JPH027488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属カプセル型ガス絶縁高圧開閉設備
用断路器に関する。

〔従来の技術〕

シールド電極相互間に存在する断路区間を備
え、この断路区間が筒形に形成された固定接触子
に対向する筒形の可動主開閉接触子により橋絡可
能とされ、かつ可動主開閉接触子がばねで駆動さ
れる補助開閉接触子を備え、補助開閉接触子の対
向接触子が可動主開閉接触子の対向固定接触子の
内部に装着され、一方のシールド電極の内部に装
着された機械的制御機構を介して補助開閉接触子
に対し可動主開閉接触子の動きより速い可動主開
閉ロツドに対する相対運動が発動可能であり、特
にSF₆の圧縮ガスで絶縁された金属カプセル型高
圧開閉設備用の断路器はドイツ連邦共和国特許出
願公開第3122442号明細書により公知である。こ
の公知の断路器に装着された可動主開閉接触子用
の操作機構の動きは比較的遅い。それ故補助開閉
接触子が備えられ、可動主開閉接触子が所定の絶
縁耐力に関して充分大きな断路距離が保たれる位
置に到達するまで、補助開閉接触子がその対向接
触子にとどまつて断路区間を橋絡しつづける。そ
して上記の実施例では機械的制御機構が補助開閉
接触子をその対向接触子から切り離す動きを、ス
トツパとリンク機構を介して発動し、そこで補助
開閉接触子は前もつて蓄勢されたばねにより可動
主開閉接触子の動きより速い速度で可動主開閉接
触子の中に引き込まれる。その際、微小電流のア
ークが発生するが、補助開閉接触子は極めて速い
速度で相手側電極から引き離されるのでアークは
極めて速やかに消弧され、接地された金属カプセ
ルにアークが転移して地絡が生じるいとまはな
い。静止状態、すなわち開路状態では補助開閉接
触子ならびにその対向接触子はそれぞれシールド
電極の内部に所在するので、断路区間の電界がそ
れらによつて変化することはない。投入過程で補
助開閉接触子はその対向接触子に到達してそれと
かみ合うまで可動主開閉接触子とともに移動す
る。

しかしストツパとラツチ機構とを用いて補助開
閉ロツドを動かす機械的制御機構は、補助開閉接
触子を加速するために大きなばね力を必要とする
のでリンク機構に極めて大きな面圧が加れられ、
その結果、部品類が磨耗するという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、補助開閉
接触子の可動主開閉接触子に対する高速度の相対
運動のできるだけ部品を磨耗しない引き外し方式
を実現し、しかもこの引き外しが投入過程だけで
はなく遮断過程においてもその途中のある特定の
位置で発動される断路器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点は本発明によれば、圧縮絶縁ガスを
充填され、対をなすシールド電極が断路区間をお
いて配置された金属カプセル型ガス絶縁高圧開閉
設備用断路器において、 一方のシールド電極内に配置された筒形の固定
接触子と、 他方のシールド電極内に配置され、断路区間を
橋絡して固定接触子と電気的に連結し得るように
移動可能に設けられた筒形の可動主開閉接触子
と、 前記可動主開閉接触子と連結され、可動主開閉
接触子を前記固定接触子に対し前進又は後退させ
る駆動機構と、 一方の中空電極内に配置され、前記固定接触子
と同電位にある筒形の対向固定接触子と、 前記可動主開閉接触子内に設けられ、可動主開
閉接触子より速く動くことにより前記対向固定接
触子と電気的に連結し得る補助開閉接触子と、 前記可動主開閉接触子内に支持され外方へ導か
れた軸上に回転可能に支持された駆動レバー、引
つ張りレバー、および両端をそれぞれ駆動レバー
および引つ張りレバーにヒンジ式に取り付けられ
たばねよりなる前記補助開閉接触子のためのスプ
リング操作機構と、 前記引つ張りレバーに回転可能に装着され、前
記ばねを付勢するため機械的に制御されるガイド
ローラーと、 前記駆動レバーの動きの角度範囲を限定し、前
記ばねの起倒転回位置までそれぞれ前記可動主開
閉接触子の閉又は開状態に対応する二つの終端位
置のいずれかに保持するストツパーと、 前記可動主開閉接触子のスリツト内を滑動する
補助開閉接触子支持軸を前記駆動レバーと結合す
る連結レバーと を備えることによつて解決される。

