JP2017135000A

JP2017135000A - ガス遮断器

Info

Publication number: JP2017135000A
Application number: JP2016013905A
Authority: JP
Inventors: 秀幸小辻; Hideyuki Kotsuji; 将直寺田; Masanao Terada; 廣瀬　誠; Makoto Hirose; 誠廣瀬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP6535610B2

Abstract

【課題】双駆動ガス遮断器の遮断動作時に双駆動機構に加わる衝撃力を緩和させる。【解決手段】ガスタンク（１）内に対向して設けられた駆動側電極及び被駆動側電極を有し、前記駆動側電極に連結された操作器（２２）と、前記被駆動側電極に連結された双駆動機構を有し、前記被駆動側電極は、被駆動側アーク接触子（９）と、被駆動側アーク接触子（９）の外周に設けられた被駆動側主接触子（８）を有し、被駆動側アーク接触子（９）と被駆動側主接触子（８）は集電子（１７）により電気的に接続された状態であり、集電子（１７）の外周を覆って緩衝部材（１８）を設け、被駆動側アーク接触子（９）は集電子（１７）と通電する細径部（１９Ｂ）と、緩衝部材（１８）と接触する太径部（１９Ａ）を有することを特徴とするガス遮断器。【選択図】図１

Description

本発明は電極を互いに反対方向に駆動する双方向駆動機構を適用したガス遮断器に関する。

近年、電力系統の高電圧・大電流化が進んでおり、必要な遮断性能を得るためのガス遮断器の大容量化が進んでいる。高電圧の電力系統で使用されるガス遮断器は、電極間に生じるアークに機械圧縮室で圧縮した高圧ガスを吹付けて電流遮断するパッファ方式のガス遮断器が一般的に用いられている。最近では操作力低減を目的に、アークへの吹き付けガス圧力の形成にアーク熱を利用した熱パッファ方式のガス遮断器も開発されている。また遮断性能向上させることを目的に、従来固定されていた被駆動側の電極を駆動側電極の駆動方向と反対方向に駆動する双方向駆動方式が提案されている。

例えば、特許文献１には、フォーク型レバーによる方式を用いた双駆動機構部での衝撃緩和構造が提案されている。この発明では、フォークの窪み部に駆動側の動きに連動したピンが接触することでフォーク型レバーが回動し、これを開閉軸方向の往復運動に変換することで、被駆動側アーク接触子を駆動側電極の駆動方向と反対方向に駆動するものである。フォークの窪み部からピンが離れた状態では、レバーは位置保持し、被駆動側アーク接触子は静止する。この発明ではピンがフォーク型レバーに接触する際にピンや被駆動側アーク接触子などの双駆動機構に加えられる衝撃力を緩和することを目的にピンやフォーク型レバーの接触部に緩衝部材を設けている。

米国特許出願公開第２０１５／００１４１３１号明細書

特許文献１に記載の発明では、遮断停止時の衝撃を緩和させる緩衝部材を駆動側ピンや被駆動側ピン、フォーク型レバーに設けて双駆動機構への衝撃を緩和させている。そのため双駆動機構全体に対する衝撃力自体は変わっていない。

上記課題を解決するために、本発明のガス遮断器は、ガスタンク（１）内に対向して設けられた駆動側電極及び被駆動側電極を有し、前記駆動側電極に連結された操作器（２２）と、前記被駆動側電極に連結された双駆動機構を有し、前記被駆動側電極は、被駆動側アーク接触子（９）と、被駆動側アーク接触子（９）の外周に設けられた被駆動側主接触子（８）を有し、被駆動側アーク接触子（９）と被駆動側主接触子（８）は集電子（１７）により電気的に接続された状態であり、集電子（１７）の外周を覆って緩衝部材（１８）を設け、被駆動側アーク接触子（９）は集電子（１７）と通電する細径部（１９Ｂ）と、緩衝部材（１８）と接触する太径部（１９Ａ）を有する。

本発明は、双駆動機構の被駆動側ピンやレバーに加わる衝撃力を被駆動側アーク接触子太径部とフィンガー形状の緩衝部材Ａの摺動時に発生する摩擦抵抗により、ガス遮断器の遮断動作から急停止時に発生する衝撃力を緩和する。

実施例１にかかるガス遮断器の断面図である。実施例１にかかるガス遮断器の投入状態における双駆動機構部の拡大図である。実施例１にかかるガス遮断器の遮断状態における双駆動機構部の拡大図である。実施例１にかかる双駆動機構部における衝撃緩衝構造の説明図である。実施例１の変形例である。緩衝部材Ａ、Ｂの断面図およびＸ方向から見た図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。下記はあくまでも実施の例であり、発明の内容を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明自体は、特許請求の範囲に記載された内容に即した限りにおいて種々の態様で実施することが可能である。

