JP2003297199A - ガス遮断器 - Google Patents
ガス遮断器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温ガスに曝される部品について耐酸化の表
面処理を施すことにより、酸化反応を抑えて粉末状の金
属酸化物の発生および金属材料の侵食を防ぎ、性能の安
定化を図ったガス遮断器を提供する。 【解決手段】 耐酸化処理部４０は、操作ロッド２１の
内面、操作ロッド２１、フランジ２２、パッファシリン
ダ２３および固定ピストン２７の蓄圧空間Ｓ１に面する
部分に施されている。また、耐酸化処理部４０は、固定
通電接触子１２の内面、操作ロッド２１の外面、固定ピ
ストン２７および固定ピストン支持部２７ａの内面に施
されている。
面処理を施すことにより、酸化反応を抑えて粉末状の金
属酸化物の発生および金属材料の侵食を防ぎ、性能の安
定化を図ったガス遮断器を提供する。 【解決手段】 耐酸化処理部４０は、操作ロッド２１の
内面、操作ロッド２１、フランジ２２、パッファシリン
ダ２３および固定ピストン２７の蓄圧空間Ｓ１に面する
部分に施されている。また、耐酸化処理部４０は、固定
通電接触子１２の内面、操作ロッド２１の外面、固定ピ
ストン２７および固定ピストン支持部２７ａの内面に施
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送電系統や配電系
統を保護するために、線路の地絡故障や線間短絡故障な
どによる電流を遮断するガス遮断器に係わり、特に酸素
原子を含むガスを消弧性ガスとして用いるガス遮断器に
関する。
統を保護するために、線路の地絡故障や線間短絡故障な
どによる電流を遮断するガス遮断器に係わり、特に酸素
原子を含むガスを消弧性ガスとして用いるガス遮断器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、７２ｋＶ以上の高電圧送電系統の
保護用開閉器として、構造が単純で信頼性が高く、かつ
優れた遮断性能を有するパッファ形のガス遮断器が広く
使用されている。図３〜図６は従来のガス遮断器の一例
を示す断面図であり、図３は閉極状態を、図４は開極動
作初期の状態を、図５は開極動作終了直後の状態を、図
６は開極動作終了後電流零点に至った状態をそれぞれ示
している。
保護用開閉器として、構造が単純で信頼性が高く、かつ
優れた遮断性能を有するパッファ形のガス遮断器が広く
使用されている。図３〜図６は従来のガス遮断器の一例
を示す断面図であり、図３は閉極状態を、図４は開極動
作初期の状態を、図５は開極動作終了直後の状態を、図
６は開極動作終了後電流零点に至った状態をそれぞれ示
している。
【０００３】図に示すように、ガス遮断器には固定接触
子部１０として定義される第１接触子部と、可動接触子
部２０として定義される第２接触子部とが対向配置され
ている。これら接触子部１０，２０は消弧性のガスが充
填された容器（図示せず）内に収納されている。なお、
以下、可動接触子部２０の位置関係について、固定接触
子部１０側の方向を前方、その反対側を後方と定義して
説明する。
子部１０として定義される第１接触子部と、可動接触子
部２０として定義される第２接触子部とが対向配置され
ている。これら接触子部１０，２０は消弧性のガスが充
填された容器（図示せず）内に収納されている。なお、
以下、可動接触子部２０の位置関係について、固定接触
子部１０側の方向を前方、その反対側を後方と定義して
説明する。
【０００４】固定接触子部１０は、固定アーク接触子１
１とその周囲に配置された固定通電接触子１２から構成
されている。固定通電接触子１２には導体１３が固定さ
れており、図示していないガス遮断器の口出し部に接続
される。一方、可動接触子部２０は、中空の操作ロッド
２１、この操作ロッド２１の周囲に配置されて前端部で
操作ロッド２１に連結されたフランジ２２、フランジ２
２の後方に連結されたパッファシリンダ２３、フランジ
２２の前方に連結された中空かつ指状の可動アーク接触
子２４、可動アーク接触子２４の周囲に配置された可動
通電接触子２５、可動アーク接触子２４を包囲する絶縁
ノズル２６、およびパッファシリンダ２３内に挿入され
た固定ピストン２７から構成されている。固定ピストン
２７はフランジ１４に固定されている。また、フランジ
１４には通電部２８が固定されており、パッファシリン
ダ２３と接触通電および摺動通電可能になっている。さ
らに、フランジ１４には導体２９が固定されており、図
示していないガス遮断器の口出し部に接続されている。
１とその周囲に配置された固定通電接触子１２から構成
されている。固定通電接触子１２には導体１３が固定さ
れており、図示していないガス遮断器の口出し部に接続
される。一方、可動接触子部２０は、中空の操作ロッド
２１、この操作ロッド２１の周囲に配置されて前端部で
操作ロッド２１に連結されたフランジ２２、フランジ２
２の後方に連結されたパッファシリンダ２３、フランジ
２２の前方に連結された中空かつ指状の可動アーク接触
子２４、可動アーク接触子２４の周囲に配置された可動
通電接触子２５、可動アーク接触子２４を包囲する絶縁
ノズル２６、およびパッファシリンダ２３内に挿入され
た固定ピストン２７から構成されている。固定ピストン
