JPH0736309B2

JPH0736309B2 - パッファ形ガス遮断器

Info

Publication number: JPH0736309B2
Application number: JP3184788A
Authority: JP
Inventors: 克巳鈴木; 均溝口; 久利池田; 悟柳父
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH01209622A

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、電力系統の変電所あるいは、開閉所に用いら
れるガス遮断器に関するもので、特に、対向した第1,第
２可動電極がそれぞれ反対方向に移動するガス遮断器の
第２可動シールドの電界強度の緩和に係るものである。

（従来の技術）送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に用いられ
る遮断器の遮断容量が増大し、且つ高い信頼性が要求さ
れている。遮断器の信頼性を高めるためには、部品数を
少なくし、構造を簡素化することが重要である。そのた
め、遮断器の遮断点数の減少が計られている。したがっ
て、遮断器の１点当りの遮断容量を増加させることが必
要である。従来の一般的パッファ形ガス遮断器におい
て、遮断性能を高めるためにはパッファ室のガス圧力を
高めることが必要である。

例えば、電材550KV系統では、遮断電流が63KAのものま
で実用化している。この550KV−63KA級の遮断器は、４
点切で構成されているが、遮断器の信頼性を向上させる
ためには、遮断点数を少なくし、部品点数を少なくする
ことが重要である。このためには、１遮断点当りの遮断
容量を向上させ、550KV−63KAを２点切あるいは、１点
切化することが必要である。

このような遮断容量の向上を達成するために、従来168K
V以上の送電電圧系統に用いられてきたものは、アーク
にガスを吹付け消弧するいわゆるパッファ形ガス遮断器
である。これは、遮断部の構造が簡単なうえに、封入さ
れたSF₆ガスにより優れた絶縁・消弧性能を有するもの
である。また、変電所の機器全体をSF₆ガスで絶縁する
密閉形ガス絶縁開閉所においては、用いる絶縁ガスが遮
断器と他の機器との絶縁協調が可能であり、機器の配置
の点からも効率が良いので、特に良く使用される。

第４図及び第５図に従来から用いられているパッファ形
ガス遮断器の構造を示す。まず、第３図において、ガス
タンク１内に固定電極２と可動電極３とが対向して設け
られ、これら固定電極２と可動電極３の外側を包囲する
ように絶縁筒４が設けられている。固定電極２と可動電
極３には、それぞれ導体5,6が接続され、さらに可動電
極３には、その駆動機構７が連結されている。なお、可
動電極３は、ガスタンク１に対して支持絶縁筒10を介し
て取付けられている。

次にこのようなパッファ形ガス遮断器の消弧角の詳細を
説明する。第４図において、固定電極２は、中心の固定
アーク接触子８と、その外側に設けられた円筒状の固定
通電電極９を備え、中空に構成されている。一方、可動
電極３は、ガスタンク１側に固定されたパッファピスト
ン11と、このパッファピストン11の外側を、前記駆動機
構７に従って移動するパッファシリンダ12と、前記駆動
機構７とを連結するために、パッファピストン11の内部
に挿入された操作ロッド13とを備えている。さらに、前
記パッファシリンダ12の先端部には、固定アーク電極８
に接触する可動アーク電極14と、それを取り囲む絶縁ノ
ズル15とが設けられている。

このように構成された従来のガス遮断器においては、操
作ロッド13が駆動機構７によって往復運動すると、可動
電極３はこれと対向する固定電極２との間で開閉動作を
行い、電流を遮断する。

ここで第５図は、遮断動作中の状態を示しており、この
状態になると、固定アーク電極８と可動アーク電極14と
の間にアーク16が発生する。そして、遮断動作によりパ
ッファシリンダ12が左右方向へ移動し、パッファシリン
ダ12とパッファピストン11によって形成されるパッファ
室17内で消弧性ガスが圧縮されると、この消弧性ガス流
が絶縁ノズル15により制御されてアーク16に吹付けら
れ、これを消弧する。

ところで、上記のようパッファ形ガス遮断器において、
１遮断点当たりの電圧が高電圧化しているなか、消弧性
能を向上させるためには、開極速度を早くする必要があ
るが、上述の構成にて開極速度を早くするためには、駆
動機構の駆動力を大きくしなければならず、その分機器
全体が大型化し、小型化の求められている今日の要望に
反することになるばかりでなく、不経済でもあった。

