JP6996525B2 - Gas insulation switching equipment - Google Patents
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Description
この発明は、開閉動作を行うことにより電力の供給および遮断を実行するガス絶縁開閉機器に関するものである。特に、二酸化炭素(CO2ガス)などの炭素(C)を含む絶縁性ガスを用いるガス絶縁開閉機器に関する。 The present invention relates to a gas-insulated opening / closing device that supplies and shuts off electric power by performing an opening / closing operation. In particular, the present invention relates to a gas-insulated switching device using an insulating gas containing carbon (C) such as carbon dioxide (CO 2 gas).
従来のガス絶縁開閉機器は、密閉容器に充填した絶縁性ガス中に機械的に接離可能な2つの電極を配置し、これらの電極を接続させることで通電を行い、これらの電極を開離させることで電流遮断を実行する。なお、電流遮断時に電極間にアーク放電の発生を伴う場合、このアーク放電に絶縁性ガスを吹付け、このアーク放電を消滅させて電流遮断を遂行する。
絶縁性ガスにCO2ガスを用いる場合、電極間に発生するアーク放電によりCO2ガスが分解され、微粒子状のカーボンが発生する。このカーボンは導電性物質であり、絶縁性の部品、特に絶縁ノズルに付着すると、付着した部分の電気絶縁性を著しく劣化させることがある。
このような絶縁性の劣化を抑止するため、ガス絶縁開閉機器の内部に酸化剤ガスが封入された酸化剤ガス保持手段を備え、電流遮断時に酸化剤ガスを放出し、カーボンを酸化しガス化することのより、カーボンが絶縁ノズル等に付着することを抑制する(例えば、特許文献1)。
In the conventional gas-insulated opening / closing device, two electrodes that can be mechanically separated from each other are arranged in an insulating gas filled in a closed container, and energization is performed by connecting these electrodes to separate these electrodes. By letting it cut off the current. If an arc discharge occurs between the electrodes when the current is cut off, an insulating gas is blown onto the arc discharge to extinguish the arc discharge and perform current cutoff.
When CO 2 gas is used as the insulating gas, the CO 2 gas is decomposed by the arc discharge generated between the electrodes, and fine particle carbon is generated. This carbon is a conductive substance, and when it adheres to an insulating component, particularly an insulating nozzle, the electrical insulation of the adhered portion may be significantly deteriorated.
In order to suppress such deterioration of insulation, an oxidant gas holding means in which an oxidant gas is sealed inside a gas-insulated opening / closing device is provided, and the oxidant gas is released when the current is cut off to oxidize carbon and gasify it. By doing so, it is possible to prevent carbon from adhering to the insulating nozzle or the like (for example, Patent Document 1).
前述したように、従来のガス絶縁開閉機器では、電流遮断時に酸化剤ガスを放出しカーボンを酸化しガス化することにより、絶縁性の部品に付着するカーボンの量を低減することができる。しかしながら、発生するカーボンの中には未反応のカーボンが存在し、ガス絶縁開閉機器の内部に付着する。
さらに、ガス絶縁開閉機器の電極の接続動作および開離動作を繰り返すと、未反応のカーボンがガス絶縁開閉機器の内部に蓄積される。また、ガス絶縁開閉機器の電極の接続動作時に、未反応のカーボンが絶縁性ガスの気流により拡散し、絶縁性の部品に付着し電気絶縁性を低下させる問題があった。
As described above, in the conventional gas-insulated switchgear, the amount of carbon adhering to the insulating component can be reduced by releasing the oxidant gas when the current is cut off to oxidize and gasify the carbon. However, unreacted carbon exists in the generated carbon and adheres to the inside of the gas-insulated opening / closing device.
Further, when the electrode connection operation and the opening / detachment operation of the gas-insulated switching device are repeated, unreacted carbon is accumulated inside the gas-insulated switching device. Further, there is a problem that unreacted carbon is diffused by the air flow of the insulating gas and adheres to the insulating component to reduce the electrical insulation property during the connection operation of the electrodes of the gas-insulated switching device.
この発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、絶縁性の部品へのカーボンの付着を低減し、高い電気絶縁性を維持するガス絶縁開閉機器を提供することである。 The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a gas-insulated switching device that reduces carbon adhesion to insulating parts and maintains high electrical insulation. It is to be.
この発明に係るガス絶縁開閉機器は、絶縁性ガスが充填されるタンク内に、導電性の固定電極と、固定電極の軸線上を稼動し固定電極と接離可能な可動電極と、可動電極と連動し軸線を取り囲む可動側筐体と、可動側筐体を支持する支持筒と、可動側筐体とで機械パッファ室を形成するピストンと、機械パッファ室の前記絶縁性ガスを噴出する噴出口と、機械パッファ室へ前記絶縁性ガスを吸気する第1の吸気口と、支持筒の内側と外側とを通じる第2の吸気口と、第2の吸気口から吸気する絶縁性ガスをろ過するフィルタとを備える。
さらに、固定電極と可動電極とが離れた状態から固定電極と可動電極とが接続する状態に変化するときに、フィルタでろ過された絶縁性ガスを第1の吸気口から吸気し、固定電極と可動電極とが接続した状態から固定電極と可動電極とが離れる状態に変化するときに、噴出口から吸気された絶縁性ガスを噴出することを特徴とする。
The gas-insulated switching device according to the present invention includes a conductive fixed electrode, a movable electrode that operates on the axis of the fixed electrode and can be brought into contact with and separated from the fixed electrode, and a movable electrode in a tank filled with insulating gas. A movable side housing that is interlocked and surrounds the axis, a support cylinder that supports the movable side housing, a piston that forms a mechanical puffer chamber with the movable side housing, and a spout that ejects the insulating gas in the mechanical puffer chamber. And, the first intake port for sucking the insulating gas into the mechanical puffer chamber, the second intake port passing through the inside and the outside of the support cylinder, and the insulating gas taken in from the second intake port are filtered. Equipped with a filter .
