JP2866428B2 - パッファ形ガス遮断器 - 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、投入抵抗接点及び投入抵抗を有するパッフ
ァ形ガス遮断器に関するもので、特に遮断接触子部と抵
抗接触子部と同一容器内に収納し、かつこれら接触子部
の周囲にシールドを設けて容器と各接触子部間の距離を
縮小し、遮断器の小型化を可能としたパッファ形ガス遮
断器に係る。

（従来の技術） 近年、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。この様な要求に答えるために、遮断
時に発生したアークに、弗素樹脂から成る絶縁性のノズ
ルからSF₆ガスなどの絶縁ガス流を吹き付けて消弧する
パッファ形ガス遮断器が、従来から採用されている。こ
のパッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器
内に接離可能な固定接触子及び可動接触子を有し、可動
接触子部に設けられたパッファピストンとパッファシリ
ンダとから成るパッファ室を圧縮することによって、消
弧性ガスを圧縮してノズル部に導き、固定・可動接触子
間に発生したアークに吹付けて消弧するものである。従
って、パッファ形ガス遮断器は、高圧ガスをあらかじめ
貯蔵することができ、またアークに対するガス流吹き付
け時に弁を開閉する必要がないため、構造が簡単にな
り、高い信頼性を有することができる。また、パッファ
形ガス遮断器は、アークによる自力昇圧作用によって、
高い吹き付け圧力が得られるため、遮断性能も向上す
る。この様なパッファ形ガス遮断器は、上記のような優
れた特性により、72kV以上の高電圧遮断器の主流となっ
ている。

ところで、この様なパッファ形ガス遮断器の１遮断点
当たりの遮断性能は、技術の進歩により向上し、近年42
0kVに達しているが、更に、１遮断点当たりの高電圧化
を図る方法として、特開昭61−193321号に述べられるよ
うなダブルモーション方式と呼ばれるパッファ形ガス遮
断器も提案されている。この遮断器は、可動接触子を動
かすと同時に、この可動接触子と対向する接触子をも反
対方向に動かして、遮断動作時の絶縁回復電圧を高める
ものである。即ち、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
るにもかかわらず、開極速度が格段に早くなり、消弧性
能が大幅に向上するといった利点がある。

この様なダブルモーション方式の遮断器の一例を第４
図に示した。図において、１は主接点用第１可動電極、
10は主接点用第２可動電極（従来の固定電極に相当す
る）である。この主接点用第１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。ま
た、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
しない操作機構部に接続されている。さらに、パッファ
シリンダ２の内側には、絶縁筒７に支持固定されたパッ
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
となっている。

一方、主接点用第２可動電極10は、通電円筒11におけ
る主接点用第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及び主接点用第１可動電極１
内に挿入されるように構成されている。また、主接点用
第２可動電極10の外周には、前記主接点用第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。これら主接点
用第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、
前記主接点用第１可動電極１の外側に配設された絶縁ロ
ッド15及びリンク機構を介して、主接点用第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1
5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７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
は、第４図の投入状態において、図示しない操作機構部
を駆動すると、操作ロッド５が所定の速度で操作機構部
側（図中右側）に移動し、その先端に固定された主接点
用第１可動電極１が右方向に移動し、主接点用第２可動
電極10との間で遮断動作が行われる。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及び主接点用第２可動電極
10が主接点用第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７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、開離する主接点用第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
反対方向に駆動して、主接点用第１、第２可動電極1,10
を相対的に接近させることにより行われる。

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、主接点用第１、第２可動電極1,10の両方を
反対方向に駆動するため、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
は、開極時に、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。

この投入抵抗方式を前記ダブルモーション方式の遮断
器に採用する場合、ダブルモーションのための機構だけ
でも遮断器が大型化する上に、更に遮断接触子部と並列
に抵抗接触子部及びその駆動機構を設ける必要があるた
め、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。

特に、両接触子部を同一容器内に収納するパッファ形
ガス遮断器においては、容器と各接触子部との電界を緩
和し容器の小型化を図るために、両接触子部の周囲に、
円筒状容器外形と同軸円筒状にシールドを配置すること
が提案されているが、この様にシールドを設けた場合に
は、容器内部に金属異物などの浮遊不純物が存在する
と、この浮遊不純物によってシールドと容器間の絶縁が
破壊される恐れが生じる。この不純物の浮上及び挙動
は、運転電圧に対するシールドの電界強度及び容器内面
の電界強度、とりわけ容器内面の電界強度に左右される
ため、従来では、容器内面の電界強度をある一定値以下
に押さえるように、容器寸法及びシールド形状を設計し
ていた。その結果、容器内面の電界強度を不純物の浮上
電界強度以下にすると、シールドと容器内面との距離が
大きくなり、容器内径が大きくなり、遮断器が大型化す
る問題が生じていた。

