JPH08203395A - ガス遮断器 - Google Patents
ガス遮断器Info
- Publication number
- JPH08203395A JPH08203395A JP790795A JP790795A JPH08203395A JP H08203395 A JPH08203395 A JP H08203395A JP 790795 A JP790795 A JP 790795A JP 790795 A JP790795 A JP 790795A JP H08203395 A JPH08203395 A JP H08203395A
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- Japan
- Prior art keywords
- taper portion
- circuit breaker
- reverse
- gas circuit
- reverse taper
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
- H01H33/703—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle having special gas flow directing elements, e.g. grooves, extensions
Landscapes
- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、進み小電流遮断性能の向上を
図ることのできる絶縁物ノズルを備えたガス遮断器を提
供することにある。 【構成】上記目的を達成するために、絶縁物ノズルのス
ロート部下流側の末広部内面に順テーパ部と逆テーパ部
を周方向に連続して設けその関係寸法を最適化した。更
に、順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものを一組以
上設けた。 【効果】本発明によれば、絶縁物ノズル内面に設けた順
テーパ部及び逆テーパ部の関係寸法を最適にしたことに
より、固定アーク接触子先端部分のガス密度を最大限に
高めることができ、かつ順テーパ部と逆テーパ部を一組
以上設けたことによりガス密度を高めた状態を持続でき
るため、絶縁耐力が上昇し進み小電流遮断性能を向上さ
せることができる。
図ることのできる絶縁物ノズルを備えたガス遮断器を提
供することにある。 【構成】上記目的を達成するために、絶縁物ノズルのス
ロート部下流側の末広部内面に順テーパ部と逆テーパ部
を周方向に連続して設けその関係寸法を最適化した。更
に、順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものを一組以
上設けた。 【効果】本発明によれば、絶縁物ノズル内面に設けた順
テーパ部及び逆テーパ部の関係寸法を最適にしたことに
より、固定アーク接触子先端部分のガス密度を最大限に
高めることができ、かつ順テーパ部と逆テーパ部を一組
以上設けたことによりガス密度を高めた状態を持続でき
るため、絶縁耐力が上昇し進み小電流遮断性能を向上さ
せることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス遮断器に係り、進み
小電流遮断性能の向上を図ることのできる絶縁物ノズル
を備えたガス遮断器に関する。
小電流遮断性能の向上を図ることのできる絶縁物ノズル
を備えたガス遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の高電圧・大容量化と機器設置
スペースの有効利用に対応するため、ガス遮断器はユニ
ット遮断部の高電圧・大容量化の方向にある。一方、１
遮断ユニット当りの電圧を高くすると、短い開極距離で
非常に高い電圧の加わる進み小電流遮断責務が非常に苛
酷になり、その性能向上が望まれている。
スペースの有効利用に対応するため、ガス遮断器はユニ
ット遮断部の高電圧・大容量化の方向にある。一方、１
遮断ユニット当りの電圧を高くすると、短い開極距離で
非常に高い電圧の加わる進み小電流遮断責務が非常に苛
酷になり、その性能向上が望まれている。
【０００３】この種のガス遮断器の従来例として、特公
平4−35857号，特公平4−35858号に開示された、周方向
に順テーパ部とそれに連なって逆テーパ部を設けたノズ
ル，順テーパ部と逆テーパ部の角度を特定したノズルが
挙げられる。
平4−35857号，特公平4−35858号に開示された、周方向
に順テーパ部とそれに連なって逆テーパ部を設けたノズ
ル，順テーパ部と逆テーパ部の角度を特定したノズルが
挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ガスの流れを制御する絶縁物ノズルの順テーパ部お
よび逆テーパ部形状が、進み小電流遮断性能を向上させ
る上で必ずしも最適に選定されない、という恐れがあっ
た。例えば、順テーパ部とそれに連なる逆テーパ部の角
度は特定されているものの、テーパ部の山径・谷径の関
係等は特定されておらず固定アーク接触子の外径に比し
て必要以上に深い谷径として、この空間での渦流の発生
を助長し極間絶縁耐力の低下を招きかねない、という問
題があった。
は、ガスの流れを制御する絶縁物ノズルの順テーパ部お
よび逆テーパ部形状が、進み小電流遮断性能を向上させ
る上で必ずしも最適に選定されない、という恐れがあっ
た。例えば、順テーパ部とそれに連なる逆テーパ部の角
度は特定されているものの、テーパ部の山径・谷径の関
係等は特定されておらず固定アーク接触子の外径に比し
て必要以上に深い谷径として、この空間での渦流の発生
を助長し極間絶縁耐力の低下を招きかねない、という問
題があった。
【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
決し、極間絶縁耐力の向上を図ることのできるガス遮断
器を提供することにある。
決し、極間絶縁耐力の向上を図ることのできるガス遮断
器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、絶縁物ノズルのスロート部下流側の末広部内面に、
順テーパ部とそれに連なる逆テーパ部を周方向に連続し
て設け、逆テーパ部面と可動アーク接触子の動作軸との
なす角度が順テーパ部面と可動アーク接触子の動作軸と
のなす角度以下、逆テーパ部面の動作軸方向長さが順テ
ーパ部面の動作軸方向長さ以下、順テーパ部と逆テーパ
部のなす三角形の谷径が前記三角形の上流側山径を越え
かつ前記山径の１.５ 倍以下となるよう形成し、ガスの
流れを制御した。更に、順テーパ部と逆テーパ部を一組
としたものを一組以上形成し、ガス流の制御を強化し
た。
め、絶縁物ノズルのスロート部下流側の末広部内面に、
順テーパ部とそれに連なる逆テーパ部を周方向に連続し
て設け、逆テーパ部面と可動アーク接触子の動作軸との
なす角度が順テーパ部面と可動アーク接触子の動作軸と
のなす角度以下、逆テーパ部面の動作軸方向長さが順テ
ーパ部面の動作軸方向長さ以下、順テーパ部と逆テーパ
部のなす三角形の谷径が前記三角形の上流側山径を越え
かつ前記山径の１.５ 倍以下となるよう形成し、ガスの
流れを制御した。更に、順テーパ部と逆テーパ部を一組
としたものを一組以上形成し、ガス流の制御を強化し
た。
【０００７】
【作用】絶縁物ノズルのスロート部下流側の末広部内面
に順テーパ部と逆テーパ部を設けることにより、この空
間でガス流を減速して固定アーク接触子先端部分のガス
密度を上昇させることが可能である。この時、順テーパ
部と逆テーパ部の関係寸法を上記（課題を解決するため
の手段）で述べた如く設定することにより渦流の発生が
最小限に抑制され、固定アーク接触子先端部分のガス密
度は最大限に高められ極間絶縁耐力は向上する。更に、
順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものを連続して設
けることにより、極間絶縁耐力の向上は持続する。
に順テーパ部と逆テーパ部を設けることにより、この空
間でガス流を減速して固定アーク接触子先端部分のガス
密度を上昇させることが可能である。この時、順テーパ
部と逆テーパ部の関係寸法を上記（課題を解決するため
の手段）で述べた如く設定することにより渦流の発生が
最小限に抑制され、固定アーク接触子先端部分のガス密
度は最大限に高められ極間絶縁耐力は向上する。更に、
順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものを連続して設
けることにより、極間絶縁耐力の向上は持続する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す断面図であり、１は
遮断動作中にパッファシリンダ４と固定ピストン５によ
り発生する圧縮された消弧性ガスを可動アーク接触子６
と固定アーク接触子２の間に発生したアークへ吹付ける
ガイドを兼ねた可動絶縁物ノズルである。３は可動集電
子、７は固定集電子である。絶縁物ノズル１にはスロー
トＡ−Ｂ部の下流側の末広部内面Ｂ−Ｅに順テーパ部Ｂ
−Ｃ及びこれに連なる逆テーパ部Ｃ−Ｄが周方向に連続
して形成され、本実施例の場合は前記順テーパ部と逆テ
ーパ部を一組としたものが二組設けられている。そして
