JP6186432B2 - Operation method of puffer type gas circuit breaker - Google Patents
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Description
本発明はガス遮断器の操作方法に関するものであり、特に磁力による操作力を利用したガス遮断器の操作方法に関する。 The present invention relates to a method for operating a gas circuit breaker, and more particularly to a method for operating a gas circuit breaker using an operation force by magnetic force.
特許文献1には、熱パッファ室と投入用中間バルブを介して連通し、消弧性ガスを充填した投入用パッファ室を備える二室熱パッファ方式のガス遮断器が開示されている。この投入用パッファ室は、固定シリンダ、投入用ピストン、パッファシリンダにより形成され、投入用パッファ室に充填された消弧性ガスは、投入動作時に圧縮され、ガス流路を通って熱パッファ室に流入するように構成される。
この発明は、高速再閉路遮断動作時における投入動作時に、熱パッファ室内のガスを入れ替えることで、次の遮断動作時における熱パッファ室内のガスの温度を低下させ、遮断性能を向上させることを目的としている。 An object of the present invention is to reduce the temperature of the gas in the heat puffer chamber during the next shut-off operation and improve the shut-off performance by replacing the gas in the heat puffer chamber during the closing operation during the high-speed reclosing shut-off operation. It is said.
上記発明は、パッファシリンダの外周に固定シリンダを設け、パッファシリンダに投入用ピストンを配し、投入用ピストンの外周を固定シリンダの内面に摺動又は近接させる構成としている。 In the above invention, a fixed cylinder is provided on the outer periphery of the puffer cylinder, a charging piston is arranged on the puffer cylinder, and the outer periphery of the charging piston is slid or close to the inner surface of the fixed cylinder.
このため、遮断部可動側の構成が複雑化することによる設計上の問題や、投入用パッファ室を設けることによる開閉速度への影響を考慮しなければならないという問題があった。 For this reason, there existed a problem on the design by the structure of the interruption | blocking part movable side becoming complicated, and the problem that it had to consider the influence on the opening-and-closing speed by providing the puffer room for input.
上記課題に鑑み、本発明では、遮断部可動側の構成を複雑化せず、従来構成のままで、遮断動作完了時に熱パッファ室内のガスを入れ替えることを可能とすることで、次の遮断動作時における熱パッファ室内のガスの温度を低下させ、遮断性能を向上させることを目的とする。 In view of the above problems, the present invention does not complicate the configuration on the movable side of the cutoff unit, and allows the gas in the heat puffer chamber to be replaced when the cutoff operation is completed with the conventional configuration, thereby enabling the next cutoff operation. The object is to reduce the temperature of the gas in the heat puffer chamber at the time and improve the shut-off performance.
上記の課題を解決するために、本発明に係るパッファ形ガス遮断器の操作方法は、絶縁性ガスが封入される密閉金属容器と、該密閉金属容器内に配置される固定側接触子と、該固定側接触子に対して接触及び開離する可動側接触子と、開極時において前記固定側接触子と前記可動側接触子の間に発生するアークに対して放出する絶縁ガスを有する容積固定の熱パッファ室と、前記固定側接触子及び前記可動側接触子に電気的に接続される主回路導体と、永久磁石または磁性体をN極およびS極を交互に反転させつつ前記可動側接触子の動作方向に配置した可動子と、該可動子のN極及びS極に対向して配置されると共に電流が流れる巻線を有し、該巻線による磁力によって操作力を発生させて、前記可動側接触子に操作力を与える固定子と、前記主回路導体を流れる電流を検出する電流検出器と、該電流検出器で検出した電流値に応じて前記巻線に供給する電流量を変化させる制御機構を有する、遮断器の操作方法であって、前記可動側接触子を遮断完了位置から再投入する前に一旦動作させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method of operating a puffer-type gas circuit breaker according to the present invention includes a sealed metal container in which an insulating gas is sealed, a stationary contact disposed in the sealed metal container, A volume having a movable contact that contacts with and separates from the fixed contact, and an insulating gas that is released to an arc generated between the fixed contact and the movable contact at the time of opening. A fixed heat puffer chamber, a main circuit conductor electrically connected to the fixed side contactor and the movable side contactor, and the movable side while alternately reversing the N pole and the S pole of a permanent magnet or magnetic body A movable element arranged in the operating direction of the contact and a winding that is arranged opposite to the north and south poles of the movable element and through which a current flows, and an operating force is generated by the magnetic force generated by the winding. A stator for giving an operating force to the movable contact, A circuit breaker operating method comprising: a current detector that detects a current flowing through the main circuit conductor; and a control mechanism that changes an amount of current supplied to the winding in accordance with a current value detected by the current detector. The movable contactor is once operated before being re-inserted from the shut-off completion position.
