JPH08279325A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開極動作後期において、パッファ室の圧縮断
面積を小さくして、アーク側で発生した熱ガスの反力を
減少させたパッファ形ガス遮断器を提供する。 【構成】 固定接触子部１と可動接触子部４を対向して
配置する。可動接触子部４には、操作機構部に連結され
ている操作ロッド９と、操作ロッド９の外周に設けられ
たパッファシリンダ８とを有する。パッファシリンダ８
の内部には、パッファピストン１０と、その外面を摺動
する浮動ピストン１５を配置する。パッファピストン１
０と浮動ピストン１５とはバネ１６によって接続され
る。パッファシリンダ内部にはパッファ室１１が設けら
れ、このパッファ室１１の固定接触子部１方向にはアー
クに消弧性ガスを吹き付ける開口部１３が設けられる。
パッファ室内は、圧縮断面積の大きな初期パッファ領域
Ｂと圧縮断面積の大きな後期パッファ領域Ａとに区分さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に開極ストローク後
期における操作力が低減されているパッファ形ガス遮断
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス絶縁開閉装置において、コス
ト削減等の理由により操作力を小さくしたパッファ形ガ
ス遮断器が用いられている。このような従来のパッファ
形ガス遮断器の一例を図１３及び図１４を参照して説明
する。図中、固定接触子部１と可動接触子部４が対向し
て配置され、固定接触子部１は、固定アーク接触子３及
びその外周に配置される固定主接触子２から構成され、
可動接触子部４は、可動アーク接触子６及びその外周に
順に配置される絶縁ノズル７及び可動主接触子５から構
成されている。可動接触子部４は、操作ロッド９及びそ
の外周に設けられたパッファシリンダ８と一体に構成さ
れ、この操作ロッド９は操作機構部（図示せず）に連結
されている。また、パッファシリンダ８の内部には固定
部（図示せず）と一体化されているパッファピストン１
０が配置され、このパッファシリンダ８とパッファピス
トン１０によって消弧性ガスが収納されるパッファ室１
１が構成される。そして、パッファ室１１の固定接触子
部１方向且つパッファシリンダ８側には、前記絶縁ノズ
ル７内に連通する開口部１３が設けられる。

【０００３】上記のような構成を有する従来のパッファ
形ガス遮断器は以下のような作用効果を有する。すなわ
ち、図１３に示される投入状態では、固定アーク接触子
３と可動アーク接触子６、及び固定主接触子２と可動主
接触子５は接触している。そして、遮断指令によって操
作機構部が作動されると、操作ロッド９が図中右方向に
移動される。この操作ロッド９の移動にともなって可動
接触子部４が固定接触子部１から離れる方向（図中右方
向）に移動され、開極遮断動作が開始される。開極遮断
動作において固定接触子部１と可動接触子部４は、固定
主接触子２と可動主接触子５、固定アーク接触子３と可
動アーク接触子６の順に開離される。この時、図１４に
示されるように両アーク接触子３，６間にアーク１２が
発生して電流が遮断されない状態が継続する。また、こ
れと同時に操作ロッド９の移動も継続されており、操作
ロッド９と共にパッファシリンダ８が移動すると、パッ
ファピストン１０が固定部と一体化されているために、
パッファ室１１の容積が次第に減少する。この結果、パ
ッファ室１１内の消弧性ガスが圧縮されて圧力が上昇
し、図中矢印で示される方向に開口部１３からガス流１
４となって流出する。このガス流１４は絶縁ノズル７に
ガイドされてアーク１２に吹き付けられ、消弧が行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のパッファ形ガス遮断器は、いくつかの問題
点を有するものであった。以下、図１４及び図１５を参
照して具体的に説明する。すなわち、図１４に示されて
いる両アーク接触子３，６間で発生したアーク１２に大
電流が流れると、それによって発生する熱により周囲に
流出された消弧性ガスが加熱膨張して圧力が上昇する。
その結果、絶縁ノズル７に沿ってパッファ室１１へ高温
ガスが流入して圧力が急上昇し、パッファシリンダ８
に、操作ロッド９の移動によるパッファ室１１の圧縮動
作を妨げるような大きな反力が働く。この反力が非常に
大きい時は、操作ロッド９が停止され、さらに逆行して
図中左方向に移動されてしまうこともある。

【０００５】図１５は、従来のパッファ形ガス遮断器の
開極ストロークとパッファ室１１における圧力上昇の時
間変化を表したものであり、Ａは無負荷動作時の圧力変
化を、Ｂは大電流遮断時の圧力変化を示している。図中
Ｘに示されるように、Ｂの大電流遮断時には操作ロッド
９の激しい逆行が起こっている。これにより、開極遮断
動作後期の消弧性ガスの圧力上昇が低くなってしまうと
考えられる。また、このような状態では遮断直後の両ア
ーク接触子３，６間の距離が短くなり、絶縁破壊が起こ
りかねない。

【０００６】このように操作機構部の操作力が小さくさ
れた従来のパッファ形ガス遮断器では、大電流アークを
遮断しようとすると開極遮断動作後期にパッファ室の圧
力上昇が維持されず、遮断時間内に電流を遮断する十分
な能力が備わっていない。以上のような問題点を回避す
るために、パッファシリンダ８及びパッファピストン１
０の断面積を縮小することによって、アーク１２の熱で
加熱膨張した消弧性ガスによってパッファシリンダ８に
生じる反力を低減し、操作ロッド９の圧縮動作とパッフ
ァ室１１の圧力上昇を維持するという方法も考えられ
る。しかしながら、この方法ではパッファ室１１の容積
が減少して消弧性ガスのアークへの吹き付け時間が短縮
されてしまうため、問題点の根本的な解決に至るもので
はない。