逆テーパ部Ｃ−Ｄが可動アーク接触子６の動作軸となす
角度θ1 と順テーパ部Ｂ−Ｃが可動アーク接触子６の動
作軸となす角度θ2との関係はθ1／θ2＝０.９、逆テー
パ部Ｃ−Ｄの動作軸方向長さｌ1と順テーパ部Ｂ−Ｃの
動作軸方向長さｌ2との関係はｌ1／ｌ2＝０.９ 、順テ
ーパ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄのなす三角形ＢＣＤの
点Ｃでの谷径φ2 と点Ｂでの上流側山径φ1との関係は
φ2／φ1＝１.４に各々設定されている。進み小電流遮
断では短絡電流遮断と違って遮断電流が小さいためガス
のイオン化が殆ど行われず、冷ガス状態における絶縁耐
力により性能が左右される。ガスの絶縁耐力はガス密度
に依存することから、進み小電流遮断性能はガス密度と
密接に関係している。上述のθ1／θ2，ｌ1／ｌ2，φ2
／φ1の設定は固定アーク接触子２の先端のガス密度を
でき得る限り高く保持するためである。
る。図１は本発明の一実施例を示す断面図であり、１は
遮断動作中にパッファシリンダ４と固定ピストン５によ
り発生する圧縮された消弧性ガスを可動アーク接触子６
と固定アーク接触子２の間に発生したアークへ吹付ける
ガイドを兼ねた可動絶縁物ノズルである。３は可動集電
子、７は固定集電子である。絶縁物ノズル１にはスロー
トＡ−Ｂ部の下流側の末広部内面Ｂ−Ｅに順テーパ部Ｂ
−Ｃ及びこれに連なる逆テーパ部Ｃ−Ｄが周方向に連続
して形成され、本実施例の場合は前記順テーパ部と逆テ
ーパ部を一組としたものが二組設けられている。そして
逆テーパ部Ｃ−Ｄが可動アーク接触子６の動作軸となす
角度θ1 と順テーパ部Ｂ−Ｃが可動アーク接触子６の動
作軸となす角度θ2との関係はθ1／θ2＝０.９、逆テー
パ部Ｃ−Ｄの動作軸方向長さｌ1と順テーパ部Ｂ−Ｃの
動作軸方向長さｌ2との関係はｌ1／ｌ2＝０.９ 、順テ
ーパ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄのなす三角形ＢＣＤの
点Ｃでの谷径φ2 と点Ｂでの上流側山径φ1との関係は
φ2／φ1＝１.４に各々設定されている。進み小電流遮
断では短絡電流遮断と違って遮断電流が小さいためガス
のイオン化が殆ど行われず、冷ガス状態における絶縁耐
力により性能が左右される。ガスの絶縁耐力はガス密度
に依存することから、進み小電流遮断性能はガス密度と
密接に関係している。上述のθ1／θ2，ｌ1／ｌ2，φ2
／φ1の設定は固定アーク接触子２の先端のガス密度を
でき得る限り高く保持するためである。
【０００９】次に上記実施例の作用を説明する。図２は
遮断動作時に絶縁物ノズル１のスロート部Ａ−Ｂを通過
した消弧性ガスの固定アーク接触子２の先端部分の流れ
を模擬的に示したものである。図２に示すように順テー
パ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄにおいては、固定アーク
接触子２に沿う流れＳの他にテーパ部に沿う流れＳ2及
びその中間の流れＳ1 が存在し、流れＳ2に流れＳ1を衝
突させることにより流れＳ1及びＳ2の速度が減じられて
固定アーク接触子２の先端部分のガス密度が上昇する。
この場合、順テーパ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄの関係
寸法により固定アーク接触子２の先端部分のガス密度の
上昇が異なる。また、前記関係寸法により流れに対する
行程に差が生じ流れＳ1 の回り込みにより密度低下の原
因となる渦流が発生する。従って、渦流の発生をできる
限り抑制した上で固定アーク接触子２の先端部分のガス
密度を上げるためには、前記関係寸法を最適に選定する
必要がある。
遮断動作時に絶縁物ノズル１のスロート部Ａ−Ｂを通過
した消弧性ガスの固定アーク接触子２の先端部分の流れ
を模擬的に示したものである。図２に示すように順テー
パ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄにおいては、固定アーク
接触子２に沿う流れＳの他にテーパ部に沿う流れＳ2及
びその中間の流れＳ1 が存在し、流れＳ2に流れＳ1を衝
突させることにより流れＳ1及びＳ2の速度が減じられて
固定アーク接触子２の先端部分のガス密度が上昇する。
この場合、順テーパ部Ｂ−Ｃと逆テーパ部Ｃ−Ｄの関係
寸法により固定アーク接触子２の先端部分のガス密度の
上昇が異なる。また、前記関係寸法により流れに対する
行程に差が生じ流れＳ1 の回り込みにより密度低下の原
因となる渦流が発生する。従って、渦流の発生をできる
限り抑制した上で固定アーク接触子２の先端部分のガス
