JPH09231885A

JPH09231885A - ガス遮断器

Info

Publication number: JPH09231885A
Application number: JP8034744A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yaginuma; 宣幸柳沼; Masanori Tsukushi; 正範筑紫; Makoto Yano; 眞矢野; Katsuhiko Shiraishi; 勝彦白石; Yoichi Oshita; 陽一大下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1997-09-05
Also published as: KR100454455B1; TW342509B; US5850065A; KR970063308A; CN1160922A; CN1072833C

Abstract

(57)【要約】【課題】小形で、電流遮断時の電極間絶縁回復性能、対
地絶縁性能等に優れたガス遮断器を得ることにある。【解決手段】固定アーク接触子４等と結合した固定側支
持部材６に設けた連通口８を通して、電流遮断時に発生
したガスは排気筒構造部１内に排気される。排気筒構造
部１は、固定側支持部材６との接続部における排気筒流
路断面積Ｓ1に対して、流路断面積の拡大部を、排気筒
構造部１全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に
設けかつ排気筒構造部１の後方に向かって一様に拡大し
ている。その結果、ガスは速やかに排気筒構造部１内に
排気され、電極間絶縁回復特性は向上する。また、排気
筒構造部１を複数の排気筒及び複数の部材で構成し、最
終部１７の排気筒を絶縁物で構成した場合、排気筒端部
等における電界集中が抑制されるため、機器全体の小形
化が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス遮断器に関
し、特に電流遮断時に発生した高温ガスを速やかに電極
間より排気し、遮断性能を向上せしめるガス遮断器の排
気構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７、図８に従来の排気筒構造部１を有
するガス遮断器の例を示す。図７は投入状態における遮
断器遮断部の全体図を、図８は開極状態における遮断器
遮断部の拡大図を示す。電流通電を主に担当する固定主
接触子２と可動主接触子３、および固定アーク接触子４
と可動アーク接触子５により、接点が形成される。

【０００３】固定主接触子２と固定アーク接触子４は、
固定側支持部材６で結合され、円筒形絶縁支持部材７等
により例えば可動側から支持されるとともに、固定側支
持部材６に設けられた連通口８を通して、金属で形成さ
れた排気筒構造部１と連通している。固定側支持部材
６，排気筒構造部１等には固定側導体９が電気的に接続
され、可動側導体１０との間に電流通路を形成する。ま
た、接地タンク１１内にはＳＦ₆等の消弧性ガス１２が
充填されている。

【０００４】次にガス遮断器の動作を説明する。開極動
作は投入状態から開極状態に至る動作であり、可動主接
触子３、可動アーク接触子５、パッファシリンダ１３及
びポリテトラフルオルエチレン（以下ＰＴＦＥと略す）
等の絶縁材で形成された絶縁ノズル１４等が、操作機構
部１５により駆動されて直線運動する。

【０００５】この開極動作の際、可動するパッファシリ
ンダ１３等と固定ピストン１６との間で囲まれた空間の
消弧性ガス１２が圧縮され、絶縁ノズル１４を通して、
固定アーク接触子４、および可動アーク接触子５に吹き
付けられる。電流遮断時には固定アーク接触子４と可動
アーク接触子５間でアークが発生するが、この吹き付け
作用により、アーク消弧ならびに電極間絶縁回復が図ら
れる。

【０００６】アーク消弧の際に吹き付けられたガスはア
ークによって熱せられ、数千度に達する高温ガスとなっ
てノズル外部に排気される。この高温ガスはガス密度も
低く、絶縁性能も常温時に比べ低下している。したがっ
て、アーク消弧時に発生した高温ガスは速やかに電極間
から排気する必要があり、一般には連通口８から排気筒
構造部１へ排気する構造がとられている。この排気筒構
造部１は、発生した高温ガスの排気方向制御と、高温ガ
スを冷却する空間の提供を兼ねている。

【０００７】遮断性能確保の上では、高温ガスを電極間
から排気筒構造部１内へより速やかに排気する効率、す
なわち排気時間効率が重要となる。ここで、単位時間あ
たりにおいて、電極間で発生した高温ガス量に対する排
気筒構造部１内に排気されたガス量を、排気時間効率と
定義する。電極間の絶縁回復性能をより向上する観点か
らは、アーク発生から電流遮断点後電極間に過渡回復電
圧が印加される期間における排気時間効率を向上するこ
とが、特に重要である。

