JPH06187882A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】駆動ロッドの操作に必要な力を緩和させ駆動装
置を小形化する。 【構成】少なくとも一方のスライドリング２０に切欠き
部２０Ａを設け、このスライドリング２０と固定ピスト
ン８の周回溝８Ａとの間に圧縮スプリング２１を介装す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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パッファ形ガス遮断器の構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】パ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
る。消弧用のガスとしては、ＳＦ₆ ガスが非常に優れて
おり超高圧、大容量級の遮断器まで使われている。図８
は従来のパッファ形ガス遮断器の要部構成を示す断面図
である。消弧性ガスとして数気圧のＳＦ₆ ガスが充填さ
れた円筒状の金属容器１内に、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
とが配され、開離間隙部９を形成している。この可動接
触子４を包囲するようにして第１の絶縁ノズル１０Ａお
よび第２の絶縁ノズル１０Ｂが配され、これらの絶縁ノ
ズルと可動接触子４とを支えるとともに中心部に駆動ロ
ッド１２を備えたパッファシリンダ５が配されている。
パッファシリンダ５は、絶縁碍管７を介して固定された
固定ピストン８が挿入されることによって形成される主
パッファ室６を備えている。駆動ロッド１２には可動接
触子４駆動操作用の絶縁ロッド１３が連結されるととも
に、駆動ロッド１２の中空部が開離間隙部９と自由空間
１１とを連結させる排気通路１２Ａを形成している。

【０００３】図９は図８の固定ピストン８周辺を拡大し
て示した片側断面図である。図９の左側に図示されてい
ない中心軸があり、固定ピストン８に周回溝８Ａ、８Ｂ
が設けられている。スライドリング１７、１８がそれぞ
れ周回溝８Ａ、８Ｂに嵌められ、主パッファ室６の内壁
面を形成するパッファシリンダ５および駆動ロッド１２
と摺動している。スライドリング１７、１８によって、
主パッファ室６内のガスが下方に洩れるのを防いでい
る。

【０００４】図１０は図９のスライドリングだけをＱ方
向から見た平面図である。スライドリング１７、１８に
は円周上の１ヶ所にスリット１９が設けられてある。こ
のスリット１９は、これを僅かに広げることによって固
定ピストンの周回溝内に嵌め込むためのものである。図
８に戻り、電流遮断時に図示されていない駆動装置から
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１０Ａ，第２の絶縁ノズル１０Ｂ，駆動ロッド
１２およびパッファシリンダ５とがＸ方向へ移動する。
固定接触子３が第１の絶縁ノズル１０Ａのスロート部１
０から脱出しない状態では、図８に示すように、主パッ
ファ室６内で固定ピストン８によって圧縮されたガスが
吹付け孔５Ａから吹き出す。この吹付けガスは、ガス流
１４Ａとなって第１の絶縁ノズル１０Ａと第２の絶縁ノ
ズル１０Ｂの間隙を流れ、開離間隙部９に生ずるアーク
１５を吹き付けて冷却する。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
にしたがってアーク１５は大きくなり排気通路１２Ａの
入口を閉塞しようとするので、主パッファ室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、
主パッファ室６内のガス圧力は遮断電流が大きくなると
ともに上昇する。

【０００５】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
味とし主パッファ室６の圧力上昇を大きくして消弧する
方式は、puffの「吹き出す」意から由来したパッファ形
と呼ばれ、固定接触子３が第１の絶縁ノズル１０Ａのス
ロート部１０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。

【０００６】図１１は、従来の異なるパッファ形ガス遮
断器の構成を示す要部断面図であり、この発明と同一の
出願人によって既に出願され、公開された構造である
（特開平３−２１９５１５号公報）。パッファシリンダ
５０内に主パッファ室６とは別に仕切られて構成された
補助パッファ室１６が設けられ、この室には開離間隙部
９に通ずる連通孔１６Ａが備えられている。第１の絶縁
ノズル１０Ａと第２の絶縁ノズル１０Ｂとの間にはパッ
ファシリンダ５０からのガス流１４Ｄを導く中間の絶縁
ノズル１０Ｃが介装されている。また、吹付け孔５０Ａ
の出口に、主パッファ室６から開離間隙部９に向かう方
向のガス流１４Ｄのみを通過させる逆止弁１７が設けら
れている。その他の構成は図８の構成と同じであり、固
定ピストン８周辺の構成も図９、図１０と同じである。

