JP3408288B2 - ガス断路器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、再点弧時のサージを低
減するための抵抗体を備えたガス断路器に係り、特に、
抵抗体に改良を施したガス断路器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にガス絶縁開閉装置は、３〜６気圧
程度のＳＦ6 ガスを充填した密閉容器内に、遮断器、断
路器、接地開閉器、変流器、計器用変圧器などの開閉操
作に必要な機器を収納している。この中で断路器は通
常、遮断器を開いた状態で開閉動作がなされる。断路器
の開閉操作にともない、断路器サージと呼ばれる急峻波
サージが断路器の極間において発生し、ガス絶縁開閉装
置内を伝搬するが、この断路器サージはＵＨＶクラスで
はガス絶縁開閉装置の絶縁を脅かすため、その対応が必
要となる。

【０００３】そこで従来より、この断路器サージの電圧
レベルを抑圧することを目的として図５および図６に示
すような抵抗体付きのガス断路器が提案されている。図
５はガス断路器の断面図、図６は図５のガス断路器の原
理図である。図において、１は内部に３〜６気圧程度の
ＳＦ6 ガスが充填されている密閉容器で、この密閉容器
１内には可動側接触部２と固定側接触部３とが対向して
設けられ、この間を可動接触子４が直線摺動することに
より電気回路の開閉が行なわれる。可動側接触部２は絶
縁筒５を介して密閉容器１に取り付けられ、固定側接触
部３は絶縁筒６を介して密閉容器１に取り付けられる。
密閉容器１の上部に固定されている操作装置７の駆動力
は開閉機構８を介して回転運動から直線運動に変換さ
れ、この変換された駆動力が絶縁操作ロッド９を介して
伝達されることにより可動接触子４が駆動される。可動
側接触部２には、導体１０と可動接触子４に接するフィ
ンガー１１が設けられ、この導体１０は絶縁スペーサ１
２を介して外部に引き出される。固定側接触部３には、
導体１３と可動接触子４に接するフィンガー１４が設け
られ、この導体１３は絶縁スペーサ１２を介して外部に
引き出される。以上がガス断路器の基本的構成である。

【０００４】さらに固定側接触部３の周囲には抵抗体シ
ールド装置１５が配設されている。この抵抗体シールド
装置１５は、上下に離れて設けられる一対の抵抗体シー
ルド１６，１７と、複数本の抵抗体１８とから構成され
ている。抵抗体１８は、上端が上部の抵抗体シールド１
６の内面に固定され、下端が下部の抵抗体シールド１７
に固定されている。抵抗体シールド１６は、抵抗体１８
および抵抗体シールド１７を介して、電気的に固定側接
触部３に接続されている。また抵抗体シールド１６の先
端には、耐アーク性能に優れた材料から成る抵抗接点１
９が配設されている。

【０００５】以上のようなガス断路器において、その開
閉操作途中、可動側接触子４の先端が抵抗接点１９の近
傍に位置し、且つ断路器極間に再点弧が発生した場合、
抵抗接点１９と可動側接触子４とがフラッシオーバによ
って通電し、この時点で可動側接触子４と固定側接触部
３や密閉容器１とが絶縁破壊を起こすことがある。そこ
で、この絶縁破壊を防止するために断路器投入時におい
て前記抵抗接点１９と可動接触子４との間にギャップｇ
が設けられている。このギャップｇのギャップ長は絶縁
協調面からの検討を行うことにより決定される。

【０００６】また、ガス断路器の開閉途中に可動接触子
４と抵抗接点１９との間で発生する再点弧は複数回に及
ぶが、抵抗接点１９と固定側接触部３との間を電気的に
仲介している抵抗体１８の抵抗値が十分に大きく設定さ
れているため、断路器サージレベルは確実に抑えられ
る。このように抵抗体１８は再点弧時のサージを低減す
る重要な働きをするもので、現在、材料面や構造面など
から、その改良が図られている。具体的には抵抗体１８
を巻線型抵抗線を用いて構成することが提案されてい
る。一般に抵抗線はニッケルクロム線、鉄クロム線、タ
ングステンなどにエナメル被覆を施し、セラミックスま
たはプラスチックなどのボビンに巻いて構成され、その
端部が通電のために、バネやはんだ付けにより外部接触
子に接続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の抵抗
線の素線である金属部分の直径は、断路器サージ抑制に
必要な抵抗値と、抵抗体の絶縁上から決定される長さと
から割り出すことができる。例えば断路器サージ抑制に
必要な抵抗値を約５００Ω、抵抗体の絶縁上から決定さ
れる長さを６００ｍｍとした場合、抵抗線の金属部分の
直径は０．３〜０．５ｍｍとなる。

