JP2633643B2 - 三相一括形ガス遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば550KV系統のような大容量の１点切
り投入接点、投入抵抗付き三相一括形ガス遮断器に関す
るものである。

（従来の技術） 送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に用いら
れる遮断器の遮断容量が増大し、且つ高い信頼性が要求
されている。遮断器の信頼性を高めるためには、部品点
数を少なくし、構造を単純化することが重要である。そ
のため、遮断器の遮断点数の減少が図られている。例え
ば、現在550KV系統では、遮断電流が50KAの２点切り遮
断器が実用化されているが、さらにこれを１点切り化す
ることが要求されている。同時に、大容量化に伴う、遮
断器或いはそれを使用したガス絶縁開閉装置の大型化を
抑制するために、単一の密封容器内部に三相分の遮断部
を組込んだ三相一括形ガス遮断器も提案され、この様な
三相一括形ガス遮断器に付いても、各遮断部を１点切り
化することが要望されている。

ところで、この様な大容量の遮断器を１点切り化する
場合に、消弧性能を向上させるには、従来の２点切りの
遮断器に比べて、その開極速度を格段に早くする必要が
ある。そのため、固定電極とこれに対向した可動電極を
備え、開極時には可動電極のみを移動させていた従来の
遮断器に対して、対向する２電極を同時に移動させて開
極する、いわゆるダブルモーションと呼ばれる遮断器が
提案されている。このダブルモーション方式の遮断器に
よれば、各電極の移動速度は従来の遮断器と同様である
にも拘らず、開極速度が格段に早くなり、消弧性能が向
上される利点がある。

このようなダブルモーション方式の遮断器の一例を第
４図及び第５図に示す。

この図において、１は第１の可動電極、10は第２の可
動電極（従来の固定電極に相当する）である。第１の可
動電極１は、パッファシリンダ２の先端部に設けられ、
その外周には絶縁ノズル３、可動通電接触子４が同心円
状に配置されている。パッファシリンダ２の中心部には
操作ロッド５が固定され、この操作ロッド５が絶縁ロッ
ド６を介して図示しない機構部に接続されている。パッ
ファシリンダ２の内側には、絶縁筒７に固定して支持さ
れたパッファピストン８が挿入され、このパッファピス
トン８と前記パッファシリンダ２に囲まれた空間がパッ
ファ室９になっている。

第２可動電極10は、通電円筒11における第１可動電極
１との対向面中央に突出して設けられ、前記絶縁ノズル
３及び第１可動電極１内に挿入されるものである。この
第２可動電極10の外周には前記第１可動電極の可動通電
接触子４と接触する第２可動通電接触子12と第２可動シ
ールド13とが設けられている。これら第２可動電極10を
支持する通電円筒11は、その基部において通電用導体14
に摺動自在に挿入されると同時に、前記第１可動電極１
の外側に配設された絶縁ロッド15及びリンク機構16を介
して、第１可動電極１を駆動する操作ロッド５の基部に
接続されている。このリンク機構16は、リンク16aの両
端にそれぞれ回動自在に連結された第１、第２の連結棒
16b,16c及びリンク16aを支持するリンク支持部16dより
構成されている。リンク16aは、所定のリンク比に設定
されたリンク支持部16dの支点16eを軸にして、リンク支
持部16dに対して回動自在に支持されている。また、第
１、第２の各連結棒16b,16cは、それぞれの一端にて操
作ロッド５と絶縁ロッド15に回動自在に連結されてい
る。なお、リンク支持部16dは、図示しない容器に絶縁
固定された絶縁筒９に固定されている。

