JPS6196623A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は消弧室を改良し遮断性能を向上させたガス遮断
器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

送電系統の大容量化に伴ない、変電所や開閉所に用いら
れる遮断器に要求される遮断容量も増大の一途をたどっ
ている。このため、１遮断点当たりの遮断容量を上げる
ことが必要となってくる。

送電電圧が比較的高い変電所や開閉所ではバッファ式の
ＳＦ、ガス遮断器が主に用いられている。これは８Ｆ、
ガスのすぐれた遮断性能と絶縁性能によるものであるが
、特に２圧式に比ベバッファ式は構造が簡単なので高電
圧遮断器の主流となっている。また、変電所の機器全体
を８　Ｆ６ガスで絶縁する密閉形ガス開閉所においては
、他の機器との絶縁協調、あるいは機器の配置等で大き
なメリットを有するので特に良く使用される。

第８図は従来のバッファ式ガス遮断器の消弧室を示す。

図示されていない容器にＳＦ、ガス等の消弧性および絶
縁性の良いガスを封入し、この中に第８図に示した消弧
室が収納されている。バッファピストン３は図示してい
ない容器に絶縁物を介して固定し、この周囲の同軸上に
はバッファピストン３外周を摺動するバックアシリンダ
２を配置する。バッファピストン３の内周面を摺動可能
に貫通する操作ロッド６の一端にバッファシリンダ２を
固着する。操作ロッド６の他端は、図示されていない操
作機構に接続される。前記操作ロッドの一端には可動電
極１が固定される。操作ロッド６は図示されていない操
作機構によって往復動作を行なう。これに伴なって可動
電極１はこの可動電極１と内配置した固定電極５との間
で機械的及び電気的開閉を行なう。また、バッファシリ
ンダ（２はバッファピストン３との間の相対運動で圧縮
ガスを作り、この圧縮ガスを可動電極１の周囲に延在さ
せ且つ、バッファシリンダ２に固定した絶縁→ノズル４
を通して吹き出し、高速のガス流を作る。この絶縁ノズ
ル４は固定電極５側に径最小のスロート部４ａを有して
いる。電流遮断時にはこの固定、可動電極４．５間に生
じたアーク７に高速ガス流を吹付けて電流を遮断する。

この様に構成されたバッファ式ガス遮断器の遮断性能は
、バッファシリンダの容積によって決まり、性能を良く
するためにバッファシリンダ２の容積を大きくすること
が行なわれている。しかし、バックアシリンダ２の容積
が大きくなると、バッファシリンダ２を動かす力、すな
わち、バッファシリンダ２を取り付けた操作ロッド６に
接続された操作機構の操作力を大きくしなければならな
い。

そのため、操作機構の寸法が大きくなり、遮断器全体が
大きくなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮しなされたもので、アーク自身
の熱エネルギとバッファ室の圧縮したガスとを効率良く
消弧作用に用いた小形軽量でかつ信頼性の高いガス遮断
器を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明においては、バッフ
ァ室を形成するシリンダに投入時バッファ室に開口し、
ピストンの動作方向にピストンの厚さより長尺の溝を設
け、一方絶縁ノズルには遮断動作時前記溝に係合すると
きのみバッファ室と可動電極及び絶縁ノズルで形成する
流路間を溝を介して連通ずるようにした孔を設けたので
、遮断時に流路内の絶縁ガスをアークによる熱エネルギ
により高圧化しかつパンファ室内の絶縁ガスをピストン
により圧縮したのちアークに吹付けることができる。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第６図を参照して説明す
る。図示しない容器内に絶縁ガスを充填し、この容器内
部に固定する消弧室は以下の様な構成とする。図中左方
には筒状に形成した固定通電電極１０と、この固定通電
電極１０のはは中心軸に設は電気的に接続している固定
アーク電極１１とを配置している。一方右方には図示し
ない操作装置に絶縁棒を介して連結した操作ロッド１２
と、この操作ロッド１２の固定通電電極１０側にバッフ
ァピストン１３を介して取付は操作ロッド１２とともに
動作する可動通電電極１４及び可動アーク電柵１５とを
配置している。バッファピストン１３は円板状になし、
操作ロッド１２の一端に固着する。可動アーク電極、１
５は筒状になしバッファピストン１３の反操作ロッド１
２側のほぼ中央部に固着するとともに軸心な固定アーク
電極１１の軸心に一致させる。また、可動通電電極１４
は筒状になしバッファピストン１３の反操作ロッド１２
側でかつ可動アーク電極１５の外方に配置固定するとと
もに軸心な固定通電電極１０の軸心に一致させる。遮断
器投入状態においては第１図に示す如く固定通電電極１
０内に可動通電電極１４が嵌合し、可動アーク電極１５
内に固定アーク電極１１が嵌合している。バッファピス
トン１３の外周には、このバッファピストン１３及び可
動通電電極１４を内部に摺動自在に嵌合するバッファシ
リンダ１６を配置する。さらに、バッファシリンダ１６
　（７）内側でかつバッファピストン１３と対向する位
置には気密に固定ピストン１７を設け、この固定ピスト
ン１７、バッファピストン１３及びバッファシリンダ１
６で囲まれる空間にバッファ室１８が構成される。可動
通電電極１４の内面には、一端が可動通電電極１４によ
リパツファピストン１３の端面に轟接し、支持され他端
が固定アーク電極１１の外周端部近傍に延びる筒状の絶
縁ノズル１９を設ける。尚、絶縁ノズル１９は、可動ア
ーク電極１５の外側に所定の間隔をおいて配置する。

