WO2013057808A1 - ガス遮断器 - Google Patents

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wall portion
fixed
energizing member
movable
circuit breaker
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Inventor
透 山下
吉田　大輔
博一 大谷
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber
    • 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
    • H01H33/98—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being initiated by an auxiliary arc or a section of the arc, without any moving parts for producing or increasing the flow

Definitions

  • the present invention relates to a gas circuit breaker used for turning on and off operating current and overcurrent in a power plant or substation.
  • Patent Document 1 there is a gas circuit breaker disclosed in Patent Document 1 as a conventional gas circuit breaker.
  • the fixed contact and the movable contact are in contact with each other, and the movable contact is in contact with the slide guide and is energized.
  • the heating chamber is surrounded by a wall made of an insulating material, a fixed contact, and a nozzle, and a part of the heating chamber communicates with the arc chamber through a blowing slit.
  • a second fixed contact is provided on the movable contact side, and the first fixed contact and the movable circuit breaker are movable.
  • An energized state is established between the contact and the second fixed contact.
  • each fixed contact is electrically connected between the first and second fixed contacts.
  • burnout rings There are connected burnout rings, and the arc moves between the burnout rings as the movable contact moves downward in the figure.
  • the flow of the hot gas is almost the same as in the case of FIG.
  • the arcs and the hot gas generated by the interruption operation damage the current-carrying members such as the first fixed contact, the second fixed contact, the burnout ring, and the movable contact, and the wall insulating material.
  • the high-temperature and high-speed hot gas flowing into the heating chamber from the blowing slit goes straight in the radial direction and collides with the wall, and then diffuses into the heating chamber.
  • the parts constituting the gas circuit breaker are damaged by the current interruption repeatedly.
  • high-temperature and high-speed hot gas flowing into the heating chamber from the blowing slit collides with the wall, the damage of the part where the hot gas collides becomes severe, and the performance of the gas circuit breaker can be maintained by deterioration of the insulating material on the wall There was a problem that became difficult.
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the gas circuit breaker which makes it possible to protect the outer peripheral wall surrounding a heating chamber from the damage and thermal deterioration by the influence of a hot gas. .
  • a gas circuit breaker includes a fixed-side energizing member, and a movable-side energizing member disposed to face the fixed-side energizing member in the opening / closing axis direction.
  • a first fixed contact connected to the fixed-side energizing member;
  • a second fixed contact connected to the movable-side energizing member and disposed to face the first fixed contact in the opening / closing axis direction; Switching between the closing position and the closing position is possible by reciprocating driving in the opening / closing axis direction, bridging the first fixed contact and the second fixed contact at the closing position, and the switching position at the blocking position.
  • a movable contact that is in non-contact with the first and second fixed contacts and forms an arc chamber between the first and second fixed contacts, the fixed-side energization member, and the movable-side energization portion
  • a cylindrical outer peripheral wall surrounding the heating chamber that communicates with the arc chamber through an opening that separates the first and second fixed contacts in the circumferential direction
  • the outer peripheral wall comprises: A heat-resistant cylindrical first wall disposed at a position facing the opening in the radial direction, and at least the fixed-side energization member and the movable-side energization member connected to the first wall And a cylindrical second wall portion made of an insulating material connected to one of the two.
  • the present invention it is possible to obtain a gas circuit breaker that can protect the outer peripheral wall surrounding the heating chamber from damage and thermal deterioration due to the influence of hot gas.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of an arc extinguishing chamber of a gas circuit breaker according to Embodiment 1, and is a view showing an input state.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to Embodiment 1, and is a diagram illustrating a cut-off state.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the second embodiment, and is a diagram illustrating a charged state.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of an arc extinguishing chamber of a gas circuit breaker according to Embodiment 1, and is a view showing an input state.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to Embodiment 2, and is a diagram illustrating a cut-off state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to Embodiment 3, and is a view showing the input state.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to Embodiment 3, and is a diagram illustrating a cut-off state.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of an arc extinguishing chamber of a gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a view showing a charged state.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a diagram illustrating a cut-off state.
  • the breaker of this gas circuit breaker includes a stationary energizing member 1 a, a movable energizing member 1 b, fixed contacts 4 a and 4 b, a movable contact 5, guides 11 a and 11 b, and an outer peripheral wall 15. It is comprised with.
  • blocking part is comprised by the rotational symmetry about the central axis 25, for example.
  • the central axis 25 coincides with the axis of the axial movable contact 5, for example.
  • the stationary energizing member 1a is arranged to face the movable energizing member 1b in the direction of the central axis 25.
  • the fixed-side energization member 1a is disposed on the right side, for example, and the movable-side energization member 1b is disposed on the left side, for example.
  • the fixed-side energizing member 1a includes, for example, an annular conductor 2a and a similar annular support conductor 3 disposed inside the conductor 2a and connected to the opening end of the conductor 2a.
  • the support conductor 3 is energized and connected to the conductor 2a so that the connection can be released to the right side (opposite the movable side).
  • a fixed contact 4a (first fixed contact) is energized and connected to the end of the support conductor 3 on the movable side.
  • the fixed contact 4a includes a plurality of elastic contact fingers.
  • These contact fingers are arranged side by side in the circumferential direction around the central axis 25, are separated from each other by a slit (not shown), and are oblique from the connecting portion with the support conductor 3 toward the central axis 25 and the movable side. Is stretched.
