JP2939271B2

JP2939271B2 - 電力用ガス遮断器

Info

Publication number: JP2939271B2
Application number: JP20690689A
Authority: JP
Inventors: 哲哉中本; 礼二小原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH0371526A

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、固定アーク電極の支持構造を改良した電力
用遮断器に関する。

（従来の技術）電力需要の増大にともない、発電所や変電所で使用す
るガス遮断器の大容量化が図られてきている。特に、電
圧の高い系統に使用される遮断器においては、その通電
電流や遮断電流の大きいものが要求されてきている。

第３図にガス遮断器の構造を示す。ガス遮断器１は絶
縁ガスを封入した容器２内に消弧室３が収納されてい
る。この消弧室３は対向配置した固定部４、可動部５を
備えている。固定部４には通常電流を通電する固定フイ
ンガー６と、固定アーク電極７、固定側のシールド８、
及びこれらを支える固定支え９から成り立っている。可
動部５は通常電流を通電する可動電極10、可動アーク電
極11、絶縁ノズル12、操作ロッド13及びパッファーシリ
ンダ14から構成されている。また、可動部５を支持する
ために、支持絶縁筒15、可動支え16及びパッファーシリ
ンダ14と圧縮室を構成するパッファーピストン17があ
る。そして、固定部４は可動支え16と通常絶縁筒18でつ
ながっている。絶縁筒18は絶縁棒或いはコンデンサであ
る場合もある。

通電する電流値が大きい場合は、ガス遮断器は一般
に、通電用の電極である固定フインガー６と可動電極10
と、電流遮断用の電極である固定アーク電極７と可動ア
ーク電極11の２種類の電極を持っている。今、ガス遮断
器１は投入状態、即ち電流通電状態を示している。電流
は、導体19、固定支え９、固定フインガー６を経て、可
動電極10、パッファーシリンダ14、可動支え16から導体
20を通って流れている。

ガス遮断器１が事故電流などを遮断する場合は、図示
していない操作機構により、操作ロッド13が第４図の矢
印のほうへ引っ張られ、可動部５は矢印のほうへ動く。
そして、第４図に示す通り、まず固定フインガー６と可
動電極10が離れる。すると、固定支え９、固定フインガ
ー６を経て、可動電極10、パッファーシリンダ14と流れ
ていた電流は、固定アーク電極７と可動アーク電極11は
まだ離れていないことから、固定支え９から固定アーク
電極７、可動アーク電極11を経てパッファーシリンダ14
へとその流れの経路を変える、即ち転流する。

そして、第５図に示すように可動部５がさらに矢印の
ほうへ動き、固定アーク電極７と可動アーク電極11が離
れることにより、この固定アーク電極７と可動アーク電
極11の間にアーク21が発生する。この発生したアーク21
に対して、パッファーシリンダ14が動くことによりパッ
ファーシリンダ14とパッファーピストン17とで圧縮され
たガスが、絶縁ノズル12を介して吹き付けられ、その結
果、アーク21を冷却して消弧させ、電流の遮断が完了す
る。電流の遮断が完了した遮断器１の開極状態を第６図
に示す。

（発明が解決しようとする課題）第７図に示すように固定アーク電極７の先端は、高温
のアーク21に耐えられる耐弧金属22で出来ている。耐弧
金属22は大変高価なため、アーク21が発生しない先端部
以外の台金部23は、耐弧金属とは別の金属で出来てい
る。遮断器１が遮断する電流が大きい場合、固定アーク
電極７と可動アーク電極11の間に発生したアーク21を消
弧させるのに、これに吹き付けるガスの量や圧力を増や
したりする。そのため、アーク21はこのガスにあおられ
て、第７図のように変歪することがある。

もし、このとき、アーク２が固定支え９に接触すれ
ば、固定支え９は一般に高温のアークに耐えられるよう
な金属で出来ていないので、固定支え９はアークの熱で
溶けて固定部４が壊れてしまい、電流を遮断できなくな
るととう恐れがある。この事態を避けるため、アーク21
が発生する固定アーク電極７の先端と固定アーク電極７
を固定している固定支え９との距離を出来るだけ長く
し、発生したアーク21が固定支え９に接触するのを避け
るようにしている。その結果、固定アーク電極７は長く
なってしまう。

