JP7287135B2 - gas circuit breaker - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統における故障電流を遮断するために用いられ、接触子間に発生したアークにガスを吹き付けて遮断する熱パッファ消弧方式のガス遮断器に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermal puffer arc extinguishing type gas circuit breaker that is used to interrupt a fault current in an electric power system and interrupts an arc generated between contacts by blowing gas onto the arc.
ガス遮断器は、性能の確保は当然のことながら高い信頼性が要求される。その点で、より低い操作エネルギで性能を確保し、機械的なストレスを低減できる消弧室構造とすることが理想的である。消弧性能向上の一環として、ガス遮断器の消弧室内の圧力上昇動作を早くする試みが注目されている。 Gas circuit breakers are required to have high reliability as well as to ensure performance. In that respect, it is ideal to have an arc-extinguishing chamber structure that can secure performance with lower operating energy and reduce mechanical stress. As part of improving the arc-extinguishing performance, attempts to speed up the pressure rise operation in the arc-extinguishing chamber of a gas circuit breaker are attracting attention.
このような技術の一例として、例えば、特許文献1に開示されたガス遮断器が知られている。 As an example of such technology, for example, a gas circuit breaker disclosed in Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術については、以下のような問題点がある。まず、特許文献1に記載された構成では、ガスの出入り口が同じであるため、熱パッファ室の圧力が十分高く維持できない。したがって、消弧までの時間が長い場合、消弧性能が低下する。 However, the technique described in Patent Document 1 has the following problems. First, in the configuration described in Patent Literature 1, since the gas inlet and outlet are the same, the pressure in the heat puffer chamber cannot be maintained sufficiently high. Therefore, if the arc extinguishing time is long, the arc extinguishing performance is degraded.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、パッファ室の圧力低下をゆるやかにし、圧力の高い状態を長く維持することにより、消弧性能が向上したガス遮断器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the conventional problems described above, and provides a gas circuit breaker with improved arc-extinguishing performance by slowing down the pressure drop in the puffer chamber and maintaining a high pressure state for a long time. for the purpose.
上記の課題を解決するために、本発明の態様1に係るガス遮断器は、固定接触子と、前記固定接触子の長手方向に移動することにより前記固定接触子と接離可能な可動接触子と、前記可動接触子を取り巻くようにして前記可動接触子に対して固定され、前記可動接触子との間に前記可動接触子の長手方向に延びる熱パッファ室を形成する第1のシリンダと、前記固定接触子および前記可動接触子を取り巻くようにして前記第1のシリンダに対して固定され、前記熱パッファ室と連通して前記可動接触子との間に延びるガス流路を形成する第1のガイドと、前記熱パッファ室と前記ガス流路との接続領域に流れるガス流量を調整する流量調整弁とを有する構成である。 In order to solve the above problems, a gas circuit breaker according to aspect 1 of the present invention includes a fixed contact and a movable contact capable of coming into contact with and separating from the fixed contact by moving in the longitudinal direction of the fixed contact. and a first cylinder fixed to the movable contact so as to surround the movable contact and forming a heat puffer chamber extending in the longitudinal direction of the movable contact between the movable contact and the first cylinder; A first contact is fixed to the first cylinder so as to surround the fixed contact and the movable contact, and communicates with the heat puffer chamber to form a gas flow path extending between the movable contact and the first contact. and a flow control valve for adjusting the flow rate of the gas flowing in the connection area between the heat puffer chamber and the gas flow path.
上記の構成によれば、大電流により電極間に発生したアークにより高温となったガスがガス流路を通じて熱パッファ室へ流入する場合、流量調整弁が開いて熱パッファ室へガスが入り、熱パッファ室の圧力を上昇させることができる。熱パッファ室からガス流路を通じてガスが流出する場合、流量調整弁が閉じて、ガスの流出量を制御することができ、遮断の瞬間まで熱パッファ室の圧力を高い状態に保つことができ、遮断性能の向上を実現することができる。 According to the above configuration, when the gas heated to a high temperature due to the arc generated between the electrodes due to the large current flows into the heat puffer chamber through the gas flow path, the flow control valve opens and the gas enters the heat puffer chamber, causing the heat to flow into the heat puffer chamber. The pressure in the puffer chamber can be increased. When gas flows out from the heat puffer chamber through the gas flow path, the flow control valve is closed to control the outflow of gas, and the pressure in the heat puffer chamber can be kept high until the moment of shutoff, An improvement in interrupting performance can be realized.
