JPH06101279B2 - ガス断路器 - Google Patents

ガス断路器

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JPH06101279B2
JPH06101279B2 JP63203506A JP20350688A JPH06101279B2 JP H06101279 B2 JPH06101279 B2 JP H06101279B2 JP 63203506 A JP63203506 A JP 63203506A JP 20350688 A JP20350688 A JP 20350688A JP H06101279 B2 JPH06101279 B2 JP H06101279B2
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悟 柳父
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16Impedances connected with contacts

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は密閉容器内に消弧絶縁媒体を充填し、この内部
に可動および固定接触子を接離可能にしたガス断路器に
関する。
(従来の技術) 従来、この種のガス断路器の一例として特公昭53−3803
1号公報、特公昭60−42570号広報に示すものが公知であ
り、第7図および第11図はこれを説明するための図であ
る。
第7図および第11図において、1は金属製タンク、2は
金属製タンク1内に封入されたSF6ガス、3はスペー
サ、4は断路器固定側端子に通じる導体、5は断路器可
動側端子に通じる導体、6は固定電極、7は固定電極側
金属製シールド、8は固定電極6とシールド7との間に
挿入された抵抗体、9は可動電極、10は固定電極側耐弧
電極、11は固定電極側通電接触子、12は可動電極側耐弧
電極、13は可動電極側通電接触子、14は可動電極側金属
製シールド、15は可動電極9を駆動する絶縁体である。
第7図に示す断路器で絶縁体15は図示されていない操作
機構に接続されていて、この操作機構により開極および
投入動作が行われる。
一般に、断路器は短かい送電線路の充電電流を遮断する
ことが要求される。送電線路、変圧器等の分布のキャパ
シタンス、分布インダクタンスを近似的に集中のキャパ
シタンスや集中のインダクタンスで表わし、送電線路の
充電電流遮断回路を等価回路で表わすと例えば第8図の
ようになる。16は電源電圧、17は短絡インピーダンス、
18は変圧器,電源側送電線路等のキャパシタンス、19は
電源側送電線路のインダクタンス、20は負荷側送電線路
のキャパシタンス、21は負荷側送電線路のインダクタン
ス、22は断路器である。
第7図における可動電極側耐弧電極12と金属製シールド
7との間の絶縁回復特性は第9図に示したような特性と
なる。このような特性の断路器で第8図に示すような回
路を開極する場合には、第10図のような電圧波形を得
る。第10図で23は第8図の“a"点の電圧波形であり、24
は電源電圧の電圧波形を示す。23と24の曲線の差が断路
器の極間電圧である。この関係を説明すると、例えばA
点で可動電極側耐弧電極12と固定電極側耐弧電極10との
間で開極し、その後可動側耐弧電極12の先端がシールド
7の内部から出ると電流が小さいため、B点で電流遮断
して負荷側のキャパシタンス20にはこの時の電源電圧が
残り、電源電圧の変化とともに極間電圧が大きくなる。
極間電圧が絶縁回復電圧を上まわるとC点で再点弧す
る。
しかし電流が小さいのですぐに遮断して負荷のキャパシ
タンス20には電源電圧が残る。こうして再点弧をくり返
し、絶縁回復電圧の上昇とともに再点弧時の極間電圧も
大きくなるが、絶縁回復電圧が極間電圧を上まわれば再
点弧のくり返しは停止して遮断が完了する。第10図の再
点弧点C,D,E,F,G,Hは第9図に示すC,D,E,F,G,Hの極間距
離と対応している。上記再点弧は、シールド7の先端部
と可動電極側耐弧電極12の先端部との間で発生し、従っ
て、第11図に示すように再点弧アーク25が形成される。
さて、第7図の構成でもサージ抑制の必要のない場合、
すなわち固定電極6とシールド7との間に挿入した抵抗
体8がかわりに金属導体であるような断路器にあって
は、極間、すなわち可動電極側耐弧電極12とシールド7
との間で再点弧が発生すると、第8図に示すキャパシタ
ンス18と20、インダクタンス19と21の回路で高周波電圧
振動が発生し、第12図に示すように高周波過電圧が発生
する、この過電圧は断路器が再点弧するときの極間電圧
が大きいほど大きい。この過電圧が遮断器自身またはこ
れに隣接する他の機器の絶縁をおびやかす場合もある。
従って、再点弧時の過電圧を小さくするために第7図に
