JPH1116453A - 回転アーク式ガス遮断器 - Google Patents

回転アーク式ガス遮断器

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JPH1116453A
JPH1116453A JP9180786A JP18078697A JPH1116453A JP H1116453 A JPH1116453 A JP H1116453A JP 9180786 A JP9180786 A JP 9180786A JP 18078697 A JP18078697 A JP 18078697A JP H1116453 A JPH1116453 A JP H1116453A
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JP
Japan
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arc
movable contact
chamber
circuit breaker
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP9180786A
Other languages
English (en)
Inventor
Saemitsu Hayashi
賛恵光 林
Chiaki Matsubara
千彰 松原
Tetsuya Yoshida
哲也 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動接触子が開離してもアークと磁界との直
交性を保ち、遮断性能を向上させる。 【解決手段】 絶縁物からなる主回路容器1と、主回路
容器1に取付けた固定側端子2と、主回路容器1内に、
消弧性のガスが封入された昇圧室13と放圧室14とを
有し、昇圧室13内の固定側端子2に固定接触子3を取
付け、昇圧室13と放圧室14にまたがって、固定接触
子3に接離可能で、かつ、昇圧室13と放圧室14とを
連通する中空円筒からなる可動接触子9を設け、固定接
触子3の外周に駆動コイル8を配置してなる回転アーク
式ガス遮断器において、可動接触子9の先端9bに、円
筒の軸中心方向へ向かうオリフィス状の突出部9cを形
成している。したがって、可動接触子が開離してもアー
クと磁界との直交性が低下することがないのでアークの
高速回転が保たれ、遮断性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転アーク式のガ
ス遮断器に関し、特に熱膨張吹き付け併用形の回転アー
ク式ガス遮断器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の熱膨張吹き付け併用形の回転アー
ク式ガス遮断器は、図4に示すように構成されている。
図において、1は内部にSF6ガス等の消弧性ガスが封
入してある絶縁物からなる主回路容器、2は前記主回路
容器に取付けた固定側端子、3は固定接触子であり、ば
ね4、5により軸中心方向に加圧されている。6は消弧
筒で、アーク15の足部となるアークランナ7、および
アーク15を駆動する駆動コイル8を装着・固定してい
る。9は中空円筒状の可動接触子であり、上下動して固
定接触子3と接触、開離することにより回路の開閉が行
われる。9aは前記可動接触子の中空部、10は前記可
動接触子9を摺動支持する隔壁で、摺動接触子11を設
けて、前記主回路容器1に取付けた可動側端子12と前
記可動接触子9とを電気的に接続している。なお、前記
主回路容器1は、前記隔壁10によって、内部空間を昇
圧室13と放圧室14の2つに分割するとともに、前記
可動接触子9の中空部9aによって前記昇圧室13と放
圧室14とを連通させている。以下、このような構成に
おけるガス遮断器の作用について説明する。投入状態に
ある可動接触子9が、図示しない機構部により下方へ付
勢されると固定接触子3から開離し、固定接触子3と可
動接触子9間にアーク15が発生する。さらに開離が進
み、可動接触子9がアークランナ7を通過すると、アー
ク15はアークランナ7に接触し、アークランナ7と固
定側端子2間に電気的に接続された駆動コイル8に電流
が流れて磁束φが発生し、フレミングの法則に従って、
アーク15と磁束φとの直交成分によって、アーク15
への駆動力を生じ、 この力によってアーク15は回転駆
動され、ガスに吹き付けられて冷却される。このとき、
アーク15は周囲のガスを熱するので昇圧室13のガス
圧を上昇させて放圧室14と圧力差を生じる。この圧力
差によって昇圧室13から可動接触子9の中空部9aを
通じて放圧室14へと放出されるガス流16を生じ、こ
のガス流16によってアーク15は冷却される。アーク
15はこれら回転駆動による冷却とガス流16の吹き付
けによる冷却とによって遮断される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス遮断器においては、つぎのような問題があった。す
なわち、大電流遮断時、アークランナ7→アーク15→
可動接触子9を通して流れる電流通路によって形成され
る電流ループ17がループを拡大しようとする電磁力F
によって、アーク15は軸中心方向へ押し込まれて、ア
ークランナ7側のアーク15の足が、アークランナの開
口部7aへ押し込まれてしまう。また、可動接触子9は
ガス流16の通路となるよう、中空円筒に形成されてい
るため、アーク15が電磁力Fによって軸中心方向へ押
し込まれても、可動接触子9側のアーク15の足は軸中
心方向へ移動することができない。このため、アーク1
5は一方の足がアークランナ開口部7aにあり、他方の
足は可動接触子先端9bにあって回転駆動されるので、
アーク15は可動接触子9が開離するに連れて垂直に近
づいていく。ここで、駆動コイル8による磁束φは、駆
動コイル8内部ではほぼ垂直となっている。このため、
図3に示すようにアーク15と磁束φとの直交率は、開
離初期には可動接触子9がアークランナ7と同じ高さに
あり、アーク15は水平になるため直交率は100%で
あるが、可動接触子9が開離するにつれて直交率は極端
に低下し、全開極位置では10%程度にまで低下してし
まう。従って、アーク15は回転駆動されなくなり、一
ヶ所に滞留してしまう。その結果、アーク15は冷却さ
れないうえに、可動接触子先端9bの耐弧メタル、例え
ば銅タングステンの銅の局所的な蒸発が激しく起こっ
て、アーク空間を多量の金属蒸気で汚染するとともに、
耐弧材である銅タングステンの継ぎ手である銅をなくし
