JPH0730434U - ガス開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高い回復電圧に耐えることができるガス開閉器
を提供する。 【構成】内径が絞られたスロート部８ａと、スロート部
８ａよりも径が大きい開口部８ｂと、スロート部と開口
部との間をつなぐテーパ部８ｃとを有するガス放出通路
を内側に備えたノズル８を可動コンタクト２の先端部側
に配置し、閉路時に固定コンタクト１をノズル８内で可
動コンタクト２に接触させる。開路時に容積が縮小させ
られるパッファ室５を設け、パッファ室５からノズル８
の内側を通してガスを噴出させてアークを吹き消す。ノ
ズルのスロート部８ａと固定コンタクト１との間の隙間
の断面積とパッファ室５の断面積との比を０．０３〜
０．０８の範囲に設定して、消弧に必要なガスの流出速
度を確保しつつ急激なガスの噴出を防止してノズル内に
ガス密度が低い領域が生じるのを防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電流を遮断する機能を有するガス開閉器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

コンデンサやリアクトル等を開閉するガス開閉器として、パッファ式の消弧機 構を備えたものが用いられている。この種の開閉器は、固定コンタクトと、該固 定コンタクトに接触する閉路位置と該固定コンタクトから離れた状態になる開路 位置との間を変位するように設けられた可動コンタクトと、可動コンタクトの先 端側に配置されたノズルと、可動コンタクトが閉路位置から開路位置側に変位す る際に容積が縮小させられるパッファ室を有して該パッファ室からノズルを通し てガスを噴出させるパッファ機構とを備えている。ノズルは、内径が絞られたス ロート部と、該スロート部よりも径が大きい先端開口部と、スロート部と開口部 との間をつなぐテーパ部とを有するガス放出通路を内側に有して、可動コンタク トの先端部側に該可動コンタクトと軸線を共有した状態で配置されており、可動 コンタクトが閉路位置にあるときに固定コンタクトがノズルのスロート部を通し て可動コンタクトに接触するようになっている。

【０００３】 図２は従来のガス開閉器の要部の構成を示したもので、同図において１は棒状 に形成された固定コンタクト、２は管状に形成された可動コンタクトである。固 定コンタクト１は、図示しない容器の端部に固定された固定導体に接続され、可 動コンタクト２は、固定コンタクト１の中心軸線に沿って直線変位し得るように 、上記容器に取り付けられた導体に摺動自在に支持されている。可動コンタクト ２はまた、図示しない絶縁操作棒を介して操作器に連結されていて、該操作器に より、固定コンタクト１に接触する閉路位置と該固定コンタクト１との間に所定 の絶縁距離を隔てた状態になる開路位置との間を直線変位させられる。可動コン タクト２はその先端部の内側に接点部２ａを有していて、閉路位置に変位させら れたときに該接点部２ａが固定コンタクト１の外周部に接触する。

【０００４】 可動コンタクト２を同心的に取り囲むように導電性のシリンダ３が配置されて いる。可動コンタクト２とシリンダ３との間は連結壁４により連結され、可動コ ンタクト２が開路位置と閉路位置との間を変位させられたときに、該可動コンタ クト２とともにシリンダ３が変位させられるようになっている。

【０００５】 シリンダ３の連結壁４よりも後端部側の内部空間は環状をなすパッファ室５と なっていて、連結壁４にはパッファ室５内をシリンダ３の先端部側の内側のガス 通路３ａに連通させるためのガス流通孔４ａが形成されている。パッファ室５内 には環状に形成された固定ピストン６が摺動自在に嵌合されている。ピストン６ は図示しない容器に対して固定された筒状の部材７の端部に固定され、シリンダ ３が可動コンタクト２とともに開路位置側（固定コンタクト１から離れる側）に 変位させられたときに、固定ピストン６によりパッファ室５内の容積が縮小させ られるようになっている。

【０００６】 シリンダ３の先端部３ａは可動コンタクト２の先端部とほぼ同じ位置に配置さ れ、該シリンダ３の先端部の内側に、絶縁材料からなるノズル８の後端部がネジ 結合等により取り付けられている。ノズル８は、軸線方向に沿って均一な内径を 有するように形成されたスロート部８ａと該スロート部よりも径が大きい先端開 口部８ｂとスロート部８ａと開口部８ｂとの間をつなぐテーパ部８ｃと、スロー ト部８ａよりも後端部側に延びるスカート部８ｄとを有するガス放出通路を内側 に有していて、ガス放出通路はシリンダ３内に連通させられている。

【０００７】 この例では、シリンダ３と固定ピストン６とにより、可動コンタクトが開路位 置側に変位したときにノズル８の内側のガス放出通路を通してガスを噴出させる パッファ機構が構成され、可動コンタクトが閉路位置にあるときに固定コンタク ト１が、内径が絞られたノズル８のスロート部８ａを通して可動コンタクト２に 接触するように構成されている。