【０００８】このように極めて細い抵抗線を具備する抵
抗体は、次のような問題点を有していた。すなわち、 抵抗体の製造過程や外部接触子との接続作業中に切れ
易い。 抵抗体を製造する際に抵抗線がずれ易く、安定した品
質の抵抗体を製造することが難しい。 抵抗線と外部接触子との接続作業を行う際に、抵抗体
からの抵抗線の取出しが困難である。

【０００９】抵抗線と外部接触子との間にずれがあ
り、両者の接続作業は難しい。 抵抗線と外部接触子との接続不良が発生し易く、接続
部に局部過熱が発生する恐れがあるなど、ガス断路器の
信頼性の低下を招く原因となる。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解消するために提案されたもので、抵抗線の外部への
取出しが容易であり、取出した抵抗線により確実な通電
接続を行うことができる抵抗体を備え、機器の信頼性が
向上したガス断路器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ため、請求項１記載の発明は、絶縁・消弧媒体を封入し
た密閉容器内に、互いに対向して配置された可動側接触
部と固定側接触部が設けられ、前記可動側接触部には可
動側接触部に対して摺動自在に配置されて固定側接触部
と接離する可動接触子が設けられ、前記固定側接触部の
周囲には抵抗体が配設され、この抵抗体の前記可動側接
触部と対向する端部にはシールドが配設されているガス
断路器において、前記抵抗体は、棒状または筒状の絶縁
物と、該絶縁物の外周に巻き付けられた抵抗線とから構
成され、前記絶縁物の端面には、前記抵抗線と電気的に
接続され、且つ前記抵抗線の断面よりも広い断面の接続
部分が形成される広面積接続部が設けられ、前記抵抗体
の外周全体は樹脂により注形され、前記広面積接続部の
表面上からは前記樹脂が除去され、該広面積接続部の端
面には通電面が形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記絶縁物の外周
の中央部分に窪みが設けられることを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記絶縁物の端面
には溝が設けられ、この溝は、前記絶縁物の軸方向と平
行に延び、その端部が前記広面積接続部に達し、且つ前
記絶縁物の半径方向に前記抵抗線を通すものであること
を特徴とする。

【００１４】請求項４記載の発明は、前記広面積接続部
に前記抵抗線を圧着させた際に生じる隙間に対して導電
性物質が流し込まれることを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、前記絶縁物の端面には
前記広面積接続部が絶縁物外周方向へずれないような窪
みが設けられることを特徴とする。

【００１６】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。請求項１記載の構成においては、棒状また
は筒状の絶縁物の端面に埋め込まれた広面積接続部の通
電部により、外部との通電接続を行うことができるた
め、接続作業を容易且つ確実に行うことができる。また
抵抗体の外周全体を樹脂により注形しているので、この
注形作業を真空中で行い、ボイドレスとすることが可能
である。さらに細く切れ易い抵抗線を全て樹脂内に注形
しているため、注形後の抵抗線の表面加工作業や、外部
接触子と前記通電部との接続作業を行っているときに、
抵抗線が断線する恐れがない。

【００１７】請求項２記載の構成においては、絶縁物の
中央部分が窪んでいるため、抵抗線の位置が正確に決ま
り、且つ巻付作業を行う際に抵抗線がずれ難い。

【００１８】請求項３記載の構成においては、溝に抵抗
線を通すことにより抵抗線の巻き始めが正確に決まり、
広面積接続部と抵抗線との電気的接続が容易になる。

【００１９】請求項４記載の構成においては、広面積接
続部に抵抗線を圧着後、圧着部の隙間に導電性物質を流
し込むため、広面積接続部と抵抗線との電気的接続を一
層確実に行うことが可能である。

