JP6829411B1 - Insulated nozzle and gas circuit breaker using it - Google Patents
Insulated nozzle and gas circuit breaker using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6829411B1 JP6829411B1 JP2020538151A JP2020538151A JP6829411B1 JP 6829411 B1 JP6829411 B1 JP 6829411B1 JP 2020538151 A JP2020538151 A JP 2020538151A JP 2020538151 A JP2020538151 A JP 2020538151A JP 6829411 B1 JP6829411 B1 JP 6829411B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- carbon
- insulating
- fluororesin
- insulating nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 67
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 15
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 3
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 18
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 35
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical group C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- VBFKOAUPUOAIFJ-UHFFFAOYSA-N fluoroform;hydroiodide Chemical compound I.FC(F)F VBFKOAUPUOAIFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical compound FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- VMTCKFAPVIWNOF-UHFFFAOYSA-N methane tetrahydrofluoride Chemical compound C.F.F.F.F VMTCKFAPVIWNOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
Landscapes
- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
本開示に係る絶縁ノズルは、ガス遮断器の消弧装置に用いられる絶縁ノズルであって、フッ素樹脂と、遮断時に発生するアークによりフッ素樹脂から発生する炭素と反応する炭素抑制剤とを含むフッ素樹脂混合物とを含んでいる。この炭素抑制剤は、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を含む、少なくとも1種の化合物であり、炭素抑制剤は、フッ素樹脂中に分散していることを特徴とする。本開示によれば、上記構成とすることで、消弧性能を向上させると共に絶縁性能の低下を抑制できる。The insulating nozzle according to the present disclosure is an insulating nozzle used in an arc extinguishing device of a gas circuit breaker, and contains fluorine containing a fluororesin and a carbon inhibitor that reacts with carbon generated from the fluororesin by an arc generated at the time of blocking. Contains a resin mixture. This carbon inhibitor is at least one compound containing an atom having a first ionization energy of 801 kJ / mol or less, and the carbon inhibitor is characterized in that it is dispersed in a fluororesin. According to the present disclosure, with the above configuration, it is possible to improve the arc extinguishing performance and suppress the deterioration of the insulation performance.
Description
本開示は、電流の遮断時に発生するアークに絶縁ガスを吹き付けてアークを消滅させるガス遮断器に用いる絶縁ノズル及びガス遮断器に関する。 The present disclosure relates to an insulating nozzle and a gas circuit breaker used in a gas circuit breaker that extinguishes an arc by blowing an insulating gas onto an arc generated when a current is interrupted.
電気設備では、電流の遮断装置としてガス遮断器が用いられている。ガス遮断器は、通電電流の遮断時において、可動接点と固定接点との間に発生するアークに絶縁ガスを吹き付けてアークを消滅させる。絶縁ガスを強力に吹き付けるための工夫として、アークの熱を利用して吹き付ける絶縁ガスの圧力を高める熱パッファ室、あるいは機械的に吹き付ける絶縁ガスの圧力を高める機械パッファ室を備える構造のガス遮断器がある。これらの構造のガス遮断器は、絶縁ガスの圧力を高めて、絶縁ノズルからアークに絶縁ガスを吹き付ける。絶縁ガスを吹き付けることにより、可動接点と固定接点との間の熱を外部に排出して効率的にアークを消弧できる。 In electrical equipment, a gas circuit breaker is used as a current circuit breaker. The gas circuit breaker blows insulating gas onto the arc generated between the movable contact and the fixed contact to extinguish the arc when the energizing current is cut off. A gas circuit breaker with a structure equipped with a heat puffer chamber that uses the heat of the arc to increase the pressure of the insulating gas that is sprayed, or a mechanical puffer chamber that increases the pressure of the insulating gas that is mechanically sprayed There is. Gas circuit breakers of these structures increase the pressure of the insulating gas to blow the insulating gas from the insulating nozzle into the arc. By blowing the insulating gas, the heat between the movable contact and the fixed contact can be discharged to the outside to efficiently extinguish the arc.
絶縁ガスをアークに吹き付ける絶縁ノズルには、耐熱性が優れたフッ素樹脂で形成されたものがある。しかし、フッ素樹脂製の絶縁ノズルがアークに晒されると、アーク光がフッ素樹脂の内部にも侵入し、フッ素樹脂の表面のみならず内部も分解する。そのため、フッ素樹脂に含まれている炭素が分離する。分離した炭素は絶縁ノズルの表面に析出し、絶縁ノズルの表面の絶縁性能を低下させる。それを防ぐため、絶縁ノズルを形成する樹脂に、酸化チタンを添加した絶縁ノズルが開示されている。添加された酸化チタンは、アーク光を反射することで絶縁ノズルの内部の分解を抑制して、発生する炭素量を減らす。それにより、炭素が表面に析出することを抑制し、絶縁性能の低下を抑えている。 Some of the insulating nozzles that blow the insulating gas into the arc are made of fluororesin, which has excellent heat resistance. However, when the fluororesin-made insulating nozzle is exposed to the arc, the arc light penetrates into the fluororesin, and not only the surface of the fluororesin but also the inside is decomposed. Therefore, the carbon contained in the fluororesin is separated. The separated carbon is deposited on the surface of the insulating nozzle, which deteriorates the insulating performance on the surface of the insulating nozzle. In order to prevent this, an insulating nozzle in which titanium oxide is added to the resin forming the insulating nozzle is disclosed. The added titanium oxide reflects the arc light to suppress the decomposition inside the insulating nozzle and reduce the amount of carbon generated. As a result, carbon is suppressed from being deposited on the surface, and deterioration of insulation performance is suppressed.
