JP4434535B2

JP4434535B2 - Gas circuit breaker

Info

Publication number: JP4434535B2
Application number: JP2001299603A
Authority: JP
Inventors: 健新海; 芳明網田; 健嗣新井; シェブリエピエール
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003109477A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送電系統や配電系統を保護するために線路の地絡故障や線間短絡故障などによる電流を遮断するガス遮断器に関わり、特に遮断電流の大きい大容量ガス遮断器であって電気的耐久性及び機械的信頼性の向上を図ったガス遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、遮断電流の大きい大容量ガス遮断器には、２つの電極間に発生するアークに対し加圧した消弧性ガスを吹付けてこれを消弧するタイプが採用されている。この種のガス遮断器では駆動エネルギーを増大させることなく遮断性能を向上させることが求められている。図４に示す特許公報第２７６９７０２号の形態は、このようなニーズに応えたガス遮断器の代表例である。図４に示した可動接触子部１と対向接触子部２はほぼ回転対称に構成されており、消弧性ガスが充填された密閉容器（図示せず）内に対向して離接自在に配置されている。また、両接触子部１，２は図示していないひとつの電流接続端子にそれぞれ電気接続されている。
【０００３】
可動接触子部１には図示していない駆動部が連結されており、この駆動部からの駆動力により軸３に沿って移動するように構成されている。可動接触子部１には可動通電接触子４及び可動アーク接触子６が設けられている。これら可動通電接触子４及び可動アーク接触子６間にはスロート部９を有する絶縁ノズル８及びリング状の圧縮室１０が同軸上に配置されている。絶縁ノズル８は前記可動通電接触子４及び可動アーク接触子６に固定されている。また、絶縁ノズル８の内面と可動アーク接触子６との間にはガス流路１１が形成されており、スロート部９の下流には下流領域１２が設けられている。圧縮室１０は主に機械的圧縮によりガスの圧力を上げるためのものであり、絶縁ノズル８のスロート部９及びガス流路１１を介して下流領域１２に連通されている。
【０００４】
対向接触子部２には対向通電接触子５と対向アーク接触子７とが設けられており、前者は可動接触子部１側の可動通電接触子４と、後者は可動アーク接触子６と、それぞれ離接するようになっている。対向通電接触子５には摺動接触子１４が通電支持部１３を介して接続されている。摺動接触子１４は対向通電接触子５により同軸上に取り囲まれて配置されている。対向アーク接触子７はピン状に形成されており、摺動接触子１４に対して軸方向に移動可能に配置されている。また、摺動接触子１４の内周面及び対向アーク接触子７の外周面に接するように接触薄板１５が設置されている。接触薄板１５は摺動接触子１４から対向アーク接触子７への通電を行うための部材である。さらに、対向アーク接触子７の外周面にはポリテトラフルオロエチレン製の保持リング１６，１７が設置されている。これら保持リング１６，１７により対向アーク接触子７の案内が行われている。
【０００５】
ところで、対向接触子部２の内部には回転可能に支持された二つのピニオン１８，１９と、軸３に平行に向いた四つのラック２０〜２３が配置されている。これらのうちラック２０及び２３は、絶縁ノズル８の下流側にある端部にそれぞれ固定されており、放射状の内向きの歯が嵌合されている。また、ラック２０及び２３は外周部に滑り軸受２４，２５が配置されており、この滑り軸受２４，２５及び前記ピニオン１８，１９によって挟まれることで支持されている。一方、ラック２１，２２は対向アーク接触子電極７の外周部に固定されており、外向きの歯が嵌合されている。
【０００６】
上記ガス遮断器の遮断時では、駆動部（図示せず）からの駆動力により軸３に沿って可動接触子部１は軸３を中心線とした上側の位置から下側の位置へと移動し、可動アーク接触子６は対向アーク接触子７から離れていく。この時、ラック２０，２３は滑り軸受２４，２５に支持されつつ、絶縁ノズル８と共に図中右向きに移動する。この右向きの移動力によりピニオン１８は時計回転方向に回転し、ピニオン１９は反時計回転方向に回転する。この回転力は図中左向きの移動力となってラック２１，２２に伝わる。この結果、ラック２１，２２が固定された対向アーク接触子７も図中左向きの移動する。
【０００７】
つまり、図４のガス遮断器では、遮断動作時に対向アーク接触子７を静止させているのではなく、ラック２０〜２３とピニオン１８，１９とを組み合わせた駆動力の変換機構を用いることにより、対向アーク接触子７を可動アーク接触子６の移動方向とは反対方向に移動させている。これにより、アーク接触子６，７の幾何学配置を保持したまま２倍の駆動速度でアーク接触子６，７を互いに離反させることができる。このようなガス遮断機によれば、アーク接触子６，７間の相対速度を高めることが可能となり、アークの再発弧を確実に防止して優れた遮断性能を発揮することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来のガス遮断器には次に示す問題点がある。
（１）上記ガス遮断器では遮断動作時に可動接触子部１だけではなく、対向接触子部２も動くので、駆動エネルギーを低減するには対向接触子部２の質量を軽くすると共に、通電接触子４，５同士の摩擦力を小さくすることが望ましい。しかしながら、対向接触子部２の質量を軽くした場合、機械的耐久性は低下し易い。また、対向側の通電部における摩擦力を小さくした場合、十分な電気的信頼性を得ることが難しくなる。すなわち、機械的耐久性及び電気的信頼性を確保するには、対向接触子部２の質量及び対向側通電部の摩擦力を、ある程度大きくしなくてはならない。したがって、質量及び摩擦力に抗して対向接触子部２を移動させるだけの駆動エネルギーが不可欠であり、コンパクトな構成で駆動エネルギーを高めることが要請されている。
【０００９】
（２）また、上記ガス遮断器において、可動接触子部１側に配置される絶縁ノズル８と、対向接触子部２側に配置されるラック２０〜２３及びピニオン１８，１９からなる駆動力の変換機構とは常に係合状態にあり、両接触子部１，２は遮断時でも連結されている。これら接触子部１，２をつなぐ部材は当然ながら絶縁部材であるが、その電気的劣化が進んだ場合、両接触子部１，２間の耐電圧が低下するといった問題点がある。
（３）特に、絶縁ノズル８には遮断動作の始動時及び制動時に極めて大きな機械的ストレスがかかり、十分な機械的信頼性を得るにはサイズを大きくしなくてはならない。このため、可動重量を増やす要因となっており、駆動エネルギーの増大を招いている。
【００１０】
（４）さらに、駆動力の変換機構であるラック２０〜２３及びピニオン１８，１９は、ガス流路の下流側に位置するので、電流遮断時にアーク空間から排出される高温の熱ガスに晒されることになり、損耗を受けやすい。さらに、十分な機械的耐久性を得るべくラック２０〜２３及びピニオン１８，１９を大型化すると、ガス流の円滑な排出を妨げることになり、アーク空間に高温ガスを滞留させて遮断性能を低下させるおそれがある。
【００１１】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、コンパクトな構成で十分な駆動エネルギーを獲得して遮断性能、機械的耐久性及び電気的信頼性を向上させると共に、アーク空間からの熱ガスによる部材の損耗を防止することが可能なガス遮断器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、まず次のような構成を有することを前提としている。すなわち、消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向して第１接触子部及び第２接触子部が配置されている。前記第１接触子部は該第１接触子部に連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成されると共に第１通電接触子及び第１アーク接触子が設けられている。また、前記第２接触子部には第２通電接触子及び第２アーク接触子が設けられている。前記第１アーク接触子及び第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に両接触子間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成されている。さらに、前記アークを消弧せしめるガス流発生手段が配置されている。前記ガス流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空間の圧力を上昇せしめる圧力上昇手段と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成されており、前記圧力上昇手段は前記蓄圧空間の機械的圧縮手段または前記蓄圧空間の加熱昇圧手段のうち少なくとも１つの手段から構成され、前記下流側ガス流路の少なくとも一部は絶縁ノズルにより形成されている。