本発明の態様2に係るガス遮断器は、上記の態様1において、前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積が、前記熱パッファ室の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さく、前記流量調整弁は、前記可動接触子の回りにつば状に設けられ、前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積よりも大きな表面積を備え、且つ、前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さな孔を備え、前記可動接触子に対して摺動自在に前記熱パッファ室内に配置される構成としてもよい。
In the gas circuit breaker according to
上記の構成によれば、熱パッファ室からガスが流出する場合、流量調整弁が閉じ、流量調整弁に設けられた孔を介してガスの流出量を制御することができる。 According to the above configuration, when gas flows out from the heat puffer chamber, the flow control valve is closed, and the flow rate of gas can be controlled via the hole provided in the flow control valve.
本発明の態様3に係るガス遮断器は、上記の態様2において、前記ガス流路から前記熱パッファ室へガスが流入するとき、前記流量調整弁は前記接続領域から前記熱パッファ室内方へ摺動移動し、前記熱パッファ室から前記ガス流路へガスが流出するとき、前記流量調整弁は前記熱パッファ室の内方から前記接続領域へ摺動移動し、前記孔からガスを流出させることにより、ガス流量を調整する構成としてもよい。
In the gas circuit breaker according to
上記の構成によれば、熱パッファ室のガスの流入流出を、流量調整弁が摺動移動することにより調整し、熱パッファ室の圧力を保持することができる。 According to the above configuration, the inflow and outflow of gas in the heat puffer chamber can be adjusted by the sliding movement of the flow control valve, and the pressure in the heat puffer chamber can be maintained.
本発明の態様4に係るガス遮断器は、上記の態様2または3において、前記流量調整弁が前記接続領域から前記熱パッファ室内方へ摺動移動する場合、前記可動接触子が、摺動移動距離を制限する制限機構を更に有する構成としてもよい。
In the gas circuit breaker according to
上記の構成によれば、熱パッファ室からガスが流出する場合、流量調整弁が閉じ、流量調整弁に設けられた孔を介してガスの流出量を制御することができる。 According to the above configuration, when gas flows out from the heat puffer chamber, the flow control valve is closed, and the flow rate of gas can be controlled via the hole provided in the flow control valve.
本発明の態様5に係るガス遮断器は、上記の態様1から4のいずれかにおいて、前記可動接触子の先端を取り巻くようにして前記可動接触子に対して固定され、前記第1のガイドとの間に延びるガス流路を形成する第2のガイドを更に有し、前記ガス流路によって、前記固定接触子と前記可動接触子との間に生じるアークに対してガスが導かれる構成としてもよい。
A gas circuit breaker according to
上記の構成によれば、所望のガス流路を形成することができ、アークの所望の位置に消弧ガスを吹き付けることができる。 According to the above configuration, a desired gas flow path can be formed, and the arc-extinguishing gas can be blown to a desired position of the arc.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱パッファ室の圧力を高い状態に保ち、遮断性能の向上を実現することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain the pressure in the heat puffer chamber in a high state and improve the blocking performance.
本発明によれば、大電流により電極間に発生したアークにより高温となったガスがガス流路を通じて熱パッファ室へ流入する場合、流量調整弁が開いて熱パッファ室へガスが入り、熱パッファ室の圧力を上昇させることができる。熱パッファ室からガス流路を通じてガスが流出する場合、流量調整弁が閉じて、ガスの流出量を制御することができ、遮断の瞬間まで熱パッファ室の圧力を高い状態に保つことができ、遮断性能の向上を実現することができるという効果を奏する。 According to the present invention, when gas heated to a high temperature due to an arc generated between electrodes due to a large current flows into the heat puffer chamber through the gas flow path, the flow control valve is opened and the gas enters the heat puffer chamber. Chamber pressure can be increased. When gas flows out from the heat puffer chamber through the gas flow path, the flow control valve is closed to control the outflow of gas, and the pressure in the heat puffer chamber can be kept high until the moment of shutoff, It is effective in being able to realize an improvement in interrupting performance.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施形態と一部共通する構成を備えた従来技術の構成と対比して、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described in detail below in comparison with a prior art configuration having a configuration partially in common with the embodiment of the present invention.