Further, when the fixed electrode and the movable electrode are separated from each other and the fixed electrode and the movable electrode are connected to each other, the insulating gas filtered by the filter is sucked in from the first intake port and fixed. When the fixed electrode and the movable electrode change from the connected state to the movable electrode, the insulating gas taken in from the ejection port is ejected.
この発明により、繰り返し動作しても、高い電気的絶縁性を維持し、高い信頼性を備えるガス絶縁開閉機器を提供する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a gas-insulated switching device that maintains high electrical insulation and has high reliability even after repeated operation is provided.
実施の形態1.
図1~図7は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものである。
図1~図3を参照して、この発明を実施するための実施の形態1に係るガス絶縁開閉機器100の構造を説明し、図1、および図4~図7を参照して、ガス絶縁開閉機器100の開極動作および閉極動作を説明する。
1 to 7 show the first embodiment for carrying out the present invention.
The structure of the gas-insulated
はじめに、図1~図3を参照して、実施の形態1に係るガス絶縁開閉機器100の構造を説明する。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1に係るガス絶縁開閉機器100の閉状態の断面図であり、後述する軸線Aを含む面の断面を示す。なお、後述するように、図1中には、軸線Aに垂直な方向からのタンク1の内部1nの透視図を示す部分も記載する。図2は、図1に示す一点鎖線C1に示す位置における軸線Aに平行な方向のガス絶縁開閉機器100の断面図であり、図3は、図1に示す一点鎖線C2に示す位置における軸線Aに平行な方向のガス絶縁開閉機器100の断面図である。
First, the structure of the gas-insulated
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas-insulated opening /
ガス絶縁開閉機器100の閉状態とは、後述するように、接離可能に構成された可動アーク電極21と固定アーク電極31とが篏合し電気的にも接続され、後述する可動部2が停止した状態を示す。また、ガス絶縁開閉機器100の開状態とは、可動アーク電極21と固定アーク電極31とが開離し、電気的にも絶縁され、可動部2が停止した状態を示す。さらに、ガス絶縁開閉機器100の開極動作とは、閉状態から開状態に移行する動作を言い、ガス絶縁開閉機器100の閉極動作とは、開状態から閉状態に移行する動作を言う。
さらに、電流遮断とは、開極動作により可動アーク電極21と固定アーク電極31との間に流れる電流を遮断することを言う。また、開極動作中に可動アーク電極21と固定アーク電極31との間にアーク放電Eが発生する場合は、アーク放電Eを消弧し、可動アーク電極21と固定アーク電極31との間に流れる電流を遮断することを言う。
As will be described later, the closed state of the gas-insulated opening /
Further, the current cutoff means to cut off the current flowing between the
図1を参照して、タンク1は、円筒形状の金属などで構成され、一般的に電気的に接地される。タンク1の内部1nには、CO2ガスなどの絶縁性ガスが充填される。
駆動ロッド23は、駆動機構6に連結する。さらに、駆動ロッド23は、一点鎖線に示す固定アーク電極31の軸線A上を駆動機構6に駆動され稼動する。言い換えると、軸線Aは、固定アーク電極31と可動アーク電極21とが接続および切り離しをするときの可動アーク電極21の動線であり、さらに、この動線の延長線である。なお、駆動ロッド23と駆動機構6とは、電気的には絶縁するように構成される。
With reference to FIG. 1, the
The
駆動ロッド23の先端のロッドヘッド23hには、可動アーク電極21が配置され、電気的に可動アーク電極21と駆動ロッド23とは接続する。また、ロッドヘッド23hには、可動アーク電極21を覆うように絶縁性の可動通電接触子22が配置される。さらに、可動通電接触子22の先端には、絶縁性の絶縁ノズル25が、固定アーク電極31を取り囲むように配置される。
また、円筒形状のパッファシリンダ24は、駆動ロッド23を取り囲むように配置され、パッファシリンダ24の一端は、ロッドヘッド23hに取り付けられる。言い換えると、パッファシリンダ24は、軸線Aを取り囲むように配置され、可動アーク電極21と連動する。
可動アーク電極21、可動通電接触子22、駆動ロッド23、パッファシリンダ24、および絶縁ノズル25は、可動部2を構成する。可動部2は、駆動機構6に駆動され稼動する。
A
Further, the
The
円筒形状の支持筒41は、パッファシリンダ24と篏合し、可動部2の稼動を支持する。さらに、支持筒41には、支持筒41の内側と外側とが通じさせる第2吸気口41pが形成される。さらに、第2吸気口41pを覆うように、フィルタ41fが配置される。
また、支持筒41の筒内に、固定ピストン42が配置される。支持筒41と固定ピストン42とは、支持部4を構成する。なお、支持筒41の側面41dは、前述した透視図の部分である。
また、固定ピストン42のピストンヘッド42hとパッファシリンダ24の壁面とで囲まれた空間は、機械パッファ室Mpを形成する。さらに、後述するように、ガス絶縁開閉機器100が開極動作を実行した場合に、機械パッファ室Mpの容積は圧縮されるように構成される。
The
Further, the
Further, the space surrounded by the
さらに、支持部4は、絶縁性の可動部側スペーサ72に支持されタンク1に固定される。また、支持筒41は、可動部側導体52の一端と電気的に接続する。さらに、可動部側導体52はタンク1に接触しないように絶縁性の導体用スペーサ74に支持され、可動部側導体52のもう一端は、図示しない第1の端子に接続される。なお、可動部側スペーサ72は、前述した透視図の部分である。
