JPH0567417A - 電力用ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力用ガス遮断器において、固定アーク電極
の剛性を保持しつつ、電流の転流時に起こるアークによ
る通電電極の損傷を最小にすることができるようにす
る。 【構成】 固定アーク電極３０の先端部は耐弧金属２２
より構成され、また、台金部は、その中心部３２におい
ては剛性の高い鉄の組成が大きく、外周側３１において
は前記中心部よりも導電率の高い銅の組成が大きい傾斜
合金から構成されている。なお、固定アーク電極３０の
先端部の耐弧金属２２と前記傾斜合金部分とはロー付け
等で固定されている。また、前記固定アーク電極３０
は、中心側３２の端部をネジ加工し、固定支え９にナッ
ト２４で固定することにより、固定支え９に取付けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定アーク電極の構成
に改良を施した電力用ガス遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴い、発電所や
変電所で使用するガス遮断器の大容量化が図られてい
る。特に、電圧の高い系統に使用される遮断器において
は、その通電電流や遮断電流の大きいものが要求されて
きている。

【０００３】図２は、従来から用いられているガス遮断
器の一例を示したものである。即ち、ガス遮断器１は、
絶縁ガスを封入した容器２内に消孤室３を収納して構成
されている。この消孤室３は対向配置した固定部４及び
可動部５を備えている。前記固定部４は、通常電流を通
電する固定フィンガー６と、固定アーク電極７、固定側
のシールド８及びこれらを支える固定支え９とから構成
されている。一方、可動部５は、通常電流を通電する可
動電極１０、可動アーク電極１１、絶縁ノズル１２、操
作ロッド１３及びパッファーシリンダ１４から構成され
ている。

【０００４】また、前記可動部５の背面側には、可動部
を支持するために、支持絶縁筒１５、可動支え１６及び
パッファーシリンダ１４と共に圧縮室を構成するパッフ
ァーピストン１７が配設されている。そして、前記固定
部４とは、通常、可動支え１６と絶縁筒１８で連結され
ている。この絶縁筒１８は絶縁棒あるいはコンデンサで
ある場合もある。

【０００５】なお、通電する電流値が大きい場合は、ガ
ス遮断器には、一般に、通電用の電極である固定フィン
ガー６と可動電極１０、電流遮断用の電極である固定ア
ーク電極７と可動アーク電極１１の２種類の電極が設け
られている。そして、図２に示した様に、ガス遮断器１
が投入状態（電流通電状態）にある場合には、電流は導
体１９、固定支え９、固定フィンガー６を経て、可動電
極１０、パッファーシリンダ１４、可動支え１６から導
体２０を通って流れている。

【０００６】一方、ガス遮断器１が事故電流などを遮断
する場合には、図示していない操作機構によって、操作
ロッド１３は図３の矢印のほうへ引っ張られ、可動部５
は図中右方向へ移動する。それに伴なって、図３に示し
た様に、まず固定フィンガー６と可動電極１０が離れ
る。すると、固定支え９、固定フィンガー６を経て、可
動電極１０、パッファーシリンダ１４へと流れていた電
流は、固定アーク電極７と可動アーク電極１１はまだ離
れていないことから、固定支え９から固定アーク電極
７、可動アーク電極１１を経て、パッファーシリンダ１
４へとその流れの経路を変える、即ち転流する。

【０００７】そして、図４に示した様に、可動部５がさ
らに図中右方向へ動き、固定アーク電極７と可動アーク
電極１１が離れると、この固定アーク電極７と可動アー
ク電極１１の間にアーク２１が発生する。この時、パッ
ファーシリンダ１４が図中右側に動くことにより、パッ
ファーシリンダ１４とパッファーピストン１７とによっ
て圧縮されたガスが、絶縁ノズル１２を介してアーク２
１に対して吹き付けられ、その結果、アーク２１を冷却
して消弧させ、電流の遮断が完了する。この様にして電
流の遮断動作が完了したガス遮断器１の開極状態を図５
に示した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様に
構成されたガス遮断器の固定アーク電極は、一般に図６
に示した様に、その先端部は、高温のアーク２１に耐え
得るように耐弧金属２２より構成されている。しかし、
耐弧金属２２は大変高価なため、アーク２１が発生しな
い先端部以外の台金部２３は、耐弧金属とは別の金属か
ら構成されるのが一般的である。

【０００９】しかしながら、ガス遮断器１が遮断する電
流が大きい場合には、アーク２１を消弧するために、ア
ーク２１に吹き付けるガスの量や圧力を増やすことがあ
る。その結果、アーク２１がこの圧縮ガスにあおられ
て、図６に示した様に、固定支え９側に変歪するといっ
た現象が起きる。