固定アーク電極７が長くなると、固定アーク電極７自
身がその自重でたわまないように、台金部23を鉄等の剛
性の高い金属で構成する。しかし、鉄はその抵抗率が、
銅やアルミに比べて高く、かつその長さが長いため、固
定支え９、固定フインガー６を経て、可動電極10、パッ
ファーシリンダ14までの抵抗値と比べ、固定支え９から
固定アーク電極７、可動アーク電極11を経てパッファー
シリンダ14までの抵抗値が非常に大きくなってしまう。

その結果、電流遮断過程の上記転流時に、転流による
電位差が大きくなり、なかなか転流がスムーズにいか
ず、固定フインガー６と可動電極10が離れるとき少量の
アークが発生する。このアークは電流が固定アーク電極
７、可動アーク電極11へと転流することによりすぐ消滅
するが、このアークにより固定フインガー６と可動電極
10のそれぞれの表面が荒れたり、アークの熱により一部
が溶けたり、メッキ面がなくなったりして、遮断器の通
電性能を低下させてしまう。

しかしながら、台金部23をその抵抗率の低い銅などに
変えると、剛性の高い鉄に比べ、電極が長いとたわみが
大きくなり、可動アーク電極11の摺動に対して芯がずれ
たりして電極のかじりが発生するなど機械的な問題が起
こってくる。

本発明の目的は、ガス遮断器の固定アーク電極をその
剛性をあまり落とさず、かつ抵抗を小さくすることによ
り、ガス遮断器が電流を遮断する過程で、通電用の電極
からアーク電極への電流の転流時に起こるアークによる
通電電極用のいたみを最小にすることのできるガス遮断
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）本発明の電力用ガス遮断器は、先端を耐弧金属で作っ
た固定アーク電極の台金部を２層構造とし、その中心部
は剛性の高い鉄などの金属、その外周部は抵抗率の低い
銅などの金属で構成し、かつ外周部の抵抗値は中心部の
抵抗値よりも低くなるように構成したことを特徴とする
ものである。

（作用）本発明においては、固定アーク電極の台金部を２層構
造としたことにより、台金部全体の抵抗値は外周部の金
属により低くすることができ、また電極を長くしても中
心の金属によりその剛性を保つことができる。従って、
固定アーク電極を遮断性能から決まる所定の長さまで長
くしても、遮断器の遮断性能を低下させること無く、通
電用の電極とアーク電極との抵抗差を小さくすることが
でき、その結果、通電用の電極からアーク電極への電流
の転流時に起こるアークの発生をできるだけ押さえられ
ることら、通電用電極のいたみを小さくする。

（実施例）以下本発明を第１図及び第２図に示す実施例を参照し
て説明する。第１図及び第２図において、第３図ないし
第７図と同一符号は同一部分を示すものであるからその
説明を省略する。

本発明の電力用ガス遮断器は、固定アーク電極の支持
構造を改良したことに特徴を有する。すなわち、第１図
において、固定アーク電極７の台金部は外周部31を銅
で、中心部32は鉄で出来ており、２層構造となってい
る。外周部31と中心部32は一体の構造となっている。固
定アーク電極７の先端は、耐弧金属22で、耐弧金属22と
外周部31及び中心部32とはそれぞれロー付け等で固定さ
れている。固定アーク電極７と固定支え９の取付けは、
中心部32の端をネジ加工し、固定支え９にナット33にて
固定する。外周部31の端は固定支え９と接触して通電が
確保できるようになっている。

次にこのように構成された本発明の電力用ガス遮断器
の作動を説明する。ガス遮断器が電流を遮断する際、固
定支え９、固定フインガー６を経て、可動電極10、パッ
ファーシリンダ14と流れていた電流は、固定支え９から
固定アーク電極７、可動アーク電極11を経てパッファー
シリンダ14へとその流れを変える、即ち転流する。この
時、固定アーク電極７の台金部は外周部31を銅で、中心
部32は鉄で出来ている２層構造となっているので、従来
の固定アーク電極７の台金部の抵抗値と比べその値が低
く、電流の転流によって生ずる電位差が低くなり、その
結果、通電用の電極からアーク電極への電流の転流時に
起こるアークの発生を押さえることができる。

