JPH08124464A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界値が高い冷却筒の端部の内周面で絶縁耐
力が低下するのを防止する。 【構成】 固定主コンタクトと固定アーキングコンタク
トとを支持する冷却筒２１の内周面に、円周に沿って畝
状に形成されるひだ２１ａを冷却筒２１の長さ方向に沿
って複数設ける。

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
をアークに吹き付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３
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るとともに中空ロッド１
７ｂを介して支持導体２２に固定されたピストン１７
と、冷却筒２１と支持導体２２とにわたって設けられた
絶縁筒２９とで構成される。駆動ロッド８，支持導体２
２には絶縁ガスが通る連通孔８ａ，１７ａが形成されて
いる。ここで、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】斯るパッファ形ガス遮断器においては、駆
動ロッド８が図３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
縁ガスが吸入される。投入が終了すると、図４（ａ）に
示すように固定主コンタクト３と可動主コンタクト１４
とが接触しかつ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とが接触し、パッファ室９には絶縁
ガスが充満する。投入状態から駆動ロッド８を右方へ駆
動すると、その初期から中期にかけては固定アーキング
コンタクト４と可動アーキングコンタクト７との間に生
じるアークによって絶縁ガスが加熱され、この加熱され
て膨張した絶縁ガスが図４（ｂ）に示すようにパッファ
室９の内部へ移動して溜まり、パッファ室９内の圧力が
上昇する。このあと更に駆動ロッド８が右方へ移動する
と、図４（ｃ）に示すように絶縁ノズル１３から固定ア
ーキングコンタクト４が抜けるとパッファ室９に溜まっ
た絶縁ガスが膨張して流路１２を介してアーク１９に吹
きつけられ、アーク１９は冷却されて消弧される。その
後、絶縁ガスは絶縁ノズル１３から放出されたり、中空
部８ｂと中空ロッド１７ｂの内部を介してタンク６内へ
放出される。

【０００６】図４（ｂ）の状態での電流の位相は図５の
（イ）で示すピーク値付近にあって電流値も大きく、ア
ーク１９は高温，高圧のプラズマ状態となっている。そ
して、図４（ｃ）の状態での電流の位相は図５の（ロ）
で示す零点付近にあり、アーク１９の加熱による絶縁ガ
スの温度上昇もごくわずかになっている。このときにパ
ッファ室９に蓄えられた高圧の絶縁ガスがアーク１９に
吹きつけられるため、アーク１９は冷却されて消弧され
る。

【０００７】大電流を遮断する際に絶縁ノズル１３内の
絶縁ガスは冷却筒２１内からタンク６内へ放出される
が、この高温の絶縁ガスは膨張しておりその密度は封入
されている絶縁ガスの密度に対して大きく低下してお
り、冷却筒２１の中心部近傍には電離現象や熱解離現象
が発生することもある。

【０００８】耐電圧値は絶縁ガスの密度と略比例するこ
とから、図６に示す冷却筒２１の端部のように高電界と
なる部分では絶縁耐力が大幅に低下し、電流を遮断した
後の回復電圧により閃絡する場合がある。

【０００９】遮断後の閃絡を防止するには冷却筒２１の
内径寸法を大きくして冷却筒２１内を通る絶縁ガスの量
を多くすることによる絶縁ガスの熱容量増加で絶縁ガス
の温度上昇を抑制し絶縁ガスの密度の低下を抑制する手
段がとられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、冷却筒の内
径寸法を大きくすると冷却筒が大形化し、その結果とし
てパッファ形ガス遮断器の小形化に反することになる。

【００１１】そこで本発明は、斯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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】斯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
先端に有する中空の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
するピストンを駆動ロッドとの間に空間を有する中空ロ
ッドを介して支持導体に固定し、パッファ室の絶縁ガス
を双方のアーキングコンタクト間へ導く流路を形成し、
駆動ロッドの内部と中空ロッドの内部とを連通させる連
通孔と、中空ロッドの内部と支持導体の外部とを連通さ
せる連通孔とを夫々設けたパッファ形ガス遮断器におい
て、前記冷却筒の内周面に凹凸を形成したことを特徴と
し、あるいは凹凸として冷却筒の内周面にらせん状の溝
を形成したことを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に係るパッファ形ガス遮断器では、密
度が大きくて粘性の大きい絶縁ガスが冷却筒の内周面の
凹凸に集中的にからみつくようになり、渦流を発生す
る。従って、高電界部分である冷却筒の端部での絶縁耐
力の低下が防止され、電流遮断後の回復電圧によって閃
絡する虞れが少なくなる。

【００１４】請求項２に係るパッファ形ガス遮断器で
は、上記の作用に加えて、絶縁ガスの回転による遠心力
で冷却筒の内周面近傍での絶縁ガスの密度が上がり、こ
の面からも高電界部分での閃絡が防止される。