  • the movable energizing member 1b is composed of, for example, an annular conductor 2b.
  • a fixed contact 4b (second fixed contact) is energized and connected to the open end of the conductor 2b.
  • the fixed contact 4b includes a plurality of elastic contact fingers in the same manner as the fixed contact 4a. These contact fingers are arranged side by side in the circumferential direction around the central axis 25, are separated from each other by a slit (not shown), and are inclined obliquely from the connection point with the conductor 2b toward the central axis 25 and the fixed side. Stretched.
  • the fixed contact 4a and the fixed contact 4b are arranged to face each other in the direction of the central axis 25.
  • the fixed contacts 4 a and 4 b are bridged by the movable contact 5, and the contact fingers of the fixed contacts 4 a and 4 b are in contact with the outer periphery of the movable contact 5.
  • the movable contact 5 is reciprocally driven in the direction of the central axis 25 by a driving device (not shown). That is, the center axis 25 coincides with the opening / closing axis.
  • the movable contact 5 is configured, for example, by screwing a distal end portion in which a screw hole is formed in a base portion whose outer periphery is threaded.
  • a hexagonal part having a hexagonal cross section is formed.
  • the movable contact 5 moves to the left and is in a non-contact state from the fixed contacts 4a and 4b.
  • an arc chamber 6 is formed between the fixed contacts 4a and 4b.
  • an arc chamber 6 is formed between the fixed contact 4 a and the movable contact 5. In the arc chamber 6, an arc is generated between the fixed contacts 4 a and 4 b and the movable contact 5 when the current is opened and closed.
  • the arc chamber 6 is surrounded by an annular heating chamber 7.
  • the heating chamber 7 communicates with the arc chamber 6 through an opening 8 that separates the fixed contacts 4a and 4b in the circumferential direction.
  • the opening 8 communicates the arc chamber 6 and the heating chamber 7 with a circumferential surface around the central axis 25.
  • the heating chamber 7 is surrounded by a cylindrical outer peripheral wall 15. That is, the outer peripheral wall 15 surrounds the heating chamber 7 in the circumferential direction around the central axis 25.
  • the outer peripheral wall 15 includes a heat-resistant tubular heat receiving flow wall portion 9 (first wall portion) and a tubular wall portion 10 (second wall) connected to the heat receiving flow wall portion 9 and made of an insulating material. Part).
  • the heat receiving flow wall portion 9 is disposed at a position facing the opening portion 8 in the radial direction.
  • the radial direction is a direction orthogonal to the direction of the central axis 25. Since the heat receiving flow wall portion 9 is provided to protect the outer peripheral wall 15 from damage caused by the hot gas generated with the generation of the arc, the heat receiving flow wall portion 9 is a portion where the hot gas flowing in the radial direction from the arc chamber 6 directly hits. It is arranged at a position facing a certain opening 8. 1 and 2, the length of the opening 8 in the direction of the central axis 25 is represented by L.
  • the heat receiving flow wall portion 9 is at least a length in the direction of the central axis 25 that is not less than L and is disposed so as to cover the opening 8 in the direction of the central axis 25.
  • the heat receiving flow wall part 9 is arrange
  • the heat resistance of the heat receiving flow wall portion 9 needs to be at least higher than the heat resistance of the wall portion 10.
  • the thickness of the heat receiving flow wall portion 9 in the radial direction is not constant and the thickness on the conductor 2b side is larger than the thickness on the wall portion 10 side.
  • the thickness on the conductor 2b side is made thicker.
  • the radial thickness of the heat receiving flow wall portion 9 can be configured uniformly in the direction of the central axis 25.
  • the heat receiving flow wall portion 9 can be formed of, for example, a conductive material having heat resistance.
  • a conductive material having heat resistance examples include metal materials such as aluminum.
  • high melting point materials such as ceramics are possible.
  • the heat receiving flow wall portion 9 is disposed on the movable side, for example, and one end thereof is electrically connected to the conductor 2b. Therefore, the heat receiving flow wall portion 9 is electrically connected to the movable side energizing member 1b and the fixed contact 4b.
  • the wall portion 10 is disposed, for example, on the fixed side (the side opposite to the movable side), and one end thereof is connected to the support conductor 3.
  • the other end portion of the wall portion 10 is connected to the heat receiving flow wall portion 9.
  • the central axis of the heat receiving flow wall portion 9 and the central axis of the wall portion 10 both coincide with the central axis 25, and the heat receiving flow wall portion 9 and the wall portion 10 are connected in the direction of the central axis 25 to form the outer peripheral wall 15. is doing.
  • the heat receiving flow wall portion 9 and the wall portion 10 are connected by, for example, a bolt or the like.
  • the fixed-side energizing member 1a and the movable-side energizing member 1b are physically connected by the outer peripheral wall 15, and the outer peripheral wall 15 includes the wall portion 10 made of an insulating material provided in the circumferential direction. Therefore, the outer peripheral wall 15 electrically insulates between the stationary energizing member 1a and the movable energizing member 1b.
  • the conductive heat receiving flow wall portion 9 is provided on the movable side and the insulating wall portion 10 is provided on the fixed side.
  • the heat receiving flow wall portion 9 is configured to be disposed at a position facing the opening 8 as described above, and the heat receiving flow wall portion 9 is electrically connected to the support conductor 3.
