JP7221460B1

JP7221460B1 - 開閉装置

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Publication number: JP7221460B1
Application number: JP2022555727A
Authority: JP
Inventors: 貴広江戸; 泰規中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2023-02-13
Anticipated expiration: 2041-04-28
Also published as: CN117242540A; JPWO2022230095A1; WO2022230095A1; EP4333014A1

Abstract

消弧性能が向上できる開閉装置を提供する。本開示に係る開閉装置は、開口（５）を有する電極収容部（２）と、電極収容部（２）の内部に設けられた第１電極（１ａ）と、電極収容部（２）の開口（５）に挿脱可能に嵌合し、電極収容部（２）の内部に第１電極（１ａ）と接離する第２電極（１ｂ）とを備え、電極収容部（２）は第１電極（１ａ）と第２電極（１ｂ）の間に発生するアーク（３）によりアブレーションガスを発生し、第１電極（１ａ）と第２電極（１ｂ）が接触した状態から一定の距離まで離間する間、第１電極（１ａ）、第２電極（１ｂ）および電極収容部（２）により形成された閉空間（４）内にアブレーションガスを含むガスが貯留され、第１電極（１ａ）と第２電極（１ｂ）の互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極（１ｂ）と開口（５）の間の隙間から、閉空間（４）内のガスが放出され、アーク（３）に吹き付けられる。

Description

本開示は、電力系統の電路を開閉する、例えば、断路器や接地開閉器、遮断器等の開閉装置に関するものである。

開閉装置では、例えば、ＳＦ６ガスや乾燥空気等の絶縁性ガスを封入したタンク内において、電極が互いに接触した閉極状態から開極状態に開離すると、電極間にアークが発生する。
従来、このアークを効率的に消弧する消弧性能の向上とともに、都市部の地下変電所への適用や経済性の向上に向け、ガス絶縁開閉装置のコンパクト化が求められてきた。アークの消弧性能をさらに高めるために、例えば、操作装置の操作力を強化すること、アークへのガス吹き付け機構を別途設けること等が挙げられるが、開閉装置の機器体格が巨大化してしまう。

機器体格の拡大を抑え、アークの消弧性能を向上する方法として、例えば、特許文献１に記載されているアーク磁気駆動方式およびアブレーション冷却方式がある。
特許文献１に記載されているアーク磁気駆動方式は、固定電極と可動電極と別に設けられたスパイラル電極が電極開極時に生成する磁場によって、電極間に発生するアークを回転駆動してアークの消弧性能を向上する方法である。また、特許文献１に記載されているアブレーション冷却方式は、電極のアーク発生部近傍に絶縁カバーを取り付け、アークがスパイラル電極での磁気駆動により絶縁カバーに接触することで絶縁カバーからアブレーションガスが発生してアークを冷却する方式である。

近年、開閉装置にアーク消弧性能の更なる向上が求められている。一方、例えば、絶縁性ガスを消弧性能の高いＳＦ６ガスから乾燥空気やＣＯ２ガス等のＳＦ６代替ガスに変更することや、要求される遮断可能な電流値の拡大から、アーク時間の延長が想定される。
特許文献１に係る発明のスパイラル電極を用いた磁気駆動では、アーク時間の延長によるスパイラル電極の消耗が増え、磁気駆動の効果が薄れてしまうため、アークの消弧性能が低下する問題点があった。

特開２０２０－１６１４５９号公報

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、磁気駆動機構となるスパイラル電極を使用せず、アークの消弧性能が向上できる開閉装置を提供する。

本開示に係る開閉装置は、開口を有する電極収容部と、電極収容部の内部に設けられた第１電極と、電極収容部の開口に挿脱可能に嵌合し、電極収容部の内部に第１電極と接離する第２電極とを備え、電極収容部は第１電極と第２電極の間に発生するアークにより、アブレーションガスを発生する消弧部材を有し、第１電極と第２電極が互いに接触した状態から離間し、一定の距離まで離間する間、第１電極、第２電極および電極収容部により形成された閉空間内にアブレーションガスを含むガスが貯留され、第１電極と第２電極の互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極が第２電極よりも外側に位置する開口から離間することにより形成される、第２電極と開口の間の隙間から、閉空間内のガスが放出され、ガスがアークに吹き付けられる。第１電極と第２電極の間に発生するアークに対して、第２電極と開口の間の隙間から、閉空間内のガスが交わる方向に放出される。

本開示に係る開閉装置によれば、アークの磁気駆動機構となるスパイラル電極に依存したアークの消弧性能を向上する方法を使用せず、スパイラル電極の電極消耗に起因するアークの消弧性能の低下が防止され、消弧性能を向上することができる。

実施の形態１に係る開閉装置における閉極状態を示す概略断面図である。実施の形態１に係る開閉装置における内部空間での開極状態を示す概略断面図である。実施の形態１に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態２に係る開閉装置における電極開離直前の閉極状態を示す概略断面図である。実施の形態２に係る開閉装置における内部空間での開極状態を示す概略断面図である。実施の形態２に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態２に係る開閉装置の電極が内部空間から抜けた瞬間の状態におけるアークにガスが吹き付けられる様子を示す説明図である。実施の形態３に係る開閉装置における電極開離直前の閉極状態を示す概略断面図である。実施の形態３に係る開閉装置の内部空間における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態３に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態３に係る開閉装置の電極が内部空間から抜けた瞬間の状態におけるアークにガスが吹き付けられる様子を示す説明図である。実施の形態４に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態５に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態６に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態７に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態８に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態９に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態１０に係る開閉装置における閉極状態を示す概略断面図である。実施の形態１０に係る開閉装置における内部空間での開極状態を示す概略断面図である。実施の形態１０に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態１１に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。実施の形態１２に係る開閉装置における開極状態を示す概略断面図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

実施の形態１．
図１、２、３は実施の形態１に係る開閉装置１００における、閉極状態、内部空間における遮断途中の開極状態、および開極動作がさらに進み内部空間から抜けた開極状態をそれぞれ示す。図１、２、３は、一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における断面を示す概略図である。

図１は、実施の形態１に係る開閉装置１００において、第１電極１ａと第２電極１ｂとの一対の電極が互いに接触した閉極状態を示す概略断面図である。
図１に示すように、開閉装置１００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