本発明にもとづきこのように構成された断路器
では、可動主開閉接触子のシールド電極の内部、
すなわち電界から隔離された空間内に、補助開閉
接触子用のスプリング操作機構が収容される。こ
のスプリング操作機構に関し、ドイツ連邦共和国
特許出願公開第3136777号明細書で公知のように、
可動主開閉接触子の断路区間から遠ざかつた側に
位置する側面に設けられた軸の上に、スプリング
操作機構が回動自在に装着されるが、この操作機
構は可動主開閉接触子の外部に配置される。そし
て操作機構の引つ張りレバーと駆動レバーとが屈
曲自在に装着されたばねを介して互いに連結さ
れ、かつ前記の軸上に回動自在に装着される。こ
の引つ張りレバーには機械的に制御されるガイド
ローラーが装着される。また駆動レバーは別の屈
折自在に連結された連結レバーを介し、補助開閉
接触子の断路区間と反対側の端部に、可動主開閉
接触子のスリツト内を滑動する補助開閉接触子の
支持軸を利用して連結される。

引つ張りレバーに装着されたガイドローラーの
機械的制御態様は、とくに可動主開閉接触子の動
きに関連し、該開閉接触子が特定の位置に達して
２本のレバーの各長軸線が重なり合つて起倒転回
状態になるまで、補助開閉接触子用スプリング操
作機構のばねは蓄勢されつづけ、かつ駆動レバー
を可動主開閉接触子の閉路ないし開路の各状態に
それぞれ対応した終端位置に保持しておく。そし
て主開閉接触子がさらに移動して引つ張りレバー
がガイドローラーによつてさらに大きく回される
と起動転回状態が越えられてばねが急激に消勢
し、駆動レバーは引つ張りレバーと反応に動き、
そして反対側の終端位置におしつけられる。この
過程で補助開閉接触子が可動主開閉接触子に対し
て相対的に加速されつつ移動する。そして加速に
際して充分な長さの助走路が利用されるので、可
動主開閉接触子とその対向接触子の相互間になお
残存する自由な断路区間は満足すべき速さで橋絡
される。投入ないし遮断過程におけるこの橋絡接
続に際して、所定の絶縁耐力に相当するこの断路
残存区間は可動主開閉接触子の動きよりはるかに
速く橋絡または遮断されるので、いずれにせよそ
のとき発生する過渡放電または遮断アークは、そ
れが金属カプセルに転移して地絡を生ずるのに必
要な時間を待たずに消滅するという利点が得られ
る。

補助開閉接触子はスプリング操作機構のばねが
蓄積されている間は主開閉接触子に対して静止し
ているので、この静止状態の引き外し点を可動主
開閉接触子がある特定の位置に到達したことと一
義的に関連させることが、機械的制御機構の諸元
を任意に選択することにより達成可能であるとい
う他の利点も生じる。

補助開閉接触子用スプリング操作機構は、ばね
を圧縮ばねとしても、あるいは引つ張りばねとし
ても構成可能であるが、引つ張りばねを用いると
操作機構に必要な空間は縮小される。

可動主開閉接触子の両側に突き出た軸の両端部
に同一構造寸法で構成されたスプリング操作機構
をそれぞれ１組づつ装着すると、可動主開閉接触
子の長軸を対称軸とした対称構造が形成されて、
操作機構が装着される軸部分の荷重が軽減される
ので特に有利である。その際、操作機構のレバー
をフオーク状に形成すると装置の剛性が向上し、
しかもばねに蓄積され、利用に供される全エネル
ギーが増加するのでより大きな加速力が得られて
有利である。

