JPH03297021A - 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、例えば５５０ｋＶ系統のような大容量の１点
切投入接点、投入抵抗付きパッファ形ガス遮断器に関す
るものである。

（従来の技術） 電力需要の増大に伴い、発変電所は、容量増加の一途を
たどっている。しかも、電力大量消費地である都市部に
おいて発電所の建設が困難であるために、送電線路は長
距離化し、この送電効率を向上するために送電系統が高
電圧化する傾向にある。

このような送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所
に用いられる遮断器に要求される遮断容量も増大の一途
をたどっており、現在、５５０ｋＶ系統では、遮断電流
が５０ｋＡの２点切遮断器が実用化されているが、更に
、これを１点切化することが要求されている。このよう
な大容量の遮断器を１点切化する場合に、消弧性能を向
上させるには、従来の２点切の遮断器に比べてその開極
速度を格段に早くする必要がある。

ところで、１６８ｋＶ以上の送電電圧では、パッファ形
のＳ　Ｆ６ガス遮断器が主に用いられている。

これは、Ｓ　Ｆ６ガスの優れた遮断性能と絶縁性能によ
るものであるが、特に、２圧式に比ベパッファ形は構造
が簡単なので、高電圧遮断器の主流となっている。また
、このようなパッファ形ガス遮断器は、変電所の機器全
体をＳ　Ｆ６ガスで絶縁する密閉形ガス開閉所において
、他の機器との絶縁協調、あるいは、機器の配置等で大
きなメリットを有するので、特に使用されている。

さらに、５５０ｋＶ級のような大容量系統における線路
用の遮断器においては、投入時の投入過電圧を抑制する
ために投入抵抗方式が採用されている。この投入抵抗方
式は、遮断器の主接点と並列に、投入抵抗を有する投入
抵抗接点を設け、投入時には主接点に先立ってこの投入
抵抗接点を投入し、その投入抵抗により投入過電圧を抑
制した状態で主接点を投入するものである。この投入抵
抗方式においては、開極時に、まず投入抵抗接点が開離
し、次いで主接点が開極することが必要である。

このようなパッファ形ガス遮断器の遮断部の一例を第５
図に示す。この遮断部は、Ｓ　Ｆ６ガス等の消弧性ガス
を封入した図示されていない容器に収納されるものであ
る。

この第５図において、主接点の可動電極１はパッファシ
リンダ２の先端部に設けられ、その外周には絶縁ノズル
３、可動通電接触子４が同心円状に配置されている。パ
ッファシリンダ２の中心部には操作ロッド５が固定され
、この操作ロッド５が可動絶縁ロッド６を介して図示し
ない機構部に接続されており、操作ロッド５は、この機
構部の駆動力によって投入方向（図中左側）または開極
方向（図中右側）のいずれかに直線駆動されるようにな
っている。また、パッファシリンダ２の内側には、パッ
ファピストン７が挿入され、このパッファピストン７と
パッファシリンダ２に囲まれた空間がパッファ室８にな
っている。このパッファピストン７はベース９を介して
絶縁筒１０に固定され、支持されている。この絶縁筒１
０は、可動絶縁ロッド６の周囲に配置されており、図示
していない容器に固着されている。

一方、主接点の固定電極１１は、通電用導体１２におけ
る可動電極１との対向面中央に突出して設けられ、前記
絶縁ノズル３及び可動電極１内に挿入されるものである
。この固定電極１１の外周には、前記可動通電接触子４
に接触する固定通電接触子１３が設けられている。

さらに、この主接点と並列に、投入抵抗接点部が設けら
れている。この投入抵抗接点部は、投入抵抗接点可動側
電極１４と、これに対向する投入抵抗接点固定側電極１
５、この投入抵抗接点固定側電極１５の支持筒１６、こ
の支持筒１６に対して投入抵抗接点固定側電極１５を突
出側に復帰させる復帰用バネ１７、及び支持筒１６の背
面に固定された投入抵抗体１８とから構成されている。

