JP5997320B1 - Air switch - Google Patents
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【課題】気中絶縁方式でありながら小型で優れた消弧性能を有する開閉器を提供する。【解決手段】開閉器本体箱1内に消弧室6で囲まれた固定電極4と、当該固定電極4に接離する回転自在な可動電極5とを設け、当該可動電極5の接離動作は駆動機構を介して手動又は電動により行う気中開閉器において、対の可動電極5と固定電極4及び当該固定電極4を取り囲んだ消弧室6を被うほぼ密閉した絶縁箱7を開閉器本体箱1内に三相各相ごとに設け、前記消弧室6の、可動電極5の出入側と反対側の側壁に放圧口9を設け、当該放圧口9に一端を接続した一定長のダクト11を設け、当該ダクト11は前記絶縁箱7の側壁を貫通して前記絶縁箱7の外に導出し、他端を前記開閉器本体箱1内に開口させた。【選択図】 図1Disclosed is a switch having a small size and excellent arc extinguishing performance while being an air insulation system. The switch body box 1 is provided with a fixed electrode 4 surrounded by an arc extinguishing chamber 6 and a rotatable movable electrode 5 which is in contact with and away from the fixed electrode 4. In an air switch that is manually or electrically operated via a drive mechanism, a switch is provided with a pair of movable electrode 5, fixed electrode 4, and a substantially sealed insulating box 7 covering the arc extinguishing chamber 6 surrounding the fixed electrode 4. Constantly provided in the main body box 1 for each of the three phases, provided with a pressure relief port 9 on the side wall of the arc-extinguishing chamber 6 opposite to the entrance / exit side of the movable electrode 5 and connected to one end of the pressure relief port 9 A long duct 11 was provided, the duct 11 penetrated the side wall of the insulating box 7 and led out of the insulating box 7, and the other end was opened in the switch body box 1. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、気中絶縁方式でありながら小型で優れた消弧性能を有し、コストダウン指向の気中開閉器に関するものである。 The present invention relates to an air switch that is small in size and has excellent arc extinguishing performance while being an air insulation system, and is oriented toward cost reduction.
高圧負荷開閉器は小型化・コストダウン等を目的としてSF6ガス絶縁方式の開閉器が開発された。当該SF6ガス、すなわち、六フッ化硫黄ガスは電気絶縁性能に優れたガスであり、絶縁媒体として用いることにより装置全体の小型化が図れている。また、六フッ化硫黄ガスはアークの消弧能力が高く、大容量遮断器に広く用いられている。 For high-voltage load switches, SF 6 gas insulation type switches have been developed for the purpose of downsizing and cost reduction. The SF 6 gas, that is, sulfur hexafluoride gas, is a gas having excellent electric insulation performance, and the entire apparatus can be miniaturized by using it as an insulating medium. In addition, sulfur hexafluoride gas has a high arc extinguishing ability and is widely used in large-capacity circuit breakers.
しかしながら、六フッ化硫黄ガスは温室効果ガスであることから、環境への負荷低減のため他方式へ変更して行く必要が高まっている。 However, since sulfur hexafluoride gas is a greenhouse gas, there is an increasing need to change to another method in order to reduce environmental impact.
他方式の開閉器として、従来から気中開閉器が使用されているが、絶縁性能が劣るためどうしても大型化してしまい、取り扱いやコストの面で問題がある。 As switch other types, but aerial switches have been conventionally used, it will be inevitably large since the insulating performance is poor, there is a problem in terms of handling and cost.
そこで、特許文献1に示すように開閉器の外箱の内側に絶縁フレームを組み込むことにより絶縁性を高めて小型化を図る高圧気中開閉器が開発された。この開閉器の絶縁フレームは上面が開口した箱型のもので、内部を隔壁により区画し、各区画には相ごとの固定接触子、その他の部品を取付けている。 Therefore, as shown in Patent Document 1, a high-pressure air switch has been developed in which an insulating frame is incorporated inside the outer box of the switch to improve insulation and reduce the size. The insulating frame of this switch is of a box shape with an open upper surface, and the inside is partitioned by a partition wall, and fixed contacts and other parts for each phase are attached to each partition.
