JPH02100218A - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、パッファ形ガス遮断器の構造に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、固定アーキングコンタクトから可動アーキン
グコンタクトを引き離す際にパッファ室内の絶縁ガスを
アークに吹きつけて消弧するパッファ形ガス遮断器にお
いて、 パッファ室の内側に、パッファ室とは別個の熱ガス室を
形成し、熱ガス室を可動アーキングコンタクトの先端に
開口させるとともに開口部近傍に渦流を発生させるため
のフィンを設けることにより、 開極時のアークエネルギーで急激に圧力上昇した絶縁ガ
スが一旦熱ガス室へ集合し、その後直ちにアークに吹き
つけられ、短いアーク時間でアークを消弧するようにし
たものである。

Ｃ０従来の技術 電力用遮断器として、パッファ形ガス遮断器が用いられ
る。

従来のパッファ形ガス遮断器の構造を第７図に示す。図
のように、パッファ形ガス遮断器は固定ユニットｌと可
動ユニット２とで構成される。固定ユニットＩは、中空
の固定主コンタクト３と、その内部中央に設けた固定ア
ーキングコンタクト４とで構成される。

一方、可動ユニット２は、中空部５と連通孔６とを有す
るとともに先端部が可動アーキングコンタクト７となり
図中の左右方向へ駆動される駆動ロッド８と、駆動ロッ
ド８の外側に嵌め込まれるとともに駆動ロッド８との間
にパッファ室９を形成するパッファシリンダｌＯと、可
動アーキングコンタクト７を覆うようにしてパッファシ
リンダ！０に固着されるとともに先端部に挿通孔１１を
有しかつ駆動ロッド８との間に放出路１２を形成する絶
縁ノズル１３と、絶縁ノズル！３の外側に固着した可動
主コンタクト１４と、排気孔１５を有する固定ロッド１
６を介して図示しない固定部に取り付けられるとともに
駆動ロッド８とパッファシリンダ１０との間に摺動自在
に設けられてパッファ室９に絶縁ガスを吸入したり排出
したりする吸排手段としてのリング状のピストン１７と
で構成される。なお、Ｉ８はシール材である。各ユニッ
トは、ＳＦ−ガス等の絶縁ガス中に設けられ、パッファ
形ガス遮断器を構成する。

斯かるパッファ形ガス遮断器においては、駆動ロッド８
が図中の左方へ駆動されて投入する際に、挿通孔ｌ！か
らパッファ室９に絶縁ガスが吸入され、駆動ロッド８が
図中の右方へ駆動されてしゃ断する際にパッファ室９内
の絶縁ガスが第７図に示すように放出路１２から放出さ
れる。絶縁ガスは、固定アーキングコンタクト４と可動
アーキングコンタクト７との間に発生するアーク１９に
吹き付けられて消弧し、その後、挿通孔ＩＩ又は連通孔
６と排気孔１５とを通って、排出される。駆動ロッド８
の駆動速度は一般に８〜１０　ｍ／　ｓである。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 ところが、電力系統の大容量化に伴い、パッファ形ガス
遮断器の一遮断当りの電力及び遮断電流の大きいものが
要求されるようになってきており、従来のパッファ形ガ
ス遮断器では次のような課題がある。

（イ）遮断性能を向上させるためには、パッファ室の圧
力を高めてアークが消えるまで高圧の絶縁ガスを吹きつ
ける必要があり、そのためには外径寸法及び長さの大き
いパッファシリンダを用いて駆動ロッドを大きなストロ
ークで高速駆動する必要があるが、パッファシリンダが
大形化するだけでなく駆動力の大きい駆動手段が必要と
なって駆動手段が大形化しかつ大きな駆動エネルギーが
必要になる。それゆえにコスト高になる。

（ロ）一方、駆動ロッドを高速で駆動すると、遮断器が
大形化して重量が大きいために機械構造物及び動作部の
信頼性が低下する。

そこで本発明は、斯かる課題を解決したパッファ形ガス
遮断器を提供することを目的とする。

８０課題を解決するための手段 斯かる目的を達成するための本発明の構成は、絶縁ガス
中に固定アーキングコンタクトを固定する一方、駆動ロ
ッドを固定アーキングコンタクトの軸心に沿って駆動可
能に設け、固定アーキングコンタクトを嵌脱自在な駆動
ロッドの先端部を可動アーキングコンタクトとし、駆動
ロッドにおける先端部近傍の外側に駆動ロッドを囲繞す
るパッファ室を設け、可動アーキングコンタクトを覆う
ようにして絶縁ノズルを設けることにより、パッファ室
から可動アーキングコンタクトの先端まで伸びる放出路
を可動アーキングコンタクトと絶縁ノズルとの間に形成
し、パッファ室内に絶縁ガスを吸入したり排出したりす
る吸排手段を固定部に固定したパッファ形ガス遮断器に
おいて、駆動ロッドとパッファ室との間に熱ガス室を形
成し、可動アーキングコンタクトの先端に熱ガス室を開
口させるとともに開口部近傍に渦流を発生させるための
フィンを複数設けたことを特徴とし、又は更に、熱ガス
室に小ピストンを設け、ピストンを開口部へ向かつて付
勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

