JPH04286822A - 投入抵抗接点付き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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投入抵抗接点付きパッ
ファ形ガス遮断器に係り、特に、１点切りの投入抵抗接
点付きパッファ形ガス遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電系統の大容量化に伴い、変電所や開
閉所に用いられる遮断器においては、遮断容量の増大と
信頼性の向上が要求されている。遮断器の信頼性を向上
するためには、部品点数を少なくし、構造を単純化する
ことが重要である。このための具体的な方法として、最
近では、遮断器の遮断点数の減少が図られている。例え
ば、現在、５５０ｋＶ級の２点切り遮断器が実用化され
ているが、さらに、これを１点切り化することが要求さ
れている。

【０００３】ところで、このような大容量の遮断器を１
点切り化する場合に、遮断性能を向上させるためには、
従来の２点切りの遮断器に比べて、その開極速度を格段
に速くする必要がある。このため、固定電極とこれに対
抗する可動電極を備え、開極時には可動電極のみを移動
させていた従来方式の遮断器に対し、最近では、対向す
る電極を同時に移動させて開極する、いわゆるダブルモ
ーション方式と呼ばれる新方式の遮断器が提案されてい
る。このダブルモーション方式の遮断器によれば、各電
極の移動速度は従来の遮断器と同様であるにもかかわら
ず、開極速度が格段に速くなり、消弧性能が向上される
利点がある。

【０００４】このようなダブルモーション方式のパッフ
ァ形ガス遮断器の一例を、図６及び図７に示す。この図
６及び図７は、投入状態及び遮断状態をそれぞれ示す図
であり、各図において、１は、ＳＦ６　ガスなどの消弧
性ガスを充填した容器内に配置された消弧室第１可動電
極、１０は、同じ容器内に、消弧室第２可動電極１と対
向して配置された消弧室第２可動電極（従来の固定電極
に相当する）である。消弧室第１可動電極１は、パッフ
ァシリンダ２の先端部に設けられ、その外周には、絶縁
ノズル３、可動通電接触子４が同心円状に配置されてい
る。パッファシリンダ２の中心部には操作ロッド５が固
定され、この操作ロッド５が、絶縁ロッド６を介して図
示しない操作機構に接続されている。パッファシリンダ
２の内側には、絶縁筒７に固定して支持されたパッファ
ピストン８が挿入され、このパッファピストン８と前記
パッファシリンダ２に囲まれた空間がパッファ室９にな
っている。

【０００５】消弧室第２可動電極１０は、通電円筒１１
における消弧室第１可動電極１との対向面中央に突出し
て設けられ、前記絶縁ノズル３及び消弧室第１可動電極
１内に挿入されるものである。この消弧室第２可動電極
１０の外周には、前記消弧第１可動電極１の可動通電接
触子４と接触する消弧室第２可動電極１０の可動通電接
触子１２と、第２可動シールド１３とが設けられている
。これらの消弧第２可動電極１０、可動通電接触子１２
、及び第２可動シールド１３を支持する通電円筒１１は
、その基部において通電用導体１４に摺動自在に挿入さ
れると同時に、前記消弧室第１可動電極１の外側に配設
された絶縁ロッド１５及びリンク機構１６を介して、消
弧室第１可動電極１を駆動する操作ロッド５の基部に接
続されている。

【０００６】このリンク機構１６は、リンク１６ａと、
このリンク１６ａの両端にそれぞれ回動自在に連結され
た第１、第２の連結棒１６ｂ，１６ｃ、及びリンク支持
部１６ｄより構成されている。リンク１６ａは、所定の
リンク比に設定されたリンク支持部１６ｄの支点１６ｅ
を軸にして、リンク支持部１６ｄに対して回動自在に支
持されている。また、第１、第２の各連結棒１６ｂ，１
６ｃは、それぞれの一端にて操作ロッド５と絶縁ロッド
１５に回動自在に連結されている。なお、リンク支持部
１６ｄは、図示しない容器に絶縁固定されている。

【０００７】このように構成されたダブルモーション方
式のパッファ形ガス遮断器においては、図６の投入状態
にて、図示しない操作機構を駆動すると、操作ロッド５
が所定の速度で操作機構側（図中矢印側）に移動し、そ
の先端に固定された消弧室第１可動電極１が矢印方向に
移動し、消弧室第２可動電極１０との間で遮断動作が行
われる。一方、この操作ロッド５の動作に伴って、これ
に連結されたリンク機構１６が駆動され、絶縁ロッド１
５を、操作ロッド５とは反対側（図中矢印と反対側）に
移動させる。その結果、この絶縁ロッド１５の先端に固
定された通電円筒１１及び消弧室第２可動電極１０が、
消弧室第１可動電極１とは反対側（図中矢印と反対側）
に移動する。また、前記操作ロッド５の移動により、そ
の先端に固定されたパッファシリンダ２が、絶縁筒７に
固定されたパッファピストン８に対して移動し、パッフ
ァ室９が圧縮されるので、内部の消弧性ガスが絶縁ノズ
ル３に案内されて、開離する消弧室第１、第２可動電極
１，１０間に発生したアークに吹付けられ、消弧され、
遮断動作がなされる。

