JPH01209622A - 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、電力′系統の変電所あるいは、開閉所に用い
られるガス遮断器に関するもので、特に、対向した第１
．第２可動電極がそれぞれ反対方向に移動するガス遮断
器の第２可動シールドの電界強度の緩和に係るものであ
る。

（従来の技術） 送電系統の人容ω化に伴い、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、且つ高い信頼性が要求さ
れている。遮断器の信頼性を高めるためには、部品数を
少なくし、構造を簡素化することが重要である。そのた
め、遮断器の遮断点数の減少が計られている。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。従来の一般的パッファ形ガス遮断器において
、遮断性能を高めるためにはバッフ１室のガス圧力を高
めることが必要である。

例えば、現在５５０ＫＶ系統では、遮断電流が６３ＫＡ
のものまで実用化している。この５５０ＫＶ−６３ＫＡ
級の遮断器は、４点切で構成されているが、遮断器の信
頼性を向上させるためには、遮断点数を少なくし、部品
点数を少なくすることが重要である。このためには、１
遮断点当りの遮断器ωを向上させ、５５０ＫＶ−６３Ｋ
Ａを２点切あるいは、１点切化することが必要である。

このような遮断容量の向上を達成するために、従来１６
８ＫＶ以上の送電電圧系統に用いられてきたものは、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
断器である。これは、遮断部の構造が筒中なうえに、封
入されたＳＦａガスにより優れた絶縁・消弧性能を有す
るものである。

また、変電所の機器全体をＳＦ６ガスで絶縁する密閉形
ガス絶縁開閉所においては、用いる絶縁ガスが遮断器と
他の機器との絶縁協調が可能であり、機器の配置の点か
らも効率が良いので、特に良く使用される。

第４図及び第５図に従来から用いられているパッファ形
ガス遮断器の構造を示す。まず、第３図において、ガス
タンク１内に固定電極２と可動電極３とが対向して設り
られ、これら固定電極２と可動電極３の外側を包囲する
ように絶縁筒４が設けられている。固定電極２と可動電
極３には、それぞれ導体５，６が接続され、ざらに可動
電極３には、その駆動機構７が連結されている。なお、
可動電極３は、ガスタンク１に対して支持絶縁筒１０を
介して取付けられている。

次にこのようなパッファ形ガス遮断器の消弧至の詳細を
説明する。第４図において、固定電極２は、中心の固定
アーク接触子８と、その外側に設けられた円筒状の固定
通電電極９を備え、中空に構成されている。一方、可動
電極３は、ガスタンク１側に固定されたパッファピスト
ン１１と、このパッファピストン１１の外側を、前記駆
動機構７に従って移動するパッファシリンダ１２と、前
記駆動機構７とを連結するために、パッファピストン１
１の内部に挿入された操作ロッド１３とを備えている。

ざらに、前記パッファシリンダ１２の先端部には、固定
アーク電極８に接触する可動アーク電′４ＩＵ１４と、
それを取り囲む絶縁ノズル１５とが設けられている。

このように構成された従来のガス遮断器においては、操
作ロッド１３が駆動機構７によって往復運動すると、可
動電極３はこれと対向する固定電極２との間で開閉動作
を行い、電流を遮断する。

ここで第５図は、遮断動作中の状態を示しており、この
状態になると、固定アーク電極８と可動アーク電極１４
との間にアーク１６が発生する。、そして、遮断動作に
よりパッファシリンダ１２が左右方向へ移動し、パッフ
ァシリンダ１２とパッファピストン１１によって形成さ
れるパッファ室１７内で消弧性ガスが圧縮されると、こ
の消弧性ガス流か絶縁ノズル１５により制御されてアー
ク１６に吹付けられ、これを消弧する。

ところで、上記のようなパッファ形ガス遮断器において
、１遮断点当たりの電圧が高電圧化しているなか、消弧
性能を向上させるためには、開極速度を早くする必要が
あるが、上述の構成にて開極速度を早くするためには、
駆動機構の駆動力を大きくしなければならず、その分機
器全体が大型化し、小型化の求められている今日の要望
に反することになるばかりでなく、不経済でもあった。

一方、第６図に示すように、駆動機構の駆動力を変える
ことなく、前記固定電極２を可動電極３の移動方向と反
対方向に移動させることにより、相対的な開極速度を早
くするダブルモーション方式のバッフ１形ガス遮断器が
ある。

