JP2771305B2 - ガス遮断器 - Google Patents

ガス遮断器

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JP2771305B2
JP2771305B2 JP2060014A JP6001490A JP2771305B2 JP 2771305 B2 JP2771305 B2 JP 2771305B2 JP 2060014 A JP2060014 A JP 2060014A JP 6001490 A JP6001490 A JP 6001490A JP 2771305 B2 JP2771305 B2 JP 2771305B2
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    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
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    • H01H33/7023Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はガス遮断器に係り、特にパツフア形ガス遮断
器の遮断部構造の改良に関する。
[従来の技術] 一般に、この種のガス遮断器は接触子間の開離動作と
共に吹き付け用の消弧性ガスを圧縮し、スロート部を有
する絶縁ノズルによつてこの圧縮されたガスを接触子間
の開離によつて発生したアークへ吹き付けている。この
圧縮されたガスは、絶縁ノズルのスロート部で加速さ
れ、スロート部よりもガス流の下流側で亜音速もしくは
超音速となる。このような高速のガス流が生じる中で、
スロート部が固定接触子から抜けると、電界の強い固定
接触子先端のガス圧が過渡的に遮断器の充気ガス圧より
も低くなり、接触子間の絶縁耐力が大幅に低下すること
が実験によつて確かめられている。
これは、特に絶線ノズルのスロート部が固定接触子か
らほぼ抜け出た直後に電流遮断が行なわれて、このよう
な接触子間開離距離が小さな時点に接触子間に高い電圧
が印加される進み小電流遮断性能を低下させることにな
る。
従来のこの種の対策を施したガス遮断器として特開昭
60−150521号公報に示されたものが知られている。この
ガス遮断器では、絶縁ノズルのスロート部よりも吹き付
けガス流の下流側にスロート部を通過した後のガス流の
反射部を形成し、この反射部によつてガス流を固定接触
子側に変え、これによつて固定接触子先端部でのガス圧
力低下を防止して接触子間の絶縁耐力の向上を図ろうと
している。
また特開昭61−206126号公報に示されたガス遮断器で
は、絶縁ノズルに、スロート部よりも吹き付けガス流の
下流側と、スロート部よりも吹き付けガス流の上流側と
を連通するバイパス孔を形成し、このバイパス孔によつ
てスロート部よりも上流側の高温ガスを排出して接触子
間の絶縁回復を早めると共に、固定接触子先端部へのガ
ス吹き付けを行なつて接触子間の絶縁耐力を向上させよ
うとしている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、後者のガス遮断器は、絶縁ノズルのス
ロート部が固定接触子から抜け出た直後の固定接触子先
端へのガス吹き付けについては考慮されておらず進み小
電流遮断性能を向上させることができない。また前者の
ガス遮断器は、絶縁ノズルのスロート部が固定接触子か
ら抜け出た後のガス流を反射させる反射面を形成したた
め、必然的に反射面よりも抜き付けガスの上流側に径方
向の広がり部が形成されてしまうので、この広がり部で
ガスを一旦径方向に広げてガス密度を低下させてしま
う。従つて、その後、反射面の作用によつて広がつたガ
スを再度絞つてガス密度を高めても絶縁ノズルのスロー
ト部が固定接触子から抜け出た直後における効率が悪か
つた。
本発明の目的は、効率良く固定接触子先端部での絶縁
耐力を高めることができるガス遮断器を提供するにあ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、絶縁ノズルのス
ロート部よりも吹き付けガス流の下流側の径方向広がり
部に形成された反射面と、上記スロート部より上流側の
吹き付けガスを上記径方向広がり部を介して上記反射面
へ突き当てるための、上記スロート部の外周に形成され
た複数のガス流路とを設けたことを特徴とする。
[作用] 本発明によるガス遮断器は上述の如き構成であるか
ら、スロート部の外周に形成された複数のガス流路を介
して径方向広がり部に供給されたガス流と、反射面によ
つて反射されたガス流とによつて、スロート部から放出
されたガス流が絞り作用を受けて径方向への広がりが抑
えられるため、この絞り作用によつて、スロート部から
抜け出た直後の固定接触子先端部のガス密度を高めて絶
縁耐力を高めることができる。このとき、従来の構成で
の径方向広がり部がガスを径方向に広がらせていたのに
対し、上述の径方向広がり部は同部に供給されるガスに
よつてスロート部から放出されるガス流を絞ることにな
り、効率良く極間のガス密度を高めることができる。
[実施例] 以下本発明の実施例を図面によつて説明する。
第1図は本発明の一実施例によるガス遮断器の開路途
中状態を示す断面図である。
図示しない部材に支持したピストン5にはパツフアシ
リンダ4が可摺動的に嵌合されて圧縮装置16を構成して
いる。図中の部分全体は消弧性ガスを充填した密閉容器
内に構成されており、この圧縮装置16の作動によつて消
