JPH06309999A - パッファ式遮断部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極間の電界分布を平等化するとともに、電
流遮断能力の優れたパッファ式遮断部を提供することで
ある。 【構成】 可動電極と固定電極の先端部を所定の曲率を
有する球面状に形成し、可動電極及び固定電極が投入動
作をとる時、両電極が互いに突き合わせ状態で接触する
ように構成する。消弧性ガスの通過するガス流路の先端
部分を、ガス流路の最小断面積部分となるように構成
し、可動電極の先端部に近接して配置する。これによ
り、ガス流路先端部分から噴出する消弧性ガスは、効果
的にアークに吹き付ける。従って、電流遮断能力の優れ
たパッファ式遮断部となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス遮断器に係り、特
に、パッファ式遮断部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、大容量電流を遮断・投入する
装置として、パッファ式遮断部が知られている。パッフ
ァ式遮断部は、容器内に充填した消弧性ガスをパッファ
シリンダ及びパッファピストンからなるピストン機構で
圧縮し、圧縮されたこの消弧ガスをノズルから噴射する
ことによって、電流遮断時に接触子間に発生したアーク
を消弧せしめるものである。

【０００３】このようなパッファ式遮断部として、図３
に示すようなものが採用されている。図３において、
（ａ）は投入状態、（ｂ）は開極途中状態、（ｃ）は開
路状態を示す。すなわち、パッファ式遮断部は消弧性ガ
ス８を充填した容器（図示せず）内に収納されている。
この容器内には可動電極１及び固定電極２から成る一対
の電極が設けられている。

【０００４】固定電極２は容器側に固定されており、可
動電極１は図中左右方向に移動可能に構成されている。
両電極１，２は各先端部１１，１２が互いに接離するこ
とにより投入動作及び開離動作を行うようになってい
る。なお、可動電極１側の先端部１１は中空の円筒状
に，固定電極２側の先端部１２は棒状に形成されてい
る。

【０００５】また、可動電極１には操作ロッド３が固定
されている。操作ロッド３は図中左右方向に移動可能に
設けられている。また、操作ロッド３には図示されない
駆動装置が接続されている。この駆動装置の駆動力を受
けて可動電極１と操作ロッド３とは一体的に図中左右方
向に移動するようになっている。

【０００６】操作ロッド３には中空円筒状のシリンダ４
が取り付けられている。シリンダ４内には消弧性ガス８
が充填されると共に、ピストン５が摺動自在に設けられ
ている。これらシリンダ４及びピストン５とからパッフ
ァ室６が構成される。パッファ室６の先端部には絶縁ノ
ズル７が設けられている。この絶縁ノズル７とパッファ
室６との間には所定のギャップが形成され、このギャッ
プからガス流路Ｒが構成される。絶縁ノズル７とパッフ
ァ室６とはガス流路Ｒを介して連通される。また、絶縁
ノズル７は、先端にスロート部が設けられ、このスロー
ト部により接触する可動電極１及び固定電極２のそれぞ
れの先端部１１，１２を包囲するように配置されてい
る。

【０００７】この様な構成を有するパッファ式遮断部に
おいて、電流を遮断する場合、次のように動作する。図
３（ａ）に示した投入状態では、可動電極１の先端部１
１内に固定電極２の先端部１２が挿入されている。この
時、ピストン５は図中右方に位置している。

【０００８】この状態から、電流を遮断する際には、図
示しない駆動装置によって操作ロッド３を図中右方向に
移動させる。なお、前記操作ロッド３と可動電極１、シ
リンダ４、絶縁ノズル７とは一体に構成されているた
め、操作ロッド３の移動に伴って、可動電極１も図中右
方向へ移動する。これにより、固定電極２と可動電極１
とが開離動作を行う。この時、両電極１，２間には、図
３（ｂ）に示すように、アーク９が発生する。

