JPH0619940B2 - ガス遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電力用のガス遮断器に関するものである。

［従来の技術］ ＳＦ６ガス等の消弧性を有する絶縁ガスを消弧媒体とし
たガス遮断器として、アークを絶縁ガス中で回転させる
ことによりアークに相対的に絶縁ガスを吹付けて消弧す
る方式のものが知られている。この種のガス遮断器にお
いては、固定主接触子と、固定接触子の内側に配置され
た固定アーク接触子と、固定主接触子に接離する可動主
接触子と、可動主接触子の内側に配置されて固定アーク
接触子に接離する可動アーク接触子と、固定アーク接触
子及び可動アーク接触子を通して流れる電流により励磁
されてアークを回転駆動するための磁束を発生するアー
ク駆動コイルとを容器内に設けてあり、容器内にはＳＦ
６ガス等の消弧性を有する絶縁ガスが所定の圧力で充填
されている。

このガス遮断器においては、電流遮断時に先ず可動主接
触子が固定主接触子から開離し、次いで可動アーク接触
子が固定アーク接触子から開離するように各接触子が設
けられている。可動主接触子が固定主接触子から開離す
ると、電流がアーク駆動コイルと固定アーク接触子と可
動アーク接触子とを通して流れるようになり、アーク駆
動コイルから磁束が発生する。次いで可動アーク接触子
が固定アーク接触子から開離すると、両アーク接触子間
にアークが発生する。この時アーク駆動コイルから発生
する磁束がアークに鎖交してアークに大きな回転力が与
えられ、アークは固定アーク接触子の端部に沿って高速
で回転する。従ってアークに相対的に絶縁ガスが吹付け
られてアークが冷却され、電流零点で消弧する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のこの種の遮断器では、アークの回転に伴ってアー
クに相対的に吹付けられるガスの冷却効果のみにより消
弧を図っていたため、全電流域で充分な消弧性能が得ら
れる遮断器を設計することが難しいという問題があっ
た。そこで、パッファシリンダを併用するアーク回転形
の遮断器も提案されたが、パッファシリンダを併用する
と遮断器の構造が複雑になる欠点があった。

本発明の目的は、構造を複雑にすることなく、消弧性能
の向上を図ることができるガス遮断器を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の一実施例を示す第１図を参照して上記の問題を
解決する本発明の構成を説明すると、同図において１は
絶縁材料からなる容器であり、該容器内には、固定主接
触子２と該固定接触子２の内側に配置された固定アーク
接触子３と該固定アーク接触子を通して流れるアーク電
流により励磁するように設けられてアークを回転駆動す
るための磁束を発生するアーク駆動コイルとを備えた固
定接触子構造体Ｆｃと、固定主接触子２に接離する可動
主接触子４及び該可動主接触子４の内側に配置されて固
定アーク接触子３に接離する可動アーク接触子５を備え
た可動接触子構造体Ｍｃとを備え、前記可動アーク接触
子が固定アーク接触子から開離するより前に前記可動主
接触子が前記固定主接触子から開離するように各接触子
が設けられている。容器１内にはＳＦ６ガス等の絶縁ガ
スが充填されている。

本発明は、この様なガス遮断器において、固定主接触子
２の内側及び可動主接触子４の内側にそれぞれ昇圧室１
０Ａ及び１０Ｂを設けたこと、並びに可動主接触子４の
内側に絶縁材からなる環状のバルブ部材２１を摺動自在
に嵌合して該バルブ部材２１を固定接触子構造体Ｆｃ側
にバネ２２により付勢したことを特徴とする。そしてバ
ルブ部材２１は、可動アーク接触子５が固定アーク接触
子３に接触している間及び可動アーク接触子が固定アー
ク接触子から開離した後一定の遅れ時間が経過するまで
の間前記固定接触子構造体Ｆｃに当接して第１及び第２
の昇圧室１０Ａ及び１０Ｂを閉塞し、該遅れ時間が経過
した後に前記固定接触子構造体Ｆｃから離れて第１及び
第２の昇圧室１０Ａ及び１０Ｂを開くように設けられて
いる。

