JPH0745164A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作力の小さなパッファ形ガス遮断器を提供
する。 【構成】 冷却筒２１に固定主コンタクト３と固定アー
キングコンタクト４を設ける一方、固定アーキングコン
タクト４が嵌脱自在な可動アーキングコンタクト７を有
する駆動ロッド８を設け、固定主コンタクト３に嵌脱さ
れる可動主コンタクト１４を形成したパッファシリンダ
１０を駆動ロッド８の先端に一体に設け、ピストン１７
を支持導体２２に固定したパッファ形ガス遮断器におい
て、アークにより高圧化した絶縁ガスを流入させる熱ガ
ス室３１を設け、熱ガス室３１とパッファ室９との間に
バイパス流路３６と逆止弁３７とを設け、パッファ室９
内での圧力上昇を抑える為の調圧弁３４をピストン１７
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パッファ室の絶縁ガス
をアークに吹きつけて消弧するパッファ形ガス遮断器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電力用遮断器として、パッファ形ガス遮
断器が用いられる。

【０００３】従来のパッファ形ガス遮断器の構造を図６
に示す。図のように、パッファ形ガス遮断器は絶縁ガス
を充填したタンク６内に収容した固定ユニット１と可動
ユニット２とで構成される。固定ユニット１は、中空の
冷却筒２１と、冷却筒２１の一端に設けた複数の固定主
コンタクト３と、その内部中央に支持部１８を介して設
けた固定アーキングコンタクト４とで構成される。２０
は導体、２７はコンタクト、２９は支持碍子である。

【０００４】一方、可動ユニット２は、支持碍子１６を
介して固定部１５に取り付けられるとともにコンタクト
２８を介して導体２３と接続された支持導体２２と、連
結軸５を介して駆動手段に連結されるとともに先端部に
可動アーキングコンタクト７を有し支持導体２２に対し
て摺動自在に図中の左右方向へ駆動される駆動ロッド８
と、駆動ロッド８の先端に一体的に形成されるとともに
駆動ロッド８との間にパッファ室９を形成するパッファ
シリンダ１０と、可動アーキングコンタクト７を覆うよ
うにしてパッファシリンダ１０に嵌合されるとともに中
間部に固定アーキングコンタクト４を挿通するための挿
通孔１１を有し、かつ可動アーキングコンタクト７に被
せた流路ガイド７ａとの間に流路１２を形成する絶縁ノ
ズル１３と、パッファシリンダ１０の先端に形成した可
動主コンタクト１４と、駆動ロッド８とパッファシリン
ダ１０との間に摺動自在に設けられてパッファ室９に絶
縁ガスを吸入したり排出したりする吸排手段としてのピ
ストン１７とで構成される。コンタクトを主コンタクト
とアーキングコンタクトとに分けたのは、適正な使用が
できるように機能分散を図ったものである。

【０００５】斯かるパッファ形ガス遮断器においては、
駆動ロッド８が図中の左方へ駆動されて投入する際に、
挿通孔１１，連通孔１７ａ，８ａからパッファ室９に絶
縁ガスが吸入され、駆動ロッド８が図中の右方へ駆動さ
れてしゃ断する際にパッファ室９内の絶縁ガスが図６に
示すように流路１２から放出される。絶縁ガスは、固定
アーキングコンタクト４と可動アーキングコンタクト７
との間に発生するアーク１９に吹きつけられて消弧し、
その後に挿通孔１１を通って冷却筒２１の内部へ流れ、
あるいは駆動ロッド８の内部から連通孔８ａ，１７ａを
通ってタンク６の内部へ流れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、しゃ断の中
期においてはパッファ室９内の絶縁ガスがピストン１７
により圧縮されることと、アーク１９によって生じる高
温高圧の絶縁ガスがパッファ室９内にバックフローする
こととにより、パッファ室９の内部圧力は大電流遮断時
には１５〜２０ｋｇｆ／ｃｍ²の高圧力となる。このた
め、駆動ロッド８の操作に対して大きな反力Ｆが生じ、
遮断操作を円滑に行うには反力Ｆに打ち勝つだけの大き
な力をもった操作装置が必要になる。

【０００７】例えば、ピストン１７の断面積を１００ｃ
ｍ²とし、圧力上昇値を２０ｋｇｆ／ｃｍ²とすると、一
相当たり約２トンの反力が発生することになり、通常は
パッファ形ガス遮断器は３相分設けられるから合計で約
６トンもの反力が生じることになる。従って、６トンの
反力に打ち勝つ力をもった操作装置が必要になり、この
ことはパッファ形ガス遮断器の小型化に対する大きな障
害となる。