本発明によれば、遮断部構成を従来のものから変えることなく、遮断動作完了後に、熱パッファ室内のガスを入れ替えることを可能とし、次の遮断動作時における熱パッファ室内のガスの温度を低下させ、遮断性能を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to replace the gas in the heat puffer chamber after completion of the shut-off operation without changing the configuration of the shut-off unit from the conventional one, and lower the temperature of the gas in the heat puffer chamber during the next shut-off operation And the blocking performance can be improved.
以下、図面を交えて本発明の実施例について説明する。下記はあくまでも実施の例であり、発明の内容を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明自体は、特許請求の範囲に記載された内容に即した限りにおいて種々の態様で実施することが可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following are merely examples of implementation, and are not intended to limit the content of the invention to the following specific embodiments. The invention itself can be carried out in various modes as long as it conforms to the contents described in the claims.
実施例1について図1、図8を用いて説明する。図1は閉極状態(a)および開極状態(b)を示す遮断器の構成例である。これらに示す様に、本実施例に係る遮断器は、事故電流を遮断するための遮断部と、該遮断部を操作するための操作部とで構成される。 Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration example of a circuit breaker showing a closed state (a) and an open state (b). As shown in these figures, the circuit breaker according to the present embodiment is composed of a breaker for breaking the accident current and an operation part for operating the breaker.
遮断部は内部にSF6ガスを充填させた密閉金属容器1内に、電気的に接続される固定側接触子と可動側接触子で構成されており、操作部と接続される可動側接触子を開閉することにより、電流の遮断及び投入を行う。The shut-off part is composed of a stationary contact and a movable contact that are electrically connected in a sealed
固定側接触子は密閉金属容器1端部に設けられた絶縁支持スペーサ2に固定された固定側電極3及び固定アーク接触子101(図8参照)で構成される。
The fixed contact is composed of a
可動側接触子は高電圧導体8に接続される可動側電極4および可動電極6と、図8に示す可動アーク接触子102で構成される。
The movable contact is composed of the movable electrode 4 and the
可動アーク接触子102に接続する中空ロッド106は、図1に示す絶縁支持筒7内の絶縁ロッド81を介して、操作部に接続されている。可動電極6の先端には両電極間にノズル5が設けられる。高電圧導体8の周囲には、高電圧導体8に流れる電流を検出するための電流検出器として働く変流器51が設けられている。
The
通常、電流は固定側電極3と可動電極6間で通電している。遮断動作時には可動側接触子が動作することにより、固定側電極3と可動電極6が離れ、電流経路が固定電極3、固定アーク接触子101、可動アーク接触子102の経路に変わる。固定アーク接触子101と可動アーク接触子102が離れたときに両接触子間にアークが発生する。アークを消弧することにより、電流を遮断する。
Usually, a current is passed between the
操作部は密閉金属容器1に隣接して設けられる操作器ケース61内に、アクチュエータ100を設けており、アクチュエータ100内部には直線動作する可動子23が配置されている。可動子23は、密閉金属容器1を気密に保ったまま駆動できる様に設けられる直線シール部62を通じて絶縁ロッド81に連結されている。絶縁ロッド81は可動電極6に連結されている。つまり、可動子23の動作を通じて遮断部における可動電極6を動作させることが可能になる。
The operating unit is provided with an
アクチュエータ100は、密閉金属容器1の表面に絶縁性ガスを封止した状態で設けられる密封端子10を通じて電源ユニット71と電気的に接続されている。電源ユニット71は、更に制御ユニット72と接続され、制御ユニット72からの指令を受ける。
The
制御ユニット72には、変流器51で検出した電流値が入力される。電源ユニット71及び制御ユニット72は、変流器51で検出した電流値に応じて後述するアクチュエータ100の巻線41に供給する電流量や位相を変化させる制御機構として働く。
The current value detected by the
図2ないし図5を用いて遮断部の構造について説明する。固定子14は第一の磁極11と、第一の磁極11に対向して配置される第二の磁極12と、第一の磁極11と第二の磁極12をつなぐ磁性体13と、第一の磁極11及び第二の磁極12の磁極外周に設けられる巻線41を二つ組み合わせて構成される。