第６図は、可動電極３（以下第１可動電極と呼ぶ）に対
向配置した第２可動電極２３を第１可動電極３の移動方
向と反対方向に移動するダブルモーション方式のパッフ
ァ形ガス遮断器を示している。なお、同図は、投入状態
を示している。

この図において、パッファシリンダ１２の外周には、パ
ッファシリンダ１２と一定の間隔を保持し、複数本の絶
縁ロッド２４が配置されている。

絶縁ロッド２４は、その操作機構側の端部にて操作ロッ
ド１３との間に設けられたリンク装置１８を介して、操
作ロッド１３と連結されている。リンク装置１８は、リ
ンク１８ａの両端にそれぞれ回動自在に連結された第１
．第２の連結棒１８ｂ。

１８Ｇ及びリンク１８ａを支持するリンク支持部１８ｄ
より構成されている。リンク１８ａは、所定のリンク比
に設定されたリンク支持部１８ｄの支点１８ｅを軸にし
て、リンク支持部１８ｄに対して回動自在に支持されて
いる。また、第１．第２の各連結棒１８ｄ、１８ｃは、
それぞれの一端にて、操作ロッド１３と絶縁ロッド２９
に回動自在に連結されている。なお、リンク支持部１８
ｄは、図示されていない容器に絶縁固定した絶縁筒１９
に固定されている。

一方、絶縁ロッド２９の操作機構と反対側の端部には、
これと同軸に通電円筒２０が取付けられていおり、この
通電円筒２０が、操作機構と反対側に支持固定した通電
用導体２１の通電部２１ａが回動自在に動作される。こ
の通電円筒２０の操作ｌａ＠部側には、第２可動アーク
電極２２が設けられ、第１可動電４へ３と開閉動作を行
う第２可動電極２３を構成している。なお、第５図の投
入状態において、第１可動電極３と第２可動アーク電極
２２とは接触状態にある。

以上のように構成したガス遮断器において、まず、第６
図の投入状態にて、図示しない操作機構を操作すると、
操作ロッド１３が所定の速度で操作機構方向（図中右方
向）に駆動され、その先端に固定された第１可動電極３
が右方向に移動し、第２可動電極２３との間で遮断動作
が起こる。−方、この操作ロッド１３の動作に伴って、
操作ロッド１３に連結された第１連結棒１８ｂにも同方
向へ力が加わり、その力が第１連結棒１８ａと連結して
いるリンク１８ａの一端を図中右方向へ移動するように
加わる。この場合、リンク１８ａの支点１８ｅを固定し
ているため、リンク１８ａの一端に加わる前記の力は、
リンク１８ａの支点１８ｅを軸として反時計方向に回転
させるモーメント力となり、リンク１８ａが同方向に回
動する。

すると、リンク１８ａの他端は、図中左方向に回転する
ため、回部に連結されている第２連結俸１８Ｃが左方向
へ移動し、これに連結した絶縁ロッド２９の左方向へ移
動する。従って、絶縁ロッド２９に固定した第２可動電
極２３が左方向へ移動して、第１可動アーク電極１４と
第２可動アーク電極２２が開離し、第６図に示すような
開極状態に移行する。即ち、操作ロッド１３の動作に従
って、第１可動アーク電極１４及び第２可動アーク電極
２２の両方がそれぞれ遮断動作方向に移動するものであ
る。

また、投入動作は、操作ロッド１３を上述のような遮断
動作と逆方向に駆動することで同様に行われる。即ち、
第７図の遮断完了状態において、操作ロッド１３を所定
の速度で左方向へ駆動すると、これに固定された第１可
動電極３が第２可動電極２３との接触方向である左方向
へ移動する一方、第１連結棒１８ｂを介してリンク１８
ａが時計方向に回転する。これにより、第２連結棒１８
Ｃが右方向に移動し、絶縁ロッド２９及び第２可動電極
２３が第１可動電極３との接触方向である右方向へ移動
する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のような第２可動電極を動作させる高電
圧遮断器において、遮断器を開閉動作する場合、進み小
電流遮断のような回復電圧の高い電圧が電極間に加わっ
た場合、再点弧現象が生じることがあった。この原因と
しては、開極スピードが遅く、電極間の絶縁回復特性が
回復電圧より低くなり、再点弧を起こす場合と、ノズル
形状により流れが変動し、圧力変動による電圧低下によ
る絶縁耐力の劣化が考えられる。これを解決するための
一つの方法として、第１．第２可動アーク電極の先端、
特に第２可動アーク電極先端の電界強度を緩和すること
が必要である。第６図及び第７図で説明したような構造
にすると、第２可動アーク電）への先端の電界強度が高
くなり、電界緩和することが難しい。又、開極してしば
らくたつと、第２可動シールド側の電界強度が高くなる
場合があり、急激に立上がる電圧が電極間に加わると、
第２可動シールド側で破壊する可能性があった。