【０００８】なお、投入動作時には、操作ロッド５を前
記遮断動作とは反対側に駆動することにより、消弧室第
１可動電極１と消弧室第２可動電極１０を相対的に接近
させる。

【０００９】このように、ダブルモーション方式のパッ
ファ形ガス遮断器においては、操作ロッド５の移動速度
を従来のパッファ形ガス遮断器と同程度としても、消弧
室第１可動電極１、消弧室第２可動電極１０の両方を駆
動するため、両電極間の相対的な開極速度を２倍以上に
向上でき、この結果、大容量の遮断器においても１点切
りが可能となる。

【００１０】ところで、５５０ｋＶ級のような大容量系
統における線路用の遮断器においては、投入時の投入過
電圧を抑制するために、投入抵抗方式が採用されている
。この投入抵抗方式は、遮断器の主接点と並列に投入抵
抗を有する投入抵抗接点が投入され、その投入抵抗によ
り投入過電圧が抑制された状態で、主接点が投入される
方式である。この投入抵抗方式においては、開極時には
、まず投入抵抗接点が開離し、次いで主接点が開極する
ことが必要である。

【００１１】このような投入抵抗方式の仕様を満たすた
め、前記ダブルモーション方式のパッファ形ガス遮断器
においては、図３のような構造が考えられている。この
場合、図３は、投入抵抗接点のみが投入され、主接点が
遮断されている動作途中状態を表している。なお、図３
において、投入抵抗接点部を除く消弧室の主接点部側の
構成は、図６及び図７に示したパッファ形ガス遮断器の
消弧室の構成と同様であるため、同一部分には同一符号
を付し、説明を省略する。

【００１２】図３に示すように、投入抵抗接点第１可動
電極１０１は、消弧室第１可動電極１の操作ロッド５に
固定されている。そして、投入抵抗接点第２可動電極１
０２は、絶縁部材１０３及び後述するワイプ機構を介し
て、消弧室第２可動電極１０と機械的に接続され、また
、投入抵抗体１０４を介して、消弧室第２可動電極１０
と電気的に接続されている。

【００１３】すなわち、投入抵抗接点部のワイプ機構は
、消弧室第２可動電極１０と絶縁部材１０３を介して接
続された筒状の電極１０５と、この筒状の電極１０５の
先端に設けられたストッパ１０５ａと、この筒状の電極
１０５内に収納されたバネ１０６と、投入抵抗接点第２
可動電極１０２の基部に設けられ、バネ１０６と共に筒
状の電極１０５内に収納された係合部１０２ａとによっ
て構成されている。そして、このようなワイプ機構によ
って、投入抵抗接点第２可動電極１０２の係合部１０２
ａは、筒状の電極１０５の中でバネ１０６を介してスラ
イドしてワイプを得る構造となっている。また、投入抵
抗接点第２可動電極１０２の係合部１０２ａは、バネ１
０６の蓄勢力によってストッパ１０５ａに当接し、筒状
の電極１０５の先端部に位置決めされるようになってい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように、投入抵抗接点を、バネを使用したバットコンタ
クト方式にして投入抵抗接点の仕様を満たそうとする図
３の構成においては、次のような欠点が存在していた。 すなわち、図３の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断
器において、投入抵抗接点第２可動電極１０２は、消弧
室第２可動電極１０により、バネ１０６を介して駆動さ
れるため、このバネ１０６の応答性が悪いと、投入抵抗
接点第２可動電極１０２が望む動作をしない恐れがあっ
た。

【００１５】このような欠点について、図４及び図５を
参照して説明する。ここで、図４は、ダブルモーション
方式の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器における
望ましい動作を示すタイムチャートであり、図５は、バ
ネ系の固有振動数が低い場合に行われ易い、不都合な動
作を示すタイムチャートである。