このうち、投入抵抗接点可動側電極１４は、主接点の操
作ロッド５の中央部から直交方向に延設したアーム１９
に、その基部にて接続されると共に、主接点のベース９
の先端面における外周方向への突設支持部９ａに固定さ
れた摺動部２０内に摺動可能に挿入されることにより、
主接点の可動電極１に対して機械的に支持されると共に
、電気的に接続されている。また、投入抵抗接点固定側
電極１５は、投入抵抗体１８を介して、主接点の通電用
導体１２に接続されている。

このように構成された遮断器において、第５図に示した
遮断状態から、図示しない操作機構を駆動し、操作ロッ
ド５を図中左側へ移動させることにより、主接点の可動
電極１の投入動作が行なわれる。この場合、主接点の操
作ロッド５の動作に同期して、投入抵抗接点可動側電極
１４も投入動作を行うが、この投入動作は、主接点より
も早いタイミングで行なわれる。

また、遮断時には、図示していない投入状態から操作ロ
ッド５を逆に左側へ移動させることにより、操作ロッド
５に固定されたパッファシリンダ２がパッファピストン
７に対して移動し、第５図に示すように、パッファ室８
が圧縮されるので、パッファ室８内部の消弧ガスが絶縁
ノズル３に案内されて、開離する可動電極１、固定電極
１１間に吹付けられ、消弧動作がなされる。この場合、
投入抵抗接点可動側電極１４も投入抵抗接点固定側電極
１５との開離動作を行うが、復帰用バネ１７の応答遅れ
の作用により、投入抵抗接点可動側電極１４の動き出し
瞬時に、画電極は開離し、ワイプのある主接点の開極動
作よりも早いタイミングで開極動作を完了する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第６図は、従来の５５０ｋＶ級２点切遮断器
における１点当たりの投入抵抗接点と主接点との絶縁回
復特性と、５５ＯｋＶ級１点切遮断器の投入抵抗接点と
主接点の絶縁回復特性とを同時に表す特性図である。

この第６図から明らかなように、５５０ｋＶ１点切遮断
器においては、 ■２点切の各１点における場合より、主接点、投入抵抗
接点の両者共に開極速度が早い。

■開極時に、投入抵抗接点の絶縁回復特性が主接点の絶
縁回復速度より早い。

■投入時に投入抵抗接点が主接点よりも先に投入される
。

という条件を満たす必要がある。

これに対し、第５図に示したパッファ形ガス遮断器にお
いては、主接点の可動電極と投入抵抗接点の可動側電極
を同じ駆動源を使用して同時に同速度で移動させ、両接
点の開極、投入のタイミングは電極形状の相違（主接点
はワイプを使った電極構造であるのに対し、投入接点は
スプリングを使ったバットコンタクトを採用）によって
対応しており、前記の条件■及び■を満足している。し
かし、前記の条件■における開極速度の増加により、２
点切の各１点における場合よりも動作時の慣性力がそれ
に比例して増加するという新たな問題が生じる。すなわ
ち、操作ロッド５をはじめ、両接点の連結部材において
発生する応力は従来の２点切よりも高くなり、強度的に
厳しくなる。特に、開極動作の終了時には、駆動源の急
減速により、各部材に加わる衝撃力がピークに達し、部
材の破損等につながりかねない。また、抵抗投入接点可
動側電極１４（７ｑ慣性力によって、動作終了時には操
作ロッド５と接続するアーム１９に曲げ応力が加わると
共に、操作ロッド５を支持摺動する部位に大きなダメー
ジを与えることになる。

従って、構成部材の機械的強度を増加するために、部材
の肉厚を増やすなどの方策が考えられるが、これは可動
部分の重量増加につながり、必要開極速度が得られなく
なる。この場合、操作力の増加を図るとすると、結果と
して駆動機構の大型化が必要になっていまう。