しかしながら、上記の従来技術では、酸化チタンが絶縁ノズルの表面の分解を抑制するため、絶縁ノズルを形成するフッ素樹脂からの発生ガスが減少する。このため、絶縁ガスが吹き出すための圧力が減少し、消弧性能が低下するという課題があった。そのため、消弧性能の向上と、絶縁ノズルの絶縁性能の低下の抑制との両立が困難であった。 However, in the above-mentioned prior art, titanium oxide suppresses decomposition of the surface of the insulating nozzle, so that the gas generated from the fluororesin forming the insulating nozzle is reduced. For this reason, there is a problem that the pressure for blowing out the insulating gas is reduced and the arc extinguishing performance is lowered. Therefore, it is difficult to achieve both improvement of arc extinguishing performance and suppression of deterioration of insulation performance of the insulating nozzle.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものである。具体的には、消弧性能を向上させると共に絶縁性能の低下を抑制できる絶縁ノズル及びこれを用いたガス遮断器を提供することにある。 The present disclosure has been made to solve the above problems. Specifically, it is an object of the present invention to provide an insulating nozzle capable of improving arc extinguishing performance and suppressing deterioration of insulating performance, and a gas circuit breaker using the same.
本開示のガス遮断器の消弧装置に用いられ、固定アーク接触子と接触する可動アーク接触子を囲う絶縁ノズルは、構成材料として、フッ素樹脂と、遮断時に発生するアークによりフッ素樹脂から発生する炭素と反応する炭素抑制剤とを含むフッ素樹脂混合物とを含んでいる。この炭素抑制剤は第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を少なくとも1種含む化合物であり、かつ、フッ素樹脂中に分散され、アークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応してフッ素樹脂混合物上に絶縁性のある炭化物を生成することを特徴とする。 The insulating nozzle used in the arc extinguishing device of the gas circuit breaker of the present disclosure and surrounding the movable arc contactor in contact with the fixed arc contactor is generated from the fluororesin as a constituent material and the fluororesin generated by the arc generated at the time of interruption. It contains a fluororesin mixture containing a carbon inhibitor that reacts with carbon. This carbon inhibitor is a compound containing at least one atom having a first ionization energy of 801 kJ / mol or less, and is dispersed in a fluororesin, and is a carbon generated when the fluororesin is decomposed by the heat of an arc. It is characterized in that it reacts to form an insulating carbide on the fluororesin mixture .
本開示による絶縁ノズルは、上記構成とすることにより、消弧性能を向上させると共に絶縁性能の低下を抑制できる。 By adopting the above configuration, the insulating nozzle according to the present disclosure can improve the arc extinguishing performance and suppress the deterioration of the insulating performance.
実施の形態1.
図1は、本開示を実施するための実施の形態1によるガス遮断器の側面図である。図1では、ガス遮断器の内部構造がわかるように、筐体9は断面により示されている。
FIG. 1 is a side view of the gas circuit breaker according to the first embodiment for carrying out the present disclosure. In FIG. 1, the housing 9 is shown in cross section so that the internal structure of the gas circuit breaker can be seen.
本実施の形態のガス遮断器は、電流を導通又は遮断する消弧装置1、消弧装置1にそれぞれ接続されている第一導体2a及び第二導体2b、消弧装置1に連結されており、駆動力を発生する作動機構4、消弧装置1を内部に収容している筐体9、筐体9の内部において消弧装置1を支持している絶縁支持体8、及び筐体9に設けられている摺動部材10を備えている。また、筐体9の内部には、絶縁ガスが充填されている。絶縁ガスは、消弧装置1にも充填されている。
The gas circuit breaker of the present embodiment is connected to an arc
第一導体2a及び第二導体2bの各々の一端部は、消弧装置1に接続されている。また、第一導体2a及び第二導体2bの他端部は、図示されていない他の機器類にそれぞれ接続されている。
One end of each of the
作動機構4は、駆動装置5、伝達装置6、及び連結装置7を有している。作動機構4は、駆動力を発生し消弧装置1に駆動力を伝達して、消弧装置1を駆動する。
The operating mechanism 4 includes a driving device 5, a transmission device 6, and a connecting device 7. The operating mechanism 4 generates a driving force and transmits the driving force to the arc extinguishing
駆動装置5は、ばねを含んだばね機構である。駆動装置5は、ばねの付勢力を駆動力として利用する装置である。駆動装置5は、ばねを保持する保持装置、及びばねの付勢力の蓄積状態と解放状態とを切り替える切替装置を有している。駆動装置5の他の形態として、油圧ポンプを含んだ油圧機構、又はモータを含んだ電動機構でもよい。 The drive device 5 is a spring mechanism including a spring. The drive device 5 is a device that uses the urging force of the spring as a driving force. The drive device 5 has a holding device for holding the spring and a switching device for switching between the accumulated state and the released state of the urging force of the spring. As another form of the drive device 5, a hydraulic mechanism including a hydraulic pump or an electric mechanism including a motor may be used.
伝達装置6は、V字形状に形成されたリンク部材である。伝達装置6は、中央の折れ曲り部で回動自在に支持されている。伝達装置6の一端部は、駆動装置5に連結されている。また、伝達装置6の他端部は、連結装置7に連結されている。伝達装置6は、駆動装置5によって発生した駆動力を連結装置7に伝達する。 The transmission device 6 is a link member formed in a V shape. The transmission device 6 is rotatably supported by a central bent portion. One end of the transmission device 6 is connected to the drive device 5. Further, the other end of the transmission device 6 is connected to the connecting device 7. The transmission device 6 transmits the driving force generated by the driving device 5 to the connecting device 7.
