JPS62283514A - ガス遮断器の駆動装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、遮断器の遮断性能を向上させるために改良し
たガス遮断器の駆動装置に関する。

（従来の技術） 電力需要の増大に伴ない、発変電所は容量増加の一途を
たどっている。しかも、電力大量消費地である都市部に
おける発電所の建設難の為に、送？！［路は長距離化す
るとともに、この送電効率の向上の為に高電圧化の傾向
にある。この様な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
の一途をたどり、現在５５０ＫＶ系統では遮断電流６３
ＫＡのものまで実用化されている。

この５５０にＶ−６３ＫＡは４点切で構成されており、
これをそのまま１００ＯＫＶ系統に適用すると８点切で
対応することになる。遮断器の信頼性を向上させる為に
は遮断点数を少なくし、部品点数を可能な限り少なくす
ることが重要である。このためには、１遮断点当りの遮
断容量を上げることが必要である。

１６８ＫＶ以上の送電電圧ではバッファ式のＳＦ、ガス
遮断器が主に用いられている。これは、ＳＦ、ガスの優
れた遮断性能と絶縁性能によるものであるが。

特に２圧式に比ベパッフ７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。又、変電所の機器全体を
ＳＦ、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よく使用されている。

この様なＳＦ、ガス遮断器の遮断性能を向上させる１つ
の方法として、電極間の開極速度を早めることが挙げら
れる。これは駆動力を大きくすることにより達成できる
が、駆動装置の大型化コストアップに結びつく、又、可
動部の軽量化による高速化も考えられるが限界がある。

開極速度を増すとＳＦ、ガスと気中とのシール摺動部の
信頼性、あるいは各部材の衝撃強度など新しい問題点が
生じてくる。これらの点を考慮して駆動力を従来とほぼ
同じにし、且つ従来よりも速い開極速度を得て極間の絶
縁回復特性を向上させる方法として、第２図の様な消弧
室および駆動機構の構成が考えられる。

第２図は遮断器の投入状態を示している。可動電極１は
操作ロッド５にバッファシリンダ２と共に固定される。

バッファシリンダ２はその内部にバッファピストン３を
摺動自在に配置している。

操作ロッド５の端部は図示されていない操作機構に接続
され、この開閉動作に伴なって可動電極１が開閉動作を
行なう、一方、可ａｍ極１に対向する対向アーク電極６
は１円筒１１に取りつけられ、この円筒１１が操作機構
と反対側にある通電用導体１２の通電部１３と摺動自在
になっている。

操作ロッド５の操作機構側に複数のリンク装置７を設け
るとともに、プレート８に絶縁棒９及びバッファピスト
ン３が支持されている。リンク装置７はレバー７ａとリ
ンク７ｂ及び７ｃで構成されている。レバ〜７ａはリン
ク支持部７ｄの支点７ｅで、ある一定のリンク比に分割
されて支持されている。リンク７ｂは、操作ロッド５と
レバー７ａの一端を係合と、リンク７ｃによりレバー７
ａの他端はプレート８と連結点７ｆで係合している。リ
ンク支持部７ｄは図示していない容器より絶縁固定した
絶縁筒１０に固定している。可動電極１の周囲には絶縁
ノズル４を配置し、この間の通路とバッファシリンダ２
とバッファピストン３とに囲まれたバッファ室とを連通
している。

第２図において、操作ロッド５が図示していない操作機
構により、ある速度で図中、右方向へ駆動されると、そ
の駆動力はリンク７ｂを介してレバー７ａの一端に伝え
られる。このとき、レバー７ａは支点７ｅを軸とする回
転モーメントを受けて反時計方向に回転し、レバー７ａ
の他端に連結されたリンク７ｃ及びリンク７ｃと連結さ
れたプレート８．絶縁棒９、バッファピストン３を右方
向から左方向へ移動させる。これに伴ない対向アーク電
極６も右から左方向へ移動し、これと同時に可動電極１
も操作ロッド５によって右方向へ移動する。この対向ア
ーク電極６と可動電極１の相互逆方向への移動によって
遮断動作を行なう、なお、レバー７ａとリンク７ｂ、７
ｃの連結部はピン等で回転自在に係合されている。

