JPH07296689A

JPH07296689A - パッファ形ガス遮断器とその製造方法

Info

Publication number: JPH07296689A
Application number: JP9258894A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ishikawa; 石川　　雅之; Noriyuki Takahashi; 宣之高橋; Toshiaki Inohara; 俊明猪原; Hiroaki Toda; 弘明戸田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ア−クに晒された際の絶縁性能及び遮断性能
の低下を最小限に抑制可能なノズルを備えたパッファ形
ガス遮断器とその製造方法を提供する。【構成】ノズル３を、窒化ホウ素１１を含む四弗化エ
チレン樹脂１０から構成する。そして、ノズル３におけ
る窒化ホウ素１１の局部的な密度を、ノズル３の全ての
部分において１０重量％以下とし、スロ−ト部１２の近
傍において２重量％未満とし、上流側１３及び下流側１
４において３重量％以上とする。また、スロ−ト部１２
と上流側１３及び下流側１４との境界には、窒化ホウ素
１１の充填量がノズル３の軸方向の距離に応じてほぼ直
線的に変化する領域１５及び１６を設ける。そして、四
弗化エチレン樹脂粉末及び窒化ホウ素粉末を混合した粉
末原料を容器内に注入する際に、この２種類の粉末原料
の混合比を漸次変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パッファ形ガス遮断器
に係るものであって、特に、そのノズルの耐アーク性を
向上させるためにノズルの構成を改良したパッファ形ガ
ス遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】短絡電流を遮断する場合などに使用され
るガス遮断器において、電流を遮断する動作を行うと、
固定及び可動接触子間にアークが発生する。このアーク
を消弧するために、従来から、いわゆるパッファ形ガス
遮断器が採用されている。このパッファ形ガス遮断器
は、可動接触子部にパッファピストンとパッファシリン
ダとを設けてパッファ室を構成し、このパッファ室内で
圧縮した六弗化硫黄（ＳＦ_６）ガス流を、弗素樹脂から
なる絶縁性のノズルからアークに吹付けて消弧させる消
弧室を有するものである。

【０００３】このようなパッファ形ガス遮断器における
一般的な消弧室の構造の一例を図８及び図９に示す。ま
ず、図８は、投入状態を示している。図中１は固定接触
子であり、２は可動接触子である。投入状態において、
これらの固定接触子１と可動接触子２とは接触状態にあ
り、電流はこれらの固定接触子１・可動接触子２を通じ
て流れる。また、可動接触子２は、ノズル３、及びパッ
ファシリンダ４と共に、操作ロッド５に一体的に固着さ
れており、これらの可動部は、図中右側に配置された図
示しない操作機構部によって一体的に駆動されるように
なっている。更に、パッファシリンダ４と図示しない固
定部に固定されたパッファピストン６とでパッファ室７
が構成されている。これらの消弧室部材は、ＳＦ_６など
の消弧性ガス８が充填された図示しない密閉容器内に収
納されている。

【０００４】このような消弧室に遮断指令が付与される
と、操作機構部が作動し、操作ロッド５を介して可動接
触子２を図中右側に駆動する。この結果、固定接触子１
と可動接触子２とは開離する。図９は、このような遮断
途中状態を示している。固定接触子１と可動接触子２と
が開離した時、これらの間にはアーク９が発生してい
る。一方、操作ロッド５の動作に伴い、パッファシリン
ダ４も図中右側に駆動され、それによってパッファ室７
内の消弧性ガス８が圧縮され、その圧力が上昇する。パ
ッファ室７内で圧縮された消弧性ガス８は、ノズル３を
介してアーク９に吹き付けられ、このアーク９を消弧し
て電流遮断を達成する。

【０００５】ところで、このようなパッファ形ガス遮断
器において、弗素樹脂からなる絶縁性のノズルがアーク
に晒されると、アークから放射されたエネルギーが弗素
樹脂の内部まで浸透して吸収され、ノズル内部にボイド
を発生させるか、あるいは炭化現象を引起こす。その結
果、ノズルの絶縁性能を著しく低下させると共に、ノズ
ルの損耗を引起こして、ガス流路断面積を増大させるた
め、ガスの吹き付け効果が低下し、遮断性能の低下を引
起こす可能性があった。