これらの問題を解決するため、接点の可動部に軽量化材
料を多用し、動作時の慣性力を極力低減するのも一策で
あるが、現状での適用には難しい面がある。

本発明は、上記の従来技術における課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、大容量１点切のパ
ッファ形ガス遮断器において、開極時における衝撃力を
低減可能とすることにより、構成部材の機械的強度を向
上すると共に、機構部の小型化に寄与でき、しかも、投
入抵抗接点の良好な絶縁回復特性を得ることができるよ
うな、信頼性の高い、優れたパッファ形ガス遮断器を提
供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、消弧室内に固
定電極と可動電極とから成る主接点が収納され、この主
接点と並列に、固定側電極と可動側電極及びこれらの電
極に接続された投入抵抗体とから成る投入抵抗接点部が
設けられたパッファ形ガス遮断器において、主接点の可
動電極部と投入抵抗接点部の可動側電極部との間に、主
接点の投入動作時に主接点の可動電極部と投入抵抗接点
部の可動側電極部とを係合させる係合手段と、主接点の
投入後に係合手段を切離す解除手段と、解除手段によっ
て係合手段を切離した後に投入抵抗接点部の可動側電極
部に主接点から独立した開離動作を行なわせる駆動手段
とを設けたことを特徴としている。

（作用） 上記のような構成を有する本発明においては、投入動作
時には、係合手段により、投入抵抗接点部の可動側電極
部が主接点の可動電極部と連動して駆動され、主接点の
投入後は、投入抵抗接点部の可動側電極部が解除手段に
よって主接点の可動電極部から切離され、駆動手段によ
って開離動作を行う。すなわち、本発明においては、投
入抵抗接点部の可動側電極が主接点の可動電極の投入ワ
イプ動作中に開離し、主接点が投入静止状態にある時、
投入抵抗接点は開極状態を保持する。

従って、本発明においては、主接点の開極動作時に投入
抵抗接点を高速で開極動作させる必要がなくなり、良好
な絶縁回復特性を得られると共に、開極時における衝撃
力が格段に低減されるため、構成部材の機械的強度を向
上できると共に、機構部の小型化に寄与できる。

（実施例） 以下には、本発明によるパッファ形ガス遮断器の遮断部
の一実施例を、第１図乃至第４図により具体的に説明す
る。なお、第５図に示した従来のパッファ形ガス遮断器
と同一部材については同一符号を付し、説明は省略する
。

第１図に示すように、投入抵抗接点可動側電極１４の基
部には、固設された支軸２１ａの周囲を回転するフック
２１が設けられており、投入動作時には、このフック２
１が主接点の操作ロッド５に固着されたアーム１９の先
端部に設けられた係合ピン２２と係合することにより、
投入抵抗接点可動側電極１４が操作ロッド５によって駆
動され、主接点の可動電極１と共に投入動作を行うよう
になっている。そして、このフック２１の支軸２１ａに
は回転バネ２３が設けられ、この回転バネ２３は、フッ
ク２１を係合ピン２２との係合方向である図中時計方向
に常時押圧するように圧縮状態で取付けられている。な
お、このような、フック２１、係合ピン２２、及び回転
バネ２３からなる一連の構成が、本発明における係合手
段、すなわち、主接点の投入動作時に主接点の可動電極
部と投入抵抗接点部の可動側電極部とを係合させる係合
手段に相当する。

また、ベース９の背面には、解除用突起（解除手段）２
４が固設され、この解除用突起２４は、投入動作時にお
ける主接点投入後で且つ投入抵抗接点可動側電極１４の
投入動作終了前において、投入抵抗接点可動側電極１４
のフック２１の先端に当接し、フック２１を押圧して、
これをアーム１９の係合ピン２２からの解除方向である
図中反時計方向に回転させるように設定されている。

さらに、投入抵抗接点可動側電極１４の先端部から基部
までの一定の部分は、中空状に形成され、この中空部に
は駆動用バネ２５が収納されると共に、支持ロッド２６
が貫通している。支持ロッド２６は、摺動部２０と共に
、主接点のベース９の先端面における外周方向への突設
支持部９ａに固定されており、摺動部２０と共に投入抵
抗接点可動側電極１４を内外より支持摺動するようにな
っており、遮断部を収納した容器に固定絶縁ロッド２７
を介して固着されている。そして、駆動用バネ２４は、
このように固定された支持ロッド２６先端部と投入抵抗
接点可動側電極１４の基部との間に収納されており、投
入抵抗接点可動側電極１４の投入動作時には、この投入
抵抗接点可動電極１４の基部によって圧縮されて、この
投入抵抗接点可動側電極１４を投入抵抗接点固定側電極
１５からの開離方向に押圧するように蓄勢され、また、
投入抵抗接点可動電極１４の開極動作時には放勢される
ようになっている。なお、このような投入抵抗接点可動
側電極１４の中空部、駆動用バネ２５、及び支持ロッド
２６からなる一連の構成が、本発明における駆動手段、
すなわち、解除手段によって係合手段を主接点の可動電
極から切離した後にこの可動側電極に独立した開離動作
を行なわせる駆動手段に相当する。

