JP3307099B2

JP3307099B2 - ガス開閉器

Info

Publication number: JP3307099B2
Application number: JP21683594A
Authority: JP
Inventors: 康彦金高; 睦生堤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JPH0883545A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＳＦ6 ガスが充填さ
れたガス絶縁開閉装置に用いられる断路器などのガス開
閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス開閉器は遮断器と異なり、要求され
る遮断容量が例えば数千ボルト数百アンペアであるため
に種々の消弧方式が考案されている。図６は、従来のガ
ス開閉器の構成を示す要部断面図であり、閉成の状態が
示されている。固定コンタクト１が台座２にリング状の
ばね３で固定されている。この台座２は、絶縁ノズル５
を支持するとともに軸中心に凹み部１６を備えている。
固定コンタクト１は円周方向に複数に分割されたものよ
り構成され，ばね３によって円柱棒状の可動コンタクト
４を半径方向内方に押し付け、固定コンタクト１が可動
コンタクト４の外周壁面と摺動可能に接触している。可
動コンタクト４は絶縁ノズル５の中心軸に明けられたノ
ズル穴５Ａと凹み部１６とに嵌挿され、さらに、可動コ
ンタクト４には、その先端部から軸方向に伸びる穴１２
Ａとこの穴１２Ａに連通し軸と直角な方向に伸びて可動
コンタクト４の外周へ抜ける穴１２Ｂとによりなる消弧
穴１２が形成されている。また、可動コンタクト４は、
図６下部の支持体７を貫通し、スライドリング６を介し
て軸方向可動に支持されている。通電コンタクト８は可
動コンタクト４の外周に接触するとともに、支持体７に
リング状のばね９で固定され、シールド１０も支持体７
に固定されている。通電コンタクト８は、固定コンタク
ト１と同様なものであり、円周方向に複数に分割されて
いる。ガス開閉器全体は、図示されていないタンク内に
収納され、消弧性のガス中に配されている。

【０００３】図６において、支持体７は可動コンタクト
４を軸方向にガイドし、シールド１０は通電コンタクト
８周辺の電界を緩和させている。通電は通電コンタクト
８から可動コンタクト４を介して固定コンタクト１へと
行われている。可動コンタクト４は、図６の下方に設け
られている図示されていない駆動機構に連結され、開成
されるときは矢印１１の方向に駆動される。

【０００４】図７は、図６の装置が開成される途中の状
態を示す要部断面図である。可動コンタクト４が下方に
移動すると、凹み部１６と絶縁ノズル５と可動コンタク
ト４の先端面で形成される空間が増し、これが消弧室１
７となる。可動コンタクト４と固定コンタクト１とが開
離するときには両者間にアーク１３が生ずるので、耐ア
ーク性の金属部４Ａ，１Ａが可動コンタクト４，固定コ
ンタクト１にそれぞれ設けられている。

【０００５】図７において、消弧室１７内は封じ込まれ
ている。可動コンタクト４が矢印１１の方向に向けてさ
らに開成駆動しはじめると、可動コンタクト４と固定コ
ンタクト１との間のアーク１３が成長し、そのアーク熱
によって消弧室１７の内圧が上昇する。図８は、図７の
状態よりさらに開成が進んだ状態を示す断面図である。
穴１２Ｂがノズル穴５Ａから抜け出る位置に達すると、
穴１２Ｂから消弧室１７内の高圧ガスが可動コンタクト
４の外周へ吹き出す。このガスの吹き出しによって、ア
ーク１３が図８のように消弧穴１２内に引き込まれるの
でアーク１３が引き伸ばされて冷却され電流遮断が行わ
れる。ガス開閉器が開成完了した状態は、可動コンタク
ト４がノズル穴５Ａから抜け出し、可動コンタクト４の
先端がシールド１０の開口部付近の位置（点線４Ｂ）に
来るまで駆動されて開成動作が完了する。なお、穴１２
Ｂは必ずしも軸に直角に明けられていなくてもよく、消
弧穴１２は可動コンタクト４の先端から可動コンタクト
４の外周へ抜けていればよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、アークによって固定コンタクト
が損傷を受けやすいという問題があった。すなわち、ア
ーク１３は図８のような経路をたどるが、消弧室１７内
はそのアーク１３によって高温の分解ガスが充満する。
絶縁ノズル５はポリテトラフルオルエチレン、耐アーク
性の金属部１Ａは銅−タングステンの合金で形成されて
いるのでアーク１３の高温の分解ガスには強い。しか
し、固定コンタクト１は、その通電性から銅で形成され
ている。銅は高温の分解ガスによって比較的損傷を受け
やすく、従来のガス開閉器の寿命がこの固定コンタクト
１の損傷される程度によって決まっていた。また、この
固定コンタクト１の外周から押圧しているばね３をステ
ンレスによって形成すると、この高温の分解ガスに弱い
ために、ばね３が損傷を受け切れやすかった。

