JPH0799661B2 - ガス遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアークによる昇圧効果を利用して消弧を行うガ
ス遮断器に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のガス遮断器は、第２図に示すように、絶
縁筒体１とその両端の開口部を閉塞する上部端子２及び
下部端子３とにより構成された容器４を備え、該容器４
内にはSF₆ガスの如き消弧性ガスが封入されている。上
部端子２には、容器４内に突出した第１の接触子５が固
定され、下部端子３を気密かつ摺動自在に貫通して容器
４内に第２の接触子６が挿入されている。第１の接触子
５と第２の接触子６とはそれぞれの軸線を共有するよう
に設けられれていて、第２の接触子６は図示しない絶縁
操作棒を介して操作器に連結されている。第１の接触子
５内には軸線方向に延びるガス通路７が設けられ、第２
の接触子６の先端側にも軸線方向に延びるガス通路８が
設けられている。容器４内にはまた、第１の接触子５及
び第２の接触子６の先端部附近を取り囲む昇圧室構成体
９が設けられ、この昇圧室構成体９は第１の接触子５の
途中に固定されている。昇圧室構成体９の内部に昇圧室
10が形成され、その外部に排気室11が形成されている。
第２の接触子６は昇圧室構成体９の壁部を摺動自在に貫
通した状態で設けられていて、図示しない操作器により
操作されて、第１の接触子５に内側から所定の接触代を
もって接触した状態になる投入位置と、第２の接触子５
から所定の絶縁距離を隔てた状態になる遮断位置との間
を直線変位させられる。第１の接触子５内のガス通路７
は該第１の接触子５の上部導体側の端部に設けられた一
定の大きさの排気口12を通して排気室11に連通させられ
ている。また第２の接触子６には、その内部のガス通路
８を外部に連通させる一定の大きさの排気口13が設けら
れ、第２の接触子６が第１の接触子５から開離したとき
に排気口13が昇圧室構成体９の外部に出てガス通路８を
排気室11に連通させるようになっている。

このガス遮断器において、第１の接触子６が第２の接触
子５に接触している投入状態では、上部端子２−第１の
接触子５−第２の接触子６−下部端子３の経路で主回路
電流が流れる。第２の接触子６が第１の接触子５から開
離すると、第１の接触子５と第２の接触子６との間にア
ーク14が発生する。アーク14が発生するとその熱により
昇圧室10内の消弧ガス（SF₆ガス）が加熱されて膨脹
し、昇圧室10内の圧力が上昇するため、消弧性ガスが第
１の接触子５と第２の接触子６内のガス通路7,8を通っ
て排気口12,13より排気室11内に排出される。このとき
に生じるガス流がアーク14に吹き付けられ、このガス流
によりアークが冷却されて電流の零点で消弧させられ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のようにアーク14による昇圧効果により昇圧室10と
排気室11との間に気圧差を生じさせてガス流を作り、消
弧を行わせるガス遮断器では、排気口12,13の断面積が
消弧性能に大きな影響を与える。第２図に示した従来の
ガス遮断器では排気口12,13の排気断面積を大きくする
と、昇圧室10内の圧力が十分に上昇しないためガス流の
速度が上らず、消弧性能が低下する。逆に、排気断面積
を小さくすると、昇圧室10内の圧力は上昇するが、排気
量が小さいためガス流の速度が上がらないだけでなく、
アーク14により分解したガスが排気されずに接触子5,6
の先端部周辺に残留して絶縁性の回復が遅れるため、消
弧性能が低下するという問題が生じる。特に第２図に示
した遮断器は、小電流域で十分な昇圧効果が得られず、
消弧性能が悪いという問題があった。

本発明の目的は、昇圧効果及び排気効果を高めて、消弧
性能を向上させたガス遮断器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明が対象とするガス遮断器では、消弧性ガスが封入
された容器内で接離可能な第１及び第２の接触子が対向
配置されている。容器内には第１及び第２の接触子の少
なくとも先端部付近を囲むように昇圧室構成体が設けら
れて該昇圧室構成体の内側に昇圧室が構成され、昇圧室
構成体の外側に排気室が形成されている。

本発明においては、昇圧室構成体が、第１の接触子に支
持されていて第２の接触子側に開口するように形成され
た第１の昇圧室構成用壁体と、第２の接触子に支持され
ていて第１の接触子側に開口するように形成された第２
の昇圧室構成用壁体とからなっていて、第１及び第２の
接触子が互いに接触する方向に相対的に変位したときに
第１の昇圧室構成用壁体が第２の昇圧室構成用壁体内に
入り込むように構成されている。

