JPS61163527A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電力系統の変電所或いは、開閉所に用いられ
るガス遮断器に関するもので、特に、可動電極の開離時
に中空の固定電極の電界緩和を図ったガス遮断器に係る
ものである。

〔発明の技術的背景〕

近年、電力需要の増大に伴い発電所は容量増加の一途を
たどっている。しかも、電力の大量消費地である都市部
における発電所の建設数の為、送電線路は長距離化し、
この送電効率の向上の為に高電圧化の傾向にある。この
様な送電系統の大容最高電圧化に伴い、変電所や開閉所
に用いられる遮断器に要求される遮断容量も増大の一途
をたどり、現在５５０ＫＶ系統では遮断器電流が６３Ｋ
Ａのものまで実用化されている。

この５５０ＫＶ−６３ＫＡ級の遮断器は、４点切で構成
されているが、遮断器の信頼性を向上させるためには遮
断点数を少なくし、部品数を少なくすることが重要であ
る。このためには、１遮断点当たりの遮断容量を向上さ
せ、例えば、５５０ＫＶ−６３ＫＡを２点切或いは１点
切化することが必要である。

このような遮断−の向上を達成する為に、従来、１６８
ＫＶ以上の送電電圧系統に用いられてきたものは、パン
７７式ガス遮断器である。これは、遮断器の構造が簡単
な上に、絶縁及び消弧ガスとして使用するＳＦｓガスの
優れた性能によるものである。また、変電所の機器全体
をＳＦｓガスで絶縁する密封型ガス絶縁開閉所において
は、用いる絶縁ガスが遮断器と他の機器とで同一のもの
を用いていることから、他の機器との絶縁協調が可能で
あり、機器の配置の点からも効率が良いので、特に良く
使用される。

第４図に従来から用いられているバッファ式ガス遮断器
の構造を示した。即ち、ガスタンク１内に固定電極２と
可動電極３とが対向して設けられ、これら固定電極２と
可動電極３の外側を被覆する様に絶縁１１４が設けられ
ている。固定電極２と可動電極３には、それぞれ導体５
．６が接続され、更に可動電極３にはその駆動機構７が
連結されている。

この様なバッファ式ガス遮断器の澗弧空の詳細は第５図
の如きもので、固定電極２は、中心の固定アーク電極８
と、その外側に設けられた円筒状の固定通電接触子９を
備え、中空に構成されている。一方、可動電極３は、ガ
スタンク１に対して支持絶縁筒１０を介して取付けられ
ており、ガスタンク１側に固定されたバッフ１ピストン
１１と、このバッファピストン１１の外側を前記駆動機
構７に駆動されて摺動するバッファシリンダ１２と、こ
のバッファシリンダ１２と前記駆動機構７とを連結する
為に、バッフ１ピストン１１の内部に挿入された操作ロ
ッド１３とを備えている。更に、前記バッファシリンダ
１２の先端部には、固定アーク電極８に接触するアーク
フィンガー１４と、それを取り囲む絶縁ノズル１５とが
設けられている。

この様に構成された従来のガス遮断器においては、操作
ロッド１３が駆動機構７によって往復運動すると、可動
電極３はこれと対向する固定電極２との間で開閉動作を
行ない電流を遮断する。

ここで第５図は、遮断動作中の状態を示しており、この
状態になると、固定アーク電極８とアークフィンガー１
４との間にアーク１６が発生する。

しかし、遮断動作によりバッファシリンダ１２が左右方
向へ移動し、バッファシリンダ１２とバッファピストン
１１によって形成されるバッフ？至１７内で消弧性ガス
が圧縮されると、この消弧性ガス流が絶縁ノズル１５に
より制御されてアーク１６に吹付けられこれを消弧する
。

〔背景技術の問題点〕

ところで、上記の様な高電圧遮断器においては、遮断器
の遮断点数を減少させようとすると、進み小電流遮断の
様に電流遮断後の過渡回復電圧が非常に高くなり、遮断
器の１点当たりの極間に加わる電界強度が大きくなる。