Further, the
固定アーク電極31は、導電性の固定通電板33に固定され、電気的にも接続される。さらに、固定通電板33は、導電性の固定通電接触子32に固定され、電気的にも接続される。
固定アーク電極31、固定通電接触子32、および固定通電板33は、固定部3を構成する。なお、固定通電接触子32の側面32dは、前述した透視図の部分である。
さらに、固定部3は、絶縁性の固定部側スペーサ71に支持されタンク1に固定される。また、固定通電接触子32は、固定部側導体51の一端と電気的に接続する。さらに、固定部側導体51はタンク1に接触しないように絶縁性の導体用スペーサ73に支持され、固定部側導体51のもう一端は、図示しない第2の端子に接続される。なお、可動部側固定部側スペーサ71は、前述した透視図の部分である。
The fixed
The fixed
Further, the fixing
さらに、図2を参照して、ピストンヘッド42hには、機械パッファ室Mpの内部と機械パッファ室Mpの外部が連通するように第1吸気口42pが設けられ、さらに第1吸気口42pに、第1吸気口42pを開閉する逆止弁43が配置される。
機械パッファ室Mpの内部の圧力が、第1吸気口42pを介し連通する機械パッファ室Mpの外部の圧力より高い場合、逆止弁43は開状態となる。また、機械パッファ室Mpの内部の圧力が、第1吸気口42pを介し連通する機械パッファ室Mpの外部の圧力以下の場合、逆止弁43は閉状態となる。
Further, referring to FIG. 2, the
When the pressure inside the machine puffer chamber Mp is higher than the pressure outside the machine puffer chamber Mp communicating through the
さらに、図3を参照して、ロッドヘッド23hには、機械パッファ室Mpの内部と機械パッファ室Mpの外部とが連通するように噴出口23pが設けられる。
Further, referring to FIG. 3, the
なお、固定アーク電極31は、特許請求の範囲に記載の固定電極の例示であり、可動アーク電極21は、特許請求の範囲に記載の可動電極の例示であり、パッファシリンダ24は、特許請求の範囲に記載の可動側筐体の例示であり、固定ピストン42は、特許請求の範囲に記載のピストンの例示であり、第1吸気口42pは、特許請求の範囲に記載の第1の吸気口の例示であり、第2吸気口41pは、特許請求の範囲に記載の第2の吸気口の例示であり、フィルタ41fは、特許請求の範囲に記載の第2のフィルタの例示であり、絶縁ノズル25は、特許請求の範囲に記載の絶縁性ノズルの例示である。
The fixed
つぎに、図1、および図4~図7を参照して、ガス絶縁開閉機器100の開極動作および閉極動作について説明する。
前述したように、図1は、ガス絶縁開閉機器100の閉状態の断面図を示す。図4は、ガス絶縁開閉機器100の開極動作中の断面図を示し、図5は、ガス絶縁開閉機器100の開極動作完了後の開状態の断面図を示す。
さらに、図6は、ガス絶縁開閉機器100の閉極動作中の断面図を示し、図7は、ガス絶縁開閉機器100の閉極動作完了後の閉状態の断面図を示す。
Next, with reference to FIGS. 1 and 4 to 7, the opening and closing operations of the gas-insulated
As described above, FIG. 1 shows a cross-sectional view of the gas-insulated opening /
Further, FIG. 6 shows a cross-sectional view of the gas-insulated
まず、図1、および図4~図5を参照して、ガス絶縁開閉機器100の開極動作を説明する。さらに、カーボンPcがタンク1の内部1nの部位に付着するメカニズムを説明する。
図1を参照して、前述した第1の端子と前述した第2の端子とは、外部の回路に接続され、第1の端子と第2の端子との間に電圧が印加され、可動アーク電極21と固定アーク電極31との間に電流が流れている状態であるとする。
First, the opening operation of the gas-insulated opening /
With reference to FIG. 1, the above-mentioned first terminal and the above-mentioned second terminal are connected to an external circuit, a voltage is applied between the first terminal and the second terminal, and a movable arc is applied. It is assumed that a current is flowing between the
図4を参照して、開極動作中のガス絶縁開閉機器100の状態を説明する。
ガス絶縁開閉機器100が開極動作を実行する場合、可動アーク電極21と固定アーク電極31とが篏合した閉状態から、可動部2が紙面の左方向へ移動し、可動アーク電極21と固定アーク電極31とが開離し開状態に移行する。このとき、可動アーク電極21と固定アーク電極31との間にアーク放電Eが発生し、アーク放電Eを介して可動アーク電極21と固定アーク電極31との間に電流が流れる状態であるとする。
With reference to FIG. 4, the state of the gas-insulated opening /
When the gas-insulated
つぎに、アーク放電Eを消弧する電流遮断のメカニズムを説明する。
開極動作中では、固定ピストン42のピストンヘッド42hの位置は変化せず、可動部2が紙面左から右へ移動するので、機械パッファ室Mpの容積は圧縮される。そのため、機械パッファ室Mpの内部の圧力は、機械パッファ室Mpの外部の圧力に比べ高くなり、逆止弁43は閉状態を維持する。すなわち、逆止弁43が閉状態で、機械パッファ室Mpの容積は圧縮される。
機械パッファ室Mpの容積は圧縮により、機械パッファ室Mp内の絶縁性ガスは、噴出口23pから噴出するガス流Smを生じ、ガス流Smは可動アーク電極21と絶縁ノズル25との間を経由し、アーク放電Eに吹き付けられる。さらに、ガス流Smは、可動部2が停止するまで、アーク放電Eに吹き付けられる。ガス流Smが、アーク放電Eを構成する絶縁性ガスのイオンと電子とを吹き飛ばすことにより、アーク放電Eは消弧する。すなわち、ガス絶縁開閉機器100により電流遮断が遂行される。
Next, the mechanism of current cutoff for extinguishing the arc discharge E will be described.
