JPH0251816A - ガス断路器 - 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） 本発明は密閉容器内に消弧絶縁媒体を充填し、この内部
に可動および固定接触子を接離可能にしたガス断路器に
関する。

（従来の技術） 従来、この種のガス断路器の一例として特公昭５３−３
８０３１号公報、特公昭８０−４２５７０号広報に示す
ものが公知であり、第７図および第１１図はこれを説明
するための図である。

第７図および第１１図において、１は金属製タンク、２
は金属製タンク１内に封入されたＳＦ６ガス、３はスペ
ーサ、４は断路器固定側端子に通じる導体、５は断路器
可動側端子に通じる導体、６は固定電極、７は固定電極
側金属製シールド、８は固定電極６とシールド７との間
に挿入された抵抗体、９は可動電極、１０は固定電極側
耐弧電極、１１は固定電極側通電接触子、１２は可動電
極側耐弧電極、１３は可動電極側通電接触子、１４は可
動電極側金属製シールド、１５は可動電極９を駆動する
絶縁体である。

第７図に示す断路器で絶縁体１５は図示されていない操
作機構に接続されていて、この操作機構により開極およ
び投入動作が行われる。

一般に、断路器は短かい送電線路の充電電流を遮断する
ことが要求される。送電線路、変圧器等の分布のキャパ
シタンス、分布インダクタンスを近似的に集中のキャパ
シタンスや集中のインダクタンスで表わし、送電線路の
充電電流遮断回路を等価回路で表わすと例えば第８図の
ようになる。

１６は電源電圧、１７は短絡インピーダンス、１８は変
圧器、電源側送電線路等のキャパシタンス、１つは電源
側送電線路のインダクタンス、２０は負荷側送電線路の
キャパシタンス、２１は負荷側送電線路のインダクタン
ス、２２は断路器である。

第７図における可動電極側耐弧電極１２と金属製シール
ド７との間の絶縁回復特性は第９図に示したような特性
となる。このような特性の新路器で第８図に示すような
回路を開極する場合には、第１０図のような電圧波形を
得る。第１０図で２３は第８図の　ａ”点の電圧波形で
あり、２４は電源電圧の電圧波形を示す。２３と２４の
曲線の差が断路器の極間電圧である。この関係を説明す
ると、例えばＡ点で可動電極側耐弧電極１２と固定電極
側耐弧電極１０との間で開極し、その後可動側耐弧電極
１２の先端がシールド７の内部から出ると電流が小さ１
いため、Ｂ点で電流遮断して負荷側のキャパシタンス２
０にはこの時の電源電圧が残り、電源電圧の変化ととも
に極間電圧が大きくなる。極間電圧が絶縁回復電圧を上
まわると０点で再点弧する。

しかし電流が小さいのですぐに遮断して負荷のキャパシ
タンス２０にはｒ；、源電圧が残る。こうして再点弧を
くり返し、絶縁回復電圧の上昇とともに再点弧時の極間
電圧も大きくなるが、絶縁回復電圧が極間電圧を上まわ
れば再点弧のくり返しは停止して遮断が完了する。第　
１０図の再点弧点Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは第９図に示
すＣ，Ｄ。

Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの極間距離と対応している。上記１１ｆ
点弧は、シールド７の先端部と可動電極側耐弧電極１２
の先端部との間で発生し、従って、第１１図に示すよう
に再点弧アーク２５が形成される。

さて、第７図の構成でもサージ抑制の必要のない場合、
すなわち固定電極６とシールド７との間に挿入した抵抗
体８かかわりに金属導体であるような断路器にあっては
、極間、すなわち可動電極側耐弧電極１２とシールド７
との間で再点弧が発生すると、第８図に示すキャパシタ
ンス１８と２０、インダクタンス１９と２１の回路で高
周波電圧振動が発生し、第１２図に示すように高周波過
電圧が発生する、この過電圧は断路器が再点弧するとき
の極間電圧が大きいほど大きい。この過電圧が遮断器自
身またはこれに隣接する他の機器の絶縁をおびやかす場
合もある。従って、再点弧時の過電圧を小さ（するため
に第７図において抵抗体８を設け、開極時における再点
弧時の電流を導体４−固定電極６−抵抗体８−シールド
７−可動電極９・・・通電接触子１３・・・導体５の径
路を経て流し、抵抗体８による回路の損失を利用して過
電圧を小さく抑えようとしている。

