JPH079778B2 - 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、ガスしゃ断器に関するものであって、特に、
しゃ断時に発生するアークに吹付ける消弧性ガスを効果
的に活用する吹付け機構に改良を施したものである。

［発明の技術的背景］ 近年、送電容量の増大による短絡容量の増加に伴って、
しゃ断器のしゃ断容量も増加の一途を辿っている。反面
機器の小型化の為、一点当たりのしゃ断容量を増加さ
せ、しゃ断器の直列しゃ断点数を減少させることも図ら
れている。この為、しゃ断器のしゃ断性能としては、し
ゃ断器の極間の電界設計と共に、ガス吹付け機構の最適
化が要求されている。

この点を第５図及び第６図に示す従来から採用されてい
るパッファ形ガスしゃ断器について説明する。パッファ
形ガスしゃ断器の動作については、例えば電気学会編
「電力用しゃ断器」等に詳しく述べられている。なお、
第５図及び第６図において同一部分には同一符号を付
す。

第５図は投入状態にあるパッファ形ガスしゃ断器の消弧
室を示す。同図において、円柱状の固定電極１と環状に
形成された可動電極２は接触状態にあり、可動電極２
は、開口部3aを有する中空の操作ロッド３によって、図
示されてはいない第５図右方にある操作機構部と連結さ
れている。また、前記パッファシリンダ４には、開口部
4aが設けられており、このパッファシリンダ４に固着さ
れた外側絶縁ノズル7a及び内側絶縁ノズル7bが形成する
円筒状ガス流路８を通じて前記圧縮室６内のガスが流出
可能となっている。これらの部品類は絶縁物性の容器９
内に収納され、この絶縁容器９の内部空間10には、消弧
性ガスが充填されている。なお、この例では、容器は絶
縁物性であるが、前述の消弧室部材が金属タンク内に絶
縁物で支持されたパッファ形ガスしゃ断器も存在する。

このしゃ断器にしゃ断指令が与えられると、図示されて
いない操作機構部が作動して前記操作ロッド３を第５図
右方へ駆動し、第６図の如く、この操作ロッド３に連結
された可動電極２を固定電極１から開離させる。この結
果、固定電極１と可動電極２との間にアーク11が発生す
る。一方、前記操作ロッド３が第６図右方へ駆動される
結果、操作ロッド３へ装着された前記パッファシリンダ
４も右方へ移動し、圧縮室６内の消弧性ガスを圧縮し、
パッファシリンダ４の開口部4a、ガス流路８及びガスの
噴出口8aを経て、圧縮された消弧性ガスをアーク11を吹
付け、このアーク11を消弧する。このガス流は、二つの
流れ12a及び12bに分流し、第６図左方へ分かれた流れ12
aは外側絶縁ノズル7aの開口部7cを経て周囲空間10へ流
出する。一方、第６図右方へ分かれた流れ12bは、内側
絶縁ノズル7bの開口部7d及び前記可動電極２から固定電
極１が離脱した後の開口部13、前記操作ロッド３の開口
部3a、固定パッファピストン５の開口部5aを経て周囲空
間10へ流出する。

［背景技術の問題点］ この様なパッファ形ガスしゃ断器においては、圧縮室６
は、ガス流路８によって常に周囲空間10とつながってお
り、間極動作初期からガスの一部は周囲空間10へ流出を
始める。しかるに、通常ガスしゃ断器は、開極直後は電
極間距離が短く、消弧後電極間に発生する再起電圧に電
極間の絶縁耐力が耐えない等の理由により十分なしゃ断
性能を示さず、電極間距離がある程度開いた後に初めて
良好なしゃ断性能を示す。従って、開極動作初期に流出
するガスは全く無駄になってしまうことになる。また、
パッファ形ガスしゃ断器では消弧に必要なガス圧力は前
述の通り外部から加えられる機械力に依存して作られる
が、前述の様にガスの一部が常に周囲空間へ流出してい
ると、従来の構造ではより大きな駆動力が必要となり、
その結果しゃ断器の操作機構部が大型化せざるを得ない
という欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は開極初期におけるガスの流出を防止し、ガスを消弧
に有効に利用して優れた消弧能力を得ると共に、より小
さな駆動力にて駆動し得る様にして操作機構部の小型化
を実現したガスしゃ断器を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明のガスしゃ断器は、第１の固定電極に加えて、第
２の固定電極を設けると共に、可動側においては、固定
シリンダと固定ピストンに対して、可動シリンダと可動
ピストンを移動させる構成とし、固定シリンダの背後に
は溝を設け、両ピストン間に圧縮室を、固定ピストンの
背後に貯気室を夫々形成し、更に、可動接触子とノズル
との間に形成される第１のガス流路に加えて、第１のガ
ス流路に連通し、且つ可動ピストンが固定シリンダの溝
に達した時点で圧縮室と連通する第２のガス流路、開極
動作の初期段階においてアークエネルギーを貯気室に導
く第３のガス流路、及び開極動作の後半において貯気室
と圧縮室とを連通する第４のガス流路を設けたことを特
徴とするものである。