２７はフランジ１４に固定されている。また、フランジ
１４には通電部２８が固定されており、パッファシリン
ダ２３と接触通電および摺動通電可能になっている。さ
らに、フランジ１４には導体２９が固定されており、図
示していないガス遮断器の口出し部に接続されている。
【０００５】以上のような可動接触子部２０のうち、操
作ロッド２１は、図示していない駆動装置によって、そ
の軸方向に往復運動するように構成されており、その中
程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複
数の連通穴２１ａが形成されている。また、可動アーク
接触子２４と絶縁ノズル２６との間には、パッファシリ
ンダ２３内部の圧縮空間Ｓ１で圧縮されたガスをガス流
として、フランジ２２に設けられた連通穴２２ａを経
て、アーク空間Ｓ２に導くための上流側ガス流路Ｓ３が
形成されている。
作ロッド２１は、図示していない駆動装置によって、そ
の軸方向に往復運動するように構成されており、その中
程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複
数の連通穴２１ａが形成されている。また、可動アーク
接触子２４と絶縁ノズル２６との間には、パッファシリ
ンダ２３内部の圧縮空間Ｓ１で圧縮されたガスをガス流
として、フランジ２２に設けられた連通穴２２ａを経
て、アーク空間Ｓ２に導くための上流側ガス流路Ｓ３が
形成されている。
【０００６】さらに、固定ピストン２７は、円形平板状
に形成されており、その内周面で操作ロッド２１の外周
面に対して摺動すると共に、その外周面でパッファシリ
ンダ２３の内周面に対して摺動するように構成されてい
る。この場合、固定ピストン２７は、その後方に一体的
に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２７ａによ
って図示していない容器内に固定されている。そして、
このように固定された固定ピストン２７に対し、操作ロ
ッド２１とパッファシリンダ２３が一体的に移動するこ
とにより、パッファシリンダ２３と固定ピストン２７が
相対移動し、それによって、パッファシリンダ２３内部
に形成される空間Ｓ１が圧縮されるようになっている。
また、上記構成のガス遮断器においては、鉄系の部品は
防錆処置として、燐酸塩皮膜処理が施されることが多
い。
に形成されており、その内周面で操作ロッド２１の外周
面に対して摺動すると共に、その外周面でパッファシリ
ンダ２３の内周面に対して摺動するように構成されてい
る。この場合、固定ピストン２７は、その後方に一体的
に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２７ａによ
って図示していない容器内に固定されている。そして、
このように固定された固定ピストン２７に対し、操作ロ
ッド２１とパッファシリンダ２３が一体的に移動するこ
とにより、パッファシリンダ２３と固定ピストン２７が
相対移動し、それによって、パッファシリンダ２３内部
に形成される空間Ｓ１が圧縮されるようになっている。
また、上記構成のガス遮断器においては、鉄系の部品は
防錆処置として、燐酸塩皮膜処理が施されることが多
い。
【０００７】以上のような構成を有するガス遮断器の閉
極時の通電状態について説明する。電流は、ガス遮断器
の片側の口出し部から導入され、例えば、導体１３側か
ら入り、固定通電接触子１２、可動通電接触子２５、フ
ランジ２２、パッファシリンダ２３、通電部２８、フラ
ンジ１４および導体２９を通って、ガス遮断器の反対側
の口出し部から出ていく。この場合、各接触面は、部品
がアルミで作られている場合は、接触抵抗を下げるため
に銀メッキが施されているのが通常である。すなわち、
導体１３と固定通電接触子１２との接触面、固定通電接
触子１２と可動通電接触子２５との接触面、可動通電接
触子２５とフランジ２２との接触面、フランジ２２とパ
ッファシリンダ２３との接触面、パッファシリンダ２３
と通電部２８との接触面、通電部２８とフランジ１４と
の接触面、フランジ１４と導体２７との接触面である。
また、部品が銅で作られている場合は、メッキ処理され
ていないことが多い。
極時の通電状態について説明する。電流は、ガス遮断器
の片側の口出し部から導入され、例えば、導体１３側か
ら入り、固定通電接触子１２、可動通電接触子２５、フ
ランジ２２、パッファシリンダ２３、通電部２８、フラ
ンジ１４および導体２９を通って、ガス遮断器の反対側
の口出し部から出ていく。この場合、各接触面は、部品
がアルミで作られている場合は、接触抵抗を下げるため
に銀メッキが施されているのが通常である。すなわち、
導体１３と固定通電接触子１２との接触面、固定通電接
触子１２と可動通電接触子２５との接触面、可動通電接
触子２５とフランジ２２との接触面、フランジ２２とパ
ッファシリンダ２３との接触面、パッファシリンダ２３
と通電部２８との接触面、通電部２８とフランジ１４と
の接触面、フランジ１４と導体２７との接触面である。
また、部品が銅で作られている場合は、メッキ処理され
ていないことが多い。
【０００８】次に、ガス遮断器の開極動作について説明
する。まず、図３に示した開極動作途中の初期状態にお
いては、後方の操作ロッド２１が移動しており、この操