【０００７】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するために提案されたものであり、その目的は、操
作機構部の操作力を小さくしても十分なパッファ室の圧
力上昇と消弧性ガスの吹き付け時間を維持することによ
り、圧縮動作を停止または逆行させることなく遮断時間
内に安全、確実に電流を遮断する能力を有する小型且つ
安価なパッファ形ガス遮断器を提供することである。さ
らに具体的な目的としては、開極動作後期においてアー
クエネルギーによって反力を受ける圧縮断面積を段階的
に縮小させることにより、実質的にパッファ室の圧縮断
面積を減少させることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、対向して配置される１対
の接触子部と、一方の接触子部と一体化されたパッファ
シリンダ及びこのパッファシリンダを駆動するために操
作機構部に接続された操作ロッドと、パッファシリンダ
内に設けらた圧縮部材と、前記パッファシリンダ及び圧
縮部材によって囲まれて消弧性ガスを圧縮するパッファ
室とを有し、このパッファ室における他方の接触子部側
には前記パッファ室と連通し両接触子部間に発生したア
ークに消弧性ガスを吹き付けるための開口部が設けられ
たパッファ形ガス遮断器において、前記パッファ室が、
パッファシリンダの接触子部側に設けられて圧縮断面積
の小さな後期パッファ領域と、この後期パッファ領域の
操作機構部側に一体に設けられ且つ後期パッファ領域よ
りも圧縮断面積の大きな初期パッファ領域とから構成さ
れ、前記圧縮部材が、初期パッファ領域及び後期パッフ
ァ領域内において消弧ガスを圧縮する主圧縮部材と、初
期パッファ領域内において消弧ガスを圧縮する副圧縮部
材とから構成されていることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、前記パッファシリンダ
に接触子部と反対側且つ外周方向へ広がる少なくとも２
段階以上の段差が設けられ、前記段差と同数の副圧縮部
材が設けられていることを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、前記主圧縮部材がパッ
ファ室の中心部に配置されたパッファピストンであり、
前記副圧縮部材が前記パッファピストンの外周に摺動自
在に設けられたリング状の浮動ピストンであって、前記
パッファピストンと浮動ピストンとは弾性部材によって
接続され、前記初期パッファ領域内において、前記主及
び副圧縮部材の面位置が等しいことを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、前記圧縮部材がパッフ
ァ室の中心部に配置されたパッファピストンであり、主
圧縮部材がこのパッファピストンの接触子部側に設けら
れた第１の圧縮板であり、副圧縮部材がこのパッファピ
ストンの操作機構部側に設けられた第２の圧縮板である
ことを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明は、前記主圧縮部材が後期
パッファ領域内に進入した状態において、主圧縮部材背
後の空間に位置する消弧性ガスをパッファ室外部へ排出
する通気孔が、前記初期パッファ領域を構成する前記パ
ッファシリンダ、主もしくは副圧縮部材、または操作ロ
ッドの少なくとも１カ所に設けらていれることを特徴と
する。

【００１３】請求項６の発明は、前記パッファシリンダ
内の接触子部側に、パッファシリンダと同心円状にかつ
パッファシリンダの開極ストロークよりも短い円柱状の
隔壁部が設けられ、この隔壁部の外周にリング状に後期
パッファ領域が形成され、この隔壁部の操作機構部側に
は前記後期パッファ領域と一体に中心部に隔壁のない初
期パッファ領域が形成され、前記圧縮部材がパッファシ
リンダ内に摺動自在に組み込まれ、その中心部に前記円
筒状隔壁部が入り込む円筒状の凹部を有するパッファピ
ストンであり、前記主圧縮部材が、前記後期パッファ領
域に対向してパッファピストンの周縁部に設けられたリ
ング状の圧縮板であり、前記副圧縮部材が、初期パッフ
ァ領域内において前記圧縮板と面位置が等しいように前
記凹部内に設けられた浮動ピストンであり、この浮動ピ
ストンが弾性部材を介してパッファピストンと接続され
ていることを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記のような構成を有する本発明の作用は以下
のとおりである。請求項１記載の発明では、遮断器の開
極動作の初期においては、圧縮断面積の大きな初期パッ
ファ領域を副圧縮部材が移動することにより、パッファ
室内の消弧性ガスが圧縮される。そのため、大きな圧縮
断面積により、大きな圧縮力を得ることができる。開極
動作の後期においては、圧縮断面積の小さな後期パッフ
ァ領域を主圧縮部材が移動することにより、パッファ室
内の消弧性ガスが圧縮される。そのため、パッファ室に
加わるアーク側からの熱ガスの反力を受ける断面積が小
さくなり、熱ガスの反力によって開極動作が妨げられる
可能性が少なくなる。

【００１５】請求項２の発明では、パッファシリンダに
２段階以上の段差が設けられているで、パッファシリン
ダ内部に圧縮断面積の小さなパッファ領域を、パッファ
シリンダの接触子部側から順に形成することができる。
そのため、開極動作時におけるパッファシリンダの移動
ストロークに沿って、アーク側から加わる熱ガスの反力
を段階的に縮小することができる。

