JP2021099926A - Gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス遮断器に関する。 The present invention relates to a gas circuit breaker.
一般的に、高電圧の電力系統に使用するガス遮断器には、消弧ガスの圧力上昇を使用し、圧力上昇した消弧ガスを電極間に発生するアークに吹き付けることにより、電流を遮断するパッファ形ガス遮断器が使用される。 Generally, a gas circuit breaker used in a high-voltage power system uses a pressure rise of an arc-extinguishing gas, and cuts off the current by blowing the pressure-increased arc-extinguishing gas onto an arc generated between electrodes. A puffer type gas circuit breaker is used.
パッファ形ガス遮断器には、アークが発生する電極の外側に、アークの閉じ込めるため、絶縁材料で形成されるノズルが設置される。そして、ノズルは、消弧ガスの流れを制御する。ノズルは、流路面積が最小となるスロート部により、消弧ガスの圧力を維持し、スロート部よりも下流側の末広の主テーパ部により、消弧ガスの流れを加速し、消弧ガスの排気を促進する。 In the puffer type gas circuit breaker, a nozzle made of an insulating material is installed on the outside of the electrode where the arc is generated in order to confine the arc. The nozzle then controls the flow of the extinguishing gas. The nozzle maintains the pressure of the extinguishing gas by the throat part that minimizes the flow path area, and accelerates the flow of the arc extinguishing gas by the divergent main taper part on the downstream side of the throat part. Promote exhaust.
こうした本技術分野の背景技術として、ＥＰ１９１６６８４Ａ１（特許文献１）がある。特許文献１には、第一スロート部と、第一スロート部の下流側に、第一スロート部よりも流路面積が大きい第二スロート部と、を有するガス遮断器が記載されている。これにより、このガス遮断器は、超音速流に伴うガスの密度の低下を抑制する。
EP1916684A1 (Patent Document 1) is a background technique in this technical field.
特許文献１には、第一スロート部と、第一スロート部の下流側に、第一スロート部よりも流路面積が大きい第二スロート部と、を有するガス遮断器が記載されている。
しかし、特許文献１には、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成し、ガスの加速効果が向上するガス遮断器は記載されていない。
However,
そこで、本発明は、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成し、ガスの加速効果が向上するガス遮断器を提供する。 Therefore, the present invention provides a gas circuit breaker that accelerates the gas flow from the upstream side to form a supersonic flow and improves the gas acceleration effect.
上記した課題を解決するため、本発明のガス遮断器は、駆動アーク電極と、対向アーク電極と、対向アーク電極の周囲に流通するガスの流れを制御するノズルと、有し、ノズルは、流路面積が最小となるスロート部と、スロート部よりも下流側に設置される主テーパ部と、スロート部と主テーパ部との間に、主テーパ部よりも角度が小さい上流側テーパ部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the gas breaker of the present invention has a drive arc electrode, a counter arc electrode, and a nozzle for controlling the flow of gas flowing around the counter arc electrode, and the nozzle is a flow. A throat portion that minimizes the road area, a main taper portion that is installed on the downstream side of the throat portion, and an upstream taper portion that has a smaller angle than the main taper portion between the throat portion and the main taper portion. It is characterized by having.
本発明によれば、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成し、ガスの加速効果が向上するガス遮断器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gas circuit breaker that accelerates the gas flow, forms a supersonic flow, and improves the gas acceleration effect from the upstream side.
なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。 Issues, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the explanation of the examples below.
以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, substantially the same or similar configurations are designated by the same reference numerals, and when the explanations are duplicated, the explanations may be omitted.
本実施例に記載するガス遮断器は、機械的圧縮室及び熱膨張室を有するパッファ形ガス遮断器である。つまり、本実施例に記載するガス遮断器は、電流を遮断する際に、機械的な圧縮作用及びアークの熱による加熱昇圧作用を使用するパッファ形ガス遮断器である。 The gas circuit breaker described in this embodiment is a puffer type gas circuit breaker having a mechanical compression chamber and a thermal expansion chamber. That is, the gas circuit breaker described in this embodiment is a puffer type gas circuit breaker that uses a mechanical compression action and a heating and pressurizing action by the heat of the arc when breaking the current.