そして、以上の様な構成を有することにより、開極動作
の初期段階においては、圧縮室からガスが流出しない様
にすることによって、ガスを消弧室に有効に利用し得る
と共に、開極動作の初期段階においてはアークエネルギ
ーによって貯気室内部のガス圧力を高めておき開極動作
の後半においてこの高圧ガスを消弧に利用することによ
り、操作機構部を小型化し得るものである。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて説明す
る。なお、第５図及び第６図に示した従来のパッファ形
ガスしゃ断器と同一部分については同一符号を付して説
明を省略する。

＊構成＊ 第１図において、可動電極２の外周には可動シリンダ14
が、第１の固定電極１の外周には、第２の固定電極15が
夫々配設されている。可動シリンダ14には、その前面に
絶縁ノズル7aが一体的に固着され、可動電極２との間に
第１のガス流路８を形成している。この可動シリンダ14
は、固定シリンダ16内を摺動する様に挿入され、また、
可動シリンダ14の内側には、可動シリンダ14との間に第
２のガス流路19を形成する可動ピストン17が設けられて
いる。この可動ピストン17は、その径を操作機構部側に
向かって大きくされ、操作機構部側端部の外径は可動シ
リンダ14の外径と同径とされ、同端部外周には、第１の
シール部17aが設けられている。一方、固定シリンダ16
の操作機構部側端部内周には、溝18が設けられ、可動ピ
ストン17に設けられた第１のシール部17aが同溝18に達
した際に、可動ピストン17と固定ピストン21との間に形
成される圧縮室６と、前記第２のガス流路19とを連通す
る様になっている。また、固定ピストン21と操作ロッド
３との間には、貯気室22が形成され、開極動作初期にお
いては、操作ロッド３に形成された流出口20aを介し
て、操作ロッド３内に形成された第３のガス流路20と貯
気室22とを連通し、開極動作後半においては、貯気室22
が密閉される様になっている。更に、操作ロッド３の外
周には、溝により構成される第４のガス流路24が設けら
れ、固定ピストン21の先端部内周に設けられた第２のシ
ール部25が同部に至ると、貯気室22と圧縮室６とを連通
する様になっている。

＊作用＊ 第１図は本発明によるガスしゃ断器の投入状態を示す。
同図において、可動シリンダ14は第２の固定電極15と電
気的に接触状態にあり、電流は、第２の固定電極15、可
動シリンダ14、この可動シリンダ14と摺動接触する固定
シリンダ16を経て流れる外側の経路、及び前記第２の固
定電極と電気的に導通している第１の固定電極１、可動
電極２、可動シリンダ14を経て流れる内側の経路の料経
路を経て流れている。

このガスしゃ断器にしゃ断指令が与えられると、図示し
ていない操作機構部が作動して、前記可動シリンダ14及
び可動電極２が図中右側へ駆動される。この過程におい
て、まず第２の固定電極15と可動シリンダ14とが開離
し、電流は、第１の固定電極１から可動電極２、可動シ
リンダ14に至る経路のみを流れる様になる。この状態の
後に、第１の固定電極１と可動電極２とが開離し、第２
図に示す様に両電極間にアーク11が発生する。

開極動作の初期には、圧縮室６内にて圧縮された消弧性
ガスは、圧縮室６外へ流出することはできない。従っ
て、圧縮室６内のガスは極めて効果的に圧力を高められ
ることになる。開極動作が進行するにつれて、可動ピス
トン17に設けられた第１のシール部17aが前記固定シリ
ンダ16の内面に設けられた溝18へ達すると、圧縮室６内
部の消弧性ガスは溝18、可動シリンダ14と可動ピストン
17とが形成するガス流路19、可動シリンダ14及び絶縁ノ
ズル7aと可動電極２とが形成するガス流路８を経て、ア
ーク11へ吹付けられ、消弧を達成する。

一方、この開極動作初期においては、アークエネルギー
の一部は操作ロッド３内に形成されたガス流路20、同流
路20の流出口20aを経て固定ピストン21の背後に設けら
れた貯気室22へ流入し、この貯気室22内部のガス圧力を
高める。開極動作が進み、ガス流路20の流出口20aが固
定シール部23を通過すると、アークエネルギーは周囲空
間10へ排気される様になり、貯気室22内部には高圧ガス
が貯えられる。

