JPH08339744A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガス遮断器において遮断性能を向上させる。 【構成】パッファ室９から流路１０を通って固定電極３
と可動電極７の間に発生したホットガスに吹き付けられ
る絶縁性ガスの流れが局所的に超音速となる固定電極３
の先端部に絶縁体４による被覆部を設けて絶縁破壊を防
止することによって遮断容量の増大とコンパクト化を同
時に可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力需要の増加に伴って電力系統の規模
は年々拡大してきた。これに伴って系統保護の役割を担
う遮断器はその短絡容量を増大すべく油遮断器から空気
遮断器を経てガス遮断器へと発展してきた。ガス遮断器
では開極動作とパッファ室内の絶縁性ガスを圧縮する動
作は機構的に結合され、一つの駆動系で駆動される構造
になっている。開極により電極間にかかる高電圧は電極
間のホットガスを発生させるが、それと同時にパッファ
室で圧縮された絶縁性ガスをホットガスへ吹き付けて冷
却し、絶縁を破壊するアークの発生を抑える仕組みであ
る。この方法は構造が簡単なので信頼性が高く、現在の
遮断器の主流となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガス遮
断器では短絡容量を増大させるにはパッファ室を大型化
し吹き付け力を強くする必要があり、そのためには駆動
系をはじめ遮断器設備全体の大型化が避けられない。設
備の大型化は即座に建設費の増加につながるが、特に都
市部では敷地面積の増加による用地費増加が大きな経済
的負担となる。本発明は上記したガス遮断器において、
固定電極に改良を加えることにより設備を大型化するこ
となく従来よりも遮断容量の大きいガス遮断器を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によるガス遮断器
は、地面に固定して設置されたタンクと、そのタンク内
に固定され送電系統の一端に接続された固定電極と、駆
動系によって駆動されるシャフトに取り付けられ送電系
統の他の一端に接続された可動電極と、可動電極と一体
構造をなしてシャフトに取り付けられたシリンダと、前
記タンクに固定されシリンダ内に設置されたピストン
と、ピストンとシリンダからなり吹き付けのために絶縁
ガスを圧縮するパッファ室と、パッファ室で圧縮された
絶縁性ガスを電極近くのホットガス発生部に導く流路
と、吹き付けられた絶縁性ガスの流れを整流するノズル
からなるガス遮断器において、固定電極と可動電極を引
き離す動作の間に絶縁性ガス流れが局所的に超音速とな
りガス密度が極端に低下する固定電極の先端付近に、絶
縁体による被覆部を設けることにより固定電極からホッ
トガスへの電子供給を阻止し絶縁破壊を防止して遮断容
量を増大させることを可能とする。

【０００５】

【作用】パッファ型ガス遮断器では可動電極はパッファ
室シリンダと一体構造を成しており、開極動作によって
可動電極がタンクに固定された固定電極から離れる。そ
れと同時に同じくタンクに固定されたピストンがパッフ
ァ室に押し込まれ室内の絶縁性ガスは圧縮される。他
方、開極直後の電極間には瞬間的に高電圧が印加される
ため絶縁性ガスは電離してプラズマ状態となり、このプ
ラズマ中を電流が流れてアークとなる。その後電極が互
いに離れ電極間距離が長くなっていくとアークは消滅す
るが、電極間にはなお絶縁性の低いホットガスが残存し
ている。一旦、下がった電極間電圧はまた徐々に高くな
っていくので素早くこのホットガスを除去しなければ再
びアークが発生し遮断に失敗する。パッファ室で圧縮さ
れた絶縁性ガスはこのホットガスを押し出すように吹き
付けられる。しかし、計算機シミュレーションによれば
吹き付けによって固定電極の先端の半球と円筒との境目
付近で局所的に流れが超音速になりガス密度が低下する
領域の存在が示される。密度が低下するとガス分子の衝
突頻度が減少するので電極表面から飛び出した電子はガ
ス分子との衝突によって減速され再び電極表面に再結合
することがなくなる。結局電子は電界によって加速され
続け、これを引き金として再びアークが発生し絶縁破壊
に至る。

