JPH0374020A

JPH0374020A - パッファ形ガス遮断器

Info

Publication number: JPH0374020A
Application number: JP20952989A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Aoyanagi; 青柳　浩邦; Hiroshi Murase; 洋村瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1989-08-15
Publication date: 1991-03-28

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、バッファ形ガス遮断器に係るものであり、特
に、アーク電極の表面処理に関するものである。

（従来の技術）近年、電力需要の増大に伴い、変電所の容量は増大の一
途をたどっている。しかも、電力の大消費地である都市
部においては、地価の高騰などにより、変電所の建設が
困難である。従って、送電効率の向上のために高電圧化
の傾向にある。

ところで、このような送電系統の大容量高電圧化に伴い
、変電所や開閉所に用いられる遮断器の遮断容量が増大
し、現在、５５０ｋＶ・６３ｋＡのものまで実用化され
ている。また、一般に、５５０ｋＶ・６３ｋＡ級の遮断
器は、４点切りで構成されているが、遮断器の信頼性を
高めるために、遮断点数を少なくシ、部品数を削減する
ことが乗用である。そこで、１遮断点当りの遮断容量を
向上させ、例えば、２点切り或いは１点切り化すること
が要求されている。

このような遮断容量の向上を達成するために、従来より
、１６８ｋＶ以上の送電電圧系統に使用されてきたもの
として、バッファ形ガス遮断器が知られている。このバ
ッファ形ガス遮断器は、構造が簡単であると共に、絶縁
及び消弧ガスとして用いるＳＦ６ガスのような絶縁ガス
の優れた性能により、広く普及している。また、変電所
の機器全体をＳＦ６ガスで絶縁する密封形ガス絶縁開閉
所においては、使用される絶縁ガスが遮断器と他の機器
とで同一のものを用いていることから、他の機器との絶
縁協調が可能であり、機器の配置という点からも効率が
良いため、頻繁に採用されている。

上記のバッファ形ガス遮断器は、タンク内に絶縁ガスを
封入し、このタンク内に対向し合う固定電極部及び可動
電極部と、この可動電極部と隣接したバッファ部とから
なる遮断部を収納している。

゛さらに、この遮断部の可動電極部とバッファ部との可
動部は、可動電極ロッドと連結される操作ロッドを介し
て駆動機構部に連結される。また、遮断時には、駆動機
構部により可動部が操作され、バッファ部によって圧縮
された絶縁ガスが、固定及び可動電極部に発生したアー
クに拭き付けられ、消弧するようになっている。

以上のようなバッファ形ガス遮断器の遮断部を図面を参
照して具体的に説明する。

即ち、第５図に示すように、遮断部１は、対向する固定
電極部２及び可動電極部３と、バッファ部４とから構成
されている。

固定電極部２は、中心部に固定アーク電極８を有し、そ
の外周に設けられた円筒状の固定通電接触子９及び固定
シールド１８を備えている。

一方、可動電極部３及びバッファ部４は、図示しないタ
ンクの内側に、図示しない支持絶縁筒を介して取付けら
れている。

バッファ部４は、タンク側に固着されたバッファピスト
ン１１と、このバッファピストン１１の外側に設置され
るバッファシリンダ１２と、バッファピストン１１及び
バッファシリンダ１２にょって形成されるバッファ室５
とから構成されている。また、バッファシリンダ１２は
、駆動機構部に駆動されて、バッファピストン１１内を
摺動するようになっている。さらに、バッファシリンダ
１２と連結される可動電極ロッド１３はバッファピスト
ン１１の内部に挿入されており、連結される操作ロッド
を介して、駆動機構部に連結されている。

そして、可動電極部３は、バッファシリンダ１２の底部
１２ａにアークフィンガーなどから可動アーク電極１４
と、これを囲むように絶縁ノズル１５とを備えている。

この絶縁ノズル１５は、シールド効果と通電の役目を持
った可動通電接触子１つにより押さえられるようにして
取付けられている。なお、絶縁ノズル１５の内側にはガ
ス流路１５ａが形成されており、このガス流路１５ａは
連通孔１１ｂにより、バッファ室５に連通している。

