JPH05282968A - 金属で封止されたガス絶縁高電圧装置の遮断器 - Google Patents

金属で封止されたガス絶縁高電圧装置の遮断器

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JPH05282968A
JPH05282968A JP5005318A JP531893A JPH05282968A JP H05282968 A JPH05282968 A JP H05282968A JP 5005318 A JP5005318 A JP 5005318A JP 531893 A JP531893 A JP 531893A JP H05282968 A JPH05282968 A JP H05282968A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半径方向の寸法が短くても望ましくない横放
電を防止できる、軸2上を相対運動し、それぞれ一個の
シールド電極5,6を備え、開閉過程で軸2に保持され
るそれぞれ一つの初期点火電極7,12を有する二つの
開閉部材3,4を装備した金属封入されガス絶縁された
高電圧装置の遮断器を提供する。 【構成】 一方の開閉部材4に設けた初期点火電極12
が中空円柱状に形成された接触部品14を有し、この接
触部品14は開閉部材4の自由端に固定された絶縁スリ
ーブ15によって同心状に取り囲まれ、この絶縁スリー
ブは高誘電定数の材料で形成され、初期点火電極12よ
り軸方向に突き出ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、管軸上を相対的に移
動し、それぞれ一個のシールド電極を備え、しかも開閉
過程で管軸に保持されたそれぞれ一個の初期点火電極を
有する二つの開閉部材を備え、金属で封止されたガス絶
縁高電圧装置の遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】金属で封止されたガス絶縁高電圧装置の
遮断器は、開閉過程の間に初期点火が横放電しないた
め、金属カプセルで短絡しないように構成されている。
横放電の原因は初期点火期間に先行放電が統計的に起因
する空間的な広がること、およびそれに続き、電界の元
の主要軸方向分布が主要な半径方向の電界分布に切り換
わることによるもので、その後両方の切換部材の一方か
ら出る先行放電が対向切換部材に達する。
【0003】冒頭に述べた様式の遮断器はドイツ特許第
33 44 179号明細書により公知である。この公知の遮断
器には、半径方向に大きく延びた広い面積のシールド電
極がある。これによって、主要な電界の半径方向成分の
強力な通路が、開閉過程で導入される先導フレームが広
がる領域で抑制される。しかし、高電圧装置に要求され
る電圧がシールド電極と接地された金属カプセルの間に
維持される必要があるので、既知の遮断器の金属カプセ
ルの寸法は大きくなり不経済にならざるを得ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、半
径方向の寸法が小さくても、望ましくない横放電を大き
な確率で排除できる冒頭に述べた様式の遮断器を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、管軸2上を相対的に移動し、それぞれ一個のシ
ールド電極5,6を備え、しかも開閉過程で管軸2に保
持されたそれぞれ一個の初期点火電極7,12を有する
二つの開閉部材3,4を備え、金属で封止されたガス絶
縁高電圧装置の遮断器にあって、両方の開閉部材3,4
の第一開閉部材4に設けた初期点火電極12が中空円柱
状に形成された接触部品14を有し、この接触部品14
が第一開閉部材4の自由端に固定された絶縁スリーブ1
5によって同心状に取り囲まれ、前記絶縁スリーブ15
が高誘電率の材料で構成され、軸方向に初期点火電極1
2より突き出ていることによって解決されている。
【0006】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【0007】
【作用】この発明による遮断器は、先導放電の空間的な
広がりを低減し、先導フレームを軸に近い領域に集中さ
せる遮断器の幾何学形状を有する。それ故、半径方向に
延び、横放電となる分岐先導フレームが生じる比較的少
ない危険が未だ残っている。従って、同じような残った
危険がある場合、突き出たシールド電極は余計であるか
ら、金属カプセルの寸法も小さくなる。
【0008】
【実施例】以下に、この発明を好適実施例に基づきより
詳しく説明する。図1に示す遮断器には、数バールの例
えば SF6 のような絶縁ガスを充填し、接地電位にされ
た管軸2の円管状の金属カプセル1がある。この金属カ
プセル1には、ほぼ円柱対称に形成され、軸2に沿って
相対的に移動する二つの開閉部材3,4が配設されてい
