JP2625983B2 - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、パッファ形ガス遮断器の構造に関する。

B.発明の概要 本発明は、固定アーキングコンタクトから可動アーキ
ングコンタントを引き離す際にパッファ室内の絶縁ガス
をアークに吹きつけて消弧するパッファ形ガス遮断器に
おいて、 パッファ室内に熱ガス室を設け、パッファ室の絶縁ガ
スを直接に挿通孔へ導く第二放出路を、熱ガス室の絶縁
ガスを直接に挿通孔近傍へ導く第一放出路よりも狭くす
ることにより、 開極時のアークエネルギーによって圧力上昇した熱ガ
ス室の絶縁ガスがアークに吹きつけられて確実に消弧す
る一方、パッファ室内にはアークの熱が伝わらずパッフ
ァ室の圧力が上昇することによる駆動抵抗が生じるのを
防止するものである。

C.従来の技術 電力用遮断器として、パッファ形ガス遮断器が用いら
れている。

従来のパッファ形ガス遮断器の構造を第６図に示す。
図のように、パッファ形ガス遮断器は固定ユニット１と
可動ユニット２とで構成される。固定ユニット１は、中
空の固定主コンタクト３と、その内部中央に設けた固定
アーキングコンタクト４とで構成される。

一方、可動ユニット２は、中空部５と連通孔６とを有
するとともに先端部が可動アーキングコンタクト７とな
り図中の左右方向へ駆動される駆動ロッド８と、駆動ロ
ッド８の外側に嵌め込まれるとともに駆動ロッド８との
間にパッファ室９を形成するパッファシリンダ10と、可
動アーキングコンタクト７を覆うようにしてパッファシ
リンダ10に固着されるとともに先端部に固定アーキング
コンタクト４を気密に挿通するための挿通孔11を有しか
つ駆動ロッド８との間に放出路12を形成する絶縁ノズル
13と、絶縁ノズル13の外側に固着した可動主コンタクト
14と、排気孔15を有する中空ロッド16を介して図示しな
い固定部に取り付けられるとともに駆動ロッド８とパッ
ファシリンダ10との間に摺動自在に設けられてパッファ
室９に絶縁ガスを吸入したり排出したりする吸排手段と
してのリング状のピストン17とで構成される。コンタク
トを主コンタクトとアーキングコンタクトとに分けたの
は、適正な使用ができるように機能分散を図ったもので
ある。なお、18はシール材である。各ユニットは、SF₆
ガス等の絶縁ガス中に設けられ、パッファ形ガス遮断器
を構成する。

斯かるパッファ形ガス遮断器においては、駆動ロッド
８が図中の左方へ駆動されて投入する際に、挿通孔11か
らパッファ室９に絶縁ガスが吸入され、駆動ロッド８が
図中の右方へ駆動されてしゃ段する際にパッファ室９内
の絶縁ガスが第６図に示すように放出路12から放出され
る。絶縁ガスは、固定アーキングコンタクト４と可動ア
ーキングコンタクト７との間に発生するアーク19に吹け
られて消弧し、その後、挿通孔11又は連通孔６及び排気
孔15を通って、排出される。駆動ロッド８の駆動速度は
一般に８〜10m/sである。

D.発明が解決しようとする課題 ところが、電力系統の大容量化に伴い、パッファ形ガ
ス遮断器の一遮断当たりの電力及び遮断電流の大きいも
のが要求されるようになってきており、従来のパッファ
形ガス遮断器では次のような課題がある。

（イ）遮断性能を向上させるためには、パッファ室の圧
力を高めてアークが消えるまで高圧の絶縁ガスを吹きつ
ける必要があり、このためには外径寸法及び長さの大き
いパッファシリンダを用いて駆動ロッドを大きなストロ
ークで高速駆動する必要があるが、パッフアシリンダが
大形化するだけでなく駆動力の大きい駆動手段が必要と
なって駆動手段が大形化しかつ大きな駆動エネルギーが
必要になる。それゆえにコスト高になる。