【０００６】従来、このようなアークエネルギーに基づ
くノズル内部のボイドの発生あるいは炭化現象を防止す
るために、各種の技術が提案されている。例えば、特公
平１−４５６９０号公報に記載の発明では、ノズル中の
少なくともアークに晒される部分の表層部を、熱伝導性
の高い無機粉末及び１μｍ以下の平均粒径を有する顔料
粒子とを含む弗素樹脂により構成し、顔料粒子により吸
収されたアークエネルギーを無機粉末により速やかに拡
散すると共に、粒径の小さな顔料粒子を弗素樹脂及び無
機粉末粒子の間隙に充填することにより、ノズルにおけ
るボイドの発生を防いでいる。

【０００７】また、特公平１−３７８２２号公報に記載
の発明では、ノズル内部にボイドの発生あるいは炭化現
象を引き起こす原因、すなわち、アークエネルギーがノ
ズル内部に侵入して吸収される点に着目し、ノズルを、
光反射性の高い窒化ホウ素粉末を含む弗素樹脂から構成
して、ノズルの光反射率を６０％以上とすることによ
り、アークエネルギーがノズルに吸収されることを防止
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した特
公平１−３７８２２に記載されている発明は、基本的
に、アークから発生する光エネルギーによる四弗化エチ
レン樹脂の劣化を防ぐことを目的としている。この発明
は、ノズルの下流部のように、ノズルの内径がある程度
大きくなってノズル材料がアークと直接接することのな
い領域においては有効である。

【０００９】しかしながら、上述したように、ノズルの
材料として四弗化エチレン樹脂中に無機充填剤を混入し
ているが、この無機充填剤は、光反射性が高い反面、熱
伝導性も高い。これは、上述した特公平１−４５６９０
において熱伝導性の高い無機粉末の代表例として挙げら
れている窒化ホウ素（ＢＮ）が、同時に特公平１−３７
８２２において無機充填剤の代表例として挙げられてい
ることからも明らかである。

【００１０】そのため、無機充填剤を混入することによ
り、ノズルの光反射率を上げて光エネルギーの反射を抑
制する効果が得られる反面、ノズルの熱伝導率が上昇す
るため、熱伝導により侵入した熱エネルギーの拡散を助
長するという不都合な効果をもまた生じることとなる。
即ち、ノズルのスロート部は２００００Ｋに達するアー
クに接するため、上昇した熱伝導により、熱エネルギー
がこのスロート部に吸収される。この時、無機充填剤が
充填されていない場合に比べて、熱エネルギーがより速
やかに、かつ広範囲に伝達される。

【００１１】この結果、より広範囲の領域が高温になっ
て四弗化エチレン樹脂の昇華温度に達し、ノズルの消耗
が助長されることになる。特に、熱エネルギーはスロー
ト部によって吸収されるため、電流が遮断されるとスロ
ート部が著しく拡大し、ガス流路の断面積が変化する。
そのため、ガスの吹き付け効果が低下して、遮断性能が
低下する可能性があり、ノズル部材ごとに損傷を受ける
機構が異なるという問題がある。

【００１２】従来、ノズルの消耗量を抑制するために、
上述した相反する効果の妥協点を取ってこれに相当する
量を充填することが提案されている。このような技術に
ついては、例えば、１９８９年刊行のＩＥＥＥ（the In
stitute of Electrical andElectronics Engineers ）
論文誌「Transactions on Power Delivery」、第４巻、
第３号、１７３８〜１７４４頁に記載の論文"Key Techn
ologies for developing a 420 kV 50kA GCB" に記載さ
れている。

【００１３】しかしながら、以上のように、単純に妥協
点を取って無機充填剤を混入する方法においては、結
局、ボイドの発生あるいは炭化現象を防止する点につい
ても、ノズルの消耗量を抑制する点についても、最適条
件とはほど遠い充填量となる。従って、将来的に計画さ
れているより高電圧・大容量のパッファ形ガス遮断器に
おいて、より大電流のアークエネルギーに晒された場合
には、ノズルに破損または消耗を生じ、その結果、ノズ
ルの絶縁性能または遮断性能が低下する可能性がある。