【０００８】一方、図７および図８で説明した以外の従
来例として、例えば、特公平４−５６０２７号公報に記
載されるような排気筒構造部１の端部に末広部を形成し
た例をあげることができる。また同様の構造は、排気筒
構造部１の端部における電界集中の抑制を主目的に用い
られることがある。

【０００９】しかし、既に述べたように、遮断性能向上
の観点からはアーク消弧時にアーク接触子４、５間で間
で発生した高温ガスを速やかに排気筒構造部１内へ排気
することが重要であり、排気筒構造部１の末端部径を拡
大した程度では本発明で述べる遮断性能向上効果を得る
ことはできない。

【００１０】更に、特公平４−５６０２７号公報に記載
されている排気筒構造部１では、排気筒構造部１内部に
張り出した固定側導体接続部が排気筒内の高温ガス流路
を制限しており、遮断性能上は好ましくない構造となっ
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】高温ガスを電極間から
速やかに排気するためには、排気筒構造部１内に速やか
に送り込むことが求められる。その際には、排気筒構造
部１内にある常温ガスを圧縮、あるいは排気筒構造部１
外部に押し出す必要がある。従来例の排気筒構造部１は
高温ガスに耐えるように金属で形成され、通電経路を兼
ねているため高電位部となり、通常その最大径は遮断部
の金属部分と同等あるいはそれ以下にして、機器全体の
小形化を図る構造がとられている。

【００１２】また、従来構造の排気筒流路断面積は、固
定側支持部材６との接合面における排気筒流路断面積を
Ｓ₁とすると、Ｓ₁と同等かもしくはそれ以下である。す
なわち、排気筒構造部１内任意の位置における排気筒流
路断面積をＳ_Xとすれば、排気筒構造部１のほぼ全長に
わたり式(数１)の関係が成立していた。

【００１３】Ｓ_X ≦ Ｓ₁ ・・・ (数１) しかしながら、遮断性能に大きく影響する排気時間効率
の点からは、排気筒構造部１の径を制限することは好ま
しくない。特に排気筒構造部１の上流部の径を縮小化し
た場合は、排気筒構造部１内へ高温ガスが排気されにく
くなるため、遮断性能低下が危惧される。

【００１４】一方、電流遮断時に発生した高温ガスが高
温のまま外部へ流出することを避けるため、排気筒構造
部１は高温ガスを冷却するに十分な容積が必要となる。
図７および図８に示した従来例の排気筒構造部１では容
積確保のため排気筒長が長くなる傾向が有り、その結
果、細長い管状形状の排気筒構造部１となって、機器が
大型化することは避けられない。

【００１５】また、このような細長い管状形状の排気筒
構造部１は連通口８から排気されるガスの排気時間効率
を低下させる構造となるため、結果として従来例に示す
排気筒構造１では、電極間で発生した高温ガスを速やか
に排気筒構造部１内に排気し冷却するという初期の目的
に対し不十分であった。なお、高温ガスが電極間に停滞
した場合、絶縁回復性能の低下を招くと共に、固定主接
触子２と可動主接触子３間の絶縁性能が低下すれば、主
接触子間での絶縁破壊の危険性がある。特に、従来例に
示したような絶縁筒７に遮断部を格納した構造の場合、
電極間付近の常温ガス量が少ないため、高温ガスを電極
間から速やかに排気することは非常に重要である。

【００１６】上述したように、高温ガス排気時間効率の
点からは排気筒構造部１の存在は好ましくないが、連通
口８から排気した高温ガスが、例えば接地タンク１１等
の低電位部に流れた場合、対地間地絡事故の危険が、ま
た、図示しないが３相遮断部を同一タンクに格納した３
相一括タンク型遮断器では相間短絡事故の恐れが生じる
ため、前記のような排気筒構造部１は必要である。

