JPH079779B2

JPH079779B2 - ガスしや断器

Info

Publication number: JPH079779B2
Application number: JP16206385A
Authority: JP
Inventors: 均溝口; 克己鈴木; 久利池田; 悟柳父; エドモン・チユーリー
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-07-24
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS6224519A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、しゃ断電流のアークの熱エネルギーの一部を
ガス圧縮室に取込んで、ガス圧縮室の効率を高め、消弧
ガス流の発生を容易にする、自力消弧の原理を併用した
パッファ形ガスしゃ断器に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］パッファ形ガスしゃ断器は、しゃ断時に、可動接触子と
直結したシリンダ又はピストンの運動によってガスを圧
縮して消弧ガス流を作るものであり、構造が単純で、原
理的にしゃ断性能が優れていることから、近年、高電圧
送電線用のしゃ断器として、広く使用されている。

この様なパッファ形ガスしゃ断器の消弧室の従来構造を
第３図に示す。

第３図において、図示されていない容器内には、SF₆ガ
ス等の消弧性及び絶縁性の良いガスが封入され、この中
に第３図に示す消弧室が収納されている。まず、可動接
触子部においては、図示していない駆動装置の駆動力を
伝達する駆動ロッド12の外周にパッファシリンダ１が設
けられ、このパッファシリンダ１の固定接触子側先端
は、駆動ロッド12の固定接触子側先端に固定されてお
り、また、パッファシリンダ１と駆動ロッド12の間に、
容器に絶縁物で固定されたパッファピストン２が挿入さ
れ、圧縮室16を形成している。パッファシリンダ１の固
定接触子側端面の中央には、円筒状の可動アーク接触子
４が設けられ、この周囲にガス流路17を形成する絶縁ノ
ズル３が設けられており、この絶縁ノズル３の周囲に取
付けられた可動通電接触子10により、パッファシリンダ
１の端面に固着されている。なお、固定接触子部は、中
央に設けられ、可動アーク接触子４と接離する棒状の固
定アーク接触子13aと、固定アーク接触子13aの外周に設
けられ、可動通電接触子10と接離する円筒状の固定通電
接触子13bが設けられている。

そして、電流しゃ断時には、図示しない駆動装置の動作
に伴って可動接触子部及びパッファシリンダ３を開極方
向（図中右方向）に駆動することにより、可動アーク接
触子４及び可動通電接触子10とこれに対向配置された固
定アーク接触子13a及び固定通電接触子13bとが開離する
に伴い両アーク接触子間にアークが発生すると共に、圧
縮室16において圧縮された絶縁ガスが、開口部16a及び
ガス流路17を通り絶縁ノズル３の先端の開口部3aから上
記のアークに吹付けられ、アークを消弧する。

この様なパッファ形ガスしゃ断器においては、前述の如
く、構造が単純でしゃ断性能が優れているという長所を
有する反面、大電流をしゃ断するときには、大きなノズ
ルに十分なガス流を流さなければならない為、パッファ
シリンダの径を大きくするか、長いシリンダ又はピスト
ンを高速で動かすかしてシリンダ内の圧力を高めなけれ
ばならない。この結果、駆動装置のエネルギーが大きく
なり、経済性が損われる問題があった。

その為、最近ではパッファ形の様に大きな駆動力を必要
としない消弧室が研究・開発されており、その一つに、
自力消弧形と称される、アークの熱エネルギーにより、
シリンダ内のガスを加熱し、圧力を高めて吹付けガス流
を得るガスしゃ断器が存在している。

第４図及び第５図に自力消弧形ガスしゃ断器における消
弧室の代表例を示す。第４図は閉極中、第５図は開極途
中を示す。なお前記のパッファ形ガスしゃ断器と同一部
分については同一符号を付す。