【００１６】請求項３の発明では、圧縮断面積の大きな
初期パッファ領域では、パッファピストンと浮動ピスト
ンとがパッファ室内の消弧性ガスを圧縮する。開極動作
後期になると、パッファピストンの外周に設けられたリ
ング状の浮動ピストンは、初期パッファ領域内に残さ
れ、パッファピストンのみが圧縮断面積の小さな後期パ
ッファ領域内に進入して、その消弧性ガスを圧縮する。

【００１７】請求項４の発明では、圧縮断面積の大きな
初期パッファ領域では、パッファピストンに設けられた
第２の圧縮板がパッファ室内の消弧性ガスを圧縮する。
開極動作後期になると、パッファピストンに設けられた
第１の圧縮板のみが圧縮断面積の小さな後期パッファ領
域内に進入して、その消弧性ガスを圧縮する。

【００１８】請求項５の発明では、開極動作時におい
て、主圧縮部材の背後、すなわち主圧縮部材と副圧縮部
材や、主圧縮部材とパッファシリンダの段差などの間で
閉じられた空間ができることがないように、消弧性ガス
をパッファ室外部に排出する通気孔が設けられている。
そのため、たとえ圧縮部材の背後に周囲を囲まれた空間
ができでも、その空間内の消弧性ガスが圧縮部材の移動
を妨げることがなく、開極動作が円滑に行われる。

【００１９】請求項６の発明では、パッファシリンダが
円筒状をなし、その中心部に円筒状の隔壁部が設けられ
ているため、接触子部側にはリング状の後期パッファ領
域が設けられている。また、パッファピストンの中心部
には、円筒状の隔壁を収納できる凹部が設けられている
ので、パッファピストンの先端部は前記リング状の後期
パッファ領域に対応したリング状をしている。そのた
め、開極動作の後期においては、パッファピストンの先
端部のみが圧縮断面積の小さな後期パッファ領域内に入
り込み、消弧性ガスを圧縮することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明のパッファ形ガス遮断器の実施
例を図１〜図４を参照して説明する。なお、図中、前記
従来技術と同一部分には同一符号を付すものとし、その
説明を省略する。

【００２１】（１）第１実施例…図１、図２ 本実施例のパッファ形ガス遮断器は請求項１ないし請求
項３に対応するものであり、図１〜図３にしたがって具
体的に説明する。本実施例において、パッファシリンダ
８は、その内部に収納したパッファピストン１０の開極
ストロークのほぼ中間位置において、外周へ広がる段差
８ａが設けられている。そのため、パッファシリンダ８
内部には、固定接触子部１側に位置して小さな断面積Ｓ
１を有する後期パッファ領域Ａと、この後期パッファ領
域Ａよりも操作機構部側（図中右側）に位置してより大
きな断面積Ｓ２を有する初期パッファ領域Ｂとが形成さ
れている。この後期パッファ領域Ａには、従来技術と同
様に、絶縁ノズル７側に連通する開口部１３が設けられ
ている。

【００２２】一方、前記パッファシリンダ８の内部に
は、前記パッファ室１１内のガスを圧縮する圧縮部材と
して、パッファピストン１０（主圧縮部材に相当）及び
これと連動する浮動ピストン１５（副圧縮部材に相当）
が配置されている。このパッファピストン１０は、小さ
な断面積Ｓ１を有する後期パッファ領域Ａ内に摺動自在
にはめ込まれる外径を有するものであって、遮断器の固
定部（図示せず）と一体化されている。浮動ピストン１
５は、パッファピストン１０の外周に配置されたリング
状の部材で、パッファシリンダ８の内面とパッファピス
トン１０の外面を摺動するものである。この浮動ピスト
ン１５は、バネ１６によって固定接触子部１と反対方向
のパッファピストン１０の端部１０ａと接続され、バネ
１６の自然長においてパッファピストン１０と浮動ピス
トン１５の面位置が等しくなるように調整される。その
結果、パッファピストン１０及び浮動ピストン１５の面
積が、大きな断面積Ｓ２を有する初期パッファ領域Ｂの
断面積と合致している。また、前記バネ１６のバネ力
は、パッファピストン１０の開極動作時にパッファピス
トン１０が段差８ａの位置に達するまでは、パッファ１
１内のガス圧によって浮動ピストン１５がパッファピス
トン１０と分離することがない程度に設定されている。

【００２３】上記のような構成を有する本実施例のパッ
ファ形ガス遮断器は以下のような作用を有する。すなわ
ち、遮断指令によって操作機構部が作動されると、操作
ロッド９が図中右方向に移動され、これにともなって可
動接触子部４が固定接触子部１から離れる方向（図中右
方向）に移動されて開極遮断動作が開始される。開極遮
断動作では、固定主接触子２と可動主接触子５、固定ア
ーク接触子３と可動アーク接触子６の順に開離される。
この時、図２に示されるように両アーク接触子３，６間
にアーク１２が発生して電流が遮断されない状態が継続
する。

【００２４】この開極動作に伴って操作ロッド９の移動
も継続されており、パッファピストン１０が固定部と一
体化され且つ浮動ピストン１５もパッファピストン１０
の端部と接続されているため、両者が一体となって初期
パッファ領域Ｂ内を移動し、パッファ室１１の容積を次
第に減少させる。この結果、パッファ室１１内の消弧性
ガスが圧縮されて圧力が上昇し、図中矢印で示される方
向に開口部１３からガス流１４となって流出する。