この様に構成されたダブルモーション方式の遮断器に
おいては、第４図の投入状態にて、図示しない操作機構
を駆動すると、操作ロッド５が所定の速度で操作機構側
（図中右側）に移動し、その先端に固定された第１可動
電極１が右方向に移動し、第２可動電極10との間で遮断
動作が行なわれる。一方、この操作ロッド５の動作に伴
って、これに連結されたリンク機構16が駆動され、絶縁
ロッド15を操作ロッド５とは反対側（図中左側）に移動
させる。その結果、この絶縁ロッド15の先端に固定され
た通電円筒11及び第２可動電極10が第１可動電極１とは
反対方向（図中左側）に移動する。また、前記操作ロッ
ド５の移動により、その先端に固定されたパッファシリ
ンダ２が絶縁筒９に固定されたパッファピストン８に対
して移動し、パッファ室９が圧縮されるので、内部の消
弧ガスが絶縁ノズル３に案内されて開離する第１、第２
電極間に吹付けられ、消弧動作がなされる。

なお、投入動作は、操作ロッド５を前記遮断動作とは
反対方向に駆動することにより、第１、第２可動電極1,
10を相対的に接近させる。

この様にダブルモーション方式の遮断器においては、
操作ロッド５の移動速度は従来の遮断器と同様なもので
ありながら、第１、第２可動電極1,10の両方を駆動する
ため、両電極間の相対的な開離速度が２倍程度に向上
し、大容量の遮断器においても１点切りが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、550KV級のような大容量系統における線路
用の遮断器においては、投入時の投入過電圧を抑制する
ために投入抵抗方式が採用されている。これは、遮断器
の主接点と並列に投入抵抗を有する投入抵抗接点を設
け、投入時には主接点に先立ってこの投入抵抗接点が投
入され、その投入抵抗により投入過電圧が抑制された状
態で主接点が投入されるものである。この方式において
開極時には、まず投入抵抗接点が開離し次いで主接点が
開極することが必要である。

前記したダブルモーション方式の遮断器にこの投入抵
抗接点を採用する場合、開閉過電圧の低減、遮断器及び
これを採用したガス絶縁開閉装置全体の小型化が大きな
問題点となり、これを解決することが重要な課題であ
る。

まず、第６図に、従来の550KV級２点切り遮断器の１
点当たりの投入接点と消弧室（主接点）との絶縁回復特
性と、550KV級１点切り遮断器の投入接点と消弧室の絶
縁回復特性を示した。この図からも明らかな通り、550K
V級１点切り遮断器においては、 ２点切りの各１点における場合より、主接点、投入抵
抗接点の両者共に開極速度が早い。

開極時に投入抵抗接点の絶縁回復速度が主接点の絶縁
回復速度より早い。

投入時に投入抵抗接点が主接点よりも先に投入され
る。

という条件を満足する必要がある。

ところが、一方の電極のみを可動とした従来の遮断器
においては、可動電極と投入抵抗接点を同じ駆動源を使
用して同時に同速度で移動させ、両者の開極或いは投入
のタイミングは、電極形状の相違（主接点はワイプを使
用した電極構造であるのに対し、投入抵抗接点はスプリ
ングを使用したバットコンタクトを採用）によって対応
していた。しかし、550KV級１点切り遮断器に採用され
るダブルモーション方式では、主接点においては両電極
が同時に移動するので、従来の遮断器のように主接点の
開極速度と同速度で投入抵抗接点を移動させると、投入
抵抗接点の投入或いは開極速度が主接点の約1/2程度と
なり、前記で述べたように投入抵抗接点の投入或い
は開極速度を主接点よりも早くすることができない問題
が生じる。しかも、この種の大容量遮断器としては、そ
の開極時に主接点の電極間に消弧ガスを吹付けるパッフ
ァ形ガス遮断器が採用されるのに対して、投入抵抗接点
には特に消弧ガスの吹付けは行なわれないので、この理
由からも投入抵抗接点の絶縁回復速度を主接点よりも早
くすることが困難であった。

