JPH0799662B2 - ガスしや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はガスしゃ断器に関し、さらに詳細にいえば、
しゃ断動作時に発生するアークにガスを吹付けることに
より消弧性能を向上させるガスしゃ断器に関する。

＜従来の技術＞ 従来から消弧性能を向上させるために、種々の構成のガ
スしゃ断器が提供されている。

このうち、しゃ断動作時に発生するアークに消弧性が優
れたガスを吹付けることにより、アークの冷却効率を高
め、短時間で消弧させるようにしたものとしては、一般
的に第３図に示すように、絶縁容器（21）の内部に固定
コンタクト（22）、および可動コンタクト（23）を取付
け、可動コンタクト（23）の所定位置を包囲する区画部
材（24）を取付けることにより、固定コンタクト取付側
を昇圧室（25）とし、可動コンタクト取付側を排気室
（26）とした構成が採用されている。（たとえば特開昭
55−128221号公報参照） ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の構成のガスしゃ断器であれば、可動コンタクト
（23）を固定コンタクト（22）から離隔させることによ
り電路をしゃ断した場合に、固定コンタクト（22）と可
動コンタクト（23）との間にアーク（27）が発生し、昇
圧室（25）の圧力が上昇するので、昇圧室（25）から排
気室（26）に向かうガス流が発生し、アークの冷却効率
を高めることにより、迅速に消弧させることができる。
特に大電流域においては、大きな昇圧効果が得られるの
で、迅速に消弧させることができる。

しかし、小電流域においては、アーク入力が小さいので
充分な昇圧効果を得ることができず、アークに対するガ
スの吹付け力が弱くなる。したがって、消弧性能を余り
向上させることができず、アークが長時間持続するとい
う不都合がある。

一方、小電流域の遮断性能に優れたガスしゃ断器も種々
提案されている。たとえば、特開昭56−6338号公報に
は、可動コンタクトにより動作されるピストンによって
負圧を発生させ、負圧を利用してアークを吸い込むよう
にしたガスしゃ断器が開示されている。この負圧作用を
利用してアークを吸い込むガスしゃ断器は、小電流域の
しゃ断には好適であるが、大電流域のしゃ断も可能にす
るには、大型化するという欠点がある。なぜなら、しゃ
断動作の初期時においては、吸込空間が排気空間を兼
ね、後半では吸込空間が排気路となる。このように吸込
空間が大電流しゃ断時の排気空間の役目を担うため、そ
の容積を大きくしなければならず、そうすると吸込ピス
トンが大型化し、必然的に大きな操作力が要求されるか
らである。

このように従来のガスしゃ断器には、アークによる圧力
上昇で吹付けを行う構成の主として大電流域しゃ断用の
ものや、負圧作用を利用してアークを吸い込む形式の主
として小電流域しゃ断用のものは個々に存在するが、こ
れら形式の異なるガスしゃ断器を組合せ、大電流域から
小電流域まで電流の大小に関わらずしゃ断性能の優れた
ガスしゃ断器という点では、満足のいくものは存在して
いなかった。

本願の発明者は、専門化として研究を重ねるうちに、従
来より主として小電流域のしゃ断に用いられていた負圧
作用を利用してアークを吸い込むガスしゃ断器の技術
と、主として大電流域のしゃ断に使用されていたアーク
による圧力上昇で吹付けを行うガスしゃ断器の両方の特
徴を融合させることにより、本願発明を完成したもので
ある。