（発明が解決しようとする課題） 第７図において、再点弧したときの高周波過電圧を抑制
するときには抵抗体８に電圧がかかる。

この電圧に抵抗体８が耐えるためには抵抗体８を長くし
なければならない。従って、第７図に示す固定電極６の
一端部（上端部）とシールド７の一端部（下端部）との
間の距ＭＬを短くすることができず、断路器全体か大き
くなってしまう欠点があった。

本発明の固定電極とシールドの距ｔｌＬを短くでき、こ
れにより全体を小形にできるガス断路器を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、消弧ガスを充填した
金属タンク内に、接触子を有する固定電極と、この固定
電極の接触子を包囲するように設けた固定電極側シール
ドと、前記固定電極と対向して配置され、且つ接離自在
の可動電極とを備えたガス断路器において、前記固定電
極側シールドは絶縁体に抵抗体を埋め込んだ構成とする
か、または絶縁体に皮膜抵抗を付着させた構成とし、開
極過程において極間放電アーク電流を前記固定電極側シ
ールドを介して流すことを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、固定電極側シールドを前記の構成する
ことにより、充電流遮断時の再点弧過電圧を抑制でき、
従来独立した抵抗体およびシールドを、電気的に接続し
ていたものに比べて、ｉｆぼ軸方向長さを半分ぐらいに
できることから、全体を小形にできる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図、第２図は本発明の第１の実施例を説明するた
めの半断面図であり、第７図の従来例とは次の点が異る
。従来、固定電極６の接触子１１を包囲するように設け
た抵抗体８およびシールド７からなる固定側シールドを
次のようにしたものである。すなわち、固定側シールド
として絶縁体２７の内部に抵抗体２８を埋設した構成と
し、この固定側シールドの先端部に金属電極２９を接続
したものである。

固定側シールドを構成する絶縁物２７および抵抗体２８
については、例えば、炭素を含有する粉体を成形焼成し
て、抵抗体２８を製造し、これをエポキシ樹脂でモール
ドして絶縁体２７を製造する。

第１図に示すガス断路器において絶縁体１５は図示され
ていない操作機構に接続されていてこの操作機構により
開極及び投入動作を行う。

次に、以上のように構成された本発明のガス断路器の第
１の実施例の動作について説明する。第１図において、
充電電流を遮断する時、はじめに、可動電極側耐弧電極
１２と固定電極側耐弧電極ｌＯとの間が開極し、その後
可動電極側耐弧電極１２の先端が、抵抗体２７とシール
ド２８からなる固定側モールドの内部から出ると、再点
弧状Ｑとなり、第２図に示すように可動電極側耐弧電極
１２の先端部と、抵抗体シールド２８の先端部の金属電
極２９との間で再点弧アーク２５が発生する。

すると、再点弧時の電流は、導体４−固定電極６−抵抗
体２８−金属電極２９−再点弧アーク２５−可動電極側
耐弧電極１２−可動電極９−通電接触子１３−導体５を
通して流れる。従って、低抗体２８による回路損失のた
めに過電圧を小さく抑えることができる。

断路器は投入、遮断動作時に機械的衝撃を受ける。特に
、固定電極６においては、投入時に、可動電極９の先端
及び可動電極側耐弧電極１２が、それぞれ固定電極側通
電接触子１１及び固定電極側耐弧電極１０に突き当るた
めに衝撃が大きい。

しかし、抵抗体２８は絶縁体２７に埋め込まれているの
で、容易に衝撃に耐えるようにすることができる。開極
が完了した時点で可動電極９及び可動電極側耐弧１２は
、可動電極側シールド１４の内部に収納され、可動電極
側シールド１４と、抵抗体２８と絶縁体２７から成る固
定電極側シールドとの間の極間電圧に耐えなければなら
ない。

これらの可動電極側および固定電極側シールドは、極間
の電界を平等に近づけて極間耐電圧を大きくする機能も
育している。固定電極側シールドは抵抗体２８と絶縁体
２７から成っているが、上記の再点弧時の過電圧抑制の
ために必要とされる抵抗値例えば１にΩ前後においては
、上記の極間電界を平等に近づける作用は、金属導体か
ら成るシールドの場合と比べてほとんど同様に得られる
。

また、第１図において固定電極側耐弧電圧１０が存在せ
ず、通電と発弧の両者が固定電極側通電接触子１１にお
いて成される場合、さらに可動側耐弧電極１２が存在し
ない場合においても上記の作用は同様に得られる。

