JPS6065416A - パッファ形ガス遮断器 - 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】 ［弁明の技術分野］ 本発明は消弧室に改良を施したバッファ形ガスｉ［！［
ｔｌｉ器に係り、特に遮断後における絶縁耐力の向上を
はかることのできるバッファ形ガス遮断器にｒ！Ａ′？
Ｉるものである。

［発明の技術的背景］ 近年送電容量の増大による短絡容量の増加に伴って、遮
断器の遮断容量も増加の一途を辿っている。反面ｎ器の
小型化の為、一点当りの遮断容量を増加させ、遮断器の
直列遮断点数の減少が図られている。この為、遮断器の
性能としては、極間の電界設翳１とともに、ガス吹付機
構の最適化が要求されている。

この点を第１図に示す従来（ｎ造のバッファ形ガス遮断
器によって説明する。

第１図は開極途中にあるバッフ１形ガス遮断器の消弧室
を示す。固定電極１と可動電極２は間口部３ａを有りる
中空の操作ロッドによって図示してはいない第１図右方
にある操作は構部と連結され−Ｃいる。この操作ロッド
３には可動バッファシリンダ４が装着固定されており、
この可動バッファシリンダ４は間口部５ａを有する固定
バッファビスＩ・ン５との間に圧縮室６を構成する。ま
た、前記バッファシリンダ４には開口部４ａが設けられ
ており、このバッファシリンダ４に固着された絶縁ノズ
ル７ａ及び絶縁カバー７ｂが形成する円筒状ガス流路８
を通じて前記圧縮室６内のガスが流入出可能となってい
る。これらの部品類は絶縁物製等の容器９内に収められ
、この絶縁容器９の内部空間１０には消弧性カスが満た
されている。

なお、この実施例ぞは容器を絶縁物製としたが、前述の
消弧室部材が金属タンク内部に絶縁物で支持されて構成
されるバッファ形ガス鴻断器も知られている。

この遮断器にｊａ断指令が与えられ、図示していない操
作懺構部が作動して前記操作ロッド３が第１図も方へ駆
動し、この操作ロッド３に連結された可動電極２か固定
電極１から開離した図示状態となると電極１，２間にア
ーク１１が発生ずる。

一方、前記操作ロッド３が右方へ連動Ｊる結果、操作ロ
ッド３に装着された可動バッファシリンダ４も右方へ運
動し、圧縮室ｃ内の消弧性ガスを圧縮する。このガスは
パンツ１シリンダ４の開口部４ａ、ガス流路８及びガス
噴出口８ａを経て、アーク１１へ吹きつ【プられ、この
アーク１１を消弧する。このガス流は２つの流れ′１２
ａ及び１２ｂに分流し、図示左方へ分れたガス流１２ａ
は絶縁ノズル７ａの間口部７Ｃを経て周囲空間１０へ流
出する。一方、右方へ分れたガス流１２１１は、絶縁ノ
ズル７ｂの開口部７ｂ及び前記可動電極２から固定電極
１が離脱した俄の間口部１３、前記操作ロッド３の開口
部３ａ、固定バッファピストン５の間口部５ａを経て周
囲空間１０／＼流出する。

［前回技術の問題点］ しかるに、前述の遮断動作において機構によりアークが
消弧された後には正負に電離したプラズマがスやアーク
により高温に熱せられたガスが残留する。これらのプラ
ズマガス及び高温ガスは電気伝導度が高くまた電気的絶
縁破壊〕が低いため、消弧後電極１．２間に加わる再起
電圧のために電（炬１．２間に電流が流れｌｊり電極間
の電気的絶縁破壊が生じる等の理由により遮断失敗の原
因となり易い。バッフ１形ガス遮断器においてはこれら
連断失敗の原因どなり易い残留プラズマガス及び高）晶
ガスをも前述のガス流によって電極１，２間から除去す
る様設計されている。従ってバッファ形ガス）曵断器の
遮断性能は、電極間へ消弧性ガスをいかに高速で吹イ」
けるかによって決定する。

ところで、誘電率の異なる２種類の誘電体を互いに接し
た状態で電界中に置くと、その界面には界面分極減少が
起こって電荷が蓄積し、この界面に沿った沿面放電現象
が極めて発生し易くなることが誘電体現象論の立場から
よく知られている。

