JPH03134926A - パッファ形ガスしゃ断器 - 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） 本発明は電力系統等の変電所や開閉所に使用され、短絡
事故時に発生する短絡電流等をＳ　Ｆ　ｂガス等の消弧
性ガスを圧縮した高圧ガスを吹付けてしゃ断するバッフ
ァ形しゃ断器に関する。

（従来の技術） 最近、変電所や開閉所で使用される高電圧しゃ断器とし
ては、ＳＦ、を主成分とする消弧性ガスを圧縮して得ら
れる高圧ガスを吹付けてしゃ断するバッファ形ガスしゃ
断器が大部分を占めている。

このバッファ形ガスしゃ断器は、特に構造が簡素で絶縁
性能に優れていることから、短絡事故時に発生する短絡
電流等をしゃ断して事故の被害を最小にする目的で使用
されている。

従来のかかるバッファ形ガスしゃ断器としては第３図に
示すような構成のものがある。第３図において、１は操
作部２上に垂直に取付けられＳＦ６ガスが封入された容
器で、この容器１内にはバッファ形ガスしゃ断器本体３
が収納されている。このバッファ形ガスしゃ断器本体３
は、容器底部に筒状の絶縁支持物４を介して取付けられ
た可動側通電部５、この可動側通電部５に筒状の絶縁支
持物６を介して取付けられた固定側通電部７、この固定
側通電部７の内側の中央に垂下状態にして取付けらた固
定電極８、操作部２の駆動機構に絶縁ロッド９を介して
連結された操作ロッド１０により可動側通電部５の内面
に摺接しながら進退動作するバッファ室を有するバッフ
ァシリンダ１１、このバッファシリンダ１１の先端部に
固定電極８に対向させて取付けられ、バッファシリンダ
１１の進退動作により固定電極８に対して接離する可動
電極１２、バッファシリンダ１１に可動電極１２の外周
面との間にガス流路が形成されるようにノズル押え１３
により取付けられ、可動電極前方に径最小部を有するノ
ズル１４およびパ・ソファシリンダ１１のバッファ室に
挿入され、バッファシリンダ１１の退動作詩の相対運動
によりバッファ室のガスを圧縮してノズル１４と可動電
極１２との間に形成されるガス流路１８を通してＳＦ６
ガスを流出せしめるバッファピストン１５から構成され
ている。

なお、１６は可動側通電部５、固定側通電部７にそれぞ
れ接続され、容器１の口出部に取付けられた絶縁スペー
サ１７を介して外部に導出された接続導体である。

このような構成のバッファ形ガスしゃ断器において、電
極を開離操作するには操作部２の駆動機構に絶縁ロッド
９を介して連結された操作ロッド１０によりバッファシ
リンダ１１を退動作すると、可動電極１２が固定電極８
から開離する。これと同時にバッファシリンダ１１内の
バッファ室のガスがバッファピストン１５との相対運動
で圧縮され、このガスは可動電極１２とノズル１４との
間に形成されたガス流路１８を通して可動電極１２の中
空部およびノズル径最小部方向に噴出し、固定電極８お
よび可動電極１２間に発生したアークに吹付けてしゃ断
する。

ところで、前述したバッファ形ガスしゃ断器で無負荷の
送電線路やケーブル、あるいは調相用のコンデンサバン
ク等の充電電流をしゃ断する場合、しゃ断器の接点間に
は電流しゃ断後に第４図に示すような１−ｅｏｓωｔの
電圧が印加される。これは進相電流の零点ではキャパシ
タの電圧が最大になっており、この時点で電流がしゃ断
されるとキャパシタにその時の電圧が直流として残り、
交流で変化する電源側電圧との差がしゃ断器接点間に印
加されるためである。この場合、ω−２πｆは電源の角
周波数なので、しゃ断器接点間の電圧が最大になるのは
５０Ｈｚで１０ＩＩＩＳ後、６０Ｈｚで８．３ｍｓ後と
なり、他のしゃ断責務の場合と比べて電流零点よりかな
り遅れて最大電圧が印加される。また、しゃ断電流も数
１０Ａ〜数１００Ａと小さいので、しゃ断は容易に行わ
れる。