【００１７】本発明の目的は、上記問題点を解決すべ
く、小形で、電極間の絶縁回復性能および対地、相間の
絶縁性能に優れたガス遮断器を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ガスが充填されている接地タンクと、前
記接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアー
クを消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付け
るノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通
口と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する
排気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒
構造部は、前記排気筒構造部の最終部で前記連通口と前
記排気筒構造部との接続部における排気筒流路断面積よ
りも拡大した排気筒流路断面積になるような拡大部を有
し、前記拡大部の開始位置を前記排気筒構造部全長の少
なくとも１／２の長さの位置より前に設けることを特徴
とする。

【００１９】また、本発明の他の特徴は、ガスが充填さ
れている接地タンクと、前記接地タンク内に収納され、
電流遮断時に発生するアークを消弧するために前記ガス
をアーク接触子に吹き付けるノズルと、前記吹き付けた
ガスを排気するための連通口と、該連通口の後に設けら
れかつ前記ガスを排気する排気筒構造部を有するガス遮
断器において、記連通口と前記排気筒構造部との接続部
における排気筒流路断面積を、前記排気筒構造部全領域
にわたって後方向に一様に拡大することにある。

【００２０】また、本発明の他の特徴は、ガスが充填さ
れている接地タンクと、前記接地タンク内に収納され、
電流遮断時に発生するアークを消弧するために前記ガス
をアーク接触子に吹き付けるノズルと、前記吹き付けた
ガスを排気するための連通口と、該連通口の後に設けら
れかつ前記ガスを排気する排気筒構造部を有するガス遮
断器において、前記排気筒構造部は、少なくとも一つの
排気筒で構成され、前記排気筒のうち少なくとも最終部
に配置する排気筒を絶縁物排気筒で構成することにあ
る。

【００２１】また、本発明の他の特徴は、ガスが充填さ
れている接地タンクと、前記接地タンク内に収納され、
電流遮断時に発生するアークを消弧するために前記ガス
をアーク接触子に吹き付けるノズルと、前記吹き付けた
ガスを排気するための連通口と、該連通口の後に設けら
れかつ前記ガスを排気する排気筒構造部を有するガス遮
断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部
の最終部で前記連通口と前記排気筒構造部との接続部に
おける排気筒流路断面積よりも拡大した排気筒流路断面
積になるような拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を
前記排気筒構造部全長の少なくとも１／２の長さの位置
より前に設け、前記排気筒構造部の中心軸は前記ガス遮
断機の可動部の中心軸に対して傾斜していることにあ
る。

【００２２】また、本発明の他の特徴は、ガスが充填さ
れている接地タンクと、前記接地タンク内に収納され、
電流遮断時に発生するアークを消弧するために前記ガス
をアーク接触子に吹き付けるノズルと、前記吹き付けた
ガスを排気するための連通口と、該連通口の後に設けら
れかつ前記ガスを排気する排気筒構造部を有するガス遮
断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部
の最終部で前記連通口と前記排気筒構造部との接続部に
おける排気筒流路断面積よりも拡大した排気筒流路断面
積になるような拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を
前記排気筒構造部全長の少なくとも１／２の長さの位置
より前に設け、少なくとも前記拡大部の最終部に配置す
る排気筒は、絶縁物排気筒で構成することにある。

【００２３】また、本発明の他の特徴は、ガスが充填さ
れている接地タンクと、前記接地タンク内に収納され、
電流遮断時に発生するアークを消弧するために前記ガス
をアーク接触子に吹き付けるノズルと、前記吹き付けた
ガスを排気するための連通口と、該連通口の後に設けら
れかつ前記ガスを排気する排気筒構造部を有するガス遮
断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部
の最終部で前記連通口と前記排気筒構造部との接続部に
おける排気筒流路断面積よりも拡大した排気筒流路断面
積になるような拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を
前記排気筒構造部全長の少なくとも１／２の長さの位置
より前に設け、かつ前記拡大部を前記排気筒構造部の最
終部に向かって一様に拡大させると共に前記排気筒構造
部の中心軸を前記ガス遮断機の可動部の中心軸に対して
傾斜させ、少なくとも前記拡大部の最終部に配置する排
気筒は絶縁物排気筒で構成し、前記絶縁物排気筒はポリ
テトラフルオルエチレンを含む材料で形成されることに
ある。

