JPH10208593A

JPH10208593A - ガス開閉器

Info

Publication number: JPH10208593A
Application number: JP906297A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kai; 慎一甲斐; Masahiko Fujita; 雅彦藤田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】消弧しにくい条件の場合でも確実に消弧できる
ようにする。【解決手段】ガス開閉器が「閉」のときに固定部１の固
定コンタクト１２を貫通するように設けられた可動コン
タクト２の固定部１側の先端に設けられ、軸方向消弧穴
２２と半径方向消弧穴２３とからなる消弧穴２１の、軸
方向消弧穴２２に消弧室１７内のガス圧が所定値を越え
たときに開く放圧弁２５を設けることによって、遮断動
作時に半径方向消弧穴２３の外部への開口部が固定部１
の外部空間に連通する位置まで可動コンタクト２が移動
したとしても、絶縁ノズル１４を含む固定部１の内側空
間としての消弧室１７内のガス圧が所定の値を越えない
限り放圧弁２５が閉じたままになって消弧穴２１を通っ
て外部空間にガスが逃げ出さないことから、所定のガス
圧になって始めて放圧弁２５が開いてガス流が生じてア
ークを冷却、消滅させる消弧作用がより確実に働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁ガスとして
のＳＦ₆ガスが充填されたガス絶縁開閉装置に用いられ
る断路器や接地開閉器などの、遮断器に比べればはるか
に小さな電流の遮断性能が要求されるガス開閉器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス開閉器は遮断器と異なり要求される
遮断容量は例えば数千ボルト、数百アンペアである。図
１１は従来のガス開閉器が「閉」のときの断面図であ
り、主に固定部を図示してある。この図において、ガス
開閉器の固定部１は、台座１１、これに取付けられた固
定コンタクト１２及びその外側に設けられた絶縁ノズル
１４からなっていて、それぞれは同軸配置になってい
る。ただ、固定コンタクト１２は周方向に重ねてリング
状に配置された図の断面を持つ多数の小片からなってい
て、これらの小片がばね１２１で束ねられて一体になっ
たものである。このリング状をした固定コンタクト１２
の内穴を貫通して可動コンタクト２が挿入されていて、
ばね１２１のばね力によって固定コンタクト１２のそれ
ぞれの小片が可動コンタクト２に押付けられた状態にな
っていて、固定コンタクト１２と可動コンタクト２との
間の接触抵抗を小さな値に保っている。この図では固定
コンタクト１２と可動コンタクト２とが接触状態にあっ
て開閉器として「閉」の状態となっている。

【０００３】可動コンタクト２は同軸配置の固定部１の
軸中心を共有する丸棒状をしており、その先端部に消弧
穴２１が設けられている。消弧穴２１は可動コンタクト
２の中心軸に一致して設けられた軸方向消弧穴２２とこ
の消弧穴２１の反先端部で連通している半径方向消弧穴
２３とからなっている。この消弧穴２１の機能について
は後述する。

【０００４】絶縁ノズル１４は名称の通り耐熱性、耐ア
ーク性の優れた例えばフッ化樹脂などの絶縁物からなっ
ていて、その内側空間が消弧室１７を形成している。こ
の図では可動コンタクト２が消弧室１７の多くの空間を
占めている状態になっている。台座１１には図の上の方
に消弧室１７の一部を形成する凹部１６が形成されてい
る。絶縁ノズル１４には内径側に突出する第１と第２の
突出部１４１，１４２が設けられていて、それぞれの突
出部１４１，１４２に構成される第１と第２のノズル穴
１４３，１４４は後述するように電流遮断動作の際に、
機械的に離れた固定コンタクト１２と可動コンタクト２
とを電気的に短絡した状態を維持するアークが消える、
いわゆる消弧がより効果的に行われるように設けられて
いる。突出部１４１と１４２の間には凹部１８が形成さ
れていて、凹部１６と同様に消弧室１７の体積を大きく
確保する作用を持っている。

【０００５】図１２は図１１の「閉」の状態から「開」
になる電流遮断の動作開始直後のときのガス開閉器の断
面図であり、可動コンタクト２が移動しているだけでガ
ス開閉器の構成要素は全て図１１と同じである。この図
は可動コンタクト２が図示しない駆動装置によって矢印
２０の方向に駆動されて固定コンタクト１２から機械的
に離れた直後の状態を示してあり、固定コンタクト１２
のアーク接点１２２と可動コンタクト２のアーク接点２
４との間にアーク３が発生して電気的にはまだ「閉」の
状態を維持している。アーク接点１２２，２４はアーク
の高温によっても蒸発して損耗することの少ない耐弧メ
タル、例えば、銅−タングステン合金が使用されてい
る。アーク接点１２２，２４以外の固定コンタクト１２
や可動コンタクト２は導電性のよい銅製である。

【０００６】アーク３が発生することによって周囲の空
間、すなわち消弧室１７内のガスが加熱されてこの消弧
室１７内の圧力が上昇する。この圧力上昇にって生ずる
ガス流を利用してアークを消滅させるのがこのガス開閉
器の特徴である。そのガス流は消弧室１７と外部とを消
弧穴２１が連通して圧力差に応じて発生するものであ
る。消弧穴２１は軸方向消弧穴２２と半径方向消弧穴２
３とからなっていて、消弧室１７から軸方向消弧穴２２
を通り半径方向消弧穴２３を通って外部に連通するもの
で、この図では半径方向消弧穴２３の出口が第２の突出
部１４２によって塞がれた状態なので、消弧室１７と外
部空間とは連通しないためにガス流が発生せず、したが
って消弧効果がまだ生じない段階である。また、この時
点ではアーク３が発生して間がなく、またアーク３の長
さも短いので消弧室１７のガス圧の上昇は殆どないのが
実際である。