すなわち、この発明は、電流の多少にかかわらず充分な
ガスの吹付け力を得ることができ、大電流域から小電流
域に渡るまで、良好なしゃ断性能を備えたガスしゃ断器
を提供することを目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、小電流域のしゃ断および大電流域のしゃ断
が可能なガスしゃ断器であって、 絶縁容器内に備えられ、絶縁容器内を昇圧室および排気
室に区画する区画部材と、 昇圧室内に設けられた固定コンタクトと、 区画部材に形成され、昇圧室と排気室とを連通する挿通
部と、 挿通部から排気室側へ所定長さ延び、内径が挿通部より
も大きな筒状部と、 排気室側から筒状部を通って挿通部へ挿通され、管状で
先端は開放され、後方の排気室側には排気孔が形成さ
れ、昇圧室と排気室とをその管状内空間および排気孔に
よって常に連通しており、回路導通時には固定コンタク
トに接触し、回路しゃ断時には固定コンタクトから離れ
るように動作する可動コンタクトとを備え、 挿通された可動コンタクトと挿通部との間には、昇圧室
で生じたガスを吸い込むためのガス吸込口としての間隙
が形成されており、さらに 可動コンタクトの外周の所定位置から突出し、筒状部の
内面に気密的に接して、可動コンタクトの動作に伴って
筒状部内を摺動するフランジを備え、 可動コンタクトの外周面と筒状部の内面とフランジとで
排気室とは別のガス吸込用空間が形成されており、 小電流域のしゃ断時には、可動コンタクトの動作に伴い
ガス吸込用空間の容積が増加することによって、ガス吸
込口からガス吸込用空間に流入するガス流を発生させ、 大電流域のしゃ断時には、昇圧室で生じた高圧ガス流が
ガス吸込用空間に入ってガス吸込用空間の内圧を高めて
可動コンタクトが固定コンタクトから離間する動作を補
助するようにしたことを特徴とするものである。

但し、上記筒状部の内面と可動コンタクトの外面とで形
成される空間が、所定幅のリング状を呈するものであっ
てもよく、或は上記筒状部が、内面に長手方向に延びる
複数条の突条を有するものであり、しかも上記筒状部の
内面と可動コンタクトの外面とで形成される空間が、上
記突条により複数の部分に区画されているものであって
もよい。また、上記挿通部の内面と可動コンタクトの外
面とで形成される空間が、所定幅のリング状を呈するも
のであってもよく、上記挿通部が、内面に可動コンタク
ト移動方向に延び、かつ内方突出端部が可動コンタクト
の外面と接触する複数条の突条を有するものであり、し
かも上記挿通部の内面と可動コンタクトの外面とで形成
される空間が、上記突条により複数の部分に区画されて
いるものであってもよい。

＜作用＞ この発明によれば、小電流域のしゃ断をする場合には、
排気室とは別に設けられたガス吸込用空間の容積が増加
して、ガス吸込口からガス吸込用空間に流入するガス流
が発生される。つまり可動コンタクトの外周面と筒状部
の内周面とフランジで形成されるガス吸込用空間の容積
増加によって、負圧作用を利用してアークを吸い込む吸
込吸付のガス流を生じさせる。

一方、大電流域のしゃ断の際には、昇圧室と排気室との
圧力差により生じるガス流により、効果的な昇圧吹付が
行われ、自己膨張形のしゃ断器としての機能を発揮す
る。

さらに、この大電流域のしゃ断の際には、昇圧室で発生
した圧力がガス吸込口からガス吸込用空間内へも入り、
その結果ガス吸込用空間の内圧が高められて、可動コン
タクトが固定コンタクトから離間するのを助け、離間速
度を速める等の作用も生じる。

さらに、ガス吸込用空間の入口であるガス吸込口は、可
動コンタクトの先端部外側、すなわち発生するアークの
足の近くに位置するため、イオン化ガス、高圧ガスを効
果的にこのガス吸込用空間内へ吸い込むことができる。

さらに、昇圧室と排気室とは可動コンタクトの内空間に
より連通されてガス流路が形成されているので、電流域
に無関係に自己膨張形のしゃ断機能があり、かつ、昇圧
室と排気室とのガスの置換が行われ、老化ガスの滞留を
防ぎ、消弧、絶縁性能の低下を防止することができる。

さらに、ガス吸込用空間と排気室とは別室であり、ガス
吸込用空間は、小電流域しゃ断用に小形に設計すること
ができ、ガス吸込用空間へのガスの吸込の際に、可動コ
ンタクトを操作する操作力を小さく抑えることができ
る。

