JPS6224517A - ガスしや断器 - 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】 し発明の技術分野］ 本発明は、電力系統の変電所或いは、開閉所に用いられ
るガスじゃＩｆｉ器に関するもので、特に、対向配置し
た第１、第２可動電極を絶縁ロッドで連結し、第２可動
電極を第１可動電極の移動方向に対して反対方向に駆動
するガスしゃ断器において、絶縁ロッドの沿面をアーク
の熱に対して保護することにより絶縁信頼性を高めたガ
スしゃ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
辿っている。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難の為、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
な送電系統の大容量高電圧化に伴い、変電所や開閉所に
用いられるしゃ断器に要求されるしｐ断容量も増大の一
途を辿り、現在５５０ＫＶ系統ではしゃ断器電流が６３
ＫＡのものまで実用化されている。

こ（７）５５０ＫＶ−６３ＫＡ級（７）　Ｌ／　＊　ｔ
ｌＥ　Ｒハ、４点切で構成されているが、しゃ断器の信
頼性を向上させる為には、しゃ断点数を少なくし、部品
数を少なくすることが重要である。この為には、１しゃ
断点当たりのしゃ断容邑を向上させ、例えば、５５０Ｋ
Ｖ−６３ＫＡを２点切或いは１点切化することが必要で
ある。

この様なしゃ新組の向上を達成する為に、従来１６８Ｋ
Ｖ以上の送電電圧系統に用いられてきたものは、アーク
にガスを吹付は消弧するいわゆるバッファ式ガスしゃ断
器である。これは、しゃ断器の構造が簡単な上に、封入
されたＳＦ６ガスにより優れた絶縁・消弧性能を有する
ものである。また、変電所の機器全体をＳＦ６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
スがしゃ断器と他のｌｌ！！ｌＩ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５図及び第６図に従来から用いられているバッファ式
ガスしゃ断器の構造を示す。まず第５図において、ガス
タンク１内に固定電極２と可動型　　　゛極３とが対向
して設けられ、これら固定電極２と可動ｒｉ極３の外側
を決意する様に絶縁筒４が設けられている。固定電極２
と可動電極３には、夫々導体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。なお
、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いる。

次にこの様なバッファ式ガスしゃ断器の消弧室２の詳細
を説明する。第６図において、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側に固定されたバッファピスト
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パッファシリンダ１２ど
、このパッファシリンダ１２と前記駆動機構７とを連結
する為に、バッファピストン１１の内部に挿入された操
作ロッドとを備えている。更に、前記パッファシリンダ
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しゃ断器においては、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どの間で開閉動作を
行い電流をしゃ断する。

ここで第６図は、しゃ所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
１４との間にアーク１６が発生する。そして、しゃ断肋
作によりパッファシリンダ１２が左右方向へ移動し、パ
ッファシリンダ１２とバッファピストン１１によって形
成されるバッファ空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。

ところで、以上の様なバッファ形ガスしゃ断器において
消弧性能を向上させる為には、開極速度を早くする必要
があるが、上ｉ！ｌｉの構成にて開極速度を早くする為
には、駆１Ｉ７１機構の駆動力を大きくしなければなら
ず、機器全体が大型化し、コスト高になってしまう。こ
れに対し、駆動機構の駆動力を変えることなく、前記固
定電極２を可動電極３の移動方向と反対方向に移動させ
ることにより、相対的な開極速度を早くする方式のもの
が存在づる。

第７図は、可動電極３に対向配置した第２可動電極２３
を可動電極３の移動方向と反対方向に移動する方式のバ
ッファ形ガスしゃ断器を示している。なお、同図は、投
入状態を示している。

この図において、バッフ１シリンダ１２の外周には、パ
ッファシリンダ１２と一定の間隔を保持し、複数本の絶
縁ロッド２９が配設されている。

絶縁ロッド２９は、その操作機構側の端部にて操作ロッ
ド１３との間に設けられたリンク装置１８を介して、操
作ロッド１３と連結されている。リンク装置１８は、リ
ンク１８ａとこのリンク１８ａの両端に夫々回動自在に
連結された第１、第２の連結棒１８ｂ、１８ｃ及びリン
ク１８ａを支持するリンク支持部１８ｄより構成されて
いる。リンク１８ａは、所定のリンク比に設定されたリ
ンク支持部１８ｄの支点１８ｅを軸にして、リンク支持
部１８ｄに対して回動自在に支持されている。