【０００９】前記の開離動作と同時に、ピストン５は図
中左方向に移動して、シリンダ４とピストン５とにより
構成されるパッファ室６内の消弧性ガス８を圧縮する。
この圧縮された消弧性ガス８は、パッファ室６からガス
流路Ｒを通って、絶縁ノズル７に送り出される。そし
て、消弧性ガス８は、絶縁ノズル７のスロート部７ａに
おいて、両電極１，２間に発生したアーク９に吹き付け
ることになる。この吹き付けによりアーク９は電流零点
で消弧する。最終的に両電極１，２は図３（ｃ）に示し
た開路状態となる。以上のようにパッファ式遮断部は、
パッファ室６から圧縮された消弧性ガス８をアーク９に
吹き付けることによって、大きな消弧能力を得ることが
でき、優れた電流遮断能力を発揮できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パッファ式
遮断部が優れた電流遮断能力を確保するためには、アー
ク消弧後の電極間の絶縁回復の速度及び大きさが大きく
なくてはならない。電極間の絶縁回復の速度及び大きさ
は、電極間の電界分布の平等化が進むほど、大きくなる
ことが知られている。この電極間の電界分布は、主とし
て両電極の先端部の形状によって左右される。例えば、
図３に示したパッファ式遮断部では、固定電極２の先端
部は棒状であって、（ａ）に示す電極１，２の投入状態
においては固定電極２の先端部１２が可動電極１の先端
部１１内に挿入されている。このため、電極１，２間の
電界分布を平等化することに限度があった。

【００１１】これを解決するために、電極１，２の先端
を突き合わせにより接触させて、投入状態とすること考
えられる。しかし、この場合には、次のような問題点が
ある。すなわち、消弧性ガス８は、両電極１，２間に発
生するアーク９に対して、ガス流路の最小断面積部分で
吹き付けることにより、有効に作用するものである。こ
の最小断面積部分は、上述の従来技術では絶縁ノズル７
のスロート部７ａ，７ａ間となっている。しかし、前記
突き合わせにより接触させるためには、両電極１，２共
に先端部の曲率を小さくする必要がある。この場合、ア
ーク９の消弧に有効となるガス流路の最小断面積部分
を、絶縁ノズル７の形状のみにより構成することは難し
い。消弧性ガスの吹き付け部分がガス流路の最小断面積
部分とならない場合や、最小断面積部分となる吹き付け
部分が電極の先端部から離れた位置では、消弧性ガス８
をアーク９に有効に吹き付けることができない。この場
合には、電極１，２間の絶縁回復の速度及び大きさを確
保することができず、十分な電流遮断能力を得ることが
できなくなる。

【００１２】本発明は、上記の従来技術における課題を
解決するためになされたものであり、その目的は、電極
間の電界分布を平等化するとともに、電流遮断能力の優
れたパッファ式遮断部を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、消弧性ガスの充填した容器内に可動電
極及び固定電極から成る一対の電極を設け、両電極が開
離動作及び投入動作を行うように接離可能に構成し、更
に接触する両電極の先端部を包囲するように絶縁ノズル
を配置すると共に、前記両電極の開離動作に連動して前
記消弧性ガスを圧縮するパッファ室を備え、前記パッフ
ァ室にて圧縮した消弧性ガスを前記両電極間に吹き付け
るようにしたパッファ式遮断部において、前記両電極の
先端部を所定の曲率を有する球面状に形成し、前記可動
電極とその周囲に配置した絶縁ノズルとによりパッファ
室にて圧縮した消弧性ガスの通過するガス流路を構成
し、前記ガス流路の先端部分を、ガス流路の最小断面積
部分となるように構成し、前記両電極が投入動作をとる
時、両電極の先端部が接触するように構成したことを特
徴とする。

【００１４】

【作用】以上のような構成を有する本発明において、可
動電極及び固定電極が投入動作をとる時、球面状である
可動電極及び固定電極の先端部が突き合わせ状態で接触
する。そのため、両者の曲率を小さくすることができ、
電極間の電界分布を平等化することが可能となる。しか
も、可動電極の先端部を包囲するように配置された絶縁
ノズルと可動電極とにより、消弧性ガスのガス流路が形
成され、その先端部分となるガス流路の最小断面積部分
が可動電極の先端部に近接して配置されるため、アーク
に効果的に消弧性ガスを吹き付けることができる。従っ
て、優れた電流遮断能力を発揮するパッファ式遮断部と
なる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明によるパッファ式遮断部の一実
施例を、図面に基づき説明する。図１は本実施例のパッ
ファ式遮断部の投入状態を示し（ａ）は側面断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面矢視図、図２の
（ａ）は本発明の開極途中状態を示す側面断面図、
（ｂ）は本発明の開路状態を示す側面断面図。なお、従
来技術のパッファ式遮断部と同一機能を有する部材につ
いては、同一の符号を付し説明は省略する。

