JPS61188825A - パツフア式ガス遮断器 - Google Patents
パツフア式ガス遮断器Info
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- JPS61188825A JPS61188825A JP60026286A JP2628685A JPS61188825A JP S61188825 A JPS61188825 A JP S61188825A JP 60026286 A JP60026286 A JP 60026286A JP 2628685 A JP2628685 A JP 2628685A JP S61188825 A JPS61188825 A JP S61188825A
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- JP
- Japan
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- nozzle
- throat
- buffer
- fixed contact
- type gas
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- Pending
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
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- H—ELECTRICITY
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- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
- H01H33/703—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle having special gas flow directing elements, e.g. grooves, extensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7069—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by special dielectric or insulating properties or by special electric or magnetic field control properties
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- Circuit Breakers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、バッファ式ガス遮断器の遮断部構造に係わる
もので、特にノズル構造を改良した高電圧大容量のバッ
ファ式ガス遮断器に関するものである。
もので、特にノズル構造を改良した高電圧大容量のバッ
ファ式ガス遮断器に関するものである。
バッフ７式ガス遮断器の高電圧大容量化を図る上で絶縁
ノズルの形状諸元が大きく影響を及ぼす。
ノズルの形状諸元が大きく影響を及ぼす。
特に大電流を遮断するバッファ式ガス遮断器の絶縁ノズ
ルにおいては、電極間アークによって発生するホットガ
スの排出を効果的に行う心安があることから絶縁ノズル
の末広角度を大きく設計しなければならなくなる。
ルにおいては、電極間アークによって発生するホットガ
スの排出を効果的に行う心安があることから絶縁ノズル
の末広角度を大きく設計しなければならなくなる。
通常のバッファ式ガス遮断器の遮断部縦断面図を第４図
に示しており、本発明者等の実験によると、バッファー
室５を形成するバッファシリンダ４の端面にノズル押え
７によって固定する絶縁ノズル１の末広角度を６０’程
度まで大きくした、角度Ａの絶縁ノズル１は比較的低い
電圧で大電流遮断に適し、末広角度を小さくしていって
２０’程度まで狭角度Ｂにした絶縁ノズルにおいては、
遮断電流は広角変人の絶縁ノズルより小さくなるうしか
し、高い電圧に耐える構造となることが確認されている
。
に示しており、本発明者等の実験によると、バッファー
室５を形成するバッファシリンダ４の端面にノズル押え
７によって固定する絶縁ノズル１の末広角度を６０’程
度まで大きくした、角度Ａの絶縁ノズル１は比較的低い
電圧で大電流遮断に適し、末広角度を小さくしていって
２０’程度まで狭角度Ｂにした絶縁ノズルにおいては、
遮断電流は広角変人の絶縁ノズルより小さくなるうしか
し、高い電圧に耐える構造となることが確認されている
。
末広角度の大きい絶縁ノズルが、高い電圧に適さない理
由の一つは、固定接触子２と可動接触子３の開離に伴な
い矢印のようにフローガイド６を経て流れる圧力ガスが
絶縁ノズルの下流側で、急激な圧力低下が発生するため
であることが、解析ならびに実験結果で明らかになって
