JP4989794B1 - ガス遮断器 - Google Patents
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Abstract
ガス遮断器１００は、絶縁筒３を挟んで設けられた第１導体容器１と第２導体容器２とを有し、絶縁ガスが内部に充填された密閉タンク２０と、第１導体容器１側に設けられた固定アーク接触子９と、第２導体容器２側に設けられて固定アーク接触子９と接離可能に移動する可動アーク接触子１０と、第１導体容器１側に設けられた固定通電接触子１２と、可動アーク接触子１０の接離に合わせて移動して固定通電接触子１２に接離する可動通電接触子１１と、第２導体容器２側に設けられて、可動通電接触子１１を内部に収容するシリンダで構成された機械パッファ室５が形成されたパッファ部４と、を備え、パッファ部４は、絶縁筒３と第２導体容器２との間に配置されて、密閉タンク２０の外周に露出される。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、パッファ形のガス遮断器に関するものである。
従来、変電所や開閉所などの電気所に設置され、絶縁ガスの吹付けによって接触子間に生じるアークを消弧するパッファ形のガス遮断器が用いられている。この種のガス遮断器としては、例えば特許文献１には、絶縁ガスが満たされた容器中に、アーク接触子のうち可動側の接触子（以下、可動アーク接触子ともいう。）の外周に形成された熱パッファ室と、この熱パッファ室に隣接して径方向に機械パッファ室とを備えたものが開示されている。
このようなガス遮断器では、通電電流による温度上昇の抑制や、発生した熱の放熱効率の向上が期待されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通電電流による温度上昇の抑制や、発生した熱の放熱効率の向上を図ることのできるガス遮断器を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、絶縁筒を挟んで設けられた第１導体容器と第２導体容器とを有し、絶縁ガスが内部に充填された密閉タンクと、第１導体容器側に設けられた固定アーク接触子と、第２導体容器側に設けられて固定アーク接触子と接離可能に移動する可動アーク接触子と、第１導体容器側に設けられた固定通電接触子と、可動アーク接触子の接離に合わせて移動して固定通電接触子に接離する可動通電接触子と、第２導体容側に設けられて、可動通電接触子を内部に収容するシリンダで構成された機械パッファ室が形成されたパッファ部と、を備え、パッファ部は、絶縁筒と第２導体容器との間に配置されて、密閉タンクの外周に露出されることを特徴とする。
この本発明によれば、パッファ部を密閉タンクの外周に露出させることで、パッファ部を介して発生した熱を外部に放熱しやすくなり、温度上昇の抑制や放熱効率の向上を図ることができる。
以下に、本発明の実施の形態にかかるガス遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるガス遮断器の通電状態を示す断面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。なお、図１において、パッファ部４以外の構成要素に対するハッチングを省略して示している。
図１は、本発明の実施の形態１にかかるガス遮断器の通電状態を示す断面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。なお、図１において、パッファ部４以外の構成要素に対するハッチングを省略して示している。
ガス遮断器１００は、密閉タンク２０、開閉部３０を備えて構成される。密閉タンク２０は、固定側円筒導体（第１導体容器）１、可動側円筒導体（第２導体容器）２、絶縁筒３、パッファ部４を有して構成され、内部に開閉部３０を収容する密閉空間が形成される。
固定側円筒導体１、可動側円筒導体２、パッファ部４は、金属等の導電体で構成されている。固定側円筒導体１および可動側円筒導体２は、絶縁筒３を挟んで配置される。なお、可動側円筒導体２と絶縁筒３との間には、パッファ部４が挟み込まれて配置されている。
絶縁筒３は、エポキシ樹脂等の絶縁性材料で構成される。絶縁筒３は、固定側円筒導体１とパッファ部４の間に設けられて、可動側円筒導体２およびパッファ部４と、固定側円筒導体１との間で直接電流が流れるのを防いでいる。
密閉タンク２０内には６フッ化硫黄（ＳＦ６）等の絶縁ガスが充填されている。密閉タンク２０は、支持絶縁物１４に支持されている。密閉タンク２０の下方には、操作装置１５が設けられる。操作装置１５により、絶縁部材からなる絶縁操作ロッド１３と、リンク機構１６とを介して、開閉部３０の開閉操作が行われる。
