JPH03219516A - パッファ式ガス遮断器 - 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〕 本発明はガス遮断器に係り、特に遮断部のガス吹き付は
ノズル構造を改良したパッファ式ガス遮断器に関する。

〔従来の技術〕

一般に、パッファ式ガス遮断器は、接触子の開離動作に
連動してパッファ室内の消弧性ガスを圧縮し、この圧縮
されたガスを開離と同時に発生した接触子間のアークに
吹き付けて消弧するもので、適度に高圧化し、且つ過大
な温度上昇を抑制した消弧性ガスを効率良くアークに導
き吹き付けることが必要となる。これに関連して、消弧
性ガスをアークへ導く絶縁ノズル内の流路構造について
は種々の提案が成されている。

第１８図には特公昭５２−２１７０１号公報で提案され
た従来のパッファ式ガス遮断器の遮断部を示す。

可動接触子７６を包囲して設けたカバー７８と、このカ
バー７８の外周に配置した絶縁ノズル７７は共にパッフ
ァシリンダ７１に取付けられており、パッファシリンダ
７１は固定ピストン７２とでパッファ室７３を形成して
いる。このパッファ室７３内の消弧性ガスはカバー７８
と絶縁ノズル７７間の流路を介して流れるが、この流路
中には絶縁ノズル７７の内面に一体に形成したリムによ
って整流部材７９が配置されている。より詳細に３− は絶縁ノズル７７のスロート部７７ａよりもパッファ室
７３側すなわちガス流の上流側には流路向がり部７７ｂ
まで一端が延び、他端がパッファシリンダ７１の給気ロ
ア４と周方向にずれた位置のパッファシリンダ７１まで
至る整流部材７９が形成されている。

この遮断部の絶縁ノズル７７内のガス流路は、第２０図
の破線Ａに示すガス流方向の流路断面積特性であり、ま
た、同ガス流方向の圧力特性は、第２１図の破線Ａに示
す様になると思われる。これらは、第１８図に併記した
位置ａ−ｅを横軸にとり、流路断面積Ｓと圧力Ｐをそれ
ぞれ縦軸にとっている。ここで、整流部材７９の無い場
合の特性を実線Ｂで示している。

つまり、パッファ室７３で圧縮された消弧性ガスは、位
ｇｄで給気ロア４から導出されるとき、整流部材７９を
設けた破線Ａでは、実線Ｂのように急激に流路断面積Ｓ
を増大すること無く、流路向がり部７７ｂまで緩やかな
流路断面積特性となっているため、給気ロア４出口の位
置ｄ付近でガ４− スの乱流を抑制できる。これと同時に、整流部材７９に
よって絶縁ノズル７７内の流路断面積Ｓを縮小すること
が出来るため、第２１図の破線Ａのように圧力低下が防
止されると思われていた。

第１９図は、実開昭５９−１８７０４３号公報に示され
た従来のパッファ式ガス遮断器の遮断部を示す。

この遮断部では、整流部材８９をカバー８８と一体に形
成し、整流部材８９は、パッファシリンダ８１側の吹き
付はガスの上流側に対して下流側を細くしたくさび形に
している。その下流側端は絶縁ノズル８７の流路向がり
部８７ｂよりも上流側に位置させ、絶縁ノズル８７とカ
バー８８間のガス流路断面積を第２０図の破線Ａと同様
にガス流方向に徐々に減少するようにしている。従って
、このような遮断部構造によっても第１８図と同様の効
果を期待できると考えられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

パッファ式ガス遮断器では、アイ・イ・イ・イ・トラン
ザクション・オン・パワー・アパレイタス・アンド・シ
ステムズ・ピーニーニス９８　（１９７８年）第７３１
頁〜第７３７頁（ＩＥＥＥ、Ｔｒａｎｓ、ｏｎ　Ｐｏｗ
ｅｒ　ａｎｃｌｓｙｓｔｅｍｓＰＡＳ−９８（１９７８
）ｐ７３１〜７３７）に記載のように、電流遮断時に発
生したアークのエネルギーをパッファ室内に送ってパッ
ファ室内の消弧性ガスを加熱しながら圧縮し、これによ
って吹き付はガス圧力を高めている。また、このときア
ークのエネルギーによって絶縁ノズル自体から蒸発ガス
が発生し、この蒸発ガスもパッファ室内に送り込まれて
圧力の上昇に寄与している。