【００２４】本発明によれば、排気筒構造部は、排気筒
構造部の最終部で連通口と排気筒構造部との接続部にお
ける排気筒流路断面積よりも拡大した排気筒流路断面積
になるような拡大部を有し、拡大部の開始位置を排気筒
構造部全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に設
けている。また、拡大部は排気筒構造部の後に向かって
一様に拡大される。また、排気筒構造部の中心軸は前記
ガス遮断機の可動部の中心軸に対して傾斜している。ま
た、排気筒構造部は、少なくとも一つの排気筒で構成さ
れ、排気筒は少なくとも１種類の材料で形成されてい
る。そして少なくとも拡大部の最終部に配置する排気筒
は、絶縁物排気筒で構成され、絶縁物排気筒は、ポリテ
トラフルオルエチレンを含む材料で形成されている。

【００２５】これにより、アークを消弧するためにガス
をアーク接触子に吹き付けた時に発生する高温ガスは速
やかに排気筒構造部内に排気されるので、電極間の絶縁
回復性能を向上させることができる。

【００２６】また、排気筒構造部を複数の材質および複
数の部材で構成することができるので、例えば構造的に
強度を要する部分と不必要な部分に分けることができ、
その結果、製作上の合理化を図ることができる。

【００２７】さらに、排気筒構造部の少なくとも最終部
を絶縁性部材で形成することで、金属製排気筒で問題と
なる排気筒端部等における電界集中が抑制されるため、
対地間あるいは相間距離を拡大することなく、排気筒容
積を確保できる。すなわち、排気筒構造部内に排気され
た高温ガスが多量の常温ガスと混合し、冷却が促進され
るので、遮断器の小形化を図ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るガ
ス遮断器を、図を用いて説明する。

【００２９】図１は、本発明の一実施例に係るガス遮断
器の軸方向の断面を示す。以下実施例では、この図同様
に開極状態にて説明する。固定主接触子２と固定アーク
接触子４は連通口８を有した固定側支持部材６によって
結合され、この例では円筒形絶縁支持部材７により可動
側から支持されている。

【００３０】この固定側支持部材６には円筒形状の排気
筒構造部１が可動側と対向する側に結合されており、さ
らに電流を接地タンク１１外部に引き出すための固定側
導体９が電気的に接続されている。排気筒構造部１は、
例えばアルミニュウム，ステンレス，鉄，銅等の金属材
料で形成されている。しかし、固定側導体９を固定側支
持部材６に直接接続すれば、排気筒構造部１は金属製で
なくとよい。

【００３１】接地タンク１１内にはＳＦ₆等の消弧性ガ
ス１２が充填され、固定側支持部材６に設けた連通口８
により、絶縁ノズル１４から排気された消弧性ガス１２
は排気筒構造部１内へ排気される。

【００３２】排気筒構造部１は絶縁ノズル１４からのガ
スの流れに対して後方（下流側）に径の拡大部を有して
おり、最終部１７は最大径で接地タンク内に開放されて
いる。この排気筒構造部１において、固定側支持部材６
との接合面の排気筒流路断面積をＳ₁、後方（下流側）
に設けた最大排気筒流路断面積をＳ₂とすると、式(数
２)の関係が成り立つ。

【００３３】Ｓ₁ ＜Ｓ₂ ・・・ (数２) また、排気筒構造部１内任意の位置における排気筒流路
断面積をＳ_Xとすれば、排気筒流路断面積の拡大部は式
(数３)のように定義できる。すなわち、Ｓ₁ ＜Ｓ_X ≦ Ｓ₂ ・・・ (数３) 次に、図１の実施例における電流遮断時のガスの流れを
説明する。電流遮断時、アーク接触子４，５間で発生し
たアークに対して吹き付けられた消弧性ガス１２は、高
温ガスとなって主に固定側に排気され、固定側支持部材
６に設けた連通口８を通って排気筒構造部１に導かれ
る。ここで、排気筒構造部１は(数２)および(数３)の関
係を有しているので、連通口８に達した高温ガスは連通
口８付近に停滞することなく、速やかに排気筒構造部１
内に拡散することとなる。この理由は、例えば以下に示
す圧縮性流体の連続の式である式(数４)によっても説明
することができる。簡略化のため定常流で説明すると、 ρｖＡ＝一定・・・ (数４) ここで、ρ：ガス密度、ｖ：流速、Ａ：流路断面積の関係が成り立つ。式(数４)において、定常流では排気
筒構造部１内におけるガス密度ρの上昇は排気筒構造部
１内の圧力上昇を意味し、望ましくない。したがって、
排気時間効率の点からは、ガス密度ρが排気筒構造部１
内で低下するような構造が良いが、排気筒構造部１内で
流速ｖが大きく増大することは考えられないので、流路
断面積Ａを拡大することがガス密度ρの低下に効果的で
ある。