The structure of the blocking part will be described with reference to FIGS. The
固定子14の内部に、第一の磁極11および第二の磁極12に空隙を介して対向する位置に、永久磁石21及び永久磁石21を挟み込んで支持する磁石固定部材22(図2参照)から構成される可動子23を配置してアクチュエータ100を構成する。
From a magnet fixing member 22 (see FIG. 2) that supports the
永久磁石21の着磁方向はY方向(図2中、上下方向)であり、隣り合う磁石毎に交互に着磁されている。磁石固定部材22は非磁性の材料、例えば、非磁性のステンレス合金、アルミ合金、樹脂材料などが好ましいが、これに限定されるものではない。
The magnetization direction of the
アクチュエータ100は、永久磁石21と、第一の磁極11及び第二の磁極12との間隔を保つため、機械的な部品を取り付ける。例えば、リニアガイド、ローラベアリング、カムフォロア、スラストベアリングなどが好ましいが、永久磁石21と、第一の磁極11および第二の磁極12との間隔が保てれば、これに限定されるものでもない。
The
一般的に永久磁石21と第一の磁極11及び第二の磁極12の間には吸引力(Y方向の力)が発生する。しかし、本構成においては、永久磁石21と第一の磁極11に発生する吸引力と、永久磁石21と第二の磁極12に発生する吸引力とが互いに逆方向になるため力が相殺され吸引力が小さくなる。そのため、可動子23を保持するための機構が簡素化でき、可動子23を含む可動体の質量を低減できる。
Generally, attraction force (force in the Y direction) is generated between the
可動体の質量を低減できるため、高加速度駆動や高応答駆動を実現することが可能になる。固定子14と永久磁石21が相対的にZ方向(図2中、左右方向)に駆動するため、固定子14を固定することにより永久磁石21を含む可動子23がZ方向へ移動する。
Since the mass of the movable body can be reduced, high acceleration driving and high response driving can be realized. Since the
駆動に際しては、巻線41に電流を流すことにより、磁界が発生し、固定子14と永久磁石21の相対位置に応じた推力を発生することが可能になる。また、固定子14と永久磁石21の位置関係と、注入する電流の位相や大きさを制御することにより、推力の大きさ、及び方向の調整が可能になる。
In driving, a magnetic field is generated by passing a current through the winding 41, and a thrust corresponding to the relative position of the
可動子23の動作制御は、開極指令および閉極指令が制御ユニット72に入力された場合に応じて、電源ユニット71からアクチュエータ100における電流を通電し、電気信号をアクチュエータ100での可動子23の駆動力に変換することで行う。
The operation control of the
図3は上記したアクチュエータ100の一単位の構成の斜視図を示している。図3から5に示す様に、第一の磁極11と、第二の磁極12と、第一の磁極11と第二の磁極12をつなぐ磁性体13と、巻線41と、で構成された固定子14に対し、永久磁石21を有する可動子がZ方向に相対運動する。複数の永久磁石21を磁石固定部材等により機械的に連結することにより、連続的にZ方向の推力が得られ、駆動距離を長くすることが可能になる。
FIG. 3 shows a perspective view of the structure of one unit of the
本実施例では、第一の磁極11と第二の磁極12をつなぐ磁性体13をY方向で分割している。これにより、巻線41の取り付け作業性が向上する。
In this embodiment, the
さらに、第一の磁極11と第二の磁極12をZ方向にずらして調整することも可能になる。第一の磁極11と第二の磁極12をずらして配置した場合、永久磁石の着磁方向を変えることにより推力を増加させることが可能になる。
Furthermore, the first
本実施例の様に、第一の磁極11と第二の磁極12で可動子23を挟み込む様に構成することで、永久磁石21と磁極間の吸引力が小さく、直線駆動させても駆動方向(Z方向)と垂直方向(X方向およびY方向)のブレが極めて小さくなる。即ち、遮断器に適用する上では、操作力を伝える可動子が直線シール部62を通過しても、直線シール部62の変形が小さいために、シール部における機械的な負担が小さくなる。
As in this embodiment, by configuring the
これは、駆動に伴う直線シール部62(図1参照)の摺動動作不具合だけでなく、可動側電極6の接触子の傾きを防止することにもつながるので、接触摺動部のかじりや電極からの微小金属異物が発生しにくい構造となる。かじりは遮断や投入の動作不良に結びつく可能性があり、金属異物は絶縁性能低下による絶縁事故に結びつく可能性がある。また、シール変形に伴うガス遮断器内部のSF6ガスが外部へ漏洩する量を低減できる。この様に様々な観点から、遮断器としての信頼性を向上させることが可能になる。This leads to not only the sliding operation failure of the linear seal portion 62 (see FIG. 1) accompanying the driving but also the prevention of the inclination of the contact of the
図4は、図3の正面図である。図5は、図4において第一の磁極11、第二の磁極12及びそれらをつなぐ磁性体13の関係を理解容易な様に、図4から巻線を削除した図である。両図から分かる様に、巻線41は、第一の磁極11と第二の磁極12に各々に巻かれ、永久磁石21を挟み込むように配置される。