そのため、非常に高過渡回復電圧に対して、再発弧およ
び再点弧を起こす危険が高くなるという欠点があった。

さらに、直流分を含んだ電流等を遮断すると、極間に熱
ガスが残留し、遮断不能を起こす恐れがあるため、一般
に固定電極２は中空に構成され、アーク発生初期より熱
ガスを早めに排出する工夫がされている。しかし乍、固
定電極２が中空であると固定アーク電極８、即ち固定電
極２の先端部は中実電極先端に比べ尖った状態となるた
め、電界強度が数１０％も高くなり、進み小電流遮断の
様な回復電圧の高い場合には遮断不能となる相反する現
象が生じるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の如き従来の遮断器の欠点を解消する為
になされたもので、その目的は、開離初期の熱ガスを中
空電極を通して早めに抜くとともに、開極動作後半には
固定電極が中実電極に変わる様にし、開極途中の電界強
度を緩和することによって再発弧および再点弧を防止し
た信頼性の高いガス遮断器を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明のガス遮断器は、中
空状固定電極の内側を摺動する中実の電極を設け、投入
状態から開極途中まで固定電極の中空部をガスが流れる
様にし、開極途中より中実電極が可動側の操作ロッドに
接続されたリンクにより操作ロッドと同方向に動作し、
中空電極の中空部を閉塞して構成し、固定電極の先端の
電界を緩和し、進み小電流遮断後の様に高い回復電圧が
加わった場合でも遮断可能にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図を参照して具体的に説明
する。なお、第１図では第４図および第５図の従来の遮
断器と同一部材については、同一の符号を付し説明は省
略する。

本実施例において、固定電極２にはその中心軸に中空状
の固定アーク電極８が配設され、その外側には固定通電
接触子２０が支持物２１を介して同軸円筒状に配設され
ている。前記中空状の固定アーク電極８の側面には複数
個の排気孔２２を設けている。さらに固定アーク電極８
の内側に、内側を摺動する中実状のアーク電極２３を設
ける。

この中実状のアーク電極２３は、可動側に臨んだ一端が
閉塞され、反可動側の他端が開口し、その内部の穴には
穴の長さのほぼ２／３の長さを有するコイルバネ２４が
上記開口部より内挿されている。そして、このバネ２４
は上記穴に摺動可能に設けられた操作棒２６の一端部に
当接され、その他端部はビン２７によりリンク２５に連
結されている。

リンク２５は、支点２５ａを支点としてほぼ１：１に分
割している。リンク２５の他端は、ビン２つにより絶縁
棒２８の一端と連結され、絶縁棒２８の他端は、可動部
の操作ロッド１３に連結したリンク３０に連結されてい
る。リンク３０は、支点３０ａを持ち、この支点３０ａ
に対してほぼ１：１に分割し、その両端はビンは３１と
３２で絶縁棒２８および操作ロッド１３に連結している
。

前記中実状のアーク電極２３は、第２図に示す様に開極
途中で停止するストッパー３３を有する。

投入途中でも中実状アーク電極２３を可動側方向と反対
方向に引張る操作棒２６をストッパ３３で引かけて動作
させる。

次に上記の如く構成された本実施例の動作について説明
する。即ち、第１図（ａ）に示した様な投入状態では、
開極指令が出された後、図示されていない図右側に有る
操作機構が駆動され、操作ロッド１３が図右側の方へ動
く。それと同時に操作ロッド１３とビン３２で連結し、
支点３０ａを有するリンク３０が支点３０ａ回りを反時
計回りに回動し、リンク３０とビン３１で連結した絶縁
棒２８が固在方向へ並進する。絶縁棒２８はリンク２５
とビン２９で連結しているので、リンク２５は支点２５
ａ回りを反時計回りに回動し、操作棒２６が固在方向へ
並進する。操作棒２６は、バネ２４を右方向へ押すため
バネ力によりアーク電極２３が右方向へ動く。この場合
、アーク電極２３はバネ２４に押されるため、バネ２４
が蓄勢されるまで動作しない。

ここで、バネ２４はそのバネ特性が適宜に選定されてお
り、これにより操作ロッド１３が動いて中空状の固定ア
ーク電極８がノズルスロート部１５ａを通過するまで′
の時間内では、アーク電極２３が動作しない時間となる
様になっている。つまり、第１図（ａ）から第１図（ｂ
）に至る間において、中空状の固定アーク電極８とアー
クフィンガー１４との間で発生するアーク１６に対して
消弧性ガスが吹付けられ熱ガスとなった後、中空状の固
定アーク電極８の排気孔２２を介して排出される。

