JPH0221522A - ガス開閉機器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、絶縁消弧ガスが充填された容器内に、接触
片が周方向に配されてなるチューリップ形接触子と、該
チューリップ形接触子と同軸に配される棒状の接触子と
、前記固接触子間に発生したアークを該両接触子の共通
の軸線まわり周方向に、駆動する磁界を発生する磁界発
生手段とを備えてなるガス遮断器、ガス開閉器などのガ
ス開閉機器に関する。

〔従来の技術〕

この種ガス開閉機器として、例えば第５図ないし第７図
に示すものが知られている（実公昭６２−４４４３１号
、特開昭６２−２８７５３４号、特開昭６２−２８７５
３３号参照）。第５図にガス遮断器の遮断部を示してお
り、絶縁消弧ガス５が充填された容器１内に、複数個周
方向に配され外周側からコイルばねをリング状に巻いた
ガータスプリング２ｂにより内側へばね力を受けている
接触片２ａを備えてなるチューリップ形接触子２と、こ
のチューリップ形接触子と同軸に配され軸方向に進退し
てこれに接鼎する棒状接触子４と、電流蓮断時に前記両
接触子２．４の開離間隙に生じたアークに交差する磁界
を発生してアークを両接触子２．４の共通の軸線まわり
周方向に駆動する磁界発生手段としてチューリ、７”形
接触子２の先端部を包囲するソレノイド３を備えている
。図は電流遮断途中の状態、すなわち、当初チ、−リ、
プ形接触子の接触片２ａと棒状接触子４との間に生じた
アークが棒状接触子のストロークとともに長さを増して
アーク電圧を増す一方、アークまわりの電離された熱ガ
スにより、棒状接触子４と、ソレノイド３を介して接触
片２ａと同電位にあるアークランナ６との間の絶縁が低
下して、アークがアークランナ６に移行した状態を示し
ている。この状態では、外部端子７からコンタクトホー
ルダ５を介して接触片２ａに流入した電流はソレノイド
３を介してアークランナ６へ向かうから、ソレノイド３
により、点線で示すような、アークと交差する磁界を発
生し、アークを棒状接触子４とチー−リ２プ形接触子２
との共通軸線まわり周方向に駆動する。

第６図は磁界発生手段として永久磁石を用いたガス開閉
器の遮断部を示す。内側にチ、−リ、プ形接触子１２を
収納するとともに棒状接触子１４の閉路位置において絶
縁ノズル１８とともに密閉空間１９を形成する外筒１７
の外側には、この外筒を包囲する。軸方向に着磁された
永久磁石筒１３ａが配され、その一方の端面側で該永久
磁石筒１３ａの中心部に同軸に配された永久磁石棒１３
ｂと板状の強磁性材１３Ｇを介して結合されている。電
流速断時に棒状接触子１４が開離すると、開離の初期に
おいて、外筒１７内側の密閉空間１９内のガス圧力がア
ーク熱により上昇し、棒状接触子１４が絶縁ノズル１８
から抜は出すと、密閉空間１９内の加圧されたガスが大
量にアークに吹き付けられる。しかし、透析電流が小さ
いと、密閉空間１９内のガス圧力も小さく遮断能力が急
速に低下するため、これを補うものとして、点線で示す
ように、永久磁石筒１３ａと永久磁石棒１３ｂとを設け
て磁界を発生させ、これをアークに作用させてアークを
両接触子１２　、１４の共通軸線まわり周方向に駆動し
、小電流遮断能力を向上させている。