FIG. 4 is a front view of FIG. FIG. 5 is a diagram in which the windings are omitted from FIG. 4 so that the relationship between the first
巻線41と永久磁石21が対向して配置されるため、巻線41で発生した磁束が効率よく永久磁石21に作用する。よって、アクチュエータを小型軽量化できる。さらに、第一の磁極11、第二の磁極12、第一の磁極と第二の磁極をつなぐ磁性体13、により磁気回路が閉じており、磁気回路の経路を短くすることが可能になる。これにより、大きな推力を発生することが可能になる。また、永久磁石21の周りが磁性体で覆われているため外部への漏れ磁束を低減でき、周りの機器への影響を低減できる。
Since the winding 41 and the
図6は、三単位のアクチュエータ100a、100b、100cをZ方向(可動電極6の動作方向)に並んで配置した構成をしている。 FIG. 6 shows a configuration in which three units of actuators 100a, 100b, and 100c are arranged side by side in the Z direction (the operation direction of the movable electrode 6).
本実施例においては、具体的にアクチュエータ100aに対して、アクチュエータ100bは電気的位相が120°(または60°)、アクチュエータ100cは電気的位相が240°(または120°)ずれている。このアクチュエータ配置において、各アクチュエータの巻線41に三相交流を流すと三相のリニアモータと同様の動作が実現できる。
In this embodiment, specifically, the
三単位のアクチュエータを使用することで、各アクチュエータを三つの独立したアクチュエータとして個々に電流を制御して推力を調整することが可能になる。各アクチュエータにおける巻線には、制御機構から各々異なる大きさまたは異なる位相の電流を注入することができる。 By using three units of actuators, it becomes possible to adjust the thrust by individually controlling the current as three independent actuators. The windings in each actuator can be injected with currents of different magnitudes or phases from the control mechanism.
一つのやり方としては一つの交流電源から供給されるU、V、Wの三相電流を分けて供給することが考えられる。この場合、複数の電源を具備する必要がなく、簡便である。また、この場合、上記した密封端子も3×N個とする、同一の電流を流すアクチュエータに対しては密封端子を共有化する、等の選択肢がある。 As one method, it is conceivable to separately supply U, V, and W three-phase currents supplied from one AC power source. In this case, there is no need to provide a plurality of power supplies, which is convenient. Also, in this case, there are options such as 3 × N sealing terminals as described above, and sharing of the sealing terminals for the actuators through which the same current flows.
本構成においては、永久磁石21と、複数のアクチュエータを用いた構成200と、の位置関係によらず一定の推力を発生できる。さらに、制御によりブレーキ力(減衰力)を発生したり、ブレーキによって生じた電力を回生したり、電気エネルギーを効率良く使用することも可能である。
In this configuration, a constant thrust can be generated regardless of the positional relationship between the
上記の様に構成した遮断器の遮断時の動作について説明する。電力系統に異常が発生して事故電流が流れると、事故電流を検出して遮断器を開放動作させる。その結果、図1(a)に示す閉極状態から図1(b)に示す開極状態に移行する必要がある。その際に、遮断部の特に電極間で発生したアークに対し、消弧性能を有するSF6ガスを吹き付けることで、アークプラズマが消滅し、事故電流が遮断される。The operation at the time of breaking of the circuit breaker configured as described above will be described. When an abnormality occurs in the power system and an accident current flows, the accident current is detected and the circuit breaker is opened. As a result, it is necessary to shift from the closed state shown in FIG. 1A to the open state shown in FIG. At that time, the arc plasma is extinguished and the accident current is interrupted by blowing SF 6 gas having arc extinguishing performance against the arc generated between the electrodes in the interrupting portion.