なお、本実施例に記載する技術は、機械的圧縮室のみを有するパッファ形ガス遮断器にも使用することができる。 The technique described in this embodiment can also be used for a puffer type gas circuit breaker having only a mechanical compression chamber.
まず、本実施例に記載するガス遮断器の投入（閉極）状態を説明する。 First, the on (closed) state of the gas circuit breaker described in this embodiment will be described.
図１は、本実施例に記載するガス遮断器の投入状態を説明する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a state in which the gas circuit breaker described in this embodiment is charged.
本実施例に記載するガス遮断器は、密封タンク１の内部に、駆動電極と対向電極とが同軸状に対向して設置される。駆動電極は、駆動主電極２と駆動アーク電極４とを有し、対向電極は、対向主電極３と対向アーク電極５を有する。
In the gas circuit breaker described in this embodiment, the drive electrode and the counter electrode are coaxially installed inside the sealed
ガス遮断器の投入状態では、つまり、電力系統の回路構成時には、駆動電極と対向電極とが接触し、駆動側ターミナル導体６と対向側ターミナル導体７とが電気的に接続される。 In the state where the gas circuit breaker is turned on, that is, when the circuit of the power system is configured, the drive electrode and the counter electrode are in contact with each other, and the drive side terminal conductor 6 and the opposite side terminal conductor 7 are electrically connected.
また、ガス遮断器は、密封タンク１に隣接して、操作器８が設置される。操作器８には、駆動電極と対向電極とを開極し、又は、駆動電極と対向電極とを閉極するため、リンク機構９が設置される。リンク機構９には、絶縁ロッド１０を介して、シャフト１１が接続される。
Further, as for the gas circuit breaker, the actuator 8 is installed adjacent to the sealed
シャフト１１の先端には、駆動アーク電極４が設置される。シャフト１１と駆動アーク電極４とは、機械的圧縮室１２及び熱膨張室１３を貫通して設置される。熱膨張室１３の先端には、駆動主電極２とノズル１４とが設置される。
A drive arc electrode 4 is installed at the tip of the
駆動主電極２とノズル１４とは、熱膨張室ベース部材１５を介して、シャフト１１に接続する。そして、駆動主電極２とノズル１４とは、熱膨張室ベース部材１５と共に、シャフト１１の外側を摺動（移動）する。
The drive
そして、駆動側ターミナル導体６に電気的に接続される部分と密封タンク１とを絶縁し、駆動側ターミナル導体６に電気的に接続される部分を支持するために、駆動側絶縁柱１６が設置され、対向側ターミナル導体７に電気的に接続される部分と密封タンク１とを絶縁し、対向側ターミナル導体７に電気的に接続される部分を支持するために、対向側絶縁柱１７が設置される。
Then, a drive-side insulating column 16 is installed to insulate the portion electrically connected to the drive-side terminal conductor 6 from the sealed
次に、本実施例に記載するガス遮断器の遮断（開極）状態を説明する。 Next, the shutoff (opening) state of the gas breaker described in this embodiment will be described.
図２は、本実施例に記載するガス遮断器の遮断状態を説明する説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a shutoff state of the gas breaker described in this embodiment.