［発明の作用］ 上記のガス遮断器において、第１図に示すように可動主
接触子４及び可動アーク接触子５がそれぞれ固定主接触
子２及び固定アーク接触子３に接触している状態では、
固定主接触子２及び可動主接触子４を通して電流が流れ
ている。この状態から遮断器を開くべく操作棒７を変位
させると、先ず可動主接触子４が固定主接触子２から開
離する。この時電流は固定アーク接触子３及び可動アー
ク接触子５を通して流れるようになり、アーク駆動コイ
ル６が励磁される。次いで第２図に示すように可動アー
ク接触子５が固定アーク接触子３から開離すると、可動
アーク接触子５と固定アーク接触子３との間にアークＡ
が発生する。該アークＡにはアーク駆動コイル６から生
じる磁束が鎖交するため、アークＡは固定アーク接触子
３の端部に沿って高速で回転し、アークＡに容器１内の
ガスが相対的に吹付けられる。一方、アークＡが発生す
るとアーク電流がピークに達する過程で発生する該アー
クの強大なエネルギーにより第１の昇圧室１０Ａ及び第
２の昇圧室１０Ｂ内のガスが加熱されて、両昇圧室内の
圧力が急速に上昇する。本発明においては、可動アーク
接触子が固定アーク接触子から開離してアークが発生し
た後所定の遅れ時間が経過するまでバルブ部材２１が固
定接触子構造体に接触した状態に保持されるように設定
されているので、アーク熱による第１及び第２の昇圧室
内の圧力は充分に高いものとなる。バルブ部材２１が固
定接触子構造体から離れて第１及び第２の昇圧室を開く
と、第１の昇圧室１０Ａのガスが第２図に矢印で示した
ように固定アーク接触子３の内側を通してアークＡを横
切る方向に高速で流出し、このガスがアークＡを吹き消
すように作用する。また第２の昇圧室１０Ｂ内のガスが
アークＡに接触しつつ流出して該アークを冷却する。

従ってアークＡは、該アークの回転により相対的に吹付
けられるガス及び第２の昇圧室から流出するガスによる
冷却効果と、第１の昇圧室１０Ａから流出するガスによ
る吹き消し効果との双方により電流零点付近で確実に消
弧する。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、本実施例に
おいて容器１はエポキシ樹脂等の絶縁材料により円筒形
に形成されている。容器１の一端を気密に閉じるように
導電材料からなる蓋板１１が取付けられ、該容器の他端
を気密に閉じるように導電材料からなる底板１２が取付
けられている。蓋板１１の容器１内に臨む面の中央部に
は、容器１１と同心的に配置された円筒状の固定主接触
子２の一端が機械的及び電気的に接続され、蓋板１１の
外周部には端子部１１Ａが突設されている。固定主接触
子２の他端寄りの部分の内側には円筒状の固定アーク接
触子３が固定主接触子２と同心的に配置され、該固定ア
ーク接触子３と固定主接触子２とは両接触子間に設けら
れた環状の樹脂モールド部１３により一体化されてい
る。樹脂モールド部１３内にはアーク駆動コイル６が埋
設されている。この駆動コイルは固定アーク接触子３を
取囲むように配置されてその一端が固定主接触子２に接
続され、他端が固定アーク接触子３に接続されている。
固定アーク接触子３の蓋板１１と反対側の端部には耐弧
メタルからなる環状のコンタクト３Ａが接合されてい
る。上記固定主接触子２、固定アーク接触子３及びアー
ク駆動コイル６により固定接触子構造体Ｆｃが構成され
ている。

容器１の他端を閉じる底板１２の中央部に設けられた孔
１２ａを摺動自在に貫通させて導電材料からなる操作棒
７が設けられている。該操作棒７の容器１内に位置する
部分には、その蓋板１１側の端部に開口する孔７ａが設
けられ、該孔７ａの開口端部に有底円筒状の可動主接触
子４の底部４ａが接合されている。可動主接触子４の周
壁部には、その軸線方向に沿って伸びる多数の摺り割４
ｂが、該周壁部の蓋板１１寄りの略半部に亘って設けら
れ、これらの摺り割により可動主接触子４の周壁部が周
方向に並ぶ多数の接触子片４ｃに分割されている。各接
触子片の先端部内側には、固定主接触子２の外周に接触
するコンタクト部４ｄが形成されている。周方向に並ぶ
多数の接触子片４ｃ，４ｃ，…を外側から囲むように接
圧バネ１５が嵌着され、該接圧バネにより各接触子片が
径方向の内側に付勢されている。上記可動主接触子４及
び可動アーク接触子５により可動接触子構造体Ｍｃが構
成されている。

可動主接触子４の底部４ａの中央部に設けられた孔４a1
を摺動自在に貫通させて棒状の可動部材１６が設けら
れ、該可動部材１６の固定アーク接触子側の端部に可動
アーク接触子５が設けられている。該可動アーク接触子
５の先端には前記固定アーク接触子のコンタクト３Ａに
接触する環状のコンタクト（耐弧メタルからなる。）５
Ａが接合されている。可動部材１６の孔７ａ内に位置す
る端部には該可動部材の移動範囲を規制するストッパと
しての鍔部１６ａが設けられ、該鍔部１６ａと孔７ａの
底部との間に可動アーク接触子５を固定アーク接触子３
側に付勢するバネ１７が配設されている。可動主接触子
４の底部の孔４ａの内面に形成された管状の薄内に、可
動部材１６に摺動接触して可動部材１６と可動主接触子
４とを電気的に接続する集電子１８が配設されている。
また底板１２の孔１２ａの内面に設けられた環状の溝に
集電子１９が配設され、該集電子１９により操作棒７が
底板１２に電気的に接続されている。孔１２ａの内面に
はまたパッキング２０が配設され、該パッキングにより
操作棒７の貫通部の気密が図られている。底板１２の外
周部には端子部１２Ａが突設されている。