また第１、第２の各連結棒１８ｂ、１８ｃは、夫々その
一端にて、操作ロッド１３と絶縁ロッド２９に回動自在
に連結されている。なお、リンク支持部１８ｄは、図示
していない容器に絶縁固定した絶縁筒１９に固定されて
いる。

一方、絶縁ロッド２９の操作機構と反対側の端部には、
これと同軸に通電円筒２０が取付けられており、この通
電円筒２０が、操作機構と反対側に支持固定した通電用
導体２１の通電部２１ａを摺動自在に動作する。この通
電円筒２０の操作機構部側軸線上には、第２可動アーク
電極２２が設けられ、可動電極３と開閉動作を行なう第
２可動電極２３を構成している。なお、第７図の投入状
態において、可ｒＢＪ電極３と第２可動アーク電極２２
とは接触状態にある。

以上の様な構成を有する従来のガスしゃ断器において、
まず、第７図の投入状態にて、図示しない操作機構を操
作すると、操作ロッド１３が所定の速度で操作機構方向
（図中右方向）に駆動され、その先端に固定された可動
電極３が右方向に移動し、第２可動電極２３との間でし
ゃ断動作が起こる。一方、この操作ロッド１３の動作に
伴って、操作ロッド１３に連結された第１連結棒１８ｂ
にも同方向へ力が加わり、その力が第１連結棒１８ｂと
連結しているリンク１８ａの一端を図中右方向へ移動す
る様に加わる。この場合、リンク１８ａの支点１８ｅを
固定している為、リンク１８ａ、の一端に加わる前記の
力は、リンク１８ａの支点１８ｅを軸として反時計方向
に回転させるモーメント力となり、リンク１８ａが同方
向に回動する。

すると、リンク１８ａの他端は、図中左方向に回動する
為、周部に連結している第２連結棒１８ｃが左方向へ移
動し、これに連結した絶縁ロッド２９も左方向へ移動す
る。従って、絶縁ロッド２つに固定した第２可動電極２
３が左方向へ移動して、可ＦＩｌｌ電極３から開離し、
第８図に示す様な開極状態に移行する。即ち、操作ロッ
ド１３の動作に従って、可動電極３及び第２可動電極２
３の両方が夫々しゃ断動作方向に移動するものである。

また、投入動作は、操作ロッド１３を上述の様なし１１
作と逆方向に駆動することで同様に行なわれる。即ち、
第８図のしゃ断完了状態において、操作ロッド１３を所
定の速度で左方向へ駆動すると、これに固定された可動
電極３が第２可動電極２３との接触方向である左方向へ
移動する一方、第１連結棒１８ｂを介してリンク１８ａ
が時計方向に回転する。これにより、第２連結棒１８Ｃ
が右方向に移動し、絶縁ロッド２９及び第２可動電極２
３が可動型Ｉｆｉ３との接触方向である右方向へ移動す
る。

［背景技術の問題点］ ところで、上記の様な高電圧しゃ断器において・しゃ断
器を開極した時に第２可動電穫２３を駆動する絶縁ロッ
ド２つの両端に電圧が印加され、絶縁ロッド沿面には、
高電界部分が生じる。特に電圧分担が悪いと、電圧印加
側の絶縁ロッド沿面には電界が集中する。その為、しゃ
断器のしゃ断点数を減少させようとすると、１しゃ断点
の極間に加わる電圧が高くなり、電界もより高電界とな
る。

