は、延び方向の一例である。高電圧導体２１は、通電用の部材であり、高い電圧が印加される。高電圧導体２１はそれぞれ、凸型接続導体３１と、凹型接続導体３２と、ガイド３４と、留め輪３５とを有する。

凸型接続導体３１は、第１の部材の一例であり、例えば、導体又は延部とも称され得る。凹型接続導体３２は、第２の部材の一例であり、例えば、導体又は端部とも称され得る。ガイド３４は、反応部の一例である。

凸型接続導体３１は、金属のような導体によって作られ、導電性を有する。凸型接続導体３１は、延部４１と、凸部４２とを有する。延部４１は、Ｘ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成される。凸部４２は、延部４１のＸ軸に沿う方向における端部から突出する円柱状の部分である。なお、延部４１及び凸部４２は、他の形状に形成されても良い。凸部４２の直径は、延部４１の直径よりも短い。

延部４１は、Ｘ軸に沿う方向に延びる高電圧導体２１の中心軸（以下、中心軸と称する）の径方向に向く外周面４１ａと、Ｘ軸に沿う方向に向く端面４１ｂとを有する。外周面４１ａは、第１の周面の一例である。凸部４２も、中心軸の径方向に向く外周面４２ａと、Ｘ軸に沿う方向に向く端面４２ｂとを有する。外周面４２ａは、第１の面の一例である。凸部４２は、延部４１の端面４１ｂから突出する。

凹型接続導体３２は、金属のような導体によって作られ、導電性を有する。凹型接続導体３２は、周壁４５と、端壁４６とを有する。周壁４５は、Ｘ軸に沿う方向に延びる円筒状に形成される。端壁４６は、Ｘ軸に沿う方向における周壁４５の一方の端部を塞ぐ。

周壁４５は、中心軸の径方向外側に向く外周面４５ａと、中心軸の径方向内側に向く内周面４５ｂとを有する。内周面４５ｂは、第２の面の一例である。端壁４６は、Ｘ軸に沿う方向に向く外面４６ａと、外面４６ａの反対側に位置する内面４６ｂとを有する。

凹型接続導体３２の内部に、凸型接続導体３１の凸部４２の一部が収容される。凸部４２の外周面４２ａは、中心軸の径方向に間隔を介して周壁４５の内周面４５ｂに対向する。凸部４２の端面４２ｂは、Ｘ軸に沿う方向に間隔を介して端壁４６の内面４６ｂに対向する。

凹型接続導体３２は、複数の接続部４９をさらに有する。接続部４９は、周壁４５及び端壁４６と別個に形成される。複数の接続部４９は、金属のような導体によって作られ、導電性を有する。

複数の接続部４９は、周壁４５の内周面４５ｂと、凸型接続導体３１の凸部４２の外周面４２ａとの間に介在する。複数の接続部４９は、中心軸の周方向に配置される。接続部４９は、周壁４５の内周面４５ｂに取り付けられるとともに、例えばバネによって、凸部４２の外周面４２ａに押し付けられる。これにより、凸型接続導体３１と凹型接続導体３２とが、互いに接触し電気的に接続する。

凹型接続導体３２の複数の接続部４９が、凸型接続導体３１の凸部４２に接触する。しかし、接続部４９が凸部４２の外周面４２ａに接触するため、凸型接続導体３１は、Ｘ軸に沿う方向に移動可能である。

ガイド３４は、例えば、消弧剤が混合された合成樹脂によって作られ、絶縁性を有する。本実施形態における消弧剤は、例えば、炭酸水素ナトリウムである。なお、消弧剤は、他の材料であっても良い。

消弧剤である炭酸水素ナトリウムは、２７０℃以上の温度に加熱されることにより、吸熱反応を生じる。当該吸熱反応の熱化学方程式は、以下のように表される。
２ＮａＨＣＯ_３→Ｎａ_２ＣＯ_３＋ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ−３０ｋｃａｌ/ｍｏｌ

上記の熱化学方程式によって示されるように、消弧剤である炭酸水素ナトリウムは、加熱されることにより二酸化炭素（ＣＯ_２）を発生させる吸熱反応を生じる。二酸化炭素は、第２のガスの一例である。なお、第２のガスはこれに限らない。