ここで、バッファシリンダ１６を第４図及び第５図を参
照して詳述する。バッファシリンダ１６の内側面には均
等配置しバッファ室１８に開口する４個の溝１６ａを設
ける。この溝１６ａは、固定ピストン１７の近傍即ち固
定ピストン１７から固定通電電極１０側ヘパツフアピス
トン１３のストロークの１０％〜５０％程度隔てた位置
に配する。また、溝１６ｇのバックアシリンダ１６の軸
方向長さはバッファピストン１３の厚さの数倍となし、
バッファピストン１３が常に溝１６ａを閉塞することが
ないようにする。さらに、溝１６ａの固定ピストン１７
側断面には滑らかな傾斜をつけ、溝１６ａの断面積が固
定ピストン１７に向って徐々に減少するようにする。

次に、可動通電電極１４及び絶縁ノズル１９を第６図を
参照して詳述する。絶縁ノズル１９は可動通電電極１４
の内面に嵌合一体化して可動通電電極１４とともにバッ
ファピストン１３に固着している。可動通電電極１４及
び絶縁ノズル１９のバッファピストン１３側近傍には、
可動通電電極１４の外周面と絶縁ノズル１９の内周面間
を滑らかに連通する孔１４ａ及び１９ａを夫々均等に４
箇所設けている。この孔！４ａ及び１９Ｍは可動通電電
極１４の外周面から絶縁ノズル１９の内周面に向かうに
つれ固定アーク電極１１側に近づくように傾斜させる。

第１図に示す遮断器投入状態において可動通電電極１４
の孔１４ａの外周はバックアシリンダ１６の内周面によ
り閉塞され、第２図に示す遮断器側外し途中の状態ζ二
おいて孔１４ａ、　１９ａはバッファシリンダ１６の溝
１６ａを介してバッファ室１８と連通する。尚、孔１４
ａ　、　１９ａは溝１６ａに対し共通半径上に配置する
。また、バックアシリンダ１６との摺動はバッファピス
トン１３及ヒ可動通電電極１４の孔１４ａより固定通電
電極１０側で行なわせる。

以下、本実施例の構成における作用について説明する。

第１図に示す遮断器投入状態において、操作ロッド１２
の図中左進保持により、可動通電電極１４は固定通電電
極１０の内側に接触し、可動アーク電極１５は固定アー
ク電極１１の外側に接触する。

これにより、可動通電電極１４と固定通電電極１０間で
主たる通電が行なわれる。また、バッファピストン１３
は溝１６ａより固定アーク電極１１側に位置し、バッフ
ァピストン１３、固定ピストン１７及びバッファシリン
ダ１６で包囲されるバッファ室１８内部には消弧性の絶
縁ガス例えば８Ｆ、ガスが充満している。

このとき、バッファ室１８は十分な気密性を保たせてい
る。尚、バッファ室１８を構成するバッファピストン１
３、固定ピストン１７もしくはパックアシリンダ１６に
は図示しない公知の逆止弁を設けている。