【００１６】図１に示すように、消弧性ガス８を充填し
た容器内には、可動電極２１及び固定電極２２から成る
一対の電極が設けられている。両電極２１，２２は、先
端部が所定の曲率を有する球面状に形成され、各先端部
が接離することにより投入動作及び開離動作を行うよう
に構成されている。そして、両電極２１，２２が投入動
作をとる時、両電極２１，２２は互いに突き合わせ状態
で接触している。

【００１７】このような可動電極２１は、その基部が操
作ロッド３の先端部に固定されている。なお、可動電極
２１は、基部が操作ロッド３と略同一径となるように、
球面状の先端部の縁部から基部方向に細くなるように形
成されている。

【００１８】更に、操作ロッド３の先端部は、ノズル支
持部２３を介して、パッファ室６の先端部に配置された
絶縁ノズル７を支持している。この時、絶縁ノズルは接
触する両電極の先端部を包囲するように配置されてい
る。また、ノズル支持部２３は放射状に形成されて、各
ノズル支持部２３間はガス吹抜孔２４として構成されて
いる。更に、絶縁ノズル７と可動電極２１とにより、ガ
ス流路２５が構成され、これがガス吹抜孔２４を介して
パッファ室６と連通される。なお、ガス流路２５は、可
動電極２１の形状により、先端方向ほどその断面積が小
さくなるように構成されている。また、ガス流路２５の
先端部分は、可動電極２１の先端部に近接した位置とな
っている。

【００１９】一方、固定電極２２は、基部に外周側に突
出するストッパ３０が形成されている。このような固定
電極２２は、容器の壁面２６に固定された中空円筒状の
ガイド２７内に、摺動自在に設けられている。このガイ
ド２７には、固定電極２２を可動電極２１方向に付勢す
るバネ２８が収納されている。また、ガイド２７の先端
部には内側に突出するストッパ２９が形成されている。
バネ２８により付勢される固定電極２２は、電極側スト
ッパ３０がガイド側ストッパ２９に当接することによ
り、可動電極２１側への移動が規制されている。

【００２０】以上の様に構成される本実施例のパッファ
式遮断部が電流を遮断する場合には、次のように動作す
る。すなわち、図１に示した投入状態では、可動電極２
１の先端部３１と固定電極２２の先端部３２とが、突き
合わせ状態で接触している。この時、ピストン５は図中
右方に位置し、この押圧力により、固定電極２２はガイ
ド２７内のバネ２８を圧縮させた状態となっている。こ
のような投入状態では、電流は両電極２１，２２の接触
面を通じて流れる。

【００２１】この状態から、電流を遮断する際には、図
示しない駆動装置によって操作ロッド３を図中右方向に
移動する。ここで、操作ロッド３と可動電極２１、シリ
ンダ４、絶縁ノズル７とは一体に構成されているため、
操作ロッド３と共に可動電極２１も図中右方向へ移動す
る。これにより、固定電極２２と可動電極２１とが開離
動作を行う。この時、両電極２１，２２間には、図２
（ａ）に示すようにアーク９が発生する。また、この開
離動作と同時に、ピストン５は図中左方向に移動して、
シリンダ４とピストン５とに構成されるパッファ室６内
の消弧性ガス８を圧縮する。この圧縮により、消弧性ガ
ス８はガス流１０となって、パッファ室６からノズル支
持部２３間に設けられたガス吹抜孔２４を介して、ガス
流路２５に送り出される。そして、ガス流路２５の最小
断面積部分２５ａである先端部分から、両電極２１，２
２間に発生したアーク９に吹き付ける。この吹き付けに
よって、アーク９は電流零点で消弧する。最終的に両電
極２１，２２は、図２（ｂ）に示した開路状態となる。

