JPH01102825A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、開極速度向上を図ったパッファ形ガス遮断器
に関する。

（従来の技術） 電力需要の増大にともない発電所は容量増加の一途をた
どっている。しかし、電力大量消費地である都市部にお
ける発電所の建設差のため送電線路は長距離化し、この
送電効率の向上のために。

高電圧化の傾向にある。

この様な送電系統の大容量化に伴ない、変電所や開閉所
に用いられる遮断器の遮断容量が増大し、かつ高い信頼
性が要求されている。例えば、現在、５５０にＶ系統で
は遮断電流６３ＫＡのものまでが実用化されている。こ
の５５０ＫＶ−６３ＫＡは４点切りで構成されており、
これをそのまま１００ＯＫＶ系統に適用すると、８点切
りで対応することになる。そのため、遮断器の信頼性を
高めるためには、部品数を少なくし、構造を簡単化する
ことが重要である。そのため、遮断器の遮断点数を削減
する方向にある。

したがって、遮断器の１点当りの遮断容量を増加させる
ことが必要である。

この様な遮断容量の向上を達成する為に、従来１６８Ｋ
Ｖ以上の送電電圧系統には、アークにガスを吹付は消弧
するいわゆるパッファ形ガス遮断器が主に用いられてい
る。これは、ＳＦ、ガスの優れた遮断性能と絶縁性能に
よるものであるが、特に、２圧式に比ベパッファ式は構
造が簡単なので高電圧遮断器の主流になっている。また
、変電所の機器全体をＳＦ、ガスで絶縁する密閉形ガス
開閉所においては、他の機器との絶縁協調、あるいは機
器の配置等で大きなメリットを有するので特に良く使用
されている。

第３図は、パッファ式のガス遮断器の消弧室を示す０図
示されていない容器にＳＦ、ガス等の消弧性ガスを封入
し、この中に第３図に示した消弧室を収納する。パッフ
ァピストン３は容器に絶縁物を介して固定し、この周囲
にピストン外周を摺動するパッファシリンダ２とパッフ
ァピストン３の内周面を摺動する操作ロッド６を取付け
ている。

操作ロッド６の一端は１図示していない操作機構に接続
され、他端に可動電極１と前述のパッファシリンダ２が
固定される。操作ロッド６は１図示されていない操作機
構によって開閉動作を行う。

これにともなって可動電極１はこれと対応する固定電極
５との間で電気的開閉を行う、また、パッファシリンダ
２は、パッファピストン３との間の相対運動で圧縮ガス
を可動電極１の周囲に配置しかつ、パッファシリンダ２
に固定した絶縁ノズル４を通して吹出し、高速のガス流
を作る。この絶縁ノズル４は可動電極１の固定電極５に
対向する側に最小部４ａ（スロート）を有している。電
流遮断時にはこの固定、可動電極４，５間に生じたアー
ク７に高速ガス流を作用させて遮断する。

第４図は、第３図に示した消弧室において４２０ＫＶ級
の進み小電流遮断を実施した場合の絶縁回復特性を示し
た図である。進み小電流遮断後の絶縁回復電圧のピーク
値はＪＲＣ規格では、９６０ＫＶ　（４２０ＸＩＴ／４
丁Ｘ　２　Ｘ　１．４＝９６０）にも達する。この回復
電圧に耐える消弧室とするには■固定電極と可動電極と
の間の電界を緩和するか■開極速度を上げることが必要
である。

（発明が解決しようとする問題点） 前者の電界緩和を実施するには、種々の方法があるが、
開極速度が一定の場合、電極間の電界緩和による絶縁回
復特性の改善には限度がある。

一方の開極速度を早くするには、駆動力を大きくするこ
とが考えられる。駆動力Ｆ、ストロークエ、可動部重量
Ｍ、速度Ｖとした場合、運動エネルギーと駆動エネルギ
ーとの関係は、はぼＦＩ＝１／２−ＭＶ２ となる。

例えば、可動ぶ重量Ｍを一定と１．速度を１．５倍上げ
ると運動エネルギーは２．２５倍となり、ストロークエ
が一定の場合駆動力を２．２５倍にしなければならない
、また、ストロークを１．５倍にしても、駆動力は、１
．５倍必要となる。駆動力を大きくするためには、駆動
装置を大きくする必要がある。

しかし、駆動装置が大きくなると１価格が高くなるばか
りか、重量が増加することになる。また、開極速度を早
くすると、容器と摺動部のシール、部品の強度、衝撃力
等、今までにない、未知の現象が生じることが予想され
る。

