JPH0620560A - ガス断路器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過電圧を小さく抑えるための抵抗体が分解ガ
スに曝されるのを減らし、抵抗体の長期信頼性を確保し
て、信頼性の高いガス断路器を提供する。 【構成】 固定電極６の基部にフランジ部６ａを一体に
形成し、固定電極と同心円状に複数本の抵抗体８を配設
する。各抵抗体８の先端は、可動電極９側に向かって突
出させ、その先端には柱状の金属導体３１が設ける。こ
の金属導体３１は、固定電極６と同心円状に等間隔で８
本設けられており、各金属導体３１の間が分解ガスの通
気用開口部になっている。各金属導体３１の先端には、
固定電極の先端側シールド７が連結される。断路器を動
作させたとき極間で再点弧が発生すると、再点弧アーク
２５が発生する。この時、発生した分解ガスが、金属導
体３１の通気用開口部から断路器内部へ拡散して、濃度
が著しく減少する。このため抵抗体８が濃度の高い分解
ガスに曝されることが無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉容器内にＳＦ6 ガ
スなどの消弧ガスを充填し、この内部に可動及び固定接
触子を接離可能にしたガス断路器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、断路器は短い送電線路の充電電
流を遮断することが要求される。このような断路器が使
用される送電線線路やこれに接続された変圧器などの分
布キャパシタンスおよび分布インダクタンスを、近似的
に集中のキャパシタンスや集中のインダクタンスで表
し、送電線路の充電電路遮断回路を等価回路で表すと、
例えば図５の様になる。すなわち、図５において、１６
は電源電圧、１７は短絡インピーダンス、１８は変圧器
や電源側送電線路などのキャパシタンス、１９は電源側
送電線路のインダクタンス、２０は負荷側送電線路のキ
ャパシタンス、２１は負荷側送電線路のインダクタン
ス、２２は断路器である。

【０００３】このような用途に使用されるガス断路器と
して、従来から特公昭５３−３８０３１号公報や特公昭
６０−４２５７０号公報に示すものが公知である。図４
および図５はこれら従来の断路器の構成を示す断面図
で、図４は投入状態、図５は開極途中の状態を示す。図
４および図５において、１は金属製タンク、２は金属製
タンク１内に封入されたＳＦ6 ガス、３はスペーサ、４
は断路器固定側端子に通じる導体、５は断路器可動側端
子に通じる導体、６は固定電極、７は固定電極の先端側
シールド、７’は同じく固定電極の基部側シールド、８
は固定電極６とシールド７との間に挿入された抵抗体、
９は可動電極、１０は固定電極側耐弧電極、１１は固定
電極側通電接触子、１２は可動電極側耐弧電極、１３は
可動電極側通電接触子、１４は可動電極側シールド、１
５は可動電極９を駆動する絶縁体である。

【０００４】図４および図５に示す断路器で、絶縁体１
５は図示されていない操作機構に接続されていて、この
操作機構により極間および投入動作が行われる。この場
合、可動電極側耐弧電極１２と固定電極の先端側シール
ド７との間の絶縁回復特性は、図６に示したような特性
となる。このような特性の断路器で、図３に示すような
回路を開極する場合には、図７のような電圧波形を得
る。この場合、図７の再点弧点Ｃ, Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ
は、図６に示すＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの極間距離と対
応している。図７において、２３は図５の”ａ”点の電
圧波形であり、２４は電源電圧の電圧波形を示す。２３
と２４の曲線の差が断路器の極間電圧である。

