JP2023042147A - gas circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス遮断器、特にパッファ形のガス遮断器に関する。 The present invention relates to a gas circuit breaker, particularly a puffer type gas circuit breaker.
一般に、高電圧の電力系統に用いられるガス遮断器では、電流の遮断動作時にパッファ室で圧縮されて圧力が上昇した絶縁媒体(消弧ガス)を絶縁ノズルによって整流し、この圧縮ガスを電極間に生じたアークに吹き付けて消弧することで電流を遮断する。このようなパッファ形のガス遮断器の例は、特許文献1に記載されている。ガス遮断器は、電極として、操作器で駆動されて移動する操作器側電極と、操作器側電極に対向して配置された対向側電極を備える。それぞれの電極は、通常の通電時(投入時)に主な電流経路を形成する主接触子と、電流遮断時にアークが生成されるアーク接触子とを備える。 Generally, in gas circuit breakers used in high-voltage power systems, the insulation medium (arc-extinguishing gas), which is compressed in the puffer chamber and pressure rises during the current interruption operation, is rectified by an insulation nozzle, and this compressed gas is rectified between the electrodes. The current is interrupted by extinguishing the arc generated in the An example of such a puffer type gas circuit breaker is described in Patent Document 1. The gas circuit breaker includes, as electrodes, an operator-side electrode that is driven and moved by the operator, and a counter-side electrode arranged to face the operator-side electrode. Each electrode has a main contact that forms a main current path during normal energization (on-on) and an arc contact that generates an arc when the current is interrupted.
特許文献2には、遮断動作の途中でアーク接触子間に形成されたアークの熱エネルギーを利用することで、パッファ室内の絶縁媒体の圧力を上昇させるガス遮断器の例が記載されている。例えば特許文献1に記載されたガス遮断器では、パッファ室内の絶縁媒体の圧力上昇のために、操作器の駆動力を大きくする必要がある。特許文献2に記載されたガス遮断器では、このように大きくせざるを得なかった操作器の駆動力を小さくできる。
ガス遮断器で電流を効果的に遮断するためには、電流の遮断動作時に、アークで高温になった絶縁媒体をパッファ室内に導入し、パッファ室内の絶縁媒体の圧力を効率的に上昇させるのが好ましい。さらに、圧力が上昇した絶縁媒体をパッファ室から効率的にアークに吹き付けて消弧すると、電流をより効果的に遮断することができる。 In order to effectively interrupt the current with a gas circuit breaker, the insulation medium heated by the arc is introduced into the puffer chamber during the current interruption operation, and the pressure of the insulation medium in the puffer chamber is increased efficiently. is preferred. Furthermore, the current can be cut off more effectively by extinguishing the arc by efficiently blowing the insulating medium with increased pressure from the puffer chamber.
特許文献2に記載されたガス遮断器などの従来のガス遮断器では、絶縁媒体の圧力上昇とアークの消弧の両方を効率的に行うのが困難であり、いずれか一方が非効率的になるという課題がある。操作器の操作力を向上させると、電流の遮断動作時にパッファ室内の絶縁媒体の圧力を上昇させることができるが、操作器のコスト増加が避けられず、好ましくない。
In conventional gas circuit breakers such as the gas circuit breaker described in
本発明の目的は、電流の遮断動作時に絶縁媒体の圧力の上昇とアークの消弧の両方を効率的に行うことができるガス遮断器を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas circuit breaker capable of efficiently both increasing the pressure of an insulating medium and extinguishing an arc during current interruption operation.
本発明によるガス遮断器は、絶縁媒体が充填された充填容器と、軸方向の一端側に備えられた操作器と、前記充填容器の内部で前記軸方向に互いに対向して配置された操作器側主接触子と対向側主接触子と、前記充填容器の内部で前記一端側に位置し、前記操作器からの駆動力により前記軸方向に移動可能な操作器側アーク接触子と、前記充填容器の内部で前記軸方向の他端側に位置し、前記軸方向で前記操作器側アーク接触子に対向して、前記操作器側アーク接触子に接離可能な対向側アーク接触子と、前記操作器側アーク接触子と前記対向側アーク接触子よりも径方向の外側に位置し、前記操作器からの駆動力により前記軸方向に移動可能な絶縁ノズルとを備える。前記対向側アーク接触子は、前記軸方向に延伸し、前記一端側に位置する先端部と、前記他端側に位置する末尾部と、前記先端部と前記末尾部との間に位置する中間部とを備える。前記中間部は、前記先端部と前記末尾部よりも太い形状を備え、前記絶縁ノズルに接触しない。 A gas circuit breaker according to the present invention comprises a filling container filled with an insulating medium, an operating device provided at one end in the axial direction, and operating devices arranged opposite each other in the axial direction inside the filling container side main contact, opposing side main contact, actuator-side arc contact located on the one end side inside the filling container and movable in the axial direction by a driving force from the actuator, and the filling an opposing side arc contact located on the other end side in the axial direction inside the container, facing the operating device side arc contact in the axial direction and capable of contacting and separating from the operating device side arc contact; An insulating nozzle is provided radially outside the arc contact on the operator side and the arc contact on the opposing side and is movable in the axial direction by a driving force from the operator. The opposed-side arc contact extends in the axial direction, and includes a tip portion positioned on the one end side, a tail portion positioned on the other end side, and an intermediate portion positioned between the tip portion and the tail portion. and a part. The intermediate portion has a shape that is thicker than the tip portion and the tail portion and does not contact the insulating nozzle.