【０００７】図１１において、アーク１５の熱によって
膨張した開離間隙部９のガスは中間の絶縁ノズル１０Ｃ
と第１，第２の絶縁ノズル１０Ａ，１０Ｂとの間隙を通
り連通孔１６Ａを介して補助パッファ室１６に入り込
む。固定接触子３が第１の絶縁ノズル１０Ａのスロート
部１０を脱出したときに、補助パッファ室１６から大量
のガスがガス流１４Ｅとなってアーク１５を吹き消す。
逆止弁１７は、アーク１５によって膨張したガスが主パ
ッファ室６側へ逆流するのを防ぐためのものであり、補
助パッファ室１６がその膨張ガスを一時的に取り込んで
いる。したがって、図１１の装置は図１０のそれと比べ
ると、膨張ガスの逆流がない分だけ、前者の方が主パッ
ファ室６の圧力上昇分が少ない。そのために、主パッフ
ァ室６のガスを圧縮するための駆動装置もより小さくす
ることができるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、主パッファ室内のガス圧が必要
以上に上昇してしまうという問題があった。駆動ロッド
が動作するにつれて、主パッファ室が縮小される。一部
のガスは吹付け孔から開離間隙部へ放出されるが、吹付
け孔の出口は膨張ガスで充満しているので主パッファ室
内の圧力上昇の方が速い。したがって、主パッファ室内
のガス圧が必要以上に上昇してしまう。図１１の装置に
おいて、補助パッファ室１６と逆止弁１７とを備えたこ
とによって、主パッファ室６の圧力上昇分がある程度低
減されるが、主パッファ室６の駆動ロッド１２だけによ
るガス圧上昇分は緩和されない。そのために駆動装置を
あまり小さくしすぎると、可動接触子が押し返されると
いう逆行現象が生じ遮断不能になる。

【０００９】この発明の目的は、上述のようなパッファ
形ガス遮断器においてその動作時にパッファ室内のガス
圧が必要以上に上昇するのを回避した構成、特にパッフ
ァ室の構成を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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パッファシリンダと、このパ
ッファシリンダ内に主パッファ室を形成する固定ピスト
ンと、可動接触子を包囲し主パッファ室で圧縮されたガ
スをパッファシリンダの反固定ピストン側に設けられた
吹付け孔から固定接触子と可動接触子との間の開離間隙
部に導く絶縁ノズルとが収納され、固定ピストンが主パ
ッファ室内壁の内周側および外周側に向けてそれぞれ開
口する周回溝を備え、この双方の周回溝内に主パッファ
室内壁面と摺動するスライドリングが嵌合されてなるも
のにおいて、少なくとも一方のスライドリングが周回状
の切欠き部を、吹付け孔側のうち主パッファ室内の壁面
との摺動側の隅に備え、そのスライドリングと周回溝の
底面との間に複数の圧縮スプリングが介装されてなるも
のとする。

【００１１】かかる構成において、スライドリングの切
欠き部が三角に形成されてなるものとする、あるいは、
スライドリングの切欠き部が四角に形成されてなるもの
とする。

【００１２】

【作用】この発明の構成によれば、少なくとも一方のス
ライドリングが周回状の切欠き部を、吹付け孔側のうち
主パッファ室内壁面との摺動側の隅に備える。さらに、
そのスライドリングと周回溝の底面との間に複数の圧縮
性スプリングが介装される。固定ピストンによって主パ
ッファ室内のガスが圧縮されると、そのガス圧がスライ
ドリングの切欠き部に作用しスライドリングを周回溝の
底面方向に押し付ける。このスライドリングの押付け力
が圧縮スプリングのばね力より勝ると、スライドリング
とパッファ室内壁面との間に隙間ができる。この隙間を
介してガスが逃げるので、主パッファ室内のガス圧が過
度に上昇するのを防ぐことができる。圧縮スプリングの
ばね力を適切な値に設定しておけば、パッファ室内のガ
ス圧を遮断に必要な最小限の値まで上昇させればよいの
で駆動ロッドの操作力を強力にする必要がなくなる。

【００１３】スライドリングの切欠き部を三角形、又は
四角形とすることにより、スライドリングの切欠き加工
を非常に簡単な作業で済ますことができる。

【００１４】

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例にかかるパッファ形ガス遮断器
の要部拡大断面図である。スライドリング２０が主パッ
ファ室６の外周側内壁の摺動面５Ｂ側に三角形の切欠き
部２０Ａを備え、周回溝８Ａの底面との間に圧縮スプリ
ング２１が介装されている。その他の構成は図９の従来
の装置と同じである。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。