（ロ）一方、駆動ロッドを高速で駆動すると、遮断器が
大形化して重量が大きいために機械構造物及び動作部の
信頼性が低下する。

そこで本発明は、斯かる課題を解決したパッファ形ガ
ス遮断器を提供することを目的とする。

E.課題を解決するための手段 斯かる目的を達成するための本発明の構成は、絶縁ガ
ス中に固定アーキングコンタクトを固定する一方、先端
部近傍が中空に形成された駆動ロッドを固定アーキング
コンタクトの軸心に沿って駆動可能に設け、固定アーキ
ングコンタクトを嵌脱自在な駆動ロッドの先端部を可動
アーキングコンタントとし、 駆動ロッドにおける先端部近傍の外側に駆動ロッドを
囲繞するパッファ室を設け、固定アーキングコンタクト
が気密に挿通される挿通孔を有する絶縁ノズルを可動ア
ーキングコンタントを覆うようにして設けることによ
り、パッファ室から挿通孔近傍まで伸びる放出路を可動
アーキングコンタントと絶縁ノズルとの間に形成し、パ
ッファ室内に絶縁ガスを吸入したり排出したりする吸排
手段を設けたパッファ形ガス遮断器において、 パッファ室内の外側に熱ガス室を形成し、絶縁ノズル
と可動アーキングコンタントとの間に略筒状のセパレー
タを設けることにより、熱ガス室の絶縁ガスを挿通孔近
傍へ導く第一放出路を外側に形成する一方、パッファ室
の絶縁ガスを挿通孔近傍へ導く第二放出路を内側に形成
し、第二放出路を第一放出路よりも狭くしたことを特徴
とする。

F.作用 遮断する際に固定アーキングコンタクトと可動アーキ
ングコンタクトとの間にアークが生じ、アークの近傍の
絶縁ガスの温度が上昇する。この熱は第一，第二放出路
から熱ガス室，パッファ室へ伝わるが、第二放出路が狭
いために熱は熱ガス室へのみ多く伝わり、熱ガス室の絶
縁ガスは高圧になる。その後に固定アーキングコンタク
トが挿通孔から抜けて挿通孔の近傍の圧力が下がると、
熱ガス室の絶縁ガスがアークに吹きつけられて消弧す
る。

アークによって圧力上昇する熱ガス室内の絶縁ガスが
効率良く利用される一方、吸排手段の駆動に抵抗力とし
て加わるパッファ室の絶縁ガスの圧力上昇を最小限に抑
えることができる。

G.実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。なお、本実施例は従来のパッファ形ガス遮断器
の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同一
符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。

（ａ）第一実施例 本発明によるパッファ形ガス遮断器の構成を、第１図
に基づいて説明する。

第１図に示すように、従来のパッファ室９の内部に、
パッファシリンダ10と一体になったリング状の第一隔壁
20aと、基端部が第一隔壁20aと一体につながる円筒形の
第二隔壁20bとが設けられ、パッファシリンダ10と第一
隔壁20aと第二隔壁20bとで囲まれた部分に熱ガス室21が
形成される。そして、絶縁ノズル13と可動アーキングコ
ンタクト７との間には絶縁部材からなる筒状のセパレー
タ22が配設され、セパレータ22の基端部が第二隔壁20b
の先端に結合される。この結果、絶縁ノズル13とセパレ
ータ22との間には熱ガス室21と挿通孔11の近傍とを連通
させる第一放出路12aが形成され、セパレータ22と可動
アーキングコンタクト７との間にはパッファ室９と挿通
孔11の近傍とを連通させる第二放出路12bが形成され
る。第二放出路12bは、第一放出路12aに比べ、十分に狭
く設定される。