本発明によると、電流の遮断動作時に絶縁媒体の圧力の上昇とアークの消弧の両方を効率的に行うことができ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 can efficiently both increase the pressure of an insulating medium and extinguish an arc during current interruption operation.
本発明によるガス遮断器は、操作器側に位置して軸方向に移動可能な操作器側アーク接触子と、操作器側アーク接触子と軸方向で対向する対向側アーク接触子と、操作器側アーク接触子と対向側アーク接触子を囲むことができるように位置して軸方向に移動可能な絶縁ノズルを備える。対向側アーク接触子は、軸方向の中央部である対向側アーク接触子中間部が径方向外側に突出しており、絶縁ノズルに接触しない。なお、対向側アーク接触子は、軸方向に移動可能であってもよい。 A gas circuit breaker according to the present invention comprises an operator-side arc contact that is positioned on the operator side and is axially movable; an opposing-side arc contact that axially faces the operator-side arc contact; An axially movable insulating nozzle is provided so as to surround the side arc contact and the opposing side arc contact. In the opposing arc contact, the intermediate portion of the opposing arc contact, which is the central portion in the axial direction, protrudes radially outward and does not come into contact with the insulating nozzle. The opposing arc contact may be axially movable.
絶縁ノズルは、軸方向の中央部である絶縁ノズルスロート部にて内周部が径方向内側に突出しているのが好ましい。操作器側アーク接触子と対向側アーク接触子が互いに開離したときには、対向側アーク接触子中間部の少なくとも一部は、軸方向における絶縁ノズルスロート部の存在範囲内に位置するのが好ましい。 It is preferable that the insulating nozzle has an inner circumferential portion protruding radially inward at the insulating nozzle throat portion, which is the central portion in the axial direction. When the operator-side arc contact and the opposing-side arc contact are separated from each other, at least a portion of the opposing-side arc contact intermediate portion is preferably positioned within the axially existing range of the insulating nozzle throat portion.
従来のガス遮断器では、対向側アーク接触子は、太さが軸方向で一定であり、中央部が径方向外側に突出していない。このため、従来のガス遮断器は、電流の遮断動作時にパッファ室内の絶縁媒体の圧力を効率的に上昇させることと、絶縁媒体をパッファ室から効率的にアークに吹き付けて消弧することの両立が困難である。 In the conventional gas circuit breaker, the arc contact on the opposing side has a constant thickness in the axial direction, and the central portion does not protrude radially outward. For this reason, the conventional gas circuit breaker efficiently raises the pressure of the insulating medium in the puffer chamber at the time of current interruption operation, and efficiently blows the insulating medium from the puffer chamber to the arc to extinguish the arc. is difficult.
本発明によるガス遮断器は、上記の構成を備え、電流の遮断動作時に絶縁媒体の圧力の上昇とアークの消弧の両方を効率的に行うことができる。また、本発明によるガス遮断器では、操作器の駆動力(操作力)を向上させなくても電流の遮断動作時にパッファ室内の絶縁媒体の圧力を上昇させることができるので、操作器のコストの増加を避けることができる。 The gas circuit breaker according to the present invention has the above configuration, and can efficiently both increase the pressure of the insulating medium and extinguish the arc during current interruption operation. In addition, in the gas circuit breaker according to the present invention, the pressure of the insulating medium in the puffer chamber can be increased during the current interruption operation without increasing the driving force (operating force) of the actuator, so the cost of the actuator can be reduced. increase can be avoided.
以下、本発明の実施例によるガス遮断器を、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。 Hereinafter, gas circuit breakers according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used in this specification, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description of these components may be omitted.
図1と図2を用いて、本発明の実施例1によるガス遮断器を説明する。本実施例によるガス遮断器は、パッファ形のガス遮断器である。 A gas circuit breaker according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The gas circuit breaker according to this embodiment is a puffer type gas circuit breaker.
