JPH03108226A - ガス遮断器 - 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、遮断時の可動部の運動によるガス圧縮とアー
クの熱エネルギーによる昇圧作用とにより、ガスの圧力
を上昇させてガス流を作り、このガスをアークに吹きつ
けて冷却遮断する自刃昇圧作用とバッファ作用とを組み
合わせたガス遮断器に関する。

（従来の技術） 従来の一般的なバッファ形ガス遮断器の消弧室部分を示
す第６図において、１は可動接触子部、２は固定接触子
部である。可動接触子部１は、操作ロッド４、この操作
ロッド４に取り付けられるバッファシリンダ−５、この
バッファシリンダ−５に取り付けられるアーク接触子６
、これを包囲するノズル８、通電接触子７、および固定
のバッファピストン３によって構成される。一方の固定
接触子部２は、アーク接触子９および通電接触子１０に
よって構成される。

第６図に従来のバッファ形ガス遮断器の消弧室部分の構
成を示すと共にその遮断動作時の作用を説明する。すな
わち、投入時の状態（可動アーク接触子と可動通電接触
子が点線で示す位置になっている。）において、図に示
してない操作機構部から開極力が働いて、固定、可動の
両アーク接触子９，６が開離してその間にアーク１２が
生じたとき、バッファシリンダ−５とバッファピストン
３によって構成される圧縮室Ａで、ガスが圧縮されてガ
ス流１６ａが生じ、　ノズルを通るガス流１７、および
可動アーク接触子の内径部を通るガス流１８となってア
ークを冷却消弧する。

このバッファ形ガス遮断器は、構造が簡単であるため信
頼性が高く、かつノズル部のアークによる影響が圧力上
昇に有効に利用されて遮断性能が高められるので、高電
圧の送電、変電系統用の遮断器として最適であり、現在
広く使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、遮断電流が大きく、かつ使用電圧が高い
大容量の遮断条件では、非常に高いガス圧力を必要とす
る。この形の遮断器で、高い圧力を作り出すためには、
大きな容量のバッファシリンダ−が必要であり、かつ速
い速度で動かすことが必要である。また１機械的な衝撃
を減らし、かつ、経済的なガス遮断器を実現するため、
駆動エネルギーを最小に設計すると、対称分の短絡事故
電流を遮断するとき、スムーズに動くが、直流分の入る
更に大きな電流の事故電流では、アークによる圧力上昇
が過大になって、駆動方向に対する反力が増大し、動き
が停止してしまう。

大容量の遮断器で処理する。あらゆる遮断電流でスムー
ズな開極運動を可能として、遮断性能を確保しかつ機械
的ストレスを小さくするためには、大出力の駆動装置と
それに組み込まれる大きな緩衝装置とを必要としていた
。このため設計が困難になり、また経済性も低下してし
まうことがあった。

本発明の目的は、小形でかつ駆動エネルギーが小さいガ
ス遮断器を得ることにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器内に
接離可能な可動接触子部と固定接触子部とを設け、その
可動接触子部には中空の操作ロッド、これに直結された
シリンダおよびシリンダと摺動して圧縮室を構成する固
定のピストンよりなるバッファ機構を有し、可動接触子
部の開離時にバッファ機構の圧縮室内の流弧性ガスを圧
縮して面接触子間に吹きつけるバッファ形ガス遮断器に
おいて、前記バッファ機構のシリンダ内をその内壁から
突設する連通孔を有する仕切板で接触子側から自己昇圧
室と圧縮室とに２分割し、前記中空の操作ロッドの軸方
向の中間部にその操作ロッドの中空部内と前記シリンダ
の自己昇圧室内とを連通ずる連通孔を設け、その操作ロ
ッドの軸方向の後方にその中空部内を消弧ガスの充気雰
囲気中に連通ずるガス排気孔を設け、さらに開極行程の
前半においては操作ロッドの連通孔を通して前記シリン
ダの自己昇圧室とが連通し、開極行程の後半においては
その連通孔を閉じて前記操作ロッドの排気孔をピストン
の後方部に開口して操作ロッド内の空間がガス充気雰囲
気中に連通ずるよう構成したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 本発明においては、アークの熱エネルギーが効率良く自
刃昇圧室の中に取り入れられるので、圧縮室によるガス
圧縮と相俟って効率的にガス圧力が高められる。また、
圧縮室に直接熱ガスが入らない構造なので、駆動エネル
ギーの増加を招く、過大な圧力上昇が起らないようにな
る。従って、小形で小駆動エネルギーのガス消弧室で、
高電圧大電流の遮断性能を達成できる。

（実施例） 以下本発明を第１図ないし第５図に示す実施例を参照し
て説明する。先ず第１図において、１は可動接触子部、
２は固定接触子部である。可動接触子部１は、中空の操
作ロッド４に固定されるシリンダー５、シリンダーに固
定される（可動）指状で中空のアーク接触子６と、絶縁
性のノズル８、（可動）通電接触子７、および前記シリ
ンダー５の内径部にしゆう動接触して、この二つの要素
で圧縮室（空間Ａ）を形成するピストン３によって構成
されるバッファ機構を有し、開極時にシリンダ５内に圧
縮された消弧性ガスを固接触子間に発生したマークに吹
きつけるよう構成されている。