【０００５】この関係を説明すると、例えば図７のＡ点
で可動電極側耐弧電極１２と固定電極側耐弧電極１０と
の間で開極し、その後可動電極側耐弧電極１２の先端が
固定電極の先端側シールド７の内部から出ると、電流が
小さいため、Ｂ点で電流遮断する。負荷側のキャパシタ
ンス２０にはこの時の電源電圧が残り、電源電圧の変化
と共に極間電圧が大きくなる。極間電圧が絶縁回復電圧
を上まわると、Ｃ点で再点弧する。この再点弧は、可動
電極側耐弧電極１２の先端部と固定電極側耐弧電極１０
または固定電極の先端側シールド７の先端部との間で発
生し、従って例えば図５に示すように、再点弧アーク２
５が形成される。このように開極途中で再点呼アーク２
５が発生しても、電流が小さいのですぐに遮断されて、
負荷のキャパシタンス２０には電源電圧が残る。こうし
て再点弧を続り返し、絶縁回復電圧の上昇と共に再点弧
時の極間電圧も大きくなるが、絶縁回復電圧が極間電圧
を上まわれば、再点弧の繰り返しは停止して遮断が完了
する。

【０００６】さて、図４の構成でもサージ抑制の必要の
ない場合、すなわち固定電極６と固定電極の先端側シー
ルド７との間に挿入した抵抗体８の代わりに金属導体が
設けられている。このような断路器にあっては、極間、
すなわち可動電極側耐弧電極１２と固定電極の先端側シ
ールド７との間で再点弧が発生すると、図３に示すキャ
パシタンス１８と２０、インダククンス１９と２１の回
路で高周波振動が発生し、図８に示すように高周波電圧
２６が発生する。この電圧は、断路器が再点弧する時の
極間電圧が大きいほど大きく、この過電圧が断路器自身
またはこれに隣接する他の機器の絶縁を脅かす場合もあ
る。従って、再点弧時の過電圧を小さくするために、図
４および図５に示すように、固定電極６部分に抵抗体８
を設け、開極時における再点弧時の電流を、導体４−固
定電極６−抵抗体８−固定電極の先端側シールド７−可
動電極９−通電接触子１３−導体５の経路を経て流し、
抵抗体８による回路の損失を利用して、過電圧を小さく
抑えようとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なガス断路器において、抵抗体８は、例えば図９に示す
様に、絶縁筒２７に抵抗線２８を巻き付け、その周囲を
エポキシ樹脂２９によってモールドして構成されてい
る。しかし、図５の開極途中の状態において、可動電極
側耐弧電極１２と固定電極側耐弧電極１０または固定電
極の先端側シールド７との間で再点弧アーク２５が生じ
ると、ＳＦ6 ガスの分解ガスが発生する。この分解ガス
は、固定電極の先端側シールド７の内面に沿って拡散し
て行き、抵抗体８に達する。分解ガスには化学的に活性
な成分が含まれており、エポキシ樹脂２９の様な絶縁物
を侵食して、その絶縁特性を劣化させることがある。こ
の場合、抵抗体８が分解ガスに曝される回数は断路器の
操作回数に比例し、従って、長期間に渡って見た場合、
絶縁物の絶縁特性の劣化が考えられる。

【０００８】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、過電
圧を小さく抑えるために取り付けられる抵抗体が分解ガ
スに曝されるのを減らし、抵抗体の長期信頼性を確保し
て、信頼性の高いガス断路器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、消弧ガスを充填した金属タンク内に、接
触子を有する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲
するように設けた固定電極の先端側シールドと、前記固
定電極と対向して配置され且つ接離自在の可動電極とを
収納し、前記固定電極の先端側シールドの内側に抵抗体
を設け、この抵抗体を介して固定電極の先端側シールド
を固定電極に接続したガス断路器において、前記抵抗体
の固定電極の先端側シールド側の部分に通気用開口部を
有する接続用金属導体を取り付け、この接続用金属導体
を介して固定電極の先端側シールドと抵抗体を取り付け
たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記のような構成を有する本発明においては、
再点弧ア−クによって発生した分解ガスは、固定電極の
先端側シールドの内面に沿って拡散する。そして、固定
電極の先端側シールドに取り付けた接続用金属導体の部
分に達すると、この金属導体に形成された通気用開口部
を通って固定電極の先端側シールド外部のより大きなガ
ス空間へ排出される。従って、金属導体部分で分解ガス
の濃度は著しく低下し、抵抗体へは高濃度の分解ガスが
到達することがなく、抵抗体の特性は劣化しにくい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の実施例を説明するための
縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線の横断面図である。な
お、この図１において、前記図４および図５に示した従
来技術と同一部分は同一の符号を付し、説明を省略す
る。