【００３４】すなわち、排気筒流路断面積の拡大部を排
気筒内に有する排気筒構造部１は、排気時間効率の高い
構造、すなわち高温ガスを電極間から排気筒構造部１内
へ速やかに排気できうる構造と言うことができる。図１
に示すように、排気筒構造部１の流路断面積を後方（下
流方向）へ一様に拡大した構成は、排気筒流路断面積の
極小部が無いため、排気時間効率に対してより優れた構
成である。

【００３５】上述したように、排気筒流路断面積の拡大
部が遮断性能向上に寄与することは明白であり、さらに
排気筒流路断面積の拡大部を可能な範囲で前方（上流
側）に設けることが重要である。電極間で発生した高温
ガスを排気筒構造部１内に効率良く排気するためには、
排気筒構造部１内にある常温ガスを圧縮、あるいは排気
筒構造部１外部に押し出す必要があることは既に述べ
た。

【００３６】このことは、排気筒構造部１内のガスに限
って言えば、前方（上流側）のガスが後方（下流側）へ
移動する、あるいは移動しやすいことの必要性を示す。
排気筒構造部１内ガスの移動しやすさは排気筒流路断面
積の拡大部により提供される。拡大部に相当する排気筒
長が長いほど、拡大部の前方（上流側）に存在するガス
もまた後方（下流側）への移動が促進される。

【００３７】図１に示すように、排気筒構造部１のより
上流側に排気筒流路断面積の拡大部を設けることが理想
的であるが、製作上の都合から常に可能とは限らない。
しかしながら、排気筒構造部１内ガスの移動しやすさが
上流側に効果を示す程度を考慮すると、少なくとも排気
筒構造部全長の１／２以上の長さより上流側に排気筒流
路断面積の拡大部を設けることが望ましい。これは、従
来例の排気筒構造部１に対してガス流解析を行った結
果、排気筒構造部１内での常温ガスの圧縮作用が排気筒
構造全長の１／２付近から下流側にかけて顕著に見られ
ることによる。すなわち、排気筒構造全長をＬ₁、排気
筒流路断面積の拡大部に相当する排気筒長をＬ₂とする
と、式（数５)の関係が必要となる。そして、排気筒拡
大部開始位置から下流側が全て式（数３)を満たしてい
るとき、式（数５)の関係が成り立つ。

【００３８】Ｌ₁ ≦ Ｌ₂ × ２・・・（数５) 図２は、本発明の他の実施例で、排気筒構造部を複数の
筒部、例えば２つの筒部から構成したガス遮断器の軸方
向断面を示す。第１の排気筒構造部１ａの下流に第２排
気筒構造部１ｂを連結している。ここで、第１の排気筒
構造部１ａには電流引き出し用固定側導体９が接続さ
れ、電流通電の役目を兼ねる。従って第１の排気筒構造
部１ａは固定側導体９を構造的に支えているので強度も
必要である。また、固定側導体９を固定側支持部材６に
直接接続する方法をとれば、第１の排気筒構造部１ａ
は、電流通電の役目を兼ねなくてよく、強度的にもあま
り考慮する必要がない。

【００３９】しかし、第１の排気筒構造部１ａの下流に
連結された第２排気筒構造部１ｂは電極間から排気され
た高温ガスを冷却する空間を提供することが主目的であ
る。したがって、第１の排気筒構造部１ａとは異なる強
度、材質の部材で、例えば絶縁材であるＰＴＦＥ等を採
用できる。さらに、第２排気筒構造部１ｂは排気筒流路
断面積の拡大部を構成する。