合成樹脂によって作られたガイド３４は、金属によって作られた凸型接続導体３１よりも軟らかい。同じく、ガイド３４は、金属によって作られた凹型接続導体３２よりも軟らかい。

ガイド３４は、例えば、円環状に形成される。ガイド３４の外径は、凹型接続導体３２の周壁４５の内径よりも僅かに小さい。ガイド３４の内径は、凸型接続導体３１の凸部４２の外径よりも僅かに小さい。ガイド３４は、中心軸の径方向において、凸部４２の外周面４２ａと、周壁４５の内周面４５ｂとの間に介在する。ガイド３４によって、凸型接続導体３１の中心軸と凹型接続導体３２の中心軸とが実質的に一致させられる。

留め輪３５は、凹型接続導体３２の周壁４５の内周面４５ｂに固定される。ガイド３４は、中心軸の軸方向において、凹型接続導体３２の接続部４９と、留め輪３５との間に位置する。留め輪３５は、ガイド３４が凹型接続導体３２の内部から外れることを抑制する。

接続容器２２は、複数のタンク５１と、複数のスペーサ５２とを有する。スペーサ５２は、支持部の一例である。図２は、複数のスペーサ５２のうち一つのスペーサ５２のみを示す。

タンク５１は、金属のような導体によって作られ、導電性を有する。タンク５１は、高電圧導体２１と六フッ化硫黄ガスＧ１とを収容し、接地電位に設定される。六フッ化硫黄ガスＧ１は、第１のガスの一例であり、絶縁性を有する。なお、第１のガスは他のガスであっても良い。タンク５１は、壁５５と、フランジ５６とを有する。

壁５５は、Ｘ軸に沿う方向に延びる円筒状に形成される。壁５５は、例えば、曲げ加工又は引き抜き加工によって作られる。壁５５の中心軸は、タンク５１に収容された高電圧導体２１の中心軸と実質的に一致する。壁５５は、中心軸の径方向に間隔を介して高電圧導体２１を囲む。

壁５５は、外面５５ａと内面５５ｂとを有する。外面５５ａは、中心軸の径方向外側に向く。内面５５ｂは、外面５５ａの反対側に位置し、中心軸の径方向内側に向く。このため、内面５５ｂは、タンク５１に収容された高電圧導体２１に向く。

高電圧導体２１の外面２１ａは、壁５５の内面５５ｂに向く。詳しく述べると、凸型接続導体３１の延部４１の外周面４１ａと、凸部４２の外周面４２ａとは、壁５５の内面５５ｂに向く。さらに、凹型接続導体３２の周壁４５の外周面４５ａは、壁５５の内面５５ｂに向く。延部４１の外周面４１ａと、周壁４５の外周面４５ａとは、高電圧導体２１の外面２１ａの少なくとも一部を形成する。

フランジ５６は、壁５５の外面５５ａに、例えば溶接によって取り付けられる。フランジ５６は、壁５５のＸ軸に沿う方向における端部に位置する。フランジ５６は、壁５５の外面５５ａから、中心軸の径方向に延びる。

スペーサ５２は、タンク５１のＸ軸に沿う方向における端部を塞ぐとともに、高電圧導体２１を支持するための部材である。言い換えると、スペーサ５２は、タンク５１の内部の六フッ化硫黄ガスＧ１を隔離するとともに、高電圧導体２１を支持する。スペーサ５２は、導電部６１と、絶縁部６２とを有する。

導電部６１は、金属のような導体によって作られ、導電性を有する。導電部６１は、例えば、実質的に円盤状に形成される。導電部６１は、実質的に中心軸上に配置され、中心軸の径方向において壁５５から離間する。

導電部６１の一方の面に、一つの高電圧導体２１の凹型接続導体３２の、端壁４６の外面４６ａが接触する。一方、導電部６１の他方の面に、他の高電圧導体２１の凹型接続導体３２の、端壁４６の外面４６ａが接触する。このため、導電部６１は、一つの高電圧導体２１と他の高電圧導体２１との間に介在し、二つの高電圧導体２１を電気的に接続する。

絶縁部６２は、合成樹脂のような絶縁体によって作られ、絶縁性を有する。絶縁部６２は、導電部６１に対して中心軸の径方向外側に位置し、導電部６１を囲む。絶縁部６２は、例えば注型によって、導電部６１と一体に形成される。絶縁部６２は、Ｘ軸に沿う方向（例えば図２の左方向）に向かうに従って直径が小さくなる略円錐台の筒状に形成される。