【００１２】本実施例においては、固定電極６の基部に
フランジ部６ａを一体に形成し、このフランジ部の外周
に筒状の電極基部側シールド７’を形成すると共に、こ
のフランジ部６ａには、前記基部側シールド７’と同心
円状に複数本の抵抗体８を配設する。この抵抗体８は、
図９に示すように、絶縁筒２７の周囲に抵抗線２８を巻
き付けて、その周囲をエポキシ樹脂２９でモールドした
もので、図１の実施例では、８本の抵抗体が等間隔でリ
ング状に配設されている。これら各抵抗体８の先端は、
可動電極９側に向かって突出しており、その先端には、
それぞれ同様な柱状の接続用金属導体３１が設けられて
いる。この接続用金属導体３１は、図２に示すように、
抵抗体８と同様に、固定電極６と同心円状に等間隔で８
本設けられており、各接続用金属導体３１の間が分解ガ
スの通気用開口部になっている。各接続用金属導体３１
の先端には、固定電極の先端側シールド７が連結され
る。

【００１３】このような構成を有する本実施例におい
て、断路器を動作させたとき極間、すなわち可動電極側
耐弧電極１２と固定電極の先端側シールド７との間で再
点弧が発生すると、再点弧アーク２５が発生する。この
時、化学的に活性な分解ガスが発生し先端側シールド７
の内面に沿って拡散する。この分解ガスは先端側シール
ド７に取り付けた金属導体３１に達すると、その間に形
成された通気用開口部から断路器内部のより大きなガス
空間へ拡散して、濃度が著しく減少する。このため抵抗
体８が濃度の高い分解ガスに曝されることが無くなる。

【００１４】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、棒状の金属導体３１を複数本設ける代わ
りに、通気用の開口部を有する筒状の金属導体を使用し
ても良い。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、抵
抗体が濃度の高い分解ガスに曝されることがない。この
ため、抵抗体の特性が劣化し難く、長期信頼性が向上し
たガス断路器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス断路器の一実施例を示す半断面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図。

【図３】断路器を使用した充電電流遮断に当たっての近
似等価回路図。

【図４】従来のガス断路器の一例を示す半断面図。

【図５】図４のガス断路器の開極途上を示す半断面図。

【図６】図４のガス断路器極間の絶縁回復特性図。

【図７】図４のガス断路器の充電電流遮断時の再点呼に
よる電圧波形図。

【図８】図４のガス断路器において抵抗体８が金属であ
る場合の再点弧サ−ジ電圧の説明図。

【図９】抵抗体８の構造の一例を説明するための半断面
図。

【符号の説明】

１…金属タンク ２…ＳＦ6 ガス ６…固定電極 ７…固定電極の先端側シールド ８…抵抗体 ９…可動電極 ２８…抵抗線 ２９…エポキシ樹脂 ３０…分解ガス ３１…金属導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 巖 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消弧ガスを充填した金属タンク内に、接触
   子を有する固定電極と、この固定電極の接触子を包囲す
   るように設けた固定電極の先端側シールドと、前記固定
   電極と対向して配置され且つ接離自在の可動電極とを収
   納し、前記固定電極の先端側シールドの内側に抵抗体を
   設け、この抵抗体を介して固定電極の先端側シールドを
   固定電極に接続したガス断路器において、 前記抵抗体の固定電極の先端側シールド側の部分に通気
   用開口部を有する接続用金属導体を取り付け、この接続
   用金属導体を介して固定電極の先端側シールドと抵抗体
   を取り付けたことを特徴とするガス断路器。