【０００６】本発明の目的は固定電極からホットガスへ
の電子供給を阻止して絶縁破壊の引き金となる電子流の
発生を防止することにある。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【０００８】図１は本発明の一実施例によるガス遮断器
の断面図である。このガス遮断器全体は建屋の床面等に
固定され六沸化硫黄に代表される絶縁性ガスまたは空気
を密封したタンク内に設置されている。まず、ピストン
１はタンク内壁２に固定されて取り付けられている。絶
縁体４で先端部を被覆された固定電極３も別のタンク内
壁２に固定されている。タンク外の駆動系５は遮断開始
信号を受け、シャフト６を通じて遮断動作の全てを駆動
する動力源である。シャフト６には可動電極７とシリン
ダ８が一体構造を成して取り付けられているが、さらに
これらは送電系統に接続され系統電圧が印加されてい
る。まず、通常の状態では可動電極７は固定電極３と接
触して両電極間は通電している。そこで送電系統に地絡
が発生して遮断信号が駆動系５に伝えられるとシャフト
６は引き抜かれ、それまで接触していた可動電極７と固
定電極３は開極する。開極直後の電極間には瞬間的に高
電圧が印加されるため絶縁性ガスは電離してプラズマ状
態となり、このプラズマ中を電流が流れてアークとな
る。その後電極が互いに離れ電極間距離が長くなってい
くとアークは消滅するが、電極間にはなお絶縁性の低い
ホットガスが残存している。一旦下がった電極間電圧は
また徐々に高くなっていくので素早くこのホットガスを
除去しなければ再びアークが発生し遮断に失敗する。と
ころでシャフト６が引き抜かれると同時にシリンダ８も
引き抜かれるため、タンクに固定されたピストン１はパ
ッファ室９に押し込まれることになり室内の絶縁性ガス
は圧縮される。圧縮ガスは流路１０に導かれ電極近くに
発生するホットガスを押し出すように吹き付けられる。
こうして発生する高速流はノズル１１によって急膨張に
よる密度低下を起こさないように徐々に膨張させられ
る。しかし、計算機シミュレーションによれば吹き付け
によって固定電極の先端の半球と円筒との境目付近で局
所的に流れが超音速になりガス密度が低下する領域の存
在が示される。密度が低下すると電極表面から飛び出し
た電子は電界によって加速され続け、これを引き金とし
て絶縁破壊に至る。そこでガス密度が低下する固定電極
３の先端の半球と円筒との境目付近を絶縁体４で被覆す
る。これによって固定電極からの電子供給を阻止して絶
縁破壊の引き金となる電子流の発生が防止し電極間電圧
の高電圧化と大電流化が達成でき、さらには遮断容量の
増大と遮断設備のコンパクト化が可能となる。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、従来のパッファ型ガス
遮断器より絶縁耐圧を高め遮断容量を増加させることが
できる。また本発明は従来の遮断器構造の一部を変更す
るだけで済み、付帯設備や用地を増加を伴わないので遮
断容量当たりの対費用効果を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１…ピストン、２…タンク内壁、３…固定電極、４…絶
縁体、５…駆動系、６…シャフト、７…可動電極、８…
シリンダ、９…パッファ室、１０…流路、１１…ノズ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地面に固定して設置されたタンクと、前記
   タンク内に固定され送電系統の一端に接続された固定電
   極と、駆動系によって駆動されるシャフトに取り付けら
   れ送電系統の他の一端に接続された可動電極と、前記可
   動電極と一体構造をなしてシャフトに取り付けられたシ
   リンダと、前記タンクに固定され前記シリンダ内に設置
   されたピストンと、前記ピストンと前記シリンダからな
   る吹き付けのために絶縁ガスを圧縮するパッファ室と、
   前記パッファ室で圧縮された絶縁性ガスを電極近くのホ
   ットガス発生部に導く流路と、吹き付けられた絶縁性ガ
   スの流れを整流するノズルからなるガス遮断器におい
   て、前記固定電極と前記可動電極を引き離す動作の間に
   絶縁性ガス流れが局所的に超音速となりガス密度が極端
   に低下する前記固定電極の先端付近に、絶縁体による被
   覆部を設けることを特徴とするパッファ型ガス遮断器。