JPH0797463B2 - Sf▲下6▼ガス遮断器 - Google Patents

Sf▲下6▼ガス遮断器

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JPH0797463B2
JPH0797463B2 JP59176840A JP17684084A JPH0797463B2 JP H0797463 B2 JPH0797463 B2 JP H0797463B2 JP 59176840 A JP59176840 A JP 59176840A JP 17684084 A JP17684084 A JP 17684084A JP H0797463 B2 JPH0797463 B2 JP H0797463B2
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茂夫 小林
奎將 遠藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はSF6ガス遮断器に係り、特に並列コンデンサを
有するSF6ガス遮断器に関する。
〔発明の背景〕
従来のSF6ガス遮断器の遮断部は、大電流遮断性能、開
極状態における極間絶縁耐力および閉極状態における対
地絶縁耐力を考慮して、その周囲部品との位置関係が決
められていた。従って、遮断部と周囲部品との配置によ
って、開極動作中の極間の電位分布に対する考慮は払わ
れていなかった。特に、進み小電流遮断の場合のように
極間開離距離が十分に大きくならないうちに極間の高い
電圧が印加される場合、前記のような部品配置では極間
の絶縁耐力が不十分で、進み小電流遮断性能に劣るとい
う欠点があった。
進み小電流遮断試験時には、開極状態の30〜40%という
比較的小さな極間開離距離で、雷インパルス耐電圧値の
60〜70%程度の高い電圧が極間に印加される。このた
め、遮断点数が少なく定格電圧の高い遮断器では、進み
小電流遮断が一層困難となる。
また、大電流遮断時の過渡回復電圧上昇率も大きくな
り、これを抑制するために極間に並列コンデンサを接続
する方法がとられる。しかし、従来のSF6ガス遮断器
は、開極状態で雷インパルス耐電圧試験に耐えるように
設計がなされ、開極動作中の極間の絶縁耐力に余り着目
しなかったため、構造上、進み小電流遮断時には固定接
触子よりも可動接触子側が高電界となる。従って、開極
状態での極間の中心位置と、並列コンデンサの中心電位
の位置がほぼ一致する状態、もしくは並列コンデンサと
接触子間の電位差が固定接触子側と可動接触子側でほぼ
同じになるように、遮断部と並列コンデンサが配置され
た従来のSF6ガス遮断器では、進み小電流遮断のように
極間開離距離が小さいうちに高い電圧が極間に印加され
ると、並列コンデンサの電位分布の影響を受けて可動接
触子側の電界強度が高くなってしまう欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、進み小電流遮断性能に優れたSF6ガス
遮断器を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、進み小電流遮断時に高電界となる極間開離距
離での電界分布を改善するため、並列コンデンサの中間
電位部の位置を従来よりも固定接触子側に寄せて、可動
接触子側、特に可動アーク接触子の電界を緩和したこと
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図面によって説明する。
第1図はパッファー形遮断器であり、左半分は開極動作
中で進み小電流遮断後最大電圧が極間に加わる極間長に
ある状態を示しており、また右半分は開極を終えた状態
を示している。
1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3から成り、1対の主接触子は固定主接触子2と
可動主接触子4から成る。可動アーク接触子3を包囲し
た絶縁ノズル5の外側に可動主接触子4が構成されてお
り、これらはパッファーシリンダ6に取付けられてい
る。パッファーシリンダ6は図示しない操作装置に連結
され、上方への駆動によりピストン7との間のSF6ガス
を圧縮する。説明は前後したが、図示の部分はSF6ガス
を満した密封容器内に構成されている。上述のようにし
て圧縮されたガスは、絶縁ノズル5によって案内されて
消弧に用いられる。並列コンデンサの支持金具9bは可動
主接触子4および可動アーク接触子3と電気的に接続さ
れて可動側の同電位部を形成している。固定主接触子2
は固定アーク接触子1を包囲して設けられ、固定主接触
子2の外周に並列コンデンサの支持金具9aが設けられ、
これら固定側の部材は電気的に接続されていて同電位部
を形成している。
支持金具9a,9b間には並列コンデンサ8が構成されてい
る。この並列コンデンサ8は、分担電圧の均等化を図っ
たり再起電圧の上昇率を抑えたりする目的で設けられて
