JPH0740454B2 - パッファ形ガス開閉器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はパッファ形ガス開閉器の改良に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第３図に、例えば実開昭59−88824号公報に示された従
来のパッファ形ガス開閉器（縦方向位置）を示す。円筒
状の絶縁タンク３の内部において、その軸と同心円的に
固定コンタクト13が上部フランジ16に固定されている。
絶縁タンク３の内周面には円筒状導体15が設けられ、そ
の円筒状導体15の表面をピストンリング状の摺動コンタ
クト14を装着したピストン７が摺動しつつ往復運動す
る。ピストン７は可動コンタクト８と同心的にピストン
ロッド６の一端に取付けられている。さらにピストン７
には可動コンタクト８と同心的に配置された絶縁ノズル
11がノズル押え12を介して取付けられている。ピストン
ロッド６は絶縁ロッド５に連結され、絶縁ロッド５はさ
らに駆動機構（公知により図示せず）に連結されてい
る。上部フランジ16には上部タンク18が、また下部フラ
ンジ１には下部タンク２がそれぞれ取付けられている。
上部タンク18、絶縁タンク３および下部タンク２の内部
にはそれぞれ消弧性ガス４（例えばSF₆ガス等）が封入
されている。

駆動機構（図示せず）により絶縁ロッド５が駆動され、
これに伴ってピストンロッド６、可動コンタクト８およ
びピストン７等が図１の矢印ABの方向に往復直線運動を
行う。第３図に示す固定コンタクト13と可動コンタクト
８とが接触している状態、すなわち閉極状態から図中矢
印Ｂで示す方向にピストンロッド６等が駆動されると、
ピストン７はピストン７と円筒状導体15とで囲まれる下
部空間９の内部の消弧性ガスを圧縮する。この圧縮され
た消弧性ガスはピストン７の隙間30から吹き出し、固定
コンタクト13と可動コンタクト８との間に発弧したアー
クを吹きとばす。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、パッファ形ガス開閉器の内部に封入される消弧
性ガスの圧力は通常時には2.0〜5.0kgf/cm²である。と
ころが、この消弧性ガスの圧力は電流しゃ断時にはアー
クの発弧による温度上昇等により一時的に10〜20kgf/cm
²まで上昇する。さらに、例えば第３図に示す閉極状態
から開極状態に移行する場合、ピストン７は矢印Ｂ方向
に駆動され、下部空間９の内部の消弧性ガスを圧縮させ
ると同時に上部空間10の内部の消弧性ガスを膨張させ
る。そのためピストン７は下部空間９の内部の消弧性ガ
スにより矢印Ａで示す方向に圧力を受け、また上部空間
10の内部に向かって吸引力を受ける。従って、従来例に
おいてパッファ形ガス開閉器を開極および閉極させるに
は、可動コンタクト８等を駆動するための機械的負荷に
加えて、内部に封入されている消弧性ガスの圧縮および
膨張にともなう負荷に打ち勝つための強力な駆動力が必
要であるという問題点を有していた。

さらに、開極および閉極動作に伴って、摺動部分に施さ
れている摩耗などによる、金属粉が絶縁部分例えば絶縁
ノズル11等に付着して絶縁性を低下させるという問題点
を有していた。

この発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たものであり、軽駆動力で接点部の開閉極が可能であ
り、かつ金属粉の絶縁部分への付着の少ないパッファ形
ガス開閉器を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るパッファ形ガス開閉器は、実質的に円筒
状に形成され、下端が閉塞され消弧性ガスで満たされた
絶縁タンク、 前記絶縁タンクの開放された上端を閉塞するように設け
られた固定コンタクト、 前記絶縁タンクの内周面に密着して固定された円筒状導
体、 前記円筒状導体と電気的に接触し、前記円筒状導体の内
周面に沿って上下に摺動するピストン部、 前記ピストン部に固定され、前記固定コンタクトに接離
する可動コンタクト、 前記可動コンタクトを前記固定コンタクトに対してピス
ロンロッドを介して接離させる駆動部、 前記絶縁タンクの下方に配設されて前記駆動部を収納
し、消弧性ガスで満たされた第１のタンク、 を具備し、 前記ピストン部が下方向へ移動する接点開離動作におい
て、前記ピストン部により圧縮される下部空間と、 前記接点開離動作において、前記ピストン部の移動によ
り膨張する上部空間と、 前記下部空間と前記上部空間に比べて十分大きい容積を
持つ前記第１のタンクの内部空間と前記上部空間とを連
通し、前記絶縁タンクの下部に一方の開孔が形成され、
他方の開孔が前記円筒状導体上部に形成された連通管
と、 前記上部空間に形成された前記連通管の開孔に連続して
形成され、前記円筒状導体の内周面に沿って前記固定コ
ンタクトと前記可動コンタクトとの接触部分を取囲むよ
うに環状に形成された環状溝とを有する。

