JPS603824A - パツフア形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は圧油系を介して駆動される可動接触子と共動
してＳＦ６ガスなどの消弧性ガスを圧縮するバッファ装
置を有し、このバッファ装置によって固定接触子と可動
接触子との開離間隙にバッファ圧力が与えられるガス遮
断器に関するものであって、遮断可能なアーク時間の最
小値と最大値との間の時間幅すなわちいわゆるアーク時
間幅を広げるための可動部の駆動方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第１図に本発明の対象とするバッファ形ガス遮断器の構
造例を示す。図において１は遮断部を収容する接地金属
容器、２，３は遮断部への接続導体２ａ、３ａをそれぞ
れ接地金属容器に絶縁支持するブッシング、２ｂ、３ｂ
はそれぞれブッシング２，３の頂部に設けられた遮断器
の主端子、４は固定接触子５の支持台、６は遮断器の開
路位置において固定接触子５の先端の電界を緩和する静
電遮蔽リング、７はこの静電遮蔽リング６を支持台４か
ら支持する複数の棒状または壁面に複数の貫通孔を有す
る円筒状の金属製支持部材、８は固定接触子と同軸に設
けられ、直線状に進退してこれに接離する可動接触子、
９はこの可動接触子が取り付けられ遮断時に固定ピスト
ン１０との間で消弧性ガスを圧縮してバッファ圧力を発
生するバッファシリンダであって、このバッファシリン
ダ９と固定ピストン１０とによってバッファ装置１１が
形成される。１２は可動接触子８をとり囲むとともにバ
ッファ装置１１によって圧縮された消弧性ガスを固定接
触子５と可動接触子８との開離間隙に導く絶縁体であっ
て固定接触子５が出入りする開口１３が消弧ノズルを形
成している。９ａは通電筒、１４は絶縁操作棒であって
、後述の油圧駆動機構の駆動ロッド２３と結合される。

第２図に圧油系中に配され遮断器の可動部を開閉駆動す
る油圧駆動機構の従来の構造例を示す。

図において２１はピストン、２２はシリンダ、２３は遮
断器の可動部と結合された駆動ロッド、２４はシリンダ
２２の遮断方向側（図の下方）端面を形成するヘッドブ
ロック、２５は開閉駆動時に作動油が出入シする給排油
口、２６は逆止弁、２７は投入方向側（図の上方）端面
を形成するヘッドブロック、２８は油密パッキン、２９
は気密パッキンであって主として塵挨の侵入を防ぐもの
、３１は油圧源すなわち油圧アキュムレータに通じ、常
時油圧がかかっている油日、３２は上下のヘッドブロッ
ク２４．２７をシリンダ２２のそれぞれの端面に押圧す
る締結部材であってスタッド３３とナット３４とからな
る。図はピストン２１が遮断器の可動部の開路位置に相
当する位置にある場合を示すが、この位置から遮断器を
投入する際に社給排油口２５からこのピストン２１の背
後に作動油を送シ込み、ピストン２１に突設された緩衝
ピストン２１ａの端面Ｆと、逆止弁６を経由してピスト
ン２１のリング状受圧面Ｇとに圧力をかける。

一方図示されていない油圧アキュムレータからの圧力が
油口３１を介してピストン２１の前面にかかっているが
、この前面の受圧面積は背面側の受圧面積よりも小さい
からピストンは投入方向に駆動されながら速度をを増し
、そのストローク終端に近づくと、シリンダの投入方向
側（図の上方）に突設された緩衝ピストン２１ｂがヘッ
ドブロック２７に設けられた貫通孔２７ａに挿入され、
この貫通孔の内周面と緩衝ピストン２１ｂの外周面との
間く形成されたリング状細隙からこのピストン前面（図
の上方）の作動油が排出される際の抵抗力によって減速
され、滑らかに閉路位置に到達する。