During the opening operation, the position of the
Due to the compression of the volume of the mechanical puffer chamber Mp, the insulating gas in the mechanical puffer chamber Mp generates a gas flow Sm ejected from the
図5を参照して、電流遮断を遂行し開極動作完了後のガス絶縁開閉機器100の状態を説明する。
絶縁性ガスにCO2ガスを用いる場合、電極間に発生するアーク放電によりCO2ガスは分解され、微粒子状のカーボンPcが発生する。カーボンPcは、ガス流Smにより吹き飛ばされ、タンク1の内部1nの部位に付着する。また、カーボンPcは、他の内部1nの部位に比べガス流Smの直撃を受ける固定部3に多く付着する。なお、図5に示すカーボンPcは、この発明の効果を説明するため、ガス絶縁開閉機器100の部位に比べ大きく表示している。
With reference to FIG. 5, the state of the gas-insulated
When CO 2 gas is used as the insulating gas, the CO 2 gas is decomposed by the arc discharge generated between the electrodes, and fine particle carbon Pc is generated. The carbon Pc is blown off by the gas flow Sm and adheres to the portion inside 1n of the
つぎに、図5~図7を参照して、ガス絶縁開閉機器100の閉極動作を説明する。さらに、カーボンPcの拡散を抑制するメカニズムを説明する。
前述したように、図5はガス絶縁開閉機器100の開極動作完了後の開状態を示し、閉極動作の前と同様な状態である。
図6を参照して、閉極動作中のガス絶縁開閉機器100の状態を説明する。
ガス絶縁開閉機器100が閉極動作を実行する場合、可動アーク電極21と固定アーク電極31とが開離した開状態から、可動部2が紙面の左方向へ移動し、可動アーク電極21と固定アーク電極31とが篏合し閉状態に移行する。
このとき、固定ピストン42のピストンヘッド42hの位置は変化せず、可動部2が紙面右から左へ移動するので、機械パッファ室Mpの容積は伸張される。このため、機械パッファ室Mpの内部の圧力は、機械パッファ室Mpの外部の圧力に比べ低くなるので、逆止弁43は開状態になり、絶縁性ガスのガス流Stを生じる。
ガス流Stは、支持筒41の外側からフィルタ41fと第2吸気口41pとを通り、さらに、第1吸気口42pを経由し、機械パッファ室Mpの内部に流れ込む。また、ガス流Stが生じることにより、可動アーク電極21と絶縁ノズル25との間および噴出口23pを経由し機械パッファ室Mpの内部に流れ込むガス流Srを低減することができる。
Next, the closing operation of the gas-insulated opening /
As described above, FIG. 5 shows an open state after the completion of the opening operation of the gas-insulated opening /
With reference to FIG. 6, the state of the gas-insulated opening /
When the gas-insulated
At this time, the position of the
The gas flow St flows from the outside of the
図7を参照して、閉極動作完了後のガス絶縁開閉機器100の状態を説明する。
可動部2が停止するので、機械パッファ室Mpの内部と機械パッファ室Mpの外部とは同じ圧力になる。よって、逆止弁43は閉状態になり、ガス流Stは消滅する。
ガス流Stにより、タンク1の内部1nの部位に付着したカーボンPcが、内部1nに拡散した場合でも、フィルタ41fのろ過性能を、カーボンPcの粒径に応じて設定しておけば、第2吸気口41pを経由し機械パッファ室Mpへ侵入するカーボンPcの量を低減することができる。
The state of the gas-insulated opening /
Since the
Even when the carbon Pc adhering to the portion of the inside 1n of the
カーボンPcの粒径は、1μmから500μmであると考えられている。フィルタ41fのろ過性能を100μm以上の粒径の固体を除去するように設定すれば、粒径100μm以上のカーボンPcおよび他の異物が、機械パッファ室Mpの内部への侵入するのを抑制することができる。
The particle size of the carbon Pc is believed to be 1 μm to 500 μm. If the filtration performance of the
よって、機械パッファ室Mpに滞留するカーボンPcの量を低減することができるので、開極動作時に、ガス流Smにより拡散し噴出口23pから噴出するカーボンPcを低減することができる。すなわち、カーボンPcが、絶縁ノズル25等の絶縁性の部品に付着するのを抑制することができる。
なお、図7中のフィルタ41f上のカーボンPcは、フィルタ41fによりろ過され、フィルタ41f内に残留するカーボンPcを模式化したものである。
Therefore, since the amount of carbon Pc staying in the mechanical puffer chamber Mp can be reduced, it is possible to reduce the carbon Pc diffused by the gas flow Sm and ejected from the
The carbon Pc on the
さらに、前述したように、ガス絶縁開閉機器100の閉極動作中では、第1吸気口42pを経由し、機械パッファ室Mpの内部に流れ込むので、ガス流Srを低減することができる。すなわち、固定部3に付着したカーボンPcが、ガス流Srにより拡散し、絶縁ノズル25等の絶縁性の部品に付着することを抑制することができる。
また、固定部3に付着したカーボンPcが、機械パッファ室Mpの内部に侵入することも抑制できるので、開極動作中に、カーボンPcがガス流Smにより拡散され、絶縁ノズル25等の絶縁性の部品に付着することを抑制することができる。
Further, as described above, during the closing operation of the gas-insulated opening /
Further, since the carbon Pc adhering to the fixing
すなわち、本実施の形態1により、開極動作および閉極動作を繰り返しても絶縁性の部品へのカーボンの付着を抑制し、高い電気絶縁性を維持する信頼性の高いガス絶縁開閉機器を提供することができる。 That is, according to the first embodiment, a highly reliable gas-insulated opening / closing device that suppresses carbon adhesion to insulating parts and maintains high electrical insulation even after repeated opening and closing operations is provided. can do.