第４図において、１′はシリンダ、13は固定接触子、13
cは固定接触子の保護カバー、10′は、可動接触子であ
る。閉極中は、同図に示す様に、固定接触子13と可動接
触子10′とが接触して通電状態にあり、この状態から開
極すると、まず最初は、両接触子13,10′間でアーク14
が発生するが、固定側では、固定接触子のカバー13cが
固定接触子13を包囲しているので、第５図に示す様に、
アーク14は、カバー13cに移る。そして、可動接触子10
の先端が、絶縁ノズル３の開口部3aから抜出すまで、ア
ーク14により熱せられたガスは、シリンダ１′内に流れ
込み、シリンダ１内のガスを熱し、圧力を高める。更に
開極が進行し、可動接触子10′がノズル３の開口部3aか
ら抜け出ると、シリンダ１′内のガスはノズルから急激
に吹き出し、アークを消滅させる。

しかしながら、以上の様な自力消弧形ガスしゃ断器で
は、シリンダ内ガスの加熱は、ノズル開口部付近で行な
われる為、シリンダ内のガスと十分に混合せず、ノズル
出口付近の熱せられたガスのみが吹き出し易く、ガス流
量が限られ、消弧性能をそれほど向上できない。

また、可動接触子が、ノズル開口部から抜けた直後の電
流零点でしゃ断されず、次の半波でしゃ断しようとする
際には、ノズルが開口している為、シリンダ１′への熱
の流量が少なくなり、十分な圧力上昇が得られず、しゃ
断性能が低下してしまう。

以上の様な欠点に加え、自力消弧形の消弧室ではパッフ
ァ形の様に強制的な圧縮を行なわない為、本質的に強力
な消弧力は得られず、72KV以上の大電流しゃ断器として
の使用は困難である。

［発明の目的］本発明は、以上の様な問題点に鑑みて提案されたもので
あり、その目的は、パッファ形の長所を生かして大電流
のしゃ断に十分なガス流量を効率良く得て、しかも自力
消弧形の長所を生かして駆動エネルギーを小さくして消
弧室を小型化することにより、消弧性能及び経済性を共
に向上させたガスしゃ断器を提供することである。

［発明の概要］本発明のガスしゃ断器は、開極駆動部と連動した相対運
動にてガスを圧縮するパッファシリンダ及びパッファピ
ストンを備え、可動アーク接触子内側に配設され且つバ
ネによって固定接触子方向に付勢された絶縁棒と、ノズ
ル先端及び可動アーク接触子先端の間を分割する仕切り
部材とを設け、仕切り部材内開口部を絶縁棒にて狭める
ことを特徴とするものである。

そして、この様な構成により、パッファシリンダ内のガ
スを圧縮し、仕切り部材の内外にアークを位置させるも
のである。そして、仕切り部材の内側のアーク（シリン
ダ側）による高圧ガスがノズルの外側に出るのを制限
し、パッファシリンダ内に多く入り込む様にして、高圧
のガスの発生に役立てている。この方法によれば、パッ
ファ形の作用とアークによる自力昇圧の作用が、巧みに
組合わされ、圧縮ガスを容易に得られる。

［発明の実施例］以上説明した様な本発明によるガスしゃ断器の一実施例
を第１図及び第２図に基づいて具体的に説明する。第１
図は、閉極中の状態を示し、第２図は、開極終了に近い
開極途中を示す図である。なお、前述した従来技術と同
一部分については同一符号を付し、説明を省略する。