【０００８】そこで本発明は、斯かる課題を解決したパ
ッファ形ガス遮断器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明の構成は、絶縁ガスが充填されたタンク内
に、一方の導体が接続された筒状の冷却筒を設けるとと
もに冷却筒の一端側の内周面に固定主コンタクトを設
け、固定主コンタクトの内側の軸心位置に固定アーキン
グコンタクトを支持する一方、他方の導体に接続された
支持導体を絶縁部材を介してタンク内に固定し、固定ア
ーキングコンタクトが嵌脱自在な可動アーキングコンタ
クトを先端に有する駆動ロッドを可動アーキングコンタ
クトの軸心に沿って駆動可能でかつ支持導体に対して摺
動自在に設け、固定主コンタクトに嵌脱される可動主コ
ンタクトを有するパッファシリンダを駆動ロッドの先端
に一体に設け、パッファシリンダ内にパッファ室を形成
するピストンを支持導体に固定し、パッファ室の絶縁ガ
スを固定アーキングコンタクトと可動アーキングコンタ
クトとの間のアーク発生部へ導く流路を形成したパッフ
ァ形ガス遮断器において、アーク発生部に連通する熱ガ
ス室を設け、パッファ室と熱ガス室とを連通させるバイ
パス流路を設けるとともにパッファ室から熱ガス室への
み絶縁ガスを流す逆止弁を設け、パッファ室の圧力を一
定値以下に保持する為の調圧弁を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】小電流の遮断時には、アークに熱せられた絶縁
ガスの圧力上昇が少ないためパッファ室及び熱ガス室へ
の絶縁ガスのバックフローも少なくてパッファ室及び熱
ガス室の圧力は低い。このためパッファ室の調圧弁が開
くことはなく、ピストンにより圧縮された絶縁ガスは逆
止弁を通って熱ガス室からアークに吹き付けられたり、
パッファ室から直接にアークに吹き付けられ、消弧とな
る。

【００１１】次に、大電流の遮断時には、遮断の中期に
アークで熱せられた絶縁ガスが高圧になってパッファ室
へバックフローすると同時に熱ガス室へもバックフロー
し、パッファ室の内部の圧力が一定値よりも大きくなる
と調圧弁が開いて余分な絶縁ガスはパッファ室の外へ出
る。遮断の後期には、圧力の高い熱ガス室から絶縁ガス
が吹き出してアークを消弧する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。なお、本実施例は従来のパッファ形ガ
ス遮断器の一部を改良したものなので、従来と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを
説明する。

【００１３】本発明によるパッファ形ガス遮断器の実施
例を、図１に示す。図６と比較すればわかるように、従
来と違って駆動ロッド８を囲繞するのではなく駆動ロッ
ド８の先端に結合したようにパッファシリンダ１０が設
けられる。このパッファシリンダ１０の内径寸法は圧縮
による反力の値を低減するために従来に比べて小さく、
内部の断面積が従来の約１／２となっている。そして、
パッファシリンダ１０の先端に可動アーキングコンタク
ト７と流路ガイド７ａとが設けられ、可動アーキングコ
ンタクト７の内部がパッファ室９に連通する流路１２と
なっている。パッファシリンダ１０の内部で摺動自在な
ピストン１７は、従来と同様に支持導体２２に結合され
ている。ピストン１７には、貫通孔３３が形成されてお
り貫通孔３３には通常は閉じており一定の圧力として本
実施例では３〜１０ｋｇｆ／ｃｍ以上になったら開く調
圧弁３４が反パッファ室９側から取り付けられている。
そして、調圧弁３４から放出された絶縁ガスをパッファ
シリンダ１０の外部へ放出するために放出孔３５がパッ
ファシリンダ１０の外周面に形成されている。パッファ
シリンダ１０の先端部の外側にはパッファシリンダ１０
を囲繞するようにして熱ガス室３１が形成されている。
この熱ガス室３１を形成する部分に可動主コンタクト１
４が形成され、可動主コンタクト１４に絶縁ノズル１３
が嵌合するようにして取り付けられ、絶縁ノズル１３と
流路ガイド７ａとの間の空間が熱ガス室３１に連通する
流路３２となっている。パッファ室９と熱ガス室３１と
の間には円周に沿って複数のバイパス流路３６が形成さ
れ、夫々のバイパス流路３６にはパッファ室９から熱ガ
ス室３１へ向かってのみ絶縁ガスを流す逆止弁３７が設
けられている。

【００１４】次に、かかるパッファ形ガス遮断器の作用
を説明する。まず、小電流の遮断時には、駆動ロッド８
が図２中の右方へ移動し、ピストン１７によって圧縮さ
れた絶縁ガスは図に矢印で示すようにパッファ室９から
流路１２を通って直接にアーク１９に吹き付けられ、あ
るいはバイパス流路３６と逆止弁３７とを介して熱ガス
室３１へはいり、熱ガス室３１から間接的にアーク１９
に吹き付けられる。これは、遮断中期にアークに熱せら
れた絶縁ガスの圧力上昇が少ないため、熱ガス室３１へ
の絶縁ガスのバックフローも少なくて熱ガス室３１内の
圧力が低く、逆止弁３７が開いたままになるからであ
る。