  • the wall portion 10 made of the insulating material is provided so as to be connected to the heat receiving flow wall portion 9 and heated by the outer peripheral wall 15 including the heat receiving flow wall portion 9 and the wall portion 10. The outside of the chamber 7 is closed.
  • a guide 11a is disposed along the fixed contact 4a on the heating chamber 7 side of the fixed contact 4a, and a guide 11b is disposed along the fixed contact 4b on the heating chamber 7 side of the fixed contact 4b.
  • the wall 9, the wall 10, and the guides 11 a and 11 b constitute a space for the heating chamber 7.
  • a pressure chamber 12 is formed on the right side (fixed side) of the arc chamber 6 by the fixed contact 4 a and the support conductor 3.
  • a discharge port 13 is formed in the pressure chamber 12 by an opening formed in the support conductor 3.
  • the blocking operation is performed as follows. First, start from the loading position in FIG. In this state, current flows along the conductor 2a, the support conductor 3, the fixed contact 4a, the movable contact 5, the fixed contact 4b, and the conductor 2b. Next, the movable contact 5 is moved to the left by a driving device (not shown). As a result, the movable contact 5 is sequentially pulled out from the fixed contacts 4a and 4b, and an arc is generated between the movable contact 5 and the fixed contacts 4a and 4b. The high-temperature and high-pressure gas in the arc chamber 6 heated by the arc flows into the heating chamber 7 through the opening 8 and the gas in the heating chamber 7 is strongly heated by the heat radiated by the arc.
  • a high pressure is generated in the heating chamber 7. Further, the high-temperature gas flowing from the arc chamber 6 into the heating chamber 7 is very fast, and this hot gas flow collides with the heat receiving flow wall portion 9. Although the temperature of the corresponding portion of the heat receiving flow wall portion 9 where the high-temperature and high-speed hot gas flow collides becomes high, it has heat resistance and is not damaged, for example, due to being made of metal.
  • the hot gas after the collision changes the direction of the flow and partly moves toward the wall 10.
  • the temperature and flow velocity of the hot gas decreases and flows along the wall 10. Does not reach high temperatures due to local heating. Therefore, damage to the wall portion 10 due to the hot gas can be prevented.
  • the heat receiving flow wall portion 9 is provided at a position facing the opening 8 in the radial direction, the outer peripheral wall 15 that surrounds the heating chamber 7 is provided at the time of current interruption. It is possible to protect against damage and thermal deterioration due to the influence of hot gas.
  • the wall portion 10 made of an insulating material can be protected from damage from the hot gas, it can be configured as a container for the heating chamber 7 while maintaining the insulating performance of the outer peripheral wall 15.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a view showing a charged state.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a diagram illustrating a cut-off state. 3 and 4, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
  • the configuration of the outer peripheral wall 15 is different from that of the first embodiment. That is, the outer peripheral wall 15 includes a cylindrical heat receiving flow wall portion 29 (first wall portion) having heat resistance and a cylindrical wall portion 10a (second wall) made of an insulating material connected to the heat receiving flow wall portion 29. And a cylindrical wall portion 10b (third wall portion) made of an insulating material connected to the heat receiving flow wall portion 29 on the side opposite to the side to which the wall portion 10a is connected. Yes.
  • the heat receiving flow wall 29 is disposed at a position facing the opening 8 in the radial direction. As in the first embodiment, it is preferable that the heat receiving flow wall portion 29 is at least as long as L in the direction of the central axis 25 and is disposed so as to cover the opening 8 in the direction of the central axis 25. Since the opening 8 is provided in the circumferential direction, the heat receiving flow wall 29 is disposed so as to cover the opening 8 in the circumferential direction.
  • the heat resistance of the heat receiving flow wall portion 29 needs to be higher than at least the heat resistance of the wall portions 10a and 10b.
  • the heat receiving flow wall portion 29 is disposed between the wall portions 10a and 10b and is connected to the wall portions 10a and 10b in the direction of the central axis 25, respectively.
  • the central axis of the heat receiving flow wall portion 29 and the central axis of the wall portions 10 a and 10 b are all coincident with the central axis 25.
  • One end on the fixed side of the heat receiving flow wall portion 29 is connected to one end of the wall portion 10a, and one end on the movable side of the heat receiving flow wall portion 29 is connected to one end of the wall portion 10b.
  • the other end of the wall 10a is connected to the support conductor 3, and the other end of the wall 10b is connected to the conductor 2b.
  • the heat receiving flow wall 29 and the walls 10a and 10b are connected by, for example, bolts.
  • the fixed-side energizing member 1a and the movable-side energizing member 1b are physically connected to each other by the outer peripheral wall 15, but the outer peripheral wall 15 has a wall portion 10a made of an insulating material provided in the circumferential direction. 10b is included, the outer peripheral wall 15 electrically insulates between the stationary energizing member 1a and the movable energizing member 1b.
  • the heat receiving flow wall portion 29 can be formed from, for example, a conductive material having heat resistance.
  • the conductive material in this case include metal materials such as aluminum.
  • high melting point materials such as ceramics are possible.
  • the heat receiving flow wall portion 29 is connected between the wall portions 10a and 10b made of an insulating material to form the outer peripheral wall 15, and the position of the heat receiving flow wall portion 29 is at the opening 8. They are arranged so as to face each other. With such an arrangement, the present embodiment can exhibit functions and effects similar to those of the first embodiment.