連結装置7は、棒状のリンク部材である。連結装置7の一端部には、伝達装置6の他端部が連結されている。これにより、伝達装置6から連結装置7へ駆動力が伝達される。連結装置7の他端部には、消弧装置1に連結され、連結装置7から消弧装置1へ駆動力が伝達される。
The connecting device 7 is a rod-shaped link member. The other end of the transmission device 6 is connected to one end of the connecting device 7. As a result, the driving force is transmitted from the transmission device 6 to the coupling device 7. The other end of the connecting device 7 is connected to the arc
筐体9は、複数の壁を含んで構成されている。消弧装置1は、筐体9の内部において、複数の絶縁支持体8により支持されている。筐体9は、一の壁に第一開口部9a及び第二開口部9bを有している。第一開口部9a及び第二開口部9bは、筐体9の内部の絶縁ガスが漏れないように、ブッシング3a、及びブッシング3bにそれぞれ接続されている。第一開口部9a及びブッシング3aには、第一導体2aが通っている。また、第二開口部9b、及びブッシング3bには、第二導体2bが通っている。
The housing 9 is configured to include a plurality of walls. The arc extinguishing
また、筐体9の作動機構4と接する側の他の壁には、筒状の摺動部材10が設けられている。摺動部材10の内部には連結装置7が貫通している。摺動部材10の内周面には、Oリングが設けられており、連結装置7はOリングを貫通している。Oリングにより筐体9の内部の絶縁ガスが漏れないよう気密を保ちながら、連結装置7が摺動部材10の内部を摺動できるようになっている。
Further, a tubular sliding
筐体9に充填されている絶縁ガスには、六フッ化硫黄(SF6)、二酸化炭素(CO2)、ヨウ化トリフルオロメタン(CF3I)、窒素(N2)、酸素(O2)、4フッ化メタン(CF4)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)あるいは、これらの少なくも2つを混合したものが用いられる。充填ガスには、絶縁性及び熱伝導性がともに高い六フッ化硫黄(SF6)が好ましい。六フッ化硫黄(SF6)は単体で用いられるか、二酸化炭素(CO2)、又は窒素(N2)との混合物で用いられる。The insulating gas filled in the housing 9 includes sulfur hexafluoride (SF 6 ), carbon dioxide (CO 2 ), trifluoromethane iodide (CF 3 I), nitrogen (N 2 ), and oxygen (O 2 ). 4, Methane tetrafluoride (CF 4 ), argon (Ar), helium (He), or a mixture of at least two of these is used. Sulfur hexafluoride (SF 6 ), which has high insulating properties and high thermal conductivity, is preferable as the filling gas. Sulfur hexafluoride (SF 6 ) can be used alone or in admixture with carbon dioxide (CO 2 ) or nitrogen (N 2 ).
図2及び図3は、ガス遮断器における要部を示す断面図である。図2は、ガス遮断器の開極時の前半の状態を示している。図3は、図2と同じ部位における開極時の後半の状態を示している。 2 and 3 are cross-sectional views showing a main part of the gas circuit breaker. FIG. 2 shows the state of the first half when the gas circuit breaker is opened. FIG. 3 shows the state of the latter half at the time of opening the pole at the same site as that of FIG.
消弧装置1は、固定通電接触子12及び固定アーク接触子14を有している。固定通電接触子12及び固定アーク接触子14は、導電性材料で一体的に形成されており、図示しない方法で筐体9に固定されている。
The
固定通電接触子12は、一端部が開口された有底円筒部材である。有底円筒部材の開口部の内面には、全周において突条が設けられている。固定アーク接触子14は、固定通電接触子12の内側に配置された棒状部材である。固定アーク接触子14の一端部は、固定通電接触子12の底部の中央に固定されている。
The fixed energizing
消弧装置1は、さらに、操作ロッド17、可動アーク接触子13、隔壁24、パッファシリンダ16、可動通電接触子11、絶縁ノズル15、及びピストンシリンダ25を有している。これらの部材は、可動部30を構成している。また、ピストン18は、図示しない方法で筐体9に固定されている。
The
操作ロッド17は、導電性材料からなる棒状部材である。操作ロッド17の一端部は、連結装置7に固定されている。操作ロッド17は、連結装置7から駆動力を伝達される。
The operating
可動アーク接触子13は、両端部が開口しており、内部に空間21がある中空の筒状部材である。可動アーク接触子13は、導電性材料からなっている。可動アーク接触子13の一端部の端面は、操作ロッド17の他端部の端面に固定されている。可動アーク接触子13の他端部の内側には、全周にわたって環状凸部13bが形成されている。可動アーク接触子13の環状凸部13bは、消弧装置1の閉極時に固定アーク接触子14と接触する。可動アーク接触子13の一端部には、通気口13aが設けられている。閉極移行時、及び開極移行時には、可動アーク接触子13が固定アーク接触子14に対して、環状凸部13bと固定アーク接触子14とで接触しながら移動する。その際、空間21の体積変化に応じて、絶縁ガスが通気口13aから出入りする。
The movable arc contactor 13 is a hollow tubular member having both ends open and a
隔壁24は円板状部材である。隔壁24は、中央に設けられた貫通穴に操作ロッド17の他端部の外周面が貫通されている。隔壁24と、操作ロッド17とは固定されている。また、隔壁24には、複数の逆止弁23が設けられている。複数の逆止弁23は、機械パッファ室19bから熱パッファ室19aへの一方向の絶縁ガスの流れを許容する。
The partition wall 24 is a disk-shaped member. The outer peripheral surface of the other end of the
パッファシリンダ16は、一端部が開口されている中空の有底円筒部材である。円筒部材の開口部には、隔壁24が嵌められ固定されている。円筒部材の底部の中央には、円形の開口16aが設けられている。開口16aには、開口16aの内径より小さい外径の可動アーク接触子13が差し込まれて配置されている。パッファシリンダ16、及び隔壁24は、熱パッファ室19aを形成している。
The
可動通電接触子11は、内径が一定に形成されている中空の筒状部材である。可動通電接触子11には、大径部と小径部とが形成されている。可動通電接触子11の内径は、パッファシリンダ16の開口16aの内径より大きくなっている。可動通電接触子11の大径部の端面は、パッファシリンダ16の底部に同軸に固定されている。可動通電接触子11の小径部の外周面は、閉極時に固定通電接触子12の突条と接触する。可動通電接触子11は、導電性材料から形成されている。
The movable energizing
