JPS5921130B2 - ガスしや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアーク回転形のガスしゃ断器に係り、第１の
発明の目的は駆動コイルにより発生する水平方向磁界、
垂直方向磁界の双方を有効に利用すると共により強い磁
界中でアーク長を有効に引伸ばして消弧な容易にし、且
つ可動電極先端に短絡環を設けてシールドリングに兼用
せしめたガスしゃ断器を提供することにある。

第２の発明の目的は上述の事項に加え、固定、可動電極
間に発生した初期アークを速やかに固定アーク電極に転
移させる様にしたガスしゃ断器を提供することにある。

周知の様に、例えば３ ／６ ＫＶ級のガスしゃ断器で
は駆動コイルを設置し、しゃ断時固定及び可動電極間に
生じたアークを介してしゃ断電流を前記駆動コイルに転
流せしめこの駆動コイルによる磁界とアーク自体の相互
作用によりこのアーク柱を回転駆動させ消弧性ガスとの
相対速度によりアーク柱の冷却と電子吸着を行なって電
流零点で自刃消弧するタイプのものがある。

第１図、第２図、第３図に従来のこの種の装置の構造を
示す。

第１図は固定電極１、可動電極３０間に生じたアークを
固定アーク電極２、駆動コイル４に転流させ駆動コイル
４の内側でアーク５を回転駆動する。

第２図、第３図は駆動コイル４の外側でアーク５を回転
駆動するものであるがそのうち第２図は常時駆動コイル
４に電流を流すもの、第３図はバッファー装置９による
消弧性ガスの吹付けでアークを固定アーク電極２に転流
するものである。

第１図〜第３図に示すように駆動コイル４により生じる
磁界Ｈ１〜Ｈ４のうち第１図ではＨ２、第２図、第３図
ではＨ３の磁界のみを利用しており駆動コイル４により
生じる磁界を有効に利用していない。

第１図、第３図ではアークが固定電極１から固定アーク
電極２に飛び移るまでに時間がかかり第２図では投入時
に反発力を受は投入不能になる恐れがある。

第２図、第３図の構造ではアーク５により生じるホット
ガスの上昇によりアーク５が固定アーク電極２の壁面に
押し付けられアーク５０回転がさまたげられる恐れがあ
る。

第１図では駆動コイルの内側でアークを発生させる必要
があるため円筒状の゛固定アーク電極２の外側に駆動コ
イル４を設けねばならず駆動コイル４の外径寸法が太き
（なり従ってコイルのインダクタンスも大きくなる。

その結果しゃ断電流の駆動コイル４への転流に時間がか
かり又しゃ断器の外径寸法も大きくなるという欠点があ
る。

なお、６は駆動コイル４の外側に設けられた磁性金属体
、７は固定電極１に取付けられた磁性金属体、８はバッ
ファ室、１３は下部フランジ、２０は内部に消弧性ガス
が充填された絶縁筒である。

本発明は上述の点を鑑案じて提案されたもので以下第４
図〜第７図に基づいて説明する。

第４図は本発明の一実施例を示すガスしゃ断器の投入状
態の縦断面図、第５図はしゃ断部の詳細をしゃ断連中の
状態で示した縦断面図である。

上部より電流通路を説明する。

回路電流は上部フランジ１２を貫通する固定電極支持導
体１６を経て固定電極１に到達する。

この固定電極１に対向配置された可動電極３が設けられ
両電極はリング状の突き合せ接触を形成している。

回路電流はこの電極１，３を通過して可動電極棒１７を
通り下部フランジ１３を貫通して集電接触子１８へと導
かれる。

また４は駆動コイル、２は固定アーク電極で前記駆動コ
イル４は固定電極１０回りにコイル状に巻回されその一
端は固定電極１に設けられた； フランジ１９に接続さ
れた他端は固定アーク電極２に接続される。

これらの固定電極１、固定アーク電極２、可動電極３、
駆動コイル４は絶縁筒２０上部フランジ１２、下部フラ
ンジ１３から構成される密封容器内に収納されている。

密封容器内に） は消弧性ガス２１、例えばＳＦ６ガス
が封入され電極開離時しゃ断アークはガス内で消滅する
。

次に固定電極１、固定アーク電極２、可動電極３及び駆
動コイル４の構造を第４図〜第７図で説明する。

駆動コイル４は固定電極１をボビンとしてそｉ の外周
にコイル状に縦長に巻回される。

従ってコイルの直径りが小さくなり、発生する磁界に対
して自己インダクタンスの小さいコイルが得られ、しゃ
断電流の駆動コイル４への転流が容易になる。

固定アーク電極２は略茶碗状の形をし、例えば銅ｉ な
どの導電材料で作られる。

この固定アーク電極２には短絡環を形成し駆動コイル４
により生じる磁界Ｈな打ち消すことを防ぐため第６図に
示す切欠き２２が設けられる。

前記切欠き２２はアークがこの切欠きで停滞することな
く容易に飛び移れるよう例えば約２ｍｒｔｔはどとされ
る。

固定電極１、固定アーク電極２、駆動コイル４は例えば
エポキシ樹脂などの樹脂２３により一体注型される。

前記固定アーク電極２は注型時の容器として役立たせる
ことができる。

また大電流が駆動コイル４へ流れた際前記駆動コイル４
が円周方向に広がろうとする力に対して補強材の役目を
する。

固定電極１には中空部２４が設けられこの中空部に磁束
を案内する磁性金属体６を入れ固定電極支持導体１６を
前記固定電極１の上部よりねじ込むことにより磁性金属
体６を固定する。