【００１４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、アークに晒さ
れた際の絶縁性能及び遮断性能の低下を最小限に抑制す
ることの可能なノズルを備えたパッファ形ガス遮断器と
その製造方法を提供することにある。

【００１５】より具体的には、請求項１記載の発明の目
的は、四弗化エチレン樹脂の昇華によるノズルの消耗
と、ア−クから放射される光エネルギーのノズルへの侵
入とを防止すると共に、ノズルの部分ごとの熱膨脹率の
違いによって生じる機械的損傷を防止することである。
また、請求項２記載の発明の目的は、上記機械的損傷を
最小限に抑制することであり、請求項３記載の発明の目
的は、上記ノズルの消耗及び光エネルギーの侵入をより
効果的に防止することである。また、請求項４記載の発
明の目的は、上記ノズルの消耗をより有効に防止するこ
とである。更に、請求項５記載の発明の目的は、請求項
１乃至請求項４記載の発明によるパッファ形ガス遮断器
を容易に、かつ効率的に製造することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
るパッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器
内に、接離可能な固定接触子及び可動接触子と、前記可
動接触子に接して設けられたパッファピストンとパッフ
ァシリンダとからなるパッファ室と、前記パッファシリ
ンダと一体的に固着されたノズルを備えた消弧室とを有
し、前記パッファ室を圧縮することにより前記消弧性ガ
スを圧縮して前記ノズルに導き、前記固定接触子・可動
接触子間に発生したアークに前記消弧性ガスを吹き付け
て該アークを消弧させるパッファ形ガス遮断器におい
て、前記ノズルは、無機充填剤を含む四弗化エチレン樹
脂からなり、該無機充填剤の局部的な充填量が、前記ノ
ズルの全ての部分において１０重量％以下であり、前記
ノズルのスロート部の近傍において２重量％未満のほぼ
一定値であり、前記ノズルの上流側及び下流側において
３重量％以上のほぼ一定値であるよう構成されており、
前記スロート部と前記上流側及び下流側との境界には、
各々、前記無機充填剤の充填量が該ノズルの軸方向の距
離に応じてほぼ直線的に変化する領域が設けられている
ことを特徴としている。

【００１７】請求項２記載の発明によるパッファ形ガス
遮断器は、請求項１記載の発明において、前記スロート
部と前記上流側及び下流側との境界の、前記無機充填剤
の充填量の変化率は、１０重量％／ｍｍ以下であること
を特徴としている。

【００１８】請求項３記載の発明によるパッファ形ガス
遮断器は、請求項２記載の発明において、前記無機充填
剤は、窒化ホウ素であることを特徴としている。

【００１９】請求項４記載の発明によるパッファ形ガス
遮断器は、請求項２記載の発明において、前記無機充填
剤は、前記スロート部では酸化アルミニウムであり、前
記上流側及び下流側では窒化ホウ素であることを特徴と
している。

【００２０】請求項５記載の発明によるパッファ形ガス
遮断器の製造方法は、消弧性ガスを充填した容器内に、
接離可能な固定接触子及び可動接触子と、前記可動接触
子に接して設けられたパッファピストンとパッファシリ
ンダとからなるパッファ室と、前記パッファシリンダと
一体的に固着されたノズルを備えた消弧室とを有するパ
ッファ形ガス遮断器の製造方法において、四弗化エチレ
ン樹脂粉末及び無機充填剤粉末を混合した粉末原料を容
器内に注入する注入工程と、前記注入した粉末原料を加
圧成型する加圧成型工程と、前記加圧成型した原料の一
部を切削して前記ノズルを形成する切削工程とを有し、
前記注入工程を、前記四弗化エチレン樹脂粉末と前記無
機充填剤粉末との混合比を漸次変化させ、その結果、前
記ノズルにおける無機充填剤の局部的な密度分布が所定
の密度分布となるように行うことを特徴としている。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、スロート部にお
いては、無機充填剤の充填量を局部的に２重量％未満と
するため、熱伝導性を低くすることが可能であり、この
部分が大電流のアークエネルギーに晒された場合でも、
四弗化エチレン樹脂の昇華によるノズルの消耗が生じる
おそれがない。また、ノズルの上流側及び下流側におい
ては、無機充填剤の充填量を局部的に３重量％以上とす
るため、ノズルの機械的強度の低下を抑制することがで
きると共に、アークから放射される光エネルギーの侵入
を防止することができる。更に、スロート部と上流側及
び下流側との境界を、各々、無機充填剤の充填量がノズ
ルの軸方向の距離に応じて徐々に変化する領域としたの
で、ノズルがアークの熱に曝された際に、部分ごとの熱
膨脹率の違いによって生じる機械的損傷を防止すること
ができる。