また、駆動力Ｆおよびストロークエを変えずに開極速度
を１．５倍上げるとすると可動部重量を１／２．２５倍
にすることが必要になる。

従来の可動部重量を１／２．２５倍にするには軽量化並
びに強化された新材料を採用するか、肉厚を極力薄くす
ることが必要である。新材料の採用は一部行なわれてい
るが、可動部重量を１／２．２５倍にすることは非常に
難しいことである。

本発明は以上の点を考慮しなされたもので、駆動力をほ
とんど従来と同じにし、かつ、所定の開極速度を得、絶
縁回復特性を向上し、定格電圧が非常に高くなった場合
でも遮断可能にした信頼性の高いパッファガス遮断器を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために本発明によれば。

操作ロッドに取付けられた可動電極を駆動方向へ動かす
とともに、駆動装置の油圧力の排圧力を利用して可動電
極に対向して取付けられた対向電極を可動電極の駆動方
向と反対方向へ動かすようにしたものである。

（作用） このように構成することにより、可動電極と対向電極を
同時に反対方向に移動させることで開極速度を上げるこ
とができ、これにより遮断性能が向上する。

（実施例） 本発明の構成を第１図に示す１実施例をもとに説明する
。第１ＷＩは、第３図と同様に開極状態の消弧室の近傍
を示す図である。可動電極１は前述した如く、操作ロッ
ド６にパッファシリンダ２とともに固定できる。パッフ
ァシリンダ２はその内部にパッファピストン３を摺動自
在に配置している。操作ロッド６端は絶縁棒９を介して
操作機構２８に接続され、この開閉動作にともなって、
可動電極１が開閉動作を行う、可動電極１の周囲は、ガ
ス下流先端にスロート４ａを有する絶縁ノズル４を配置
し、前記パッファシリンダ２とパッファピストン３とに
囲まれた空間から絶縁ノズル４と可動電極１によって作
られた通路に連通している。

操作機構２８は、油圧シリンダ１５とその内部を摺動す
る油圧ピストン１４から構成されている。油圧ピストン
１４は、前記絶縁ロッド９に連結している。

一方、可動電極１に対向する対向電極部２９は対向アー
ク電極３０と対向電極シールド８によって構成される可
動部と操作機構２８とは反対方向より図示していない絶
縁物により支持固定され対向電極シールド８と摺動自在
な通電導体７から構成される。

対向電極部２９は絶縁棒１２を介して対向電極操作機構
部３１に連結している。対向電極操作部３１は油圧シリ
ンダ１１および油圧ピストンｌＯから構成されている。

操作機構２８の油圧シリンダ１５は、油圧ピストン１４
により空間１５ａと空間１５ｂに分けられる。空間１５
ａは配管２２、切替バルブ２０を介して高油圧部１６に
接続している。一方、空間１５ｂは、配管２３．切替バ
ルブ２１を介して高油圧部１６に接続している。

対向電極操作部３１の油圧シリンダ１１は油圧ピストン
１０により空間１１ａと空間１１ｂに分けられている。

前記切替バルブ２０は、配管２４により前記対向電極操
作部３１の油圧シリンダ１１の空間１１ｂに接続されて
いる。また、前記バルブ２１は、配管２５を介して前記
対向電極操作部３１の油圧シリンダ１１の空間１１ａに
接続されている。前記配管２４と２５は、切替バルブ１
９を介して低油圧部１８に接続している。低油圧部１８
はポンプ１７を介して前記高油圧部１６に接続している
。

次に本実施例の作用について説明する。第１図、第２図
は、本発明の遮断器消弧室の投入状態および、遮断状態
を示す図である。第１図に示す投入状態から遮断指令が
入ると、切替バルブ１９，２０．２１がそれぞれ図示し
た方向に動作する。高油圧部１６が油圧シリンダ１５の
空間１５ａに連通する。そのため、その油圧力により油
圧ピストン１４が油圧シリンダの空間１５ｂを圧縮する
方向へ動作する。空間１５ｂが圧縮されると、圧縮され
た油圧が配管２５を介して対向電極操作部３１の油圧シ
リンダ１１の空間１１ａに伝播する。その油圧力により
油圧ピストンｌＯを可動電極の動作方向に対して反対方
向に動作する、油圧シリンダ１０が動作すると、油圧シ
リンダの空間１１ｂの油圧が押されて配管２４を通って
低油圧部１８へ戻る。高油圧部１６の油圧力は、ポンプ
１７によって高められる。この動作により第２図に示し
たように遮断器の遮断動作が完了する。