補助開閉接触子用スプリング操作機構を、可動
主開閉接触子が断路区間の途中で、その対向接触
子に対し逼要とされる絶縁耐力に該当した間隔を
隔てた箇所に到達したときにばねが起倒転回状態
になるよう構成するのが有利である。このこと
は、上記の箇所においては補助開閉接触子はまだ
可動主開閉接触子の内部に静止しており、かつ投
入時の過渡放電あるいは遮断時のアークもまだ発
生し得ない状態にあることを意味する。

機械的制御機構を、シールド電極の内部に固着
されかつ２個の回動可能に、装着された同一構造
でありながら鏡像対称に配置され、しかもそれぞ
れストツパに当接するガイドレバーを備えたリン
クガイド機構で構成すると構造が簡易化される。
この構造によれば、可動主開閉接触子が各方向に
動くたびにガイドローラーはガイドレバーによつ
て一回だけ方向を変えることを強いられるので、
そのつどスプリング操作機構のばねは蓄勢され
る。またガイドレバーをそのつどばねでストツパ
に押しつけると、ガイドレバーは断路器の状態と
は無関係に機能するようになるので好都合であ
る。

本発明にもとづいて構成された金属カプセル型
ガス絶縁高圧開閉設備用断路器は、２個またはそ
れ以上の断路区間を相前後して連結して設けるこ
とも可能であるが、この場合には各断路区間のそ
れぞれの可動主開閉接触子ごとに補助開閉接触子
用スプリング操作機構が配置される。

〔実施例〕

次に本発明を実施例の図を参照してさらに詳細
に説明する。

断路器１はSF₆の圧縮ガスが封入された筒形の
接地した金属カプセル２の中に置かれている。

金属カプセル２、筒形の可動主開閉接触子３、
同様に筒形の対向固定接触子４との間の電界を均
等化するために、可動主開閉接触子３および対向
固定接触子４はそれぞれシールドの電極５で囲ま
れているが、この図では各シールド電極５から金
属カプセル２までの間隔は縮尺通りには描かれて
いない。両シールド電極５の端面間に矢印で示す
ように断路区間６が存在する。筒形の可動主開閉
接触子３の内部、中心線上に補助開閉接触子７が
位置し、その対向固定接触子８は他のシールド電
極５の中にある。

わかりやすくするため、この図には可動主開閉
接触子３の駆動機構は示されていないが、該操作
機構は可動主開閉接触子３を比較的ゆつくりと動
かす。一方、補助開閉接触子７はスプリング操作
機構９で駆動され、この操作機構９はリンクガイ
ド機構１０で機械的に制御される。第１図と第４
図とに示された断路器１の開路状態において、補
助開閉接触子７は可動主開閉接触子３の中に位置
し、かつ可動主開閉接触子の端面１１に対し図中
矢印で示された距離１２だけ後方に引込んでい
る。またリンクガイド機構１０はシールド電極５
の内部に固定して定着されている。

スプリング操作機構９は引つ張りレバー１３と
駆動レバー１４とで構成され、この両レバーの間
にはばね１５が装着される。そしてこの両レバー
１３，１４は軸１６のまわりに回動可能に軸支さ
れており、軸１６は主開閉接触子３を貫通して外
方に導かれ、主開閉接触子３の片側にある。駆動
レバー１４の他端は連結レバー１７にヒンジ結合
され、また連結レバー１７自身は支持軸１８を介
して補助開閉接触子７に連結されている。支持軸
１８は主開閉接触子３の側面に設けられたスリツ
ト１９中を導かれている。連結レバー１７は操作
ロツドとして用いられる。さらに第１図に小円で
示されているように２個のストツパ２０と２１と
が可動主開閉接触子３の外面に設けられており、
このストツパ２０，２１が駆動レバー１４の動き
の角度を限定する。ストツパ２０が断路器１の開
路位置に、そしてストツパ２１が閉路位置にそれ
ぞれ該当する。ばね１５は、全開閉過程におい
て、ストツパ２０，２１により規定される両終端
位置の一方にそのつど駆動レバー１４を保持す
る。