［作用］ 可動コンタクトが固定コンタクトと離反している状態
（以下開極状態）において、可動コンタクトおよびピス
トンが可動コンタクトと固定コンタクトとを接触した状
態（以下閉極状態）となるように駆動されると、ピスト
ンと第１のタンク部との間にある消弧性ガスは圧縮さ
れ、その圧力は一時的に第２のタンク部内にある消弧性
ガスの圧力よりも高くなる。したがって圧縮された消弧
性ガスは連通管を通って第２のタンク部内に流される。
そのため、ピストンの動作に伴う消弧性ガスの圧縮によ
る負荷は軽減され、小さな駆動力でも可動コンタクトお
よびピストン等は駆動される。また、この際第１のタン
ク部の内周面に設けられた環状溝が消弧性ガスの流路と
なり、摺動部の摩耗などによる金属粉は消弧性ガスと共
に連通管を通って第２のタンク部内に吸引される。

次に、可動コンタクトおよびピストンを閉極状態から開
極状態となる方向に駆動すると、ピストンと第１のタン
ク部との間にある消弧性ガスは膨張され、その圧力は一
時的に第２のタンク部内の消弧性ガスの圧力よりも低く
なる。そのため、第２のタンク部内の消弧性ガスは連通
管を通って第１のタンク部内に流れる。ところが、第２
のタンク部側における連通管の開孔部は例えば単なる円
形穴でしかなく、一旦第２のタンク部内に吸引された金
属粉はほとんど第１のタンク部内に逆流しない。したが
って、第１のタンク部内における摺動部の摩耗による金
属粉はほとんど絶縁部に付着せず、絶縁性の低下は生じ
ない。

［実施例］ この発明に係るパッファ形ガス開閉器を、その一実施例
を示す第１図および第２図を用いて説明する。第１図は
可動コンタクトおよび固定コンタクトの開極状態を示す
図、第２図は同閉極状態を示す図である。

図において、絶縁タンク103は一体的に樹脂により注型
されている。この円筒状の絶縁タンク103の内部におい
て、その軸と同心円的に固定コンタクト13が上部フラン
ジ116に固定されている。絶縁タンク103の内周面103aに
は円筒状導体115が設けられ、その円筒状導体115の内周
面115aをピストンリング状の摺動コンタクト14を装着し
たピストン７が摺動しつつ往復運動する。すなわちこの
ピストン７に対して絶縁タンク103と円筒状導体115はピ
ストンシリンダとしての役割をもっている。ピストン７
の中心部にはピストンロッド６が貫通しており、そのピ
ストンロッドの先端には可動コンタクト８が取り付けら
れている。なおピストンロッド６とピストン７間は消弧
性ガスが流れるための放射状の穴30が設けられている。
この可動コンタクト８は固定コンタクト13と接触および
離反することにより閉極状態および開極状態をとる。ピ
ストン７には可動コンタクト８と同心的に絶縁ノズル11
およびノズル押え12が取付けられている。ピストンロッ
ド６は絶縁ロッド５に連結され、絶縁ロッド５はさらに
公知の駆動機構（公知により図示せず）に連結されてい
る。上部フランジ116は上部タンク118と例えば一体成形
され、また下部フランジ101には下部タンク102が取付け
られている。上部タンク118、絶縁タンク103および下部
タンク102の内部にはそれぞれ消弧性ガス４（例えばSF₆
ガス等）が封入されている。

円筒状導体115の内周面115aの上において、固定コンタ
クト13と可動コンタクト８との接触部近傍すなわちアー
クが発弧する付近には、環状溝122が設けられている。
さらに円筒状導体115および絶縁タンク103の外壁肉厚部
を通って絶縁タンク103の軸と平行に、絶縁タンク103と
下部タンク102とを連通する連通管121が設けられてい
る。連通管121の絶縁タンク103側の開孔121aは環状溝12
2中に設けられている。なお連通管121は図中では１本し
か示していないが、たとえば水平面による断面上での同
円周上に複数本を等間隔に配置してもよい。なお可動コ
ンタクト８、固定コンタクト13、円筒状導体115および
摺動コンタクト14等の表面には電気的接続を良くするた
め銀等のめっきが施されている。