図１に本発明の実施形態におけるガス遮断器の全体構造を示す。

密封されたガスタンク１内に遮断部が配置されており、遮断部の駆動側にはシャフト６が絶縁ロッド（不図示）を介して操作器２２と接続されている。ガスタンク１内にはＳＦ₆ガスが充填されている。

図１において省略しているが、遮断部は絶縁支持物でガスタンク内に配置され、ブッシング等を通じて外部からの引き込み導体と電気的に接続される。本実施例の遮断器は双駆動機構を有する構成となっており、操作器２２に接続される駆動側電極と、双駆動機構部に接続される被駆動側電極により構成される。

駆動側電極は、駆動側アーク接触子２と、その外周を包囲して設けられるノズル７と、ノズル７の外周に設けられる駆動側主接触５と、駆動側アーク接触子２と駆動側主接触５の間に設けられる熱パッファ室３と、熱パッファ室３の操作器側に設けられた機械パッファ室４と、操作器２２の駆動力を被駆動側に伝えるシャフト６とで概略構成される。

被駆動側電極は、被駆動側アーク接触子９と、その外周に同軸状に設けられた被駆動側主接触子８と、被駆動側アーク接触子９と被駆動側主接触子８を通電する被駆動側集電子１７と、被駆動側アーク接触子９を駆動する、ガイド溝カム１６、レバー１４、被駆動側連結ロッド１５等で構成される双駆動機構等で概略構成される。

駆動側と被駆動側はノズル７とレバー１４を介して駆動側連結ロッド１０で連結されており、駆動側連結ロッド１０は駆動側ピン１１でレバー１４と連結されており、レバー１４はレバー固定ピン１２でガイド溝カム１６に固定されており回転自在になっている。レバー１４は被駆動側ピン１３で被駆動側連結ロッド１５と連結されている。

図２はガス遮断器の投入状態を示しており、駆動側主接触子５と被駆動側主接触子８、駆動側アーク接触子２と被駆動側アーク接触子９はそれぞれ電気的に接続されている。遮断器が動作するとシャフト６を介して駆動側は操作器２２により開極方向（紙面左方向）に駆動し、駆動側主接触子５と被駆動側主接触子８、駆動側アーク接触子２と被駆動側アーク接触子９がそれぞれ引き離される。その際、駆動側アーク接触子２と被駆動側アーク接触子９の間にアークが発生する。機械パッファ室４での機械圧縮によるガス吹付けと、熱パッファ室３によるアーク熱を利用して高圧にした吹付けガスを吹付けることにより、アークを消弧することで、電流を遮断する。

このガス遮断器の操作エネルギーを低減するため、従来固定されていた被駆動側アーク接触子９を駆動側アーク接触子２と反対方向に駆動する双方向駆動を設ける。操作器により駆動側が操作器方向に引っ張られるとノズル７に接続された駆動側連結ロッド１０全体も操作器方向に動作する。駆動側連結ロッド１０が動作するとレバー１４がレバー固定ピン１２を中心に回転し、被駆動側ピン１３を介して被駆動側連結ロッド１５と被駆動側アーク接触子９が駆動側と反対方向に動作する。

図３、４を用いて実施例１について説明する。遮断動作時、被駆動側アーク接触子９と被駆動側集電子１７は、被駆動側アーク接触子細径部１９Ｂを介して常に接触通電している。被駆動側アーク接触子太径部１９Ａは通電部品であるため、例えばクロム銅などの金属導体が用いられる。被駆動側アーク接触子太径部１９Ａと接触する緩衝部材Ａ１８は、通電性能が必要ないため、例えば鉄などの金属部材でも樹脂部材でもよい。

本発明では被駆動側集電子１７の外周に、図６に示すようなフィンガー形状の緩衝部材Ａ１８と、被駆動側アーク接触子９に被駆動側アーク接触太径部１９Ａ（図４参照）を設ける。緩衝部材Ａ１８の内径Ｌ２は被駆動側アーク接触太径部１９Ａの外径Ｌ１より小さい寸法である。遮断動作時に図３に示すように被駆動側アーク接触太径部１９Ａが緩衝部材１８に挿入される位置まで到達すると、アーク接触太径部１９Ａが緩衝部材１８を摺動することで摩擦抵抗が生じる。これにより、被駆動側ピン１３やレバー１４、被駆動側連結ロッド１５に加わる衝撃力が緩和される。