引つ張りレバー１３上にはガイドローラー２２
が回動自在に軸支され、ローラー２２を介して補
助開閉接触子７用のスプリング操作機構９がリン
クガイド機構１０によつて機械的に制御される。
このリンクガイド機構１０は補助開閉接触子７に
平行したスリツト２３を備え、このスリツト２３
によりガイドローラー２２の主移動方向が決定さ
れる。スリツト２３の上部には２つの切り欠き２
４，２５が設けられ、その中にガイドレバー２６
と２７とがそれぞれ回転点２８のまわりに回動自
在に軸支配置されている。スリツト２３の下部に
も切り欠きが設けられ、その中にガイドレバー２
６と２７の下部突起が係合し、そこで回転点２８
の下方にあるストツパ２９に当接している。ガイ
ドレバー２６と２７はそれぞれ引つ張りばね３０
によつてストツパ２９に押しつけられる。両ガイ
ドレバー２６と２７とは構造寸法が同一である
が、第３図で明らかなように、回転点２８および
ストツパ２９でもつて相互に鏡像対称となるよう
に配置されている。

本発明による断路器は次のように動作する。

第４図は第１図と同様に断路器１の開路状態を
示し、補助開閉ロツド７は可動主開閉ロツド３の
内部に位置し、かつ主開閉接触子３の端面１１か
ら距離１２だけ後方に引込んでいる。軸１６上に
担持された駆動レバー１４はストツパ２０に突き
当つてその終端位置の一つに位置し、かつばね１
５によりそこに担持される。スプリング操作機構
９の引つ張りレバー１３はガイドローラー２２で
もつてリンクガイド機構１０のスリツト２３の左
端にある。リンクガイド機構１０の２個のガイド
レバー２６と２７とはそれぞれストツパ２９に押
しつけられている。

第５図に可動主開閉接触子３が図中の矢印３１
で示されるように動き始めた状態が描かれてい
る。引つ張りレバー１３のガイドローラー２２
は、その右側でストツパ２９に当接している図中
左側のガイドレバー２６によりその前進がはばま
れるので、上方の切欠き２４の壁面に従つて動か
ざるを得ない。このときばね１５は付勢される。
可動主開閉接触子３はすでに断路区間６中にあ
る。何故なら、駆動レバー１４がまだその姿勢を
変えておらず、補助開閉接触子７はそれまでと同
様に可動主開閉ロツド３の内部で静止したままで
ある。

第６図にスプリング操作機構９の起倒転回状態
３２が示されている。この状態では両レバー１３
と１４の各軸線は重なり合い、ばね１５は最大限
に蓄勢される。そしてこのときガイドローラー２
２はスリツト２３に対し切り欠き２４の右側のか
ど、ガイドレバー２６の背面に到達する。しかし
この起倒転回点において補助開閉接触子７の可動
主開閉接触子３の内部における状態はまだ変化し
ていない。また可動主開閉接触子３は断路区間６
の途中で、向い側のシールド電極５および対向固
定接触子４の間に、所定の絶縁耐力に相当した距
離３３がまだ保たれているので過渡放電は発生し
得ない。

第７図に可動主開閉接触子３の投入プロセスが
さらに進んで、スプリング操作機構９の起倒転回
点３２が乗り越えられた状態が示されている。ガ
イドローラー２２はスリツト２３中を再び前向き
に前進すると、ばね１５は起倒転回点を過ぎたの
で急に消勢し、駆動レバー１４を反対側の終端位
置へ押しやり、これを可動主開閉接触子３上のス
トツパ２１が受けとめる。ばね１５が消勢して駆
動レバー１４が上記の状態になると、補助開閉接
触子７も連動レバー１７により支持軸１８を主開
閉ロツド３の側面のスリツト１９の中を滑動させ
ながら押し出される。そのとき、補助開閉接触子
７は図中の距離１２を加速区間として利用できる
ので、極めて速やかに動くことができる。したが
つて可動主開閉接触子３とその向い側のシールド
電極５との間になお残存している空間が、補助開
閉接触子７によつて極めて速やかに橋絡される。
その結果、補助開閉接触子７とその対向固定接触
子８とは電気的に接続され、シールド電極５は双
方とも同電位になる。このときいずれにせよ過渡
放電によるアークが発生するが、補助開閉接触子
７が極めて速かに動くので、アークがカプセル２
に転移する可能性はない。