ガス遮断器消弧室にあっては消弧性ガスの誘電率（一般
に用いられている六弗化硫黄では比誘電率は約１）と絶
縁ノズル７ａの誘電率（一般に用いられている商品名デ
フロンでは比誘電率は約２）と１．Ｌ異なるのが普通で
あるから、消弧後Ｎ極１゜２間に加わる再起電圧により
消弧空白に発生する電界により絶縁ノズル７ａと消弧性
ガスの界面（この界面を以後絶縁ノズル表面と表現する
ことにする）には前述の界面分極現象により電荷が蓄積
し、絶縁ノズル７８表面における沿面放電現象が発生し
易くなる。この結果、竹に消弧Ｖ！電極間に加わる再起
電圧による絶縁破壊が問題となるＢＴＦ遮ｌ１７ｉｌ＋
８において、絶縁破壊の発生する可能性のある経路とし
ては、第２図□に示す如く固定電極１から消弧性ガス層
１４を介して直接可動電極２へ至る経路１５と、固定電
極１から消弧性ガス層１６を介して絶縁ノズル７ａの内
側表面へ至り、絶縁ノズル７ａ内側表面における沿面放
電を紅でバッファシリンダ４へ至る経路１７が考えられ
る。

従ってこの絶縁破壊が起こる可能性のある経路１５或い
は１７上に存在づる消弧性ガス層１／Ｉ或いは１６に前
述の高温ガス及びプラズマガスが存在すると絶縁破壊の
発生する危険が増すことになる。

ここで、前述の機構によりガスの吹付ｔノを行なうと、
固定電極１と可動電極２の中間領域即ちガスｌｍ１４に
存在する高温ガス及びプラズマガスは、吹角（ノガスに
より比較的除去が可能であるが、この高）品ガス及びプ
ラズマガスの一部はガス流の一部１２ａによって絶縁ノ
ズル７ａと固定電極１との中間領域のガスＲ’１６内へ
運ばれる。この結果、特にＢＴＦ遮断時ｔこおいては、
固定電極１からガス層１６を介して絶縁ノズル７ａの表
面へ至り、絶縁ノズル７ａ表面における沿面放電を経て
バッフ１シリンダ４へ至る前述の経路１７を経る絶縁破
壊が誘因となって再点弧が起り、遮断に失敗する危険が
あった。

［発明の目的］ 本発明は以上の問題点に楢みてなされたもので、固定電
極と絶縁ノズル間の絶縁耐力を向上し、消弧後におりる
絶縁回復特性の向上を実現し得るパンツＩ形ガス遮断器
を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明によるバッフ１形ガス遮断器は１円柱状固定電極
のうちこの遮断器が遮断状態にある際に円柱状固定電極
表面が絶縁ノズルに対して最短距離に位置する部分に環
状絶縁物を装着することにより、固定電極と絶縁ノス′
ルの間の絶縁耐力を向上させるようにしたものである。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第３図及び第４図を用いて説明覆る
。なお、第１図及び第２図と同一部材については同一符
号を付しである。

第３図は本発明の一実施例を示す遮断状態にあるカス遮
断器の固定電極及び絶縁ノズルを示す。

本発明においては固定電極表面のうち、絶縁ノズル７ａ
の内面に対し最短距離に位置する部分に商品名テフロン
製の絶縁リング′１９が装着されており、絶縁ノズル７
ａに対する最短距離に位置づる部分で電極が露出するこ
とを避け、この部分における絶縁銅ノｊの向上を図っで
ある。絶縁リング１９の装着に当っては、固定電極１の
前記最短距離部分に環状の溝を形成し、この溝内にリン
グ１つを配置固定づる。また、）完断動作時においてア
ークが安定した状態で発生し、遮断性能に著しい変動が
発生しない様、固定電極１の先端部１ａは電極部材が露
出させである。

ここで、第４図に示す如く、遮断状態時における固定電
極１外表面と絶縁ノズル７ａとの最短距離をｒ、固定電
極′１の先端部１ａの半径をａ、絶縁リング１９の幅を
ｄ　（最短距離１゛の位置づる点Ｐを中心とした外表面
の幅）とする。また絶縁ノズル７ａの表面上において固
定電極′１に最短距離にｉｌ　＠　する点をＯとし、界
面分極によってこの０点に電荷Ｑが蓄積覆るものとする
。この時電荷ＱにＪ：り固定電極１上における絶縁ノズ
ル７ａに対して最短距離に位置する点Ｐに発生りる電界
の強度Ｅ１は次式で与えられる。

但しπは円周率、εは消弧性ガスの誘電率一方、固定電
極１先端部１ａの半球状部分の中心をＲ１絶縁リング１
９の固定電極１固定側の端部をＰ′とし、距ＭＱＰ’　
をＸとすると点Ｐ′にお１プる電界強度Ｅ２は次式で与
えられる。