おいて抵抗体8を設け、開極時における再点弧時の電流
を導体4−固定電極6−抵抗体8−シールド7−可動電
極9…通電接触子13…導体5の経路を経て流れ、抵抗体
8による回路の損失を利用して過電圧を小さく抑えよう
としている。
(発明が解決しようとする課題) 第7図において、再点弧したときの高周波過電圧を抑制
するときには抵抗体8に電圧がかかる。この電圧に抵抗
体8が耐えるためには抵抗体8を長くしなければならな
い。従って、第7図に示す固定電極6の一端部(上端
部)とシールド7の一端部(下端部)との間の距離Lを
短くすることができず、断路器全体が大きくなってしま
う欠点があった。
本発明の固定電極とシールドの距離Lを短くでき、これ
により全体を小形にできるガス断路器を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は前記目的を達成するため、消弧ガスを充填した
金属タンク内に、接触子を有する固定電極と、この固定
電極の接触子を包囲するように設けた固定電極側シール
ドと、前記固定電極と対向して配置され、且つ閉極時に
前記固定電極と接触し、開極時に前記固定電極から離
れ、前記固定側シールドの非包囲位置まで移動可能な先
端部を有する可動電極とを備えたガス断路器において、
前記固定電極側シールドは絶縁体に抵抗体を埋め込んだ
構成とするか、または絶縁体に皮膜抵抗を付着させた構
成とし、開極過程において極間放電アーク電流を前記固
定電極側シールドを介して流すことを特徴とするもので
ある。
(作用) 本発明によれば、固定電極側シールドを前記の構成する
ことにより、充電流遮断時の再点弧過電圧を抑制でき、
従来独立した抵抗体およびシールドを、電気的に接続し
ていたものに比べて、ほぼ軸方向長さを半分ぐらいにで
きることから、全体を小形にできる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図,第2図は本発明の第1の実施例を説明する
ための半断面図であり、第7図の従来例とは次の点が異
る。従来、固定電極6の接触子11を包囲するように設け
た低抗体8およびシールド7からなる固定側シールドを
次のようにしたものである。すなわち、固定側シールド
として絶縁体27の内部に抵抗体28を埋設した構成とし、
この固定側シールドの先端部に金属電極29を接続したも
のである。
固定側シールドを構成する絶縁物27および抵抗体28につ
いては、例えば、炭素を含有する粉体を成形焼成して抵
抗体28を製造し、これをエポキシ樹脂でモールドして絶
縁体27を製造する。
第1図に示すガス断路器において絶縁体15は図示されて
いない操作機構に接続されていてこの操作機構により開
極及び投入動作を行う。
次に、以上のように構成された本発明のガス断路器の第
1の実施例の動作について説明する。第1図において、
充電電流を遮断する時、はじめに、可動電極側耐弧電極
12と固定電極側耐弧電極10との間が開極し、その後可動
電極側耐弧電極12の先端が、抵抗体27とシールド28から
なる固定側モールドの内部から出ると、再点弧状態とな
り、第2図に示すように可動電極側耐弧電極12の先端部
と、抵抗体シールド28の先端部の金属電極29との間で再
点弧アーク25が発生する。
すると、再点弧時の電流は、導体4−固定電極6−抵抗
体28−金属電極29−再点弧アーク25−可動電極側耐弧電
極12−可動電極9−通電接触子13−導体5を通して流れ
る。従って、抵抗体28による回路損失のために過電圧を
小さく抑えることができる。
断路器は投入、遮断動作時に機械的衝撃を受ける。特
に、固定電極6においては、投入時に、可動電極9の先
端及び可動電極側耐弧電極12が、それぞれ固定電極側通
電接触子11及び固定電極側耐弧電極10に突き当るために
衝撃が大きい。
しかし、抵抗体28は絶縁体27に埋め込まれているので、
容易に衝撃に耐えるようにすることができる。開極が完
了した時点で可動電極9及び可動電極側耐弧電極12は、
可動電極側シールド14の内部に収納され、可動電極側シ
ールド14と、抵抗体28と絶縁体27から成る固定電極側シ
ールドとの間の極間電圧に耐えなければならない。これ
らの可動電極側および固定電極側シールドは、極間の電
界を平等に近づけて極間耐電圧を大きくする機能も有し
ている。固定電極側シールドは抵抗体28と絶縁体27から
成っているが、上記の再点弧時の過電圧抑制のために必
要とされる抵抗値例えば1kΩ前後においては、上記の極
間電界を平等に近づける作用は、金属導体から成るシー
ルドの場合と比べてほとんど同様に得られる。
また、第1図において固定電極側耐弧電極10が存在せ
ず、通電と発弧の両者が固定電極側通電接触子11におい
て成される場合、さらに可動側耐弧電極12が存在しない
場合においても上記の作用は同様に得られる。
以上述べた本発明の第1の実施例においては、固定電極
側シールドは絶縁体27と抵抗体28によって構成されてい