つぎに投入位置からの遮断は、給排油口２５からシリン
ダ２１の背後にある作動油を排出することにより行なわ
れる。ピストン２１は開離ストロークの終端において緩
衝ピストン２１ａの外周面と駆動シリンダ２２の端面を
形成するヘッドブロックに設けられた貫通孔２５ａとの
間に形成されるリング状の細隙から駆動ピストン背後の
作動油が排出される際の抵抗力によって滑らかに開路位
置に到達する。

このときの遮断器の可動部の開離ストロークと時間との
関係を第３図の実線４０によって示す。図において時間
軸の原点は遮断器に引外し指令が与えられた時点であり
、ｔ１は遮断器の可動部が動き始めた時点である。遮断
器が第１図に示すようなバッファ形ガス遮断器の場合に
は、バッファ圧力は第４図に示すように可動部の始動時
点ｔ１において上昇しはじめ、可動部のストロークとと
もに実線４１のように変化する。第３図の右側に前記ス
トローク特性曲線４０と対応してこのバッファ形ガス遮
断器の遮断部における固足部と可動部との相対的な位置
関係を示す。第３図のストローク特性曲線上の点Ａは開
極位置を示し、点Ｂはバッファ圧力が第４図の曲線４１
のように変化するときの遮断可能な最小開離距離を与え
る位置を示す点である。

この点Ｂを越えて可動接触子のストロークがさらに進む
ときのバッファ圧力がある一定値△Ｐ１以上に維持され
ている限り、電流は零点を通るときに遮断され得るから
、最大アーク時間と最小アーク時間との差すなわちアー
ク時間幅は図のＴ１によって与えられる。この時間幅Ｔ
１は、遮断器が設置される電力系統の中性点が直接接地
されている場合には、少なくとも商用周波の半サイクル
、非接地の場合には詳細な説明は省略するが５／１２サ
イクルを必要とし、これより小さいとある相の電流の零
点が点Ｂの直前に生じたとき、直接接地の系統ではその
電流の次の零点が時間幅Ｔ１を越えた時点で生じ、また
非接地系統ではその電流に先行する相の電流の零点が時
間幅Ｔ１中に生じて遮断された後、残り２相の零点が時
間幅Ｔ１を越えた時点で生ずるので、これらの電流が遮
断されなくなる。

いま第１図に示される遮断器の定格遮断時間す々わち第
３図における原点からｔ３までの時間と所要アーク時間
幅（非接地系統の場合には商用周波の５／１２サイクル
）との和が５サイクル（商用周波の）の場合、この遮断
時間を短縮して定格遮断時間が３サイクルの遮断器を得
るものとする。このときには通常油圧駆動機構を含む圧
油系中の部品の仕様や構造を変更することにより引外し
指令の付与から遮断器が動き始めるまでの時間（第３図
。

第４図の０からｔ１までの時間）を短縮するとともに油
圧駆動機構を強化して遮断器の可動接触子の開離速度を
増大せしめ、ｔ１からｔ３までの時間を短縮する。この
増大された速度はｔ３すなわち電流の遮断が可能な最小
開離距離の時点を過ぎても継続されるので、バッファ圧
力の時間変化を表わす曲線は、第４図の曲線４１に比し
て立上がりの急峻なピーク値の高い、立下がりの部分が
左の方に寄せられた幅の挟い曲線とする。このようにピ
ーク値が高いと、一定の流出断面をもつ消弧ノズル（第
１図の１３）からのガス排出量が大となり、限られた容
積をもつバッファ室（第１図の１１ａ）内に残留するガ
ス量がすみやかに減少するため、一定圧力△Ｐ１以上の
圧力が保持される時間幅が短くなり、前記最小開離距離
の位置に対する電流零点の位置によって拡電流が遮断さ
れない場合を生ずる。従ってこの時間幅を広げる１つの
方法として消弧ノズルの流出断面を小さくすると、同じ
バッファ圧力におけるガス排出量は減少するが、アーク
に対する冷却力が小さくなるため電流遮断能力が低下し
、遮断され得る電流値が小さくなる。この能力を復活さ
せるためには消弧ノズルからのカス排出量を再び増大さ
せる必要があり、このためにはバッファ圧力を第４図の
△Ｐ１より大としなければならない。経験によれば消弧
ノズルの流出断面の縮小の程度によっては、アークによ
り消弧ノズルが閉塞されて有効なガス排出が不可能とな
り、電流の遮断ができなくなることがある。このことは
必要とするガス排出量を得るに要するバッファ圧力が異
常に高くなり、これに対してバッファ室の圧力がこの圧
力まで上昇しなかつたこと、すなわち前記時間幅が得ら
れなかったことを意味し、この方法は通常逆の効果をも
たらす。また消弧ノズルの流出断面を大とすれば、遮断
が可能となるバッファ圧力は第４図の△Ｐ１より小さく
なる傾向があるが、同時にアークの冷却に対して効果的
でない無駄なガス排出を伴うため、前記の時間幅を広げ
ることは結局困難となる。また前記時間幅を広げるのに
バッファ室１１ａの容積を大とすると、バッファシリン
ダ９の内径も大となるから、同一のバッファ圧力におけ
る可動部の駆動力も大なるを要し、駆動機構が大形とな
るという欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明はバッファ装置や駆動機構を大形化することな
く、可動接触子が遮断可能な最小開離距離を越えてその
開離距離を増して行くときの遮断可能な最大アーク時間
とこの最小開離距離までのアーク時間すなわち最小アー
ク時間との差、すなわちアーク時間幅を広けることを目
的とする。