【０００７】図１３は図１２から更に進んだ時点で、消
弧が成立する直前の状態を示すガス開閉器の断面図であ
る。半径方向消弧穴２３は第２のノズル穴１４４から更
に下の位置になって広い空間に位置して消弧室１７とこ
の空間を連通する。一方、アーク３は長く延びておりそ
のために図１２の場合よりもはるかに消弧室１７のガス
を加熱してより高く圧力が上昇しており、一方、消弧穴
２１はこの消弧室１７と外部空間とを連通するので図に
矢印で示すガス流４が生じてアーク３を軸方向消弧穴２
２の中に引っ張り込んで長さを長くするとともに冷却し
て消滅させて消弧を成立させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のガス
開閉器では次のような問題がある。消弧室１７内のガス圧がアークによって充分電流の遮
断が可能となる圧力に高まるまでガスを吹き出さないよ
うに、絶縁ノズル１４の長さと可動コンタクト２の吹き
出し穴である半径方向消弧穴２３の出口との位置関係を
設定してある。アーク３が消滅するのは交流電流の瞬時
値が零となるいわゆる零点であり、一方、遮断指令が出
て遮断動作を開始する時点は交流電流の位相とは無関係
である。したがって、遮断動作開始時点が次の零点に近
い時点の場合には吹き出し穴が消弧室外部と通じた瞬間
の圧力が必要な値まで高まっていないというような場合
が皆無とは言えない。ガスを吹き出すタイミングは殆ど絶縁ノズルの長さか
或いは可動コンタクトの軸方向と垂直に開けた吹き出し
穴によってしか制御できない。固定コンタクトの接触面は通電性能を持たせるため耐
アーク性の優れた銅−タングステン合金のような耐弧メ
タルではなく銅を使用するため、多数回の遮断動作を経
験するとアークによる損傷が無視できなくなる。アークによる圧力上昇による熱ガスの吹き出しはノズ
ルの先端から外部に向かって、あるいは可動コンタクト
の先端の穴から外部に向かってしか吹き出さないため、
可動コンタクトの先端付近のアークに対しては冷却、消
弧の効果が得られ易いが、それ以外の部分のアークに対
しては並切り消弧方式とほぼ同じ程度のアーク冷却、消
弧効果しか得られない。消弧室１７内の圧力は電流遮断時のアークにより高め
られるが、開極後数ｍｓの間はアークエネルギーが小さ
くまた可動コンタクトの移動による負圧の影響もあり遮
断可能な正圧が発生しないため、開極後数ｍｓの間は遮
断しにくい期間があるためアーク時間が長くなる傾向が
ある。

【０００９】この発明の目的はこのような問題を解決
し、消弧しにくい条件の場合でも確実に消弧することの
できるガス開閉器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明によれば、絶縁ガスが充填された容器内に、
固定部と、この固定部のリング状の固定コンタクトに挿
入、接触可能に設けられた可動コンタクトと、固定コン
タクトを覆って設けられた絶縁ノズルとを備え、この絶
縁ノズルの内部に消弧室が形成され、この絶縁ノズルの
可動コンタクトが挿入される側が絞られて内径側に突出
して可動コンタクトが挿入されるノズル穴を持つ突出部
が形成され、可動コンタクトに、その固定コンタクトに
挿入される側の先端部に軸対象に設けられた軸方向消弧
穴と、この軸方向消弧穴に連通しかつ半径方向に可動コ
ンタクトを貫通して可動コンタクトの外部に開口する半
径方向消弧穴とからなる消弧穴が設けられてなるガス開
閉器において、この消弧穴内を塞いで消弧室内のガス圧
が所定の値を越えたときに開く放圧弁を消弧穴内に設け
ることによって、半径方向消弧穴の外部への開口部が固
定部の外部空間に連通する位置まで可動コンタクトが移
動したとしても消弧室内のガス圧が所定の値を越えない
限り放圧弁が閉じたままになって消弧穴を通って外部空
間にガスが逃げ出さず、所定のガス圧になって始めて放
圧弁が開いてガス流が生じて消弧作用が働く。放圧弁
は、軸方向消弧穴に設けても半径方向消弧穴に設けても
よい。

【００１１】前述の従来のガス開閉器において、絶縁ノ
ズルに少なくとも３つの突出部とこれら突出部に挟まれ
た少なくとも２つの凹部を形成することによって、半径
方向消弧穴の開口部が一つの凹部に来たときに消弧室と
この凹部とのガス圧の差に応じたガス流が生じて、遮断
電流が小さいときにはこのガス流によってアークを消滅
させて消弧を成立させることができる。凹部は複数設け
るので最初の凹部で消弧が成立しなくても次の凹部への
ガス流によって消弧される。遮断電流が大きくて凹部へ
のガス流によって消弧されない場合でも、凹部に流れ込
んだガスはこれら凹部を含む消弧室から外部にガスが流
れ出していないので、半径方向消弧穴が絶縁ノズルの外
の空間に連通して消弧室内のガスが外部空間に出るガス
流に対して、ガス圧低下の要因にはならない。

