JPH0775445B2

JPH0775445B2 - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: JPH0775445B2
Application number: JP60279044A
Authority: JP
Inventors: 光太郎秋山; 好裕管野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPS62141909A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、ガス絶縁開閉装置に関するもので、特に、小
電流、ループ電流或いは誘導電流等の開閉責務を課せら
れた開閉器の構造に改良を施したガス絶縁開閉装置に係
る。

［発明の技術的背景とその問題点］近年、電力系統は益々高電圧、大容量化の傾向にあり、
国内ではすでに電圧500KV、通電電流8KA〜12KAクラスの
送変電機器が導入されている。これに使用される開閉機
器としては、スペースの縮小化、高信頼性、保守の省力
化の見地からガス絶縁開閉装置の適用が多くなってき
た。

これらのガス絶縁開閉装置に用いられる開閉器の一例と
して断路器の構成を第３図に示した。即ち、金属容器１
内に固定側接触部２及び可動側接触部３が接離自在に配
設され、前記固定側接触部２は絶縁スペーサ４によっ
て、また、可動側接触部３は絶縁スペーサ５によってそ
れぞれ金属容器１に支持されている。さらに、可動側接
触部３は操作ロッド6a及びリンク6bを介して操作機構部
６に接続されている。

この様な構成を有する断路器には、通常、小電流開閉責
務が課せられているが、その他に、変電所の母線構成と
して２重母線方式を採用している変電所において、母線
側に設置される断路器には、さらにループ電流という負
荷電流相当の大電流開閉責務が課せられる。この様な開
閉責務を果すため、通常、開閉器の通電接点部には耐ア
ク性金属が設けられている。

この様な開閉器の接点開極部の構造を第４図に示した。
即ち、固定側接触部２の接点７は、主回路電流が流れる
主接点7a及び電流しゃ断時にアーク電流が流れるアーク
接点7bとから構成されている。一方、可動側接触部３の
可動ロッド８の先端部にもアーク接点8aが設けられてい
る。これらのアーク接点7b,8aは耐弧性能を有する金属
によって構成されている。

上記の様な構成を有する開閉器においては、電流しゃ断
の際に、アーク９が固定側接触部２のアーク接点7bと可
動側接触部３のアーク接点8aの間に発生するが、アーク
接点7b,8aは耐弧性能を有する金属より構成されている
ので、主接点7aが損傷を受けることはない。

しかしながら、可動ロッド８が開極方向へ移動するに従
って、アーク９の長さが長くなると共に、熱的な吹き上
がり及びアーク自身に流れる電流によって生じる磁界に
よりアーク９が湾曲し、近傍に金属シールド10に接触
し、第５図及び第６図に示した様に、アーク９が金属シ
ールド10の方に移行する。この様な状態になると、アー
ク９は金属シールド10の表面上を自由に移動し、第６図
のＡの範囲のシールド10を溶損する。

一般に、金属シールド10は耐弧性金属によって構成され
ていないので、溶損の度合は著しく、開閉器の寿命を大
幅に短縮させるだけでなく、小数回の電流開閉動作によ
っても、第７図に示した様に、金属シールド10の表面に
溶融金属が固化して、極めて鋭い凹凸部11が形成され
る。その結果、開路状態にあるシールド表面の等電位分
布は第７図Ｂの様になり、シールド表面の電界条件を悪
化させ、断路器の極間絶縁性能を著しく低下させる。

また、上述の欠点を解消するために、シールド表面をエ
ポキシ樹脂によって注形被覆したものが考えられてい
る。しかしながら、この場合は、アークがシールド部分
に移行することを防止することはできるが、アークの熱
によってエポキシ樹脂の表面が炭化し、導電状態とな
り、シールド表面の電界を乱してしまうので、耐圧上好
ましいものではなかった。また、小電流開閉時におい
て、再点弧瞬時にエポキシ樹脂に非常に高い電圧が加わ
るので、エポキシ樹脂が局部的に絶縁破壊を起こし破損
することがあった。

この様に断路器の極間絶縁性能が低下すると、ガス絶縁
開閉装置の充電部の点検作業等の際に、点検部を活線部
から切り離すといった断路器の責務を果すことができ
ず、点検作業時の安全を著しく脅かすものである。ま
た、断路器の極間絶縁性能の低下は、点検作業時ばかり
でなく、変電所を運用する上で、その信頼性の低下及び
機器の寿命の短縮化等をもたらし大きな問題となってい
た。

［発明の目的］本発明は、上述の様な従来のガス絶縁開閉装置の問題点
を解消するために提案されたもので、その目的は、金属
シールド表面にアルマイト絶縁被膜を形成することによ
り、シールドの損傷を防止し、しゃ断性能の向上を計っ
た、信頼性の高い且つ長寿命のガス絶縁装置を提供する
ことにある。