この様に高電界となった場合、絶縁物の沿面方向電界が
、限界の破壊電界より高くなると絶縁破壊が生じる。第
９図（Ａ）（Ｂ）＋よ、絶縁ロッド断面及びその沿面に
おける電界強度分布を示しており、同図に示す様に、絶
縁ロッド沿面における高電圧側には、局部的に電界の強
い部分が生じている。その為、周部において絶縁破壊が
生じてしまい、長期間使用が要求されるガスしゃ断器の
使用寿命を著しく短縮してしまう欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は、上）ホの如き従来技術の欠点を解消する為に
なされたものであり、その目的は、しゃ断器の開極途中
或いは開極後において、極間に電圧が印加された場合、
絶縁ロッドの沿面における電界の局部的集中をなくし、
均一な電界強度となる様に構成することにより、沿面絶
縁破壊を防止して信頼性が高く長期間の使用に耐え（ワ
るガスしゃ断器を提供することである。

［発明の概要］ 本発明のガスし一１５断器は、第２可動電極を駆動する
絶縁ロッドを中空とし、その内部に円筒形のコンデンサ
を挿入したことを特徴とするものである。そして、この
様な構成を有することにより、絶縁ロッドの沿面電界を
均一にし、局部的な電界集中をなくすことができる為、
しゃ断器の開極途中或いは開極後に極間に加わる電圧に
よって、絶縁破壊が生じることはない。

［発明の実施例］ 以上説明した様な本発明の一実施例を第１図乃至第３図
を参照して具体的に説明する。なお、第７図及び第８図
に示した従来のガスしゃ断器と同一部材については同一
符号を付して説明する。

本実施例においては、第７図及び第８図に示したＩ或に
加えて、第３図に示す様に、絶縁ロッド２９の内側を中
空とし、その内側には複数個の円柱状のコンデンサ２４
を挿入する。また、絶縁ロッド２つの両端には、絶縁ロ
ッド２９の沿面電界を緩和する為の押え電極２５が設け
られ、更に、押え電極２５と両端部のコンデンサの電極
２４ａとの間には、中間電極２６が設けられており、こ
の中間電極２６を介し、押え電極２５によってコンデン
サ２４の両端部が押えられる様にされている。

更に、絶縁ロッド２９の両端部の内側にも、絶縁ロッド
２９の電界を緩和する為のシールド電極２７が設けられ
ている。更に、シールド電極２７と中間電極２６との間
には、強力なバネ２８が設けられており、このバネ２８
によって、中間電極７２６が押え付けられている。

以上の様な構成を有する本実施例の動作については、前
述した第７図及び第８図の従来例と全く同一である為、
説明を省略する。

また、本実施例の作用効果は、次の通りである。

即ち、第２図に示すしゃ断後、或いは開極途中において
、第２可動電漱２３側、或いは、可動電極３より雪イン
パルス電圧、開閉インパルス電圧、又は大電流しゃ断後
の過渡回復電圧等が印加された場合、従来例で説明した
様に、絶縁ロッド２つ内にコンデンサ２４が配設されて
いないとすると、局部的に電界集中を起こし、そこから
絶縁破壊が生じてしまう。

これに対し、本実施例における様に絶縁ロッド２つ内に
コンデンサ２４を挿入した構成においては、同様に雷イ
ンパルス電圧、開閉インパルス電圧、又は大電流しゃ断
後の過渡回復電圧等が印加された場合でも、コンデンサ
２４の働きにより、絶縁ロッド２９の沿面電界が均一化
される。例えば第４図（Ａ）（Ｂ）は、第２可動電極２
３側にインパルス電圧を印加した場合であり、絶縁０ツ
ド２９の沿面における電界は、第９図く△）（Ｂ）に示
した従来例に比べ、大幅に均一となっている。

従って、電界集中による絶縁破壊が生じることがなく、
信頼性の高いしゃ断器を提供できる。

更に、本実施例の様にバネを用いてコンデンサ２４を押
え付ける構成において、バネ２８がコンデンサ２４の電
極２４ａに直接触れている場合には、バネ２８を押込む
際に、バネ２８の端部によってコンデンサ２４の電極２
４ａを誤って削り、その金属粉が絶縁ロッド２９の内部
に侵入して絶縁破壊の新たな原因を生ずる恐れがあるが
、本実施例では、バネ２８とコンデンサ２４との間に中
間電極２６が設けられており、バネ２８が直接コンデン
サ２４の電極２４ａに直接触れることがない為、絶縁破
壊の心配はない。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、コンデンサの配設方法等は自由に選択可能で
あり、また、リンク装首等の構成及び各部材の連結構成
も自由に選択できる。