図1は、本実施例によるガス遮断器の構成を示す断面図である。図2は、本実施例によるガス遮断器において、電流の遮断動作前の電極(投入時の電極)を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a gas circuit breaker according to this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the electrode before current interruption operation (electrode at the time of closing) in the gas circuit breaker according to the present embodiment.
本実施例によるガス遮断器は、円筒形の充填容器2を備えるとともに、充填容器2の内部に、電極と、操作器側導体4と、対向側導体5と、絶縁ノズル16と、シリンダ18と、中空ロッド17と、絶縁ロッド3と、操作器側アーク接触子カバー15を備える。さらに、ガス遮断器は、一端側(図1と図2の右側)に操作器1を備える。
The gas circuit breaker according to this embodiment includes a
以下では、本実施例によるガス遮断器において、操作器1を備える一端側を「操作器側」と呼び、他端側(図1と図2の左側)を「対向側」と呼ぶ。 Hereinafter, in the gas circuit breaker according to this embodiment, the one end side provided with the operating device 1 is called the "operating device side", and the other end side (the left side in FIGS. 1 and 2) is called the "opposing side".
充填容器2の内部には、消弧性を有する絶縁媒体32が充填されている。絶縁媒体32は、アークに吹き付けられる消弧ガスであり、代表的な例としてSF6ガスを挙げることができる。
The
ガス遮断器は、電極として、操作器側主接触子11、対向側主接触子12、操作器側アーク接触子13、及び対向側アーク接触子14を備える。操作器側主接触子11と対向側主接触子12は、互いに対向して配置され、互いに接離可能である。対向側主接触子12は、操作器側主接触子11の対向側に位置する。操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14は、互いに対向して配置され、互いに接離可能である。対向側アーク接触子14は、操作器側アーク接触子13の対向側に位置する。
A gas circuit breaker is provided with the operator side
操作器側導体4は、操作器側の電極である操作器側主接触子11と操作器側アーク接触子13に電流を流す。対向側導体5は、対向側の電極である対向側主接触子12と対向側アーク接触子14に電流を流す。
The operator-
絶縁ノズル16は、筒状の部材であり、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を囲むことができるように配置されている。絶縁ノズル16の操作器側の先端部は、シリンダ18の対向側の先端部に固定されている。アークを消弧するときには、絶縁ノズル16の内部を絶縁媒体32が流れる。
The
シリンダ18は、対向側の端部の外面に操作器側主接触子11を備える。シリンダ18の内部には、中空ロッド17が配置されている。また、シリンダ18の内部は、熱パッファ室19と機械パッファ室21に分けられている。熱パッファ室19と機械パッファ室21の間には、逆止弁20が設置されている。逆止弁20は、シリンダ18を熱パッファ室19と機械パッファ室21に区切っている。
The
中空ロッド17は、シリンダ18に固定されている。中空ロッド17の対向側の先端部の内周側に、操作器側アーク接触子13が固定されている。中空ロッド17の操作器側の端部は、絶縁ロッド3を介して操作器1と機械的に接続されている。
操作器側アーク接触子カバー15は、中空ロッド17に設けられ、操作器側アーク接触子13の周囲を覆う。
The operator-side arc contactor cover 15 is provided on the
操作器1からの油圧やばねなどの駆動力により、絶縁ロッド3、中空ロッド17、シリンダ18、操作器側主接触子11、操作器側アーク接触子13、操作器側アーク接触子カバー15、及び絶縁ノズル16は、図1と図2の左右方向に移動可能である。なお、対向側主接触子12と対向側アーク接触子14は、操作器1からの駆動力により図1と図2の左右方向に移動しても移動しなくてもよい。本実施例では、対向側主接触子12と対向側アーク接触子14は、移動しないものとする。
By driving force such as hydraulic pressure and springs from the operating device 1, the insulating
以下では、ガス遮断器において、図1と図2の左右方向(操作器側主接触子11、操作器側アーク接触子13、及び絶縁ノズル16などが移動する方向)「軸方向」と呼び、軸方向に垂直な方向を「径方向」と呼ぶ。従って、操作器1は、軸方向の一端側に備えられている。操作器側主接触子11は、充填容器2の内部で軸方向の一端側に位置する。対向側主接触子12は、充填容器2の内部で軸方向の他端側に位置して、軸方向で操作器側主接触子11に対向する。操作器側アーク接触子13は、充填容器2の内部で軸方向の一端側に位置する。対向側アーク接触子14は、充填容器2の内部で軸方向の他端側に位置して、軸方向で操作器側アーク接触子13に対向する。絶縁ノズル16は、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14よりも径方向の外側に位置する。