<従来技術のガス遮断器全体の構成>
図1は、従来技術の例によるガス遮断器100の概略断面図である。図1の101は、碍子内部のガス室であり、SF6ガスが2~3kg/cm2の圧力で封入されている。102は、固定接触子(「固定電極」とも称する)であり、103は、可動接触子(「可動電極」とも称する)である。104は、シリンダであり、可動接触子103と一体となっている。
<Composition of the entire conventional gas circuit breaker>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
図1の3次元直交座標軸は、接触子の長手方向をY軸とし、当該Y軸と直交するシリンダ104の半径方向のうち紙面に平行な方向をX軸とし、紙面に垂直な方向をZ軸とした。Y軸方向に平行な中心線を、X軸およびZ軸の原点を通るよう配置した。図1では、X軸負方向領域にて電源投入状態を表し、X軸正方向領域にて遮断状態を表している。
1, the longitudinal direction of the contactor is the Y-axis, the radial direction of the
当該シリンダ104は、可動接触子103を取り巻くように可動接触子103に対して固定され、可動接触子103との間にシリンダ内室を形成している。105は、シリンダの一部であり、耐アーク性の絶縁物を使用し、冷却効果が増すように設計された、ガス流のガイドである。106は、可動接触子103を支えるガイドであり、SF6ガスが漏れないようにシールを施してある。
The
107は、ピストンでありシリンダ104内で可動である。当該ピストン107は、シリンダ内室の操作機構側の端部を閉じるように設けられている。リーク防止板116は、固定接触子102の回りにつば状に設けられ、一方ガイド105は、リーク防止板116に向かって延び、ガス遮断器100が投入状態にあるときにリーク防止板116に係合してシリンダ内室を密閉する。
A
また、リーク防止板117は、シリンダ内室の中間に設けられ、シリンダ内室を固定接触子102側に位置する第1の消弧室118(熱パッファ室に相当)と、操作機構側に位置する第2の消弧室(機械パッファ室に相当)とに分けるように設けられ、可動接触子103およびシリンダ104に対して固定されている。ピストン107は、ガス遮断器100が投入状態にある間に、可動接触子103を駆動する駆動装置110とは別個の駆動装置111により駆動され、シリンダ104に対してピストン運動する。
In addition, the
108は可動接触子103からの電流取り出し口の一例であり、109は固定接触子102からの電流取り出し口の一例である。112は、可動接触子103と駆動装置110とを連結する絶縁棒、113はピストン107と駆動装置111とを連結する装置、114はガス容器を形成する碍子である。115は絶縁筒で、遮断部と駆動部との間を絶縁するためのものである。
108 is an example of a current outlet from the
<本実施形態の遮断部の構成>
図1に示した構成における遮断部のうち、ガス室内に配置され、シリンダ内を高圧に保持するための本発明に係る特徴的な機構について詳細に説明する。
<Structure of Breaking Unit of the Present Embodiment>
A characteristic mechanism according to the present invention, which is arranged in the gas chamber and maintains the inside of the cylinder at a high pressure, among the shutoff units in the configuration shown in FIG. 1, will be described in detail.
図2は、本発明の一実施形態に係るガス遮断器の遮断部を模式的に示した概略断面図である。本発明の一実施形態に係るガス遮断器は少なくとも、固定接触子2と、前記固定接触子2の長手方向に移動することにより前記固定接触子2と接離可能な可動接触子3と、前記可動接触子3を取り巻くようにして前記可動接触子3に対して固定され、前記可動接触子3との間に前記可動接触子3の長手方向に延びる熱パッファ室18を形成する第1のシリンダ4と、前記固定接触子2および前記可動接触子3を取り巻くようにして前記第1のシリンダ4に対して固定され、前記熱パッファ室18と連通して前記可動接触子3との間に延びるガス流路26を形成する第1のガイド5と、前記熱パッファ室18と前記ガス流路26との接続領域に流れるガス流量を調整する流量調整弁24とを有することを特徴とする。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a breaking portion of a gas circuit breaker according to one embodiment of the present invention. The gas circuit breaker according to one embodiment of the present invention includes at least a fixed
図2の3次元直交座標軸についても図1と同様に、接触子の長手方向をY軸とし、当該Y軸と直交するシリンダ4の半径方向のうち紙面に平行な方向をX軸とし、紙面に垂直な方向をZ軸とした。Y軸方向に平行な中心線を、X軸およびZ軸の原点を通るよう配置した。 As for the three-dimensional orthogonal coordinate axes in FIG. 2, similarly to FIG. The vertical direction was taken as the Z-axis. A center line parallel to the Y-axis direction was arranged to pass through the origins of the X-axis and the Z-axis.