【００１２】前述の従来のガス開閉器において、可動コ
ンタクトの軸方向消弧穴に挿入される位置に絶縁材製の
消弧穴塞ぎ棒を固定部に取付け、この消弧穴塞ぎ棒を、
遮断動作時に可動コンタクトが所定の位置に固定コンタ
クトから離れるまで軸方向消弧穴を塞ぐ長さに形成する
ことによって、消弧穴塞ぎ棒が軸方向消弧穴を抜け出す
位置まで軸方向消弧穴が塞がれて、たとえ半径方向消弧
穴の開口部が絶縁ノズルから抜け出した位置になっても
消弧室から外部へのガス流が生じず、ガス流による消弧
作用が生ずるのを遅らせて消弧室内のガス圧が更に高ま
るのを待つことができる。

【００１３】また、消弧穴塞ぎ棒の代わりに金属製の消
弧棒を設け、この消弧棒を、遮断動作時に固定コンタク
トと可動コンタクトとが機械的に離れるときに可動コン
タクトの軸方向消弧穴から抜け出す長さに形成すること
によって、固定部側のアーク始発点が消弧穴塞ぎ棒の先
端になって固定コンタクトの損耗が軽減できる。また、
消弧棒の代わりに消弧筒を設け、この消弧筒の内穴が消
弧室内空間と外部空間とを連通するようにすれば、消弧
室内のガス上昇によってこの消弧筒の内穴を通るガス流
が生じて、このガス流によってアークが消弧筒内に吸い
込まれて軸方向消弧穴の場合と同様に冷却、消弧作用が
働く。そして、消弧筒の内穴を塞ぎ消弧室内のガス圧が
所定の値を越えたときに「開」となる放圧弁を設けれ
ば、前述の消弧穴に放圧弁を設ける構成と同様に、消弧
室内のガス圧が所定の値を越えるまでガス流を生じさせ
ないようにすることができる。

【００１４】前述の従来のガス開閉器において、半径方
向消弧穴の開口部を、可動コンタクトが固定コンタクト
から機械的に離れる時点から所定の時間遅れた時点で外
部空間に連通する位置に設けると、この時点ではアーク
は発達していないので消弧室内のガス圧上昇には寄与せ
ず、代わりに消弧室内から可動コンタクトが抜け出すこ
とによる消弧室体積の増大によって消弧室内のガス圧が
低下するので、半径方向消弧穴の開口部から消弧室に向
かって流れ込むガス流が生じてこのガス流によって発生
して間がないアークを消滅させることができる。また、
ガス開閉器が「閉」の状態において、可動コンタクトが
消弧室内に占める体積上の割合を大きくすれば、遮断動
作が始まって可動コンタクトが消弧室内から抜け出すと
きの体積増大の比率が大きくなるのでガス圧低下の程度
が著しくなってより大きなガス流が得られる。軸方向消
弧穴の消弧室内への開口部を消弧室に向かって広がるよ
うな形状にすると、この開口部から噴出するガス流には
半径方向に広がる成分が生じて、可動コンタクトの先端
周辺部に発生する初期のアークの消滅の作用が強化され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下この発明を実施例に基づいて
説明する。図１はこの発明の第１の実施例を示す遮断動
作開始直後のガス開閉器の断面図であり、図１２と同じ
構成要素には同じ符号を付け、類似の構成要素には添字
Ａを付けて重複する説明を省く。図１の図１２に対する
違いは、軸方向消弧穴２２に放圧弁２５を設けた点であ
る。この放圧弁２５は、例えば、穴を塞ぐ金属球とこの
金属球を穴に押さえつけるばねとで構成されたような市
販のものがあるのでそれを流用すればでよい。

【００１６】図では消弧穴２１の半径方向消弧穴２３は
その出口を絶縁ノズル１４の第２の突出部１４２に塞が
れているので、消弧室１７と外部空間との間が連通して
いないが、更に可動コンタクト２Ａが下方に移動して半
径方向消弧穴２３の出口が外部空間に連通した時点にな
っても、消弧室１７と連通した外部空間との間の圧力差
がこの放圧弁２５に設定された一定値を越えないときに
は放圧弁２５は軸方向消弧穴２２を塞いでガスを通さな
い。そして、圧力差が一定値を越えると放圧弁２５が開
いて、消弧室１７から外部空間に向かう図１３に示すガ
ス流４が生じて前述のような消弧作用が働く。

【００１７】放圧弁２５を設けることによって圧力差が
一定値以上にならないとガス流４が生じないので、圧力
差が小さいうちにガス流が生じて結果的に消弧室１７内
の圧力の上昇が制限されて消弧失敗に至るという危険性
がなくなる。図２はこの発明の第２の実施例を示す遮断
動作開始直後のガス開閉器の断面図であり、図１と同じ
構成要素には同じ符号を付け、類似の構成要素には添字
Ｂを付けて重複する説明を省く。図２の図１との違いは
放圧弁２５Ｂを半径方向消弧穴２３に設けた点である。
すなわち、軸方向消弧穴２２と連通している左右両側の
半径方向消弧穴２３にそれぞれ放圧弁２５Ｂを設けてあ
る。前述の第１の実施例の場合には放圧弁２５が１つで
よいが、第２の実施例では２つの放圧弁２５Ｂが必要で
あるという点で第１の実施例の方が実用的であるが、可
動コンタクト２Ｂ、消弧穴２１の製作方法、放圧弁２５
Ｂのこれらへの装着構造とその方法などの点で必ずしも
第１の実施例の方が優れていると断定できるものではな
く、これらの実施例のうちのいずれかを適宜採用すれば
よい。なお、図２では半径方向消弧穴２３の出口を両側
に設けているので２つの放圧弁２５Ｂが必要であるが、
これを一方だけにすれば第１の実施例と同じに放圧弁２
５Ｂは１つだけでよい。