さらに、上記挿通部が、内面に可動コンタクト移動方向
に延び、かつ内方突出端部が可動コンタクトの外面と接
触する複数条の突条を有するものであり、しかも上記挿
通部の内面と可動コンタクトの外面とで形成される空間
が、上記突条により複数の部分に区画されているもので
あれば、しゃ断時におけるアークの足が外方に移動する
ことを阻止して十分なガスの吹付けを達成することがで
き、挿通部の内面が可動コンタクトの外面より大径の筒
状に形成されている場合においてアークの足が外側に移
動して十分なガスの吹付けを達成することができない虞
れがあるという不都合を解消することができるととも
に、可動コンタクトのセンター合せを確実に行なうこと
ができる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明のガスしゃ断器の一実施例を示す縦断
面図であり、筒状の絶縁容器（１）の上部、および下部
にそれぞれ上部導体（２）、下部導体（３）を取付けて
いる。そして、上部導体（２）の下面中央部に筒状の固
定コンタクト（４）を取付けているとともに、下部導体
（３）の中央部を貫通させて筒状の可動コンタクト
（５）を上下動可能に取付けている。また、固定コンタ
クト（４）を包囲させて昇圧筒（６）を取付けることに
より、外部を排気室（７）とし、内部を昇圧室（８）と
している。

さらに詳細に説明すると、上記昇圧筒（６）は、所定位
置に可動コンタクト（５）を挿通することができ、しか
も挿通状態においてガスの流通を許容する空間を形成す
ることができる挿通部（９）を形成しているとともに、
挿通部（９）と連通し、かつ排気室（７）側に延びる筒
状部（10）を形成している。そして、上記可動コンタク
ト（５）の外面所定位置に、筒状部（10）の内面と気密
的に接触するフランジ（11）を形成し、可動コンタクト
（５）のフランジ（11）より上方部分外面と筒状部（1
0）の内面との間にガス吸込み用の空間（12）を形成
し、可動コンタクト（５）の固定コンタクト（４）から
離隔する方向の移動により上記空間（12）の内容積が増
加するようにしている。また、可動コンタクト（５）
の、フランジ（11）より下部導体（３）に近接する所定
位置に排気孔（13）を形成している。

尚、（14）は下部導体（３）と可動コンタクト（５）と
の電気的接触を良好に保持する集電子である。

以上の構成であれば、第１図に示す通電状態から、第２
図に示すように可動コンタクト（５）を下方に移動させ
ることにより電路のしゃ断を行なおうとすれば、固定コ
ンタクト（４）と可動コンタクト（５）との間にアーク
（15）が発生する。

この場合において、アーク（15）が発生することによ
り、昇圧室（８）の内圧が上昇するので、昇圧室（８）
と排気室（７）との間に圧力差が発生し、この圧力差に
対応するガス流（16）（昇圧室（８）から排気室（７）
に向かうガス流）が形成される。

また、可動コンタクト（５）が固定コンタクト（４）か
ら離隔する方向に移動させられることにより、可動コン
タクト（５）の外面と、筒状部（10）の内面と、フラン
ジ（11）とで形成される空間（12）の内容積が増加し、
負圧となるので、昇圧室（８）と空間（12）との間に発
生する圧力差に対応するガス流（17）（昇圧室（８）か
ら空間（12）に向かうガス流）が形成される。

したがって、上記ガス流（16）（17）によりアーク（1
5）が効果的に冷却させられ、良好なしゃ断性能を発揮
させることができる。

さらに詳細に説明すると、大電流をしゃ断する場合に
は、アーク入力が大きいので、ガス流（16）による吹付
け効果が高く、従来から汎用されているガス吹付け式の
ガスしゃ断器と同様に良好なしゃ断性能を発揮すること
ができるが、可動コンタクト（５）を固定コンタクト
（４）から離隔させるために必要な駆動力の一部を、昇
圧室（８）と排気室（７）との差圧がフランジ（11）に
作用することにより確保することができるので、外部か
ら可動コンタクト（５）に与える駆動力を小さくするこ
とができるという利点を有することになる。

他方、小電流をしゃ断する場合には、アーク入力が小さ
いので、ガス流（16）による吹付け効果が余り高くない
が、負圧を利用して発生させるガス流（17）による吹付
け効果が、上記吹付け効果より大きく作用するので、従
来から汎用されているガス吹付け式のガスしゃ断器にお
いては余り良好なしゃ断性能を発揮させることができな
かったのと比較して、優れたしゃ断性能を発揮させるこ
とができるという利点を有することになる。この場合に
おいて、ガス吸込用空間（12）の容積は、小電流域のし
ゃ断のみを考えて設計すればよく、その容積は排気室
（７）との関係とは無関係に設計できるから、小容積に
することができる。その結果、小電流域しゃ断時におけ
る可動コンタクト（５）の操作力を小さく抑えることが
できるという利点も有する。