開極動作が更に進み、第２のシール部25が、操作ロッド
３に設けられた溝により構成されるガス流路24に至る
と、貯気室22内部の高圧ガスがこのガス流路24を経て圧
縮室６へ流入する。この機構により、消弧に必要なガス
の圧力を全て機械的駆動力に依存することなく、その一
部をアークエネルギーに依存し得る様になり、機会的駆
動力の低減、即ち、操作機構部の小型化に有効である。

［他の実施例］ 前記実施例においては、パッファ形ガスしゃ断器を例と
して説明したが、本発明のガスしゃ断器は、この他に、
アークエネルギーの一部を受容して圧力を高めた消弧性
ガスをアークへ吹付ける自力消弧形ガスしゃ断器とパッ
ファ形ガスしゃ断器とを組合せたガスしゃ断器へ適用す
ることも可能である。

第３図は圧縮室６から流出したガスがアークエネルギー
を受容する昇圧室26を介してアークへ吹付けられる構造
の実施例、第４図は圧縮室６から流出したガスが昇圧室
26からのガスと独立してアークへ吹付けられる構造のガ
スしゃ断器における本発明の実施例である。どちらも同
様の効果が得られることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、開極動作の初期段
階においてはガス圧縮室からガスが流出しない様にする
ことによって、ガスを消弧に有効に利用し得ると共に、
開極動作の初期においてアークエネルギーを利用して圧
力を高めた消弧性ガスを開極動作の後期においてガス圧
縮室へ流入させてガス圧縮室の圧力を上昇せしめること
により、より小さな駆動力にて駆動可能とし、操作機構
部を小型化したガスしゃ断器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるガスしゃ断器の投入
状態を示す断面図、第２図は同実施例のしゃ断動作中を
示す断面図、第３図及び第４図は夫々本発明における他
の実施例のガスしゃ断器の投入状態を示す断面図、第５
図及び第６図は従来のパッファ形ガスしゃ断器の投入状
態及びしゃ断動作中を示す断面図である。 １……第１の固定電極、２……可動電極、３……操作ロ
ッド、４……パッファシリンダ、５……パッファピスト
ン、６……圧縮室、7a,7b……絶縁ノズル、8,19,20,24
……ガス流路、11……アーク、14……可動シリンダ、15
……第２の固定電極、16……固定シリンダ、17……可動
ピストン、18……溝、21……固定ピストン、22……貯気
室、26……昇圧室。

───────────────────────────────────────────────────── 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 （69611） リ ユ・ド・ベルサイユ130

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通の中心軸状に互いに接離可能に配置さ
   れた第１の固定電極及び可動電極と、前記第１の固定電
   極及び可動電極の周囲に位置する円筒状の第１のガス流
   路並びに前記中心軸の周囲に位置するガス噴出口を形成
   する絶縁ノズル、及びこの絶縁ノズルを一体的に固着し
   た可動シリンダとを備え、 前記第１の固定電極と可動電極が接触状態にある際には
   前記可動シリンダと電気的に接触状態にあり、これら第
   １の固定電極と可動電極とが開離動作を行なう際にはこ
   れらの電極の開離に先んじて前記可動シリンダと開離す
   る第２の固定電極を設け、 前記可動シリンダの外周にはこの可動シリンダと摺動接
   触する固定シリンダを設け、また可動シリンダの内側に
   は、可動シリンダとの間に前記第１のガス流路と連通す
   る第２のガス流路を形成し且つ前記固定シリンダ内に摺
   動接触する可動ピストンを前記可動シリンダに一体的に
   設け、前記固定シリンダ内に、前記可動ピストンとの間
   にガス圧縮室を形成し、且つその背後に貯気室を形成す
   る固定ピストンを設け、前記固定シリンダの内面には前
   記可動ピストンが第１の所定距離だけ移動した後に前記
   ガス圧縮室と前記第２のガス流路とを連通する溝を設
   け、前記可動電極と第１の固定電極とが開離した際にこ
   れら電極間に発生するアークから放散するエネルギー
   を、前記可動ピストンが第２の所定距離だけ移動するま
   での間は前記貯気室に導き、その後は周囲空間へ排気す
   る第３のガス流路と、アークより放散するエネルギーが
   前記第３のガス流路を経て周囲空間へ排気される様にな
   った後に前記貯気室と前記ガス圧縮室とを連通する第４
   のガス流路とを設けたことを特徴としてなるガスしゃ断
   器。
2. 【請求項２】第１のガス流路が、その途中に、アークエ
   ネルギーを受容してガスの圧力を高める昇圧室を有する
   ものである特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
3. 【請求項３】第１のガス流路が、アークエネルギーを受
   容してガスの圧力を高める昇圧室とは独立して設けられ
   たものである特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断
   器。