【００１８】図３はこの発明の第３の実施例を示す遮断
動作開始直後のガス開閉器断面図であり、従来例である
図１２と同じ構成要素には同じ符号を、類似の構成要素
には添字Ｃを付けて重複する説明を省く。図３と図１１
との違いは、図３の絶縁ノズル１４Ｃは図２１の絶縁ノ
ズル１４の第２の突出部１４２を分割して３つの凹部１
８１，１８２，１８３を設けた点である。これら３つの
凹部１８１，１８２，１８３はそれぞれ突出部１４１，
１４２１，１４２２，１４２３と絶縁ノズル１４Ｃの外
径壁及び可動コンタクト２で囲まれた形で閉空間を形成
している。

【００１９】図３に示すように、固定コンタクト１２と
可動コンタクト２との間にアーク３が発生した状態では
第１の突出部１４１と可動コンタクト２の先端角部との
間に隙間ができるので、この時点で消弧室１７のガス圧
が上昇していると消弧室１７から凹部１８１に流れ込む
図示しないガス流が生じて、アーク３の電流が小さいと
きにはこのガス流がアーク３を消滅させることができ
る。また、図のように半径方向消弧穴２３は凹部１８２
に開口しているので、消弧室１７のガス圧が上昇してい
るときにはこの時点で消弧室１７から軸方向消弧穴２２
と半径方向消弧穴２３を通って常圧の凹部１８２の空間
に流れ込むガス流４０が発生する。図では、ガス流４０
とアーク３とは無関係のようだが、実際のアーク３は自
身の電流と固定コンタクト１２や可動コンタクト２に流
れる電流との電磁力作用によってその位置が不安定であ
り、図のように固定コンタクト１Ｃと可動コンタクト２
のそれぞれの耐弧メタル１２２，２４の間の最短距離に
あるのではなく消弧室１７内に大きく膨れ上がるような
形状にもなることもあるので、ガス流４０が発生すると
このガス流４０の影響を受けて図１３に示すように軸方
向消弧穴２２の中に吸い込まれるという現象が生じて、
この場合にも可動コンタクト２が図１３のように下方向
に向かって駆動される前にアーク３が消滅する可能性が
高くなる。同じようにして例え凹部１８２へのガス流４
０によって消弧されないときでも、凹部１８３が消弧室
１７に連通して凹部１８３に流れる込むガス流によって
アーク３が消滅して消弧が成立する可能性もあって、全
体として消弧が成立する確率が向上する。なお、凹部
１８１，１８２，１８３に流入したガスは外部空間に出
るのではないので、半径方向消弧穴２３が突出部１４２
３から更に外の外部空間に出る前にはアーク３が消弧し
なかった場合に、凹部１８１，１８２，１８３を含む消
弧室１７内のガスはその内側に確保されたままで外部空
間に逃げていないので、消弧室１７内のガス圧上昇を低
減する作用はなく半径方向消弧穴２３が外部空間に出た
後の消弧作用には何ら支障はない。

【００２０】図４はこの発明の第４の実施例を示す遮断
動作開始直後のガス開閉器の断面図であり、図１２と同
じ構成要素には同じ符号を付け、類似の構成要素には添
字Ｄを付けて重複する説明を省く。図４と図１２との異
なる点は、図４の固定部１Ｄには絶縁材からなる消弧穴
塞ぎ棒１９が設けられている点である。消弧穴塞ぎ棒１
９は図の上部で台座１１に一方の端が固定されて他端が
消弧穴２１の軸方向消弧穴２２に差し込まれるように配
置されていて、消弧室１７から軸方向消弧穴２２へのガ
ス流を遮断している。可動コンタクト２Ｄが図よりも更
に下に移動して消弧穴塞ぎ棒１９が軸方向消弧穴２２か
ら抜け出したときに始めて軸方向消弧穴２２から半径方
向消弧穴２３を介して外部空間に出るガス流が生ずる。
したがって、消弧穴塞ぎ棒１９の長さを適切に選定する
ことによってガス流が生ずる可動コンタクト２Ｄの位置
を設定することができる。軸方向穴２２１は可動コンタ
クト２Ｄが図１１、すなわち、ガス開閉器が投入状態の
位置にあるときに消弧穴塞ぎ棒１９が可動コンタクト２
Ｄにぶつからないように設けられた穴である。可動コン
タクト２Ｄはこの軸方向穴２２１が設けられているとい
う点が図１１の可動コンタクト２と異なる。

【００２１】図５は図４のガス開閉器において、アーク
が消滅する直前の状態を示すガス開閉器の断面図であ
り、構成部材は図４のガス開閉器と全く同じである。こ
の図において、消弧穴塞ぎ棒１９はすでに軸方向消弧穴
２２から出ていてガス流４が生じ、そのためにアーク３
は軸方向消弧穴２２に引き込まれており、この後アーク
３は消滅して消弧が成立しガス開閉器は「開」の状態に
なる。消弧穴塞ぎ棒１９は絶縁材からなるので図５の位
置にあってもアーク３の挙動には殆ど影響することはな
い。