以上述べた本発明の第１の実施例においては、固定電極
側シールドは絶縁体２７と抵抗体２８：；よって構成さ
れているので、第７図に示す従来例の抵抗体８が不要と
なる。従って、第１図における長さしは、第７図におけ
る長さしよりもほぼ半分ぐらいに短くすることができ、
これにより断路器の小形化ができる。

第３図は本発明の第２の実施例を説明するための図であ
り、絶縁体２７に埋め込まれた抵抗体２８からなる固定
側シールドは、再点弧が発生するその先端部は、抵抗体
２８と一体で同一材料となっている。この場合は、再点
弧の際のアーク電流が小さくて、上記固定電極側シール
ドの先端部の損傷が少ない場合に適用できる。

第４図および第５図は本発明の第３の実施例を説明する
ための図であり、固定電極側シールドを次のように構成
したものである。すなわち、絶縁体２７Ａの内面に、皮
膜抵抗２８Ａを付着させて固定電極側シールドを構成し
、皮膜抵抗２８Ａに金ｇ４電極２９を接続したものであ
る。

このように構成されたガ、ス断路器の第３の実施例の動
作は第１の実施例と同一であるので、その説明は省略す
る。なお、第１の実施例（第１図）の動作の説明で、抵
抗体２８が皮膜抵抗２８Ａに代るだけである。

第４図に示す実施例においては固定電極側シールドは、
絶縁体２７Ａの内面に皮膜抵抗２８Ａが付着されている
ので、第１の実施例と同一の効果が得られる。すなわち
、従来技術を示す第７図における抵抗体８が不要となる
。従って、第４図における長さしは第７図における長さ
しよりも短くすることができ、断路器を小形にできる。

第６図は本発明の第４の実施例を説明するための図であ
り、絶縁体２７Ａの金属製タンク１側の表面に皮膜抵抗
２８Ａを付着させたものである。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、充電電流遮断時の再点弧過
電圧を抑制した小形のガス断路器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス断路器の第１の実施例を説明
するための半断面図、第２図は第１図のガス断路器の開
極状態を示す半断面図、第３図は本発明によるガス断路
器の第２の実施例を説明するための半断面図、第４図は
本発明Ｊこよるガス断路器の第３の実施例を説明するた
めの半断面図、第５図は第４図のガス断路器の開極状態
を示す半断面図、第６図は本発明によるガス断路器の第
４の実施例を説明するための半断面図、第７図は従来の
ガス断路器の一例を説明するための半断面図、第８図は
第７図の充電々流遮断近似等価回路図、第９図は第７図
の断路器極間の絶縁回復特性図、第１０図は第７図の充
電々流過断時の再点弧による電圧波形図、第１１図は第
７図のガス断路器の開極状態を示す半断面図、第１２図
は第７図のガス断路器の再点弧サージ電圧の説明図であ
る。 １・・・金属製タンク、２・・・ＳＦ６ガス、３・・・
スペーサ、４・・・導体、５・・・導体、６・・・固定
電極、７・・・固定電極側金属製シールド、８・・・抵
抗体、９・・・可動電極、１０・・・固定電極側耐弧電
極、１１・・・固定電極側通電接触子、１２・・・可動
電極側耐弧電極、１３・・・可動電極側通電接触子、１
４・・・可動電極側金属製ンールド、１５・・・絶縁体
、２５・・再点弧アーク、２６・・・再点弧サージ電圧
、２７・・・絶縁体、２７Ａ・・・絶縁体、２８・・・
抵抗体、２８Ａ・・・皮膜抵抗、２つ・・・金属電極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）消弧ガスを充填した金属タンク内に、接触子を有
   する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲するよう
   に設けた固定電極側シールドと、前記固定電極と対向し
   て配置され、且つ接離自在の可動電極とを備えたガス断
   路器において、前記固定電極側シールドは絶縁体に抵抗
   体を埋め込んだ構成とし、開極過程において極間放電ア
   ーク電流を前記固定電極側シールドを介して流すことを
   特徴とするガス断路器。
2. （２）消弧ガスを充填した金属タンク内に、接触子を有
   する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲するよう
   に設けた固定電極側シールドと、前記固定電極と対向配
   置され、且つ接離自在の可動電極とを備えたガス断路器
   において、前記固定電極側シールドは絶縁体に皮膜抵抗
   を付着させた構成とし、開極過程において極間放電アー
   ク電流を前記固定電極側シールドを介して流すことを特
   徴とするガス断路器。