JPH06196056A

JPH06196056A - ガス開閉器

Info

Publication number: JPH06196056A
Application number: JP23211693A
Authority: JP
Inventors: Satoru Shiga; 悟志賀; Takuji Fuji; 卓司富士; Yasuhiko Kanetaka; 康彦金高; Mutsuo Tsutsumi; 睦生堤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】消弧室部材の寿命を長くするとともに、構造も
簡素化させる。【構成】消弧室１６を形成する絶縁物５０が可動コンタ
クト４０の先端部を消弧室１６内に導く穴５０Ａを備
え、可動コンタクト４０をこの穴５０Ａの内壁面に摺動
させる。さらに、可動コンタクト４０が消弧室１６側の
端部から絶縁物５０の穴５０Ａと摺動する部分へ連通す
る消弧穴１２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＳＦ₆ガスが充填さ
れたガス絶縁開閉装置に用いられるガス開閉器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス開閉器は遮断器と異なり、要求され
る遮断容量が例えば数千ボルト数百アンペアであるため
に種々の消弧方式が考案されている。図９は、従来のガ
ス開閉器の構成例を示す断面図であり、閉成の状態が示
されている。固定コンタクト１が台座２にリング状のば
ね３で固定されている。この固定コンタクト１に円柱状
の可動コンタクト４が摺動可能に接触している。台座２
に絶縁物５が固定され、可動コンタクト４と固定コンタ
クト１との接触部を包囲し、内部に消弧室１６を形成し
ている。固定コンタクト１は円周方向に複数に分割され
たものにより構成され、ばね３によって可動コンタクト
４を半径方向内方に押し付けている。このガス開閉器は
図示されていないタンク内に収納され、消弧性のガス中
に配されている。

【０００３】図９の消弧室１６内には絶縁スペーサ７を
介して積層された複数枚の薄鉄板６が配され、支持板
８、９によって挟持されている。支持板８、９は図示さ
れていない支えを介して絶縁物５に固定されている。な
お、薄鉄板６は可動コンタクト４を完全には周回してい
ない。薄鉄板６が図９の上部から矢印１１の方向を見て
コの字状に形成され、このコの字の溝内に可動コンタク
ト４を貫通させ、薄鉄板６上に生ずる渦電流が可動コン
タクト４を周回するのを防いでいる。

【０００４】図９のガス開閉器が開成されるときは、可
動コンタクト４が矢印１１の方向に駆動される。可動コ
ンタクト４と固定コンタクト１との接触がなくなるとき
に両者間にアークが生ずるので、耐アーク性の金属が可
動コンタクト４の４Ａ部、固定コンタクト１の１Ａ部に
それぞれ設けられている。さらに、このアークはコンタ
クトの開離とともに伸びるが、薄鉄板６間の隙間１０に
吸引されアークが冷却される。可動コンタクト４の先端
部が絶縁物５から抜け出るころにはアークが切れ電流遮
断される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置はアークによる薄鉄板の消耗が激し
いという問題があった。消弧室部材である薄鉄板は電流
遮断時に高温のアークに触れる。薄い鉄板の積層構造な
ので多数回電流遮断されると、薄鉄板の端部が溶損する
ためにその溶けた固まりが薄鉄板の隙間の入口を塞ぎが
ちになる。それによって、この隙間にアークが入りにく
くなり、アークの遮断特性が低下して来る。従来は、電
流遮断回数に応じて頻繁に消弧室部材を交換していた。
消弧室部材の寿命が短いので、ガス開閉器のメンテナン
スに多大の手間を要していた。また、構造も多数の薄鉄
板を積層するという複雑な構成になっていた。

【０００６】この発明の目的は、消弧室部材の寿命を長
くするとともに、構造も簡素化させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、この発明によれば、消弧ガスを充填した容器内に
互いに接離可能な可動コンタクトと固定コンタクトとが
収納され、この可動コンタクトと固定コンタクトとの接
触部を包囲し内部に消弧室を形成するとともに軸方向中
心に穴を有する絶縁物が固定コンタクト側に取り付けら
れ、この絶縁物の軸方向中心穴を前記可動コンタクトが
前記絶縁物の内壁面と摺動しながら運動するものにおい
て、前記可動コンタクトがその先端部から中心軸方向に
伸びるノズル穴と、このノズル穴と連通し、中心軸と直
角方向に伸びる貫通穴を備えたものとする。またかかる
構成において、貫通穴が可動コンタクトの軸方向に複数
個並べて設けられ、貫通穴の各直径を固定コンタクト側
に行くにしたがって大きくしてなるものとする。