【００２２】また、請求項２記載の発明によれば、ノズ
ルのスロ−ト部と上流側及び下流側との境界において、
無機充填剤の充填量の変化率を１０重量％／ｍｍ以下と
している。これは、耐熱衝撃性との関係から、充填量の
変化の傾きは１０重量％／ｍｍが上限であることが明ら
かとなっているためである。このため、ノズルの機械的
損傷を最小限に防止することができる。

【００２３】更に、請求項３記載の発明によれば、無機
充填剤として、他の無機充填剤と比べて熱伝導性が高
く、かつ、光反射率が高い窒化ホウ素を用いているた
め、請求項１記載の発明による作用をより有効なものと
することができる。

【００２４】また、請求項４記載の発明によれば、無機
充填剤として、スロ−ト部には酸化アルミニウムを用
い、上流側及び下流側には窒化ホウ素を用いているた
め、スロ−ト部における熱伝導性を低くすることが可能
となる。

【００２５】更に、請求項５記載の発明によれば、粉末
状の四弗化エチレン樹脂粉末及び無機充填剤粉末を混合
した粉末原料を容器内に注入する際に、四弗化エチレン
樹脂粉末と無機充填剤粉末との混合比を漸次変化させ
て、ノズルにおける無機充填剤の局部的な密度分布が所
定の密度分布となるようにすることにより、請求項１乃
至請求項４記載の無機充填剤の密度分布を有するノズル
を容易に、かつ効率的に製造することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明によるパッファ形ガス遮断器の
実施例について図面を参照して具体的に説明する。

【００２７】（１）実施例の構成図１は本発明の一実施例によるパッファ形ガス遮断器の
ノズルの組成を示す模式図である。同図において、絶縁
性のノズル３は、主材料である四弗化エチレン樹脂（Ｐ
ＴＦＥ）１０中に、無機充填剤として窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）１１が充填されている。より詳細には、ノズル３の
スロート部１２には、窒化ホウ素１１が１重量％充填さ
れ、上流部１３及び下流部１４の各部には、１０重量％
が充填されている。また、スロート部１２と上流部１３
との境界である領域１５、及びスロート部１２と下流部
１４との境界である領域１６の内部では、窒化ホウ素１
１の充填量が、ノズルの軸方向の距離に応じてほぼ直線
的に変化している。

【００２８】（２）実施例の製造方法次に、このノズル３の製造方法を、図２を用いて説明す
る。同図において、まず、容器１７に、四弗化エチレン
樹脂粉末と窒化ホウ素粉末とを混合した粉末原料を注入
する。この場合、窒化ホウ素粉末を１０重量％含む粉末
原料と、窒化ホウ素粉末を１重量％含む粉末原料という
混合比の異なる原料の粉末をあらかじめ準備しておく。
そして、初めは、窒化ホウ素を１０重量％含む粉末原料
を注入して、容器１７の底部に領域１８を形成し、その
後、窒化ホウ素を１重量％含む粉末原料を注入して、領
域１９を形成する。続いて、再び窒化ホウ素を１０重量
％含む粉末原料を注入して、領域２０を形成する。この
ようにして原料の粉末を積層した後に、この容器１７に
外部から機械的振動を加えると、二種類の原料は拡散混
合して領域２１及び２２が形成される。この領域２１及
び２２では、窒化ホウ素の充填量が、図２における縦方
向の距離に対応して直線的に変化している。なお、外部
からの加振の郷及び時間は、所要の混合量域の幅により
決定される。