作ロッド２１を含む可動接触子部２０が一体的に移動し
ている。図４はこのような開極動作によって固定アーク
接触子１１と可動アーク接触子２４が開離した後の状態
を示しており、両アーク接触子１１、２４間のアーク空
間Ｓ２には大電流アーク３０が発生している。
する。まず、図３に示した開極動作途中の初期状態にお
いては、後方の操作ロッド２１が移動しており、この操
作ロッド２１を含む可動接触子部２０が一体的に移動し
ている。図４はこのような開極動作によって固定アーク
接触子１１と可動アーク接触子２４が開離した後の状態
を示しており、両アーク接触子１１、２４間のアーク空
間Ｓ２には大電流アーク３０が発生している。
【０００９】ここで、パッファシリンダ２３内部の蓄圧
空間Ｓ１の圧力は、パッファシリンダ２３と固定ピスト
ン２７との相対移動による機械的な圧縮作用によって昇
圧されることになる。またこの時、大電流アーク３０に
より、アーク空間Ｓ２は高温高圧の状態にある。例え
ば、大電流アーク３０の電流が５０ｋＡの場合、その温
度は容易に１００００Ｋ以上に達する。このため、アー
ク空間Ｓ２は圧縮空間Ｓ１より圧力が上昇し、操作ロッ
ド２１の内部空間から連通穴２１ａを経て圧縮空間Ｓ１
に至るガス流３２ａが生じる。すなわち、大電流アーク
３０のエネルギーのうちの一部が圧縮空間に取り込まれ
る。
空間Ｓ１の圧力は、パッファシリンダ２３と固定ピスト
ン２７との相対移動による機械的な圧縮作用によって昇
圧されることになる。またこの時、大電流アーク３０に
より、アーク空間Ｓ２は高温高圧の状態にある。例え
ば、大電流アーク３０の電流が５０ｋＡの場合、その温
度は容易に１００００Ｋ以上に達する。このため、アー
ク空間Ｓ２は圧縮空間Ｓ１より圧力が上昇し、操作ロッ
ド２１の内部空間から連通穴２１ａを経て圧縮空間Ｓ１
に至るガス流３２ａが生じる。すなわち、大電流アーク
３０のエネルギーのうちの一部が圧縮空間に取り込まれ
る。
【００１０】このように、開極動作が進むと、パッファ
シリンダ２３内部の蓄圧空間Ｓ１は機械的な圧縮作用に
加えて、熱的作用により昇圧される。このように蓄圧空
間Ｓ１が十分に昇圧された状態で、図５に示すように開
極動作がさらに進み、絶縁ノズル２６のスロート部Ｓ４
が開口すると、可動アーク接触子２４と絶縁ノズル２６
との間のガス流路から固定アーク接触子１１に向かって
流れるガス流３２ｂが発生する。その一方で、可動アー
ク接触子２４の中空部から、操作ロッド２１に設けられ
た連通穴２１ａに向かって流れるガス流３２ｃも発生す
る。ただし、この段階ではアーク空間Ｓ２が径の大きな
大電流アーク３０によりほぼ閉塞された状態にあるた
め、ガス流３２ｂ、３２ｃは弱い流れにしかならない。
シリンダ２３内部の蓄圧空間Ｓ１は機械的な圧縮作用に
加えて、熱的作用により昇圧される。このように蓄圧空
間Ｓ１が十分に昇圧された状態で、図５に示すように開
極動作がさらに進み、絶縁ノズル２６のスロート部Ｓ４
が開口すると、可動アーク接触子２４と絶縁ノズル２６
との間のガス流路から固定アーク接触子１１に向かって
流れるガス流３２ｂが発生する。その一方で、可動アー
ク接触子２４の中空部から、操作ロッド２１に設けられ
た連通穴２１ａに向かって流れるガス流３２ｃも発生す
る。ただし、この段階ではアーク空間Ｓ２が径の大きな
大電流アーク３０によりほぼ閉塞された状態にあるた
め、ガス流３２ｂ、３２ｃは弱い流れにしかならない。
【００１１】さらに、開極動作が進み、図６に示すよう
に電流零点に達すると、大電流アーク３０は減衰し、残
留アークプラズマ３１となって蓄圧空間Ｓ１内の圧力、
密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル２６
のスロート部Ｓ４は十分に開口し、強力なガス流３２
ｄ，３２ｅが発生する。したがって、これらの２方向の
ガス流３２ｄ，３２ｅによって、相乗的に強力に冷却さ
れてアークが消弧され、電流遮断が達成される。
に電流零点に達すると、大電流アーク３０は減衰し、残
留アークプラズマ３１となって蓄圧空間Ｓ１内の圧力、
密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル２６
のスロート部Ｓ４は十分に開口し、強力なガス流３２
ｄ，３２ｅが発生する。したがって、これらの２方向の
ガス流３２ｄ，３２ｅによって、相乗的に強力に冷却さ
れてアークが消弧され、電流遮断が達成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】近年、地球環境問題が
大きく取り上げられており、ガス遮断器についても地球
温暖化問題との関連が指摘されている。すなわち、ガス
遮断器の有効な消弧ガスとして多用されてきたＳＦ６ガ
スのいわゆる地球温暖化係数ＧＷＰ（Global Warming P
otentials)が高い点が注目され、１９９７年１２月に開
催された地球温暖化防止に関する京都会議(COP3)におい
て温室効果ガスとして削減対象に指定された。現在のと
ころ、ＳＦ６ガスはＣＯ２ガスに比較すれば、総使用量
がわずかであるため、ＳＦ６ガスの排出を削減すること
が有効な対策とされている。
大きく取り上げられており、ガス遮断器についても地球
温暖化問題との関連が指摘されている。すなわち、ガス