図8に基づいて本発明の操作方法を説明する。二室熱パッファ形ガス遮断器ではSF6ガスを吹き付ける際のガス圧力形成を熱パッファ室103と機械パッファ室104により行う。遮断動作時に、まず機械パッファ室104が機械圧縮により圧力が上昇し、逆止弁107を介して接続される熱パッファ室103の圧力も上昇する。逆止弁107は機械パッファ室104から熱パッファ室103への気流を許容するが、その逆の気流は規制する機能を有する。The operation method of the present invention will be described based on FIG. In the two-chamber heat puffer type gas circuit breaker, the gas pressure formation when the SF 6 gas is blown is performed by the
固定アーク接触子101と可動アーク接触子102が開離すると固定アーク接触子101と可動アーク接触子102間にアークが発生する。発生したアーク熱が流入することにより熱パッファ室103内の圧力が上昇する。
When the fixed
熱パッファ室103内の圧力が機械パッファ室104の圧力より高くなると逆止弁107が閉じられるため、機械パッファ室104の圧力は必要以上に上昇せず、パッファ反力が抑えられる。また機械パッファ室104には放圧弁108も設けられているため、機械圧縮による圧力上昇も抑えられる。
When the pressure in the
大電流遮断時には吹きつけガス圧力形成を熱パッファ室103内で主に行い、中小電流時には機械パッファ室104の圧力を利用して得られたガス圧力で、アークに対してガス吹付し、アーク消弧を行う。
The blown gas pressure is mainly formed in the
従来の操作器では動作途中でストローク特性を変化させることはできないが、本実施例における操作器では任意のストローク制御が可能であるため、動作途中での減速、停止などが可能となる。また本遮断器は二室熱パッファ構造をとっているため、途中でストロークを停止させても容積固定の熱パッファ室内にアークのエネルギーを取り込み、吹きつけガスの圧力形成を行うことが可能である。 Although the stroke characteristics cannot be changed during the operation of the conventional operation device, the operation device according to the present embodiment can perform arbitrary stroke control, so that the operation can be decelerated and stopped during the operation. In addition, since this circuit breaker has a two-chamber heat puffer structure, it is possible to take in arc energy into the fixed heat puffer chamber and form the pressure of the blowing gas even if the stroke is stopped halfway. .
本実施例では、上記の様に複数の独立したアクチュエータ100を備えており、開閉動作の加減速パターンを駆動の途中を含めて様々に制御可能である。この様な場合、電流波形を取り込み、それに応じて動作を制御することが可能となる。
In this embodiment, a plurality of
なお、電流波形は図8に示すように、電流検出用の変流器51により検出可能であり、検出した電流波形を制御ユニット72に入力することで、遮断電流に応じて最適な動作を実現することが可能である。遮断電流に依存して動作を制御する場合の例を下記にて説明する。
As shown in FIG. 8, the current waveform can be detected by a current detecting
以下、高電圧導体8を流れる電流を遮断する方法について説明する。図1において、高電圧導体8を流れる電流は、高電圧導体8の周囲に配置された変流器51で測定される。測定された電流値は操作器の制御ユニット72に送られる。制御ユニット72内部では、電流の位相に応じた指令が電源ユニット71に送られる。
Hereinafter, a method of interrupting the current flowing through the high voltage conductor 8 will be described. In FIG. 1, the current flowing through the high voltage conductor 8 is measured by a
以下、図11に示すストローク特性を用いて熱パッファ室103内に残留した高温ガスの排気方法について説明する。その前提として、図10(従来技術を適用した場合の、遮断動作及び投入動作における可動側のストロークと、遮断部における電流波形と、パッファ室内の圧力の相関関係を示す図)に基づいて通常のストローク特性時の動作及び問題点について説明する。
Hereinafter, a method for exhausting the hot gas remaining in the
ばねや油圧操作器などでは投入位置、遮断位置が固定されており、遮断動作時のストローク位置調整はできない。また二室熱パッファ形の遮断器では、最初の遮断時に熱パッファ室103内に発生した高温ガスはノズル5と可動アーク接触子102によって形成される流路を通って排出されるのみである。
