JP5021230B2 - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、電力系統に使用される絶縁ガスが充填され密閉容器内に遮断部が収容され
たパッファ形ガス遮断器に関するものである。

従来の遮断器で遮断時のアークにより加熱された絶縁ガスがピストンロッドの内径部から絶縁支持台部分へ進入するのを防止したパッファ形ガス遮断器としては、例えば、特許文献１に開示されている。
特許文献１のパッファ形ガス遮断器は、特許文献１の第１図に示されているように、中心部に固定側アーク接触子、外周部に固定側主接触子を備えた固定電極部と、中心部に可動側アーク接触子、外周部に可動側主接触子、遮断時に発生するアークに加圧ガスを吹き付ける絶縁ノズルおよび遮断時に加圧ガスを発生するパッファシリンダを備えた可動電極部とが接離可能に対向配置されて絶縁筒により連結して遮断部が構成され、遮断部は絶縁支持台に支持された固定部材に取り付けられている。

可動電極部は中空状に形成されたピストンロッド、絶縁ロッド、操作ロッドが順次連結され固定部材の胴部を貫通して操作装置に結合されている。
ピストンロッドは一端側先端部に可動電極部が結合され、中空状に形成され他端側で封止され、他端部で横方向に加熱ガスを放出する加熱ガス放出口が設けられている。絶縁ロッドは操作装置との間を絶縁して操作力を伝達するものであり、ピストンロッドとの連結部に、遮断時の加熱された加熱絶縁ガスがピストンロッド内径部から進入し絶縁支持台の内部に浸入するのを防止するガス流阻止部材が装着されている。

このように構成されたパッファ形ガス遮断器が、開極動作すると、固定側主接触子と可動側主接触子が開離し、続いて固定側アーク接触子と可動側アーク接触子が開離してアークが発生し、パッファシリンダで加圧された絶縁ガスがアークに吹き付けられ、アークにより加熱された絶縁ガスが絶縁ノズルから固定電極側へ噴出するとともに、ピストンロッドの内径部からに固定部材側に進入し、固定部材の胴部内に噴出し、胴部内の常温の絶縁ガスと混合して冷却され、固定部材胴部のガス放出口から密閉容器内に放出される。

従来の構成のパッファ形ガス遮断器の遮断時の固定電極部と可動電極部の開離過程におけるピストンロッドから噴出する絶縁ガスの流れの状況を図４によって詳細に説明する。
図４（ａ）は固定電極部と可動電極部の閉極状態を示し、図４（ｂ）は開極動作過程の中間位置の状態を示し、図４（ｃ）は固定電極部と可動側電極部の開極状態を示す。
固定電極部と可動電極部の閉極状態では、図４（ａ）に示すとおりガス流阻止部材が固定部材の胴部の遮断部側の位置にあり、遮断動作の過程では図４（ｂ）に示すとおりガス流阻止部材は固定部材胴部のガス放出口の位置にあり、開極状態では図４（ｃ）に示すとおりガス流阻止部材は固定部材胴部の絶縁支持台側にある。

このように動作する従来のパッファ形ガス遮断器は、開極動作過程において図４（ｂ）に示すとおり、ガス流阻止部材が固定部材のガス放出口の位置にあり、遮断時にピストンロッドの加熱ガス放出口から噴出した絶縁ガスは、ガス流阻止部材の外周部を回り、固定部材胴部の内径部に進入して絶縁支持台内径部に進入する。開極動作が終了すると図４（ｃ）に示すとおり、ガス流阻止部材は固定部材胴部の絶縁支持台側になり、絶縁支持台の内径部への加熱絶縁ガスの進入は阻止されている。
開極動作終了時点では、図４の固定部材胴部のガス放出口の位置での横断面図を図５に示す。図に示すとおりピストンロッドから放出された加熱絶縁ガスは固定部材胴部内で周方向に回り胴部内の常温の絶縁ガスと混合することにより温度が低下して固定部材のガス放出口から密閉容器内に放出され、遮断時の絶縁支持台および密閉容器内の絶縁耐力が保持される。