1 and 2 (the direction in which the operator-side
また、操作器側主接触子11と操作器側アーク接触子13が、それぞれ対向側主接触子12と対向側アーク接触子14に近づく方向(図1と図2の左方向)を「投入方向」と呼び、離れる方向(図1と図2の右方向)を「遮断方向」と呼ぶ。
Further, the direction in which the operator-side
図2を用いて、対向側アーク接触子14と絶縁ノズル16を詳しく説明する。
The opposing
対向側アーク接触子14は、軸方向に延伸する丸棒状の部材であり、対向側アーク接触子先端部14A、対向側アーク接触子中間部14B、及び対向側アーク接触子末尾部14Cを備える。対向側アーク接触子先端部14Aは、対向側アーク接触子14において、軸方向の操作器側に位置する部分(軸方向の先端部)である。対向側アーク接触子末尾部14Cは、対向側アーク接触子14において、軸方向の対向側に位置する部分(軸方向の末尾)である。対向側アーク接触子中間部14Bは、対向側アーク接触子14において、軸方向の中央部であり、対向側アーク接触子先端部14Aと対向側アーク接触子末尾部14Cの間に位置する部分である。
The opposing
対向側アーク接触子中間部14Bは、対向側アーク接触子先端部14Aと対向側アーク接触子末尾部14Cよりも太い形状を備える。すなわち、対向側アーク接触子中間部14Bは、対向側アーク接触子14の径方向外側に突出している部分であり、対向側アーク接触子中間部14Bの直径は、対向側アーク接触子先端部14Aの直径と対向側アーク接触子末尾部14Cの直径よりも大きい。
The opposing arc contact
絶縁ノズル16は、軸方向に延伸する筒状の部材であり、絶縁ノズル上流部16A、絶縁ノズルスロート部16B、及び絶縁ノズル下流部16Cを備える。絶縁ノズル上流部16Aは、絶縁ノズル16において、アークを消弧するときの絶縁媒体32の流れの上流側の部分(軸方向の操作器側に位置する部分)である。絶縁ノズル下流部16Cは、絶縁ノズル16において、アークを消弧するときの絶縁媒体32の流れの下流側の部分(軸方向の対向側に位置する部分)である。絶縁ノズルスロート部16Bは、絶縁ノズル16において、軸方向の中央部であり、絶縁ノズル上流部16Aと絶縁ノズル下流部16Cの間に位置する部分である。
The insulating
絶縁ノズルスロート部16Bでは、絶縁ノズル16の内周部が、絶縁ノズル上流部16Aと絶縁ノズル下流部16Cよりも径方向内側に位置している。すなわち、絶縁ノズル16は、絶縁ノズルスロート部16Bでの内径が、絶縁ノズル上流部16Aでの内径と絶縁ノズル下流部16Cでの内径よりも小さい。
In the insulating
絶縁ノズルスロート部16Bの内径は、対向側アーク接触子中間部14Bの直径よりも大きい。このため、絶縁ノズルスロート部16Bは、対向側アーク接触子14が軸方向に移動しても、対向側アーク接触子中間部14Bに接触しない。すなわち、対向側アーク接触子中間部14Bは、絶縁ノズル16に接触しない。
The inner diameter of the insulating
本実施例によるガス遮断器の電流遮断時の動作を、図3、図4、及び図5を用いて説明する。図3、図4、及び図5には、電流遮断時に操作器1からの駆動力によって、中空ロッド17、シリンダ18、操作器側主接触子11、操作器側アーク接触子13、操作器側アーク接触子カバー15、及び絶縁ノズル16が、図2に示した遮断動作前の状態から遮断方向に移動する様子を時系列順に示す。図3と図4には、遮断動作時に生じたアークによって高温となった絶縁媒体32(ホットガス)の流れを矢印で示している。
The operation of the gas circuit breaker according to this embodiment at the time of current interruption will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. 3, 4, and 5 show a
図3は、電流の遮断動作時に互いに開離した直後の操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
図2に示した状態のガス遮断器において、操作器1は、外部からの電気信号などによる電流遮断指令を受けて駆動力を発生させる。操作器1が駆動力を発生させると、絶縁ロッド3、中空ロッド17、シリンダ18、操作器側主接触子11、操作器側アーク接触子13、操作器側アーク接触子カバー15、及び絶縁ノズル16が遮断方向に移動し、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14は、互いに開離する。
In the gas circuit breaker in the state shown in FIG. 2, the operating device 1 receives a current interruption command by an electric signal or the like from the outside and generates a driving force. When the operating device 1 generates a driving force, the insulating