［発明の効果コ 以上説明した様に本発明によれば、第２可動電極を駆動
する絶縁ロッドを中空°状とし、その内部にコンデンサ
゛を設けるという簡単な構成により、ガスしゃ断器の開
楊途中或いは開極完了時において、絶縁ロッドの沿面電
界が局部的に集中することをなくし、それを原因とした
絶縁破壊を回避できる様にした為、信頼性が高く、長期
間使用可能なガスしヤＩ！Ｉｉ器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスしゃ断器の一実施例における没入
状態を示す断面図、第２図は第１図の実施例における開
極途中を示す断面図、第３図は第１図の実施例にあける
絶縁ロッド部分の詳細を示す拡大断面図、第４図（Ａ＞
（Ｂ）は第１図の実施例における絶縁ロッドの断面図及
びそれに対応する沿面電界強度を示す図、第５図は従来
のバッファ形ガスしゃ断器の一例を示す断面図、第６図
は第５図のバッフ７ノ形ガスしｐｌｔＦｉ器の消弧室を
示す断面図、第７図は対向配置した各電極を互いに反対
方向に移動させる方式のカスしゃ断器における投入状態
を示り断面図、第８図は第７図のガスしゃ断器における
開極状態を示す断面図、第９図（△）（Ｂ）は第７図の
絶縁ロッドの断面図及びそれに対応する沿面電界強度を
示す図である。 １・・・ガスタンク、２・・・固定電極、３・・・可ｖ
Ｊ電極、４・・・絶縁筒、５．６・・・導体、７・・・
駆動機構、８・・・固定アーク′Ｆｉ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・・・パッファシリンダ、１３・・・
操作ロッド、１４・・・アークフィンガー、１５・・・
ノズル、１６・・・アーク、１７・・・バッファ室、１
８・・・リンク装置、１つ・・・絶縁筒、２０・・・通
電円筒、２１・・・通電用導体、２２・・・第２可動ア
ーク電極、２３・・・第２可動電極、２４・・・コンデ
ンサ、２４ａ・・・コンデンサ電極、２５・・・押え電
極、２６・・・中間電極、２７・・・シールド電極、２
８・・・バネ、２つ・・・絶縁ロッド。 中 釉（Ａ＞　　　　　　　　　　　（Ｂ）ｆ１４図 ＄６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、接離自在な第１
   、第２可動電極を対向して配置し、第１可動電極とパッ
   ファシリンダとを駆動装置に連結した操作ロッドの一端
   に固定し、 前記パッファシリンダと、このパッファシリンダ内を相
   対的に摺動するパッファピストンとにより、パッファシ
   リンダ内の消弧性ガスを圧縮し、この圧縮ガスを前記パ
   ッファシリンダに固着された絶縁ノズルより高速ガス流
   として噴出して、前記対向する電極間に発生するアーク
   に吹付け消弧するガスしゃ断器において、 前記操作ロッドの駆動装置側には、駆動力の方向を逆転
   させ且つ支持点を有するリンク装置を連結し、このリン
   ク装置と前記第２可動電極とを中空円筒状の絶縁ロッド
   にて連結し、この絶縁ロッド内に複数個のコンデンサを
   直列に配置したことを特徴とするガスしゃ断器。
2. （２）絶縁ロッドが、その両端に押え電極を有し、押え
   電極とコンデンサの電極との間に中間電極を配置したも
   のである特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
3. （３）絶縁ロッドが、その押え電極及び中間電極を包囲
   するシールド電極を備え、シールド電極と中間電極との
   間にバネを配置したものである特許請求の範囲第２項記
   載のガスしゃ断器。