JPH077624B2 - パツフア式ガスしや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、電力系統において、変電所等に用いられるSF
₆ガス等の消弧性ガスを封入したガスしゃ断器に関する
ものである。

［発明の技術的背景］ SF₆ガス等の消弧性ガスをアークに吹付ける高圧ガスし
ゃ断器は高い電圧に容易に耐えるので、幅広く利用され
ている。なかでも接点開離時等の駆動力を利用して、消
弧性ガスを圧縮するパッファ式ガスしゃ断器は、構造が
簡単であるので高圧しゃ断器の主流となっている。

第３図は、この様なパッファ式ガスしゃ断器の消弧室近
傍の断面を示す。対向する一対のアーク接触子は、固定
アーク接触子１と可動アーク接触子２とから成る。可動
アーク接触子２と、この可動アーク接触子２の周囲に構
成されているノズル３、及びパッファシリンダ４は、共
に操作ロッド６に接続されている。パッファシリンダ４
は、パッファピストン５に外挿されている。

この様な構成により、しゃ断時には、駆動部に指令が送
られ、油圧或いはバネ等の力で操作ロッド６が駆動さ
れ、可動アーク接触子２、ノズル３及びパッファシリン
ダ４が動く。この移動により、可動アーク接触子２が固
定アーク接触子１から開離して両接点間にアークが発生
する。一方、パッファシリンダ４は、パッファピストン
５との間の相対運動により、ガスを圧縮し、発生したア
ークへノズル３を介して吹付けられる。この結果アーク
が冷却され、電流零点でしゃ断されることになる。

この様にパッファ式ガスしゃ断器は、開極動作に伴って
圧縮ガスを作るので２圧力式のしゃ断器の様に常時高圧
ガスを保持する必要がない。

［背景技術の問題点］ しかし、この反面、パッファ式では、圧縮ガスと周囲の
ガス圧との差圧に抗してパッファシリンダ４を駆動する
必要がある。そして、この差圧は、パッファ式ガスしゃ
断器の電流しゃ断能力と関係している。即ち、しゃ断電
流が大きくなると電流零点の電流減少率が大きくなり、
結果として、より高い圧力のガスが必要となり、電流と
共に大きい駆動エネルギーが用いられる。

パッファ式ガスしゃ断器の駆動エネルギーは、大きくは
２つの成分からなる。一つは全体を一定のスピードで開
極するための運動エネルギーであり、他の一つは、ガス
圧縮のためのガスのエネルギーである。後者は、しゃ断
電流に対する依存性が大きいのに対し、前者は電圧に対
する依存性が高い。即ち、電圧が高ければ高い程接点間
に印加される電圧が高くなる。このため、例えば、進み
小電流しゃ断等の様に、電圧に応じて開極スピードを上
げ、ギャップ長を大きくすることが必要となり、その分
運動エネルギーが増大する。

ところで、駆動エネルギーが増大することは、駆動部分
の大型化につながりコストアップになるという欠点を有
する上、更に、可動部各部への機械的ストレスを増加さ
せるため、長期寿命を損う問題もある。また、ベースへ
の加速度が増し、基礎をより強固にさせる必要も生じ
る。

この様に、駆動エネルギーの増大は、各種の問題を生ず
るため、同エネルギーを低減することが重要な課題とな
っている。駆動エネルギーのうち運動エネルギーに関し
ては、前述の如く低減は難しいが、ガスエネルギーにつ
いては、従来より色々な方式が考えられている。

ガスエネルギーを低減する為に、アークのエネルギーを
ガス圧上昇に使用することは従来より広く行なわれてい
る。しかし、第４図に示した様な従来のパッファ式ガス
しゃ断器において、いかにアークのエネルギーでガス圧
を上昇させようとも、このアークエネルギーはパッファ
室に逆流し、パッファ室自体を圧力上昇させることでパ
ッファシリンダの反力として作用するため、結局、ガス
エネルギーが余分に必要となり、ガスエネルギーの低減
は困難である。

これに対し、パッファ動作を全く行なわない、自己昇圧
方式のガスしゃ断器も考えられているが、この様なガス
しゃ断器においては、電流が小さい時に圧力上昇が伴わ
ず、電流が小さい程しゃ断性能が低下してしまうという
新たな問題が生じてしまう。

［発明の目的］ 本発明は、上述の問題点に鑑みて提案されたものであ
り、その目的は、ガスエネルギーを極力小さくできる様
な構成を可能とすることにより、駆動部分を小型化して
コストの低減を図ると共に、可動部各部への機械的スト
レスを減少させて寿命の延長をも実現する様な優れたパ
ッファ式ガスしゃ断器を提供することである。