【００１０】この様に、変歪したアーク２１が固定支え
９に接触した場合、固定支え９は一般に高温のアークに
耐えられるような金属で構成されていないため、固定支
え９はアークの熱で溶け、固定部４が壊れてしまい、電
流を遮断できなくなるという恐れがあった。そこで、こ
の様な事態を避けるために、従来は固定アーク電極７を
長くし、変歪したアーク２１が固定支え９に接触するの
を防いでいる。

【００１１】ところが、上記の様に固定アーク電極７を
長くすると、固定アーク電極７自身がその自重でたわむ
ことがあるため、台金部２３を鉄等の剛性の高い金属で
構成するのが一般的である。しかし、鉄はその抵抗率が
銅やアルミに比べて高く、且つ、その長さが長いため、
固定支え９から固定アーク電極７、可動アーク電極１１
を経てパッファーシリンダ１４までの抵抗値は、固定支
え９、固定フィンガー６を経て、可動電極１０、パッフ
ァーシリンダ１４までの抵抗値と比べて、非常に大きく
なる。

【００１２】その結果、電流遮断過程の上記転流時にお
いて、転流による電位差が大きくなり、転流がスムーズ
にいかず、固定フィンガー６と可動電極１０が離れると
きに少量のアークが発生する。このアークは電流が固定
アーク電極７、可動アーク電極１１へと転流することに
よりすぐ消滅するが、このアークにより固定フィンガー
６と可動電極１０のそれぞれの表面が荒れたり、アーク
の熱により一部が溶けたり、メッキ面がなくなったりし
て、遮断器の通電性能を低下させるという欠点があっ
た。

【００１３】一方、台金部２３を抵抗率の低い銅などに
変えると、鉄に比べて剛性が低いため、電極が長くなれ
ばなるほどたわみが大きくなり、可動アーク電極１１の
摺動に対して固定アーク電極の中心軸の位置がずれ、電
極のかじりが発生するなど、機械的な問題が起こってく
る。

【００１４】これを解決するには、ガス遮断器の固定ア
ーク電極をその剛性をあまり落とさず、且つ、抵抗を小
さくすることにより、通電用電極からアーク電極への電
流の転流時に起こるアークによる通電用電極の損傷を最
小にすることが必要となる。図７は、この様な観点から
提案された電力用ガス遮断器の一例を示したものであ
る。即ち、先端を耐弧金属２２で構成した固定アーク電
極７の台金部２３を２層構造とし、その外周部２３ａは
抵抗率の低い銅等の金属で構成し、一方、中心部２３ｂ
は剛性の高い鉄等の金属で構成している。なお、固定ア
ーク電極７の先端部を構成する耐弧金属２２と、台金部
２３の外周部２３ａ及び中心部２３ｂとは、それぞれロ
ー付け等で固定されている。また、固定アーク電極７と
固定支え９の取付けは、中心部２３ｂの端部をネジ加工
し、固定支え９にナット２４にて固定している。さら
に、外周部２３ａの端部は、固定支え９と接触して通電
が確保できるように構成されている。

【００１５】しかしながら、上述した様な台金部を２層
構造とした固定アーク電極においては、加工寸法の精度
差の問題などから、外周部を構成する抵抗率の低い銅等
の金属と、中心部を構成する剛性の高い鉄等の金属を、
その両端において固定するのは非常に難しく、製造が困
難で、品質が安定しないという欠点があった。

【００１６】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
消するために提案されたもので、その目的は、固定アー
ク電極の剛性を保持しつつ、通電用電極からアーク電極
への電流の転流時に起こるアークによる通電電極の損傷
を最小にすることができ、固定電極自身の品質を安定さ
せた、信頼性の高い電力用ガス遮断器を提供することに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、消弧性ガスを
充填した容器内に、固定電極部と可動電極部とを相対的
に移動可能に配置し、さらに、両電極部の開極時に発生
するアークに絶縁ガスを吹き付けて消弧する電力用ガス
遮断器において、前記固定電極部を構成する固定アーク
電極の先端部を耐弧金属より構成し、また、固定アーク
電極の他の部分は、その中心部においては剛性が高く、
外周側においては前記中心部よりも導電率の高い傾斜合
金より構成したことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本発明の電力用ガス遮断器においては、固定ア
ーク電極の台金部を傾斜合金としたことにより、合金部
全体の抵抗値は外周側の抵抗率の低い部分により決まる
ため、その抵抗値を低くすることができ、また、電極を
長くしても、中心部の金属によりその剛性を保つことが
できる。従って、固定アーク電極を遮断性能から決まる
所定の長さまで長くしても、遮断器の遮断性能を低下さ
せることなく、通電用の電極とアーク電極との抵抗差を
小さくすることができる。