いるが、本実施例では後述する説明からわかるように極
間の電位分布改善用として兼用されている。並列コンデ
ンサ8の構成は、SF6ガス遮断器用として知られるよう
に、例えば棒状コンデンサの組合せであり、両主接触子
や絶縁ノズル5の外周にほぼ等間隔で複数本、例えば3
本以上の棒状コンデンサを配置している。このように棒
状コンデンサをほぼ等間隔で配置することが本実施例に
おいて有効である。各棒状コンデンサは複数のコンデン
サ素子を絶縁筒内に積層配置して成る。
このような構成の遮断部の遮断動作は、遮断部の可動側
を図示しない操作装置によって上方へ駆動し、先ず主電
流通路を構成している固定主接触子2から可動主接触子
4を開離する。次いで、固定アーク接触子1から可動ア
ーク接触子3を開離し、この開離動作と共に両アーク接
触子1,3間にアークを発生する。このアークは、開離動
作と共にパッファーシリンダ6とピストン7で形成した
室内のSF6ガスを圧縮し、この圧縮したガスが絶縁ノズ
ル5によって案内されて作用し消弧される。
次に進み小電流遮断について説明する。
この場合、遮断電流が小さいため、固定主接触子2と可
動主接触子4間の開離に続いて固定アーク接触子1と可
動アーク接触子3間が開離すると、この開離と同時にア
ーク時間零で電流遮断が行なわれることがある。また進
み小電流遮断の場合には、電流と電圧の位相差が電気角
でほぼ90゜のため、電流遮断が行なわれると遮断器の負
荷側には対地電圧のピーク値が充電された状態となる。
一方、遮断器の電源側には電源周波数の対地電圧が印加
されるので、例えば3相交流の場合、極間には次の
(1)式で与えられる電位差Vが生ずる。
ただし、Vp:電源電圧(線間電圧、実効値)、ω=2π
f、f:電源周波数、t:時間(秒)。
進み小電流遮断性能を検証するために遮断器には進み小
電流試験が課せられている。この時の試験電圧は適用さ
れる規格や遮断器の定格電圧、試験法によって異なる
が、(1)式で示される電圧の1.1〜1.3倍であり、さら
に高めようとする動きもある。(1)式で示される電圧
は開極後0.5サイクルで最大となり、この上昇率は開極
時の極間長の増加の割合よりも大きいために極間の電界
強度は開極後0.5サイクルよりも早い時間に最大とな
る。一方、遮断機の極間の電位差を一定として固定接触
子側と可動接触子側の最大電界強度と極間長の関係を調
べると、極間長の小さい場合には固定接触子側の電界強
度が高く、極間長が大きくなるにつれて、この関係が逆
転する傾向がある。これは遮断器の機能上から制約され
る形状の問題、例えば可動部を出来るだけ軽量にして開
極速度を大きくするため、余分な電界緩和シールドを付
けられないこと、開極後できるだけ早く極間長を大きく
するには接触子部の曲率を大きくできないこと等に起因
している。
第1図に示す並列コンデンサ8の電位分布は、一般には
周囲の部品の影響を余り受けず極間長に無関係にほぼ一
定である。従って、並列コンデンサ8の電位分布と進み
小電流遮断時に最大電界強度となる可動アーク接触子の
位置を適当に選ぶことによって可動アーク接触子の電界
を緩和することができる。これを第2図で説明する。同
図は可動接触子側および固定接触子側の最大電界強度と
極間長の関係を表わしている。開極状態において並列コ
ンデンサ8の支持金具9a,9b間の1/2の電位の位置Pが、
固定アーク接触子と可動アーク接触子のほぼ中心位置Q
になるようにした場合の固定接触子側の最大電界は曲線
Aであり、また可動接触子側の最大電界は曲線Bであ
る。一方、並列コンデンサ8の支持金具9a,9b間の1/2の
電位の位置Pが、開極状態の固定アーク接触子と可動ア
ーク接触子のほぼ中心よりも固定接触子側になるように
した場合、固定接触子側の最大電界は曲線Cであり、ま
た可動接触子側の最大電界が曲線Dである。
このようにして可動接触子側の最大電界強度を低減でき
るのは次の理由による。
(1)極間長の小さい領域では、可動接触子側の最大電
界部が可動アーク接触子3にあり、極間長が大きくなっ
た領域では最大電界部が可能主接触子4に変わる。
(2)可動主接触子4は並列コンデンサ8に近い位置に
あり、並列コンデンサ8の電位分布により電界が緩和さ
れる。
(3)一方、固定接触子側では固定アーク接触子1の先
端に最大電界部があり、固定主接触子2のシールド効果
によって並列コンデンサ8の電位分布の影響を受けな
い。
(4)固定主接触子2の電界強度は並列コンデンサ8電
位分布の影響を受けるが、この部分はシールドの曲率
(固定主接触子2の外側の曲率)を大きくできるので電
界強度は高くならない。
進み小電流遮断試験で最大電界強度となる極間長は、第
2図に示した例では極間長が0.3〜0.4であり、並列コン
デンサ8の支持金具9a,9b間の1/2の電位の位置が開極状
態の固定接触子と可動接触子、つまり固定アーク接触子
1と可動アーク接触子3のほぼ中心よりも固定アーク接