本発明は、以上の問題点を解消するために提案された
もので、その目的は、浮遊金属異物などの不純物に対す
る容器内面の電界強度に十分の配慮を行いつつ、機器の
小型化を図り、信頼性の高いパッファ形ガス遮断器を提
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、遮断接触子部と抵抗接触子部とを同一容器
内に収納し、これら接触子の周囲にシールドを配置して
なるパッファ形ガス遮断器において、前記シールドを容
器の中心軸から上方に偏心配置したことを構成上の特徴
とする。

（作用） 本発明のパッファ形ガス遮断器によれば、シールドと
容器のガスギャップ空間の距離は容器下部の方が上部よ
り大きくなり、容器下部内面に対して十分な絶縁距離が
得られる。特に、金属異物などの不純物は、重力の作用
により容器下部に滞留し存在するので、本発明では、容
器下部の絶縁距離が確保され、不純物の影響のない容器
上部においてはシールドと容器内面との距離を近接させ
ることができる。その結果、不純物に対する十分な対策
を払いつつ、容器とシールドの近接配置が可能となり、
容器の小型化に伴う遮断器の小型化が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例は、遮断器の投入状態を示す第
１図、遮断状態を示す第２図、第１図の縦断面図を示す
第３図により具体的に説明する。なお、第４図に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。また、第４図は、第３図Ａ方向から見た側面図
であるのに対して、第１図及び第２図は第３図Ｂ方向か
ら見た平面図である。従って、第１図及び第２図におい
ては、主接点の開閉動作を行うために配設される部材
（例えば、第４図におけるリンク機構、絶縁ロッド15
等）は、遮断接触子部と抵抗接触子部とを結ぶ線と直交
方向、即ち第１図において遮断接触子部の背面側に設け
られているので、図示を省略してある。

本実施例においては、第１図及び第２図に示した様
に、同一容器内部に、第４図に説明したダブルモーショ
ン方式の遮断接触子部19と、これと連動する投入接触子
部20とを、投入時或いは遮断時に抵抗側に流れる電流に
よって生じる電位差に耐えるだけの最小絶縁距離を確保
して、並列配置した構成となっている。

この投入接触子部20は、具体的には次のような構成を
している。即ち、遮断接触子部19の第１可動電極１と電
気的に接続され、かつ遮断接触子部19の絶縁筒７と機械
的に固定された支持部材21が設けられ、この支持部材21
に抵抗接触子部20が支持されている。この抵抗接触子部
20には、投入抵抗接点用第１可動電極22が、遮断接触子
部の第１可動電極１と同方向に摺動自在に支持され、こ
の投入抵抗接点用第１可動電極22がリンク機構23を介し
て、遮断接触子部19の操作ロッド５に連結されている。
ここで、リンク機構23の構成は、主接点用第１可動電極
１と主接点用第２可動電極10の開離動作を行う操作ロッ
ド５の移動に伴って、それとリンク機構23を介して連結
されている投入抵抗接点用電極22,26の方が、主接点用
電極1,10の遮断動作あるいは投入動作に先立って動作す
ることができるように設定されている。なお、この第１
可動電極22の周囲には、第１可動電極側シールド24が設
けられている。

一方、前記投入抵抗接点用第１可動電極22には、これ
と対向して投入抵抗接点用第２可動電極26が設けられて
いる。この第２可動電極26は、前記第１可動電極22に対
して絶縁筒25を介して固定されたケース27内に摺動可能
に支持されている。なお、このケース27には、その先端
部に係止部が設けられ、前記第２可動電極26がケース内
のバネ28によって第１可動電極22側（図中下側）に付勢
されて収納されている。さらに、前記第２可動電極26の
背面側には投入抵抗体29が配設され、前記第２可動電極
26及び遮断接触子部19の通電導体14と電気的に接続され
ている。