【００２９】そして、以上のように注入した粉末原料を
加圧成型した後に、図中２３として示す外形に沿って切
削し、図１に示すようなノズル３を製造する。

【００３０】（３）実施例の作用次に、以上のようにして製造されたノズル３を備えたパ
ッファ形ガス遮断器の作用を、図３及び図４を参照して
説明する。なお、図１と同一の部材については、同一の
符号を付してその説明を省略する。

【００３１】図３は、投入状態におけるパッファ形ガス
遮断器のノズル３、固定接触子１、及び可動接触子２の
状況を示す。この状態においては、電流は接触状態にあ
る固定接触子１及び可動接触子２を通じて流れており、
固定接触子１及び可動接触子２間にアークは存在しな
い。

【００３２】そして、この状態でパッファ形ガス遮断器
に遮断指令が付与され、図示しない駆動機構部が作動し
て遮断動作を行なうと、図４に示すように、ノズル３と
可動接触子２とが一体的に図中左側に駆動される。この
結果、固定接触子１と可動接触子２とが開離し、固定接
触子１及び可動接触子２間にアーク２４が発生する。上
述したように、電力送電系統における短絡電流は数万ア
ンペアにも達し、このような大電流を遮断する際に発生
するアーク２４の温度は２００００Ｋを越える場合もあ
る。この様な高温のアーク２４の周囲にあるノズル３
は、アーク２４から発生する熱エネルギーに晒される。

【００３３】一般に、熱の移動には、対流・放射・熱伝
導の三種類があることは良く知られている。このうち、
対流は、高温のガスの移動に伴う熱の移動であり、パッ
ファ形ガス遮断器においては、図４において図示しない
パッファシリンダ内のガス圧縮に伴い、１）ガス流路２５から、ノズル３と固定接触子１との間
隙２６を介してノズル３の下流部１４へ流れるガス流２
７、２）ガス流路２５から、可動接触子２の中空部２８を通
して、図中左側へ流れるガス流２９、という２つのガス流に依存し、ノズル３とアーク２４と
の間の熱の授受に寄与する。

【００３４】ここで、ノズル３内部の断面積とアーク径
の関係を検討すると、図４に示すように、スロート部１
２ではアーク２４はノズル３の内部空間を満たし、アー
ク２４の境界がノズル３の内壁と接触している。一方、
ノズル３の上流部１３及び下流部１４では、アーク２４
の境界は、ノズル３の内壁から開離しており、アーク２
４とノズル３の内壁との間にはガス層が介在している。

【００３５】このような状態での熱伝導現象を考察す
る。まず、アーク２４から発生した熱は周囲の物質を介
して拡散していく。スロート部１２ではアーク２４がノ
ズル３に接触しているために、アーク２４から発生した
熱は、熱伝導によりノズル３へと伝達され、そのままノ
ズル３に吸収される。一方、上流部１３及び下流部１４
では、アーク２４から発生した熱は一旦周囲のガス層に
吸収されるものの、ノズル１に熱伝導されることはな
い。即ち、パッファ形ガス遮断器では、上流側のガス圧
力が十分に高く、ガス流は超音速乃至は音速に近い速度
となっているため、このガス層の温度が上昇してさらに
これからノズル３へと熱伝導が起こる前に、ガス流がノ
ズル３の外部へ流出してしまうからである。従って、ガ
ス流からノズル３への熱伝導は起こり得ないため、アー
ク２４とノズル３との間の熱伝導による熱の授受が発生
し得るのは、スロート部３のみに限定されることがわか
る。そして、このような熱伝導によりノズル３の温度が
上昇して四弗化エチレン樹脂の昇華温度に達すると、四
弗化エチレン樹脂の昇華によるノズル３の損耗が生じ
る。

