JPH07122165A - ガス絶縁接地開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流値や電圧値が小さい接地開閉器におい
て、小形化を進めると共に、優れた遮断性能を発揮する
ガス絶縁接地開閉器を提供する。 【構成】 可動接触子３の先端部には小径穴１９が、基
端部には通気穴９が形成されている。また可動接触子３
の基端部にはシリンダ部１７内を移動可能なピストン８
が固定され、可動接触子３が固定接触部２と離れる開極
点から遮断動作を終了するエンド点までのピストン８の
基準ストロークのうち、約８０％以降のストロークに相
当するシリンダ部１７には切欠部１６が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遮断時にガス流を利用
してアークの消弧性能を高めたガス絶縁接地開閉器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】変電所に機器の縮小化や美観が求められ
る近年、接地開閉器等の電力装置としてはガス絶縁型の
ものが多用されている。また近年、電力需要が増大して
いるため各機器の大容量化が進行しているが、これに伴
って機器に要求される性能も、より厳しい条件のものと
なっている。

【０００３】例えば一般に、線路用として使用される接
地開閉器には、送電線路に誘起される誘導電流を遮断す
る性能が要求されている。この要求を満たすために、電
流値や電圧値が比較的小さい７２ＫＶ／１６８ＫＶ等の
電圧階級の接地開閉器では、接点部に耐弧メタルを使用
している並切接点のものが知られている。また、固定接
触部のシールド先端にノズルを設け遮断時に発生するア
ーク熱によって固定接触部内のガスを膨脹させ遮断時に
接触部外へ流れ出すガス流によってアークを遮断する自
力消弧接点のものも提案されている。

【０００４】また、３００ＫＶ以上の電圧階級では、当
初より厳しい条件が要求されているため、接地開閉器に
おいても電流遮断時にガスを吹き付けたり、吸い込んだ
りして、強制的にガス流を発生させアークを消弧させる
方式が採用されている。ここで、吸込方式の接地開閉器
の従来例を図８を用いて説明する。

【０００５】この接地開閉器は内部に絶縁ガスが充填さ
れたタンク２１内に収納されており、互いに対向して可
動接触部２２および固定接触部２３が設けられている。
このうち可動接触部２２には固定接触部２３に対して投
入および遮断動作を行う円筒形状の可動接触子２４が設
けられている。この可動接触子２４の先端部には絶縁ガ
スを可動接触子２４内に吸込むようになっている。ま
た、固定接触部２３にはシールド２６が設けられてい
る。このような接地開閉器によれば、遮断動作を行う
際、可動接触子２４が内部に絶縁ガスを吸い込むため、
ガス流を発生させることができ、このガス流によりアー
クを消弧させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電力の大容
量化に伴って誘導電流の遮断性能を向上させる必要に迫
られている現在、従来の２ＫＶ／１６８ＫＶ電圧階級程
度の接地開閉器における接点構造や機器サイズでは、優
れた性能を確保することは困難である。また強制的にガ
ス流を発生させる方式を採用した接地開閉器では、接点
部に複雑なピストン構造を設けたり、より大きな駆動機
構を必要とするので、機器が大形化する。そのため、７
２ＫＶ／１６８ＫＶ程度の電圧階級の接地開閉器に同様
な構造を用いることは、機器の大形化、操作装置の大形
化等、種々の欠点があり、適していない。

【０００７】本発明は、このような状況に鑑みて提案さ
れてものであり、その目的は、電流値や電圧値が小さい
接地開閉器において、接点部の大形化さらに機器の大形
化や操作装置の大出力化を抑えつつ、優れた遮断性能を
発揮するガス絶縁接地開閉器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のガス絶縁接地開閉器は、互いに対向する可
動接触部および固定接触部が設けられ、可動接触部には
固定接触部に対して投入および遮断動作を行う円筒形状
の可動接触子が設けられ、この可動接触子内に絶縁ガス
が通過するように可動接触子の先端部側には小径穴が、
基端部側には通気穴が、それぞれ形成されており、可動
接触部にはシリンダ部が設けられ、可動接触子の基端部
には前記シリンダ部内を移動可能なピストンが固定さ
れ、可動接触子が固定接触部と離れる開極点から遮断動
作を終了するエンド点までのピストンの基準ストローク
のうち、約８０％以降のストロークに相当するシリンダ
部には切欠部が形成され、固定接触部とここに投入され
ている可動接触子との間に微小なギャップが形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、シリンダ部内にあるピストンが
可動接触子の基端部方向へ移動することにより可動接触
子が遮断動作を開始する。このとき、可動接触子の動き
出しスピードは遅いのでピストンとシリンダ部による負
圧が発生し難い状態にある。しかし、可動接触子の先端
が微小なギャップを持って固定接触部内にある。そのた
め、可動接触子先端の小径穴からのガス流が発生し難
く、通常よりも大きな負圧状態となる。