いる。特に、遮断性能上苛酷で顕著に差が出て来るのは
、進み電流遮断の条件においてである。
由の一つは、固定接触子２と可動接触子３の開離に伴な
い矢印のようにフローガイド６を経て流れる圧力ガスが
絶縁ノズルの下流側で、急激な圧力低下が発生するため
であることが、解析ならびに実験結果で明らかになって
いる。特に、遮断性能上苛酷で顕著に差が出て来るのは
、進み電流遮断の条件においてである。
これは、よく知られているように、電極間距離がまだ十
分大でない０．５サイクル付近で通常の２倍の回復電圧
が印加されるためであるが、頂度この時点は第４図の例
で示すように固定接触子２は絶縁ノズル１のスロートの
出口か、幾分下流側に位［イしているため、固定子２の
先端付近の外周部と絶Ａノズル１の末広部の始まり部分
で、最小断面の環状通路を形成している。このような部
分で、気流の方向の圧力を調べると、大きな末広角度Ａ
の絶縁ノズルの場合、圧力が急激に低下していくのが解
る。このため、電界強度の高い固定接触子２の先端周辺
の圧力低下が引金となって、極間のブレークダンを発生
してしまうのである。末広角度Ａ、Ｈについて遮断動作
中の極間長に対する絶縁耐力を第５図に示し九ものであ
る。末広角の広い人形式の絶縁ノズルで、絶縁耐力が一
部下がつ゛ ている部分が、重度ノズルスロートの出口
のところに固定接触子２の先端が位置したときに一致し
ている。
分大でない０．５サイクル付近で通常の２倍の回復電圧
が印加されるためであるが、頂度この時点は第４図の例
で示すように固定接触子２は絶縁ノズル１のスロートの
出口か、幾分下流側に位［イしているため、固定子２の
先端付近の外周部と絶Ａノズル１の末広部の始まり部分
で、最小断面の環状通路を形成している。このような部
分で、気流の方向の圧力を調べると、大きな末広角度Ａ
の絶縁ノズルの場合、圧力が急激に低下していくのが解
る。このため、電界強度の高い固定接触子２の先端周辺
の圧力低下が引金となって、極間のブレークダンを発生
してしまうのである。末広角度Ａ、Ｈについて遮断動作
中の極間長に対する絶縁耐力を第５図に示し九ものであ
る。末広角の広い人形式の絶縁ノズルで、絶縁耐力が一
部下がつ゛ ている部分が、重度ノズルスロートの出口
のところに固定接触子２の先端が位置したときに一致し
ている。
このような原因で生ずるブレークダウンを避るには、最
小環状通路後方での圧力降下をできるだけ小さくすれば
よい。一つの方策としては、ノズルスロート径を大きく
して、最小環状通路方向へのガス流の膨張を相対的に緩
やかにすることが考えられる。しかし、この場合には、
ノズルスロートと固定接触子間にできるギャップのため
、遮断初期に流出するガス量が無駄になり、吹付圧力の
上流側そのものも低下するうえ、固定接触子２から絶縁
ノズル１のスロートが抜けたあとも、大きいスロートか
ら流出するガス量が増大するため、有限なバッファ室５
より供給される高圧ガスが時間的に短時間になってしま
い、大電流遮断に悪影響があった。
小環状通路後方での圧力降下をできるだけ小さくすれば
よい。一つの方策としては、ノズルスロート径を大きく
して、最小環状通路方向へのガス流の膨張を相対的に緩
やかにすることが考えられる。しかし、この場合には、
ノズルスロートと固定接触子間にできるギャップのため
、遮断初期に流出するガス量が無駄になり、吹付圧力の
上流側そのものも低下するうえ、固定接触子２から絶縁
ノズル１のスロートが抜けたあとも、大きいスロートか
ら流出するガス量が増大するため、有限なバッファ室５
より供給される高圧ガスが時間的に短時間になってしま
い、大電流遮断に悪影響があった。
絶縁ノズルの末広部に環状凹凸を設ける構造としては、
第６図（特開昭４８−２４２６０号参照）に示すものや
第７図（実開昭５４−４２９７９号参照）などがある。
第６図（特開昭４８−２４２６０号参照）に示すものや
第７図（実開昭５４−４２９７９号参照）などがある。
しかし、この第６図のものでは、絶縁ノズル１のノズル
スロート部に半径方向の排気孔２０を設けたものにおい
て、大電流性能改善のためにさらにノズル末広部の下流
側にガス流の方向に徐々に小さくなる環状溝２１を設け
るものであり、また、第７図のものも大電流対策として
いるもので、絶縁ノズル１のノズルスロート部の下流側
に島状の複数の突起２２を設けて気流の乱れを生じさせ
アークを乱流によって冷却消弧するようにしたものであ
る。
スロート部に半径方向の排気孔２０を設けたものにおい
て、大電流性能改善のためにさらにノズル末広部の下流
側にガス流の方向に徐々に小さくなる環状溝２１を設け
るものであり、また、第７図のものも大電流対策として
いるもので、絶縁ノズル１のノズルスロート部の下流側
に島状の複数の突起２２を設けて気流の乱れを生じさせ
アークを乱流によって冷却消弧するようにしたものであ
る。
このため、突起２２を島状にしているものであり、完全
な軸対称になっていないし、逆にそうすることによって
気流の乱れを大きくしている。上述した２つの例には、
凹凸部による固定子先端周辺の圧力低下現象や、その防