る。両方の開閉部材3,4は図示していない絶縁体に保
持され、それぞれ一つのシールド電極5,6を保有す
る。
【0009】開閉部材3は固定配置され、シールド電極
5の外に、ピン状に形成され、しかも軸2に沿って延び
る初期点火電極7を有する。開閉部材4に対向する自由
端では、初期点火電極7が接触部品8を有する。この部
品は電気抵抗に合わせた材料で構成されていると有利で
ある。シールド電極5は、中空円柱状の中間室9を形成
して初期点火電極7を同心状に取り囲み、軸方向に初期
点火電極7と大体同じ程度に延びている。中間室9を外
向きに軸方向に仕切るシールド電極5の内面上には、接
触部材10が固定されている。
【0010】開閉部材4には、主に移動可能に配設され
た部品がある。つまり、開閉部材4は図示していない駆
動部によって軸方向に移動可能な円形状の接触担持体1
1を有する。開閉部材3に対向する接触担持体11の端
部には、初期点火電極12が固定されている。接触担持
体11は同心状に配設され、固定されたシールド電極6
を通し導入される。接触担持体11に対向する内面で
は、シールド電極6が接触部材13を担持している。こ
の接触部材13は接触担持体11に接触可能に接触して
いる。初期点火電極12は中空円柱状に形成された接触
部品14と、この接触部品14をを同心状に取り囲み、
しかも絶縁スリーブ15のホリダーとして使用される突
起16とを有する。
【0011】絶縁スリーブ15は、実質上高誘電率の材
料で構成され、初期点火電極12の自由端より軸方向に
突き出ていて、その距離は遮断器が開いた場合の両方の
初期点火電極7,12の間の間隔に比べて幾分短いが、
少なくとも数ミリメータにはなる。絶縁スリーブ15の
誘電率は一般に 10 より大きく、好ましくは 30 より大
きい。
【0012】初期点火電極7の外に、初期点火電極12
も電気抵抗によって決まる材料で形成される。抵抗材料
は好ましくは導電性のプラスチックである。このプラス
チックは絶縁スリーブ15の材料と同じように、充填さ
れた高分子材料であってもよい。初期点火電極12と絶
縁スリーブ15の材料が同じ高分子材料であれば、初期
点火電極12の突起16と絶縁スリーブ15の間に特に
強固な機械的連結が行われ、大きな機械的な力が生じて
も、突起16と絶縁スリーブ15の境界面に望ましくな
い誘電的に重要な損傷を確実に排除できる。
【0013】初期点火電極7や初期点火電極12および
絶縁スリーブ15の材料の高分子材料としては、取り分
け、特にエポキシおよびポリエステル樹脂のようなドゥ
ロメレ(Duromere) ,特定なエラストマーおよび熱可塑
性樹脂である。絶縁スリーブの材料用の材料として特に
推奨できるのは、バリュームチタン酸塩のようなチタン
酸塩やチタン酸化物である。初期点火電極7や12の充
填剤は、特にグラファイトのような導電性粒子、金属粒
子や導電性に被膜を付けたセラミックス粒子で形成でき
る。この場合、充填剤の導電性材料の成分は材料の比抵
抗が 1012Ωmとなる程度であると効果的である。充填剤
として特に適した材料は、例えば石英あるいはアルミナ
を基材とした粒径が大体数μm のセラミックス微粒子を
含む。これ等の微粒子には、例えば炭素やニッケルを高
温で付着させた導電層がある。硬化後比抵抗が 1010
1012Ωm となる材料で充分である。これは、例えば5〜
10 %の導電性被覆されたアルミナを材料の充填剤の残
りの部分に有する材料によって達成できる。
【0014】この発明による遮断器は以下のように動作
する。この遮断器を導通させる場合には、図1の左半分
に示す位置となる。この位置では、接触担持体11と初
期点火電極12がシールド電極5と初期点火電極7によ
って形成される中間室9の中に入る。電流はこの位置で
シールド電極5から接触部材10,接触担持体11およ
び接触部材13を経由してシールド電極6に流れる。
【0015】この投入過程では、可動開閉部材4は図示
していない駆動部によって遮断器の遮断位置から上に移
動し、図1の右半分に示す位置となる。この位置では、
初期点火電極12の接触部品14のところに先導フレー
ム17が形成されるように、両方の開閉部材3,4が互
いに接近する。接触部品14を中空円柱状に形成してい
ること、および絶縁スリーブ15の適当な配置と寸法に
よって、先導フレームの先端部で電界Eが最大になるだ
けでなく、半径方向に内側に向かう成分も有する。従っ
て、先導フレーム17の拡大が防止され、この先導フレ
ーム17はほぼ管軸2に向く。
【0016】この場合、絶縁スリーブ15の材料の誘電
率の大きさが決定的な影響を及ぼす。誘電率が 10 以上
となるだけで、電界が先導フレーム17を顕著に内向き
に管軸2に向ける影響を与える。誘電率が約 30 となる
と、以後の先導フレームの放電が確実に半径方向にシー
ルドされた初期点火電極7に入るように、先導フレーム
17が狭ばまる。初期点火電極7の前方の電界をピン状
