JPS5963623A - しや断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力用しゃ断装置に係り、特にバッファ型しゃ
断部と真空しゃ断部を直列接続したもの液間する。

、電力系統の短絡答景は、電力需要増大と供給源の集中
偏在化が進む中で増大の一途をたどっており、定格電圧
１０００　ｋＶ級のＵＨＶ送電や直流送電が計画されて
いる。こｎに伴１よい電力用しゃ断器に課せらｎる責務
は、しゃ断容量の増大と高電圧化である。近年、高電圧
・大容量しゃ断器としては、絶縁性及び消弧性のすぐれ
た３　１＋　、ガスを充填したバッファ型ガスしゃ断器
が主流を占めるに至っている。そのすぐ扛た消弧特性に
より、ユニットあたりのしゃ断容幇は、３００　ｋＶ　
５０ｋＡに達しており、このユニットの組合せにより５
５０ｋＶ６３ｋＡ２点切、１１００　ｋＶ６３ｋＡ　４
点切も可能となっている。

しかしながらバッファ型ガスしゃ断器は、鑞流零点にお
ける電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）と電流しゃ断直後の再起
電圧上昇率（ｄｖ／ｄｔ）により、そのしゃ耐特性が左
右され、現状では、ｄｉ／ｄｔが３０〜４０Ａ／、ｃ＋
ｓ、　ｄｖ／ｄｉが１０〜１５に■／μｓ程度がユニッ
トあたりの最大と推足されており、組合せによっては、
こｎらの値より小さいところに性能の限界が現われてい
る。特に、直流しゃ断に用いる場合などは、ｄｉ／ｄｔ
が５０Ａ／μＳを越える場合も想定され、ｄｖ／ｄｔが
大きいと、電流しゃ断後数マイクロ秒以内に数ｋＶから
数十ｋＶ以下の電圧で熱破壊に至ってしゃ新年成功にな
る割合が多（なり、しゃ耐特性の限界がこの熱破壊によ
り決定される特性を示す。

この熱破壊特性を改善するため、バッファ型ガスしゃ断
器では、しゃ断部に並列にコンデンサを挿入して、ｄｖ
／ｄｔをゆるやかにする方法がとられることが多い。し
かし、しゃ断部に並列にコンデンサを挿入することは、
絶縁信頼性の面で゛は太き１よマイナスであり、このた
めコンデンサをな（すことあるいは設けるにしても極力
小さな容量にすること（例えば多点切しゃ断器における
電圧分用率改善のための容量程度）が望まれている。

一方、真空しゃ断器は、高いｄｉ／ｄｔ及びｄｖ／ｄｔ
に耐え得る性能を有し、５０Ａ／μＳからま２Ｌには１
５０　ヘ−２０ＯＡ／μＳのｄｉ／ｄｔにも耐え、まり
５〜１゜ｋＶ／μＳのｄｖ／ｒｌｔにも耐え得るとさゎ
ている。しかし現在の真空しゃ断器技術では、構造上の
理由で再点弧の発生がさけられないことから、超高圧の
真空しゃ断器を〉ら現することは回部とされている。

そこで、バッファ型ガスしゃ断器と、高いｄ　ｉ／ｄ　
ｔに対して十分な絶縁回復特性を示す真空しゃ断器とを
直列に接続して、それぞれの特徴を生かすようにしたし
ゃ断装置が提案さｎている。その−例を第１図に示す。

このしゃ断装置は、絶縁スペーサ１によって気密に仕切
られた２つの容器２及び３を有し、一方の容器２内にノ
くツファ型しゃ断部４が、他方の容器３内に真空しゃ断
部５が設置さ牡ている。バッファ型しゃ断部４は、固定
接触子６、可動接触子７、バッファシリンダ８、絶縁物
製のノズル９、ピストン１０、ピストン支持金具１１な
どから構成される１、ピストン支持金具１１は絶縁支持
体１２に支持され、ブッシングの中心導体１３に接続さ
扛ている。可動接触子７は絶縁操作ロッド１４、レバー
１５等を介して外部から操作される。、また、真空しゃ
断部５は固定接触子１６、可動接触子１Ｔ、真空容器１
８等から構成される。真空容器１８は絶縁筒１９、固定
接触子側端子２０、可動接触子側端子２１及びベローズ
２２等から構成される。ベローズ２２は真空容器１８の
内側へ突出するように取付けられて（・る。