止による絶縁耐力の向上に関する認識や、進み電流遮断
性能についての検討が全くなされてないものである。
な軸対称になっていないし、逆にそうすることによって
気流の乱れを大きくしている。上述した２つの例には、
凹凸部による固定子先端周辺の圧力低下現象や、その防
止による絶縁耐力の向上に関する認識や、進み電流遮断
性能についての検討が全くなされてないものである。
本発明の目的は、大電流遮断に適した広い末広角度を有
するノズルに対しても開極途上において固定接触子の先
端付近の吹付ガス圧力が急激に変化しない構造とし、極
間過渡絶縁耐力か極間距離の増加と共に一様に増大する
ような高電圧大容量のパックア式ガス遮断器を提供する
ことである。
するノズルに対しても開極途上において固定接触子の先
端付近の吹付ガス圧力が急激に変化しない構造とし、極
間過渡絶縁耐力か極間距離の増加と共に一様に増大する
ような高電圧大容量のパックア式ガス遮断器を提供する
ことである。
本発明では、ガスが構造物に衝突するように流れると、
衝突した部分のガス圧力が高まるが、−ガス流を妨げる
ような突出物の後方、すなわち下流側では膨張波や渦が
生じて圧力低下が起るのを活用するため、絶縁ノズルの
ノズルスロートの下流側末広部分に多段の軸対称の凹凸
部を設ける際、個々の凸部頂点と下流側端部を結ぶ線が
遮断部中心軸と平行な線に対してなす角度を、下流側の
凸部に至るほど小さくすることを特徴としておシ、これ
によって固定接触子先端部付近の圧力を、極間開離行程
の全域にわたって一様に高く分布させることか可能とな
るようにしている。
衝突した部分のガス圧力が高まるが、−ガス流を妨げる
ような突出物の後方、すなわち下流側では膨張波や渦が
生じて圧力低下が起るのを活用するため、絶縁ノズルの
ノズルスロートの下流側末広部分に多段の軸対称の凹凸
部を設ける際、個々の凸部頂点と下流側端部を結ぶ線が
遮断部中心軸と平行な線に対してなす角度を、下流側の
凸部に至るほど小さくすることを特徴としておシ、これ
によって固定接触子先端部付近の圧力を、極間開離行程
の全域にわたって一様に高く分布させることか可能とな
るようにしている。
以下、本発明の一実施例を第１〜３図により説明する。
絶縁ノズル１は、ノズルスロート部Ｓの下流側に複数の
凹凸部８，９，１０，１１．１２を有している。固定接
触子２とこれに固定接離する可動接触子３が対向してお
シ、可動接触子３の外周付近をとりまくようにスローガ
イド６が設けられている。バッファシリンダ４は図示し
ない操作装置に連結されている。そして図示しない固定
ピストンとの間でバッファー室５の圧力生成部を形成し
ている。絶縁ノズル１は従来と同様に固定用の部材、す
なわちノズル押え７によって、バッファシリンダ４の端
面に固着されている。可動接触子３とスローガイド６は
、バッファシリンダ４の中心部に押付られていて、絶縁
ノズル１とフローガイド６で形成される流路にバッファ
室５′である圧力生成部からのガス流を導びくようにバ
ッファシリンダ４には矢印で示す給気路がある。
凹凸部８，９，１０，１１．１２を有している。固定接
触子２とこれに固定接離する可動接触子３が対向してお
シ、可動接触子３の外周付近をとりまくようにスローガ
イド６が設けられている。バッファシリンダ４は図示し
ない操作装置に連結されている。そして図示しない固定
ピストンとの間でバッファー室５の圧力生成部を形成し
ている。絶縁ノズル１は従来と同様に固定用の部材、す
なわちノズル押え７によって、バッファシリンダ４の端
面に固着されている。可動接触子３とスローガイド６は
、バッファシリンダ４の中心部に押付られていて、絶縁
ノズル１とフローガイド６で形成される流路にバッファ
室５′である圧力生成部からのガス流を導びくようにバ
ッファシリンダ４には矢印で示す給気路がある。
このように構成された本発明の構造における遮断動作の
一部を第１，２図にて詳しく述べる。
一部を第１，２図にて詳しく述べる。
遮断指令を受けると、図示しない操作装置が駆動して、
バッファシリンダ４が図の左方向に動く。
バッファシリンダ４が図の左方向に動く。
それによって、バッファー室５の消弧ガスを圧縮し、圧
力上昇させながら、固定接触子２と可動接触子３の開極
動作が行なわれる。固定接触子２の先端近傍からノズル
スロート部Ｓが抜は出るまでの行程では、バッファ室５
内の圧縮ガスの大部分は可動子３の中心部穴を経由して
バッファシリンダ４の中心部へ向うガス流路を通って流
れている。
力上昇させながら、固定接触子２と可動接触子３の開極
動作が行なわれる。固定接触子２の先端近傍からノズル
スロート部Ｓが抜は出るまでの行程では、バッファ室５
内の圧縮ガスの大部分は可動子３の中心部穴を経由して
バッファシリンダ４の中心部へ向うガス流路を通って流
れている。
さらに遮断行程が進むと、第１図に示すような関係位置
になり、絶縁ノズル１のスロート部Ｓを経由し、固定子
２の方向へ吹付るガス流も形成されるようになる。
になり、絶縁ノズル１のスロート部Ｓを経由し、固定子
