JPH0594746A - 投入抵抗付きガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消弧室と投入抵抗接点部との電気的な絶縁を
確保し、且つ、投入抵抗接点部の投入時に受ける衝撃力
によって投入接点固定部に生じる変位や応力を小さく抑
制可能な、小型で信頼性の高い投入抵抗付きガス遮断器
を提供する。 【構成】 絶縁性ガスを封入した容器２内に収納された
消弧室４と、この消弧室と電気的に並列に接続され、投
入時の過電圧を抑制する投入抵抗２７と、この投入抵抗
と電気的に直列に接続された投入抵抗接点部５とを備え
る。投入抵抗接点部の固定部３２が、消弧室の固定部６
に対し、縦弾性係数の大きい金属製の支持部材３５によ
って支持されると共に、絶縁部材３４によって電気的に
絶縁される。絶縁部材は投入抵抗接点部の固定部の軸方
向と一致するように配置される。投入抵抗接点部の固定
部のバネ３３がセラミックで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投入抵抗付きガス遮断
器に係り、特に、１点切りの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。

【０００２】

【従来の技術】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は、その遮断容量を増大し、
信頼性を高めることが要求されている。遮断器の信頼性
を高めるためには、部品点数を少なくし、構造を単純化
することが重要である。そのため、遮断器の遮断点数の
削減が図られている。例えば、現在５５０ｋＶの２点切
り遮断器が実用化されているが、さらにこれを１点切り
化することが要求されている。

【０００３】ところで、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。
これは、遮断器の主接点と並列に投入抵抗を有する投入
抵抗接点が投入され、その投入抵抗により投入過電圧が
抑制された状態で主接点が投入される方式である。この
投入抵抗方式では、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。

【０００４】この投入抵抗接点を駆動する方式として、
１点切りのパッファ形ガス遮断器では、従来、図３のよ
うな構造とすることが考えられている。すなわち、図３
のパッファ形ガス遮断器（以下、ガス遮断器と称する）
１は、絶縁ガスを封入した容器２内に遮断部３を収納し
て構成されている。この遮断部３は、消弧室４と投入抵
抗接点部５から構成されている。

【０００５】まず、消弧室４は、対向配置された固定部
６と可動部７を備えている。このうち、固定部６は、通
常の電流を通電する固定フィンガー８、固定アーク電極
９、固定側のシールド１０、及びこれらを支える固定支
え１１によって構成されている。固定支え１１は、導電
材から形成されている。また、可動部７は、通常の電流
を通電する可動電極１２、可動アーク電極１３、絶縁ノ
ズル１４、操作ロッド１５、及びパッファシリンダ１６
によって構成されている。パッファシリンダ１６は、導
電材から形成されている。さらに、可動部７を支持する
ために、支持絶縁筒１７、支持絶縁筒のシールド１８、
可動支え１９、及びパッファピストン２０が設けられて
いる。パッファピストン２０は、パッファシリンダ１６
と共に圧縮室を構成する。一方、固定部６は、絶縁棒２
１を介して可動支え１９に支持されている。なお、絶縁
棒２１に代えて、絶縁筒またはコンデンサとされる場合
もある。

【０００６】次に、投入抵抗接点部５は、対向配置され
た固定部（投入接点固定部）２２と可動電極２３を備え
ている。このうち、投入接点固定部２２は、絶縁部材２
４を介して固定支え１１に固定されている。投入接点固
定部２２の固定電極２５は、バネ２６を介して移動可能
に支持され、図３に示すような開極状態では、このバネ
２６の付勢力によって固定電極２５を、可動電極２３側
の位置に保持するようになっている。そして、このよう
な投入接点固定部２２の構成によって、前述したよう
に、投入時には、投入抵抗接点部５が先に投入され、そ
の後に主接点である消弧室４が投入される。また、バネ
２６の復元速度が可動電極２３の移動速度より遅くなる
ように選定され、且つ、消弧室４側の電極のワイプが大
きくなるように選定されることにより、開極時には、可
動電極２３が消弧室４の可動部７と同じ速度で動いて
も、投入抵抗接点部５が開離し、次いで、主接点である
消弧室４が開極する。

【０００７】投入時の過電圧を抑制するための投入抵抗
２７は、その一端で、投入抵抗接点部２２と電気的に直
列に接続されており、他端は、消弧室４の固定支え１１
に接続されている。そして、投入抵抗接点部５が投入さ
れると、投入抵抗２７に電流が流れ、これにより、投入
接点固定部２２と消弧室４の固定部６との間に電位差が
発生する。

