JPH09161622A

JPH09161622A - 遮断器

Info

Publication number: JPH09161622A
Application number: JP32537695A
Authority: JP
Inventors: Osamu Koyanagi; 修小柳; Masanori Tsukushi; 正範筑紫; Katsuichi Kashimura; 勝一樫村; Haruo Sato; 晴雄佐藤; Yoichi Oshita; 陽一大下; Kenichi Natsui; 健一夏井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で信頼性の高い確実な遅延動作が可
能な遮断器を得る遮断器を提供する。【解決手段】操作装置として、主遮断部を操作する主遮
断部用操作装置とコンデンサを切り離すコンデンサ接点
部を操作するコンデンサ接点用操作装置とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遮断器に係わり、特
に主遮断部と並列にコンデンサを備えた遮断器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＳＦ₆ガス等の消弧性ガスを使用
したガス遮断器においては、送電系統の大容量化ととも
に、高電圧・大電流化が積極的に進められており、定格
電圧は５５０〜１１００ｋＶ、定格遮断電流では６３ｋ
Ａのものまで開発されている。これらの遮断器の遮断性
能、すなわち電流遮断の成否に対しては、電流遮断直後
に遮断部極間に印加される再起電圧の波形が大きく影響
する。このため、遮断部と並列に抵抗やコンデンサを設
けて、再起電圧を抑制する方法や再起電圧上昇率を低減
して等価的に遮断部の遮断性能を向上する方法が採用さ
れてきた。再起電圧をより低減するためには、遮断部と
並列に抵抗を設ける場合は抵抗値を小さく、コンデンサ
を設ける場合は容量を大きくする必要がある。遮断部と
並列に抵抗を設ける方式は、抵抗に加わる熱エネルギが
膨大となり、抵抗体が大型化する欠点がある。

【０００３】一般に、高電圧ガス遮断器に要求される遮
断責務の一つである近距離線路故障遮断時の再起電圧上
昇率を低減する方法としては、遮断部と並列にコンデン
サを設ける方式がすでに多く用いられている。この遮断
責務での再起電圧上昇率は、遮断電流の大きさに比例し
て増加するため、例えば８０〜１００ｋＡの電流を遮断
する場合には更にその上昇率が増加する。これを抑制す
るためには、より大容量のコンデンサの設置が必要とな
るが、コンデンサ容量を増大させることは、遮断部を遮
断しても極間がコンデンサで結合されているために線路
側に過電圧が誘起されるという問題が発生し、極間に設
置可能なコンデンサ容量には限界があった。

【０００４】一方、遮断部の大型化や操作力の大幅な増
強により遮断性能を向上して並列コンデンサ容量を低減
する、あるいは並列コンデンサを設けない遮断部とする
ことも可能である。しかし、この場合は、製作コスト等
が増大して経済的でない。又、操作力を増強する方法で
は、遮断器の振動，騒音が増加するため、周囲環境に悪
影響を与える結果となる。特に都市部に設置される変電
所においてはその影響が大きい。

【０００５】以上の問題点を解決可能な従来の技術とし
ては、特開昭50−133467号公報に開示されたものがあ
る。その従来の技術を図９に示す。遮断器１は、主遮断
部２ａ，２ｂを２遮断点備えた２点切り遮断器であり、
主遮断部２ａ，２ｂと並列に補助遮断部３ａ，３ｂ，再
起電圧上昇率抑制用コンデンサ４ａ，４ｂがそれぞれ設
けられている。５ａ，５ｂは容量の比較的小さい電圧分
担率調整用コンデンサである。この従来の技術によれ
ば、主遮断部２ａ，２ｂが電流を遮断した後に補助遮断
部３ａ，３ｂによってコンデンサ４ａ，４ｂを切り離す
ために、コンデンサ４ａ，４ｂの容量が大きくても遮断
状態で線路側に過電圧が誘起される問題がなく設置可能
である。