第７図は、磁界発生手段としての永久磁石が絶縁ノズル
内に埋め込まれている場合を示す。永久磁石リング久の
着磁方向は図のように軸方向とすることもできれば、半
径方向としてアークに有効に磁界を作用させることも可
能である。符号１８はこのように構成された電流遮断部
における問題点は次のようなものと考えられる。まず、
第５図のように、磁界発生手段としてソレノイドを用い
るものでは、チュ呵り、プ形接触子まわりの構造が複雑
となり、また、ソレノイドはチ、−リ、プ形接触子と容
器との間のリング状空間に配されるから、容器の内径が
十分大きくないと、容器内壁面の実効的な沿面絶縁距離
が短くなり、このため、沿面絶縁強度として同一の裕度
を確保しようとすると、容器が半径方向または軸方向に
大形化するという問題を生ずる。また、第６図のような
構成の遮断部では、電流が常時板状の強磁性材（１３ｃ
）を貫通して永久磁石筒（１３ａ）の内側を流れている
から、電流の大きさによりては渦電流抑制策も必要とな
るほか、かかる磁界発生手段のないものと比較して構造
が複雑化することは避けられないという問題がある。そ
こで、ＷＩＪ７図のように絶縁ノズル内に永久磁石リン
グを埋め込んで構造の複雑化を避けようとすると、チュ
ーリ２プ形接触子と棒状接触子との間に形成される電気
力線中、両接触子の共通の軸線をわずかに離れたものは
、符号６で示すようｌこ、途中が永久磁石リングで短絡
さ壊されやすくなって、このため、ガス中を通り絶縁ノ
ズルの内壁面に沿う絶縁破壊が起こりやすくなるという
問題がある。

この発明の目的は、遮断部の構造を複雑化させたり、機
器の大形化を招いたりすることなく、アークを両接触子
の共通軸線まわり周方向に駆動する磁界を発生させつる
ガス開閉機器を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、棒状接
触子またはチューリ２プ形接触子の少なくともいずれか
一方の発弧点近傍に永久磁石を埋め込むものとする。

〔作用〕

この発明は、開閉機器の接触子がチューリ７プ形接触子
と棒状接触子との組合わせからなる場合には、開離時の
発弧点は両接触子の共通軸線上には生じないこと、従り
て構造的に発生させやすい軸対称の磁界によりアークを
共通軸線まわり周方向に確実に駆動しうること、またア
ークの駆動はアーク足点の駆動を伴いながら行うことが
電流遮断性能の向上に効果的であること、などに着目し
たものであり、たとえば、棒状接触子の先端近傍に、軸
方向に着磁された棒状の永久磁石を同軸に埋め込むと、
接触子開離時のアーク足点は棒の軸線を外れた周面上に
生ずるから、永久磁石の磁力線とアークとは必ず交差す
る。これによりアークにはアーク足点近傍で強い磁界が
作用し、アークは足点とともに周方向に駆動される。こ
のため、アーク足点は接触子周面上の１点に停滞せず、
ア一り足点で溶融、蒸発する金属含気の量が少なくなり
、遮断性能が向上する。また、接触子周面上を周方向ζ
こ駆動されているアーク足点は、アーク柱の部分を軸線
上に保持しようとするガス流が存在する場合にも、軸線
上への移行は、アーク足点が接触子先端に近づくほど永
久磁石の磁極に近づくことになり強い周方向の駆動力を
受けること、アークまわりのガス流がアーク路の影響な
どにより完全には軸対称となり得ないことなどから困難
であり、アーク足点の１１駆動による遮断性能向上の効
果は損われない。また、常時通電時の棒状接触子内部の
磁束は、埋め込まれた棒状永久磁石の周面近傍に集中し
て生ずるだけであるから、棒状永久磁石に軸方向に、か
つ断面放射状にスリットを形成する程度の対策で渦電流
による加熱を防止することが可能である。

また、チューリ７プ形接触子を構成するそれぞれの接触
片の発弧点近傍に、たとえば接触片の背後から短円柱状
の永久磁石を着磁方向が接触子の半径方向と一致するよ
うに嵌め込めば、接触片の先端に生ずるアークに対し周
方向の磁気駆動力が作用する。しかも、個々の永久磁石
は互いに分離されているから常時および遮断時の電流に
よる渦電流損失がほとんど発生せず、渦電流対策を特に
必要としない。