図１および以下の図では、電極収容部２内に設けられた第１電極１ａ、および電極収容部２の開口５に挿脱される第２電極１ｂが、それぞれ導体単独で構成される場合を例示しているが、第１電極１ａと第２電極１ｂは、例えば、それぞれ第１電極１ａと第２電極１ｂと電極収容部２との隙間を埋めるためのフランジなどの他の部材を有してもよい。なお、以下では、第１電極１ａと第２電極１ｂが導体単独で構成される場合を例として説明する。
また、図１に示すように、第１電極１ａと第２電極１ｂとは対向して配置され、互いに接触または離間する一対の同径の電極となる。例えば、第１電極１ａを一対の電極のうちの一方の電極とし、第１電極１ａに対向して第１電極１ａと接触または離間する第２電極１ｂを他方の電極となる。

電極収容部２はこの一対の電極を覆うように配置され、例えば円筒型に構成されている。
電極収容部２はアブレーションガスが発生する消弧部材を有する。消弧部材は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロエーテル系重合体、フッ素エラストマー、及び４ービニルオキシー１ーブテン（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。
なお、ここでは、電極収容部２の全体を消弧部材で構成した例を示しているが、電極収容部２はその他の部材で形成した円筒部の径方向内側の表面に消弧部材を設けたものであってもよい。また、消弧部材は、電極収容部２の径方向内側の全周に設けられてもよいし、全周の一部にのみ設けられてもよい。なお、以下では、この電極収容部２の全体が消弧部材で構成される場合を例として説明する。

また、タンク５０の中には、図示しない電極を駆動する駆動機構および電極と電極収容部などを支持するように機械的に接続されている結構部位が設けられている。

図２は、開閉装置１００の一対の電極である第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した状態から離間し、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された密封する空間となる閉空間４を有する開極状態を示す概略断面図である。

第２電極１ｂが第１電極１ａに対して反対方向に移動し、電極が離間した同時に電極間にアーク３が点弧する。すなわち、閉空間４において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアーク３が発生している。
第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに一定の距離まで離間し、閉空間４が形成されたままで第１電極１ａ、第２電極１ｂ間の開極動作が進む。ここで、一定の距離とは、閉空間４が最大容積となる第１電極１ａと第２電極１ｂとの間の距離である。
電極収容部２は、第２電極１ｂ側の端部となる電極収容部端部２ａに開口５を有する。図２は第２電極１ｂが電極収容部端部２ａと接触した状態を示す。第２電極１ｂが電極収容部端部２ａの開口５から離れる直前に形成された閉空間４は最大容積を有する。閉空間４は、第２電極１ｂの外径面と電極収容部２の内径面との接触により閉塞される。

なお、ここで、第２電極１ｂが第１電極１ａと接触または離間するように図示左右方向に移動する閉極または開極動作について説明するが、この開極動作は、電極収容部２および第１電極１ａが第２電極１ｂに対して反対方向に移動してもよい。

この開極動作が進む期間に、アーク３が電極収容部２に触れること、またはアーク３の放電に伴う光となるアーク放電光の照射により、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに接触した状態から離間し、互いに一定の距離まで離間する間、閉空間４にアブレーションガスおよび絶縁性ガスを含むガスが貯留される。このアブレーションガスの増加により、アーク３の冷却が促進される。また、アブレーションガスの発生により閉空間４内の圧力が上昇して高圧化される。
閉空間４が形成されている開極動作の期間において、アーク３の全側面が電極収容部２で覆われている閉空間４に曝されているため、電極収容部２はより効率的にアーク放電光を受け取ることができ、アブレーションガスの発生量が増加する。タンク５０内の閉空間４の外部の空間における圧力に比べて、アブレーションガスの増加によって閉空間４内の圧力がより高圧化される。
なお、前述のように、アークによりアブレーションガスが発生することができれば、電極収容部２の径方向内側の一部、例えば、閉空間４に露出する表面が、消弧部材で構成されても良い。或は、第１電極１ａと第２電極１ｂとのうち、少なくとも一方の閉空間４に露出する表面が、消弧部材で構成されても良い。電極または電極収容部がアブレーションガスを発生する消弧部材を含むため、簡潔な構造により消弧作用を行う。

図３は、開閉装置１００の一対の電極がさらに離間した開極状態を示す。
第２電極１ｂは図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向にさらに移動して開極状態が進み、第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極１ｂと電極収容部端部２ａとの間に閉空間４から閉空間４の外部の空間に開放する開口５が現れる。アーク３を消弧するアーク消弧手段として、閉空間４から開放する開空間となった瞬間、第２電極１ｂが開口５から離間することにより形成される、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から、閉空間４内の高圧化されたガスが外部方向に、一気に放出され、多量のガスがアーク３に吹き付けられる。このアーク消弧手段により、アーク３が消弧される。

これにより、消弧性能が向上し、アーク時間が短くなるため、特許文献１に比べて、アークの熱による電極消耗を抑制できる。
また、例えば、第１電極１ａおよび第２電極１ｂの電極消耗で金属蒸気が発生しても、閉空間４内の圧力をさらに上昇させ、アーク３に吹き付けるガス吹付量が増加するため、消弧性能の向上に寄与する。

実施の形態１に係る開閉装置によれば、電極を収容する電極収容部は、消弧部材を用いることでアーク放電光によりアブレーションガスを放出し、アーク冷却を促進させ、閉空間内の圧力を上昇させ、アークへのガス吹き付け機能を付与することができるため、消弧性能が向上できる。
アークの磁気駆動機構であるスパイラル電極に依存したアークの消弧性能を向上する方法ではなく、スパイラル電極の電極消耗に起因するアークの消弧性能の低下が防止される。また、スパイラル電極を使用することにより機器体格の大型化、複雑化を抑制し、簡潔な構造により装置の小形軽量化が図れる。

実施の形態２．
実施の形態２では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態２に係る開閉装置２００について説明する。

図４、５、６に実施の形態２に係る開閉装置２００における、閉極状態、閉空間における遮断途中の開極状態、および開極動作がさらに進み閉空間から抜けた開極状態をそれぞれ示す。図４、５、６は、一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における断面を示す概略図である。
図４は、実施の形態２に係る開閉装置２００において、一対の電極が互いに離間する直前に互いに接触した閉極状態を示す概略断面図である。
図４に示すように、開閉装置２００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