【００２２】以上のような本実施例によれば、可動電極
２１及び固定電極２２が投入動作をとる時、球面状であ
る両電極２１，２２の先端部が突き合わせ状態で接触す
るため、両者の曲率を小さくすることができる。そのた
め、電極２１，２２間の電界分布を平等化することが可
能となる。従って、電極２１，２２間の絶縁回復の速度
及び大きさを大きくすることができ、優れた電流遮断能
力を確保することができる。また、電極２１，２２間の
絶縁回復速度が速くなるので、電極２１，２２間の距
離、及び可動電極２１の開極駆動速度を小さくすること
ができる。

【００２３】しかも、ガス流路２５の先端部分がアーク
９の発生する可動電極２１の先端部に近接し、更にこの
ガス流路２５の先端部分２５ａが最小断面積となるよう
に構成されているため、この先端部分２５ａから噴出す
る消弧性ガス８は、効果的にアーク９に吹き付けること
ができる。従って、電流遮断能力の優れたパッファ式遮
断部となる。

【００２４】なお、本発明のパッファ式遮断部は、上記
実施例に限定されるものではなく、接触部以外について
は、具体的な各部材の形状や材料、或いは各々の取付け
位置及び方法は適宜変更可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、可動電極
と固定電極の先端部を所定の曲率を有する球面状に形成
し、可動電極及び固定電極が投入動作をとる時、両電極
が互いに接触するように構成することによって、電極間
の電界分布を平等化して電極間の絶縁回復の速度及び大
きさを大きくすることができる。しかも、パッファ室で
圧縮された消弧性ガスの通過するガス流路の先端部分
が、ガス流路の最小断面積部分となるように構成され、
これがアークの発生する可動電極の先端部に近接してい
るため、この先端部分から噴出する消弧性ガスを効果的
にアークに吹き付けることができる。従って、電流遮断
能力の優れたパッファ式遮断部を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施例のパッファ式遮断部の投入状
態を示し（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）における
Ａ−Ａ断面矢視図。

【図２】（ａ）は図１の開極途中状態を示す側面断面
図、（ｂ）は図１の開路状態を示す側面断面図。

【図３】従来のパッファ式遮断部を示す断面図で、
（ａ）は投入状態、（ｂ）は開極途中状態、（ｃ）は開
路状態。

【符号の説明】

１，２１ … 可動電極 ２，２２ … 固定電極 ３ … 操作ロッド ４ … シリンダ ５ … ピストン ６ … パッファ室 ７ … 絶縁ノズル ７ａ… スロート部 ８ … 消弧性ガス ９ … アーク １０ … ガス流 １１，３１ … 可動電極の先端部 １２，３２ … 固定電極の先端部 ２３ … ノズル支持部 ２４ … ガス吹抜孔 ２５ … ガス流路 ２５ａ… ガス流路の先端部分（最小断面積部分） ２６ … 容器の壁面 ２７ … ガイド ２８ … バネ ２９ … ガイド側ストッパ ３０ … 固定電極側ストッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消弧性ガスの充填した容器内に可動電極
   及び固定電極から成る一対の電極を設け、両電極が開離
   動作及び投入動作を行うように接離可能に構成し、更に
   接触する両電極の先端部を包囲するように絶縁ノズルを
   配置すると共に、前記両電極の開離動作に連動して前記
   消弧性ガスを圧縮するパッファ室を備え、前記パッファ
   室にて圧縮した消弧性ガスを前記両電極間に吹き付ける
   ようにしたパッファ式遮断部において、 前記両電極の先端部を所定の曲率を有する球面状に形成
   し、 前記可動電極とその周囲に配置した絶縁ノズルとにより
   パッファ室にて圧縮した消弧性ガスの通過するガス流路
   を構成し、 前記ガス流路の先端部分を、ガス流路の最小断面積部分
   となるように構成し、 前記両電極が投入動作をとる時、両電極の先端部が接触
   するように構成したことを特徴とするパッファ式遮断
   部。