可動接触子（１］ｌｌ端子２１は絶縁支持体２３に支持
され、ブッシングの中心導体２４に接続されている。

可動接触子１７は絶縁操作ロッド２５、レノ＜−２６を
介して外部から操作される。

バッファ型しゃ断部４と真空しゃ断部５は、各々の固定
接触子６及び１６を直結するようにして直列に接続され
ている１、容器２．３内にはそれぞれＳＦ６ガスが充填
さ第１、容器３内のガス圧は容器２内より低くしである
。これは、真空しゃ断部５のベローズ２２を保護するた
めである。このしゃ断装置では、電流しゃ断後回復電圧
の初期部は、電圧の１・（とんどを真空しゃ断部５が負
よりするようにし、その後の電圧増加分はバッファ型し
ゃ断部４が負担するようにしである。このため、真空し
ゃ断部５には非直線抵抗２７が並列に接続さｎ、バッフ
ァ型しゃ断部４にはコンデンサ２８が並列に接続されて
いる。また、バッファ型しゃ断゛部４から放出される高
温ガスによって絶縁スペーサ１が損傷しないようにする
ため、バッファ型しゃ断部４の固定接触子６の周囲には
絶縁物製のガイド２９が設けられている。

一ヒ記のように構成すると、高いｄｉ／ｄｔ　及びｄｖ
／ｄｔに耐え、しかも超高圧のしゃ断装い゛が実現でき
るうしかし、上記のようなしゃ断装置では、投入状態に
あるときはバッファ型じゃ断部及び真空しゃＩｆ部の各
接触子の接触部を通って通電電流が流れることになり、
この接触部の接か面積を大きくできないことから、電流
レベルとしてはせいぜい３０００　Ａ程度が限界である
。このため、５ピ格通電電流が４０００．Ａや８０００
　Ａ、さらに１２００ＯＡとなる場合には、バッファ型
しゃ断部及び真空しゃ断部のそれぞｎに通電用接触子を
別に設けることが考えられる。しかし、バッファ型しゃ
断部はともが（とじて、真空しゃ断部はストロークが短
（、また接触子が突合せによって接触する構造であるか
ら、こｎに、しゃ断時には真空しゃ断部の接触子（消弧
用）に先行して開離する必要のある通電用接触子を並設
することは、構造がきわめて複雑化する欠点がある。し
たがって上記のようなしゃ断裂］候では通電電流を太き
（す□ることは困難とされていた。

また、最近、バッファ型しゃ断部と真空しゃ断部を直列
接続したもので、それぞれに通電用接触子を設けたもの
も提案さｎている。その−例を第２図に示す。このしゃ
断装置も、絶縁スペーサ１、高ガス圧側の容器２、低ガ
ス圧側の容器３、バッファ型しゃ断部４及び真空しゃ断
部５を備えている。この装置では、バッファ型しゃ断部
４及び真空しゃ断部５の固定接触子６．１６が外側に、
可動接触子７．１７が内側にそれぞれ配置さｎ１両可動
接触イア・１７を操作する絶縁操作ロッド３０が中央部
に配置されている。つまり第１図のものとは逆配置であ
る。

バッファ型しゃ断部４の固定接触子６側には固定側通電
用接触子３１が、バッファシリンダ８には可動側通電用
接触子３２がそｎぞｎ設げらｎている。また真空しゃ断
部５の固定接触子１６側には固定９１１１通電用接触子
３３が、可動接触子１７側には可動側通電用接触子３４
がそれぞれ設けられている。そして、真空しゃ断部５側
の可動側通電用接触子３４は、真空しゃ断部５の可動接
触子１７よりストロークを太き（とり、且つしゃ断時の
開離を真空しゃ断部５より早くするためのワイプ装置り
３５により駆動されるようになっている。したがってこ
のしゃ断装置では、投入状態にあるときはブッシング中
心導体１３−支持金具３６−固定側通電用接触子３１−
可動側通電用接触子３２−パツフアシリンダ８−スライ
ド接触子３７−中間構体３８−スライド接触子３９−可
動側通電用接触子３４−固定側通電用接触子３３−支持
金具４〇−ブッシング中心導体２４の経路で大部分の通
電電流が流ｎることＫなる。