【００２５】開極遮断動作が進行して浮動ピストン１５
がパッファシリンダの段差８ａに当接して押圧される
と、バネ１６が蓄勢され、浮動ピストン１５とパッファ
ピストン１０の面位置が開離する。そして、操作ロッド
９の移動にともなって、バネ１６の蓄勢、及び浮動ピス
トン１５とパッファピストン１０の開離がさらに進行
し、パッファピストン１０が後期パッファ領域Ａ内に進
入して、後期パッファ領域Ａ内の消弧ガスを圧縮する。
この圧縮された消弧性ガスは、ガス流１４として開口部
１３から流出し、絶縁ノズル７にガイドされてアーク１
２に吹き付けられ、消弧が行われる。

【００２６】以上のような本実施例では、開極遮断動作
時初期におけるパッファ室１１は、圧縮断面積の大きな
初期パッファ領域Ｂと圧縮断面積の小さな後期パッファ
領域Ａとから構成されている。そのため、開極動作の初
期においては、パッファピストン１０と浮動ピストン１
５によって圧縮断面積の大きな初期パッファ領域Ｂを圧
縮するため、消弧性ガスによるアーク１２に対する十分
大きな吹き付けを行うことができる。また、開極遮断動
作が進行してパッファシリンダ８の段差８ａが浮動ピス
トン１５の先端位置まで来ると、バネ１６が蓄勢されて
浮動ピストン１５とパッファピストン１０の面位置が開
離する。したがって、パッファ室１１の圧縮断面積は、
パッファピストン１０のみによる後期パッファ領域Ａの
圧縮断面積Ｓ１となる。これによってパッファ室１１の
実効的な圧縮面積は減少するため、開極動作後期におい
てアークエネルギーによりパッファシリンダ８に生じる
反力が抑制され、パッファ室１１の圧力上昇を維持して
開極動作終了時まで減速、逆行することなく圧縮作用が
進行される。

【００２７】図３は、本実施例の開極ストロークとパッ
ファ室１１における圧力上昇の時間変化を表したもので
あり、Ａは無負荷動作時の圧力変化を、Ｂは大電流遮断
時の圧力変化を示している。図示されているように、電
流遮断時の開極動作はＡの無負荷動作時に比べてＢの大
電流遮断時の方がやや遅くなってはいるが、停止あるい
は従来のように逆行することはない。よって、遮断直後
の両アーク接触子３，６間の距離が短くなることにより
引き起こされる絶縁破壊の恐れを回避することが可能と
なる。また、パッファ室１１における圧力上昇も図１５
に示した従来例よりも長時間維持することが出来る。し
たがって、遮断時間内に確実に電流を遮断する能力を維
持しつつ操作機構部の操作力を低減することが可能とな
り、操作装置の小型化およびコスト削減を達成すること
が可能となる。

【００２８】（２）第２実施例…図４〜図６ 請求項１ないし請求項３に対応する第２実施例のパッフ
ァ形ガス遮断器を図４〜図６にしたがって具体的に説明
する。この第２実施例は、前記第１実施例の変形例であ
って、パッファシリンダ８に２つの段差８ａ，８ｂを設
けることにより、パッファ室１１内に圧縮断面積Ｓ３が
もっとも大きい第１の初期パッファ領域Ｂ１と、圧縮断
面積Ｓ２がそれよりも小さな第２の初期パッファ領域Ｂ
２を設けると共に、圧縮部材としてパッファピストン１
０の外周に第１と第２の浮動ピストン２４，２６を設け
たものである。

【００２９】具体的には、本実施例において、可動接触
子部４は、操作機構部（図示せず）に連結されている操
作ロッド９と、操作ロッド９の外周に設けられ且つ固定
接触子部１よりの位置において２段階に順に外周へ広が
る段差８ａ，８ｂを有するパッファシリンダ８と一体に
構成されている。パッファ室１１内は、この段差８ａ，
８ｂ部分において、後期パッファ領域Ａ、第１の初期パ
ッファ領域Ｂ１及び第２の初期パッファ領域Ｂ２に区分
されている。

【００３０】パッファシリンダ８の内部には、外部から
順に第１浮動ピストン２４、第２浮動ピストン２６、及
び固定部（図示せず）と一体化されているパッファピス
トン１０が配置される。そして、第１浮動ピストン２
４、第２浮動ピストン２６はそれぞれバネ２５，２７に
よってパッファピストン１０における固定接触子部１と
反対側の端部と接続される。さらに、第１浮動ピストン
２４はパッファシリンダ８の内面と第２浮動ピストン２
６の外面を摺動し、第２浮動ピストン２６は第１浮動ピ
ストン２４と第２浮動ピストン２６の外面を摺動し、パ
ッファピストン１０は第２浮動ピストン２６と操作ロッ
ド９の外面を摺動するように構成される。さらに、バネ
２５，２７の自然長においてパッファピストン１０、第
１浮動ピストン２４及び第２浮動ピストン２６の面位置
が等しくなるように調整される。

【００３１】上記のような構成を有する本実施例のパッ
ファ形ガス遮断器は以下のような作用効果を有する。す
なわち、開極遮断動作が開始されると、その初期におい
ては、後期パッファ領域Ａ及び第１、第２の初期パッフ
ァ領域Ｂ１，Ｂ２が一体になって一つのパッファ室１１
を構成し、またパッファピストン１０及び第１、第２の
浮動ピストン２４，２６が一体になって第１の初期パッ
ファ領域Ｂ１内を移動する。そのため、パッファ室１１
の容積が次第に減少すると、もっとも大きな圧縮断面積
Ｓ３によってパッファ室１１内の消弧性ガスが圧縮され
るために、圧力が効果的に上昇し、図５の矢印で示され
る方向に開口部１３からガス流１４となって流出する。