に形成して、先導フレームの放電が大きな統計確率でそ
こで終わるようになっている。シールド電極5への偶発
的な放電は完全に抑制される。こうして、空間的な先導
フレームの伝播は更に制限され、シールド電極5,6の
表面損傷が防止される。先導フレームが半径方向の横放
電に分割する恐れは、極度に低減され、誘電的な遮断特
性の長期間安定性が向上する。
【0017】初期点火電極7と12の間で点火する先導
フレーム放電は、遮断器を含む高電圧装置が正常な運転
をしている場合、絶縁技術上望ましくない連鎖波とな
る。このような連鎖波は、両方の接触部品8,14の少
なくとも一方を電気抵抗に合った材料で形成することに
よって大幅に低減される。その場合、初期点火電極12
全体を導電性プラスチック、特に充填した高分子材料基
材のプラスチックで構成すると特に有利である。何故な
ら、その時、絶縁スリーブ15を初期点火電極12に特
に上手く固定できるからである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による金
属で封止されたガス絶縁高電圧装置の遮断器を用いて、
半径方向の寸法が小さくても、望ましくない横放電を大
きな確率で排除できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】左半分が投入状態で、右半分が遮断状態である
この発明の一実施例の遮断器の縦断面図である。
【符号の説明】
1 金属カプセル 2 管軸 3,4 開閉部材 5,6 シールド電極 7,12 初期点火電極 8,14 接触部品 9 中間室 10,13 接触部材 11 接触担持体 15 絶縁スリーブ 16 突起

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管軸(2)上を相対的に移動し、それぞ
    れ一個のシールド電極(5,6)を備え、しかも開閉過
    程で管軸(2)に保持されたそれぞれ一個の初期点火電
    極(7,12)を有する二つの開閉部材(3,4)を備
    え、金属で封止されたガス絶縁高電圧装置の遮断器にお
    いて、両方の開閉部材(3,4)の第一開閉部材(4)
    に設けた初期点火電極(12)が中空円柱状に形成され
    た接触部品(14)を有し、この接触部品(14)が第
    一開閉部材(4)の自由端に固定された絶縁スリーブ
    (15)によって同心状に取り囲まれ、前記絶縁スリー
    ブ(15)が高誘電率の材料で構成され、軸方向に初期
    点火電極(12)より突き出ていることを特徴とする遮
    断器。
  2. 【請求項2】 絶縁スリーブ(15)は、遮断器が開い
    た時、初期点火電極(7,12)の間隔に比べて僅かに
    接触部品(14)から突き出ていることを特徴とする請
    求項1に記載の遮断器。
  3. 【請求項3】 絶縁スリーブ(15)の材料の誘電率は
    10 より大きいことを特徴とする請求項1または2に記
    載の遮断器。
  4. 【請求項4】 第一開閉部材(4)に設けた初期点火電
    極(12)の接触部品(14)か、あるいは二つの開閉
    部材(3,4)の第二開閉部材(4)の初期点火電極
    (7)の自由端に設けた接触部品(8)は少なくとも電
    気抵抗に適した材料によって形成されていることを特徴
    とする請求項1〜3の何れか1項に記載の遮断器。
  5. 【請求項5】 抵抗材料は導電性プラスチックであるこ
    とを特徴とする請求項4に記載の遮断器。
  6. 【請求項6】 両方の初期点火電極(7,12)の少な
    くとも一方および絶縁スリーブ(15)は充填された高
    分子樹脂であることを特徴とする請求項4または5に記
    載の遮断器。
  7. 【請求項7】 少なくとも一方の初期点火電極(7,1
    2)の材料と絶縁スリーブ(15)は同じ高分子樹脂を
    保有することを特徴とする請求項6に記載の遮断器。
  8. 【請求項8】 少なくとも一方の初期点火電極(7,1
    2)は対応する接触部品(8,14)を同心状に取り囲
    み、絶縁スリーブ(15)のホルダーとして使用される
    突起(16)を有することを特徴とする請求項6または
    7に記載の遮断器。
  9. 【請求項9】 絶縁スリーブ(15)の充填剤は少なく
    ともチタン酸塩やチタン酸化物を有することを特徴とす
    る請求項6〜8の何れか1項に記載の遮断器。
  10. 【請求項10】 少なくとも一方の初期点火電極(7,
    12)の充填剤は導電性粒子および/または導線性の被
    膜を付けたセラミックス粉末を有することを特徴とする
    請求項6〜9の何れか1項に記載の遮断器。
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