一方、投入動作については遮断動作と全く逆の動作とな
る。

この様に、遮断、投入動作において、可動１！極と対向
アーク電極の移動方向が常に逆方向となるため１両者の
開離速度、投入速度を相対的に速くすることができる。

さらに、バッファピストン３がバッファシリンダ２の移
動方向と逆に動作する為９両者によって構成される空間
のガス圧縮効率が上がり、バッファシリンダ２の径が小
さくても大きなガス圧力上昇が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の様に構成されたものにおいては、その遮断、投入
動作時に、リンク７ｃとプレート８の連結点７ｆには常
に操作ロッド５及び対向アーク電極６の運動方向と直交
する方向の力が作用する。これは回転するレバー７ａの
運動をリンク７ｃにより直線方向に変換する為で、必然
的に操作Ｖ＆構の駆動力は連結点７ｆにおいて、対向ア
ーク１１１ｔ４ｉ６の運動方向（Ｘ軸）の成分Ｆｘとそ
れと直交した（Ｙ軸）成分Ｆ３１とに分解される。

第３図は、第２図中の■−■線に沿う矢視図で。

リンク装ｆ１１７の構成配置例を示しである１部品点数
の最小化、及び駆動力を均等にプレート８に伝える為に
、同一のリンク装置７を２ｆｆｌ対称に構成する方法が
考えられる。さらに、リンク装置の小型化、及びリンク
装置が相互に衝突など干渉し合わない様にリンク装！ｔ
７に構成部材を積層する配量が考えられる。

第３図に示すレバー７ａ、リンク７ｂ、　７ｃを構成し
たものにおいて、前記の分力Ｆｙは連結点？ｆ−１，７
ｆ−２を介してプレート８の外向あるいは内向に作用す
る。今、連結点７ｆ−１，７ｆ−２間の、ｙ軸と直交す
るｚ４ｉｌ１１方向の距離をΩ２とすると１両連結点に
互いに逆方向に発生した力Ｆｙにより、プレート８には
、 Ｍ＝Ｆｙ−Ｑｚ なる回転モーメントが生じ、プレート８は回転しようと
する。

しかし、プレート８はリンク支持部７ｄ、レバー７ａ、
及びリンク７ｃにより２軸方向の運動は拘束されている
為、このモーメントは、２軸方向にＦｚ＝基＝Ｆｙ・」
Ｌ ｙＩ２ｙ （ｌｉｌｙ　：連結点７ｆ−１、２間のｙ軸方向距離）
なる力となってリンク７ｃ、レバー７ａに曲げモーメン
トを与えることになる。同時にし゛バー７ａを支える支
持点７ｅ、連結点７ｆ、及びレバー７ａとリンク７ｃと
の連結点などには伝達すべき駆動力以外の大きな力が加
わるこになり、連結部の破損等の問題が発生し得る。又
、リンク７ｃ、レバ−７ａ自体の曲げ等により切損なと
も起り得る。

この様に、従来のレバー、リンクの構成によるリンク装
置では、上述の様な現象が生じ、ｉｉ！断器の動作不良
など信頼性の上で大きな問題点があった。

したがって本発明の目的は、駆動力を伝えるリンク装置
の構成部材を全て操作ロッドが運動する軸を含む平面上
に配したことにより、信頼性の高いガス遮断器の駆動装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
るガス遮断器の駆動装置は、消弧性ガスを密封した容器
内に同定電極および可動電極を相対的に動き得るように
配置し、その可動電極に操作装置からの操作力を操作ロ
ッドを介して投入、遮断方向への動きとして伝達し、か
つ前記固定電極に絶縁棒を介して可動電極の動き方向と
逆方向の動きとして伝達するリンク装置を具備し。