  • the heat receiving flow wall portion 29 is connected to the fixed-side energizing member 1a or the movable-side energizing member 1b by an energizing member such as a conductive wire, It is also possible to have a configuration connected to the. According to such a configuration, when there is a possibility that discharge occurs from the heat receiving flow wall portion 29, it is useful as a configuration that can prevent this in advance.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a diagram illustrating a charged state.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker according to the present embodiment, and is a diagram illustrating a cut-off state. 5 and 6, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
  • the configuration of the outer peripheral wall 15 is different from those of the first and second embodiments. That is, the outer peripheral wall 15 includes a cylindrical wall portion 10 made of an insulating material connected to both the fixed-side energizing member 1a and the movable-side energizing member 1b, and a part of the surface of the wall portion 10 on the heating chamber 7 side. It is comprised from the cylindrical heat receiving flow wall part 19 which has the heat resistance connected to.
  • the heat receiving flow wall portion 19 (first wall portion) is disposed at a position facing the opening 8 in the radial direction. As in the first and second embodiments, the heat receiving flow wall portion 19 is preferably arranged so that at least the length in the direction of the central axis 25 is L or more and covers the opening 8 in the same direction. The heat receiving flow wall portion 19 is disposed so as to cover the opening portion 8 in the circumferential direction. The heat resistance of the heat receiving flow wall portion 19 needs to be at least higher than the heat resistance of the wall portion 10.
  • the heat receiving flow wall portion 19 is disposed on the inner side of the wall portion 10 coaxially with the wall portion 10. Both the central axis of the heat receiving flow wall portion 19 and the central axis of the wall portion 10 coincide with the central axis 25.
  • One end of the heat receiving flow wall portion 19 on the movable side is connected to the conductor 2b.
  • the wall portion 10 insulates between the fixed side energizing member 1 a and the movable side energizing member 1 b and surrounds the heating chamber 7.
  • one end of the heat receiving flow wall portion 19 is connected to, for example, the movable-side energizing member 1b, but the other end is not connected to the fixed-side energizing member 1a. That is, the heat receiving flow wall portion 19 is connected to one of the movable side energizing member 1b and the fixed side energizing member 1a.
  • the heat receiving flow wall portion 19 can be formed of, for example, a conductive material having heat resistance, as described in the first embodiment.
  • the conductive material in this case include metal materials such as aluminum.
  • high melting point materials such as ceramics are possible.