中心軸の径方向における絶縁部６２の外側の端部は、中心軸の径方向に延びる。絶縁部６２の当該端部は、タンク５１のフランジ５６に、例えば、ボルト６５によって固定される。ボルト６５は、タンク５１にスペーサ５２を固定するとともに、二つのタンク５１を互いに固定する。

絶縁部６２は、導電部６１を、壁５５から離間した位置に支持する。さらに、絶縁部６２は、当該導電部６１に接触する凹型接続導体３２を、壁５５から離間した位置に支持する。絶縁部６２は、壁５５と導電部６１との間を絶縁し、さらに壁５５と高電圧導体２１との間を絶縁する。

上記のように、スペーサ５２は、凹型接続導体３２を支持することで、高電圧導体２１を、壁５５から離間した位置に支持する。スペーサ５２はこれに限らず、例えば、凸型接続導体３１と壁５５との間に介在することで、高電圧導体２１を、壁５５から離間した位置に支持しても良い。

タンク５１は、トラップ７１をさらに有する。トラップ７１は、例えば、壁５５に取り付けられた実質的に四角形の箱状に形成される。なお、トラップ７１は他の形状に形成されても良い。トラップ７１は、例えば溶接によって、壁５５に取り付けられる。

トラップ７１は、開口部７１ａを有する。開口部７１ａは、壁５５から、タンク５１の内部に開口する。これにより、トラップ７１は、壁５５の内面５５ｂに開口する凹部７２を形成する。

凹部７２は、タンク５１の下方の端部において、壁５５の内面５５ｂに設けられる。凹部７２は、Ｘ軸に沿う方向において、スペーサ５２の近傍に位置する。なお、凹部７２は他の位置に設けられても良い。

トラップ７１は、ケース７５を有する。ケース７５は、例えば、パンチングメタルによって作られた箱である。ケース７５は、例えば、凹部７２にネジによって固定される。ケース７５の内部は、ケース７５に形成された複数の孔を介して、タンク５１の内部に接続される。

中心軸の径方向において、ケース７５の高さは、凹部７２の深さよりも低い。このため、ケース７５は、凹部７２に収容され、壁５５の内面５５ｂから突出しない。なお、ケース７５の寸法はこれに限らない。

接続母線１８は、吸着剤７７と、消弧剤７８と、袋７９とをさらに有する。消弧剤７８は、反応部の一例であり、例えば、粉体とも称され得る。袋７９は、封入部材の一例であり、例えば、収容部材とも称され得る。

吸着剤７７と、消弧剤７８と、袋７９とは、凹部７２に収容されたケース７５に収容される。このため、吸着剤７７と、消弧剤７８と、袋７９とは、凹部７２に配置される。なお、吸着剤７７と、消弧剤７８と、袋７９とは、例えば、凹部７２の内部であって、ケース７５の外に配置されても良い。

吸着剤７７は、例えば、袋に封入されたゼオライトである。吸着剤７７は、タンク５１の内部の水分を除去する。消弧剤７８は、ガイド３４に混合された消弧剤と同じく、例えば、炭酸水素ナトリウムである。消弧剤７８は、粉末状に形成されるが、他の状態に形成されても良い。袋７９は、例えば、紙又は合成樹脂のフィルムによって作られる。消弧剤７８は、袋７９に収容される。

接続母線１８は、第１の塗装部８１と、第２の塗装部８２と、第３の塗装部８３と、を有する。第１乃至第３の塗装部８１〜８３は、反応部の一例であり、例えば、覆部とも称され得る。第１乃至第３の塗装部８１〜８３はそれぞれ、例えば、消弧剤が混合された絶縁性の塗料によって作られる。なお、第１乃至第３の塗装部８１〜８３はこれに限らない。

第１の塗装部８１は、壁５５の内面５５ｂに塗布される。言い換えると、第１の塗装部８１は、タンク５１の内部において、壁５５に塗布される。第１の塗装部８１は、壁５５の内面５５ｂに付着し、内面５５ｂを覆う。

