JPH0855548A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アークに働く電磁力を緩和し、熱ガスの排気
効率を改善し、遮断性能の良いパッファ形ガス遮断器を
提供する。 【構成】 消弧性ガスを充填した密閉容器１内に、接離
自在な一対の固定電極２と可動電極３を対向して配置す
る。固定電極２と可動電極３には外部から電流を取り込
むための導体５，６を接続する。前記対向する電極２，
３間に発生するアーク１６に消弧ガスを吹付けて消弧す
る。固定電極２を円筒状の支持部材１９と、この支持部
材１９の中心部に設けられた固定アーク接触子８と、こ
の固定アーク接触子８を支持部材に支持させるために放
射状に配設された複数本のリブ２０とから構成する。複
数本のリブ２０のうち、外部からガス遮断器に電流を取
り込む導体５と反対側にあるリブの電気抵抗の総和が、
前記導体５と同じ側にあるリブの電気抵抗の総和よりも
小さくなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の変電所ある
いは開閉所に用いられるパッファ形ガス遮断器に関する
もので、特に固定側のアーク接触子の支持構造に改良し
たパッファ形ガス遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電系統の大容量化に伴ない、変電所や
開閉所に用いられる遮断器の遮断器の遮断容量が増大
し、かつ高い信頼性が要求されている。遮断器の信頼性
を高めるためには、部品数を少なくし、構造を簡単化す
ることが重要である。そのため、遮断器の遮断点数の減
少が計られている。従って、遮断器の１点当りの遮断容
量を増加させることが必要である。従来の一般的パッフ
ァ形ガス遮断器において、遮断性能を高めるためにはパ
ッファ室のガス圧力を高めることが必要である。

【０００３】例えば、現在５５０KV系統では、遮断伝量
が６３KAのものまで実用化している。この５５０KV−６
３KA級の遮断器は、４点切で構成されているが、遮断器
の信頼性を向上させるためには、遮断点数を少なくし部
品点数を少なくすることが重要である。このためには１
遮断点当りの遮断容量を向上させ、５５０KV−６３KAを
２点切あるいは１点切化することが必要である。

【０００４】このような遮断容量の向上を達成するため
に、従来１６８KV以上の送電電圧系統に用いられてきた
ものは、アークにガスを吹付けて消弧するいわゆるパッ
ファ形ガス遮断器である。これは遮断部の構造が簡単な
上に、封入されたＳＦ6 ガスによりすぐれた絶縁・消弧
性能を有するものである。また、変電所の機器全体をＳ
Ｆ6 ガスで絶縁する密閉形ガス絶縁開閉所においては、
用いる絶縁ガスが遮断器と他の機器との絶縁協調が可能
であり、機器の配置の点からも効率が良いので、特に良
く使用される。

【０００５】図５および図６に従来から用いられるパッ
ファ形ガス遮断器の構造を示す。図５は、パッファ形ガ
ス遮断器の全体構造を示すものであって、密閉容器１内
に固定電極２と可動電極３とが対向して設けられ、これ
ら固定電極２と可動電極３の外側を包囲するように絶縁
筒４が設けられている。固定電極２と可動電極３にはそ
れぞれ外部装置へ接続する導体５，６が接続され、さら
に可動電極３にはその駆動機構７が連結されている。な
お、可動電極３は密閉容器１に対して支持絶縁筒１０を
介して取り付けられている。

【０００６】図６は、このようなパッファ形ガス遮断器
の消弧室の詳細を示すものである。すなわち、固定電極
２は中空に構成され、その中心に固定アーク接触子８
が、その外側に円筒状の固定通電接触子９が配設されて
いる。一方、可動電極３は、密閉容器１側に固定された
パッファピストン１１と、このパッファピストン１１の
外側に配置されたパッファシリンダ１２と、このパッフ
ァシリンダ１２と前記駆動機構７とを連結するためにパ
ッファピストン１１の内部に挿入された操作ロッド１３
とを備えている。前記パッファシリンダ１２の先端部に
は、前記固定アーク接触子８に接触する可動アーク接触
子１４と、それを取り囲む絶縁ノズル１５とが設けられ
ている。なお、前記固定アーク接触子８および固定通電
接触子９は、支持部材１８によって密閉容器１に固定さ
れている。