また、特許文献2に示す気中開閉器が開発された。この特許文献2の気中開閉器は、収納ケース内に収納された固定接触子、開口部を有し、前記固定接触子を取り囲む絶縁材料製の消弧室部、前記収納ケース内に回動可能に設けられ、前記開口部を介して前記消弧室部内に挿脱され前記固定接触子と接離する可動接触子、及び前記消弧室部内に連通し前記消弧室部内の圧力が上昇するとき及び下降するとき前記圧力の上昇速度及び下降速度を緩和する緩衝室を形成する緩衝室部を備え、これにより開閉器を小型化できるものである。
Moreover, the air switch shown in
しかしながら、特許文献1のものは、絶縁フレームの上面が開口したもので、当該絶縁フレームは密閉された箱型のものではなく、絶縁性が低いものである。また、可動電極が固定電極から離れる際に生じるアークに対する消弧性能を高める等の措置がなされていない。 However, the thing of patent document 1 is what the upper surface of the insulating frame opened, and the said insulating frame is not a sealed box type thing, but is a thing with low insulation. In addition, no measures are taken such as enhancing the arc extinguishing performance against an arc generated when the movable electrode leaves the fixed electrode.
また、特許文献2のものは、緩衝室を設けたことにより消弧室からホットガス及びアークが可動電極方向に急激に吹き出すのを抑制しているもので、積極的にアークを消滅させるものではない。
Moreover, the thing of
従って、気中開閉器において、小型で優れた消弧性能を有し、コストダウンが図れるものが開発されているが、満足できるものに至っていない。 Therefore, in-air switches have been developed that are small and have excellent arc-extinguishing performance and can reduce costs, but have not yet been satisfactory.
そこで、この発明は、この点に着目し、気中絶縁方式でありながら小型で優れた消弧性能を有する開閉器を提供することを目的としたものである。 Therefore, the present invention pays attention to this point, and an object thereof is to provide a switch having a small size and an excellent arc extinguishing performance while being an air insulation system.
請求項1の発明は、開閉器本体箱内に消弧室で囲まれた固定電極と、当該固定電極に接離する回転自在な可動電極とを設け、当該可動電極の接離動作は駆動機構を介して手動又は電動により行う気中開閉器において、対の可動電極と固定電極及び当該固定電極を取り囲んだ消弧室を被うほぼ密閉した、高分子材料から成る絶縁箱を開閉器本体箱内に三相各相ごとに設け、前記消弧室の、可動電極の出入側と反対側の側壁に放圧口を設け、当該放圧口に一端を接続した一定長の管体を設け、当該管体は前記絶縁箱の側壁に設けた開口部を通して前記絶縁箱の外に導出し、他端を前記開閉器本体箱内に開口させ、前記可動電極が消弧室内の固定電極から離れる際に生じるアークのエネルギーによる内圧の上昇を絶縁箱内で受け、当該内圧を当該絶縁箱内の前記消弧室の放圧口から前記管体を通して当該絶縁箱の外に導出し、この気体の流れによって前記アークを前記放出口に引き伸ばして当該アークを素早く切断する構成である気中開閉器とした。 According to the first aspect of the present invention, a fixed electrode surrounded by an arc extinguishing chamber is provided in a switch body box, and a rotatable movable electrode that contacts and separates from the fixed electrode. In an air-operated switch that is operated manually or electrically via a pair of movable and fixed electrodes and a substantially sealed insulating box made of a polymer material covering an arc extinguishing chamber surrounding the fixed electrode. Provided for each of the three phases in each, provided a pressure relief port on the side wall of the arc-extinguishing chamber opposite to the movable electrode entrance / exit side, provided a fixed-length tube having one end connected to the pressure relief port, The tube is led out of the insulating box through an opening provided in the side wall of the insulating box, the other end is opened in the switch body box, and the movable electrode is separated from the fixed electrode in the arc extinguishing chamber. The internal pressure rises due to the arc energy generated in the insulation box, and the internal pressure is Derived outside the insulating box through said tube body from said pressure port discharge arcing chamber in the box, aerial is configured to quickly cut the arc by extending the arc to the outlet by the flow of the gas A switch was used.