このように第２図のしゃ断装置では、スｔＢ電電流がバ
ッファ型しゃ断部及び真空しゃ断部の各接触子より接触
面積の大きい通電用接触子を通って流れるので、通電電
流を太き（することができる。

しかし、上記のようなしゃ断装置では、真空しゃ断部側
に、真空しゃ断部の可動接触子と可動１ｉ１＋通電用接
触子とのストローク調整を行うためのワイプ装置を設け
る必要があるため、部品点数が多く、構造が祷雑で、し
かも大型化する欠点がある。また、接触不良により発熱
源となる可能性のある通電用接触子の接触部が２箇所あ
るということは、信頼性低下の一因ともなる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな（し、構
造簡単で、信頼性が高（、しかも通電電流を太き（とる
ことのできるしゃ断装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、バッファ型しゃ断
部と真空しゃ断部とを、それらの固定接触子側を直結す
るようにして直列接続したしゃ断装置において１、前記
真空しゃ断部の可動接触子側端子に前記真壁しゃ断部の
外周を通って前記バッファ型しゃ断部に延びる固定側通
電用接触子を取付け、前記バッファ型しゃ断部のバッフ
ァシリンダに投入状態において前記固定側通電用接触子
と接触する可動側通電用接触子を設けたことを特徴とす
る。

以下、本発明の一実施例を第３図を参照して詳細に説明
する。

このしゃ断装置は、１つの容器４１内にバッファ型しゃ
断部４と真空しゃ１部５が収納してあり、容器４１内に
はＳＦ６カスが充填されている。バッファ型しゃ断部４
と真空しゃ断部５とは、第１図のものと同様、各々の固
Ｗ接触子６及び１６を直結するようにして直列接わｉさ
れている。

真空しゃ断部５の可動接触子細ｊ端子２１には、真空し
ゃ断部５の外周を通ってバッファ型しゃ断部４へ延びる
固定側通電用接触子４２が取付けられている。この固定
側通電用接触子４２は円筒状であり、真空しゃ断部５を
内部に収納した形となっている。一方、バッファ型しゃ
断部４のバッファシリンダ８には、投入状態において前
記固定側通電用接触子４２と接触する可動側通電用接触
子４３が設けられている。この実施例ではバッファシリ
ンダ８の先端外周面がそのまま可動側通電用接触子４３
と１よっているが、可動側通電用接触子４３はバッファ
シリンダ８の先端に突設するよ５にしてもよい。また、
真空しゃ断部５の可動部と固定部の間に設けられるベロ
ーズ２２は、真空容器１８の外部に突出するように設け
られている。

その他の構成は、非直線抵抗及びコンデンサが設置され
てないことを除いては第１図のものと同様であるので、
それに対応する部分には同一符号を付して説明を省略す
る。

上記のように構成すると、投入状態においては、一方の
ブッシングの中心導体１３−ピストン支持金具１１−ピ
ストンｉｏ−バッファシリンダ８−可動側通電用接触子
４３−固定側通電用接触子４２−可動接触子側）ｒ１°
Ｍ１部１−他方のブッシングの中心導体２４を辿って通
電電流が流れることになる。

通電用接触子４２及び４３は接触面積を大きくとれるか
ら、定常状態での通電電流が十分大きい場合でも接触部
での発熱や溶着を発生することな（安定した通電状態を
保つことが可能である。また、固定側通電用接触子４２
は、真空しゃ断部５の可動接触子側端子２１から真空し
ゃ断部５の外周を通ってバッファ型しゃ断部４の可動側
へと延びているので、投入状態においては真空しゃ断部
５の接触子１６．１７の接触部が短絡されるように１よ
り、定常状態における通電電流は通電容量の大きい通電
用接触子４２．４３の接触部を流れることになり、した
がって真空しゃ断部５の接触子１６．１７の通電能力が
十分でなくとも発熱や溶崩の脆８念がな（、また接触力
付与のための力が小さくてよく、さらに接触面積も小さ
くてよいので、真空しゃ断部は小型で操作力の小さいも
のとすることかできる。