  • the outer peripheral wall 15 surrounding the heating chamber 7 is entirely constituted by the wall portion 10 made of an insulating material, and a radial direction is formed on a part of the surface of the wall portion 10 on the heating chamber 7 side.
  • the heat receiving flow wall portion 19 is disposed so as to face the opening 8 in FIG.
  • the outer peripheral wall 15 includes the heat-resistant cylindrical first wall portion disposed at a position facing the opening portion 8 in the radial direction, and the first wall. And a cylindrical second wall portion made of an insulating material connected to at least one of the fixed-side energizing member 1a and the movable-side energizing member 1b.
  • the gas circuit breaker which makes it possible to protect the outer peripheral wall 15 surrounding the heating chamber 7 from damage and thermal deterioration due to the influence of the hot gas can be provided.
  • the present invention is useful as a gas circuit breaker.

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Abstract

　外周壁１５は、固定コンタクト４ａ，４ｂ間を周方向にわたって分離する開口部８を介してアーク室６に連通する加熱室７を囲う。外周壁１５は、径方向に開口部８と対向する位置に配置された耐熱性の筒状の受熱流壁部９と、この受熱流壁部９と中心軸２５方向に接続されこの受熱流壁部９と接続される側と反対側の一端が固定側通電部材１ａに接続された絶縁材から成る筒状の壁部１０とを備える。これにより、加熱室７を囲む外周壁１５を熱ガスの影響による損傷および熱劣化から保護することができる。

Description

ガス遮断器
　本発明は、発電所または変電所等において動作電流と過電流を投入および遮断するために使用されるガス遮断器に関する。
　従来のガス遮断器として、例えば特許文献１に開示されたガス遮断器がある。特許文献１の図１に示されているように、遮断器投入状態においては、固定コンタクトと可動コンタクトとが接触し、可動コンタクトはスライドガイドと接触して通電状態となっている。加熱室は絶縁材で形成された壁、固定コンタクトおよびノズルで取り囲まれており、その一部が吹付スリットを介してアーク室と通じている。電流遮断時には、可動コンタクトが同図下側に移動することにより固定コンタクトと可動コンタクト間でアークが発生し、アークにより高温に熱せられたガスが吹付スリットを通って加熱室に流入すると共に、圧力室を通って排気口に排出され、また、可動コンタクト側にも流れる。これら一連の遮断動作によって発生するアークおよび熱ガスにより、固定コンタクトおよび可動コンタクトなどの通電部材、ならびにノズルおよび壁などの絶縁材が損傷を受けることになる。
　また、同じく特許文献１の図２に示されたガス遮断器の場合は、第１の固定コンタクトに加えて可動コンタクト側にも第２の固定コンタクトを設けており、第１の固定コンタクトと可動コンタクトと第２の固定コンタクトとの間で通電状態となっている。電流遮断時には、可動コンタクトが同図下側に移動することにより第１の固定コンタクトと可動コンタクト間でアークが発生するが、第１および第２の固定コンタクト間に各固定コンタクトとそれぞれ電気的に接続された焼損リングがあり、可動コンタクトが同図下側に移動するに連れて焼損リング間にアークが移動する。熱ガスの流れについては同文献の図１の場合とほぼ同様である。この場合も遮断動作によって発生するアークおよび熱ガスにより、第１の固定コンタクト、第２の固定コンタクト、焼損リング、および可動コンタクトなどの通電部材、ならびに壁の絶縁材が損傷を受けることになる。
　上記のような熱ガスの流れにおいては、特に、吹付スリットから加熱室に流入する高温高速の熱ガスは、径方向に直進して壁に衝突し、その後加熱室に拡散していく。
特開平１１－３２９１９１号公報（図１、図２）
　上述のように、従来のガス遮断器の場合、電流遮断が繰り返し行われることによりガス遮断器を構成する部品が損傷を受ける。特に吹付スリットから加熱室に流入する高温高速の熱ガスが壁に衝突し、この熱ガスが衝突した部位の損傷が激しくなり、壁の絶縁材の劣化によりガス遮断器の性能を維持することが困難になるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加熱室を囲む外周壁を熱ガスの影響による損傷および熱劣化から保護することを可能とするガス遮断器を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス遮断器は、固定側通電部材と、この固定側通電部材と開閉軸方向において対向して配置された可動側通電部材と、前記固定側通電部材に接続された第１の固定コンタクトと、前記可動側通電部材に接続され前記開閉軸方向において前記第１の固定コンタクトと対向して配置された第２の固定コンタクトと、前記開閉軸方向に往復駆動して投入位置と遮断位置との切り替えが可能であり、前記投入位置では前記第１の固定コンタクトと前記第２の固定コンタクトとを橋絡し、前記遮断位置では前記第１および第２の固定コンタクトと非接触となって前記第１および第２の固定コンタクト間にアーク室を形成する可動コンタクトと、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材に接続され、前記第１および第２の固定コンタクト間を周方向にわたって分離する開口部を介して前記アーク室に連通する加熱室を囲う筒状の外周壁と、を備え、前記外周壁は、径方向に前記開口部と対向する位置に配置された耐熱性の筒状の第１の壁部と、この第１の壁部に接続されるとともに少なくとも前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と接続された絶縁材から成る筒状の第２の壁部とを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、加熱室を囲む外周壁を熱ガスの影響による損傷および熱劣化から保護することを可能とするガス遮断器を得ることができる、という効果を奏する。
