JPH0963430A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉動作の際の可動接触子と通電接触子との
接触による摩擦を低減し、接触子の損耗量の低減、操作
力の低減を可能とすると共に、容易に製造加工できる開
閉器を提供する。 【解決手段】 固定側通電接触子２と可動側通電接触子
３とを対向配置し、円筒状の可動接触子１を可動側通電
接触子３内に軸方向に直線移動可能に設ける。可動接触
子１は、固定側通電接触子２側を小径に形成し、可動側
通電接触子３側を外周に緩やかな傾斜により段差が設け
られ、大径に形成されている。固定側通電接触子２は、
可動接触子１の小径部に適合するような幅に配置されて
いる。可動側通電接触子３は、可動接触子１の大径部に
適合するような幅に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧又は大電流
の電力系統の発電所・変電所などに用いられる開閉器に
係り、特に、電路開閉の時に移動する可動接触子に改良
を施した開閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴って発電所の
増設が進められているが、我が国の地理的環境と都市近
郊での用地取得の困難性という制約から、電力消費地か
ら遠距離の地点に規模の大きな発電所を設置することが
ほとんどであり、電力系統は高電圧・大電流化してい
る。特に最近では、１０００ｋＶ級の超高圧送電が計画
されており、これに対応した電気設備の開発が急務とな
っている。

【０００３】このような背景において、変電所内の開閉
器では開閉サージの発生が問題となると考えられ、その
抑制が改良課題となっている。従来から、高電圧・大電
流の電力系統に対応した開閉器としては、図５、図６に
示すようなものが提案されていた。すなわち、固定側通
電接触子２と可動側通電接触子３が対向配置され、円筒
状の可動接触子１０が可動側通電接触子３内を軸方向に
直線移動可能に設けられている。この可動接触子１０は
開閉動作中は常に可動側通電接触子３に接している。

【０００４】以上のような開閉器の開閉動作は以下の通
りである。すなわち、可動接触子１０がその移動により
固定側通電接触子２と接することにより、通電経路が形
成される。そして、可動接触子１０が軸方向に直線移動
し、固定側通電接触子２から開離することにより電路が
開かれる。この開路動作の際、固定側通電接触子２は初
期の段階で可動接触子１０との接触を失うが、可動側通
電接触子３は開路動作の終了（図中Ａに示す距離）まで
可動接触子１０と摺動しながら接触を保ち続ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電力系統の
高電圧・大電流化が進むにつれ、可動接触子１０と固定
側及び可動側通電接触子２，３との接触抵抗が大きい
と、系統における電力損失につながる。このため、いか
に接触抵抗を低減するかが問題となる。しかし、開閉動
作の際の可動接触子１０と固定側及び可動側通電接触子
２，３との摺動は、可動接触子１０・両通電接触子２，
３の損耗を引き起こし、接触抵抗増大の原因となる。特
に、上記のような構成の開閉器においては、開路動作の
際、可動側通電接触子３は開路動作の終了まで可動接触
子１０と摺動しながら接触を保ち続ける。このため、開
離速度の向上が図りにくく、極間の絶縁回復も遅れがち
となる。

【０００６】また、各接触子の摺動部分には、通電を良
好にするために銀メッキなどが施されているが、移動動
作による摩耗あるいはカジリなどによる面荒れを生じや
すいため、動作頻度が多い場合には異常発熱や焼き付け
を生じやすい。

【０００７】これに対処するため、他の従来技術とし
て、実公昭５５−４８５２０、実公昭５６−１１６８９
のようなものが提案されている。これらの従来技術は、
可動接触子の両端すなわち可動側通電接触子及び固定側
通電接触子との接触部分を大径としたものである。そし
て、このような構成とすることにより、実公昭５５−４
８５２０の従来技術においては、開極時において、可動
側通電接触子の可動接触子に対するバネによる付勢力が
低減され、実公昭５６−１１６８９の従来技術において
は、開極時において、固定側通電接触子及び可動側通電
接触子の双方が可動接触子と非接触となる。しかし、か
かる構成の場合には、可動接触子を形成する際に、両端
に大径を設けなければならず、加工上の工数がかかると
いう問題があった。

