JPH03219515A - パッファ形ガス遮断器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大容量の電力用遮断器として使われている
バッファ形ガス遮断器、特にその消弧室内の構造に関す
る。

〔従来の技術〕

バッファ形ガス遮断器は、消弧用のガスを圧縮し、この
圧縮したガスを遮断部の開離間隙部に吹き付けて発生ア
ークを消弧し大電流を遮断するものであり、消弧用のガ
スとしてはＳＦ、ガスが非常に優れており超高圧、大容
量縁の遮断器まで使われている。

第３図は従来のバッファ形ガス遮断器の要部構成を示す
縦断面図であり、消弧性ガスとして散気圧のＳＦ、ガス
が充填される円筒状の金属容器１内には、金属容器１の
左側面から絶縁碍子２を介して支持された固定接触子３
と、これと接離可能な可動接触子４と、これに連動する
バッファシリンダ５と、このバッファシリンダ５内に主
バッファ室６を形成し、金属容器１の右側面から絶縁碍
子７を介して支持された固定ピストン８と可動接触子４
を包囲し電流遮断時に可動接触子４がＸ方向に移動する
ことにより主バッファ室６内で圧縮されたガスを固定接
触子３と可動接触子４との開離間隙部９に導く第１の絶
縁ノズルＩＯＡおよび第２の絶縁ノズルＩＯＢと、可動
接触子４の反固定接触子側に主バッファ室６の中心軸線
方向に貫通して設けられた固定・可動接触子間のアーク
１５により加熱されたガスを金属容器１内の自由空間１
１へ排出するための排気通路１２Ａを備えた円筒状の駆
動ロッド１２とが電流遮断部の主要構成部材として収納
されている。

電流遮断時には図示されていない駆動装置がら絶縁ロッ
ド１３を介してＸ方向の駆動力が伝達されると、一体と
なった可動部である可動接触子４第１の絶縁ノズル１０
Ａ、第２の絶縁ノズルＩＯＢ、駆動ロッド１２およびバ
ッファシリンダ５とがＸ方向へ移動し、固定接触子３が
第１の絶縁ノズルＩＯＡのスロート部１０から脱出しな
い状態では図に示すように、主バッファ室６内で固定ピ
ストン８によって圧縮され複数個の吹付は孔５Ａより第
１の絶縁ノズルＩＯＡと第２の絶縁ノズルＩＯＢの間隙
を通して流れ固定接触子３と可動接触子４との開離間隙
部９を吹き付けるガス流１４Ａによって開離間隙部９に
生ずるアーク１５を冷却し、このアーク１５によって加
熱されたガスは排気通路１２Ａをガス流１４Ｂ。

１４Ｃとなって自由空間１１へ排出される。遮断電流が
大きくなるに従ってアーク１５は大きくなり排気通路１
２Ａの入口を閉塞しようとするので、主バッファ室６か
らのガス流１４Ａは流れにくくなる傾向となる。そのた
めに、主バッファ室６内のガス圧力は遮断電流が太き（
なると共に上昇する。

このような消弧方式、すなわち、電流遮断の初期に排気
通路１２Ａの入口側をアーク１５で閉塞気味としバッフ
ァ室６の圧力上昇を太き（して消弧する方式は、ｐｕｆ
ｆの「吹き出す」意から由来したバッファ形と呼ばれ、
固定接触子３が第１の絶縁ノズルＩＯＡのスロート部１
０を脱出したときにアーク１５に吹きつけるガス量を大
きく取れることから、大電流遮断器として使用されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述したように従来の装置は、遮断電流
が大きくなると共にアーク熱によって主バッファ室６の
圧力が上昇するので、これに反抗して主バッファ室６内
のガスを固定ピストン８によって圧縮する駆動ロッド１
２の操作力を遮断電流の増加と共に大きくしなければな
らないという欠点があった。