これは、真空しゃ断部５を円筒状の固定側通電用接触子
４２内に納めるのにも好都合である。さらに、バッファ
型しゃ断部４の接触子６，７及び真空しや１υｉ部５の
接触子１６．１７の接角虫部にも分流による電流が流ｎ
るが、この部分は接触抵抗が大きくても発熱することは
ないので、アークの発生する接触子として、消耗の少な
い材料を自由に選定することができ、装置設ｄ１上有利
である。

しゃ断動作は次のように行わ２する。しゃ断動作に入る
と、まず最初に通電用接触子４２．４３が開離する。こ
の時、バッファ型しゃ断部４の接触子６．７及び真空し
ゃ断部の接触子１６．１７は接触状態を保持しているの
で、通電用接触子４２．４ｉの開ν１［を時にアークが
発生することはない。次に、バッファ型しゃ断部４の接
触子６，７が開離する、さらにこのに２触子６．γの開
離距離が十分大きくなり、且つバッファシリンダ８内の
圧力が十分高くなり、電流しゃ直後の接触子６，１間の
絶縁耐力がしゃ断装置全点分忙印加される電圧に耐える
状態に達した時点で、真空しゃ断部５の接触子１６．１
７を開離させる。こうすることにより、ｄｉ／ｄｔの大
きい電流のしゃ直後、過渡回復電圧は、バッファ型しゃ
断部と真空しゃ断部の両方に印加されるが、ｄｉ／ｄｔ
の大きい電流をしゃ断した１区後のバッファ型しゃ断部
極間はその熱履歴のため絶縁１ｉＩＩＦの回復が充分で
な（、そのインピーダンスは低い状態にある。一方、真
空しゃ断部は、バッファ型しやり１部に比べて絶縁回復
の速度が速いので、極間のインピーダンスが太ぎくなる
。し各 たがって、電流しゃ直後、特に０〜１０μｓ程度の時間
は、インピーダンスの関係から、過渡回復電圧は真空し
ゃ断部に印加されることになる。また、バッファ型しゃ
断部側への分圧が太き（、熱破壊に至ろうとすると、バ
ッファ型しゃ断部側のインピーダンスが急激に低下する
ので、電圧分担は真空しゃ断部側が自動的に太き（なる
。熱破壊による性能決定領域を経過した後は、バッファ
型しゃ断部の絶縁耐力は著しく回復するので、真空しゃ
断部側で絶縁破壊が発生しても、バッファ型しゃ断部が
絶縁破壊に至ることはない。

また、上記のようなしゃ新装〃、では、バッファ型しゃ
断部と真空しゃ断部が同一容器内に収納されているため
、真空しゃ断部のまわりのガス圧はバッファ型しゃ断部
と同じになり、ベローズには第１内の場合より大きなガ
ス圧がかかることに１．１：るが、このベローズは上記
のように真空容器の外部に突出するように取付けらｎて
いるため、定常状態（投入状態）では圧縮状態、つまり
ガス圧に対する強度が大きい状態にあるから、高いガス
圧に而づえることができる。

また、給２商のものに比べると、通電用接触子の接触部
が１箇所であるから、接触不良などにより異常を来たす
おそれは従来の手分となり、高い信頼性を得ることがで
きる。また、通電用接触子は、バッファ型しゃ断部と真
空しゃ断部の両方を一括して短絡するようにし、しかも
バッファシリンダの移動によって開閉されるようになっ
ているので、従来真空しゃ断部側に必要とされたワイプ
装置が不要となり、部品点数の低減、構造の簡素化、小
型化がはかれ、コストを低減することができるだけでな
（、この面からも信頼性を向上させることができる。