このように、接触子内に永久磁石を埋め込むことにより
、遮断部の構造を何ら複雑化させることなく、また絶縁
上の問題を生じることなくかつガス開閉機器の大形化を
招くことなくアークを両接触子の共通軸森まわり周方向
に駆動して遮断性能を向上せしめつる磁界を発生させる
ことができる。

〔実施例〕

第１図ｊ６よび第２図に本発明の第１の実施例を示す。

この実施例では、永久磁石はパ、ファ形ガス遮断器の固
定電極を構成する棒状接触子の先端部に埋め込まれてい
る。すなわち、第２図の拡大断面図にみられるように、
短円柱状に形成され全外周面を断熱材たとえば四ふつ化
エチレン樹脂団で覆われた永久磁石５２が、棒状接触子
５１の接触部５１ｂ内に嵌め込まれ、はねヌを介して接
触部先端側に押圧、保持されている。永久磁石５２を断
熱財団で覆う理由は、大電流遮断時にアーク熱により加
熱される接触部表面の熱の伝達を緩和し、永久磁石の磁
気特性の変化を防止するためである。

いま、第１図に示すように、電流遮断時をこパ。

ファシリンダ田が下方に移動し、固定ピストン５９前面
側のガスを圧縮すると、この圧縮されたガスは絶縁ノズ
ル５６の内側を通り、棒状接触子５１方向へ噴出する。

なお、圧縮されたガスの一部はチー−リ２プ形接触子５
７の内側を通り下方へ噴出される。ガス流は、絶縁ノズ
ル５６の（１バ出ロ位置ではアーク柱を強く中心軸上に
保持する作用を有するが、噴出口から噴出されると断熱
的に外方へ広がり、アークを中心軸上に保持しようとす
る力が急に弱まる。しかもガスの流れは上流倶ｎにある
アーク路やアーク摂動などの影響により完全に軸対称で
はないから、仮に棒状接触子５１の噴出口脱出直前にア
ーク足点が中心軸上にきても、脱出後に前記非完全軸対
称ガス流により一旦軸線を外れると、アーク足点は永久
磁石５２から軸線まわり周方向に駆動力を受けて高速で
回転しつつ後方へ移動する。

これにより、永久磁石が埋め込まれていない場合と比較
してアーク足点から蒸発する金属蒸気量が顕著に減少し
、遮断性能が向上する。

第３図に本発明の第２の実施例を示す。この実施例は、
チ、−リ、プ形接触子を溝底する接触片の発弧点近傍に
永久磁石を埋め込んだ場合を示す。

接触片６１の棒状接触子間との接触点Ｐの背面側に陥凹
部を形成し、ここに軸方向に着磁された短円柱状の永久
磁石６２を着磁方向がチ、−リ、グ形接触子の半径方向
と一致するように嵌め込み、あらかじめ前記陥凹部入口
に形成されていた突起６１ａを折り曲げて抜は止めが施
されている。図中の符号己は長いコイルばねをリング状
に巻いたガータスプリングであり、外周側から接触片６
１を内側へ締め付けることにより棒状接触子（７）とホ
ールダ８との接触点にそれぞれ所要接触圧力を与える。

電流遮断時に棒状接触子間とチ、−リ、プ形接触子とが
開離すると、接触片６１は接触子内方へ傾（から、接触
片６１上の発弧点は図のＰ点よりも上方へ移行する。従
りて、この発弧点から上方へ延びるアークに対し、永久
磁石６２が発生する磁力線は必ず交差し、アークに対し
、特にアーク足点近傍で周方向に強い駆動力が作用する
。また、第１図に示すように、チューリ２プ形接触子の
内方へ向かうガス流があり、アーク足点が接触子の内方
へ駆動された場合にもアークには周方向の駆動力が作用
する。このように永久磁石をそれぞれの接触片に埋め込
むと、各永久磁石は個別に分離されているから、常時の
通電状態および電流遮断時にも渦電流の発生が極めて少
なく、渦電流による発熱対策を特に必要としない。また
、アーク足点は接触片の頂部を周方向に移動するからア
ーク足点の熱による永久磁石の加熱作用は小さく、負荷
電流ないし過負荷電流を遮断するガス開閉器では、特に
永久磁石の断熱対策を必要としない。ただし短絡電流を
遮断するガス遮断器の場合には、第２図のようをこ永久
磁石を断熱材で覆い、永久磁石の磁気特性の変化をより
確実に防止するようにするのがよい。