今固定アーク電極７の台金部の抵抗値を比較するため
に、台金部の固定支え９との取付面から耐弧金属22との
取付面までの距離をl₀（cm），台金部23の面積をS₀（cm
²）とする。本発明の場合は中心部32の直径は台金部の
直径の80％と仮定して比較してみる。鉄の抵抗率は14.5
μΩcm,銅は1.72μΩcmである。台金部を全部鉄で構成
した場合の抵抗値R_aは本発明の中心部32の抵抗値をR₁,外周部31の抵抗値をR₂
とするとこれが並列にあると仮定して求めた場合の本発明の場合
の抵抗値をR_bとするとこれにより本発明により抵抗値はで約28％まで低下さすことができる。

このように、台金部の中心部32の径を80％にし、その
周囲を外周部31で構成するだけで、その抵抗値を30％以
下にすることができる。そして、固定支え９に取付けて
いる部分は剛性の高い中心部32であるので、ガス遮断器
の振動で固定アーク電極７の取付けがゆるんだり、固定
アーク電極７がたわみが大きすぎて可動アーク電極11と
の摺動で電極にかじりが発生するという心配もない。

当然、中心部32の径をもっと減らし、外周部31の割合
をさらに増やせば、その抵抗値はさらに下がる。しかし
ながら、固定アーク電極７の剛性も下がってきて、上記
機械的な問題が大きくなるので、中心部32の径は50％位
までしか減らすことができない。

このように、固定アーク電極７の台金部を２層構造と
することにより、固定支え９から固定アーク電極７、可
動アーク電極11を経てパッファーシリンダ14までの抵抗
値を固定支え９、固定フインガー６を経て、可動電極1
0、パッファーシリンダ14までの抵抗値と比べて大きく
せずにすむため、ガス遮断器が電流を遮断する際の電流
の転流によって生ずる電位差が低くなる。その結果、通
電用の電極からアーク電極への電流の転流時に起こるア
ークの発生を押さえることができ、アークによって生ず
る通電用電極のいたみを小さくすることができる。

次に第２図に示す本発明の他の実施例においては、固
定アーク電極７の台金部は前述と同じ２層構造である
が、中心部35と耐弧金属36をネジ締結し、さらに中心部
35に耐弧金属36、外周部37と耐弧金属36をロー付けする
構造となっている。この為、中心部35と耐弧金属36が外
周部37を機械的にはさみこむ構造となっているので、万
一ロー付けが不良であっても、固定アーク電極７がガス
遮断器の振動等で破損したりすることがなく、より安全
な固定アーク電極を作ることができ、ひいてはより安全
なガス遮断器を提供することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、固定アーク電極の台
金部を２層構造とすることにより、固定支えから固定ア
ーク電極、可動アーク電極を経てパッファーシリンダま
での経路の抵抗値を、固定支え、固定フインガーを経て
可動電極、パッファーシリンダまでの経路の抵抗値と比
べてあまり変化させなくてすむため、ガス遮断器が電流
を遮断する際の電流の転流によって生ずる電位差が低く
することができ、その結果、通電用の電極からアーク電
極への電流の転流時に起こるアークの発生を押さえるこ
とが可能となったので、アークによって生ずる通電用電
極のいたみを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の電力用ガス遮断器の一実施例を示す遮
断部の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す遮断
部の断面図、第３図ないし第６図は電力用ガス遮断器の
投入状態から開極状態までの過程を示す断面図、第７図
は従来のガス遮断器の固定アーク電極の構造を示す断面
図である。１……ガス遮断器、３……消弧室４……固定部、５……可動部６……固定フインガー、７……固定アーク電極８……固定側のシールド、９……固定支え 10……可動電極、11……可動アーク電極 12……絶縁ノズル、14……パッファーシリンダ 17……パッファーピストン、21……アーク 22……耐弧金属、23……台金部 31……台金部の外周の金属 32……台金部の中心の金属

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】消弧性ガスを充填した容器内に通電用のフ
インガーと棒状の固定アーク電極とよりなる固定電極部
と、通電用の可動電極と中空円筒状の可動アーク電極と
よりなる可動電極部とを相対的に動き得るように配置
し、さらに両電極部の開極時に前記固定アーク電極と可
動アーク電極間に発生するアークに絶縁ガス流を吹きつ
けるガス吹付機構を備えた電力用ガス遮断器において、
前記固定アーク電極はその先端が耐弧金属でできてお
り、残りの部分の台金部は中心部が剛性の高い金属で、
その周囲の外周部は中心部よりも導電率の高い金属でで
きており、かつ外周部の抵抗値は中心部の抵抗値よりも
低くなるような２層構造に構成したことを特徴とする電
力用ガス遮断器。