絶縁ノズル15は、外径が一定に形成された中空の円筒部材である。絶縁ノズル15は、可動通電接触子11の内周面に嵌合されている。絶縁ノズル15の一端部の端面は、パッファシリンダ16の底部に、同軸に固定されている。絶縁ノズル15の他端部の内周面には、内周面の全周において径方向内側に張り出している環状凸部15aが、円筒部材と一体に形成されている。環状凸部15aの一端部側の内径は、一定である。環状凸部15aの他端側の内径は、他端部の先端に向かって、一端部側の内径から徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。絶縁ノズル15の内径及びパッファシリンダ16の開口16aの内径は、同じである。すなわち、パッファシリンダ16の底部に固定された絶縁ノズル15の内周面と、パッファシリンダ16の開口16aの内周面とは、同一面に構成されている。
The insulating
絶縁ノズル15は、可動アーク接触子13の先端側である他端側の半分を囲っている。可動アーク接触子13の他端部の外周面と、絶縁ノズル15の一端部の内周面との間には、環状隙間27が形成されている。この環状隙間27は、消弧装置1の開極作動の進捗に応じて絶縁ガスが流れる流路となる。この環状隙間27において、消弧装置1の開極作動の前半では、図2において破線矢印Xで示されているように、可動アーク接触子13の他端部から熱パッファ室19aに向かって、絶縁ガスが流れ込む。また、消弧装置1の開極作動の後半では、図3において破線矢印Yで示されているように、熱パッファ室19aから可動アーク接触子13の他端部方向へ絶縁ガスが吹き出す。
The insulating
絶縁ノズル15は、構成材料として、耐熱性に優れるフッ素樹脂と、炭素抑制剤とを含むフッ素樹脂混合物から形成されている。絶縁ノズル15を形成するフッ素樹脂には、四フッ化エチレン樹脂が用いられる。上記以外のフッ素樹脂として、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンとの共重合樹脂、又は四フッ化エチレンパーフルオロアルキルエーテル共重合樹脂の何れか1つを用いてもよい。
The insulating
アーク発生時には、フッ素樹脂が分解されて導電性の炭素が発生する。発生した炭素は、絶縁ノズル15の表面に析出して、絶縁ノズル15の絶縁性能を低下させてしまう。そこで、本開示の絶縁ノズル15を形成するフッ素樹脂混合物には、アークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応して絶縁性のある炭化物を生成することができる炭素抑制剤を用いることにより、絶縁性能の低下を防ぐことができる。また、この炭素抑制剤は炭素と反応することにより、一酸化炭素を生成し、フッ素樹脂が熱分解して発生するガスの吹き出し圧力を高めるため、効率的に消弧できる。このような炭素抑制剤として、本発明者らは、数多くある化学物質のうち、アークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応する化合物を探索する中で最適な物質を見出した。具体的には、フッ素樹脂に配合する炭素抑制剤として、三酸化二ホウ素、あるいは酸化カルシウムの少なくともいずれか1つが最適であることを今回新たに見出した。
When an arc is generated, the fluororesin is decomposed to generate conductive carbon. The generated carbon is deposited on the surface of the insulating
即ち、炭素抑制剤と炭素が反応する機構は、導通電流の遮断時に発生するアークの熱による炭化物生成反応を利用している。炭素抑制剤は、例えば以下のような反応式に基づいて炭素と反応する。反応により生成する一酸化炭素は、フッ素樹脂が熱分解して発生するガスの吹き出し圧力を高め、消弧性能を向上させることができる。
2B2O3+7C→B4C+6CO
CaO+3C→CaC2+CO
That is, the mechanism by which the carbon inhibitor reacts with carbon utilizes the carbide formation reaction due to the heat of the arc generated when the conduction current is cut off. The carbon inhibitor reacts with carbon based on, for example, the following reaction formula. The carbon monoxide produced by the reaction can increase the blowing pressure of the gas generated by the thermal decomposition of the fluororesin, and can improve the arc extinguishing performance.
2B 2 O 3 + 7C → B 4 C + 6CO
CaO + 3C → CaC 2 + CO
これらの炭素抑制剤に共通する性質は、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子(ホウ素,カルシウム)を少なくとも1種含み、導通電流の遮断時に発生するアークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応して絶縁性のある炭化物が生成されることである。また、これらの炭素抑制剤は炭素と反応することにより、一酸化炭素を生成するというものである。 A property common to these carbon inhibitors is that they contain at least one atom (boron, calcium) with a primary ionization energy of 801 kJ / mol or less, and the fluororesin is decomposed by the heat of the arc generated when the conduction current is cut off. As a result, it reacts with the generated carbon to produce insulating carbide. In addition, these carbon inhibitors produce carbon monoxide by reacting with carbon.
第一イオン化エネルギーとは、基底状態にある原子から1個の電子を取り除き1価の陽イオンにするために必要なエネルギーである。単位は、1モル当たりの原子に対して必要なエネルギーとして「kJ/mol」で表される。このイオン化エネルギーは電子を引き付ける力の指標であり、これが801kJ/mol以下の原子の場合には電子を放出しやすく、他の原子との反応性が高くなる。そのため、より多くの炭素と反応し、その析出を抑えることができる。第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子とは、具体的にはホウ素、カルシウムの何れかを指す。 The first ionization energy is the energy required to remove one electron from an atom in the ground state to make it a monovalent cation. The unit is represented by "kJ / mol" as the energy required for an atom per mole. This ionization energy is an index of the force for attracting electrons, and when it is an atom of 801 kJ / mol or less, it is easy to emit an electron and the reactivity with other atoms becomes high. Therefore, it can react with more carbon and suppress its precipitation. An atom having a first ionization energy of 801 kJ / mol or less specifically refers to either boron or calcium.