遮断器の有効な消弧ガスとして多用されてきたＳＦ６ガ
スのいわゆる地球温暖化係数ＧＷＰ（Global Warming P
otentials)が高い点が注目され、１９９７年１２月に開
催された地球温暖化防止に関する京都会議(COP3)におい
て温室効果ガスとして削減対象に指定された。現在のと
ころ、ＳＦ６ガスはＣＯ２ガスに比較すれば、総使用量
がわずかであるため、ＳＦ６ガスの排出を削減すること
が有効な対策とされている。
【００１３】ところが、地球温暖化係数は、ＣＯ２ガス
が１であるのに対し、ＳＦ６ガスは格段に大きい２４９
００程度と言われており、総使用量自体も削減すること
が望まれている。このため、ＳＦ６ガスの使用量を削減
したガス遮断器の可能性が模索されている。こうした動
きの中で、従来のＳＦ６以外の消弧性ガスとして、酸素
原子を含むガス、例えば、炭酸ガス、空気、酸素、ある
いはこれらの混合ガスなどが検討されている。
が１であるのに対し、ＳＦ６ガスは格段に大きい２４９
００程度と言われており、総使用量自体も削減すること
が望まれている。このため、ＳＦ６ガスの使用量を削減
したガス遮断器の可能性が模索されている。こうした動
きの中で、従来のＳＦ６以外の消弧性ガスとして、酸素
原子を含むガス、例えば、炭酸ガス、空気、酸素、ある
いはこれらの混合ガスなどが検討されている。
【００１４】しかしながら、これらの酸素原子を含むガ
スはアークエネルギーによって遊離酸素原子が発生する
ことが知られている。遊離酸素原子は容易に金属材料と
反応して金属材料を侵食し、粉末状の金属酸化物を生成
する。上述したようにガス遮断器の接触部や蓄圧空間を
構成する部品はアークにより熱せられた高温ガスに曝さ
れることが多く、酸化反応が起きる可能性がある。仮に
酸化反応が進み、金属材料が侵食されると、構造材の強
度が低下したり、部品の表面状態が変化して性能が不安
定となるという問題があった。
スはアークエネルギーによって遊離酸素原子が発生する
ことが知られている。遊離酸素原子は容易に金属材料と
反応して金属材料を侵食し、粉末状の金属酸化物を生成
する。上述したようにガス遮断器の接触部や蓄圧空間を
構成する部品はアークにより熱せられた高温ガスに曝さ
れることが多く、酸化反応が起きる可能性がある。仮に
酸化反応が進み、金属材料が侵食されると、構造材の強
度が低下したり、部品の表面状態が変化して性能が不安
定となるという問題があった。
【００１５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めに提案されたものであり、その目的は、高温ガスに曝
される部品について耐酸化の表面処理を施すことによ
り、酸化反応を抑えて粉末状の金属酸化物の発生および
金属材料の侵食を防ぎ、性能の安定化を図ったガス遮断
器を提供することにある。
めに提案されたものであり、その目的は、高温ガスに曝
される部品について耐酸化の表面処理を施すことによ
り、酸化反応を抑えて粉末状の金属酸化物の発生および
金属材料の侵食を防ぎ、性能の安定化を図ったガス遮断
器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、消弧性ガスが充填された密閉容器内には
第１接触子部および第２接触子部が対向して配置され、
前記第１接触子部および第２接触子部にはそれぞれ第１
アーク接触子および第２アーク接触子が設けられ、前記
第１アーク接触子および第２アーク接触子は、通常運転
時は接触導通状態にあり、開極動作時は相対移動しつつ
開離するとともに、両接触子間の空間として定義される
アーク空間にアークを発生するよう構成され、前記アー
クを消弧せしめるガス流発生手段が設けられ、前記ガス
流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空
間の圧力を上昇せしめる少なくとも１つの圧力上昇手段
と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１
つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の
充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ
少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成され、前記
圧力上昇手段は機械的圧縮手段または加熱昇圧手段のう
ち少なくとも１つの手段から構成されたガス遮断器にお
いて、次のような特徴を有している。
に、本発明は、消弧性ガスが充填された密閉容器内には
第１接触子部および第２接触子部が対向して配置され、
前記第１接触子部および第２接触子部にはそれぞれ第１
アーク接触子および第２アーク接触子が設けられ、前記
第１アーク接触子および第２アーク接触子は、通常運転
時は接触導通状態にあり、開極動作時は相対移動しつつ
開離するとともに、両接触子間の空間として定義される
アーク空間にアークを発生するよう構成され、前記アー
クを消弧せしめるガス流発生手段が設けられ、前記ガス
流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空
間の圧力を上昇せしめる少なくとも１つの圧力上昇手段