密度を上げるためには、前記関係寸法を最適に選定する
必要がある。
【００１０】出願人が進めた検討によれば、固定アーク
接触子２の先端が点Ｃを通過する時点（ガス密度の極小
点となる）での固定アーク接触子２の先端部分のガス密
度はテーパ部角度θ1／θ2，テーパ部長さｌ1／ｌ2，テ
ーパ部径φ2／φ1をパラメータとして図３から図５に示
される結果となった。ガス密度ρはθ1／θ2，ｌ1／
ｌ2，φ2／φ1のうち何れか二つを固定したときのガス
密度の最大値ρmaxとの比ρ／ρmax で表わされてい
る。図３はｌ1／ｌ2＝０.９，φ2／φ1＝１.４としたと
きのρ／ρmaxとθ1／θ2との関係、図４はθ1／θ2＝
０.９，φ2／φ1＝1.4としたときのρ／ρmaxとｌ1／ｌ
2との関係、図５はθ1／θ2＝０.９，ｌ1／ｌ2＝０.９
としたときのρ／ρmaxとφ2／φ1との関係、を各々表
わしている。図３，図４，図５から明らかなようにθ1
／θ2を０.９近傍，ｌ1／ｌ2を０.９近傍，φ2／φ1を
１.４ 近傍に選定することにより、テーパ部での渦流発
生を最小限に抑えて固定アーク接触子２の先端部分のガ
ス密度を最大限に高めることが可能となる。つまり、θ
1／θ2，ｌ1／ｌ2を１以下にし、φ2／φ1を１.５ 以下
にすることでガス密度を最大限に高めることができる。
更に、前記順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものが
二組設けられているので、ガス密度の高められた状態が
持続できる効果がある。
接触子２の先端が点Ｃを通過する時点（ガス密度の極小
点となる）での固定アーク接触子２の先端部分のガス密
度はテーパ部角度θ1／θ2，テーパ部長さｌ1／ｌ2，テ
ーパ部径φ2／φ1をパラメータとして図３から図５に示
される結果となった。ガス密度ρはθ1／θ2，ｌ1／
ｌ2，φ2／φ1のうち何れか二つを固定したときのガス
密度の最大値ρmaxとの比ρ／ρmax で表わされてい
る。図３はｌ1／ｌ2＝０.９，φ2／φ1＝１.４としたと
きのρ／ρmaxとθ1／θ2との関係、図４はθ1／θ2＝
０.９，φ2／φ1＝1.4としたときのρ／ρmaxとｌ1／ｌ
2との関係、図５はθ1／θ2＝０.９，ｌ1／ｌ2＝０.９
としたときのρ／ρmaxとφ2／φ1との関係、を各々表
わしている。図３，図４，図５から明らかなようにθ1
／θ2を０.９近傍，ｌ1／ｌ2を０.９近傍，φ2／φ1を
１.４ 近傍に選定することにより、テーパ部での渦流発
生を最小限に抑えて固定アーク接触子２の先端部分のガ
ス密度を最大限に高めることが可能となる。つまり、θ
1／θ2，ｌ1／ｌ2を１以下にし、φ2／φ1を１.５ 以下
にすることでガス密度を最大限に高めることができる。
更に、前記順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものが
二組設けられているので、ガス密度の高められた状態が
持続できる効果がある。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁物ノズル内面に設
けた順テーパ部及び逆テーパ部の関係寸法を最適にした
ことにより、固定アーク接触子先端部分のガス密度を最
大限に高めることができ、かつ順テーパ部と逆テーパ部
を一組以上設けたことによりガス密度を高めた状態を持
続できるため、絶縁耐力が上昇し進み小電流遮断性能を
向上させることができる。
けた順テーパ部及び逆テーパ部の関係寸法を最適にした
ことにより、固定アーク接触子先端部分のガス密度を最
大限に高めることができ、かつ順テーパ部と逆テーパ部
を一組以上設けたことによりガス密度を高めた状態を持
続できるため、絶縁耐力が上昇し進み小電流遮断性能を
向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すガス遮断器の断面図。
【図２】ガスの流れと渦流の発生を示す概略図。
【図３】絶縁ノズルのテーパ部角度θ1／θ2とガス密度
ρ／ρmax との関係を示す図。
ρ／ρmax との関係を示す図。
【図４】絶縁ノズルのテーパ部長さｌ1／ｌ2とガス密度
ρ／ρmax との関係を示す図。
ρ／ρmax との関係を示す図。
【図５】絶縁ノズルのテーパ部径φ2／φ1とガス密度ρ
／ρmax との関係を示す図。
／ρmax との関係を示す図。
１…絶縁物ノズル、２…固定アーク接触子、３…可動集
電子、４…パッファシリンダ、５…固定ピストン、６…
可動アーク接触子、７…固定集電子、Ａ−Ｂ…スロート
部、Ｂ−Ｃ…順テーパ部、Ｃ−Ｄ…逆テーパ部。
電子、４…パッファシリンダ、５…固定ピストン、６…