【０００８】さらに、電力系統の高電圧・大電流化が進
むにつれ、絶縁媒体としてＳＦ6 ガスを用いたガス絶縁
開閉装置を採用する場合が多くなってきたが、このよう
なガス絶縁開閉装置においては、摺動によって可動接触
子と固定側及び可動側通電接触子とが摩耗し異物が発生
すると、絶縁能力の低下を招く。しかし、上記のように
可動接触子と可動側通電接触子との接触距離が長いと異
物の発生も多くなる。特に、高電圧・大電流化に対応さ
せるためには、通電接触子１個あたりの通電容量にも限
界があるために通電接触子の数を増やす必要がある。こ
のように通電接触子の数を増やすと、発生する異物の量
はますます増大することとなる。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その主たる目
的は、開閉動作の際の可動接触子と通電接触子との接触
による摩擦を低減し、接触子の損耗量の低減、操作力の
低減を可能とすると共に、容易に製造加工できる開閉器
を提供することである。

【００１０】本発明の他の目的は、ガス絶縁開閉装置と
して構成された場合、、異物の発生を抑制し、絶縁能力
の低下を防止できる開閉器を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、同軸上に対向配置された一
対の通電接触子と、前記一対の通電接触子に接離して電
路を開閉可能となるように、一方の通電接触子側に軸方
向に直線移動可能に設けられた略円筒状の可動接触子と
を備えた開閉器において、開路時における前記可動接触
子が、前記一対の通電接触子の双方から開離するよう
に、前記可動接触子の径は、前記可動接触子が設けられ
た通電接触子側が大径であり、他方の通電接触子側が小
径であることを特徴とする。

【００１２】以上のような請求項１記載の発明では、通
電時においては、可動接触子の小径側が一方の通電接触
子に接し、大径側が他方の通電接触子に接している。開
路動作時において、可動接触子が移動してその小径側が
一方の通電接触子から開離すると、これとほぼ同時に、
他方の通電接触子に対応する可動接触子はその大径部よ
りも小径な箇所に移動する。従って、可動接触子は他方
の通電接触子からも開離し、可動接触子と両通電接触子
とは直ちに接触を失う。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記一対の通電接
触子は、絶縁性媒体を満たした密閉容器内に設けられ、
前記可動接触子は、その内部に絶縁性媒体の圧縮室を有
するパッファシリンダであり、電路の開閉時に前記一対
の通電接触子間に生じる電流アークに対して、絶縁性媒
体を強制的に吹き付け消弧可能となるように、前記パッ
ファシリンダの移動に応じて前記圧縮室内の絶縁媒体を
圧縮するパッファピストンを備えたことを特徴とする。

【００１４】以上のような請求項２記載の発明では、通
電時においては、パッファシリンダの小径側が一方の通
電接触子に接し、大径側が他方の通電接触子に接してい
る。開路動作時において、パッファシリンダが移動して
その小径側が一方の通電接触子から開離すると、これと
ほぼ同時に、他方の通電接触子に対応するパッファシリ
ンダはその大径部よりも小径な箇所に移動する。従っ
て、パッファシリンダは他方の通電接触子からも開離
し、パッファシリンダと両通電接触子とは直ちに接触を
失う。このとき、パッファシリンダの圧縮室内における
絶縁性媒体は、パッファピストンにより圧縮され、通電
接触子間に発生するアークに吹き付けられる。従って、
開閉器を高電圧・大電流送電に適用させた場合であって
も、発生するアークを十分消弧可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に従っ
て以下に説明する。なお、図５、図６に示した従来技術
における構成部材に対応する部材は同一の符号を付し
て、説明を省略する。

【００１６】（１）第１の実施の形態…図１、図２ 請求項１記載の発明に対応する一つの実施の形態を、第
１の実施の形態として図１、図２に従って説明する。

【００１７】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、円筒状の可動接触子１は、固定側通電
接触子２側が小径に形成され、可動側通電接触子３側は
外周に緩やかな傾斜により段差が設けられ、大径に形成
されている。固定側通電接触子２は、可動接触子１の小
径部に適合するような幅に配置されている。可動側通電
接触子３は、可動接触子１の大径部に適合のような幅に
配置されている。なお、図中Ｂは、可動側通電接触子３
と可動接触子１との接触距離を示す。