次に、開閉部３０について説明する。開閉部３０は、固定通電接触子１２、可動通電接触子１１、固定アーク接触子９、可動アーク接触子１０を有して構成される。固定通電接触子１２は、固定側円筒導体１と電気的に接続されている。この固定通電接触子１２と相対向するように可動通電接触子１１が設けられている。
可動通電接触子１１は、リンク機構１６に連結されており、操作装置１５によって矢印Ｘ，Ｙに示す方向に往復移動可能とされている。可動通電接触子１１は、往復移動することで、固定通電接触子１２と接離可能とされている。可動通電接触子１１は、図１，図２に示すように、円筒形状のピストンとなっている。
固定アーク接触子９は、固定側円筒導体１と電気的に接続されている。この固定アーク接触子９と相対向するように可動アーク接触子１０が設けられている。可動アーク接触子１０は、可動通電接触子１１と同様にリンク機構１６に連結されており、操作装置１５によって可動通電接触子１１と連動して、軸線Ｚに沿って矢印Ｘ，Ｙに示す方向に往復移動可能とされている。
可動アーク接触子１０は、往復移動することで、固定アーク接触子９と接離可能とされている。なお、可動アーク接触子１０は、矢印Ｘに示す方向に移動する過程で、固定通電接触子１２と可動通電接触子１１が離間してから、固定アーク接触子９と離間するように構成されている。
次に、パッファ部４について説明する。パッファ部４には、可動通電接触子１１を内部に収容するシリンダとしての機械パッファ室５が形成されている。機械パッファ室５は、可動通電接触子１１の移動によって内部の容積が変化し、特に、固定通電接触子１２から離間する方向（矢印Ｘに示す方向）に移動することで、内部の容積が減少する。
また、パッファ部４は、固定アーク接触子９の周囲に熱パッファ室７を形成する。具体的には、熱パッファ室７を構成する壁面の一部がパッファ部４で構成されている。熱パッファ室７は、パッファ部４、固定側円筒導体１、固定アーク接触子９、および絶縁物８に囲まれた空間として構成される。
絶縁物８は、パッファ部４と固定側円筒導体１との間を塞いでいる。絶縁物８は、パッファ部４と固定通電接触子１２との間を塞いでいる。なお、固定通電接触子１２と絶縁物１８との間には隙間が設けられており、この隙間が、固定アーク接触子９と可動アーク接触子１０との接触部近傍（以下、アーク発生領域という）に絶縁ガスを吹き出す吹出口１７となる。
また、パッファ部４には、機械パッファ室５と熱パッファ室７とを連通させる吹出し流路６が形成されている。また、パッファ部４の外周面は、密閉タンク２０の外部に露出している。パッファ部４の外周面には、フィン形状とされた放熱フィン４ａが形成されている。
パッファ部４は、全体が一体に形成されており、特に機械パッファ室５を構成する部分と熱パッファ室７を構成する部分とが一体に形成されている。これにより、可動側円筒導体２と可動通電接触子１１とが、一体に形成された導体としてのパッファ部４によって電気的に接続される。
次に、ガス遮断器１００の遮断動作について説明する。まず、可動通電接触子１１が固定通電接触子１２から開離し、その後に可動アーク接触子１０が固定アーク接触子９から開離する。この開離動作により可動アーク接触子１０と固定アーク接触子９との間のアーク発生領域にアークが発生する。
大電流領域の遮断では、アーク発生領域における絶縁ガスはアークエネルギーにより加熱昇圧されて、熱パッファ室７に蓄積される。その後に、電流零点に近づくとアーク発生領域の加熱昇圧が減少するので、熱パッファ室７に蓄えられていた高圧の絶縁ガスが、吹出口１７から吹き出して、アーク発生領域のアークに吹付けられることによってアークが消弧され、電流遮断が行われる。
また、可動通電接触子１１の開離動作に伴って機械パッファ室５の体積が減少する。その際、機械パッファ室５内の絶縁ガスが圧縮され、冷たい絶縁ガスが吹出し流路６を通って熱パッファ室７に流入する。これにより、熱パッファ室７の圧力が上昇し、吹出口１７から絶縁ガスが吹き出して、アーク発生領域に吹付けられることによってアークが消弧され、電流遮断が行われる。
中小電流領域の遮断では、アーク発生領域の絶縁ガスはあまり加熱されないために、熱パッファ室７の圧力はそれほど上昇しない。一方、絶縁ガスの加熱の有無に関わらず、機械パッファ室５では可動通電接触子１１の開離動作に伴って絶縁ガスが圧縮される。そのため、絶縁ガスがアーク発生領域に吹付けられることによって、アークが消弧されて電流遮断が行われるとともに、絶縁性能が回復する。
