JP6746787B2 - ガス遮断器 - Google Patents
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Description
図1から図4は、第1の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図1はガス遮断器1の投入状態を示し、図2はガス遮断器1の閉極状態における開極直前を示し、図3はガス遮断器1の開極状態を示し、図4はガス遮断器1の完全開極状態を示している。
図1に示すように、ガス遮断器1は、電力系統の電気回路を開閉する開閉装置である。ガス遮断器1は、消弧性ガスが充填された密閉容器2と、密閉容器2内に配置された対向ユニット3および可動ユニット4と、を備えている。
冷却筒10は、金属材料により、円筒状に形成されている。冷却筒10の両端は、軸方向に開口している。冷却筒10は、一方の導体5Aに結合されて導通している。
対向通電接触子21は、金属材料により、円筒状に形成されている。対向通電接触子21の両端は、軸方向に開口している。対向通電接触子21は、冷却筒10と同径に形成されている。対向通電接触子21は、サポート12のリング部13の可動側の端部に連なっている。対向通電接触子21の可動側の開口縁は、内側に向かって膨出している。対向通電接触子21は、サポート12を介して冷却筒10に導通している。
可動アーク接触子51は、金属材料により円筒状に形成されている。可動アーク接触子51の両端は、軸方向に開口している。可動アーク接触子51は、操作ロッド30の中空部32と略同径に形成されている。可動アーク接触子51は、操作ロッド30の中空部32の対向側の端部に連なり、操作ロッド30に導通している。可動アーク接触子51の対向側の開口縁は、内側に向かって膨出している。可動アーク接触子51の対向側の開口縁の内径は、対向アーク接触子25の外径と一致している。
可動部支え71は、金属材料により、円筒状に形成されている。可動部支え71は、軸方向に沿って延在する周壁部72と、周壁部72の対向側の端部から径方向の内側に向かって張り出す鍔部73と、鍔部73よりも反対向側の位置において周壁部72から径方向の内側に向かって張り出す閉塞部74と、を備えている。周壁部72の内径は、シリンダ35の外径よりも大きい。鍔部73は、周壁部72と一体形成されている。鍔部73は、軸方向においてピストン40と同じ位置に位置している。鍔部73の内径は、シリンダ35の外径に一致している。鍔部73の内側には、シリンダ35が挿通されている。鍔部73および周壁部72は、シリンダ35に導通している。
投入状態では、可動通電接触子55が対向通電接触子21に挿入されて接触し、対向アーク接触子25が可動アーク接触子51に挿入されて接触している。これにより、対向ユニット3と可動ユニット4とが導通し、一対の導体5A,5B間に電路を形成する。
図6は、遮断動作における経過時間と操作ロッドの位置との関係を示すグラフである。
図6において、横軸は、遮断動作における経過時間である。縦軸は、軸方向における可動アーク接触子51の位置であって、完全開極状態の可動アーク接触子51の位置を0とし、投入状態の可動アーク接触子51の位置を100としたときの相対位置である。また、時点t0は遮断動作開始時点(投入状態)を示し、時点t1は対向アーク接触子25および可動アーク接触子51が開離した時点を示している。また、時点t’は時点t1から商用周波数の半周期経過した時点を示し、時点t2は可動電界シールド80の変位開始時点を示し、時点t3は遮断動作終了時点(完全開極状態)を示している。
図7は、第1の実施形態に係るガス遮断器の絶縁ノズル近傍を示す断面図である。図8は、遮断動作における経過時間とノズル内部の流路断面積およびスロート部におけるマッハ数との関係を示すグラフである。
図8において、横軸は、遮断動作における経過時間である。縦軸は、消弧状態でのスロート部63における消弧性ガスのマッハ数、および各部流路断面積である。図8において、Sthは図7に示すスロート部63の断面積である。また、S2はスロート部63よりも下流側における流路の最小断面積、すなわち図7に示す対向アーク接触子25と絶縁ノズル60の内面との間の流路の最小断面積である。
以上により、優れた電流遮断性能を有する小型化および低駆動エネルギー化されたガス遮断器1を提供できる。
図10から図12は、第2の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図10はガス遮断器101の投入状態を示し、図11はガス遮断器101の開極状態を示し、図12はガス遮断器101の完全開極状態を示している。
第2の実施形態のガス遮断器101は、可動電界シールド90が対向ユニット103に設けられている点で、第1の実施形態のガス遮断器1と異なっている。
図10から図12に示すように、対向ユニット103は、第1の実施形態に係る対向ユニット3に対して、主に冷却筒支え16および可動電界シールド90を追加したものである。また、冷却筒10は、図示しないリンク機構等を介して操作ロッド30に接続されている。冷却筒10は、操作ロッド30を反対向側に変位させることで、冷却筒10に相対固定された対向接触子部20等とともに、反可動側に変位する。可動ユニット104は、第1の実施形態に係る可動ユニット4から、可動電界シールド80、弾性部材81、第1係合部56および第2係合部82を省略したものである。
以上により、優れた電流遮断性能を有する小型化および低駆動エネルギー化されたガス遮断器101を提供できる。
図14から図15は、第3の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図14はガス遮断器201の投入状態を示し、図15はガス遮断器201の完全開極状態を示している。