【００２２】消弧穴塞ぎ棒１９の長さを適切に選べば前
述のように消弧室１７から軸方向消弧穴２２を通るガス
流４が発生する可動コンタクト２Ｄの位置を適切に設定
できるので、消弧室１７内のガス圧が充分に上昇した位
置でガス流を生じさせて確実に消弧させることができ
る。図６はこの発明の第５の実施例を示すアークが消滅
する直前のガス開閉器の断面図であり、図４と同じ部材
には同じ符号を付けて重複する説明を省く。この図の図
４と異なる点は、図４の絶縁材からなる消弧穴塞ぎ棒１
９の代わりに金属製の消弧棒１９Ｅを使用している点
と、可動コンタクト２の半径方向消弧穴２３の出口の位
置が絶縁ノズル１４のノズル穴１４４から外部空間に出
た直後という点である。なお、消弧棒１９Ｅは先端部に
固定コンタクト１や可動コンタクト２Ｅの耐弧メタル１
２２，２４と同じ材料が使用された耐弧メタル１９１が
設けられている。

【００２３】図１１と同じ位置に可動コンタクト２があ
るとき、すなわち、ガス開閉器が投入状態のときには消
弧棒１９Ｅは可動コンタクト２の軸方向消弧穴２２に挿
入された状態になっており、そして、遮断動作が開始さ
れて可動コンタクト２の先端部が固定コンタクト１２か
ら離れた後、すなわち、図１２の可動コンタクト２の位
置の近くで消弧棒１９Ｅの先端部が軸方向穴２２から抜
け出す。したがって、前述の実施例４のように実際的に
は消弧棒１９Ｅは軸方向消弧穴２２を塞いでガス流の発
生を遅らせる作用を期待するものではない。

【００２４】可動コンタクト２が固定コンタクト１２か
ら離れても耐弧メタル１２２と耐弧メタル２４との間で
アークは発生せず、軸方向消弧穴２２に挿入されたまま
の消弧棒１９Ｅと可動コンタクト２との間で導通状態を
維持し、消弧棒１９Ｅが可動コンタクト２から離れたと
きにアークが消弧棒１９Ｅの耐弧メタル１９１と可動コ
ンタクト２との間に発生する。

【００２５】更に可動コンタクト２が下方に向かって移
動し図６の位置になって半径方向消弧穴２３が外部空間
に連通する状態になったときに図１３に示すと同じガス
流４が生じて消弧される。このとき、消弧棒１９Ｅの先
端部の耐弧メタル１９１は軸方向消弧穴２２に近い軸中
心に位置するのでアーク３が図のように軸方向消弧穴２
２に吸い込まれ易いことからより確実な消弧が行われ
る。

【００２６】固定部１Ｅ側のアークの端部は消弧棒１９
Ｅの先端部の耐弧メタル１９１になるので固定コンタク
ト１２がアークによって損耗することがない。この図で
は耐弧メタル１２２を図示してあるが、実際にはこれを
省略しても差し支えない。固定コンタクト１２は前述の
ように周方向に分割された小片がバネ１２１によって一
体化されたものであり、従来のものではそれぞれの小片
に耐弧メタル１２２が設けられているのであるが、実際
の電流遮断現象においてはアーク３の固定部１側の端部
は耐弧メタル１２２に常にあるのではなく他の部分の固
定コンタクト１２にも移動することがある。耐弧メタル
１２２以外の固定コンタクト１２の部分は銅製であり、
アークによって損耗しやすく、また、固定コンタクト１
２の隣合う小片が溶着してばね１２１による可動コンタ
クト２への圧接作用が阻害されるという問題も生じる可
能性があるという点も従来例の問題点であるが、この実
施例はこのような問題も回避することができる。

【００２７】図７はこの発明の第６の実施例を示す遮断
動作終了直前のガス開閉器の断面図であり、図６と同じ
構成要素には同じ符号を付けて重複する説明を省く。図
７の図６と異なる点は、図６の消弧棒１９Ｅの代わりに
図７では筒状の金属からなる消弧筒１９Ｆを設けた点で
ある。そして、この消弧筒１９Ｆの内穴の図の上側は外
部空間に開いている。したがって、消弧室１７内のガス
圧が上昇したときには、可動コンタクト２の消弧穴２１
を通るガス流４の他に消弧筒１９Ｂの中を通って上側の
外部空間に抜けるガス流４２が生じ、アーク３はガス流
４によって軸方向消弧穴２２に引き込まれるだけでな
く、消弧筒１９Ｆの中にも引き込まれる。したがって、
アーク３はより確実に消弧されることになる。

【００２８】図８はこの発明の第７の実施例を示す遮断
動作終了直前のガス開閉器の断面図であり、図７と同じ
構成要素には同じ符号を付け、類似の構成要素には添字
Ｇを付けて重複する説明を省く。図８の図７に対する違
いは消弧筒１９Ｆの内穴に放圧弁１９２を設けたことで
ある。放圧弁１９２は図１の放圧弁２５、図２の放圧弁
２５Ａと同様に消弧室１７内のガス圧が一定値以上に達
したときに始めて開いて図７のガス流４２に相当するガ
ス流が生じる。可動コンタクト２には図１，２のような
放圧弁２５，２５Ａを設けていないが、勿論、これらの
うちの一方を放圧弁１９２とともに併用しても差し支え
ない。