【００１３】
請求項１の発明は、以上の構成を前提とするガス遮断器において、少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、前記駆動力伝達部の少なくとも一部は前記絶縁ノズルから構成されたことを特徴としている。
【００１４】
以上の構成を有する請求項１の発明では、投入動作時には駆動力伝達部が第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達し、第２接触子部は第１接触子部と逆向きに移動し、これにより第２駆動装置は蓄勢される。そして、遮断動作時には第２駆動装置が第２接触子部を第１接触子部と逆向きに駆動する。このため、第２接触子部における質量及び通電部の摩擦力を大きくしても、両接触子部はそれぞれに連結された駆動装置からの駆動力を受けて高速で開離することができ、優れた遮断性能を得ることができる。また、第２接触子部の質量及び通電部の摩擦力を大きくしたことで、機械的耐久性と電気的信頼性が向上する。
【００１５】
また、本発明では、第２駆動装置を下流側ガス流路と隔絶した位置に設けたので第２駆動装置がアーク空間から排出される熱ガスに晒される心配がない。したがって、第２駆動装置を構成する部材の損耗を防止することができる。しかも、第２駆動装置が熱ガスの排出経路を塞ぐことがないため、熱ガスをスムーズに排出することができる。この結果、アーク空間に高温ガスが滞留しなくなり、良好な遮断性能を維持することができる。さらに、本発明においては、駆動力伝達部が第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部側に伝達するのは投入動作時であり、遮断動作が完了した時点で第１接触子部と第２接触子部とを離した状態にすることが可能である。このため、駆動力伝達部及び駆動力変換部を構成する部材が仮に電気的に劣化していても、両接触子部間の耐電圧を確保することができる。
【００２０】
また、新たに駆動力伝達部を設ける必要がなく、ガス遮断器の小型化に貢献することができる。また、本発明では駆動力伝達部が駆動力を第２接触子部側に伝達するのは投入動作時なので、絶縁ノズルを駆動力伝達部としても投入動作時以外は絶縁ノズル自体を第２接触子部側から離しておくことが可能である。このため、遮断動作の始動時や制動時に絶縁ノズルに機械的ストレスがかかることがない。したがって、絶縁ノズルのコンパクト化及び軽量化を進めることができ、駆動エネルギーの抑制に寄与することができる。
【００２３】
請求項２の発明は、少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、前記第１接触子部に連結された駆動装置は、投入動作時に前記第２駆動装置の駆動力の１．５倍以上の駆動力を発揮するように構成されたことを特徴としている。以上の請求項２記載の発明においては、投入動作時に第２接触子部が第１接触子部と逆向きに移動することで第２駆動装置を蓄勢する際、第１接触子部側の駆動装置の駆動力が第２駆動装置の駆動力の１．５倍以上あるので、第２駆動装置を確実且つ簡単にチャージすることができ、優れた機械的信頼性を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明によるガス遮断器の実施の形態の一例について、図１から図３を参照して具体的に説明する。
［１．代表的な実施の形態］
［１−１．構成］
図１〜３は本発明によるガス遮断器の代表的な実施の形態を示す図である。ここで、図１は開極動作前の投入状態を示す断面図、図２は遮断動作初期の状態を示す断面図、図３はさらに遮断動作が進み、電流零点に至った状態を示す断面図である。なお、図４に示した従来例と同一の部材に関しては同一符号を付している。
【００２５】
図１に示すように、消弧性のガスが充填された密閉容器内には、可動接触子部１として定義される第１接触子部、対向接触子部２として定義される第２接触子部が対向配置されている。可動接触子部１の位置関係については対向接触子部２側の方向を前方、その反対側を後方と定義して説明する。ここで消弧性ガスは任意のガスとすることができる。
【００２６】
可動接触子部１には中空の操作ロッド２６が設けられている。操作ロッド２６は、図示していない駆動装置によってその軸方向に往復運動するように構成されており、その中程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複数の開口部３４ｄ、及び同じく中空部とシリンダ２８内の熱的昇圧室３１（後述）とを連通する開口部３４ｂが形成されている。操作ロッド２６の前端部には開口部３４ａを有するフランジ２７が連結されており、フランジ２７の後端面には後方に延びるシリンダ２８が配置されている。
【００２７】
シリンダ２８のほぼ中央部には開口部３４ｃを有する隔壁３５が固着されていて、その後方には円形平板状の固定ピストン３３ａがシリンダ２８の内周面に摺動するよう挿入されている。シリンダ２８の内部空間は、フランジ２７と隔壁３５とに挟まれた形成された空間である熱的昇圧室３１と、隔壁３５と固定ピストン３３ａとに挟まれた形成された空間である機械的圧縮室３２という２つの蓄圧空間から構成されている。固定ピストン３３ａは、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部によって、図示していない密閉容器内に固定されている。そして、このように固定された固定ピストン３３ａに対し、操作ロッド２６とシリンダ２８が一体的に移動することにより、シリンダ２８と固定ピストン３３ａが相対移動し、これによって機械的昇圧室３２が圧縮されるようになっている。なお、固定ピストン３３ａには操作ロッド２６の外周面及び隔壁３５の内周面と摺動可能なピストン円筒部３３ｂが固着されている。
【００２８】
フランジ２７の前端面には中空かつ指状の可動アーク接触子６と、スロート部９を有する絶縁ノズル８と、可動通電接触子４とが同軸状に配置されている。絶縁ノズル８の前部には係合部３６を介して２本のロッド４５が接続されている。これら絶縁ノズル８、係合部３６及びロッド４５は請求項でいうところの駆動力伝達部を構成しており、投入動作時に可動接触子部１に作用する駆動力を対向接触子部２側に伝達する部材である。なお、係合部３６は絶縁ノズル８の前端開口部の径より外側に配置されている。また、可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間にはガス流路１１が形成されている。ガス流路１１は、熱的昇圧室３１と機械的昇圧室３２で形成された圧縮ガスをガス流としてフランジ２７の開口部３４ａを経てアーク空間に導くようになっている。
【００２９】
対向接触子部２には開口部３４ｅを有するフランジ４０が設けられている。フランジ４０において可動接触子部１側と向い合う端面には対向アーク接触子７及び対向通電接触子５が固定され、反対側の端面には摺動接触子１４が固定されている。遮断動作時及び投入動作時に可動接触子部１が動作した場合、これらの接触子５，７，１４は可動接触子部１とは逆向きに一体的に動作するようになっている。また、フランジ４０に貫通して通電支持部１３が配置されている。通電支持部１３は摺動接触子１４に摺動してこれと通電可能となっている。
【００３０】
通電支持部１３には固定支点４４ａが設けられており、ここに駆動力変換部となるブーメラン状のリンクレバー４３が回転自在に取付けられている。前記固定支点４４ａはリンクレバー４３の中央部に配置されている。リンクレバー４３の一端部には可動支点４４ｂが配置されており、可動支点４４ｂはフランジ４０に接続されている。すなわち、リンクレバー４３は固定支点４４ａを中心に回転運動し、この回転力が可動支点４４ｂを経てフランジ４０に伝わり、対向接触子部２全体を直線駆動するようになっている。なお、リンクレバー４３の固定支点４４ａ及び可動支点４４ｂを適宜変更することにより駆動力の大きさや対向接触子部２の変位量も変換可能である。
【００３１】
さらに、通電支持部１３にはバネ支え４２が接続固定されており、フランジ４０とバネ支え４２で囲まれた空間にはバネ４１が挿入されている。バネ４１は遮断動作時に対向接触子部２を可動接触子部１と逆向きに駆動する第２駆動装置であり、図１に示した投入状態においては蓄勢された状態にある。この時、リンクレバー４３の他端部（可動支点４４ｂの反対側）はロッド４５の先端部と接触しており、リンクレバー４３に接続されたフランジ４０は位置を固定された状態にある。また、バネ４１の内径は絶縁ノズル８の下流側端部開口部の内径より大きく設定されている。
【００３２】
［１−２．作用］
以上のような構成を有する本実施の形態の作用は以下の通りである。遮断動作が開始すると、図示されない駆動装置からの駆動力を受けて操作ロッド２６が後方に移動し始め、この操作ロッド２６を含む可動接触子部１が一体的に移動する。この時、絶縁ノズル８に係合部３６を経て連結されたロッド４５も一体的に移動する。ロッド４５はリンクレバー４３の端部と接触したまま摺動する。
