JPH027128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、場合により遮へい電極で囲まれ閉
路位置で互いに接触する２個の円筒形開閉子を備
え、そのため少なくともその一方が双方の開閉子
の共通軸線上を移動して他方の開閉子に接触する
ようにされるとともに、可動絶縁筒が開閉子内部
ないし遮へい電極内部に配置され、断路器投入過
程において開閉子の移動期間中該絶縁筒が双方の
開閉子相互間の断路区間を実質的に橋絡するよう
にされた金属カプセル型圧縮ガス絶縁高圧開閉設
備用断路器に関する。

〔従来の技術〕

この種の断路器は西ドイツ特許出願公開第
2704389号公報（英国特許明細書第1544398号）に
より公知である。これに記載の断路器の開閉子を
導電的にとり囲んだ絶縁筒は、開閉子がその対向
開閉子と電気的に接続される前に、断路区間をア
ークがもれないようにそのつど橋絡する。この場
合、絶縁筒の運動は開閉子の運動によつて誘発さ
れる。したがつて電圧が印加された状態で断路器
を開閉したとき、緩慢な開閉運動の下で開閉子相
互間になおある間隔が残されている状態で発生す
る過渡放電アークが転移して接地された金属カプ
セルに移行することが防止される。そのため絶縁
筒は開閉子が過渡放電の発生位置まで到達する前
に断路区間を橋絡し、アークを包み込むかご形に
形成されている。開閉子が復帰するときは、可動
開閉子が遮へい電極の領域内に到達したあとで絶
縁筒は断路区間から出発位置に復帰するので、こ
の場合にもフラツシオーバーは発生しない。

またフランス特許明細書第1514265号によつて、
断路器の開閉室を囲む絶縁容器の内部に円筒形の
抵抗器を配置することも公知である。この抵抗器
は常時断路器の開閉子に接続されており、その他
端が絶縁容器の内壁面上のある範囲にわたり延び
ている接触レールに結ばれる。これに対応して可
動開閉子は補助接点を備え、該補助接点は接触レ
ールに接しながら移動可能である。断路器が閉路
状態にあるとき補助接点は接触レール上にあるの
で、抵抗器は断路器の断路区間に並列に接続され
た状態にあり、この状態は可動開閉子が開路運動
を始めて補助接点が接触レールから離れるときま
で持続される。そしてそのときまでに開路に伴う
アークが消滅するように、安全を見込んで寸法諸
元が決定される。その後、抵抗器は開路された断
路区間に並列ではなくなる。上記とは逆に、断路
器の投入過程では開閉子が閉じる前に先ず抵抗器
が並列に投入される。

さらに西ドイツ特許出願公開第2406160号公報
（米国特許明細書第3829707号）に見られるよう
に、開閉過程で高周波振動が誘発される可能性の
あることが知られている。特に圧縮ガスで絶縁さ
れるカプセル型高圧開閉設備では動きの緩慢な可
動開閉子を備えた断路器の開閉に際して広帯域の
高周波振動が発生する。公知のSF₆ガス絶縁のカ
プセル型高圧導体においては、導体ユニツトにそ
の全長の少なくとも一部に高周波抑制効果のある
被覆を設けることによつて上記の高周波振動は著
しく抑制されるか減殺される。この被覆は高周波
に対しては大きな抵抗として作用するが、その下
の導体に流れる通常周波数の運転電流には影響し
ない。

〔発明の解決すべき問題点〕

この発明も圧縮ガス絶縁のカプセル型高圧開閉
設備における上記の高周波振動の問題を解決する
ことを目的とする。この広帯域高周波振動のうち
若干の周波数は場合によつてはカプセル型高圧用
閉設備の寸法諸元により定まる固有周波数と共振
する可能性があることが知られている。この場合
開閉装置の内部反射によつて反射波が発生し、そ
の反射波の局部的な電流波高点において絶縁耐力
が低下し、金属カプセルに対するフラツシオーバ
ーが場合によつて発生することがある。

この発明は上記のような高周波振動を防止する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明の断路器にお
いては、共通軸線を有し、断路区間を形成する開
路位置と互いに電気的に接触する閉路位置との間
で開閉可能な２個の円筒形開閉子と、前記開閉子
の一方の内部に配置され、他方の開閉子に対する
開閉期間において前記軸線に沿つて移動し得るよ
うに形成された絶縁筒と、開閉期間において前記
軸線上を移動し得るように配置され、それぞれ一
方の開閉子と電気的に接続可能であり、外径が前
記絶縁筒の内径より小さい、２個のほぼ同大の抵
抗器とを備え、前記絶縁筒は一方の開閉子が移動
している限り前記断路区間を橋絡するようになつ
ており、前記両抵抗器は、断路器が投入動作を開
始したとき断路区間内に送り出され、絶縁筒によ
つて断路区間が少なくとも大部分橋絡された後、
しかも相対向する開閉子が互いに接触する前に断
路区間を橋絡するようになつている。