【００１０】続いて可動接触子が固定接触部より離れる
開極時には、可動接触子と固定接触部との間の隙間が大
きくなるため、外部からガスが可動接触子先端の小径穴
に流れ込み、一担負圧が減少しガス流が弱まる。このと
きガス流に大きな変化が生じるので、小さい誘導電流を
容易に遮断する条件が整う。

【００１１】さらに可動接触子のスピードが上がると負
圧も上昇し、負圧と可動接触子への操作力とが平衡状態
に近い状態になる。この状態では一定のガス流が可動接
触子先端の小径穴内に発生し続けるため、アークは小径
穴内に絞り込まれると共に、新しいガスにさらされるこ
とになり、消弧され易い状態が継続する。そして電流０
点近傍で遮断されることになる。

【００１２】この状態は、可動接触子が固定接触部と離
れる開極点から遮断動作を終了するエンド点までのピス
トンの基準ストロークのうち、約８０％近くのストロー
クまで継続するが、８０％以降ではシリンダ部に切欠部
が形成されているため、負圧は発生せず遮断能力として
は並切と同じとなる。しかしながら、誘導電流遮断性能
の合否判定は、一般に上記８０％ストローク以内に遮断
が完成することが要求されるので、８０％以降のストロ
ークにおいて遮断性能が低下することは何らさしつかえ
ない。むしろ、８０％以降のストロークは遮断動作のエ
ンド点に近いため、逆にこの領域で負圧が発生し続ける
ことは、操作力がエンド側では一般的に低下することを
併せて考えると、動作エンドにおいて負荷の増大による
不完全動作を起きる可能性があり、機器としては好まし
くない。これに対して、本発明は前述したように遮断動
作のエンド点に近い領域で負圧の発生を抑えているの
で、動作エンドにて不完全動作が起きることを防止でき
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７に基づ
いて具体的に説明する。 （本実施例の構成）本実施例は、図２および図３に示す
ように内部に絶縁ガスが充填されたタンク１内に三相が
一括して収納されたガス絶縁接地開閉器である。タンク
１内には固定接触部２および可動接触部４が互いに対向
して設けられている。可動接触部４には固定接触部２に
対して投入および遮断動作を行う円筒形状の可動接触子
３が設けられると共に、開閉機構５および絶縁端子６が
取付けられている。

【００１４】図１に本実施例の接点部の拡大図を示す。
可動接触部４には絶縁シールド１１、フィンガー１２お
よびシリンダ部１７が設けられてる。このうちシリンダ
部１７は接地電流を流す導体を兼ねている。またシリン
ダ部１７内に可動接触子３が上下方向に移動自在に設け
られている。

【００１５】可動接触子３は、中空の円筒形状の部材か
ら構成され、先端部側に耐弧メタル１０が取付けられ、
基端部側にはシリンダ部１７内を移動可能なピストン８
が固定されている。可動接触子３の先端部には小径穴１
９が、基端部には通気穴９が形成されている。ピストン
８には三相を連結するための継手７が設けられている。
可動接触子３が固定接触部２と離れる開極点から遮断動
作を終了するエンド点までのピストン８の基準ストロー
クのうち、約８０％以降のストロークに相当する切欠部
１６が形成されている。この切欠部１６によりピストン
８とシリンダ部１７間に大きな間隙が形成される。

【００１６】固定接触部２には導体１５に固定されてお
り、耐弧フィンガー１３およびシールド１８が設けられ
ている。シールド１８の内径は、可動接触子３との間に
微小なギャップが形成されるように設定されている。 （本実施例の作用）ピストン８とシリンダ部１７による
負圧の発生状態を図４〜図６で説明する。まず可動接触
子３のスピードが上昇すれば、シリンダ部１７に発生す
る負圧は大きくなる（図４）。ところで、機器の動作と
共に可動接触子３のスピードは上昇するが、その動作が
進むにつれてスピード機器の負荷、シリンダ部１７の負
圧、開閉機構５の限られた操作力のために、一定のスピ
ードに平衡状態を保ち最後に減速して０となる（図
５）。したがって、可動接触子３（またはピストン８）
の動作によりシリンダ部１７内に発生する負圧は、動き
出しと共に負圧が発生するが、一定速度部分でほぼ平衡
状態を保ちスピードダウンと共に０へと変化する（図
６）。

【００１７】ここで、本実施例の作用を図７のグラフを
参照して説明する。本実施例では開閉機構５の動作によ
りシリンダ部１７内にあるピストン８が可動接触子３の
基端部方向（図１の上方向）へ移動する。これにより可
動接触子３が遮断動作を開始する。このとき、可動接触
子３が固定接触部２内で耐弧フィンガー１３より離れる
点、すなわち開極点までは、可動接触子３先端の小径穴
１９は固定接触部２内にほぼ封じ込められている。その
ため、可動接触子３のスピードが遅いにもかかわらず、
小径穴１９からのガスの入り込みが少ない為に比較的大
きな負圧が発生している。