第２及び第３の塗装部８２，８３は、高電圧導体２１の外面２１ａに塗布される。言い換えると、第２及び第３の塗装部８２，８３は、タンク５１の内部において、高電圧導体２１に塗布される。第２及び第３の塗装部８２，８３は、高電圧導体２１の外面２１ａに付着し、外面２１ａを覆う。

詳しく述べると、第２の塗装部８２は、凸型接続導体３１の延部４１の外周面４１ａに塗布され、外周面４１ａを覆う。第３の塗装部８３は、凹型接続導体３２の周壁４５の外周面４５ａに塗布され、外周面４５ａを覆う。なお、第２の塗装部８２は、延部４１の端面４１ｂと、凸部４２の外周面４２ａの一部にさらに塗布されても良い。

図３は、第１の実施形態のアークＡｃが発生した接続母線１８を示す断面図である。図３に示すように、上記の接続母線１８の内部において、アークＡｃが発生する可能性がある。なお、アークＡｃの発生は、タンク５１に収容された六フッ化硫黄ガスＧ１によって抑制されている。

アークＡｃは、例えば、高電圧導体２１とタンク５１の壁５５との間で発生する。例えば、壁５５の内面５５ｂ上に異物Ｄが存在することがある。異物Ｄに電界が集中することで、壁５５の異物Ｄが存在する位置と、高電圧導体２１との間で、アークＡｃが発生する。なお、アークＡｃが発生する位置及び理由はこれに限らない。

アークＡｃは、例えば、電磁力によりスペーサ５２の近傍で滞留することがある。アークＡｃは、近傍の温度を例えば数千℃まで上昇させる。なお、アークＡｃは、当該アークＡｃの近傍に限らず、タンク５１の内部の温度を上昇させる。

アークＡｃにより、ガイド３４、第１の塗装部８１、第２の塗装部８２、及び第３の塗装部８３に含まれる消弧剤が加熱される。これにより、ガイド３４、第１の塗装部８１、第２の塗装部８２、及び第３の塗装部８３の消弧剤が吸熱反応を生じ、図３に矢印で示すガスＧ２を発生させる。本実施形態のガスＧ２は、吸熱反応によって生じる二酸化炭素であり、第２のガスの一例である。

さらに、アークＡｃにより、ケース７５の内部も加熱される。このため、袋７９が破損し、消弧剤７８が露出される。消弧剤７８は、アークＡｃにより加熱されることで吸熱反応を生じ、ガスＧ２を発生させる。

以上のように、アークＡｃによって加熱された消弧剤が、吸熱反応を生じる。アークＡｃの熱が吸熱反応により吸収されることで、アークＡｃが消弧しやすくなる。そして、地絡電流又は短絡電流が流れると、遮断器１６で回路が遮断され、放電が終結する。

アークＡｃが発生していない通常の状態において、接続容器２２の内部は、定格電流が流される高電圧導体２１により、例えば約１００℃に加熱される。消弧剤は、このような通常時の温度では吸熱反応を生じず、所定の温度まで加熱されることで吸熱反応を生じる。

第１の実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１０において、絶縁性の第１乃至第３の塗装部８１〜８３が、接続容器２２の内部において、導電性の高電圧導体２１、又は接続容器２２の導電性の壁５５に塗布される。第１乃至第３の塗装部８１〜８３に含まれる消弧剤は、加熱されることによりガスＧ２を発生させる。例えば、高電圧導体２１と壁５５との間でアークＡｃが発生した場合、当該アークＡｃによって加熱された第１乃至第３の塗装部８１〜８３がガスＧ２を発生させる化学反応（吸熱反応）を生じる。これにより、アークＡｃが消弧しやすくなり、接続容器２２の損傷が抑制される。加熱されることによりガスＧ２を発生させる消弧剤として、例えば、炭酸水素ナトリウムが利用可能である。このような消弧剤により、例えば、壁５５の厚さを増大させることよりも安価にアークＡｃが消弧され、接続容器２２の損傷が抑制される。さらに、第１乃至第３の塗装部８１〜８３が塗布によって高電圧導体２１又は壁５５に設けられることで、消弧剤を容易に接続容器２２の内部に設けることが可能である。