と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１
つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の
充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ
少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成され、前記
圧力上昇手段は機械的圧縮手段または加熱昇圧手段のう
ち少なくとも１つの手段から構成されたガス遮断器にお
いて、次のような特徴を有している。
【００１７】請求項１の発明は、前記アークにより発生
した高温ガスに曝される部品のうち、少なくとも１００
０°Ｃ以上の高温ガスに曝される金属表面に、耐酸化の
表面処理を施したことを特徴とする。上記の請求項１の
発明においては、金属表面に耐酸化の表面処理を施した
ことで、１０００°Ｃ以上の高温ガスにより金属表面が
酸化されることがないため、粉末状の金属酸化物の発生
や金属材料の侵食を防ぐことができ、性能の安定化を図
ることができる。
した高温ガスに曝される部品のうち、少なくとも１００
０°Ｃ以上の高温ガスに曝される金属表面に、耐酸化の
表面処理を施したことを特徴とする。上記の請求項１の
発明においては、金属表面に耐酸化の表面処理を施した
ことで、１０００°Ｃ以上の高温ガスにより金属表面が
酸化されることがないため、粉末状の金属酸化物の発生
や金属材料の侵食を防ぐことができ、性能の安定化を図
ることができる。
【００１８】請求項２の発明は、請求項１記載のガス遮
断器において、前記消弧性ガスは、炭酸ガス、ドライエ
ア、酸素、窒素のいずれか１つ、または、複数種類の組
合せであることを特徴とする。上記のような請求項２の
発明においては、無毒で、オゾン破壊係数が小さい、あ
るいはゼロの消弧性ガスを用いたことにより、安定した
性能を発揮すると共に環境調和性に優れたガス遮断器を
得ることができる。
断器において、前記消弧性ガスは、炭酸ガス、ドライエ
ア、酸素、窒素のいずれか１つ、または、複数種類の組
合せであることを特徴とする。上記のような請求項２の
発明においては、無毒で、オゾン破壊係数が小さい、あ
るいはゼロの消弧性ガスを用いたことにより、安定した
性能を発揮すると共に環境調和性に優れたガス遮断器を
得ることができる。
【００１９】請求項３の発明は、請求項１及び２記載の
ガス遮断器において、前記高温ガスに曝される金属がア
ルミの場合に、前記耐酸化の表面処理がアルミナ処理あ
るいは銀メッキであることを特徴とする。請求項４記載
の発明は、請求項１または２記載のガス遮断器におい
て、前記高温ガスに曝される金属が鉄系の場合に、前記
耐酸化の表面処理が燐酸塩皮膜処理あるいは黒染めであ
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項１
または２記載のガス遮断器において、前記高温ガスに曝
される金属が銅の場合に、前記耐酸化の表面処理が黒染
めなどの化成処理であることを特徴とする。これらの請
求項３、４、５の発明においては、アルミ部品、鉄系部
品あるいは銅部品が直接、高温ガスに曝されるのを防止
することができる。このため、粉末状のアルミ酸化物、
鉄系金属酸化物あるいは銅酸化物の発生を防ぐことがで
き、安定した性能のガス遮断器を得ることができる。
ガス遮断器において、前記高温ガスに曝される金属がア
ルミの場合に、前記耐酸化の表面処理がアルミナ処理あ
るいは銀メッキであることを特徴とする。請求項４記載
の発明は、請求項１または２記載のガス遮断器におい
て、前記高温ガスに曝される金属が鉄系の場合に、前記
耐酸化の表面処理が燐酸塩皮膜処理あるいは黒染めであ
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項１
または２記載のガス遮断器において、前記高温ガスに曝
される金属が銅の場合に、前記耐酸化の表面処理が黒染
めなどの化成処理であることを特徴とする。これらの請
求項３、４、５の発明においては、アルミ部品、鉄系部
品あるいは銅部品が直接、高温ガスに曝されるのを防止
することができる。このため、粉末状のアルミ酸化物、
鉄系金属酸化物あるいは銅酸化物の発生を防ぐことがで
き、安定した性能のガス遮断器を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス遮断器の
実施の形態の一例について、図１および図２を参照して
具体的に説明する。なお、図３〜図６に示した従来例と
同一の部材については、同一の符号を付し、説明は省略
する。
実施の形態の一例について、図１および図２を参照して
具体的に説明する。なお、図３〜図６に示した従来例と
同一の部材については、同一の符号を付し、説明は省略
する。
【００２１】［１．代表的な実施の形態］
［１−１．構成］本実施の形態は、請求項１および２記
載の発明を適用したガス遮断器である。図１に示すよう
に、開極動作初期には、大電流アーク３０により生じた
高温のガス流３２ａは、絶縁ロッド２１の内部、連通穴
２１ａを通って蓄圧空間Ｓ１に至る。したがって、耐酸
化処理部４０は、操作ロッド２１の内面、操作ロッド２