【００２９】図９はこの発明の第８の実施例を示す遮断
動作開始直後のガス開閉器の断面図であり、図１２と同
じ構成要素には同じ符号を付け、類似の構成要素には添
字Ｈを付けて重複する説明を省く。図９の図１２に対す
る違いは、軸方向消弧穴２２Ｈの軸方向長さを長くし
て半径方向消弧穴２３Ｈの出口の位置を可動コンタクト
２Ｈの先端部から離れた位置に設けたこと、凹部１６
を無くしたこと、軸方向消弧穴２２Ｈの消弧室１７側
の先端部を漏斗状にして漏斗状部２２１を形成している
点である。

【００３０】図１２と同じ「閉」の状態から遮断動作に
入って可動コンタクト２Ｈが固定コンタクト１２から離
れるまではアーク３による消弧室１７内のガス圧上昇は
なく、逆に可動コンタクト２Ｈが図の下方に下がること
によって消弧室１７の体積が増加するのでその分圧力は
低下する。従来例及び前述の実施例ともにこのようなガ
ス圧の低下については言及せずアーク３によるガスの加
熱とこれに伴うガス圧上昇だけに着目していたものであ
る。この実施例８では逆にアーク３の発生前のガス圧低
下に着目して消弧作用を改善しようとするものである。
可動コンタクト２Ｈの移動による消弧室１７の圧力低下
の程度は、ガス開閉器が「閉」の状態にあるときの消弧
室１７の体積が小さいほど大きくなるので、そのために
凹部１６を無くしたものである。

【００３１】図９は図１２と同様に固定コンタクト１２
から可動コンタクト２Ｈが機械的に離れてアーク３が発
生した直後の状態であるが、この時点ですでに半径方向
消弧穴２３Ｈは外部空間に連通した状態になっている。
そのために図示のように前述のガス流４とは反対に外部
空間から消弧室１７内に侵入するガス流４３が生ずる。
このガス流４３によって発生直後のアーク３を消滅させ
る。軸方向消弧穴２２Ｈの先端から噴き出すガス流４４
に半径方向の流れ成分がある方がアーク３の消滅作用が
より強くなるので、図示のようにこの部分の軸方向消弧
穴２２の形状を漏斗状にした漏斗状部２２１を形成して
ガス流４３が半径方向に広がるようにしてある。ただ、
漏斗状部２２１を設けなくてもガス流４４による消弧作
用があるので漏斗状部２２１の存在がこの発明にとって
必須のものではない。漏斗状部２２１がない場合には消
弧室１７内に噴出するガス流は軸方向に直進する成分が
大きいが、この成分が周辺のガスを引っ張って更に広い
ガス流を生じさせてアーク３に作用して消弧させる。

【００３２】このような実施例８によれば、アーク３が
大きく発達する前に消滅させることができるので、耐弧
メタル１２２，２４の消耗は少ないことから、ガス開閉
器の寿命の延長に資することができる。図１０はこの発
明の第９の実施例を示すガス開閉器が「閉」のときの断
面図であり、図９と同じ構成要素には同じ符号を、類似
の構成要素には添字Ｉを付けて重複する説明を省く。図
１０は図１１と同様にガス開閉器が「閉」の状態に可動
コンタクト２Ｉが停止している状態を示している。この
図１０の図９に対して異なる点は、消弧室１７Ｉの軸方
向寸法を大きくし、これに対応して可動コンタクト２Ｉ
の固定コンタクト１２との接触部からの突出寸法を大き
くした点である。

【００３３】図のように可動コンタクト２Ｉは消弧室１
７Ｉの中に突出してガス空間の体積を小さくした状態に
なっている。この状態から遮断動作に入って、図９のよ
うに可動コンタクト２Ｉが固定コンタクト１２から離れ
てアーク３が発生する時点になると、図９の場合に比べ
て「閉」の状態とこの時点の状態とで消弧室１７の体積
変化が図９の実施例８に比べて大きいことから圧力低下
の量も大きく、したがって、図９のガス流４３，４４に
相当するガス流が図９の場合よりも大きくなって更に消
弧作用が向上し、発生直後のアーク３の消滅をより確実
にすることができる。

【００３４】なお、図９、図１０において、軸方向消弧
穴２２の消弧室１７Ｈ、１７Ｉへの開口部の広がり部の
形状は、漏斗状のように直線的に広がるのではなく、例
えばラッパのように開口部の広がりが湾曲して先端に行
くほど広がり割合が大きくなるような広がり部を持つも
のでもよい。

【００３５】

【発明の効果】この発明は前述のように、消弧穴内を塞
いで消弧室内のガス圧が所定の値を越えたときに開く放
圧弁を消弧穴内に設ければ、消弧室内が所定のガス圧に
なって始めてこの放圧弁が開いてガス流が生じ消弧作用
が働くので、ガス圧が低いために消弧に必要な強さのガ
ス流が生じないということがなくなるという効果が得ら
れる。放圧弁は、軸方向消弧穴に設けても半径方向消弧
穴に設けても同じ効果が得られる。

【００３６】絶縁ノズルに少なくとも３つの突出部とこ
れら突出部に挟まれた少なくとも２つの凹部を形成すれ
ば、半径方向消弧穴の開口部が一つの凹部に来たときに
消弧室とこの凹部とのガス圧の差に応じたガス流が生じ
て、遮断電流が小さいときにはこのガス流によってアー
クを消滅させて消弧を成立させることができる。凹部は
複数設けるので最初の凹部で消弧が成立しなくても次の
凹部へのガス流によって消弧されるので消弧の可能性が
高くなるという効果が得られる。遮断電流が大きくて凹
部へのガス流によっては消弧されない場合でも、消弧室
内のガスは絶縁ノズルの外部には流れ出していないの
で、半径方向消弧穴の開口部が絶縁ノズルの外の空間に
連通して消弧室内のガスが外部空間に出るガス流に対し
て、ガス圧低下の要因にはならない。

