JPH0568811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は消弧室形状に改良したパツフア形ガス
しや断器に係り、特に消弧後に残存する高温ガス
を効率良く排除するためのガス流路に改良を施し
たパツフア形ガスしや断器に関するものである。

［発明の技術的背景］ 近年送電容量の増大による短絡容量の増加に伴
つて、しや断器のしや断容量も増加の一途を辿つ
ている。反面機器の小型化のため、一点当たりの
しや断容量を増加させ、しや断器の直列しや断点
数の減少が図られている。このため、しや断器の
しや断性能としてはしや断器の極間の電界設計と
共に、ガス吹き付け機器の最適化が要求されてい
る。

この点を第４図に示す従来のパツフア形ガスし
や断器について説明する。図は開極途中が示され
ている。

円柱状の固定電極１と環状に配置された可動電
極２は、開口部３を有する中空の操作ロツド３に
よつて、第４図右方にある図示しない操作機構部
と連結されてれいる。この操作ロツド３には可動
パツフアシリンダ４が装着固定されており、この
可動パツフアシリンダ４は、開口部５ａを有する
固定パツフアピストン５との間に圧縮室６を構成
する。また、前記パツフアシリンダ４には開口部
４ａが設けられており、このパツフアシリンダ４
に固着された絶縁ノズル７ａ及び絶縁カバー７ｂ
が形成する円筒状ガス流路８を通じて、前記圧縮
室６内のガスが流入出可能となつている。これら
の部品類は絶縁物性の容器９内に収められ、この
絶縁容器９の内部空間１０には消弧性ガスが満た
されている。

なお、この本実施例では容器を絶縁物性とした
が、前述の消弧室部材が金属タンク内部に絶縁物
で支持されて構成されるパツフア形ガスしや断器
も知られている。

このしや断器にしや断指令が与えられ、図示し
ていない操作機構部が作動して前記操作ロツド３
が右方へ駆動し、この操作ロツド３に連結された
可動電極２が固定電極１から開離した図示状態と
なると、電極１，２間にアーク１１が発生する。
一方、前記操作ロツド３が運動する結果、操作ロ
ツド３に装着された可動パツフアシリンダ４も右
方へ運動し、圧縮室６内の消弧性ガスを圧縮す
る。このガスはパツフアシリンダ４の開口部４
ａ、ガス流路８及びガス噴出口８ａを経て、アー
ク１１へ吹き付けられ、このアーク１１を消弧す
る。このガス流は二つの流れ１２ａ及び１２ｂに
分流し、第２図左方へ分かれたガス流１２ａは、
絶縁ノズル７ａの開口部７ｃを経て周囲空間１０
へ流出する。一方、右方へ分かれたガス流１２ｂ
は、絶縁カバー７ｂの開口部７ｄ、及び前記可動
電極２から固定電極１が離脱した後の開口部１
３、前記操作ロツド３の開口部３ａ、固定パツフ
アピストン５の開口部５ａを経て周囲空間１０へ
流出する。

［背景技術の問題点］ この様なしや断動作において、前述の機構によ
りアークが消弧された後には、正負に電離したプ
ラズマやアークにより高温に熱せられたガスが残
留する。これらのプラズマガス及び高温ガスは電
気伝導率が高く、また電気的絶縁耐力が低いた
め、消弧後電極１，２間に加わる再起電圧ため
に、電極１，２間に電流が流れたり、電極間に電
気的絶縁破壊が生じる等の理由により、しや断失
敗の原因となり易い。パツフア形ガスしや断器に
おいては、これらしや断失敗の原因となり易い残
留プラズマ及び高温ガスをも、前述のガス流によ
つて電極１，２間から除去する様設計されてい
る。従つて、パツフア形ガスしや断器のしや断性
能は、電極間へ消弧性ガスをいかに効率良く吹き
付けるかによつて決定する。

例えば、第４図に示す様な従来型のガスしや断
器の吹き付け機構では、固定電極１が絶縁ノズル
７ａのスロート部７ａ−１から抜け出す以前にお
いてもガス流１２ｂがアークに吹き付けられるた
め、広いアーク時間範囲で消弧を行うことができ
るうえに、アークの熱によつて溶融・蒸発した電
極金属は電極１，２間からガス流１２ａ，１２ｂ
によつて排除されるために、電極１，２間のガス
の導電率増加・電気的絶縁耐力低下等の悪影響を
受けないという利点がある。

