JPH06139883A - ガス断路器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 等ピッチの右ねじ溝及び左ねじ溝が形成され
棒状絶縁物10に被覆抵抗線９ａ，９ｂを無誘導巻きし、
全体をエポキシ樹脂11でモールドした抵抗体５を備えた
ガス断路器。 【効果】 電位分布が均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉容器内にＳＦ₆ ガ
スなどの絶縁性能、消弧性能に優れたガスを充填し、こ
の内部に可動側接触部、固定側接触部、及び、この固定
側接触部と接離する可動接触子を有するガス断路器に係
り、特に、再点弧時のサージを低減するための抵抗体を
備えたガス断路器における抵抗体部分の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にガス絶縁開閉装置は、３〜６気圧
程度のＳＦ₆ ガスを充填した密閉容器内に、遮断器、断
路器、接地開閉器、変流器、計器用変圧器等の開閉操作
に必要な機器を収納している。この中で断路器は、通常
遮断器を開いた状態で開閉操作がなされる。断路器の開
閉操作に伴い、断路器サージと呼ばれるサージが断路器
の極間において発生しガス絶縁開閉装置内を伝搬する
が、この断路器サージはＵＨＶクラスではガス絶縁開閉
装置の絶縁を脅かすため、その対応が必要となる。

【０００３】そこで断路器サージの発生電圧レベルを抑
制することを目的として図２及び図11に示すようなガス
断路器が提案されている。ＳＦ₆ ガスを充填したタンク
１内に、対向する固定接触部２と可動接触部３、及び可
動接触部３と摺動可能に接続され固定接触部２と接離す
る可動接触子４が収納されている。固定接触部２の周囲
には棒状絶縁物に抵抗線を巻回して形成した抵抗体５
が、抵抗体５の一端を固定接触部２に固定することによ
って配置されている。また可動接触部３と対向する、抵
抗体５の他端にはシールド６が配設されており、図11に
示すようにこのシールド６の抵抗接点７と可動接触子４
とがギャップｇを有するように構成されている。このギ
ャップｇは、ガス断路器の開閉操作途中、可動接触子４
の先端が抵抗接点７の近傍に位置する時点においてガス
断路器極間に再点弧が発生した場合、抵抗接点７と可動
接触子４がフラッシオーバによって通電し、この時点に
おいては可動接触子４と固定側接触部２やタンク１とが
絶縁破壊を起こすことのないよう、絶縁協調面からの検
討を行って決定される。さらにこのシールド６は、断路
器サージを十分に抑制できる値の抵抗体５を通して固定
側接触部２に接続されているので、ガス断路器の開閉操
作途中には可動接触子４と抵抗接点７との間で再点弧が
複数回発生するが、この時の断路器サージレベルは抵抗
体５によって十分抑制される。現在、材料面、構造面な
どから抵抗体５の検討がなされており、例えばこの抵抗
体５を、抵抗線を用いて構成することが提案されてい
る。

【０００４】しかしながら、断路器サージは、電圧の立
上り時間数ナノセカンドの高周波成分を含むことが知ら
れている。そこで、巻き線型抵抗線等をガス断路器の抵
抗体として用いた場合、その抵抗体自体が持つ内部イン
ダクタンス、抵抗体と周囲の導体、タンク等の間の浮遊
のキャパシタンスによって抵抗体内部におけるサージ電
圧の電位分担が不均一となり、抵抗体自身の絶縁が耐え
られなくなる。このため、抵抗体の絶縁長さを伸ばすこ
とになり、ガス断路器全体が大きくなってしまう。

【０００５】この大型化を防ぐため、抵抗体５を図12に
示すように棒状絶縁物８に被覆抵抗線９ａ，９ｂを等間
隔で交互に巻き付けて無誘導巻きとしたガス断路器が提
案されている。しかしながらこのようなガス断路器にお
いては、被覆抵抗線９ａ，９ｂを等間隔で巻き付ける作
業が困難であり、間隔にばらつきを生じやすく、ばらつ
きが生じると再点弧の際に電位分布が不均一になるとい
う問題があった。またこの間隔のばらつきを防ぐために
被覆抵抗線９ａ，９ｂを互いに密着させて巻回すると、
絶縁距離が短くなってしまい絶縁特性が低下するという
問題がある。

【０００６】さらにガス断路器は、機械的操作を行う機
器であるため、開閉操作に伴って大きな振動が発生し、
さらにその操作が多頻度に及ぶ。そこで、今までに提案
されている巻き線型抵抗線等をガス断路器の抵抗体とし
て用いた場合、抵抗体自身の機械的強度及び長期使用に
おける信頼性が必ずしも十分あるものとは言えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにこれまで
に提案されたガス断路器は抵抗体の電位分布を均一にす
るのが困難であり、機械的強度を向上させるのも難しい
という問題があった。そこで、本発明の目的は、抵抗体
内部の電位分担を均一化することにより、抵抗体の長さ
並びに全体を小形化したガス断路器を提供することにあ
る。