With springs and hydraulic actuators, the closing position and shutoff position are fixed, and the stroke position cannot be adjusted during the shutoff operation. In the two-chamber heat puffer type circuit breaker, the high-temperature gas generated in the
投入動作時、機械パッファ室104は負圧になるが、投入用逆止弁109を通して密閉金属容器内1内の低温ガスが引き込まれる。熱パッファ室103は容積固定の為、ガス置換は行われない。
During the charging operation, the
高温ガスは電流遮断後(図10の時刻t1)から2回目の遮断開始時間(図10の時刻t2)まで熱パッファ室103内外の圧力差のみで置換される。そのため熱パッファ室103に残留しているガス温度の低下やガス密度回復には時間がかかる。とりわけ、最初の電流遮断から投入、再び電流遮断が始まるまでの時間が0.3から0.5秒程度と非常に短い高速再閉路遮断時の電流遮断能力の低下が懸念される。The hot gas is replaced only by the pressure difference inside and outside the
図8、図11に基づいて、本発明に係る最初の電流遮断後に熱パッファ室103内に残った高温ガスを排気するためのストローク特性と、その時の遮断部の動作について説明する。
Based on FIG. 8 and FIG. 11, the stroke characteristics for exhausting the high temperature gas remaining in the
熱パッファ室103の高温ガスを置換するために、上述の圧力差によるガス置換の他に、機械パッファ室104から低温ガスを流入させる。機械パッファ室104には投入動作時に負圧にならない様に投入用逆止弁109が設けられている。これにより投入動作中は密閉金属容器1内の低温ガスを機械パッファ室104内に引き込みながら動作し、機械パッファ室104内には低温ガスが充填される。
In order to replace the hot gas in the
従来の操作器では遮断・投入動作後の可動側の位置は一定であるが、本実施例で述べたような操作器を用いた場合、ストローク位置を制御できるため、可動側を遮断完了後のストローク位置aから遮断または投入方向に動作させることもできる。 In the conventional operating device, the position of the movable side after the shut-off / closing operation is constant, but when the operating device as described in this embodiment is used, the stroke position can be controlled. It is also possible to operate from the stroke position a in the shut-off or closing direction.
遮断完了後のフルストローク位置に可動側が移動したときの状態を図8(b)に示す。熱パッファ室103内の圧力が密閉金属容器1内の圧力と同じレベルに戻るまでの間(図11の時刻t3―t4間)は熱パッファ室103の圧力が密閉金属容器1内の圧力に比して高い為、圧力差により熱パッファ室内の高温ガスが排出される。FIG. 8B shows a state when the movable side has moved to the full stroke position after completion of the shut-off. Until the pressure in the
圧力差がなくなった後、図11の時刻t4−t5において投入動作と遮断動作を一時的に行うことで、可動部が図8(a)に示す一時的に投入された状態から、再度、遮断方向に動作し図8(b)に示す状態に移行する。この際、一時的な投入動作により機械パッファ室104に取込まれた低温ガスが圧縮され、逆止弁107を通して熱パッファ室103に取り込まれる。After the pressure difference disappears, the closing operation is temporarily performed at time t 4 -t 5 in FIG. 11, so that the movable portion is again turned on from the temporarily turned on state shown in FIG. Then, it operates in the blocking direction and shifts to the state shown in FIG. At this time, the low temperature gas taken into the
熱パッファ室103内の残留高温ガスの一部が熱パッファ室103から排出され、また、熱パッファ室103内の残留高温ガスが機械パッファ室104から取り込まれたガスと混合することで、熱パッファ室104内の温度を低下させることができる。これにより、高速再閉路遮断時の遮断性能の低下を防ぐことが可能となる。
A part of the high temperature residual gas in the
本実施例では絶縁ガスとしてSF6を使用したが、絶縁ガスの種類はSF6に限られるものでなく、乾燥空気・窒素ガス等他の絶縁ガスを使用できる。In this embodiment, SF 6 is used as the insulating gas, but the type of insulating gas is not limited to SF 6, and other insulating gases such as dry air and nitrogen gas can be used.