また、請求項2の発明は、前記可動電極が前記固定電極を挟持する2枚のブレードから成り、当該2枚の各ブレードの外側に板バネを重合した、請求項1に記載の気中開閉器とした。 According to a second aspect of the present invention, in the air opening and closing according to the first aspect , the movable electrode comprises two blades sandwiching the fixed electrode, and a leaf spring is superposed on the outside of each of the two blades. It was a vessel.
また、請求項3の発明は、前記消弧室内の前記放圧口に近接した箇所に、アークを電磁力で誘導する磁性板を設けた、請求項1又は2に記載の気中開閉器とした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the air switch according to the first or second aspect , wherein a magnetic plate that guides the arc by electromagnetic force is provided at a location close to the pressure relief opening in the arc extinguishing chamber. did.
また、請求項4の発明は、前記消弧室内の固定電極の脇に、固定電極を封鎖する開閉シャッターを設けた、請求項1〜3のいずれかに記載の気中開閉器とした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the air switch according to any one of the first to third aspects, wherein an open / close shutter for sealing the fixed electrode is provided beside the fixed electrode in the arc extinguishing chamber.
請求項1〜4の発明によれば、開閉器本体箱の内部に、対の固定電極及び可動電極を被う、ほぼ密閉された絶縁箱を設け、さらに当該絶縁箱内の固定電極を被う前記消弧室に放圧用兼アーク引き伸ばし用の放圧口を設けることにより、遮断性能を向上させ、気中絶縁方式でありながら小型で、安価な負荷開閉器を実現させることができる。 According to the inventions of claims 1 to 4 , the switch body box is provided with a substantially sealed insulating box that covers the pair of fixed and movable electrodes, and further covers the fixed electrode in the insulating box. By providing a pressure release port for releasing pressure and extending the arc in the arc extinguishing chamber, it is possible to improve the shut-off performance and realize a small and inexpensive load switch that is an air insulation system.
つまり、可動電極の開放時に電極間で発生するアークのエネルギーによる内圧上昇を前記放圧口から放圧させ、その気体の流れによりアークを放圧口の外へ積極的に引き伸ばし、アークを素早く切断して消弧効果を上げるものである。また、放圧口の外部には管体を連結し、当該管体内を通して消弧効果を上げると共に、開閉器本体箱(金属製等)への地絡を防止するものである。 In other words, when the movable electrode is opened, the internal pressure rise due to the arc energy generated between the electrodes is released from the pressure release port, and the arc is actively stretched out of the pressure release port by the gas flow, thereby quickly cutting the arc. This increases the arc extinguishing effect. Further, a pipe body is connected to the outside of the pressure release port to increase the arc extinguishing effect through the pipe body and to prevent a ground fault to the switch body box (made of metal or the like).
また、前記絶縁箱を構成する高分子材料は、電気絶縁性、耐熱性、撥水性等に優れており長時間電気絶縁性を維持可能である。 The polymer material constituting the insulating box is excellent in electrical insulation, heat resistance, water repellency, etc., and can maintain electrical insulation for a long time.
また、特に請求項2の発明によれば、前記可動電極を、固定電極を挟持可能な、間隔をあけた2枚のブレードとし、当該2枚の各ブレードの外側に板バネを重合した構成とすることにより、単純構造及びコンパクトでありながら固定電極への接触圧と可動電極の回転部の接触圧を同時に確保することができる。さらに部品点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
In particular, according to the invention of
また、特に請求項3の発明によれば、前記消弧室内にアークを電磁力で誘導する磁性板を設けたことにより、可動電極の開放時に生じるアークを前記放圧口に引き込む効果が増大し、比較的大きな電流遮断にも対応が可能である。 In particular, according to the invention of claim 3 , by providing the magnetic plate for inducing the arc by electromagnetic force in the arc extinguishing chamber, the effect of drawing the arc generated when the movable electrode is opened into the pressure release port is increased. It is possible to cope with a relatively large current interruption.
また、特に請求項4の発明によれば、前記消弧室内に、固定電極を封鎖する開閉シャッターを設けることにより、低電流、低力率の電流を容易に遮断することができる。
In particular, according to the invention of
(実施の形態例1)
以下、この発明の実施の形態例1の気中開閉器について説明する。
(Embodiment 1)
The air switch according to Embodiment 1 of the present invention will be described below.