その後、バネ２４が蓄勢されることによりアーク電極２
３は動作し、中空状の固定アーク電極８の先端とほぼ同
一面で停止する。第１図（ｂ）（Ｃ）にこの様子を示す
。

以上述べた本実施例によれば以下の如くの作用効果を奉
する。

即ち、第１図（ｂ）に示した様に電極間が開離した後、
これにより発生したアークによって熱せられた熱ガスは
、従来と同様可動側へ排出させると同時に中空状の固定
アーク電極８の中空部を通し、排出孔２２より排出させ
る。そのため、従来のものに比べ熱ガスの排出時間は大
幅に短縮される。そして中空状の固定アーク電極８がノ
ズルスロート１５ａを通過した後、熱ガスはノズルスロ
ート１５ａを通して下流側へ流出するため、中空状の固
定アーク電極８の中空部は不必要となる。

さらに、固定アーク電極８の部分が中空状になっている
と中空状の固定アーク電極８の先端の電界強度が中実の
場合に比べ強くなってくるが、本実施例では、バネ２４
で押されたアーク電極２３が押し出され、第１図（Ｃ）
の様に中空状の固定アーク電極８の先端とほぼ同一面上
となるので、電界強度はマーク電極が中実の場合とほぼ
同等となる。この様子を第３図にストローク特性及び絶
縁回復特性として示す。実線が本実施例の電極による進
み小電流遮断後の絶縁回復特性を示し、破線が従来の中
実電極による進み小電流遮断後の絶縁回復特性を示し、
一点鎖線は中空電極の場合の進み小電流遮断後の絶縁回
復特性を示す。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ガス遮断器の開極初
期に発生した熱ガスを中空状固定アーク電極を通して排
出し、大電流を遮断した後の絶縁回復特性を良くすると
同時に開極後、しばらくたって、ノズルスロート部が固
定アーク電極を抜は出た後、固定アーク電極の中空部を
ここを摺動する中実の電極で塞ぐことにより、進み小電
流遮断後の回復特性を改良することが可能となり、そし
て、一点当たりの遮断能力を向上した結果、遮断器全体
として遮断点数が少なくなるため、従来の多点切遮断器
に比べ部品点数が少なく小型化を達成した信頼性の高い
ガス遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス遮断器の一実施例を示し第１図（
ａ）は投入状態を示す要部拡大断面図、第１図（ｂ）は
第１図（ａ）の開離直後を示す要部拡大断面図、第１図
（Ｃ）は開離後後半の状態を示す要部拡大断面図、第２
図は第１図におけるアーク電極の要部拡大断面図、第３
図は同実施例を用いた進み小電流遮断時の絶縁回復特性
図、第４図は従来のバッファ式ガス遮断器の断面図、第
５図は第４図のガス遮断器の要部拡大断面図である。 １・・・ガスタンク、２・・・固定電極、３・・・可動
電極、４・・・絶縁筒、５．６・・・導体、７・・・駆
動機構、８・・・中空状の固定アーク電極、９・・・固
定通電接触子、１０・・・支持絶縁筒、１１・・・バッ
ファピストン、１２・・・バッファシリンダ、１３・・
・操作ロッド、１４・・・アークフィンガー、１５・・
・絶縁ノズル、１５ａ・・・ノズルスロート、１６・・
・アーク、１７・・・バッフ１室、２０・・・固定通電
接触子、２１・・・支持物、２２・・・排気孔、２３・
・・中実状のアーク電極、２４・・・バネ、２５．３０
・・・リンク、　２５ａ。 ３０ａ・・・支点、２６・・・操作棒、２７．２９．３
１゜３２・・・ビン、２８・・・絶縁棒。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 羽 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）消弧性ガスを密封した容器内に固定電極とこの固
   定電極に対して接離自在に配設された可動電極とを配置
   すると共に該可動電極を遮断器軸方向に移動させる為の
   操作ロッド及びこれと連結される駆動機構を設けてなる
   ガス遮断器において、上記固定電極は排気孔を有する中
   空状電極とその中空部を軸方向へ摺動可能な中実電極と
   から構成され且つ該中実電極は、この中実電極を駆動す
   る操作棒と、この操作棒に連結された第１のリンクと、
   この第１のリンクに連結された絶縁棒と、この絶縁棒及
   び上記操作ロッドに連結された第２のリンクにより上記
   可動電極に運動して駆動することを特徴とするガス遮断
   器。
2. （２）第１、第２のリンクは、夫々中心部の支点で支持
   されると共にその両側１：１となるように分割してなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）記載のガス遮
   断器。
3. （３）中実電極は、その可動側の反対側に穴が形成され
   、その内部にコイルバネが設けられ、このバネを軸方向
   に駆動する内部を摺動可能な操作棒が設けられ、上記穴
   の開口部に上記操作棒の可動側への動きを制限するスト
   ッパが設けられてなることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のガス遮断器。