【０００７】このように構成された従来のパッファ形ガ
ス遮断器において、操作ロッド１３が駆動機構７によっ
て往復運転すると、可動電極３はこれと対向する固定電
極２との間で開閉動作を行ない電流を遮断する。図６
は、遮断動作中の状態を示しており、この状態になると
固定アーク接触子８と可動アーク接触子１４との間にア
ーク１６が発生する。そして、遮断動作によりパッファ
シリンダ１２が左右方向へ移動し、パッファシリンダ１
２とパッファピストン１１によって形成されるパッファ
室１７内で消弧性ガスが圧縮される。この圧縮された消
弧性ガス流が絶縁ノズル１５により制御されてアーク１
６に吹付けられ、これを消弧する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なパッファ形ガス遮断器において、導体５，６に流れる
電流により発生する磁界と前記アーク１６の相互作用に
よる電磁力によって、前記アーク１６は図６に示す矢印
の向きに曲げられ、同時に前記消弧性ガス流も前記アー
ク１６により熱せられるので、熱せられた熱ガス流も曲
げられた側に多く流れることになる。そのため同量の熱
ガス量でも、片方に多く集まって流れた場合の熱ガスの
排気効率は均一に流れた場合に比べ悪くなる。そして、
排気されず残っている熱ガスが多く存在する程、固定ア
ーク接触子８と可動アーク接触子１４間の耐電圧性能は
低下し、大電流遮断性能に悪影響を与えてしまう。

【０００９】本発明は上述のごとき従来技術の欠点を解
消するためになされたものであり、その目的は、アーク
に働く電磁力を緩和し、熱ガスの排気効率を改善し、遮
断性能の良いパッファ形ガス遮断器を提供することにあ
る。

【００１０】すなわち、本発明のより具体的な目的は、
導体５，６部分に流れる電流によりアーク近傍に発生す
る磁界を、導体を流れる電流と反対方向に流れる電流に
よって弱めることにより、この磁界と遮断動作時に発生
するアークとの相互作用による電磁力を弱めて、アーク
の偏りを低減することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、固定電極の固定アー
ク接触子を支持するリブに対して、導体を流れる電流と
反対方向の電流を流すことにより、導体５，６部分に流
れる電流によりアーク近傍に発生する磁界を弱めること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１のパッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを
充填した密閉容器内に、接離自在な一対の固定電極と可
動電極を対向して配置し、この固定電極と可動電極には
外部からガス遮断器に電流を取り込むための導体を前記
固定電極と可動電極との軸方向と直角方向にそれぞれ接
続し、前記可動電極とパッファシリンダとを駆動装置に
連結した操作ロッドの一端に固定し、前記パッファシリ
ンダとこのパッファシリンダ内を摺動するパッファピス
トンとにより、パッファシリンダ内の消弧性ガスを圧縮
し、この圧縮ガスを前記パッファシリンダに固着された
絶縁ノズルにより高速ガス流として噴出して、前記対向
する電極間に発生するアークに吹付けて消弧するパッフ
ァ形ガス遮断器において、前記固定電極が円筒状の支持
部材と、この支持部材の中心部に設けられた固定アーク
接触子と、この固定アーク接触子を支持部材に支持させ
るために放射状に配設された複数本のリブとから構成さ
れ、前記複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電
流を取り込む導体と反対側にあるリブの電気抵抗の総和
が、 前記導体と同じ側にあるリブの電気抵抗の総和より
も小さくなるように構成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項２のパッファ形ガス遮断器は、前記
複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を取り
込む導体と反対側にあるリブの断面積の総和が、前記導
体と同じ側にあるリブの断面積の総和よりも大きくなる
ように構成されていることを特徴とする。

【００１４】請求項３のパッファ形ガス遮断器は、前記
複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を取り
込む導体と反対側にあるリブの１本当りの断面積が、前
記導体と同じ側にあるリブの１本当りの断面積よりも大
きくなるように構成され、かつ、前記導体と反対側にあ
るリブの本数と前記導体と同じ側にあるリブの本数が同
じになるように構成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４のパッファ形ガス遮断器は、前記
複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を取り
込む導体と反対側にあるリブの本数が前記導体と同じ側
にあるリブの本数よりも多くなるように構成され、か
つ、前記導体と反対側にあるリブの１本当りの断面積と
前記導体が同じ側にあるリブの１本当りの断面積が略同
じとなるように構成されていることを特徴とする。