【０００７】この発明の目的は、固定コンタクトを高温
の分解ガスから保護する絶縁性の突起部を消弧室内に設
けることにより固定コンタクトが損傷を受けにくくする
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、この発明によれば、消弧ガスを充填した容器内
に、棒状の可動コンタクトと、この可動コンタクトの外
周面に接離可能な固定コンタクトと、この固定コンタク
トに固定された絶縁ノズルとが収納され、絶縁ノズルは
固定コンタクトと可動コンタクトとの接触部を包囲する
消弧室を内部に形成するとともに、この消弧室にノズル
穴が明けられてなり、可動コンタクトはノズル穴を通っ
て軸方向に運動するとともに、固定コンタクト側の先端
から可動コンタクトの側面外周に抜ける消弧穴を備えた
ものにおいて、絶縁ノズルが消弧室の内周壁から半径方
向内方に突出するリング状の絶縁性突起部を備え、この
突起部が固定コンタクトを覆うように形成されるととも
に、前記消弧穴が、可動コンタクトの固定コンタクト側
の先端に開口するとともに反固定コンタクト側の軸方向
に伸びる筒状の第１の穴部と、この第１の穴部の反固定
コンタクト側の端部に段差をもって連通して反固定コン
タクト側の軸方向に伸びるように形成された，第１の穴
部より内径および軸方向寸法の小さい筒状の内腔と、こ
の内腔の反固定コンタクト側の端部に連通して可動コン
タクトの側面外周に抜けるように形成された第２の穴部
とからなるものとするとよい。

【０００９】また、消弧ガスを充填した容器内に、棒状
の可動コンタクトと、この可動コンタクトの外周面に接
離可能な固定コンタクトと、この固定コンタクトに固定
された絶縁ノズルとが収納され、絶縁ノズルは固定コン
タクトと可動コンタクトとの接触部を包囲する消弧室を
内部に形成するとともに、この消弧室にノズル穴が明け
られてなり、可動コンタクトはノズル穴を通って軸方向
に運動するとともに、固定コンタクト側の先端から可動
コンタクトの側面外周に抜ける消弧穴を備えたものにお
いて、絶縁ノズルが消弧室の内周壁から半径方向内方に
突出するリング状の絶縁性突起部を備え、この突起部が
固定コンタクトを覆うように形成されるとともに、前記
消弧穴が、可動コンタクトの固定コンタクト側の先端に
開口するとともに反固定コンタクト側の軸方向に伸びる
第１の穴部と、この第１の穴部の反固定コンタクト側の
端部に連通して反固定コンタクト側の軸方向に伸びるよ
うに形成された，第１の穴部より軸方向寸法の小さい筒
状の内腔と、この内腔の反固定コンタクト側の端部に連
通して可動コンタクトの側面外周に抜けるように形成さ
れた第２の穴部とからなり、前記第１の穴部が、前記内
腔との接続部分から固定コンタクト側の先端に向かって
テーパ状に開く形状に形成されてなるものとしてもよ
い。

【００１０】また、かかる構成において、突起部が絶縁
ノズルと同一の素材から一体的に形成されてなるものと
してもよい。

【００１１】

【作用】この発明の構成によれば、絶縁ノズルが固定コ
ンタクトに近接する絶縁性の突起部を備えた。この突起
部が邪魔になって、アークによって形成される高温の分
解ガスが固定コンタクト側へ行くのが妨げられる。その
ために、固定コンタクトが損傷を受けにくくなる。

【００１２】また、かかる構成において、突起部を絶縁
ノズルと同一の素材から一体的に形成する。これによ
り、部品点数が低減される。また、かかる構成におい
て、消弧穴の固定コンタクト側の開口部が消弧穴の内腔
より広く形成される。これにより、アークが消弧穴の中
で長く引き伸ばされるようになる。そのために、アーク
を急速に冷却することができ、遮断可能な電流が増大す
る。