ガス遮断器の遮断状態では、つまり、電流（例えば、落雷などによる短絡電流）を遮断する際には、駆動電極と対向電極とを引き離す。つまり、操作器８を駆動し、シャフト１１を介して、駆動主電極２と対向主電極３とを引き離し、駆動アーク電極４と対向アーク電極５とを引き離す。
In the cut-off state of the gas circuit breaker, that is, when the current (for example, a short-circuit current due to a lightning strike or the like) is cut off, the drive electrode and the counter electrode are separated. That is, the actuator 8 is driven, the drive
この際、駆動アーク電極４と対向アーク電極５との電極間にアークが発生する。アークの熱により、熱膨張室１３にガス流Ａが形成され、機械的な圧縮作用により、機械的圧縮室１２からガス流Ｂが形成される。
At this time, an arc is generated between the drive arc electrode 4 and the
ガス流Ａとガス流Ｂとの重畳により、熱膨張室１３の圧力が形成される。ガス流Ａによる圧力上昇が、ガス流Ｂによる圧力上昇に、打ち勝つほどのアークのエネルギーが発生した場合には、機械的圧縮室１２と熱膨張室１３との間に設置される逆止弁１８が閉じ、ガス流Ａのみで、熱膨張室１３の圧力が形成される。
The pressure in the
また、機械的圧縮室１２に放圧弁１９が設置され、ガス流Ｃを形成し、機械的圧縮室１２の圧力が上昇しすぎないようにする。
Further, a
熱膨張室１３で形成された圧力により、ガス流Ｄをアークに吹き付ける。アークは、導電性があるため、温度を下げる必要があり、ガス流Ｅで駆動側に高温のガスを排気し、ガス流Ｆで対向側に高温のガスを排気する。
The gas flow D is blown into the arc by the pressure formed in the
駆動側は、シャフト１１に形成されるシャフト排気穴２０からガス流Ｇを形成し、駆動側排気導体２１に形成される駆動側排気導体穴２２からガス流Ｈを形成し、密封タンク１に放出する。
On the drive side, a gas flow G is formed from the
対向側は、対向アーク電極５を固定する対向アーク電極固定台２３の間からガス流Ｉを形成し、対向側排気導体２４に形成される対向側排気導体穴２５からガス流Ｊを形成し、密封タンク１に放出する。
On the opposite side, a gas flow I is formed between the opposite arc
これら一連のガス流によりアークを消滅（アーク消滅）させ、アークが消滅した後に、駆動アーク電極４と対向アーク電極５との電極間に発生する過渡回復電圧に耐えること（アーク消滅後の耐電圧確保）により、電流の遮断が完了する。 The arc is extinguished (arc extinguished) by these series of gas flows, and after the arc is extinguished, it must withstand the transient recovery voltage generated between the drive arc electrode 4 and the counter arc electrode 5 (withstand voltage after the arc extinguishes). (Securing) completes the current cutoff.
なお、全ての電流の位相において電流の遮断ができるように、アーク時間幅が決定されている。アーク時間幅とは、最短アーク時間から最長アーク時間までの範囲である。最短アーク時間は、電流の遮断ができる限界の時間であり、開極開始から、アーク消滅までの時間である。最長アーク時間は、開極開始から、アーク消滅までの時間であって、最短アーク時間に、商用周波数のおよそ半サイクルを加えた時間である。つまり、最短アーク時間から最長アーク時間までの範囲で、電流の遮断ができなければならない。 The arc time width is determined so that the current can be cut off in all the phases of the current. The arc time width is the range from the shortest arc time to the longest arc time. The shortest arc time is the time limit at which the current can be cut off, and is the time from the start of opening the pole to the extinction of the arc. The longest arc time is the time from the start of opening to the extinction of the arc, which is the time obtained by adding about half a cycle of the commercial frequency to the shortest arc time. That is, the current must be able to be cut off in the range from the shortest arc time to the longest arc time.
次に、本実施例に記載するガス遮断器のノズル１４の形状を説明する。
Next, the shape of the
図３は、本実施例に記載するガス遮断器のノズル１４の形状を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the shape of the
アーク消滅とアーク消滅後の耐電圧確保とには、圧力形成とガス排気とが必要である。このため、ノズル１４は、圧力形成とガス排気との機能を有する。
Pressure formation and gas exhaust are required to eliminate the arc and secure the withstand voltage after the arc disappears. Therefore, the
なお、ノズル１４は、アークが発生する対向アーク電極５の外側に、アークの閉じ込めるように、絶縁材料で形成され、前記対向アーク電極５の周囲に流通するガスの流れ（ガス流Ｆ）を制御する。
The
そして、ノズル１４は、ガス流Ｆの上流部分に、流路面積が最小となるスロート部２６を設置し、このスロート部２６により、ガスの圧力を維持（圧力形成）する。
Then, the
更に、ノズル１４は、ガス流Ｆの下流部分に、スロート部２６よりも下流側に設置され、末広（スロート部２６よりも大きな角度で形成）の主テーパ部２７を設置し、この主テーパ部２７により、ガスの流れを加速し、超音速流を形成し、ガスの排気を促進（ガス排気）する。
Further, the
なお、角度とは、ノズル１４の移動方向（軸方向）とテーパの形成方向との間の角度である。
The angle is an angle between the moving direction (axial direction) of the
また、効率的にガスの排気を促進するためには、超音速流を広い範囲で維持することが必要である。 Further, in order to promote gas exhaust efficiently, it is necessary to maintain the supersonic flow in a wide range.