【００３３】
さらに、図２に示すように遮断動作が進行すると、ロッド４５の前端部がリンクレバー４３との摺動面から開離し、リンクレバー４３は開放された状態になる。この時、蓄勢されていたバネ４１は後端部をバネ支え４２によって支持されているため、可動のフランジ４０、さらには対向接触子部２全体を前向きに駆動する。これに伴い、可動支点４４ｂも前向きに移動するため、リンクレバー４３は固定支点４４ａを軸に回転運動する。すなわち、リンクレバー４３が開放されることにより、対向接触子部２はバネ４１により可動接触子部１と逆向きに駆動されることになる。
【００３４】
次に、可動接触子部１において、ガス流が発生し電流遮断が成し遂げられる過程を説明する。図２は開極動作によって対向アーク接触子７と可動アーク接触子６が開離した後の状態を示しており、両アーク接触子７、６間のアーク空間には大電流アーク３８が発生している。ここで、機械的圧縮室３２内部の圧力は、シリンダ２８及び隔壁３５と固定ピストン３３ａとの相対移動による機械的な圧縮作用によって昇圧されることになる。またこの時、大電流アーク３８により、アーク空間は高温高圧の状態にある。例えば大電流アーク３８の電流が５０ｋＡの場合、その温度は容易に１００００Ｋ以上に達する。
【００３５】
このため、アーク空間は熱的昇圧室３１より圧力が上昇し、操作ロッド２６の内部空間を通過するガス流３９ａ及び開口部３４ｂを経て熱的昇圧室３１に至るガス流３９ｂが生じる。また、アーク空間からガス流路１１及びフランジ２７の開口部３４ａを通って熱的昇圧室３１に至るガス流３９ｆも生じる。すなわち、大電流アーク３８のエネルギーのうち一部が圧縮空間に取り込まれることになる。このようにして、開極動作が進むと、シリンダ２８内部の熱的昇圧室３１及び機械的圧縮室３２は加圧される。両者の加圧の程度は、遮断電流値及びアーク時間により影響を受け、条件により両者が相補的に作用する。
【００３６】
さらに、図３に示すように電流零点に達すると、大電流アーク３８は減衰し、残留アークプラズマ状態となって、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル８のスロート部９は十分に開口し、可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間のガス流路から対向アーク接触子７に向かって流れるガス流３９ｃと、可動アーク接触子６の中空部から操作ロッド２６の開口部３４ｄに向かって流れるガス流３９ｄ，３９ｅが発生する。これらの２方向のガス流３９ｃ及び３９ｄ，３９ｅによって、相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。
【００３７】
次に、投入動作について説明する。まず、図示されない駆動装置からの駆動力を受けて操作ロッド２６が前方に移動し始め、可動接触子部１と一体的に絶縁ノズル８及びロッド４５が移動する。そして、図３に示した遮断状態から投入動作が開始して図２の状態に至ると、ロッド４５はリンクレバー４３の前端部に係合する。さらに投入状態が進行するとロッド４５はリンクレバー４３を前向きに駆動する。
【００３８】
このとき、リンクレバー４３は固定支点４４ａを中心に回転運動し、可動支点４４ｂを通じてフランジ４０を後ろ向きに直線駆動する。このとき、バネ４１は蓄勢される。投入動作が終了し、図１の投入状態に至ると、ロッド４５はリンクレバー４３の一部と接触し、リンクレバー４３及びフランジ４０を固定状態に保ち、したがって、バネ４１を蓄勢状態に保つことが可能となる。以上述べたように、投入動作時には絶縁ノズル８及びロッド４５が可動接触子部１に作用する駆動力を対向接触子部２側のリンクレバー４３に伝達し、対向接触子部２は可動接触子部１と逆向きに移動し、これにより第２駆動装置は蓄勢される。
【００３９】
［１−３．効果］
このような本実施の形態によれば、投入動作時に蓄勢されたバネ４１の弾性力を利用して遮断動作時に対向接触子部２を可動接触子部１と逆向きに駆動することができる。したがって、両接触子部１，２はそれぞれに連結された駆動装置からの駆動力を受けて高速で開離することができ、優れた遮断性能を得ることができる。また、バネ４１を設けたので、対向接触子部２の質量や通電部の摩擦力がある程度大きくすることが可能となり、この結果、対向接触子部２における機械的耐久性及び電気的信頼性が向上する。
【００４０】
しかも、バネ４１の内径は絶縁ノズル８の下流側端部開口部の内径より大きく設定したので、バネ４１は絶縁ノズル８の下流側端部開口部よりも外側に位置することになり、バネ４１がアーク空間から排出される熱ガスに晒される心配がない。したがって、部材の損耗を防止し、信頼性が増すと共に、熱ガスの滞りによる遮断性能の低下を回避することができる。これに加えて、第２駆動装置をバネ４１から構成したので構造の小型化及び簡略化が容易であり、且つ駆動力の大きさやストロークを任意に設計可能であるといった利点もある。また、駆動力変換部としてリンクレバー４３を用いたので、機械的信頼性が高くストローク設定が容易である。
【００４１】
さらに、本実施の形態においては、駆動力伝達部の一部を絶縁ノズル８から構成しているため、新たに設ける部材は少なくて済み、ガス遮断器の小型化を進めることができる。また、遮断完了後、両接触子部１，２間に高電圧が印加されるときに、絶縁ノズル８に連結されたロッド４５とリンクレバー４３とが開離している。このため、仮にロッド４５が電気的に劣化していても、両接触子１，２間の耐電圧を確保することができる。また、遮断動作の制動時にも絶縁ノズル８は対向接触子部２側と離れているので、絶縁ノズル８に加わる機械的ストレスを大幅に低減することができる。したがって、絶縁ノズル８のサイズと重量を抑制することが可能となり、駆動エネルギーの低減化を進めることができる。
【００４２】
［２．他の実施の形態］
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、他にも多種多様な形態を実施可能である。例えば駆動力伝達部の構成に関していえば、バネ４１をケーシングに収納することによって、またバネ４１を耐熱性または耐酸性材料で構成またはコーティングすることによって、熱ガスからバネ４１を守り、機械的耐久性の向上を図ることができる。さらに、他の実施形態として、絶縁ノズル８の下流側端部に緩衝部材を介して係合部３６を固着する。この実施の形態によれば、絶縁ノズル８と係合部３６を緩衝部材を介して接続したことにより、遮断過程で絶縁ノズル８に過度の衝撃応力がかかることを防止できる。
【００４３】
また、駆動力変換部の構成としてはリンクレバー４３の代わりにラックとピニオンを組合わせた機構や、ピニオンとベルトを組合わせた機構を採用することもできる。さらに、他の実施の形態として可動接触子部１に連結された駆動装置をバネから構成し、その弾性力をバネ４１の弾性力の１．５倍以上を設定している。このような実施の形態では、投入動作時に対向接触子部２が可動接触子部１と逆向きに移動することでバネ４１を蓄勢する際、可動接触子部１側のバネの力が第２駆動装置であるバネ４１の力の１．５倍以上あるので、バネ４１を確実且つ簡単にチャージすることができ、機械的信頼性が向上する。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、対向接触子部２の対向アーク接触子７及び対向通電接触子５が一体的に駆動していたが、対向アーク接触子７だけを駆動させる構成としても良い。このような実施の形態によれば、対向接触子部２側の可動重量を抑制することができ、駆動エネルギーをさらに小さくすることができる。さらに、第１接触子部及び第２接触子部の移動開始時刻または移動終了時刻に時間差を設けるように、駆動力伝達部または駆動力変換部を構成しても良い。このような実施の形態においては、必要な時間のみに第２接触子部を駆動することで、駆動エネルギーを最小に抑えることができる。
【００４５】
また、第２接触子部の移動距離を第１接触子部の移動距離以上であるように構成すれば、比較的軽量な第２接触子部を大きく駆動し、相対的なストロークを一定に保つことで駆動エネルギーを抑制することが可能となる。さらに、ガス流発生手段に含まれる圧力上昇手段を蓄圧空間の加熱昇圧手段からのみ構成しても良い。このような実施の形態によれば、機械的圧縮手段を用いないので、駆動エネルギーを抑制することができる。また、前記蓄圧空間を第２接触子部の一部として構成し、第１接触子部の可動重量を大きく抑制して駆動エネルギーをさらに小さくすることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス遮断器によれば、遮断動作時に第２接触子部を第１接触子部と逆向きに駆動させる第２駆動装置を下流側ガス流路と隔絶した位置に設け、この第２駆動装置を投入動作時に蓄勢するといった構成をとることにより、コンパクトな構成で十分な駆動エネルギーを獲得でき、遮断性能、機械的耐久性及び電気的信頼性を向上させると共に、アーク空間からの熱ガスによる部材の損耗を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る本実施の形態における投入状態を示す断面図。