【００４０】上述した（数３)より、流路断面積Ａを拡
大することで、ガス密度ρの低下となった結果、この位
置におけるガス圧力Ｐの低下が期待できる。すなわち、
排気筒流路断面積の拡大部をもつ排気筒構造部１では拡
大部を持たない構造より排気筒内の圧力が低下するた
め、結果として要求される強度も低く抑えられる。

【００４１】排気筒構造部１は、遮断部構成部品として
は比較的大型になりやすいため、このような製作上の合
理化は好ましい。したがって、図１に示す一体型の排気
筒構造部１より経済的な構成も可能となる。図２の例で
は製作上の合理化の結果、第１の排気筒構造部１ａは排
気筒流路断面積の拡大部をもたないが、第１の排気筒構
造部１ａの長さは最短にして、高い排気時間効率を確保
している。

【００４２】図３は、本発明の他の実施例で、図２のよ
うな複数筒部からなる排気筒構造部１において、第２の
排気筒構造部１ｂを絶縁物で構成したガス遮断器の軸方
向断面を示す。機器全体の大きさに対し排気筒構造部１
の占める割合は小さくないため、機器の小形化を進めて
いくと排気筒構造部１全体の長さを縮小することが望ま
れる。

【００４３】その結果、電流遮断時には、電極間から排
気筒構造部１内に排気されたガスが冷却するまでの間、
排気筒構造部１の最終部１７周囲のガスも常温時より高
温、低密度状態となることがある。一方、排気筒構造部
１の最終部１７と接地タンク１１等の接地電位部との距
離が比較的近接している場合、従来例のように金属製の
排気筒構造部１では、その最終部１７で電界強度の集中
（以下、電界集中と略す）が起こる。ここで、電界集中
部周囲のガス密度の低下は機器の絶縁性能低下に直結す
るため避けることが望ましい。

【００４４】図４は金属製の排気筒構造部１ａの最終部
１７付近における電界強度分布を示す等電位線、図５は
最終部１７付近の排気筒構造部１ｂを絶縁物で構成した
場合の電界強度分布を示す等電位線の解析結果例であ
る。ここで、排気筒長さ、排気筒径、接地タンク１1と
の距離関係は同一である。軸対称の解析例のため、中心
軸から上半分を示す。

【００４５】図４の金属製の排気筒構造部１ａで排気筒
の最終部１７を構成した場合では等電位線が排気筒最下
流部１７で密となり、いわゆる電界集中部となってい
る。一方、図５の絶縁物で排気筒の最終部１７付近を構
成した場合では、金属筒端部Ａおよび排気筒最下流部１
７共に、明らかに図４より電界強度の低下となってお
り、電界集中は抑制されている。

【００４６】絶縁性能はガス密度にも関係するが、排気
筒構造部１内での位置によるガス密度変化はアークの発
生している遮断部の電極間と比べて少ないため、図５の
構成による電界集中の抑制は絶縁性能の向上に効果が高
い。したがって、図３の実施例のように、排気筒構造部
１の最終部１７周囲を絶縁物で構成して電界集中を抑制
すれば、機器の小形化および絶縁性能確保の両面で効果
がある。また、電界集中抑制の効果は排気筒の長さ方向
のみではなく、径方向にもあてはまる。

【００４７】排気筒流路断面積の拡大部、特に最大とな
る領域を絶縁物で構成した場合、金属製排気筒に比べて
接地タンク１１との絶縁距離を縮小可能である。この場
合、排気筒構造部１の容積拡大による遮断性能向上効
果、もしくは接地タンク径１１の縮小効果等が期待でき
る。

【００４８】以上述べたように、排気筒流路断面積の拡
大部等に絶縁物排気筒を使用すれば、最大流路断面積Ｓ
₂を拡大することで、電極間の絶縁回復性能向上が期待
できる。また、金属製排気筒より排気筒容積を大きくで
きるので、その場合排気筒構造部１内の高温ガス冷却を
より促進する構造となり、結果として、機器の小形化が
達成される。