このリンク装置の構成部材の全てを前記操作ロッドが運
動する軸を含む平面上に配置したことを特徴とするもの
である。

本発明においては、リンク装置の２本のリンクとプレー
トとの２個所の連結点に作用する両分力は、常に同一軸
上において逆方向に働く、シたがってプレートに回転モ
ーメントが作用することなく、回転によるリンク装置の
破損などの不具合が起るおそれがない。

（実施例） 以下本発明を第１図に示す実施例について説明する。第
１図において、第２図および第３図と同一符号は同一部
品を示すものであるからその説明を省することにする１
本発明によるバッファ式ガス遮断器の駆動装置は、第２
図に示す同じバッファ式ガス遮断器に適用されるもので
ある。またそのリンク装置７も第２図および第３図の従
来のものと同様に２組のリンク装置７を有し、そのリン
ク支持部７ｄの支点７８であるリンク比に分割支持され
、その回りを回転自在に運動するレバー７ａ、操作ロッ
ド５とレバー７ａの一端を係合するリンク７ｂ、及びレ
バー７ａの他端をプレート８に係合するリンク７ｃで各
々構成される。

本発明の駆動装置においては、第１図に示すようにリン
ク装置７の構成部材は操作ロッド５が運動する軸を含む
平面上に全て配置し、これら２ＭＬのリンク装置７を操
作ロッド５に関して軸対称に設けた構成としている。な
お、各組の構成部材の形状は必ずしも同一とは限らない
。

次に本発明によるバッファ式ガス遮断器の駆動装置の作
用について説明する。まず従来の第２図において、遮断
器の遮断、投入動作時には、リンク７ｃとプレート８の
連結点７ｆに駆動力のｙ軸方向成分ＦＹなる力が作用す
る。しかし本発明を示す第１図において、この分力ｐｙ
は連結点７ｆ−１，７ｆ−２を介してプレート８の外向
、あるいは内向に作用するが、両分力Ｆｙは常に同一軸
上の逆方向に働く。

これは、従来例においてｎｚ＝０とした場合に相当する
。従って、プレート８に回転モーメントが作用すること
はなく、回転によるリンク装置ｌ！７の破損等の不具合
が起ることはない、なお、本発明は、２組以上のリンク
装置を対称に配置した場合でも同様の効果が得られる。

以上説明した様に本発明による第１図のリンク装置ｉ！
７においては、その構成部材を全て操作ロッドが運動す
る軸を含む平面上に配した為に、リンク装置に無理な力
が加わることを防ぐことができ、動作信頼性の高い遮断
器の駆動装置を提供できる。

一方のバッファ式ガス遮断器は１次のような問題点を有
していた。即ち、第２図において、操作機構の駆動力を
対向アーク電極６に伝達する絶縁棒９の材料としては一
般にＧＦＲＰ　（ガラス繊維強化プラスチック）を用い
ている。この材料は鉄など金属に比べ弾性係数が非常に
小さい為、負荷が加わった場合に変形し易い。

従って、遮断、投入動作に伴なう絶縁棒９の引張力ある
いは圧縮力を有効に伝達できず、十分な動作性能が得ら
れない、性能向上の為には、絶縁棒の断面積を増すこと
などにより剛性を増大させて負荷が加わった時の変形量
を極力抑える必要がある。

しかし、この場合、可動部重量の増大による動作速度の
低下あるいは、絶縁棒の大形化によるタンク径の増大に
つながる。

一方、絶縁棒９に駆動力を伝えるリンク装置７について
も同様のことがいえる。即ちリンクｆｊｌｉＲ７を構成
するレバー７ａ、およびリンク７ｂ、　７ｃの材として
、剛性の高い（弾性係数の大きい）もの（鋼）を使った
場合、重量物のため動作速度が遅くなる。又、ジュラル
ミンなど軽量化した材料を　゛使った場合には弾性係数
が小さい（剛性が低い）ため、駆動力が有効に伝達され
にくくなる。剛性を高くするためレバー７８などの断面
積を増大させると、それを収納するタンクの径の増大な
どにつながる。