弧性ガスを圧縮する。パツフアシリンダ4の開孔4aを包
囲して絶縁ノズル1が取り付けられ、この絶縁ノズル1
の外側には可動主接触子3が、また絶縁ノズル1の内側
には可動アーク接触子6がそれぞれ取り付けられてい
る。可動主接触子3は固定主接触子7と接触可能で主接
触子を構成し、また可動アーク接触子6は絶縁ノズル1
のスロート部10から挿入された固定接触子2と接触可能
でアーク接触子を構成している。上述の主接触子はアー
ク接触子に先行して開離し、また遅れて閉路するように
構成されている。
絶縁ノズル1にはスロート部10と、このスロート部10
の近傍で吹き付けガス流の下流側8の径方向広がり部13
に形成された反射面12と、スロート部10よりも上流側11
からの吹き付けガスを径方向広がり部13を介して反射面
12に突き当てるための、ガス流路としての複数の小円形
孔9とを設けている。
次に遮断動作について説明する。
遮断指令を受けた図示しない操作装置ひパツフアシリ
ンダ4を中心とする遮断部可動部分を図示の左方へ駆動
する、この動作によつて圧縮装置16の消弧性ガスが圧縮
されると共に、先ず主接触子3,7間が開離し、次いでア
ーク接触子2,6間が開離する。この動作が進んで、第1
図に示すように固定アーク接触子2の先端から絶縁ノズ
ル1のスロート部10が抜けた直後になると、圧縮装置16
からの消弧性ガスは、開孔4a、上流側11およびスロート
部10を介して下流側8へと流れ、両アーク接触子2,6間
の開離によつて発生したアークに対する吹き付けが行な
われる。
このとき、第4図に拡大して示すように吹き付けガス
の一部が、絶縁ノズル1のスロート部10が固定アーク接
触子2の先端から抜け出る以前より、上流側11から小円
形孔9に流入し径方向広がり部13を介して反射面12に当
たるように供給されているため、スロート部10から放出
されたガス14bは、小円形孔9から径方向広がり部13へ
供給されたガスと、小円形孔9から径方向広がり部13を
介して反射面12で反射されたガス14aとによつて絞り作
用を受け、固定アーク接触子2の先端部のガス圧力を高
めて同部の絶縁耐力を高めることができる。従つて、同
図の状態で消弧してアーク接触子2,6間に高い電圧が印
加されることになる進み小電流遮断性能が改善される。
第7図は第1図の構造に基づく解析結果を示すもの
で、横軸はストローク、縦軸は固定アーク接触子2の先
端部のガス圧力を示している。スロート部10が固定アー
ク接触子2から抜け出た時点Aからストロークの中期以
後までを見ると、第1図の構造に基づく圧力特性P1は従
来構造に基づく圧力特性P2に対し30%程度高い圧力とな
り、その分だけ固定アーク接触子2の先端の絶縁耐力を
高めることができる。
上述した遮断動作中におけるスロート部10からの吹き
付けガス流14bに対する絞り作用は、種々の要素によつ
て調整可能である。例えば反射面12の中心軸に対する角
度θを変えることによつて絞る位置を調整でき、小円形
孔9の数や面積を変えることによつて絞りの強さを調整
することができる。
ここでガス流路の一般的構成例について説明する。
第2図は第1図のII−II線に沿つた断面図で、スロー
ト部10より外側の円周上にスロート部10とは区別された
合計8個の小円形孔9をガス流路として形成している。
また別の実施例では第3図に示すように、スロート部10
と連通して放射方向に若干伸びた6個のスリツト15をガ
ス流路として構成しても良い。更に、これらの例はいず
れも周方向に等間隔で複数のガス流路を形成したが、周
方向に不等間隔であつても良い。しかし、いずれの実施
例においてもガス流路の軸方向を絶縁ノズル1の中心軸
とほぼ平行にするなら、このような加工は第1図に示す
絶縁ノズルの左端側の大きな開口から容易に行なうこと
ができる。
上述のガス流路の説明から分かるように、ガス流路と
して最低限満たさなければならない条件は、スロート部
10の外周に位置し、一端はスロート部10よりも吹き付け
ガス流の上流側に至り、また他端は径方向広がり部13に
至る構成であれば良い。
第5図は本発明の他の実施例によるガス遮断器の絶縁
ノズルのみを示す断面図である。
先の実施例では、スロート部10よりも吹き付けガス流
の下流側に位置した反射面12を1つだけ形成していたの
に対し、本実施例ではもう一つの反射面12aを追加して
いる。次に、この加えた第二の反射面12aを中心とする
部分を説明すると、径方向広がり部13の下流側に第二の
径方向広がり部13aを形成し、この第二の径方向広がり
部13aに第二の反射面12aを形成している。第2図に示し
た小円形孔9の仮想円周よりも更に外側に位置する仮想
円周上には第二のガス流路としての小円形孔9aが形成さ
れており、この第二のガス流路としての小円形孔9aの一
端はスロート部10よりも吹き付けガス流の上流側に位置
し、また他端は第二の径方向広がり部13aに位置してい
る。従つて、このような構成によればスロート部10を通
つて排出されるガス流は、径方向広がり部13,13aおよび
反射面12,12aによつて形成される2つのガス流により二
個所で絞り作用を受けることになる。
第1図のような絶縁ノズル1と固定アーク端子2の位
置関係よりも更に遮断動作が進むと、固定アーク接触子
2の先端部は第1の反射面12等によるガス流の絞り部を
通過する。このとき、丁度、固定アーク接触子2の先端
部がスロート部10を抜けるときのような現象が生じて、
程度は異なるが再び固定アーク接触子2の先端部のガス
圧力が低下するが、本実施例では第二の径方向広がり部