図3に示すように、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離した際には、電流が流れ続けているので、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14の間にアーク31が発生する。絶縁媒体32は、アーク31から発生した熱エネルギーによって圧力が高くなり、矢印32aのように流れて熱パッファ室19に流入する。熱パッファ室19の圧力は、この絶縁媒体32の流れ(矢印32a)により上昇する。
As shown in FIG. 3, when the
本実施例によるガス遮断器では、対向側アーク接触子14は、対向側アーク接触子中間部14Bにて径方向外側に突出しており、絶縁ノズル16は、絶縁ノズルスロート部16Bにて内周部が径方向内側に突出している。そして、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離したときには、対向側アーク接触子中間部14Bは、少なくともその一部が軸方向における絶縁ノズルスロート部16Bの存在範囲内に位置する。
In the gas circuit breaker according to this embodiment, the opposing arc contactor 14 protrudes radially outward at the opposing arc contact
この構成により、本実施例によるガス遮断器では、アーク31が消弧されるまでにアーク31の発生位置から対向側アーク接触子中間部14Bと絶縁ノズルスロート部16Bとの間を通って対向側にある絶縁ノズル下流部16Cに流出する絶縁媒体32の流路を狭め、絶縁ノズル下流部16Cに流出する絶縁媒体32の量を減少させることができる。このため、本実施例によるガス遮断器では、熱パッファ室19の圧力をより大きく上昇させることができ、絶縁媒体32の圧力を効率的に上昇させることができる。
With this configuration, in the gas circuit breaker according to the present embodiment, the
図4は、電流ゼロ点での操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。電流ゼロ点とは、アーク31が消弧されて電流が遮断された時点である。
FIG. 4 is a sectional view showing the
図3に示した状態の後、ガス遮断器の遮断動作が進んでいき、アーク31が消弧されて電流が遮断されたときには、対向側アーク接触子先端部14Aが絶縁ノズルスロート部16Bから抜けている。すなわち、電流ゼロ点では、対向側アーク接触子先端部14Aは、図4に示すように軸方向における絶縁ノズル下流部16Cの存在範囲内に位置するか、絶縁ノズル16よりも対向側に位置する。
After the state shown in FIG. 3, the interruption operation of the gas circuit breaker progresses, and when the
図3に示した状態の後から図4に示すような電流ゼロ点の状態に到達するまでに、熱パッファ室19の内部で高圧になった絶縁媒体32は、矢印32bで示すように、絶縁ノズル上流部16Aと絶縁ノズルスロート部16Bの内部を通って絶縁ノズル下流部16Cと対向側アーク接触子先端部14Aとの隙間を流れていく。なお、電流ゼロ点の状態でも、絶縁媒体32を吹き付けて、アーク31が再発弧(再発生)しないようにする。
After the state shown in FIG. 3 and before reaching the current zero point state shown in FIG. It flows through the inside of the nozzle
本実施例によるガス遮断器では、対向側アーク接触子先端部14Aは、電流ゼロ点で、軸方向における絶縁ノズル下流部16Cの存在範囲内に位置するか、絶縁ノズル16よりも対向側に位置する。絶縁ノズル16の内径は、絶縁ノズル下流部16Cでは、絶縁ノズルスロート部16Bよりも大きい。このため、本実施例によるガス遮断器では、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離した後で電流ゼロ点の状態に到達するまでに、絶縁ノズル下流部16Cと対向側アーク接触子先端部14Aとの隙間が広くなり(すなわち、絶縁媒体32の流路が広くなり)、この隙間を絶縁媒体32が流れやすくなる。従って、本実施例によるガス遮断器では、アーク31に多量の絶縁媒体32を吹き付けることができ、アーク31を効率的に消弧することができる。
In the gas circuit breaker according to the present embodiment, the opposing
また、対向側アーク接触子先端部14Aの直径を適切な値に設計することで、図4に示した状態において、絶縁ノズル下流部16Cと対向側アーク接触子先端部14Aとの隙間を流れる絶縁媒体32bの量を、電流の遮断動作に対して最適な値に設定することができる。
In addition, by designing the diameter of the opposing
図5は、電流の遮断動作後の操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。 FIG. 5 is a sectional view showing the operator side arc contactor 13 and the opposite side arc contactor 14 after the current breaking operation.