図１は、実施の形態１に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。 図３は、実施の形態２に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。 図４は、実施の形態２に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。 図５は、実施の形態３に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。 図６は、実施の形態３に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。
　以下に、本発明に係るガス遮断器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。図２は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。
　図１および図２に示すように、このガス遮断器の遮断部は、固定側通電部材１ａ、可動側通電部材１ｂ、固定コンタクト４ａ，４ｂ、可動コンタクト５、ガイド１１ａ，１１ｂ、および外周壁１５を備えて構成される。なお、この遮断部は、中心軸２５を中心に例えば回転対称に構成されている。ここで中心軸２５は、例えば軸状の可動コンタクト５の軸に一致している。
　固定側通電部材１ａは、中心軸２５方向において、可動側通電部材１ｂと対向して配置されている。図示例では、固定側通電部材１ａは例えば右側に配置され、可動側通電部材１ｂは例えば左側に配置されている。
　固定側通電部材１ａは、例えば環状の導体２ａと、この導体２ａの内側に配置されて導体２ａの開口端部に接続された同じく環状の支持導体３とから構成されている。支持導体３は、右側（可動側と反対側）へ接続解除が可能なように導体２ａに通電接続されている。支持導体３の可動側の端部には、固定コンタクト４ａ（第１の固定コンタクト）が通電接続されている。固定コンタクト４ａは弾性的な複数の接触フィンガーを備えて構成される。これらの接触フィンガーは中心軸２５を中心として周方向に並べて配置され、スリット（図示せず）によって相互に分離されるとともに、支持導体３との接続箇所から中心軸２５および可動側に向かって斜めに延伸している。
　可動側通電部材１ｂは、例えば環状の導体２ｂから構成されている。導体２ｂの開口端部には、固定コンタクト４ｂ（第２の固定コンタクト）が通電接続されている。固定コンタクト４ｂは、固定コンタクト４ａと同様に、弾性的な複数の接触フィンガーを備えて構成される。これらの接触フィンガーは中心軸２５を中心として周方向に並べて配置され、スリット（図示せず）によって相互に分離されるとともに、導体２ｂとの接続箇所から中心軸２５および固定側に向かって斜めに延伸している。固定コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂは中心軸２５方向において互いに対向して配置されている。
　投入位置（図１）では、固定コンタクト４ａ，４ｂは、可動コンタクト５によって橋絡されており、固定コンタクト４ａ，４ｂの接触フィンガーが可動コンタクト５の外周に接触している。可動コンタクト５は、図示しない駆動装置によって中心軸２５方向に往復駆動される。すなわち、中心軸２５は開閉軸に一致している。可動コンタクト５は、例えば、外周がねじ切りされた基部にねじ穴が形成された先端部をねじ締結して構成されている。なお、この先端部には、工具によるその着脱を容易にするために、その断面形状が六角形状の六角形状部が形成されている。
　遮断位置（図２）では、可動コンタクト５は左方向に移動して、固定コンタクト４ａ，４ｂから非接触の状態にある。この場合、可動コンタクト５は固定コンタクト４ｂよりも左側に位置しているため、固定コンタクト４ａ，４ｂ間にアーク室６が形成される。また、遮断動作途中で、可動コンタクト５が固定コンタクト４ａ，４ｂ間に位置する場合には、固定コンタクト４ａと可動コンタクト５間にアーク室６が形成される。このアーク室６内では、電流開閉時に、固定コンタクト４ａ，４ｂと可動コンタクト５との間にアークが発生する。
　アーク室６は環状の加熱室７によって取り囲まれている。この加熱室７は、固定コンタクト４ａ，４ｂ間を周方向にわたって分離する開口部８を介してアーク室６に連通している。開口部８は、中心軸２５を中心とした円周面でアーク室６と加熱室７を連通する。加熱室７は、筒状の外周壁１５によって取り囲まれている。すなわち、外周壁１５は、中心軸２５を中心として周方向に加熱室７を取り囲んでいる。外周壁１５は、耐熱性を有する筒状の受熱流壁部９（第１の壁部）と、この受熱流壁部９に接続され絶縁材から成る筒状の壁部１０（第２の壁部）とから構成されている。
　受熱流壁部９は径方向において開口部８に対向する位置に配置されている。ここで、径方向は中心軸２５方向に直交する方向である。受熱流壁部９は、アークの発生に伴って生じた熱ガスによる損傷から外周壁１５を保護するために設けられているので、アーク室６から径方向に流出した熱ガスが直接当たる箇所である開口部８に対向する位置に配置されている。図１および図２では、開口部８の中心軸２５方向の長さをＬで表している。受熱流壁部９は少なくともその中心軸２５方向の長さがＬ以上であってかつ中心軸２５方向において開口部８を覆うように配置されていることが好ましい。なお、開口部８は周方向に設けられているので、受熱流壁部９は周方向に開口部８を覆うように配置されている。受熱流壁部９の耐熱性は少なくとも壁部１０の耐熱性よりも高い必要がある。
　なお、図示例では、受熱流壁部９の径方向の厚さが一定ではなく、導体２ｂ側のその厚さが壁部１０側のその厚さよりも大きくなっているが、これは図示しない機械パッファ室からの流路を形成するために導体２ｂ側のその厚さをより厚くしたものである。ただし、受熱流壁部９の径方向の厚さを中心軸２５方向に一様に構成することも可能である。
　受熱流壁部９は、耐熱性を有する例えば導電性材料から形成することができる。この場合の導電性材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。またはセラミックス等の高融点材料も可能である。
　受熱流壁部９は、例えば可動側に配置され、その一端部は導体２ｂと電気的に接続されている。したがって、受熱流壁部９は、可動側通電部材１ｂおよび固定コンタクト４ｂと電気的に接続されている。