可動主接触子４の内周には、絶縁材料からなる筒状のバ
ルブ部材２１が軸線方向に摺動自在に嵌合されている。
このバルブ部材２１は可動主接触子４の摺り割が設けら
れた部分を内側から覆うのに充分な軸線方向寸法を有
し、バルブ部材２１と可動主接触子４の底部との間には
該バルブ部材を固定主接触子２側に付勢するバネ２２が
配設されている。バルブ部材２１の固定主接触子２側の
端部には可動主接触子４の各接触子片の先端のコンタク
ト部４ｄに当接する段部２１ａが形成され、該段部２１
ａとコンタクト部４ｄとの係合によりバルブ部材２１の
固定主接触子側への変位量が規制されている。

固定主接触子２の内側には、第１の昇圧室１０Ａが形成
され、可動主接触子４の内側には第２の昇圧室１０Ｂが
形成されている。

操作棒７は図示しない絶縁操作棒を介して遮断器用操作
器に連結されていて、遮断器を投入する際には該操作棒
７が第１図において上方に駆動され、遮断器を開く際に
は、該操作棒７が下方に駆動されるようになっている。

上記のガス遮断器においては、遮断器を投入する為に操
作棒７を上方に移動させた場合に、先ずバルブ部材２１
の先端が固定主接触子２の下端に接触し、次いで可動ア
ーク接触子５のコンタクト５Ａが固定アーク接触子３の
コンタクト３Ａに接触してから、可動主接触子４が固定
主接触子２に接触するようになっている。また遮断器を
開く為に操作棒７を下方に変位させた場合には、先ず可
動主接触子４が固定主接触子２から開離し、次いで可動
アーク接触子５が固定アーク接触子３から開離した後に
バルブ部材２１が固定主接触子２の下端から離れるよう
になっている。

次に上記実施例の遮断器の動作を説明する。第１図に示
すように可動主接触子４及び可動アーク接触子５がそれ
ぞれ固定主接触子２及び固定アーク接触子３に接触して
いる状態では、端子１１Ａ−蓋板１１−固定主接触子２
−可動主接触子４−操作棒７−底板１２−端子１２Ａの
経路で電流が流れている。この状態から遮断器を開くべ
く操作棒７を第１図において下方に変位させると、先ず
可動主接触子４が固定主接触子２から開離する。この時
電流は固定アーク接触子３及び可動アーク接触子５を通
して流れるようになり、アーク駆動コイル６が励磁され
る。次いで第２図に示すように可動アーク接触子５が固
定アーク接触子３から開離すると、可動アーク接触子５
と固定アーク接触子３との間にアークＡが発生する。該
アークＡにはアーク駆動コイル６から生じる磁束が鎖交
するため、アークＡは固定アーク接触子３のコンタクト
３Ａに沿って高速で回転し、アークＡに容器１内のガス
が相対的に吹付けられて、アークが冷却される。一方、
アークＡが発生するとアーク電流がピークに達する過程
で発生する該アークの強大なエネルギーにより昇圧室１
０Ａ、１０Ｂ内のガスが瞬時に加熱されて、諸昇圧室１
０内の圧力が略瞬時に上昇する。本実施例においては、
バルブ部材２１が固定主接触子４の摺り割りを内側から
覆うように設けられているため、アーク電流がピーク値
に達する過程で昇圧室１０Ａ及び１０Ｂ内を閉じた状態
に保持することができ、昇圧室１０Ａ及び１０Ｂ内の圧
力を十分高めることができる。その後バルブ部材２１が
固定主接触子２から開離すると、昇圧室１０Ａ内のガス
が第２図に矢印で示したように固定アーク接触子３の内
側を通してアークＡを横切る方向に高速で流出し、この
ガス流はアークＡを吹き消す作用をする。またこの時昇
圧室１０Ｂ内のガスがバルブ部材２１と固定主接触子２
との間の間隙を通して固定主接触子２及び可動主接触子
４の外側の空間に流出してアークＡに接触するので、ア
ークＡの冷却は一層促進される。従ってアークＡは、該
アークの回転により生じる相対的なガスの吹付けによる
冷却効果と、昇圧室１０Ｂから流出するガスとアークと
の接触とにより生じるアークの冷却効果とにより急速に
冷却されると共に、昇圧室１０Ａから流出するガスによ
り吹き消されるので、消弧性能が向上する。

