JPH0572690B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、中心軸に沿つて相対運動し、それ
ぞれ一つの発火接触子を有する二つの同軸開閉部
材と、アーク回転リングに導電接続され、遮断電
流が流れる一つのコイルと、前記発火接触子を取
り囲み、加熱消弧ガスを蓄えるためにあり、しか
も遮断過程で両方の開閉部材の間に存在するアー
ク領域に通じる加熱空間とを備えたガス遮断器に
関する。

〔従来の技術〕

この種の遮断器は、例えば欧州特許第0751341
号明細書により公知である。この公知の遮断器
は、それぞれ１個の発火接触子を有し、互いに相
対運動する２個の同軸開閉部材と、遮断電流が流
れ、アーク回転リングに導電接続されたコイルと
を備えている。両方の発火接触子は一つの加熱空
間で取り囲まれている。この加熱空間中に存在す
る消弧ガスは大電流の遮断過程の間に電流の流れ
るコイルの磁界の影響で回転する開閉アークによ
つて加熱される。特に微小電流を開閉する場合、
加熱空間に蓄えられた消弧ガスに生じる圧力は、
場合によつて、開閉アークを吹き消すのに不充分
である。

〔発明の課題〕

この発明の課題は、簡単な手段で冒頭に述べた
種類の遮断器の遮断電力容量を更に改善すること
にある。

〔課題を解決する手段〕

上記の課題は、この発明により、冒頭に述べて
種類のガス遮断器の場合、加熱空間１３とアーク
領域との間に、少なくとも三つの通路１９を有す
るガス案内装置を設け、前記通路１９が中心軸の
周りの方位方向に配分されて配設され、しかも中
心軸に対して半径方向に延びるアーク領域に合流
する第一部分を有することによつて解決されてい
る。

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。

〔発明の効果〕

この発明による遮断器は、開閉過程で加熱され
る消弧ガスの流れを適切に安定化することによつ
て、開閉アークの加熱エネルギが高圧消弧ガスの
発生に非常に有効に利用され、しかも加熱された
消弧ガスの流れを安定にする手段が、同時に開閉
アークを吹き消すためにアーク領域に流入する消
弧ガスの最適な案内に利用できる点で優れてい
る。

〔実施例〕

以下では、この発明を詳細に説明するため、図
面に基づきこの発明の実施例を説明する。

第１図は二つの中空電流接続端子２と３の間に
フランジ接合されている中空円筒絶縁本体１が示
す。

電流接続端子２はリング状の定格電流接触子４
と中空に形成された発火接触子５を有する固定開
閉部材を担持している。発火接触子５の内部に
は、ノズル状に形成された絶縁体６が配設されて
いる。この絶縁体６は投入位置（図の左半分）で
ノズル状に形成された可動発火接触子７によりバ
ネ（図示せず）の力に逆らい発火接触子５の内部
に向けて移動する。

電流接続端子２の内部には固定絶縁本体８が固
定されている。この固定絶縁本体８はリング状リ
ブを有する絶縁体９とこの絶縁体９に接続する円
管状の絶縁部１０とで構成されている。絶縁体９
は開閉時に定格電流接触子４と発火接触子７の間
の漏れ電流を防止する絶縁間隔を形成している。
発火接触子７が絶縁部１０を貫通し、電流接続端
子２に絶縁固定されたアーク回転リグ１１と共
に、固定開閉部材に対向する絶縁部１０の端部に
よつてリング状間〓１２が形成されている。この
リング状間〓１２は電流接続端子２、固定絶縁本
体８およびアーク回路リング１１によつて取り囲
まれている加熱空間１３を開閉過程で開いている
発火接触子５と７の間にできるアーク領域に接続
する。アーク回転リング１１は耐アーク材料で形
成され、発火接触子５と同じようにコイル１４の
一方の端子に接続されている。コイル１４の他方
の端子は、電気接続端子２に導電接続されてい
る。加熱空間１３には、発火接触子７に沿つて延
びているリング通路１５が合流し、加熱空間１３
を逆止弁１６によつてリング状通路１５に対して
遮断できる。