【００３２】開極遮断動作が進行してパッファシリンダ
の段差８ｂが第１浮動ピストン２４の先端位置まで来る
と、第１浮動ピストン２４がパッファシリンダの段差８
ｂに押圧されることによってバネ２５が蓄勢され、第１
浮動ピストン２４とパッファピストン１０及び第２浮動
ピストン２６の面位置が開離する。その結果、中間程度
の圧縮断面積Ｓ２を有する第２の初期パッファ領域Ｂ２
内にパッファピストン１０及び第２浮動ピストン２６が
進入し、更に消弧性ガスの圧縮が行われる。

【００３３】さらに、開極遮断動作が進行してパッファ
シリンダ端部８ｄが第２浮動ピストン２６の先端位置ま
で来ると、第２浮動ピストン２６がパッファシリンダ端
部８ｄに押圧されることによってバネ２７が蓄勢され、
第２浮動ピストン２６とパッファピストン１０の面位置
が開離する。そして、もっとも圧縮断面積の小さな後期
パッファ領域Ａ内にパッファピストン１０が進入して、
この領域内の消弧性ガスが圧縮され、開口部１３から絶
縁ノズル７に案内されてアークに吹き付けられる。

【００３４】以上のような本実施例では、開極遮断動作
時初期においては、圧縮断面積Ｓ３の大きな第１の初期
パッファ領域Ｂ１が、第１浮動ピストン２４、第２浮動
ピストン２６及びパッファピストン１０によって圧縮さ
れるため、消弧性ガスによるアーク１２に対する十分大
きな吹き付けが可能である。そして、アークによる熱ガ
スの発生が開始した開極遮断動作中期になると、圧縮断
面積Ｓ２が若干小さくなった第２の初期パッファ領域Ｂ
２が、第２浮動ピストン２６とパッファピストン１０に
よって圧縮されるために、アーク側で発生した熱ガスが
開口部１３から逆流しても、開極遮断動作が妨げられる
ことがない。さらに、開極動作が進み、アーク側からの
熱ガスの逆流圧力が上昇する開極動作後期になると、圧
縮断面積Ｓ１がもっとも小さな後期パッファ領域Ａがパ
ッファピストン１０によって圧縮されるために、アーク
側からパッファシリンダ８内に進入するの熱ガスの圧力
を受ける面積が小さくなる。このように本実施例におい
ては、開極遮断動作時において、アークエネルギーによ
って反力を受ける圧縮断面積を２段階に縮小させること
により効率的な圧力変化特性を得ることが可能となり、
パッファ室１１の圧力上昇を維持して開極動作終了時ま
で減速することなく圧縮作用が進行される。よって、前
記実施例と同様の効果を得ることが出来る。

【００３５】（３）第３実施例…図６、図７ 請求項１、請求項４及び請求項５に対応する第３実施例
のパッファ形ガス遮断器を図６及び図７にしたがって具
体的に説明する。本実施例において、パッファシリンダ
８には、第１、第２実施例と同様に外周へ広がる段差８
ａが設けられ、固定接触子部１側に位置して小さな圧縮
断面積Ｓ１を有する後期パッファ領域Ａと、この後期パ
ッファ領域Ａよりも操作機構部側（図中右側）に位置し
てより大きな圧縮断面積Ｓ２を有する初期パッファ領域
Ｂとが形成されている。

【００３６】一方、パッファシリンダ８の内部には、パ
ッファ室１１内のガスを圧縮する圧縮部材として、第１
の圧縮板１０ａ（主圧縮部材に相当）と第２の圧縮板１
０ｂ（副圧縮部材に相当）が設けられたパッファピスト
ン１０が配置されている。このパッファピストン１０は
遮断器の固定部（図示せず）と一体化されており、第１
の圧縮板１０ａは小さな圧縮断面積Ｓ１を有する後期パ
ッファ領域Ａを摺動し、第２の圧縮板１０ｂは大きな圧
縮断面積Ｓ２を有する初期パッファ領域Ｂを摺動しする
ように構成されている。また、パッファシリンダ段差８
ａの近傍には、パッファシリンダ８の内部壁面且つ固定
接触子部１と反対方向に溝状の通気孔２２が設けられて
いる。

【００３７】上記のような構成を有する本実施例のパッ
ファ形ガス遮断器は以下のような作用効果を有する。す
なわち、遮断指令により開極遮断動作が開始されると、
第２の圧縮板１０ｂが大きな断面積Ｓ２を有する初期パ
ッファ領域Ｂを摺動することによってパッファ室１１内
のガスが圧縮され、その容積が次第に減少する。

【００３８】開極遮断動作が進行して第１の圧縮板１０
ａが初期パッファ領域Ｂ内から後期パッファ領域Ａ内に
進入すると、パッファ室１１内のガスは小さな断面積Ｓ
１を有する後期パッファ領域Ａを摺動する第１の圧縮板
１０ａによってのみ圧縮される。この時、２つの圧縮板
１０ａ，１０ｂに挟まれた空間に位置する消弧性ガスＧ
は、パッファシリンダ８の内部壁面に設けられた溝状の
通気孔２２からガス流２３となって第２の圧縮板１０ｂ
の背後の空間に排出される。この結果、操作ロッド９の
移動が継続され、後期パッファ領域Ａ内の消弧性ガスが
第１の圧縮板１０ａによって圧縮されて圧力が上昇し、
図中矢印で示される方向にガス流１４となって流出す
る。