電流通電（投入）時には、可動アーク接触子１０と固定アーク接触子９とが接続され、その後に可動通電接触子１１と固定通電接触子１２とが接続されることによって電流が通電される。通電経路の導体ではその電気抵抗によって熱が発生する。
本実施の形態１にかかるガス遮断器１００では、パッファ部４が絶縁筒３と可動側円筒導体２との間に配置され、その外周面が密閉タンク２０の外部に露出しているので、通電によって発生した熱を、パッファ部４を介して外部に放熱しやすくなっている。また、パッファ部４の外周面には、放熱フィン４ａが形成されているので、外気への接触面積を増加させることで熱放散面積の増加を図り、冷却効果の向上を図ることができる。
また、密閉タンク２０の外部に露出させるようにパッファ部４を設けているので、パッファ部４を大きく形成しやすくなる。これにより、パッファ部４における通電面積を大きくして、電気抵抗の低下を図ることができる。そして、電気抵抗の低下を図ることで、パッファ部４における発熱を抑えることができる。
また、パッファ部４には、機械パッファ室５、熱パッファ室７、および吹出し流路６が形成され、全体が一体に形成されている。このように構成することで、通電経路における可動側円筒導体２と可動通電接触子１１との間の導体を、パッファ部４のみで構成することができる。これにより、導体同士の接続部を減らして、電気抵抗の低下を図ることができる。そして、電気抵抗の低下を図ることで、パッファ部４における発熱を抑えることができる。
また、通電経路における可動側円筒導体２と可動通電接触子１１との間の導体を、パッファ部４のみで構成することで、部品点数の削減を図り、製造コストの抑制を図ることができる。
図３は、実施の形態１の変形例１にかかるガス遮断器１００の断面図である。図４は、図３に示すＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。なお、図４において、パッファ部４以外の構成要素に対するハッチングを省略して示している。
本変形例１では、可動通電接触子２１が、軸線Ｚを中心とする円環形状を呈している。そのため、可動通電接触子２１が収容されるシリンダとしての機械パッファ室２５も軸線Ｚを中心とする円環形状に形成されている。
このように、可動通電接触子２１および機械パッファ室２５を円環形状に形成することで、複数個の円筒形の機械パッファ室を配置した場合と比べて、軸線Ｚから機械パッファ室の最外部までの距離を小さくすることができる。そのため、ガス遮断器１００を周方向に小型化することができる。
なお、機械パッファ室２５を円環形状に形成することで、パッファ部４が機械パッファ室２５の内側と外側で別体の導体として構成される場合がある。この場合、通電経路における可動側円筒導体２と可動通電接触子１１との間に複数の導体が設けられることになるものの、パッファ部４を密閉タンク２０の外部に露出させれば、パッファ部４における通電面積を大きくして、電気抵抗の低下を図ることができる。
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかるガス遮断器の通電状態を示す断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
図５は、本発明の実施の形態２にかかるガス遮断器の通電状態を示す断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態２にかかるガス遮断器２００では、密閉タンク２０は固定側円筒導体１、可動側円筒導体２、および絶縁筒３３で構成されている。そのため、絶縁筒３３が可動側円筒導体２と直接接触している。
絶縁筒３３が可動側円筒導体２と直接接触しているため、固定側円筒導体１と可動側円筒導体２との間が絶縁筒３３によって塞がれている。そのため、パッファ部３４は、絶縁筒３３の内側に配置されて、密閉タンク２０の外部に露出していない。しかしながら、本実施の形態２では、可動通電接触子１１と絶縁筒３３との隙間を塞ぐようにパッファ部３４を形成することで、パッファ部３４における通電面積を大きくして、電気抵抗の低下を図ることができる。
また、通電経路における可動側円筒導体２と可動通電接触子１１との間の導体を、パッファ部３４のみで構成することで、導体同士の接続部を減らして、電気抵抗の低下を図ることができる。そして、電気抵抗の低下を図ることで、パッファ部３４における発熱を抑えることができる。
また、通電経路における可動側円筒導体２と可動通電接触子１１との間の導体を、パッファ部３４のみで構成することで、部品点数の削減を図り、製造コストの抑制を図ることができる。