【図２】本実施の形態における遮断動作初期の状態を示す断面図。
【図３】本実施の形態における遮断動作終期に電流零点に至った状態を示す断面図。
【図４】従来のガス遮断器を示す断面図であり、中心線をはさんで投入状態と遮断状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１…可動接触子部
２…対向接触子部
３…軸
４…可動通電接触子
５…対向通電接触子
６…可動アーク接触子
７…対向アーク接触子
８…絶縁ノズル
９…スロート部
１０…圧縮室
１１…ガス流路
１２…下流領域
１３…通電支持部
１４…摺動接触子
１５…接触薄板
１６，１７…保持リング
１８，１９…ピニオン
２０，２１，２２，２３…ラック
２４，２５…滑り軸受
２６…操作ロッド
２７，４０…フランジ
２８…シリンダ
３１…熱的昇圧室
３２…機械的圧縮室
３３ａ…固定ピストン
３３ｂ…ピストン円筒部
３４ａ〜３４ｅ…開口部
３５…隔壁
３６…係合部
３８…アーク
３９ａ〜３９ｆ…ガス流
４１…バネ
４２…バネ支え
４３…リンクレバー
４４ａ…固定支点
４４ｂ…可動支点
４５…ロッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas circuit breaker that cuts off a current due to a ground fault or line short circuit failure in order to protect a power transmission system and a distribution system, and more particularly, a large-capacity gas circuit breaker with a large breaking current. The present invention relates to a gas circuit breaker that is improved in mechanical durability and mechanical reliability.
[0002]
[Prior art]
In general, a large-capacity gas circuit breaker having a large breaking current employs a type in which an arc-extinguishing gas pressurized against an arc generated between two electrodes is blown to extinguish the arc. This type of gas circuit breaker is required to improve the breaking performance without increasing the driving energy. The form of Japanese Patent No. 2769702 shown in FIG. 4 is a typical example of a gas circuit breaker that meets such needs. The movable contact portion 1 and the opposed contact portion 2 shown in FIG. 4 are substantially rotationally symmetric, and can be separated from and connected to an airtight container (not shown) filled with an arc extinguishing gas. Has been placed. Further, both contact parts 1 and 2 are electrically connected to one current connection terminal (not shown).
[0003]
A driving unit (not shown) is connected to the movable contact unit 1 and is configured to move along the shaft 3 by a driving force from the driving unit. The movable contact portion 1 is provided with a movable energizing contact 4 and a movable arc contact 6. An insulating nozzle 8 having a throat portion 9 and a ring-shaped compression chamber 10 are coaxially disposed between the movable energizing contact 4 and the movable arc contact 6. The insulating nozzle 8 is fixed to the movable energizing contact 4 and the movable arc contact 6. A gas flow path 11 is formed between the inner surface of the insulating nozzle 8 and the movable arc contact 6, and a downstream region 12 is provided downstream of the throat portion 9. The compression chamber 10 is for increasing the gas pressure mainly by mechanical compression, and communicates with the downstream region 12 through the throat portion 9 and the gas flow path 11 of the insulating nozzle 8.
[0004]
The opposing contact portion 2 is provided with an opposing energizing contact 5 and an opposing arc contact 7, the former being the movable energizing contact 4 on the movable contact portion 1 side, the latter being the movable arc contact 6, Each is designed to be separated. A sliding contact 14 is connected to the opposed energizing contact 5 via an energization support portion 13. The sliding contact 14 is disposed so as to be coaxially surrounded by the opposing energizing contact 5. The counter arc contact 7 is formed in a pin shape and is arranged so as to be movable in the axial direction with respect to the sliding contact 14. Further, a contact thin plate 15 is provided so as to contact the inner peripheral surface of the sliding contact 14 and the outer peripheral surface of the counter arc contact 7. The contact thin plate 15 is a member for energizing the opposed arc contact 7 from the sliding contact 14. Furthermore, holding rings 16 and 17 made of polytetrafluoroethylene are installed on the outer peripheral surface of the counter arc contact 7. These holding rings 16 and 17 guide the counter arc contact 7.