【０００６】又、特開昭50−122668号公報には、二点切
り遮断器の両端子と対地間にコンデンサを設置した方式
が開示されている。これは、遮断動作時のみコンデンサ
を遮断器両端に挿入して遮断器極間に印加される再起電
圧の上昇率を抑制し、遮断後はコンデンサを切り離す方
式である。このような方式によっても再起電圧の上昇率
を低減することが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、特開昭50−133467号公報に開示されたものは、主遮
断部が電流を遮断し、コンデンサによって再起電圧の上
昇率を抑制した後に、コンデンサと直列に接続された補
助遮断部でコンデンサを流れる電流を遮断しなければな
らないため、数十から数百ｍｓの遅延動作が必要とな
る。この遅延動作を１台の操作装置で機械的に実現する
ためには遮断部に複雑な遅延操作機構が必要になるとと
もに、動作に対する信頼性が低下する等の問題がある。

【０００８】又、特開昭50−122668号公報に開示された
方式では、遮断器の両端子に二つのコンデンサ装置と３
台の操作装置が必要となり、さらに操作機構が複雑にな
るため、動作に対する信頼性が低下する等の問題があっ
た。

【０００９】本発明の目的は、構造が簡単で信頼性の高
い確実な遅延動作が可能な遮断器を得る遮断器を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の遮断器は、容器内に収納された主遮断部
と、該主遮断部にコンデンサ接点部を介して並列に接続
されたコンデンサとを備え、前記主遮断部を開閉操作す
る主遮断部用操作装置と前記コンデンサ接点部を開閉操
作するコンデンサ接点用操作装置とを設けたことを特徴
とする。

【００１１】又、容器内に収納された主遮断部と、該主
遮断部に並列に接続されたコンデンサと、前記主遮断部
に抵抗接点部を介して並列に接続された抵抗とを備え、
前記コンデンサと直列にコンデンサ接点部を設け、前記
主遮断部と抵抗接点部を開閉操作する主遮断部用操作装
置と前記コンデンサ接点部を開閉操作するコンデンサ接
点用操作装置とを設けたことを特徴とするものである。

【００１２】又、容器内に収納された主遮断部と、該主
遮断部にコンデンサ接点部を介して並列に接続されたコ
ンデンサとを備え、前記主遮断部を開閉操作する主遮断
部用操作装置と前記コンデンサ接点部を開閉操作するコ
ンデンサ接点用操作装置とを設けるとともに、前記主遮
断部用操作装置とコンデンサ接点用操作装置との遅延動
作を制御するための動作遅延装置を設けたことを特徴と
するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１から図５
により説明する。図１は、本実施例の遮断器の構成図、
図２は、図１に示す遮断器の動作特性を示す図、図３
は、本実施例の遮断器の投入状態を示すガス遮断器の遮
断部の縦断面図、図４は、本実施例の遮断器の遮断状態
を示すガス遮断器の遮断部の縦断面図、図５は、本実施
例の操作装置を示すガス遮断器の外観図である。

【００１４】図１に示すように、本実施例の遮断器は、
容器６内の遮断部７は、両端側が容器６から絶縁された
外部端子８，９に接続されている。遮断部７は、主とし
て固定接触子１０ａと可動接触子１０ｂから構成される
主遮断部１０と、主遮断部１０とコンデンサ接点部１１
を介して並列に接続されたコンデンサ１２から構成され
ている。コンデンサ接点部１１には、それぞれ固定接点
１１ａと可動接点１１ｂが設けられており、コンデンサ
接点部の開閉動作をおこなう。

【００１５】主遮断部１０の可動接触子１０ｂとコンデ
ンサ接点部１１の可動接点１１ｂは、それぞれ絶縁物ロ
ッド１３，１４を介して操作部１５に連結されている。
この操作部１５には、絶縁物ロッド１３を操作する主遮
断部用操作装置１６と、絶縁物ロッド１４を操作するコ
ンデンサ接点用操作装置１７が設けてられており、これ
らの操作装置１６，１７は、動作遅延制御装置１８によ
って制御されるように構成されている。

【００１６】遮断動作時の可動接触子１０ｂと可動接点
１１ｂの動作特性を示す図２では、時間Ｔに対する極間
開離距離Ｌを示している。図２中でＡは可動接触子１０
ｂの動作特性を、Ｂは可動接点１１ｂの動作特性を示し
ており、Ｔｄは動作遅延時間を示す。