一方、第６図に示すように、駆動機構の駆動力を変える
ことなく、前記固定電極２を可動電極３の移動方向と反
対方向に移動させることにより、相対的な開極速度を早
くするダブルモーション方式のパッファ形ガス遮断器が
ある。

第６図は、可動電極３（以下第１可動電極と呼ぶ）に対
向配置した第２可動電極23を第１可動電極３の移動方向
と反対方向に移動するダブルモーション方式のパッファ
形ガス遮断器を示している。なお、同図は、投入状態を
示している。

この図において、パッファシリンダ12の外周には、パッ
ファシリンダ12と一定の間隔を保持し、複数本の絶縁ロ
ッド24が配置されている。絶縁ロッド24は、その操作機
構側の端部にて操作ロッド13との間に設けられたリンク
装置18を介して、操作ロッド13と連結されている。リン
ク装置18は、リンク18aの両端にそれぞれ回動自在に連
結された第1,第２の連結棒18b,18c及びリンク18aを支持
するリンク支持部18dより構成されている。リンク18a
は、所定のリンク比に設定されたリンク支持部18dの支
点18eを軸にして、リンク支持部18dに対して回動自在に
支持されている。また、第1,第２の各連結棒18d,18c
は、それぞれの一端にて、操作ロッド13と絶縁ロッド29
に回動自在に連結されている。なお、リンク支持部18d
は、図示されていない容器に絶縁固定した絶縁筒19に固
定されている。

一方、絶縁ロッド29の操作機構と反対側の端部には、こ
れと同軸に通電円筒20が取付けられていおり、この通電
円筒20が、操作機構と反対側に支持固定した通電用導体
21の通電部21aが摺動自在に動作される。この通電円筒2
0の操作機構部側には、第２可動アーク電極22が設けら
れ、第１可動電極３と開閉動作を行う第２可動電極23を
構成している。なお、第５図の投入状態において、第１
可動電極３と第２可動アーク電極22とは接触状態にあ
る。

以上のように構成したガス遮断器において、まず、第６
図の投入状態にて、図示しない操作機構を操作すると、
操作ロッド13が所定の速度で操作機構方向（図中右方
向）に駆動され、その先端に固定された第１可動電極３
が右方向に移動し、第２可動電極23との間で遮断動作が
起こる。一方、この操作ロッド13の作動に伴って、操作
ロッド13に連結された第１連結棒18bにも同方向へ力が
加わり、その力が第１連結棒18aと連結しているリンク1
8aの一端を図中右方向へ移動するように加わる。この場
合、リンク18aの支点18eを固定しているため、リンク18
aの一端に加わる前記の力は、リンク18aの支点18eを軸
として反時計方向に回転させるモーメント力となり、リ
ンク18aが同方向に回動する。すると、リンク18aの他端
は、図中左方向に回転するため、同部に連結されている
第２連結棒18cが左方向へ移動し、これに連結した絶縁
ロッド29の左方向へ移動する。従って、絶縁ロッド29に
固定した第２可動電極23が左方向へ移動して、第１可動
アーク電極14と第２可動アーク電極22が開離し、第６図
に示すような開極状態に移行する。即ち、操作ロッド13
の動作に従って、第１可動アーク電極14及び第２可動ア
ーク電極22の両方がそれぞれ遮断動作方向に移動するも
のである。

また、投入動作は、操作ロッド13を上述のような遮断動
作と逆方向に駆動することで同様に行われる。即ち、第
７図の遮断完了状態において、操作ロッド13を所定の速
度で左方向へ駆動すると、これに固定された第１可動電
極３が第２可動電極23との接触方向である左方向へ移動
する一方、第１連結棒18bを介してリンク18aが時計方向
に回転する。これにより、第２連結棒18cが右方向に移
動し、絶縁ロッド29及び第２可動電極23が第１可動電極
３との接触方向である右方向へ移動する。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述のような第２可動電極を動作させる高電
圧遮断器において、遮断器を開閉動作する場合、進み小
電流遮断のような回復電圧の高い電圧が電極間に加わっ
た場合、再点弧現象が生じることがあった。この原因と
しては、開極スピードが遅く、電極間の絶縁回復特性が
回復電圧より低くなり、再点弧を起こす場合と、ノズル
形状により流れが変動し、圧力変動による電圧低下によ
る絶縁耐力の劣化が考えられる。これを解決するための
一つの方法として、第1,第２可動アーク電極の先端、特
に第２可動アーク電極先端の電界強度を緩和することが
必要である。第６図及び第７図で説明したような構造に
すると、第２可動アーク電極の先端の電界強度が高くな
り、電界緩和することが難しい。又、開極してしばらく
たつと、第２可動シールド側の電界強度が高くなる場合
があり、急激に立上がる電圧が電極間に加わると、第２
可動シールド側で破壊する可能性があった。