【０００８】 なお図２は可動コンタクト２が開路位置に向けて変位する途中の過程を示して おり、可動コンタクト２が開路位置に達するとノズル８は図２において固定コン タクト１の先端よりも更に下方に位置した状態になる。

【０００９】 従来のガス開閉器では、図２に示したように、ノズル８のスロート部８ａの内 径が、固定コンタクト１を摺動自在に貫通させるために支障を来さない程度の大 きさに設定され、固定コンタクト１がノズル８ａのスロート部８ａ内に嵌合して いる状態では、該スロート部８ａが実質的に閉塞されて、ノズル８の内側のガス 放出通路のスカート部８ｄとテーパ部８ｃとの間のガスの流通が妨げられるよう になっている。

【００１０】 上記固定コンタクト１、可動コンタクト２、シリンダ３、固定ピストン６及び ノズル８により開閉器の主要部が構成され、この主要部はＳＦ₆ ガスが所定の圧 力で封入された図示しない容器内に収納されている。

【００１１】 上記のガス開閉器において、可動コンタクト２が固定コンタクト１に接触して いる状態では、図示しない固定コンタクト側の外部端子−固定コンタクト１−可 動コンタクト２−図示しない集電コンタクト−図示しない可動コンタクト側の外 部端子の経路で電流が流れる。可動コンタクト２が固定コンタクト１から離れる 方向に（開路位置側に）駆動されると、可動コンタクト２が固定コンタクト１か ら離れた瞬間に両コンタクト間にアークが発生する。このとき固定ピストン６に よりパッファ室５の容積が縮小させられるため、パッファ室５及びノズル８の内 側のガス放出通路付近（図示のＡ部付近）のガス圧力が上昇する。可動コンタク ト２が更に開路位置側に変位して、固定コンタクト１がノズル８のスロート部８ ａから抜けるとノズルの内側のガス放出通路を通してガスが噴出し、このガスが アークに吹き付けられるため、電流の零点でアークが消滅させられる。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

上記のガス開閉器において、可動コンタクト２が更に開路位置側に変位して固 定コンタクト１がノズル８のスロート部８ａから抜けると、Ａ部付近の圧力が一 気にスロート部８ａを通して開放されるため、スロート部８ａを通してガスが急 激に噴出する。このガスの噴出は急激に行われるため、ノズルのテーパ部８ｃの スロート部８ａ寄りの部分（図示のＢ部）付近でガス密度が低下する現象が起こ る。このガス密度の低下によりＢ部付近の絶縁耐力が低下するため、コンデンサ やリアクトルを線路から切り離す場合のように、固定コンタクトと可動コンタク トとの間の離隔長が短い状態で高い回復電圧が生じる場合には、Ｂ部付近の絶縁 が破られて再点弧及び再発弧が生じるおそれがあった。

【００１３】 本考案の目的は、高い回復電圧に耐えることができるガス開閉器を提供するこ とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、固定コンタクトと、固定コンタクトに接触する閉路位置と該固定コ ンタクトから離れた状態になる開路位置との間を変位するように設けられた可動 コンタクトと、内径が絞られたスロート部と該スロート部よりも径が大きい先端 開口部と該スロート部と開口部との間をつなぐテーパ部とを有するガス放出通路 を内側に有して可動コンタクトの先端部側に該可動コンタクトと軸線を共有した 状態で配置されたノズルと、可動コンタクトが閉路位置から開路位置側に変位す る際に容積が縮小させられるパッファ室を有して該パッファ室からノズルのガス 放出通路を通してガスを噴出させるパッファ機構とを備え、可動コンタクトが閉 路位置にあるときに固定コンタクトがノズルのスロート部を通して可動コンタク トに接触するように構成されたガス開閉器に係わるものである。

【００１５】 本考案においては、開路時に負荷電流を遮断するために必要なガスの流出速度 を確保しつつ急激なガスの噴出を防止するように、ノズルのスロート部の内周と 固定コンタクトの外周との間の隙間の大きさを設定する。そのため本考案におい ては、ノズルのスロート部の内周と固定コンタクトの外周との間の隙間の断面積 Ｓg とパッファ室の断面積Ｓp との比Ｓg ／Ｓp を０．０３〜０．０８の範囲に 設定する。

【００１６】 ガス開閉器において回復電圧が高くなるのは、コンデンサやリアクトルを開閉 する場合であるが、これらの用途では、開閉器が遮断する負荷電流がそれ程大き くないため、ノズルのスロート部の内径を大きくしてノズルの内側のガス放出通 路を通して噴出するガスの流速をある程度低く設定しても電流の遮断には支障を 来さない。

【００１７】 そこで本考案者は、種々の実験を行った結果、ノズルのスロート部の内周と固 定コンタクトの外周との間の隙間の断面積Ｓg とパッファ室の断面積Ｓp との比 Ｓg ／Ｓp を上記の範囲に設定することにより、ノズルのテーパ部のスロート部 寄りの部分でのガス密度の低下を防止して、しかも必要な電流を遮断する際に生 じるアークを消滅させるために十分なガス流を得ることができることが明らかに なった。