【００１５】また、図２は図１のスライドリング２０だ
けをＰ方向から見た平面図である。３個の圧縮スプリン
グが円周上に等配され、また、スリット２２が設けられ
ている。図１において、主パッファ室６内のガスが圧縮
されると、そのガス圧６Ａがスライドリング２０の切欠
き部２０Ａのテーパ面に直角に作用する。そのガス圧６
Ａのうち、半径方向（図では左方向）の分力がスライド
リング２０を内径側へ移動させるように働く。

【００１６】図３は図１のスライドリング２０が内径側
へ移動した状態を示す要部拡大断面図である。ガス圧６
Ａの分力が圧縮スプリング２１のばね力より勝ると、ス
ライドリング２０が左方へ移動しガス流６Ｂができる。
それによって、主パッファ室６のガス圧が過度に上昇せ
ず一定値に保たれる。スライドリング２０にはスリット
２２があるので、そのスリット２２の隙間がなくなるま
で内径側へ縮むことができる。圧縮スプリング２１は、
パッファ室内のガス圧が遮断に必要な最小限の値になる
までスライドリング２０を摺動面５Ｂに押圧するよう
に、そのばね力が設定される。固定ピストン８がパッフ
ァ室６のガスを過度には圧縮しないので、駆動ロッドの
操作力を強力にしておく必要がない。そのために、駆動
装置を従来のものより小型化することができる。

【００１７】図４はこの発明の異なる実施例にかかる要
部拡大断面図である。スライドリング２３が四角形の切
欠き部２３Ａを備えている他は、図１と同じ構成であ
る。切欠き部２３Ａは左方向にガス圧６Ａを受け、スラ
イドリング２３を内径側に移動させようとする。図５は
この発明のさらに異なる実施例にかかる要部拡大断面図
である。ピストン８の周回溝８Ａ、８Ｂの双方に配され
たスライドリング２４、２５が、それぞれ扇形に切り欠
かれた切欠き部２４Ａ、２５Ａを備え、周回溝８Ａ、８
Ｂの底面との間に圧縮スプリング２１が介装されてい
る。スライドリング２４、２５は、ともに図２と同様に
スリットを備えるとともに、複数の圧縮スプリング２１
が円周上に等配されている。その他は図１と同じ構成で
ある。

【００１８】図５のスライドリング２４、２５はともに
ガス圧６Ａを受け、それぞれ内径側、外径側へ移動しよ
うとする。それによって、前述と同様にスライドリング
２４、２５はその摺動面に隙間が形成され、主パッファ
室６のガスを固定ピストン８の内周側、外周側の両方か
ら下方へ逃がすことができる。一般に、スライドリング
の切欠き部は、図５のように固定ピストンの内周側、外
周側の摺動面の両側に設けてもよいが、図１のようにそ
のいずれか一方側だけに設けてもよい。また、切欠き部
は、その切欠き位置が主パッファ室の吹付け孔側のう
ち、摺動面側の隅にあればよい。ガス圧を受けることに
よって、スライドリングが移動し隙間が形成される。さ
らに、切欠き部の形状は、任意でよく、例えば、三角
形、四角形などの多角形や、一辺が凸状または凹状に湾
曲した三角形でもよい。切欠き部を形成するには、三角
形または四角形にするのが最も加工し易い。

【００１９】図６はこの発明の構成の適用例を示すパッ
ファ形ガス遮断器の要部断面図である。図１１の従来の
装置と異なる個所は、吹付け孔５０Ａの出口に逆止弁が
配されていないことと、固定ピストン８とパッファ室６
内壁との間には図１と同じスライドリング２０と圧縮ス
プリング２１とが介装されていることである。固定ピス
トン８と主パッファ室６の内壁面との周回状の隙間によ
ってガスを下方に逃がし、主パッファ室６のガス圧を最
小限の値に保つことができる。したがって、図１１の装
置で必要であった逆止弁は、スライドリングの形状変更
により省略することができる。