実願平１−８７８４０号（実開平３−２６９４３号）

上記特許文献１のパッファ形ガス遮断器は、上記説明した通り、遮断時の開極動作過程で、ピストンロッドの内径部から固定部材側に進入する加熱絶縁ガスが、図４（ｂ）に示す遮断動作途中では、ガス流阻止部材の周囲を回り込んで絶縁支持台に流れ込む構造であり、開極動作課程においてガス流阻止部材が固定部材のガス放出口の位置にあるのは短時間であるが、遮断時の加熱されたガス量は無視できない量であり、絶縁支持台に加熱ガス量が多く進入して絶縁支持台内部のガス密度が低くなり、絶縁支持台の内表面および絶縁支持台内部に位置する絶縁ロッドの沿面絶縁耐力が低下し絶縁信頼性が低下する問題点があった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、パッファ形ガス遮断器の遮断時にピストンロッドから進入する高温の絶縁ガスが絶縁支持台の内径部に進入しない構成とし、遮断時の絶縁支持台および絶縁ロッドの沿面絶縁耐力の低下を抑制したパッファ形ガス遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係るパッファ形ガス遮断器は、固定側アーク接触子と可動側アーク接触子が接離可能に対向配置した電極部を絶縁支持台に絶縁支持された固定部材に装着し、固定側アーク接触子と接離動作する可動側アーク接触子に中空状のピストンロッドと絶縁ロッドとを連結して固定部材の胴部に挿通し、絶縁ロッドに、遮断時に発生するアークにより加熱され、ピストンロッドの中空部から絶縁ロッド側に進入する絶縁ガスの絶縁ロッド側への放出を回避するガス流阻止部材を装着し、ガス流阻止部材は、絶縁ロッドのピストンロッド側端部に装着し、固定部材胴部はガス流阻止部材の動作範囲を筒状に形成したものである。

この発明の係るパッファ形ガス遮断器は、固定部材の胴部を貫通するピストンロッドと絶縁ロッドが連結された絶縁ロッドのピストンロッド側端部に、ピストンロッド内径部から遮断時の加熱ガスが絶縁支持台内部に浸入することを防止するガス流阻止部材を装着し、固定部材胴部のガス流阻止部材の動作範囲の間を筒状に形成したので、遮断動作時にピストンロッド内径部から進入する加熱された絶縁ガスが絶縁支持台の内部に進入するのが防止され、遮断動作時の絶縁支持台の内面および絶縁ロッド表面の沿面絶縁耐力の低下が防止され、絶縁信頼性が向上する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１のパッファ形ガス遮断器の構成と、遮断器の動作時にピストンロッドから操作機構側に進入する加熱ガスの放出状況を示す説明図である。
図１（ａ）はパッファ形遮断器の閉極状態を示し、図１（ｂ）は開極動作開始直後の状態を示し、図１（ｃ）は開極終了時の状態を示している。
図１のパッファ形ガス遮断器は、固定電極部１０が中心部に固定側アーク接触子１３、外周部に固定側主接触子１２を配置して固定側電極支持部１１に支持した構成である。

可動電極部２０は、中心部に可動側アーク接触子２１、外周部に可動側主接触子２４を加圧絶縁ガスを発生するパッファ室２２ａを形成するパッファシリンダ２２に装着し、可動側アーク接触子２１の周囲を囲うように絶縁ノズル２３を装着し、可動側アーク接触子２１、パッファシリンダ２２、可動側主接触子２４の可動部と、固定部材２６に固定されているパッファシリンダ２２内に挿入して加圧ガスを発生するピストン２５とパッファシリンダ２２の外径部に摺動接触する摺動接触子とで構成されている。固定電極部は１０と可動電極部２０は接離可能な距離を隔てて絶縁筒４で連結され固定部材２６に支持されている。