本発明の目的は、上述のごとき従来技術の欠点を解消す
るためになされたものであり、開極途中で第２可動アー
ク電極の先端の電界緩和と共に、第２可動シールド側の
電界強度の緩和を行い、多少開極スピードが遅くなった
り、圧力変動によって圧力低下が生じたとしても、アー
ク電極間で再点弧せず、且つ第２可動シールド側で破壊
しない信頼性の高い遮断性能を有するパッファ形ガス遮
断器を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明のパッファ形ガス遮断器は、絶縁ロッドの先端内
側に第２可動シールドを固定して設け、この第２可動シ
ールドの内側に固定部に支持固定した第３電極を配設
し、この第３電極が開極途中において第２可動シールド
に近付いて、第２可動シールドに第３電極が加わり、等
価的にシールド曲率を大きくしたことにある。

（作用）上記のように本発明においては、第２可動シールドの内
側に固定部に固定された第３電極を配設したことによ
り、開極途中より第３電極が第２可動シールドの内側に
現れ、第２可動アーク電極の先端及び第２可動シールド
側の電界強度を低下させることができるため、進み小電
流遮断のように電流遮断後、非常に高い回復電圧が電極
間に生じるのである。

（実施例）進んで本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例を第１
図を用いて説明する。

なお、従来の技術と同一部分については同一符号を付し
て説明を省略する。

＊実施例の構成＊第１図において、絶縁ロッド29の先端に通電用導体31が
同軸上に配設され、図示されていない固定部に支持され
ている。この通電用導体31は、フランジ32を介して通電
部31aと接続されている。このフランジ32には、絶縁ロ
ッド29に対応した位置に貫通穴32aが穿孔され、この貫
通穴32aを前記絶縁ロッド29が自在に摺動される。

一方、絶縁ロッド29の先端内側には、フランジ33によっ
て第２可動シールド34が支持されている。この第２可動
シールド34の外面に、前記通電部31aが接触するよう配
設され、中央には第２可動アーク電極22が設けられてお
り、この第２可動アーク電極22は、前記フランジ33に数
本のリブ35によって支持固定されている。

さらに、第２可動シールド34の内側には、第３電極36が
装着され、この第３電極36は遮断器容器に直接或いは間
接的に固定された各可動電極３、23と共に移動すること
のない固定部37より支持されている。この第３電極36の
形状は、駆動側と反対方向に断面積が大きくなるようテ
ーパー状に形成され、完全開極すると、第２可動シール
ド34の先端と、第３電極36の先端がほぼ一致する位置に
配設されている。

なお、前記通電部31aが支持されているフランジ32と、
第２可動シールドが支持されているフランジ33との距離
は、絶縁ロッド29の全ストロークを越える距離が必要で
ある。上記のように構成された第２可動電極23及び第３
電極36は、シールド38によって被覆されている。このシ
ールド38は、前記フランジ32,33の外径よりも大きい位
置に取付けられている。

＊実施例の作用＊このように構成された本実施例のパッファ形ガス遮断器
の動作は、第１図に示すように、投入状態において、遮
断指令を受けての開極動作は、開極途中までは従来と同
様である。第２図は開極途中を示す。絶縁ロッド29が図
左方向へ移動される最終段階に入って、絶縁ロッドの先
端に固定されたフランジ33に取付けられた第２可動シー
ルド34が図左方向に移動される。すると、第２可動シー
ルド34の円筒の外面を通電部31aが摺動する。又、第２
可動シールド34の内側には、第３電極36が支持されてお
り、遮断動作開始後、第２可動電極23が第１可動電極３
の移動方向と反対方向に移動すると、前記第３電極36が
固定されているため、等価的に第２可動シールド34の先
端と第３電極36の先端が近付いてくる。遮断動作終了時
には、第２可動シールド34の先端と第３電極36の先端が
ほぼ一致する。