上記の実施例では、可動主接触子の摺り割４ｂを該可動
主接触子の周壁部の軸線方向の略半部にのみ設けて、バ
ルブ部材２１により可動主接触子４の接触子片４ｃ，４
ｃ，…相互間の間隙を閉じることにより昇圧室の密閉度
を高めているが、第３図及び第４図に示したように、可
動主接触子４の外周に絶縁材料からなる筒状の被覆体２
５を嵌合して、該被覆体により昇圧室１０Ａ及び１０Ｂ
内の密閉度を高めるようにしてもよい。この場合は、図
示のように、可動主接触子４の摺り割４ｂを該可動主接
触子の周壁の全長に亘って設けることができる。また被
覆体２５は、例えばその下部を可動主接触子４の下部に
設けた段部４ｄに当接させることにより可動主接触子４
に保持させる。尚、この場合、被覆体２５は、可動主接
触子４の接触子片４ｃの変位を妨げないように、ある程
度緩めに形成するか、または可撓性を有する材料により
形成する。尚、第３図は遮断器が閉じている状態を示
し、第４図は遮断器が開いてみる状態を示している。こ
の実施例の動作は第１図及び第２図に示した実施例の動
作と同様である。

上記の各実施例では、可動主接触子及び可動アーク接触
子の動作に時間差を持たせるために、可動アーク接触子
５を可動主接触子４に対して変位し得るように設けた
が、可動接触子と可動アーク接触子との位置関係のみに
より両可動接触子の動作に時間差を持たせるようにした
遮断器にも同様に本発明を適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、固定主接触子の内側に
第１の昇圧室を形成すると共に可動主接触子の内側に第
２の昇圧室を形成したので、第１の昇圧室からアークを
横切る方向にガスを吹付けてガスを吹き消すと共に、第
２の昇圧室から流出するガスをアークに接触させてアー
クを冷却することができ、アークの回転により相対的に
吹付けられるガス及び昇圧室から流出するガスによる冷
却効果と、第１の昇圧室から流出するガスによる吹き消
し効果との双方により消弧することができる。従って遮
断器の構造を複雑にすること無く、小電流域から大電流
域までの全域に亘って遮断性能の向上を図ることができ
る利点がある。特に本発明においては、バルブ部材を設
けて、アークが発生した後一定の遅れ時間が経過するま
で第１及び第２の昇圧室を閉鎖するようにしたので、両
昇圧室内の圧力を充分高くすることができ、ガスの吹付
け効果を高めて遮断性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の投入状態を示す断面図、第
２図は同実施例の遮断器が遮断する過程を示す断面図、
第３図は本発明の一実施例の投入状態を示す断面図、第
４図は同実施例の遮断器が遮断する過程を示す断面図で
ある。 １……容器、２……固定主接触子、３……固定アーク接
触子、４……可動主接触子、５……可動アーク接触子、
６……アーク駆動コイル、１０Ａ……第１の昇圧室、１
０Ｂ……第２の昇圧室、２１……バルブ部材、２２……
バネ、Ｆｃ……固定接触子構造体、Ｍｃ……可動接触子
構造体、Ａ……アーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定主接触子と該固定主接触子の内側に配
   置された固定アーク接触子と該固定アーク接触子を通し
   て流れるアーク電流により励磁されるように設けられて
   アークを回転させるための磁束を発生するアーク駆動コ
   イルとを備えた固定接触子構造体と、前記固定主接触子
   に接離する可動主接触子と該可動主接触子の内側に配置
   されて前記固定アーク接触子に接離する可動アーク接触
   子を備えた可動接触子構造体とを備え、前記可動アーク
   接触子が固定アーク接触子から開離するより前に前記可
   動主接触子が前記固定主接触子から開離するように設け
   られているガス遮断器において、前記固定主接触子の内
   側及び可動主接触子の内側にそれぞれ第１及び第２の昇
   圧室が形成され、前記固定アーク接触子の内側に前記第
   １及び第２の昇圧室を連通させるガス通路が形成され、
   前記可動主接触子の内側に絶縁材料からなる環状のバル
   ブ部材が摺動自在に嵌合されて該バルブ部材が前記固定
   接触子構造体側にバネで付勢され、前記バルブ部材は、
   前記可動アーク接触子が前記固定アーク接触子に接触し
   ている間及び前記可動アーク接触子が固定アーク接触子
   から開離した後一定の遅れ時間が経過するまでの間前記
   固定接触子構造体に当接して前記第１及び第２の昇圧室
   を閉塞し、前記遅れ時間が経過した後に前記固定接触子
   構造体から離れて前記第１及び第２の昇圧室を開くよう
   に設けられていることを特徴とするガス遮断器。