実施の形態１に係る開閉装置１００における一対の電極は、対向する端部が同径であることに対して、実施の形態２に係る開閉装置２００において、一対の電極は対向する端部が異径に形成されている。
図４に示すように、第１電極１ａと第２電極１ｂはそれぞれ対向する端部として、第１電極端部２１ａと第２電極端部２１ｂを有する。
閉極状態から開極状態に遷移する際に、第２電極１ｂは図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向に移動する。図４に示した状態は、第１電極１ａと第２電極１ｂとが離間する直前に、第２電極端部２１ｂが第１電極端部２１ａと互いに接触した閉極状態となる。

第２電極端部２１ｂは、第１電極端部２１ａと電極収容部２との間に向かって突出している。第２電極端部２１ｂは、内径が第１電極端部２１ａの外径よりも大きく、外径は電極収容部２の内径よりも小さい。すなわち、第２電極端部２１ｂは、第１電極端部２１ａと電極収容部２との間に延伸可能な内径および外径を有する。第２電極端部２１ｂは、例えば、第１電極端部２１ａの全周を覆う円筒形状であってもよいし、第１電極端部２１ａの全周の一部のみを覆う一つまたは複数の突出部から構成されてもよい。例えば、第２電極端部２１ｂは、図４において第１電極端部２１ａの上方および下方のそれぞれを覆う二つの突出部であってもよい。
第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した閉極状態において、第２電極端部２１ｂは第１電極１ａと電極収容部２との間に延伸し、第１電極１ａの第１電極端部２１ａは第２電極１ｂの第２電極端部２１ｂの内側に挿入し、第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに嵌合している。

図５は、開閉装置２００の第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した状態から離間し、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された密封する空間となる閉空間４を有する開極状態を示す概略断面図である。
第２電極１ｂが図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向に移動し、電極が開離した同時に電極の間にアーク３が点弧する。すなわち、閉空間４において第１電極端部２１ａと第２電極端部２１ｂとの間にアーク３が発生する。一定の距離まで第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに離間し、閉空間４が形成されたままで第１電極１ａ、第２電極１ｂ間の開極動作が進む。
この開極動作が進む期間に、アーク３が電極収容部２に触れること、またはアーク３の放電に伴う光となるアーク放電光の照射により、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。閉空間４にアブレーションガスおよび絶縁性ガスを含むガスが貯留される。このアブレーションガスの増加により、アーク３の冷却が促進される。また、閉空間４においてアブレーションガスの増加により圧力が高圧化される。

図５に示す、第２電極１ｂの第２電極端部２１ｂと電極収容部２の電極収容部端部２ａと接触した状態において、第２電極端部２１ｂが電極収容部端部２ａの開口５から離れる直前に形成された閉空間４は最大容積を有する。図５に示すように、開閉装置２００における閉空間４の最大容積は、第１電極１ａの外側の空間および第２電極端部２１ｂの内側の空間を含み、実施の形態１に比べて大きくなる。また、実施の形態１に比べて、電極収容部２のアークに曝された部分が増え、アーク放電光によりアブレーションガスの発生量が増加する。すなわち、実施の形態１に比べて、ガスの量と貯留空間とも増えるため、アーク３を冷却する効果が高くなり、アーク３に吹き付けられるガス量が増加する。

図６は、開閉装置２００の第１電極１ａと第２電極１ｂがさらに離間した開極状態を示す。第２電極１ｂが第１電極１ａに対して反対方向にさらに移動して開極状態が進み、第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極１ｂと電極収容部端部２ａとの間に閉空間４から閉空間４の外部の空間に開放する開口５が現れる。アーク３を消弧するアーク消弧手段として、閉空間４から開放する開空間となった瞬間、第２電極１ｂが開口５から離間することにより形成される、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から、閉空間４内の高圧化されたガスが外部方向に、一気に放出され、多量のガスがアーク３に吹き付けられる。このアーク消弧手段により、アーク３が消弧される。

図７は、図６に示す第２電極１ｂが閉空間４から抜けた瞬間の状態において、ガスがアーク３に吹き付けられている様子を示す説明図である。図７（ａ）に示すアーク３が発生した初期状態に対して、図７（ｂ）にガス吹き付けられた後のアーク３ａの状態を示す。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、閉空間４から開空間となった瞬間、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から外部へのガスの流れは、実線の矢印で示す第１ガス流れ方向２５ａと、点線の矢印で示す第２ガス流れ方向２５ｂとを有する。第１ガス流れ方向２５ａは、第２電極端部２１ｂの内側の空間から、第２電極端部２１ｂと開口５との隙間に向かって外部へ流れる方向となる。第２ガス流れ２５ｂ方向は、電極収容部２と第１電極１ａの間の空間から、第２電極端部２１ｂと開口５との隙間に向かって外部へ流れる方向となる。
第１ガス流れ方向２５ａと第２ガス流れ方向２５ｂとの２通路のガス流がアーク３に吹き付けることにより、図７（ｂ）に示すようにアーク３は径が細くなったアーク３ａになる。アークの径が絞られることにより、アーク抵抗が上昇し、遮断しやすくなり、消弧性能が向上できる。

実施の形態２に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、実施の形態１に比べて、電極収容部２から発生したアブレーションガスの量とガスの貯留空間が増加するため、アーク３を冷却する効果が高くなり、アーク３に吹き付けられるガス量が増加する。さらに、２通路のガス流でアーク３に吹き付けられるため、消弧性能をさらに高めることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態３に係る開閉装置３００について説明する。

図８、９、１０に実施の形態３に係る開閉装置３００における、閉極状態、閉空間における遮断途中の開極状態、および開極動作がさらに進み閉空間から抜けた開極状態をそれぞれ示す。図８、９、１０は、一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における断面を示す概略図である。
図８は、実施の形態３に係る開閉装置３００において、一対の電極が互いに離間する直前に互いに接触した閉極状態を示す概略断面図である。
図８に示すように、開閉装置３００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