しかし、しゃ断器接点が開離した直後のまだバッファ室
の圧力が十分に高くなっていない時点の電流零点でしゃ
断されてしまうと、その後極端な場合には６０Ｈｚで接
点開離後８．３ｍｓ後に接点間に最大電圧が印加される
ため、再点弧が発生してしまう。

そこで、この再点弧を防止するには開極スピードを増し
て短時間で大きなギャップ長が得られるようにすればよ
いが、バッファ式では圧力上昇を得るために余分の駆動
力が必要となり、それに加えてさらに開極スピードを増
すと、機械的なストレスが極めて大きくなり、信頼性を
低下させる虞がある。

従って、バッファ形ガスしゃ断器の開極スピードを現状
のままで、進み電流のしゃ断後に発生する再点弧の防止
、あるいは大電流しゃ断時におけるアークを効果的に消
弧する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のバッファ形ガスしゃ断器において、電流
しゃ断時には電極の開離動作に伴ってバッファシリンダ
１１とバッファピストン１５の相対運動によって圧縮さ
れたバッファ室の高圧ガスをノズル１４の最小径部から
さらに固定電極８とノズル内壁との間に形成された空間
部を通して噴出することで行われるが、この場合ノズル
１４の最小径部以降のガス流路が極端に大きくなってい
るため、ガスの流速が大きくなり、ガス密度の低下によ
り絶縁破壊電圧が低下し、進み電流しゃ断後の再点弧の
防止や大電流しゃ断時におけるアークを消弧できないと
いう問題があった。

本発明はノズルの最小径部以降のガス流路のガス密度の
低下を防止して進み小電流しゃ断のときの再点弧を防ぎ
、しかも進み電流しゃ断後の再点弧により発生するアー
クを効果的に消弧することができるバッファ形ガスしゃ
断器を提供することを目的とする。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、バッファ室が形成
され且つ操作ロッドにより進退動作するバッファシリン
ダと、このバッファシリンダに取付けられた可動電極と
、この可動電極に対向させて絶縁支持され前記バッファ
シリンダの進退動作により前記可動電極と接離する固定
電極と、前記バッファシリンダに前記可動電極の外周囲
部との間にガス流路が形成されるように取付けられ可動
電極前方に径最小部を有するノズルと、前記バッファシ
リンダのバッファ室に挿入され前記バッファシリンダの
退動作詩に相対運動により前記バッファ室のガスを圧縮
し前記ノズルと可動電極との間のガス流路を通して消弧
性ガスを流出せしめるバッファピストンとを備え、前記
ノズルはその径最小部よりノズル開口端方向に所定のテ
ーパ角度で広がる内壁を形成し、且つ前記固定電極とノ
ズル内壁との間で作る流路断面積が径最小部の流路断面
積の１．５倍に達した位置からノズル開口端まで同じ内
径で平行に伸びる内面形状に構成したものである。

（作　用） このような構成のバッファ形ガスしゃ断器にあっでは、
ノズルの径最小部以降を固定電極とノズル内壁との間で
作る流路断面積が径最小部の流路断面積の１．５倍に以
内になるような面形状に形成することによって、ガス流
速の極端な上昇がなくなり、それに伴うガス密度の低下
を防止することが可能となるので、絶縁破壊電圧の低下
を防ぐことかできる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるバッファ形ガスしゃ断器の要部を
断面した構成例を示し、また第２図は第１図のノズル部
分を拡大して示すもので、第３図と同一部品には同一記
号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点につい
てのみ述べる。本実施例では、第１図および第２図に示
すようにバッファシリンダ−１の先端部にノズル押え１
３により取付けられるノズル１４−１として、可動電極
１２の前方に有する径最小部１４−１ａよりノズル開口
端方向に５°のテーパ角度で広がるノズル内壁を形成し
、さらに固定電極８とノズル内壁との間で作られる流路
断面積が径最小部１４−１ａの流路断面積の１．５倍に
達した位置１４−１　ｂからノズル開口端まで同じ径を
保ちながら平行に伸びる壁面を形成したものである。

このようなノズル１４−１を備えたバッファ形ガスしゃ
断器において、接点の開離と同時にバッファシリンダ１
１が退動作するとバッファピストン１５との相対運動で
バッファ室のガスが圧縮される。このガスは可動電極１
２とノズル１４−１との間に形成されたガス流路１８を
通って可動電極１２の中空部内とノズル１４−１の径最
小部１４−１ａ方向に噴出され、このときのガス流が固
定および可動電極８，１２に発生したアークに吹付けら
れてしゃ断する。