図1に示すように、金属製の開閉器本体箱1の、相対向する上下の位置に、当該開閉器本体箱1を貫通したブッシング2、3を設け、これらのうちの上部のブッシング2の、開閉器本体箱1内の端部には固定電極4を設け、下部のブッシング3の、開閉器本体箱1内の端部には、可動電極5の回動軸部5aを設けており、当該可動電極5は略鉤型のブレードから成り、当該可動電極5の先端部が前記固定電極4に接離自在である。
As shown in FIG. 1, the
また、前記固定電極4は、消弧性能の優れた樹脂製箱型の消弧室6内の一端に設けられ、前記可動電極5の先端部は当該消弧室6の下面の開口孔から消弧室6内に入り、固定電極4に接触する構成となっている。
Further, the
これらの固定電極4、可動電極5及び消弧室6を被う絶縁箱7が、前記開閉器本体箱1内に設けられている。この絶縁箱7は、電気絶縁性、耐熱性、撥水性等に優れ、電流開閉による内部汚損があっても長時間電気絶縁性を維持可能なシリコーンゴム等の高分子材料から構成されている。また、この絶縁箱7は、三相各相ごとに分離して又は相間隔壁を有する三相一体に設けられ、各相ごとに開口部を有し、当該各開口部を被う開閉蓋7aを設けている。従って、当該絶縁箱7は、前記可動電極5の絶縁駆動ロッド8の挿入口が開口しているが、各相ごとにほぼ密閉されている。
An
また、前記可動電極5には、開閉器本体箱1内に設けた駆動機構(図示省略)により動く絶縁駆動ロッド8が回転自在に連結されている。そして、当該絶縁駆動ロッド8は前記絶縁箱7の下面に設けた開口部から絶縁箱7の外に導出され、その下端を前記駆動機構(図示省略)に軸支されている。この駆動機構は手動又は電動で駆動して絶縁駆動ロッド8が動き、これにより可動電極5は回動軸部5aを中心に回動し、その先端が固定電極4と接離自在となる。
The
また、前記消弧室6は前記絶縁箱7の天板下面に接しており、消弧室6内の前記固定電極4と反対側でかつ可動電極5の出入りする開口孔と反対側に放圧口9を設けている。また、当該放圧口9と対向した絶縁箱7の天板にも開口部10を設け、当該開口部10は前記放圧口9と連通している。
The
これらの放圧口9及び開口部10には、消弧性能が優れた樹脂製の一定の長さを有するダクト11の一端11aが接続され、当該ダクト11の他端11bは絶縁箱7の上部及び側部に沿って伸び、当該ダクト11の他端11bの開口部は、開閉器本体箱1内で前記絶縁箱6の下方に位置している。
One
また、前記消弧室6の前記放圧口9の周囲の消弧室6内に、断面下向き「コ」の字型の磁性板12を設けている。この磁性板12は、可動電極5の固定電極4からの離脱の際に生じるアークを電磁力で誘導するものである。
Further, in the
さらに、前記消弧室6内には、前記固定電極4を封鎖する開閉シャッター13を設けている。当該開閉シャッター13は図3に示すように、消弧室6内の固定電極4に通じる可動電極5の移動通路に設けられ、左右に動いて当該通路を開閉するものである。そして図3は開閉シャッター13を閉じた状態を示し、図4は当該開閉シャッター13を開いた状態を示す。
Further, an open /
そして、当該開閉シャッター13により、低電流、低力率の電流の遮断の際、可動電極5を固定電極4から離した際、開閉シャッター13を閉じることにより、アークが遮断され、低電流、低力率の電流を容易に遮断することができる。
Then, when the low-current, low power factor current is interrupted by the open /
また、前記絶縁箱7内の可動電極5の側面には、可動電極5の厚さより大きな幅を有するシート状の絶縁用バリア14が設けられ、当該絶縁用バリア14は、可動電極5の開放時の動きでアークを消弧室6の上部の放圧口9に追い込む働きを有する。
A sheet-like insulating
次に、前記可動電極5の詳細構造を図5に基づいて説明する。前記可動電極5は、2枚のブレード5b、5bから成り、スペーサ15を間に介在させて間隔をあけて設けられ、当該2枚の各ブレード5b、5bの各外側に板バネ16を重合して固定されている。そして、2枚のブレード5b、5bの先端部で前記固定電極4を挟持する構成となっているが、前記各板バネ16により、適度の押圧力をもって固定電極4を挟み込むようになっており、また、前記回動軸部5aの軸(電極)への接触圧を同時に確保している。
Next, the detailed structure of the
以上の構成により、可動電極5が、消弧室6内の固定電極4から離れる際、これらの電極間にアークが発生する。そして、当該アークエネルギーにより消弧室6の内圧が上昇するが、図1の矢印Pで示すように、前記放圧口9から消弧室6の外に放圧し、その気体の流れにより、図6に示すように、アークを放圧口9の外へ積極的に引き伸ばし、アークを素早く切断して消弧効果を上げることができるものである。
With the above configuration, when the
さらに、ダクト11内で、当該ダクト11から消弧ガスが発生し、これにより消弧効果を上げる。また、この様に一定長のダクト11を設けることにより、開閉器本体箱1への地絡を防止することができる。
Further, arc-extinguishing gas is generated from the