るので、第7図に示す従来例の抵抗体8が不要となる。
従って、第1図における長さLは、第7図における長さ
Lよりもほぼ半分ぐらいに短くすることができ、これに
より断路器の小形化ができる。
第3図は本発明の第2の実施例を説明するための図であ
り、絶縁体27に埋め込まれた抵抗体28からなる固定側シ
ールドは、再点弧が発生するその先端部は、抵抗体28と
一体で同一材料となっている。この場合は、再点弧の際
のアーク電流が小さくて、上記固定電極側シールドの先
端部の損傷が少ない場合に適用できる。
第4図および第5図は本発明の第3の実施例を説明する
ための図であり、固定電極側シールドを次のように構成
したものである。すなわち、絶縁体27Aの内面に、皮膜
抵抗28Aを付着させて固定電極側シールドを構成し、皮
膜抵抗28Aに金属電極29を接続したものである。
このように構成されたガス断路器の第3の実施例の動作
は第1の実施例と同一であるので、その説明は省略す
る。なお、第1の実施例(第1図)の動作の説明で、抵
抗体28が皮膜抵抗28Aに代るだけである。
第4図に示す実施例においては、固定電極側シールド
は、絶縁体27Aの内面に皮膜抵抗28Aが付着されているの
で第1の実施例と同一の効果が得られる。すなわち、従
来技術を示す第7図における抵抗体8が不要となる。従
って、第4図における長さLは第7図における長さLよ
りも短くすることができ、断路器を小形にできる。
第6図は本発明の第4の実施例を説明するための図であ
り、絶縁体27Aの金属製タンク1側の表面に皮膜抵抗28A
を付着させたものである。
[発明の効果] 以上述べた本発明によれば、充電電流遮断時の再点弧過
電圧を抑制した小形のガス断路器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるガス断路器の第1の実施例を説明
するための半断面図、第2図は第1図のガス断路器の開
極状態を示す半断面図、第3図は本発明によるガス断路
器の第2の実施例を説明するための半断面図、第4図は
本発明によるガス断路器の第3の実施例を説明するため
の半断面図、第5図は第4図のガス断路器の開極状態を
示す半断面図、第6図は本発明によるガス断路器の第4
の実施例を説明するための半断面図、第7図は従来のガ
ス断路器の一例を説明するための半断面図、第8図は第
7図の充電々流遮断近似等価回路図、第9図は第7図の
断路器極間の絶縁回復特性図、第10図は第7図の充電々
流遮断時の再点弧による電圧波形図、第11図は第7図の
ガス断路器の開極状態を示す半断面図、第12図は第7図
のガス断路器の再点弧サージ電圧の説明図である。 1……金属製タンク、2……SF6ガス、3……スペー
サ、4……導体、5……導体、6……固定電極、7……
固定電極側金属製シールド、8……抵抗体、9……可動
電極、10……固定電極側耐弧電極、11……固定電極側通
電接触子、12……可動電極側耐弧電極、13……可動電極
側通電接触子、14……可動電極側金属製シールド、15…
…絶縁体、25……再点弧アーク、26……再点弧サージ電
圧、27……絶縁体、27A……絶縁体、28……抵抗体、28A
……皮膜抵抗、29……金属電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】消弧ガスを充填した金属タンク内に、接触
    子を有する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲す
    るように設けた固定電極側シールドと、前記固定電極と
    対向して配置され、且つ閉極時に前記固定電極と接触
    し、開極時に前記固定電極から離れ、前記固定側シール
    ドの非包囲位置まで移動可能な先端部を有する可動電極
    とを備えたガス断路器において、前記固定電極側シール
    ドは絶縁体に抵抗体を埋め込んだ構成とし、開極過程に
    おいて極間放電アーク電流を前記固定電極側シールドを
    介して流すことを特徴とするガス断路器。
  2. 【請求項2】消弧ガスを充填した金属タンク内に、接触
    子を有する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲す
    るように設けた固定電極側シールドと、前記固定電極と
    対向して配置され、且つ閉極時に前記固定電極と接触
    し、開極時に前記固定電極から離れ、前記固定側シール
    ドの非包囲位置まで移動可能な先端部を有する可動電極
    とを備えたガス断路器において、前記固定電極側シール
    ドは絶縁体に皮膜抵抗体を付着させた構成とし、開極過
    程において極間放電アーク電流を前記固定電極側シール
    ドを介して流すことを特徴とするガス断路器。
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