実施の形態２と同様に、実施の形態３に係る開閉装置３００においても、一対の電極は対向する端部が異径に形成されている。
図８に示すように、第１電極１ａと第２電極１ｂはそれぞれ対向する端部として第１電極端部３１ａと第２電極端部３１ｂを有する。
閉極状態から開極状態に遷移する際に、第２電極１ｂは図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向に移動する。図８に示した状態は、第１電極１ａと第２電極１ｂとが離間する直前に、第２電極端部３１ｂが第１電極端部３１ａと互いに接触した閉極状態となる。

第１電極端部３１ａは、第１電極端部３１ａと電極収容部２との間に向かって突出している。第１電極端部３１ａは、内径が第２電極端部３１ｂの外径よりも大きく、外径は電極収容部２の内径よりも小さい。すなわち、第１電極端部３１ａは、第２電極端部３１ｂと電極収容部２との間に延伸可能な内径および外径を有する。第１電極端部３１ａは、例えば、第２電極端部３１ｂの全周を覆う円筒形状であってもよいし、第２電極端部３１ｂの全周の一部のみを覆う一つまたは複数の突出部から構成されてもよい。例えば、第１電極端部３１ａは、図８において第２電極端部３１ｂの上方および下方のそれぞれを覆う二つの突出部であってもよい。第２電極端部３１ｂは、第２電極１ｂの電極収容部２の開口５に嵌合された部分に比べて、外径が小さい。
第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した閉極状態においては、第１電極端部３１ａは第２電極端部３１ｂと電極収容部２との間に延伸し、第２電極端部３１ｂが第１電極端部３１ａの内側に挿入し、第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに嵌合している。

図９は、開閉装置３００の第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した状態から離間し、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された密封する空間となる閉空間４を有する開極状態を示す概略断面図である。
第２電極１ｂが図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向に移動し、電極が開離した同時に電極の間にアーク３が点弧する。すなわち、閉空間４において第１電極端部３１ａと第２電極端部３１ｂとの間にアーク３が発生する。一定の距離まで第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに離間し、閉空間４が形成されたままで第１電極１ａ、第２電極１ｂ間の開極動作が進む。
この開極動作が進む期間に、アーク３が電極収容部２に触れること、またはアーク３の放電に伴う光となるアーク放電光の照射により、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。閉空間４にアブレーションガスおよび絶縁性ガスを含むガスが貯留される。このアブレーションガスの増加により、アーク３の冷却が促進される。また、閉空間４においてアブレーションガスの増加により圧力が高圧化される。

図９に示す第２電極１ｂと電極収容部２の電極収容部端部２ａと接触した状態において、第２電極１ｂが電極収容部端部２ａの開口５から離れる直前に形成された閉空間４は最大容積を有する。図９に示すように、開閉装置３００における閉空間４の最大容積は、第１電極端部３１ａの内側および第２電極端部３１ｂの外側の空間を含み、実施の形態１に比べて大きくなる。また、実施の形態１に比べて、電極収容部２のアークに曝された部分が増え、アーク放電光によってアブレーションガスが増加する。すなわち、実施の形態１に比べて、ガスの量と貯留空間とも増えるため、アーク３を冷却する効果が高くなり、アーク３に吹き付けられるガス量が増加する。

図１０は、開閉装置３００の第１電極１ａと第２電極１ｂがさらに離間した開極状態を示す。第２電極１ｂが第１電極１ａに対して反対方向にさらに移動して開極状態が進み、第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極１ｂと電極収容部端部２ａとの間に閉空間４から閉空間４の外部の空間に開放する開口５が現れる。アーク３を消弧するアーク消弧手段として、閉空間４から開放する開空間となった瞬間、第２電極１ｂが開口５から離間することにより形成される、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から、閉空間４内の高圧化されたガスが外部方向に、一気に放出され、多量のガスがアーク３に吹き付けられる。このアーク消弧手段により、アーク３が消弧される。

図１１は、図１０に示す第２電極１ｂが閉空間４から抜けた瞬間の状態において、アーク３にガスを吹き付ける様子を示す説明図である。図１１（ａ）に示すアーク３が発生した初期状態に対して、図１１（ｂ）にガス吹き付けられた後のアーク３ｂの状態を示す。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、閉空間４から開空間となった瞬間、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から外部へのガスの流れは、実線の矢印で示すガス流れ方向３５を有する。ガス流れ方向３５は、第１電極端部３１ａと第２電極端部３１ｂとの間の空間から、第２電極１ｂと開口５との隙間に向かって外部へ流れる方向となる。
ガス流れ方向３５はアーク３と直交するため、図１１（ａ）に示すアーク３の状態から図１１（ｂ）に示す電極収容部２側に伸びるアーク３ｂとなる。アーク３ｂの長さが伸びることにより、アーク抵抗が上昇し、遮断しやすくなり、消弧性能が向上できる。

実施の形態３に係る開閉装置によれば、実施の形態２と同様な効果を有する。

実施の形態４．
実施の形態４では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態４に係る開閉装置について説明する。
図１２は実施の形態４に係る開閉装置４００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１２は、開閉装置４００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１２に示すように、開閉装置４００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、対向して配置され、互いに進退することより接触または離間する一対の電極である第１電極１ａ、第２電極１ｂと、第１電極１ａ、第２電極１ｂを覆うように配置された電極収容部２とを有する。
実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態４に係る開閉装置４００では、電極の内部にアークに対して直交する方向の成分を有する磁場を発生する発生源となる磁場発生部が設けられている。

図１２に示すように、磁場発生部として永久磁石が用いられ、具体的に、永久磁石は第１電極１ａと第２電極１ｂの内部にそれぞれ設置された第１永久磁石７ａと第２永久磁石７ｂを含む。第１永久磁石７ａと第２永久磁石７ｂから、アークに対して直交する方向の成分を有する第１磁場６ａと第２磁場６ｂがそれぞれ生成される。
第１永久磁石７ａと第２永久磁石７ｂの極性は斥力が働く向きであれば、配置位置に図示位置の限りではなく、例えば、第１永久磁石７ａと第２永久磁石７ｂがそれぞれ第１電極１ａと第２電極１ｂの外側、または電極収容部２の外側に配置された電界緩和部材に設置されても良い。また、第１電極１ａと第２電極１ｂの一方のみにアークに対して直交する方向の成分を有する磁場を発生する磁場発生部が設けられても良い。例えば、図１２に示す第１永久磁石７ａと第２永久磁石７ｂのうち、一つのみを取り付けても同様の効果が得られる。