第１乃至第３の塗装部８１〜８３、ガイド３４、及び消弧剤７８は、加熱されることによりガスＧ２を発生させる吸熱反応を生じる。すなわち、高電圧導体２１と壁５５との間でアークＡｃが発生した場合、当該アークＡｃによって加熱された第１乃至第３の塗装部８１〜８３、ガイド３４、及び消弧剤７８がガスＧ２を発生させる吸熱反応を生じる。当該吸熱反応により、アークＡｃの近傍が冷却されることで、アークＡｃが消弧されやすくなり、接続容器２２の損傷が抑制される。

壁５５の内面５５ｂ上に、異物Ｄが存在することがある。異物Ｄが帯電すると、当該異物Ｄが例えば高電圧導体２１に印加される電圧によって生じるクーロン力により接続容器２２の内部を移動する。異物Ｄがスペーサ５２に到達すると、アークＡｃが発生する可能性がある。一方、本実施形態では、絶縁性の第１の塗装部８１が壁５５の内面５５ｂに塗布される。これにより、壁５５から異物Ｄへ電荷が移動し当該異物Ｄが帯電することが抑制される。従って、帯電した異物Ｄが接続容器２２の内部を移動することが抑制される。異物Ｄの移動が抑制されることで、アークＡｃの発生が抑制されるとともに絶縁破壊が防止される。このことにより、接続容器２２の損傷が抑制される。なお、異物Ｄが移動したとしても、当該異物Ｄはトラップ７１によって回収される。このように、トラップ７１により、アークＡｃの発生が抑制される。

第２及び第３の塗装部８２，８３が高電圧導体２１の外面２１ａに塗布される。これにより、電圧が印加された高電圧導体２１から電子が放出することが抑制されて、絶縁破壊強度が向上する。高電圧導体２１からの電子の放出が抑制されることで、電子が壁５５に到達することによるアークＡｃの発生が抑制される。さらに、第２及び第３の塗装部８２，８３が塗布されることにより高電圧導体２１の輻射率が増大する。このため、例えば高電圧導体２１と六フッ化硫黄ガスＧ１との間の熱交換が容易となり、高電圧導体２１が冷却されやすくなる。

第２の塗装部８２が高電圧導体２１の凸型接続導体３１の延部４１の外周面４１ａに塗布される。これにより、電圧が印加された高電圧導体２１の凸型接続導体３１から電子が放出することが抑制されて、絶縁破壊強度が向上する。高電圧導体２１からの電子の放出が抑制されることで、電子が壁５５に到達することによるアークＡｃの発生が抑制される。さらに、第２の塗装部８２が塗布されることにより凸型接続導体３１の輻射率が増大する。このため、例えば凸型接続導体３１と六フッ化硫黄ガスＧ１との間の熱交換が容易となり、凸型接続導体３１が冷却されやすくなる。

第３の塗装部８３が高電圧導体２１の凹型接続導体３２の周壁４５の外周面４５ａに塗布される。これにより、電圧が印加された高電圧導体２１の凹型接続導体３２から電子が放出することが抑制されて、絶縁破壊強度が向上する。高電圧導体２１からの電子の放出が抑制されることで、電子が壁５５に到達することによるアークＡｃの発生が抑制される。さらに、第３の塗装部８３が塗布されることにより凹型接続導体３２の輻射率が増大する。このため、例えば凹型接続導体３２と六フッ化硫黄ガスＧ１との間の熱交換が容易となり、凹型接続導体３２が冷却されやすくなる。

加熱されることによりガスＧ２を発生させる消弧剤７８が、壁５５の内面５５ｂに設けられた凹部７２に配置される。これにより、高電圧導体２１と壁５５との間でアークＡｃが発生した場合、当該アークＡｃによって加熱された消弧剤７８がガスＧ２を発生させる化学反応を生じる。これにより、アークＡｃが消弧し、接続容器２２の損傷が抑制される。さらに、消弧剤７８が凹部７２に配置されることで、より多量の消弧剤７８を接続容器２２の内部に配置しやすい。

消弧剤７８は、粉末状であり、凹部７２に配置される袋７９に収容される。これにより、例えば消弧剤７８を樹脂と混合するような加工をすることなく、消弧剤７８を接続容器２２の内部に容易に配置できる。また、粉末である消弧剤７８が接続容器２２の内部で移動することが抑制される。