本開示の絶縁ノズル15を形成するフッ素樹脂混合物には、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を少なくとも1種含み、導通電流の遮断時に発生するアークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応する炭素抑制剤が含まれている。したがって、炭素抑制剤が、アークの熱により、フッ素樹脂から発生する炭素と反応して絶縁性の高い炭化物となることで、フッ素樹脂から発生する炭素が絶縁ノズル15の表面に析出することが抑制され、絶縁ノズル15の絶縁性能の低下を抑制することができる。さらに、炭素抑制剤は炭素と反応することにより、一酸化炭素を生成し、フッ素樹脂が熱分解して発生するガスの吹き出し圧力を高めるため、効率的に消弧できる。したがって、ガス遮断器の消弧性能を向上できる。
The fluororesin mixture forming the insulating
炭素抑制剤は、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を少なくとも1種含み、導通電流の遮断時に発生するアークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応する化合物として、消弧性能の観点から酸素原子を含んだ無機酸化物が好ましい。これは、含まれる酸素原子が炭素と反応し、一酸化炭素や二酸化炭素を生成するためである。生成した気体成分は、フッ素樹脂が熱分解して発生するガスによる高い吹き出し圧力を高め、消弧性能を向上することができる。 The carbon inhibitor is a compound that contains at least one atom with a first ionization energy of 801 kJ / mol or less and reacts with carbon generated by the decomposition of the fluororesin by the heat of the arc generated when the conduction current is cut off. From the viewpoint of arc extinguishing performance, an inorganic oxide containing an oxygen atom is preferable. This is because the oxygen atoms contained in it react with carbon to produce carbon monoxide and carbon dioxide. The generated gas component can increase the high blowing pressure due to the gas generated by the thermal decomposition of the fluororesin, and can improve the arc extinguishing performance.
炭素抑制剤は、フッ素樹脂中に分散している。これにより、絶縁ノズル15の表面に析出する炭素の近くに、炭素抑制剤が存在するため、効率良く反応させることができる。
The carbon inhibitor is dispersed in the fluororesin. As a result, since the carbon inhibitor is present near the carbon deposited on the surface of the insulating
炭素抑制剤の添加量は、フッ素樹脂混合物に対し0.5重量%以上50重量%未満であることが望ましい。炭素抑制剤の添加量は、0.5重量%以上であると、析出した炭素と十分に反応することができる。また、50重量%未満であれば、フッ素樹脂混合物に混合されているフッ素樹脂から十分な量のガス発生が得られ、絶縁ノズル15の機械的強度も得られる。
The amount of the carbon inhibitor added is preferably 0.5% by weight or more and less than 50% by weight with respect to the fluororesin mixture. When the amount of the carbon inhibitor added is 0.5% by weight or more, it can sufficiently react with the precipitated carbon. Further, if it is less than 50% by weight, a sufficient amount of gas can be generated from the fluororesin mixed in the fluororesin mixture, and the mechanical strength of the insulating
本開示の絶縁ノズル15を形成するフッ素樹脂混合物には、開示の効果を損なわない範囲で、消耗抑制剤を添加しても良い。消耗抑制剤は白色無機微粒子である。具体的には、酸化チタン、窒化ホウ素、アルミナ、及びシリカであり、これらの何れかを添加する。消耗抑制剤は、アーク光が絶縁ノズル15の内部に侵入することを妨げ、絶縁ノズル15の過剰な消耗を防ぐ。消耗抑制剤の配合量の目安は、10重量%以下である。
A consumption inhibitor may be added to the fluororesin mixture forming the insulating
ピストンシリンダ25は、中空の円筒部材である。ピストンシリンダ25の内径及び外径は、同じく円筒形状であるパッファシリンダ16の内径及び外径とそれぞれ同じである。ピストンシリンダ25の端部は、パッファシリンダ16の開口側の端部に接続されている。したがって、ピストンシリンダ25とパッファシリンダ16とは、外周面同士及び内周面同士が同一面として、つながって接続されている。
The piston cylinder 25 is a hollow cylindrical member. The inner diameter and outer diameter of the piston cylinder 25 are the same as the inner diameter and outer diameter of the
ピストンシリンダ25の内部には、ピストンシリンダ25の内径と等しい寸法の外径のピストン18が摺動自在に嵌合されている。ピストン18は、図示しない方法で筐体9に固定されている。ピストン18の中央部には、操作ロッド17が貫通する摺動穴18aが設けられている。このような構成により、操作ロッド17とピストンシリンダ25が、摺動自在に往復動する。ピストンシリンダ25、ピストン18、及び隔壁24は、機械パッファ室19bを形成している。
Inside the piston cylinder 25, a
以下に消弧装置1の作動を説明する。図示されていない消弧装置1の閉極時には、可動部30は、固定通電接触子12及び固定アーク接触子14に接近した位置にある。この位置では、固定アーク接触子14は、絶縁ノズル15の環状凸部15aの内側に収容されている。可動通電接触子11の小径部の外径面は、固定通電接触子12に接触している。また、固定アーク接触子14の先端部は、可動アーク接触子13の環状凸部13bに当接している。駆動装置5は駆動力を出力していない。この状態では、固定通電接触子12と可動通電接触子11との間で電流が流れている。アーク20は発生していないため、熱パッファ室19aは常圧である。また、駆動力が隔壁24に伝えられていないため、機械パッファ室19bも常圧である。
The operation of the
図2は、消弧装置1の開極作動の前期における消弧装置1の要部の断面図である。消弧装置1が開極し始めると、駆動装置5に駆動された連結装置7により可動部30が引っ張られ、可動アーク接触子13の環状凸部13bは、固定アーク接触子14から離れる。それに伴い、環状凸部13bと固定アーク接触子14との間にアーク20が発生する。アーク20は高温であるため、アーク20に加熱された絶縁ガスが高温になる。また、アーク20に晒された絶縁ノズル15のフッ素樹脂が分解して、高温のガスが発生する。そうすると、図中に破線矢印Xで示すように、高温の絶縁ガスと発生した高温ガスとは、絶縁ノズル15と可動アーク接触子13とで形成される環状隙間27を通って熱パッファ室19a内に流れ込む。流れ込んだ高温ガスによって圧力が高められると熱パッファ室19a内の絶縁ガスは、絶縁ノズル15に向けて吹き出る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the