可動電極部２０の可動部を接離動作するピストンロッド３１は中空状に形成され一端側先端は可動電極部２０の可動部に装着し、パッファシリンダ２２の中心部に結合し、他端側は封止し、他端の側部に加熱ガス放出口３１ａを設けている。
遮断部を開閉操作する操作機構３０は、可動電極部２０の可動部に接続されたピストンロッド３１は絶縁ロッド３２および操作ロッド３３を順次連結して結合した操作装置３４に結合し、絶縁ロッド３２のピストンロッド３１側端部に、ピストンロッド３１の加熱ガス放出口３１ａから放出される加熱ガスが絶縁支持台２７の方向に放出されないようにガス流阻止部材３５を装着している。
操作ロッドの密閉容器１の壁貫通部は気密構造に構成されている。

固定部材２６は、中心部に絶縁ロッド３２、操作ロッド３３が挿通する胴部２６ａと胴部両側にフランジを備え、胴部２６ａは絶縁ロッド３２に装着されたガス流阻止部材の３５の動作範囲の間は隙間を小さくし、動作可能な内径の筒状に形成し、ガス流阻止部材３５の動作範囲を越えた可動電極側にガス放出口２６ｂを設けている。

このように構成されたパッファ形ガス遮断器が、開極動作すると、固定側主接触子１２と可動側主接触子２４が開離し、続いて固定側アーク接触子１３と可動側アーク接触子２１が開離してアークが発生し、パッファシリンダ２２で加圧された絶縁ガスがアークに吹き付けられ、アークにより加熱された絶縁ガスが絶縁ノズル２３から固定電極側１０へ噴出するとともに、ピストンロッド３１の内径部からに固定部材２６側へ進入し、ピストンロッド３１の他端側の加熱ガス噴出口３１ａから固定部材２６の胴部２６ａ内に噴出し、胴部内の常温の絶縁ガスと混合して冷却され、固定部材胴部２６ａのガス放出口２６ｂから密閉容器１内に放出される。

このように構成されたパッファ形ガス遮断器が遮断動作すると、可動電極部２０の可動部が固定電極部１０から開離して図１（ｂ）の状態から図１（ｃ）の状態となり、固定側アーク接触子１３と可動側アーク接触子２１の間にアークが発生し、パッファシリンダ２２により加圧されて高圧となった絶縁ガスが絶縁ノズル２３から密閉容器１内に噴出するとともにピストンロッド３１の内径部から下方に進入し、下端部の加熱ガス放出口３１ａから固定部材２６の胴部２６ａ内に放出され、ガス流阻止部材３５により絶縁支持台２７の方向への進入は阻止されて固定部材２６の胴部２６ａ内の絶縁ガスと混合してガス放出口２６ｂから密閉容器１内に放出される。

このように絶縁ロッド３２のピストンロッド３１側端部にガス流阻止部材３５を装着し、固定部材２６の胴部２６ａは、ガス流阻止部材３５の動作範囲の間を筒状に形成したことにより、遮断動作過程においても、加熱された絶縁ガスが絶縁支持台２７の内径部に進入することがなくなり、絶縁支持台２７の内面および絶縁ロッド３２沿面絶縁耐力が低下しないパッファ形遮断器が構成できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、固定部材の胴部を貫通する絶縁ロッドのピストンロッド側の端部にガス流阻止部材を装着し、固定部材の胴部をガス流阻止部材の動作範囲の間を筒状として遮断時の加熱絶縁ガスが絶縁支持台の内径部に進入しない構成としたが、実施の形態２は、実施の形態１の構成に加えて、固定部材の胴部の外径部にもガス冷却空間を形成したものである。

図２は実施の形態２のパッファ形ガス遮断器の構成を示した断面図であり、図３は図１の固定部材の胴部のガス放出口の部分の横断面図である。図２の固定部材４６以外の部分は実施の形態１の図１と同一であり詳細説明は省略する。
図２の固定部材４６の実施の形態１の図１の固定部材２６との相違点は、胴部４６ａの外周部分に固定部材外筒４６ｃを付加し、胴部４６ａの外周部に加熱ガス冷却空間４６ｅを形成し、固定部材外筒４６ｃには可動電極の動作方向に対して直角方向に冷却された絶縁ガスが放出されるように外筒開口部を４６ｄを設けている。