また、以上の説明から明らかなように、ガス吸込み用の
空間（12）が可動コンタクト（５）の先端部外側（アー
ク（15）の足の極く近く）に形成されているため、イオ
ン化ガス、高温ガスを効果的に吸込むことができ、しか
も装置を全体として小形化することができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば固定コンタクト（４）に近接させてコイルを
取付け、アーク電流をコイルに導いて磁界を発生させ、
アーク（15）を回転させることにより大電流域での消弧
性能を一層向上させることが可能である他、この発明の
要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明は、アークに対するガスの吹付け
力を所定値以上に制御でき、アーク電流の多少に拘わら
ず確実に消弧させることができるという特有の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のガスしゃ断器の一実施例を示す縦断
面図、 第２図は動作状態を説明する図、 第３図は従来例を示す縦断面図。 （１）……絶縁容器、（４）……固定コンタクト、 （５）……可動コンタクト、（７）……排気室、（８）
……昇圧室、 （９）……挿通部、（10）……筒状部、（11）……フラ
ンジ、 （12）……空間、（13）……排気孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小電流域のしゃ断および大電流域のしゃ断
   が可能なガスしゃ断器であって、 絶縁容器内に備えられ、絶縁容器内を昇圧室および排気
   室に区画する区画部材と、 昇圧室内に設けられた固定コンタクトと、 区画部材に形成され、昇圧室と排気室とを連通する挿通
   部と、 挿通部から排気室側へ所定長さ延び、内径が挿通部より
   も大きな筒状部と、 排気室側から筒状部を通って挿通部へ挿通され、管状で
   先端は開放され、後方の排気室側には排気孔が形成さ
   れ、昇圧室と排気室とをその管状内空間および排気孔に
   よって常に連通しており、回路導通時には固定コンタク
   トに接触し、回路しゃ断時には固定コンタクトから離れ
   るように動作する可動コンタクトとを備え、 挿通された可動コンタクトと挿通部との間には、昇圧室
   で生じたガスを吸い込むためのガス吸込口としての間隙
   が形成されており、さらに 可動コンタクトの外周の所定位置から突出し、筒状部の
   内面に気密的に接して、可動コンタクトの動作に伴って
   筒状部内を摺動するフランジを備え、 可動コンタクトの外周面と筒状部の内面とフランジとで
   排気室とは別のガス吸込用空間が形成されており、 小電流域のしゃ断時には、可動コンタクトの動作に伴い
   ガス吸込用空間の容積が増加することによって、ガス吸
   込口からガス吸込用空間に流入するガス流を発生させ、 大電流域のしゃ断時には、昇圧室で生じた高圧ガス流が
   ガス吸込用空間に入ってガス吸込用空間の内圧を高めて
   可動コンタクトが固定コンタクトから離間する動作を補
   助するようにしたことを特徴とするガスしゃ断器。
2. 【請求項２】筒状部の内面と可動コンタクトの外面とで
   形成される空間が、所定幅のリング状を呈するものであ
   る上記特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
3. 【請求項３】筒状部が、内面に長手方向に延びる複数条
   の突条を有するものであり、筒状部の内面と可動コンタ
   クトの外面とで形成される空間が、上記突条により複数
   の部分に区画されているものである上記特許請求の範囲
   第１項記載のガスしゃ断器。
4. 【請求項４】挿通部の内面と可動コンタクトの外面とで
   形成される空間が、所定幅のリング状を呈するものであ
   る上記特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
5. 【請求項５】挿通部が、内面に可動コンタクト移動方向
   に延び、かつ内方突出端部が可動コンタクトの外面と接
   触する複数条の突条を有するものであり、挿通部の内面
   と可動コンタクトの外面とで形成される空間が、上記突
   条により複数の部分に区画されているものである上記特
   許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。