絶縁ノズル15のフッ素樹脂が分解する時には、絶縁ガスの発生の他にフッ素樹脂中の炭素が析出する。析出した炭素は、アーク20からの熱により、絶縁ノズル15に分散している炭素抑制剤と速やかに反応し、絶縁性の炭化物と一酸化炭素となる。可動アーク接触子13が図中で右方向へ移動するのに伴い、可動部30と共に、隔壁24、及びピストンシリンダ25も移動する。しかし、開極作動の前期では、移動量がわずかのため、機械パッファ室19bの体積はあまり変わらず、機械パッファ室19bの圧力の上昇もわずかである。したがって、絶縁ガスが機械パッファ室19bから吹き出さない。
When the fluororesin of the insulating
図3は、消弧装置1の開極作動の後期における図2と同じ部位の断面図である。
消弧装置1の開極作動の後期では、可動部30が移動して、環状凸部13bが固定アーク接触子14からさらに離れた位置に移動する。アーク20は、環状凸部13bが固定アーク接触子14から離れるにつれて伸び、徐々に細くなる。可動アーク接触子13が図中で右方向に移動する際に、可動部30と共に隔壁24、及びピストンシリンダ25も移動するが、ピストン18は筐体9に固定されており移動しない。したがって、隔壁24、ピストンシリンダ25及びピストン18で形成されている機械パッファ室19bは、開極作動開始時より体積が減少する。そのため、機械パッファ室19b内の圧力は高まり、機械パッファ室19b内の絶縁ガスは押し出される。機械パッファ室19b内の絶縁ガスは、図中に破線矢印Yで示すように、逆止弁23、熱パッファ室19a、及び環状隙間27を通って、ノズル開口部、すなわち絶縁ノズル15のテーパ状に広がった環状凸部15aに向けて押し出される。FIG. 3 is a cross-sectional view of the same portion as in FIG. 2 in the latter stage of the opening operation of the
In the latter stage of the opening operation of the
このようにして、アーク20に絶縁ガスを吹き付けて可動アーク接触子13と固定アーク接触子14との間の熱を、効率的に外部に排出しながらアークを消弧する。同時に、可動通電接触子11と固定通電接触子12とを、可動通電接触子11と固定通電接触子12との間にかかる再起電圧でアークが発生することがない十分な距離まで引き離すことで完全な絶縁状態にして、電流の遮断が完了する。
In this way, the
以下、本開示の実施例をあげて説明する。なお、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
上記に示した実施の形態1に基づき、絶縁ノズル15の実施例1〜3を作製した。具体的には、フッ素樹脂混合物に用いるフッ素樹脂は、四フッ化エチレン樹脂を実施例1〜3の全てに用いた。また、炭素抑制剤については、三酸化二ホウ素、及び酸化カルシウムを個別に用いて、それぞれ実施例1、及び実施例2とした。実施例3は三酸化二ホウ素及び酸化カルシウムを両方とも用いた。フッ素樹脂と上記のそれぞれの炭素抑制剤とを混合して圧縮成形し、電気炉にて380℃で10時間の加熱処理を行い、絶縁ノズル15を得た。Hereinafter, examples of the present disclosure will be described. The present disclosure is not limited to these examples.
Based on the first embodiment shown above, Examples 1 to 3 of the insulating
本開示の実施例1〜3の他に、比較のため比較例1〜3を作製した。比較例1は、炭素抑制剤を添加せず、四フッ化エチレン樹脂のみで絶縁ノズル15を作製したものである。比較例2は、四フッ化エチレン樹脂に、炭素抑制剤として、第一イオン化エネルギーが801kJ/molよりも大きいベリリウムを含む酸化ベリリウムを添加し、絶縁ノズル15を作製した。比較例3は、四フッ化エチレン樹脂に、炭素と反応しない酸化チタンを添加し、絶縁ノズル15を作製した。なお、実施例1〜3と比較例1〜3では、炭素抑制剤の添加の有無、及び添加した炭素抑制剤の種類が異なるのみで、圧縮成形及び加熱処理は、同じ方法、同じ条件とした。また、実施例1〜3と比較例1〜3には、炭素抑制剤以外の添加剤は添加していない。
In addition to Examples 1 to 3 of the present disclosure, Comparative Examples 1 to 3 were prepared for comparison. In Comparative Example 1, the insulating
上記のように作製した実施例1〜3及び比較例1〜3を、同じ条件においてアーク曝露試験を行った。それぞれの絶縁ノズル15について、試験装置の密閉チャンバ内にセットし、密閉チャンバ内を六フッ化硫黄で充填した。その状態で、定格電圧84kV、通電電流実効値20kAを印加して、遮断時間10〜15msで可動接点を移動させてアークを発生させ、10回の遮断試験を実施した。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 prepared as described above were subjected to an arc exposure test under the same conditions. Each insulating
上記アーク曝露試験中において、発生ガス圧力を圧力センサにより計測した。圧力センサには、PCB PIEZOTRONICS社製 電荷出力型圧力センサ 112A05を使用した。それぞれの実施例又は比較例ごとに、10回の試験における各発生ガス圧力値の平均値を算出した。その後、それぞれの実施例及び比較例ごとにおける上記平均値の、比較例1における上記平均値に対する比を求めて発生圧力とした。また、アーク曝露試験に供する前後において、絶縁ノズル15の表面の絶縁抵抗を測定し、アーク曝露による表面絶縁性能の変化を評価した。
During the arc exposure test, the generated gas pressure was measured by a pressure sensor. As the pressure sensor, a charge output type pressure sensor 112A05 manufactured by PCB PIEZOTRONICS was used. For each Example or Comparative Example, the average value of each generated gas pressure value in 10 tests was calculated. Then, the ratio of the average value in each Example and Comparative Example to the average value in Comparative Example 1 was calculated and used as the generated pressure. In addition, the insulation resistance on the surface of the insulating
図4は、各実施例及び比較例のアーク曝露試験による結果を示している。なお図中において、絶縁抵抗が「>1×1015」とは、測定器で測定できる最大値であることを意味する。FIG. 4 shows the results of the arc exposure test of each example and comparative example. In the figure, the insulation resistance of "> 1 × 10 15 " means that it is the maximum value that can be measured by the measuring instrument.