なお、スロート部２６では、ガス流Ｆ１は、チョークし、音速流となり、主テーパ部２７では、ガス流Ｆ２は、加速し、超音速流となる。
In the
本実施例に記載するガス遮断器のノズル１４は、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置する。上流側テーパ部２８は、主テーパ部２７よりも小さな角度で形成され、スロート部２６よりも大きな角度で形成される。上流側テーパ部２８は、ガスの圧力を維持しつつ、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成する。そして、上流側テーパ部２８は、ガス流Ｆ３を形成する。
The
つまり、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置する場合は、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置しない場合に比較して、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成することができ、ガスの加速効果が向上する。そして、短時間でガス排気することができる。
That is, when the
更に、主テーパ部２７と上流側テーパ部２８との変化点（接続点）における角度の変化が、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置する場合は、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置しない場合に比較して、緩やかになる。
Further, when the change in angle at the change point (connection point) between the
これにより、上流側テーパ部２８の出口のガス流Ｆ４は、主テーパ部２７に近づくため、主テーパ部２７と上流側テーパ部２８との変化点（接続点）付近に形成されるガスの流れの剥離領域３０が縮小し、剥離領域３０に滞留する高温のガスが減少する。そして、剥離領域３０が絶縁破壊の起点となる可能性を抑制することができる。
As a result, the gas flow F4 at the outlet of the
更に、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を設置することにより、高温のガスが閉じ込められることがなく、ガスの温度が下がりやすい。
Further, by installing the
また、本実施例に記載するガス遮断器のノズル１４は、主テーパ部２７の出口に下流側テーパ部２９を設置する。下流側テーパ部２９は、主テーパ部２７よりも大きな角度で形成される。下流側テーパ部２９は、ガスの排気量を増加し、ガスの排気を促進する。そして、下流側テーパ部２９は、ガス流Ｆ５を形成する。
Further, in the
ノズル１４の出口手前では、十分に高いガスの圧力を維持した状態であるため、ガスの流れの剥離領域が形成されることはない。このため、ノズル１４の出口手前では、流路面積が大きいほど、ガスの排気量が増加する。
In front of the outlet of the
つまり、主テーパ部２７の出口に下流側テーパ部２９を設置する場合は、主テーパ部２７の出口に下流側テーパ部２９を設置しない場合に比較して、ノズル１４の出口手前における流路面積が大きくなり、ガスの排気量が増加し、ガスの排気を促進することができ、ガスの排気効果が向上する。
That is, when the downstream tapered
また、上流側テーパ部２８や下流側テーパ部２９を、以下のように設置することにより、ガスの加速効果及びガスの排気効果を、更に、発揮することができる。
Further, by installing the upstream side tapered
ここで、図３には、最短アーク時間と最長アーク時間とにおける、ノズル１４を基準にした対向アーク電極５の位置を、最短アーク時間位置３１と最長アーク時間位置３２として示す。
Here, FIG. 3 shows the positions of the opposing
そして、対向アーク電極５の位置が、最短アーク時間位置３１から最長アーク時間位置３２までの範囲全てで、電流の遮断をする必要がある。
Then, it is necessary to cut off the current in the entire range from the shortest arc time position 31 to the longest arc time position 32 at the position of the
つまり、最短アーク時間位置３１は、対向アーク電極５が、ノズル１４に対して相対的に、最短アーク時間に到達する位置であり、最長アーク時間位置３２は、対向アーク電極５が、ノズル１４に対して相対的に、最長アーク時間に到達する位置である。
That is, the shortest arc time position 31 is the position where the
最短アーク時間位置３１と最長アーク時間位置３２とは、ノズル１４と対向アーク電極５との相対位置で決定される。
The shortest arc time position 31 and the longest arc time position 32 are determined by the relative positions of the
一方、主テーパ部２７と上流側テーパ部２８との変化点（接続点）付近では、剥離領域３０が形成される。このため、ノズル１４の内表面の局所的な剥離領域３０に、高温のガスが滞留する。この高温のガスが滞留する領域（剥離領域３０）が、対向アーク電極５の近くに存在すると、対向アーク電極５の周囲は高電界であることから、絶縁破壊の起点となる可能性がある。