【００１５】次に、大電流の遮断時には、図３（ｂ）に
ｔ₁で示す遮断の前期に図３（ａ）に示すように、アー
ク１９で熱せられた絶縁ガスが流路１２からパッファ室
９へバックフローすると同時に流路３２から熱ガス室３
１へバックフローするが、アークエネルギーが小さいた
めに熱ガス室３１の圧力上昇は小さく、このためにパッ
ファ室９内の圧縮された絶縁ガスがバイパス流路３６を
通って熱ガス室３１へ流れ、熱ガス室３１のガス密度が
上昇する。遮断中期になると、図４に示すようにアーク
エネルギーが大きくなって高圧化した絶縁ガスは熱ガス
室３１及びパッファ室９へバックフローして内部圧力を
高める。そして、パッファ室９の内部の圧力が一定値よ
りも大きくなると調圧弁３４が開いて余分な絶縁ガスは
貫通孔３３及び放出孔３５を介してパッファシリンダ１
０の外へ出る。このとき、パッファ室９の内部圧力は調
圧弁３４の動作圧力よりも大きい。図５（ｂ）にｔ₂で
示す遮断の後期には、図５（ａ）に示すようにアーク１
９は略消滅しかかっており固定アーキングコンタクト４
が絶縁ノズル１３から抜けるためにアーク１９の近傍の
圧力は下がる。そのため、圧力の高い熱ガス室３１から
の絶縁ガスが図に矢印で示すように吹き出してアーク１
９を消弧する。その後、絶縁ガスは絶縁ノズル１３の内
部を通ったりあるいはパッファ室９と貫通孔３３と放出
孔３５とを通って排出される。

【００１６】このように、大電流の領域ではアーク自身
の力により絶縁ガスを介して効率よく消弧が可能である
と共に、熱ガス室３１の存在と調圧弁３４の存在により
パッファ室９内の圧力上昇は抑えられ、パッファシリン
ダ１０の断面積の縮小のために同一圧力でもピストン１
７に加わる力は小さくなり、その結果としてパッファ室
９内の圧力上昇による反力Ｆも従来の３０％と少なく、
操作装置として操作力が小さくて小型のものを用いるこ
とができる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
よるパッファ形ガス遮断器によれば、パッファ室へバッ
クフローする絶縁ガスの一部を一旦貯える熱ガス室を設
けかつパッファ室の圧力を一定値以下に保持する調圧弁
を設けたので、パッファ室の圧力上昇が抑制されパッフ
ァ室内の絶縁ガスで生じる反力の大きさをを従来に比べ
て大幅に減少させることができる。このため、操作装置
は小さな力の小型のものでも足りることになり、パッフ
ァ形ガス遮断器の縮小化が可能になる。また、縮小化に
より駆動装置の低コスト化が可能となり、パッファ形ガ
ス遮断器のコストダウンが図れる。

【００１８】また、熱ガス室とパッファ室とパッファ室
との間にバイパス流路と逆止弁とを設けたので、遮断前
期に密度の高い絶縁ガスを熱ガス室へ送り込むことにな
り、熱ガス室の圧力が高くなることから遮断性能が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパッファ形ガス遮断器の構成図。

【図２】本発明によるパッファ形ガス遮断器の小電流遮
断時の作用説明図。

【図３】本発明によるパッファ形ガス遮断器の大電流遮
断時の前期の作用説明図。

【図４】本発明によるパッファ形ガス遮断器の大電流遮
断時の中期の作用説明図。

【図５】本発明によるパッファ形ガス遮断器の大電流遮
断時の後期の作用説明図。

【図６】従来のパッファ形ガス遮断器の断面図。

【符号の説明】

３…固定主コンタクト ４…固定アーキングコンタクト ７…可動アーキングコンタクト ８…駆動ロッド ９…パッファ室 １０…パッファシリンダ １２…流路 １４…可動主コンタクト １７…ピストン ２１…冷却筒 ２２…支持導体 ３１…熱ガス室 ３４…調圧弁 ３６…バイパス流路 ３７…逆止弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスが充填されたタンク内に、一方
   の導体が接続された筒状の冷却筒を設けるとともに冷却
   筒の一端側の内周面に固定主コンタクトを設け、固定主
   コンタクトの内側の軸心位置に固定アーキングコンタク
   トを支持する一方、他方の導体に接続された支持導体を
   絶縁部材を介してタンク内に固定し、固定アーキングコ
   ンタクトが嵌脱自在な可動アーキングコンタクトを先端
   に有する駆動ロッドを可動アーキングコンタクトの軸心
   に沿って駆動可能でかつ支持導体に対して摺動自在に設
   け、固定主コンタクトに嵌脱される可動主コンタクトを
   有するパッファシリンダを駆動ロッドの先端に一体に設
   け、パッファシリンダ内にパッファ室を形成するピスト
   ンを支持導体に固定し、パッファ室の絶縁ガスを固定ア
   ーキングコンタクトと可動アーキングコンタクトとの間
   のアーク発生部へ導く流路を形成したパッファ形ガス遮
   断器において、 アーク発生部に連通する熱ガス室を設け、パッファ室と
   熱ガス室とを連通させるバイパス流路を設けるとともに
   パッファ室から熱ガス室へのみ絶縁ガスを流す逆止弁を
   設け、パッファ室の圧力を一定値以下に保持する為の調
   圧弁を設けたことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。