　壁部１０は、例えば固定側（可動側と反対側）に配置され、その一端部は支持導体３と接続されている。また、壁部１０の他端部は受熱流壁部９と接続されている。受熱流壁部９の中心軸と壁部１０の中心軸はいずれも中心軸２５と一致しており、受熱流壁部９と壁部１０は中心軸２５方向に接続されて外周壁１５を構成している。受熱流壁部９と壁部１０は例えばボルト等により接続される。このように、固定側通電部材１ａと可動側通電部材１ｂとは外周壁１５により物理的に接続されているが、外周壁１５には周方向にわたって設けられた絶縁材から成る壁部１０が含まれているので、外周壁１５は固定側通電部材１ａと可動側通電部材１ｂ間を電気的に絶縁している。なお、図示例では、導電性の受熱流壁部９を可動側に、絶縁性の壁部１０を固定側に設ける構成としたが、これらを相互に入れ替える構成も可能である。この場合、受熱流壁部９が開口部８に対向する位置に配置されるように構成することは上記と同様であり、受熱流壁部９は支持導体３に電気的に接続される。
　このように、本実施の形態では、受熱流壁部９に接続して絶縁材で構成された壁部１０が設けられており、受熱流壁部９と壁部１０から成る外周壁１５によって加熱室７の外側は閉鎖されている。
　また、固定コンタクト４ａの加熱室７側にはガイド１１ａが固定コンタクト４ａに沿って配置され、固定コンタクト４ｂの加熱室７側にはガイド１１ｂが固定コンタクト４ｂに沿って配置されており、受熱流壁部９、壁部１０、およびガイド１１ａ，１１ｂにより加熱室７の空間が構成されている。
　さらに、アーク室６の右側（固定側）には固定コンタクト４ａおよび支持導体３により圧力室１２が形成されている。圧力室１２には、支持導体３に形成された開口により排出口１３が形成されている。
　遮断動作は次のように行われる。まず、図１の投入位置から出発する。この状態では、導体２ａ、支持導体３、固定コンタクト４ａ、可動コンタクト５、固定コンタクト４ｂ、導体２ｂに沿って電流が流れている。次に、駆動装置（図示せず）により可動コンタクト５が左方に移動する。これによって、可動コンタクト５が固定コンタクト４ａ，４ｂから順次引き抜かれ、可動コンタクト５と固定コンタクト４ａ，４ｂとの間にアークが発生する。このアークによって熱せられたアーク室６内の高温高圧のガスが開口部８を通って加熱室７に流入すると共に、アークによって輻射される熱により、加熱室７内のガスが強く加熱されるので、加熱室７内に高い圧力が発生する。また、アーク室６内から加熱室７に流入した高温のガスは非常に高速であり、この熱ガス流は受熱流壁部９に衝突する。高温高速の熱ガス流が衝突した受熱流壁部９の該当部分は温度が高温になるが、耐熱性を有し例えば金属製であるため溶損などの損傷を受けることはない。
　衝突後の熱ガスは流れの方向を変えて一部は壁部１０に向かうことになるが、その場合熱ガスの温度および流速は低下すると共に壁部１０に沿う流れとなるため、壁部１０が局所的に熱せられて高温になることはない。したがって、熱ガスによる壁部１０の損傷を防ぐことができる。
　そして、電流が次の零点を通過する際にアークが消弧される。この消弧は、ガスの一部が加熱室７から開口部８を経て圧力室１２内および可動コンタクト５側に流出することによって、アークが吹き消されることによるものである。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、径方向に開口部８と対向する位置に受熱流壁部９を設けるようにしたので、加熱室７を囲む外周壁１５を電流遮断時の熱ガスの影響による損傷および熱劣化から保護することが可能となる。特に、絶縁材から成る壁部１０を熱ガスからの損傷から守ることができるので、外周壁１５の絶縁性能を維持しつつ加熱室７の容器として構成が可能となる。
実施の形態２．
　図３は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。図４は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。なお、図３および図４において、図１および図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。
　図３および図４に示すように、本実施の形態では、外周壁１５の構成が実施の形態１と異なっている。すなわち、外周壁１５は、耐熱性を有する筒状の受熱流壁部２９（第１の壁部）と、この受熱流壁部２９に接続され絶縁材から成る筒状の壁部１０ａ（第２の壁部）と、この壁部１０ａが接続される側とは反対側において受熱流壁部２９に接続され絶縁材から成る筒状の壁部１０ｂ（第３の壁部）とから構成されている。
　受熱流壁部２９は径方向において開口部８に対向する位置に配置されている。実施の形態１と同様に、受熱流壁部２９は少なくとも中心軸２５方向のその長さがＬ以上であってかつ中心軸２５方向において開口部８を覆うように配置されていることが好ましい。開口部８は周方向に設けられているので、受熱流壁部２９は周方向に開口部８を覆うように配置されている。受熱流壁部２９の耐熱性は少なくとも壁部１０ａ，１０ｂの耐熱性よりも高い必要がある。
　受熱流壁部２９は、壁部１０ａ，１０ｂ間に配置されて、壁部１０ａ，１０ｂとそれぞれ中心軸２５方向に接続されている。受熱流壁部２９の中心軸と壁部１０ａ，１０ｂの中心軸はいずれも中心軸２５と一致している。受熱流壁部２９の固定側の一端は壁部１０ａの一端と接続され、受熱流壁部２９の可動側の一端は壁部１０ｂの一端と接続されている。また、壁部１０ａの他端は支持導体３と接続され、壁部１０ｂの他端は導体２ｂと接続されている。受熱流壁部２９と壁部１０ａ，１０ｂは例えばボルト等により接続される。このように、固定側通電部材１ａと可動側通電部材１ｂとは外周壁１５により物理的に互いに接続されているが、外周壁１５には周方向にわたって設けられた絶縁材から成る壁部１０ａ，１０ｂが含まれているので、外周壁１５は固定側通電部材１ａと可動側通電部材１ｂ間を電気的に絶縁している。
　本実施の形態のその他の構成は実施の形態１と同じである。例えば、受熱流壁部２９は、実施の形態１で説明したように、耐熱性を有する例えば導電性材料から形成することができる。この場合の導電性材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。またはセラミックス等の高融点材料も可能である。
　このように、本実施の形態では、絶縁材から成る壁部１０ａ，１０ｂ間に受熱流壁部２９を接続して外周壁１５を構成し、さらに受熱流壁部２９の位置が開口部８に対向するように配置している。このような配置構成により、本実施の形態は、実施の形態１と同様の機能をおよび効果を発揮することができる。
　なお、図３および図４では、導電性の受熱流壁部２９は絶縁性の壁部１０ａ，１０ｂに挟まれているので、電気的には浮遊状態にある。そこで、図３および図４の構成に加えて、受熱流壁部２９を例えば導電線などの通電部材により固定側通電部材１ａまたは可動側通電部材１ｂと接続し、これらのいずれか一方と電気的に接続された構成にすることもできる。このような構成によれば、受熱流壁部２９から放電が発生する可能性がある場合に、これを未然に防止することができる構成として有用である。
実施の形態３．
　図５は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、投入状態を示す図である。図６は、本実施の形態に係るガス遮断器の消弧室の要部の構成を示す断面図であり、遮断状態を示す図である。なお、図５および図６において、図１および図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。