この構成においては、遮断時にピストンロッド３１の加熱ガス放出口３１ａから放出された加熱絶縁ガスは、固定部材４６の胴部４６ａの内径部で常温の絶縁ガスと混合して冷却され、さらにガス冷却空間４６ｅに放出されてガス冷却空間４６ｅ内の常温の絶縁ガスと混合して冷却され、外筒開口部４６ｄから密閉容器１内に放出される。

このように実施の形態１の構成に外筒を付加してガス冷却空間４６ｅを形成した構成にすると、密閉容器１内に放出される絶縁ガスは、実施の形態１の場合よりもより確実に冷却されて放出されるので、絶縁支持台２７の内径部の絶縁耐力の低下を抑制するとともに、密閉容器１内部の絶縁耐力の低下も抑制し、絶縁信頼性がより向上したパッファ形ガス遮断器が構成でき、従来の構成に比較して遮断器の寸法の縮小も可能なパッファ形遮断器が構成できる。

実施の形態１のパッファ形遮断器の構成と遮断時のピストンロッドから進入する加熱絶縁ガスの流れを示す断面図である。 実施の形態２のパッファ形遮断器の構成を示す断面図である。 実施の形態２の固定部材胴部のガス冷却空間の絶縁ガスの流れも示した断面図である。 従来のパッファ形遮断器の構成と遮断時のピストンロッドから進入する加熱絶縁ガスの流れを示す断面図である。 従来のパッファ形ガス遮断器のガス冷却空間のガスの流れを示す断面図である。

符号の説明

１ 密閉容器、１０ 固定電極部、１１ 固定側電極支持部、１２ 固定側主接触子、
１３ 固定側アーク接触子、２０ 可動電極部、２１ 可動側アーク接触子、
２２ パッファシリンダ、２２ａ パッファ室、２３ 絶縁ノズル、
２４ 可動側主接触子、２５ ピストン、２６ 固定部材、２６ａ 固定部材胴部、
２７ 絶縁支持台、３０ 操作機構、３１ ピストンロッド、３１ａ 加熱ガス放出口、
３２ 絶縁ロッド、３３ 操作ロッド、３４ 操作装置、３５ ガス流阻止部材、
４６ 固定部材、４６ａ 固定部材胴部、４６ｂ 胴部ガス放出口、
４６ｃ 固定部材外筒、４６ｄ 外筒開口部、４６ｅ ガス冷却空間。

Claims (2)

1. 固定側アーク接触子と可動側アーク接触子が接離可能に対向配置された電極部が絶縁支持台に絶縁支持された固定部材に装着され、上記固定側アーク接触子と接離動作する上記可動側アーク接触子に中空状のピストンロッドと絶縁ロッドとが連結されて上記固定部材の胴部に挿通され、上記絶縁ロッドに、遮断時に発生するアークにより加熱され、上記ピストンロッドの中空部から上記絶縁ロッド側に進入する絶縁ガスの上記絶縁ロッド側への放出を回避するガス流阻止部材が装着されたパッファ形ガス遮断器において、
   上記ガス流阻止部材は、上記絶縁ロッドの上記ピストンロッド側端部に装着され、上記固定部材胴部内側は、上記固定部材胴部の内壁面と摺動可能な上記ガス流阻止部材によって、上記ガス流阻止部材の動作範囲において常に封止されているパッファ形ガス遮断器。
2. 上記固定部材胴部の外周に固定部材外筒を設け、遮断時に上記ピストンロッドの加熱ガス放出口から進入する加熱絶縁ガスと常温絶縁ガスが混合するガス冷却空間を形成したことを特徴とする請求項１記載のパッファ形ガス遮断器。

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