【００１８】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、閉路状態
にあるときには、固定側通電接触子２に可動接触子１の
小径部が接し、可動側通電接触子３に可動接触子１の大
径部が接することにより、通電経路が形成されている。
このような閉路状態から開路動作を開始すると、可動接
触子１が固定側通電接触子２及び可動側通電接触子３に
対して摺動しながら軸方向（図中右方向）に直線移動す
る。すると、固定側通電接触子２から可動接触子１が開
離するのとほぼ同時に、可動側通電接触子３に対応する
可動接触子１は大径部と小径部との段差に従って大径部
から小径部に移動するので、可動側通電接触子３から可
動接触子１が開離する。このように、開極動作開始後、
固定及び可動側通電接触子２，３から可動接触子１が開
離するまでの可動接触子１と可動側通電接触子３との摺
動距離はＢとなる。そして、以後、可動接触子１は開路
方向に移動を続けても可動側通電接触子３に接すること
はない。

【００１９】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、可動接触子１が可動側
通電接触子３と接しているのは開路動作初期のみであ
り、その摺動距離は図中Ｂに示す程度であるので、従来
の可動接触子１と比べると、摺動距離は１／５程度に抑
えられる。従って、可動接触子１、固定側及び可動側通
電接触子２，３などの部品にかかる負担が軽減され摩耗
が低減されるため、オーバーホールの回数も減らすこと
ができる。

【００２０】また、可動接触子１と可動側通電接触子３
との摺動距離が短いため、開閉動作の際、可動接触子１
の駆動に要する力を低減することができる。そして、摺
動部分には潤滑剤でグリスアップをする必要があるが、
上記のように摺動距離が短いと、潤滑剤の消耗を低減す
ることができ、グリスアップの頻度を少なくできる。

【００２１】さらに、可動接触子１の加工形状は、実公
昭５５−４８５２０、実公昭５６−１１６８９の従来技
術に比べて段加工の数が少ないため、その分加工しやす
く加工費低減の効果がある。

【００２２】（２）第２の実施の形態…図３、図４ 請求項２記載の発明に対応する一つの実施の形態を、第
２の実施の形態として図３、図４に従って説明する。

【００２３】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、固定側通電接触子２側には、固定アー
ク電極６が可動側通電接触子３側に突出して形成されて
いる。可動接触子としての機能を有するパッファシリン
ダ４には、共に軸方向に移動可能なアーク接触子７が設
けられている。アーク接触子７の先端は、パッファシリ
ンダ４の移動によって固定アーク電極６に接離可能に設
けられている。

【００２４】パッファシリンダ４の外径は、第１の実施
の形態の可動接触子１と同様に、固定側通電接触子２側
が小径に形成され、可動側通電接触子３側は外周に緩や
かな傾斜が設けられ、大径に形成されている。パッファ
シリンダ４の内部には絶縁性ガスを収容可能な圧縮室９
が形成されている。パッファシリンダ４の可動側通電接
触子３側においては、パッファシリンダ４の移動により
圧縮室９における絶縁性ガスを圧縮するパッファピスト
ン５が設けられている。そして、パッファシリンダ４に
おけるアーク接触子７の先端に対応する部分には、圧縮
室９からの絶縁性ガスを吹き付けてアークを消弧可能と
するノズル８が形成されている。なお、図中Ｂは、可動
側通電接触子３と可動接触子１との接触距離を示す。

【００２５】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、閉路状態
にある場合には、固定側通電接触子２はパッファシリン
ダ４の小径部が接し、可動側通電接触子３にパッファシ
リンダ４の大径部が接触することにより、通電経路が形
成されている。このような閉路状態から開路動作を開始
すると、パッファシリンダ４が固定側通電接触子２及び
可動側通電接触子３に対して摺動しながら軸方向に直線
移動する。すると、固定側通電接触子２からパッファシ
リンダ４が開離するのとほぼ同時に、可動側通電接触子
３に対応するパッファシリンダ４は大径部と小径部との
段差に従って大径部から小径部に移動するので、可動側
通電接触子３からパッファシリンダ４が開離する。

【００２６】このように、開極動作開始後、固定及び可
動側通電接触子２，３からパッファシリンダ４が開離す
るまでのパッファシリンダ４と可動側通電接触子３との
摺動距離はＢとなる。そして、以後、パッファシリンダ
４は開路方向に移動を続けても可動側通電接触子３に接
することはないが、電流はまだ接触の残っているアーク
接触子７へ転流され、やがてアーク接触子７も開離して
アークを発生する。この時、パッファピストン５によっ
て圧縮室９内で圧縮された絶縁性ガスは、ノズル８によ
りアーク接触子７の先端に案内され、強制的にアーク電
流に吹き付けられることにより消弧され、最終的な電流
遮断に至る。