一方、投入動作については、遮断動作の逆動作になる。

第２図において、投入指令が出されると。

各切替バブル１９．２０．２１は遮断動作とは反対方向
に動作する。この動作により高油圧部１６の油圧は、切
替バルブ２１、配管２３を通って操作機構２８の油圧シ
リンダ１５の空間１５ｂに連通し、油圧ピストン１４を
押す、油圧ピストンが動作すると、空間１５ａが圧縮さ
れるため、その油圧力が配管２２、切替バルブ２０、配
管２４を介して対向電極操作部３１の油圧シリンダ１１
の空間１１ｂに伝播する。この油圧力により対向電極操
作部３１の油圧ピストン１０を可動電極１の方向と逆方
向に動作する。油圧ピストンにより圧縮された空間１１
ａの油圧が配管２５．切替バルブ１９を通して低油圧部
１８に移動する。この様な動作により、操作ロッド６の
一端に取付けられた可動電極１と、対向電極２９とが接
触し、投入状態となる。

この様な投入および遮断動作において、可動電極と対向
電極とが開離する速度および近付く速度を相対的に速く
することができる。

以上のように可動電極側の油圧を圧縮することによって
生じた排圧力の一部が対向電極を可動電極の移動方向に
対して反対方向に移動するのに使用されるため、従来の
機構とほぼ同じ程度あるいは、配管部が増加しただけの
油圧量が必要となるだけで充分まかなうことが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、従来と同一の駆動装置を
用いて可動電極を動作させると同時に対向電極を可動電
極の移動方向と反対方向に移動させることにより、極間
の相対速度および、相対投入速度を速めることができる
。

この様な方式により、極間の絶縁回復特性が良くなり、
進み小電流遮断の様に電流遮断後非常に高い回復電圧が
極間に加わった場合、この方式によって規定の相対速度
が得られれば、遮断することができる。

従って、定格電圧が非常に高くなった場合、この様な方
式を用いることによって、−遮断点で信頼性の高いパッ
ファ式遮断器を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す開極状態のパッファ形
ガス遮断塁の消弧室の断面図、第２図は第１図にパッフ
ァ形遮断器の投入状態の消弧室の断面図、第３図は従来
のパッファ式遮断器の消弧室を示す断面図、第４図は４
２０−ＫＶ級の進み小電流遮断後の絶縁回復特性を示す
図である。 １・・・可動電極 ２・・・パッファシリンダ　３・・・パッファピストン
４・・・絶縁ノズル　　　　６・・・操作ロッド７・・
・対向電極通電接触子 ８・・・対向電極シールド　９・・・絶縁ロッド１０・
・・対向電極側油圧ピストン １１・・・対向電極側シリンダ １２・・・絶縁ロッド　　　　１３・・・絶縁筒１４・
・・可動電極側ピストン １５・・・可動電極側シリンダ １６・・・高圧油圧タンク　　１７・・・ポンプ１８・
・・低圧油圧タンク　　１９，２０．２１・・・切替バ
ルブ２２．２３．２４，２５，２６．２７・・・配管２
８・・・可動側操作機構　　２９・・・対向電極３０・
・・対向アーク電極 ３１・・・対向電極側操作機構 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳＦ＿６ガス等の消弧性ガスを充填した容器に、
   接離自在に対向する電極をそれぞれ配置し、第１油圧駆
   動装置に絶縁棒を連結した操作ロッドの一端に対向する
   電極の１つである可動電極とパッファシリンダを固定し
   、パッファシリンダ内に収納し、それと摺動するパッフ
   ァピストンにより、パッファシリンダ内のガスを圧縮し
   、前記対向する電極と可動電極との間に発生するアーク
   を前記パッファシリンダに固着された絶縁ノズルにより
   ガスを案内して吹付け消弧する遮断器において、前記可
   動電極と対向する電極が絶縁棒を介し第２油圧駆動装置
   に連結し、高油圧部からでた配管は、２方向に分岐し、
   １方は、第１切替バルブを介して第１油圧駆動装置の遮
   断動作側と第２油圧駆動装置の投入側に配管するととも
   に途中で第３切換バルブを介して低油圧側タンクに配管
   し、高油圧部からでた配管のもう１片は第２切替バルブ
   を介して第１油圧駆動装置の投入動作側と第２油圧駆動
   装置の遮断側に配管するとともに途中で第３切替バルブ
   を介して低油圧タンクに配管し、遮断時は、高油圧部が
   第１切替バルブにより第１油圧駆動装置の遮断動作側に
   連通するとともに第２切替バルブにより第１油圧駆動装
   置の排圧側から第２油圧駆動装置の遮断側に連通し、第
   ２油圧装置の排圧側が第３切替バルブを開して低油圧部
   に連結し、投入時は、高油圧部が第２切替バルブにより
   第１油圧駆動装置の投入側に連通するとともに第１切替
   バルブにより第１油圧駆動装置の排圧側から第２油圧駆
   動装置の投入側に連通し、第２油圧装置の排圧側が第３
   切替バルブを介して低油圧部に連結したことを特徴とす
   るパッファ形ガス遮断器。