【００３７】可動コンタクトの軸方向消弧穴に挿入され
る位置に絶縁材製の消弧穴塞ぎ棒を固定部に取付けて、
消弧穴塞ぎ棒が軸方向消弧穴を抜け出す位置まで軸方向
消弧穴を塞ぐようにすれば、たとえ半径方向消弧穴の開
口部が絶縁ノズルから抜け出した位置になっても消弧室
から外部へのガス流が生じず、ガス流による消弧作用が
生ずるのを遅らせて消弧室内のガス圧を更に高まるのを
待つことができるので大きな遮断電流の場合に、確実に
消弧、遮断することができる。

【００３８】消弧穴塞ぎ棒の代わりに金属製の消弧棒を
設ければ、固定部側のアーク始発点が消弧棒の先端にな
って固定コンタクトの損耗が軽減できることから、ガス
開閉器の信頼性の向上に資するという効果が得られる。
また、消弧棒の代わりに消弧筒を設け、この消弧筒の内
穴が消弧室内空間と外部空間とを連通するようにすれ
ば、消弧室内のガス上昇によってこの消弧筒の内穴を通
るガス流が生じて、このガス流によってアークが消弧筒
内に吸い込まれて軸方向消弧穴の場合と同様に冷却、消
弧作用が働く。そして、消弧筒の内穴を塞ぎ消弧室内の
ガス圧が所定の値を越えたときに「開」となる放圧弁を
設ければ、前述の消弧穴に放圧弁を設ける構成と同様
に、消弧室内のガス圧が所定の値を越えるまでガス流を
生じさせないようにすることができるので消弧作用がよ
り確実に働くという効果が得られる。

【００３９】半径方向消弧穴の開口部を、可動コンタク
トが固定コンタクトから機械的に離れる時点から少し遅
れた時点で外部空間に連通する位置に設けると、この時
点ではアークはまだ発達していないので消弧室内のガス
圧上昇には寄与せず、代わりに消弧室内から可動コンタ
クトが抜け出すことによる消弧室体積の増大によって消
弧室内のガス圧が低下しているので、半径方向消弧穴の
出口から消弧室に向かって流れ込むガス流が生じてこの
ガス流によってアークを消滅させることができるという
効果が得られる。また、ガス開閉器が「閉」の状態にお
いて、可動コンタクトが消弧室内に占める体積上の割合
を大きくすれば、遮断動作が始まって可動コンタクトが
消弧室内から抜け出すときの体積増大の比率が大きくな
るのでガス圧低下の程度が著しくなってより大きなガス
流が得られるので消弧作用をより大きくなって確実な電
流遮断に寄与するという効果が得られる。軸方向消弧穴
の消弧室内への開口部を例えば漏斗状やラッパ状に消弧
室に向かって広がるような形状にすると、この開口部か
ら噴出するガス流には半径方向に広がる成分が生じて、
可動コンタクトの先端周辺部に発生する初期の消弧作用
が更に強化されてより確実な電流遮断に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す遮断動作開始直
後のガス開閉器の断面図