この点について検討すると、第１８図、第１９図で示し
た従来のパッファ式ガス遮断器では、アークの発生部近
傍に位置する絶縁ノズルの流路臼がり部で流路抵抗が増
大して圧力損失が生じると共に、そのアークの発生部近
傍の容積が小さいため、ガスの過度の温度上昇が生じて
しまう。この様子を第２２図に示しており、遮断電流ｉ
に対して流路臼がり部の温度をみると、整流部材の無い
場合の温度上昇特性Ｂよりも整流部材を設けた場合の温
度上昇特性Ａのほうが過度に高温となってしまう。この
ように、流路臼がり部の流路抵抗による圧力損失の増大
とガスの過度の温度上昇によって遮断性能の向上を図る
ことができない。

本発明の目的は、アークのエネルギーによるアークの発
生部近傍の過度の温度上昇を抑制すると共に、絶縁ノズ
ル７内の流路抵抗による圧力損失を軽減してガス吹き付
は効率を改善することにより、遮断性能を向上したパッ
ファ式ガス遮断器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、＃絶縁ノズル内に位置すると
共にパッファ室からの給気口と周方向にずれた位置に整
流部材を設け、絶縁ノズルのスロート部よりも吹き付は
ガスの上流側に位置する流路臼がり部近傍のガス流路断
面積を、その流路臼がり部よりも吹き付はガスの上流側
に位置する絶縁ノズルとカバーとによって形成されるガ
ス流路断面積より大きくした増大部を形成したことを特
徴とする。

〔作用〕

本発明によるパッファ式ガス遮断器は上述の如７− き構成であるから、流路抵抗の大きい流路臼がり部近傍
の流路断面積を増大する増大部を設けることで、流路抵
抗による圧力損失を軽減出来る。この流路効率の向上に
よって、アーク発生時はアークエネルギーのパッファ室
内への伝搬を容易にして圧力をより高めることが出来る
と共に、電流遮断時点近傍ではガス吹き付は効率の改善
が図られる。さらに、その増大部はその部分の容積も増
大するため、アークの発生部近傍の過度の温度上昇を防
止する作用もある。これらによって、遮断性能を向上さ
せることが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、本発明の一実施例によるパッファ式ガス遮断
器の遮断途中を示す縦断面図で、パッファシリンダ１と
固定ピストン２とでパッファ室３を形成すると共に、パ
ッファシリンダ１には可動接触子６、絶縁ノズル７、カ
バー８が取付けられている。第２図にはそのパッファシ
リンダ１とカバー８の拡大斜視図を示した。開離動作時
は、可８− 動接触子６が固定接触子５から開離すると同時にパッフ
ァ室３内の消弧性ガスが圧縮され、パッファシリンダ１
に設けられた給気口４から噴出された消弧性ガスは、ｆ
４Ａ縁ノズル７と可動接触子６を包囲したカバー８と、
その上に設けられた整流部材８ａとによって形成された
流路３ａによって接触子５，６間に導かれる。一般に、
絶縁ノズル７の内面には、スロート部７ａよりも吹き付
はガスの上流側に位置する流路３ａの流路臼がり部７ｂ
が形成されている。この流路臼がり部７ｂとスロート部
７ａの関係を併記した位置で見ると、スロート部７ａは
位置ａ　＝　ｂに、また流路臼がり部７ｂはｂ　”　ｃ
それぞれ形成されている。カバー８の外周に一体に配置
された整流部材８ａの下流側端部は、カバー８の下流側
端部である位置Ｃまで形成されている。