【０００８】また、上記目的を達成するために、この発
明によれば、消弧ガスを充填した容器内に互いに接離可
能な可動コンタクトと固定コンタクトとが収納され、こ
の可動コンタクトと固定コンタクトとの接触部を包囲し
内部に消弧室を形成するとともに軸方向中心に穴を有す
る絶縁物が固定コンタクト側に取り付けられ、この絶縁
物の軸方向中心穴を前記可動コンタクトが前記絶縁物の
内壁面を摺動し運動するものにおいて、前記絶縁物が前
記可動コンタクトの先端部が貫通する位置に内壁面から
消弧室外部へ連通する吹出穴を備えたものとする。ま
た、かかる構成において、吹出穴が絶縁物の軸方向に複
数個並べて設けられ、吹出穴の各直径を固定コンタクト
側に行くにしたがって小さくしてなるものとする。

【０００９】

【作用】この発明の構成によれば、可動コンタクトがそ
の先端部から中心軸方向に伸びるノズル穴と、このノズ
ル穴と連通し、中心軸と直角方向に伸びる貫通穴を備え
た。この構成によって、ガス開閉器が開成されるときに
初期は消弧室内が封じ込まれているのでアーク熱によっ
て消弧室の内圧が上昇する。可動コンタクトが固定コン
タクトからさらに離れ、可動コンタクトの貫通穴が絶縁
物から抜け出す位置に達すると、そのノズル穴から通っ
て消弧室内の高圧ガスが吹き出す。この吹き出しによっ
てアークがノズル穴内へ引き込まれるのでアークが冷却
され電流遮断が行われる。

【００１０】また、かかる構成に加えて、貫通穴を可動
コンタクトの軸方向に複数個並べて設け、貫通穴の各直
径を固定コンタクト側に行くにしたがって大きくする。
これによって、ガス開閉器の開成時に、可動コンタクト
の貫通穴は直径の小さいものから順に絶縁物から抜け出
るようになる。そのために、小電流の場合は、最初のガ
スの吹き出しによってアークが貫通穴内へ引き込まれる
ので、早期に電流遮断が行われる。電流が大きくなるに
つれて、後に絶縁物から抜け出る貫通穴からのガス吹き
出しによって電流遮断される。したがって、小電流にな
るにしたがって遮断時間を短くするように調整すること
ができる。

【００１１】また、この発明の構成によれば、絶縁物が
前記可動コンタクトの先端部が貫通する位置に内壁面か
ら消弧室大分へ連通する吹出穴を備える。この構成によ
って、ガス開閉器が開成されるとき初期は消弧室内に封
じ込まれているのでアーク熱によって消弧室の内圧が上
昇する。可動コンタクトが固定コンタクトからさらに離
れ、可動コンタクトの先端部が吹出穴の位置を通過する
と、その吹出穴から消弧室内の高圧ガスが吹き出す。こ
の吹き出しによって、アークが吹出穴内へ引き込まれる
のでアークが冷却され電流遮断が行われる。

【００１２】かかる構成に加えて、吹出穴を絶縁物の軸
方向に複数個並べて設け、吹出穴の各直径を固定コンタ
クト側に行くにしたがって小さくする。これによって，
ガス開閉器の開閉時に、消弧室内の高圧ガスが直径の小
さい吹出穴から順番に吹き出すようになる。そのため
に、小電流の場合は、最初のガスの吹き出しによってア
ークが吹出穴内へ引き込まれるので、早期に電流遮断が
行われる。電流が大きくなるにつれて、後段の吹出穴か
らのガス吹き出しによって電流遮断される。したがっ
て、小電流になるにしたがって遮断時間を短くするよう
に調整することができる。