ピストン17には、パッファ室９の外部から内部へのみ
絶縁ガスが流入しうるように、吸気孔24と逆止弁25とが
複数設けられる。

次に、パッファ形ガス遮断器の作用を第１図〜第３図
に基づいて説明する。

第１図に示す投入時の状態から駆動ロッド８を図中の
右方へ駆動すると、第２図に示すように固定アーキング
コンタクト４と可動アーキングコンタクト７との間にア
ーク19が発生し、アーク19の熱が第一放出路12aを介し
て熱ガス室21内へ伝わり、熱ガス室21内の絶縁ガスの温
度と圧力とを高める。そして、第３図に示すように固定
アーキングコンタクト４が挿通孔11から抜けることによ
って挿通孔11の近傍の圧力が下がると、熱ガス室21内の
高圧化した絶縁ガスが第一放出路12aからアーク19に吹
きつけられて消弧する。

このとき、第一放出路12aに比べて第二放出路12bは狭
いことから、アーク19の熱はパッファ室９へはあまり伝
わらず、パッファ室９内の絶縁ガスの圧力はほとんど上
昇しない。従って、駆動ロッド８を操作する駆動エネル
ギーは少なくてすむ。

遮断電流が小さい場合は熱ガス室21の圧力はあまり上
昇しないが、パッファ室９内から押し出される絶縁ガス
は、狭い第二放出路12bを通って放出されるために放出
速度が大きく、この場合も消弧能力が大きい。

投入時には、パッファシリンダ10が第１図中の左方へ
移動し、パッファ室９内が負圧になるため、吸気孔24か
ら絶縁ガスが吸入されることになる。

（ｂ）第二実施例 次に、第二実施例を第４図に示す。これは、セパレー
タ22を、金属製のセパレータ本体22aと絶縁製のセパレ
ータ先端部22bとで構成したものである。

セパレータ22の先端部のみを絶縁物で構成すれば、全
体を絶縁物とした場合と同様に固定アーキングコンタク
ト４と可動アーキングコンタクト７との間にアークが生
じ、固定アーキングコンタクト４の先端とセパレータの
先端との間にアークが生じることはないのでセパレータ
のアークによる摩耗等が生じない。

第二実施例の他の部分の構成と作用は第一実施例と同
じなので、説明を省略する。

（ｃ）第三実施例 第三実施例を第５図に示す。これは、セパレータ22を
金属製のセパレータ本体22aと金属製のアーキングチッ
プ22cとで構成したものである。

セパレータ全体が金属製なので、遮断の際は、固定ア
ーキングコンタクト４から可動アーキングコンタクト７
が少し離れた二点鎖線で示す位置にあるときは、固定ア
ーキングコンタクト４は可動アーキングコンタクト７と
の間でアーク19を生じるが、更に離れて実線で示す位置
にくるとアーキングチップ22cとの間でアーク19を生じ
る。

つまり、セパレータ22がアーキングタクトとして機能
し、可動アーキングコンタクト７及び主コンタクト14が
主コンタクトとして機能することになる。

第三実施例の他の部分の構成は第一実施例と同じなの
で、説明を省略する。

斯かるパッファ形ガス遮断器においては、遮断の際
に、第５図に示すように固定アーキングコンタクト４と
可動アーキングコンタクト７との間に生じていたアーク
19が、可動アーキングコンタクト７が固定アーキングコ
ンタント４から離れるにつれて固定アーキングコンタク
ト４とセパレータ22との間へ移る。このため、アーク19
が第一放出路12aに近い所で生じることになり、熱ガス
室21内の圧力上昇がより迅速となって消弧能力が向上す
る。

H.発明の効果 以上の説明からわかるように、本発明によるパッファ
形ガス遮断器によれば以下の効果がある。

まず、固定アーキングコンタクトと可動アーキングコ
ンタクトの間に生じるアークの熱によって絶縁ガスの圧
力が急上昇して自動的にアークに吹き付けられる熱ガス
室を設けたので、以下の効果がある。

（ａ）アークエネルギーによって、熱ガス室の圧力が大
きくなり、開極時にアークに高圧の絶縁ガスを吹き付け
られるので、短いアーク時間で消弧し、その後にパッフ
ァ室内の圧縮された絶縁ガスにより極間の絶縁回復特性
が向上する。そのため、しゃ断のための極間距離が小さ
くなる。