以下、双駆動型遮断器に適用した実施例について図9を参照して説明する。絶縁ノズル5の先端を連結ロッド201の一端に固定し、連結ロッド201の他端と連結レバー203の一端を回動自在に連結する。連結レバー203のほぼ中央を支持軸202で回動自在に固定側電極3の内周面に固定し、連結レバー203の他端と固定アーク接触子101の終端部を回動自在に連結する。
Hereinafter, an embodiment applied to a double drive type circuit breaker will be described with reference to FIG. The tip of the insulating
このような構成により、可動側が遮断動作を開始すると固定アーク接触子101は可動側と対向する方向に動作する。このような双駆動型遮断器においても、上記実施例に明示したアクチュエータ100を用いた操作方法により、同様の効果を奏することができる。
With such a configuration, when the movable side starts a blocking operation, the fixed
本実施例では、図12(遮断動作及び投入動作における可動側のストロークと、遮断部における電流波形と、パッファ室内の圧力の相関関係を示す図)に示すに示すストローク特性を用いて熱パッファ室103内に残留している高温ガスを冷却することができる。 In this embodiment, the heat puffer chamber is obtained using the stroke characteristics shown in FIG. 12 (a diagram showing the correlation between the movable stroke in the shut-off operation and the closing operation, the current waveform in the shut-off portion, and the pressure in the puffer chamber). The hot gas remaining in 103 can be cooled.
本実施例において、電流遮断完了時刻(図12のt6)までは通常の遮断動作を行う。遮断完了後は熱パッファ室103内の圧力が密閉金属容器1の圧力に対して高いため、圧力差がなくなるまでストロークbの位置で停止させ、圧力差によるガス置換で熱パッファ室103内の高温ガスを排出する。圧力差がなくなると排出速度が遅くなるため圧力差がなくなった後(図12の時刻t7)に再び遮断動作を行う。In this embodiment, the normal interruption operation is performed until the current interruption completion time (t 6 in FIG. 12). Since the pressure in the
図12の時刻t7―t8間における遮断動作により機械パッファ室104内の低温ガスが圧縮され熱パッファ室103内に送り込まれるので、高速再閉路遮断時の遮断性能低下を防ぐことが可能となる。Since the low-temperature gas in the
図8の(a)、(b)と図13に基づいて、電流零点におけるアークに対する高圧のガスを吹き付ける方法について説明する。熱パッファ室103内のガス圧力は電流とノズル5内の流路面積に依存する。圧力発生源であるアーク発生空間からエネルギーが供給され熱パッファ室103内の圧力が上昇する。
A method of blowing a high-pressure gas against the arc at the current zero point will be described with reference to FIGS. 8A and 8B and FIG. The gas pressure in the
電流零点に近づくとエネルギー供給量が減少し、アーク発生空間と熱パッファ室103内の圧力が逆転し、アークへのガス吹付が開始される。そのとき吹き付けられたガスはノズルスロート部(流路断面積:SB)を通り固定子アーク接触子101とノズル5の間(流路断面積:SA)を抜けて、ノズル5下流側に排出される。When the current approaches the zero point, the amount of energy supply decreases, the pressure in the arc generation space and the
電流零点を迎える前に固定アーク接触子101がノズルスロート部を抜けきってしまうと(すなわち、図8に示す流路面積関係がSA>SBになると)、電流零点時前に圧力低下が大きくなり、図13の圧力特性S2になり電流零点時におけるアークへのガス吹付能力が低下する。If the fixed arc contactor 101 passes through the nozzle throat portion before reaching the current zero point (that is, when the flow path area relationship shown in FIG. 8 is S A > S B ), the pressure drop occurs before the current zero point. The pressure characteristic S 2 in FIG. 13 is increased, and the gas blowing ability to the arc at the current zero point is reduced.
また圧力低下を防ぐために流路面積を極端に狭めると、電流零点におけるアークへのガス吹付圧力が低下し、ガスがノズル下流側へ抜けにくくなってしまう。 Further, if the flow path area is extremely narrowed to prevent a pressure drop, the gas blowing pressure to the arc at the current zero point is lowered, making it difficult for the gas to escape downstream of the nozzle.
そのため本実施例では、図13のようなストローク特性をとることにより、圧力低下と電流零点後の電極間でのガス滞留による極間絶縁性能低下を防ぐことを目的とする。 Therefore, in this embodiment, the stroke characteristic as shown in FIG. 13 is adopted to prevent a decrease in insulation performance between the electrodes due to pressure drop and gas retention between electrodes after the current zero point.
図13を用いて、上記を実現するための遮断機の操作方法について説明する。開極指令と同時に遮断動作を開始させ、図13の電流零点時刻直前のt9−t10において遮断部を減速または停止させる。The operation method of the circuit breaker for implement | achieving the above is demonstrated using FIG. Simultaneously with the opening command, the breaking operation is started, and the breaking portion is decelerated or stopped at t 9 -t 10 immediately before the current zero point time in FIG.