【００１６】まず、図４に示すように、投入動作時には
、投入抵抗接点第１可動電極１０１、投入抵抗接点第２
可動電極１０２は、消弧室第１可動電極１、消弧室第２
可動電極１０に連動して移動し、まず投入抵抗接点がＯ
Ｎする。そして、投入抵抗体１０４がある一定の時間に
挿入され、その後、消弧室の主接点が閉じることにより
、投入抵抗体１０４には電流が流れなくなる。投入抵抗
接点がＯＮした後、投入抵抗接点第２可動電極１０２は
、投入抵抗接点第１可動電極１０１により、バネ１０６
のワイプ分だけ筒状の電極１０５内に押し込まれる。

【００１７】しかしながら、投入抵抗接点第２可動電極
１０２とバネ１０６からなるバネ系の固有振動数が低い
と、消弧室第２可動電極１０の動作に投入抵抗接点第２
可動電極１０２の動作が追従することができなくなり、
ある時間遅れを持って動作を開始する。つまり、このよ
うに、バネ系の固有振動数が低い場合には、消弧室第２
可動電極１０が動作することにより、バネ１０６を押圧
しても、バネ１０６の応答性が悪いため、バネ１０６の
移動量よりもバネ１０６が縮む量の方が大きくなってし
まい、投入抵抗接点第２可動電極１０２へ動作が伝わら
ない。そのため、あたかもバネ１０６により、投入抵抗
接点第２可動電極１０２が、消弧室第２可動電極１０の
動作から絶縁されたようになってしまう。その結果、投
入抵抗接点第２可動電極１０２は、投入動作時に、図４
のようには動作せず、図５に示すような不都合な動作を
示す恐れがあった。すなわち、バネ系の固有振動数が低
い遮断器においては、投入抵抗接点が消弧室の主接点に
先行してＯＮできなくなってしまうという不都合が生じ
易かった。

【００１８】このような不都合を回避するために、バネ
系の固有振動数を高くする必要があるが、この場合には
、新たに、次のような欠点が生じる。すなわち、バネ系
の固有振動数を高くした場合には、バネ１０６の有する
エネルギーが大きくなり、遮断動作時に、それまで蓄勢
されていたバネ１０６の大きなエネルギーが放勢される
ことになる。そして、このように放勢された大きなエネ
ルギーは、投入抵抗接点第２可動電極１０２に伝達され
、投入抵抗接点第２可動電極１０２は、大きなエネルギ
ーを持って、筒状の電極１０５のストッパ１０５ａに衝
突する。この衝突によって、消弧室第２可動電極１０と
筒状の電極１０５とを接続する絶縁部材１０３には、瞬
間的に大きな曲げモーメントが加わる。特に、ダブルモ
ーション方式のパッファ形ガス遮断器の場合、従来のパ
ッファ形ガス遮断器において固定されていたところの投
入抵抗接点第２可動電極１０２が動作するために、その
相対的な動作速度が大幅に増加していることも加わって
、衝突時に絶縁部材１０３に瞬間的に加わる曲げモーメ
ントは、非常に大きくなる。その結果、バネ系の固有振
動数を高くした遮断器において、絶縁部材１０３には、
遮断動作の度に、衝突による大きな曲げ応力が繰り返し
発生することになり、この結果、絶縁部材１０３が、変
形あるいは破壊してしまうという問題があった。

【００１９】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、投
入動作時における投入抵抗接点の機能を確実に保持しな
がら、且つ、遮断動作時における部材の変形あるいは破
壊を確実に防止可能とする投入抵抗接点付きパッファ形
ガス遮断器を提供することである。 ［発明の構成］

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明における投入抵抗
接点付きパッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを充填し
た容器内に接離自在な消弧室第１可動電極、消弧室第２
可動電極を対向して配置し、前記消弧室第１可動電極と
消弧室第２可動電極の各々を一つの駆動装置によりそれ
ぞれ反対側に駆動し、前記消弧室第１可動電極と一体に
動くパッファシリンダと、このパッファシリンダ内を摺
動するパッファピストンとにより、パッファシリンダ内
の消弧性ガスを圧縮し、この圧縮ガスを前記パッファシ
リンダに固着された絶縁ノズルよりガス流として噴出し
て、前記消弧室第１可動電極と前記消弧室第２可動電極
間に発生するアークに吹き付けて消弧する消弧室を備え
、且つ、前記消弧室第１可動電極に固定された投入抵抗
接点第１可動電極と、前記消弧室第２可動電極と絶縁部
材及び投入抵抗接点のワイプを得るためのワイプ機構を
介して接続された投入抵抗接点第２可動電極からなる投
入抵抗接点と、前記投入抵抗接点第２可動電極と前記消
弧室第２可動電極の間に電気的に接続された投入抵抗を
備えた、ダブルモーション方式の投入抵抗接点付きパッ
ファ形ガス遮断器において、ワイプ機構は、前記消弧室
第２可動電極と絶縁部材を介して接続された筒状の電極
と、この筒状の電極の一端に設けられたストッパと、こ
の筒状の電極内に収納されたバネと、投入抵抗接点第２
可動電極に設けられ、バネと共に筒状の電極内に収納さ
れた係合部とを有し、投入抵抗接点第２可動電極は、遮
断動作時に、その係合部が、バネの蓄勢力により押圧さ
れて筒状の電極のストッパに当接し、位置決めされるよ
うに配置され、筒状の電極のストッパと投入抵抗接点第
２可動電極の係合部との当接部には、弾性部材が固着さ
れたことを特徴としている。