［発明の概要］ 本発明のパッファ式ガスしゃ断器は、操作ロッドの先端
に取付けた可動アーク接触子の外側に可動アーク接触子
の外周面から先端部前方までを覆う形状の包囲板を設
け、包囲板の中央部外周にパッファシリンダの先端部を
取付け、パッファシリンダ先端面における包囲板の外周
には、包囲板との間にガス通路を形成するノズルをノズ
ル押えによって固定することにより、ガス通路を包囲板
内側の比較的広い通路と、ノズルと包囲板との間の狭い
通路とに分割して、ガス圧力の上昇を抑えたものであ
る。

そして、パッファシリンダを、容器等に固定したパッフ
ァピストンに摺動外挿し、包囲板の駆動部側及びパッフ
ァピストンの先端部側に夫々環状の仕切り板を設けて、
両者を内外に摺動挿入し、更に、外側の仕切り板端部に
は開極初期内外貫通用の孔を設けたことにより、開極後
期においては、パッファ室が内外に分割され、反力の加
わる断面積を縮小できるため、小さい駆動エネルギーで
開極を行える。

［発明の実施例］ 以上説明した様な本発明によるパッファ式ガスしゃ断器
の一実施例を第１図を用いて具体的に説明する。なお、
前述した従来技術と同一部分には同一符号を付し説明を
省略する。

＊構成＊ 第１図は、本発明によるパッファ式ガスしゃ断器の一実
施例の消弧室近傍の断面を示す図であり、消弧室は、SF
₆ガス等を封入した容器中に絶縁物等を介して保持され
る。

同図において、消弧室内には、対向する一対の接点であ
る固定アーク接触子１と、可動アーク接触子２が配設さ
れている。可動アーク接触子２は、操作ロッド６の先端
に固定されており、操作ロッドは、図示していない駆動
部に接続されている。

操作ロッド６には、可動アーク接触子２の外周面から先
端部前方までを包含し、先端に開口部を有する形状の包
囲体10が可動アーク接触子２と同軸状に設けられてい
る。包囲体10の中央部外周には、パッファシリンダ４の
先端部内周が操作ロッド６と同軸状に取付けられ、従っ
て、包囲体の駆動部側半分は、パッファシリンダ４に包
含される。パッファシリンダ４の先端面前方には、包囲
体10の先端側半分の外周面から先端部前方までを包含し
て包囲体10との間にガス通路を構成し、且つ先端に開口
部を有するノズル３がノズル押え９で取付けられてい
る。また、操作ロッド６と包囲体10との接続部、及びパ
ッファシリンダ４と包囲体10との接続部には、夫々軸方
向に孔11,12が設けられ、前者の孔11は内側の第１パッ
ファ室13と包囲体10内とを、後者の孔12は外側の第２パ
ッファ室14とノズル３内（包囲体10周囲）のガス通路と
を夫々貫通している。

パッファシリンダ４は、絶縁物等を介して容器に固定さ
れたパッファピストン５に摺動して外挿されている。パ
ッファシリンダ４の内側において、包囲体10の駆動部側
には、仕切り板20が伸び出しており、パッファピストン
５の先端部側に伸び出された仕切り板21に内挿されてい
る。また、パッファピストンの仕切り板21の先端部側に
は、数個の長孔15が設けられている。

なお、図中７は、固定通電接触子であり、図中８は、集
電子である。

＊作用＊ 以上の様な構成を有する本発明の作用は、次の通りであ
る。

即ち、しゃ断器閉時には、第１図に示す様に、固定アー
ク接触子１と可動アーク接触子２、及び固定通電接触子
７とノズル押え９とは、夫々電気的に接触している。こ
の状態で開極指令が与えられると、駆動部が動作し、操
作ロッドが開極方向に移動する。この開極動作に伴っ
て、まず、ノズル押え９が固定通電接触子７から開離
し、続いて、可動アーク接触子２が固定アーク接触子１
から開離し、両接触子間にアークが発生し、包囲体10内
部のガスは加熱される。