２の方向へ吹付るガス流も形成されるようになる。
このときノズル末広部に設けた第１の凹凸部８゜９部分
は固定接触子２の先端部に位置していて、凹部８から凸
部９に至る先細り状の壁に衝突して、中心方向、すなわ
ち固定接触子２の先端付近へ向うガス流が形成されて、
電界の挑いこの部分の圧力を高める。さらに遮断行程が
進むと第２図のようになり、ノズル末広部に設けた第２
の凹凸部１０．１１が、固定接触子２の先端付近に来る
結果、固定接触子２が第１の凹凸部に位置したときと同
じように、この凹凸部においても、固定接触子２の先端
付近へ向うガス流を形成することができ、この部分の圧
力を高めることが出来る。従って、このような凹凸部８
，９，１０．１１をノズルの末広部のほぼ全長に亘って
設けることによって、固定接触子２の先端付近の圧力を
高く保つことが可能であり、極間過渡絶縁耐力を向上す
ることができるのである。
は固定接触子２の先端部に位置していて、凹部８から凸
部９に至る先細り状の壁に衝突して、中心方向、すなわ
ち固定接触子２の先端付近へ向うガス流が形成されて、
電界の挑いこの部分の圧力を高める。さらに遮断行程が
進むと第２図のようになり、ノズル末広部に設けた第２
の凹凸部１０．１１が、固定接触子２の先端付近に来る
結果、固定接触子２が第１の凹凸部に位置したときと同
じように、この凹凸部においても、固定接触子２の先端
付近へ向うガス流を形成することができ、この部分の圧
力を高めることが出来る。従って、このような凹凸部８
，９，１０．１１をノズルの末広部のほぼ全長に亘って
設けることによって、固定接触子２の先端付近の圧力を
高く保つことが可能であり、極間過渡絶縁耐力を向上す
ることができるのである。
しかし、この溝の深さや角度についてよく吟味する必要
があり、とくに渦の発生には注意を要する。第３図に凹
凸部の詳細を示す。
があり、とくに渦の発生には注意を要する。第３図に凹
凸部の詳細を示す。
絶縁ノズル１の末広部分が固定接触子２の先端近傍を通
るときの状況（相対位置を示すため固定接触子２を変位
して示す）として図示する。
るときの状況（相対位置を示すため固定接触子２を変位
して示す）として図示する。
本発明の特徴とする点は、絶縁ノズル１のスロート部Ｓ
の下流側端部と各変流体凸部頂点とを結ぶ線が軸に平行
な線に対して成す角を、下流側に位置する凸部に対する
ものほど小さくしていく形状としたことにある。すなわ
ち、凹凸部を２段設けた第３図の例において説明すると
スロートＳ側に近い凸部９に対する広が）角Ｐよシもそ
の下流側に位置する凸部１１に対する広がり角Ｑを同等
かあるいは小さく設定することである。
の下流側端部と各変流体凸部頂点とを結ぶ線が軸に平行
な線に対して成す角を、下流側に位置する凸部に対する
ものほど小さくしていく形状としたことにある。すなわ
ち、凹凸部を２段設けた第３図の例において説明すると
スロートＳ側に近い凸部９に対する広が）角Ｐよシもそ
の下流側に位置する凸部１１に対する広がり角Ｑを同等
かあるいは小さく設定することである。
各凹凸変位体の凸部から凹部に至る壁が軸線に対する角
度θｌのるいは、凹部から凸部に至る壁が軸線に対して
成す角度θ２については、凹凸部での好しくない渦の発
生に関係するため、詳しい解析によって求める必要があ
る。
度θｌのるいは、凹部から凸部に至る壁が軸線に対して
成す角度θ２については、凹凸部での好しくない渦の発
生に関係するため、詳しい解析によって求める必要があ
る。
本発明の如くバッファ式ガス遮断器を構成すれば、凹凸
変位体が、絶縁ノズル１のスロート下流側末広部に多段
に設けであるため、良好な遮断特性を有する高電圧大容
量のガス遮断器を提供できる。
変位体が、絶縁ノズル１のスロート下流側末広部に多段
に設けであるため、良好な遮断特性を有する高電圧大容
量のガス遮断器を提供できる。
本発明によれば、電界強度の高い固定子先端付近をノズ
ル末広部分が通過するとき、一連の凹凸のガス流変位体
によって固定子先端部側へ効果的にガスの流れを方向転
換で°きて、前記固定子先端付近のガス圧力を高く保つ
ことができるので、遮断動作中の過渡絶縁回復を一様に
高めることが可能で、高電圧大容量のバッファ式ガス遮
断器を、少ない遮断部ユニット数で、経済的Ｋｍ作する
ことができる効果がある。
ル末広部分が通過するとき、一連の凹凸のガス流変位体
によって固定子先端部側へ効果的にガスの流れを方向転
換で°きて、前記固定子先端付近のガス圧力を高く保つ
ことができるので、遮断動作中の過渡絶縁回復を一様に
高めることが可能で、高電圧大容量のバッファ式ガス遮
断器を、少ない遮断部ユニット数で、経済的Ｋｍ作する
ことができる効果がある。
第１図及び第２図は本発明の一実施例であるバッファ式
ガス遮断器の要部を示す遮断動作説明図、第３図は本発
明のバッファ式ガス遮断器に用いる絶縁ノズルの安部拡
大図、第４図は従来のバッファ式ガス遮断器の遮断状況
の説明図、第５図は第４図の遮断行程中の極間長に対す
る絶縁耐力を示す特性図、第６図及び第７図はそれぞれ
従来のバッファ式ガス遮断器の他の例を示す概略図であ