この操作力が小さいと、ガス圧に対する反抗力が不足し
て固定接触子３と可動接触子４との開離速度が低下する
と共に、極端な場合は可動接触子４がＸ方向に押し返さ
れるという逆行現象が生じ遮断不能となる。従って、従
来の装置における駆動装置は、その遮断器の定格遮断電
流によって決まる操作力が出せるように備えられていた
。

この発明の目的は、パッフプシリンダ内を２室に分割す
ることにより、遮断電流が増してもそれに応じて駆動ロ
ッドの操作力を大きくする必要のない装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、消弧性
ガスを充填した金属容器内に、固定接触子と、これと接
離可能な可動接触子と、この可動接触子に連動するバッ
ファシリンダと、このパンフー６＝ アシリンダ内に主バッファ室を形成する固定ピストンと
、前記可動接触子を包囲し前記主バッファ室で圧縮され
たガスを前記バッファシリンダの反固定ピストン側に設
けられた吹付は孔から前記固定・可動接触子の開離間隙
部に導く絶縁ノズルを備えたものにおいて、シリンダ内
に前記主バッファ室とは連通しないように仕切られて構
成され前記開離間隙部に通ずる連通孔が備えられた補助
バッファ室を設けると共に、前記吹付は孔の出口に主バ
ッファ室から前記開離間隙部に向かうガス流のみを通過
させる逆止弁を備えてなるものとする。

また、上記課題を解決するために、この発明によれば、
消弧性ガスを充填した金属容器内に、固定接触子と、こ
れと接離可能な可動接触子と、この可動接触子に連動す
るバッファシリンダと、このバッファシリンダ内に主バ
ッファ室を形成する固定ピストンと、前記可動接触子を
包囲し前記主バッファ室で圧縮されたガスを前記バッフ
ァシリンダの反固定ピストン側に設けられた吹付は孔か
ら前記固定・可動接触子の開離間隙部に導く絶縁ノズル
を備えたものにおいて、前記バッファシリンダ内に前記
主バッファ室の反固定ピストン側に隣接して補助バッフ
ァ室と吹付は通路とを配し、この補助バッファ室は前記
主バッファ室に連通しないように仕切られて構成される
と共に前記開離間隙部に通ずる連通孔を備え、前記吹付
は通路は前記主バッファ室から前記開離間隙部に向かう
ガス流を通過させるように両端で前記主バッファ室と前
記吹付は孔とに連通してなるものとする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、バッファシリンダ内に主バッ
ファ室とは連通しないように仕切られて構成され開離間
隙部に通ずる連通孔が備えられた補助バッファ室を設け
ると共に、吹付は孔の出口に主バッファ室から開離間隙
部に向かうガス流のみを通過させる逆止弁を備えた構成
とすることにより、アーク熱によって膨張した開離間隙
部のガスは逆止弁があるので主バッファ室内へ入り込む
ことはなくなり、連通孔を介して補助バッファ室側へ流
れ込むようになる。従って、主バッファ室はアーク熱に
よる圧力上昇分はなくなるので、遮断電流が増大しても
駆動ロッドの操作力をそれはど大きくする必要はな（な
る。一方、遮断電流増大と共にアーク熱により補助バッ
フ１室のガス圧は上昇するので、固定接触子が第１の絶
縁ノズルのスロート部を脱出したときに補助バッファ室
に蓄えられた大量のガスが連通孔を介して流れ出しアー
クを吹き消す。

また、この発明の構成によれば、バッファシリンダ内に
主バッファ室の反固定ピストン側に隣接して主バッファ
室とは仕切られた補助バッファ室と、主バッファ室内の
ガスを吹付は孔ヘガイドする吹付は通路とを設けた構成
とすることにより、アーク熱によって膨張した開離間隙
部のガスは吹付は通路の流通抵抗が大きいために主バッ
ファ室側へは流れにくくなり、大部分のガスは遠道口を
介して補助バッファ室側へ流れ込むようになる。