以上のような構成を有するバッファ形ガス遮断器におい
ては、可動電極ロッド１３が駆動機構部によって、往復
運動すると、可動電極部３は、これと対向する固定電極
部２との間隙で開閉動作を行い、電流を遮断する。

遮断部１が遮断動作時には、固定アーク電極８と可動ア
ーク電極１４との間に、図示しないアークが発生する。

しかし、遮断動作により、バッファシリンダ１２が図中
右側へ移動し、バッファ室５内部で絶縁ガスが圧縮され
ると、この絶縁ガスが、連通孔１１ｂ及びガス流路１５
ａを通って、図示しないアークに吹き付けられ、消弧す
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のような高電圧のバッファ形ガス遮断器
においては、遮断器の遮断点数が減少する反面、進みま
たは遅れ小電流のように電流遮断後の過渡回復電圧が非
常に高くなり、遮断器の１店当りの極間に生じる電界強
度が高くなる。

そのため、極めて高い過渡回復電圧に対して、再点弧及
び再発弧する際、放電が、固定アーク電極８及び可動ア
ーク電極１４間のガスギャップで発生せず、固定アーク
電極８から絶縁ノズル１５の沿面を経由して、可動アー
ク電極１４もしくはバッファシリンダ１２で発生する可
能性がある。

この原因としては、第６図に示すように、あるストロー
ク時の固定アーク電極８の最大電界のベクトル方向Ｅａ
が絶縁ノズル１５の沿面方向とほぼ等しくなることが挙
げられる。このように、再点弧及び再発弧時の放電が、
絶縁ノズル１５の沿面を経由すると、絶縁ノズル１５沿
面には、帯電電荷が蓄積される。例えば、放電により、
正電荷が蓄積されている場合、可動通電接触子１９側に
負極性の電圧が印加されると、可動通電接触子１つの先
端の電界Ｅｍが通常に比べて数倍高くなる。

そのため、可動通電接触子１つから放電が発生する確率
が高くなってしまう。

本発明は、上記のような従来技術の課題“を考慮してな
されたものであり、その目的とするところは、開極途中
における固定電極からの放電が可動電極の絶縁ノズル沿
面を経由せず、必ず、アーク電極間でアークが橋絡する
絶縁性能の優れたバッファ形ガス遮断器を提供すること
を目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明のバッファ形ガス遮
断器は、固定電極部の先端部は、表面が粗い粗面であり
、この先端部の周辺部は、表面が滑らかな鏡面に表面処
理したことを構成上の特徴とするものである。

（作用）上記のような構成を有する本発明においては、可動電極
と対向する固定電極先端部の周辺部が、固定電極先端部
の表面粗さに比べて、極めて滑らかな鏡面に表面処理さ
れているため、周辺部の電極部分から電界電子放射が発
生することがない。

従って、絶縁破壊電圧が向上すると共に、可動電極側へ
の帯電を防止することができ、再点弧及び再発弧の放電
は、常にアーク電極の最先端部分で発生するため、絶縁
信頼性が向上する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図を参照して具体的に説
明する。

なお、従来の遮断器と同一部材に付いては、同一符号を
付し、説明は省略する。

本実施例の固定アーク電極８の先端部は、絶縁ノズル１
５と対向する部分に、固定アーク電極８の直径で曲率す
る第１の曲率部８ａを形成し、固定アーク電極８の最先
端部に、この第１の曲率部８ａの曲率半径より小さい曲
率半径を有する第２の曲率部８ｂを有している。第１の
曲率部８ａは、突起最高部から最低部までの距離の平均
的な値が約１．５μｍ以下の滑らかな鏡面仕上げになっ
ている。一方、第２の曲率部８ｂは、突起最高部から最
低部までの距離の平均的な値が約３〜２０μｍの粗い粗
面に仕上げられてる。

上記のような構成を有する本実施例の作用を第２図を用
いて説明する。

即ち、第２図は開極途中の固定アーク電極８の先端部の
第１及び第２の曲率部８ａ、８ｂの最大電界ベクトルを
示したものである。ここで、第１の曲率部８ａの最大電
界ベクトルＥ１と第２の曲率部８ｂの最大電界ベクトル
Ｅ２とを比較すると、開極途中では、常に、Ｅｌ＜Ｅ２
に保つことができる。