【００３９】以上のような本実施例では、開極遮断動作
時初期におけるパッファ室１１は後期パッファ領域Ａと
初期パッファ領域Ｂ内に構成され、このパッファ室１１
を第２の圧縮板１０ｂによって圧縮することにより、そ
の圧縮断面積は大きな断面積Ｓ２となるため、消弧性ガ
スによるアーク１２に対する十分大きな吹き付けを行う
ことができる。また、開極遮断動作が進行して第１の圧
縮板１０ａが初期パッファ領域Ｂ内から後期パッファ領
域Ａ内に進入すると、パッファ室１１内の消弧ガスは圧
縮断面積の小さな後期パッファ領域Ａ内で圧縮される。
したがって、パッファ室１１の圧縮断面積は開極遮断動
作の進行にともなって、大きな断面積Ｓ２から小さな断
面積Ｓ１になり、パッファ室１１の実効的な圧縮断面積
は開極遮断動作時初期と比較して減少する。なお、２つ
の圧縮板１０ａ，１０ｂに挟まれた空間に位置する消弧
性ガスは、圧縮動作を妨げることが無いように溝状の通
気孔２２から圧縮板１０ｂの背後の空間に排出されるた
め、消弧作用とは無関係となり、遮断動作にはほとんど
影響を与えない。よって、実質的圧縮断面積の縮小を実
現したことによって開極動作後期におけるアークエネル
ギーによりパッファシリンダ８に生じる反力が抑制さ
れ、パッファ室１１の圧力上昇を維持し且つ開極動作終
了時まで減速することなく圧縮作用が進行される。

【００４０】（４）第４実施例…図９、図１０ 請求項１、請求項４及び請求項５に対応する第４実施例
のパッファ形ガス遮断器を図９及び図１０にしたがって
具体的に説明する。なお、本実施例は第３実施例の変形
であって、特に消弧作用と無関係なガスの排出を行う通
気孔に改良を施したものである。

【００４１】図中、パッファシリンダ８には、第３実施
例と同様に外周へ広がる段差８ａが設けられ、これによ
って、パッファ室１１内には、段差８ａより固定接触子
部１側の初期パッファ領域Ａと段差８ａに対して固定接
触子部１と反対側の後期パッファ領域Ｂとが形成されて
いる。一方、パッファシリンダ８の内部には、パッファ
室１１内のガスを圧縮する圧縮部材として、第１の圧縮
板１０ａ（主圧縮部材に相当）と、第２の圧縮板１０ｂ
（副圧縮部材に相当）が設けられたパッファピストン１
０が配置されている。このパッファピストン１０は遮断
器の固定部（図示せず）と一体化されており、第１の圧
縮板１０ａは小さな断面積Ｓ１を有する後期パッファ領
域Ａを摺動し、第２の圧縮板１０ｂは大きな断面積Ｓ２
を有する初期パッファ領域Ｂを摺動しするように構成さ
れている。また、パッファピストン１０における第２の
圧縮板１０ｂ近傍で且つ固定接触子部１側には、通気孔
１８が設けられる。

【００４２】また、操作ロッド９の外周には外周へ広が
る段差９ｃが設けられており、これにより、操作ロッド
９は小径部９ａと大径部９ｂが形成される。この、段差
９ｃ位置はパッファシリンダ８に設けられた段差８ａよ
りも固定接触子部１側となるように設定され、段差９ｃ
には通気孔１７が設けられる。

【００４３】上記のような構成を有する本実施例のパッ
ファ形ガス遮断器は以下のような作用効果を有する。す
なわち、遮断指令により開極遮断動作が開始されると、
第２の圧縮板１０ｂが初期パッファ領域Ｂを摺動するこ
とによってパッファ室１１内のガスが圧縮され、その容
積が次第に減少する。この時、パッファシリンダ８に設
けられた通気孔１８は操作ロッド９の大径部９ｂに位置
するために閉口状態となっている。

【００４４】開極遮断動作が進行して第１の圧縮板１０
ａが初期パッファ領域Ｂ内から後期パッファ領域Ａ内に
進入すると、パッファ室１１内のガスは後期パッファ領
域Ａを摺動する第１の圧縮板１０ａによってのみ圧縮さ
れる。この時、パッファシリンダ８に設けられた通気孔
１８は操作ロッド９の小径部９ａに位置して開口状態と
なっているため、段差８ａと第２の圧縮板１０ｂに挟ま
れた空間に位置する消弧性ガスＧＺが通気孔１７，１８
を経由してガス流２１となってパッファシリンダ８外部
に排出される。この結果、操作ロッド９の移動が継続さ
れ、パッファ室１１内の消弧性ガスが第１の圧縮板１０
ａによって圧縮されて圧力が上昇し、図中矢印で示され
る方向にガス流１４となって流出する。

【００４５】以上のような本実施例では、開極遮断動作
時初期におけるパッファ室１１は後期パッファ領域Ａと
初期パッファ領域Ｂ内に構成され、このパッファ室１１
を圧縮断面積の大きな第２の圧縮板１０ｂによって圧縮
することにより、消弧性ガスによるアーク１２に対する
十分大きな吹き付けを行うことができる。また、開極遮
断動作が進行して第１の圧縮板１０ａが初期パッファ領
域Ｂ内から後期パッファ領域Ａ内に進入すると、パッフ
ァ室１１は後期パッファ領域Ａ内に形成されることとな
り、このパッファ室１１は第１の圧縮板１０ａによって
のみ圧縮される。したがって、パッファ室１１の圧縮断
面積は開極遮断動作の進行にともなって、パッファシリ
ンダ８の最大径から最小径になり、パッファ室１１の実
効的な圧縮断面積は開極遮断動作時初期と比較して実質
的に減少する。