図2に示す消弧室構造は、大電流遮断時のアークエネルギを利用して昇圧する熱パッファ室18と、中小電流遮断時の機械的圧縮作用により昇圧する機械パッファ室20の2室構造となっている。
The arc extinguishing chamber structure shown in FIG. 2 has a two-chamber structure consisting of a
大電流遮断時には、アークエネルギによって熱パッファ室18の圧力を必要な値まで昇圧させ、電流ゼロ点にてガスをアークに吹き付けて消弧する。一方、中小電流域ではアークエネルギによる昇圧が小さいので、機械パッファ室20の圧縮によりガスの吹き付けを行い消弧する。
When a large current is interrupted, the pressure in the
第1のシリンダ4の操作機構側には、熱パッファ室18と機械パッファ室20とを連通する孔が設けられ、該孔には弁19が配置されている。同様に第2のシリンダ21の操作機構側にも、孔が設けられ、該孔には弁22を配置してもよい。
A hole communicating between the
少なくとも可動接触子3、第1のシリンダ4、第1のガイド5が一体構造物を構成する。別の好ましい実施形態では、可動接触子3、第1のシリンダ4、第1のガイド5、第2のガイド23(後述)が一体構造物を構成する。当該一体構造物が第2のシリンダ21に対して駆動装置(図示せず)により相対駆動されることにより機械パッファ室20が圧縮される。
At least the
弁19は逆止弁であり、当該逆止弁により機械パッファ室20から熱パッファ室18へのガスの流入は許容されるが、熱パッファ室18から機械パッファ室20へのガスの流出は阻止される。弁22は、機械パッファ室20の圧力が高まることによる駆動装置への反力を低減するために、機械パッファ室20の圧力が一定値よりも高くならないように作用する。
The
固定接触子(固定電極)2および可動接触子(可動電極)3は金属から構成されることが好ましい。固定接触子(固定電極)2および可動接触子(可動電極)3は、同一の金属であってもよいが、異なる金属であってもよい。 The fixed contact (fixed electrode) 2 and the movable contact (movable electrode) 3 are preferably made of metal. The fixed contact (fixed electrode) 2 and the movable contact (movable electrode) 3 may be made of the same metal, or may be made of different metals.
好ましい実施形態では、熱パッファ室18を構成する第1のシリンダ4、機械パッファ室20を構成する第2のシリンダ21、弁19、弁22は金属から構成される。各部材は、同一の金属により構成されてもよいが、異なる金属によって構成されてもよい。
In a preferred embodiment, the
<高圧保持機構>
図2において点線で囲まれた矩形領域を拡大した概略図を図3および図4に示す。
<High pressure holding mechanism>
3 and 4 are enlarged schematic diagrams of the rectangular area surrounded by the dotted line in FIG.