13aと第二の反射面12aとによつて形成されるガス流によ
つて、スロート部10から放出されたガスは再び絞り作用
を受けるため、固定アーク接触子2の先端部のガス圧力
低下は抑えられる。
第6図は本発明の更に異なる他の実施例によるガス遮
断器の絶縁ノズルを示す断面図である。基本的には第5
図と同一であるが、第二の径方向広がり部13aおよび第
二の反射面12aへのガス流の与え方が異なつている。つ
まり、この実施例ではスロート部10を通過したガス流の
一部を利用するため、第一の反射面12の一部に第二のガ
ス流路として中心軸方向のスリツト15aを設け、このス
リツト15aを通るガス流を第二の径方向広がり部13aおよ
び第二の反射面12aに供給するようにしている。
前述したように2番目の絞り部は、固定アーク接触子
2の先端部を1番目の絞り部が抜け出たときに同先端部
のガス圧力低下を防止するために形成しているが、この
圧力低下は、スロート部10が固定アーク接触子2の先端
部を抜け出たときほどには問題にならないから、第6図
に示すスリツト15aでも十分な効果を期待することがで
きる。
尚、上述の各実施例ではいずれの場合も、絶縁ノズル
1の内側にアーク接触子2,6を配置し、絶縁ノズル1の
外周に主接触子3,7を配置したガス遮断器について説明
したが、主通電用の主接触子も絶縁ノズル1の内側に配
置した構成、すなわち絶縁ノズルのスロート部10が挿入
される固定接触子を設け、この固定接触子が主通電用と
アーク用を兼用したガス遮断器にも本発明を同様に適用
することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、スロート部近傍の吹き
付けガス流の下流側の径方向広がり部に形成された反射
面と、上記スロート部より上流側の吹き付けガスを上記
径方向広がり部および反射面に供給するガス流路とを有
する絶縁ノズルとしたため、スロート部を通過したガス
は、径方向広がり部と反射面とに供給したガスによる絞
り作用を受け、固定接触子の先端部のガス圧力を高めて
同部の絶縁耐力を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるガス遮断器の断面図、
第2図は第1図のII−II線に沿つた断面図、第3図は本
発明の他の実施例によるガス遮断器の絶縁ノズルの断面
図、第4図は第1図の要部拡大図、第5図および第6図
は本発明のそれぞれ異なる他の実施例によるガス遮断器
の絶縁ノズルを示す断面図、第7図は固定アーク接触子
先端部のガス圧力特性図である。 1……絶縁ノズル、2……固定アーク接触子、6……可
動アーク接触子、8……下流側、9……小円形孔、10…
…スロート部、11……上流側、12……反射面、13……径
方向広がり部、16……圧縮装置。
フロントページの続き (72)発明者 筑紫 正範 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒沢 幸夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−150521(JP,A) 特開 昭61−206126(JP,A) 特開 昭60−262323(JP,A) 実開 平1−64835(JP,U) 実開 昭60−38442(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 33/70 H01H 33/91 H01H 33/915

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開離可能な可動接触子および固定接触子
    と、これら接触子の接触部を包囲すると共に、そのスロ
    ート部に上記固定接触子が挿入された絶縁ノズルと、上
    記両接触子の開離動作により吹き付け用の消弧性ガスを
    圧縮し上記絶縁ノズルのスロート部を通して放出させる
    ための圧縮装置とを備えたガス遮断器において、上記ノ
    ズルに、上記スロート部近傍の吹き付けガス流の下流側
    の径方向広がり部に形成された反射面と、上記スロート
    部より上流側の吹き付けガスを上記径方向広がり部を介
    して上記反射面に突き当てるための、上記スロート部の
    外周に形成された複数のガス流路とを設けたことを特徴
    とするガス遮断器。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、上記ガス流
    路は、上記スロート部と別個に形成された孔から成るこ
    とを特徴とするガス遮断器。
  3. 【請求項3】請求項1記載のものにおいて、上記ガス流
    路は、上記スロート部と連通して形成されたスリットか
    ら成ることを特徴とするガス遮断器。
  4. 【請求項4】請求項1記載のものにおいて、上記反射面
    は、上記ガス流路からのガスを反射して、上記スロート
    部を通して放出されるガスに絞り作用を与える角度を有
    することを特徴とするガス遮断器。
  5. 【請求項5】請求項1記載のものにおいて、上記径方向
    広がり部と反射面は、上記スロート部より吹き付けガス
    流の下流側の異なる位置に複数設け、上記ガス流路によ
    るガスは、少なくとも上記スロート部に最も近い上記径
    方向広がり部と反射面に与えるようにしたことを特徴と
    するガス遮断器。
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