実施の形態2.
実施の形態1では、支持筒41の壁面に第2吸気口41pが形成され、さらに、第2吸気口41pを覆うように、フィルタ41fが配置されることを説明した。
本実施の形態2では、フィルタ41gを、支持筒41と固定ピストン42との間の空間に配置する形態を説明する。
In the first embodiment, it has been described that the
In the second embodiment, a mode in which the
図8は、この発明の実施の形態2に係るガス絶縁開閉機器101の閉極動作中の断面図である。
図中の図1~図7と同一記号および同一符号は、実施の形態1と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
また、ガス絶縁開閉機器101の開極動作および閉極動作は、ガス絶縁開閉機器100と同様であるので、詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the gas-insulated opening /
Since the same symbols and the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 in the drawings are the same as or equivalent to those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
Further, since the opening and closing operations of the gas-insulated
図8を参照して、前述したようにフィルタ41gは、支持筒41と固定ピストン42との間の空間に配置される。言い換えると、フィルタ41gは、第1吸気口42pと第2吸気口41pとの間に配置される。空間Taは、フィルタ41gと支持筒41の一部分とでと閉じられた空間である。また、フィルタ41gの設置角度を選択できるので、第2吸気口41pの開口面積に比べ、フィルタ41gの開口面積が大きくなるように設定することが可能である。
なお、フィルタ41gは、特許請求の範囲に記載の第2のフィルタの例示である。
With reference to FIG. 8, as described above, the
The
閉極動作時に、ガス流Stは第2吸気口41pから空間Taに入り、フィルタ41gを通過し、機械パッファ室Mpの内部に流入する。このとき、当初にタンク1の内部1nの部位に付着していたカーボンPcのうち、ガス流Stにより拡散し第2吸気口41pから流入し空間Taの内部で、支持筒41の壁面および支持筒41の壁面に吸着するものがある。
この空間Taの内部に滞留したカーボンPcは、再度の閉極動作時にガス流Stにより拡散した場合でも、フィルタ41gの開口面積に比べ第2吸気口41pの開口面積が小さいために、第2吸気口41pから流出する可能性は低い。この滞留したカーボンPcは、フィルタ41gによりろ過されるか、あるいは支持筒41の壁面に再度吸着する。すなわち、ガス絶縁開閉機器101は、カーボンPcをフィルタ41gによりろ過する効果に加え、カーボンPcを空間Taの内部に蓄積する効果を備える。
なお、実施の形態1のフィルタ41fと同様に、フィルタ41gのろ過性能を、カーボンPcの粒径に応じて設定しておけば、第2吸気口41pを経由し機械パッファ室Mpへ侵入するカーボンPcの量を低減することができる。
During the closing operation, the gas flow St enters the space Ta from the
The carbon Pc retained inside the space Ta is the second intake because the opening area of the
As with the
前述したように、カーボンPcの粒径は、1μmから500μmであると考えられている。フィルタ41gのろ過性能を100μm以上の粒径の固体を除去するように設定すれば、粒径100μm以上のカーボンPcおよび他の異物が、機械パッファ室Mpの内部への侵入するのを抑制することができる。
As described above, the particle size of carbon Pc is considered to be 1 μm to 500 μm. If the filtration performance of the
すなわち、本実施の形態2では、開極動作および閉極動作を繰り返しても絶縁性の部品へのカーボンの付着を抑制し、高い電気絶縁性を維持するガス絶縁開閉機器を提供することができる。
すなわち、本実施の形態2では、実施の形態1の効果に加え、カーボンPcを空間Taの内部に蓄積する効果を備える。よって、開極動作および閉極動作を繰り返しても絶縁性の部品へのカーボンPcの付着を抑制し、高い電気絶縁性を維持する信頼性の高いガス絶縁開閉機器を提供することができる。
That is, in the second embodiment, it is possible to provide a gas-insulated opening / closing device that suppresses the adhesion of carbon to the insulating component even if the opening and closing operations are repeated and maintains high electrical insulation. ..
That is, the second embodiment has the effect of accumulating carbon Pc inside the space Ta in addition to the effect of the first embodiment. Therefore, it is possible to provide a highly reliable gas-insulated opening / closing device that suppresses the adhesion of carbon Pc to the insulating component even if the opening and closing operations are repeated and maintains high electrical insulation.
実施の形態3.