【００１３】

【実施例】以下この発明を参考例に基づいて説明する。
図１は、この発明の参考例にかかるガス開閉器の構成を
示す要部断面図であり、閉成の状態が示されている。絶
縁ノズル２３が消弧室２２内にリング状の絶縁性突起部
２５を備えるとともに、この突起部２５は固定コンタク
ト１を覆うように形成されている。その他は、図６の従
来の構成と同じである。同じ部分には同一参照符号を用
いることにより詳細な説明は省略する。

【００１４】図２は、図１の装置が開成される途中の状
態を示す要部断面図である。固定コンタクト１と可動コ
ンタクト４とが開離をはじめアーク１３が形成されると
ともに穴１２Ｂがノズル穴５Ａ内に入るので、消弧室２
２が封じ込まれアーク１３によって消弧室２２の内圧が
上昇しはじめる。図３は図２の状態よりさらに開成が進
んだ状態を示す要部断面図である。穴１２Ｂがノズル穴
５Ａから抜け出る位置に達すると、穴１２Ｂから消弧室
２２の高圧ガスが吹き出す。このガス吹き出しによっ
て、アーク１３が図３のように穴１２Ａ内に引き込まれ
るのでアーク１３が冷却され電流遮断が行われる。

【００１５】図３において、消弧室２２内がアーク１３
による高温の分解ガスで一時的に充満する。しかし、突
起部２５が邪魔になって分解ガスが固定コンタクト１や
ばね３側には達しにくい。突起部２５と固定コンタクト
１との間には多少のすき間（２〜５ｍｍ程度）があって
もかまわない。電流遮断は数十ｍｓの現象なので、その
程度のすき間には分解ガスはほとんど入り込まない。し
たがって、突起部２５と固定コンタクト１とは互いに接
してもよいし、数ｍｍ程度あいていてもよい。分解ガス
が入り込まないように、突起部２５が固定コンタクト１
を覆っていればよい。これによって、固定コンタクト１
やばね３が損傷しにくくなるので、装置の寿命が大幅に
長くなる。突起部２５は、別のものを絶縁ノズル２３に
取り付ける構成としてもよいが、絶縁ノズル２３と同一
の素材から一体的に削り出して製作した方が部品点数が
減るので安価になる。

【００１６】図４は、この発明の実施例にかかるガス開
閉器の要部断面図である。可動コンタクト４０の形成さ
れる消弧穴１８の固定コンタクト１側の穴の１８Ａが内
壁に段差２６を備えている。穴１８Ａの上側の開口部２
７が下側の内腔２８より広く形成されている。その他は
図３の構成と同じである。図４において、穴１８Ａの開
口部２７が広いのでアーク２０が穴１８Ａの中でＶ字形
状に開いた経路をたどる。本来、アーク２０がＶ字形を
とると、Ｖ字の谷部２０Ａを境にして電流の流れ方向が
逆になるので反発し合いアーク２０にはＶ字形状をさら
に開く方向に力が働く。Ｖ字形状が開くほど、アーク２
０がより長く引き伸ばされるので、アーク２０がより冷
却されるようになり電流の遮断特性がよくなる。

【００１７】なお、図４において、突起部２５は必ずし
もなくてもよく、それによって遮断特性は低下しない。
しかし、アーク２０が穴１８Ａの中で従来のものよりも
開くので消弧室２２内への分解ガスの充満速度が大き
い。そのために、絶縁ノズル２３に突起部２５を設けて
おいた方が装置の寿命が長くなる。図５は、この発明の
異なる実施例にかかるガス開閉器の要部断面図である。
可動コンタクト４１に形成される消弧穴１９の固定コン
タクト側の穴１９Ａが開口部２９側にテーパ状に開いて
いる。穴１９Ａの上側の開口部２９が下側の内腔２８よ
り広く形成されている。その他は図４の構成と同じであ
る。

【００１８】図５において、穴１９Ａの開口部２９が広
いのでアーク２１が穴１９Ａの中でＶ字形状に開いた経
路をたどる。これは、図４において説明したことと全く
同様であり、穴１９Ａの形成によって、アーク２１がよ
り冷却されるようになり、電流の遮断特性がよくなる。

【００１９】

【発明の効果】この発明は前述のように、絶縁ノズルが
固定コンタクトを覆う突起部を備えた。この突起部が邪
魔になって、アークによって形成される高温の分解ガス
が固定コンタクト側へ行くのが妨げられる。そのため
に、固定コンタクトが損傷を受けにくくなり、装置の寿
命が大幅に長くなる。