図3は、本発明の一実施形態に係るガス遮断器のガス流路26を通じてガスが熱パッファ室18に流入する様子を模式的に示した概略断面図である。図4は、本発明の一実施形態に係るガス遮断器のガス流路26を通じてガスが熱パッファ室18から流出する様子を模式的に示した概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing how gas flows into the
図2~図4に示すように、流量調整弁24は、熱パッファ室18とガス流路26との接続領域を塞ぐように、熱パッファ室18内の可動接触子3の回りにつば状に設けられることが好ましい。流量調整弁24は、熱パッファ室18とガス流路26とを連通する孔241を備えることが好ましい。当該孔241のXZ平面における断面積は、ガス流路26のXZ平面における断面積よりも小さい。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
換言すれば、本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、ガス流路26の長手方向に垂直な面の断面積が、熱パッファ室18の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さく、流量調整弁24は、可動接触子3の回りにつば状に設けられ、ガス流路26の長手方向に垂直な面の断面積よりも大きな表面積を備え、且つ、ガス流路26の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さな孔241を備えることを特徴とする。
In other words, in the gas circuit breaker according to the embodiment of the present invention, the cross-sectional area of the plane perpendicular to the longitudinal direction of the
<ガスの流量調整>
本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、流量調整弁24は、可動接触子3に対して摺動自在に前記熱パッファ室18内に配置されることを特徴とする。
<Gas flow rate adjustment>
The gas circuit breaker according to one embodiment of the present invention is characterized in that the
図3に示すように、固定接触子2と可動接触子3との間にアーク27が生成され、大電流遮断時には、当該アーク27のエネルギによって昇圧されたガスが、ガス流路26を介して熱パッファ室18に流入する。この場合、孔241を介して熱パッファ室18にガスが流入するだけでなく、熱パッファ室18とガス流路26との接続領域を塞いでいた流量調整弁24が操作機構側に摺動する。当該摺動運動により、大量のガスが熱パッファ室18に流入し、熱パッファ室18の圧力が上昇する。
As shown in FIG. 3, an
換言すれば、本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、ガス流路26から熱パッファ室18へガスが流入するとき、流量調整弁24は接続領域から熱パッファ室18内方へ摺動移動することを特徴とする。
In other words, in the gas circuit breaker according to the embodiment of the present invention, when gas flows into the
流量調整弁24の操作機構側への摺動運動は、制限機構により一定の摺動距離内に制限されることが好ましい。好ましい実施形態では、可動接触子3の外周表面に制限機構としてバンプ25を設けてもよい。流量調整弁24がバンプ25と係止することにより所望の摺動移動距離に制限される。
It is preferable that the sliding movement of the
換言すれば、本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、流量調整弁24が接続領域から熱パッファ室18内方へ摺動移動する場合、可動接触子3が摺動移動距離を制限する制限機構を更に有することを特徴とする。熱パッファ室18とガス流路26との接続領域からバンプ25までの距離は、任意に決定することができる。
In other words, in the gas circuit breaker according to one embodiment of the present invention, when the
一方、熱パッファ室18からガスが流出する場合、図4に示すように、流量調整弁24が、バンプ25と係止していた位置から、熱パッファ室18とガス流路26との接続領域まで摺動する。熱パッファ室18内のガスは、流量調整弁24の孔241を介してガス流路26に流出し、ガス流路26を介して第1のガイド5に沿って、アーク27に吹き付けられる。
On the other hand, when the gas flows out from the
換言すれば、本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、熱パッファ室18からガス流路26へガスが流出するとき、流量調整弁24は熱パッファ室18の内方から接続領域へ摺動移動し、孔241からガスを流出させることにより、ガス流量を調整することを特徴とする。
In other words, in the gas circuit breaker according to the embodiment of the present invention, when the gas flows out from the
熱パッファ室18内のガスが流出する場合、流量調整弁24が閉じることにより、孔241の断面積の大きさに応じて、ガスの流出量が制限される。上述したように、電流値が大きい場合には、接触子間に発生したアークにより高温となったガスがガス流路26を介して熱パッファ室18に入り、熱パッファ室18の圧力が上昇する。熱パッファ室18の圧力をより高くするためには、高温ガスを多く取り込む必要があるが、流量調整弁24を備えない従来の構成では、ガスの出入り口(接続領域に相当)が同じであるため、ガスが熱パッファ室18から流出する量も多くなっていた。そのため、消弧までの時間が長くなると、熱パッファ室18の圧力低下により消弧性能が低下していた。
When the gas in the