＊構成＊第１図において、図示されていない駆動装置から駆動力
を伝える駆動ロッド12は、駆動板11に連結されている。
駆動板11には、外側にパッファシリンダ１、内側に中空
状の接触子ベース５が固定されている。接触子ベース５
の先端部には、可動アーク接触子（チューリップ状）４
が取付けられ、且つその中空部には、駆動装置側の大径
部、固定接触子側の小径部から成る絶縁棒６が挿入され
ている。絶縁棒６は、接触子ベース５内を摺動可能とさ
れ、バネ７により、固定接触子方向に付勢されており、
駆動装置側の大径部先端が接触子ベース５の先端部に係
合する様にされ、且つその小径部の径は、可動アーク接
触子４の最小内径より小さくされ、可動アーク接触子４
の内側を通過できる様にされている。更に、この絶縁棒
６は、閉極時には、その固定接触子側先端が固定アーク
接触子13aに接触し、且つその大径部先端が接触子ベー
ス５の先端から駆動ロッド12の移動距離よりも小さい所
定距離l₁を有する位置に保持される様になっている。従
って、絶縁棒６は、閉極時から開極初期においては、バ
ネ７により固定アーク接触子13aに接触を保つ一方、接
触子ベース５に対しては、設定された移動距離l₁を移動
して、その大径部先端を接触子ベース５の先端に係止さ
れ、この後は、同ベース５と共に駆動装置側に移動す
る。なお、絶縁棒６は、接触子ベース５の先端に係止さ
れた際、その先端部が、後述する中間電極８の先端部よ
りやや前方（固定接触子方向）に突出し、中間電極８の
開口面積を少なくする様に構成されている。

また、パッファシリンダ１の端部には、絶縁ノズル３が
可動通電接触子10によって固定されている。また、前記
ノズル３及びパッファシリンダ１と、前記可動アーク接
触子４及び接触子ベース５の径方向における中間部に
は、絶縁ガイド９が、通電接触子10により固定されてい
る。そして、この絶縁ガイド９の先端には、可動アーク
接触子４を包囲する仕切り部材として、可動アーク接触
子４の先端側外周から先端部前方を覆い、且つノズル３
によってその外周から先端部前方を覆われる形状の中間
電極８が取付けられている。この中間電極８は、その先
端がノズル３の先端と可動アーク接触子４の先端とを結
ぶほぼ軸方向のライン上に位置する様にされている。

一方、固定接触子部は、第３図に示したパッファ形ガス
しゃ断器と同様固定アーク接触子13aと固定通電接触子1
3bとによって構成されている。

＊作用＊以上の構成を有する本実施例の作用は、次の通りであ
る。

即ち、まず第１図に示した閉極状態において、駆動ロッ
ド12に駆動力が伝えられると、可動部は図中右方向に移
動する。この移動によって、固定アーク接触子13aと可
動アーク接触子４が開離すると、まず両アーク接触子間
にアークが発生する。この時、絶縁棒６は、バネ７の作
用で接触子ベース５から同接触子方向に押出され、従っ
て、固定アーク接触子13aとの接触が保持される。

そして、開極がある程度進み、固定アーク接触子13aが
中間電極８の開口部より抜出した時点においては、第２
図に示す様に絶縁棒６が所定距離l₁だけ押出され、その
先端部が中間電極８の先端よりやや前方に突出している
為、両アーク接触子間に発生していたアークは中間電極
８を経由して固定アーク接触子13a側のアーク14aと可動
アーク接触子４側のアーク14bとに２分割される。この
時、中間電極８の開口は、絶縁棒６によって狭められて
いるので、アーク14bによる熱ガスは、ノズル３方向に
抜け難くなり、パッファシリンダ１内に逆流するガス流
15aとなる。従って、パッファシリンダ１内の圧縮室16
の温度が上昇する。

一方、パッファシリンダ内の圧縮室16の容積は、開極の
進行につれて縮小している為、前記の温度上昇と併せ
て、圧縮室16内に高い圧力が得られる。これにより、絶
縁ノズル３と中間電極８及び絶縁ガイド９との間に形成
されたガス流路から高圧のガス流15bが噴出し、アーク1
4aを消弧する。

この様に、本実施例によれば、アークの熱エネルギーの
一部を高圧ガスの発生に利用している為、従来に比べて
はるかに効率良く高圧のガス流を得られ、従って、パッ
ファシリンダの径を縮小すること又は開極速度を低下し
ながら高い消弧性能を得ることが可能となり、消弧室の
小型化、及び駆動エネルギーの低下を実現できる。