On the other hand, a peeling region 30 is formed in the vicinity of the change point (connection point) between the
なお、主テーパ部２７と下流側テーパ部２９との変化点（接続点）付近でも、同様に、絶縁破壊の起点となる可能性がある。
Similarly, there is a possibility that the dielectric breakdown may start in the vicinity of the change point (connection point) between the
そこで、主テーパ部２７と上流側テーパ部２８との変化点（接続点）を、対向アーク電極５の最短アーク時間位置３１の範囲から外し、主テーパ部２７と下流側テーパ部２９との変化点（接続点）を、対向アーク電極５の最長アーク時間位置３２の範囲から外すことが好ましい。これにより、剥離領域３０が絶縁破壊の起点となる可能性を抑制することができる。
Therefore, the change point (connection point) between the
また、スロート部２６の入口から上流側テーパ部２８と主テーパ部２７との接続点（変化点）までの距離をＬ１とし、スロート部２６の入口から対向アーク電極５の最短アーク時間位置３１までの距離をＬ２とする。
Further, the distance from the inlet of the
この場合、Ｌ１＜Ｌ２であることが好ましい。つまり、スロート部２６の入口から上流側テーパ部２８と主テーパ部２７との接続点（変化点）までの距離Ｌ１よりも、スロート部２６の入口から対向アーク電極５の最短アーク時間位置３１までの距離Ｌ２が、長いことが好ましい。
In this case, it is preferable that L1 <L2. That is, rather than the distance L1 from the inlet of the
これにより、剥離領域３０が絶縁破壊の起点となる可能性を抑制することができる。 As a result, the possibility that the peeled region 30 becomes the starting point of dielectric breakdown can be suppressed.
また、スロート部２６の入口から対向アーク電極５の最長アーク時間位置３２までの距離をＬ３とし、スロート部２６の入口から下流側テーパ部２９と主テーパ部２７との接続点（変化点）までの距離をＬ４とする。
Further, the distance from the inlet of the
この場合、Ｌ４＞Ｌ３であることが好ましい。つまり、スロート部２６の入口から下流側テーパ部２９と主テーパ部２７との接続点（変化点）までの距離Ｌ４よりも、スロート部２６の入口から対向アーク電極５の最長アーク時間位置３２までの距離Ｌ３が、短いことが好ましい。
In this case, it is preferable that L4> L3. That is, rather than the distance L4 from the inlet of the
これにより、剥離領域３０が絶縁破壊の起点となる可能性を抑制することができる。 As a result, the possibility that the peeled region 30 becomes the starting point of dielectric breakdown can be suppressed.
つまり、本実施例では、対向アーク電極５の最短アーク時間位置３１と対向アーク電極５の最長アーク時間位置３２とを、主テーパ部２７に設置する。
That is, in this embodiment, the shortest arc time position 31 of the
このように、本実施例に記載するガス遮断器は、駆動アーク電極４と、対向アーク電極５と、対向アーク電極５の周囲に流通するガスの流れを制御するノズル１４と、有し、ノズル１４は、流路面積が最小となるスロート部２６と、スロート部２６よりも下流側に設置される主テーパ部２７と、スロート部２６と主テーパ部２７との間に、主テーパ部２７よりも角度が小さい上流側テーパ部２８と、を有する。
As described above, the gas breaker described in this embodiment has a drive arc electrode 4, a
つまり、ノズル１４は、上流側から、スロート部２６、上流側テーパ部２８、主テーパ部２７の順番に、徐々に外側に広がる。
That is, the
これにより、更に上流側から、ガスの流れを加速し、超音速流を形成し、ガスの加速効果を向上させることができる。 As a result, the gas flow can be accelerated from the upstream side to form a supersonic flow, and the gas acceleration effect can be improved.
また、本実施例に記載するガス遮断器は、主テーパ部２７の出口に、主テーパ部２７よりも角度が大きい下流側テーパ部２９を有する。
Further, the gas circuit breaker described in this embodiment has a downstream tapered
つまり、ノズル１４は、上流側から、スロート部２６、上流側テーパ部２８、主テーパ部２７、下流側テーパ部２９の順番に、徐々に外側に広がる。
That is, the
これにより、ガスの排気量が増加し、ガスの排気を促進する。 This increases the amount of gas exhaust and promotes gas exhaust.