加熱されることによるガスＧ２を発生させる絶縁性のガイド３４が、凸型接続導体３１の凸部４２の外周面４２ａと、凹型接続導体３２の周壁４５の内周面４５ｂとの間に介在する。これにより、接続容器２２の内部でアークＡｃが発生した場合、当該アークＡｃによって加熱されたガイド３４がガスＧ２を発生させる化学反応を生じる。これにより、アークＡｃが消弧し、接続容器２２の損傷が抑制される。さらに、ガイド３４は、凸型接続導体３１及び凹型接続導体３２よりも軟らかい。このため、凸型接続導体３１及び凹型接続導体３２が互いに接触することにより異物Ｄが発生し、当該異物ＤによりアークＡｃが発生することが抑制される。

消弧剤は、定格電流が流される高電圧導体２１によって加熱される温度では吸熱反応を生じず、アークＡｃによって加熱される所定の温度まで加熱されることで吸熱反応を生じる。これにより、消弧剤の不要な吸熱反応を生じることが抑制され、ガス絶縁開閉装置１０の信頼性の低下が抑制される。

以下に、第２の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。

第２の実施形態のガス絶縁開閉装置１０の形状は、第１の実施形態のガス絶縁開閉装置１０の形状と実質的に同一である。第２の実施形態のガイド３４、第１の塗装部８１、第２の塗装部８２、及び第３の塗装部８３に含まれる消弧剤と、消弧剤７８とは、第１の実施形態の消弧剤と異なる。

第２の実施形態の消弧剤は、例えば、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙ Ｔｅｔｒａ Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）である。なお、消弧剤は、他の高分子材料のような、他の材料であっても良い。消弧剤であるＰＴＦＥは、例えば、５００℃以上の温度に加熱されることにより軟化する。ＰＴＦＥはさらに加熱されることにより、分解し、昇華（ガス化）する。言い換えると、ＰＴＦＥは、加熱されることにより、ガス化したＰＴＦＥを発生させる昇華を起こす。ガス化したＰＴＦＥは、第２のガスの一例である。

図３に示すように、アークＡｃが発生すると、アークＡｃは、近傍の温度を例えば数千℃まで上昇させる。なお、アークＡｃは、当該アークＡｃの近傍に限らず、タンク５１の内部の温度を上昇させる。

アークＡｃにより、ガイド３４、第１の塗装部８１、第２の塗装部８２、及び第３の塗装部８３に含まれる消弧剤が加熱される。これにより、ガイド３４、第１の塗装部８１、第２の塗装部８２、及び第３の塗装部８３の消弧剤が昇華を起こし、図３に矢印で示すガスＧ２を発生させる。本実施形態のガスは、ガス化したＰＴＦＥであり、第２のガスの一例である。

さらに、アークＡｃにより、ケース７５の内部も加熱される。このため、袋７９が破損し、消弧剤７８が露出される。消弧剤７８は、アークＡｃにより加熱されることで昇華を起こし、ガスＧ２を発生させる。

以上のように、アークＡｃによって加熱された消弧剤が、昇華を起こす。ガスＧ２が発生することにより、アークＡｃの近傍の圧力が上昇する。これにより、アークＡｃが移動することで細くなり、抵抗が増大することで、アークＡｃが消弧しやすくなる。そして、地絡電流又は短絡電流が流れると、遮断器１６で回路が遮断され、放電が終結する。

アークＡｃが発生していない通常の状態において、接続容器２２の内部は、定格電流が流される高電圧導体２１により、例えば約１００℃に加熱される。消弧剤は、このような通常時の温度では昇華を起こさず、所定の温度まで加熱されることで昇華を起こす。

第２の実施形態のガス絶縁開閉装置１０において、第１乃至第３の塗装部８１〜８３、ガイド３４、及び消弧剤７８は、加熱されることによりガスＧ２を発生させる昇華を起こす。すなわち、高電圧導体２１と壁５５との間でアークＡｃが発生した場合、当該アークＡｃによって加熱された第１乃至第３の塗装部８１〜８３、ガイド３４、及び消弧剤７８がガスＧ２を発生させる昇華を起こす。当該昇華によりアークＡｃ近傍の圧力が増大し、アークＡｃが移動することで細くなり、抵抗が増大する。これにより、アークＡｃが消弧され、接続容器２２の損傷が抑制される。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、加熱されることにより第２のガスを発生させる絶縁性の反応部が、収容部の内部において通電部又は壁に塗布される。これにより、安価にアークが消弧される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施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。