はじめ、第１図に示す開極状態から第２図に示す閉極状
態に移行する場合、ピストンロッド６、ピストン７、可
動コンタクト８、絶縁ノズル11等が一体的に矢印Ｃで示
す方向に駆動されるものとする。このとき、ピストン７
と円筒状導体115の内周面115aとで囲まれた下部空間20
内の消弧性ガスは膨張され、またピストン７と絶縁タン
ク103の内周面103aとで囲まれた上部空間19の消弧性ガ
スは圧縮され、一時的に下部タンク102内の消弧性ガス
の圧力よりも高くなる。このとき圧縮された消弧性ガス
は環状溝122および連通管121を通って下部タンク102に
吸引される。この際、めっきされた金属は摺動部分の摩
耗によりはく離し、絶縁タンク103内部に散乱している
が、この金属粉は消弧性ガス流により連通管121を通っ
て下部タンク102内に吸引される。上記動作は短時間内
に行われ、時間を経過すると上部タンク118、絶縁タン
ク103、および下部タンク102内の消弧性ガスの圧力は均
一になる。

次に、第２図に示す閉極状態から第１図に示す開極状態
に移行する場合、ピストンロッド６、ピストン７、可動
コンタクト８、絶縁ノズル11等が一体的に矢印Ｄで示す
方向に駆動される。このときピストン７と円筒状導体11
5の内周面115aとで囲まれた下部空間20内の消弧性ガス
は圧縮され、絶縁ノズル11から吹き出される。吹き出さ
れた消弧性ガスは可動コンタクト８と固定コンタクト13
との間に発弧したアークを吹き消す。一方、ピストン７
と絶縁タンク103の内周面103aとで囲まれた上部空間19
内の消弧性ガスは膨張され、一時的にその圧力は下部タ
ンク102内の消弧性ガスの圧力よりも低下する。このと
き下部タンク102から消弧性ガスが連通管121を通って上
部空間19内に流れる。

以上のように、この実施例においては、ピストン７の動
きによって上部空間19内の消弧性ガスが圧縮および膨張
されるが、消弧性ガスが連通管121を通って下部タンク1
02内部と流通するため、ピストン７には下部空間20内の
消弧性ガスを圧縮および膨張させる際にともなう負荷の
みが作用し、軽い駆動力でも十分に作動する。

なお、消弧性ガスが下部タンク102から絶縁タンク103と
ピストン７により形成される上部空間内に流れる際に若
干量の金属粉が下部タンク102から逆流することもあり
うる。しかし、図に示すように下部タンク102側の連通
管121の開孔121bは下部タンク102の上端にあること、お
よび、金属粉は下部タンク102内部でその底部に付着、
堆積しているため、実際に逆流する金属粉の量はきわめ
て僅かであり、実用上問題はない。

なお上記実施例はいわゆる縦方向配置した場合について
示したが、横方向配置にしても同様に機能することはい
うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、連通管を通して、消弧
性ガスが下部タンク（第２のタンク部）と電極を収納し
ている絶縁タンク（第１のタンク部）内を流通するため
ピストンの負荷は軽減され、小さい駆動力でも駆動する
ことができる。また、環状溝および連通管を通じて、摺
動部の摩耗により発生した金属粉が下部タンク内に回収
されるため、金属粉はほとんど絶縁タンク中の絶縁部に
付着せず、絶縁性が低下することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に係るパッファ形ガス開
閉器の一実施例を示す断面図、 第３図は従来のパッファ形ガス開閉器を示す断面図であ
る。 図中、５は絶縁ロッド、６はピストンロッド、７はピス
トン、８は可動コンタクト、13は固定コンタクト、102
は下部タンク、103は絶縁タンク、115は円筒状導体、12
1は連通管、122は環状溝である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に円筒状に形成され、下端が閉塞さ
   れ消弧性ガスで満たされた絶縁タンク、 前記絶縁タンクの開放された上端を閉塞するように設け
   られた固定コンタクト、 前記絶縁タンクの内周面に密着して固定された円筒状導
   体、 前記円筒状導体と電気的に接触し、前記円筒状導体の内
   周面に沿って上下に摺動するピストン部、 前記ピストン部に固定され、前記固定コンタクトに接離
   する可動コンタクト、 前記可動コンタクトを前記固定コンタクトに対してピス
   ロンロッドを介して接離させる駆動部、 前記絶縁タンクの下方に配設されて前記駆動部を収納
   し、消弧性ガスで満たされた第１のタンク、 を具備し、 前記ピストン部が下方向へ移動する接点開離動作におい
   て、前記ピストン部により圧縮される下部空間と、 前記接点開離動作において、前記ピストン部の移動によ
   り膨張する上部空間と、 前記下部空間と前記上部空間に比べて十分大きい容積を
   持つ前記第１のタンクの内部空間と前記上部空間とを連
   通し、前記絶縁タンクの下部に一方の開孔が形成され、
   他方の開孔が前記円筒状導体上部に形成された連通管
   と、 前記上部空間に形成された前記連通管の開孔に連続して
   形成され、前記円筒状導体の内周面に沿って前記固定コ
   ンタクトと前記可動コンタクトとの接触部分を取囲むよ
   うに環状に形成された環状溝とを有するパッファ形ガス
   開閉器。