実施の形態1では、支持筒41の壁面に第2吸気口41pが形成され、さらに、第2吸気口41pを覆うように、フィルタ41fが配置されることを説明した。また、実施の形態2では、フィルタ41gを、支持筒41と固定ピストン42との間の空間に配置する形態を説明した。
本実施の形態3では、ガス絶縁開閉機器100の絶縁ノズル25に代わり、アブレーション性材料26aを有する絶縁ノズル26を配置する形態を説明する。
In the first embodiment, it has been described that the
In the third embodiment, a mode in which the insulating
図9は、この発明の実施の形態3に係るガス絶縁開閉機器102の絶縁ノズル26の周辺の開極動作中における断面図である。
図中の図1~図7と同一記号および同一符号は、実施の形態1と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
また、ガス絶縁開閉機器102の開極動作および閉極動作は、ガス絶縁開閉機器100と同様であるので、詳細な説明は省略する。
図9を参照して、前述したようにガス絶縁開閉機器102は、絶縁ノズル25に代わり絶縁ノズル26を配置する以外は、ガス絶縁開閉機器100と同様あるいは同等品であり、絶縁ノズル26のアーク放電Eに晒される部位に、アブレーション性材料26aを有する。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the gas-insulated opening /
Since the same symbols and the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 in the drawings are the same as or equivalent to those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
Further, since the opening and closing operations of the gas-insulated
With reference to FIG. 9, as described above, the gas-insulated
アブレーション性材料26aには、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が挙げられる。
さらに、アブレーション性材料26aには、パーフルオロエーテル系重合体、フッ素エラストマー、および4-ビニルオキシ-1-ブテン(BVE)環化重合体からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を用いることができる。
Examples of the
Further, as the
開極動作時に、アブレーション性材料26aは、アーク放電Eが発する高熱により多量の分解ガスを発生する。同時に、機械パッファ室Mpの容積が圧縮されることにより、アーク放電Eに吹き付けるガス流Shが発生する。ガス流Shは、ガス流Smに分解ガスによるガス流が重畳するために、ガス流Smに比べ大量なガス流になる。
ガス流Shにより、アーク放電Eを構成する絶縁性ガスのイオンと電子とは、吹き飛ばされ、アーク放電Eは消弧する。また、ガス流Shは、絶縁ノズル26の表面上を流れるので、カーボンPcは、ガス流Shにより絶縁ノズル26の表面に付着することなく、固定アーク電極31の方向へ押し流される。なお、図中のカーボンPcは、押し流されるカーボンPcを模式化したもので、この発明の効果を説明するため、ガス絶縁開閉機器102の部位に比べ大きく表示している。
During the opening operation, the
By the gas flow Sh, the ions and electrons of the insulating gas constituting the arc discharge E are blown off, and the arc discharge E is extinguished. Further, since the gas flow Sh flows on the surface of the insulating
すなわち、本実施の形態3では、実施の形態1の効果に加え、開極動作時にカーボンPcを絶縁ノズル26の表面に付着するに付着を抑制する効果を備える。よって、開極動作および閉極動作を繰り返しても絶縁性の部品へのカーボンPcの付着を抑制し、高い電気絶縁性を維持する信頼性の高いガス絶縁開閉機器を提供することができる。
That is, in the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the carbon Pc has an effect of adhering to the surface of the insulating
実施の形態4.
実施の形態3では、ガス絶縁開閉機器100の絶縁ノズル25に代わり、アブレーション性材料26aを有する絶縁ノズル26を配置する形態を説明した。
本実施の形態4では、ガス絶縁開閉機器100の絶縁ノズル25に代わり、開極動作時に酸素(O)を発生する絶縁ノズル27を配置する形態を説明する。
In the third embodiment, the embodiment in which the insulating
In the fourth embodiment, a mode in which an insulating
図10は、この発明の実施の形態3に係るガス絶縁開閉機器103の絶縁ノズル27の周辺の開極動作中における断面図である。
図中の図1~図7と同一記号および同一符号は、実施の形態1と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
また、ガス絶縁開閉機器103の開極動作および閉極動作は、ガス絶縁開閉機器100と同様であるので、詳細な説明は省略する。
図10を参照して、前述したようにガス絶縁開閉機器103は、絶縁ノズル25に代わり絶縁ノズル27を配置する以外は、ガス絶縁開閉機器100と同様あるいは同等品である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the gas-insulated opening /
Since the same symbols and the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 in the drawings are the same as or equivalent to those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
Further, since the opening and closing operations of the gas-insulated
With reference to FIG. 10, as described above, the gas-insulated
絶縁ノズル27は、例えば主材料にポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂から構成される絶縁体であり、酸素をその分子構造に含む酸素含有添加材が混合されて成形される。酸素含有添加材には、例えば、酸化ホウ素、酸化カルシウム、酸化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化タンタル、および酸化ニオブから選ばれる少なくとも1種の化合物を用いる。
The insulating
開極動作時に、絶縁ノズル27は、アーク放電Eが発する高熱により多量の分解ガスを発生し、酸素(O)を放出する。同時に、機械パッファ室Mpの容積が圧縮されることにより、アーク放電EにCO2ガス流を吹き付けて、微粒子状のカーボンPcが発生する前のガス状の炭素(C)と酸素(O)を結合させてCO分子やCO2分子にすることで、カーボンPcの発生を抑制する。
During the opening operation, the insulating
すなわち、本実施の形態4では、実施の形態1の効果に加え、カーボンPcの発生を抑制することにより、開極動作時にカーボンPcを絶縁ノズル26の表面に付着するに付着を抑制する効果を備える。よって、開極動作および閉極動作を繰り返しても絶縁性の部品へのカーボンPcの付着を抑制し、高い電気絶縁性を維持する信頼性の高いガス絶縁開閉機器を提供することができる。
That is, in the fourth embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, by suppressing the generation of carbon Pc, the effect of suppressing the carbon Pc from adhering to the surface of the insulating
なお、実施の形態1~4において、絶縁性ガスにCO2を例示したが、絶縁性ガスが、CO2、C5F10O、C4F7N、HFO1234ze、HFO1234yf、HFE245cb2、HCFO1233zd、O2のいずれか、あるいは、これらの混合ガスであっても本発明は有効である。 In the first to fourth embodiments, CO 2 is exemplified as the insulating gas, but the insulating gas is CO 2 , C 5 F 10 O, C 4 F 7 N, HFO 1234ze, HFO 1234yf, HFE245ccb2, HCFO1233zd, O. The present invention is effective even if it is any one of 2 or a mixed gas thereof.