【０００８】また、本発明の他の目的は、抵抗体の機械
的強度と電気的絶縁性能を製作時から運転後長期に亘っ
て十分に確保し、機器の信頼性を向上させたガス断路器
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、絶縁性、消弧性を有するガスを充填した密
閉容器内に、対向する固定側接触部と可動側接触部、及
びこの可動側接触部と摺動可能に接続され前記固定側接
触部と接離する可動接触子とが収納され、前記固定側接
触部の周囲に棒状絶縁物と抵抗線とを備えた抵抗体が配
設され、この抵抗体の前記可動側接触部と対向する端部
にシールドが配設されているガス断路器において、前記
棒状絶縁物の表面には等ピッチの右ねじ溝及び左ねじ溝
が形成されており、このねじ溝に２本の前記抵抗線が夫
々巻き付けられていることを特徴とするガス断路器を提
供する。

【００１０】また、絶縁性、消弧性を有するガスを充填
した密閉容器内に、対向する固定側接触部と可動側接触
部、及びこの可動側接触部と摺動可能に接続され前記固
定側接触部と接離する可動接触子とが収納され、前記固
定側接触部の周囲に棒状絶縁物と抵抗線とを備えた抵抗
体が配設され、この抵抗体の前記可動側接触部と対向す
る端部にシールドが配設されているガス断路器におい
て、前記棒状絶縁物の外周に前記抵抗線が、略一周巻か
れて折り返され、隣り合う抵抗線と隙間をあけて略一周
巻かれる繰り返しによって巻き付けられていることを特
徴とするガス断路器を提供する。さらに夫々の抵抗体が
樹脂によってモールドされていることを特徴とするガス
断路器を提供する。

【００１１】

【作用】上記の発明によれば、サージ抑制用としての抵
抗体の内部インダクタンスを大幅に減少させることがで
き、断路器サージのような高周波成分を含む電圧に対し
ても、抵抗体内部の電位分担を均一化することが可能と
なる。したがって、サージ抑制が可能となり、かつ、抵
抗体の耐電圧に対する効率が向上し、抵抗体自身の長さ
を短縮でき、ガス断路器全体を小形に構成できる。

【００１２】また、抵抗体を構成する抵抗線の機械的強
度は注型した樹脂によって確保されるため、ガス断路器
のように機械的振動を伴って多数回操作される場合に
も、抵抗体の機械的劣化を抑えることが可能であり、抵
抗体の信頼性が向上する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図９を参照
して説明する。 （第１の実施例）

【００１４】第１の実施例について図１及び図２を参照
して説明する。なお従来の技術において説明したガス断
路器と同一の部分については同じ番号を付与し説明を省
略する。

【００１５】図２に示すようにＳＦ₆ ガスを充填したタ
ンク１内に対向する固定接触部２と可動接触部３、及び
可動接触子４が収納されている。固定接触部２の周囲に
は抵抗体５が配設され、抵抗体５の可動接触部３と対向
する端部にはシールド６が配設されている。

【００１６】抵抗体５は図１に示すように表面に等ピッ
チの右ねじ溝及び左ねじ溝が形成された棒状絶縁物10の
夫々のねじ溝に、被覆抵抗線９ａ，９ｂを巻き付け無誘
導巻きとし、さらにこの抵抗体５全体をエポキシ樹脂11
でモールドして構成されている。棒状絶縁物10は円形断
面を有するものあるいは楕円形断面を有するものでもよ
く、さらに筒状のものでもよい。右ねじ溝及び左ねじ溝
は棒状絶縁物10を加工して形成しても、あるいは予め注
型によって形成してもよい。棒状絶縁物10の表面は、そ
こに形成された右ねじ溝と左ねじ溝により図１の等高線
12に示すように凹凸が形成されている。２本の被覆抵抗
線９ａ，９ｂはその交差部に於て上側になる被覆抵抗線
９ａ，９ｂが交互に入れ代わるように巻き付けられてい
る。次に作用及び効果について説明する。