【０００８】一方、消弧室４の操作ロッド１５と、投入
抵抗接点部５の可動電極２３とは、レバー２８に機械的
に接続され、このレバー２８及び絶縁操作ロッド２９を
介して、機構箱３０の中に収納されている図示していな
い操作機構に連結されている。従って、投入時及び開極
時には、機構箱３０内の操作機構により、消弧室４の可
動部７と投入抵抗接点部５の可動電極２３とが一括して
駆動される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来のガス遮断器１においては、その動作原理上、固
定部６と投入接点固定部２２とは、電気的に絶縁されて
いなければならない。この目的で、固定部６の固定支え
１１と投入接点固定部２２との間には、絶縁部材２４が
設けられている。しかしながら、投入抵抗接点部５の投
入時には、可動電極２３と固定電極２５が衝突し、この
衝撃力が、絶縁部材２４に対して曲げモーメントとして
作用する。特に、５５０ｋＶ級のような高電圧系統のガ
ス遮断器においては、固定部６と投入接点固定部２２と
の絶縁距離は、長くとる必要があり、その絶縁距離分だ
け、衝撃力により絶縁部材２４に発生する曲げモーメン
トが大きくなる。

【００１０】そして、このような曲げモーメントによ
り、絶縁部材２４に、曲げモーメントの大きさに応じた
撓み、すなわち、曲げモーメントを絶縁部材２４の撓み
剛性値（縦弾性係数と断面２次モーメントとを乗じた
数）で除した量の撓みが発生してしまう。絶縁部材２４
におけるこのような撓みの発生は、結果的に、投入接点
固定部２２の固定電極２５の動作不良の原因となるた
め、問題となっていた。この点について、以下に説明す
る。

【００１１】まず、図４は、図３における投入接点固定
部周辺を示す拡大断面図である。この図に示すように、
投入抵抗２７の投入接点固定部２２側には、スライドコ
ンタクト３６が設けられており、このスライドコンタク
ト３６に、固定電極２５のスライド部２５ａが摺動可能
に支持され、電気的に接続されている。そして、投入時
及び開極時における固定電極２５の移動時には、スライ
ドコンタクト３６に対してスライド部２５ａが摺動する
ことにより、投入抵抗２７との電気的接続関係が保持さ
れる。

【００１２】しかしながら、投入接点固定部２２を支持
している絶縁部材２４に、曲げモーメントによる撓みが
発生すると、投入接点固定部２２全体が変位し、固定電
極２５が変位するため、この変位により、スライドコン
タクト３６に大きな応力が発生する。従って、多数回の
開閉動作の後には、スライドコンタクト３６は、繰り返
し発生する大きな応力によって変形する。そして、この
ようにスライドコンタクト３６に変形を生じた場合、固
定電極２５は、円滑に移動できなくなってしまう。

【００１３】以上のような固定電極２５の動作不良の問
題を回避するためには、部材に発生する撓み量を低減さ
せることが必要である。撓み量を低減させるためには、
絶縁部材２４自体の撓み剛性値を大きくすることが有効
であるが、この場合には、次のような新たな問題を生じ
る。すなわち、前述のように、固定部６と投入接点固定
部２２とは、電気的に絶縁されていなければならないた
め、固定支え１１と投入接点固定部２２との間に配置さ
れる絶縁部材２４としては、エポキシなどの絶縁性に優
れた絶縁材料を使用しなければならない。しかしなが
ら、絶縁部材２４に使用されるこのようなエポキシなど
の絶縁材料は、縦弾性係数が小さいため、大きな撓み剛
性値を得るためには、寸法を大きくして断面２次モーメ
ントの値を大きくする必要があり、その場合には、絶縁
部材２４が大型・大重量化してしまう。

【００１４】これに対し、図５に示すように、固定電極
２５を支持するバネ２６を内蔵する部材として、絶縁シ
リンダ３４ａと絶縁フランジ３４ｂからなる絶縁部材３
４を使用し、且つ、この投入接点固定部３２を、金属製
の投入接点支持部材３５によって、固定支え１１に対し
て支持するように構成することにより、投入抵抗接点部
５の投入による曲げ応力を抑制する方法がある。この場
合、投入接点固定部３２のバネ２６としては、通常、バ
ネ鋼などの金属製のバネが使用されているため、このバ
ネ２６が、投入時に投入接点固定部３２と同電位とな
る。従って、投入接点支持部材３５とバネ２６との間に
十分な絶縁距離を確保する必要があり、そのためには、
絶縁部材３４の絶縁シリンダ３４ａの直径を大きくしな
ければならず、この結果、ガス遮断器１全体が大型化し
てしまうという問題を生じる。