【００２７】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、パッファシリンダ４が
可動側通電接触子３と接しているのは開路動作初期のみ
であり、その摺動距離は図中Ｂに示す程度であるので、
従来のパッファシリンダに比べると、可動側の主通電接
触子との摺動距離は１／５程度に抑えることができる。

【００２８】従って、パッファシリンダ４、固定側及び
可動側通電接触子２，３などの部品にかかる負担が軽減
され摩耗が低減されるため、オーバーホールの回数も減
らすことができる。また、開閉動作の際、パッファシリ
ンダ４の駆動に要する力を低減することができ、潤滑剤
による摺動部分のグリスアップの頻度も少なくできる。
そして、パッファシリンダ４の加工形状は、段加工の数
が少ないため加工しやすく加工費低減の効果がある。

【００２９】さらに、本実施の形態はガス絶縁開閉装置
であるが、パッファシリンダ４、固定側及び可動側通電
接触子２，３の摺動距離が短いため、摺動部分の摩耗に
よる異物の発生量が低減される。従って、高電圧・大電
流送電系統において、通電接触子の数を増やしても、異
物の量の増大による絶縁能力の低下を防止でき、優れた
開閉能力を発揮することができる。

【００３０】（３）他の実施の形態 本発明は以上のような他の実施の形態に対応するもので
はなく、各部材の材質等は適宜変更可能である。たとえ
ば、導電性部材における他部材との接触部分は、対摩耗
性の導電性材料で形成する必要があるが、非接触部分は
アルミ材等の軟質、軽量な金属材料を使用することによ
り、装置の軽量化を図ることが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可動接触子の一端を大径、他端を小径とすることによ
り、開閉動作の際の可動接触子と通電接触子との接触に
よる摩擦を低減し、接触子の損耗量の低減、操作力の低
減を可能とすると共に、容易に製造加工可能な開閉器を
提供することができる。

【００３２】また、本発明によれば、ガス絶縁開閉装置
として構成された場合に、パッファシリンダの一端を大
径部、他端を小径部とすることにより、異物の発生を抑
制し、絶縁能力の低下を防止可能な開閉器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である開閉器におけ
る閉路状態を示す径方向断面図である。

【図２】図１の開閉器の開路状態を示す径方向断面図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施の形態である開閉器におけ
る閉路状態を示す径方向断面図である。

【図４】図３の開閉器の開路状態を示す径方向断面図で
ある。

【図５】従来の開閉器の一例の閉路状態を示す径方向断
面図である。

【図６】図５の開閉器の開路状態を示す径方向断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１０…可動接触子 ２…固定側通電接触子 ３…可動側通電接触子 ４…パッファシリンダ ５…パッファピストン ６…固定アーク電極 ７…アーク接触子 ８…ノズル ９…圧縮室 Ａ…従来技術での摺動距離 Ｂ…本発明での摺動距離

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に対向配置された一対の通電接触
   子と、前記一対の通電接触子に接離して電路を開閉可能
   となるように、一方の通電接触子側に軸方向に直線移動
   可能に設けられた略円筒状の可動接触子とを備えた開閉
   器において、 開路時における前記可動接触子が、前記一対の通電接触
   子の双方から開離するように、前記可動接触子の径は、
   前記可動接触子が設けられた一方の通電接触子側が大径
   であり、他方の通電接触子側が小径であることを特徴と
   する開閉器。
2. 【請求項２】 前記一対の通電接触子は、絶縁性媒体を
   満たした密閉容器内に設けられ、 前記可動接触子は、その内部に絶縁性媒体の圧縮室を有
   するパッファシリンダであり、 電路の開閉時に前記一対の通電接触子間に生じる電流ア
   ークに対して、絶縁性媒体を強制的に吹き付け消弧可能
   となるように、前記パッファシリンダの移動に応じて前
   記圧縮室内の絶縁媒体を圧縮するパッファピストンを備
   えたことを特徴とする請求項１記載の開閉器。