また、従来の投入抵抗接点を有する遮断器において
は、主接点を収納した消弧室と投入抵抗接点とを同一容
器内に収納していたために容器全体の外径が大きくなる
と同時に、これを使用したガス絶縁開閉装置全体も大型
化する欠点もあった。特に、投入抵抗接点を有する三相
一括形ガス遮断器は、投入抵抗接点も主接点も三相分必
要で、それが一つの密封容器内に収納されるため、その
容器は非常に大きなものになり、容器自体の製造・加工
が困難で効果になると共に、これを接続したガス絶縁開
閉装置全体を大型化する欠点もあった。

例えば、第７図は、同一容器収納型の三相一括形ガス
遮断器を使用したガス絶縁開閉装置の平面図であるが、
三相一括母線20から分岐した三相の接続母線21を、断路
器22を介して投入抵抗接点付きの三相一括形ガス遮断器
23に接続し、これをさらに変流器24を介して線路側の各
相のブッシング25に接続する場合、三相一括形ガス遮断
器23の容器外径が大きいと、母線20とブッシング25間の
寸法Ｌが大きくなり、その分ガス絶縁開閉装置の占有ス
ペースが増大する欠点があった。

さらに、投入抵抗接点付きの三相一括形ガス遮断器
は、通常の線路用回線部分に使用され、他の回線部分に
は投入抵抗接点のないタイプの遮断器が使用されるが、
従来では、規格の同一化を図るため投入抵抗接点が不要
な遮断器に付いても、投入抵抗接点を収納できる大きさ
の容器を共通して使用していたので、前記のような占有
スペースの増大が、ガス絶縁開閉装置の他の部分におい
ても問題となっていた。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、
小型化され且つガス絶縁開閉装置全体の縮小化に寄与
し、しかも投入時の投入過電圧の低減と開極或いは投入
時における投入抵抗接点の絶縁回復速度の向上を可能と
した、信頼性の高い大容量１点切り三相一括形ガス遮断
器を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の三相一括形ガス
遮断器は、縦形の消弧室収納容器内部にそれぞれ第１と
第２の可動電極とを有する三相分の消弧室が収納され、
前記消弧室収納容器とは別体に構成された投入抵抗接点
収納容器内部に、それぞれ固定側電極と可動側電極及び
これらの電極に接続された投入抵抗体とから構成された
三相分の投入抵抗接点部が収納され、各収納容器内部の
各相の消弧室と投入抵抗接点とを各収納容器の側面に形
成された接続用開口部内に収納された各相の導体を介し
てそれぞれ電気的に接続し、前記消弧室収納容器の前記
接続用開口部の形成方向と略直交する方向に他のガス絶
縁機器との接続用の取出し口を形成したことを特徴とす
る。

（作用） 上記のような構成を有する本発明においては、三相分
の投入抵抗接点部を三相分の主接点とは別容器内に収納
したので、個々の容器の外径を縮小することが可能とな
り、この２つの容器を母線と平行に配置することで、母
線とブッシング間の距離を短縮することができ、ガス絶
縁開閉装置の占有スペースの縮小化を図ることができ
る。さらに、抵抗投入接点の不要な回線には、主接点の
みを収納した小径の容器の三相一括形ガス遮断器を使用
できるので、ガス絶縁開閉装置の縮小化により寄与でき
る。

（実施例） 以下、本発明の三相一括形ガス遮断器の一実施例を第
１図乃至第３図により具体的に説明する。なお、前記第
４図以下に示した従来の遮断器と同一部材に付いては同
一符号を付し、説明は省略した。また、第１図は、本実
施例の三相一括形ガス遮断器の内部構成を説明する断面
図である。但し、この第１図は、単に縦方向に平面で切
った断面図を示すものではなく、一つの図面で両接点部
の可動部材等を比較対照して把握できるように表現した
模式的断面図である。なお、第１図には、二相分の主接
点部及び投入抵抗接点部が記載され、一相分の各接点が
示されていないが、各容器内にはそれぞれ三相分の各接
点が収納されている。

さらに、第２図は、第１図の実施例をガス絶縁開閉装
置に組込んだ状態の平面図であり、消弧室収納容器31に
対する投入抵抗接点収納容器40、断路器21及び変流器24
の位置関係と、それぞれの機器における接続口の形成方
向とを正確に示したものである。