【００１７】本実施例では、主遮断部１０用の操作装置
１６と、コンデンサ１２を切り離すコンデンサ接点部１
１用の操作装置１７をそれぞれ設けているので、容器６
内の遮断部７に複雑な遅延操作機構が不要となる。この
ため、操作部１５に設けた動作遅延制御装置１８によっ
て信頼性の高い確実な遅延動作時間Ｔｄを得ることがで
きる。ここで、動作遅延制御装置１８の遅延する方法と
しては、遮断指令を電気的に遅延する方法、操作装置１
６，１７の動作または操作装置の作動流体圧力を検知し
て機械的あるいは流体的に遅延する方法等の種々の方法
が適用できる。図３及び図４は、図１に示す構成をパッ
ファ形ガス遮断器に適用したときの例を示している。図
３は投入状態を示しており、図４は図２に示す動作特性
図のごとく動作した後の遮断状態を示している。

【００１８】固定側導体２４は、固定側絶縁筒２２を介
して容器２１に固定されて支持されており、この固定側
導体２４には、主遮断部１９の固定接触子２５とコンデ
ンサ接点部２０の固定接点２６を備えたコンデンサ２７
が固定されている。一方、可動側導体２８は、可動側絶
縁筒２３を介して容器２１に固定されて支持されてお
り、この可動側導体２８には、主遮断部１９の可動接触
子２９，絶縁物ノズル３０，パッファシリンダ３１，固
定ピストン３２等が接続されている。パッファシリンダ
３１の内側には、シャフト部３１ａが設けられており、
絶縁物ロッド３３を介して図５に示す主遮断部用操作装
置１６に連結されている。コンデンサ接点部２０の可動
接点３４，シャフト３５，固定ガイド３６等は、同様に
絶縁物ロッド３７を介して図５に示すコンデンサ接点用
操作装置１７に連結されている。このように、主遮断部
１９とコンデンサ接点部２０は、容器２１に固定された
固定側絶縁筒２２と可動側絶縁筒２３によって支持され
ている。

【００１９】コンデンサ接点部２０の可動接点３４は、
圧縮ばね３８によって固定接点２６側に押圧されてお
り、一定距離ワイプ動作してから開離するように構成さ
れている。ここで、コンデンサ接点部２０は、主遮断部
１９が電流を遮断した後にコンデンサ２７を流れる小電
流を遮断すればよく、大電流の遮断能力は必要とされな
い。

【００２０】遮断器に遮断動作指令が与えられると、ま
ず絶縁物ロッド３３を介して主遮断部１９のパッファシ
リンダ３１が駆動され、パッファシリンダ３１内の消弧
性ガスが圧縮される。固定接触子２５と可動接触子２９
とが開離するとともに、接触子間２５，２９に生じたア
ークは、絶縁物ノズル３０によって案内された高圧の消
弧性ガスの吹き付けを受けて消弧する。その後に主遮断
部１９の極間に印加される再起電圧は、主遮断部１９と
並列に設置されたコンデンサ２７によって、その電圧上
昇率が抑制される。すなわち、主遮断部１９は、電圧上
昇率が抑制されることにより小形で低操作力の遮断部の
適用が可能となる。主遮断部１９の遮断が完了した後、
コンデンサ接点部２０の固定接点２６と可動接点３４を
開離して、コンデンサ２７を主遮断部１９から切り離す
ことで、図４に示すように、遮断器としての遮断動作が
終了する。主遮断部１９用の操作装置とコンデンサ接点
部２０用の操作装置をそれぞれ設けているので、遮断部
である主遮断部１９とコンデンサ接点部２０との間に複
雑な遅延操作機構が不要となるため、信頼性の高い遮断
器を得ることができる。

【００２１】図３及び図４の操作装置部１５の構造を示
した図である図５から分かるように、絶縁物ロッド３３
は、内部レバー４６，回転ガスシール部４８，外部レバ
ー５０及びロッド５２を介して主遮断部用操作ピストン
５４に連結され、一方、絶縁物ロッド３７は、内部レバ
ー４７，回転ガスシール部４９，外部レバー５１及びロ
ッド５３を介してコンデンサ接点用操作ピストン５５に
連結されている。

【００２２】１８は、上述した動作遅延制御装置であ
る。

【００２３】このように構成することにより、主遮断部
用操作装置１６の低操作力化が実現できるので、操作装
置部１５から発生する遮断器動作時の振動，騒音を低減
できる効果がある。