【００１３】

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施例にかかるガス開閉器の構成を
示す断面図であり、閉成の状態が示されている。絶縁物
５０は可動コンタクト４０の先端部を消弧室１６内に導
く穴５０Ａを備えている。可動コンタクト４０は、この
穴５０Ａの内壁面を摺動する。さらに、可動コンタクト
４０が消弧室側の端部から絶縁物５０の穴５０Ａと摺動
する部分へ連通する消弧穴１２を備えている。この消弧
穴１２は可動コンタクト４０の先端から軸中心部に明け
られたノズル穴１２Ａと、このノズル穴１２Ａの最奥部
（図では下端）で直角に折れ曲がって複数に分岐する
（図では左右方向）貫通穴１２Ｂよりなる。

【００１４】図１において、消弧室１６内は封じ込まれ
ている。可動コンタクト４０が矢印１１の方向に向けて
開成駆動しはじめると、可動コンタクト４０と固定コン
タクト１との間にアークが発生し、そのアーク熱によっ
て消弧室１６の内圧が上昇する。図２は、図１の構成の
ものが開成される途中の状態を示す断面図である。消弧
穴１２の貫通穴１２Ｂが穴５０Ａから抜け出る位置に達
すると、消弧穴１２から高圧ガスが吹き出す。このガス
吹き出しによって、アーク１３が図２のようにノズル穴
１２Ａ内に引き込まれのでアーク１３が冷却され電流遮
断が行われる。ガス開閉器が開成完了した状態は図示さ
れてないが、可動コンタクト４０が穴５０Ａから抜け出
し図２のさらに下方へ駆動される。

【００１５】図３は、この発明の異なる実施例にかかる
ガス開閉器の構成を示す断面図であり、閉成の状態が示
されている。消弧穴１２０がノズル穴１２Ａと、上下の
２個の貫通穴１２Ｃ，１２Ｄとにより形成され、下方の
貫通穴１２Ｄの方が上方の貫通穴１２Ｃより直径が小さ
くなっている。その他は図１の構成と同じである。図３
において、消弧室１６内は封じ込まれている。可動コン
タクト４１が矢印１１の方向に向けて開成駆動しはじめ
ると、可動コンタクト４１と固定コンタクト１との間に
アークが発生し、そのアーク熱によって消弧室１６の内
圧が上昇する。

【００１６】図４は図３の構成のものが開成される途中
の状態を示す断面図である。貫通穴１２Ｄが穴５０Ａか
ら抜け出る位置に達すると、その貫通穴１２Ｄから高圧
ガスが吹き出す。このガス吹き出しによって、アーク１
３が図４のようにノズル穴１２Ａ内に引き込まれるので
アーク１３が冷却され電流遮断が行われる。しかし遮断
は小電流の場合だけである。より大きい電流の遮断は、
可動コンタクト４１が下方にさらに進み、貫通穴１２Ｃ
が穴５０Ａから抜けでる位置に達してからである。すな
わち、貫通穴１２Ｄが穴５０Ａから抜け出た段階では、
可動コンタクト４１がまだいくらも移動していないの
で、アーク１３はまだ成長せず消弧室１６内の圧力が上
昇しきっていない。しかも、貫通穴１２Ｄの直径が小さ
いので、消弧穴１２０から吹き出すガス流は比較的弱
い。そのために、大電流の遮断はできないが、小電流は
遮断することができる。しかも、可動コンタクト４１の
駆動距離が短い段階で電流遮断が行われるので、電流遮
断時間が短い。したがって、小電流は貫通穴１２Ｄによ
って短時間で遮断され、大電流は貫通穴１２Ｃによって
規定時間内で遮断される。図１の構成のように、貫通穴
１２Ｂが軸方向に１つしか並べられない場合は、小電流
遮断の場合でも大電流と同様な遮断時間となり、それだ
け消弧室部材の寿命が短くなる。

【００１７】なお、図３の実施例は貫通穴が２個の場合
であるが、一般に複数個の貫通穴を軸方向に並べ下から
直径を次第に大きくすることによって、中位の大きさの
電流も短時間で遮断することができる。貫通穴の直径お
よび貫通穴相互の離隔距離を適切に設定することによ
り、広い幅の電流を短時間に遮断することができ、消弧
室部材の長寿命化がはかれる。