本実施例において、第１可動電極１と第２可動電極10
とを有する三相分の消弧室30は、一つの消弧室収納容器
31内に収納されている。各相の消弧室30の下部に位置す
る各相の第１可動電極１は、消弧室収納容器31の下部側
面の取出し口32から外部（ガス絶縁開閉装置の他の機器
側）に引出された各相の導体33にそれぞれ電気的に接続
されている。また、各相の消弧室30は、消弧室収納容器
31を設置した操作機構箱34上に各相の絶縁筒９によって
支持されている。各相の消弧室30において各可動電極1,
10を駆動する操作ロッド５は、絶縁ロッド６を介して操
作機構箱34内に延長され、その内部に設けられた各相の
消弧室操作シリンダ35の操作ロッド36にそれぞれ接続さ
れている。一方、各相の消弧室30の上部に位置する各相
の第２可動電極10は、通電導体14を介して、消弧室収納
容器31の上部に設けられた取出し口37から引出された各
相の導体38にそれぞれ接続されている。なお、前記取出
し口32,37は、消弧室収納容器31の側面に形成された開
口部39,52に略直交する方向に形成されている。

前記のような消弧室収納容器31の側方には、これと別
容器とした投入抵抗接点収納容器40が設けられている。
この収納容器40は、その側面の上下に設けられた開口部
41,42の部分で、前記消弧室収納容器31の側面に形成さ
れた開口部39,52に接続されている。この投入抵抗接点
収納容器40内には、三相分の投入抵抗接点部が設けられ
ている。即ち、各相の投入抵抗接点部は、投入抵抗体4
3、投入接点固定側電極44及びその復帰用スプリング45
と、投入接点固定側電極44に対向した投入接点可動側電
極46とから構成されている。このうち各相の固定側電極
44は、それぞれ投入抵抗体43を介して、前記消弧室の第
２可動電極10を接続した各相の導体38に接続されてい
る。また、各相の可動側電極46は、前記消弧室の第１可
動電極１に接続された各相の導体33に摺動部47を介して
電気的に接続され、さらに各相の可動側電極46の基部
は、それぞれ絶縁ロッド48及び操作ロッド49によって操
作機構箱34内の各相の投入抵抗接点操作シリンダ50に接
続されている。

各相の投入抵抗接点操作シリンダ50は、前記した各相
の消弧室操作シリンダ35とそれぞれの油圧配管51によっ
て接続されることにより同期して駆動され、且つ各相の
操作ロッド49の駆動速度が前記消弧室操作シリンダ35の
操作ロッド36の駆動速度の２倍以上となるように設定さ
れている。

なお、各収納容器31,40の上部に配設され、各相の第
２可動電極10と投入抵抗接点の固定側電極44を接続した
各相の導体38は、本実施例では消弧室収納容器31の上部
の取出し口37から、また各収納容器31,40の下部に配設
され、各相の第１可動電極１と投入抵抗接点の可動側電
極46を接続した各相の導体33は投入抵抗接点収納容器40
の下部に設けられた取出し口32から外部に引出され、第
２図に示すように、ガス絶縁開閉装置を構成する断路器
21や変流器24といった他の機器に接続されている。ここ
で、上記のように取り出し口32,37は、開口部39,52に略
直交する方向に形成されているので、消弧室収納容器31
と投入抵抗接点収納容器40の配置方向と、断路器21、消
弧室収納容器31及び変流器24の配置方向とは、略直交し
ている。また、これら収納容器の各取出し口32,37に
は、導体33,38の支持と他の機器とのガス区分のために
絶縁スペーサ53,54が設けられている。