実施の形態４においても、第１電極１ａと第２電極１ｂが離間することにより、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された閉空間において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアークが発生している。
この場合、第１電極１ａと第２電極１ｂとの間に発生したアークに対して直交する方向の成分を有する第１磁場６ａと第２磁場６ｂにより生成されるローレンツ力によって、アークが磁気駆動され、冷却されるため、アークの消弧性能が向上できる。また、アークが磁気駆動されることにより、回転して電極収容部２に接触するため、アブレーションガスの発生量が増加し、閉空間の内圧が上昇する。アークに吹き付けられるガス量が増加するため、アークの消弧性能が向上できる。
さらに、アークが磁気駆動されて回転することにより、電極表面の温度を低下させ、かつ、消弧性能の向上によりアーク時間が短くなるため、電極の消耗も防止することができる。

実施の形態４に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、アークに対して直交する方向の成分を有する磁場を生成する永久磁石の適用により、アークが磁気駆動され、消弧性能をさら向上することが可能である。

実施の形態５．
実施の形態５では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態５に係る開閉装置について説明する。
図１３は実施の形態５に係る開閉装置５００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１３は、開閉装置５００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１３に示すように、開閉装置５００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、対向して配置され、互いに進退することより接触または離間する一対の電極である第１電極１ａ、第２電極１ｂと、第１電極１ａ、第２電極１ｂを覆うように配置された電極収容部２とを有する。

実施の形態４と同様に、実施の形態５に係る開閉装置５００においても、アークに対して直交する方向の成分を有する磁場が生成されている。
実施の形態４では、電極の内部または外側に設けられた永久磁石により、アークに対して直交する方向の成分を有する磁場を生成するが、実施の形態５に係る開閉装置５００では、磁場の発生源となる磁場発生部は、電極の内部に設けられた磁性体、および、電極または電極収容部の外側に設けられた永久磁石を用い、アークに対して直交する方向の成分を有する磁場を発生する。

図１３に示すように、磁場発生部の一組として、第１電極１ａの内部に配置された第１磁性体８ａと、第１電極１ａの外側に配置された第１永久磁石７ａとの組み合わせを有する。また、磁場発生部のもう一組として、第２電極１ｂの内部に配置された第２磁性体８ｂと、第２電極１ｂの外側に配置された第２永久磁石７ｂとの組み合わせを有する。第１永久磁石７ａは、第１電極１ａの外側に配置された第１電界緩和部材９ａに取り付けられている。第２永久磁石７ｂは、第２電極１ｂの外側に配置された第２電界緩和部材９ｂに取り付けられている。
電界緩和部材となる第１電界緩和部材９ａと第２電界緩和部材９ｂは、電極以外の箇所の電界集中を防ぐ効果があり、一般的に、断路器や接地開閉器などに取り付けられている。図１３において、第２電界緩和部材９ｂが第１電極１ａを覆う電極収容部２の外側に配置されている。

第１磁性体８ａと第１永久磁石７ａとの組み合わせにより、アークに対して直交する方向の成分を有する第１磁場６ａが生成される。第２磁性体８ｂと第２永久磁石７ｂとの組み合わせにより、アークに対して直交する方向の成分を有する第２磁場６ｂを発生する。
このように、第１磁性体８ａと第１永久磁石７ａとの組み合わせ、および、第２磁性体８ｂと第２永久磁石７ｂの組み合わせにより、アークに対して直交する方向の第１磁場６ａおよび第２磁場６ｂの強度が増加する。

なお、第１磁性体８ａと第１永久磁石７ａとの組み合わせ、または、第２磁性体８ｂと第２永久磁石７ｂの組み合わせのうち、一組のみを取り付けても同様の効果が得られる。
また、アークに対して直交する方向の成分を有する磁場が生成できれば、磁場発生部は、図１３に示す例のほかに、例えば、電極の内部に設けられた磁性体と電極の外側に配置された電界緩和部材に設けられた永久磁石との組み合わせ、或は、電極の内部および電極の外側に配置された電界緩和部材にそれぞれ設けられた永久磁石の組み合わせを用いても良い。

実施の形態５に係る開閉装置によれば、実施の形態４と同様な効果を有する。さらに、磁性体と永久磁石との組み合わせにより、実施の形態４に比べて、アークに対して直交する方向の磁場の強度が増加するため、消弧性能をさら向上することが可能である。

実施の形態６．
実施の形態６では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態６に係る開閉装置について説明する。
図１４は実施の形態６に係る開閉装置６００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１４は、開閉装置６００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１４に示すように、開閉装置６００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、対向して配置され、互いに進退することより接触または離間する一対の電極である第１電極１ａ、第２電極１ｂと、第１電極１ａ、第２電極１ｂを覆うように配置された電極収容部２とを有する。
実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態６に係る開閉装置６００では、電極にアーク放電光によりアブレーションガスが発生する消弧部材が設けられている。

図１４に示すように、第１電極１ａと第２電極１ｂは互いに対向する第１電極端部６１ａと第２電極端部６１ｂをそれぞれ有する。
第１電極端部６１ａの表面に消弧部材である第１消弧部材１０ａが取り付けられている。第２電極端部６１ｂの表面に消弧部材である第２消弧部材１０ｂが取り付けられている。第１消弧部材１０ａ、第２消弧部材１０ｂは電極収容部２と同じアブレーションガスが発生する消弧部材を使用することができる。

実施の形態６に係る開閉装置６００においても、第１電極１ａと第２電極１ｂは互いに接触した閉極状態から一定の距離まで離間する際に、電極収容部２と密封する閉空間が形成される。
第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間することにより、第１電極１ａ、第２電極１ｂと電極収容部２が形成された閉空間において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアークが発生し、アーク放電光によって、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。また、アークが第１消弧部材１０ａおよび第２消弧部材１０ｂに触れること、またはアーク放電光の照射により、第１消弧部材１０ａおよび第２消弧部材１０ｂからアブレーションガスが発生する。
第１電極１ａ、第２電極１ｂと電極収容部２が形成された閉空間において、電極収容部２の消弧部材のほかに、電極に設けられた消弧部材からもアブレーションガスが発生するため、アブレーションガスの発生量が増加し、閉空間の内圧がさらに上昇する。これによりアークを冷却する効率およびアークにガス吹き付ける効率が向上できる。