【００１６】請求項５のパッファ形ガス遮断器は、前記
複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を取り
込む導体と反対側にあるリブの形状および寸法が、前記
導体と同じ側にあるリブの形状および寸法と略同じであ
り、かつ前記導体と反対側にあるリブが前記導体と同じ
側にあるリブの材料の導電率よりも大きな導電率の材料
で構成されていることを特徴とする。

【００１７】請求項６のパッファ形ガス遮断器は、前記
複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を取り
込む導体と反対側にあるリブの材料が銅であり、前記導
体と同じ側にあるリブの材料のアルミニウムであること
を特徴とする。

【００１８】請求項７のパッファ形ガス遮断器は、接離
自在に対向して配置した固定電極と可動電極のうち、前
記固定電極が前記可動電極と連動して可動電極と反対方
向に駆動されることを特徴とする。

【００１９】

【作用】請求項１の発明では、導体と反対方向のリブの
電気抵抗が導体側のリブの電気抵抗よりも小さいので、
このリブ側により多くの電流が流れ、これにより、導体
を流れる電流により発生する磁界をそれと反対方向に流
れる電流により発生する磁界で打ち消すことが可能にな
る。その結果、アークにはたらく電磁力が小さくなっ
て、アークの変歪が小さくなり、熱ガスが一方向に片寄
ることによる排気効率低下を防止でき、遮断性能の改善
を図ることができる。

【００２０】請求項２の発明では、導体と反対側に位置
するリブの断面積の総和が導体側のリブの断面積の総和
より大きいので、導体と反対側のリブ部の電気抵抗が小
さくなり、このリブ側により多くの電流が流れる。

【００２１】請求項３の発明では、導体と反対側に位置
するリブの断面積の導体側のリブの断面積のより大きい
ので、両方の側のリブの本数が等しくても、導体と反対
側のリブ部の電気抵抗が小さくなり、このリブ側により
多くの電流が流れる。

【００２２】請求項４の発明では、個々のリブの断面積
は略等しくても、導体と反対側に位置するリブの本数が
導体側のリブの本数より多いので、導体と反対側のリブ
部の電気抵抗が小さくなり、このリブ側により多くの電
流が流れる。

【００２３】請求項５の発明では、個々のリブの断面積
は略等しくても、導体と反対側に位置するリブの導電率
が導体側のリブの導電率よりも大きいので、導体と反対
側のリブ部の電気抵抗が小さくなり、このリブ側により
多くの電流が流れる。

【００２４】請求項６の発明では、導体と反対側に位置
する銅製リブの導電率が導体側のアルミニウム製リブの
導電率よりも大きいので、導体と反対側のリブ部の電気
抵抗が小さくなり、このリブ側により多くの電流が流れ
る。

【００２５】請求項７の発明では、遮断時において固定
電極が可動電極と反対側に駆動されるため両電極間の開
離速度が高いと同時に、導体と反対側により多くの電流
が流れるのでアーク近傍に発生する磁界が弱められ、優
れた遮断性能が得られる。

【００２６】

【実施例】

（１）第１実施例 本発明の第１実施例を図１および図２を参照して具体的
に説明する。図１は本実施例のパッファ形ガス遮断器の
電極付近の詳細を示す縦断面図、図２は固定電極附近の
円周方向断面図である。なお、各図において、図５およ
び図６に示した従来技術と同一部分については同一の符
号を付し説明は省略する。

【００２７】図１に示すように、第１実施例において、
固定電極２は、円筒状の支持部材１９と、この支持部材
１９の中心部に設けられた固定アーク接触子８と、この
固定アーク接触子８を支持部材１９に支持させるために
放射状に配設された複数本のリブ２０，２０ａ，２０ｂ
とから構成されている。これら複数本のリブのうち、外
部からガス遮断器に電流を取り込む導体５と反対側にあ
るリブ２０ｂの電気抵抗の総和が、 前記導体５と同じ側
にあるリブ２０ａの電気抵抗の総和よりも小さくなるよ
うに構成されている。すなわち、第１実施例では、図２
に示すように、支持部材１９の固定アーク接触子８を支
えるリブ２０のうち、固定アーク接触子８をはさんで導
体５と同じ側にあるリブ２０ａに比べ、導体５と反対側
のリブ２０ｂは断面積が大きいため、リブ２０ｂの電気
抵抗はリブ２０ａの電気抵抗より小さくなっている。