【００１８】

【作用】

上記のように構成すると、固定コンタクトとノズルのスロート部の内周との間 の間隙が従来よりも大きくなるため、開路時に固定コンタクトがノズルのスロー ト部に嵌合している状態でも、ノズルの内側を通してある程度のガスが流出する 。従って固定コンタクトがノズルのスロート部から抜けた際にノズルのスロート 部を通してテーパ部側に流出するガスの流速を低くすることができ、ノズルのテ ーパ部のスロート部寄りの部分でガス密度の低下が生じるのを防いで、この部分 の絶縁耐力が低下するのを防ぐことができる。従って、コンデンサやリアクトル を線路から切り離す際に生じる高い回復電圧により再点弧及び再発弧が生じるの を防ぐことができる。

【００１９】 なお上記のように構成すると、アークに吹き付けられるガス流の流速が低下す るが、コンデンサやリアクトルを切り離す際に遮断する負荷電流は小さいので、 消弧性能が低下することはない。

【００２０】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示したもので、同図において図２のガス開閉器の各部 と同等の部分には同一の符号を付してある。本実施例のガス開閉器は、ノズル８ のスロート部８ａの内径を大きくして固定コンタクト１とスロート部８ａとの間 の隙間を拡大した点を除き図２に示した従来のガス開閉器と同様に構成されてい る。

【００２１】 本考案においては、ノズルのスロート部の内周と固定コンタクトの外周との間 の隙間の断面積Ｓg とパッファ室５の断面積Ｓp との比Ｓg ／Ｓp を下記の範囲 に設定し、これにより、アークを吹き消して負荷電流を遮断するために必要なガ スの流出速度を確保しつつ、急激なガスの噴出を防止して、ノズル内にガス密度 が低い領域が形成されるのを防止する。

【００２２】 ０．０３≦Ｓg ／Ｓp ≦０．０８ …（１） Ｓg ／Ｓp を０．０３よりも小さくした場合には、コンデンサやリアクトルを 線路から切り離した際に再点弧が生じるケースが見られたが、Ｓg ／Ｓp を０． ０３以上に設定した場合には、再点弧は見られなかった。

【００２３】 またＳg ／Ｓp を０．０８よりも大きくすると、コンデンサやリアクトルを切 り離した際に消弧（アークの吹き消し）に失敗するケースが見られたが、Ｓg ／ Ｓp を０．０８以下に設定した場合には、消弧に失敗するケースは全く見られな かった。

【００２４】 なお上記の実施例において、固定コンタクト１とノズルのスロート部との間の 隙間の断面積Ｓg は、ノズルのスロート部８ａの内径をｕ、固定コンタクト１の 外径をｖとすると、 Ｓg ＝（π／４）（ｕ² −ｖ² ） …（２） で与えられる。

【００２５】 またパッファ室５の断面積Ｓp は、シリンダ３の内径をｗ，可動コンタクト２ の外径をｘとすれば、 Ｓp ＝（π／４）（ｗ² −ｘ² ） …（３） で与えられる。

【００２６】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、開路時に負荷電流を遮断するために必要なガ スの流出速度を確保しつつ急激なガスの噴出を防止するように、ノズルのスロー ト部の内周と固定コンタクトの外周との間の隙間の大きさを設定したので、コン デンサやリアクトルを線路から切り離す際に生じる高い回復電圧に耐えることが できるガス開閉器を得ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示した縦断面図であ
る。

【図２】従来のガス開閉器の要部を示した縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定コンタクト ２ 可動コンタクト ３ シリンダ ５ パッファ室 ６ 固定ピストン ８ ノズル ８ａ スロート部 ８ｂ 先端開口部 ８ｃ テーパ部 ８ｄ スカート部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定コンタクトと、前記固定コンタクト
   に接触する閉路位置と該固定コンタクトから離れた状態
   になる開路位置との間を変位するように設けられた可動
   コンタクトと、内径が絞られたスロート部と該スロート
   部よりも径が大きい先端開口部と該スロート部と開口部
   との間をつなぐテーパ部とを有するガス放出通路を内側
   に有して前記可動コンタクトの先端部側に該可動コンタ
   クトと軸線を共有した状態で配置されたノズルと、前記
   可動コンタクトが閉路位置から開路位置側に変位する際
   に容積が縮小させられるパッファ室を有して該パッファ
   室から前記ノズルのガス放出通路を通してガスを噴出さ
   せるパッファ機構とを備え、前記可動コンタクトが閉路
   位置にあるときに前記固定コンタクトが前記ノズルのス
   ロート部を通して可動コンタクトに接触するように構成
   されたガス開閉器において、 前記ノズルのスロート部の内周と固定コンタクトの外周
   との間の隙間の断面積Ｓg と前記パッファ室の断面積Ｓ
   p との比Ｓg ／Ｓp が０．０３〜０．０８の範囲に設定
   されていることを特徴とするガス開閉器。