JPH0244620A - ガス絶縁開閉器 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、充電電流遮断時に再点弧現象が発生しないよ
うに改良を施したガス絶縁開閉器に関するものである。

（従来の技術） 近年、変電所の開閉装置としてガス絶縁開閉装置が広く
適用されている。特に、３００ＫＶ級以上のガス絶縁開
閉装置に用いられる断路器においては、充電電流を遮断
する際に、再点弧現象を繰返し、過大な開閉ナージを発
生することが知られ、ガス絶縁開閉装置全体の絶縁性能
上問題になっている。

この様な開閉サージ発生のメカニズムを、断路器を例に
して以下に説明する。叩ら、断路器の開閉速度は、通常
遮断器と異なり遅く、高速動作するものでも約２ｍ／Ｓ
〜３ｍ／Ｓ程度である。このため、開路すると、途中で
充電電流を遮断するが、極間には負荷側の残留電圧と電
源側の運転電圧の差分の電圧が発生し、遮断直後、ゼロ
から上昇する。

しかし、このとき、断路器の可動接触子の開路速度が遅
いため、極間回復電圧は極間の耐電圧値を越え、再点弧
に至り、過大な開閉サージが発生する。この開閉サージ
はガス絶縁開閉装置内に伝播し、分岐部、エンド部で反
射、透過を繰返し、最大的３ｐ、ｕ、（電源電圧ピーク
値の約３倍）のサージが発生することがあり、ガス絶縁
開閉装置の絶縁性能をおびやかしていた。

また、ガス絶縁開閉装置の絶縁設計は、主に雷インパル
ス耐電圧値が通常最も厳しいことから、雷インパルス耐
電圧値をもとに各部の寸法が決められているが、５５０
ＫＶあるいはＵＨＶの様に絶縁協調上低減絶縁をし、開
閉設備の経済性を求めようとすると、機器にとっては開
閉ケージが厳しくなり、低減絶縁による効果は大幅に減
少することになる。

上記の様な従来の断路器の構造を第９図に示した。即ち
、金属容器１の内部にＳＦ６ガスなどの絶縁ガス２が充
填されると共に、通電導体３，４が絶縁スペーサ５によ
って支持固定されている。まｌ乙断路器の固定側接触部
６と可動側接触部７が対向して配設され、前記可動側接
触部７を開閉するための可動接触子８が、絶縁ロッド９
、クロスヘツド１０．リンク１１及びレバー１２を介し
て、主軸１３により駆動されるように構成されている。

また、この主軸１３は断路器本体の外側に設置された操
作装置１４によって回動駆動されるが、その回動駆動力
がクロスヘツド１０と摺動するガイドロッド１５によっ
て、直線往復運動に変換され、可動接触子８を上下方向
に開閉駆動するように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の様な構成を有する断路器において
は、可動接触子８は開路状態において、所要の定格電流
、短時間耐電流を通電する容量を有し、且つ、温度上昇
を規格で定める値以下にしなければならないため、銅あ
るいはアルミといった導電材を使用すると共に、通電断
面積を確保しなければならない。

また、開路完了状態では、規格に定める極間絶縁性能を
確保するため、極間寸法をある程度とらなければならな
い。

この様な条件を満足するように、可動接触子全体の形状
及び重量が決められるが、かなり重いものとなる。また
、可動接触子８を駆動するために、絶縁ロッド９、クロ
スヘツド１０などの部材が必要となり、可動系全体の重
量はさらに重くなる。

そのため、開閉サージを抑制するために、可動接触子８
を超高速動作させることは不可能に近い。

もし、これを可能にしようとすると、巨大な操作力を有
する操作装置が必要となり、ガス絶縁開閉装置レイアウ
ト上の阻害要因となるだけでなく、機器の信頼性の確保
も困難なものとなるといった欠点がおった。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、その目的は、充電電流遮断時の再点弧現象の発生を防
止し、開閉サージ電圧を低減したガス絶縁開閉器を提供
することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、主可動接触子が開閉機構部によって駆動され
、絶縁ロッドを介して直線往復運動をすることにより開
閉動作を行うガス絶縁開閉器において、前記主可動接触
子の内部に補助可動接触子を設け、主可動接触子が所定
のストロークに達した時に、主可動接触子の開閉動作に
伴って移動する押圧部材が、前記補助可動接触子を駆動
する駆動部材に設【ブられた被押圧部材に当接し、前記
駆動部材を押圧するように構成したものでおる。