【００１７】以上のような構成を有する本実施例のガス
断路器に於ては抵抗体５を構成する棒状絶縁物10の表面
に等ピッチの右ねじ溝及び左ねじ溝をそれぞれ形成した
ことにより、２本の被覆抵抗線９ａ，９ｂを容易かつ正
確に等間隔で巻き付けることができる。従って再点弧に
よりこの被覆抵抗線９ａ，９ｂに電流が流れると、棒状
絶縁物10に巻き付けられた被覆抵抗線９ａ，９ｂの隣り
合う抵抗線間には電圧が加わるが、従来のように間隔が
接近しないことから絶縁性能が低下することはなく抵抗
体５の電位分担が均一になる。さらに全体を樹脂でモー
ルドすることにより被覆抵抗線間の絶縁を被覆及び樹脂
で分担することになるためガス絶縁に比べて絶縁性能が
向上する。さらに２本の被覆抵抗線が交互に上に来るよ
うに巻回されていることにより２本の被覆抵抗線の全長
が等しくなるため周囲のタンクや導体との浮遊キャパシ
タンス（Ｃ）が各々等しくなり、インダクタンス（Ｌ）
も各々等しくなることから、抵抗体に急峻波電流が流れ
た時の電位分担をより均一に保ち、安定した絶縁特性を
得ることができるという効果を奏する。 （第２の実施例）以下に本発明の第２の実施例を図３乃
至図６を参照して説明する。

【００１８】図３に示すようにＳＦ₆ ガスを充填したタ
ンク１内に対向する固定接触部２と可動接触部３、及び
可動接触子４が収納されている。固定接触部２の周囲に
は図４に示すように、例えば２本の対向する抵抗体13及
び例えば２本の対向する絶縁柱14が配設されている。さ
らに図３に示すようにこの抵抗体13と絶縁柱14によって
可動接触部３と対向する位置にシールド６が支持されて
いる。抵抗体13及び絶縁柱14の本数は適宜選択し得る。

【００１９】抵抗体13は図５に示すように、表面の外周
に折り返し部50を有する溝が形成された棒状絶縁物51の
溝に被覆抵抗線52を巻きつけ、さらにエポキシ樹脂11に
よって全体がモールドされ構成されている。被覆抵抗線
52は溝にあわせて巻きつけられており、棒状絶縁物51の
外周に略一周巻かれて、折り返し部50で巻方向が逆にな
り、隣り合う被覆抵抗線52と絶縁距離を保つために隙間
をあけて、さらに略一周巻かれる、という繰り返しによ
って棒状絶縁物51の周面全体に巻かれている。次に本実
施例の作用及び効果について説明する。

【００２０】図６は、抵抗体13の回りの状態を電気回路
と合わせて示したものである。抵抗体13自身は、抵抗
（Ｒ）とインダクタンス（Ｌ）で構成されているが、抵
抗体13の回りのシールド６、固定側接触部２、タンク１
等との間に浮遊のキャパシタンス（Ｃ）が存在する。ガ
ス断路器の極間再点弧により抵抗体13に加わる電圧は、
立ち上がりが数ｎｓと大変短く、周波数的には大変高い
周波数成分が含まれることになる。このため、高周波に
対するインピーダンス（Ｚ）成分の内、ωＬ成分が非常
に大きくなり、１／ωＣ成分が非常に小さくなる。Ｌが
大きい場合には抵抗体の電位分布はＲ成分よりも、ωＬ
成分と１／ωＣ成分により決定される電位分布となって
しまい、電位が抵抗体シールド６側に集中した分布とな
ってしまう。ところが、本実施例では、インピーダンス
（Ｚ）成分の内、Ｌを限りなく零に近づけたことから、
抵抗体の電位分布は周波数に影響されないＲ成分と１／
ωＣ成分だけで決定される。

【００２１】したがって、以上のように構成された第２
の実施例によれば、高周波に対しても均一な分布に近い
電位分布とすることができる。これにより、抵抗体13の
耐電圧に対する効率が向上し、抵抗体長さを最短長さに
抑えることができ、ガス断路器全体の寸法も最小に抑え
ることができる。さらに抵抗体13全体をエポキシ樹脂11
でモールドすることにより機械的強度が向上するという
効果を奏する。 （第３の実施例）以下に本発明の第３の実施例を図２を
参照して説明する。

【００２２】この第３の実施例は、抵抗体を１個の大き
な円筒状に形成した構成が上述した第２の実施例と相違
し、その他は、ほぼ同様の構成である。すなわち、抵抗
体は、固定側接触部２の外径より大きい内径を有する円
筒形の棒状絶縁物の外周に被覆抵抗線を無誘導巻きと
し、接着剤を塗布してこの被覆抵抗線を固定して構成さ
れており、この抵抗体５の上端にはシールド６が配設さ
れている。

【００２３】このように抵抗体５を１個の大きな円筒状
とすることにより、大きな容積が確保でき、耐熱容量を
増大することができ、さらに第２の実施例と同様の作用
及び効果を奏する。 （第４の実施例）第４の実施例について図７及び図８を
参照して説明する。