なお、上記実施の形態例1では、固定電極4及び可動電極5の回動軸部5aを上下方向に設けているが、この発明の固定電極4及び可動電極5の回動軸部5aの向きはこれに限定されるものではない。
In the first embodiment, the
また、上記実施の形態例1では、絶縁箱7は開閉器本体箱1のブッシング貫通部等のパッキン、絶縁用バリア等の内部部品、センサー取付け等の外部部品等を一体化して設けているが、これらは別途設けてもよい。また、前記ダクトに代えて、ゴム製のチューブ等の適宜の管体を使用してもよい。また、前記絶縁箱7の内側面に電気絶縁用のひだを一体成形してもよい。
In the first embodiment, the insulating
1 開閉器本体箱 2 ブッシング
3 ブッシング 4 固定電極
5 可動電極 5a 回動軸部
5b ブレード
6 消弧室 7 絶縁箱
7a 開閉蓋 8 絶縁駆動ロッド
9 放圧口 10 開口部
11 ダクト 11a 一端
11b 他端 12 磁性板
13 開閉シャッター 14 絶縁用バリア
15 スペーサ 16 板バネ
1
5
6 Arc-extinguishing
11b
15
Claims (4)
対の可動電極と固定電極及び当該固定電極を取り囲んだ消弧室を被うほぼ密閉した、高分子材料から成る絶縁箱を開閉器本体箱内に三相各相ごとに設け、
前記消弧室の、可動電極の出入側と反対側の側壁に放圧口を設け、
当該放圧口に一端を接続した一定長の管体を設け、当該管体は前記絶縁箱の側壁に設けた開口部を通して前記絶縁箱の外に導出し、他端を前記開閉器本体箱内に開口させ、
前記可動電極が消弧室内の固定電極から離れる際に生じるアークのエネルギーによる内圧の上昇を絶縁箱内で受け、当該内圧を当該絶縁箱内の前記消弧室の放圧口から前記管体を通して当該絶縁箱の外に導出し、この気体の流れによって前記アークを前記放出口に引き伸ばして当該アークを素早く切断する構成であることを特徴とする、気中開閉器。 The switch body box is provided with a fixed electrode surrounded by an arc extinguishing chamber and a rotatable movable electrode that is in contact with and away from the fixed electrode. The contact and separation of the movable electrode is performed manually or electrically via a drive mechanism. In the air switch to perform,
A pair of movable and fixed electrodes and a substantially sealed insulating box made of a polymer material covering an arc extinguishing chamber surrounding the fixed electrode are provided for each of the three phases in the switch body box,
In the arc extinguishing chamber, a pressure relief port is provided on the side wall on the opposite side of the movable electrode,
A fixed-length tubular body having one end connected to the pressure release port is provided, the tubular body is led out of the insulating box through an opening provided in a side wall of the insulating box, and the other end is disposed in the switch body box. Open to
An increase in internal pressure due to arc energy generated when the movable electrode moves away from the fixed electrode in the arc-extinguishing chamber is received in the insulating box, and the internal pressure is passed through the tubular body from the discharge port of the arc-extinguishing chamber in the insulating box. An air switch which is led out of the insulating box and is configured to quickly cut the arc by extending the arc to the discharge port by the gas flow .
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