〔発明の要点〕

この発明は圧油系を介して駆動される可動接触子と共動
して消弧性ガスを圧縮するバッファ装置を有し、このバ
ッファ装置によって固定接触子と可動接触子との開離間
隙にバッファ圧力が与えられるガス遮断器において、前
記開離間隙が遮断可能最小開離距離を越えたときの可動
接触子の動作と連動して所定期間絞り動作する絞りを前
記圧油系に備えることにより、可動接触子の前記最小開
離距離からの一定区間の開離速度を抑制し、この最小開
離距離の時点からのバッファ圧力の上昇を緩慢ならしめ
てガス排出量を減少させることにより、バッファ室に残
留するガス量をできるだけ長時間保有するとともに、所
定期間が過ぎた後は絞りが解除されて可動接触子が再び
加速され、バッファ圧力の降下過程におけるバッファ装
置の圧縮速度を大として圧力の降下を小さくすることに
よυ遮断に必要なバッファ圧力が維持されている時間を
長くしてアーク時間幅を広げようとするものである。

〔発明の実施例〕

第５図に本発明の一実施例を示す。ここで第３図、第４
図中の曲線４０．４１を、定格遮断時間を短縮するため
に開離速度を増大させた遮断器のそれぞれ開離ストロー
ク特性曲線とバッファ圧力特性曲線とであると読みかえ
る。

この実施例は圧油系中に配されて遮断器の可動部を開閉
駆動する油圧駆動機構を示すものであって、３５がこの
油圧駆動機構中にあって所定期間絞シ動作するように形
成されたピストンである。このピストンは遮断方向側に
突設された緩衝ピストン３５ａを有する。この緩衝ピス
トン３５ａには軸方向の中間に直径の小なる区間が設け
られ、両側の直径がそれぞれＤ１、Ｄ２の大径部が形成
されている。

図の左半分は遮断時に緩衝ピストン３５ａの先端がヘッ
ドブロック３６の貫通孔３６ａの入口に到達した状態を
示し、この位置が第３図のストローク曲線４０上の点Ｂ
に対応する。この位置において緩衝ピストン先端部の直
径Ｄ１と貫通孔３６ａの内径との間に絞りがリング状細
隙ｇ１として形成され、この絞りを経由して空間Ｑにあ
る作動油が排出される。