なお、本実施例では、上流側テーパ部２８及び下流側テーパ部２９は、直線的に形成されるが、曲面的に形成されてもよい。
In this embodiment, the upstream side tapered
最後に、主テーパ部２７、上流側テーパ部２８、下流側テーパ部２９のテーパの角度や接続点（変化点）の位置を決定する設計法を簡単に説明する。
Finally, a design method for determining the taper angle of the
ノズル１４の内部（対向アーク電極５の周囲）は、過渡的で非一様な高温のガス流の場となる。このため、テーパの角度や接続点（変化点）の位置を決定するためには、流体解析（ＣＦＤ：Computational Fluid Dynamics）であるガス流解析により、流れ様相を把握し、パラメータサーベイの目標、つまり、性能指標（ガスの圧力やガスの温度）を明確にする必要がある。 The inside of the nozzle 14 (around the opposed arc electrode 5) becomes a transient and non-uniform high temperature gas flow field. Therefore, in order to determine the taper angle and the position of the connection point (change point), the flow aspect is grasped by gas flow analysis, which is computational fluid dynamics (CFD), and the target of the parameter survey, that is, , It is necessary to clarify the performance index (gas pressure and gas temperature).
特に、アーク消滅後の耐電圧確保に関しては、駆動アーク電極４と対向アーク電極５との電極間の空間全てにおいて、絶縁耐力を把握し、テーパの角度や接続点（変化点）の位置を決定する必要がある。
In particular, regarding securing the withstand voltage after the arc disappears, the dielectric strength is grasped in the entire space between the drive arc electrode 4 and the
そこで、ガス流の条件に対応した臨界電界と、駆動アーク電極４と対向アーク電極５との電極間に発生する過渡回復電圧による発生電界と、の比を算出し、その空間積分により、耐電圧性能を評価し、テーパの角度や接続点（変化点）の位置を決定する。なお、臨界電界とは、ガス流の場の各箇所における電離係数と電子付着係数とが等しくなる電界値である。
Therefore, the ratio of the critical electric field corresponding to the gas flow condition and the electric field generated by the transient recovery voltage generated between the drive arc electrode 4 and the
本実施例における設計法の手順は、以下のとおりである。 The procedure of the design method in this embodiment is as follows.
（１）ノズル１４の寸法形状（テーパの角度や接続点（変化点）の位置）を仮決めする。なお、仮決めされたノズル１４の寸法形状は、スロート部２６と主テーパ部２７との間に上流側テーパ部２８を有し、主テーパ部２７の出口に下流側テーパ部２９を有する。
(1) Temporarily determine the dimensional shape (taper angle and connection point (change point) position) of the
（２）ガス流解析を実行し、臨界電界分布を求める。 (2) Execute gas flow analysis to obtain the critical electric field distribution.
（３）電界解析を実行し、発生電界分布を求める。 (3) Execute electric field analysis to obtain the generated electric field distribution.
（４）臨界電界分布と発生電界分布とから同一箇所における両者の比（臨界電界／発生電界、及び、発生電界／臨界電界）を算出し、これらを駆動アーク電極４と対向アーク電極５との電極間の空間で積分する。
(4) The ratio (critical electric field / generated electric field and generated electric field / critical electric field) of the two at the same location is calculated from the critical electric field distribution and the generated electric field distribution, and these are used for the drive arc electrode 4 and the
（５）あらかじめ経験的に設定される臨界電界／発生電界におけるしきい値、及び、あらかじめ経験的に設定される発生電界／臨界電界におけるしきい値に基づいて、仮決めされたノズル１４の寸法形状について、積分された臨界電界／発生電界が、臨界電界／発生電界におけるしきい値よりも大きく、積分された発生電界／臨界電界が、発生電界／臨界電界におけるしきい値よりも小さいとの条件に合致するか否を判断する。なお、この条件に合致するノズル１４の寸法形状は、経験的に耐電圧性能があり、アーク消滅後の耐電圧確保可能である。
(5) Dimensions of the
（６）仮決めされたノズル１４の寸法形状が、この条件に合致する場合は、仮決めされたノズル１４の寸法形状が、候補の一つとなる。
(6) When the tentatively determined dimensional shape of the
（７）仮決めされたノズル１４の寸法形状が、この条件に合致しない場合は、（１）から（５）までを繰り返し、この条件に合致するノズル１４の寸法形状を探索する。
(7) If the tentatively determined dimensional shape of the
（８）また、仮決めされたノズル１４の寸法形状が、この条件に合致する場合であっても、（１）から（５）までを繰り返し、更によい条件（更に大きく、更に小さい）に合致するノズル１４の寸法形状を探索することもできる。
(8) Further, even if the tentatively determined dimensional shape of the
このように、統一的なマクロ指標を使用することにより、複雑なガス流の場を制御するノズル１４を設計することができる。
In this way, by using a unified macro index, it is possible to design a
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been specifically described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations.