【００２１】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、遮断動作時には、それまで投入
抵抗接点第１可動電極により蓄勢されていたワイプ機構
の大きなバネ力が放勢される。この大きなバネ力により
、投入抵抗接点第２可動電極の係合部は、ダブルモーシ
ョン方式であるために速度が速いことも加わって、ワイ
プ機構の筒状の電極のストッパに対して、非常に大きな
衝撃力で衝突しようとする。この場合、本発明において
は、筒状の電極のストッパと投入抵抗接点第２可動電極
の係合部との当接部に、弾性部材が固着されているため
、この弾性部材によって、衝突のエネルギーを吸収する
ことができる。その結果、主接点部と投入抵抗接点部の
ワイプ機構とを接続する絶縁部材に、大きな衝撃力は伝
わらず、よって、加わる曲げモーメントも小さいため、
絶縁部材に発生する曲げ応力を小さくできる。従って、
遮断動作を繰り返した場合でも、絶縁部材の変形あるい
は破壊を効果的に防止することができる。

【００２２】

【実施例】以下に、本発明による投入抵抗接点付きパッ
ファ形ガス遮断器の一実施例を、図１を参照して具体的
に説明する。なお、本実施例の構成は、本発明の特徴で
あるところの弾性部材（弾性シート１０７）を除けば、
基本的に、図３に示した従来技術と同様であるため、同
一部分には同一符号を付し、説明を省略する。

【００２３】まず、図１は、投入抵抗接点のみが投入さ
れ、主接点が遮断されている動作途中状態を表している
。この図１に示すように、ワイプ機構を構成する筒状の
電極１０５のストッパ１０５ａにおいて、投入抵抗接点
第２可動電極１０２の係合部１０２ａとの当接部に相当
するその内面には、弾性部材として、四フッ化エチレン
樹脂製の弾性シート１０７が固着されている。

【００２４】この図１の状態において、投入抵抗接点第
１可動電極１０１により、投入抵抗接点第２可動電極１
０２は、筒状の電極１０５内に押し込まれており、これ
によって、バネ１０６は、押し縮められ、蓄勢状態にあ
る。このような図１の状態から、遮断動作を行う途中で
、バネ１０６は、その蓄勢された大きなエネルギーを放
勢し、投入抵抗接点第２可動電極１０２を瞬時に押圧す
るため、投入抵抗接点第２可動電極１０２の係合部１０
２ａは、非常に大きな速度・エネルギーを持った状態で
、筒状の電極１０５のストッパ１０５ａに衝突する。

【００２５】この衝突に対して、本実施例においては、
筒状の電極１０５のストッパ１０５ａの内面に、弾性部
材として、四フッ化エチレン樹脂製の弾性シート１０７
が固着されているため、衝突時の大きな力は、この弾性
シート１０７に吸収される。この結果、衝突時に、消弧
室第２可動電極１０と筒状の電極１０５とを接続する絶
縁部材１０３に瞬間的に加わる曲げモーメントは、従来
に比べて格段に小さくなる。図２は、このような、本実
施例と従来例の遮断動作時における投入抵抗接点第２可
動電極１０２と筒状の電極１０５との衝突時に、絶縁部
材１０３に加わる曲げモーメントを、時間をパラメータ
にして示すグラフである。この図２より、従来の絶縁部
材１０３に加わる曲げモーメントと比較すれば、本実施
例の絶縁部材１０３に加わる曲げモーメントが、従来よ
りも格段に小さくなっていることは明らかである。従っ
て、本実施例においては、絶縁部材１０３に、衝突に起
因する大きな曲げ応力が発生しないため、従来発生して
いた絶縁部材１０３の変形あるいは破壊などの問題が解
消され、容易に固有振動数の高いバネ１０６を装着する
ことができる。