この逆止弁は逆止弁を通してバッファ室１８内への絶縁
ガスの流入を行なわせ、バッファ室１８外への絶縁ガス
の流出を防止するものである。

いま、遮断器の引外し指令により操作ロッド１２は固定
ピストン１７側へ移動する。同時にバッファピストン１
３が密閉されたバッファ室１８内の絶縁ガスを圧縮しな
がら右進する。また、可動通電電極１４は固定通電電極
１０から離れ、通電は固定及び可動アーク電極１１．１
５間ｐみで行なわれる。引続き可動アーク電極１５が固
定アーク電極１１から離れ、これにより両アーク電極１
５．１１間にアーク２０が発生する。このアーク２０の
発生にともなうエネルギにより絶縁ノズル１９と可動ア
ーク電極１５間に形成される流路２１内の絶縁ガスが昇
圧する。即ち、流路２１は絶縁ノズル１９の端部に形成
したスロート部１９ｂ及び孔１９ａに開放部を有してい
るが、孔１９ａは可動通電電極１４の孔１４ａとともに
バッファシリンダ１６により閉塞されている。また、ス
ロート部１９ｂはアーク２０の外側を取囲むので、スロ
ート部１９ｂの絶縁ガスはアーク２０の熱により膨張し
所謂閉塞現象によって結果的にスロート部１９は閉塞さ
れる。よって、流路２１内の絶縁ガスは圧縮されて昇圧
する。さらに、バッファピストン１３がアーク２０遮断
に好適な所定距離右進すると、可動通電電極１４の孔１
４ａ及び絶縁ノズル１９の孔１９ａがバッファシリンダ
１６の溝１６８の位置に係合する。即ち、第２図に示す
様にバッファピストン１３が溝１６ａの中間部に達する
と、バッファ室１８はこの溝１６ａを介して孔１４ａ　
、　１９ａに連通される。よって、バッファ室１８内の
高圧の絶縁ガスは、溝１６ａ、孔１４ａ。

１９ａを通して絶縁ノズル１９と可動アーク電極１５間
に形成される流路２１へ瞬時に放出される。これにより
、流路２１内の絶縁ガスはアーク２０により昇圧された
うえ、バッファ室１８から放出される絶縁ガスによりさ
らに昇圧する。この絶縁ガスは絶縁ノズル１９のスロー
ト部１９ｂにより絞られた後高速でアーク２０に吹付け
られ、アーク加を消弧する。また、さらに第３図に示す
如くバッファピストン１３が右進し、バッファシリンダ
１６の溝１６ａと固定ビ“　　　ストン１７間に達する
。このとき、バッファ室１８は再び密閉されてバッファ
室１８内の絶縁ガスが圧縮昇圧し、バッファピストン１
３の右進速度を徐々に遅くできる。即ち緩衝させること
ができる。

本実施例においては、可動通’４Ｊ　７Ｍ極１４及び可
動アーク電極１５等を固着するバッファピストン１３を
バッファシリンダ１６内に摺動可能に配置してバッファ
室１８を構成しているので、バッファ室１８内の絶縁ガ
スは効果的に圧縮され高圧となる。また、バッファシリ
ンダ１６の内側面でかつバッファピストン１３の引外し
終端位置側には軸方向長さがバッファピストン１３の厚
さの数倍であるＭ　１６ａを設けたので、バッファ室１
８内の高圧の絶縁ガスは溝１６ａを介してバッファ室１
８外に放出されバッファ室１８内は減圧される。この溝
１６Ｈの固定ピストン１７側断面に傾斜をつけ、この溝
１６ａの端を固定ピストン１７からバッファピストン１
３のストロークの１０％程度固定通電電極１０側に設け
ている。よって、バッファピストン１３の引外し動作終
了位置付近即ちバッファピストン１３が溝１６ａと固定
ピストン１７間のストロークの１０％程度に達すると、
バッファ室１８は再び徐々に密閉されてバッファ室１８
内の絶縁ガスが徐々に昇圧するのでバッファピストン１
３は固定ピストン１７に衝突することなく効果的な緩衝
作用を受は静かに停止するようになる。さらに、可動通
電電極１４及び絶縁ノズル１９のバッファピストン１３
近傍に可動通電電極１４の外方と絶縁ノズル１９の内方
を滑らかに連通する孔１４ａ及び１９ａを夫夫設けたの
で、バッファピストン１３がａ　１６Ｈの位置を通過す
る際バッファ室１８内の高圧の絶縁ガスは瞬時に流路２
１に放出される。また、さらに孔１４ａは、溝１６ａの
位置に達するまでバッファシリンダ１６により閉塞され
ているので、アーク２０発生にともなう熱エネルギによ
り流路２１内の絶縁ガスは高圧となる。よって、アーク
２０は、バッファ室１８内で圧縮されいわゆるパンファ
式により高圧となった絶縁ガスとアーク２０によるいわ
ゆる自刃消弧方式による高圧の絶縁ガスを吹付けること
により効果的に消弧することができる。これとともに、
遮断器の操作力を小さくすることができ、遮断器は小形
軽量に製作することができる。その上、溝１６ａの固定
ピストン１７側断面に傾斜をつけ、孔１４ａ及び１９Ｍ
を外方から内方に向かうにつれ固定アーク電極１１側に
傾斜させたので、バッファ室１８内で圧縮され高圧とな
った絶縁ガスは溝１６ａ、孔１４ａ及び１９Ｒを介して
スムーズに対果的に流路２１に放出することができる。