第８図に可動主開閉接触子３の投入プロセスが
さらに進行した状態が示され、この状態では、ガ
イドローラー２２が図中右側のガイドレバー２７
まで達するが、ガイドローラー２２は該レバー２
７をストツパ２９から押しのけ、スリツト２３の
中を邪魔されずさらに前進することができる。ガ
イドローラーがガイドレバーを押しのけるとき、
可動主開閉接触子３と補助開閉接触子７との相関
関係がそれによつて影響されることはない。

第９図に可動主開閉接触子３が補助開閉接触子
７を伴つて閉路状態となつた状態が示されてい
る。この状態では引つ張りレバー１３のガイドロ
ーラー２２はリンクガイド機構１０のスリツト２
３の右端に位置する。

次に第１０図ないし第１２図に断路器１の遮断
プロセスが示されている。各図中の矢印３４が遮
断運動の向きである。

第１０図に示された可動主開閉接触子３および
補助開閉接触子７の状態では、引つ張りレバー１
３のガイドローラー２２がストツパ２９により阻
止されたガイドレバー２７を回り道して図中右側
の上部切り欠き２５の中にある。そのためばね１
５は付勢される。しかし駆動レバー１４はまだ一
方の終端位置にとどまつているので、補助開閉接
触子７の可動主開閉接触子３に対する相対位置も
また不変である。

第１１図に遮断過程においてスプリング操作機
構９が第二の起倒転回点３５に達した状態が示さ
れている。この状態でレバー１３と１４の各長軸
線は相互に重なり合い、ばね１５は最大蓄勢状態
にされる。可動主開閉接触子３の端面は断路区間
６の途中にあるが、対向シールド電極５に対し所
定の絶縁耐力に相当した間隔３３が得られる位置
に達している。しかしこの間隔３３は補助開閉ロ
ツド７を介して橋絡されており、補助開閉接触子
７はその対向固定接触子８となお接触している。
対向するフイールド電極５内に補助開閉接触子７
が突出しているストローク３６は、スプリング操
作機構９が起倒転回点３５を乗り越えた後、補助
開閉接触子７を間隔３３の中で充分大きな速度で
移動させるための加速区間として役立つ。

第１２図に遮断プロセスが起倒転回点３５を経
過したが、可動主開閉接触子３がまだ断路区間６
の中を移動中の状態が示されている。ばね１５が
消勢して駆動レバー１４はすでに反対側の終端位
置のストツパ２０に押しつけられている。そして
そのため補助開閉接触子７は連結レバー１７に引
かれて主開閉接触子３の内部に再び引き込まれて
いる。これら一連の動きは極めて速かに推移する
ので、いずれにせよ発生する遮断アークは速かに
消弧されカプセル２に転移することはない。

以上、第１図ないし第１２図に示された実施例
ではスプリング操作機構９はばね１５を圧縮ばね
として構成されている。

しかし操作機構９を引つ張りばねを用いて同様
な機能を達成するように相応して変更して構成す
ることができる。第１３図に操作機構がそのよう
に変更された断路器１の異なる実施例が、主開閉
接触子３が開路状態にあるときの長軸方向の断面
で示されている。この実施例では、引つ張りレバ
ー１３が軸１６の両側に延長されて軸１６に回動
自在に装着される。そしてガイドローラー２２は
この引つ張りレバー１３の一端に装着され、かつ
リンクガイド機構１０でコントロールされる。ま
た引つ張りレバー１３の他端に引つ張りばねとし
て形成されたばね１５がリンク式に取りつけられ
る。