１０…ガス絶縁開閉装置、２１…高電圧導体、２１ａ…外面、２２…接続容器、３１…凸型接続導体、３２…凹型接続導体、３４…ガイド、４１…延部、４１ａ…外周面、４２…凸部、４２ａ…外周面、４５…周壁、４５ｂ…内周面、５１…タンク、５２…スペーサ、５５…壁、５５ｂ…内面、６２…絶縁部、７２…凹部、７８…消弧剤、７９…袋、８１…第１の塗装部、８２…第２の塗装部、８３…第３の塗装部、Ｇ１…六フッ化硫黄ガス、Ｇ２…ガス、Ａｃ…アーク。

Claims (12)

1. 導電性の通電部と、
   間隔を介して前記通電部を囲む導電性の壁と、前記通電部を前記壁から離間した位置に支持する絶縁性の支持部と、を有し、前記通電部及び絶縁性の第１のガスを収容する収容部と、
   前記収容部の内部において前記通電部又は前記壁に塗布され、加熱されることにより第２のガスを発生させる絶縁性の反応部と、
   を具備するガス絶縁装置。
2. 前記反応部は、加熱されることにより前記第２のガスを発生させる吸熱反応を生じる、請求項１のガス絶縁装置。
3. 前記反応部は、加熱されることにより前記第２のガスを発生させる昇華を起こす、請求項１のガス絶縁装置。
4. 前記壁は、前記通電部に向く内面を有し、
   前記反応部は、前記内面に塗布される、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一つのガス絶縁装置。
5. 前記通電部は、前記壁に向く外面を有し、
   前記反応部は、前記外面に塗布される、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一つのガス絶縁装置。
6. 前記通電部は、延び方向に延びる導電性の第１の部材と、前記支持部に支持されるとともに前記延び方向に移動可能に前記第１の部材に接触する導電性の第２の部材と、を有し、
   前記第１の部材は、前記壁に向く第１の周面を有し、
   前記反応部は、前記第１の周面に塗布される、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一つのガス絶縁装置。
7. 前記通電部は、延び方向に延びる導電性の第１の部材と、前記支持部に支持されるとともに前記延び方向に移動可能に前記第１の部材に接触する導電性の第２の部材と、を有し、
   前記第２の部材は、前記壁に向く第２の周面を有し、
   前記反応部は、前記第２の周面に塗布される、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一つのガス絶縁装置。
8. 導電性の通電部と、
   間隔を介して前記通電部を囲む導電性の壁と、前記壁に設けられ前記通電部に向くとともに凹部が設けられた内面と、前記通電部を前記壁から離間した位置に支持する絶縁性の支持部と、を有し、前記通電部及び絶縁性の第１のガスを収容する収容部と、
   前記凹部に配置され、加熱されることにより第２のガスを発生させる絶縁性の反応部と、
   を具備するガス絶縁装置。
9. 前記凹部に配置される封入部材をさらに具備し、
   前記反応部は、粉末状であり、前記封入部材に収容される、
   請求項８のガス絶縁装置。
10. 前記反応部は、加熱されることにより前記第２のガスを発生させる吸熱反応を生じる、請求項８又は請求項９のガス絶縁装置。
11. 前記反応部は、加熱されることにより前記第２のガスを発生させる昇華を起こす、請求項８又は請求項９のガス絶縁装置。
12. 延び方向に延びるとともに第１の面を有する導電性の第１の部材と、間隔を介して前記第１の面に対向する第２の面を有するとともに前記延び方向に移動可能に前記第１の部材に接触する導電性の第２の部材と、を有する通電部と、
    間隔を介して前記通電部を囲む導電性の壁と、前記第２の部材を支持して前記通電部を前記壁から離間した位置に支持する絶縁性の支持部と、を有し、前記通電部及び絶縁性の第１のガスを収容する収容部と、
    前記第１の面と前記第２の面との間に介在し、加熱されることにより第２のガスを発生させ、前記第１の部材より軟らかく、前記第２の部材より軟らかい、絶縁性の反応部と、
    を具備するガス絶縁装置。

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