尚、本実施例においては溝１６ａ及び孔１４ａ　、　１
９ａを夫々４箇所に設けたが４箇所に限定されるもので
はない。さらに、両通電電極１０．１４を省略した構成
においても、巨様な作用効果を奏する。

また、第７図に示す様に可動アーク電心１５と絶縁ノズ
ル１９間に形成される流路２１の容積を大きくしバッフ
ァ室１８の容積と同等もしくはそれ以上にすることによ
り、流路２１内の多量の絶縁ガスをアーク２０により昇
圧することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、シリンダに投入時
バッファ室に開口しピストンの動作方向にピストンの厚
さより長尺の溝を設け、絶縁ノズルに遮断動作時溝に係
合するときのみバッファ室と流路間を溝を介して連通ず
る孔を設けたので、流路内の絶縁ガスをアークにより高
圧ガスとなすとともにパンファ室内の絶縁ガスをピスト
ンにより高圧ガスとなし、これらの両絶縁ガスを同時に
アークに吹付けることによりアーク消弧能力を向上させ
ることができるとともに小形軽量のガス遮断器とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すがス遮断器
の消弧室の断面図、第４図は第１図乃至第６図は第１図
乃至第３図に示す可動通電電極及び絶縁ノズルの断面図
、第７図は本発明の他の実施例な示すガス遮断器の消弧
室の断面図、第８図は従来のガス遮断器の消弧室を示す
断面図である。 １０・・・固定通電電極、１１・・・固定アーク電極、
１２・・・操作ロッド、１３・・・バッファピストン、
１４・・・可動通電電極、１４ａ・・・孔、１５・・・
可動アーク電極、抄 １６・・・バッファシリンダ、１６ａ・・・溝、１７・
・・固定ピストン、１８・・・バッファ室、１９・・・
絶縁ノズル、１９ａ・・・孔、１９ｂ・・・ストローク
部、２０・・・アーク、２１・・・流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定側電極と、この固定側電極と接離自在に対向配置し
   た可動側電極と、この可動側電極を支持しこの可動側電
   極とともに一体的に動作するピストンと、一端をこのピ
   ストンの前記可動側電極の反対側に固着した操作ロッド
   と、前記ピストンを内部に摺動自在に包囲するシリンダ
   と、このシリンダ内に気密に前記ピストンの前記操作ロ
   ッド側に対向して配置し前記ピストン、シリンダととも
   に内部にバッファ室を形成する固定ピストンと、前記可
   動側電極との間に流路を形成して包囲するように成し一
   端を前記ピストンに支持し他端を前記固定側電極側に延
   在する絶縁ノズルとを備え、前記シリンダの所定部位に
   は投入時前記バッファ室の前記ピストン側に開口し前記
   ピストンの動作方向にこのピストンの厚さより長尺の溝
   を設け、前記絶縁ノズルには遮断動作時前記ピストンの
   動作にともない前記溝に係合し前記バッファ室と前記流
   路間を前記溝を介して連通する孔を設けたことを特徴と
   するガス遮断器。