ここで角度　ＰＰＰ’　をθと置くと、ｘ２＝ａ２＋（
ａ−１−ｒ　）２−２　ａ（ａ＋ｒ）α♂θ（３）ｄ中
４　ａ　ｓｌ＋　−（４） となる。（１）〜（４）式を用いて電界強度Ｅ１とＦ２
の比１）をめると Ｉ ２ となるから、絶縁リングの幅ｔ１は で与えられる。この絶縁リングが実際に効果を現わすた
めには少くともＦ２　＜０．９Ｅｔである必要があるか
ら、この条件を（６）式へ゛代入するとなる条件が１ｑ
られる。

即ち、（７）式を満足する幅ｄを右する絶縁リング１９
を固定電極１のうち絶縁ノズル７ａに対し遮断時最短距
前に位置ダる部分に装着することにより、電極部材が直
接絶縁ノズル７ａに対向する部分の最入電弄強度を′１
０％低減させることができる。そして電界強度がそれ以
上の値の部分に対して（よ絶縁リング１９が絶縁被覆と
して作用するため、固定電極１と絶縁ノズ゛ルアａ対向
面間の絶縁耐力を向」ニＪることが可能となる。

なお、上記実施例においては絶縁物として商品名テフロ
ン製のリングを用いたが、セラミックス等の絶縁（Ａ料
を用い°Ｃも同様の効果を得ることかできる。

［弁明の効果］ 以上述べた如く、本発明によれば遮断状態において固定
電極が絶縁ノズルに対し最短距離に位置づ−る固定電極
表面部分に環状絶縁物を装着することによって、固定電
極と絶縁ノズルの間の絶縁耐力を向上し、この領域にお
ける絶縁破壊が誘因となって再点弧が起こり遮断に失敗
するという危険を軽減することかできるバッファ形ガス
遮断器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバッフ１形ガス遮断器の動作を説明する
ための遮断動作中を示ず部分断面図、第２図は第１図の
バッファ形ガス遮断器における技術的問題点を説明する
だめの部分断面拡大図、第３図は本発明によるバッファ
形ガス遮断器の構造を説明するだめの一実施例の部分断
面拡大図、第４図は本発明に要部の位置関係を示ず部分
断面拡大図である。 １・・・固定電極、２・・・可動電極、４・・・バッフ
ァシリンダ、５・・・バッフ１ピストン、６・・・圧縮
室、７ａ・・・絶縁ノズル、８・・・ガス流路、１１・
・・アーク、１２ａ　、　１２ｂ−ｊＪｊ、流、−１４
，１６・・・絶縁破壊が起こる危険のあるガス層、１５
．１７・・・絶縁破壊の起こる危険のある紅路、１゛９
・・・絶縁リング。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　円柱状固定Ｎ極と、この固定電極と共通の中心
   軸を有し互いに接離可能な中空状の可動型１折と、この
   可動電極の周囲に位置覆る円筒状のガス流路並びに前記
   中６軸の周囲に位置する可動電極内へのガス噴出口を形
   成する絶縁ノズルと、この絶縁ノズルが固着され前記ガ
   ス流路へガスの流入出を行なわせる開口部を有する可動
   バッファシリンダと、このバッフ１シリンダの内部に挿
   入されこのバッファシリンダとの間に圧縮室を構成する
   ′様装置された固定バッファピストンと、前記固定電極
   ど可動電極どの開極時にこれら電極間で発生するアーク
   に対し−Ｃ前記圧縮室内におい−Ｃ圧縮された消弧性ガ
   スを前記可動バッファシリンダ開口部、前記ガス流路及
   びガス噴出口を通じて吹付けるＪ、うにしたものにおい
   て、バッファ形ガス遮断器が遮断状態にあるときに、前
   記絶縁ノズル内面に対し−Ｃ最短距Ｎ口こ位置する固定
   電極外表面部分に環状絶縁物を装着したことを特徴とす
   るバッファ形ガス遮断器。
2. （２）　固定電極の先端部が半球状に形成され、環状絶
   縁物がこの半球状部分の一部を含んで装着されている特
   許請求の範囲第１項記載のバッファ形ガス遮断器。
3. （３）遮断状態における固定電極外表面と絶縁ノズル内
   面の最短距離を１゛、固定電性の半径をａとづるとき、
   環状絶縁物の幅ｄが ここで１１は固定電極上における絶縁ノズルに対して最
   短距離に位置する点に発生する電界の強ｔ１５ｔＥ１ど
   、絶縁リングの固定電極固定側の端部と絶縁ノズル表面
   上における前記最短距離の点を結ぶ固定電極表面上の点
   にお（）る電界の強度Ｅ２の比 なる間係式を満たず特許請求の範囲第２項記載のバッフ
   ァ形ガス遮断器。