【００２８】このような構成を有する第１実施例におい
て、外部よりガス遮断器に流れ込んだ電流は、導体５を
通り固定電極２に流れる。固定電極２に流れ込んだ電流
は、支持部材１９および各リブ２０，２０ａ，２０ｂを
経由して固定アーク接触子８に流れる。このとき、リブ
２０ａに比べリブ２０ｂに流れる電流は多くなるため、
支持部材８のリブ全体として流れる電流の向きは導体５
に流れる電流の向きと反対になり、導体５に流れる電流
により発生する磁界を支持部材８のリブを流れる電流に
より発生する磁界が一部打ち消す。よって、導体５を流
れる電流により発生する磁界に比較して、アーク近傍に
発生する磁界は弱められ、それに応じて電磁力も弱めら
れる。

【００２９】その結果、遮断動作により固定電極２と可
動電極３が開離した際に、固定アーク接触子８と可動ア
ーク接触子１４との間に発生するアーク１６は、支持部
材１９のリブ２０が全て同じで断面積を有している場合
に比べて、アーク近傍の磁界によって曲げられる量が小
さくなる。このようにしてアークの曲げられる度合が減
少することにより、パッファ室１７内で圧縮された消弧
ガスが絶縁ノズル１５により制御されてアークに吹付け
られた場合に、アークに接触して生じた熱ガスがアーク
の曲げられたのと同じ方向に偏って流れる度合も少なく
なり、より均一に流れるようになる。その結果、熱ガス
の排気効率が向上し、固定アーク接触子８と可動アーク
接触子１４間の耐電圧性能も向上し、大電流遮断性能が
向上する。

【００３０】（２）第２実施例 本発明の第２実施例を図３に示す。図３は図２と同じく
図１のパッファ形ガス遮断器における固定電極附近の円
周断面積である。図３において、固定アーク接触子８に
関して導体５側にあるリブ２０ａの本数と、導体５と反
対側にあるリブ２０ｃ，２０ｄの本数が異なっている。
この場合、それぞれのリブ１本当たりの断面積は略同じ
であるが、リブの本数が導体と反対側の方が多いため、
リブの電気抵抗は断面積和の逆数となるので、導体５と
反対側にあるリブ２０ｃ，２０ｄの電気抵抗が導体５側
にあるリブ２０ａの電気抵抗より小さくなる。その結
果、導体と反対側にあるリブ２０ｃ，２０ｄに流れる電
流は、導体側にあるリブ２０ａより多く流れることにな
り、前記第１実施例と同じ効果を得ることができる。も
ちろん、リブ２０ａを省略して、導体と反対側側にのみ
リブを設けてもよい。

【００３１】（３）他の実施例 他の実施例を図４に示す。図４は図２と同じく図１のパ
ッファ形ガス遮断器における固定電極附近の円周断面図
である。図４において、固定アーク接触子８に関して導
体５側にあるリブ２０ａと、導体５と反対側にあるリブ
２０ｅは寸法的に全く対称であるが材料が異なってお
り、材料の導電率がリブ２０ｅの方がリブ２０ａよりも
高い。この例としてはリブ２０ｅが銅、リブ２０ａがア
ルミニウムを挙げることができる。このように構成した
ことにより、導体と反対側にあるリブ２０ｅの電気抵抗
の方が導体側にあるリブの電気抵抗より小さくなり、そ
の結果、導体と反対側にあるリブ２０ｅに流れる電流の
方が導体側にあるリブ２０ａに流れる電流よりも多く流
れることになる。これにより、前記各実施例と同じ効果
を得ることができる。なお、現在ではロー付などを用い
ることにより、銅とアルミニウムを接合することは可能
であるから、材質の異なるリブを有するパッファ形ガス
遮断器を実現することは容易である。

【００３２】以上の各実施例は、固定電極側が密閉容器
１に固定された電極構成のパッファ形ガス遮断器のつい
て述べたが、本発明は、投入・遮断時の相対向する接触
子間の相対的な閉路速度、開路速度を上げるため、固定
電極を可動電極と連動して可動電極と反対方向に動かす
いわゆるデュアルモーション方式のパッファ形ガス遮断
器に適用しても上述と同様の作用、効果を得ることがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、導体
を流れる電流によりアーク近傍に発生する磁界は、導体
を流れる電流と反対方向にリブに流れる電流によって弱
められ、磁界と遮断動作時発生するアークとの相互作用
による電磁力も弱められることができる。これにより、
アークの偏りが減少し、アークによって熱せられる熱ガ
スはより均一に近い状態で流れるため排気効率が良くな
り、遮断性能を向上さすることができ、より高い遮断性
能を持った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】本発明のパッファ形ガス遮断器の第１実施例に
おける電極附近の構造を示す縦断面図。