【００２４】本発明の他の実施例を図６により説明す
る。図６は、本実施例のガス遮断器の遮断部の縦断面図
である。

【００２５】本実施例のガス遮断器が、図３から図５に
示す実施例と異なる点は、主遮断部１９を収納する第一
の容器３９の他に、コンデンサ２７とコンデンサ接点部
２０を収納する第二の容器４０を設けた点であり、主遮
断部１９とコンデンサ接点部２０との間は、それぞれ固
定側導体４１と可動側導体４２で接続されている。絶縁
物ロッド３３，３７は、可動側絶縁筒２３内の中空部に
設けられ、それぞれ容器３９，４０に固定された主遮断
部用操作装置１６とコンデンサ接点用操作装置１７に連
結されている。ここで、１８は上述した動作遅延制御装
置である。

【００２６】このように構成することで、大きい遮断電
流、例えば８０〜１００ｋＡの電流を遮断する場合、主
遮断部１９で生ずるアークにより加熱された高温ガスが
コンデンサ２７の外壁に直接触れることがなくなるた
め、コンデンサ２７が高温ガスにより損傷することを防
止できる効果がある。また、より大きな電流を遮断する
ためには大容量コンデンサの設置が必要となるが、その
遮断電流の大きさに応じてコンデンサ容量を変える場
合、コンデンサ２７とコンデンサ接点部２０を収納する
第二の容器４０の大きさだけを変更することで対応でき
る利点がある。又、コンデンサ２７とコンデンサ接点部
２０を必要としない場合は、動作遅延制御装置１８を取
外すことにより、容器４０，コンデンサ接点用操作装置
１７と一緒に取外すことができる効果がある。

【００２７】本発明のさらに他の実施例を図７により説
明する。図７は、本実施例のガス遮断器の遮断部の縦断
面図である。

【００２８】超高圧遮断器では、投入時に生ずる過電圧
を抑制するために主遮断部の投入に先立って抵抗を挿入
する方式が採用される。本実施例では、図６に示す実施
例の構成の主遮断部１９に、この主遮断部１９と並列に
抵抗と投入用接点を設けている。すなわち、図７におい
て、主遮断部１９の固定側に固定抵抗接点４３を具備し
た抵抗４４と、可動側にパッファシリンダ３１に固定し
た可動抵抗接点４５を設けている。

【００２９】抵抗４４と固定抵抗接点４３が必要な遮断
器においても、このような構成とすることで、図６に示
す実施例と同様の効果が得られる。又、図３から図５に
示す実施例のように総ての部品を一つの容器に収納する
ことも可能である。

【００３０】以上これまで、本実施例での遮断動作時に
おける動作とその効果について説明したが、投入動作時
には、新たな問題が生ずる。図１において、遮断動作時
に最終的にコンデンサ１２を流れる小電流をコンデンサ
接点部１１で遮断する場合、コンデンサ１２に電荷が残
留する。この残留電荷が、投入動作時に線路側に放電さ
れることによって線路に過電圧が発生する恐れがある。
この問題に対しては、投入動作時に主遮断部１０を投入
した後にコンデンサ接点部１１を投入してコンデンサ１
２の電荷を主遮断部１０を介して放電するように遅延動
作することによって解決できる。この場合、コンデンサ
１２は、主遮断部１０とコンデンサ接点部１１を介して
短絡されるが、コンデンサ１２の急激な放電がコンデン
サ１２自体の寿命に悪影響を及ぼすことも考えられる。
図８に示す他の実施例は、この問題を解決するもので、
コンデンサ１２と直列回路に低インピーダンス体６０を
挿入しており、放電電流を抑制するようにしたものであ
る。他の構成は図１に示す実施例と同様である。この低
インピーダンス体６０としては、抵抗またはインダクタ
ンス体が適している。具体的な低インピーダンス体６０
の構成方法の一例として、例えば図６に示す実施例にお
いて、固定側導体４１，可動側導体４２を低インピーダ
ンス体６０としても構成が可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、主遮断部用の操作装置
とコンデンサを切り離すコンデンサ接点用の操作装置を
それぞれ設けることにより、遮断部に複雑な遅延操作機
構が不要となり、低操作力，小形で且つ信頼性の高い大
容量遮断器を得ることができる。又、構造が簡単で信頼
性の高い確実な遅延動作が可能な遮断器を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である遮断器の構成図であ
る。