アーク回転リング１１の外側部分は絶縁リング
１７で被覆されている。絶縁リングには、半径方
向に延び、しかもリング間〓１２の合流部の直ぐ
近くまで加熱空間１３に達する案内翼１８が取り
付けてある。この案内翼１８は高温で消弧ガスを
放出する絶縁材料（例えば、ポリテトラフロルエ
チレン）によつて形成されている。案内翼１８は
加熱空間１３と前記アーク領域の間にあるガス案
内装置の一部である。

第２図から明らかなように、案内翼１８は絶縁
リング１７の下に互いに間隔を設けて固定されて
いて、複数の通路１９を仕切つている。これ等の
通路１９は中心軸の周りに配分されて設置され、
中心軸に対して半径方向に延び、しかもアーク回
転リング１１と絶縁部１０とによつて仕切られて
いるリング間〓１２に合流する。従つて、これ等
の通路１９は加熱空間１３とアーク領域の間の接
続部の一部となる。

電流接続端子３は固定開閉部材に対して同軸に
装着され、中心軸に沿つて移動する可動開閉部材
を担持する。この可動開閉部材は可動定格電流接
触子２０と可動発火接触子７を有する。可動定格
電流接触子２０は多数の接触フインガを有し、こ
れ等の接触フインガは可動発火接触子７に固定さ
れた導電材料の支持部２１の外面上で互いに平行
に支障されている。これ等の接触フインガは縦琴
状に湾曲した板バネ２２によつて中空円筒状のカ
ゴ２３の中で弾力的に支持されていて、接触フイ
ンガの両端にそれぞれ一つの接触面を有する。一
方の接触面は投入状態で遮断状態でもリング状に
形成された電流接続端子３の突出部２４の外面上
で支持される。これに反して、他方の接触面は投
入状態でのみ固定定格電流接触子４に当接する。
接触フインガの一部品２５は、固定開閉部材に対
向する端部で残りの他の接触フインガ２６より突
き出ていて、その突出端部が耐アーク性に形成さ
れている。支持部２１にはリング状圧縮室２７が
くり抜かれている。この圧縮室２７は電流接続端
子３に固定されたリングピストン２８で封止され
ている。支持部２１内面には複数のスリツト２９
があり、これ等のスリツト２９が圧縮室２７をリ
ング通路１５を経由して加熱空間１３に接続す
る。

絶縁本体１と電流接続端子２，３によつて仕切
られているケーシングの内部には、例えば数バー
ルの圧力の６弗化硫黄のような絶縁ガスが満たし
てある。

次に、この発明の高電圧遮断器の動作について
説明する。

投入状態（第１図の左半分）では、可動発火接
触子７がアーク回路リング１１を貫通し、固定発
火接触子５内に入り込んでいる。可動発火接触子
７の端面が絶縁部材６の端面に接触している。従
つて、発火接触子５，７の内部はリング間〓１２
と通路１９に対して遮断されている。固定開閉部
材に対向する可動定格電硫接触子２０の全ての接
触フインガ２５と２６の接触面は固定定格電流接
触子４に接触している。大部分の電流はこのとき
電流接続端子２から定格電流接触子４、定格電流
接触子２０および突出部２４を経由して電流接続
端子３に流れている。

遮断時には、駆動部（図示せず）を備えた発火
接触子７とこの発火接触子７に支持部２１を介し
て接触する定格電流接触子２０は下に移動する。
この動作では、先ず接触フインガ２６が定格電流
接触子４との係合から外れる。耐アーク接触部４
ａは投入状態で接触フインガ２５と協働するよう
に、定格電流接触子４に装着されているので、電
流は電流接続端子２、耐アーク接触部４ａ、接触
フインガ２５および突出部２４を経由して電流導
入部３に流れる。