【００１５】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、消
弧室と投入抵抗接点部との電気的な絶縁を確保し、且
つ、投入抵抗接点部が投入された際に固定電極が受ける
衝撃力によって投入接点固定部に生じる変位や応力を小
さく抑制可能な、小型で信頼性の高い投入抵抗付きガス
遮断器を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の投入抵抗付きガ
ス遮断器は、絶縁性ガスを封入した容器内に収納された
消弧室と、この消弧室と電気的に並列に接続され、投入
時の過電圧を抑制する投入抵抗と、この投入抵抗と電気
的に直列に接続された投入抵抗接点部とを備え、投入抵
抗接点部の固定部には、消弧室と投入抵抗接点の投入時
の時間差を与えるためのバネが内蔵され、投入抵抗接点
部の固定部は消弧室の固定部に対して物理的に支持され
ると共に電気的に絶縁され、開閉動作時には、消弧室及
び投入接点部の可動部を駆動する投入抵抗付きガス遮断
器において、次の特徴を有するものである。すなわち、
投入抵抗接点部の固定部が、消弧室の固定部に対し、縦
弾性係数の大きい金属製の支持部材によって支持される
と共に、この支持部材に対し、絶縁部材によって電気的
に絶縁され、且つ、この絶縁部材は、投入抵抗接点部の
固定部の軸方向と一致するように配置され、さらに、投
入抵抗接点部の固定部のバネが、セラミックで構成され
る。

【００１７】

【作用】以上のように、本発明においては、消弧室の固
定部と、投入抵抗接点部の固定部（投入接点固定部）と
を電気的に絶縁するための絶縁部材を、その軸方向と投
入接点固定部の軸方向が一致するように配置すると共
に、縦弾性係数の大きい金属製の支持部材（投入接点支
持部材）によって投入接点固定部を消弧室の固定部に対
して支持しているため、投入抵抗接点部の投入時に、投
入接点固定部に生じる変位や応力を小さく抑制できる。
すなわち、本発明の配置において、投入抵抗接点部の投
入時に、その可動電極と固定電極との衝突による衝撃力
は、投入接点支持部材に対して曲げモーメントとして作
用する。この場合、投入接点支持部材は、縦弾性係数の
大きい金属製とされており、寸法を大きくして断面２次
モーメントを大きくしなくても、撓み剛性値が大きいた
め、曲げモーメントによる撓み量は、小さく抑制され
る。従って、投入接点固定部の変位量を小さく抑制でき
るため、スライドコンタクトに大きな応力が発生するこ
ともない。また、絶縁部材は、固定電極の軸方向と一致
するように配置されているため、固定電極に軸方向の衝
撃力が加わっても、この衝撃力によって絶縁部材に大き
な曲げモーメントが発生することはなく、発生したとし
ても問題にならない程度である。従って、絶縁部材に無
理な力が加わらないため、その分だけ遮断器の信頼性を
向上することができる。

【００１８】さらに、本発明においては、投入接点固定
部に内蔵し、固定電極を支持するバネをセラミックで構
成しているため、このバネ自身が絶縁手段となり、金属
製のバネを使用した場合に必要であるところの、バネと
投入接点支持部材との間の絶縁距離が不要となる。従っ
て、その分だけ絶縁部材の寸法を小さくできるため、ガ
ス遮断器全体の小型化に貢献できる。

【００１９】

【実施例】以上のような本発明による投入抵抗付きガス
遮断器の一実施例を、図１及び図２を参照して具体的に
説明する。この場合、図１は、投入抵抗付きガス遮断器
を示す断面図、図２は、図１における投入接点固定部周
辺を示す拡大断面図である。なお、図３乃至図５に示し
た従来技術と同一部分には同一符号を付している。

【００２０】まず、図１に示すように、本実施例のガス
遮断器３１は、絶縁ガスを封入した容器２内に遮断部３
を収納し、この遮断部３が、消弧室４と投入抵抗接点部
５から構成されている点で、図３に示した従来のガス遮
断器１と同様である。より詳細には、本実施例のガス遮
断器３１において、その消弧室４の可動部７の構成や、
投入抵抗接点部５の可動電極２３の構成、及びこれらの
可動部７及び可動電極２３が、共に、レバー２８によ
り、図示していない操作機構に連結されている構成は、
従来のガス遮断器１と全く同様であり、さらに、消弧室
４の固定部６の構成も全く同様である。

【００２１】次に、図２を参照して、本実施例のガス遮
断器３１における投入接点固定部周辺の構成を説明す
る。図２に示すように、投入接点固定部３２は、固定電
極２５と、この固定電極２５を支持するセラミック製バ
ネ３３、及びこのセラミック製バネ３３を内蔵する絶縁
部材３４を有している。この場合、セラミック製バネ３
３は、窒化ケイ素などの電気的には絶縁物であるセラミ
ックによって形成されている。絶縁部材３４は、絶縁シ
リンダ３４ａと絶縁フランジ３４ｂから構成されてい
る。さらに、投入接点固定部３２は、消弧室４の固定部
６の固定支え１１に対して、鉄などの縦弾性係数の大き
い金属製投入接点支持部材３５を介して支持されてい
る。