第１４図に主開閉接触子３の端面が示されてい
るが、この図はスプリング操作機構にかかわる断
路器の異なる実施例を示すもので、この実施例で
は可動主開閉接触子３の両側にそれぞれ補助開閉
接触子７用として同一構造のスプリング操作機構
９が装着される。そして機構の剛性を向上させる
ために、引つ張りレバー１３はフオーク状に形成
される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可動主開閉接触子と補助開閉
接触子との間に磨耗の少ない、かつ相対速度の高
い動きを行わせることができ、勝れた断路機能を
得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は
第１図の補助開閉接触子用スプリング操作機構が
装着された可動主開閉接触子の横断面図、第３図
は第１図のリンクガイド機構の一部を拡大した側
面図、第４図ないし第９図は断路器の投入過程に
おける、また第１０図ないし第１２図は遮断過程
における各部の運動態様の経過を示す縦断面図、
第１３図は第１図とは異なる本発明の実施例の縦
断面図、第１４図はさらに本発明の異なる実施例
の補助開閉接触子操作用スプリング操作機構が装
着された可動主開閉接触子の端面の横断面図であ
る。 １…断路器、２…カプセル、３…可動主開閉接
触子、５…シールド電極、６…断路区間、７…補
助開閉接触子、９…スプリング操作機構、１０…
リンクガイド機構、１３…引つ張りレバー、１４
…駆動レバー、１５…ばね、１６…軸、１７…連
結レバー、１９…スリツト、２２…ガイドローラ
ー、２６，２７…ガイドレバー、２９…ストツ
パ、３０…ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮絶縁ガスを充填され、対をなすシールド
   電極が断路区間をおいて配置された金属カプセル
   型ガス絶縁高圧開閉設備用断路器において、 一方のシールド電極内に配置された筒形の固定
   接触子と、 他方のシールド電極内に配置され、断路区間を
   橋絡して固定接触子と電気的に連結し得るように
   移動可能に設けられた筒形の可動主開閉接触子
   と、 前記可動主開閉接触子と連結され、可動主開閉
   接触子を前記固定接触子に対し前進又は後退させ
   る駆動機構と、 一方の中空電極内に配置され、前記固定接触子
   と同電位にある筒形の対向固定接触子と、 前記可動主開閉接触子内に設けられ、可動主開
   閉接触子より速く動くことにより前記対向固定接
   触子と電気的に連結し得る補助開閉接触子と、 前記可動主開閉接触子内に支持され外方へ導か
   れた軸上に回転可能に支持された駆動レバー、引
   つ張りレバー、および両端をそれぞれ駆動レバー
   および引つ張りレバーにヒンジ式に取り付けられ
   たばねよりなる前記補助開閉接触子のためのスプ
   リング操作機構と、 前記引つ張りレバーに回転可能に装着され、前
   記ばねを付勢するため機械的に制御されるガイド
   ローラーと、 前記駆動レバーの動きの角度範囲を限定し、前
   記ばねの起倒転回位置までそれぞれ前記可動主開
   閉接触子の閉又は開状態に対応する二つの終端位
   置のいずれかに保持するストツパーと、 前記可動主開閉接触子のスリツト内を滑動する
   補助開閉接触子支持軸を前記駆動レバーと結合す
   る連結レバーと を備えたことを特徴とする金属カプセル型ガス絶
   縁高圧開閉設備用断路器。 ２ 可動主開閉接触子の両側において可動主開閉
   接触子より外部に導かれた軸上に、同一に構成さ
   れたスプリング操作機構が配置されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の断路器。 ３ 補助開閉接触子のためのスプリング操作機構
   のばねが引つ張りばねとして形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の断路器。 ４ スプリング操作機構のばねの起倒転回状態
   が、可動主開閉接触子の断路区間内にある位置
   で、対向接触子までの距離が所要の絶縁距離に相
   当する位置において生じるようになつていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい
   ずれか１項に記載の断路器。 ５ ガイドローラーのための機械的制御機構がリ
   ンクガイド機構で構成され、このリンクガイド機
   構はシールド電極の内部に固定され、かつ２個の
   回動可能に支持された同一構造で鏡像対称に配置
   されたガイドレバーを含み、このガイドレバーは
   それぞれストツパに当接していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項
   に記載の断路器。 ６ 各ガイドレバーがそれぞればねでストツパに
   保持されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の断路器。 ７ 断路器内で２個またはそれ以上の断路区間が
   カスケード接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第６項のいずれ１項に記載の
   断路器。 ８ 駆動レバーに対するストツパが可動主開閉接
   触子と結合されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の断
   路器。