たタングステンは容易に脱落してしまい、可動接触子先
端9bに突出部を形成して電界集中を生じる結果、絶縁
破壊を生じて遮断不能に至るという問題があった。そこ
で本発明は、ガス遮断器を大形化することなく、可動接
触子9の損傷が少なく、遮断性能に優れた回転アーク式
ガス遮断器を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、絶縁物からなる主回路容器と、前記主回
路容器に取付けた固定側端子と、前記主回路容器内に、
消弧性のガスが封入された昇圧室と放圧室とを有し、前
記昇圧室内の前記固定側端子に固定接触子を取付け、前
記昇圧室と放圧室にまたがって、前記固定接触子に接離
可能で、かつ、前記昇圧室と放圧室とを連通する中空円
筒からなる可動接触子を設け、前記固定接触子の外周に
アーク駆動コイルを配置してなる回転アーク式ガス遮断
器において、前記可動接触子の先端に、円筒の軸中心方
向へ向かうオリフィス状の突出部を形成するようにした
ものである。したがって、可動接触子が開離してもアー
クと磁界との直交性が低下することがないのでアークの
高速回転が保たれて、遮断性能に優れた回転アーク式ガ
ス遮断器を得ることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の実施例における回転アー
ク式ガス遮断器の開路状態を示す側断面図である。図2
は本発明の実施例における可動接触子先端付近の詳細を
示す説明図である。図4と同一の符号は同一または相当
する部材を示し、説明を省略する。図に示すように、本
発明の回転アーク式ガス遮断器は、前記可動接触子の先
端に、円筒の軸中心方向へ向かうオリフィス状の突出部
を形成している。また、前記突出部の軸中心方向の寸法
は、前記可動接触子の中空円筒部の厚み寸法の2倍以上
に設定している。以下、このような構成におけるガス遮
断器の作用について説明する。固定接触子3から可動接
触子9が開離することによって発生したアーク15は、
可動接触子9の開離にともなってアークランナ7へ移動
し、駆動コイル8に電流が流れて磁束φが発生する。こ
こで、可動接触子9は開離から全開極までの全期間にお
いて、駆動コイル8内部にあるように配置してあり、電
流は駆動コイル8→アークランナ7→アーク15→可動
接触子9を通して流れ、電流ループ17を形成するよう
になっている。アーク15は可動接触子9の開離にとも
なって、磁束φと平行に近づこうとするが、電流ループ
17にはループを拡大しようとする電磁力Fが働くの
で、この電磁力Fによってアーク15は中心方向へ押し
込まれて、一方の足がアークランナの開口部7aにあっ
ても、他方の足は可動接触子先端9bの外周部から突出
部9c上を軸中心方向へ移動することで、アーク15は
傾けられてアーク15aとなり、さらに弧状となりアー
ク15bとなる。ここで、可動接触子先端9bは可動接
触子中空部9aの厚み寸法の2倍以上となるよう、軸中
心方向へ伸ばしてオリフィス状の突出部9cを形成して
あるので、アーク15は可動接触子先端9bの外周部に
あったときよりも傾きが大きくなる。また、駆動コイル
8内部の磁束φはほぼ垂直になっているので、アーク1
5bは磁束φとほぼ直交し、図3に示すように、開離初
期から全開極までの全期間において、アーク15bと磁
束φとの直交率はほとんど低下することがなく、アーク
15bは高速での回転駆動が保持される。このとき、ア
ーク15bによって熱せられた昇圧室13のガスが、可
動接触子中空部9aを通して放圧室14へ放出されるガ
ス流16を生じるので、電流零点へ向けて電流が減少す
るのにつれて、アーク15bはガス流16によって突出
部9cから可動接触子中空部9aへと引き伸ばされなが
ら押し込まれて、アーク15cとなる。このため、アー
ク15cはアークランナ7側の足、可動接触子9側の足
ともに磁束φと直交し、アーク15cの足は高速で回転
させられる。この場合、アーク15cの可動接触子側の
足が、可動接触子先端9bの耐弧メタルを通り越して可
動接触子中空部9aの母材にまで行ってしまうことがあ
るが、電流が電流零点へ向けて減少しているうえに、ア
ーク15cの足は高速で回転させられているので、可動
接触子9の損傷は少ない。ここで、別の効果として、可
動接触子先端9b内部では、可動接触子先端9bのオリ
フィス形状によって、乱流16aが生じる。この乱流1
6aはガス流16よりも一桁高い流速となるので、アー
ク15cに対しての吹き付け効果が大幅に向上する。ア
ーク15cは、前述のように、磁束φとの直交性を維持
しているので一ヶ所に滞留することなく、常に高速で回
転させられて周囲のガスに吹き付けられて冷却されつ
つ、ガス流16および乱流16aによって冷却されるの
で、従来の回転アーク式ガス遮断器に比べて飛躍的に消
弧力が向上する。
【0006】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、つぎ
のような効果がある。 (1) アーク15は遮断までの間、電流ループ17による
電磁力Fによって磁束φとの直交性を保ち、常に高速で
回転させられており、アーク15の足は一ヶ所に滞留す
ることがない。このため、可動接触子先端9bの耐弧メ
タルからの金属蒸気の発生が抑えられて、アーク空間を
金属蒸気で汚染することが無くなるとともに、耐弧メタ
ルの耐弧材は継ぎ手である金属に保持されて脱落するこ
とがなくなり、可動接触子先端9bに突出部を形成する
ことがないので電界集中を生じることがなくなり、遮断
性能が向上する。 (2) 可動接触子先端9b内部では、乱流16aが生じ流
速が増すので、アーク15に対するガスの吹き付け効果
が増して、遮断性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるガス遮断器の開路状態
を示す側断面図である。
【図2】本発明の実施例における可動接触子先端付近の
詳細を示す説明図である。
【図3】本発明および従来のガス遮断器におけるアーク
と磁束との直交率−可動接触子開極距離の関係をしめす
グラフである。
【図4】従来のガス遮断器の開路状態を示す側断面図で
ある。
【符号の説明】
1 主回路容器 2 固定側端子 3 固定接触子 4 ばね 5 ばね 6 消弧筒 7 アークランナ 7a 開口部 8 駆動コイル 9 可動接触子 9a 可動接触子中空部 9b 可動接触子先端 9c 突出部 10 隔壁 11 摺動接触子 12 可動側端子 13 昇圧室 14 放圧室 15、15a、15b、15c アーク 16 ガス流 16a 乱流 17 電流ループ φ 磁束 F 電磁力