従って、主バッファ室はアーク熱による圧力上昇分はほ
とんどなくなるので、遮断電流が増大しても駆動ロッド
の操作力をそれほど大きくする必要はな（なる。一方、
遮断電流増大と共にアーク熱により補助バッファ室のガ
ス圧は上昇するので、固定接触子が第１の絶縁ノズルの
スロート部を脱出したときに補助バッファ室に蓄えられ
た大量のガスが連通孔を介して流れ出しアークを吹き消
す。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例にかかるバッファ形ガス遮断
器の要部構成を示す断面図であり、バッファシリンダ５
０内に主バッファ室６０とは別に仕切られて構成され開
離間隙部９に通ずる複数個の連通孔１６Ａが備えられた
補助バッファ室１６を設けると共に、第１の絶縁ノズル
ＩＯＡと第２の絶縁ノズルＩＯＢとの間にはバッファシ
リンダ５０からのガス流１４０．１４８を導く中間の絶
縁ノズルＩＯＣを介装して構成し、吹付は孔５０＾の出
口には主バッファ室６０から開離間隙部９に向かうガス
流１４０のみを通過させるように、円錐状の駒よりなる
弁体１７Ａとスプリング１７Ｂ、スプリング支え１００
０弁体１７の嵌まるノズル部１７０よりなる逆止弁１７
を備えて構成さ１０ れている。なお、従来の装置と同じ部分には同一参照符
号を用いることにより詳細な説明は省略する。

第１図において、アーク１５の熱によって膨張した開離
間隙部９のガスが第１の絶縁ノズルＩＯＡと中間の絶縁
ノズル１０Ｃとの間隙を通り連通孔１６Ａを介して補助
バッファ室１６に入り込むので、補助バッファ室１６の
ガス圧は遮断電流の増加と共に上昇するが、主バッファ
室６０へは逆止弁１７のためにガスが入り込むことはな
くアーク熱による主バッファ室６０のガス圧上昇分はな
い。従って、遮断電流が増大しても、駆動ロッド１２の
反抗力にはあまり影響しなくなる。固定接触子３が第１
の絶縁ノズルＩＯＡのスロート部１０を脱出したときに
、補助バッファ室１６から大量のガス流１４Ｅが発生し
アーク１５を吹き消す。

第４図は電流遮断時におけるバッファ室内の圧力特性を
示す特性線図であり、横軸には時間を目盛り、駆動ロッ
ド１２の駆動開始時刻ｔ０から開離間隙部９の開極開始
時刻１＋を経て駆動ロッド１２の駆動終了時刻ｔ２まで
を示し、縦軸にはバッファ室内の圧力を示しである。図
中、破線１８は第３図に示した従来の装置における主バ
ッファ室６の圧力特性曲線を示し、−点鎖線１９および
実線２０は第１図に示した実施例の装置における圧力特
性に対応し、それぞれ−点鎖線１９は主バッファ室６０
の圧力特性曲線、実線２０は補助バッファ室１６の圧力
特性曲線２０を示す。

第４図において、主バッファ室６．６０は開離間隙部９
の開極前は固定ピストン８によって機械的に圧縮される
だけなので両者とも圧力の上昇特性は同じであるが、開
極開始時刻ｔ１後はアーク１５によって膨張したガスの
流入によって従来の装置における主バッファ室６の圧力
は圧力特性曲線１８のように急上昇し、圧力Ｐ２まで昇
圧後、固定接触子３が第１の絶縁ノズルＩＯＡのスロー
ト部１０を脱出するために圧力は低下する。一方、第１
図の実施例の装置における主バッファ室６０の圧力は、
逆止弁１７によってガスの流入はないので固定ピストン
８の機械的圧縮による圧力上昇分のみであり、圧力特性
曲線１９のように圧力Ｐ、まで昇圧後、固定接触子３が
第１の絶縁ノズルＩＯＡのスロート部１０から脱出する
ために圧力が低下するが、補助バッファ室１６の圧力は
ガスの流入によって圧力特性曲線２０のように急上昇し
Ｐｇにほぼ等しい圧力まで昇圧後、アーク１５を吹き消
すガス流１４Ｂを発生させることができる。圧力特性曲
１１１３．２０の最大圧力Ｐ２は、遮断電流増大と共に
大きくなるが、圧力特性曲線１９の最大圧力Ｐ１は遮断
電流には関与しないのでＰｇより小さり、速断電流の増
大と共にＰｇとＰｌとの差は大きくなる。