【００１８】図５は、この発明のさらに異なる実施例に
かかるガス開閉器の構成を示す断面図であり、閉成の状
態が示されている。絶縁物５１は可動コンタクト４の先
端部を消弧室１６内に導く穴５１Ａを備えている。可動
コンタクト４は、この穴５１Ａの内壁面を摺動する。さ
らに絶縁物５１が穴５１Ａの内壁面から消弧室１６の外
部へ連通する吹出穴１４を備えている。この吹出穴１４
は図の左右に向く２個の丸穴で形成されている。その他
の構成は図１のそれと同じである。

【００１９】図５において、消弧室１６内は封じ込まれ
ている。可動コンタクト４が矢印１１の方向に向けて開
成駆動しはじめると、可動コンタクト４と固定コンタク
ト１との間にアークが発生し、そのアーク熱によって消
弧室１６の内圧が上昇する。図６は図５の構成のものが
開成される途中の状態を示す断面図である。可動コンタ
クト４の先端部が吹出穴１４の位置を通過すると、その
吹出穴１４から消弧室１６内の高圧ガスが吹き出す。こ
の吹き出しによって、図６のようにアーク１５が吹出穴
１４内へ引き込まれるのでアーク１５が冷却され電流遮
断が行われる。ガス開閉器が開成完了した状態は図示さ
れていないが、可動コンタクト４が穴５１Ａから抜け出
し図６のさらに下方へ駆動される。

【００２０】図７は、この発明のさらに異なる実施例に
かかるガス開閉器の構成を示す断面図であり、閉成の状
態が示されている。上下の２個の吹出穴１４Ｃ，１４Ｄ
が形成され、上方の吹出穴１２Ｄの方が下方の吹出穴１
２Ｃより直径が小さくなっている。その他は図５の構成
と同じである。図７において、消弧室１６内は封じ込ま
れている。可動コンタクト４が矢印１１の方向に向けて
開成駆動しはじめると、可動コンタクト４と固定コンタ
クト１との間にアークが発生し、そのアーク熱によって
消弧室１６の内圧が上昇する。

【００２１】図８は、図７の構成のものが開成される途
中の状態を示す断面図である。可動コンタクト４の先端
部が吹出穴１４Ｄの位置を通過すると、その吹出穴１４
Ｄから消弧室１６内の高圧ガスが吹き出す。このガス吹
き出しによって、アーク１５が図８のように吹出穴１４
Ｄ内に引き込まれるのでアーク１５が冷却され電流遮断
が行われる。しかし、この遮断は小電流の場合だけであ
る。より大きい電流の遮断は、可動コンタクト４が下方
にさらに進み、可動コンタクト４の先端部が吹出穴１４
Ｃの位置を通過してからである。すなわち、吹出穴１４
Ｄの位置に可動コンタクト４の先端部が来た段階では、
可動コンタクト４がまだいくらも移動してないので、ア
ーク１５はまだ成長せず消弧室１６内の圧力が上昇しき
ってない。しかも、吹出穴１４Ｄの直径が小さいので、
吹出穴１４Ｄから吹き出すガス流は比較的弱い。そのた
めに、大電流の遮断はできないが、小電流は遮断するこ
とができる。しかも、可動コンタクト４の駆動距離が短
い段階で電流遮断が行われるので、電流遮断時間が短
い。したがって、小電流は吹出穴１４Ｄによって短時間
で遮断され、大電流は吹出穴１４Ｃによって規定時間内
で遮断される。図５の構成のように、吹出穴１４が軸方
向に１つしか並べられていない場合は、小電流遮断の場
合でも大電流と同様な遮断時間となり、それだけ消弧室
部材の寿命が短くなる。

【００２２】なお、図７の実施例は吹出穴が２個の場合
であるが、一般に複数個の吹出穴を軸方向に並べ下から
直径を次第に小さくすることによって、中位の大きさの
電流も短時間で遮断することができる。吹出穴の直径お
よび吹出穴相互の離隔距離を適切に設定することによ
り、広い幅の電流を短時間に遮断することができ、消弧
室部材の長寿命化がはかれる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は前述のように、絶縁物が可動
コンタクトの先端部を消弧室内に導く穴を備え、可動コ
ンタクトをこの穴の内壁面に摺動させる。さらに、可動
コンタクトが消弧室側の端部から絶縁物の穴と摺動する
部分へ連通する消弧穴を備える。この構成によって、従
来の装置のように薄鉄板を使用しないで済み、消弧室部
材の寿命が長くなる。メンテナンスの労力が節約される
とともに、構造も可動コンタクトの穴明けだけで済むの
で簡素化された。したがって、ガス開閉器のコストが大
幅に低減される。