第２の昇圧室構成用壁体の内側には、該第２の昇圧室構
成用壁体の内面に接触しつつ軸線方向に変位自在なリン
グ状の可動弁体が配置され、第２の昇圧室構成用壁体の
開口端部には、可動弁体に当接して該可動弁体の脱出を
阻止するストッパ部が設けられている。また第２の昇圧
室構成用壁体の内側には、可動弁体をストッパ部側に付
勢するバネが設けられている。

そして本発明においては、第１の接触子と第２の接触子
とが所定の接触代をもって接触した投入状態にあるとき
にストッパ部が可動弁体から離れた位置にあってバネの
付勢力により可動弁体を第１の昇圧室構成用壁体の開口
端部に当接させ、第１及び第２の接触子が開離した後に
ストッパ部が可動弁体に当接して該可動弁体を第１の昇
圧室構成用壁体の開口端部から引き離すように、第１及
び第２の昇圧室構成用壁体と可動弁体との位置関係が設
定され、可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の開口端部
に当接した状態にある間、該可動弁体により第１の昇圧
室構成用壁体の開口部が閉じられるように構成されてい
る。

［作用］ 上記のガス遮断器において、第１の接触子と第２の接触
子とが所定の接触代を持って接触している投入状態で
は、バネの付勢力により可動弁体が第１の昇圧室構成用
壁体の開口端部に当接した状態に保持され、これにより
第１の昇圧室構成用壁体の開口部が閉じられているた
め、昇圧室内は閉塞された状態にある。第１の接触子と
第２の接触子とが互いに離れる方向に変位すると、可動
弁体と第２の昇圧室構成用壁体との間に相対的な変位が
生じ、ストッパ部が可動弁体に近付いていくが、ストッ
パ部が可動弁体から離れている間は、可動弁体が第１の
昇圧室構成用壁体の開口端部に当接した状態に保持され
る。ストッパ部は第１及び第２の接触子が開離した後に
可動弁体に当接して該可動弁体を第１の昇圧室構成用壁
体から引き離す。

第１及び第２の接触子が開離して両者間にアークが発生
した瞬間には未だ可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の
開口部を閉じた状態にあり、昇圧室は閉塞された状態に
ある。従って第１及び第２の接触子が開離してアークが
発生するとその強大な熱エネルギーにより昇圧室内のガ
スが急速に膨脹させられ、昇圧室内のガスの圧力が十分
に上昇させられる。第１及び第２の接触子が開離した
後、可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の開口端部から
引き離されると、第１の昇圧室構成用壁体の開口部と可
動弁体との間に排気口が形成され、昇圧室内の高圧ガス
がこの排気口を通して一気に排出されるため、高速のガ
ス流が生じ、このガス流がアークに吹き付けられる。従
ってアークはガスの消弧作用により、電流の零点で消滅
させられる。

このように、本発明においては、アークが発生したとき
に昇圧室が閉塞された状態にあるため、昇圧室内の圧力
を十分に高めることができ、しかも可動弁体が第１の昇
圧室構成用壁体の開口部から離れた後は、可動弁体と第
１の昇圧室構成用壁体の開口部との間に十分大きな開口
断面積を持つ排気口を形成できるため、大量の高速ガス
流をアークに吹き付けることができる。従って消弧性能
を高めることができ、小電流域でも高い消弧性能を得る
ことができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示したもので、同図において
第２図の各部と対応する部分には同一符号を付して示し
ている。

第１図において４は絶縁筒体１と上部端子２及び下部端
子３とからなる容器、５及び６は容器４内で接離し得る
ように対向配置された第１及び第２の接触子である。第
２の接触子６は中実の棒状に形成され、下部端子３に設
けられた集電接触子19に接触させられている。第１の接
触子５の内部には第２図の遮断器と同様にガス通路７が
形成され、第１の接触子５の端部には、ガス通路７を排
気室11内に連通させる排気口12が設けられている。第２
の接触子６は図示しない操作器により直線変位させられ
るようになっていて、第１図の右半分に示したように第
１の接触子５と所定の接触代をもって接触した状態なる
投入位置と、第２図の左半分に示したように第１の接触
子５から離れて該第１の接触子との間に所定の絶縁距離
を隔てた状態になる遮断位置との間を変位させられる。