【００２０】また、かかる構成において、突起部を絶縁
ノズルと同一の素材から一体的に形成する。これによ
り、部品点数が低減され装置のコストダウンが可能にな
る。また、かかる構成において、消弧穴の固定コンタク
ト側の開口部が内腔より広く形成される。これにより、
アークが消弧穴の中で長く引き伸ばされるようになる。
そのために、アークを急速に冷却することができ、遮断
可能な電流が増大し、装置の小型化が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の参考例にかかるガス開閉器の構成を
示す要部断面図

【図２】図１の構成のものが開成される途中の状態を示
す要部断面図

【図３】図２の状態よりさらに開成が進んだ状態を示す
要部断面図

【図４】この発明の実施例にかかるガス開閉器の構成を
示す要部断面図

【図５】この発明の異なる実施例にかかるガス開閉器の
構成を示す要部断面図

【図６】従来のガス開閉器の構成例を示す要部断面図

【図７】図６の構成のものが開成される途中の状態を示
す要部断面図

【図８】図７の状態よりさらに開成が進んだ状態を示す
要部断面図

【符号の説明】

１：固定コンタクト、４，４０、４１：可動コンタク
ト、２３：絶縁ノズル、５Ａ：ノズル穴、１２，１８，
１９：消弧穴、２２：消弧室、２５：突起部、２７，２
９：開口部、２８：内腔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−117751（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−25924（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−117767（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−4376（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 33/70

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】消弧ガスを充填した容器内に、棒状の可動
コンタクトと、この可動コンタクトの外周面に接離可能
な固定コンタクトと、この固定コンタクトに固定された
絶縁ノズルとが収納され、絶縁ノズルは固定コンタクト
と可動コンタクトとの接触部を包囲する消弧室を内部に
形成するとともに、この消弧室にノズル穴が明けられて
なり、可動コンタクトはノズル穴を通って軸方向に運動
するとともに、固定コンタクト側の先端から可動コンタ
クトの側面外周に抜ける消弧穴を備えたものにおいて、
絶縁ノズルが消弧室の内周壁から半径方向内方に突出す
るリング状の絶縁性突起部を備え、この突起部が固定コ
ンタクトを覆うように形成されるとともに、前記消弧穴
が、可動コンタクトの固定コンタクト側の先端に開口す
るとともに反固定コンタクト側の軸方向に伸びる筒状の
第１の穴部と、この第１の穴部の反固定コンタクト側の
端部に段差をもって連通して反固定コンタクト側の軸方
向に伸びるように形成された，第１の穴部より内径およ
び軸方向寸法の小さい筒状の内腔と、この内腔の反固定
コンタクト側の端部に連通して可動コンタクトの側面外
周に抜けるように形成された第２の穴部とからなること
を特徴とするガス開閉器。
【請求項２】消弧ガスを充填した容器内に、棒状の可動
コンタクトと、この可動コンタクトの外周面に接離可能
な固定コンタクトと、この固定コンタクトに固定された
絶縁ノズルとが収納され、絶縁ノズルは固定コンタクト
と可動コンタクトとの接触部を包囲する消弧室を内部に
形成するとともに、この消弧室にノズル穴が明けられて
なり、可動コンタクトはノズル穴を通って軸方向に運動
するとともに、固定コンタクト側の先端から可動コンタ
クトの側面外周に抜ける消弧穴を備えたものにおいて、
絶縁ノズルが消弧室の内周壁から半径方向内方に突出す
るリング状の絶縁性突起部を備え、この突起部が固定コ
ンタクトを覆うように形成されるとともに、前記消弧穴
が、可動コンタクトの固定コンタクト側の先端に開口す
るとともに反固定コンタクト側の軸方向に伸びる第１の
穴部と、この第１の穴部の反固定コンタクト側の端部に
連通して反固定コンタクト側の軸方向に伸びるように形
成された，第１の穴部より軸方向寸法の小さい筒状の内
腔と、この内腔の反固定コンタクト側の端部に連通して
可動コンタクトの側面外周に抜けるように形成された第
２の穴部とからなり、前記第１の穴部が、前記内腔との
接続部分から固定コンタクト側の先端に向かってテーパ
状に開く形状に形成されてなることを特徴とするガス開
閉器。
【請求項３】請求項１あるいは請求項２に記載のガス開
閉器において、突起部が絶縁ノズルと同一の素材から一
体的に形成されてなることを特徴とするガス開閉器。