　図５および図６に示すように、本実施の形態では、外周壁１５の構成が実施の形態１，２と異なっている。すなわち、外周壁１５は、固定側通電部材１ａおよび可動側通電部材１ｂの双方に接続された絶縁材から成る筒状の壁部１０と、この壁部１０の加熱室７側の面の一部に接続された耐熱性を有する筒状の受熱流壁部１９とから構成されている。
　受熱流壁部１９（第１の壁部）は径方向において開口部８に対向する位置に配置されている。実施の形態１，２と同様に、受熱流壁部１９は少なくともその中心軸２５方向の長さがＬ以上であってかつ同方向において開口部８を覆うように配置されていることが好ましい。受熱流壁部１９は周方向に開口部８を覆うように配置されている。受熱流壁部１９の耐熱性は少なくとも壁部１０の耐熱性よりも高い必要がある。
　受熱流壁部１９は、壁部１０と同軸的に壁部１０の内側に配置されている。受熱流壁部１９の中心軸と壁部１０の中心軸はいずれも中心軸２５と一致している。受熱流壁部１９の可動側の一端は導体２ｂと接続されている。壁部１０は固定側通電部材１ａと可動側通電部材１ｂ間を絶縁するとともに加熱室７を囲っている。他方、受熱流壁部１９は、その一端が例えば可動側通電部材１ｂに接続されているが、その他端は固定側通電部材１ａには接続されていない。つまり、受熱流壁部１９は、可動側通電部材１ｂおよび固定側通電部材１ａのいずれか一方に接続される。
　本実施の形態のその他の構成は実施の形態１と同じである。例えば、受熱流壁部１９は、実施の形態１で説明したように、耐熱性を有する例えば導電性材料から形成することができる。この場合の導電性材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。またはセラミックス等の高融点材料も可能である。
　このように、本実施の形態では、加熱室７を囲う外周壁１５として、絶縁材から成る壁部１０で全体を構成すると共に、壁部１０の加熱室７側の面の一部に径方向において開口部８と対向するように受熱流壁部１９を配置している。このような配置構成により、本実施の形態は、実施の形態１と同様の機能をおよび効果を発揮することができる。
　以上のように、実施の形態１～３では、外周壁１５を、径方向に開口部８と対向する位置に配置された耐熱性の筒状の第１の壁部と、この第１の壁部と接続されるとともに少なくとも固定側通電部材１ａおよび可動側通電部材１ｂのうちの一方と接続された絶縁材から成る筒状の第２の壁部とを備えるように構成した。これにより、加熱室７を囲む外周壁１５を熱ガスの影響による損傷および熱劣化から保護することを可能とするガス遮断器を提供することができる。
　本発明は、ガス遮断器として有用である。
　１ａ　固定側通電部材
　１ｂ　可動側通電部材
　２ａ，２ｂ　導体
　３　支持導体
　４ａ，４ｂ　固定コンタクト
　５　可動コンタクト
　７　加熱室　
　８　開口部
　９，１９，２９　受熱流壁部
　１０，１０ａ，１０ｂ　壁部
　１１ａ，１１ｂ　ガイド
　１２　圧力室
　１３　排出口
　２５　中心軸

Claims (8)

  1. 　固定側通電部材と、
    　この固定側通電部材と開閉軸方向において対向して配置された可動側通電部材と、
    　前記固定側通電部材に接続された第１の固定コンタクトと、
    　前記可動側通電部材に接続され前記開閉軸方向において前記第１の固定コンタクトと対向して配置された第２の固定コンタクトと、
    　前記開閉軸方向に往復駆動して投入位置と遮断位置との切り替えが可能であり、前記投入位置では前記第１の固定コンタクトと前記第２の固定コンタクトとを橋絡し、前記遮断位置では前記第１および第２の固定コンタクトと非接触となって前記第１および第２の固定コンタクト間にアーク室を形成する可動コンタクトと、
    　前記固定側通電部材および前記可動側通電部材に接続され、前記第１および第２の固定コンタクト間を周方向にわたって分離する開口部を介して前記アーク室に連通する加熱室を囲う筒状の外周壁と、
    　を備え、
    　前記外周壁は、径方向に前記開口部と対向する位置に配置された耐熱性の筒状の第１の壁部と、この第１の壁部に接続されるとともに少なくとも前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と接続された絶縁材から成る筒状の第２の壁部とを備えることを特徴とするガス遮断器。
  2. 　前記第１の壁部は、前記開閉軸方向において前記開口部を覆うことを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。
  3. 　前記第１の壁部と前記第２の壁部とが前記開閉軸方向に接続され、
    　前記第１の壁部は、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と接続され、
    　前記第２の壁部は、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの他方と接続されていることを特徴とする請求項２に記載のガス遮断器。
  4. 　前記第１の壁部と前記第２の壁部とが前記開閉軸方向に接続され、
    　前記外周壁は、前記開閉軸方向において前記第２の壁部が接続された側と反対側で前記第１の壁部に接続された絶縁材から成る筒状の第３の壁部を備え、
    　前記第２の壁部は、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と接続され、
    　前記第３の壁部は、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの他方と接続されていることを特徴とする請求項２に記載のガス遮断器。
  5. 　前記第２の壁部は、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材の双方と接続され、
    　前記第１の壁部は、前記第２の壁部の内側に配置されて前記第２の壁部と径方向に接続され、かつ、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と接続されていることを特徴とする請求項２に記載のガス遮断器。
  6. 　前記第１の壁部は、導電性材料から形成されていることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のガス遮断器。
  7. 　前記第１の壁部は、導電性材料から形成され、かつ、前記固定側通電部材および前記可動側通電部材のうちの一方と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のガス遮断器。
  8. 　前記第１の壁部は、金属材料または高融点材料から形成されていることを特徴とする請求項６に記載のガス遮断器。
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