第４図に本発明の第３の実施例を示す。この実施例は、
チ、−リ、グ形接触子が前面側から外周側にかけて平滑
な金属円筒で掩われ、前面側と外周側とに集中する電界
を緩和して接触子まわりの絶縁を強化したチューリ２プ
形接触子に対し本発明を適用した場合の一例を示す。金
属円筒π前面側の分厚いリング部には、外周側から周方
向等間隔に複数の陥凹部が形成され、ここに軸方向に着
磁された棒状の永久磁石７２が着磁方向がチューリ、プ
形接触子の半径方向と一致するように密に嵌め込まれ、
さらに背後からねじ７５をねじ込んで永久磁石の抜は止
めを施している。この場合にもアーク足点は永久磁石７
２の軸線上に停滞することはないからアークに対し、特
にアーク足点近傍で周方向に強い駆動力が作用する。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、絶縁消弧ガスが
充填された容器内に、接触片が周方向に配されてなるチ
ューリ２プ形接触子と、該チューリ２プ形接触子と同軸
に配される棒状の接触子と、前記両接触子間に発生した
アークを該固接触子の共通の軸線まわり周方向に駆動す
る磁界を発生する磁界発生手段とを備えてなるガス開閉
機器において、前記アークを周方向（こ駆動する磁界を
、棒状の接触子またはチ、−リ、プ形接触子の少なくと
もいずれか一方の発弧点近傍に永久磁石を埋め込んで発
生させるようにしたので、遮断部の構造が複雑化するこ
となく、また磁界発生手段の存在に基づく絶朦上の問題
を生じることなく、従ってガス開閉機器の大形化を避け
つつアークを効果的に周方向に駆動する磁界を発生する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による永久磁石配設位置の第１の実施例
を示すパ、ファ形ガス遮断器遮断部の断面図、第２図は
第１図における永久磁石配役位置の拡大断面図、第３図
および第４図はそれぞれ本発明による永久磁石配役位置
の第２および第３の実施例を示すチ、−リ、プ形接触子
の断面図、第５図、第６図Ｂよび第７図はそれぞれ従来
例による母界発生装置を備えたガス開閉機器逍断部の断
面図である。 １・・・容器、２，１２．５７・・・チューリ、グ形接
触子、２ａ、５７ａ、６１．７１・・・接触片、３・・
・ソレノイド、４．１４，２４，５１．６０・・・棒状
接触子、１５・・・絶縁消弧ガス、１３ａ・・・永久磁
石筒、１３ｂ・・・永久磁石棒、乙・・・永久磁石リン
グ、５２　、６２　、７２・・・永久磁石、５７　ｂ　
、　７６・・・金属円筒。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）絶縁消弧ガスが充填された容器内に、接触片が周方
   向に配されてなるチューリップ形接触子と、該チューリ
   ップ形接触子と同軸に配される棒状の接触子と、前記両
   接触子間に発生したアークを該両接触子の共通の軸線ま
   わり周方向に駆動する磁界を発生する磁界発生手段とを
   備えてなるガス開閉機器において、前記磁界発生手段が
   前記棒状の接触子またはチューリップ形接触子の少なく
   ともいずれか一方の発弧点近傍に埋め込まれた永久磁石
   であることを特徴とするガス開閉機器。