【００１５】

【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。

【００１６】（ａ）実施例１ 本発明によるパッファ形ガス遮断器の実施例１の構成
を、図１に示す。この実施例は、冷却筒２１の内周面に
リング状のひだ２１ａを連続的に形成することにより、
冷却筒２１の内周面に凹凸を形成したものである。ひだ
２１ａは冷却筒２１の軸心に沿って複数形成されてい
る。

【００１７】次に、斯かるパッファ形ガス遮断器の作用
を説明する。図１において右方から冷却筒２１内へ流入
した高温の絶縁がスのうちの冷却筒２１に近いものは、
ひだ２１ａの頂点に当たり、逆戻りするように流れて矢
印で示すように渦流を発生する。絶縁ガスのうちの粘性
の大きいものほど渦流へ向かって流れ易く、絶縁ガスの
うちの温度が低く密度が大きいものほど粘性が大きい。
このため、温度が高くて密度の小さい絶縁ガスは冷却筒
２１の中心部を流れることになる。

【００１８】つまり、図６に示した冷却筒２１の端部の
高電界部分の近傍では密度の大きい絶縁ガスが流れるこ
とになって密度の小さい絶縁ガスは流れずに耐電圧値が
大きくなり、絶縁耐力の低下が防止される。従って、電
流遮断後の回復電圧によって高電界部分が閃絡する虞れ
が少ない。

【００１９】（ｂ）実施例２ 次に、本発明の実施例２を図２に示す。これは、凹凸の
ひとつとして、冷却筒の内周面にらせん状の溝を形成し
たものである。

【００２０】図のように、冷却筒２１の内周面には、仮
想線と実線とで示すようにらせん状の溝２１ｂが形成さ
れている。

【００２１】斯かるパッファ形ガス遮断器では、冷却筒
２１の内部を絶縁ガスが流れると、絶縁ガスがらせん状
の溝２１ｂに沿ってらせん状に回転しながら前進する。
絶縁ガスは回転することにより遠心力を受けることか
ら、絶縁がスは冷却筒２１の内周面に押し付けられる。
従って、冷却筒２１の内周面近傍では、絶縁ガスの密度
が大きくなり、逆に中心部では密度が小さくなる。この
ほか、実施例１と同様に密度が大きく粘性が大きい絶縁
ガスほど凹凸のある冷却筒２１の内周面近傍を流れて渦
流を生じるという作用も併せて有する。このため、冷却
筒２１の内周面近傍では耐電圧値が大きくなり、絶縁耐
力の低下が防止される。従って、電流遮断後の回復電圧
によって高電界部分が閃絡する虞れが少ない。

【００２２】なお、実施例１，２で示した凹凸に限ら
ず、種々の形状の凹凸が考えられる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、請求項１
によるパッファ形ガス遮断器によれば冷却筒の内周面に
凹凸を形成したので、冷却筒の内周面近傍に密度の高い
絶縁ガスが渦流を発生して流れる。このため、冷却筒の
内周面近傍では耐電圧値が大きくなり、絶縁耐力の低下
が防止される。従って、電流遮断後の回復電圧によって
冷却筒の端部内周面の高電界部分が閃絡する虞れが少な
くなる。また、冷却筒を大きくしなくてもよいため、パ
ッファ形ガス遮断器の小形化，縮小化が妨げられること
はない。

【００２４】請求項２によるパッファ形ガス遮断器によ
れば、凹凸のひとつとしてらせん状の溝を形成したの
で、遠心力により冷却筒の内周面近傍に密度の高い絶縁
ガスが集まり、前記と同様の理由により、電流遮断後の
回復電圧によって高電界部分が閃絡する虞れが少なくな
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実施例１
の要部断面図。

【図２】本発明によるパッファ形ガス遮断器の実施例２
の要部断面図。

【図３】従来のパッファ形ガス遮断器の断面図。

【図４】従来のパッファ形ガス遮断器の作用説明図。

【図５】電流の波形図。

【図６】パッファ形ガス遮断器における冷却筒近傍での
電位分布図。

【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 ６…タンク ７…可動アーキングコンタクト ８…駆動ロッド ８ａ，１７ａ，３４…連通孔 ８ｂ…中空部 ９…パッファ室 １０…パッファシリンダ １２…流路 １３…絶縁ノズル １４…可動主コンタクト １７…ピストン １７ｂ…中空ロッド ２１…冷却筒 ２１ａ…ひだ ２１ｂ…らせん状の溝 ２２…支持導体

Claims (2)

【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
   に有する中空の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
   ピストンを駆動ロッドとの間に空間を有する中空ロッド
   を介して支持導体に固定し、パッファ室の絶縁ガスを双
   方のアーキングコンタクト間へ導く流路を形成し、駆動
   ロッドの内部と中空ロッドの内部とを連通させる連通孔
   と、中空ロッドの内部と支持導体の外部とを連通させる
   連通孔とを夫々設けたパッファ形ガス遮断器において、 前記冷却筒の内周面に凹凸を形成したことを特徴とする
   パッファ形ガス遮断器。
2. 【請求項２】 冷却筒の内周面にらせん状の溝を形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載のパッファ形ガス遮
   断器。