【図２】この発明の第２の実施例を示す遮断動作開始直
後のガス開閉器の断面図

【図３】この発明の第３の実施例を示す遮断動作開始直
後のガス開閉器の断面図

【図４】この発明の第４の実施例を示す遮断動作開始直
後のガス開閉器の断面図

【図５】図４のガス開閉器の遮断動作終了直前の断面図

【図６】この発明の第５の実施例を示す遮断動作終了直
前のガス開閉器の断面図

【図７】この発明の第６の実施例を示す遮断動作終了直
前のガス開閉器の断面図

【図８】この発明の第７の実施例を示す遮断動作終了直
前のガス開閉器の断面図

【図９】この発明の第８の実施例を示す遮断動作開始直
後のガス開閉器の断面図

【図１０】この発明の第９の実施例を示す「閉」のとき
のガス開閉器の断面図

【図１１】従来の「閉」のときのガス開閉器の断面図

【図１２】図１１の遮断動作開始直後のガス開閉器の断
面図

【図１３】図１１の遮断動作終了直前のガス開閉器の断
面図

【符号の説明】

１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｉ…固定部、１
１，１１Ｆ，１１Ｉ…台座、１２…固定コンタクト、１
４，１４Ｃ…絶縁ノズル、１４１…第１の突出部、１４
２…第２の突出部、１４２１，１４２２…１４２３…突
出部、１４３，１４４…ノズル穴、１８，１８１，１８
２，１８３…補助消弧室、１９…消弧穴塞ぎ棒、１９Ｅ
…消弧棒、１９Ｆ…消弧筒、１２２，２４，１９１，
１９１Ｆ…耐弧メタル、２５，２５Ｂ，１９２…放圧
弁、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｈ，２Ｉ…可動コンタク
ト、２１，２１Ｈ，２１Ｉ…消弧穴、２２，２２Ｈ，２
２Ｉ…軸方向消弧穴、２３，２２Ｈ，２２Ｉ…半径方向
消弧穴、３…アーク、４，４２，４３，４４…ガス流、
２２１…漏斗状部（広がり部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁ガスが充填された容器内に、固定部
と、この固定部のリング状の固定コンタクトに挿入、接
触可能に設けられた可動コンタクトと、固定コンタクト
を覆って設けられた絶縁ノズルとを備え、この絶縁ノズ
ルの内部に消弧室が形成され、この絶縁ノズルの可動コ
ンタクトが挿入される側が絞られて内径側に突出して可
動コンタクトが挿入されるノズル穴を持つ突出部が形成
され、可動コンタクトに、その固定コンタクトに挿入さ
れる側の先端部に軸対象に設けられた軸方向消弧穴と、
この軸方向消弧穴に連通しかつ半径方向に可動コンタク
トを貫通して可動コンタクトの外部に開口する半径方向
消弧穴とからなる消弧穴が設けられてなるガス開閉器に
おいて、この消弧穴内を塞いで消弧室内のガス圧が所定
の値を越えたときに開く放圧弁が消弧穴内に設けられて
なることを特徴とするガス開閉器。
【請求項２】放圧弁が、軸方向消弧穴に設けられてなる
ことを特徴とする請求項１記載のガス開閉器。
【請求項３】放圧弁が、半径方向消弧穴に設けられてな
ることを特徴とする請求項１記載のガス開閉器。
【請求項４】絶縁ガスが充填された容器内に、固定部
と、この固定部のリング状の固定コンタクトに挿入、接
触可能に設けられた可動コンタクトと、固定コンタクト
を覆って設けられた絶縁ノズルとを備え、この絶縁ノズ
ルの内部に消弧室が形成され、この絶縁ノズルの可動コ
ンタクトが挿入される側が絞られて内径側に突出して可
動コンタクトが挿入されるノズル穴を持つ突出部が形成
され、可動コンタクトに、その固定コンタクトに挿入さ
れる側の先端部に軸対象に設けられた軸方向消弧穴と、
この軸方向消弧穴に連通しかつ半径方向に可動コンタク
トを貫通する半径方向消弧穴とからなる消弧穴が設けら
れてなるガス開閉器において、絶縁ノズルに少なくとも
３つの突出部とこれら突出部に挟まれた少なくとも２つ
の凹部が形成されてなることを特徴とするガス開閉器。
【請求項５】絶縁ガスが充填された容器内に、固定部
と、この固定部のリング状の固定コンタクトに挿入、接
触可能に設けられた可動コンタクトと、固定コンタクト
を覆って設けられた絶縁ノズルとを備え、この絶縁ノズ
ルの内部に消弧室が形成され、この絶縁ノズルの可動コ
ンタクトが挿入される側が絞られて内径側に突出して可
動コンタクトが挿入されるノズル穴を持つ突出部が形成
され、可動コンタクトに、その固定コンタクトに挿入さ
れる側の先端部に軸対象に設けられた軸方向消弧穴と、
この軸方向消弧穴に連通しかつ半径方向に可動コンタク
トを貫通する半径方向消弧穴とからなる消弧穴が設けら
れてなるガス開閉器において、可動コンタクトの軸方向
消弧穴に挿入される位置に絶縁材製の消弧穴塞ぎ棒が固
定部に取付けられ、この消弧穴塞ぎ棒が、遮断動作時に
可動コンタクトが所定の位置に固定コンタクトから離れ
るまで軸方向消弧穴を塞ぐ長さに形成されてなることを
特徴とするガス開閉器。
【請求項６】請求項５記載のガス開閉器の消弧穴塞ぎ棒
の代わりに金属製の消弧棒が設けられ、この消弧棒が、
遮断動作時に固定コンタクトと可動コンタクトとが機械
的に離れるときに可動コンタクトの軸方向消弧穴から抜
け出す長さに形成されてなることを特徴とするガス開閉
器。
【請求項７】消弧棒の代わりに消弧筒が設けられ、この
消弧筒の内穴が消弧室内空間と外部空間とを連通してな
ることを特徴とする請求項６記載のガス開閉器。
【請求項８】消弧筒の内穴を塞ぎ消弧室内のガス圧が所
定の値を越えたときに「開」となる放圧弁が設けられて
なることを特徴とする請求項７記載のガス開閉器。
【請求項９】絶縁ガスが充填された容器内に、固定部
と、この固定部のリング状の固定コンタクトに挿入、接
触可能に設けられた可動コンタクトと、固定コンタクト
を覆って設けられた絶縁ノズルとを備え、この絶縁ノズ
ルの内部に消弧室が形成され、この絶縁ノズルの可動コ
ンタクトが挿入される側が絞られて内径側に突出して可
動コンタクトが挿入されるノズル穴を持つ突出部が形成
され、可動コンタクトに、その固定コンタクトに挿入さ
れる側の先端部に軸対象に設けられた軸方向消弧穴と、
この軸方向消弧穴に連通しかつ半径方向に可動コンタク
トを貫通する半径方向消弧穴とからなる消弧穴が設けら
れてなるガス開閉器において、半径方向消弧穴の開口部
が、可動コンタクトが固定コンタクトから機械的に離れ
る時点から所定の時間遅れた時点で外部空間に連通する
位置に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の
ガス開閉器。
【請求項１０】ガス開閉器が「閉」の状態において、可
動コンタクトが消弧室内に占める体積上の割合を大きく
してなることを特徴とする請求項９記載のガス開閉器。
【請求項１１】軸方向消弧穴の消弧室内への開口部が消
弧室に向かって広がった広がり部を形成してなることを
特徴とする請求項９又は１０記載のガス開閉器。