第３図は、第１図で示した位置に対する流路断面積Ｓ特
性で、破線Ａは従来技術例で示した第１８図及び第１９
図での特性、実線Ｃは本発明の実施例での特性である。

第３図の破線Ａ、実線Ｃの比較から分かるように、パッ
ファシリンダ１の給気口４の位置ｅからカバー８の下流
側端の位置Ｃまでのガス流路の断面積変化はほぼ等しい
が、カバー８の下流側端の位置Ｃから流路的がり部７ｂ
の位置すまでの断面積特性は大きく異なっている。すな
わち、実線Ｃは破線Ａに対して位置Ｃで流路断面積が急
激に増大している。このように、絶縁ノズル７とカバー
８間に形成されるガス流路３ａは、第１８図の従来構成
と比較して見ると、本発明での整流部材８ａの下流側端
が絶縁ノズル７の流路的がり部７ｂよりも上流側で終る
点で相違し、また、第１９図の従来構成と比較すると、
第１９図における流路断面積が、ガスの流れ方向に沿っ
て徐々に減少しているのに対して、本発明の実施例では
第１図に示した急激な断面積増大部７ｃが開離した固定
接触子５と可動接触子６間に形成されている点で相違し
ている。

第４図には、第３図に対応した位置に対する流路３ａの
電流遮断時の圧力特性を示した。また、第５図には、従
来技術例で説明した第２２図と同様に、電流遮断時の時
間に対して流路的がり部７ｂの温度特性を示した。いず
れも、破線Ａ、実線Ｃは第３図に対応している。

本発明の実施例によれば、パッファ室３で圧縮された消
弧性ガスが位置ｄで給気口４から流路３ａに導かれると
き、整流部材８ａによって急激に流路断面積Ｓを増大す
ること無く、ガスが直進するように案内されるため、給
気ロ４出ロ部での乱流等による圧力損失を従来と同様に
抑制できる。

さらに、第４図に示すように、流路抵抗の大きい流路的
がり部７ｂ近傍の流路断面積Ｓを増大する増大部７ｃを
設けることで、流路抵抗による位置ｂ　”　ｃ間の圧力
低下が軽減されてその流路効率の向上を図ることが出来
る。この流路効率の向上によって、アーク発生時はアー
クエネルギーのパッファ室内への伝搬を容易にして圧力
をより高めることが出来ると共に、電流遮断時点近傍で
はアークへのガス吹き付は効率が改善される。さらに、
流路的がり部７ｂの近傍に形成された増大部７ｃは、ア
ーク発生部近傍の容積を増大することにな≠１１− リ、第５図の実線Ｃの如く、従来の破線Ａに比べて同郡
におけるガスの過度の温度上昇が防止される。同時に、
パッファ室３で圧縮された消弧性ガスは、流路的がり部
７ｂ近傍で断熱膨張し、その結果、遮断電流の電流零点
では温度が低下したガスがアークに作用することになり
、遮断性能が向上する。

以上説明したように、整流部材８ａを設けると共に、流
路的がり部７ｂ近傍に増大部７Ｃを形成することで、流
路効率の向上と過度の温度上昇の抑制が可能となるため
、遮断性能を向上することが出来る。

第６図、第７図及び第８図は、それぞれ本発明の異なる
実施例で、第２図と同様にそれぞれ異なる形状の整流部
材９ａ、９ｂ、９ｃを設けたカバー９とパッファシリン
ダ１の拡大斜視図を示した。

また、第９図には、第３図と同様に位置に対するそれぞ
れの流路断面積特性を示す。

第６図の実施例は、整流部材９ａの下流側端を位置ｃ　
＝　ｄ間の途中に形成したもので、その流路−１２ノ 断面積特性を第９図の実線Ｄ１で示している。また、第
７図及び第８図の実施例は、それぞれ位置ｃ　−ｄ間で
の流路断面積特性を一様に減少又は増加するようにした
整流部材９ｂ、９ｃを設けたもので、その流路断面積特
性を第９図の破線Ｄ２と一点鎖線Ｄ３で示した。このよ
うな整流部材９ａ。