［発明の概要］本発明のガス絶縁開閉装置は、開閉器の固定側接触部の
外周を覆っているシールドをアルミニウムによって形成
し、そのシールド表面にアルマイト処理を施してアルマ
イト層を形成したことにより、開閉器の極間絶縁性能を
大幅に向上させ、アークによってシールド表面が損傷を
受けることがないようにしたものである。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。なお、第３図乃至第７図の従来の開
閉器と同一部材については、同一の符号を付して説明は
省略する。

＊構成＊本実施例において、金属シールド20の素地20aがアルミ
ニウムによって構成され、さらに、そのアルミ素地20a
の表面に化学的にアルマイト処理が施され、アルマイト
層20bが形成されている。なお、このアルマイト層20bは
化学処理によって形成されるため、アルミ素地20aとの
密着性は非常に良い。

＊作用＊この様な構成を有する本実施例の開閉器においては、第
２図に示した様に、接点開極動作が進むにつれて、アー
ク９が固定側接触部２のアーク接点7bと可動ロッド８の
アーク接点8aの間で発生し、両電極間の距離が大きくな
るに従って、そのアーク９の長さも長くなる。やがて、
アーク９は熱的な吹き上がり等によって、アーク接点7b
の外側に配設された金属シールド20に接触する。しか
し、金属シールド20の表面には、アルマイトの耐熱性絶
縁被膜が形成されているためアーク９は金属シールド20
に転弧することはできない。

このアルマイト層20bは優れた絶縁性能を有しており、
金属シールド20の表面にアルマイト処理を施すだけで、
絶縁性能を約20％向上させることができる。即ち、絶縁
破壊のメカニズムは、微視的には、絶縁破壊の直前に金
属表面の微小突起部からエレクトロンが放射し、エレク
トロン・イオンが増殖し、これによって全路破壊に至る
のであるが、金属表面が絶縁被覆で覆われていると、初
期のエレクトロンの放射がおさえられ、その結果、絶縁
性能が向上すると考えられている。

また、アルマイト層20bは耐熱性にも優れているので、
金属シールド20の表面がアーク９の熱によって損傷を受
けることはない。その結果、シールド表面の電界条件は
良好なまま保持でき、ループ電流或いは誘導電流等の開
閉動作を行なっても、開閉器の極間絶縁性能は、当初の
性能を長期にわたって維持することができる。

さらに、電流開閉時に金属シールド20に接触したアーク
９は熱伝導率の良いアルマイト層20bによって冷却され
る。この冷却効果は、従来のエポキシ樹脂を用いて絶縁
被覆を形成した場合に比べて非常に効率の良いものであ
る。また、エポキシ樹脂を用いて形成した絶縁被膜よ
り、アルマイト層の方が薄く形成できるので経済的であ
る。

この様に、本発明によれば、金属シールド20の表面にア
ルマイト層20bを形成したことにより、アーク９を効率
良く冷却することができるので、電流しゃ断性能を向上
させ、より短時間でアークを処理することができる。ま
た、金属シールド表面に施されたアルマイト絶縁被膜に
より、シールド表面の溶損を防止することができるの
で、開極状態におけるシールド表面の電界状態を初期の
良好な状態のまま保持することができる。

＊他の実施例＊なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、アルマイト処理を施すのは固定側シールドに限ら
ず、可動側に配設される金属シールドにも適用できる。

［発明の効果］以上の通り、本発明によれば、開閉器に配設される金属
シールド表面にアルマイト絶縁被覆を形成することによ
り、シールドの損傷を防止でき、しゃ断性能の向上を可
能とした、信頼性の高い、長寿命のガス絶縁開閉装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の開閉器の一実施例を示す要部断面
図、第２図は、その開極動作時を示す要部断面図、第３
図は従来の開閉器の断面図、第４図乃至第７図は従来の
開閉器の要部断面図である。１…金属容器、２…固定側接触部、３…可動側接触部、
4,5…絶縁スペーサ、６…操作機構部、6a…操作ロッ
ド、6b…リンク、７…接点、7a…主接点、7b…アーク接
点、８…可動ロッド、8a…アーク接点、９…アーク、10
…金属シールド、11…凹凸部、20…金属シールド、20a
…アルミ素地、20b…アルマイト層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接点を備えた固定側接触部と、この接点と
離着可能な可動ロッドを備えた可動側接触部とを対向さ
せて絶縁ガスを充填した容器内に収納させたガス絶縁開
閉装置において、前記可動ロッドの外周面と対向する内周面を有する固定
側シールドを前記固定側接触部の周囲に配置し、この固
定側シールドをアルミニウムによって形成し、その表面
にアルマイト層を形成したことを特徴とするガス絶縁開
閉装置。