しかし、その反面、ガス流１２ａ及び１２ｂの
分流点には、ガス流速が著しく低下する澱み領域
が発生する。この澱み領域近傍においてはガスの
吹き付け効率が著しく低下するため、第５図に示
すように、この領域に残存するプラズマガス及び
高温ガス１４は排除されずにこの領域に留まるこ
とになる。この結果、澱み領域近傍の電気的絶縁
破壊強度はこの他の領域のガスよりも低下する。
このため、特に消弧後電極間に加わる再起電圧に
よる絶縁破壊が問題となるBTFしや断時におい
て、澱み領域近傍における絶縁破壊が誘因となつ
て電極間に再点弧が起こり、しや断に失敗する危
険があつた。

［発明の目的］ 本発明は以上の問題に鑑みてなされたもので、
消去後澱み領域近傍に残留するプラズマガス及び
高温ガスを電極間より速やかに除去し、絶縁回復
特性の向上を実現し得るパツフア形ガスしや断器
を提供することを目的とするものである。

［発明の概要］ 本発明のガスしや断器は、中空状の操作ロツド
の内部に第２固定ピストンを配設し、前記操作ロ
ツド内部は開極動作の前半においては第２固定ピ
ストンの周囲に、この第２固定ピストンの後背部
側へ向かうガス流路を形成し、開極動作の後半に
おいては第２固定ピストンが挿入されるシリンダ
を形成する様にしたものである。

そして、この様な構成により、開極動作の前半
においては従来のパツフア形ガスしや断器と同様
に動作してその利点をいかしつつ、しや断動作の
後半において操作ロツドの内部に第２のガス圧
縮・吹き付け機構を形成してガス流れを一方向と
し、澱み領域を消滅せしめて電極間よりプラズマ
ガスおよび高温ガスを速やかに排除し、消弧後に
おける速やかな絶縁回復を可能にしたものであ
る。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づい
て詳細に説明する。なお、第４図及び第５図の従
来型のパツフア形ガスしや断器と同一部品に付い
ては、同一符号を付して説明を省略する。

第１図は本発明によるパツフア形ガスしや断器
の開極動作前半の状態を示す。同図において、中
空状の操作ロツド２１の内部には第２固定ピスト
ン２２が配設されている。この操作ロツド２１及
び第２固定ピストン２２の拡大図を第２図に示
す。図中第２固定ピストン２２の外径をＡとす
る。操作ロツド２１の内部は、しや断動作の前半
に第２固定ピストン２２が摺動する空間部分２３
の内径をＢとすると、 Ｂ＞Ａ の関係を満足するようにし、第２固定ピストン２
２の周囲にガス流路２４が構成される。また、し
や断動作後半に第２固定ピストン２２が摺動する
部分２５の内径をA′とすると A′＝Ａ の関係を満足する様にして、第２シリンダが形成
されている。更に、操作ロツド２１の可動電極２
側端部２６には、径がＣなる開口部２７が設けら
れている。

この様な構成の本実施例のパツフア形ガスしや
断器にしや断指令が与えられると、しや断動作の
前半においては、第３図に示すように圧縮室６で
圧力を高められた消弧性ガスは可動パツフアシリ
ンダ４の開口部４ａ、ガス流路８、ガス噴出口８
ａを経て２８ａ及び２８ｂの２つの流れに分れ
る。ガス流の一部２８ａは絶縁ノズル７ａの開口
部７ｃを経て図中左方の空間へ流出し、ガス流の
他の一部２８ｂは絶縁カバー７ｂの開口部７ｄ、
操作ロツド２１の開口部２７、第２の固定ピスト
ン２２の周囲のガス流路２７を経て図中右方へ流
れ、パツフアピストン５の開口部５ａから周囲空
間へ流出する。

この段階における本実施例のガスしや断器は、
第１図に示した従来のパツフア形ガスしや断器と
同様に機能しており、固定電極１が絶縁ノズル７
ａのスロート部７ａ−１から抜け出す以前におい
てもガス流の一部２８ｂがアーク１１へ吹き付け
られるため、アーク時間の短い領域においても効
率の良い消弧が可能である。

更にしや断動作が進行し後半に至ると、第３図
に示すように、第２の固定ピストン２２は操作ロ
ツド２１のうち内径がA′である部分２５へ挿入
され、第２圧縮室２３を構成している。この第２
圧縮室２９にて圧力を高められた消弧性ガスは、
操作ロツド２１の開口部２７を経て図中左方へ流
出し、絶縁カバー７ｂの開口部７ｄ、絶縁ノズル
７ａの開口部７ｃを経て流れるガス流２８ｃを形
成する。この段階では、澱み領域が消滅するため
に、残留プラズマガス及び高温ガスが速やかに排
除され、速やかな絶縁回復特性が実現し得る。