さらに、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせた
り、各実施の形態を適宜変更、省略することが可能である。
例えば、実施の形態2に示すガス絶縁開閉機器101に、実施の形態3に示すアブレーション性材料26aを有する絶縁ノズル26を配置しても良い。また、実施の形態2に示すガス絶縁開閉機器101に、実施の形態4に示す酸素を放出する絶縁ノズル27を配置しても良い。さらには、実施の形態4に示す酸素を放出する絶縁ノズル27にアブレーション性材料26aを有しても良い。
Further, in the present invention, within the scope of the invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately changed or omitted.
For example, the insulating
また、実施の形態1~4において、固定ピストン42のピストンヘッド42hに、第1吸気口42pを配置し、さらに第1吸気口42pを開閉する逆止弁43を配置する形態を説明した。しかしながら、ガス絶縁開閉機器(100~103)の開極動作時に逆止弁が閉状態になり、ガス絶縁開閉機器(100~103)の閉極動作時に逆止弁が開状態になる吸気口であれば、逆止弁の配置位置はピストンヘッド42hでなくても良い。
例えば、パッファシリンダ24の筒面上に、機械パッファ室Mpの内部と機械パッファ室Mpの外部が直接通じる吸気口を配置し、さらに逆止弁を配置しても良く、この場合、第2吸気口41pを配置する必要はない。なお、パッファシリンダ24の筒面とは、機械パッファ室Mpの内部と機械パッファ室Mpの外部を仕切る部位である。
なお、この場合の吸気口は、特許請求の範囲に記載の第1の吸気口の例示である。
さらに、実施の形態1~4において、逆止弁を例示したが、ガス絶縁開閉機器(100~103)の開極動作時に閉状態になり、かつガス絶縁開閉機器(100~103)の閉極動作時に開状態になる機構であるならば、逆止弁でなくても良い。例えば、逆止弁の代わりに電磁弁を配置し、この電磁弁をガス絶縁開閉機器(100~103)の開極動作時に閉状態になり、ガス絶縁開閉機器(100~103)の閉極動作時に開状態になるように上位の制御装置で制御しても良い。
Further, in the first to fourth embodiments, the
For example, an intake port that directly communicates with the inside of the machine puffer chamber Mp and the outside of the machine puffer chamber Mp may be arranged on the cylinder surface of the
The intake port in this case is an example of the first intake port described in the claims.
Further, although the check valve is exemplified in the first to fourth embodiments, the check valve is closed when the gas-insulated switching device (100 to 103) is opened, and the gas-insulated switching device (100 to 103) is closed. If it is a mechanism that opens during operation, it does not have to be a check valve. For example, a solenoid valve is arranged instead of the check valve, and this solenoid valve is closed when the gas-insulated switching device (100 to 103) is opened, and the gas-insulated switching device (100 to 103) is closed. It may be controlled by a higher-level control device so that it is sometimes opened.
なお、実施の形態1~4において、駆動ロッド23のロッドヘッド23hに孔を配置し噴出口23pと定義したが、ガス流Smが通る可動アーク電極21と絶縁ノズル25との間の位置を噴出口と定義しても良い。さらに、機械パッファ室Mpからアーク放電Eまでにガス流Smが通る位置を噴出口と定義しても良い。言い換えると、可動アーク電極21と固定アーク電極31との間から機械パッファ室Mpまでのどの位置を噴出口と定義しても良い。
In the first to fourth embodiments, the hole is arranged in the
さらに、実施の形態1、および3~4において、支持筒41の壁面に第2吸気口41pを形成し、さらに第2吸気口41pを覆うようにフィルタ41fが配置する形態を説明した。また、実施の形態2において、支持筒41と固定ピストン42との間の空間にフィルタ41gを配置する形態を説明した。しかしながら、フィルタの位置は、ガス流Smが機械パッファ室Mpに流入する前であれば良く、このように支持筒41の壁面あるいは支持筒41の内部でなくても良い。
例えば、タンク1の内壁と支持筒41との間にフィルタを配置し、第2吸気口41pにガス流Smが流入する前に、ガス流Smをろ過しても良い。さらに、この場合、フィルタの一端側が設置されるタンク1の内壁と接触し、フィルタのもう一端側に電圧が印加される支持筒41に接触するので、フィルタの配置位置においてタンク1の内壁と支持筒41とを電気的に絶縁する必要がある。
なお、この場合のフィルタは、特許請求の範囲に記載の第1のフィルタの例示である。フィルタ41fおよびフィルタ41gと同様に、この第1のフィルタのろ過性能を、カーボンPcの粒径に応じて設定しておけば、機械パッファ室Mpへ侵入するカーボンPcの量を低減することができる。
Further, in the first embodiment and the third to fourth embodiments, the embodiment in which the
For example, a filter may be arranged between the inner wall of the
The filter in this case is an example of the first filter described in the claims. Similar to the
前述したように、カーボンPcの粒径は、1μmから500μmであると考えられている。第1のフィルタのろ過性能を100μm以上の粒径の固体を除去するように設定すれば、粒径100μm以上のカーボンPcおよび他の異物が、機械パッファ室Mpの内部への侵入するのを抑制することができる。 As described above, the particle size of carbon Pc is considered to be 1 μm to 500 μm. If the filtration performance of the first filter is set to remove solids having a particle size of 100 μm or more, carbon Pc having a particle size of 100 μm or more and other foreign substances are suppressed from entering the inside of the mechanical puffer chamber Mp. can do.