また、これら遮断接触子部19と抵抗接触子部20の外周
には、それぞれの第１及び第２可動電極を取り囲むよう
にシールド30,31が設けられている。これらのシールド3
0,31は、遮断接触子部の第1,第２可動電極部に支持され
ているもので、両シールド30,31間には極間絶縁筒32が
設けられている。また、これらのシールド30,31は、第
３図の断面図に示すように、シールド30,31の中心が容
器33の中心軸に対して上方に偏心配置され、シールドと
容器内面との距離が、容器上部より下部の方が大きくな
っている。

この様な構成を有する本実施例のパッファ形ガス遮断
器においては、以下に述べる様にして、主接点用電極及
び投入抵抗接点用電極が開閉される。即ち、第１図に示
した投入状態から遮断状態への移行は、まず、投入抵抗
接点用第１可動電極22と投入抵抗接点用第２可動電極26
とが開き、その後、消弧室内の主接点用第１可動電極１
と主接点用第２可動電極10とが開離する。一方、投入時
においては、まず、投入抵抗接点用第１可動電極22と投
入抵抗接点用第２可動電極26とが投入され、それに伴っ
て投入抵抗体29がある時間、回路に挿入され、その後、
消弧室内の主接点用第１可動電極１と主接点用第２可動
電極10とが投入されると、投入抵抗体29には電流が流れ
なくなる。この様に、本実施例によれば、投入抵抗接点
用電極の方が、主接点用電極の遮断動作あるいは投入動
作に先立って動作することができ、また、投入抵抗接点
部の絶縁回復速度を、主接点部の絶縁回復速度より早く
することができる。

しかも、本実施例では、第３図に示すように、シール
ド30,31と容器33下部内面との距離が大きく設定されて
いるので、遮断器の運転状態において、運転電圧に対す
る容器33の下部内面の電界強度と上部内面の電界強度を
比較すると、下部内面の電界強度が小さくなっている。
その結果、本実施例によれば、金属異物などの不純物が
存在する容器下部内面の電界強度は十分小さく保ったま
ま、容器上部内面とシールド30,31との距離を小さくし
て、容器33全体を小径化し、遮断器を小型化することが
可能となる。

［他の実施例］ なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、遮断接触子部と抵抗接触子部とを同一容器内に収
納したパッファ形ガス遮断器全般に適用可能である。即
ち、図示のようなダブルモーション方式の遮断器以外
に、シングルモーション方式の遮断器であっても、本発
明を適用することにより、不純物に対する耐絶縁特性を
確保しつつ容器の小径化が可能となる。

また、パッファ形ガス遮断器の各可動接触子の駆動方
式にも限定がなく、従来公知の手段を適宜採用できる。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、遮断接触子部と抵
抗接触子部の外周に配置するシールドを容器上部に偏心
配置するという簡単な手段により、機器の小型化を図
り、容器内部の不純物に対する信頼性の高いパッファ形
ガス遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のパッファ形ガス遮断器の一
実施例を示す平面図であり、第１図は遮断器の投入状
態、第２図は遮断状態を示し、第３図は第１図の縦断面
図、第４図は従来のダブルモーション方式のパッファ形
ガス遮断器を示す側面図である。 １……主接点用第１可動電極、２……パッファシリン
ダ、３……絶縁ノズル、４……可動通電接触子、５……
操作ロッド、６……絶縁ロッド、７……絶縁筒、８……
パッファピストン、９……パッファ室、10……主接点用
第２可動電極、11……通電円筒、12……第２可動通電接
触子、13……第２可動シールド、14……通電用導体、15
……絶縁ロッド、16a……リンク、16b,16c……連結棒、
16d……リンク支持部、16e……支点、21……支持部材、
22……投入抵抗接点用第１可動電極、23……リンク機
構、24……シールド、25……絶縁筒、26……投入抵抗接
点用第２可動電極、27……ケース、28……バネ、29……
投入抵抗体、30,31……シールド、32……極間絶縁筒、3
3……容器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な
   一対の接触子を対向して配置し、一方の接触子に設けら
   れたパッファピストンとパッファシリンダとから成るパ
   ッファ室を圧縮することによって、消弧性ガスを圧縮し
   てノズル部に導き、両接触子間に発生したアークに吹付
   けて消弧する遮断接触子部と、前記遮断接触子部と並列
   に前記遮断接触子部の投入に先立って投入される投入抵
   抗及びその抵抗接触子を配置して成るパッファ形ガス遮
   断器において、 前記遮断接触子部と抵抗接触子部の周囲にシールドを配
   置し、前記シールドを容器の中心軸から上方に偏心配置
   したことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。