【００４６】なお、段差８ａと圧縮板１０ｄに挟まれた
空間に位置する消弧性ガスは、圧縮動作を妨げることが
無いよう通気孔１７，１８を経由してガス流２１となっ
てパッファシリンダ８外部に排出されるため、消弧作用
とは無関係となり、遮断動作にはほとんど影響を与えな
い。また、第１の圧縮板１０ａが後期パッファ領域Ａ内
に進入するまでは、通気孔１８が操作ロッド９の大径部
９ｂに位置して閉口状態となっているため、通気孔１
７，１８は連通しない。したがって、パッファ室１１内
のガスがパッファシリンダ８外部に排出されて圧縮動作
が妨げられることはない。よって、この第４実施例にお
いても、前記実施例と同様の効果を得ることが出来る。

【００４７】（５）第５実施例…図１１、図１２ 請求項６の発明に対応する第５実施例を、図１１及び図
１２にしたがって説明する。本実施例は、外周部に段差
がない円筒状のパッファシリンダ８を使用したものであ
って、パッファシリンダ８内の可動接触子部４側に、パ
ッファシリンダ８と同心円状にかつパッファシリンダの
開極ストロークよりも短い円柱状の隔壁部８ｇが設けら
れている。この隔壁部８ｇの外周には、小さな断面積Ｓ
１を有するリング状に後期パッファ領域Ａが形成されて
いる。この隔壁部８ｇの操作機構部側には、前記後期パ
ッファ領域Ａと一体に、中心部に隔壁のなく大きな断面
積Ｓ２を有する初期パッファ領域Ｂが形成されている。

【００４８】一方、パッファシリンダ８内には、圧縮部
材としてパッファピストン１０が摺動自在に組み込まれ
ている。このパッファピストン１０の周縁部には、主圧
縮部材として、前記後期パッファ領域Ａに対向してリン
グ状の圧縮板５０が設けられている。また、パッファピ
ストン１０の中心部に前記円筒状隔壁部８ｇが入り込む
円筒状の凹部１０ｇが設けられいる。この凹部１０ｇ内
には、副圧縮部材として、初期パッファ領域Ａ内におい
て前記圧縮板５０と面位置が等しいように浮動ピストン
５１が設けられている。この浮動ピストン５１は、弾性
部材であるバネ５２を介してパッファピストン１０と接
続されている。

【００４９】このような構成を有する本実施例において
は、開極ストロークの初期段階では、浮動ピストン５１
とパッファピストン１０とが一体になって固定接触子部
側に移動し、圧縮板５０と浮動ピストン５１とによって
パッファ室１１内の消弧ガスが圧縮される。開極動作が
進み、パッファピストン１０の先端面が円柱状隔壁部８
ｇに達すると、浮動ピストン５１が隔壁部８ｇに当接
し、その後はパッファピストン１０周縁部の圧縮板５０
が後期パッファ領域Ａ内に進入し、その内部の消弧ガス
を圧縮する。

【００５０】このように実施例においては、アークから
の熱ガスが逆流する可能性のある開極後期においては、
圧縮断面積の小さな後期パッファ領域Ａのみが圧縮され
るために、開極動作後期におけるアークエネルギーによ
りパッファシリンダ８に生じる反力が抑制される。その
結果、パッファ室１１の圧力上昇を維持し且つ開極動作
終了時までパッファシリンダを減速することなく、消弧
ガスの圧縮作用を進行することができる。

【００５１】（６）他の実施例 本発明のパッファ形ガス遮断器は上記のような実施例に
限定されるものではなく、各構成に用いられる部材の形
状などは適宜変更可能である。例えば、開極遮断動作後
期におけるパッファ室の分離、初期パッファ領域からの
消弧性ガス通気孔は任意の構成とすることも出来る。

【００５２】また、対向配置される一対の接触子部が双
方可動であるパッファ形ガス遮断器においても、本発明
を適用することは可能である。さらに多様な熱ガスの排
気構造、熱エネルギーを利用したハイブリッド構造のパ
ッファ形ガス遮断器にも適用可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば開
極遮断動作中期以降においてアークエネルギーによって
反力を受ける圧縮断面積を段階的に縮小させることによ
り、パッファ室の実効的な圧縮面積は減少させて、効率
的な圧力変化特性を得ることが可能となる。また、これ
によりパッファシリンダへの反力の影響を低減させ、逆
行のないスムースな圧縮動作と圧力上昇が維持される。

【００５４】したがって、遮断時間内に安全且つ確実に
電流を遮断する能力を維持しつつ操作機構部の操作力を
低減することが可能となり、操作装置の小型化およびコ
スト削減を達成することが可能なパッファ形ガス遮断器
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であるパッファ形ガス遮断
器の投入状態における断面図。