接続部４ａと接触フインガ２５とが離れると、
直ちに電流は並列電流路に転流し、このとき電流
接続端子２からコイル１４、発火接触子５、発火
接触子７、支持部２１、接触フインガ２５と２６
および突出部２４を経由して電流接続端子３に流
れる。切換過程の間で大電流を開閉する場合、場
合によつて生じるアークは、接続部４ａと接触フ
インガ２５との間で発生する。これ等の部材４
ａ，２５は耐アーク材で形成されているので、定
格電流接触子４，２０の破損を防止できる。

電流の切換が終わると、両発火接触子５と７は
分離して、これ等の接触子の間にアーク（図示せ
ず）が生じる。発火接触子５にあるアークの基点
は遮断過程が更に経過するに伴い、下に移行する
絶縁部材６の作用によつてアーク回路リング１１
に切り替わる。この電流は今度は電流接続端子
２、コイル１４、アーク回転リング１１、アーク
（図示せず）、発火接触子７、支持部２１、接触フ
インガ２５と２６および突出部２４を経由して電
流接続端子３に流れる。そこでは、電流の流れて
いるコイル１４の磁界の作用によりアークが中心
軸の周りを回転し始め、アーク領域にある絶縁ガ
スの加熱が始まる。大電流の期間では、アークが
高速で中心軸の周りを回転し、アーク領域にある
消弧ガスを著しく加熱する。遠心力の作用で加熱
された消弧ガスは外に移行し、絶縁部材６および
発火接触子７の両方のノズル開口部で圧力低下が
生じる。これに反し、消弧ガス領域で回転するガ
スの周辺では、圧力上昇が生じる。加熱された高
圧の消弧ガスはリング間〓１２と通路１９を通つ
て加熱空間１３に流入する。ここで、加熱された
消弧ガスが加熱空間１３中に蓄えられている冷え
た消弧ガスと混合する。

その場合、案内翼１８は、特にアークで加熱さ
れた消弧ガスの回転をアーク領域内に限定する働
きを有する。アーク領域の周辺から流出する回転
消弧ガスの角運動量は、リング間〓１２が通路１
９に合流するところで案内翼１８に加わる。従つ
て、加熱空間１３中にある冷えた消弧ガスが流入
した加熱消弧ガスによつて回転することを防止で
きる。更に、逆流する冷えた消弧ガスが加熱空間
１３からアーク領域に流入することも防止でき
る。アーク消弧領域の周辺の回転速度と圧力がこ
のため著しく上昇する。これに応じて、加熱エネ
ルギは加熱空間１３で増大し、排出部で低減す
る。従つて、案内翼のない同等の装置と比較する
と、特に微弱電流の場合、遮断能力を著しく改善
できる。排出部で加熱エネルギが低減するので、
排出体積をより小さくできる。

加熱消弧ガスは、大体半径方向に向けて通路１
９を通つて加熱空間１３に流入する。そこで、加
熱消弧ガスが冷えた消弧ガスに混ざつて、蓄えら
れる。加熱消弧ガスと冷えた消弧ガスの混合は、
通路１９が加熱領域１３に接線方向（絶縁リング
１７の円周の周回方向）の成分をもつて合流する
部分を有することによつて支援される。これは、
例えば案内翼が第２図の右半分に破線で示すよう
に、接線方向に湾曲させた流出部分３０を有する
ことによつた達成される。

電流のゼロクロス点の直前、つまり開閉アーク
の加熱効果が著しく減衰し、加熱空間１３に蓄え
られた消弧ガスの圧力がアーク領域の消弧ガスの
圧力以上になると、圧縮された消弧ガスが通路１
９とリング状間〓１２を経由して加熱空間１３か
ら吹き出し、弱まつたアークに強く吹き付ける。
この場合、リング間〓１２に合流する通路１９の
部分が半径方向に延びているため、アークを特に
効果的に半径方向の吹き付けで消弧できることが
重要である。