以上のように、本発明にかかるガス遮断器は、密閉容器の内部に絶縁ガスが充填されたガス遮断器に有用である。
１ 固定側円筒導体（第１導体容器）
２ 可動側円筒導体（第２導体容器）
３ 絶縁筒
４ パッファ部
４ａ 放熱フィン
５ 機械パッファ室
６ 吹出し流路
７ 熱パッファ室
８ 絶縁物
９ 固定アーク接触子
１０ 可動アーク接触子
１１ 可動通電接触子
１２ 固定通電接触子
１３ 絶縁操作ロッド
１４ 支持絶縁物
１５ 操作装置
１６ リンク機構
１７ 吹出口
２０ 密閉タンク
２１ 可動通電接触子
２５ 機械パッファ室
３０ 開閉部
３３ 絶縁筒
３４ パッファ部
１００，２００ ガス遮断器
Ｘ，Ｙ 矢印
Ｚ 軸線
２ 可動側円筒導体（第２導体容器）
３ 絶縁筒
４ パッファ部
４ａ 放熱フィン
５ 機械パッファ室
６ 吹出し流路
７ 熱パッファ室
８ 絶縁物
９ 固定アーク接触子
１０ 可動アーク接触子
１１ 可動通電接触子
１２ 固定通電接触子
１３ 絶縁操作ロッド
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１５ 操作装置
１６ リンク機構
１７ 吹出口
２０ 密閉タンク
２１ 可動通電接触子
２５ 機械パッファ室
３０ 開閉部
３３ 絶縁筒
３４ パッファ部
１００，２００ ガス遮断器
Ｘ，Ｙ 矢印
Ｚ 軸線
Claims (6)
- 絶縁筒を挟んで設けられた第１導体容器と第２導体容器とを有し、絶縁ガスが内部に充填された密閉タンクと、
前記第１導体容器側に設けられた固定アーク接触子と、
前記第２導体容器側に設けられて前記固定アーク接触子と接離可能に移動する可動アーク接触子と、
前記第１導体容器側に設けられた固定通電接触子と、
前記可動アーク接触子の接離に合わせて移動して前記固定通電接触子に接離する可動通電接触子と、
前記第２導体容側に設けられて、前記可動通電接触子を内部に収容するシリンダで構成された機械パッファ室が形成されたパッファ部と、を備え、
前記パッファ部は、前記絶縁筒と前記第２導体容器との間に配置されて、前記密閉タンクの外周に露出され、その外周面にはフィン形状が形成されることを特徴とするガス遮断器。 - 前記パッファ部は、前記可動アーク接触子と前記固定アーク接触子との接離部分の周囲を囲む熱パッファ室の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。
- 前記パッファ部には、前記機械パッファ室と前記熱パッファ室を連通させる吹出し流路が形成されることを特徴とする請求項２に記載のガス遮断器。
- 前記パッファ部は、前記機械パッファ室を構成する部分と前記熱パッファ室を構成する部分とが一体に形成されており、
前記第２導体容器と前記可動通電接触子とが、前記パッファ部によって電気的に接続されることを特徴とする請求項２または３に記載のガス遮断器。 - 前記可動通電接触子および前記機械パッファ室は、前記可動アーク接触子の軸線を中心とする円環形状を呈することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のガス遮断器。
- 絶縁筒を挟んで設けられた第１導体容器と第２導体容器とを有し、絶縁ガスが内部に充填された密閉タンクと、
前記第１導体容器側に設けられた固定アーク接触子と、
前記第２導体容器側に設けられて前記固定アーク接触子と接離可能に移動する可動アーク接触子と、
前記第１導体容器側に設けられた固定通電接触子と、
前記可動アーク接触子の接離に合わせて移動して前記固定通電接触子に接離する可動通電接触子と、
前記第２導体容器側に設けられて、前記可動通電接触子を内部に収容するシリンダで構成された機械パッファ室が形成されたパッファ部と、を備え、
前記パッファ部は、前記絶縁筒の内側に配置されて、前記可動通電接触子と前記絶縁筒との間を塞ぐことを特徴とするガス遮断器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPWO2013030963A1 JPWO2013030963A1 (ja) | 2015-03-23 |
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|---|---|
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| CN (1) | CN103703533B (ja) |
| WO (1) | WO2013030963A1 (ja) |
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