１・・・密封タンク
２・・・駆動主電極
３・・・対向主電極
４・・・駆動アーク電極
５・・・対向アーク電極
６・・・駆動側ターミナル導体
７・・・対向側ターミナル導体
８・・・操作器
９・・・リンク機構
１０・・・絶縁ロッド
１１・・・シャフト
１２・・・機械的圧縮室
１３・・・熱膨張室
１４・・・ノズル
１５・・・熱膨張室ベース部材
１６・・・駆動側絶縁柱
１７・・・対向側絶縁柱
１８・・・逆止弁
１９・・・放圧弁
２０・・・シャフト排気穴
２１・・・駆動側排気導体
２２・・・駆動側排気導体穴
２３・・・対向アーク電極固定台
２４・・・対向側排気導体
２５・・・対向側排気導体穴
２６・・・スロート部
２７・・・主テーパ部
２８・・・上流側テーパ部
２９・・・下流側テーパ部
３０・・・剥離領域
３１・・・最短アーク時間位置
３２・・・最長アーク時間位置
1 ...
Claims (5)
前記ノズルは、流路面積が最小となるスロート部と、前記スロート部よりも下流側に設置される主テーパ部と、前記スロート部と前記主テーパ部との間に、前記主テーパ部よりも角度が小さい上流側テーパ部と、を有することを特徴とするガス遮断器。 A gas breaker having a drive arc electrode, a counter arc electrode, a nozzle for controlling the flow of gas flowing around the counter arc electrode, and the like.
The nozzle has a throat portion having a minimum flow path area, a main taper portion installed on the downstream side of the throat portion, and between the throat portion and the main taper portion, more than the main taper portion. A gas circuit breaker characterized by having an upstream tapered portion having a small angle.
前記主テーパ部の出口に、前記主テーパ部よりも角度が大きい下流側テーパ部を有することを特徴とするガス遮断器。 The gas circuit breaker according to claim 1.
A gas circuit breaker having a downstream tapered portion having a larger angle than the main tapered portion at the outlet of the main tapered portion.
前記上流側テーパ部は、前記スロート部よりも大きな角度で形成されることを特徴とするガス遮断器。 The gas circuit breaker according to claim 2.
The upstream side tapered portion is a gas circuit breaker characterized in that it is formed at an angle larger than that of the throat portion.
前記スロート部の入口から前記上流側テーパ部と前記主テーパ部との接続点までの距離よりも、前記スロート部の入口から前記対向アーク電極の最短アーク時間位置までの距離が長いことを特徴とするガス遮断器。 The gas circuit breaker according to claim 3.
The feature is that the distance from the inlet of the throat portion to the shortest arc time position of the opposed arc electrode is longer than the distance from the inlet of the throat portion to the connection point between the upstream side tapered portion and the main tapered portion. Gas circuit breaker.
前記スロート部の入口から前記下流側テーパ部と前記主テーパ部との接続点までの距離よりも、前記スロート部の入口から前記対向アーク電極の最長アーク時間位置までの距離が短いことを特徴とするガス遮断器。 The gas circuit breaker according to claim 4.
The feature is that the distance from the inlet of the throat portion to the longest arc time position of the opposed arc electrode is shorter than the distance from the inlet of the throat portion to the connection point between the downstream tapered portion and the main tapered portion. Gas circuit breaker.
Priority Applications (1)
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