上記のような構成を有する本実施例の作用を説明す
る。

第１図の開極状態において三相一括の投入指令が入る
と、同期して駆動される各相の消弧室操作シリンダ35と
投入抵抗接点操作シリンダ50とが駆動され、各相の操作
ロッド36,49が投入側に移動を開始する。この時、各相
の消弧室側の操作ロッド36によって消弧室30の第１可動
電極１と第２可動電極10は、前記の従来技術で述べたよ
うに、リンク機構16により反対方向に駆動されるので、
両者の相対的な投入速度は操作ロッド36の駆動速度の約
２倍の高速度となる。一方、投入時の過電圧を抑制する
ためには、各相の投入抵抗接点側は、前記のような高速
度の消弧室30の投入よりも早く投入される必要がある
が、本実施例においては、各相の投入抵抗接点操作シリ
ンダ50が、その操作ロッド49を消弧室30内における第
１、第２可動電極1,10の相対速度よりも早い速度で駆動
しているので、投入抵抗接点が消弧室の主接点よりも必
ず先に投入されることになる。その結果、まず各相の投
入抵抗接点の可動側電極45がその固定側電極44に接触
し、これを復帰用スプリング45に逆らって押込むことに
より、三相分の導体33,38間を投入抵抗体43を介して同
時に接続し、その後各相の投入抵抗接点の投入速度より
も遅い各相の消弧室30側の主接点が、前記従来技術で述
べたようにして投入され、各相の導体33,38間が電気的
に接続されることになる。

一方、三相一括の開極時には、前記投入時とは逆方向
に各操作シリンダ35,50を駆動するが、この場合も投入
抵抗接点の可動側電極45は、消弧室30の第１、第２可動
電極1,10の相対的な開離速度よりも高速で開離するの
で、前記従来技術の第６図に示すような絶縁回復特性を
充分満足することができる。即ち、各相の投入抵抗接点
部はバットコンタクトになっているので、操作ロッド48
が開離する方向に駆動されると、可動側電極45は固定側
電極44から開離する。この時、固定側電極44の復帰用ス
プリング45の復帰速度は、可動側電極45の開離速度より
も遅いので、各相の両電極は直ちに開離することができ
る。一方、各相の消弧室側の第１、第２可動電極1,10は
ワイプ構造となっているので、操作ロッド36の開極開始
後も直ちに開離することがなく、前記のように直ちに開
極した投入抵抗接点側から一定のタイミングをおいて開
極することができる。

以上のような構成及び作用を有する本実施例において
は、次のような効果が発揮される。

三相の投入抵抗接点部の開極速度を三相の主接点の相
対的な開極速度よりも大きくしたので、投入抵抗接点の
絶縁回復特性が主接点のそれよりを確実に上回ることに
なり、機器の信頼性が向上する。

三相分の消弧室収納容器31と三相分の投入抵抗接点の
収納容器40とを、縦形とするとともに別体としたので、
容器外径の縮小化が可能となる。また、他のガス絶縁機
器との接続用の取出し口32,37が消弧室収納容器31の開
口部39,52の形成方向と略直交する方向に形成されてい
る。その結果、第２図、第３図に示すように、本実施例
の三相一括形ガス遮断器を、他のガス絶縁機器間に配置
して、取出し口32,37で他のガス絶縁機器と接続し、両
容器が母線20と平行になるようにしてガス絶縁開閉装置
に組込んだ場合、他のガス絶縁機器間の距離及び母線と
ブッシング間の寸法を縮小することが可能となり、ガス
絶縁開閉装置の設置面積の縮小が可能となる。特に、第
２図のように配置すると、投入抵抗接点収納容器40の配
置場所は、各相のブッシングの絶縁距離を確保するため
必要な空間であり、その空間の有効利用が計れる利点が
ある。

三相分の投入抵抗接点収納容器を三相分の消弧室収納
容器と別体としたので、線路用回線以外の投入抵抗接点
を必要としない箇所では、消弧室収納容器に収納された
主接点を有する遮断器のみを配置すれば良いので、容器
の共通化を図りながら、ガス絶縁開閉装置の縮小化が可
能となる。