【００２２】以上のような構成を有する本実施例の作用
は次の通りである。まず、遮断器投入時に、投入抵抗２
７に電流が流れた際には、投入接点固定部３２の固定電
極２５と、固定支え１１及び投入接点支持部材３５との
間には、電位差が生じる。しかしながら、この場合、固
定電極２５と、固定支え１１及び投入接点支持部材３５
との間には、絶縁部材３４及び絶縁物であるセラミック
製バネ３３が介在しており、これらの絶縁手段によっ
て、電気的な絶縁が十分に保持されるため、絶縁破壊を
生じることはない。特に、絶縁物であるセラミック製バ
ネ３３を使用しているため、従来の金属製のバネのよう
に、絶縁シリンダ３４ａとバネの間に絶縁距離をとる必
要がなく、その分だけ、絶縁シリンダ３４ａの直径を小
さくできる。従って、投入接点固定部３２全体を小型化
することができ、その結果として、ガス遮断器３１全体
の小型化に貢献できる。

【００２３】また、機械的には、投入抵抗接点部５が投
入された際、可動電極２３と投入接点固定部３２の固定
電極２５は衝突する。そして、固定電極２５が受けた衝
撃力は、セラミック製バネ３３を介して、投入接点支持
部材３５に曲げモーメントを発生させる。しかしなが
ら、この場合、投入接点支持部材３５が、縦弾性係数の
大きい金属製であるため、撓み剛性値は大きく、曲げモ
ーメントによる撓み量は、小さく抑制される。従って、
投入接点固定部の変位量を小さく抑制できるため、スラ
イドコンタクト３６に大きな応力が発生することはな
く、スライドコンタクト３６の変形によって固定電極２
５の動作不良を生じるという事態を回避できる。また、
絶縁部材３４は、固定電極２５の軸方向と一致するよう
に配置されているため、固定電極２５に軸方向の衝撃力
が加わっても、この衝撃力によって絶縁部材３４に大き
な曲げモーメントが発生することはなく、発生したとし
ても問題にならない程度である。従って、絶縁部材３４
に無理な力が加わらないため、その分だけ遮断器の信頼
性を向上することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、投入抵抗接点部の固定部において、金属製の支持部
材を使用し、絶縁部材を固定電極の軸方向と一致するよ
うに配置し、さらに、固定電極支持用のバネをセラミッ
クで構成することにより、消弧室と投入抵抗接点部との
電気的な絶縁を確保し、且つ、投入抵抗接点部が投入さ
れた際に固定電極が受ける衝撃力によって投入接点固定
部に生じる変位や応力を小さく抑制可能な、小型で信頼
性の高い投入抵抗付き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】本発明による投入抵抗付きガス遮断器の一実施
例を示す断面図。

【図２】図１の投入抵抗付きガス遮断器における投入接
点固定部周辺を示す拡大断面図。

【図３】従来の投入抵抗付きガス遮断器の一例を示す断
面図。

【図４】図３の投入抵抗付きガス遮断器における投入接
点固定部周辺を示す拡大断面図。

【図５】従来の投入抵抗付きガス遮断器の他の例におけ
る投入接点固定部周辺を示す拡大断面図。

【符号の説明】

２…容器 ３…遮断部 ４…消弧室 ５…投入抵抗接点部 ６…固定部 ７…可動部 １１…固定支え ２３…可動電極 ２５…固定電極 ２７…投入抵抗 ２８…レバー ３１…ガス遮断器 ３２…投入接点固定部（投入抵抗接点部の固定部） ３３…セラミック製バネ ３４…絶縁部材 ３５…投入接点支持部材（縦弾性係数の大きい金属製の
支持部材） ３６…スライドコンタクト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性ガスを封入した容器内に収納され
   た消弧室と、この消弧室と電気的に並列に接続され、投
   入時の過電圧を抑制する投入抵抗と、この投入抵抗と電
   気的に直列に接続された投入抵抗接点部とを備え、投入
   抵抗接点部の固定部には、消弧室と投入抵抗接点の投入
   時の時間差を与えるためのバネが内蔵され、投入抵抗接
   点部の固定部は消弧室の固定部に対して物理的に支持さ
   れると共に電気的に絶縁され、開閉動作時には、消弧室
   及び投入接点部の可動部を駆動する投入抵抗付きガス遮
   断器において、 前記投入抵抗接点部の固定部が、消弧室の固定部に対
   し、縦弾性係数の大きい金属製の支持部材によって支持
   されると共に、この支持部材に対し、絶縁部材によって
   電気的に絶縁され、且つ、この絶縁部材は、投入抵抗接
   点部の固定部の軸方向と一致するように配置され、さら
   に、投入抵抗接点部の固定部のバネが、セラミックで構
   成されることを特徴とする投入抵抗付きガス遮断器。