第４図より判るように、補助バッファ室１６の最大ガス
圧は従来の装置なみに上昇するので、遮断速度や電流遮
断能力はまったく低下しない。さらに、遮断電流が増し
てもそれに応じて駆動ロッド１２の操作力を大きくする
必要がなくなったので、従来の装置では例えば数１０ｋ
Ａという定格遮断電流に合わせて駆動装置を設けていた
が、この発明によって駆動ロッド１２の操作力が従来の
装置のそれより半分以下で済み、駆動装置を小さくする
こと１３− ができると共に操作力の低減によってガス遮断器自体に
発生する遮断時の衝撃力も小さくなり、ガス遮断器の構
成部材もよりコンパクトになる。

第２図はこの発明の異なる実施例にかかるバッファ形ガ
ス遮断器の要部構成を示す断面図であり、バッファシリ
ンダ５１内に主バッファ室６１とは連通しないように仕
切られて構成された補助バッファ室１６１と、主バッフ
ァ室６１および吹付は孔５１Ａに連通ずる吹付は通路２
１とを配し、補助バッファ室１６１には開離間隙部９に
通ずる複数個の連通孔１６１Ａを備えた構成となってお
り、従来の装置と同じ部分には同一参照符号を用いるこ
とにより詳細な説明は省略する。

第２図において、アーク１５の熱によって膨張した開離
間隙部９のガスが連通孔１６１Ａを介して補助バッファ
室１６１へ流れ、補助バッファ室１６１内のガス圧は遮
断電流の増加と共に上昇するが、主バッファ室６１側へ
は吹付は通路２１が幅狭くかつ長いので流通抵抗が大き
く、短時間ではガスが主バッファ室６１へ入り込むこと
はできずアーク熱による−１４＝ 主バッファ室６１のガス圧上昇分はほとんどない。

従って、遮断電流が増大しても、駆動ロッド１２の反抗
力にはあまり影響しなくなる。固定接触子３が第１の絶
縁ノズルＩＯＡのスロート部１０を脱出したときに、補
助バッファ室１６１から大量のガス流１４Ｆが発生しア
ーク１５を吹き消す。

吹付は通路１６１Ａは、第１図の実施例における逆止弁
１７の代役を担っており、主バッファ室６１から固定ピ
ストン８による機械的な圧縮ガスの通路となると共に開
離間隙部９からの膨張ガスが主バッファ室６１へ逆流す
るのを防いでいる。従って、第２図の実施例における電
流遮断時のバッファ室内の圧力特性は、第４図における
第１図の実施例の特性とほとんど同様であり、複雑な機
構を有する逆止弁を使用する必要はない。吹付は通路１
６１Ａの幅や長さは遮断器の定格遮断電流の大きさによ
って最適寸法が異なるが、例えば、数１０ｋＡ遮断定格
の場合、吹付は通路１６１Ａの寸法は半径方向幅が約５
ｆｉ、長さが数１０鶴あれば有効な流通抵抗が生ずる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、バッファシリンダ内に主バッ
ファ室とは別に仕切られて構成され開離間隙部に通ずる
連通孔が備えられた補助バッファ室を設けると共に、吹
付は孔の出口に主バッファ室から開離間隙部に向かうガ
ス流のみを通過させる逆止弁を備えたことにより、従来
の装置では遮断電流が増すにつれて駆動ロッドの操作力
も大きくしなければならないという欠点があったのを、
駆動ロッドの操作力を増さなくとも充分に消弧能力を有
す装置を提供することができる。

従って、従来の装置における大きさのバッファシリンダ
を半分に分割してこの発明による主バッファ室と補助バ
ッファ室を構成したとしても、従来の装置の半分以下の
操作力で同等な消弧能力が得られ、駆動装置の小型化が
可能となると共に、ガス遮断器内の構成部品のコンパク
ト化により重量も低減されるという利点が得られる。