[0005]
By the way, two pinions 18 and 19 that are rotatably supported and four racks 20 to 23 that are parallel to the shaft 3 are arranged inside the opposed contact portion 2. Of these, the racks 20 and 23 are respectively fixed to the end portions on the downstream side of the insulating nozzle 8 and are fitted with radially inward teeth. The racks 20 and 23 have sliding bearings 24 and 25 arranged on the outer peripheral portion, and are supported by being sandwiched between the sliding bearings 24 and 25 and the pinions 18 and 19. On the other hand, the racks 21 and 22 are fixed to the outer peripheral portion of the counter arc contact electrode 7 and are fitted with outward teeth.
[0006]
When the gas circuit breaker is shut off, the movable contact portion 1 moves from the upper position around the shaft 3 to the lower position along the shaft 3 by the driving force from the driving portion (not shown). However, the movable arc contact 6 moves away from the counter arc contact 7. At this time, the racks 20 and 23 are moved to the right in the figure together with the insulating nozzles 8 while being supported by the sliding bearings 24 and 25. This rightward moving force causes the pinion 18 to rotate in the clockwise direction and the pinion 19 to rotate in the counterclockwise direction. This rotational force is transmitted to the racks 21 and 22 as a leftward moving force in the figure. As a result, the counter arc contact 7 to which the racks 21 and 22 are fixed also moves leftward in the figure.
[0007]
That is, in the gas circuit breaker of FIG. 4, the opposed arc contact 7 is not made stationary during the breaking operation, but by using a driving force conversion mechanism that combines the racks 20 to 23 and the pinions 18 and 19, The counter arc contact 7 is moved in the direction opposite to the moving direction of the movable arc contact 6. Thereby, the arc contacts 6 and 7 can be separated from each other at a double driving speed while maintaining the geometric arrangement of the arc contacts 6 and 7. According to such a gas circuit breaker, it is possible to increase the relative speed between the arc contacts 6 and 7, and it is possible to reliably prevent re-arcing of the arc and to exhibit excellent interruption performance.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional gas circuit breaker as described above has the following problems.
(1) In the gas circuit breaker, not only the movable contact portion 1 but also the opposing contact portion 2 moves during the shut-off operation. Therefore, in order to reduce driving energy, the weight of the opposing contact portion 2 is reduced and the energizing contact is performed. It is desirable to reduce the frictional force between the children 4 and 5. However, when the mass of the opposed contact portion 2 is reduced, the mechanical durability tends to be lowered. Moreover, when the frictional force in the energizing portion on the opposite side is reduced, it is difficult to obtain sufficient electrical reliability. That is, in order to ensure mechanical durability and electrical reliability, the mass of the opposed contact portion 2 and the frictional force of the opposed-side energized portion must be increased to some extent. Therefore, driving energy for moving the opposed contact portion 2 against mass and frictional force is indispensable, and it is required to increase the driving energy with a compact configuration.
[0009]
(2) Further, in the gas circuit breaker, the driving force comprising the insulating nozzle 8 disposed on the movable contact portion 1 side, the racks 20 to 23 and the pinions 18 and 19 disposed on the opposing contact portion 2 side. The conversion mechanism is always in an engaged state, and both contact parts 1 and 2 are connected even when shut off. Of course, the member connecting the contact parts 1 and 2 is an insulating member. However, when the electrical deterioration progresses, there is a problem that the withstand voltage between the contact parts 1 and 2 decreases.
(3) In particular, the insulating nozzle 8 is subjected to extremely large mechanical stress at the start of the shut-off operation and at the time of braking, and the size must be increased in order to obtain sufficient mechanical reliability. For this reason, it becomes a factor which increases movable weight, and causes the increase in drive energy.
[0010]
(4) Furthermore, since the racks 20 to 23 and the pinions 18 and 19 which are driving force conversion mechanisms are located on the downstream side of the gas flow path, they are exposed to high-temperature hot gas discharged from the arc space when the current is interrupted. As a result, it is susceptible to wear. Furthermore, when the racks 20 to 23 and the pinions 18 and 19 are enlarged to obtain sufficient mechanical durability, the smooth discharge of the gas flow is hindered, and high temperature gas is retained in the arc space to reduce the interruption performance. There is a risk of causing.
[0011]
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and obtains sufficient driving energy in a compact configuration to improve the breaking performance, mechanical durability, and electrical reliability. It is another object of the present invention to provide a gas circuit breaker capable of preventing wear of a member due to hot gas from an arc space.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is premised on having the following configuration. In other words, the first contact portion and the second contact portion are arranged facing the sealed container filled with the arc extinguishing gas. The first contact portion is configured to operate at the time of a shut-off operation and a closing operation by a driving device connected to the first contact portion, and is provided with a first energizing contact and a first arc contact. Yes. The second contact portion is provided with a second energizing contact and a second arc contact. The first arc contact and the second arc contact are in a contact conduction state during normal operation, and are separated during a breaking operation and generate an arc in an arc space defined as a space between both contacts. Has been. Furthermore, gas flow generating means for extinguishing the arc is arranged. The gas flow generating means includes at least one pressure accumulating space, pressure increasing means for increasing the pressure in the pressure accumulating space, at least one upstream gas flow path connecting the pressure accumulating space and the arc space, and the arc space sealed. It is composed of at least one downstream gas flow path that connects a downstream space defined as a space having the same pressure as the filling pressure in the container, and the pressure raising means is a mechanical compression means of the pressure accumulation space or the pressure accumulation space. The at least one of the heating and pressurizing means, and at least a part of the downstream gas flow path is formed by an insulating nozzle.
[0013]
According to a first aspect of the present invention, in the gas circuit breaker premised on the above-described configuration, at least one driving force transmission unit and at least one driving force conversion unit are provided, and the driving force transmission unit is operated during the closing operation. The driving force acting on the first contact portion is configured to be transmitted to at least a part of the second contact portion, and the driving force converting portion is transmitted from the driving force transmitting portion to the second contact portion. At least one of the magnitude, direction, and displacement of the second contact portion is convertible, and the second contact portion is connected to the first contact portion during the closing operation. Further, the second contact unit is connected to at least one second drive device at a position isolated from the downstream gas flow path, and the second drive device is configured to operate at the time of a shut-off operation. Driving the second contact portion in the opposite direction to the first contact portion Rutotomoni is configured such that the second contact portion during closing operation is prestressed by moving the first contactor portion and the opposite In addition, at least a part of the driving force transmission unit is configured by the insulating nozzle. It is characterized by that.
[0014]
In the invention of claim 1 having the above-described configuration, the driving force transmitting portion transmits the driving force acting on the first contact portion to at least a part of the second contact portion during the closing operation, and the second contact portion is It moves in the opposite direction to the first contact portion, and thereby the second drive device is stored. And at the time of interruption | blocking operation | movement, a 2nd drive device drives a 2nd contact part in the opposite direction to a 1st contact part. For this reason, even if the mass in the second contact portion and the frictional force of the current-carrying portion are increased, both contact portions can be opened at a high speed in response to the driving force from the driving devices connected to each other, Excellent blocking performance can be obtained. Moreover, mechanical durability and electrical reliability are improved by increasing the mass of the second contact portion and the frictional force of the energization portion.