このようにすれば過渡放電アークはそれぞれ異
つた電位をもつた抵抗器相互間にだけしか発生で
きない。しかも抵抗器によつて抑制されるので高
周波振動も防止される。またアークは断路区間の
大部分を橋絡する絶縁筒によつて遮へいされるの
で、アークが金属カプセルに転移して地絡を生ず
ることもない。２個の抵抗器をほぼ同じ大きさに
することにより過渡放電アークは遮へい電極相互
間の断路区間のほぼ中央で発生する。その結果、
双方の導体の各先端相互間の静電結合は最小とな
り、発生した高周波振動は対称的に抑制される。

抵抗器をインダクタンスならびにキヤパシタン
スが僅小となるように構成するのが望ましい。抵
抗器はアークにさらされて加熱されるので塊状の
金属接点が装着された熱伝導性の良好なセラミツ
ク製支持体を備えるのがよい。そして金属接点を
抵抗器の互いに向かい合つた端面の少なくともそ
の一方に弾性をもたせて装着すると、断路器投入
に際して抵抗器の衝撃荷重が軽減されるので好都
合である。また金属接点はアークによつて機能や
寿命が影響されないものでなければならない。

抵抗器の抵抗値は開路される導体の固有キヤパ
シタンス、運転電圧ならびに電源周波数にもとづ
き決定される。無効電流により抵抗器に発生され
る電圧降下量は抵抗器を短絡するときふたたび電
圧衝撃が発生しないように、運転電圧の１％ない
し２％以内にとどめるのが合目的的である。

また断路器の向かい合つた各遮へい電極ないし
各開閉子ごとにそれぞれ１個の抵抗器を配置し、
断路区間内で絶縁筒が対向遮へい電極との間に一
定の間隔を有するその最終位置に達すると抵抗器
を専用の駆動装置を介して断路区間の中に対称的
に送り出すようにすると、双方の抵抗器の先端間
にある残存可変断路区間が両遮へい電極相互間の
断路区間の中央にその都度あるようになるので好
都合である。

さらに絶縁筒はその対向遮へい電極に接触しな
いので、絶縁筒表面の沿面放電の発生が防止され
る。しかしこの沿面放電を防止するには、例えば
絶縁筒に極めて高抵抗の半導体性をもたせたり、
あるいはその表面にひだを設けるなどの他の方法
あるいはそれらを組み合わせてもよい。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面を参照してさらに
詳細に説明する。

第１図ないし第４図に示された実施例は金属カ
プセル型の圧縮ガス特にSF₆ガスで絶縁された高
圧開閉設備用断路器で、同一軸線上に互いに向か
い合つた２個の円筒形開閉子１および２を備え、
該各開閉子はいずれも遮へい電極としての形状を
備える。なおすべての図において金属カプセルは
図を見易くするため省略され、同一部分は同一符
号が付されている。断路器が開路状態にあるとき
にはこれらの開閉子相互間に図中に矢印で示され
た断路区間３が生じるようにされる。図中右側の
中空円筒形の開閉子２の内部に接触筒４が配置さ
れ、該接触筒４は滑り接触子５を介して開閉子２
に電気的に接続され、それと同電位にある。この
接触筒４はその先端に隆起６を備えて可動接触子
として機能し、断路器が投入されるとこの隆起６
が対向する開閉子１の内側に折り曲げられた縁辺
部７に当接する。

開閉子１にはさらに絶縁筒８が配置され、該絶
縁筒８の外表面には沿面放電防止用のひだ９が設
けられている。ひだ９の外径は開閉子１の開口縁
辺部７の内径より小である。また開閉子１と２と
の共通軸線上に２個の棒状抵抗器１０が配置され
るが、これらの抵抗器１０はインダクタンス、キ
ヤパシタンスがともに僅小であるように構成さ
れ、かつ熱伝導性の良好な例えばAl₂O₃のような
セラミツク製支持体を備える。このセラミツク製
支持体の表面をとり巻いて抵抗材が適当な形状で
焼きつけられる。各抵抗器の端面１１には塊状の
金属接点が装着され、各抵抗器１０の外径は絶縁
筒８の内径より小である。

第１図に断路器の開路状態が示され、この状態
では図の左側の開閉子１の内部の絶縁筒８ならび
に抵抗器１０は開閉子１の端面から外に突き出て
いない。これと同様に開閉子２の内部に配置され
た抵抗器１０ならびに接触筒４もその端面からは
突き出ていない。したがつて断路区間３の内部電
界は開閉子１および２の形状によつて定まり、開
閉子内部の部品の影響は受けない。