また固定電極１にはその下端にリング状の通電部２５が
設けられるとともに中央に凸状の整流部２６を設は以下
に記す可動電極３の整流部２９との相互作用によりガス
流をガイドしアーク５−１を固定アーク電極２に移行さ
せる役目を果たす。

３は可動電極で第７図に示すととく略放物線状をなし例
えば銅などの導電材料で作られる。

可動電極３には螺旋状の切欠き２７が設けられアークが
この切欠きに沿って伸長し上昇する役目を果たすととも
にこの切欠きを通して新鮮な消弧性ガスがしゃ新空間に
送られアークを冷却するとともに上方に加速する役目を
も果たす。

可動電極３の中央部上端にはリング状の通電部２８が設
けられるとともに凹状の整流部２９を設は前記固定電極
１の整流部２６との相互作用によりアークを固定アーク
電極２に移行させる役目をする。

可動電極３の上端部は短絡環３０とな９しゃ断時駆動コ
イル４との電磁反発力によりしゃ断方向の力が得られる
とともにこれと鎖交する磁束により生じる循環電流の作
る磁界が駆動コイル４０つくる磁界を強める役をする。

まだ投入時は駆動コイル４に電流が転流されることがな
いので電磁反発力を受けることはない。

従って操作器がｌＪＳ型になる。

またバッファー装置９はアークを固定電極１から固定ア
ーク電極２へ転流させる役目を果たすだけでよ（／」・
さなものでよい。

次に上記装置による電流のしゃ断過程について説明する
。

しゃ断指令により図示しない操作器によりしゃ断動作に
移り第５図に示すごとく固定電極１、可動電極３のリン
グ状通電部２５．２８が離れると、その間にアーク５−
１が発生する。

このアーク５−１はフリール−ピング作用や、必要に応
じて設けられるバッファー装置９によって圧縮された消
弧性ガス２１の整流部２６．２９を通るガスＧ□の吹付
は等を受け、また駆動コイル４のインダクタンスが小さ
いということも作用して容易に固定アーク電極２と可動
電極３との間に飛び移りアーク５−２となる。

ここで電流経路は、固定電極支持導体１６→固定電極フ
ランジ１９→駆動コイル４→固定アーク電極２→アーク
５−２→可動電極３→可動電極俸１７→集電接触子１８
となり駆動コイル４による磁界■が発生する。

アーク５−２は前記駆動コイル４の発生する磁界Ｈのう
ち水平方向の磁界Ｈ３によって高速で回転駆動されると
ともに可動電極３に設けられた切欠き２７０作用、この
切欠きからのガス流Ｇ２、フリール−ピング作用やバッ
ファー装置９からのガス流Ｇ１、及びホットガスの上昇
作用の相乗効果により上方へ加速されアーク５−３とな
る。

この部分では前記駆動コイル４０発生する磁界Ｈのうち
垂直方向の磁界Ｈ４によってアーク５−３は高速で回転
駆動されるとともに前記切欠き２７の効果及び上昇ガス
流の効果により上方へ加速され続ける。

この間小電流は初期のアーク５−１または５−２の位置
で消弧され、大電流でもアークが可動電極３の短絡環３
０に到達するまでには消弧される。

なお、第６図はｌ碇アーク電極の詳細を示す断面図、第
７図は可動電極の詳細を示す図である。

第４図乃至第７図において１０は逆止弁、１１は圧縮バ
ネ、１４．１５は気密用のＯＩＪング、３１は絶縁カバ
ー、３２は固定電極支持導体１６を固定するだめの六角
ナツト、３３はバネ座金、３４は密封容器内に設けられ
た吸着剤、３５は前記吸着剤３４を保持するだめの金網
である。

而して、第１の発明によるときは、駆動コイルを筒状の
一定電極の囲りに縦長に巻回し前記コイルの底部と側部
に沿って固定アーク電極を配設すると共に前記アーク電
極に対応して可動電極を延在せしめアークを駆動コイル
の底部に位置する固定接触子に発生させこれを固定アー
ク電極に移行させて駆動コイルの底部から側部にわたっ
て回転駆動させたので、駆動コイルの発生する磁界のう
ち水平方向と垂直方向の２方向の磁界を有効に利用する
ことができるうえ、駆動コイルのインダクタンスが小さ
くなりこの駆動コイルへの電流の転流が容易にしてフリ
ール−ピング作用によっても容易にアークが転移するこ
ととなる。