【００１９】また、固定アーク電極の台金部を、異なる
２つの金属から成る２層構造としていないため、外周部
の金属と中心部の金属が固定しにくいという問題もな
い。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて具
体的に説明する。なお、図２乃至図７に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

【００２１】本実施例においては、図１に示した様に、
固定アーク電極３０の先端部は耐弧金属２２より構成さ
れ、また、台金部は、その中心部３２においては剛性の
高い鉄の組成が大きく、外周側３１においては前記中心
部よりも導電率の高い銅の組成が大きい傾斜合金から構
成されている。

【００２２】なお、固定アーク電極３０の先端部の耐弧
金属２２と前記傾斜合金部分とはロー付け等で固定され
ている。また、前記固定アーク電極３０は、中心側３２
の端部をネジ加工し、固定支え９にナット２４で固定す
ることにより、固定支え９に取付けられている。

【００２３】この様な構成を有する本実施例の電力用ガ
ス遮断器は、以下の様に動作する。即ち、ガス遮断器が
電流を遮断する際、固定支え９、固定フィンガー６を経
て、可動電極１０、パッファーシリンダ１４と流れてい
た電流は、固定支え９から固定アーク電極３０、可動ア
ーク電極１１を経てパッファーシリンダ１４へとその流
れを変える、即ち転流する。

【００２４】この時、固定アーク電極３０の台金部は、
外周側３１が主に銅、中心部３２が主に鉄から成る傾斜
合金により構成されているため、合金部全体の抵抗値は
外周側３１の抵抗率の低い部分により決まり、従来の固
定アーク電極７の台金部の抵抗値と比べ、その抵抗値を
低くすることができる。その結果、電流の転流によって
生ずる電位差が低くなるため、通電用の電極からアーク
電極への電流の転流時に起こるアークの発生を押さえる
ことができ、アークによって生ずる通電用電極の損傷を
小さくすることができる。また、固定アーク電極３０を
長くしても、中心部３２が剛性の高い鉄により構成され
ているため、高い剛性を保つことができる。

【００２５】また、従来の様にアーク固定電極の台金部
を２層構造とせず、一体化しているため、台金部を製作
する時に、台金部の外周側と中心側の加工寸法の精度差
の問題もないことから、その両端において容易に固定で
き、固定アーク電極自身の品質を安定させた信頼性の高
いガス遮断器を提供することができる。

【００２６】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、前記傾斜合金は、中心部が剛性の高い
金属、外周側が導電率の高い金属の組成を大きくしたも
のであれば、その構成金属は鉄及び銅に限られない。

【００２７】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、固定
アーク電極の先端部を耐弧金属より構成し、また、固定
アーク電極の他の部分は、その中心部においては剛性が
高く、外周側においては前記中心部よりも導電率の高い
傾斜合金より構成することにより、固定アーク電極の剛
性を保持しつつ、通電用電極からアーク電極への電流の
転流時に起こるアークによる通電電極の損傷を最小にす
ることができ、固定電極自身の品質を安定させた、信頼
性の高い電力用ガス遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力用ガス遮断器の一実施例を示す遮
断部の断面図

【図２】従来の電力用ガス遮断器の投入状態を示す断面
図

【図３】従来の電力用ガス遮断器の開極途中の状態を示
す断面図

【図４】従来の電力用ガス遮断器の開極途中の状態を示
す断面図

【図５】従来の電力用ガス遮断器の開極状態を示す断面
図

【図６】従来の電力用ガス遮断器の開極状態における変
歪したアークの状態を示す断面図

【図７】従来の電力用ガス遮断器の他の例を示す断面図

【符号の説明】

１…ガス遮断器 ３…消弧室 ４…固定部 ５…可動部 ６…固定フィンガー ７…固定アーク電極 ９…固定支え １０…可動電極 １１…可動アーク電極 ２１…アーク ２２…耐弧金属 ２３…台金部 ３１…台金部の外周側 ３２…台金部の中心部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消弧性ガスを充填した容器内に、固定電
   極部と可動電極部とを相対的に移動可能に配置し、さら
   に、両電極部の開極時に発生するアークに絶縁ガスを吹
   き付けて消弧する電力用ガス遮断器において、 前記固定電極部を構成する固定アーク電極の先端部を耐
   弧金属より構成し、また、固定アーク電極の他の部分
   は、その中心部においては剛性が高く、外周側において
   は前記中心部よりも導電率の高い傾斜合金より構成した
   ことを特徴とする電力用ガス遮断器。