実施例1〜3では、炭素抑制剤を添加しない比較例1に対して、何れも発生圧力の増加が認められた。比較例1に対し、実施例1の発生圧力が一番高く108%であった。実施例2の発生圧力は103%、実施例3の発生圧力は106%であった。これは、フッ素樹脂の熱分解による発生ガス圧に加え、炭素抑制剤と炭素が反応した際に生成した一酸化炭素が圧力向上に寄与したためである。 In Examples 1 to 3, an increase in the generated pressure was observed as compared with Comparative Example 1 in which the carbon inhibitor was not added. The generated pressure in Example 1 was the highest at 108% with respect to Comparative Example 1. The generated pressure in Example 2 was 103%, and the generated pressure in Example 3 was 106%. This is because, in addition to the gas pressure generated by the thermal decomposition of the fluororesin, carbon monoxide generated when the carbon inhibitor and carbon react with each other contributed to the pressure improvement.
また、実施例1〜3では、試験前後において絶縁性能に変化はなく、高い絶縁性能が維持されていた。これは、析出した導電性の炭素と炭素抑制剤が反応し、絶縁性の炭化物になったことで、絶縁ノズル15の絶縁性低下を防いだものと考えられる。
Further, in Examples 1 to 3, there was no change in the insulation performance before and after the test, and high insulation performance was maintained. It is considered that this is because the precipitated conductive carbon reacts with the carbon inhibitor to form an insulating carbide, thereby preventing the insulating
比較例1では、試験後の絶縁性能に大幅な低下が見られた。比較例1は炭素抑制剤を添加していないため、フッ素樹脂の熱分解過程で生成した炭素が絶縁ノズル15の表面に析出して、絶縁性が低下したものと考えられる。比較例2及び比較例3では、試験後に絶縁性能の大幅な低下が見られた。また、いずれも比較例1に対し、発生圧力の低下が見られた。比較例2に添加された炭素抑制剤は、第一イオン化エネルギーが801kJ/molよりも大きいベリリウムを構成原子に含む酸化ベリリウムを用いており、炭素との反応性が低いため、一酸化炭素の発生量が低下したためと考えられる。また、比較例3に添加された炭素抑制剤は、第一イオン化エネルギーが659kJ/molのチタンを構成原子に含む酸化チタンを用いている。この酸化チタンは、炭素と反応しないため、フッ素樹脂の熱分解過程に発生した炭素の析出を抑制できなかったためと考えられる。
In Comparative Example 1, a significant decrease in the insulation performance after the test was observed. Since no carbon inhibitor was added to Comparative Example 1, it is considered that carbon generated in the thermal decomposition process of the fluororesin was deposited on the surface of the insulating
アーク発生時には、フッ素樹脂が分解されて導電性の炭素が発生する。発生した炭素は、絶縁ノズル15の表面に析出して、絶縁ノズル15の絶縁性能を低下させてしまう。これに対し、絶縁ノズル15を形成するフッ素樹脂混合物には、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を少なくとも1種含み、導通電流の遮断時に発生するアークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応する炭素抑制剤が含まれている。したがって、炭素抑制剤が、アークの熱により、フッ素樹脂から発生する炭素と反応して絶縁性の高い炭化物となることで、フッ素樹脂から発生する炭素が絶縁ノズル15の表面に析出することが抑制され、絶縁ノズル15の絶縁性能の低下を抑制することができる。
When an arc is generated, the fluororesin is decomposed to generate conductive carbon. The generated carbon is deposited on the surface of the insulating
また、絶縁ノズル15はフッ素樹脂と、第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を少なくとも1種含み、導通電流の遮断時に発生するアークの熱でフッ素樹脂が分解されることにより発生する炭素と反応する炭素抑制剤とを含み、炭素抑制剤がフッ素樹脂中に分散しているフッ素樹脂混合物から形成されている。それにより、アーク発生時において、炭素抑制剤は炭素と反応することにより、一酸化炭素を生成し、フッ素樹脂が熱分解して発生するガスの吹き出し圧力を高めるため、効率的に消弧できる。したがって、ガス遮断器の消弧性能を向上できる。
Further, the insulating
なお、実施の形態1では、絶縁ノズル15をフッ素樹脂と炭素抑制剤とからなるフッ素樹脂混合物から形成した。その他の実施例として、可動アーク部と絶縁ノズルとの間に絶縁ガスのフローガイドを設け、そのフローガイドにフッ素樹脂混合物を設けてもよい。また、そのフローガイドをフッ素樹脂混合物としてもよい。また、絶縁ノズル15の一部のみをフッ素樹脂混合物としてもよい。
In the first embodiment, the insulating
本開示の実施の形態及び実施例は、単に例示であって本開示を何ら制限するものではない。本開示の範囲は、上記の実施例における説明ではなく、請求の範囲によって示される。また、本開示は、その開示の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 The embodiments and examples of the present disclosure are merely examples and do not limit the present disclosure in any way. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the description in the above embodiment. Further, in the present disclosure, the embodiments can be appropriately modified or omitted within the scope of the disclosure.