また、Ｓ　Ｆ　ｓガス雰囲気中での電極の表面粗さと絶
縁破壊特性の関係を第３図に基づいて説明する。なお、
第３図は、電気学会論文誌ｒ高気圧ＳＦ６ガス絶縁ガス
破壊電圧に与える電極表面の影響」　（電学論Ａ、１０
８間５号、昭６３．１９８８）の実験結果である。この
結果からも分かるように、ＳＦ６ガス中では、電極表面
が鏡面仕上げである方が、粗面仕上げに比べて、絶縁破
壊ストレスが高いことが明らかである。これは、第３図
（ｂ）に示すように、同一印加電圧に対して鏡面゛仕上
げの電極表面から放出される暗流積分値（電荷量）が粗
面仕上げされた電極に比べて小さいからであり、従って
、電荷量が小さいということは、電界電子放射が少ない
ことを意味している。

そのため、開極途中での再点弧及び再発弧時の放電は、
必ず固定アーク電極８先端部の第２の曲率部８ｂと可動
アーク電極１４間で発生する。そし“←、第２の曲率部
８ｂで放電寸前においても、第１の曲率部８ａからの電
界放射による電子放出が生じることがなく、絶縁ノズル
１５沿面を帯電させることもないため、高い絶縁信頼性
を得ることが可能である。

なお、本発明のバッファ形ガス遮断器は、上記のような
一実施例に限定されるものではなく、例えば、第４図に
示すように、固定アーク電極２０は先端が半球状であり
、最先端部１８ｂ及びその周辺である周辺部２０ａから
構成されている。さらに、最先端部２０ｂは、前記の第
２の曲率部８ｂと同様に粗く仕上げられおり、最先端部
２０ｂの周辺である周辺部２０ａは、前記の第１の曲率
部８ａと同じように、滑らかな鏡面仕上げになっている
。

以上のような構成を有する実施例は、２つの異なる曲率
を固定アーク電極に持たせなくとも、前述の実施例と同
様の作用効果を得ることができ、生産コストを削減する
ことが可能である。

［発明の効果］以上述べた通り、本発明によれば、固定電極部の最先端
部は粗面であり、この最先端部の周辺部は、鏡面である
よう表面処理するという簡単な構成により、アーク電極
間での安定した放電を可能にし、且つ、可動電極の帯電
電荷の蓄積も防ぐことができるため、可動電極側から発
生する再点弧及び再発弧を完全に防止する絶縁信頼性の
優れたバッファ形ガス遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すバッファ形ガス遮断器
の遮断部の断面図、第２図は第１図に示す遮断部の電界
ベクトル図、第３図はＳＦ６ガス中の絶縁特性の説明図
、第４図は他の実施例の遮断部の断面図、第５図は従来
のバッファ形ガス遮断器の遮断部の断面図、第６図は第
４図に示す遮断部の電界ベクトル図である。１・・・遮断部、２・・・固定電極部、３・・・可動電
極部４・・・バッファ部、５・・・バッファ室、８．２
０・・・固定アーク電極、８ａ、２０ａ・・・第１の曲
率部、８ｂ、２０ｂ・・・第２の曲率部、９・・・固定
通電接触子、１１・・・バッファピストン、１２・・・
バッファシリンダ、１３・・・可動電極ロッド、１４・
・・可動アーク電極、１５・・、絶縁ノズル、１５ａ・
・・ガス流路、１８・・・固定シールド、１９・・・可
動通電接触子。

Claims

【特許請求の範囲】絶縁ガスを充填した容器内に遮断部を収納し、該遮断部
は、対向し合う固定電極部及び可動電極部と、可動電極
部に隣接するバッファ部を備え、さらに、前記可動電極
部と前記バッファ部との可動側を、ロッドを介して連結
する駆動機構部を備え、且つ、前記の固定電極部と可動
電極部は、各々の中心部にアークコンタクトを有し、該
中心部の外周には主接点を形成し、開極時に固定電極部
及び可動電極部のアーク電極に発生したアークに絶縁性
ガスを吹き付け、消弧するバッファ形ガス遮断器におい
て、前記固定電極部の先端部は、表面が粗い粗面であり、該
先端部の周辺部は、表面が滑らかな鏡面であるよう表面
処理したことを特徴とするバッファ形ガス遮断器。