９ｂ、９ｃの形状においても、位置ｂ　−ｃの近傍に流
路断面積の増大部を設けることにより、第１図、第２図
の実施例と同様の効果が得られる。

第１０図及び第１１図は、それぞれ本発明のさらに異な
る実施例の要部断面図で、先の実施例との相違は、ガス
流路の流路的がり部７ｂ近傍の流路断面積をさらに増大
するための構成にある。つまり先の実施例では整流部材
の下流側端の位置が限定されていたが、第１０図の実施
例では、絶縁ノズル１７内部の流路的がり部１７ｂ近傍
に径方向の環状凹部１７ｄを形成し、先の実施例での構
成とこの環状凹部１７ｄによって流路断面積の増大部１
７ｃを得ている。また、第１１図の実施例では、絶縁ノ
ズル２７内部の流路的がり部２７ｂ近傍に径方向の環状
凹部２７ｄを形成し、同様に先の実施例での構成とこの
環状凹部２７ｄによって流路断面積の増大部２７ｃを得
ている。これらの両実施例においても先の実施例と同様
の効果を期待することが出来ると共に、先の実施例での
構成に比べて容易に流路断面積を増大出来る効果もある
。

以上の実施例はいずれもカバーに整流部材を設けた場合
について説明したが、第１２図に示すように絶縁ノズル
とカバーを一体のモールド部材２９で構成してもよい。

第１図の構成では、絶縁ノズル等がアークに曝されて遊
離した導電性物質、例えば炭素が絶縁ノズル７の内面と
カバー８に設けられた整流部材８ａの外面間に侵入して
絶縁ノズル７の内面の沿面Ｍｌ性能を低下させる原因と
なってしまう。しかし、第１２図の如くモールド部材２
９を用いれば、上述のような導電性物質の侵入が無くな
り、沿面絶縁性能を低下させることが無い。

尚、上述した沿面絶縁性能の低下は、第１３図の如き構
成によっても防止出来る。つまり、絶縁ノズル３７とカ
バー３８の整流部材３８ａとの対向部に、周方向に延び
る環状の溝３２ａ、３２ｂをそれぞれ形成すれば等測的
に沿面距離を増大させたことになり、導電性物質が侵入
しても沿面絶縁性能の低下は抑制出来る。

第１４図は、図示していない絶縁ノズル７とカバー８の
整流部材８ａとの対向部に、導電性シールド３９を配置
したもので、この構成によれば同対向部に導電性物質が
侵入しても、凹部の電位は導電性シールド３９によって
決められるため、可動接触子６の先端の電界に影響を与
えることは無い。尚、この導電性シールド３９は円周方
向に４分割されたものを用いているが、円周方向に連続
した環状のものであっても良く、また、類似の構成とし
てカバー８を導電性の部材で製作しても同様の効果を得
ることが出来る。

第１５図は、本発明のさらに異なる実施例による要部断
面図であり、第１図の実施例と異なる点は、整流部材４
７ｄを絶縁ノズル４７と一体に形１５ 成したところにある。このような構成としても先の実施
例と同様に、流路面がり部４７ｂの近傍にその上流側の
流路断面積より大きな断面積をもつ増大部４７ｃを形成
することが出来、第１図の実施例と同様の効果を得るこ
とが出来る。