る。 １・・・絶縁ノズル、２・・・固定接触子、３・・・可
動接触子、４・・・バッファシリンダ、５・・・バッフ
ァ室、６・・・フローガイド、８，９，１０，１１．１
２・・・凹凸部。
ガス遮断器の要部を示す遮断動作説明図、第３図は本発
明のバッファ式ガス遮断器に用いる絶縁ノズルの安部拡
大図、第４図は従来のバッファ式ガス遮断器の遮断状況
の説明図、第５図は第４図の遮断行程中の極間長に対す
る絶縁耐力を示す特性図、第６図及び第７図はそれぞれ
従来のバッファ式ガス遮断器の他の例を示す概略図であ
る。 １・・・絶縁ノズル、２・・・固定接触子、３・・・可
動接触子、４・・・バッファシリンダ、５・・・バッフ
ァ室、６・・・フローガイド、８，９，１０，１１．１
２・・・凹凸部。
Claims (1)
- １、接離可能な少くとも１対の固定および可動接触子と
、遮断動作と共に消弧性ガスを圧縮するピストンとシリ
ンダーから成るバッファ室と、圧縮された消弧ガスを、
前記可動および固定両接触子の開離に伴なつて発生する
極間アークに吹付る絶縁ノズルと、前記絶縁ノズルのス
ロート部より下流側末広部分に、多段の軸対称の凹凸部
を備えたものにおいて、前記凹凸部は各個々の凸部頂点
とスロートの下流側端部とを結ぶ線が遮断部中心軸と平
行な線に対してなす角度を、下流側の凸部に至るほど小
さくなるようにしたことを特徴とするバッファ式ガス遮
断器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026286A JPS61188825A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | パツフア式ガス遮断器 |
| EP86101748A EP0191465B1 (en) | 1985-02-15 | 1986-02-12 | A puffer type gas blast circuit breaker |
| DE8686101748T DE3671567D1 (de) | 1985-02-15 | 1986-02-12 | Autopneumatischer druckgasschalter. |
| KR1019860001025A KR900002953B1 (ko) | 1985-02-15 | 1986-02-14 | 파퍼식(puffer type)가스 블라스트차단기 |
| CN86100918A CN86100918B (zh) | 1985-02-15 | 1986-02-15 | 一种压气式气体吹流断电器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026286A JPS61188825A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | パツフア式ガス遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188825A true JPS61188825A (ja) | 1986-08-22 |
Family
ID=12189051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60026286A Pending JPS61188825A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | パツフア式ガス遮断器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0191465B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61188825A (ja) |
| KR (1) | KR900002953B1 (ja) |
| CN (1) | CN86100918B (ja) |
| DE (1) | DE3671567D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403965B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-10-30 | 한국전기연구원 | 가스 차단기의 차단부 구조체 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274205A (en) * | 1990-08-03 | 1993-12-28 | Hitachi, Ltd. | Gas blast, puffer type circuit breaker with improved nozzle |
| JPH0495322A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-27 | Hitachi Ltd | ガス遮断器 |
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