また、この発明はパンフプシリンダ内の主バッファ室の
反固定ピストン側に隣接して補助バッファ室と吹付は通
路を配した構成としたことにより、この吹付は通路が逆
止弁の代役を担い、熱アークによって膨張したガス流が
主バッファ室に流れるのを防ぐことができるので、複雑
な機構を有する逆止弁を使用しなくても小型の駆動装置
で充分な消弧能力を有す装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はこの発明の互いに異なる実施例に
かかるバッファ形ガス遮断器の要部構成を示す断面図、
第３図は従来のバッファ形ガス遮断器の要部構成を示す
断面図、第４図はパンツ１室内の圧力特性を示す特性線
図である。 １：金属容器、２：絶縁碍子、３：固定接触子、４：可
動接触子、５．５０．５１：バッファシリンダ、６、６
０．　ｓｔ：主バッファ室、５Ａ、　５０Ａ、　５１Ａ
：吹付は孔、７：絶縁碍管、８：固定ピストン、９：開
離間隙部、１０ニスロート部、１０Ａ：第１の絶縁ノズ
ル、１０Ｂ：第２の絶縁ノズル、１０Ｃ：中間の絶縁ノ
ズル、１１：自由空間、１２：駆動ロッド、１２Ａ：排
気通路、１３：絶縁ロッド、１４Ａ、　１４Ｂ、　１４
Ｇ。 ７− １４Ｄ、　１４Ｂ、　１４Ｆ：ガス流、１５：アーク、
１６．１６１＝補助バッファ室、１６＾、ｔｓｌａ：連
通孔、１７：逆止弁、１７Ａ：弁体、１７Ｂニスプリン
グ、１７Ｃニスプリング支え、１７１１　：ノズル部、
１８：主バッファ室６の圧力特性曲線、１９：主バッフ
ァ室６０の圧力特性曲線、２０：補助バッファ室１６の
圧力特性曲線、−１８＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）消弧性ガスを充填した金属容器内に、固定接触子と
   、これと接離可能な可動接触子と、この可動接触子に連
   動するバッファシリンダと、このバッファシリンダ内に
   主バッファ室を形成する固定ピストンと、前記可動接触
   子を包囲し前記主バッファ室で圧縮されたガスを前記バ
   ッファシリンダの反固定ピストン側に設けられた吹付け
   孔から前記固定・可動接触子の開離間隙部に導く絶縁ノ
   ズルを備えたものにおいて、前記バッファシリンダ内に
   前記主バッファ室とは連通しないように仕切られて構成
   され前記開離間隙部に通ずる連通孔が備えられた補助バ
   ッファ室を設けると共に、前記吹付け孔の出口に主バッ
   ファ室から前記開離間隙部に向かうガス流のみを通過さ
   せる逆止弁を備えてなることを特徴とするバッファ形ガ
   ス遮断器。 ２）消弧性ガスを充填した金属容器内に、固定接触子と
   、これと接離可能な可動接触子と、この可動接触子に連
   動するバッファシリンダと、このバッファシリンダ内に
   主バッファ室を形成する固定ピストンと、前記可動接触
   子を包囲し前記主バッファ室で圧縮されたガスを前記バ
   ッファシリンダの反固定ピストン側に設けられた吹付け
   孔から前記固定・可動接触子の開離間隙部に導く絶縁ノ
   ズルを備えたものにおいて、前記バッファシリンダ内に
   前記主バッファ室の反固定ピストン側に隣接して補助バ
   ッファ室と吹付け通路とを配し、この補助バッファ室は
   前記主バッファ室に連通しないように仕切られて構成さ
   れると共に前記開離間隙部に通ずる連通孔を備え、前記
   吹付け通路は前記主バッファ室から前記開離間隙部に向
   かうガス流を通過させるように両端で前記主バッファ室
   と前記吹付け孔とに連通してなることを特徴とするバッ
   ファ形ガス遮断器。