（ｂ）遮断電流が大きいと、アークエネルギーによる熱
ガス室の圧力もより大きくなり、熱ガス室の絶縁ガスの
みがあれば消弧に十分であるため、従来のように絶縁ガ
スを高速でアークに吹き付けるための手段を要しないこ
ととなり、パッファシリンダの小形化と駆動ロッドのス
トロークの減少化と、開離速度低減による駆動手段の小
形化と、駆動エネルギーの減少化とが図れ、低コストと
なる。

（ｄ）開離速度の低減により、遮断器の大形化と大重量
化が回避でき、機械的性能の信頼性が大幅に向上する。

パッファ室の絶縁ガスを挿通孔近傍へ導くための第二
放出路を、熱ガス室の絶縁ガスを挿通孔近傍へ導くため
の第一放出路よりも狭くしたので、熱ガス室の圧力は効
率良く上昇する一方、パッファ室の圧力上昇は抑制さ
れ、消弧が確実になされるとともに駆動ロッドの駆動に
抵抗力が加わるのが防止される。

セパレータの全体又は先端部を絶縁物で形成すること
により、セパレータが可動アーキングコンタントとして
機能するのが防止される。つまり、セパレータの先端が
アーク発生によって摩耗するのが防止される。

セパレータを金属で形成することにより、遮断の際に
固定アーキングコンタクトと可動アーキングコンタクト
との間に生じていたアークがセパレータに移り、熱ガス
室により近い位置にアークが生じることから熱ガス室の
圧力上昇が速く、消弧性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明によるパッファ形ガス遮断器の
実施例に係り、第１図〜第３図は第一実施例を示すもの
で、第１図は投入時の断面図、第２図は遮断中の断面
図、第３図は遮断完了時の断面図、第４図は第二実施例
のセパレータの構成図、第５図は第三実施例のセパレー
タの構成図、第６図は従来のパッファ形ガス遮断器の断
面図である。 ４……固定アーキングコンタクト、５……中空部、７…
…可動アーキングコンタクト、８……駆動ロッド、９…
…パッファ室、12a……第一放出路、12b……第二放出
路、13……絶縁ノズル、16……中空ロッド、17……ピス
トン、20a……第一隔壁、20b……第二隔壁、21……熱ガ
ス室、22……セパレータ、22a……セパレータ本体、22b
……セパレータ先端部、22c……アーキングチップ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ガス中に固定アーキングコンタクトを
   固定する一方、先端部近傍が中空に形成された駆動ロッ
   ドを固定アーキングコンタクトの軸心に沿って駆動可能
   に設け、固定アーキングコンタクトを嵌脱自在な駆動ロ
   ッドの先端部を可動アーキングコンタントとし、 駆動ロッドにおける先端部近傍の外側に駆動ロッドを囲
   繞するパッファ室を設け、固定アーキングコンタクトが
   気密に挿通される挿通孔を有する絶縁ノズルを可動アー
   キングコンタントを覆うようにして設けることにより、
   パッファ室から挿通孔近傍まで伸びる放出路を可動アー
   キングコンタントと絶縁ノズルとの間に形成し、パッフ
   ァ室内に絶縁ガスを吸入したり排出したりする吸排手段
   を設けたパッファ形ガス遮断器において、 パッファ室内の外側に熱ガス室を形成し、絶縁ノズルと
   可動アーキングコンタントとの間に略筒状のセパレータ
   を設けることにより、熱ガス室の絶縁ガスを挿通孔近傍
   へ導く第一放出路を外側に形成する一方、パッファ室の
   絶縁ガスを挿通孔近傍へ導く第二放出路を内側に形成
   し、第二放出路を第一放出路よりも狭くしたことを特徴
   とするパッファ形ガス遮断器。
2. 【請求項２】セパレータを絶縁部材で形成した請求項１
   に記載のパッファ形ガス遮断器。
3. 【請求項３】セパレータの先端部を絶縁部材で形成した
   請求項１に記載のパッファ形ガス遮断器。
4. 【請求項４】セパレータを金属で形成した請求項１に記
   載のパッファ形ガス遮断器。