【図２】図１に示す遮断器の遮断動作時の動作特性を示
す図である。

【図３】本実施例の遮断器の投入状態を示すガス遮断器
の遮断部の縦断面図である。

【図４】本実施例の遮断器の遮断状態を示すガス遮断器
の遮断部の縦断面図である。

【図５】本実施例の操作装置を示すガス遮断器の外観図
である。

【図６】本発明の他の実施例を示すガス遮断器の遮断部
の縦断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例を示すガス遮断器の
遮断部の縦断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例を示す遮断器の構成
図である。

【図９】従来の技術を示す遮断器の構成図である。

【符号の説明】

６，２１…容器、７…遮断部、８，９…外部端子、１
０，１９…主遮断部、１０ａ，２５…固定接触子、１０
ｂ，２９…可動接触子、１１，２０…コンデンサ接点
部、１１ａ，２６…固定接点、１１ｂ，３４…可動接
点、１２，２７…コンデンサ、１３，１４，３３，３７
…絶縁物ロッド、１５…操作部、１６…主遮断部用操作
装置、１７…コンデンサ接点用操作装置、１８…動作遅
延制御装置、Ｔｄ…動作遅延時間、２２…固定側絶縁
筒、２３…可動側絶縁筒、２４，４１…固定側導体、２
８，４２…可動側導体、３０…絶縁物ノズル、３１…パ
ッファシリンダ、３１ａ…シャフト部、３２…固定ピス
トン、３５…シャフト、３６…固定ガイド、３８…圧縮
ばね、３９…第一の容器、４０…第二の容器、４３…固
定抵抗接点、４４…抵抗、４５…可動抵抗接点、４６，
４７…内部レバー、４８，４９…回転ガスシール部、５
０，５１…外部レバー、５２，５３…ロッド、５４…主
遮断部用操作ピストン、５５…コンデンサ接点用操作ピ
ストン、６０…低インピーダンス体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤晴雄茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者大下陽一茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者夏井健一茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内に収納された主遮断部と、該主遮断
部にコンデンサ接点部を介して並列に接続されたコンデ
ンサとを備え、前記主遮断部を開閉操作する主遮断部用
操作装置と前記コンデンサ接点部を開閉操作するコンデ
ンサ接点用操作装置とを設けたことを特徴とする遮断
器。
【請求項２】容器内に収納された主遮断部と、該主遮断
部に並列に接続されたコンデンサと、前記主遮断部に抵
抗接点部を介して並列に接続された抵抗とを備え、前記
コンデンサと直列にコンデンサ接点部を設け、前記主遮
断部と抵抗接点部を開閉操作する主遮断部用操作装置と
前記コンデンサ接点部を開閉操作するコンデンサ接点用
操作装置とを設けたことを特徴とする遮断器。
【請求項３】容器内に収納された主遮断部と、該主遮断
部にコンデンサ接点部を介して並列に接続されたコンデ
ンサとを備え、前記主遮断部を開閉操作する主遮断部用
操作装置と前記コンデンサ接点部を開閉操作するコンデ
ンサ接点用操作装置とを設けるとともに、前記主遮断部
用操作装置とコンデンサ接点用操作装置との遅延動作を
制御するための動作遅延装置を設けたことを特徴とする
遮断器。
【請求項４】前記容器が、前記主遮断部又は前記主遮断
部と前記抵抗と抵抗接点部とを収納する第一の容器と、
前記コンデンサと前記コンデンサ接点部を収納する第二
の容器で構成されている請求項１から４のいずれかに記
載の遮断器。
【請求項５】前記主遮断部の投入動作時は、前記主遮断
部を投入した後に前記コンデンサ接点部を投入するよう
に制御する請求項１から４のいずれかに記載の遮断器。
【請求項６】前記コンデンサとコンデンサ接点部に直列
に低インピーダンス体を設けた請求項１から５のいずれ
かに記載の遮断器。
【請求項７】前記低インピーダンス体が、抵抗又はイン
ダクタンス体で構成されている請求項６に記載の遮断
器。