これらの一連の動作は遮断動作であるが、投入動作はこ
の動作の反対動作であり、説明を省略する。

＊実施例の効果＊上記のように本実施例のパッファ形ガス遮断器において
は、開極動作が最終段階で、第２可動シールド34の内側
に配置した第３可動電極36に第２可動シールド34が近付
いてくる。そのため、第２可動シールド34に第３電極36
が加わり、等価的にシールドの曲率が大きくなるので、
第２可動シールド34の先端の電界強度が緩和される。さ
らに、第３電極36は、第２可動アーク電極22の先端の電
界強度も緩和することができるため、進み小電流のよう
に電流遮断後、非常に高い回復電圧が電極間に生じる。

さらに、第３電極36は、駆動装置側の反対方向にテーパ
ー状に広がるような構成になっているため、遮断性能に
関係するガス流がスムーズに流れる。

［発明の効果］以上の通り本発明によれば、絶縁ロッドに取付けられて
いる第２可動電極の内側に、第３電極を設け、開極動作
の最終段階で第２可動シールドに第３電極が加わり、等
価的にシールド曲率が大きくなるので、高電圧遮断器に
おいて、進み小電流遮断後の非常に高い回復電圧が場合
には開極途中で第２可動アーク電極22及び第２可動シー
ルド34の先端の電界が緩和されるため、多少開極スピー
ドが遅くなったり、圧力変動によって圧力低下が生じた
としても、アーク電極間に再点弧せず、且つ第２可動シ
ールド側で破壊しない信頼性の高い遮断性能を有するパ
ッファ形ガス遮断器を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例の投
入状態を示す断面図、第２図は第１図のパッファ形ガス
遮断器の遮断動作中を示す断面図、第３図は本発明の第
２図に示したＡ−Ａを駆動機構側から見た断面図、第４
図は従来のパッファ形ガス遮断器の消弧室を収納した遮
断器の外径図、第５図はパッファ形ガス遮断器の消弧室
を示す断面図、第６図はダブルモーション方式のパッフ
ァ形ガス遮断器の投入状態を示す断面図、第７図は第６
図のダブルモーション方式のパッファ形ガス遮断器の遮
断状態を示す断面図である。１……ガスタンク、２……固定電極、３……可動電極
（第１可動電極）、４……絶縁筒、5,6……導体、７…
…駆動機構、８……固定アーク電極、９……固定通電電
極、10……支持絶縁筒、11……パッファピストン、12…
…パッファシリンダ、13……操作ロッド、14……可動ア
ーク電極、15……絶縁ノズル、16……アーク、17……パ
ッファ室、18……リンク装置、18a……リンク、18b……
第１連結棒、18c……第２連結棒、18d……リンク支持
部、18e……支点、19……絶縁筒、20……通電円筒、21,
31……通電用導体、21a,31a……通電部、22……第２可
動アーク電極、23……第２可動電極、29……絶縁ロッ
ド、32,33……フランジ、32a……貫通穴、24……第２可
動シールド、35……リブ、36……第３電極、37……固定
部、38……シールド。

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、接離自在
な第1,第２可動電極を対向して配置し、第１可動電極と
パッファシリンダとを駆動装置に連結した操作ロッドの
一端に固定し、前記パッファシリンダとこのパッファシ
リンダ内を摺動自在のパッファピストンとによりパッフ
ァシリンダ内の消弧性ガスを圧縮し、この圧縮ガスを前
記パッファシリンダに固着された絶縁ノズルより高速ガ
ス流として噴出して、前記対向するアーク電極間に発生
するアークに吹きつけ消弧するパッファ形ガス遮断器に
おいて、第１、第２可動電極には、その中心部において接離自在
な第１、第２可動アーク電極を設け、この第２可動アー
ク電極の周囲に第２可動シールドを固定して設け、この
第２可動シールドの内側には前記容器に対して固定され
た固定部に第３電極を支持固定し、この第３電極の先端
が遮断器の投入状態においては第２可動シールド内に位
置し、且つ開極状態においては第２可動シールド先端と
ほぼ等しい位置となるように配設したことを特徴とする
パッファ形ガス遮断器。