上記のような構成を有する本実施例の作用を第１図乃至
第４図を用いて説明する。

まず、第１図に示すような開極状態において、図示しな
い機構部に投入指令が与えられると、機構部の駆動力に
より、操作ロッド５が主接点の可動電極１及びアーム１
９と共に投入側へ移動を開始する。同時に、投入抵抗接
点可動側電極１４もアーム１９の先端の係合ピン２２と
フック２１の係合によって投入側へ駆動される。この投
入動作において、フック２１は、回転バネ２３の作用に
より、係合ピン２２に確実に係合するように押圧されて
おり、一方、駆動用バネ２５は投入抵抗接点可動側電極
１４の移動と共に圧縮され、蓄勢される。

この時、投入抵抗接点の可動側電極１４及び固定側電極
１５は、前記の従来技術で述べたように、消弧室側の主
接点よりも早いタイミングで接触、投入するように調節
されている。その結果、まず投入抵抗接点可動側電極１
４が投入抵抗接点固定側電極１５に接触し、これを復帰
用バネ１７に抗して押込むことにより、主接点間が投入
抵抗体１７を介して接続される。その後、消弧室側の主
接点が前記従来技術で述べたように投入され、主接点間
が電気的に接続される。

そして、本実施例では、このような一連の投入動作にお
いて、投入抵抗接点可動側電極１４が投入抵抗接点固定
側電極１５に接触し、さらに投入動作時における主接点
投入がなされた後には、第２図に示すように、投入抵抗
接点可動側電極１４の基部に設けられたフック２１の頭
部先端が、ベース９の突設支持部９ａに設けられた解除
用突起２４に当接し、これを押圧するため、フック２０
は回転バネ２３に抗して反時計方向へ回転し、アーム１
９の先端の係合ピン２２から切離される。

この時、投入抵抗接点可動側電極１４は投入方向への駆
動力を失い、動作中に蓄勢された駆動用バネ２５が放勢
を開始するため、開極方向へ動作を開始する。一方、主
接点は投入ワイフ動作を続行し、そのアーム１９はフッ
ク２１と切離された状態で投入動作を完了する。そして
、第３図に示すように、主接点が投入静止状態に保持さ
れる一方、投入抵抗接点は開離し、開極状態に保持され
る。

また、第３図に示すような主接点の投入状態において、
開極指令が与えられると、操作ロッド５は主接点の可動
電極１及びアーム１９と共に開極側へ移動する。この時
、フック２１は投入抵抗接点可動側電極１４と共に開極
位置に待機しているが、操作ロッド５の開極動作終了付
近において、第４図に示すように、アーム１９の係合ピ
ン２２がフック２１の頭部先端に当接すると、アーム１
９の駆動力の一部が、係合ピン２２を介してフック２１
の反時計方向のモーメントとなって作用し、フック２１
は回転バネ２３の付勢力に抗して回転する。この後、係
合ピン２２がフック２１の頭部を乗越えた時点で回転バ
ネ２３の作用により両者は係合し、操作ロッド５と共に
開極動作を完了する（第１図の状態）。

このように、本実施例においては、主接点開極時に、投
入抵抗接点の画電極１４．１５は既に開極状態にあるた
め、従来のように投入抵抗接点の絶縁回復特性を考慮す
る必要はない。また、引外し自由操作、即ち、主接点投
入直後に開極操作を行う場合でも、駆動用バネ２５の蓄
勢力の最適な設定により投入抵抗接点は主接点の画電極
１，１１の開離動作に遅れることなく、良好な絶縁回復
特性が得られる。