第４図は本発明の他の実施例を示す。この因において、
第３図と同−又は相当部分には同一符号が付しである。

この実施例が第３図のものと異なるところは、バッファ
型しゃ断部４に並列にコンデンサ２８を接続し、真空し
ゃ断部５に並列に非直線抵抗２７を接続した点である。

コンデンサ２８は、固定側通電用接触子４２の一部を切
欠いて、真空しゃ断部５の固定接触子側端子２０（バッ
ファ型しゃ断部４の固定接触子側端子でもある）とバッ
ファ型しゃ断部４のピストン支持金具１１との間に挿入
さｎ１非直線抵抗２１は、真空しゃ断部５の固定接触子
側端子２０と固定側通電用接触子４２との間に挿入され
ている。非直線抵抗２７としては、特に酸化亜鉛を主成
分とするものが好ましい。真空しゃ断部の極間電圧は低
（、数ｋＶから数十ｋＶ程度であるから、非直線抵抗２
７の大きさは小さくてよ（、固定側通電用接触子４２の
内側に配置することが可能である。

この実施例によれば、電流しゃ断装の過渡回復電圧の初
期部分は、バッファ型しゃ断部に並列に挿入さＪ′Ｌだ
コンデンサ２８によって、そのほとんどが真空しゃ断部
に印加されることになる。一方、回復電圧が高くなり、
非直線抵抗２７の制限電圧を越えると、それ以上の電圧
はすべてバッファ型しゃ断部に印加されることになる。

したがって、真空しゃ断部及びバッファ型しゃ断部の特
薇を十゛分に生かした形で、通電容量を増大させること
ができる利点がある。

以上説明したよう忙本発明によれば、バッファ型しゃ断
部と真空しゃ断部を直列に接続したしゃ断装置において
両しゃ断部を一括して短絡する形の通電用接触子を設け
たので、通電容量を大きくすることができると共に、通
電用接触子の接触部は１箇所であり、ワイプ装置も必要
としないことから、構造が簡単で小型になり、信頼性も
向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

＠１図及び第２図はそれぞれ従来のしゃ断装置を示す縦
断面図、第３図及び第４図はそｎぞれ本発明の実施例忙
係るしゃ断装置を示す縦断面図である。 ４・・・・・・バッファ型しゃ断部、５・・・・・・真
空しゃ断部、６・・・・・・固定接触子、７・・団・可
動接触子、８・・・・・・バッファシリンダ、１６・・
団・固定接触子、１７・・・・・・可動接触子、１８・
・・・・・真空容器、２１・旧・・可゛動接触子側端子
、２２・旧・・ベローズ、２７・・・・・・非直線抵抗
、２８・・・・・・コンデンサ、４１・旧・・容器、４
２・・・・・・固定側通電用接触子、４３・・曲・可ｉ
側通電用接触子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　バッファ型しゃ断部と真空しゃ断部とを、そ扛ら
   の固定接触子側を直〜するようにして直列接続したもの
   ｋおいて、前記真空しゃ断部の可動接触手側端子に前記
   真空しゃ断部の外周を通って前記パラフチ型しゃ断部へ
   延びる固定側通電用接触子を取付萌、前記バッファ型し
   ゃ断部のパンツアシリンダに投入状態において前記固定
   側通電用接触子と接触する可動側通電用接触子を設けた
   こと　。 を特徴とするしゃ断裂■゛、。 ２、％π「ｔＮ求の範囲第１０４において、前記固定側
   通電′周接触子は前記真空しゃｍ１部を内部に収納する
   筒状体であることを特徴とするしゃ断装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記真
   空しゃ断部は前記バッフ′ア型しゃ断部と同じガス圧容
   器内に収納され、その真空しゃ断部の可動部と同定部間
   に設けられるベローズは真空容器の夕）部に突出するよ
   うに取付けら扛ていることを特徴とするしゃ断装置。 ４、特許請求の範＠１第１項ないし第３項のいずれかに
   おいて、前記真空しゃ断部の固定接触子側端　　　　子
   と前記固定側通電用接触子間に非直線抵抗を接続したこ
   とを特徴とするしゃ断装置。 ５、％許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ　　　
   　□かにおいて、前記真空しゃ断部の固定接触子側端子
   と前記固定側通電用接触子間に非直線抵抗を接続すると
   共に、前記パックア型しゃ断部按並列にコンデンサを接
   続したことを特徴とするしゃ断装置〜。