本実施形態にかかる流量調整弁24を接続領域に設けることにより、ガスの流出量が制限され、遮断の瞬間まで熱パッファ室18内の圧力を高い状態に保持することができ、遮断性能が向上する。
By providing the
ガスの流量調整は、ガスの出入り口(接続領域)を塞ぐために十分な大きさ(XZ平面における環状断面積の大きさ)の流量調整弁24が、接続領域を塞いだ際に孔241により流量を調整する態様に限定されない。
The gas flow rate is adjusted by the
別の好ましい実施形態では、図7および図8に示した流量調整弁28によりガスの流量調整を行うことができる。図7および図8は、図3および図4と同様に、図2において点線で囲まれた矩形領域を拡大した概略図である。
In another preferred embodiment, the gas flow rate can be regulated by a
図7は、本発明の別の実施形態に係るガス遮断器のガス流路26を通じてガスが熱パッファ室18に流入する様子を模式的に示した概略断面図である。図8は、本発明の別の実施形態に係るガス遮断器のガス流路26を通じてガスが熱パッファ室18から流出する様子を模式的に示した概略断面図である。図7および図8は、図3および図4の流量調整弁24に代えて流量調整弁28を採用したものである。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing how gas flows into the
本発明の別の実施形態に係るガス遮断器では、流量調整弁28は、可動接触子3に対して摺動自在に前記熱パッファ室18内に配置されることを特徴とする。流量調整弁28の外径は、流量調整弁24の外径より小さく、接続領域を完全に塞がない。接続領域のXZ平面において、ガス流路の外径と流量調整弁28の外径との間に隙間を構成する。
A gas circuit breaker according to another embodiment of the present invention is characterized in that the
図7に示すように、固定接触子2と可動接触子3との間にアーク27が生成され、大電流遮断時には、当該アーク27のエネルギによって昇圧されたガスが、ガス流路26を介して熱パッファ室18に流入する。この場合、接続領域の一部を塞いでいた流量調整弁28が操作機構側に摺動する。当該摺動運動により、大量のガスが熱パッファ室18に流入し、熱パッファ室18の圧力が上昇する。
As shown in FIG. 7, an
流量調整弁28の操作機構側への摺動運動は、制限機構により一定の摺動距離内に制限されることが好ましい。好ましい実施形態では、可動接触子3の外周表面に制限機構としてバンプ25を設けてもよい。流量調整弁28がバンプ25と係止することにより所望の摺動移動距離に制限される。熱パッファ室18とガス流路26との接続領域からバンプ25までの距離は、任意に決定することができる。
The sliding movement of the
一方、熱パッファ室18からガスが流出する場合、図8に示すように、流量調整弁28が、バンプ25と係止していた位置から、熱パッファ室18とガス流路26との接続領域まで摺動する。熱パッファ室18内のガスは、流量調整弁28の外径の外側に生じた隙間を介してガス流路26に流出し、ガス流路26を介して第1のガイド5に沿って、アーク27に吹き付けられる。
On the other hand, when the gas flows out from the
このような別の実施形態にかかる流量調整弁28を接続領域に設けることにより、ガスの流出量が制限され、遮断の瞬間まで熱パッファ室18内の圧力を高い状態に保持することができ、遮断性能が向上する。
By providing the
以上、摺動移動する流量調整弁24について具体的に説明したが、ガスの流量調整は、流量調整弁24を摺動移動させる態様に限定されない。
Although the sliding movement of the flow
更に別の好ましい実施形態では、熱パッファ室18とガス流路26との接続領域にダイアフラムタイプの流動調整弁を配置することができる。摺動移動する流量調整弁24と同様の孔を備えた環状平板から構成されるダイアフラムの内側円部分を接続領域において可動接触子3の外周表面に配置することができる。
In yet another preferred embodiment, a diaphragm-type flow regulating valve can be arranged in the area of connection between the
ガス流路26から熱パッファ室18へガスが流入するとき、環状ダイアフラムの流量調整弁の内側円部分は摺動移動せず、外側円部分が接続領域から熱パッファ室18内方へ傾斜するように変形する。この場合、孔を介して熱パッファ室18にガスが流入するだけでなく、ダイアフラムの変形により生じた隙間を介して、大量のガスが熱パッファ室18に流入し、熱パッファ室18の圧力が上昇する。
When the gas flows into the
一方、熱パッファ室18からガスが流出する場合、環状ダイアフラムが、変形していた状態から、環状平板状態に戻る。熱パッファ室18内のガスは、流量調整弁の孔を介してガス流路26に流出し、ガス流路26を介して第1のガイド5に沿って、アーク27に吹き付けられる。
On the other hand, when the gas flows out from the
<流量調整弁>
図5は、本発明の実施形態に係るガス遮断器の流量調整弁24を模式的に示した概略図である。図5では、図2にて方位を説明した3次元直交座標のXZ平面視における流量調整弁24を模式的に示している。図5に示した、X軸とZ軸との交点(原点)を通って紙面に垂直な方向にY軸が配置されている。
<Flow control valve>
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the
図5に示す好ましい実施形態では、流量調整弁24は、X軸とZ軸との交点を中心点とする環状の金属平板から形成される。環状の内径は、可動接触子3の外径と略同一であることが好ましい。
In the preferred embodiment shown in FIG. 5, the
図5に示す好ましい実施形態では、XZ平面にて環状の内径を構成する内側の円に沿って4個の弧状の孔241が配置されている。孔241は、流量調整弁24がシリンダ4に当接して配置される際に、ガス流路26と熱パッファ室18とを連通することができるように配置される(図4参照)。図5に示した例では、4個の弧状の孔241を示しているが、孔241の個数は、4個に限定されず任意の数の弧状の孔を設けることができる。
In the preferred embodiment shown in FIG. 5, four