この場合、しゃ断電流が進み小電流であれば、電流しゃ
断後８．３ｍｓで電圧が最大となる。このときはすでに
アークは殆ど消滅しており、ガス流は径最小部１４−１
ａからさらに固定電極８とノズル内壁とで作られる空間
を通って噴出して行く。

０ このとき、ノズル径最小部１４−１ａ以降のガス流路が
極端に大きいと流速が大きくなり、結果としてガス密度
が低下して絶縁破壊電圧が低下するが、本実施例のよう
に固定電極８とノズル１４１の内壁との間の断面積をノ
ズルの径最小部１４−１ａの１．５倍以下にすると断面
積拡大部における剥離等の損失等で有効断面積が低下し
、結果として径最小部１４−１ａと同等の断面積となっ
て極端な流速の上昇を防止することができる。

従って、このような構成のノズル１４−１を備えること
によって、ガス密度の低下を防止できるので、進み小電
流のときの再点弧を防止することができ、また大電流し
ゃ断においても開極の後半で十分なガスの吹付けが得ら
れるので、優れたしゃ断性能を持たせることができる。

なお、ノズル１４−１の形状としては上記実施例以外の
種々の形状にすることができるが、ノズル径最小部１４
−１ａから大きな角度で変化させると流路断面積の変化
が急激になってガス流路からのガスの補給が間に合わな
くなり、ガス密度が１ 低下する。逆に極端に小さい角度で変化させると、大電
流しゃ断のときに十分なガス流が得られずにしゃ断性能
が低下する。従って、これらのことを考慮するとノズル
径最小部１４−１ａからノズル開口端方向に形成される
テーパ面の角度としては５°〜１０″が最適である。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、ぽノズルの最小径部
以降のガス流路のガス密度の低下を防止して進み小電流
しゃ断のときの再点弧を防ぎ、しかも進み電流しゃ断器
の再点弧により発生するアークを効果的に消弧すること
ができるバッファ形ガスしゃ断器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバッファ形ガスしゃ断器の一実施
例の要部を示す断面図、第２図は第１図のノズル部分を
拡大して示す断面図、第３図は従来のバッファ形ガスし
ゃ断器全体を半断面して示す正面図、第４図は進み小電
流としゃ断時にしゃ断器接点間に印加される電圧との関
係を示す波２ 形図である。 １・・・容器、２・・・操作部、３・・・ツマ・ソファ
形ガスしゃ断器本体、４．６・・・絶縁支持物、５・・
・可動側通電部、７・・・固定側通電部、８・・・固定
電極、９・・・絶縁ロッド、１０・・・操作ロッド、１
１・・・）く・ソファシリンダ、１２・・・可動電極、
１３・・・ノズル押え、１４．１４−１・・・ノズル、
１４−１８・・・ノズル径最小部、１５・・・バッファ
シリンダ、１６・・・接続導体、１７・・・絶縁ス冒４
−サ、１８・・・ガス流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バッファ室が形成され且つ操作ロッドにより進退動作す
   るバッファシリンダと、このバッファシリンダに取付け
   られた可動電極と、この可動電極に対向させて絶縁支持
   され前記バッファシリンダの進退動作により前記可動電
   極と接離する固定電極と、前記バッファシリンダに前記
   可動電極の外周囲部との間にガス流路が形成されるよう
   に取付けられ可動電極前方に径最小部を有するノズルと
   、前記バッファシリンダのバッファ室に挿入され前記バ
   ッファシリンダの退動作詩に相対運動により前記バッフ
   ァ室のガスを圧縮し前記ノズルと可動電極との間のガス
   流路を通して消弧性ガスを流出せしめるバッファピスト
   ンとを備え、前記ノズルはその径最小部よりノズル開口
   端方向に所定のテーパ角度で広がる内壁を形成し、且つ
   前記固定電極とノズル内壁との間で作る流路断面積が径
   最小部の流路断面積の１．５倍に達した位置からノズル
   開口端まで同じ内径で平行に伸びる内面形状に構成した
   ことを特徴とするバッファ形ガスしゃ断器。