【００３６】一方、放射による熱放散は、アーク２４全
体から光エネルギーとして行なわれ、その大部分は透明
なガス層を透過してノズル３に到達する。この光エネル
ギーは、ノズル３内部に吸収されて、その主材料である
四弗化エチレン樹脂のＣ−Ｃ結合鎖を断ち切り、それに
よって低分子量の誘導体が生成される。これは、光アブ
レーションと呼ばれる現象であり、これもまた、ノズル
３の損耗の一因となる。

【００３７】以上の考察により、ノズル損耗のメカニズ
ムとして、光エネルギーによる光アブレーションがノズ
ル３の内壁全体で発生し、スロート部１２では、これに
加えて、熱伝導による温度上昇に基づく昇華が集中的に
発生することが理解できる。

【００３８】ここで、上記充填剤の充填量について示
す。まず、図５に、無機充填剤の充填量と光反射率との
関係を示す。同図に示すように、無機充填剤の充填量
は、光反射率が飽和の傾向を示す３重量％以上が適当で
あることがわかる。また、図６に、無機充填剤の充填量
と大電流を遮断して測定したスロート径の拡大量との関
係を示す。同図に示すように、スロート部１２の昇華量
を抑えるためには、充填量は２重量％未満が適当である
ことがわかる。また、無機充填剤を混入することによ
り、四弗化エチレン樹脂本来の機械的強度が低下するこ
とを勘案すれば、１０重量％が上限となる。

【００３９】更に、上述したように、ノズル３の部分ご
とに充填剤の混入量を変えると、数万℃に及ぶアーク２
４の熱に曝された際に部分ごとに熱膨脹率が異なり、機
械的損傷が生じることとなる。そのため、本実施例にお
いては、ノズル３のスロート部１２と上流部１３及び下
流部１４との境界を、それぞれ１ｍｍ以上にわたって、
充填量がほぼ直線的に変化するような領域としている。
このように、充填量が場所によって徐々に変化するよう
な構造とすることにより、上記機械的損傷を防ぐことが
できる。図７に、無機充填剤の充填量と耐熱衝撃性との
関係を示す。同図に示すように、この領域における充填
量の変化の傾きは、１０重量％／ｍｍが上限であること
がわかる。

【００４０】（４）実施例の効果以上のように、本実施例によれば、上流部１３及び下流
部１４については、光反射性が高い窒化ホウ素の密度を
１０重量％としているため、アーク２４から放射される
光エネルギーを反射することができ、上記光アブレーシ
ョン現象を抑制することができる。それに加えて、スロ
ート部１２については、熱伝導性が高い窒化ホウ素の密
度を１重量％と低くしているため、スロート部１２にお
いて集中的に発生する昇華を抑制することができる。ま
た、スロート部１２と上流部１３および下流部１４との
境界を充填量がほぼ直線的に変化する領域１５、１６と
したので、ア−ク２４の熱に曝された際にも、熱膨脹率
が異なることから生じる機械的損傷を防止することがで
きる。

【００４１】更に、混合比の異なる粉末原料を用意し
て、加圧成型するための容器に注入する際にその注入量
と順序とを選択しているため、ノズルを容易にかつ効率
よく製作することができるという効果も得られる。

【００４２】（５）その他の実施例なお、上述した実施例では、スロート部１２における充
填剤を２重量％以下（実施例の説明中では１重量％）の
窒化ホウ素としたが、これに限定されるものではなく、
熱伝導率が窒化ホウ素（ＢＮ）より低い酸化アルミニウ
ム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）によりスロート部を構成し
ても、同様の効果を得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、無機充填剤の充填量を、アークと接触する部分であ
るスロート部においては局部的に低くし、上流部および
下流部においては局部的に高くしているため、ノズルの
場所ごとに異なる損耗機構に応じて、それぞれの損耗を
最小限に抑えることのできる充填剤を充填することによ
り、絶縁性能及び遮断性能の低下を最小限に抑制するこ
とができる。また、スロート部と上流部および下流部と
の境界を、充填量が徐々に変化する領域としたので、熱
衝撃に対するノズルの抵抗力を高くして機械的強度を十
分に維持することができる。更に、粉末原料を容器内に
注入する際に、四弗化エチレン樹脂粉末と無機充填剤粉
末との混合比を漸次変化させるようにしたので、所定の
密度分布を有するノズルを容易に、かつ効率よく製造す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるパッファ形ガス遮断器
におけるノズル３の組成を示す模式図である。