図4に示した状態の後、絶縁ロッド3、中空ロッド17、シリンダ18、操作器側主接触子11、操作器側アーク接触子13、操作器側アーク接触子カバー15、及び絶縁ノズル16は、遮断方向に移動し続け、図5に示した状態で停止する。これらの移動が停止すると、電流の遮断動作が完了する。
After the state shown in FIG. 4, the insulating
図6は、本実施例によるガス遮断器において、電流の遮断動作の開始から完了までの熱パッファ室19の圧力を解析した結果の一例を示すグラフである。図6には、対向側アーク接触子中間部14Bの直径が、対向側アーク接触子先端部14Aの直径に対し、100%である(対向側アーク接触子先端部14Aの直径と等しい)場合の解析結果45と、110%である(対向側アーク接触子先端部14Aの直径の1.1倍である)場合の解析結果46と、120%である場合の解析結果47と、130%である場合の解析結果48を示している。
FIG. 6 is a graph showing an example of the results of analyzing the pressure in the
図6において、横軸は、遮断動作中の時間を示す。時刻t1は、電流の遮断動作の開始時点であり、ガス遮断器は図2に示した状態にある。時刻t2は、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離した直後の時点であり、ガス遮断器は図3に示した状態にある。時刻t3は、電流ゼロ点の時点であり、ガス遮断器は図4に示した状態にある。時刻t4は、電流の遮断動作の完了時点であり、ガス遮断器は図5に示した状態にある。
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the time during the blocking operation. Time t1 is the start of the current interruption operation, and the gas circuit breaker is in the state shown in FIG. Time t2 is the time point immediately after the
図6において、縦軸は、電流の遮断動作の開始時点である時刻t1からの、熱パッファ室19の圧力の上昇割合を示す。縦軸の目盛りは、解析結果45(対向側アーク接触子中間部14Bの直径が対向側アーク接触子先端部14Aの直径と等しい場合)において、時刻t1(電流の遮断動作の開始時点)から時刻t3(電流ゼロ点の時点)までに熱パッファ室19の圧力が増加した割合を100%としている。
In FIG. 6, the vertical axis indicates the rate of increase in the pressure of the
図6の解析結果は、絶縁ノズルスロート部16Bの内径が、対向側アーク接触子先端部14Aの直径の140%とした場合に得られた結果である。絶縁ノズルスロート部16Bの内径は、任意に定めることができるが、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14の形状や操作器1の駆動力などを考慮して、対向側アーク接触子先端部14Aの直径の130%から150%の範囲で最適なものを選択するのが好ましい。
The analysis results shown in FIG. 6 were obtained when the inner diameter of the insulating
図6に示すように、対向側アーク接触子先端部14Aの直径を基準として、対向側アーク接触子中間部14Bの直径が110%から130%であり、絶縁ノズルスロート部16Bの内径が140%である場合には、時刻t3(電流ゼロ点の時点)における熱パッファ室19の圧力は、117%から154%の範囲に増加した。すなわち、対向側アーク接触子中間部14Bの直径が、対向側アーク接触子先端部14Aの直径よりも大きいと、熱パッファ室19の圧力が増加し、絶縁媒体32の圧力が上昇することがわかる。
As shown in FIG. 6, the diameter of the opposing arc contact
対向側アーク接触子中間部14Bの直径は、電流遮断に最適な熱パッファ室19のガス圧力に合わせて決定することができる。対向側アーク接触子中間部14Bの直径を適切に定めることで、図3に示した状態(操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離した直後の状態)で、熱パッファ室19の圧力すなわち絶縁媒体32の圧力が電流遮断に適する圧力になるように制御することができる。
The diameter of the opposing arc contact
また、対向側アーク接触子中間部14Bの軸方向の位置や長さを変えることにより、アーク31が発生してから対向側アーク接触子中間部14Bが絶縁ノズルスロート部16Bを抜け出す(軸方向における絶縁ノズルスロート部16Bの存在範囲内から出る)までの時間を変えることができる。従って、対向側アーク接触子中間部14Bの軸方向の位置や長さを変えることで、熱パッファ室19の圧力(すなわち絶縁媒体32の圧力)を制御することができる。
In addition, by changing the axial position and length of the opposing arc contact
本実施例によるガス遮断器を設計する際には、例えば以下のような手順に従うのが好ましい。初めに、絶縁ノズル16と対向側アーク接触子14を除く構成部品の形状や大きさなどの仕様を決める。次に、対向側アーク接触子先端部14Aと絶縁ノズル下流部16Cを電流遮断に最適な形状と大きさに定める。そして、熱パッファ室19の圧力が電流遮断時に必要な圧力となるように、絶縁ノズルスロート部16Bと対向側アーク接触子中間部14Bの形状と大きさを定める。
When designing the gas circuit breaker according to this embodiment, it is preferable to follow, for example, the following procedure. First, specifications such as the shape and size of components other than the insulating
本実施例によるガス遮断器は、以上のような構成を備え、電流の遮断動作時に絶縁媒体32の圧力を効率的に上昇させ、アーク31を効率的に消弧することができる。さらに、本実施例によるガス遮断器は、アーク31の熱エネルギーを利用して絶縁媒体32の圧力を上昇させるので、操作器1の操作力を向上させなくても遮断性能を向上でき、操作器1の駆動力を低減可能である。
The gas circuit breaker according to this embodiment has the configuration described above, and can efficiently increase the pressure of the insulating
図7から図10を用いて、本発明の実施例2によるガス遮断器を説明する。本実施例によるガス遮断器は、実施例1によるガス遮断器とほぼ同様の構成を備えるが、パッファ室の構成が異なる。以下では、本実施例によるガス遮断器について、実施例1によるガス遮断器と異なる点を主に説明する。 A gas circuit breaker according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 10. FIG. The gas circuit breaker according to this embodiment has substantially the same configuration as the gas circuit breaker according to the first embodiment, but differs in the configuration of the puffer chamber. In the following, the gas circuit breaker according to this embodiment will be mainly described in terms of differences from the gas circuit breaker according to the first embodiment.