なお、第１消弧部材１０ａと第２消弧部材１０ｂのうち、一つのみを取り付けても同様にアブレーションガスの発生量を増やすことが可能である。
また、図１４において、消弧部材は電極がお互い接触する端部の表面に設けられているが、閉空間において、アーク放電光によりアブレーションガスを発生することができれば、設置位置はこの限りではない。

実施の形態６に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、アーク放電光により電極に設けられた消弧部材からもアブレーションガスが発生するため、実施の形態１に比べて、アークを冷却する効率およびアークにガス吹き付ける効率が向上でき、消弧性能をさら向上することが可能である。

実施の形態７．
実施の形態７では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態７に係る開閉装置について説明する。
図１５は実施の形態７に係る開閉装置７００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１５は、開閉装置７００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１５に示すように、開閉装置７００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態７に係る開閉装置６００では、電極収容部の内径面の形状が異なる。
第２電極１ｂが第１電極１ａと接触または離間するように図示左右方向に移動する。図示左側の離間する開極方向において、電極収容部２は、開口５側の端部となる電極収容部端部７２ａを有する。図１５に示すように、電極収容部端部７２ａは内径面がテーパー形状に形成されている。

第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間することにより、第１電極１ａ、第２電極１ｂと電極収容部２が形成された閉空間において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアークが発生し、アーク放電光によって、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。第１電極１ａと第２電極１ｂがさらに離間して閉空間から閉空間の外部に開放した瞬間、閉空間の内部に貯留されたアブレーションガスを含むガスが、アークに吹き付けられる。
電極収容部端部７２ａの内径面がテーパー形状に形成されたことにより、アークに吹き付けられるガスが電極収容部端部７２ａのテーパー形状の内径面に沿って放出されるため、ガス流速が増大する。

実施の形態７に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、電極収容部の内径面がテーパー形状に形成されてため、実施の形態１に比べて、アークに吹き付けるガス流速が増大し、消弧性能をさら向上することが可能である。

実施の形態８．
実施の形態８では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態８に係る開閉装置について説明する。
図１６は実施の形態８に係る開閉装置８００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１６は、開閉装置８００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１６に示すように、開閉装置８００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

実施の形態７と同様に、実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態８に係る開閉装置８００では、電極収容部の内径面の形状が異なる。
実施の形態７において、電極収容部の端部の内径面がテーパー形状に形成されていることに対して、実施の形態８において、図１６に示すように、電極収容部２の開口５側の端部となる電極収容部端部８２ａは内径面がＲ形状に形成されている。
電極収容部端部８２ａの内径面がＲ形状に形成されたことにより、アークに吹き付けられるガスが電極収容部端部８２ａのＲ形状の内径面に沿って放出されるため、ガス流速が増大する。

実施の形態８に係る開閉装置によれば、実施の形態７と同様な効果を有する。

実施の形態９．
実施の形態９では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態９に係る開閉装置について説明する。
図１７は実施の形態９に係る開閉装置９００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図１７は、開閉装置９００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図１７に示すように、開閉装置９００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態９に係る開閉装置９００では、電極収容部の内径面の形状が異なる。
第２電極１ｂが第１電極１ａと接触または離間するように図示左右方向に移動する。図示左側の離間する開極方向において、電極収容部２は、開口５側の端部となる電極収容部端部９２ａを有する。図１７に示すように、電極収容部端部９２ａは内径面に溝が形成されている。

第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間することにより、第１電極１ａ、第２電極１ｂと電極収容部２が形成された閉空間において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアークが発生し、アーク放電光によって、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。第１電極１ａと第２電極１ｂがさらに離間して閉空間から開空間となった瞬間、閉空間の内部に貯留されたアブレーションガスを含むガスが、アークに吹き付けられる。
電極収容部端部９２ａの内径面に溝が形成されたことにより、アークに吹き付けられるガスは電極収容部端部９２ａの溝を有する内径面を通って放出されるため、ガスに乱流が発生する。
例えば図１７では、電極収容部端部９２ａの内径面の溝は、電極収容部端部９２ａの内径面の周方向に延伸するように設けられるが、第２電極１ｂの移動方向に交わる方向に延伸していればよく、これにより、閉空間から開空間へのガスの流れ方向に対して乱流を形成でき、アークが冷却されやすくなる。なお、当該溝は電極収容部端部９２ａの内径面の全周に設けられてもよいし、当該全周の一部に設けられてもよい。

実施の形態９に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、電極収容部の内径面に溝が形成されたため、実施の形態１に比べて、ガスがアークに吹き付ける際に乱流が発生し、アークが冷却されやすくなり、消弧性能をさら向上することが可能である。

実施の形態１０．
実施の形態１０では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態１０に係る開閉装置について説明する。
図１８、１９、２０に実施の形態１０に係る開閉装置１０００における、閉極状態、閉空間における遮断途中の開極状態、および開極動作がさらに進み閉空間から抜けた開極状態をそれぞれ示す。図１８、１９、２０は、一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における断面を示す概略図である。

図１８は、実施の形態１０に係る開閉装置１０００において、一対の電極が互いに離間する直前に互いに接触した閉極状態を示す概略断面図である。
図１８に示すように、開閉装置１０００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。

第２電極１ｂは、第１電極１ａに接触する端部となる第２電極端部１０１ｂを有する。第２電極１ｂが第１電極１ａと接触または離間するように図示左右方向に移動する。図示左側の離間する開極方向において、電極収容部２は、開口５側の端部となる電極収容部端部１０２ａを有する。
第２電極端部１０１ｂの外径面が、電極収容部端部１０２ａの内径面の形状に沿って形成されている。