［他の実施例］なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
く、例えば、仕切り部材は、中間電極８とせず、絶縁物
にて構成することも可能である。この場合、発生したア
ークは、中間電極８とした場合の様に仕切り部材により
分割されることはないが、絶縁物で構成された仕切り部
材の開口部を境に、同部材の内外に位置する形となる
為、絶縁棒によって開口面積を狭められた同仕切り部材
の内部空間側においては、結局前記実施例と同様にアー
クによる熱の逆流が生じ、圧縮室16内に高い圧力が得ら
れる。

［発明の効果］以上説明した様に本発明によれば、バネによって固定接
触子方向に付勢した絶縁棒と、ノズル先端及び可動アー
ク接触子先端の間を分割する仕切り部材とを設けるとい
う簡単な構成により、アークの熱エネルギーの一部を利
用して圧縮室内に高い圧力を得られ、ノズル内のガス流
量を多くできる為、駆動エネルギーの低下及び消弧室の
小型化を実現して、経済的でしかも消弧性能を向上した
ガスしゃ断器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるガスしゃ断器の一実施例におけ
る消弧室の閉極状態を示す断面図、第２図は、同実施例
における消弧室の開極途中を示す断面図、第３図は、従
来のパッファ形ガスしゃ断器における消弧室の開極状態
を示す断面図、第４図は、従来の自力消弧形ガスしゃ断
器における消弧室の閉極状態を示す断面図、第５図は、
第４図のガスしゃ断器の開極途中を示す断面図である。１……パッファシリンダ、１′……シリンダ、２……パ
ッファピストン、３……絶縁ノズル、４……可動アーク
接触子、５……接触子ベース、６……絶縁棒、７……バ
ネ、８……中間電極、９……絶縁ガイド、10……可動通
電接触子、10′……可動接触子、11……連結板、12……
駆動ロッド、13……固定接触子、13a……固定アーク接
触子、13b……固定通電接触子、14,14a,14b……アー
ク、15a,15b……ガス流、16……圧縮室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳父悟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 (72)発明者エドモン・チユーリーフランス国ピユジニヤン（69611）リユ・ド・ベルサイユ130

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】SF₆ガス等の消弧性ガスが充填された容器
内に対向配置した可動接触子部及び固定接触子部を備
え、可動接触子部には駆動ロッドに直結しその内部に圧
縮室を形成するパッファシリンダ及び容器に固定された
パッファピストンを有し、開極時に前記圧縮室内のガス
を圧縮してノズル部のアークに吹付けるガスしゃ断器に
おいて、前記可動接触子部が、チューリップ状とアーク接触子と
アーク接触子の同心内部にバネによって固定接触子の方
向に力を加えられる絶縁棒とを有し、且つ、前記パッフ
ァシリンダの先端部に取付けられ前記アーク接触子を包
囲する絶縁ノズルと、前記アーク接触子とパッファシリ
ンダの絶縁ノズル取付部の中間に固定されその後端が前
記圧縮室の内部に延出する絶縁ガイド、及びその絶縁ガ
イドの先端部に取付けられ、アーク接触子より突出し
て、アーク接触子を包囲する仕切り部材とによって、こ
の仕切り部材と前記アーク接触子とにより形成されるガ
ス流路及び仕切り部材と前記絶縁ノズルとにより形成さ
れるガス流路をそれぞれ前記圧縮室に連通するように構
成され、前記絶縁棒が、開極時において前記仕切り部材の開口部
内に突出して停止し、同開口部内の面積を減ずる様に設
定されたことを特徴とするガスしゃ断器。
【請求項２】仕切り部材が、中間電極とされたものであ
る特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
【請求項３】仕切り部材が、絶縁物にて構成されたもの
である特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。