【図２】第１実施例における固定電極附近の円周方向の
断面図。

【図３】第２実施例における固定電極附近の円周方向の
断面図。

【図４】第３実施例における固定電極附近の円周方向の
断面図。

【図５】従来のパッファ形ガス遮断器の縦断面図。

【図６】図５のパッファ形ガス遮断器の電極附近の構造
を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器 ２…固定電極 ３…可動電極 ４…絶縁筒 ５，６…導体 ７…駆動機構 ８…固定アーク接触子 ９…固定通電接触子 １０…支持絶縁筒 １１…パッファピストン １２…パッファシリンダ １３…操作ロッド １４…可動アーク接触子 １５…絶縁ノズル １６…アーク １７…パッファ室 １８…従来の支持部材 １９…本発明の支持部材 ２０…リブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消弧性ガスを充填した密閉容器内に、接離
   自在な一対の固定電極と可動電極を対向して配置し、こ
   の固定電極と可動電極には外部からガス遮断器に電流を
   取り込むための導体を前記固定電極と可動電極との軸方
   向と直角方向にそれぞれ接続し、 前記可動電極とパッファシリンダとを駆動装置に連結し
   た操作ロッドの一端に固定し、前記パッファシリンダと
   このパッファシリンダ内を摺動するパッファピストンと
   により、パッファシリンダ内の消弧性ガスを圧縮し、こ
   の圧縮ガスを前記パッファシリンダに固着された絶縁ノ
   ズルにより高速ガス流として噴出して、前記対向する電
   極間に発生するアークに吹付けて消弧するパッファ形ガ
   ス遮断器において、 前記固定電極が円筒状の支持部材と、この支持部材の中
   心部に設けられた固定アーク接触子と、この固定アーク
   接触子を支持部材に支持させるために放射状に配設され
   た複数本のリブとから構成され、 前記複数本のリブのうち、外部からガス遮断器に電流を
   取り込む導体と反対側にあるリブの電気抵抗の総和が、
   前記導体と同じ側にあるリブの電気抵抗の総和よりも小
   さくなるように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】前記複数本のリブのうち、外部からガス遮
   断器に電流を取り込む導体と反対側にあるリブの断面積
   の総和が、前記導体と同じ側にあるリブの断面積の総和
   よりも大きくなるように構成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。
3. 【請求項３】前記複数本のリブのうち、外部からガス遮
   断器に電流を取り込む導体と反対側にあるリブの１本当
   りの断面積が、前記導体と同じ側にあるリブの１本当り
   の断面積よりも大きくなるように構成され、かつ、前記
   導体と反対側にあるリブの本数と前記導体と同じ側にあ
   るリブの本数が同じになるように構成されていることを
   特徴とする請求項２記載のパッファ形ガス遮断器。
4. 【請求項４】前記複数本のリブのうち、外部からガス遮
   断器に電流を取り込む導体と反対側にあるリブの本数が
   前記導体と同じ側にあるリブの本数よりも多くなるよう
   に構成され、かつ、前記導体と反対側にあるリブの１本
   当りの断面積と前記導体が同じ側にあるリブの１本当り
   の断面積が略同じとなるように構成されていることを特
   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】前記複数本のリブのうち、外部からガス遮
   断器に電流を取り込む導体と反対側にあるリブの形状お
   よび寸法が、前記導体と同じ側にあるリブの形状および
   寸法と略同じであり、かつ前記導体と反対側にあるリブ
   が前記導体と同じ側にあるリブの材料の導電率よりも大
   きな導電率の材料で構成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。
6. 【請求項６】前記複数本のリブのうち、外部からガス遮
   断器に電流を取り込む導体と反対側にあるリブの材料が
   銅であり、前記導体と同じ側にあるリブの材料のアルミ
   ニウムであることを特徴とする請求項５記載のパッファ
   形ガス遮断器。
7. 【請求項７】接離自在に対向して配置した固定電極と可
   動電極のうち、前記固定電極が前記可動電極と連動して
   可動電極と反対方向に駆動されることを特徴とする請求
   項１、２、３、４、５または６記載のパッファ形ガス遮
   断器。