【００２０】請求項５記載の構成においては、絶縁物端
面に窪みを設けたことにより、広面積接続部が外周方向
へずれることがなく、抵抗線が緩むこともない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４を参照
して説明する。なお、図５および図６に示した従来技術
と同一の部分には同一符号を付し、説明は省略する。

【００２２】図１に示すように、抵抗体３１は、棒状ま
たは筒状の絶縁物２０と、この絶縁物２０の外周に互い
に逆方向に巻き付けられる抵抗線２１，２２とから構成
される。絶縁物２０は繊維などで補強されており、外周
の中央部分に窪み２６が設けられる。

【００２３】図２および図３に示すように、絶縁物２０
の端面には広い表面積を持つ広面積接続部２４が埋め込
まれている。広面積接続部２４の中央には楕円状の開口
部が形成されている。また絶縁物２０の端面には溝２５
が設けられている。この溝２５は、その端部が広面積接
続部２４に達し、絶縁物２０の軸方向と平行に延び、且
つ絶縁物２０の半径方向に抵抗線２１，２２を通すよう
になっている。さらに絶縁物２０の端面には、前記広面
積接続部２４が絶縁物２０の外周方向へずれないように
広面積接続部用窪み２８が設けられている。

【００２４】また広面積接続部２４中央の開口部には、
抵抗線２１，２２が圧着されて電気的に接続されてい
る。なお、広面積接続部２４に抵抗線２１，２２を圧着
させる際に、若干の隙間が形成されるが、本実施例では
この隙間に導電性物質２７が流し込まれている。導電性
物質２７としては、はんだや導電性塗料などが用いられ
る。

【００２５】ここで図４を参照して抵抗線２１，２２の
巻付状態を説明する。まず第１の抵抗線２１を絶縁物２
０の外周に一方向に密着して巻き、その外側に補強用の
繊維３０を巻く。その後、第２の抵抗線２２を第１の抵
抗線２１の逆方向に巻き、その上から補強用の繊維２３
を巻く。なお図中、２９は抵抗線２１，２２の被覆に用
いられる繊維であり、この繊維２９、および前述した補
強用の繊維２３，３０にはポリエステル、ガラス、クレ
ープ紙などが適している。

【００２６】このように抵抗線２１，２２が巻かれた絶
縁物２０全体に、優れた耐久性を持つエポキシなどの樹
脂を含浸させることによって抵抗体３１が注形される。
そして注形後の抵抗体３１に対して表面機械加工が行わ
れ、広面積接続部２４の表面上から前記樹脂が除去され
る。これにより広面積接続部２４の表面が露出し、この
露出した部分が通電面となる。

【００２７】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、絶縁物２０の端面に埋め込まれた広面積接続部２
４の通電面が広いため、多少、外部接触子がずれても、
確実に外部との接続を行うことができる。しかも抵抗線
２１，２２を溝２５に通すことにより抵抗線２１，２２
を広面積接続部２４に簡単に接続できる。さらに導電性
物質２７は広面積接続部２４と抵抗線２１，２２とを電
気的接続を一層確実に行う。と同時に導電性物質２７
は、広面積接続部２４の開口部の隙間を埋めることで、
外部接触子が前記隙間に入り込んで接続が不安定になる
ことを防止しており、広面積接続部２４と外部との接続
にも貢献している。

【００２８】また抵抗体３１の外周全体を樹脂により注
形しているので、この注形作業を真空中で行い、ボイド
レスとすることができ、より高い絶縁性能を維持するこ
とができる。さらに細く切れ易い抵抗線２１，２２を全
て樹脂内に注形しているので、注形後の抵抗線２１，２
２の表面加工作業や、通電部と外部接触子との接続作業
を行う際に、抵抗線２１，２２が断線する恐れがない。