上記において、操作ロッド４は仕切りガイド４ａを有し
、シリンダーとの結合位置と前記仕切りガイドとの間に
複数個の連通穴４ｃおよび複数個のガス排気穴４ｂが加
工されている。またシリンダー５内に突起している仕切
り板５ａは、シリンダー５内の空間を圧縮室Ａと自刃昇
圧室Ｂの二つの部分に分ける。但し室Ａ、Ｂは連通穴５
ｂにより連通している。また、ピストン３は前面（固定
接触子方向）に小径の突起部３ａを有し、突起部の先端
は前記シリンダー内の仕切り板５ａと重なり部分を有し
ている。

第１図は遮断器の閉極位置を示している。この状態で、
前記操作ロッド４の連通穴４ｃはシリンダー５の自刃昇
圧室Ｂの内部に開口しているので、操作ロッド４の中空
部Ｃと自刃昇圧室Ｂとは連通している。また、操作ロッ
ドの排気穴４ｄは、ピストン３の突起部３ａの内径部の
中にあるので、操作ロッド４の中空部Ｃはガス充気雰囲
気中に連通していない。

一方、固定接触子部２は、接触子取り着けベース１１に
固定されるアーク接触子９および通電接触子１０で構成
される。

次にこのように構成された本発明のガス遮断器の作動を
第１図から第５図までによって説明する。

第１剖は、本発明のガス遮断器消弧室の閉極中の状態を
示す、これに図に示してない操作機構部から開極駆動力
が働くと、可動接触子部１は、矢印１３　（開極方向）
の方向に移動する。第２図は、可動アーク接触子６と固
定アーク接触子９が開離する直前の状態を示す。このと
き圧縮室Ａの容積が初期より小さくなるので、その圧力
が少し上昇してガス流１４ａ、　１５ａにより自刃昇圧
室Ｂおよび中空部Ｃにガスが流れ、その室および中空部
Ｃの圧力が少し高められる。このとき操作ロッド４の排
気穴４ｂは、まだピストン３の突起部の内径部にあり、
操作ロッドの中空部はガス充気雰囲気中に解放されてい
ない。

第２図から少し時間が経過して、アーク接触子６および
９が開離すると、その間に、アーク１２が発生する。そ
の状態を第３図に示す。このとき、まだ操作ロッド４の
排気穴４ｂの端部はピストン３の端部３ｂの位置に達し
ていない、またノズル８のスロート部の付近に固定アー
ク接触子９の先端部があり、ノズル８の出口は十分に開
口していない。

従って、電流値が大きく、アークエネルギーが大きけれ
ば、操作ロッド中空部Ｃの圧力が上昇し、操作ロッド４
の中空部Ｃから、連通穴４ｃを通って自刃昇圧室Ｂヘガ
ス流１５ｂが流れ、　自刃昇圧室内Ｂを温度上昇したガ
スで充気する。従って、自刃昇圧室Ｂの圧力が熱エネル
ギーによって効果的に高められる。

このような、空間Ｃから自刃昇圧室Ｂへのガス流が生じ
る時間が長いと、室Ｂ内のガス密度が徐々に低下し、室
Ｂの圧力をたかめる効果が弱くなるが、本発明では、前
記したように、開極の前に圧縮室Ａから自刃昇圧室Ｂを
通って操作ロッド４内の中空部にガスが流れ、中空部Ｃ
のガス密度が初期の状態より高められているので、長い
時間、中空部Ｃから高温のガスを供給することができる
。

第３図に示す状態では、圧縮作用により、圧縮室Ａの圧
力が高められているが、熱による効果が著しく、圧縮に
よる効果を上まわれば、自刃昇圧室Ｂから、圧縮室Ａに
ガス流（１４ｂ）が流れる。熱による効果が小さければ
、ガス流は圧縮室Ａから自刃昇圧室Ｂの方向（１４ａ）
に流れる。（同時にノズルと可動アーク接触子６との間
のガス流路りを通って高温のガスが自刃昇圧室Ｂ内に流
入する。

（ガス流１６ｂ）） 第３図の後、時間が少し経過すると、両アーク接触子９
，６間のギャップが広がって、第４図の状態になる。こ
の状態でも、まだ操作ロッド４の排気穴４ｂはピストン
３の端部３ｂの後部に開口していない、しかしながらノ
ズル部８では、固定アーク接触子９の先端部はノズル８
のスロート部から出て、ノズルの出口は十分に開口して
いる。従って、電流値がある程度小さくなっていれば、
自刃昇圧室Ｂの出口５Ｃからノズルの向きにガス流（１
６ａ）が流れ、ノズルからガスが充気雰囲気中に噴出す
る（ガス流１７）。すなわち、ノズル部では、単一方向
のガス流が得られる。このとき操作ロッド４の連通穴１
５ａがピストン３の突起部３ａによって封止されていな
ければ、その部分からもガス流（１５ａ）がノズルの方
向に流れる。このように、第４図の状態では、ガス流が
アークを冷却するので、電流が零に達し、遮断条件があ
まり苛酷でなければ。