【００２４】かかる構成において、消弧穴が可動コンタ
クトの軸方向に複数並ぶ貫通穴を備える。これによっ
て、小電流側の遮断時間が短くなるので、消弧部材の寿
命がさらに長くなるとともに、遮断性能も向上する。ま
た、この発明の構成によれば、絶縁物が可動コンタクト
の先端部を消弧室内に導く穴を備え、可動コンタクトを
このノズル穴の内壁面に摺動させる。さらに、絶縁物が
ノズル穴の内壁面から消弧室外部へ連通する吹出穴を備
える。この構成によって、従来の装置のように薄鉄板を
使用しないで済み、消弧室部材の寿命が長くなる。メン
テナンスの労力が節約されるとともに、構造も絶縁物の
穴明けだけで済むので簡素化された。したがって、ガス
開閉器のコストが大幅に低減される。

【００２５】かかる構成において、吹出穴を絶縁物の軸
方向に複数個備える。これによって、小電流側の遮断時
間が短くなるので、消弧部材の寿命がさらに長くなると
ともに遮断性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかるガス開閉器の構成を
示す断面図

【図２】図１の構成のものが開成される途中の状態を示
す断面図

【図３】この発明の異なる実施例にかかるガス開閉器の
構成を示す断面図

【図４】図３の構成のものが開成される途中の状態を示
す断面図

【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかるガス開
閉器の構成を示す断面図

【図６】図５の構成のものが開成される途中の状態を示
す断面図

【図７】この発明のさらに異なる実施例にかかるガス開
閉器の構成を示す断面図

【図８】図７の構成のものが開成される途中の状態を示
す断面図

【図９】従来のガス開閉器の構成例を示す断面図

【符号の説明】

１：固定コンタクト、２：台座、３：ばね、４，４０，
４１：可動コンタクト、５０，５１：絶縁物、５０Ａ，
５１Ａ：穴、１２，１２０：消弧穴、１２Ａ：ノズル
穴、１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ：貫通穴、１４，１４Ｃ，
１４Ｄ：吹出穴、１３，１５：アーク、１６：消弧室

フロントページの続き (72)発明者堤睦生神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消弧ガスを充填した容器内に互いに接離可
能な可動コンタクトと固定コンタクトとが収納され、こ
の可動コンタクトと固定コンタクトとの接触部を包囲し
内部に消弧室を形成するとともに軸方向中心に穴を有す
る絶縁物が固定コンタクト側に取り付けられ、この絶縁
物の軸方向中心穴を前記可動コンタクトが前記絶縁物の
内壁面と摺動しながら運動するものにおいて、前記可動
コンタクトがその先端部から中心軸方向に伸びるノズル
穴と、このノズル穴と連通し、中心軸と直角方向に伸び
る貫通穴を備えたことを特徴とするガス開閉器。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、貫通穴が可
動コンタクトの軸方向に複数個並べて設けられ、貫通穴
の各直径を固定コンタクト側に行くにしたがって大きく
してなることを特徴とするガス開閉器。
【請求項３】消弧ガスを充填した容器内に互いに接離可
能な可動コンタクトと固定コンタクトとが収納され、こ
の可動コンタクトと固定コンタクトとの接触部を包囲し
内部に消弧室を形成するとともに軸方向中心に穴を有す
る絶縁物が固定コンタクト側に取り付けられ、この絶縁
物の軸方向中心穴を前記可動コンタクトが前記絶縁物の
内壁面を摺動し運動するものにおいて、前記絶縁物が前
記可動コンタクトの先端部が貫通する位置に内壁面から
消弧室外部へ連通する吹出穴を備えたことを特徴とする
ガス開閉器。
【請求項４】請求項３記載のものにおいて、吹出穴が絶
縁物の軸方向に複数個並べて設けられ、吹出穴の各直径
を固定コンタクト側に行くにしたがって小さくしてなる
ことを特徴とするガス開閉器。