【００２０】図７は、電流遮断時における主パッファ室
内の圧力特性を示すタイムチャートであり、縦軸は主パ
ッファ室内の圧力、横軸の時間は駆動ロッドの駆動開始
時刻ｔ₁ から駆動終了時刻ｔ₂ までを示す。曲線３０、
３１はともに補助パッファ室のない図８の装置の場合で
あるが、曲線３０は図９の従来の構成における特性、曲
線３１は図１の実施例の構成における特性を示す。ま
た、曲線３２、３３はともに補助パッファ室のある装置
の場合であり、曲線３２は吹付け孔５０Ａに逆止弁１７
が設けられた図１１、図９の従来の構成の特性、曲線３
３は逆止弁を備えていない図６の構成に図１の実施例に
おけるスライドリング２０が用いられたときの特性であ
る。

【００２１】図８の装置は図１の実施例により主パッフ
ァ室の圧力がPa₁ からPa₂ に大幅に低下している。一
方、図６の装置の場合も、図１の発明の実施例により主
パッファ室の圧力がPb₁ からPb₂ に低下しているのが判
る。

【００２２】

【発明の効果】この発明は前述のように、少なくとも一
方のスライドリングが切欠き部を備え、このスライドリ
ングと固定ピストンの周回溝との間に圧縮スプリングが
介装される。これにより、パッファ室内のガス圧が必要
以上に上昇するのが回避されるので、駆動ロッドの操作
に必要な力が緩和され駆動装置を小形化することができ
る。また、補助パッファ室が備えられている装置の場
合、従来は逆止弁が必要であったのをこの発明のスライ
ドリング適用により省略できるとともに駆動装置をより
小形化することができる。

【００２３】さらに、スライドリングの切欠き部を三角
形、又は四角形とすることにより、スライドリングの切
欠き加工が簡単になりスライドリングの加工コストを低
く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかるパッファ形ガス遮断
器の構成を示す要部拡大断面図

【図２】図１のスライドリングの平面図

【図３】図１のスライドリングが内径側へ移動した状態
を示す断面図

【図４】この発明の異なるパッファ形ガス遮断器の構成
を示す要部拡大断面図

【図５】この発明のさらに異なるパッファ形ガス遮断器
の構成を示す要部拡大断面図

【図６】この発明の適用例を示すパッファ形ガス遮断器
の構成を示す要部断面図

【図７】電流遮断時における主パッファ室内の圧力特性
を示すタイムチャート

【図８】従来のパッファ形ガス遮断器の構成を示す要部
断面図

【図９】図８の固定ピストン周辺を拡大して示す片側断
面図

【図１０】図９のスライドリングの平面図

【図１１】従来の異なるパッファ形ガス遮断器の構成を
示す要部断面図

【符号の説明】

３：固定接触子、４：可動接触子、５，５０：パッファ
シリンダ、５０Ａ：吹付け孔、６：主パッファ室、１
６：補助パッファ室、７：絶縁碍管、８：固定ピスト
ン、９：開離間隙、１０：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、１２：駆動ロッド、１２Ａ：排気通路、
１３：絶縁ロッド、１４Ａ，１４Ｄ，１４Ｅ，６Ｂ：ガ
ス流、１５：アーク、１６Ａ：連通孔、８Ａ，８Ｂ：周
回溝、１８，２０，２３，２４，２５：スライドリン
グ、２０Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ：切欠き部、６
Ａ：ガス圧、２０Ｂ：隙間、５Ｂ：摺動面、２１：圧縮
スプリング、２２：スリット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   触子に連動するパッファシリンダと、このパッファシリ
   ンダ内に主パッファ室を形成する固定ピストンと、可動
   接触子を包囲し主パッファ室で圧縮されたガスをパッフ
   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
   ら固定接触子と可動接触子との間の開離間隙部に導く絶
   縁ノズルとが収納され、固定ピストンが主パッファ室内
   壁の内周側および外周側に向けてそれぞれ開口する周回
   溝を備え、この双方の周回溝内に主パッファ室内壁面と
   摺動するスライドリングが嵌合されてなるものにおい
   て、少なくとも一方のスライドリングが周回状の切欠き
   部を、吹付け孔側のうち主パッファ室内の壁面との摺動
   側の隅に備え、そのスライドリングと周回溝の底面との
   間に複数の圧縮スプリングが介装されてなることを特徴
   とするパッファ形ガス遮断器。
2. 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、スライドリ
   ングの切欠き部が三角に形成されてなることを特徴とす
   るパッファ形ガス遮断器。
3. 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、スライドリ
   ングの切欠き部が四角に形成されてなることを特徴とす
   るパッファ形ガス遮断器。