第3の実施形態のガス遮断器201は、可動電界シールド80が可動ユニット4に設けられ、可動電界シールド90が対向ユニット103に設けられている点で、第1の実施形態のガス遮断器1と異なっている。すなわち、ガス遮断器201は、第2の実施形態の対向ユニット103と、第1の実施形態の可動ユニット4と、を備えている。
図16は、第4の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図16はガス遮断器301の完全開極状態を示している。
第4の実施形態のガス遮断器301は、可動ユニット304に補助絶縁ノズル65が設けられている点で、第1の実施形態のガス遮断器1と異なっている。また、第4の実施形態のガス遮断器301は、パッファ室45に境界板部38が設けられている点で、第1の実施形態のガス遮断器1と異なっている。
Claims (7)
- 消弧性ガスが充填された密閉容器と、
前記密閉容器内において所定方向に互いに接離可能に設けられ、閉極状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する第1接触子部および第2接触子部と、
前記第1接触子部に接続され、前記第1接触子部と前記第2接触子部とを前記閉極状態から前記開極状態へ開離させる操作機構と、
筒状に形成され、前記第1接触子部および前記第2接触子部の開離過程において前記第1接触子部に連動して変位するとともに、前記開極状態において前記第1接触子部と前記第2接触子部との間で発弧するアーク放電を囲む絶縁ノズルと、
前記消弧性ガスを蓄圧するとともに、前記消弧性ガスを前記絶縁ノズルの内部の流路に放出して前記アーク放電に対して吹き付ける蓄圧手段と、
前記第1接触子部および前記第2接触子部のうち一方の接触子部と同電位に設けられ、前記開離過程において、前記第1接触子部および前記第2接触子部が前記所定方向において所定距離以上開離すると前記一方の接触子部に連動して他方の接触子部から離間する可動電界シールドと、
を備え、
前記流路は、前記絶縁ノズルと前記第2接触子部との間に形成され、
前記絶縁ノズルの内部は、
内径が最小となり、前記開離過程において前記第2接触子部の先端部が通過するスロート部と、
前記スロート部よりも前記流路の下流側に設けられ、前記開離過程において前記第1接触子部から見て前記第2接触子部が開離する方向に向かって内径が漸次拡大する拡径部と、
を備え、
前記可動電界シールドは、前記開離過程において、前記流路の最小断面積が前記スロート部の断面積よりも大きくなる時点以降に、前記一方の接触子部に連動して前記他方の接触子部から前記所定方向に離間する、
ガス遮断器。 - 消弧性ガスが充填された密閉容器と、
前記密閉容器内において所定方向に互いに接離可能に設けられ、閉極状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する第1接触子部および第2接触子部と、
前記第1接触子部に接続され、前記第1接触子部と前記第2接触子部とを前記閉極状態から前記開極状態へ開離させる操作機構と、
筒状に形成され、前記第1接触子部および前記第2接触子部の開離過程において前記第1接触子部に連動して変位するとともに、前記開極状態において前記第1接触子部と前記第2接触子部との間で発弧するアーク放電を囲む絶縁ノズルと、
前記消弧性ガスを蓄圧するとともに、前記消弧性ガスを前記絶縁ノズルの内部の流路に放出して前記アーク放電に対して吹き付ける蓄圧手段と、
前記第1接触子部および前記第2接触子部のうち一方の接触子部と同電位に設けられ、前記開離過程において、前記第1接触子部および前記第2接触子部が前記所定方向において所定距離以上開離すると前記一方の接触子部に連動して他方の接触子部から離間する可動電界シールドと、
を備え、
前記流路は、前記絶縁ノズルと前記第2接触子部との間に形成され、
前記絶縁ノズルの内部は、
内径が最小となり、前記開離過程において前記第2接触子部の先端部が通過するスロート部と、
前記スロート部よりも前記流路の下流側に設けられ、前記開離過程において前記第1接触子部から見て前記第2接触子部が開離する方向に向かって内径が漸次拡大する拡径部と、
を備え、
前記可動電界シールドは、前記開離過程において、前記第1接触子部と前記第2接触子部とが開離する時点から商用周波数の半周期以上経過後であって、前記流路の最小断面積が前記スロート部の断面積よりも大きくなる時点以降に、前記一方の接触子部に連動して前記他方の接触子部から前記所定方向に離間する、
ガス遮断器。 - 前記可動電界シールドは、前記第1接触子部と同電位に設けられている、
請求項1または請求項2に記載のガス遮断器。 - 前記操作機構は、前記第1接触子部および前記第2接触子部に接続され、
前記可動電界シールドは、前記第2接触子部と同電位に設けられている、
請求項1または請求項2に記載のガス遮断器。 - 前記操作機構は、前記第1接触子部および前記第2接触子部に接続され、
前記第1接触子部と同電位に設けられた第1の前記可動電界シールドと、
前記第2接触子部と同電位に設けられた第2の前記可動電界シールドと、
を備える請求項1または請求項2に記載のガス遮断器。 - 前記可動電界シールドの表面には、絶縁部材が配置されている、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のガス遮断器。 - 前記消弧性ガスは、六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質である、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のガス遮断器。
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