図6は、本発明の別の好ましい実施形態に係るガス遮断器の流量調整弁24’を模式的に示した概略図である。図5の流量調整弁24と同様に、流量調整弁24’も、X軸とZ軸との交点を中心点とする環状の金属平板から形成される。
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing a flow control valve 24' of a gas circuit breaker according to another preferred embodiment of the present invention. Similar to the
図5の流量調整弁24との相違点は、XZ平面にて環状の内径を構成する内側の円に沿って複数の円形の孔242が配置されている。当該孔242も、孔241と同様に、流量調整弁24’がシリンダ4に当接して配置される際に、ガス流路26と熱パッファ室18とを連通することができるように配置されることが好ましい。
A difference from the
図6に示した流量調整弁24’では、16個の孔242を設けた例を示しているが、孔242の個数は16個に限定されず任意の数の孔242を設けることができる。また孔242の形状は円形に限定されず、任意の形状の孔とすることができる。
The flow control valve 24' shown in FIG. 6 shows an example in which 16
孔242のXZ平面における断面積の合計は、XZ平面におけるガス流路26の断面積よりも小さくなるように構成される。
The total cross-sectional area of the
図9は、本発明の別の好ましい実施形態に係るガス遮断器の流量調整弁28を模式的に示した概略図である。図5に示した流量調整弁24と同様に、流量調整弁28も、X軸とZ軸との交点を中心点とする環状の金属平板から形成されることが好ましい。
FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing a
図5に示した流量調整弁24と流量調整弁28との相違点は、上述した通り、流量調整弁28は、流量調整弁24よりXZ平面における環状の外径および内径の大きさが小さく、XZ平面における接続領域の一部を塞ぐ外径であることが好ましい。接続領域におけるガス流路の外径と流量調整弁28の外径との間に生じた隙間のXZ平面における断面積の合計は、ガス流路26のXZ平面における断面積よりも小さくなるように、流量調整弁28を構成することが好ましい。
As described above, the difference between the
<ガイド>
図4に関して上述したように、ガスは第1のガイド5に沿って、アーク27に吹き付けられる。アークの所望の位置に消弧ガスを吹き付けるために、第2のガイド23を更に設けることが好ましい。図4に示すように、可動接触子3の先端を取り巻くようにして第2のガイド23を配置する。当該第2のガイド23と第1のガイド5との間に環状のガス流路26を構成することができる。
<Guide>
Gas is blown along the
換言すれば、本発明の一実施形態に係るガス遮断器では、可動接触子3の先端を取り巻くようにして可動接触子3に対して固定され、第1のガイド5との間に延びるガス流路26を形成する第2のガイド23を更に有し、前記ガス流路26によって、固定接触子2と可動接触子3との間に生じるアーク27に対してガスが導かれることを特徴とする。
In other words, in the gas circuit breaker according to one embodiment of the present invention, the gas flow is fixed to the
第1のガイド5および第2のガイド23は、大電流遮断時のアークエネルギによる高温ガス環境に適応したテフロン(登録商標)樹脂などから構成されることが好ましい。ガス流路26を流れるガスは、アーク27のエネルギにより摂氏千度以上になる場合もある。耐熱性のあるテフロン(登録商標)樹脂であっても、かかる高温環境では、各ガイド表面からガスが発生する場合もある。このように発生したガスも、熱パッファ室18の圧力上昇に寄与する場合がある。
The
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
本実施形態では、第2のガイド23は、可動接触子3の先端だけでなく、熱パッファ室18の内部まで延伸して取り巻くように配置することができる。かかる場合、流量調整弁は、第2のガイド23の外周回りにつば状に設けられる構成を特徴とする。
In this embodiment, the
本実施形態では、環状平板から形成される流量調整弁の環状の内径は、第2のガイド23の外径と略同一であることが好ましい。
In this embodiment, it is preferable that the annular inner diameter of the flow regulating valve formed from the annular flat plate be approximately the same as the outer diameter of the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
2 固定接触子
3 可動接触子
4 第1のシリンダ
5 第1のガイド
18 熱パッファ室
19 逆止弁
20 機械パッファ室
21 第2のシリンダ
23 第2のガイド
24、24’、28 流量調整弁
25 バンプ(制限機構)
26 ガス流路
27 アーク
100 ガス遮断器
2
26
Claims (4)
前記固定接触子の長手方向に移動することにより前記固定接触子と接離可能な可動接触子と、
前記可動接触子を取り巻くようにして前記可動接触子に対して固定され、前記可動接触子との間に前記可動接触子の長手方向に延びる熱パッファ室を形成するシリンダと、
前記固定接触子および前記可動接触子を取り巻くようにして前記シリンダに対して固定され、前記熱パッファ室と連通して前記可動接触子との間に延びるガス流路を形成する第1のガイドと、
前記熱パッファ室と前記ガス流路との接続領域に流れるガス流量を調整する流量調整弁とを有し、
前記流量調整弁は、前記熱パッファ室と前記ガス流路との圧力差に応じて閉状態と開状態との間を遷移し、
前記閉状態における前記ガス流量は、前記開状態における前記ガス流量よりも小さく、
前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積が、前記熱パッファ室の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さく、