【００２９】さらに絶縁物２０の中央部分に窪み２６が
設けられているため、抵抗線２１，２２の巻付位置を正
確に得ることができ、且つ巻付作業を行う際に抵抗線２
１，２２がずれたり、崩れたりすることを防ぐことがで
きる。さらに溝２５に抵抗線２１，２２を通すことで抵
抗線２１，２２の巻き始めの位置が正確に決まり、抵抗
線２１，２２がずれることがない。その上、絶縁物２０
端面に窪み２８を設けたことにより、抵抗線２１，２２
を絶縁物２０に巻付ける時のテンションに対しても、広
面積接続部２４が外周方向へずれることがなく、巻付け
られた抵抗線２１，２２が緩むこともない。したがって
安定した品質の抵抗体３１を製造することがができる。
なお、本実施例における抵抗線２１，２２は各々、逆方
向に巻かれているため、互いに打ち消しあってインダク
タンス分を小さく抑えることができ、抵抗体３１全体の
電流分布を均等に近くすることができる。

【００３０】以上のように本実施例によれば、広面積接
続部２４を用いることにより抵抗線２１，２２を簡単に
外部へ取出し、この広面積接続部２４により確実な外部
通電を行うことができるため、接続不良による接続部の
局部過熱などを防止でき、しかも抵抗線２１，２２が切
れないのでガス断路器の信頼性が向上する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、棒
状または筒状の絶縁物の端面に広面積接続部を埋め込
み、この広面積接続部と抵抗線とを電気的に接続すると
共に、全体を樹脂で注形するという構成により、抵抗体
の製造過程で抵抗線が切れることがなく、また広い面積
を持つ広面積接続部により外部との接続を行うことから
確実な接続が可能となり、製造から実運用という長期に
わたって優れた信頼性を発揮できるガス断路器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス断路器の一実施例を示す図で
あり、特に抵抗体の構造を示す断面図

【図２】図１の抵抗体を矢印“Ｂ”方向から見た平面図

【図３】図２の“Ｃ”部の詳細を示す拡大平面図

【図４】抵抗線の巻付状態を示す図であり、図１の
“Ａ”部の詳細を示す拡大断面図

【図５】一般的なガス断路器の構成の一例を示す断面図

【図６】図５のガス断路器の原理図

【符号の説明】

１…密閉容器 ２…可動側接触部 ３…固定側接触部 ４…可動接触子 ２０…絶縁物 ２１…第１の抵抗線 ２２…第２の抵抗線 ２３…繊維 ２４…広面積接続部 ２５…溝 ２６…窪み ２７…導電性物質 ２８…広面積接続部用窪み ２９…繊維 ３０…繊維 ３１…抵抗体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−20973（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−20972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−189123（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−168037（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−191130（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−48532（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 33/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁・消弧媒体を封入した密閉容器内
   に、互いに対向して配置された可動側接触部と固定側接
   触部が設けられ、前記可動側接触部には可動側接触部に
   対して摺動自在に配置されて固定側接触部と接離する可
   動接触子が設けられ、前記固定側接触部の周囲には抵抗
   体が配設され、この抵抗体の前記可動側接触部と対向す
   る端部にはシールドが配設されているガス断路器におい
   て、前記抵抗体は、棒状または筒状の絶縁物と、該絶縁物の
   外周に巻き付けられた抵抗線とから構成され、 前記絶縁物の端面には、前記抵抗線と電気的に接続さ
   れ、前記抵抗線の断面よりも広い接続部分が形成される
   広面積接続部が設けられ、 前記抵抗体の外周全体は樹脂により注形され、 前記広面積接続部の表面上からは前記樹脂が除去され、
   該広面積接続部の端面には通電面が形成されていること
   を特徴とするガス断路器。
2. 【請求項２】 前記絶縁物の外周の中央部分に窪みが設
   けられることを特徴とする請求項１記載のガス断路器。
3. 【請求項３】 前記絶縁物の端面には溝が設けられ、こ
   の溝は、前記絶縁物の軸方向と平行に延び、その端部が
   前記広面積接続部に達し、且つ前記絶縁物の半径方向に
   前記抵抗線を通すものであることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載のガス断路器。
4. 【請求項４】 前記広面積接続部に前記抵抗線を圧着さ
   せた際に生じる隙間に対して導電性物質が流し込まれる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項
   ３記載のガス断路器。
5. 【請求項５】 前記絶縁物の端面には前記広面積接続部
   が前記絶縁物の外周方向へずれないような窪みが設けら
   れることを特徴とする請求項１または請求項２または請
   求項３または請求項４記載のガス断路器。