【００２６】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、例えば、筒状の電極のストッパと投入抵
抗接点第２可動電極の係合部との当接部に固着する弾性
部材を、筒状の電極側に固着する代わりに、投入抵抗接
点第２可動電極側に固着することも可能であり、さらに
、両側に固着することも可能である。また、弾性部材の
材質も、四フッ化エチレン樹脂に限らず、自由に選択可
能である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
投入動作時における投入抵抗接点の機能を確実に保持し
ながら、且つ、遮断動作時における部材の変形あるいは
破壊を確実に防止可能とすることにより、信頼性の高い
、大容量１点切りの、ダブルモーション方式の投入抵抗
接点付きパ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】

【図１】本発明によるダブルモーション方式の投入抵抗
接点付きパッファ形ガス遮断器の一実施例を示す断面図
。

【図２】図１と図３の投入抵抗接点付きパッファ形ガス
遮断器の絶縁部材に加わる曲げモーメントを、時間をパ
ラメータにして示すグラフ。

【図３】従来のダブルモーション方式の投入抵抗接点付
きパッファ形ガス遮断器の一例を示す断面図。

【図４】ダブルモーション方式の投入抵抗接点付きパッ
ファ形ガス遮断器における望ましい動作を示すタイムチ
ャート。

【図５】ダブルモーション方式の投入抵抗接点付きパッ
ファ形ガス遮断器において、バネ系の固有振動数が低い
場合に行われ易い、不都合な動作を示すタイムチャート
。

【図６】従来のダブルモーション方式のパッファ形ガス
遮断器の一例における投入状態を示す断面図

【図７】図
６のパッファ形ガス遮断器の遮断状態を示す断面図。

【符号の説明】

１　　　　　　　　消弧室第１可動電極２　　　　　　
　　パッファシリンダ ３　　　　　　　　絶縁ノズル ４　　　　　　　　可動通電接触子 ５　　　　　　　　操作ロッド ６　　　　　　　　絶縁ロッド ７　　　　　　　　絶縁筒 ８　　　　　　　　パッファピストン ９　　　　　　　　パッファ室 １０　　　　　　消弧室第２可動電極 １１　　　　　　通電円筒 １２　　　　　　可動通電接触子 １３　　　　　　第２可動シールド １４　　　　　　通電用導体 １５　　　　　　絶縁ロッド １６　　　　　　リンク機構 １６ａ　　　　リンク １６ｂ　　　　第１の連結棒 １６ｃ　　　　第２の連結棒 １６ｄ　　　　リンク支持部 １６ｅ　　　　支点 １０１　　　　投入抵抗接点第１可動電極１０２　　　
　投入抵抗接点第２可動電極１０２ａ　　係合部 １０３　　　　絶縁部材 １０４　　　　投入抵抗体 １０５　　　　筒状の電極 １０５ａ　　ストッパ １０６　　　　バネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　消弧性ガスを充填した容器内に、消弧
   室第１可動電極及び消弧室第２可動電極を接離自在に対
   向して配置し、前記消弧室第１可動電極と消弧室第２可
   動電極の各々を、一つの駆動装置によりそれぞれ反対側
   に駆動し、前記消弧室第１可動電極と一体に動くパッフ
   ァシリンダと、このパッファシリンダ内を摺動するパッ
   ファピストンとにより、パッファシリンダ内の消弧性ガ
   スを圧縮し、この圧縮ガスを前記パッファシリンダに固
   着された絶縁ノズルよりガス流として噴出して、前記消
   弧室第１可動電極と前記消弧室第２可動電極間に発生す
   るアークに吹き付けて消弧する消弧室を備え、且つ、前
   記消弧室第１可動電極に固定された投入抵抗接点第１可
   動電極と、前記消弧室第２可動電極と絶縁部材及び投入
   抵抗接点のワイプを得るためのワイプ機構を介して接続
   された投入抵抗接点第２可動電極からなる投入抵抗接点
   と、前記投入抵抗接点第２可動電極と前記消弧室第２可
   動電極の間に電気的に接続された投入抵抗を備えた、ダ
   ブルモーション方式の投入抵抗接点付きパッファ形ガス
   遮断器において、前記ワイプ機構は、前記消弧室第２可
   動電極と絶縁部材を介して接続された筒状の電極と、こ
   の筒状の電極の一端に設けられたストッパと、この筒状
   の電極内に収納されたバネと、投入抵抗接点第２可動電
   極に設けられ、バネと共に筒状の電極内に収納された係
   合部とを有し、投入抵抗接点第２可動電極は、遮断動作
   時に、その係合部が、バネの蓄勢力により押圧されて筒
   状の電極のストッパに当接し、位置決めされるように配
   置され、筒状の電極のストッパと投入抵抗接点第２可動
   電極の係合部との当接部には、弾性部材が固着されたこ
   とを特徴とする投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器
   。