通路１９は絶縁材料の中空円筒の壁に穴を設け
ても形成できる。この方式では、中空遠藤が同時
に加熱空間１３の内壁となり、絶縁部１０の代わ
りになると言う利点がある。

実験によれば、半径方向に均一に配分された３
つの通路でも、通路を備えていない遮断器の開閉
アークの吹き付け消弧を改善でき、しかも６つ以
上の通路がある場合、開閉アークの特に有効な吹
き付け消弧が行われることが確認されている。

微小電流を開閉する場合には、アークのエネル
ギが場合により開閉アークの消弧に十分な消弧ガ
ス圧力を加熱空間１３内で発生するのに不充分で
ある。しかし、微小電流の時に生じる開閉アーク
を充分に吹き消すことは、開閉過程にあつて圧縮
室２７内で圧縮され、スリツト２９、リング通路
１５、逆止弁１６、加熱領域１３、通路１９およ
びリング間〓１２を経由して消弧領域に吹き込む
消込ガスによつて可能になる。このような補助吹
き付け消弧の有利な作用は、加熱空間１３の配置
に応じて特別な占有場所を要すると言う難点を伴
うことなく利用できる。電流接続端子２内に配設
された加熱空間１３に合わせて、補助吹き付けの
圧縮室２７に対しても付加的な場所が不要であ
る。何故なら、圧縮室２７を既存の支持部内に容
易に装備できるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図、この発明の高圧遮断器の実施例の部分
断面図。第２図、第１図の遮断器を線分−に
沿つて切断した断面図。 図中参照記号：１，８……絶縁本体、２，３…
…電流接続端子、４，２０……定格電流接触子、
４ａ……接触部、５，７……発火接触子、６，９
……絶縁体、１０……絶縁部、１１……アーク回
転リング、１２……リング間〓、１３……加熱空
間、１４……コイル、１５……リング状通路、１
６……逆止弁、１７……絶縁リング、１８……案
内翼、１９……通路、２１……支持部、２２……
板バネ、２３……カゴ、２４……突出部、２５，
２６……接触フインガ、２７……圧縮室、２８…
…リングピストン、２９……スリツト、３０……
流出部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心軸に沿つて相対運動し、それぞれ一つの
   発火接触子５，７を有する二つの同軸開閉部材
   と、アーク回転リングに導電接続され、遮断電流
   が流れる一つのコイル１４と、前記発火接触子を
   取り囲み、加熱消弧ガスを蓄えるためにあり、し
   かも遮断過程で両方の開閉部材の間に存在するア
   ーク領域に通じる加熱空間１３とを備えたガス遮
   断器において、加熱空間１３とアーク領域との間
   に、少なくとも三つの通路１９を有するガス案内
   装置を設け、前記通路１９が中心軸の周りの方位
   方向に配分されて配設され、しかも中心軸に対し
   て半径方向に延びるアーク領域に合流する第一部
   分を有することを特徴とするガス遮断器。 ２ ガス案内装置は通路１９を仕切る複数の案内
   翼１８を有し、これ等の案内翼１８が中心軸に対
   して半径方向に互いに間隔を設けて配設されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のガス遮断器。 ３ 案内翼１８は消弧ガスを放出する絶縁物質を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載のガス遮断器。 ４ 加熱空間１３とアーク領域との間にリング間
   〓１２を設け、案内翼１８が加熱空間１３のリン
   グ間〓１２の入口の直ぐ近くに配設されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載のガス遮断器。 ５ ガス案内装置は、複数の通路が貫通する壁を
   有する中空円筒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項に記載のガス遮断
   器。 ６ 通路１９には、加熱空間１３に接線方向の成
   分を伴つて合流する第二部分が設けてあることを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜５項の何れか１
   項に記載のガス遮断器。 ７ 加熱空間１３は圧縮室２７に接続し、この圧
   縮室は二つの可動開閉部材の定格電流接触子２０
   と発火接触子７との間に配設された導電性支持部
   ２１をくり抜い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項に記載のガス遮断器。