図１９は、開閉装置１０００の第１電極１ａ、第２電極１ｂが互いに接触した状態から離間し、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された密封する空間となる閉空間４を有する開極状態を示す概略断面図である。
図１９において、第２電極端部１０１ｂが第１電極１ａと離間し、電極収容部２の電極収容部端部１０２ａに接近した状態となる。第２電極１ｂが図示左側の開極方向となる第１電極１ａと反対方向に移動し、電極が開離した同時に電極の間にアーク３が点弧する。すなわち、閉空間４において第１電極１ａと第２電極１ｂとの間にアーク３が発生する。一定の距離まで第１電極１ａと第２電極１ｂとが互いに離間し、閉空間４が形成されたままで第１電極１ａ、第２電極１ｂ間の開極動作が進む。

この開極動作が進む期間に、アーク３により、電極収容部２からアブレーションガスが発生する。閉空間４にアブレーションガスおよび絶縁性ガスを含むガスが貯留される。このアブレーションガスの増加により、アーク３の冷却が促進される。また、閉空間４においてアブレーションガスの増加により圧力が高圧化される。

図２０に、第１電極１ａと第２電極１ｂがさらに離間した開極状態を示す。
第２電極１ｂが第１電極１ａに対して反対方向にさらに移動して開極状態が進み、第１電極１ａと第２電極１ｂが互いに離間した距離が一定の距離を超えると、第２電極１ｂの第２電極端部１０１ｂと電極収容部端部１０２ａとの間に閉空間４から開空間に開放する開口５が現れる。アーク３を消弧するアーク消弧手段として、閉空間４から開放する開空間となった瞬間、第２電極１ｂが開口５から離間することにより形成される、第２電極１ｂと開口５の間の隙間から、閉空間４内の高圧化されたガスが外部方向に、一気に放出され、多量のガスがアーク３に吹き付けられる。このアーク消弧手段により、アーク３が消弧される。
第２電極端部１０１ｂの外径面が、電極収容部端部１０２ａの内径面の表面形状に沿って形成されている。図２０に示すように、例えば、第２電極端部１０１ｂの外径面と電極収容部端部１０２ａの内径面は互いに対向して平行するテーパー面を有する。これにより、閉空間４から、開口５へ吹き付けられたガスの流路の幅が一定であるため、ガス流速が増大し、アーク３の消弧性能が向上する。

実施の形態１０に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、実施の形態１に比べて、閉空間４から開口５へ吹き付けられたガス流路の幅が一定であるため、アーク３に吹き付けるガスの流速が増大し、消弧性能をさらに高めることができる。

実施の形態１１．
実施の形態１１では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態１１に係る開閉装置１１００について説明する。
図２１は実施の形態１１に係る開閉装置１１００の開極状態を示す概略断面図であり、開閉装置１１００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図２１に示すように、開閉装置１１００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。
実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態１１に係る開閉装置１１００では、閉空間４に面する電極の表面から内側に凹む凹部がガスの貯留空間となるガス溜め部として形成されている。

図２１に示すように、第１電極１ａと第２電極１ｂは互いに対向する端部として第１電極端部１１１ａと第２電極端部１１１ｂをそれぞれ有する。
ガス溜め部として、第１電極端部１１１ａの表面に第１ガス溜め部１１ａが形成されており、第２電極端部１１１ｂの表面に第１ガス溜め部１１ａが形成されている。図２１に示す第１ガス溜め部１１ａと第２ガス溜め部１１ｂは一対の電極の互いに対向する面に設けられている。
第１電極１ａと第２電極１ｂは、互いに接触した閉極状態から一定の距離まで離間し、電極収容部２と密封する閉空間が形成される。第１ガス溜め部１１ａと第１ガス溜め部１１ａは、第１電極１ａと第２電極１ｂの互いに離間した距離が一定の距離以下の場合、第１電極１ａ、第２電極１ｂと電極収容部２が形成された閉空間の一部である。
すなわち、第１電極１ａ、第２電極１ｂおよび電極収容部２が形成された閉空間において、第１ガス溜め部１１ａと第２ガス溜め部１１ｂは、ガスの貯留空間として閉空間の一部であり、閉空間の合計容積はガス溜め部の容積が含まれるため、閉空間の最大容積が大きくなる。

なお、図２１に示す、第１ガス溜め部１１ａと第２ガス溜め部１１ｂとは、ほぼ同径であるが、第１ガス溜め部１１ａと第２ガス溜め部１１ｂとの大きさは必要に応じて変更することが可能である。
また、第１電極１ａと第２電極１ｂとのうち、少なくとも一方の表面にガス溜め部として凹部が形成されると、閉空間の最大容積を増やすことができる。例えば、図２１に示す第１ガス溜め部１１ａと第２ガス溜め部１１ｂの片方のみを設置しても良い。
また、図２１に示すガス溜め部は電極の互いに対向する端部の表面から内側に凹むように設けられているが、閉空間が形成される際に、ガス溜め部はガスの貯留空間として閉空間の一部であれば、設置位置はこの限りではない。例えば、実施の形態２、または３に示す電極の端部が異径の場合において、ガス溜め部として電極の電極収容部に対向する側面に凹部が設置されても良い。

実施の形態１１に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、実施の形態１に比べて、閉空間の最大容積がより大きくなることで、閉空間からアーク３に吹き付けるガス量が増加するため、消弧性能をさらに高めることができる。

実施の形態１２．
実施の形態１２では、本開示の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を使用し、同一または対応する部分についての説明は省略する。以下、図面を参照して、実施の形態１２に係る開閉装置１２００について説明する。
図２２は実施の形態１２に係る開閉装置１２００の一対の電極が接触または離間する移動方向となる図示左右方向における開極状態の断面を示す概略図である。図２２は、開閉装置１２００の完全に開極した絶縁状態を示す。

図２２に示すように、開閉装置１２００は、絶縁性ガスが封入されたタンク５０内に、開口５を有する電極収容部２と、電極収容部２の内部に設けられた第１電極１ａと、電極収容部２の開口５に挿脱可能に嵌合し、電極収容部２の内部に第１電極１ａと接離する第２電極１ｂとを有する。
実施の形態１に係る開閉装置１００の電極に比べ、実施の形態１２に係る開閉装置１２００では、電極に閉空間と閉空間の外部の空間を連通する通気部が形成されている。