実施例1によるガス遮断器では、シリンダ18の内部は、図2に示すように、逆止弁20によって熱パッファ室19と機械パッファ室21に区切られている。
In the gas circuit breaker according to the first embodiment, the interior of the
図7は、本実施例によるガス遮断器において、電流の遮断動作前の電極を示す断面図である。本実施例によるガス遮断器では、シリンダ18の内部に機械パッファ室21のみが存在し、熱パッファ室19と逆止弁20が存在しない。本実施例によるガス遮断器は、対向側アーク接触子14と絶縁ノズル16は、実施例1によるガス遮断器と同じ構成を備える。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the electrode before current interruption operation in the gas circuit breaker according to the present embodiment. In the gas circuit breaker according to this embodiment, only the
図8は、本実施例によるガス遮断器において、電流の遮断動作時に互いに開離した直後の操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。対向側アーク接触子中間部14Bは、対向側アーク接触子先端部14Aと対向側アーク接触子末尾部14Cよりも太い。絶縁ノズル16は、絶縁ノズルスロート部16Bでの内径が、絶縁ノズル上流部16Aと絶縁ノズル下流部16Cでの内径よりも小さい。そして、操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14が互いに開離したときには、対向側アーク接触子中間部14Bは、少なくともその一部が軸方向における絶縁ノズルスロート部16Bの存在範囲内に位置する。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the
図9は、本実施例によるガス遮断器において、電流ゼロ点での操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。アーク31が消弧されて電流が遮断された電流ゼロ点では、対向側アーク接触子先端部14Aは、絶縁ノズルスロート部16Bから抜けており、軸方向における絶縁ノズル下流部16Cの存在範囲内に位置するか、絶縁ノズル16よりも対向側に位置する。
FIG. 9 is a sectional view showing the operator side arc contactor 13 and the opposed side arc contactor 14 at the zero current point in the gas circuit breaker according to this embodiment. At the current zero point where the
図10は、本実施例によるガス遮断器において、電流の遮断動作後の操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14を示す断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the operator-side arc contactor 13 and the opposed-side arc contactor 14 after the current breaking operation in the gas circuit breaker according to this embodiment.
本実施例によるガス遮断器でも、図8に示すように、アーク31が発生しているときには、対向側アーク接触子中間部14Bと絶縁ノズルスロート部16Bとの間を通って絶縁ノズル下流部16Cに流出する絶縁媒体32の量を減少させることができるとともに、図9に示すように、アーク31を消弧するときには、アーク31に多量の絶縁媒体32を吹き付けることができる。このため、本実施例によるガス遮断器では、機械パッファ室21の圧力をより大きく上昇させて絶縁媒体32の圧力を効率的に上昇させることができ、アーク31を効率的に消弧することができる。
In the gas circuit breaker according to this embodiment as well, as shown in FIG. 8, when the
対向側アーク接触子中間部14Bの直径、軸方向の位置、及び軸方向の長さを変えることで、機械パッファ室21の圧力を制御し、絶縁媒体32の圧力が電流遮断に適する圧力になるように制御することができる。また、対向側アーク接触子先端部14Aの直径を適切な値に設計することで、図9に示した状態において、絶縁ノズル下流部16Cと対向側アーク接触子先端部14Aとの隙間を流れる絶縁媒体32bの量を、電流の遮断動作に対して最適な値に設定することができる。
By changing the diameter, axial position, and axial length of the opposing arc contact
本実施例によるガス遮断器を設計する際は、実施例1によるガス遮断器を設計する際の手順に加えて、以下の点を考慮する必要がある。すなわち、機械パッファ室21の圧力によって、シリンダ18、中空ロッド17、及び絶縁ロッド3に対して操作器1の駆動力と反対方向の力が発生して遮断動作が遅くなることを考慮して、電流ゼロ点における操作器側アーク接触子13と対向側アーク接触子14との位置関係と機械パッファ室21の圧力を決定する必要がある。
When designing the gas circuit breaker according to this embodiment, in addition to the procedure for designing the gas circuit breaker according to the first embodiment, it is necessary to consider the following points. In other words, considering that the pressure in the
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to aspects having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace another configuration.