（作用） 本発明のガス絶縁開閉器によれば、主可動接触子が従来
の速度で開路しても、補助可動接触子が残っているため
、極間ギャップを短く保つことができ、ギャップ間に生
じるサージ電圧を低く抑えることができるので、再点弧
現象の発生を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて
具体的に説明する。なお、第９図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、主可動接触
子１６の内部に補助可動接触子１７が設けられ、この補
助可動接触子１７には、それを駆動するための駆動部材
として、絶縁ロッド１８、金具１９、リンク２０、レバ
ー２１及び軸２２が配設されている。また、レバー２１
は軸２２を中心に回動自在に配設されると共に、その中
央部に被押圧部材であるピン２４が設けられている。

一方、主可動接触子１６は、従来と同様に絶縁ロッド９
、クロスヘツド１０．リンク１１、レバー１２を介して
、主軸１３により外部に設けられた操作装置に連結され
ている。

また、前記クロスヘツド１０には、前記レバー２１に設
けられたピン２４に当接する抑圧部材であるボス２５が
設けられ、クロスヘツド１０が開路方向に寸法りだけ移
動すると、ピン２４に当接するように構成されている。

この寸法りは、第２図に示した様に、主可動接触子１６
と固定側接触部６間の距離Ｇにおいて、極間回復電圧に
おおむね耐えられる距離となるように設定されている。

なお、前記ピン２４は、軸２２から愛１、また、リンク
２０とレバー２１の連結部２３から斐２の位置に設けら
れている。また、補助可動接触子１７は、通電性能を有
する必要はないが、導電性でおる必要があり、また、超
高速駆動が可能となるように、極力軽い部材、例えば、
アルミから成る針金状ロッド、あるいは導電性樹脂など
が望ましい。

さらに、操作装置は、従来の断路器の駆動力と同程度の
駆動力を有する操作装置とし、これにより、主可動接触
子１６は約３ｍ／ＳｅＣの速度で駆動されるように構成
されている。

この様な構成を有する本実施例の断路器においては、以
下に述べる様にして開閉操作が行われる。

即ち、第１図に示した閉路状態で、開路指令が出される
と、主可動接触子１６は、従来の断路器と同様の速度で
開極する。しかし、このとき、クロスヘツド１０に設け
られたボス２５は、レバー２１に設けられたピン２４に
当接していないので、補助可動接触子１７は移動しない
。

次いで、第２図に示した様に、主可動接触子１６が寸法
りだけ移動すると、ボス２５がピン２４に当接する。こ
の状態で極間には回復電圧が生じるが、極間寸法が最も
小さいｑの部分でスパークを生じる。しかし、ギャップ
寸法ｑは非常に小さいため、発生するサージも非常に小
さい。

ざらに、主可動接触子１６が移動すると、第３図に示し
た様に、ボス２５がピン２４を上方へ押圧し、その結果
、レバー２１が上方に押圧され、補助可動接触子１７を
開路側に駆動する。このときの補助可動接触子１７の開
極速度は、ピン２４の位置斐１．Ｌｚによって決まる。

即ち、主可動接触子１６の開極速度をｖ□とすると、補
助可動接触子１７の速度Ｖは、 ｖ＝ｖｏ　ｘ　（ｉｔ−ＨＬ２）／Ｌ＋となり、Ｖｏ　
＝３ｍ／ｓ、ｉｔ　＝Ｌｚとすると、Ｖ−６ｍ／Ｓとな
る。

そして、第４図に示した様に、開路動作の完了状態にお
いては、補助可動接触子１７は主可動接触子１６の内部
に入るように設定されている。そのため、開路完了状態
での断路器の極間絶縁性能には、補助可動接触子１７の
影響は全くなく、所要の性能を確保することができる。

なお、閉路動作の際には、補助可動接触子１７は自重に
よって落下するので、主可動接触子１６の閉路速度の方
が早くなり、補助可動接触子１７に先行して投入される
。

この様に、本実施例によれば、補助可動接触子１７を非
常に軽くすることができるため、°これを超高速で駆動
させる駆動力は極めて小さくてすむので、従来の操作装
置をそのまま使用することができる。