図２２に示すように、第２電極１ｂにおいて、表面に設けられた２つの通気口となる通気口１２ａ、１２ｂを有する通気部１２が形成されている。通気口１２ａと通気口１２ｂとは第２電極１ｂの内部において連通するように形成されている。
通気口１２ａは、第１電極１ａに対向する第２電極１ｂの端部の表面に設けられている。第１電極１ａと第２電極１ｂは、互いに接触した閉極状態から一定の距離まで離間し、電極収容部２と密封する閉空間が形成された際に、通気口１２ａが閉空間に露出していることに対して、第２電極１ｂは、閉空間の外部の空間に露出するように形成されている。
これにより、第１電極１ａと第２電極１ｂの互いに離間した距離が一定の距離以下の場合、通気部１２は、通気口１２ａ、１２ｂを介して閉空間と閉空間の外部の空間とを連通させる。

また、通気部１２は、閉空間内から閉空間の外部の空間へのガスの流動を防止するように、通気口１２ａと通気口１２ｂの両方、または片方に、逆止弁（図示せず）が取り付ける。
アークを消弧した後に閉空間の外部の空間に対して閉空間内が負圧力になった場合、第１電極１ａと第２電極１ｂとが引き付けられ、開極できない場合がある。
通気部１２に設けられた逆止弁により、閉空間から閉空間の外部の空間への方向におけるガスの流動を阻止し、閉空間と閉空間の外部の空間との圧力差が所定の圧力差以上となると、閉空間の外部の空間から閉空間内への方向におけるガスの流動を開通する。ガスが通気部１２を通って閉空間の外部の空間から、閉空間内へ流入することにより、閉空間内の圧力を電極の開閉可能な正常状態に戻すことができる。
逆止弁を取り付けた場合、例えば、閉空間と閉空間の外部の空間との圧力差が所定の圧力差として２％以上になると閉空間の外部の空間から閉空間内への方向におけるガスの流動を開通する。ただし、ここでいう所定の圧力差は、この２％に限るものではなく、例えば５％以上、１０％以上であってもよい。

また、通気部１２を通り、閉空間と閉空間の外部の空間を連通させることができれば、通気部１２は、電極収容部２または第１電極１ａに取り付けられてもよい。

実施の形態１２に係る開閉装置によれば、実施の形態１と同様な効果を有する。
また、閉空間と閉空間の外部の空間を連通させ、逆止弁が設けられた通気部が形成されているため、電極間の開離を制御でき、閉空間内の圧力により開極異常を防止できる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ａ第１電極、１ｂ第２電極、２電極収容部、２ａ、７２ａ、８２ａ、９２ａ、１０２ａ電極収容部端部、３、３ａ、３ｂアーク、４閉空間、５開口、６ａ第１磁場、６ｂ第２磁場、７ａ第１永久磁石、７ｂ第２永久磁石、８ａ第１磁性体、８ｂ第２磁性体、９ａ第１電界緩和部材、９ｂ第２電界緩和部材、１０ａ第１消弧部材、１０ｂ第２消弧部材、１１ａ第１ガス溜め部、１１ｂ第２ガス溜め部、１２通気部、１２ａ、１２ｂ通気口、２１ａ、３１ａ第１電極端部、２１ｂ、１０１ｂ第２電極端部、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００開閉装置

Claims

開口を有する電極収容部と、
前記電極収容部の内部に設けられた第１電極と、
前記電極収容部の前記開口に挿脱可能に嵌合し、前記電極収容部の内部で前記第１電極と接離する第２電極とを備え、
前記電極収容部は前記第１電極と前記第２電極の間に発生するアークにより、アブレーションガスを発生する消弧部材を有し、
前記第１電極と前記第２電極が互いに接触した状態から離間し、一定の距離まで離間する間、前記第１電極、前記第２電極および前記電極収容部により形成された閉空間内に前記アブレーションガスを含むガスが貯留され、
前記第１電極と前記第２電極の互いに離間した距離が前記一定の距離を超えると、前記第２電極が前記第２電極よりも外側に位置する前記開口から離間することにより形成される、前記第２電極と前記開口の間の隙間から、前記閉空間内の前記ガスが放出され、前記ガスが前記アークに吹き付けられ、
前記第１電極と前記第２電極の間に発生するアークに対して、前記第２電極と前記開口の間の隙間から、前記閉空間内の前記ガスが交わる方向に放出されることを特徴とする開閉装置。
前記電極収容部が、
前記第１電極と前記第２電極の間に発生するアークにより、アブレーションガスを発生し、前記第１電極と前記第２電極とが接触した状態の位置から前記開口まで、前記第１電極および前記第２電極を周方向に覆う前記消弧部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
前記電極収容部の前記閉空間に露出する表面が、前記消弧部材で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉装置。
前記第１電極と前記第２電極とのうち、少なくとも一方の前記閉空間に露出する表面が、前記消弧部材で構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１電極と前記第２電極とのうち、一方の端部は、他方と前記電極収容部との間に向かって突出し、他方の外径より大きい内径を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記アークに対して直交する方向の成分を有する磁場を発生する磁場発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記磁場発生部は、前記第１電極と前記第２電極とのうちに、少なくとも一方の中に配置された永久磁石であることを特徴とする請求項６に記載の開閉装置。
前記磁場発生部は、前記第１電極と前記第２電極とのうちに、少なくとも一方の中に配置された磁性体と、前記閉空間の外部の空間に配置された永久磁石とを有することを特徴とする請求項６に記載の開閉装置。
前記電極収容部の前記開口側の内径面がテーパー形状に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記電極収容部の前記開口側の内径面がＲ形状に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記電極収容部の前記開口側の内径面に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第２電極の外径面は、前記電極収容部の前記開口側の内径面の表面形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１電極と前記第２電極とのうち、少なくとも一方の表面に、ガス溜め部として凹部が形成されており、
前記ガス溜め部は前記第１電極と前記第２電極の互いに離間した距離が前記一定の距離以下の場合、前記閉空間の一部であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記閉空間と前記閉空間の外部の空間とを連通する通気部が形成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記通気部は前記第２電極に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の開閉装置。
前記通気部に逆止弁が設置されており、
前記通気部は、前記逆止弁により、前記閉空間から前記外部の空間への方向におけるガスの流動を阻止し、前記閉空間と前記外部の空間との圧力差が所定の圧力差以上になると、前記外部の空間から前記閉空間内への方向におけるガスの流動を開通することを特徴とする請求項１４または１５に記載の開閉装置。