触子1側にすることにより、進み小電流遮断性能を11〜
15%向上することができる。並列コンデンサ8の中間電
位位置をどこまで固定接触子側に寄せるかは、雷インパ
ルス耐電圧試験値、進み小電流遮断試験給与電圧、開極
速度、開極長等を総合的に検討して決めるのが良い。ま
た並列コンデンサ8の中間電位位置は、並列コンデンサ
全体の位置を変えても、詰み重ねるコンデンサ素子の各
静電容量を変えて決めても良い。
第3図は本発明の他の実施例による遮断部の断面図で開
極後の左半分を示している。
この例では、並列コンデンサ8の可動接触子側の複数個
のコンデンサ素子と電気的に接続された複数個の固定接
点10−1〜10−nを有している。この固定接点10−1〜
10−nと対を成す摺動接点11は、可動接触子と電気的お
よび機械的に接続されており、閉極状態では何個かのコ
ンデンサ素子を短絡しておき開極時は極間長が大きくな
るにつれて並列コンデンサ8の直列数を増す。
この構成によれば、開極後における並列コンデンサ8の
支持金具9a,9b間の1/2の電位をもつ中間電位部Pは、同
状態での固定アーク接触子1と可動アーク接触子3間の
中心位置Qよりも固定アーク接触子1側に位置している
が、第1図の例程ではない。しかし、進み小電流遮断時
においては、摺動接点11がある固定接点と接触していて
何個かのコンデンサ素子を短絡しているため、並列コン
デンサ8の上述の中間電位部Pは第1図の実施例と同じ
にできる。すなわち、進み小電流遮断性能を向上させる
ことによって、開極状態での各部の関係は従来の設計法
による関係を変えてしまうことになるが、第3図の例で
は進み小電流遮断性能の向上によって開極状態での各部
の関係を余り変えず、従って雷インパルス耐電圧性能を
低下させることのない遮断部が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、並列コンデンサの支持金
具間のほぼ1/2の電位となる中間電位部が、開極後の両
アーク接触子間のほぼ中心位置よりも固定アーク接触子
側に位置させたため、開極動作中の遮断部の最大電界強
度を低減して、進み小電流遮断性能を向上することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるSF6ガス遮断器の縦断
面図、第2図は極間長と最大電界強度の関係を示す特性
図、第3図は本発明の他の実施例によるSF6ガス遮断器
の縦断面図である。 1……固定アーク接触子、2……固定主接触子、 3……可動アーク接触子、4……可動主接触子、 5……絶縁ノズル、8……並列コンデンサ、9a,9b……
支持金具。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開離可能な1対の可動アーク接触子および
    固定アーク接触子と、開離可能な1対の可動主接触子お
    よび固定主接触子と、上記両アーク接触子の開離によっ
    て発生したアークにSF6ガスを吹き付けるよう案内する
    絶縁ノズルと、上記両可動接触子および両固定接触子へ
    それぞれ電気的に接触した1対の支持金具間に構成され
    た並列コンデンサとを備え、上記可動主接触子は上記可
    動アーク接触子を包囲した上記絶縁ノズルの外側に構成
    されるとともに、上記固定主接触子は上記固定アーク接
    触子の外側に構成され、かつ少なくとも上記可動主接触
    子と上記並列コンデンサの間に電界緩和用シールドが介
    在されていないSF6ガス遮断器において、上記並列コン
    デンサは、上記両主接触子および絶縁ノズルの外周に複
    数の棒状コンデンサを配置して極間の電位分布改善用と
    して用い、進み小電流遮断時の開極動作時の最大電界を
    緩和するよう上記支持金具間のほぼ1/2の電位をもつ上
    記並列コンデンサの中間電位部が、開極状態にある上記
    両アーク接触子間の対向部の中心位置よりも上記固定ア
    ーク接触子側に位置するようにしたことを特徴とするSF
    6ガス遮断器。
  2. 【請求項2】上記特許請求の範囲第1項記載のものにお
    いて、上記各棒状コンデンサは積層した複数のコンデン
    サ素子と、このコンデンサ素子のうち上記可動接触子側
    から所定の数のコンデンサ素子に設けた複数の固定接点
    と、この固定接点と順次接離するよう上記可動接触子に
    連動する摺動接点とを有し、上記可動接触子の開極動作
    と共に上記並列コンデンサの中間電位部を上記中心位置
    側に移動するように構成したことを特徴とするSF6ガス
    遮断器。
JP59176840A 1984-08-27 1984-08-27 Sf▲下6▼ガス遮断器 Expired - Lifetime JPH0797463B2 (ja)

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