1 消弧装置、2a 第一導体、2b 第二導体、3a ブッシング、3b ブッシング、4 作動機構、5 駆動装置、6 伝達装置、7 連結装置、8 絶縁支持体、9 筐体、9a 第一開口部、9b 第二開口部、10 摺動部材、11 可動通電接触子、12 固定通電接触子、13 可動アーク接触子、13a 通気口、13b 環状凸部、14 固定アーク接触子、15 絶縁ノズル、15a 環状凸部、16 パッファシリンダ、16a 開口、17 操作ロッド、18 ピストン、18a 摺動穴、19a 熱パッファ室、19b 機械パッファ室、20 アーク、21 空間、23 逆止弁、24 隔壁、25 ピストンシリンダ、27 環状隙間、30 可動部。 1 Arc extinguishing device, 2a 1st conductor, 2b 2nd conductor, 3a bushing, 3b bushing, 4 actuating mechanism, 5 drive device, 6 transmission device, 7 coupling device, 8 insulation support, 9 housing, 9a first opening Part, 9b Second opening, 10 Sliding member, 11 Movable energizing contactor, 12 Fixed energizing contactor, 13 Movable arc contactor, 13a Vent, 13b Circular convex part, 14 Fixed arc contactor, 15 Insulated nozzle, 15a annular protrusion, 16 puffer cylinder, 16a opening, 17 operation rod, 18 piston, 18a sliding hole, 19a thermal puffer chamber, 19b mechanical puffer chamber, 20 arc, 21 space, 23 check valve, 24 partition wall, 25 piston Cylinder, 27 annular gap, 30 movable parts.
Claims (7)
構成材料として、フッ素樹脂と、遮断時に発生するアークにより前記フッ素樹脂から発生する炭素と反応する炭素抑制剤とを含むフッ素樹脂混合物とを含み、
前記炭素抑制剤は、
第一イオン化エネルギーが801kJ/mol以下の原子を含む、少なくとも1種の化合物であり、
前記フッ素樹脂中に分散され、
前記アークの熱で前記フッ素樹脂が分解されることにより発生する前記炭素と反応して前記フッ素樹脂混合物上に絶縁性のある炭化物を生成する
ことを特徴とする絶縁ノズル。 An insulating nozzle that surrounds a movable arc contact that comes into contact with a fixed arc contact, which is used in the arc extinguishing device of a gas circuit breaker.
As configuration material, and a fluorine resin mixture comprising a fluorine resin, by an arc generated at the time of cutting off the carbon inhibitor that reacts with carbon generated from the fluororesin,
The carbon inhibitor is
It is at least one compound containing an atom having a first ionization energy of 801 kJ / mol or less.
Is dispersed in before Symbol fluorine resin,
An insulating nozzle characterized in that it reacts with the carbon generated by decomposing the fluororesin by the heat of the arc to generate an insulating carbide on the fluororesin mixture .
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/006832 WO2021166170A1 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Insulating nozzle and gas breaker using same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6829411B1 true JP6829411B1 (en) | 2021-02-10 |
JPWO2021166170A1 JPWO2021166170A1 (en) | 2021-08-26 |
Family
ID=74529674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020538151A Active JP6829411B1 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Insulated nozzle and gas circuit breaker using it |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6829411B1 (en) |
WO (1) | WO2021166170A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5213697A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Square D Co | Arccextinguishing material |
JP2000208022A (en) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | Circuit breaker |
EP3349234B1 (en) * | 2017-01-17 | 2020-11-18 | General Electric Technology GmbH | An electric arc-blast nozzle and a circuit breaker including such a nozzle |
WO2019176159A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | Insulating molded body and gas circuit breaker |
-
2020
- 2020-02-20 WO PCT/JP2020/006832 patent/WO2021166170A1/en active Application Filing
- 2020-02-20 JP JP2020538151A patent/JP6829411B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2021166170A1 (en) | 2021-08-26 |
WO2021166170A1 (en) | 2021-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5940180B2 (en) | Insulation material molded body for arc extinguishing, gas circuit breaker using the same | |
US2757261A (en) | Circuit interrupters | |
RU2623458C2 (en) | Mixture of hydrofluoroolefine and fluorocetone for use as a medium for insulating and/or damping of arcs and an electric medium voltage device with gas insulating that contains it | |
JP5721866B2 (en) | Gas circuit breaker | |
JP5242461B2 (en) | Gas circuit breaker | |
RU2738087C2 (en) | Gas isolated low or medium voltage load breaker | |
WO2013153112A1 (en) | Circuit breaker | |
KR20180051629A (en) | Medium-voltage or high-voltage switchgear with airtight insulation space | |
JP6829411B1 (en) | Insulated nozzle and gas circuit breaker using it | |
US11322322B2 (en) | Insulating molded body and gas circuit breaker | |
JP2004164994A (en) | Switch | |
US2733316A (en) | browne | |
JP4634259B2 (en) | Puffer type gas circuit breaker | |
KR102458208B1 (en) | Insulation media for electrical energy transmission devices | |
WO2019086268A1 (en) | Gas-insulated medium-voltage switch with shield device | |
US10665399B2 (en) | Gas circuit breaker | |
JP5286569B2 (en) | Puffer type gas circuit breaker | |
JP6189008B1 (en) | Insulating material molded body for arc extinguishing and gas circuit breaker provided with the same | |
JP2012054097A (en) | Gas-blast circuit breaker | |
WO2017159433A1 (en) | Arc-extinguishing insulation material molding and gas circuit breaker provided with same | |
EP4117006A1 (en) | Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker | |
EP4383302A1 (en) | High voltage circuit breaker | |
JP2003223836A (en) | Puffer-type gas-blast circuit breaker | |
JP2023017709A (en) | Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker | |
KR20240134467A (en) | Nozzle device of gas insulated circuit breaker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200709 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200709 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200804 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210104 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6829411 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |