JPH0594747A

JPH0594747A - ガス遮断器

Info

Publication number: JPH0594747A
Application number: JP25669691A
Authority: JP
Inventors: Susumu Nishiwaki; 進西脇; Katsumi Suzuki; 克巳鈴木; Masaru Okamoto; 優岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】小電流遮断時においても強力なガス流をアー
クに吹き付け、高い消弧性能を得ることが可能であり、
パッファ形ガス遮断器に比べて駆動操作力を小さくする
ことが可能な、優れたガス遮断器を提供する。【構成】絶縁ノズル４とシリンダ３と底板２３とから
なる圧縮室５のガス圧力を、固定・可動電極１，２間に
発生するアーク６の熱エネルギーを利用して上昇させ、
アークに吹き付け、消弧させる。圧縮室５の底板２３に
貫通孔２５を設け、貫通孔２５を貫通して圧縮室５に通
じるガイドロッド２７を設ける。圧縮室５内には、ガス
を圧縮する移動板２６を設ける。移動板２６を圧縮側に
押し付ける押し付けバネ２９を設ける。押し付けバネ２
９と移動板２６とを、遮断動作の際に、圧縮室５内のガ
ス圧力に応じて、移動板が押し付けバネを圧縮して移動
できるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の変電所ある
いは開閉所に用いられ、ＳＦ₆ガスなどを消弧媒体とす
るガス遮断器に係り、特に、その操作力を大きくするこ
となく電流遮断能力を向上する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来技術のガス遮断器の説明図
である。このようなガス遮断器は、例えば、下記の文献
１に記載されている。文献１）Ｔ．Ｕｓｈｉｏ他、“ＳＬＦＩｎｔｅｒｒ
ｕｐｔｉｏｎｂｙａＧａｓＣｉｒｃｕｉｔＢｒ
ｅａｋｅｒＷｉｔｈｏｕｔＰｕｆｆｅｒＡｃｔｉｏ
ｎ”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＰＡＳ，Ｖｏｌ．ＰＡＳ−
１００，Ｎｏ．８Ａｕｇｕｓｔ，ｐ．３８０１，１９
８１図８において、１は固定電極、２は可動電極、３はシリ
ンダ、４は絶縁ノズル、５は圧縮室である。この消弧室
の作用を図９及び図１０を用いて説明する。電流を遮断
する際には、図８に示すような投入状態から、図示して
いない操作装置によって可動電極２を左方に駆動する。
この動作により、図９に示すように、固定・可動電極
１，２間が開離して両電極１，２間にアーク６が発生す
る。このとき、アーク６の熱エネルギーによって圧縮室
５の圧力が上昇する。可動電極２の先端部２ａが絶縁ノ
ズル４のスロート４ａを通過し終わると、図１０に示す
ように、圧力上昇した圧縮室５からガスがノズル４のス
ロート４ａを通って排出されて、高速のガス流７ａ，７
ｂが形成される。この高速のガス流７ａ，７ｂによって
アーク６を冷却することができるため、アーク電流零点
において高い消弧性能が得られる。

【０００３】図１１は、他の従来技術の説明である。こ
の技術は、特開昭６１−１３１３２２号公報に記載され
ている。図１１において、１は固定電極、２は可動電
極、４は絶縁ノズル、６はアーク、８は絶縁容器、９は
第１の圧力室、１０は第２の圧力室、１１は可動仕切
板、１２はストッパー、１３は連通小孔、１４は付勢手
段、１５，１６はガス排出口、１７ａ，１７ｂ，１８
ａ，１８ｂはガス流を示す。

【０００４】図１１に示すように、遮断動作時にアーク
６が発生すると、アーク６の熱でまず第１の圧力室９が
圧力上昇を始める。連通小孔１３を経て、第１の圧力室
９内の消弧性ガスが第２の圧力室１０側へ徐々に移動
し、第２の圧力室１０の圧力もゆるい立上がりで上昇を
始める。第１の圧力室９の圧力が付勢手段１３の力に勝
ると、可動仕切板１１が徐々に後退して第１の圧力室９
の圧力が第２の圧力室１０に逃される。アーク電流が零
点に近付いてアークエネルギーが弱まると、昇圧された
第１の圧力室９内の消弧性ガスが、アーク６を横切って
吹き出し、可動電極２側のガス排出口１５及び固定電極
１側のガス排出口１６から、高速のガス流１７ａ，１７
ｂ，１８ａ，１８ｂとなってそれぞれ吹き出す。このよ
うにして、高い消弧性能を得ることができる。

【０００５】ところで、図８及び図１１に示すガス遮断
器は、共に、消弧に必要なガス吹き付けのための高圧力
ガスの発生を遮断アークの熱エネルギーに依存してい
る。この方式のガス遮断器は、いわゆるパッファ形ガス
遮断器、すなわち、パッファピストンとパッファシリン
ダを有し、ガス吹き付け力を、外部駆動力を用いた機械
的なガス圧縮に依存するガス遮断器に比べて、駆動操作
力を小さくすることができるという利点がある。

【０００６】より詳細に説明すれば、パッファ形ガス遮
断器は、パッファピストンとパッファシリンダを、アー
クの熱エネルギーに抗して、外部駆動力により強制的に
相対移動させることにより、ガス圧縮を行うガス遮断器
であるため、大電流遮断時には、アークの高い熱エネル
ギーに抗するだけの、強力な外部駆動力が必要となる。
これに対し、図８及び図１１に示す方式のガス遮断器に
おいては、アークの熱エネルギーをそのまま利用してお
り、アークの高い熱エネルギーに抗する必要がない。従
って、図８及び図１１に示す方式のガス遮断器におい
て、遮断動作に必要な駆動操作力は、可動電極を単純に
駆動するだけの駆動操作力で十分であり、この駆動操作
力は、パッファ形ガス遮断器において必要とする駆動操
作力に比べて格段に小さい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したような図８及び図１１に示す従来のガス遮断器に
は、次のような欠点があった。まず、図８の従来技術に
おいては、遮断電流が小さい場合に、図１０に示すアー
ク６の熱エネルギーが小さくなるため、圧縮室５の圧力
を大きく上昇させることができない。従って、図１０に
示すような圧縮室５の圧力によって形成されるガス流７
ａ，７ｂが弱くなって、十分な消弧能力が得られなくな
ってしまう欠点がある。また、図１１の従来技術におい
ても同様に、遮断電流が小さい場合に、第１の圧力室９
及び第２の圧力室１０の圧力を大きく上昇させることが
できない。従って、第１の圧力室９の圧力によって形成
されるガス流１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂが弱くな
って、十分な消弧能力が得られなくなってしまう。

【０００８】本発明は、上述のような従来技術の欠点を
解消するためになされたものであり、その目的は、アー
ク熱エネルギーを消弧ガス吹き付けに利用したガス遮断
器において、小電流遮断時においても強力なガス流をア
ークに吹き付け、高い消弧性能を得ることが可能であ
り、パッファ形ガス遮断器に比べて駆動操作力を小さく
することが可能な、優れたガス遮断器を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のガス遮断器は、
消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能な固定電極部
と可動電極部とを有し、可動電極部に設けられた、絶縁
ノズルとシリンダと底板とからなる圧縮室のガス圧力
を、固定・可動電極間に発生するアークの熱エネルギー
を利用して上昇させ、転じて、前記圧室のガスを前記ア
ークに吹き付け、冷却して消弧させるガス遮断器におい
て、前記圧縮室の前記底板に設けられた貫通孔と、この
貫通孔を貫通して前記圧縮室に通じるように設けられた
ガイドロッドと、前記圧縮室内に設けられ、この圧縮室
内の一部に消弧用のガス空間を形成し、前記ガイドロッ
ドにガイドされて移動して前記ガス空間を圧縮する移動
板と、前記貫通孔を貫通して設けられ、前記移動板を圧
縮側に押し付ける押し付けバネとを有し、且つ、この押
し付けバネと前記移動板とが、前記可動電極部の駆動に
よる遮断動作の際に、前記圧縮室内のガス空間のガス圧
力に応じて、移動板が押し付けバネを圧縮して移動でき
るように構成されたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明のガス遮断器においては、大電流遮断時
には、圧縮室内の消弧用ガス空間のガス圧力を、アーク
の熱エネルギーを利用して十分に高くすることができ
る。従って、この場合には、ガス空間の高いガス圧力に
よって、移動板が押し付けバネを圧縮して圧力室の底板
に押え付けられるので、圧縮室内における消弧用ガス空
間の容積が十分に確保され、大電流の消弧に必要な強力
且つ多量のガス流を得ることができる。

【００１１】これに対して、小電流遮断時には、圧縮室
内の消弧用ガス空間のガス圧力があまり高くならないの
で、移動板は押し付けバネに押されてそのままの位置に
とどまろうとする。この結果、移動板は移動するシリン
ダに対して相対的に移動してピストンとして作用し、圧
縮室内の消弧用ガス空間を圧縮する。従って、小電流遮
断時においても、消弧に十分な量の強力なガス流を得る
ことができる。

【００１２】また、本発明は、ガス吹き付けにおいて特
別な外部駆動力を使用せず、単に押し付けバネを圧縮す
るだけの構成であり、また、アークの高い熱エネルギー
に抗する必要もない。すなわち、遮断動作において必要
な駆動操作力は、押し付けバネを圧縮するだけの駆動操
作力で十分である。従って、本発明の構成によれば、パ
ッファ形ガス遮断器において必要とする駆動操作力に比
べて、駆動操作力を格段に小さくすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明によるガス遮断器の実施例につ
いて、図１乃至図７を参照して説明する。この場合、図
１はガス遮断器の要部を示す断面図、図２は図１のＡ矢
視断面図である。また、図３乃至図７は、ガス遮断器の
動作状態を説明する断面図であり、図３は投入状態、図
４は遮断動作初期状態、図５は大電流遮断時の遮断動作
後期状態、図６は開極状態、図７は小電流遮断時の遮断
動作後期状態である。

【００１４】まず、図１乃至図３を参照して、本実施例
の構成を説明する。図３に示すように、固定電極１と可
動電極２とが対向配置されており、可動電極２の周囲に
は、シリンダ３が配置され、その先端に設けられた絶縁
ノズル４とによって、圧縮室５が形成されている。一
方、図３において、２１は可動電極側の固定導体、２２
はその内周に設けられた集電接触子である。また、２３
は、圧縮室底板であり、可動電極２を支持すると共に、
その外面に可動ロッド２４が固定されることにより、可
動電極２と可動ロッド２４とを電気的に接続している。
可動ロッド２４は可動電極側の固定導体２１の内周面に
摺動可能に配設されており、以上の構成によって、固定
導体２１と可動電極２とが電気的に接続されている。

【００１５】そして、図１に示すように、圧縮室底板２
３には、本発明に従って、貫通孔２５が設けられてい
る。２６は圧縮室５内に設けられた移動板であり、その
固定電極１側の表面によって消弧用のガス空間を形成し
ている。２７は、貫通孔２５を貫通して圧縮室５内に通
じるように設けられたガイドロッドである。ガイドロッ
ド２７は、移動板２６を貫通して配置されており、移動
板２６を軸方向に移動可能に支持すると共に、その圧縮
室５内の先端部には、移動板２６を位置規制するストッ
パ２８が設けられている。ガイドロッド２７の他端は、
図３に示すように、可動電極側の固定導体２１に固定さ
れている。２９は、貫通孔２５を貫通してガイドロッド
２７と同心状に設けられた押し付けバネであり、この押
し付けバネ２９の一端は、移動板２６の圧縮室底板２３
側の表面に当接している。押し付けバネ２９の他端は、
図３に示すように、可動電極側の固定導体２１に当接し
ている。なお、３０は、可動電極２の周囲に設けられた
カバーであり、可動電極２と共に、圧縮室底板２３に固
定されている。

【００１６】また、本実施例を構造的に概括すれば、可
動電極２、シリンダ３、絶縁ノズル４、圧縮室底板２
３、可動ロッド２４、及びカバー３０は、一体の可動部
として構成されている。このうち、可動ロッド２４は、
図示されていない操作機構に、図示されていない操作ロ
ッドを介して接続されており、この操作機構によって駆
動され、開極動作及び投入動作を行うように構成されて
いる。

【００１７】次に、以上のような構成を有する本実施例
の動作について、図３乃至図７を参照して説明する。ま
ず、図３に示すような投入状態において、遮断指令を受
けると、可動ロッド２４が駆動され、開極動作が開始さ
れる。この結果、図４に示すように、固定電極１と可動
電極２が開離して、これら固定電極１と可動電極２との
間でアーク６が発生する。

【００１８】この場合、遮断電流が大きく、アーク６の
熱エネルギーが大きい場合には、圧縮室５の圧力上昇が
大きくなるため、図５に示すように、移動板２６が押し
付けバネ２９を圧縮して、圧縮室底板２４部に押し付け
られる。そして、図５に示すように、絶縁ノズル４のス
ロート４ａが固定電極１の先端部１ａを通過すると、圧
縮室５内の高圧力ガスはガス流７ａ，７ｂを形成し、ア
ーク６を冷却する。この場合、前記のように移動板２６
が圧縮室底板２４部に押し付けられるので、圧縮室５内
における消弧用ガス空間の容積は十分に確保される。従
って、アーク６を電流零点にて消弧するために必要な強
力且つ多量のガス流７ａ，７ｂを得ることができる。な
お、消弧を完了した後の開極状態においては、図６に示
すように、圧縮室５のガスが流出を終え、その内部の圧
力が低下するので、移動板２６は押し付けバネ２９に押
されて、固定電極１側に移動し、ストッパ２８によって
支持される。

【００１９】これに対し、遮断電流が小さく、アーク６
の熱エネルギーが小さい場合には、圧縮室５の圧力上昇
が小さいため、図７に示すように、可動ロッド２４の駆
動と共に、移動板２６は押し付けバネ２９に押されて、
ストッパー２８付近の位置にとどまる。この場合、移動
板２６は移動するシリンダ３に対して相対的に移動して
ピストンとして作用するため、可動ロッド２４の駆動に
伴い、圧縮室５内における消弧用ガス空間が圧縮され、
ガス流７ａ，７ｂが発生し、アーク６を冷却する。従っ
て、このように遮断電流が小さい場合でも、消弧に十分
な量の強力なガス流を得ることができ、高い消弧性能が
得られる。

【００２０】また、本実施例においては、大電流遮断時
には、前述したように、移動板２６は、アークの熱エネ
ルギーによる圧力上昇によって圧縮室底板２３部に押し
付けられる。従って、パッファ形ガス遮断器とは違っ
て、圧縮室５内のガスを圧縮するための特別の駆動力は
不要であり、押し付けバネ２９を圧縮する駆動力を必要
とするだけである。一方、小電流遮断時には、図７から
分かるように、圧縮室５の圧力がバネ２９の圧縮力より
大きくなれば、移動板２６が押し付けバネ２９を圧縮し
て移動し、圧縮室５内の消弧用ガス空間の容積は大きく
なる。従って、本実施例においては、バネ２９の圧縮力
より大きな操作駆動力は必要なく、パッファ形ガス遮断
器において必要とする駆動操作力に比べて、駆動操作力
を格段に小さくすることができる。

【００２１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、ガイドロッドや押し付けバネの具
体的な構成は適宜選択可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
縮室内に移動板を設けると共に、この移動板をガイドす
るガイドロッド及び移動板を圧縮側に押し付ける押し付
けバネを設けることにより、小電流遮断時においても強
力なガス流をアークに吹き付け、高い消弧性能を得るこ
とが可能であり、パッファ形ガス遮断器に比べて駆動操
作力を小さくすることが可能な、優れたガス遮断器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス遮断器の一実施例において、
ガス遮断器の要部を示す断面図。

【図２】図１のＡ矢視断面図。

【図３】図１のガス遮断器の投入状態を示す断面図。

【図４】図１のガス遮断器の遮断動作初期状態を示す断
面図。

【図５】図１のガス遮断器の大電流遮断時の遮断動作後
期状態を示す断面図。

【図６】図１のガス遮断器の開極状態を示す断面図。

【図７】図１のガス遮断器の小電流遮断時の遮断動作後
期状態を示す断面図。

【図８】従来のガス遮断器の一例において、投入状態を
示す断面図。

【図９】図８のガス遮断器の遮断動作初期状態を示す断
面図。

【図１０】図８のガス遮断器の遮断動作後期状態を示す
断面図。

【図１１】従来のガス遮断器の他の例において、遮断動
作状態を示す断面図。

【符号の説明】

１…固定電極２…可動電極３…シリンダ４…絶縁ノズル５…圧縮室６…アーク７ａ，７ｂ…ガス流８…絶縁容器９…第１の圧力室１０…第２の圧力室１１…可動仕切板１２…ストッパー１３…連通小孔１４…付勢手段１５，１６…ガス排出口１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ…ガス流２１…可動電極側の固定導体２２…集電接触子２３…圧縮室底板２４…可動ロッド２５…貫通孔２６…移動板２７…ガイドロッド２８…ストッパ２９…押し付けバネ３０…カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消弧性ガスを充填した容器内に、接離可
能な固定電極部と可動電極部とを有し、可動電極部に設
けられた、絶縁ノズルとシリンダと底板とからなる圧縮
室のガス圧力を、固定・可動電極間に発生するアークの
熱エネルギーを利用して上昇させ、転じて、前記圧縮室
のガスを前記アークに吹き付け、冷却して消弧させるガ
ス遮断器において、前記圧縮室の前記底板に設けられた貫通孔と、この貫通
孔を貫通して前記圧縮室に通じるように設けられたガイ
ドロッドと、前記圧縮室内に設けられ、この圧縮室内の
一部に消弧用のガス空間を形成し、前記ガイドロッドに
ガイドされて移動して前記ガス空間を圧縮する移動板
と、前記貫通孔を貫通して設けられ、前記移動板を圧縮
側に押し付ける押し付けバネとを有し、且つ、この押し
付けバネと前記移動板とが、前記可動電極部の駆動によ
る遮断動作の際に、前記圧縮室内のガス空間のガス圧力
に応じて、移動板が押し付けバネを圧縮して移動できる
ように構成されたことを特徴とするガス遮断器。