【００４９】なお、排気筒構造部１に使用する絶縁物の
排気筒構造部１ｂは、短時間であるが高温ガスにさらさ
れる場合が考えられるため、例えば、ノズル材としても
使用されるＰＴＦＥ等の樹脂が用いられる。また、排気
筒構造部１の最終部１７のように、排気筒構造部１内で
も比較的ガス温度の上昇が少ない部位には、エポキシ樹
脂等の使用も可能である。

【００５０】図６は、本発明の他の実施例で、３相の遮
断部を同一の接地タンク内に格納した３相一括タンク型
遮断器の軸方向断面を示す。ここでは３相遮断部のうち
２相分のみ示す。３相一括タンク型遮断器では、低電位
部である接地タンク１１等との対地絶縁性能確保に加え
他相との相間絶縁性能が非常に重要であるが、相間距離
の拡大は機器全体の大型化につながるため極力避けるこ
とが望ましい。

【００５１】図６の実施例では、排気筒構造部１の中心
軸を遮断部可動部の中心軸に対して傾斜させ、他相との
相間距離が大きく影響しない方向の排気筒径を拡大す
る。その結果、相間絶縁性能を確保したうえで排気時間
効率の向上が実現できる。ここで、図３の実施例と同
様、排気筒流路断面積の拡大部を絶縁物排気筒とすれ
ば、接地タンクとの絶縁距離を拡大することなく十分な
容積を有した排気筒構造部１を実現できる。

【００５２】以上のように、本発明では絶縁ノズル１４
から高温ガスを主に排気する側を固定側として説明した
が、例えば複数の図示しない操作機構により固定側を可
動した場合でも、本発明が適用でき、同等な効果を得る
ことができる。同様に、上記実施例で示したような絶縁
筒７を使用した支持方式以外の固定側支持方式において
も電極間から排気筒構造部に高温ガスを速やかに排気す
ることの重要性は不変であり、本発明が適用でき、同等
な効果を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、電流遮断時に電極間で
発生した高温ガスは、排気筒構造部に速やかに排気され
るため、電極間絶縁回復性能は向上する。同時に、排気
筒構造部内に拡散した高温ガスは、排気筒構造内の常温
ガスで十分に冷却された後、タンク内へ放出されること
となり、機器の対地、相間絶縁性能確保に効果がある。
また、排気筒構造部の拡大部を絶縁物で形成すれば、従
来の金属製排気筒構造部に見られる排気筒端部等におけ
る電界集中の問題を回避できるため、機器の小形化が達
成される。すなわち、小形かつ高性能なガス遮断器を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るガス遮断器の軸方向断
面図である。

【図２】本発明の他の実施例で、排気筒構造部を複数の
筒部から構成したガス遮断器の軸方向断面図である。

【図３】本発明の他の実施例で、排気筒構造部の一部を
絶縁物排気筒で構成したガス遮断器の軸方向断面図であ
る。

【図４】金属製排気筒の最下流部付近における等電位線
を示す図である

【図５】排気筒最下流部を絶縁物で構成した場合の最下
流部付近における等電位線を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例で、排気筒構造の中心軸を
遮断部可動部の中心軸に対して傾斜させた３相一括タン
ク型遮断器の軸方向断面図である。

【図７】従来の構造ガス遮断器の投入状態を示す軸方向
断面図である。

【図８】図７の構造ガス遮断器の開極状態を示す軸方向
断面の拡大図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ…排気筒構造部、２…固定主接触子、３
…可動主接触子、４…固定アーク接触子、５…可動アー
ク接触子、６…固定側支持部材、７…絶縁筒、８…連通
口、９…固定側導体、１０…可動側導体、１１…接地タ
ンク、１２…消弧性ガス、１３…パッファシリンダ、１
４…絶縁ノズル、１５…操作機構部、１６…固定ピスト
ン、１７…最終部、Ｓ₁…固定側支持部材と排気筒構造
部の接続部の排気筒流路断面積、Ｓ₂…排気筒構造の後
方に設けた最大となる排気筒流路断面積、Ｌ₁…排気筒
構造の全長、Ｌ₂…排気筒流路断面積の拡大部に相当す
る排気筒長