【図２】同実施例によるノズル３の製造工程を示す図で
あり、特に、粉末原料の注入工程を示す断面図である。

【図３】同実施例によるノズル３を使用したパッファ形
ガス遮断器の投入状態における固定接触子１、可動接触
子２、及びノズル３の状況を示す断面図である。

【図４】図３の固定接触子１、可動接触子２、及びノズ
ル３の遮断途中状態における状況を示す断面図である。

【図５】無機充填剤の充填量と光反射率との関係に関す
る実測結果を示すグラフである。

【図６】無機充填剤の充填量と大電流遮断後のノズルの
スロート径の拡大量との関係に関する実測結果を示すグ
ラフである。

【図７】無機充填剤の充填量の傾度と耐熱衝撃性との関
係に関する実測結果を示すグラフである。

【図８】パッファ形ガス遮断器における一般的な消弧室
の構造の一例を示す図であり、特に、投入状態を示す断
面図である。

【図９】図８の消弧室の遮断途中状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…固定接触子２…可動接触子３…ノズル１０…四弗化エチレン樹脂１２…スロート部１１…窒化ホウ素１３…上流部１４…下流部１５、１６、１８〜２３…領域１７…容器２４…アーク２５…ガス流路２６…間隙２７、２９…ガス流２８…中空部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸田弘明神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内

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
能な固定接触子及び可動接触子と、前記可動接触子に接
して設けられたパッファピストンとパッファシリンダと
からなるパッファ室と、前記パッファシリンダと一体的
に固着されたノズルを備えた消弧室とを有し、前記パッ
ファ室を圧縮することにより前記消弧性ガスを圧縮して
前記ノズルに導き、前記固定接触子・可動接触子間に発
生したアークに前記消弧性ガスを吹き付けて該アークを
消弧させるパッファ形ガス遮断器において、前記ノズルは、無機充填剤を含む四弗化エチレン樹脂か
らなり、該無機充填剤の局部的な充填量が、前記ノズル
の全ての部分において１０重量％以下であり、前記ノズ
ルのスロート部の近傍において２重量％未満のほぼ一定
値であり、前記ノズルの上流側及び下流側において３重
量％以上のほぼ一定値であるよう構成されており、前記
スロート部と前記上流側及び下流側との境界には、各
々、前記無機充填剤の充填量が該ノズルの軸方向の距離
に応じてほぼ直線的に変化する領域が設けられているこ
とを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】前記スロート部と前記上流側及び下流側
との境界の、前記無機充填剤の充填量の変化率は、１０
重量％／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載
のパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】前記無機充填剤は、窒化ホウ素であるこ
とを特徴とする請求項２記載のパッファ形ガス遮断器。
【請求項４】前記無機充填剤は、前記スロート部では
酸化アルミニウムであり、前記上流側及び下流側では窒
化ホウ素であることを特徴とする請求項２記載のパッフ
ァ形ガス遮断器。
【請求項５】消弧性ガスを充填した容器内に、接離可
能な固定接触子及び可動接触子と、前記可動接触子に接
して設けられたパッファピストンとパッファシリンダと
からなるパッファ室と、前記パッファシリンダと一体的
に固着されたノズルを備えた消弧室とを有するパッファ
形ガス遮断器の製造方法において、四弗化エチレン樹脂粉末及び無機充填剤粉末を混合した
粉末原料を容器内に注入する注入工程と、前記注入した粉末原料を加圧成型する加圧成型工程と、前記加圧成型した原料の一部を切削して前記ノズルを形
成する切削工程とを有し、前記注入工程を、前記四弗化エチレン樹脂粉末と前記無
機充填剤粉末との混合比を漸次変化させ、その結果、前
記ノズルにおける無機充填剤の局部的な密度分布が所定
の密度分布となるように行うことを特徴とするパッファ
形ガス遮断器の製造方法。