以上の様に、従来のバッファ式ガス遮断器における絶縁
棒９及びリンク装置７の要素の材料では小つな駆動力で
十分な動作性能を満足することが難しかった。

本発明の他の目的は、操作機構の駆動力を対向アーク電
極に有効に伝達する様にすることにより、小さな駆動力
で十分な動作性能を有するバッファ式ガス遮断器を提供
することである。

本発明のバッファ式ガス遮断器は、操作＠構の駆動力を
対向アーク電極に伝達する絶縁棒及びリンク装置構成要
素の材料として、各々セラミックス及びＦＲＭ（Ｆｉｂ
ｅｒ　Ｒａ１ｎｆｏｒｃｅｄ　Ｍｅｔａｌ　：ｗ＆維強
化金属）を用いたことを特徴とするものである。

本発明において、セラミックスは電気絶縁性を有する為
、第２図に示す絶６＄９の材料に用いることが可能であ
る。一般にＧＦＲＰに比べ弾性係数が格段に高く　（鋼
よりも大）、遮断、投入動作時における引張、圧縮力を
受けても変形量はわずかで。

操作材槽の駆動力を有効に対向アークｉ４極６に伝達で
きる。又、軽量である為、動作速度を低下させることは
ない。

一方、リンク装置７の構成要素レバー７ａ、リンク７ｂ
、　７ｃの材料としてＡ１１ｌ　　など軽金属を母材（
ｍａｔｒｉｘ）としたＦＲＭを用いれば、高剛性（弾性
係散大）、軽量である為、動作時のｇｊＡ動力は有効に
伝達され、且つ動作速度も早い。

以上の実施例における本発明によれば、操作材槽の駆動
力を対向アーク電極に伝達する絶縁棒９及びリンク装置
７の構成要素の材料に各々セラミックス及びＦＲＭ　（
アルミ母材）を用いたことにより構成部材の高剛性化且
つ軽量化が可能となり、駆動力が有効に伝達されるため
、小さな駆動力にして十分な動作性能を得るバッファ式
のガス遮断器を提供できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、操作ロッドに遮断器の
遮断、投入動作の操作力を付与するリンク装置の構成部
材を前記操作ロッドが運動する軸を含む平面上に配置し
たことにより、リンク装置に無理な力が加わることを防
止でき、動作信頼性の高いガス遮断器の駆動装置を構成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス遮断器の駆動装置の一実施例
を示す平面図、第２図はバッファ式ガス遮断器の従来の
駆動装置を示す正面図、第３図は第２図ｍ−ｍ線に沿っ
て駆動装置を拡大して示す平面図である。 １・・・可動［ｉ　　　　　　２・・・バッファシリン
ダ３・・・バッファピストン　５・・・操作ロッド６・
・・アーク電極　　　　７・・・リンク装置８・・・プ
レート　　　　　９・・・絶縁棒（８７３３）　　代理
人　弁理士　猪　股　祥　晃（はが１名）ｂ　　　− 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）消弧性ガスを密封した容器内に固定電極および可
   動電極を相対的に動き得るように配置し、その可動電極
   に操作装置からの操作力を操作ロッドを介して投入、遮
   断方向への動きとして伝達し、かつ前記固定電極に絶縁
   棒を介して可動電極の動き方向と逆方向の動きとして伝
   達するリンク装置を具備し、このリンク装置の構成部材
   の全てを前記操作ロッドが運動する軸を含む平面上に配
   置したことを特徴とするガス遮断器の駆動装置。
2. （２）リンク装置を構成する要素の材料としてアルミニ
   ウム又はアルミ合金をマトリクス（母体）とした繊維強
   化金属（ＦＲＭ）を用い、絶縁棒の材料としてセラミッ
   クスを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のガス遮断器の駆動装置。