１、フランジ２２、パッファシリンダ２３および固定ピ
ストン２７の蓄圧空間Ｓ１に面する部分に施されてい
る。この耐酸化処理部４０は、アークにより発生した高
温ガスに曝される部品のうち、少なくとも１０００°Ｃ
以上の高温ガスに曝される金属表面に形成されている。
載の発明を適用したガス遮断器である。図１に示すよう
に、開極動作初期には、大電流アーク３０により生じた
高温のガス流３２ａは、絶縁ロッド２１の内部、連通穴
２１ａを通って蓄圧空間Ｓ１に至る。したがって、耐酸
化処理部４０は、操作ロッド２１の内面、操作ロッド２
１、フランジ２２、パッファシリンダ２３および固定ピ
ストン２７の蓄圧空間Ｓ１に面する部分に施されてい
る。この耐酸化処理部４０は、アークにより発生した高
温ガスに曝される部品のうち、少なくとも１０００°Ｃ
以上の高温ガスに曝される金属表面に形成されている。
【００２２】また、図２に示すように、開極動作終期に
は、大電流アーク３０により生じた高温のガス流３２ｂ
は、絶縁ノズル２６の先端から固定通電接触子１２の内
部に向かって流れ、同じく高温のガス流３２ｃは、操作
ロッド２１の内部、連通穴２１ａを通って、固定ピスト
ン支持部２７ａと操作ロッド２１に囲まれた空間に至
る。したがって、耐酸化処理部４０は、固定通電接触子
１２の内面、操作ロッド２１の外面、固定ピストン２７
および固定ピストン支持部２７ａの内面に施されてい
る。なお、本実施の形態では、消弧性ガスは、炭酸ガ
ス、ドライエア、酸素、窒素のいずれか１つ、または、
複数種類の組合せのガスが用いられている。
は、大電流アーク３０により生じた高温のガス流３２ｂ
は、絶縁ノズル２６の先端から固定通電接触子１２の内
部に向かって流れ、同じく高温のガス流３２ｃは、操作
ロッド２１の内部、連通穴２１ａを通って、固定ピスト
ン支持部２７ａと操作ロッド２１に囲まれた空間に至
る。したがって、耐酸化処理部４０は、固定通電接触子
１２の内面、操作ロッド２１の外面、固定ピストン２７
および固定ピストン支持部２７ａの内面に施されてい
る。なお、本実施の形態では、消弧性ガスは、炭酸ガ
ス、ドライエア、酸素、窒素のいずれか１つ、または、
複数種類の組合せのガスが用いられている。
【００２３】［１−２．作用効果］以上のような構成を
有する本実施の形態の作用は以下の通りである。開極動
作途中に生じる高温のガス流３２ａ，３２ｂおよび３２
ｃに曝される部品は、耐酸化処理部４０によって守られ
ているため、酸素原子を含むガスを消弧性ガスとして用
いた場合でも、部品表面と遊離した酸素原子とが酸化反
応を起こすことがなく、粉末状の金属酸化物を発生する
ことが無い。また、金属材料の侵食を防ぐこともでき
る。これにより、安定した性能のガス遮断器を得ること
ができる。しかも、本実施の形態では、無毒で、オゾン
破壊係数が小さい、あるいはゼロの消弧性ガスを用いて
いるため、安定した性能を発揮すると共に環境調和性に
優れたガス遮断器を得ることができる。
有する本実施の形態の作用は以下の通りである。開極動
作途中に生じる高温のガス流３２ａ，３２ｂおよび３２
ｃに曝される部品は、耐酸化処理部４０によって守られ
ているため、酸素原子を含むガスを消弧性ガスとして用
いた場合でも、部品表面と遊離した酸素原子とが酸化反
応を起こすことがなく、粉末状の金属酸化物を発生する
ことが無い。また、金属材料の侵食を防ぐこともでき
る。これにより、安定した性能のガス遮断器を得ること
ができる。しかも、本実施の形態では、無毒で、オゾン
破壊係数が小さい、あるいはゼロの消弧性ガスを用いて
いるため、安定した性能を発揮すると共に環境調和性に
優れたガス遮断器を得ることができる。
【００２４】［２．他の実施の形態］なお、本発明は上
記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、高
温ガスに曝される金属がアルミの場合にはアルミナ処理
あるいは銀メッキ処理を行う（請求項３の発明に対
応）。また、高温ガスに曝される金属が鉄系の場合には
燐酸塩皮膜処理あるいは黒染め（請求項４の発明に対
応）、さらに、銅の場合には黒染めなどの化成処理（請
求項５の発明に対応）としても良い。
記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、高
温ガスに曝される金属がアルミの場合にはアルミナ処理
あるいは銀メッキ処理を行う（請求項３の発明に対
応）。また、高温ガスに曝される金属が鉄系の場合には
燐酸塩皮膜処理あるいは黒染め（請求項４の発明に対
応）、さらに、銅の場合には黒染めなどの化成処理（請
求項５の発明に対応）としても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温ガスに曝される部品について耐酸化の表面処理を施
すことにより、酸化反応を抑えて粉末状の金属酸化物の
発生および金属材料の侵食を防ぎ、性能の安定化を図っ
たガス遮断器を得ることができる。
高温ガスに曝される部品について耐酸化の表面処理を施
すことにより、酸化反応を抑えて粉末状の金属酸化物の
発生および金属材料の侵食を防ぎ、性能の安定化を図っ
たガス遮断器を得ることができる。
【図１】本発明による代表的な実施の形態の断面図であ
り、開極動作初期の状態を示す。
り、開極動作初期の状態を示す。