被駆動側アーク接触太径部１９Ａは、遮断動作完了時において、被駆動側集電子１７に接触しないようにする。こうすることで、遮断動作開始から停止まで被駆動側集電子１７と被駆動側アーク接触子太径部１９Ａに摩擦抵抗が発生しないため、無理な力がかからず、通電に影響しない。また被駆動側アーク接触子細径部１９Ｂの外径Ｌ３を、緩衝部材Ａ１８の内径Ｌ２より小さくしていれば遮断動作の妨げにならない。

本実施例において被駆動側アーク接触太径部１９Ａと被駆動側アーク接触子細径部１９Ｂの段差部分を滑らかなテーパ構造にすることで緩衝部材Ａ１８に挿入される際の衝撃力を緩和できる。さらにテーパ構造にすることで徐々に摩擦抵抗を大きくすることができ、より滑らかに減速させることができる。

図５は上記の衝撃緩和機構に加え、被駆動側連結ロッド１５の端部に被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０と緩衝部材Ｂ２１を設けたことを特徴とする。緩衝部材Ｂ２１は例えばボルトなどでガイド溝カム１６の端部（紙面右方向）に固定されている。被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０と緩衝部材Ｂ２１には通電性能など必要ないので例えば鉄などの金属部材でも樹脂部材でもよい。

被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０が、図６に示すようなフィンガー形状の緩衝部材Ｂ２１に遮断動作後半から挿入される。図５は本実施例において、緩衝部材Ｂ２１と被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０の遮断状態における位置関係を示している。初期の投入状態から被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０が遮断方向（紙面右方向）に動作を開始すると、被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０が緩衝部材Ｂ２１へ挿入される。挿入後に発生する摩擦抵抗により被駆動側アーク接触子９が減速し、緩やかに停止することで被駆動側ピン１３やレバー１４、被駆動側連結ロッド１５に加わる衝撃力が緩和される。

挿入開始と同時に被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０には摩擦抵抗が働くが、挿入開始を遮断動作停止直前にすれば、遮断動作途中における速度への影響を抑えられる。

また本実施例の説明図５において被駆動側アーク接触子端部側接触部材２０の端部形状をテーパ状にすることで緩衝部材Ｂ２１との衝撃力を緩和できる。さらにテーパ構造にすることで徐々に摩擦抵抗を大きくすることができ、より滑らかに減速させることができる。

本実施例では機械パッファ室及び熱パッファ室を有する遮断器の例を挙げて説明したが、本願発明を、例えば、機械パッファ室のみを有する遮断器に適用することも可能である。

１・・・ガスタンク、２・・・駆動側アーク接触子、３・・・熱パッファ室、４・・・機械パッファ室、５・・・駆動側主接触子、６・・・シャフト、７・・・ノズル、８・・・被駆動側主接触子、９・・・被駆動側アーク接触子、１０・・・駆動側連結ロッド、１１・・・駆動側ピン、１２・・・レバー固定ピン、１３・・・被駆動側ピン、１４・・・レバー、１５・・・被駆動側連結ロッド、１６・・・ガイド溝カム、１７・・・被駆動側集電子、１８・・・緩衝部材Ａ、１９Ａ・・・被駆動側アーク接触子太径部、１９Ｂ・・・被駆動側アーク接触子細径部、２０・・・被駆動側アーク接触子端部側接触部材、２１・・・緩衝部材Ｂ

Claims

ガスタンク内に対向して設けられた駆動側電極及び被駆動側電極を有し、
前記駆動側電極に連結された操作器と、前記被駆動側電極に連結された双駆動機構を有し、
前記被駆動側電極は被駆動側アーク接触子と、前記被駆動側アーク接触子の外周に設けられた被駆動側主接触子を有し、
前記被駆動側アーク接触子と前記被駆動側主接触子は集電子により電気的に接続された状態であり、
前記集電子の外周を覆って設けられた緩衝部材を有し、
前記被駆動側アーク接触子は前記集電子と通電する細径部と、前記緩衝部材と接触する太径部を有するガス遮断器。
請求項１において、
前記被駆動側アーク接触子の太径部は、遮断動作完了時において前記緩衝部材と接しているが、前記集電子とは接していない状態であることを特徴とするガス遮断器。
請求項１において、
さらに、前記被駆動側アーク接触子の遮断部と遠い側の端部に第二の緩衝部材を有し、前記第二の緩衝部材は、前記被駆動側アーク接触子の遮断部と遠い側の端部と摺動することを特徴とするガス遮断器。
請求項２において、
さらに、前記被駆動側アーク接触子の遮断部と遠い側の端部に第二の緩衝部材を有し、前記第二の緩衝部材は、前記被駆動側アーク接触子の遮断部と遠い側の端部と摺動することを特徴とするガス遮断器。