Ｆ６作用　　Ｘ しゃ断する際、固定アーキングコンタクトから可動アー
キングコンタクトを引き離すと、極間に発生したアーク
の熱により絶縁ガスの圧力が急激に上昇して熱ガス室へ
集まり、その絶縁ガスが開口部からアークに吹きつけら
れ、フィンによって渦流となった絶縁ガスがアークを細
く引き伸ばして消弧する。その後にピストンによって押
し出されたパッファ室の絶縁ガスが極間の絶縁回復特性
を急上昇させ、遮断が完了する。

遮断電流が大きいほどアークエネルギーが大きく、熱ガ
ス室の絶縁ガスの圧力も大きくなって消弧能力が高くな
る。

熱ガス室に小ピストンを具える場合には、小ピストンが
絶縁ガスを熱ガス室から追い出す分だけ絶縁ガスが多く
アークに吹きつけられることになる。

Ｇ、実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。なお、本実施例は従来のパッファ形ガス遮断器の
一部を改良したものなので、同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

（ａ）第１実施例 第１図に示すように、従来のパッファ室９と可動アーキ
ングコンタクト７との間に熱ガス室２１が設けられる。

熱ガス室２！は、可動アーキングコンタクト７を囲繞す
る筒状の隔壁２０によって形成される（第５図参照）。

隔壁２０は固定アーキングコンタクト４の外周面へ向か
って伸びることでその先端部に内部ノズル２２を構成し
、内部ノズル２２と可動アーキングコンタクト７の先端
部との間に、熱ガス室２にの開口部２３を形成する。

この開口部の近傍には絶縁ガスの渦流を発生させるため
のフィン２９が複数設けられる。フィン２９は、第５図
、第６図に示すように、隔壁２０の内周面に固着すると
ともに可動アーキングコンタクト７の軸心に対して少し
傾斜させた状態で円周方向へ等間隔で設けられる。

そして、ピストン１７には、パッファ室９の外部から内
部へのみ絶縁ガスが流入しうるように連通孔２４と逆止
弁２５とが複数設けられる。

パッファ形ガス遮断器を投入するには、第１図に示すよ
うに駆動ロッド８を図中の左方へ駆動し、可動アーキン
グコンタクト７の内部に固定アーキングコンタクト４を
は嵌め込む。このとき、固定ロッド１６は固定されてい
ることから、パッファシリンダＩＯに対して相対的にピ
ストン１７が右方へ移動し、パッファシリンダＩＯの外
部の絶縁ガスが連通孔２４を通ってパッファ室９内へ吸
入される。

次に、パッファ形ガス遮断器のしゃ断を行うには、第２
図に示すように、駆動ロッド８を図中の右方へ駆動する
。このときの作用を説明する。

固定アーキングコンタクト４から可動アーキングコンタ
クト７が少し離れて極間にアーク！９が生じる遮断開始
前期に、アーク■９で加熱された絶縁ガスが開口部２３
から熱ガス室２１へはいり込んで熱ガス室２１の圧力が
上昇し、その後、第３図に示すように熱ガス室２１内の
高圧化した絶縁ガスがアーク１９に吹きつけられて消弧
する。

このとき、絶縁ガスはフィン２９どうじの間を通るため
に渦流となってアーク１９に吹きつけられ、アーク１９
を細く引き伸ばして均一に冷却することで消弧する。そ
の後、駆動ロッド８が右方へ移動してパッファ室９内が
圧縮されると、パッファ室９内の絶縁ガスが放出路１２
を通ってアーク１９へ吹きつけられ、絶縁回復特性が向
上する。

遮断電流が大きくなるにつれてアークエネルギーも大き
くなり、熱ガス室２１の絶縁ガスの圧力も大きくなる。

このため、遮断電流が大きいほど消弧のための能力も向
上する。アーク里９によって温度が急上昇して高圧にな
った絶縁ガスをパッファ室９よりも容積の小さい熱ガス
室２１へ導いてアーク１９に吹きつけるので、時間のロ
スがなく、短いアーク時間で遮断が可能である。

（ｂ）第二実施例 次に、本発明の第二実施例を第４図に示す。これは、第
一実施例で示したパッファ形ガス遮断器の熱ガス室２１
に略リング形状の小ピストン２６を摺動自在に設け、小
ピストン２６を開口部２３へ向かって付勢するバネ２７
とバネ２８とを具えたものである。なお、２９はエア抜
き孔である。

この実施例は、熱ガス室２１内が周囲の圧力と同じにな
ったあともバネ２７．２８の付勢力で絶縁ガスを熱ガス
室２！からアーク１９へ吹きつけるので、第一実施例の
場合よりもより多くの絶縁ガスがアーク１９に吹きつけ
られる。