本発明の目的は、上述のごとき従来技術の欠点を解消す
るためになされたものであり、開極途中で第２可動アー
ク電極の先端の電界緩和と共に、第２可動シールド側の
電界強度の緩和を行い、多少開極スピードが遅くなった
り、圧力変動によって圧力低下が生じたとしても、アー
ク電極間で再点弧せず、且つ第２可動シールド側で破壊
しない信頼性の高い遮断性能を有するパッファ形ガス遮
断器を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のパッファ形ガス遮断器は、絶縁ロッドの先端内
側に第２可動シールドを固定して設け、この第２可動シ
ールドの内側に固定部に支持固定した第３電極を配設し
、この第３電極が開極途中において第２可動シールドに
近付いて、第２可動シールドに第３電極が加わり、等価
的にシールド曲率を大きくしたことにある。

（作用） 上記のように本発明においては、第２可動シールドの内
側に固定部に固定された第３電極を配設したことにより
、開極途中より第３電極が第２可動シールドの内側に現
れ、第２可動アーク電極の先端及び第２可動シールド側
の電界強度を低下させることができるため、進み小電流
遮断のように電流遮断後、非常に高い回復電圧が電極間
に生じるのである。

（実施例） 進んで本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例を第１
図を用いて説明する。

なお、従来の技術と同一部分については同一符号を付し
て説明を省略する。

本実施例の構成＊ 第１図において、絶縁ロッド２９の先端に通電用導体３
１が同軸上に配設され、図示されていない固定部に支持
されている。この通電用導体３１は、フランジ３２を介
して通電部３１ａと接続されている。このフランジ３２
には、絶縁ロッド２９に対応した位置に貫通穴３２ａが
穿孔され、この貫通穴３２ａを前記絶縁ロッド２９が自
在に摺動される。

一方、絶縁ロッド２９の先端内側には、フランジ３３に
よって第２可動シールド３４が支持されている。この第
２可動シールド３４の外面に、前記通電部３１ａが接触
するよう配設され、中央には第２可動アーク電極２２が
設けられており、この第２可動アーク電極２２は、前記
フランジ３３に数本のリブ３５によって支持固定されて
いる。

ざらに、第２可動シールド３４の内側には、第３電（へ
３６が装着され、この第３電極３６は遮断器容器に直接
或いは間接的に固定された各可動電極３．２３と共に移
動することのない固定部３７より支持されている。この
第３電極３６の形状は、駆動側と反対方向に断面積が大
きくなるようテーパー状に形成され、完全開（※すると
、第２可動シールド３４の先端と、第３電極３６の先端
がほぼ一致する位置に配設されている。

なお、前記通電部３１ａが支持されているフランジ３２
と、第２可動シールドが支持されているフランジ３３と
の距離は、絶縁ロッド２９の全ストロークを越える距離
が必要である。上記のように構成された第２可動電極２
３及び第３電極３６は、シールド３８によって被覆され
ている。このシールド３８は、前記フランジ３２．３３
の外径よりも大きい位置に取付けられている。

本実施例の作用＊ このように構成された本実施例のパッファ形ガス遮断器
の動作は、第１図に示すように、投入状態において、遮
断指令を受けての開極動作は、開極途中までは従来と同
様である。第２図は開極途中を示す。絶縁ロッド２９が
図左方向へ移動される最終段階に入って、絶縁ロッドの
先端に固定されたフランジ３３に取付けられた第２可動
シールド３４が図左方向に移動される。すると、第２可
動シールド３４の円筒の外面を通電部３１ａが摺動する
。又、第２可動シールド３４の内側には、第３電極３６
が支持されており、遮断動作開始後、第２可動電４※２
３が第１可動電極３の移動方向と反対方向に移動すると
、前記第３電極３６が固定されているため、等価的に第
２可動シールド３４の先端と第３電極３６の先端が近付
いてくる。遮断動作終了時には、第２可動シールド３４
の先端と第３電極３６の先端がほぼ一致する。