第２図に断路器の投入運動の開始状態が示さ
れ、この図には描かれていない駆動機構を介して
絶縁筒８だけが先ず左側の開閉子１から断路区間
３の中に突き出され、対向開閉子２から矢印で示
された間隔１２だけ隔てられた位置に達してい
る。この間隔１２は絶縁筒８の表面に沿面放電が
発生しない大きさに選ばれる。

第３図に投入過程の次の段階が示され、各抵抗
器１０はそれぞれ専用の駆動機構を介して両側か
ら断路区間３の中に突き出されているが、各抵抗
器の端面相互間には断路区間３の中央部分にまだ
間隔１３が残存する。この間隔１３が充分小さく
なると両抵抗器１０の間に過渡放電アーク１４が
発生する。しかしこの放電アークは既に充分に突
き出ている絶縁筒８の内部で発生し、しかもそれ
によつて遮へいされているので、このアーク１４
が開閉装置の金属カプセルに転移する可能性はな
く、しかも各抵抗器１０によつて対称的に減衰さ
れるので、アーク１４の再点弧に伴なう高周波振
動が発生することもない。

第４図に断路器が最終的に閉路された状態が示
され、双方の抵抗器１０はそれぞれの端面１１を
介して相接触し、さらに接触筒４がそれ専用の駆
動機構を介して断路区間３の中に突き出され、そ
れに伴つて絶縁筒８は開閉子１の中に押し戻され
ている。また接触筒４がその先端の隆起６を介し
て開閉子１の縁辺部７に接触し、開閉子１および
２を相互に導電接続する。通電損失により発生し
た熱は金属製の接触筒４を経由して外部に円滑に
放出される。

断路器の開路過程では各部は上記と逆の順に動
作する。先ず接触筒４が開閉子２の中に引き込ま
れ、それに伴つて絶縁筒８が断路区間３の間隔１
２の位置まで突き出される。つぎに各抵抗器１０
が専用の駆動機構を介して断路区間３から左右対
称に引き戻されて静止すると、絶縁筒８もまた断
路区間３から引き戻されて開閉子１の内部の出発
点に復帰する。

第５図ないし第７図に前記と構造の異なる断路
器が示されている。この実施例では遮へい電極１
５で囲まれた円筒形の固定接触子１６が備えら
れ、この固定接触子１６にはその端面に突起１８
が装着され、この突起１８は遮へい電極１５の先
端位置まで突き出ている。この固定接触子１６の
向かい側に可動接触子１９を囲む他の遮へい電極
１５が配置される。可動接触子１９は円筒状に形
成され、断路器が閉路状態にあるときには、この
可動接触子１９がその対向遮へい電極１５と電気
的に接触した状態となる。またこの円筒形の可動
接触子１９の内部に絶縁筒８が配置され、該絶縁
筒８はそれ専用の駆動装置をもつ。またこの絶縁
筒８は高抵抗の半導体性に構成され、断路区間３
に面したその端面上に中央に開口部２１を備えた
金属接点２０が装着され、断路器が閉路状態にあ
るときには該金属接点２０が突起１８を備えた固
定接触子１６に結合される。この金属接点２０は
抵抗器２２の一端に接続され、また該抵抗器２２
はその他端にもう１個の金属接点２３が装着され
る。そしてこの抵抗器２２は絶縁筒８の内部に固
着されて絶縁筒８と一体的に移動する。

さらに、前記抵抗器２２と同大の第２の抵抗器
２４が絶縁筒８の内部に配置され、該抵抗器２４
は断路区間３に向かつたその端面上に弾性金属接
点２５が装着されるとともに、その反対側の端末
がこの図には描かれていない専用の駆動機構に結
合される。そして両抵抗器２２および２４の外径
はいずれも絶縁筒８の内径より小である。

第５図にこの断路器の開路状態が示され、この
状態では円筒形の可動接触子１９が抵抗器２２な
らびに２４を備えた絶縁筒８とともに遮へい電極
１５の内部に位置している。

断路器が閉路し始めると、絶縁筒８が先ずそれ
専用の駆動機構を介して断路区間３の中に押し出
され、該絶縁筒８の内部の第１の抵抗器２２とと
もにその金属接点２０が相手方の固定接触子１６
と電気的に接触する位置まで前進する。その結
果、抵抗器２２は接触子１６に電気的に接続され
てそれと同電位となる。断路区間３はその全長に
わたり絶縁筒８を介して橋絡された状態になる。
それに引き続き、絶縁筒８内の第２の抵抗器２４
がそれ専用の駆動機構を介して断路区間３の中に
引き込まれる。第６図にその状態が示されてい
る。抵抗器２４の弾性金属接点２５が第１の抵抗
器２２の金属接点２３に充分接近すると両接点２
５，２３間に過渡放電アークが発生する。しかし
このアークは双方の抵抗器を介してだけ放電し、
しかもそれが金属カプセルに転移しないように絶
縁筒８によつて遮へいされている。そして双方の
抵抗器２２，２４とが互いに接触すると、可動接
触子１９がそれ専用の駆動機構により駆動されて
断路区間３をさらに橋絡するので、相対向する双
方の遮へい電極１５が互いに接続される。