1…操作器、2…充填容器、3…絶縁ロッド、4…操作器側導体、5…対向側導体、11…操作器側主接触子、12…対向側主接触子、13…操作器側アーク接触子、14…対向側アーク接触子、14A…対向側アーク接触子先端部、14B…対向側アーク接触子中間部、14C…対向側アーク接触子末尾部、15…操作器側アーク接触子カバー、16…絶縁ノズル、16A…絶縁ノズル上流部、16B…絶縁ノズルスロート部、16C…絶縁ノズル下流部、17…中空ロッド、18…シリンダ、19…熱パッファ室、20…逆止弁、21…機械パッファ室、31…アーク、32…絶縁媒体、32a、32b…絶縁媒体の流れを示す矢印、45…対向側アーク接触子中間部の直径が対向側アーク接触子先端部の直径に対し100%である場合の解析結果、46…対向側アーク接触子中間部の直径が対向側アーク接触子先端部の直径に対し110%である場合の解析結果、47…対向側アーク接触子中間部の直径が対向側アーク接触子先端部の直径に対し120%である場合の解析結果、48…対向側アーク接触子中間部の直径が対向側アーク接触子先端部の直径に対し130%である場合の解析結果。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Operator, 2... Filling container, 3... Insulating rod, 4... Operator-side conductor, 5... Opposite-side conductor, 11... Operator-side main contact, 12... Opposite-side main contact, 13... Operator-
Claims (4)
軸方向の一端側に備えられた操作器と、
前記充填容器の内部で前記軸方向に互いに対向して配置された操作器側主接触子と対向側主接触子と、
前記充填容器の内部で前記一端側に位置し、前記操作器からの駆動力により前記軸方向に移動可能な操作器側アーク接触子と、
前記充填容器の内部で前記軸方向の他端側に位置し、前記軸方向で前記操作器側アーク接触子に対向して、前記操作器側アーク接触子に接離可能な対向側アーク接触子と、
前記操作器側アーク接触子と前記対向側アーク接触子よりも径方向の外側に位置し、前記操作器からの駆動力により前記軸方向に移動可能な絶縁ノズルと、
を備え、
前記対向側アーク接触子は、前記軸方向に延伸し、前記一端側に位置する先端部と、前記他端側に位置する末尾部と、前記先端部と前記末尾部との間に位置する中間部とを備え、
前記中間部は、前記先端部と前記末尾部よりも太い形状を備え、前記絶縁ノズルに接触しない、
ことを特徴とするガス遮断器。 a filling container filled with an insulating medium;
an operating device provided on one end side in the axial direction;
an operator-side main contact and an opposing-side main contact arranged opposite to each other in the axial direction inside the filling container;
an operator-side arc contact located on the one end side inside the filling container and movable in the axial direction by a driving force from the operator;
A facing side arc contact located on the other end side in the axial direction inside the filling container, facing the operating device side arc contact in the axial direction, and capable of contacting and separating from the operating device side arc contact. and,
an insulating nozzle positioned radially outside the arc contact on the operating device side and the arc contact on the opposite side and movable in the axial direction by a driving force from the operating device;
with
The opposed-side arc contact extends in the axial direction, and includes a tip portion positioned on the one end side, a tail portion positioned on the other end side, and an intermediate portion positioned between the tip portion and the tail portion. and
the intermediate portion has a shape that is thicker than the tip portion and the tail portion and does not contact the insulating nozzle;
A gas circuit breaker characterized by:
前記スロート部では、前記絶縁ノズルの内周部が前記上流部と前記下流部よりも前記径方向の内側に位置しており、
前記対向側アーク接触子の前記中間部は、前記スロート部に接触しない、
請求項1に記載のガス遮断器。 The insulating nozzle extends in the axial direction and has an upstream portion located on the one end side, a downstream portion located on the other end side, and a throat portion located between the upstream portion and the downstream portion. prepared,
In the throat portion, an inner peripheral portion of the insulating nozzle is located inside the upstream portion and the downstream portion in the radial direction,
The intermediate portion of the opposing arc contact does not contact the throat portion,
The gas circuit breaker according to claim 1.
請求項2に記載のガス遮断器。 At least a part of the intermediate portion of the opposing arc contact falls within the existence range of the throat portion in the axial direction when the operator-side arc contact and the opposing arc contact are separated from each other. To position,
The gas circuit breaker according to claim 2.
請求項2に記載のガス遮断器。 The tip portion of the opposing arc contact is positioned within the existence range of the downstream portion of the insulating nozzle in the axial direction at the zero current point, or is positioned on the other end side of the insulating nozzle,
The gas circuit breaker according to claim 2.
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