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁物からなる主回路容器と、前記主回
    路容器に取付けた固定側端子と、前記主回路容器内に、
    消弧性のガスが封入された昇圧室と放圧室とを有し、前
    記昇圧室内の前記固定側端子に固定接触子を取付け、前
    記昇圧室と放圧室にまたがって、前記固定接触子に接離
    可能で、かつ、前記昇圧室と放圧室とを連通する中空円
    筒からなる可動接触子を設け、前記固定接触子の外周に
    駆動コイルを配置してなる回転アーク式ガス遮断器にお
    いて、 前記可動接触子の先端に、円筒の軸中心方向へ向かうオ
    リフィス状の突出部を形成したことを特徴とする回転ア
    ーク式ガス遮断器。
  2. 【請求項2】 前記突出部の軸中心方向の寸法を、前記
    可動接触子の中空円筒部の厚み寸法の2倍以上としたこ
    とを特徴とする請求項1記載の回転アーク式ガス遮断
    器。
JP9180786A 1997-06-20 1997-06-20 回転アーク式ガス遮断器 Pending JPH1116453A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100371374B1 (ko) * 2001-03-08 2003-02-07 엘지산전 주식회사 회로차단기용 복합소호장치
CN110752114A (zh) * 2019-10-31 2020-02-04 河南领智电气有限公司 一种自能旋弧复合式六氟化硫灭弧室

Cited By (3)

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