また、補助可動接触子１７の開路速度は、斐１と９．２
の比を変えることにより、適用する定格電圧などに合せ
て所要の開路速度を得ることができる。例えば、Ｖｏ　
＝ａｍ／ｓ、　ＩＪ、ｔ　　：　１２＝１　：２とする
ことにより、補助可動接触子１７の開路速度は、９ｍ／
Ｓとすることができる。

この様に、本実施例の断路器においては、主可動接触子
１６が従来の速度で開路しても、このとき、補助可動接
触子１７が残っているため、実際の極間ギャップはｑと
短く、このギャップ間に放電が生じても、発生サージ電
圧は充分に小さい。

また、主可動接触子１６が回復電圧に対して充分耐え得
る位置まで移動した状態において、補助可動接触子１７
が超高速で開路するため、極間回復電圧の上昇に対し、
極間絶縁性能の回復速度の方が上回り、再点弧を生ずる
ことなく遮断することが可能となる。

＊他の実施例＊ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、第５図に示した様に、補助可動接触子３０に復帰用
のバネ３１を配設しても良い。これは、補助可動接触子
３０の復帰動作を、その自重によって行うと、断路器の
配置姿勢によっては充分な復帰動作が行えないという欠
点があるためである。なお、復帰用バネ３１は、補助可
動接触子３０の自重に勝つ程度の弱いバネで充分である
。

また、第６図に示した様に、クロスヘツドに設けられる
ボス４０に、開路時にピン２４に当接する当たり部４１
を設け、さらに、閉路時にピン２４に当接し、補助可動
接触子１７を元の位置に復帰させるための当たり部４２
を設けても良い。この場合、閉路動作完了時において、
補助可動接触子１７は完全に元の位置に復帰することが
できる。

さらに、第７図に示した様に、固定側接触部６内に、補
助接触子５０が設けられている。そして、閉路状態にお
いては、補助可動接触子１７がこの補助接触子５０と接
触し、動作する前は放電が生じないように構成されてい
る。なお、この場合、閉路時に、補助可動接触子１７が
完全に補助接触子５０の内部に入るように、ボスを第６
図に示した様に、２つの当たり部４１．４２を有する様
に構成する。

また、第８図に示した様に、補助可動接触子６０の先端
部の曲率を大きくするために、球状にしたものである。

この場合、補助可動接触子６０の開路時の極間絶縁性能
はさらに改善される。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、主可動接触子の内部
に補助可動接触子を設け、主可動接触子が所定のストロ
ークに達した時に、主可動接触子の開閉動作に伴って移
動する抑圧部材が、補助可動接触子を駆動する駆動部材
に設けられた被押圧部材に当接し、駆動部材を押圧する
ように構成するという簡単な手段によって、充電電流遮
断時の再点弧現象の発生を防止し、開閉サージ電圧を低
減したガス絶縁開閉器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を断路器を例にして示した断
面図、第２図〜第４図はその動作状態を示す断面図、第
５図〜第８図は本発明の他の実施例を示す断面図、第９
図は従来の断路器を示す断面図である。 １・・・金属容器、２・・・絶縁ガス、３，４・・・通
電導体、５・・・絶縁スペーサ、６・・・固定側接触部
、７゛・・・可動側接触部、８・・・可動接触子、９・
・・絶縁ロッド、１０・・・クロスヘツド、１１・・・
リンク、１２・・・レバー、１３・・・主軸、１４・・
・操作装置、１５・・・ガイドロンド、１６・・・主可
動接触子、１７・・・補助可動接触子、１８・・・絶縁
ロッド、１９・・・金具、２０・・・リンク、２１・・
・レバー、２２・・・軸、２３・・・連結部、２４・・
・ピン、２５・・・ボス、２６・・・ストッパ、３０・
・・補助可動接触子、３１・・・復帰用バネ、４０・・
・ボス、４１．４２・・・当たり部、５０・・・補助接
触子、６０・・・補助可動接触子。 第 ３　二 第 図 第 閏 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主可動接触子が開閉機構部によつて駆動され、絶縁ロッ
   ドを介して直線往復運動をすることにより開閉動作を行
   うガス絶縁開閉器において、前記主可動接触子の内部に
   補助可動接触子を設け、主可動接触子が所定のストロー
   クに達した時に、主可動接触子の開閉動作に伴つて移動
   する押圧部材が、前記補助可動接触子を駆動する駆動部
   材に設けられた被押圧部材に当接し、前記駆動部材を押
   圧するように構成したことを特徴とするガス絶縁開閉器
   。