【図２】本実施の形態の断面図であり、開極動作終期の
状態を示す。
状態を示す。
【図３】従来のガス遮断器の断面図であり、閉極状態を
示す。
示す。
【図４】従来のガス遮断器の断面図であり、開極動作初
期の状態を示す。
期の状態を示す。
【図５】従来のガス遮断器の断面図であり、開極動作終
了直後の状態を示す。
了直後の状態を示す。
【図６】従来のガス遮断器の断面図であり、開極動作終
了後電流零点に至った状態を示す。
了後電流零点に至った状態を示す。
１０…固定接触子部（第１接触子部）
１１…固定アーク接触子
１２…固定通電接触子
１３…導体
１４…フランジ
２０…可動接触子部（第２接触子部）
２１…操作ロッド
２１ａ…連通穴
２２…フランジ
２２ａ…連通穴
２３…パッファシリンダ
２４…可動アーク接触子
２５…可動通電接触子
２６…絶縁ノズル
２７…固定ピストン
２７ａ…支持部
２８…通電部
２９…導体
３０…大電流アーク
３１…残留アークプラズマ
３２ａ〜３２ｅ…ガス流
４０…耐酸化処理部
Ｓ１…蓄圧空間
Ｓ２…アーク空間
Ｓ３…上流側ガス流路
Ｓ４…スロート部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中本 哲哉
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株
式会社東芝浜川崎工場内
(72)発明者 森 正
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株
式会社東芝浜川崎工場内
Ｆターム(参考） 5G001 AA13 BB01 FF01 FF06
Claims (5)
- 【請求項１】 消弧性ガスが充填された密閉容器内には
第１接触子部および第２接触子部が対向して配置され、
前記第１接触子部および第２接触子部にはそれぞれ第１
アーク接触子および第２アーク接触子が設けられ、前記
第１アーク接触子および第２アーク接触子は、通常運転
時は接触導通状態にあり、開極動作時は相対移動しつつ
開離するとともに、両接触子間の空間として定義される
アーク空間にアークを発生するよう構成され、前記アー
クを消弧せしめるガス流発生手段が設けられ、前記ガス
流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空
間の圧力を上昇せしめる少なくとも１つの圧力上昇手段
と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１
つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の
充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ
少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成され、前記
圧力上昇手段は機械的圧縮手段または加熱昇圧手段のう
ち少なくとも１つの手段から構成されたガス遮断器にお
いて、 前記アークにより発生した高温ガスに曝される部品のう
ち、少なくとも１０００°Ｃ以上の高温ガスに曝される
金属表面に、耐酸化の表面処理を施したことを特徴とす
るガス遮断器。 - 【請求項２】 前記消弧性ガスは、炭酸ガス、ドライエ
ア、酸素、窒素のいずれか１つ、または、複数種類の組
合せであることを特徴とする請求項１記載のガス遮断
器。 - 【請求項３】 前記高温ガスに曝される金属がアルミの
場合に、前記耐酸化の表面処理がアルミナ処理あるいは
銀メッキであることを特徴とする請求項１または２記載
のガス遮断器。 - 【請求項４】 前記高温ガスに曝される金属が鉄系の場
合に、前記耐酸化の表面処理が燐酸塩皮膜処理あるいは
黒染めであることを特徴とする請求項１または２記載の
ガス遮断器。 - 【請求項５】 前記高温ガスに曝される金属が銅の場合
に、前記耐酸化の表面処理が黒染めなどの化成処理であ
ることを特徴とする請求項１または２記載のガス遮断
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002097953A JP4262928B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | ガス遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002097953A JP4262928B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | ガス遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297199A true JP2003297199A (ja) | 2003-10-17 |
| JP4262928B2 JP4262928B2 (ja) | 2009-05-13 |
Family