第１６図及び第１７図は、それぞれ本発明のさらに異な
る実施例による要部断面図である。第１６図は、第１５
図での構成において、第１３図での実施例と同様に周方
向に延びる環状の複数の溝５２ａ、５２ｂをカバー５８
と整流部材５７ｄの間に設けたものである。また、第１
７図は、第１５図での構成において、第１４図での実施
例と同様にカバー６８と整流部材６７ｄとの対向部に、
導電性シールド６９を配置したものである。このように
構成することでも、第１３図、第１４図の実施例と同様
に、導電性物質が侵入しても沿面絶縁性能の低下を抑制
出来る効果がある。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、絶縁ノズルとカバーとで
形成される流路に整流部材を設けると共１６− に、スロート部に至る流路面がり部近傍の開離した固定
接触子と可動接触子間に流路面積の増大部を形成するこ
とで、アークのエネルギーによるアークの発生部近傍の
過度の温度上昇を抑制すると共に、Ｍ縁ノズル内の流路
抵抗による圧力損失を軽減してガス吹き付は効率を改善
することにより、遮断性能を向上させたパッファ式ガス
遮断器を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるパッファ式ガス遮断
器の遮断途中を示す縦断面図である。 第２図は、第１図の要部拡大斜視図である。 第３図、第４図及び第５図は、それぞれ従来例と本発明
との比較で示す流路断面積、圧力及びガス温度の特性図
である。 第６図、第７図及び第８図は、それぞれ本発明の異なる
実施例を示す要部拡大斜視図である。 第９図は、第６図、第７図及び第８図の実施例での流路
断面積を示す特性図である。 第１０図及び第１１図は、それぞれ本発明のさらに異な
る実施例の要部断面図である。 第１２図は、本発明のさらに異なる実施例の要部外観図
である。 第１３図は、本発明のさらに異なる実施例の要部断面図
である。 第１４図は、本発明のさらに異なる実施例の要部外観図
である。 第１５図、第１６図及び第１７図は、それぞれ本発明の
さらに異なる実施例の要部断面図である。 第１８図及び第１９図は、それぞれ異なる従来のパッフ
ァ式ガス遮断器の要部断面図である。 第２０図、第２１図及び第２２図は、それぞれ従来の流
路断面積、圧力及び遮断電流、ガス温度の特性図である
。 １・・・パッファシリンダ、２・・・ピストン、３・・
・パッファ室、３ａ・・・流路、５・・・固定接触子、
６・・・可動接触子、７・・・絶縁ノズル、７ａ・・・
スロート部、７ｂ・・・流路向がり部、７ｃ・・・増大
部、８・・・カバ１９− 特開平３ ２１９５１６　（７） 特開平３ ２１９５１６　（８） ■嘘録盛岡！！の 特開平３−２１９５１６　（９） 田

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、相対的に開離可能な一対の固定接触子と可動接触子
   と、前記可動接触子の開離動作に連動してパッファ室内
   の消弧性ガスを圧縮するパッファシリンダとパッファピ
   ストンから成る圧力生成部と、前記可動接触子を包囲す
   るカバーと、前記パッファシリンダの先端に取付けられ
   、前記カバーを包囲して前記パッファシリンダからの消
   弧性ガスを前記接触子間に発生したアークに導くための
   流路を形成する絶縁ノズルと、さらに、前記流路内に整
   流部材が設けられたパッファ式ガス遮断器において、前
   記整流部材の下流側端以降で前記パッファシリンダ側上
   流部付近の前記流路の断面積より大きな流路断面積を有
   する前記流路の増大部を開離した前記接触子間に形成し
   たことを特徴とするパッファ式ガス遮断器。２、請求項
   １に記載のパッファ式ガス遮断器において、前記流路の
   増大部が前記カバーの下流側端よりも上流側から形成さ
   れたことを特徴とするパッファ式ガス遮断器。 ３、請求項１に記載のパッファ式ガス遮断器において、
   前記絶縁ノズルの内部にその径方向に形成した凹部によ
   り、さらに前記流路の増大部の容積を増したことを特徴
   とするパッファ式ガス遮断器。 ４、請求項１に記載のパッファ式ガス遮断器において、
   前記絶縁ノズルの内部に、軸線方向の前記固定接触子側
   に形成した凹部により、さらに前記流路の増大部の容積
   を増したことを特徴とするパッファ式ガス遮断器。 ５、請求項１に記載のパッファ式ガス遮断器において、
   前記整流部材は、前記カバーに一体に形成したことを特
   徴とするパッファ式ガス遮断器。 ６、請求項１に記載のパッファ式ガス遮断器において、
   前記整流部材は、前記絶縁ノズルに一体に形成したとを
   特徴とするパッファ式ガス遮断器。 ７、請求項５又は請求項６に記載のパッファ式ガス遮断
   器において、前記整流部材上に、導電性シールドを設け
   たことを特徴とするパッファ式ガス遮断器。 ８、請求項５又は請求項６に記載のパッファ式ガス遮断
   器において、前記整流部材と、前記絶縁ノズル又は前記
   カバーと面する部分に、径方向に延びる溝を設けたこと
   を特徴とするパッファ式ガス遮断器。 ９、請求項１に記載のパッファ式ガス遮断器において、
   前記整流部材と前記絶縁ノズルと前記カバーとを一体に
   形成したことを特徴とするパッファ式ガス遮断器。