また、実施の形態1、および3~4において、支持筒41の壁面に第2吸気口41pを形成し、さらに第2吸気口41pを覆うようにフィルタ41fが配置する形態を説明し、実施の形態2において、支持筒41と固定ピストン42との間の空間にフィルタ41gを配置する形態を説明した。しかしながら、本発明においてフィルタを配置する必要がない場合がある。
第2吸気口41pとカーボンPcが比較的大量に付着する固定部3との距離は、固定部3と絶縁ノズル(25、26、27)との距離に比べ遠い。このため、固定部3から、第2吸気口41pを経由し機械パッファ室Mpに流入するカーボンPc量は、従来のガス絶縁開閉機器に比べ少なくなり、絶縁ノズル(25、26、27)に付着するカーボンPcも低減することができる。
Further, in the first and third to fourth embodiments, the embodiment in which the
The distance between the
すなわち、本発明のガス絶縁開閉機器において、吸気口の配置位置、弁の種類および配置位置、フィルタの配置位置およびフィルタの有無は、ガス絶縁開閉機器を設計する上で適宜決められるものである。 That is, in the gas-insulated opening / closing device of the present invention, the arrangement position of the intake port, the type and arrangement position of the valve, the arrangement position of the filter and the presence / absence of the filter are appropriately determined in designing the gas-insulated opening / closing device.
1 タンク、21 可動アーク電極、23p 噴出口、24 パッファシリンダ、25 絶縁ノズル、26a アブレーション性材料、31 固定アーク電極、41 支持筒、41f、41g フィルタ、42h ピストンヘッド、41p 第2吸気口、42 固定ピストン、42p 第1吸気口、43 逆止弁、100~103 ガス絶縁開閉機器、A 軸線、Mp 機械パッファ室。 1 tank, 21 movable arc electrode, 23p spout, 24 puffer cylinder, 25 insulating nozzle, 26a ablation material, 31 fixed arc electrode, 41 support cylinder, 41f, 41g filter, 42h piston head, 41p second intake port, 42 Fixed piston, 42p first intake port, 43 check valve, 100-103 gas-insulated switchgear, A-axis line, Mp mechanical puffer chamber.
Claims (8)
導電性の固定電極と、
前記固定電極の軸線上を稼動し前記固定電極と接離可能な可動電極と、
前記可動電極と連動し前記軸線を取り囲む可動側筐体と、
前記可動側筐体を支持する支持筒と、
前記可動側筐体とで機械パッファ室を形成するピストンと、
前記機械パッファ室の前記絶縁性ガスを噴出する噴出口と、
前記機械パッファ室へ前記絶縁性ガスを吸気する第1の吸気口と、
前記支持筒の内側と外側とを通じる第2の吸気口と、
前記第2の吸気口から吸気する前記絶縁性ガスをろ過するフィルタとを備え、
前記固定電極と前記可動電極とが離れた状態から前記固定電極と前記可動電極とが接続する状態に変化するときに、前記フィルタでろ過された前記絶縁性ガスを前記第1の吸気口から吸気し、
前記固定電極と前記可動電極とが接続した状態から前記固定電極と前記可動電極とが離れる状態に変化するときに、前記噴出口から吸気された前記絶縁性ガスを噴出することを特徴とするガス絶縁開閉機器。 In the tank filled with insulating gas,
Conductive fixed electrodes and
A movable electrode that operates on the axis of the fixed electrode and can be contacted and separated from the fixed electrode,
A movable side housing that works with the movable electrode and surrounds the axis,
A support cylinder that supports the movable housing and
A piston forming a mechanical puffer chamber with the movable housing,
The ejection port for ejecting the insulating gas in the mechanical puffer chamber,
A first intake port for sucking the insulating gas into the mechanical puffer chamber ,
A second intake port passing through the inside and the outside of the support cylinder ,
A filter for filtering the insulating gas taken in from the second intake port is provided.
When the fixed electrode and the movable electrode change from a separated state to a state in which the fixed electrode and the movable electrode are connected , the insulating gas filtered by the filter is introduced from the first intake port. Inhale and
A gas characterized by ejecting the insulating gas taken in from the ejection port when the fixed electrode and the movable electrode change from the connected state to the state in which the fixed electrode and the movable electrode are separated from each other. Insulated opening and closing equipment.
前記絶縁性ノズルは、アブレーション性材料を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉機器。 It is equipped with an insulating nozzle made of an insulating material that works with the movable electrode and surrounds the movable electrode.
The gas-insulated opening / closing device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the insulating nozzle has an ablatorable material.
前記絶縁性ノズルは、酸素を分子構造に含む酸素含有添加材が混合されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のガス絶縁開閉機器。 It is equipped with an insulating nozzle made of an insulating material that works with the movable electrode and surrounds the movable electrode.
The gas-insulated opening / closing device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the insulating nozzle is mixed with an oxygen-containing additive containing oxygen in its molecular structure.
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