これらの一連の動作は遮断動作であるが、投入動作はこ
の動作の反対動作であり、説明を省略する。

本実施例の効果＊ 上記のように本実施例のパッファ形ガス遮断器において
は、開極動作が最終段階で、第２可動シールド３４の内
側に配置した第３可動電極３６に第２可動シールド３４
が近付いてくる。そのため、第２可動シールド３４に第
３電極３６が加わり、等価的にシールドの曲率が大きく
なるので、第２可動シールド３４の先端の電界強度が緩
和される。

さらに、第３電極３６は、第２可動アーク電極２２の先
端の電界強度も緩和することができるため、進み小電流
のように電流遮断後、非常に高い回復電圧が電極間に生
じる。

ざらに、第３電極３６は、駆動装置側の反対方向にテー
パー状に広がるような構成になっているため、遮断性能
に関係するガス流がスムーズに流れる。

［発明の効果］ 以上の通り本発明によれば、絶縁ロッドに取付けられて
いる第２可動電極の内側に、第３電極を設け、開極動作
の最終段階で第２可動シールドに第３電極が加わり、等
価的にシールド曲率が大きくなるので、高電圧遮断器に
おいて、進み小電流遮断後の非常に高い回復電圧が場合
には同極途中で第２可動アーク電極２２及び第２可動シ
ールド３４の先端の電界が緩和されるため、多少開極ス
ピードが遅くなったり、圧力変動によって圧力低下が生
じたとしても、アーク電極間で再点弧せず、且つ第２可
動シールド側で破壊しない信頼性の高い遮断性能を有す
るパッファ形ガス遮断器を提供することが可能となった
。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例の投
入状態を示す断面図、第２図は第１図のパラフッ・形ガ
ス遮断器の遮断動作中を示す断面図、第３図は本発明の
第２図に示したＡ−Ａを駆動機構側から見た断面図、第
４図は従来のパッファ形ガス遮断器の消弧室を収納した
遮断器の外径図、第５図はパッファ形ガス遮断器の消弧
室を示す断面図、第６図はダブルモーション方式のパッ
ファ形カス遮断器の投入状態を示す断面図、第７図は第
６図のダブルモーション方式のパッファ形ガス遮断器の
遮断状態を示す断面図である。 １・・・ガスタンク、２・・・固定電極、３・・・可動
電極（第１可動電極）、４・・・絶縁筒、５，６・・・
導体、７・・・駆動機構、８・・・固定アーク電極、９
・・・固定通電電極、１０・・・支持絶縁筒、１１・・
・パッファピストン、１２・・・パンツ１シリンダ、１
３・・・操作ロンド、１４・・・可動アーク電極、１５
・・・絶縁ノズル、１６・・・アーク、１７・・・パッ
ファ至、１８・・・リンク装置、１８ａ・・・リンク、
１８ｂ・・・第１連結棒、１８Ｃ・・・第２連結棒、１
８ｄ・・・リンク支持部、１８ｅ・・・支点、１９・・
・絶縁筒、２０・・・通電円筒、２１゜３１・・・通電
用導体、２１ａ、３１ａ・・・通電部、２２・・・第２
可動アーク電極、２３・・・第２可動電極、２９・・・
絶縁ロッド、３２，３３・・・フランジ、３２ａ・・・
目通穴、２４・・・第２可動シールド、３５・・・リブ
、３６・・・第３電極、３７・・・固定部、３８・・・
シールド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）消弧性ガスを充填した容器内に、接離自在な第１
   、第２可動電極を対向して配置し、第１可動電極パッフ
   ァシリンダとを駆動装置に連結した操作ロッドの一端に
   固定し、前記パッファシリンダとこのパッファシリンダ
   内を摺動自在のパッファピストンとによりパッファシリ
   ンダ内の消弧性ガスを圧縮し、この圧縮ガスを前記パッ
   ファシリンダに固着された絶縁ノズルより高速ガス流と
   して噴出して、前記対向するアーク電極間に発生するア
   ークに吹きつけ消弧するパッファ形ガス遮断器において
   、 第１、第２可動電極には、その中心部において接離自在
   な第１、第２可動アーク電極を設け、この第２可動アー
   ク電極の周囲に第２可動シールドを固定して設け、この
   第２可動シールドの内側には前記容器に対して固定され
   た固定部に第３電極を支持固定し、この第３電極の先端
   が遮断器の投入状態においては第２可動シールド内に位
   置し、且つ開極状態においては第２可動シールド先端と
   ほぼ等しい位置となるように配設したことを特徴とする
   パッファ形ガス遮断器。