[0015]
In the present invention, since the second driving device is provided at a position separated from the downstream gas flow path, there is no concern that the second driving device is exposed to the hot gas discharged from the arc space. Therefore, wear of the members constituting the second drive device can be prevented. Moreover, since the second drive device does not block the hot gas discharge path, the hot gas can be discharged smoothly. As a result, the high temperature gas does not stay in the arc space, and good interruption performance can be maintained. Further, in the present invention, the driving force transmitting portion transmits the driving force acting on the first contact portion to the second contact portion side at the time of the closing operation, and when the blocking operation is completed, the first contact is made. The child portion and the second contact portion can be separated from each other. For this reason, even if the members constituting the driving force transmitting portion and the driving force converting portion are electrically deteriorated, the withstand voltage between both contact portions can be ensured.
[0020]
Also, There is no need to newly provide a driving force transmission part, which can contribute to the downsizing of the gas circuit breaker. Further, in the present invention, since the driving force transmission part transmits the driving force to the second contact part side during the closing operation, the insulating nozzle itself is used as the second contact except for the closing operation even when the insulating nozzle is used as the driving force transmission part. It is possible to keep away from the child side. For this reason, mechanical stress is not applied to the insulating nozzle at the start of the shut-off operation or braking. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the insulating nozzle and contribute to the suppression of driving energy.
[0023]
Claim 2 The invention of At least one driving force transmission unit and at least one driving force conversion unit are provided, and the driving force transmission unit transmits the driving force acting on the first contact unit during the closing operation to at least the second contact unit. The driving force conversion unit is configured to transmit a magnitude, a direction, and a displacement amount of the second contact unit transmitted from the driving force transmission unit to the second contact unit. At least one of them is configured to be convertible, and the second contact portion is configured to be able to operate in a direction opposite to the first contact portion during a closing operation, and the second contact portion includes At least one second driving device is connected to a position separated from the downstream gas flow path, and the second driving device drives the second contact portion in a direction opposite to the first contact portion during a shut-off operation. The second contact portion is connected to the first contact portion during the closing operation. It is adapted to be prestressed by moving in the direction The driving device connected to the first contact portion is configured to exhibit a driving force that is 1.5 times or more the driving force of the second driving device during the closing operation. The above claims 2 In the described invention, when storing the second drive device by moving the second contact portion in the opposite direction to the first contact portion during the closing operation, the driving force of the drive device on the first contact portion side However, since the driving force of the second driving device is 1.5 times or more, the second driving device can be reliably and easily charged, and excellent mechanical reliability can be obtained.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a gas circuit breaker according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3.
[1. Representative embodiment]
[1-1. Constitution]
1-3 are representative embodiments of a gas circuit breaker according to the present invention. The FIG. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing the closing state before the opening operation, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the initial state of the breaking operation, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state where the breaking operation further proceeds and reaches the current zero point. It is. In addition, the same code | symbol is attached | subjected regarding the same member as the prior art example shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 1, in a sealed container filled with an arc extinguishing gas, a first contactor part defined as a movable contactor part 1 and a second contactor defined as an opposed contactor part 2. The parts are arranged opposite to each other. The positional relationship of the movable contact portion 1 will be described by defining the direction on the opposite contact portion 2 side as the front and the opposite side as the rear. Here, the arc extinguishing gas can be any gas.
[0026]
The movable contact portion 1 is provided with a hollow operation rod 26. The operation rod 26 is configured to reciprocate in the axial direction by a drive device (not shown), and in the middle thereof, a plurality of openings 34d communicating the hollow portion with the filled gas atmosphere space, and Similarly, an opening 34b is formed which communicates the hollow portion and a thermal boosting chamber 31 (described later) in the cylinder 28. A flange 27 having an opening 34 a is connected to the front end portion of the operation rod 26, and a cylinder 28 extending rearward is disposed on the rear end surface of the flange 27.
[0027]
A partition wall 35 having an opening 34 c is fixed to a substantially central portion of the cylinder 28, and a circular flat plate-like fixed piston 33 a is inserted behind the partition 35 so as to slide on the inner peripheral surface of the cylinder 28. The internal space of the cylinder 28 is a mechanical compression which is a space formed between the thermal pressure increasing chamber 31 which is a space formed between the flange 27 and the partition wall 35, and the partition wall 35 and the fixed piston 33a. The chamber 32 is composed of two pressure accumulating spaces. The fixed piston 33a is fixed in an airtight container (not shown) by a piston support portion that is integrally provided behind the fixed piston 33a and extends in the axial direction. The operating rod 26 and the cylinder 28 move integrally with the fixed piston 33a fixed in this manner, so that the cylinder 28 and the fixed piston 33a move relative to each other, thereby compressing the mechanical pressure increasing chamber 32. It has become so. The fixed piston 33a is fixed with a piston cylindrical portion 33b slidable with the outer peripheral surface of the operation rod 26 and the inner peripheral surface of the partition wall 35.
[0028]
A hollow and finger-shaped movable arc contact 6, an insulating nozzle 8 having a throat portion 9, and a movable energizing contact 4 are arranged coaxially on the front end surface of the flange 27. Two rods 45 are connected to the front portion of the insulating nozzle 8 via the engaging portion 36. The insulating nozzle 8, the engaging portion 36, and the rod 45 constitute a driving force transmitting portion as defined in the claims, and the driving force acting on the movable contact portion 1 during the closing operation is applied to the opposing contact portion 2 side. It is a member to transmit. The engaging portion 36 is disposed outside the diameter of the front end opening of the insulating nozzle 8. A gas flow path 11 is formed between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8. The gas flow path 11 guides the compressed gas formed in the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical pressure increasing chamber 32 as a gas flow to the arc space through the opening 34 a of the flange 27.
[0029]
The opposed contact portion 2 is provided with a flange 40 having an opening 34e. The opposed arc contact 7 and the opposed energized contact 5 are fixed to the end face of the flange 40 facing the movable contact portion 1 side, and the sliding contact 14 is fixed to the opposite end face. When the movable contact portion 1 is operated during the shut-off operation and the closing operation, these contacts 5, 7, and 14 are integrally operated in the opposite direction to the movable contact portion 1. Further, the energization support portion 13 is disposed through the flange 40. The energization support portion 13 slides on the sliding contact 14 and can be energized therewith.
[0030]
The energization support portion 13 is provided with a fixed fulcrum 44a, to which a boomerang-shaped link lever 43 serving as a driving force conversion portion is rotatably attached. The fixed fulcrum 44 a is disposed at the center of the link lever 43. A movable fulcrum 44 b is disposed at one end of the link lever 43, and the movable fulcrum 44 b is connected to the flange 40. That is, the link lever 43 rotates around the fixed fulcrum 44a, and this rotational force is transmitted to the flange 40 through the movable fulcrum 44b, so that the entire opposed contact portion 2 is linearly driven. Note that the magnitude of the driving force and the amount of displacement of the opposed contact portion 2 can be converted by appropriately changing the fixed fulcrum 44a and the movable fulcrum 44b of the link lever 43.