以上のように、本実施例においては、投入抵抗接点の投
入後、自動的に開離動作を行うようにしたので、主接点
の開極動作時に投入抵抗接点を従来のように高速で動か
す必要がなくなる。

従って、 ■動作時の慣性力による衝撃荷重を低減でき、各部材に
十分な機械的強度を持たせることができる。

■投入抵抗接点電極を主接点操作ロッドと偏心させた位
置に設けても、開極時には各々独立した系になるので、
アームを介しての操作ロッドへの（曲げなどの）影響は
低減できる。

■１点切に必要な開極速度を得るための操作力を低減で
き、機構部の小型化が可能となる。

などの効果を発揮できる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
主接点の可動電極部と投入抵抗接点部の可動側電極部と
を係合させる係合手段、係合手段を切離す解除手段、及
び係合手段の切離し後に投入抵抗接点部の可動側電極部
を開離方向に駆動する駆動手段の具体的な構成は自由に
変更可能である。

［発明の効果］ 以上述べた通り、本発明においては、主接点と投入抵抗
接点部の間に、係合手段、解除手段、及び駆動手段を設
けるという簡単な構成の改良により、主接点及び投入抵
抗接点を同一容器内に収納して主接点が投入状態にあっ
ても、従来とは異なり、投入抵抗接点を開極状態に保持
できるので、従来技術に比べて主接点の開極動作時にお
ける衝撃力を低減でき、構成部材の機械的強度の向上、
及び遮断部や機構部の小型化に寄与できると共に、良好
な絶縁回復特性が得られ、信頼性の高い、大容量１点切
の優れたパッファ形ガス遮断器を提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明のパッファ形ガス遮断器の遮
断部の一実施例を示す断面図であり、第１図は開極状態
、第２図は開極動作途中における解除用突起（解除手段
）によるフックと係合ピンの切離し状態、第３図は主接
点の投入状態、第４図は投入動作途中においてアームの
係合ピンがフックの頭部先端に当接した状態を示してい
る。 第５図は従来のパッファ形ガス遮断器の遮断部の一例を
示す断面図、第６図は５５０ｋＶ級１点切遮断器と２点
切遮断器における、主接点と投入抵抗接点の絶縁回復特
性を示す特性図である。 １・・・（主電極の）可動電極、２・・・パッファシリ
ンダ、３・・・絶縁ノズル、４・・・可動通電接触子、
５・・・操作ロッド、６・・・可動絶縁ロッド、７・・
・パッファピストン、８・・・パッファ室、９・・・ベ
ース、９ａ・・・突設支持部、１０・・・絶縁筒、１１
・・・（主接点の）固定電極、１２・・・通電用導体、
１３・・・固定通電接触子、１４・・・投入抵抗接点可
動側電極、１５・・・投入抵抗接点固定側電極、１６・
・・支持筒、１７・・・復帰用バネ、１８・・・投入抵
抗体、１９・・・アーム、２０・・・摺動部、２１・・
・フック、２１ａ・・・支軸、２２・・・係合ピン、２
３・・・回転バネ、２４・・・解除用突起（解除手段）
、２５川駆動用バネ、２６・・・支持ロッド、２７・・
・固定絶縁ロッド。 第 ２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 消弧室内に固定電極と可動電極とから成る主接点が収納
   され、この主接点と並列に、固定側電極と可動側電極及
   びこれらの電極に接続された投入抵抗体とから成る投入
   抵抗接点部が設けられたパッファ形ガス遮断器において
   、 前記主接点の可動電極部と投入抵抗接点部の可動側電極
   部との間に、主接点の投入動作時に主接点の可動電極部
   と投入抵抗接点部の可動側電極部とを係合させる係合手
   段と、主接点の投入後に係合手段を切離す解除手段と、
   解除手段によって係合手段を切離した後に投入抵抗接点
   部の可動側電極部に主接点から独立した開離動作を行な
   わせる駆動手段とを設けたことを特徴とするパッファ形
   ガス遮断器。