遮断が完了し得る。なおこのとき圧縮室Ａから自刃昇圧
室Ｂヘガス流１４ａが流れ自刃昇圧室Ｂのガスを補給す
・る。

つぎに更に時間が経過して、操作ロッドの排気穴４ｂが
ピストンの端部３ｂに到達して、ガス充気雰囲気中に開
口したときの状態を第５図に示す。また、操作ロッドの
連通穴４ｃは排気穴４ｂが開口する直前、または、はぼ
同時にピストンの突起部３ａの内径部中に入り、第５図
の状態になる前に、ロッドの中空部Ｃは自刃昇圧室Ｂと
の連通はなくなっている。その状態で、操作ロッドの中
空部の空間Ｃがピストンの端部３ｂの後部でガス充気雰
囲気と連通すれば、空間Ｃ内の熱ガスは急速にガス充気
雰囲気中に排気される。すなわち、可動アーク接触子６
のスロート部に高速のガス流１８が生じてアークを冷却
する。

一方、ノズル８のスロート部では、既にガス流１７が生
じている。従って、第５図の状態では、アーク１２を冷
却する二方向のガス流が得られる。この状態での消弧力
は非常に強いので、苛酷な遮断条件でも遮断が完了する
。

なお、第５図の状態の時、圧縮室Ａ、および自刃昇圧室
Ｂからは、ノズルの方向にガス流（１４ａ　。

１６ａ）が流れ、アークを冷却するガス流を補給する。

第５図の後、開極が更に進行して、接触子間のギャップ
は更に大きくなる。そして、シリンダー５の中の仕切り
板５ａと、ビス−トン３とのギャップが、決められた値
１になって、開極行程は終了する。

〔発明の効果〕

本発明では、バッファによる圧縮の作用に加わり、第３
図の状態で、アークの熱エネルギーが自刃昇圧室Ｂに有
効に取り入れられ、圧力が効果的に高められる。従って
、小形の消弧室で、駆動エネルギーをあまり大きくせず
に遮断に必要な圧力上昇が得られる。また、自刃昇圧室
Ｂの容積は。

電流遮断のための適度な大きさとされるので、大きな直
流分を含有する大電流短絡故障時の遮断でも１反力で開
極運動を停止、または、逆行させるような、圧縮室の過
大な圧力上昇は起らない。従って、駆動力の増加は防止
される。よって、本発明によれば、小形で駆動力が小さ
く、かつ遮断性能が優れるガス遮断器を製作することが
できるので、経済的な効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス遮断器の一実施例を示す消弧室の
断面図、第２図ないし第５図は本発明のガス遮断器の開
離時の各行程の状態を示す断面図、第６図は従来のバッ
ファ形ガス遮断器を示す断面図である。 １・・・可動接触子部　　　２・・・固定接触子部３・
・・ピストン　　　　　４・・・操作ロッド５・・・シ
リンダ　　　　　５ａ・・・仕切板６・・・可動アーク
接触子　８・・・ノズル９・・・固定アーク接触子　Ａ
・・・圧縮室Ｂ・・・自刃昇圧室　　　　Ｃ・・・ロッ
ド中空部（８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃
（ほか１名） 第 ２ 圏 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な可動接触子
   部と固定接触子部とを設け、その可動接触子部には中空
   の操作ロッド、これに直結されたシリンダおよびシリン
   ダと摺動して圧縮室を構成する固定のピストンよりなる
   バッファ機構を有し、可動接触子部の開離時にバッファ
   機構の圧縮室内の流弧性ガスを圧縮して両接触子間に吹
   きつけるバッファ形ガス遮断器において、前記バッファ
   機構のシリンダ内をその内壁から突設する連通孔を有す
   る仕切板で接触子側から自己昇圧室と圧縮室とに２分割
   し、前記中空の操作ロッドの軸方向の中間部にその操作
   ロッドの中空部内と前記シリンダの自己昇圧室内とを連
   通する連通孔を設け、その操作ロッドの軸方向の後方に
   その中空部内を消弧ガスの充気雰囲気中に連通するガス
   排気孔を設け、さらに開極行程の前半において操作ロッ
   ドの連通孔を通して前記シリンダの自己昇圧室とが連通
   し、開極行程の後半においてはその連通孔を閉じて前記
   操作ロッドの排気孔をピストンの後方部に開口して操作
   ロッド内の空間がガス充気雰囲気中に連通するよう構成
   したことを特徴とするガス遮断器。