ID=29387813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002097953A Expired - Lifetime JP4262928B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | ガス遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4262928B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339918A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 開閉器 |
| JP2008243525A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ガス絶縁開閉装置 |
| JPWO2007032344A1 (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-19 | 学校法人東京電機大学 | ガス絶縁開閉装置及びガス遮断器 |
| JP2012169280A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-06 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182137A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182139A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182138A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| US8314355B2 (en) | 2005-05-20 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas insulated breaking device |
| US10128071B2 (en) | 2014-12-03 | 2018-11-13 | Hitachi, Ltd. | Abrasion resistant material, puffer cylinder, and puffer type gas circuit breaker |
| CN113330530A (zh) * | 2019-04-02 | 2021-08-31 | 株式会社东芝 | 气体断路器 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002097953A patent/JP4262928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339918A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 開閉器 |
| US8314355B2 (en) | 2005-05-20 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas insulated breaking device |
| JPWO2007032344A1 (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-19 | 学校法人東京電機大学 | ガス絶縁開閉装置及びガス遮断器 |
| JP2008243525A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012169280A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-06 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182137A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182139A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| JP2012182138A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-09-20 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | ガス絶縁開閉装置 |
| US10128071B2 (en) | 2014-12-03 | 2018-11-13 | Hitachi, Ltd. | Abrasion resistant material, puffer cylinder, and puffer type gas circuit breaker |
| CN113330530A (zh) * | 2019-04-02 | 2021-08-31 | 株式会社东芝 | 气体断路器 |
| CN113330530B (zh) * | 2019-04-02 | 2024-04-02 | 株式会社东芝 | 气体断路器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4262928B2 (ja) | 2009-05-13 |
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