なお、しや断動作の前半において第３図に示す
ガス流２８ｂが効率良く流れるためには、操作ロ
ツド２１端部の開口部２７の有効断面積が可動電
極２の開口部（第３図に示す２ａ）の有効断面積
の少なくとも10％以上である必要がある。またし
や断動作の後半において第２の圧縮室２９におけ
るガスの圧縮が効率良く行なわれるためには、操
作ロツドの開口部２７の有効断面積は第２の圧縮
室２９内部の有効断面積の40％以下であることが
望ましい。更に、第１図の状態から第３図の状態
へ転換するのは、固定電極１が絶縁ノズル７ａの
ストローク部７ａ−１から図中左方へ抜け出るの
に同期している場合、最も効率の良い消弧が達成
し得る。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、しや断動作の後
半に操作ロツドの内部に第２ガス圧力室が構成さ
れることによりガス流を発生させて、アークの消
弧後のガスの流れを絶縁ノズルの開口部方向に流
出させることが可能となるので、ガスの流れは同
一方向に向けられ、澱み領域近傍に残留するプラ
ズマガス及び高温ガスを電極間より速やかに除去
し、絶縁回復特性の向上を実現し得るパツフア形
ガスしや断器の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すパツフア形ガ
スしや断器のしや断動作前半の状態を示す断面
図、第２図は第１図の操作ロツド及び固定ピスト
ンの構造を示す部分拡大断面図、第３図は本発明
のパツフア形ガスしや断器のしや断動作後半の状
態を示す断面図、第４図は従来形のパツフア形ガ
スしや断器のしや断動作中を示す断面図、第５図
は第４図の絶縁ノズル及び可動電極のガスの流れ
を示す部分拡大断面図である。 １……固定電極、２……可動電極、４……パツ
フアシリンダ、５……パツフアピストン、６……
圧縮室、７ａ……絶縁ノズル、７ａ−１……絶縁
ノズルのスロート部、７ｂ……絶縁カバー、７ｃ
……絶縁ノズルの開口部、８……ガス流路、８ａ
……ガス噴出口、１１……アーク、１２ａ，１２
ｂ……ガス流、２１……操作ロツド、２２……第
２固定ピストン、２３，２５……空間部分、２４
……ガス流路、２６……操作ロツド端部、２７…
…開口部、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ……ガス流、
２９……第２圧縮室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通の中心軸を有して配置され互いに接離可
   能な固定電極、及びこの固定電極に対向して配置
   され開極状態においてこの固定電極を包囲する状
   態で接触する様に環状に配置された可動電極より
   なる電極対と、 前記可動電極の周囲に位置する円筒状ガス流路
   並びに前記中心軸の周囲に位置するガス噴出口を
   形成する絶縁ノズルと、 この絶縁ノズルが固着され前記ガス流路へガス
   の流入出を行わせる開口部を有する可動パツフア
   シリンダと、 このパツフアシリンダの内部に挿入されこのパ
   ツフアシリンダとの間に圧縮室を構成する様配置
   された固定パツフアピストン、 前記可動電極及び可動パツフアシリンダを操作
   機構部に連結する中空状操作ロツドを有し、 前記固定電極と前記可動電極との開極の際にこ
   れら電極間で発生するアークに対して、前記圧縮
   室内において圧縮された消弧性ガスを、前記可動
   パツフアシリンダ開口部・前記ガス流路及び噴出
   口を通じて吹き付ける様にしたものにおいて、 前記操作ロツドの内部に第２固定ピストンを配
   設し、前記中空状操作ロツドの内部は開極動作の
   前半においては前記固定ピストンの周囲に、この
   第２固定ピストンの後背部側へ向かうガス流路を
   形成し、開極動作後半においては、固定ピストン
   が挿入されるシリンダを形成する様なものとした
   ことを特徴とするパツフア形ガスしや断器。 ２ 前記操作ロツドの可動電極側端部の開口部径
   が、その内部のシリンダ部分の内径よりも小さい
   ものである特許請求の範囲第１項記載のパツフア
   形ガスしや断器。 ３ 前記操作ロツドの可動電極側端部の開口部有
   効断面積が、その内部のシリンダ部分の有効断面
   積の40％以下であり且つ前記環状可動電極の内部
   開口部の有効断面積の10％以上である特許請求の
   範囲第１項記載のパツフア形ガスしや断器。 ４ 前記第２の固定ピストンが、操作ロツド内部
   のシリンダ部分に挿入されるのが、前記固定電極
   が前記絶縁ノズルのスロート部を抜け出るのに同
   期している特許請求の範囲第１項記載のパツフア
   形ガスしや断器。