このとき空間Ｑの作動油を排出しようとする力が反力と
してピストン３５に作用し、このピストンと連結された
バッファ装置１１および可動接触子８の開離速度を抑制
する。この抑制作用は緩衝ピストンの大径部Ｄ１が貫通
孔３６ａから抜は出るまでの一定区間Ｌ３に相当した期
間継続する。このときの可動接触子の開離ストローク特
性は第３図の点線で示す曲線４２上の点Ｂと点Ｃとの間
の曲線のように推移する。ここで点Ｃは緩衝ピストンの
大径部Ｄ１が貫通孔３６ａから抜け出た位置に対応する
。このようにして開離速度を抑制することによりバッフ
ァ圧力は点Ｂを越えた開離方向のストロークとともにそ
の上昇速度が緩慢となり、第４図の点線４３のように変
化する。ここでｔ４は点Ｃに対応する時点である。この
時点においてもしも絞りを解除せず、開離速度の抑制を
つづけるならばバッファ圧力は急速に降下して△Ｐ１以
上の時間幅をさほど広けることができない。従って所定
期間の絞り動作を緩衝ピストン３５ａによって行なった
後はこの緩衝ピストンの軸方向の中間の小径部によって
絞り作用を解除し、バッファ装置１１と可動接触子８と
を再加速してバッファ室１１ａのガスを再圧縮すること
により前記時間幅をさらに広げる。この時間幅を最大限
に広げるためには、絞りの強さすなわち開離速度に対す
る抑制作用の強さと関連して絞りをかける期間が適切で
なければならない。この期間は第５図において細隙ｇ１
の大きさど絞り区間長Ｌ３との組合わせを種種変更しな
がら試験を繰り返すことによってきめられる。なお第３
図の曲線４２上の点りは開離ストローク終端における可
動部の機械的衝撃を緩和するために再度絞りがかけられ
る位置を示す。この絞りはこの実施例では第５図におけ
るリング状細隙ｇ２として形成され、また絞りの区間長
はＬ４によって与えられる。従って遮断器の可動部の速
度は開離ストローク中において２度にわたって抑制され
ることとなり、緩衝ピストン３５ａもこれに伴いこの実
施例では２重緩衝ピストンとして形成されている。第５
図の右半分にピストン３５が開路位置に到達した状態を
示す。

〔発明の効果〕

以上に説明したように開離間隙が遮断可能最小開離距離
を越えたときの可動接触子の動作と連動して所定期間絞
り動作する絞りを、可動接触子を開閉駆動する圧油系に
備えることにより、前記最小開離距離を越えたストロー
クの一定区間中の開離速度を抑制し、かつ所定期間経過
後は前記絞り動作を解除して可動接触子を再加速し、こ
れと共動するバッファ装置の圧縮速度を大とすることに
より所要バッファ圧力が維持される時間を長くしてアー
ク時間幅を広けるようにしたので、ほとんど経済的負担
の増加を伴うことなく目的が達せられるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象とするバッファ形ガス遮断器の一
例の縦断面図、第２図は圧油系中に配された従来の油圧
駆動機構の縦断面図、第３図社第１図に示されたバッフ
ァ形ガス遮断器の開離時のストローク特性曲線と、これ
に対応する可動部の位置とを示す図、第４図は第３図中
の各特性曲線に対応するバッファ圧力の時間変化を示す
図、第５図は本発明による油圧駆動機構の一実施例の縦
断面図である。 ２・・・シリンダ、５・・・固定接触子、８・・・可動
接触子、１１・・・バッファ装置、３５・・・ピストン
、Ｌ３・・・所定期間の絞り動作に対応した絞り動作区
間長、ｇ１・・・絞り、Ｔ１、Ｔ２・・・アーク時間幅
。 第２図 第３図 叶問

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧油系を介して駆動される可動接触子と共動して消
   弧性ガスを圧縮するバッファ装置を有し、このバッファ
   装置によりて固定接触子と可動接触子との間離間隙にバ
   ッファ圧力が与えられるガス遮断器において、前記開離
   間隙が遮断可能最小開離距離を越えたときの可動接触子
   の動作と連動して所定期間絞シ動作する絞りを前記圧油
   系に備え、アーク時間幅を広げたことを特徴とするバッ
   ファ形ガス遮断器。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記絞
   りが、前記可動接触子と連結されピストンとシリンダと
   よりなる油圧駆動機構の該ピストンとシリンダとの間に
   形成された細隙として設けられたことを特徴とするバッ
   ファ形ガス遮断器。