Ｈ，発明の詳細 な説明したように本発明によるパッファ形ガス遮断器に
よれば、固定アーキングコンタクトと可動アーキングコ
ンタクトの間に生じるアークの熱によって絶縁ガスの圧
力が急上昇して自動的にアークに吹きつけられる熱ガス
室を設けたので、以下の効果がある。

（ａ）遮断電流が小さい場合は極間に生じるアークのエ
ネルギーも小さくパッファ室内の圧縮された絶縁ガスを
吹きつけるだけで消弧でき、遅れ電流遮断時の電流さい
断も少なく特性が良い。

（ｂ）遮断電流が大きくなるとアークエネルギーも大き
くなり、熱ガス室へ集まる絶縁ガスの圧力が急激に大き
くなってアークに高圧の絶縁ガスが吹きつけられるので
、短いアーク時間で消弧し、その後にパッファ室内の圧
縮された絶縁ガスにより極間の絶縁回復特性が向上する
。そのため、しゃ断のための極間距離が小さくなる。

（ｃ）熱ガス室の絶縁ガスは開口部から、パッファ室の
絶縁ガスは放出路から別々にアークに吹きつけられるの
で、パッファ室からの純粋な絶縁ガスが熱ガス室のイオ
ン化した絶縁ガスと混じることはなく、遮断開始後期で
の絶縁回復特性が良い。

（ｄ）遮断電流が大きい場合には熱ガス室の絶縁ガスの
みがあれば消弧に十分であるため、従来のように絶縁ガ
スを高速でアークに吹きつけるための手段を要しないこ
ととなり、パッファシリンダの小形化と駆動ロッドのス
トロークの減少化と、開離速度低域による駆動手段の小
形化と、駆動エネルギーの減少化とが図れ、低コストと
なる。

（ｅ）開離速度の低減により、遮断器の大形化と大重量
化が回避でき、機械的性能の信頼性が大幅に向上する。

また、熱ガス室の開口部近傍にフィンを設けたので、ア
ークに吹きつけられる絶縁ガスは渦を生じ、アークを細
く引き伸ばすようにして渦の中に閉じ込め、アークを均
一に冷却して消弧する。従って、遮断性能が向上し、短
時間での遮断が可能になる。

次に、熱ガス室に小ピストンを具えた場合には、小ピス
トンを具えない場合に比べ、より多くの絶縁ガスをアー
クに吹きつけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明によるパッファ形ガス遮断器の
第一実施例に係り、第１図は投入状態の断面図、第２図
は遮断開始前記の断面図、第、３図は遮断開始後期の断
面図、第４図は第二実施例を示す遮断開始後期の断面図
、第５図は第１図のＩ−１矢視図、第６図は一部破断し
て示すフィンの斜視図、第７図は従来のパッファ形ガス
遮断器の断面図である。 ４・・・固定アーキングコンタクト、５・・・中空部、
７・・・可動アーキングコンタクト、８・・・駆動ロッ
ド、９・・・パッファ室、ｌＯ・・・バッフ・アシリン
グ、１２・・・放出路、１３・・・絶縁ノズル、１６・
・・固定ロッド、７・・・ピストン、 ２０・・・隔壁、 ２１・・・熱ガス室、 ２３・・・開口部、 ２４・・・連通孔、 ２５・・・逆止弁、 ６・・・小ピストン、 ２７゜ ２８・・・バネ、 ２９・・・フィ ン。 外２名 第３図 パッファ形ガス遮断器の断面図（第一実施例の遮断開始
後期）パッファ形ガス遮断器の断面図（第二実施例の遮
断１１１１姶後期）第５図 第１図のＩ−Ｉ矢視図 第６図 一部破断して示すフィンの斜視図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁ガス中に固定アーキングコンタクトを固定す
   る一方、駆動ロッドを固定アーキングコンタクトの軸心
   に沿って駆動可能に設け、固定アーキングコンタクトを
   嵌脱自在な駆動ロッドの先端部を可動アーキングコンタ
   クトとし、 駆動ロッドにおける先端部近傍の外側に駆動ロッドを囲
   繞するパッファ室を設け、可動アーキングコンタクトを
   覆うようにして絶縁ノズルを設けることにより、パッフ
   ァ室から可動アーキングコンタクトの先端まで伸びる放
   出路を可動アーキングコンタクトと絶縁ノズルとの間に
   形成し、パッファ室内に絶縁ガスを吸入したり排出した
   りする吸排手段を固定部に固定したパッファ形ガス遮断
   器において、 駆動ロッドとパッファ室との間に熱ガス室を形成し、可
   動アーキングコンタクトの先端に熱ガス室を開口させる
   とともに開口部近傍に渦流を発生させるためのフィンを
   複数設けたことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
2. （２）熱ガス室に小ピストンを設け、小ピストンを開口
   部へ向かって付勢する付勢手段を設けた請求項１に記載
   のパッファ形ガス遮断器。