各相の投入抵抗体が投入抵抗接点収納容器40の上部に
配設され、しかも各相の投入抵抗接点の可動側電極45の
操作ロッド49がその操作シリンダ50に直接接続されてい
るので、構造が単純で信頼性が高い。

三相分の投入抵抗接点と主接点の駆動源として、それ
ぞれ油圧操作シリンダ50,35を使用し、且つ両者を油圧
配管51で接続したので、各操作シリンダの制御が容易と
なり、各接点を異なった速度で駆動することが極めて容
易であり、しかも正確なタイミングで開閉することが可
能となる。

投入抵抗接点部と主接点の操作機構系統を別々に設け
ると、一方の系統に不備があっても正常な方の接点のみ
が開閉してしまい、その結果遮断器が破壊される恐れが
あったが、油圧配管により両操作用シリンダを連動させ
ることで、一方の接点のみが開閉されるような不都合を
解消できる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、主接点の開閉方式がダブルモーション方式の三相一
括形ガス遮断器全体に広く適用できるものである。ま
た、主接点及び投入抵抗接点の操作機構も油圧に限ら
ず、他の流体を使用したり、リンクを用いた機械的な手
段を使用することもできる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、三相分の消弧室を収納
した消弧室収納容器と、三相分の投入抵抗接点部を収納
した投入抵抗接点収納容器とを別体としたので、消弧室
収納容器を投入抵抗接点部を不要とするガス遮断器の容
器と共通化することが可能となり、また消弧室収納容器
の大きさを小さくすることが可能となり、他のガス絶縁
機器間に消弧室収納容器を配置し、取出し口で他のガス
絶縁機器と接続することにより、他のガス絶縁機器間の
距離を短くすることができ、ガス遮断器を有するガス絶
縁開閉装置の設置面積を縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三相一括形ガス遮断器の一実施例にお
ける内部構成を示す模式的断面図、第２図は第１図の三
相一括形ガス遮断器をガス絶縁開閉装置に組込んだ状態
の平面図、第３図は同じく側面図、第４図及び第５図は
従来のダブルモーション方式のパッファ形ガス遮断器の
一相分を示す断面図で、第４図は投入状態、第５図は開
極状態を示す。第６図は、550KV級１点切り遮断器と２
点切り遮断器における主接点と投入抵抗接点の絶縁回復
特性を示す特性図、第７図は従来の三相一括形ガス遮断
器を使用したガス絶縁開閉装置の問題点を示す平面図で
ある。 １……第１可動電極、10……第２可動電極、20……主母
線、21……断路器、22……接続母線、23……遮断器、24
……変流器、25……ブッシング、30……消弧室、31……
消弧室収納容器、32……取出し口、33……導体、34……
操作機構箱、35……消弧室操作シリンダ、36……操作ロ
ッド、37……取出し口、38……導体、39,41,42,52……
開口部、40……投入抵抗接点収納容器、43……投入抵抗
体、44……投入抵抗固定側電極、45……投入抵抗接点可
動側電極、46……復帰用スプリング、47……摺動部、48
……絶縁ロッド、49……操作ロッド、50……投入抵抗接
点操作シリンダ、51……油圧配管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦形の消弧室収納容器内部にそれぞれ第１
   と第２の可動電極とを有する三相分の消弧室が収納さ
   れ、前記消弧室収納容器とは別体に構成された投入抵抗
   接点収納容器内部に、それぞれ固定側電極と可動側電極
   及びこれらの電極に接続された投入抵抗体とから構成さ
   れた三相分の投入抵抗接点部が収納され、各収納容器内
   部の各相の消弧室と投入抵抗接点とを各収納容器の側面
   に形成された接続用開口部内に収納された各相の導体を
   介してそれぞれ電気的に接続し、前記消弧室収納容器の
   前記接続用開口部の形成方向と略直交する方向に他のガ
   ス絶縁機器との接続用の取出し口を形成したことを特徴
   とする三相一括形ガス遮断器。