断路器を投入する際抵抗器２２を伴つた絶縁筒
８の動きは比較的緩慢でもよいが、抵抗器２４と
可動接触子１９とがキヤパシタンスによつて橋絡
されるのを避けるには、抵抗器２４の動きをそれ
より速かにすればよい。

第７図に断路器の完全投入状態が示されてい
る。

また断路器を開路するには、各部の動きは上記
と逆に経過する。先ず可動接触子１９が遮へい電
極１５の中に引き戻されて出発位置に復帰する。
そのあと、絶縁筒８の内部の抵抗器２４も同様に
出発位置に戻され、そして最終的に絶縁筒８が抵
抗器２２とともに断路区間３から引き戻される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一つの実施例
を縦断面で示したもので、第１図は断路器の開路
状態、第２図は断路器が開路運動を開始したとき
の状態、第３図はそれにひきつづき双方の抵抗器
が相接触する直前に過渡放電が発生した状態、第
４図は完全投入状態をそれぞれ示し、第５図ない
し第７図は上記と異なる実施例を同様に縦断面で
示したもので、第５図は断路器の開路状態、第６
図は閉路動作の中間過程、第７図は完全投入状態
をそれぞれ示す。 １，２，１５……遮へい電極（開閉子）、３…
…断路区間、４，１９……可動接触子（接触筒）、
８……絶縁筒、１０，２２，２４……抵抗器、１
６……固定接触子、２５……金属接点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通軸線を有し、断路区間を形成する開路位
   置と互いに電気的に接触する閉路位置との間で開
   閉可能な２個の円筒形開閉子と、 前記開閉子の一方の内部に配置され、他方の開
   閉子に対する開閉期間において前記軸線に沿つて
   移動し得るように形成された絶縁筒と、 開閉期間において前記軸線上を移動し得るよう
   に配置され、それぞれ一方の開閉子と電気的に接
   続可能であり、外径が前記絶縁筒の内径より小さ
   い、２個のほぼ同大の抵抗器と を備え、前記絶縁筒は一方の開閉子が移動してい
   る限り前記断路区間を橋絡するようになつてお
   り、前記両抵抗器は、断路器が投入動作を開始し
   たとき断路区間内に送り出され、絶縁筒によつて
   断路区間が少なくとも大部分橋絡された後、しか
   も相対向する開閉子が互いに接触する前に断路区
   間を橋絡するようになつていることを特徴とする
   金属カプセル型圧縮ガス絶縁高圧開閉設備断路
   器。 ２ 抵抗器は低インダクタンスおよび低キヤパシ
   タンスに構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の断路器。 ３ 抵抗器が熱良導性のセラミツク製支持体を備
   えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の断路器。 ４ 両抵抗器の互いに向かい合つた端面の少なく
   とも一方に、弾性的に構成された金属接点が装着
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第３項のいずれか１項に記載の断路器。 ５ 抵抗器における電圧降下が運転電圧のほぼ１
   〜２％であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第４項のいずれか１項に記載の断路器。 ６ 絶縁筒が断路区間内において、相対向する開
   閉子または遮へい電極からある距離隔てた絶縁筒
   の終端位置に達したとき、各抵抗器が駆動機構を
   介して断路区間内に送り出されるようになつてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか１項に記載の断路器。 ７ 可動の開閉子は投入動作において絶縁筒を断
   路区間から押し戻すようになつていることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の断路器。 ８ 可動の開閉子が復帰するとき、抵抗器が復帰
   し始める前に絶縁筒が断路区間内の前記終端位置
   にあるようになつていることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項記載の断路器。 ９ 第１の抵抗器が絶縁筒の前端に固定配置さ
   れ、絶縁筒が断路区間を橋絡するとき前記抵抗器
   が対向する固定接触子と接触するようになつてお
   り、さらに第２の抵抗器が絶縁筒の内部に移動可
   能に配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の断路
   器。 １０ 第１の抵抗器を備えた絶縁筒が第２の抵抗
   器より緩慢に断路区間内を移動するようになつて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
   の断路器。 １１ 絶縁筒にひだが備えられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の断路器。 １２ 絶縁筒が極めて高抵抗の半導体性であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の断路
   器。