前記流量調整弁は、前記可動接触子の回りにつば状に設けられ、前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積よりも大きな表面積を備え、且つ、前記ガス流路の長手方向に垂直な面の断面積よりも小さな孔を備え、前記可動接触子に対して摺動自在に前記熱パッファ室内に配置される
ことを特徴とするガス遮断器。 a stationary contact;
a movable contact capable of contacting and separating from the fixed contact by moving in the longitudinal direction of the fixed contact;
a cylinder fixed to the movable contact so as to surround the movable contact and forming a heat puffer chamber extending in the longitudinal direction of the movable contact between the movable contact and the movable contact;
a first guide that is fixed to the cylinder so as to surround the fixed contact and the movable contact and that forms a gas flow path that communicates with the heat puffer chamber and extends between the movable contact and the fixed contact; ,
a flow rate adjustment valve that adjusts a flow rate of gas flowing in a connection area between the heat puffer chamber and the gas flow path;
the flow control valve transitions between a closed state and an open state according to a pressure difference between the heat puffer chamber and the gas flow path;
the gas flow rate in the closed state is less than the gas flow rate in the open state;
the cross-sectional area of the plane perpendicular to the longitudinal direction of the gas flow path is smaller than the cross-sectional area of the plane perpendicular to the longitudinal direction of the heat puffer chamber;
The flow control valve is provided in a flange shape around the movable contact, has a surface area larger than a cross-sectional area of a plane perpendicular to the longitudinal direction of the gas flow channel, and It has a hole smaller than the cross-sectional area of the vertical plane, and is arranged in the heat puffer chamber so as to be slidable with respect to the movable contact.
A gas circuit breaker characterized by:
前記熱パッファ室から前記ガス流路へガスが流出するとき、前記流量調整弁は前記熱パッファ室の内方から前記接続領域へ摺動移動し、前記孔からガスを流出させることにより、ガス流量を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。 when the gas flows into the heat puffer chamber from the gas flow path, the flow control valve slides from the connection region into the heat puffer chamber;
When the gas flows out from the heat puffer chamber to the gas flow path, the flow control valve slides from the inside of the heat puffer chamber to the connection area, and causes the gas to flow out from the hole. 2. The gas circuit breaker according to claim 1 , wherein is adjusted.
前記ガス流路によって、前記固定接触子と前記可動接触子との間に生じるアークに対してガスが導かれる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のガス遮断器。 further comprising a second guide fixed to the movable contact so as to surround the tip of the movable contact and forming a gas flow path extending between the first guide and the first guide;
4. The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 3 , wherein the gas flow path guides gas to an arc generated between the fixed contact and the movable contact.
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