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白石勝彦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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスが充填されている接地タンクと、前記
接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアーク
を消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付ける
ノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通口
と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する排
気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部の最終部で前記
連通口と前記排気筒構造部との接続部における排気筒流
路断面積よりも拡大した排気筒流路断面積になるような
拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を前記排気筒構造
部全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に設ける
ことを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】請求項１において、前記拡大部は、前記排
気筒構造部の後に向かって一様に拡大されることを特徴
とするガス遮断器。
【請求項３】請求項１において、前記排気筒構造部の中
心軸は、前記ガス遮断器の可動部の中心軸に対して傾斜
していることを特徴とするガス遮断器。
【請求項４】請求項１において、前記排気筒構造部は、
少なくとも一つの排気筒で構成され、前記排気筒は、少
なくとも１種類の材料で形成されることを特徴とするガ
ス遮断器。
【請求項５】請求項１または請求項４において、前記排
気筒構造部のうち少なくとも最終部に配置する前記排気
筒は、絶縁物排気筒であることを特徴とするガス遮断
器。
【請求項６】請求項５において、前記絶縁物排気筒は、
ポリテトラフルオルエチレンを含む材料で形成されるこ
とを特徴とするガス遮断器。
【請求項７】ガスが充填されている接地タンクと、前記
接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアーク
を消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付ける
ノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通口
と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する排
気筒構造部を有するガス遮断器において、記連通口と前記排気筒構造部との接続部における排気筒
流路断面積を、前記排気筒構造部全領域にわたって後方
向に一様に拡大することを特徴とするガス遮断器。
【請求項８】ガスが充填されている接地タンクと、前記
接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアーク
を消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付ける
ノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通口
と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する排
気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒構造部は、少なくとも一つの排気筒で構成さ
れ、前記排気筒のうち少なくとも最終部に配置する排気
筒を絶縁物排気筒で構成することを特徴とするガス遮断
器。
【請求項９】請求項８において、前記絶縁物排気筒は、
ポリテトラフルオルエチレンを含む材料で形成されるこ
とを特徴とするガス遮断器。
【請求項１０】ガスが充填されている接地タンクと、前
記接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアー
クを消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付け
るノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通
口と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する
排気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部の最終部で前記
連通口と前記排気筒構造部との接続部における排気筒流
路断面積よりも拡大した排気筒流路断面積になるような
拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を前記排気筒構造
部全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に設け、
前記排気筒構造部の中心軸は前記ガス遮断機の可動部の
中心軸に対して傾斜していることを特徴とするガス遮断
器。
【請求項１１】ガスが充填されている接地タンクと、前
記接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアー
クを消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付け
るノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通
口と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する
排気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部の最終部で前記
連通口と前記排気筒構造部との接続部における排気筒流
路断面積よりも拡大した排気筒流路断面積になるような
拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を前記排気筒構造
部全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に設け、
少なくとも前記拡大部の最終部に配置する排気筒は、絶
縁物排気筒で構成することを特徴とするガス遮断器。
【請求項１２】ガスが充填されている接地タンクと、前
記接地タンク内に収納され、電流遮断時に発生するアー
クを消弧するために前記ガスをアーク接触子に吹き付け
るノズルと、前記吹き付けたガスを排気するための連通
口と、該連通口の後に設けられかつ前記ガスを排気する
排気筒構造部を有するガス遮断器において、前記排気筒構造部は、前記排気筒構造部の最終部で前記
連通口と前記排気筒構造部との接続部における排気筒流
路断面積よりも拡大した排気筒流路断面積になるような
拡大部を有し、前記拡大部の開始位置を前記排気筒構造
部全長の少なくとも１／２の長さの位置より前に設け、
かつ前記拡大部を前記排気筒構造部の最終部に向かって
一様に拡大させると共に前記排気筒構造部の中心軸を前
記ガス遮断機の可動部の中心軸に対して傾斜させ、少な
くとも前記拡大部の最終部に配置する排気筒は絶縁物排
気筒で構成し、前記絶縁物排気筒はポリテトラフルオル
エチレンを含む材料で形成されることを特徴とするガス
遮断器。