【００２４】この第４の実施例は、円筒形の棒状絶縁物
に形成された溝の折り返し部が周ごとにたがいちがいに
ずれた位置に形成されている点が上述の第３の実施例と
相違し、その他は、ほぼ同様の構成である。すなわち、
周方向でたがいちがいにずれた位置に形成された折り返
し部80を有する溝が形成された円筒形の棒状絶縁物81に
被覆抵抗線82を巻き付け、さらにエポキシ樹脂11によっ
て全体がモールドされて抵抗体５が構成されている。隣
り合う折り返し部80は棒状絶縁物81の径方向にずらして
もよい。

【００２５】このような構成による第４の実施例におい
ては隣り合う折り返し部80が棒状絶縁物81の周方向又は
径方向でずれているため軸方向に拡がってしまう折り返
し部80においても被覆抵抗線82間で十分な絶縁距離を確
保することができる。 （第５の実施例）第５の実施例について図９及び図10を
参照して説明する。

【００２６】この第５の実施例は折り返し部100 で被覆
抵抗線102 が円筒形の棒状絶縁物101 の軸直角面内で折
り返されている点で第３及び第４の実施例と相違し、そ
の他はほぼ同様の構成である。すなわち被覆抵抗線102
は棒状絶縁物101 の軸直角面内で折り返され、棒状絶縁
物101 の軸方向に隣り合う折り返し部100 での被覆抵抗
線102 のねじれ方向は互いに逆になっている。さらに被
覆抵抗線102 が巻かれている棒状絶縁物101 全体をエポ
キシ樹脂11でモールドして抵抗体５が構成されている。

【００２７】以上の構成による第５の実施例において
は、電位差が最も大きくなる折り返し部100 で、隣り合
う被覆抵抗体102 の絶縁距離を大きくすることができ、
また隣り合う折り返し部100 で被覆抵抗体102 のねじれ
方向が逆になっていることからＬ分をさらに小さくする
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、抵
抗体を棒状絶縁体の外周に抵抗線を無誘導巻きして構成
しているので、電位分布を均一化でき抵抗体の長さを短
縮し、全体を小形化することができる。また抵抗体を樹
脂によってモールドしているので抵抗体の機械的強度が
増大し、機械的振動が多数回繰返されても何ら機械的、
電気的に欠陥を発生することなく、長期に亘り信頼性を
向上したガス断路器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すガス断路器の抵抗
体の構成図。

【図２】本発明の第２の実施例を示すガス断路器の断面
図。

【図３】本発明の第３の実施例を示すガス断路器の断面
図。

【図４】本発明の第３の実施例を示すガス断路器の抵抗
体の横断面図。

【図５】図４の抵抗体の構成図。

【図６】第３の実施例の作用を示す説明図。

【図７】本発明の第４の実施例を示すガス断路器の抵抗
体の横断面図。

【図８】図７の抵抗体の構成図。

【図９】本発明の第５の実施例を示すガス断路器の抵抗
体の横断面図。

【図１０】図９の抵抗体の構成図。

【図１１】ガス断路器の作用を示す説明図。

【図１２】従来のガス断路器の抵抗体の構成図。

【符号の説明】

１…タンク、２…固定側接触部、３…可動側接触部、４
…可動側接触子、５，13…抵抗体、６…シールド、９
ａ，９ｂ，52，82，102 …被覆抵抗線、10，51，81，10
1 …棒状絶縁物、11…エポキシ樹脂、50，80，100 …折
り返し部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性、消弧性を有するガスを充填した
   密閉容器内に、対向する固定側接触部と可動側接触部、
   及びこの可動側接触部と摺動可能に接続され前記固定側
   接触部と接離する可動接触子とが収納され、前記固定側
   接触部の周囲に棒状絶縁物と抵抗線とを備えた抵抗体が
   配設され、この抵抗体の前記可動側接触部と対向する端
   部にシールドが配設されているガス断路器において、 前記棒状絶縁物の表面には等ピッチの右ねじ溝及び左ね
   じ溝が形成されており、このねじ溝に２本の前記抵抗線
   が夫々巻き付けられていることを特徴とするガス断路
   器。
2. 【請求項２】 絶縁性、消弧性を有するガスを充填した
   密閉容器内に、対向する固定側接触部と可動側接触部、
   及びこの可動側接触部と摺動可能に接続され前記固定側
   接触部と接離する可動接触子とが収納され、前記固定側
   接触部の周囲に棒状絶縁物と抵抗線とを備えた抵抗体が
   配設され、この抵抗体の前記可動側接触部と対向する端
   部にシールドが配設されているガス断路器において、 前記棒状絶縁物の外周に前記抵抗線が、略一周巻かれて
   折り返され、隣り合う抵抗線と隙間をあけて略一周巻か
   れる繰り返しによって巻き付けられていることを特徴と
   するガス断路器。
3. 【請求項３】 前記抵抗体が樹脂によってモールドされ
   ていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガ
   ス断路器。