駆動コイルの中央に磁性金属体が配設されているので磁
界が強い。

固定アーク電極は駆動コイルと並列配置されており、可
動電極の断面が略放物線状であるため、アーク長は可動
電極の先端に導かれるに従って長く引伸ばされ消弧が容
易となる。

固定アーク電極が駆動コイルの側面に近接して並行配置
されているのでしゃ新空間が駆動コイルに近い（即ち第
５図において寸法Ｗが小さい）ため発生する磁界の最も
強い部分を利用でき、それだけ駆動力の大きいものを得
ることができる。

可動電極の延在先端部の短絡環に生じる循環電流がしゃ
断操作力を補助し長手方向の磁界を強化するうえしゃ断
完了後は短絡環がシールドリングの役目をしてしゃ断部
周辺の電界緩和を計９得るという効果を有する。

第２の発明によるときは整流体によって吹出しガスが有
効に整流されその外周に位置する固定電極に発生したア
ークの固定アーク電極へのアーク転移が更に容易となり
逸早くアークの回転駆動力が得られるという効果がるる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は異なった従来装置を示す側断面図、
第４図は本発明の１実施例を示す側断面図にして投入状
態を示す図、第５図は第４図のものにおけるしゃ断部の
拡大側断面図にしてしゃ断途中の状態を示す図、第６図
は第４図のものにおける固定アーク電極を示す拡大図に
して、イは上面図、口は側断面図、第７図は第４図のも
のにおける可動電極を示す拡大図にして、イは上面図、
口は１部切断側面図である。 １・・・固定電極、２・・・固定アーク電極、３・・・
可動電極、４・・・駆動コイル、５・・・アーク、６，
７・・・磁性金属Ｌ ８・・・バッファー室、９・・・
バッファー装置、１０・・・逆止弁、１１・・・圧縮バ
ネ、１２・・・上部フランジ、１３・・・下部フランジ
、１４，１５・・・０リング、１６・・・固定電極支持
導体、１７・・・可動電極棒、１８・・・集電接触子、
１９・・・固定電極フランジ、２０・・・絶縁筒、２１
・・・消弧性ガス、２２・・・固定アーク電極切欠き、
２３・・・注形樹脂、２４・・・固定電極中空部、２５
・・・固定電極通電部、２６・・・固定電極整流部、２
７・・・可動電極切欠き、２８・・・可動電極通電部、
２９・・・可動電極整流部、３０・・・短絡環、３１・
・・絶縁カバー、３２・・・六角ナツト、３３・・・バ
ネ座金、３４・・・吸着剤、３５・・・金網、Ｈ〜曳・
・・磁界、Ｇ１．Ｇ２・・・ガス流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 消弧性ガスが密封されている密閉容器内に導入され
   た固定電極支持導体、この支持導体に取付けられた有底
   円筒状であり底部周囲にリング状の通電部を形成した固
   定電極、この円筒状の固定電極の内部に収納された磁性
   金属体、前記固定電極の囲りに縦長に巻回され一端はこ
   の固定電極に設けられたフランジに他端は後記固定アー
   ク電極にそれぞれ接続された駆動コイル、この駆動コイ
   ルの側面に近接して並行配置され端部が折曲げられて前
   記固定電極の通電部との間に間隙を形成しているアーク
   電極、前記固定電極の通電部に接離するリング状の通電
   部を有すると共にアーク電極に対向せしめられていて断
   面が略放物線状をなし且つ螺旋状の切欠きが設けられ上
   端に短絡環が形成された可動電極より成るガスしゃ断器
   。 ２ 消弧性ガスが密封されている密閉容器内に導入され
   た固定電極支持導体、この支持導体に取付けられた有底
   円筒状であり底部周囲にリング状の通電部を形成した固
   定電極、この円筒状の固定電極の内部に収納された磁性
   金属体、前記固定電極の囲りに縦長に巻回され一端はこ
   の固定電極に設けられたフランジに他端は後記固定アー
   ク電極にそれぞれ接続された駆動コイル、この駆動コイ
   ルの側割に近接して並行配置され端部が折曲げられて前
   記固定電極の通電部との間に間隙を形成しているアーク
   電極、前記固定電極の通電部に接離するリング状の通電
   部を有すると共にアーク電極に対向せしめられていて断
   面が略放物線状をなし且つ螺旋状の切欠きが設げられ上
   端に短絡環が形成された可動電極、前記固定電極の中央
   底部に′設けた整流体、前記可動電極の中央部上端から
   外周に向けて消弧性ガスを吹出し、前記固定電極と可動
   電極間に生じたアークの前記固定アーク電極への転移を
   補助するバッファー装置より成るガスしゃ断器。