本実施例のガス遮断器では、昇圧室構成体９が、第１の
接触子５に支持されていて第２の接触子側に開口するよ
うに形成された第１の昇圧室構成用壁体9aと、第２の接
触子６に支持されていて第１の接触子６側に開口するよ
うに形成された第２の昇圧室構成用壁体9bとに２分割さ
れている。第２の昇圧室構成用壁体9bは第１の昇圧室構
成用壁体9aより内径が大きく形成されていて、第１及び
第２の接触子５及び６が互いに接触する方向に相対的に
変位したときに第１の昇圧室構成用壁体9aが第２の昇圧
室構成用壁体9bに入り込むように構成されている。

第２の昇圧室構成用壁体9b内には、該第２の昇圧室構成
用壁体の内周に接触しつつ軸線方向に変位自在なリング
状の可動弁体15が嵌合され、第２の昇圧室構成用壁体9b
の開口端部の内周部には、可動弁体15に当接して該可動
弁体の昇圧室構成用壁体9bからの脱出を阻止するストッ
パ部17が突設されている。可動弁体15と第２の昇圧室構
成用壁体9bの底部との間に可動弁体15をストッパ部17側
に付勢するバネ16が配置されている。

可動弁体15は、第１図の右半分に示したように第１の接
触子５と第２の接触子６とが所定の接触代をもって接触
した投入状態にあるときにストッパ部17から離れた位置
にあって、バネ16の付勢力により第１の昇圧室構成用壁
体9aの開口端部に接触した状態に保持されている。この
状態で、第２の昇圧室構成用壁体9bが第１の昇圧室構成
用壁体9aと所定のラップ代ｌをもってオーバーラップす
るように第２の昇圧室構成用壁体9bの長さが設定されて
いる。

第２の接触子６が第１の接触子５から離れる方向に変位
すると、第２の昇圧室構成用壁体9bと可動弁体15との間
に相対的な変位が生じ、ストッパ部17が可動弁体15側に
変位していく。本発明では、第２の接触子６が第１の接
触子５から開離した後に、ストッパ部17が可動弁体15に
当接して該可動弁体15を第１の昇圧室構成用壁体9aから
引き離すように、第１及び第２の昇圧室構成用壁体9a及
び9bとストッパ部17との位置関係が設定され、可動弁体
15が第１の昇圧室構成用壁体9aの開口端部に当接した状
態にある間、該可動弁体15により第１の昇圧室構成用壁
体9aの開口部が閉じられるようになっている。

その他の点は第２図のガス遮断器と同様に構成され、容
器４内にはSF₆ガスが所定の圧力で封入されている。

上記のガス遮断器において、第１図の右半分に示したよ
うに、第１の接触子５と第２の接触子６とが所定の接触
代を持って接触している投入状態では、可動弁体15が第
１の昇圧室構成用壁体9aの開口端部に当接して第１の昇
圧室構成用壁体9aの開口部を閉じているため、昇圧室10
は閉じられた状態にある。

電流を遮断するために第２の接触子６が第１の接触子５
から離れる方向に変位すると、ストッパ部17が可動弁体
15側に移動していくが、ストッパ部17が可動弁体15から
離れている間は該可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体9a
の開口端部に接触した状態に保持され、昇圧室10は閉じ
た状態に保持される。本発明では、第１及び第２の接触
子５及び６が開離した後にストッパ部17が可動弁体15に
当接して、該可動弁体を第１の昇圧室構成用壁体から引
き離すようになっているため、第１及び第２接触子５及
び６が開離して両者間にアークが発生した瞬間には未だ
可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の開口部を閉じた状
態にある。従って、第１及び第２の接触子が開離してア
ークが発生するとその強大な熱エネルギーにより昇圧室
内のガスが急速に膨脹させられる。このガスの膨脹はき
わめて急速に行われるため、排気口12が実質的に閉塞さ
れた状態になり、昇圧室内の圧力は急激に上昇させられ
る。

第１及び第２の接触子が開離した後、ストッパ部17が可
動弁体15に当接すると、第１図の左半分に示したよう
に、第２の接触子６の移動に伴って可動弁体15が第１の
昇圧室構成用壁体9aの開口端部から引き離される。この
とき第１の昇圧室構成用壁体9aの開口端部と可動弁体15
との間に大きな開口断面積を有する排気口18が形成され
ため、昇圧室10内のガスが、図に矢印A,Bで示したよう
に排気口18から一気に吹き出し、大量の高速ガス流がア
ークに吹き付けられる。昇圧室10内のガスが吹き出す
と、昇圧室10内の圧力が低下し、逆に排気室11内の圧力
が上昇するため、今度は吹き返しにより、排気室11内の
消弧性ガスが矢印Ｃで示したようにガス通路７内に流れ
込み、この吹き返しによるガス流は矢印Ａで示したよう
に排気口18から流出する。