【００１８】ところが、開極点を過ぎた所で急に固定接
触部２内にガスが流れ込み易くなるため、小径穴１９か
ら急なガスの流入が起こり、負圧が一旦減少する。それ
以後は、可動接触子３のスピードが増加するために負圧
も再度上昇し、平衡状態を続ける。しかし、開極点から
遮断動作を終了するエンド点までのピストンのストロー
クすなわち基準ストロークのうち、８０％までのストロ
ーク（ここでは８０％ストロークと呼ぶ）の所を通過す
ると、シリンダ部１７に切欠部１６があるため、シリン
ダ部１７内に一気にガスが流入し、負荷の発生は無くな
る。ここで、誘導電流の遮断性能という観点からみてみ
ると、まず、開極点を通過直後では急激なガス流が小径
穴１９へ流入する方向で起こり、比較的小さい誘導電流
（図１におけるアーク１４）は、一気に遮断されやすい
条件となる。ここで、一旦負荷が低下することでも、流
入するガス流に変動が起こり、これもまた、遮断に有効
に作用する。それ以後は負圧が増加するために、誘導電
流の０点経過時の遮断が容易に行なわれる。また、８０
％ストローク以降は、たとえ負圧を維持して電流遮断し
たとしても、誘導電流遮断性能の合否判定内に入らない
ため、製品とては有効で無く、支障が無い。ところで仮
に、８０％ストロークは遮断動作のエンド点に近いた
め、逆にこの領域で負圧が発生し続けていると、開閉機
構５の操作力が遮断動作のエンド側では一般的に低下す
るので、動作エンドにおいて負荷の増大による不完全動
作を起きる可能性がある。これに対して、本実施例では
遮断動作のエンド点に近い領域で負圧の発生を抑えてい
るので、動作エンドにて不完全動作が起きることを防止
できる。

【００１９】以上述べたような本実施例によれば、誘導
電流遮断は開極点近傍で初期遮断性能が良く、さらに吸
込みによるガス流を開極点以降の８０％ストロークまで
継続させることによって、遮断合格判定域全体にわたっ
て遮断性能を維持でき、８０％ストローク以降は動作エ
ンドでの負荷とならないように負圧を発生させないの
で、ガス吸込み方式を用いたことによる不完全動作の要
因を排除でき、小形で、且つ高い遮断性能を確保するこ
とができた。 （他の実施例）本発明は以上のような実施例に限定され
るものではなく、固定接触部のシールド先端部に絶縁ノ
ズルを設けた実施例でも良く、このような実施例によれ
ば初期遮断時の負圧を大きくすることができ、初期遮断
性能を改善することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、可動接触子が固定接触部と離れる開極点から遮断動
作を終了するエンド点までのピストンの基準ストローク
のうち、約８０％以降のストロークに相当するシリンダ
部に切欠部を形成するという簡単な構成により、電流値
や電圧値が小さい接地開閉器において、接点部の大形化
さらに機器の大形化や操作装置の大出力化を抑えつつ、
優れた遮断性能を発揮するガス絶縁接地開閉器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の接地開閉器の接点部の拡大
正面図

【図２】本実施例の接地開閉器の全体構成を示す正面図

【図３】本実施例の接地開閉器の全体構成を示す側面図

【図４】可動接触子のスピードと負圧発生状態との関係
を示すグラフ

【図５】可動接触子のスピードと動作経過時間との関係
を示すグラフ

【図６】可動接触子の動作経過時間と負圧発生状態との
関係を示すグラフ

【図７】本実施例における可動接触子の動作経過時間と
負圧発生状態との関係を示すグラフ

【図８】従来の吸い込み方式の接地開閉器の構造図

【符号の説明】

１…タンク ２…固定接触部 ３…可動接触子 ４…可動接触部 ５…開閉機構 ６…絶縁端子 ７…継手 ８…ピストン ９…通気穴 １４…アーク １６…切欠部 １７…シリンダ部 １９…小径穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に絶縁ガスが充填されたタンク内に
   収納され、互いに対向して可動接触部および固定接触部
   が設けられ、前記可動接触部には前記固定接触部に対し
   て投入および遮断動作を行う円筒形状の可動接触子が設
   けられ、前記可動接触子内に絶縁ガスが通過するように
   可動接触子の先端部側には小径穴が、基端部側には通気
   穴が、それぞれ形成されたガス絶縁接地開閉器におい
   て、 前記可動接触部にはシリンダ部が設けられ、 前記可動接触子の基端部には前記シリンダ部内を移動可
   能なピストンが固定され、 前記可動接触子が前記固定接触部と離れる開極点から遮
   断動作を終了するエンド点までのピストンの基準ストロ
   ークのうち、約８０％以降のストロークに相当する前記
   シリンダ部には切欠部が形成され、 さらに前記固定接触部とここに投入されている前記可動
   接触子との間に、微小なギャップが形成されていること
   を特徴とするガス絶縁接地開閉器。