[0031]
Further, a spring support 42 is connected and fixed to the energization support portion 13, and a spring 41 is inserted into a space surrounded by the flange 40 and the spring support 42. The spring 41 is a second drive device that drives the opposing contact portion 2 in the opposite direction to the movable contact portion 1 during the blocking operation, and is in an accumulated state in the closing state shown in FIG. At this time, the other end of the link lever 43 (opposite the movable fulcrum 44b) is in contact with the tip of the rod 45, and the flange 40 connected to the link lever 43 is in a fixed position. The inner diameter of the spring 41 is set larger than the inner diameter of the downstream end opening of the insulating nozzle 8.
[0032]
[1-2. Action]
The operation of the present embodiment having the above-described configuration is as follows. When the shut-off operation starts, the operating rod 26 starts to move backward in response to a driving force from a driving device (not shown), and the movable contact portion 1 including the operating rod 26 moves integrally. At this time, the rod 45 connected to the insulating nozzle 8 through the engaging portion 36 also moves integrally. The rod 45 slides in contact with the end of the link lever 43.
[0033]
Further, when the blocking operation proceeds as shown in FIG. 2, the front end portion of the rod 45 is separated from the sliding surface with the link lever 43, and the link lever 43 is opened. At this time, since the stored spring 41 is supported by the spring support 42 at the rear end portion, the movable flange 40 and further the entire opposed contact portion 2 are driven forward. Along with this, the movable fulcrum 44b also moves forward, so that the link lever 43 rotates about the fixed fulcrum 44a. That is, when the link lever 43 is opened, the opposing contact portion 2 is driven in the opposite direction to the movable contact portion 1 by the spring 41.
[0034]
Next, a process in which a gas flow is generated and current interruption is achieved in the movable contact portion 1 will be described. FIG. 2 shows a state after the opposing arc contact 7 and the movable arc contact 6 are separated by the opening operation, and a large current arc 38 is generated in the arc space between the arc contacts 7 and 6. ing. Here, the pressure inside the mechanical compression chamber 32 is increased by the mechanical compression action by the relative movement of the cylinder 28 and the partition wall 35 and the fixed piston 33a. At this time, the arc space is in a high temperature and high pressure state due to the large current arc 38. For example, when the current of the large current arc 38 is 50 kA, the temperature easily reaches 10,000 K or more.
[0035]
For this reason, the pressure in the arc space rises from the thermal boosting chamber 31, and a gas flow 39 a passing through the internal space of the operating rod 26 and a gas flow 39 b reaching the thermal boosting chamber 31 through the opening 34 b are generated. In addition, a gas flow 39f from the arc space to the thermal pressure increasing chamber 31 through the gas flow path 11 and the opening 34a of the flange 27 is also generated. That is, a part of the energy of the large current arc 38 is taken into the compression space. Thus, when the opening operation proceeds, the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 inside the cylinder 28 are pressurized. The degree of pressurization of both is influenced by the breaking current value and the arc time, and both act complementarily depending on the conditions.
[0036]
Further, as shown in FIG. 3, when the current zero point is reached, the high-current arc 38 is attenuated to become a residual arc plasma state, and the pressure, density, and temperature are reduced. Thereby, the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, and the gas flow 39c flowing from the gas flow path between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8 toward the counter arc contact 7 and the movable arc contact. Gas flows 39d and 39e flowing from the hollow portion of the child 6 toward the opening 34d of the operating rod 26 are generated. By these two-direction gas flows 39c, 39d, and 39e, synergistically and strongly cooled and extinguished, current interruption is achieved.
[0037]
Next, the making operation will be described. First, the operating rod 26 starts to move forward in response to a driving force from a driving device (not shown), and the insulating nozzle 8 and the rod 45 move integrally with the movable contact portion 1. When the closing operation shown in FIG. 3 starts and the state shown in FIG. 2 is reached, the rod 45 engages with the front end portion of the link lever 43. When the closing state further proceeds, the rod 45 drives the link lever 43 forward.
[0038]
At this time, the link lever 43 rotates around the fixed fulcrum 44a and linearly drives the flange 40 backward through the movable fulcrum 44b. At this time, the spring 41 is stored. When the closing operation is completed and the closing state shown in FIG. 1 is reached, the rod 45 comes into contact with a part of the link lever 43 to keep the link lever 43 and the flange 40 in a fixed state, and thus keep the spring 41 in a stored state. It becomes possible. As described above, during the closing operation, the insulating nozzle 8 and the rod 45 transmit the driving force acting on the movable contact portion 1 to the link lever 43 on the opposite contact portion 2 side. It moves in the direction opposite to that of the unit 1, and the second drive unit is thereby stored.
[0039]
[1-3. effect]
According to the present embodiment as described above, the opposing contact portion 2 can be driven in the opposite direction to the movable contact portion 1 during the blocking operation by using the elastic force of the spring 41 stored during the closing operation. . Therefore, both the contact parts 1 and 2 can be separated at a high speed by receiving a driving force from a driving device connected to each of them, and an excellent blocking performance can be obtained. Further, since the spring 41 is provided, the mass of the opposing contact portion 2 and the frictional force of the energizing portion can be increased to some extent. As a result, the mechanical durability and electrical reliability in the opposing contact portion 2 are improved. improves.
[0040]
Moreover, since the inner diameter of the spring 41 is set larger than the inner diameter of the downstream end opening of the insulating nozzle 8, the spring 41 is positioned outside the downstream end opening of the insulating nozzle 8. There is no worry of being exposed to the hot gas discharged from the arc space. Therefore, wear of the members can be prevented, reliability can be increased, and deterioration of the shut-off performance due to hot gas stagnation can be avoided. In addition to this, since the second driving device is composed of the spring 41, there is an advantage that the structure can be easily downsized and simplified, and the magnitude and stroke of the driving force can be arbitrarily designed. Further, since the link lever 43 is used as the driving force conversion unit, the mechanical reliability is high and the stroke setting is easy.
[0041]
Furthermore, in the present embodiment, since a part of the driving force transmission part is constituted by the insulating nozzle 8, the number of newly provided members can be reduced, and the gas circuit breaker can be reduced in size. In addition, after completion of the shutoff, when a high voltage is applied between the contact parts 1 and 2, the rod 45 connected to the insulating nozzle 8 and the link lever 43 are separated. For this reason, even if the rod 45 is electrically deteriorated, the withstand voltage between the two contacts 1 and 2 can be ensured. In addition, the mechanical stress applied to the insulating nozzle 8 can be greatly reduced because the insulating nozzle 8 is separated from the opposing contact portion 2 side even during braking of the shut-off operation. Therefore, the size and weight of the insulating nozzle 8 can be suppressed, and the driving energy can be reduced.
[0042]
[2. Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other forms can be implemented. For example, regarding the configuration of the driving force transmission unit, Ba By storing the net 41 in the casing, Ba By constituting or coating the net 41 with a heat-resistant or acid-resistant material, the spring 41 can be protected from the hot gas and the mechanical durability can be improved. further, As another embodiment, The engaging portion 36 is fixed to the downstream end portion of the insulating nozzle 8 via a buffer member. According to this embodiment, since the insulating nozzle 8 and the engaging portion 36 are connected via the buffer member, it is possible to prevent an excessive impact stress from being applied to the insulating nozzle 8 during the blocking process.