このように、可動弁体15が昇圧室構成用壁体9aから離れ
ると、吹き出し及び吹き返しにより大量の高速ガス流が
生じ、このガス流がアークに吹き付けられるため、アー
クはSF₆ガスの冷却作用により冷却されて電流の零点で
消滅させられる。また矢印Ｃに沿って流れる吹き返しに
よるガス流により、アーク発生空間のガスが新鮮なガス
と置換され、第１及び第２の接触子の先端部附近の絶縁
性が急速に回復させられるため、消弧性能が向上し、小
電流域でも高い消弧性能を得ることができる。

上記の実施例では、第１及び第２の接触子５及び６の
内、一方の接触子６を可動としているが、両接触子を可
動としてもよい。

また上記の実施例では、第１の接触子５に排気口12を設
けているが、この排気口12は省略することもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、昇圧室構成体を第１及
び第２の接触子にそれぞれ支持された第１の昇圧室構成
用壁体及び第２の昇圧室構成用壁体に分割するととも
に、第２の昇圧室構成用壁体に可動弁体を設けて、第１
及び第２の接触子が投入された状態にあるときに可動弁
体を第１の昇圧室構成用壁体の開口端部に当接させ、両
接触子が開離した後に可動弁体を第１の昇圧室構成用壁
体の開口端部から引き離して、可動弁体と第１の昇圧室
構成用壁体の開口端部との間に排気口を形成するように
したので、アークが発生したときに昇圧室を閉塞状態に
して、昇圧室内の圧力を十分に高めることができ、しか
も可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の開口部から離れ
た後は、可動弁体と第１の昇圧室構成用壁体の開口部と
の間に十分大きな開口断面積を持つ排気口を形成して、
大量の高速ガス流をアークに吹き付けることができる。
従って消弧性能を高めることができ、小電流域でも高い
消弧性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を左右の半部を異なる動作状態
で示した縦断面図、第２図は従来のガス遮断器の縦断面
図である。 ４……容器、5,6……第1,第２の接触子、７……ガス流
路、９……昇圧室壁体、9a,9b……第1,第２の昇圧室構
成用壁体、10……昇圧室、11……排気室、12……排気
口、14……アーク、15……可動弁体、16……バネ、17…
…ストッパ部、18……排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消弧性ガスが封入された容器内に接離可能
   な第１及び第２の接触子が対向配置され、前記容器内で
   前記第１及び第２の接触子の少なくとも先端部付近を囲
   むように昇圧室構成体が設けられて該昇圧室構成体の内
   側に昇圧室が構成され、前記昇圧室構成体の外側に排気
   室が形成されているガス遮断器において、 前記昇圧室構成体は、前記第１の接触子に支持されて第
   ２の接触子側に開口するように形成された第１の昇圧室
   構成用壁体と、前記第２の接触子に支持されて第１の接
   触子側に開口するように形成された第２の昇圧室構成用
   壁体とからなり、 前記第２の昇圧室構成用壁体の内側には、該第２の昇圧
   室構成用壁体の内面に接触しつつ軸線方向に変位自在な
   リング状の可動弁体が配置され、 前記第２の昇圧室構成用壁体の開口端部には前記可動弁
   体に当接して該可動弁体の移動を阻止するストッパ部が
   設けられ、 また前記第２の昇圧室構成用壁体内には、前記可動弁体
   をストッパ部側に付勢するバネが設けられてなり、 前記第１の接触子と第２の接触子とが所定の接触代をも
   って接触した投入状態にあるときに前記ストッパ部が可
   動弁体から離れた位置にあって前記バネの付勢力により
   可動弁体を第１の昇圧室構成用壁体の開口端部に当接さ
   せ、第１及び第２の接触子が開離した後に前記ストッパ
   部が可動弁体に当接して該可動弁体を第１の昇圧室構成
   用壁体の開口端部から引き離すように、前記第１及び第
   ２の昇圧室構成用壁体と可動弁体との位置関係が設定さ
   れ、 前記可動弁体が第１の昇圧室構成用壁体の開口端部に当
   接した状態にある間該可動弁体により第１の昇圧室構成
   用壁体の開口部が閉じられるように構成されていること
   を特徴とするガス遮断器。