この時の遮断部の流路面積関係がSA≒SBとなるようストローク位置cにすることでS1のような圧力特性を実現できるので、電流零点における熱パッファ室103内の圧力低下を防ぐことができる。At this time, by setting the stroke position c so that the flow path area relationship of the blocking portion becomes S A ≈S B , the pressure characteristic as in S 1 can be realized, so that the pressure drop in the
遮断部の流路面積関係がSA≒SBとなるストローク位置cにおいてはガス排出面積が狭く十分でないため、電流遮断(時刻t10)後は速やかにフルストローク位置aまで遮断動作させることにより、極間の熱ガスを効率的に排気させ、極間の絶縁性能の低下を防ぐ。At the stroke position c where the flow path area relationship of the cutoff part is S A ≈S B , the gas discharge area is not narrow and sufficient, so after the current cutoff (time t 10 ), the full stroke position a is shut off immediately. The hot gas between the electrodes is efficiently exhausted to prevent the insulation performance between the electrodes from deteriorating.
上記実施例では、電流零点時における熱パッファ室103内の圧力低下を防ぐ操作方法を説明したが、高速再閉路遮断時の遮断性能低下を防ぐため、フルストローク位置aに達した後、実施例1、2で説明した操作方法を更に採ることにより、熱パッファ室103内のガス温度を低下させることで、より遮断性能のよいパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
In the above-described embodiment, the operation method for preventing the pressure drop in the
1 密閉金属容器
3 固定側電極
4 可動側電極
5 ノズル
6 可動電極
7 絶縁支持筒
8 高電圧導体
11 第一の磁極
12 第二の磁極
13 磁性体
14 固定子
21 永久磁石
22 磁石固定部材
23 可動子
24 可動子連結部品
30 固定板
31 スペーサ
41 巻線
51 変流器
61 操作器ケース
62 直線シール部
71 電源ユニット
72 制御ユニット
73 蓄電ユニット
81 絶縁ロッド
100 アクチュエータ
101 固定アーク接触子
102 可動アーク接触子
103 熱パッファ室
104 機械パッファ室
105 固定ピストン
106 中空ロッド
107 逆止弁
108 放圧弁
109 投入用逆止弁DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記動作は前記可動側接触子を一旦投入方向に動作させた後、再度遮断方向に動作させることを特徴とする、パッファ形ガス遮断器の操作方法。 In claim 1,
In the operation method of the puffer type gas circuit breaker, the movable contactor is operated once in the closing direction and then again in the blocking direction.
前記動作は、前記可動側接触子を一旦更に遮断方向に動作させることを特徴とする、パッファ形ガス遮断器の操作方法。 In claim 1,
The operation is a method of operating a puffer type gas circuit breaker characterized in that the movable contactor is once further moved in the breaking direction.
前記固定側接触子は前記密閉金属容器の端部に設けられた絶縁支持スペーサに固定された固定側電極及び固定アーク接触子で構成され、
前記可動側接触子は前記主回路導体に接続される可動側電極、前記固定側電極と通電する可動電極及び前記固定アーク接触子と通電する可動アーク接触子で構成され、
前記可動電極の先端にはノズルが設けられ、
更に、遮断動作時に前記固定アーク接触子が前記ノズル内部に設けられたノズルスロート部を抜けた後のノズルと前記固定アーク接触子の間で形成されるガス流路断面積と前記ノズルスロート部の断面積が同じになる位置で前記可動側接触子を一旦停止することを特徴とする、パッファ形ガス遮断器の操作方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The fixed contact is composed of a fixed electrode and a fixed arc contact fixed to an insulating support spacer provided at an end of the sealed metal container,
The movable contact is composed of a movable electrode connected to the main circuit conductor, a movable electrode energized with the fixed electrode, and a movable arc contact energized with the fixed arc contact,
A nozzle is provided at the tip of the movable electrode,
Furthermore, the gas flow passage cross-sectional area formed between the nozzle after the fixed arcing contact at the time of shut-off operation has passed through the nozzle throat section provided inside the nozzle the fixed arcing contact with the nozzle throat A method of operating a puffer-type gas circuit breaker, characterized in that the movable contactor is temporarily stopped at a position where the cross-sectional areas are the same.
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