可動アーク接触子、７…固定集電子、Ａ−Ｂ…スロート
部、Ｂ−Ｃ…順テーパ部、Ｃ−Ｄ…逆テーパ部。
フロントページの続き (72)発明者 樫村 勝一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 水船 栄作 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】固定アーク接触子と可動アーク接触子の間
に発生するアークに消弧性ガスを吹き付けるため接触子
間に絶縁物ノズルを備えており、前記ノズルにはスロー
ト部下流側の末広部内面に順テーパ部が周方向に連続し
て設けられ、前記順テーパ部と連なって逆テーパ部が周
方向に連続して設けられたガス遮断器において、 前記逆テーパ部面が前記可動アーク接触子の動作軸とな
す角度が、前記順テーパ部面が前記可動アーク接触子の
動作軸となす角度以下であることを特徴とするガス遮断
器。 - 【請求項２】請求項１記載において、逆テーパ部面の動
作軸方向長さが、順テーパ部面の動作軸方向長さ以下で
あることを特徴とするガス遮断器。 - 【請求項３】請求項１記載において、順テーパ部と逆テ
ーパ部のなす三角形の谷径が、前記三角形の上流側山径
を越え、かつ前記山径の１.５ 倍以下であることを特徴
とするガス遮断器。 - 【請求項４】請求項１から請求項３記載のいずれかにお
いて、絶縁物ノズルのスロート部下流側の末広部内面に
順テーパ部と逆テーパ部を一組としたものを一組以上具
備したことを特徴とするガス遮断器。 - 【請求項５】固定アーク接触子と可動アーク接触子の間
に発生するアークに消弧性ガスを吹き付けるため接触子
間に絶縁ノズルを備えており、前記ノズルにはスロート
部下流側の末広部内面に順テーパ部が周方向に連続して
設けられ、前記順テーパ部と連なって逆テーパ部が周方
向に連続して設けられたガス遮断器において、 逆テーパ部面が前記可動アーク接触子の動作軸となす角
度が、順テーパ部面が前記可動アーク接触子の動作軸と
なす角度以下であり、逆テーパ部面の動作軸方向長さ
が、前記順テーパ部面の動作軸方向長さ以下であり、前
記順テーパ部と前記逆テーパ部のなす三角形の谷径が、
前記三角形の上流側山径を越え、かつ前記山径の１.５
倍以下となるように形成されたことを特徴とするガス遮
断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP790795A JPH08203395A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | ガス遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP790795A JPH08203395A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | ガス遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203395A true JPH08203395A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11678632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP790795A Pending JPH08203395A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | ガス遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08203395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403965B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-10-30 | 한국전기연구원 | 가스 차단기의 차단부 구조체 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP790795A patent/JPH08203395A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403965B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-10-30 | 한국전기연구원 | 가스 차단기의 차단부 구조체 |
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