また、以上の様な開極動作と同時に、パッファシリンダ
４とパッファピストン５の相対運動によって、パッファ
室内のガスが圧縮される。この圧縮ガスは、包囲体10内
部と内側のパッファ室とを連通する孔11及びノズル３内
のガス通路と外側のパッファ室とを連通する孔12を介し
て、包囲体10内及びノズル内のガス通路に夫々吹出す。
この場合、包囲体10内のガスは、アークの熱により加熱
され、圧力上昇しているため、電流零点に至るまでは、
包囲体10内より内側のパッファ室内へと逆流する。な
お、開極初期においては、第２の仕切り板21に設けてあ
る長孔15により、内外の第1,第２パッファ室13,14は連
通状態にあるため、内外の第１、第２パッファ室13,14
は、同じ圧力で圧縮される。

そして、開極後期においては、第２図に示す様に、第１
及び第２の仕切り板20,21の作用により、内外の第１、
第２パッファ室13,14が区分されるため、各パッファ室1
3,14は独立して圧縮され、電流零点では、外側のパッフ
ァ室14からは、包囲体10とノズル３の間のガス通路を介
して冷却ガスが、内側のパッファ室13からは、包囲体10
内を介して高圧ガスが夫々放出され、アークに吹付けら
れて消弧する。

従って、本実施例によれば、包囲体10を設けて内外のガ
ス通路を区分することにより、パッファ室のガス圧上昇
を抑え、更に、仕切り板20,21を設けたことによりアー
クによる反力を内側のパッファ室内にとどめて反力の加
わる断面積を小さくすることができるため、小さい駆動
エネルギーによる開極が可能となり、駆動部の構成を小
型化して、コストの削減を行える。また、可動部各部へ
の機械的ストレスを減少できるため寿命の延長にも貢献
できる。更に、開極後期において、高圧ガスと冷却ガス
を効果的に供給してこれをアークに作用させるため、消
弧性能を向上できる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、各部材の形状及び寸法は、適宜選択可能である。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、可動アーク接触子
の周囲に包囲板を設け、且つパッファシリンダ内に仕切
り板を設けて開極後期に内外のパッファ室に分割される
様に構成したことにより、パッファ室のガス圧上昇を抑
え、且つ、反力の加わる断面積を縮小できるため、開極
の駆動力を小さくして、コストの低減を実現し、寿命を
延長すると共に、消弧性能を向上したパッファ式ガスし
ゃ断器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパッファ式ガスしゃ断器の一実施例
における閉極状態を示す消弧室近傍の断面図、第２図
は、同実施例の開極状態を示す消弧室近傍の断面図、第
３図は、従来のパッファ式ガスしゃ断器の一実施例を示
す断面図である。 １…固定アーク接触子、２…可動アーク接触子、３…ノ
ズル、４…パッファシリンダ、５…パッファピストン、
６…操作ロッド、７…固定通電接触子、８…集電子、９
…ノズル押え、10…包囲板、11,12…孔、13,14…パッフ
ァ室、15…長孔、20…包囲板の仕切り板、21…パッファ
ピストンの仕切り板。

フロントページの続き (72)発明者 柳父 悟 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 エドモン・チユーリー フランス国ピユジニヤン（69640）リユ・ ド・ベルサイユ34

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】SF₆ガス等の消弧性ガスを封入した容器内
   に可動及び固定の一対のアーク接触子を有し、可動アー
   ク接触子を駆動部で駆動して接触子間を開閉し、この可
   動アーク接触子と同時にパッファピストン又はパッファ
   シリンダを駆動して、両者の相対運動により消弧性ガス
   を圧縮し、圧縮された消弧性ガスを接触子間に発生した
   アークに吹付けしゃ断するパッファ式ガスしゃ断器にお
   いて、 前記駆動部に接続される操作ロッドの先端に可動アーク
   接触子を取付け、その外側に可動アーク接触子の外周面
   から先端部前方までを包含し、先端に開口部を有する形
   状の包囲体を設け、包囲体の中央部外周には、操作ロッ
   ドと同軸状に配置したパッファシリンダの先端部内周を
   取付け、パッファシリンダは、容器等に固定されたパッ
   ファピストンに摺動し外挿し、このパッファシリンダの
   先端部前方には、包囲体との間にガス通路を形成するノ
   ズルを包囲体の外周にノズル押えで固定し、操作ロッド
   と包囲体との接続部及びノズルとパッファシリンダの接
   続部には、パッファ室内と包囲体内、及びパッファ室内
   とノズル内のガス通路とを貫通する孔を夫々設け、 更に、包囲体の駆動部側、パッファピストンの先端部側
   には、夫々環状の仕切り板を設け、各仕切り板を内外に
   摺動挿入し、内側又は外側の仕切り板端部には、開極初
   期における内外連通用の孔を設けたことを特徴とするパ
   ッファ式ガスしゃ断器。