【図２】本発明の第１実施例であるパッファ形ガス遮断
器の開極遮断動作後期における断面図。

【図３】本発明の第１実施例であるパッファ形ガス遮断
器の開極ストロークとパッファ室１１における圧力上昇
の時間変化を示す図。

【図４】本発明の第２実施例であるパッファ形ガス遮断
器の投入状態における断面図。

【図５】本発明の第２実施例であるパッファ形ガス遮断
器の開極遮断動作初期における断面図。

【図６】本発明の第２実施例であるパッファ形ガス遮断
器の開極遮断動作後期における断面図。

【図７】本発明の第３実施例であるパッファ形ガス遮断
器の投入状態における断面図。

【図８】本発明の第３実施例であるパッファ形ガス遮断
器の開極遮断動作後期における断面図。

【図９】本発明の第４実施例であるパッファ形ガス遮断
器の投入状態における断面図。

【図１０】本発明の第４実施例であるパッファ形ガス遮
断器の開極遮断動作後期における断面図。

【図１１】本発明の第５実施例であるパッファ形ガス遮
断器の投入状態における断面図。

【図１２】本発明の第５実施例であるパッファ形ガス遮
断器の開極遮断動作後期における断面図。

【図１３】従来のパッファ形ガス遮断器の投入状態にお
ける断面図。

【図１４】従来のパッファ形ガス遮断器の開極遮断動作
後期における断面図。

【図１５】従来のパッファ形ガス遮断器の開極ストロー
クとパッファ室１１における圧力上昇の時間変化を示す
図。

【符号の説明】

１…固定接触子部 ２…固定主接触子 ３…固定アーク接触子 ４…可動接触子部 ５…可動主接触子 ６…可動アーク接触子 ７…絶縁ノズル ８…パッファシリンダ ８ａ…段差 ９…操作ロッド １０…パッファピストン １１…パッファ室 １２…アーク １３…開口部 １４…ガス流 １５…浮動ピストン １６…バネ Ａ…初期パッファ領域 Ｂ…後期パッファ領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置される１対の接触子部と、
   一方の接触子部と一体化されたパッファシリンダ及びこ
   のパッファシリンダを駆動するために操作機構部に接続
   された操作ロッドと、パッファシリンダ内に設けらた圧
   縮部材と、前記パッファシリンダ及び圧縮部材によって
   囲まれて消弧性ガスを圧縮するパッファ室とを有し、こ
   のパッファ室における他方の接触子部側には前記パッフ
   ァ室と連通し両接触子部間に発生したアークに消弧性ガ
   スを吹き付けるための開口部が設けられたパッファ形ガ
   ス遮断器において、 前記パッファ室が、パッファシリンダの接触子部側に設
   けられて圧縮断面積の小さな後期パッファ領域と、この
   後期パッファ領域の操作機構部側に一体に設けられ且つ
   後期パッファ領域よりも圧縮断面積の大きな初期パッフ
   ァ領域とから構成され、 前記圧縮部材が、初期パッファ領域及び後期パッファ領
   域内において消弧ガスを圧縮する主圧縮部材と、初期パ
   ッファ領域内において消弧ガスを圧縮する副圧縮部材と
   から構成されていることを特徴とするパッファ形ガス遮
   断器。
2. 【請求項２】 前記パッファシリンダに接触子部と反対
   側且つ外周方向へ広がる少なくとも２段階以上の段差が
   設けられ、 前記段差と同数の副圧縮部材が設けられていることを特
   徴とする請求項１記載のパッファ形ガス遮断器。
3. 【請求項３】 前記主圧縮部材がパッファ室の中心部に
   配置されたパッファピストンであり、 前記副圧縮部材が前記パッファピストンの外周に摺動自
   在に設けられたリング状の浮動ピストンであって、 前記パッファピストンと浮動ピストンとは弾性部材によ
   って接続され、 前記初期パッファ領域内において、前記主及び副圧縮部
   材の面位置が等しいことを特徴とする請求項２記載のパ
   ッファ形ガス遮断器。
4. 【請求項４】 前記圧縮部材がパッファ室の中心部に配
   置されたパッファピストンであり、 主圧縮部材がこのパッファピストンの接触子部側に設け
   られた第１の圧縮板であり、 副圧縮部材がこのパッファピストンの操作機構部側に設
   けられた第２の圧縮板であることを特徴とする請求項２
   記載のパッファ形ガス遮断器。
5. 【請求項５】 前記主圧縮部材が後期パッファ領域内に
   進入した状態において、主圧縮部材背後の空間に位置す
   る消弧性ガスをパッファ室外部へ排出する通気孔が、前
   記初期パッファ領域を構成する前記パッファシリンダ、
   主もしくは副圧縮部材、または操作ロッドの少なくとも
   １カ所に設けらていれることを特徴とする請求項１、
   ２、３または４記載のパッファ形ガス遮断器。
6. 【請求項６】 前記パッファシリンダ内の接触子部側
   に、パッファシリンダと同心円状にかつパッファシリン
   ダの開極ストロークよりも短い円柱状の隔壁部が設けら
   れ、この隔壁部の外周にリング状に後期パッファ領域が
   形成され、この隔壁部の操作機構部側には前記後期パッ
   ファ領域と一体に中心部に隔壁のない初期パッファ領域
   が形成され、 前記圧縮部材がパッファシリンダ内に摺動自在に組み込
   まれ、その中心部に前記円筒状隔壁部が入り込む円筒状
   の凹部を有するパッファピストンであり、 前記主圧縮部材が、前記後期パッファ領域に対向してパ
   ッファピストンの周縁部に設けられたリング状の圧縮板
   であり、 前記副圧縮部材が、初期パッファ領域内において前記圧
   縮板と面位置が等しいように前記凹部内に設けられた浮
   動ピストンであり、この浮動ピストンが弾性部材を介し
   てパッファピストンと接続されていることを特徴とする
   請求項１記載のパッファ形ガス遮断器。