[0043]
Further, as a configuration of the driving force conversion unit, a mechanism combining a rack and a pinion instead of the link lever 43 or a mechanism combining a pinion and a belt can be employed. further, As another embodiment The driving device connected to the movable contact portion 1 is constituted by a spring, and its elastic force is set to 1.5 times or more of the elastic force of the spring 41. In such an embodiment, when the spring 41 is stored by moving the opposing contact portion 2 in the opposite direction to the movable contact portion 1 during the closing operation, the force of the spring on the movable contact portion 1 side is the first. Since the force of the spring 41 that is the two-drive device is 1.5 times or more, the spring 41 can be charged reliably and easily, and the mechanical reliability is improved.
[0044]
In the above embodiment, the opposing arc contact 7 and the opposing energizing contact 5 of the opposing contact portion 2 are integrally driven. However, only the opposing arc contact 7 may be driven. According to such embodiment, the movable weight by the side of the opposing contact part 2 can be suppressed, and drive energy can be made still smaller. Furthermore, the driving force transmission unit or the driving force conversion unit may be configured so as to provide a time difference between the movement start time or the movement end time of the first contact unit and the second contact unit. In such an embodiment, driving energy can be minimized by driving the second contact portion only during a necessary time.
[0045]
Further, if the moving distance of the second contact portion is set to be equal to or longer than the moving distance of the first contact portion, the relatively lightweight second contact portion is driven greatly and the relative stroke is kept constant. This makes it possible to suppress drive energy. Furthermore, the pressure raising means included in the gas flow generating means may be configured only from the heating and pressure raising means in the pressure accumulation space. According to such an embodiment, since mechanical compression means is not used, driving energy can be suppressed. Moreover, the said pressure accumulation space can be comprised as a part of 2nd contactor part, the movable weight of a 1st contactor part can be suppressed largely, and drive energy can be made still smaller.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the gas circuit breaker of the present invention, the position where the second drive device that drives the second contact portion in the direction opposite to the first contact portion during the shut-off operation is isolated from the downstream gas flow path. By installing the second drive device in such a manner that energy is stored during the closing operation, sufficient drive energy can be obtained with a compact configuration, and the interruption performance, mechanical durability and electrical reliability are improved. It becomes possible to prevent the member from being worn by the hot gas from the arc space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a loading state in the present embodiment according to the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an initial state of a blocking operation in the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a current zero point is reached at the end of the breaking operation in the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional gas circuit breaker, showing an on state and a cut-off state across a center line.
[Explanation of symbols]
1 ... Moveable contact part
2 ... Opposite contact part
3 ... axis
4… Moveable contact
5 ... Opposite conductive contact
6 ... Moving arc contact
7 ... Opposite arc contact
8 ... Insulating nozzle
9 ... Throat
10 ... Compression chamber
11 ... Gas flow path
12 ... Downstream region
13 ... Current-carrying support part
14 ... Sliding contact
15 ... Contact thin plate
16, 17 ... retaining ring
18, 19 ... Pinion
20, 21, 22, 23 ... rack
24, 25 ... Sliding bearing
26 ... Operating rod
27, 40 ... Flange
28 ... Cylinder
31 ... Thermal pressurization chamber
32 ... Mechanical compression chamber
33a ... fixed piston
33b ... Piston cylindrical part
34a-34e ... opening
35 ... Bulkhead
36 ... engaging part
38 ... ARK
39a-39f ... Gas flow
41 ... Spring
42 ... Spring support
43 ... Link lever
44a ... Fixed fulcrum
44b ... Movable fulcrum
45 ... Rod

Claims

A first contact portion and a second contact portion are disposed opposite to each other in an airtight container filled with an arc extinguishing gas, and the first contact portion is driven by a driving device connected to the first contact portion. A first energizing contact and a first arc contact are provided, and the second energizing contact and the second arc contact are provided in the second contact portion. The first arc contactor and the second arc contactor are in contact conduction state during normal operation, and are separated during a breaking operation and generate an arc in an arc space defined as a space between the contactors. Gas flow generating means for extinguishing the arc is disposed, the gas flow generating means includes at least one pressure accumulating space, pressure increasing means for increasing the pressure in the pressure accumulating space, the pressure accumulating space, and the A small amount connecting the arc space Both of the upstream gas flow path and at least one downstream gas flow path connecting the arc space and a downstream space defined as a space having the same pressure as the filling pressure in the sealed container, the pressure increasing means Is constituted by at least one means of a mechanical compression means of the pressure accumulation space or a heating pressure raising means of the pressure accumulation space, and at least a part of the downstream gas flow path is a gas circuit breaker formed by an insulating nozzle,
At least one driving force transmitting portion and at least one driving force converting portion are provided;
The driving force transmission part is configured to transmit a driving force acting on the first contact part during a closing operation to at least a part of the second contact part,
The driving force conversion unit can convert at least one of the magnitude and direction of the driving force transmitted from the driving force transmission unit to the second contact unit and the amount of displacement of the second contact unit. Composed of
The second contact portion is configured to be able to operate in a direction opposite to the first contact portion during a closing operation, and further, the second contact portion is separated from the downstream gas flow path by a second driving device. Are connected,
The second driving device drives the second contact portion in the opposite direction to the first contact portion during the shut-off operation, and the second contact portion is opposite to the first contact portion in the closing operation. Configured to accumulate by moving,
The gas circuit breaker according to claim 1, wherein at least a part of the driving force transmission unit is constituted by the insulating nozzle.

A first contact portion and a second contact portion are disposed opposite to each other in an airtight container filled with an arc extinguishing gas, and the first contact portion is driven by a driving device connected to the first contact portion. A first energizing contact and a first arc contact are provided, and the second energizing contact and the second arc contact are provided in the second contact portion. The first arc contactor and the second arc contactor are in contact conduction state during normal operation, and are separated during a breaking operation and generate an arc in an arc space defined as a space between the contactors. Gas flow generating means for extinguishing the arc is disposed, the gas flow generating means includes at least one pressure accumulating space, pressure increasing means for increasing the pressure in the pressure accumulating space, the pressure accumulating space, and the A small amount connecting the arc space Both of the upstream gas flow path and at least one downstream gas flow path connecting the arc space and a downstream space defined as a space having the same pressure as the filling pressure in the sealed container, the pressure increasing means Is constituted by at least one means of a mechanical compression means of the pressure accumulation space or a heating pressure raising means of the pressure accumulation space, and at least a part of the downstream gas flow path is a gas circuit breaker formed by an insulating nozzle,
At least one driving force transmitting portion and at least one driving force converting portion are provided;
The driving force transmission part is configured to transmit a driving force acting on the first contact part during a closing operation to at least a part of the second contact part,
The driving force conversion unit can convert at least one of the magnitude and direction of the driving force transmitted from the driving force transmission unit to the second contact unit and the amount of displacement of the second contact unit. Composed of
The second contact portion is configured to be able to operate in a direction opposite to the first contact portion during a closing operation, and further, the second contact portion is separated from the downstream gas flow path by a second driving device. Are connected,
The second driving device drives the second contact portion in the opposite direction to the first contact portion during the shut-off operation, and the second contact portion is opposite to the first contact portion in the closing operation. Configured to accumulate by moving,
The first concatenated drive the contact portion, gas shut-off, characterized in that it is configured to exhibit at least 1.5 times the driving force of the driving force of the second driving device when the closing operation vessel.