JP2000003649A - Heat puffer type gas-blast circuit breaker jointly using magnetic drive - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve interrupting performance at the time of interrupting middle or small current. SOLUTION: When a movable electrode 8 is upwardly driven, a movable contact 2 parts from a fixed contact 1 and an arc 13 arises. The arc is extinguished by an arc-extinguishing action owing to magnetic drive of a coil 3 and by an arc-extinguishing action owing to high-pressure gas accumulated in a pressure-raising chamber 10, thus current is interrupted. These actions are effective in large current interruption. A pressure-raising chamber 11 formed by a cylinder 6 with a piston 7 is compressed to cause a gas to flow, and when it flows out of a nozzle 5, it cools and extinguishes the arc. Current interruption by means of the compression of the pressure-raising chamber is effective in middle and small current interruption.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用遮断器であ
る磁気駆動併用熱パッファ形ガス遮断器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetically driven heat-puffer type gas circuit breaker which is a power circuit breaker.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の磁気駆動併用熱パッファ形ガス遮
断器は、磁気駆動部材を収納した昇圧室を固定接触子側
に設ける。電流遮断時に、昇圧室内において、可動接触
子が固定接触子から開離して、両接触子間にアークが発
生する。このアークは、磁気駆動部材により回転駆動さ
れて、相対的にガスがアークに吹き付けられる。この磁
気駆動効果によりアークが消弧される。2. Description of the Related Art In a conventional thermal puffer type gas circuit breaker combined with a magnetic drive, a booster chamber accommodating a magnetic drive member is provided on the fixed contact side. At the time of current interruption, the movable contact is separated from the fixed contact in the boosting chamber, and an arc is generated between the two contacts. The arc is rotationally driven by a magnetic driving member, and relatively gas is blown to the arc. The arc is extinguished by this magnetic driving effect.

【０００３】さらに、昇圧室内で回転するアークによ
り、ガスが加熱、膨張され、昇圧室内に蓄圧される。蓄
圧されたガスは、可動接触子が昇圧室内から抜け出ると
きに、昇圧室から放出されてアークに吹き付けられる。
この熱パッファ効果によりアークが消弧される。このよ
うに、磁気駆動熱パッファ形ガス遮断器は、磁気駆動効
果と熱パッファ効果とを併用してアークを消弧して、電
流を効果的に遮断する。Further, the gas is heated and expanded by the arc rotating in the pressurizing chamber, and the gas is accumulated in the pressurizing chamber. When the movable contact comes out of the pressurized room, the stored gas is released from the pressurized room and blown to the arc.
The arc is extinguished by this thermal puffer effect. As described above, the magnetically driven thermal puffer type gas circuit breaker extinguishes the arc by using both the magnetically driven effect and the thermal puffer effect to effectively cut off the current.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】磁気駆動併用熱パッフ
ァ形ガス遮断器は、遮断電流が大きい場合には、大きな
磁気駆動効果と熱パッファ効果が得られるので、遮断性
能が高い。しかしながら、遮断電流が小さい場合は、発
生する磁界も小さくなるため、アークを磁気駆動する力
が弱い。また、アークエネルギが小さいため、熱パッフ
ァ効果も少ない。このため、中小電流の遮断時には、遮
断性能が不足する傾向がある。The magnetic puffer-type heat-puffer type gas circuit breaker, which has a large magnetic drive effect and a thermal puffer effect when the breaking current is large, has a high breaking performance. However, when the breaking current is small, the generated magnetic field is also small, so that the force for magnetically driving the arc is weak. Further, since the arc energy is small, the thermal puffer effect is also small. For this reason, there is a tendency for the breaking performance to be insufficient at the time of breaking the small and medium current.

【０００５】これに対処するため、磁気駆動部材である
コイルの巻数を増やすことが行われるが、この場合、コ
イルが大型化するなどの問題が生じる。また、可動接触
子側に簡単なパッファ機構を追加して遮断性能の向上を
図ることが考えられる。しかしながら、この場合は、消
弧作用が固定接触子側と可動接触子側に分散され、磁気
駆動併用熱パッファ効果とパッファ機構による効果との
相乗効果が小さく、期待する程の効果が得られない。In order to cope with this, the number of turns of the coil which is a magnetic driving member is increased, but in this case, a problem such as an increase in the size of the coil occurs. It is also conceivable to add a simple puffer mechanism to the movable contact to improve the breaking performance. However, in this case, the arc extinguishing action is distributed to the fixed contact and the movable contact, and the synergistic effect of the magnetic drive combined thermal puffer effect and the effect of the puffer mechanism is small, and the expected effect cannot be obtained. .

【０００６】本発明は、磁気駆動併用熱パッファ形ガス
遮断器において、中小電流遮断時の遮断性能を向上させ
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the breaking performance of a thermal puffer type gas circuit breaker combined with a magnetic drive at the time of breaking small and medium currents.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、磁気駆動併用熱パッファ形ガス遮断器に
おいて、磁気駆動部材を収納する昇圧室を可動接触子側
に配置し、電流遮断動作時に前記昇圧室の容積を縮小す
る機構を設ける。本発明によれば、昇圧室を可動接触子
側に配置したことにより、電流遮断動作時にガスを圧縮
する機構を昇圧室側に設けることができる。この機構に
より、電流遮断動作時に昇圧室の容積が圧縮され、可動
接触子が昇圧室から抜け出るときに、ガスがアークに吹
き付けられる。同時に、昇圧室において、磁気駆動効果
と熱パッファ効果による消弧が行われる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a heat-puffer type gas circuit breaker combined with a magnetic drive, wherein a step-up chamber for accommodating a magnetic drive member is arranged on a movable contactor side. A mechanism is provided for reducing the volume of the boosting chamber during the shutoff operation. According to the present invention, by arranging the pressurizing chamber on the movable contact side, it is possible to provide a mechanism for compressing gas during the current interruption operation on the pressurizing chamber side. By this mechanism, the volume of the boosting chamber is compressed during the current interruption operation, and gas is blown to the arc when the movable contact comes out of the boosting chamber. At the same time, arc extinguishing is performed by the magnetic driving effect and the thermal puffer effect in the boosting chamber.

【０００８】したがって、昇圧室のガスを圧縮する機構
による消弧作用と、磁気駆動及び熱パッファによる消弧
作用が相乗的に作用し、遮断性能が向上する。磁気駆動
及び熱パッファによる消弧作用は、大電流領域で効果的
であるが、昇圧室のガスの圧縮による消弧作用は、中小
電流遮断時の遮断性能を向上させることができる。昇圧
室の容積を縮小させる機構は、発生したガス流により中
小電流を遮断するだけで良いので、小規模なもので十分
である。また、昇圧室を、前記磁気駆動部材を収納する
容積一定部分と、電流遮断動作時に容積を縮小する部分
とに分け、両部分をガス連通路を介して連通することに
より、ガス圧縮時に容積一定部分からの熱パッファ反発
力を抑えることができる。Therefore, the arc extinguishing action by the mechanism for compressing the gas in the pressurizing chamber and the arc extinguishing action by the magnetic drive and the heat puffer act synergistically to improve the breaking performance. The arc extinguishing action by the magnetic drive and the heat puffer is effective in the large current region, but the arc extinguishing action by compressing the gas in the boosting chamber can improve the breaking performance at the time of breaking the small and medium current. Since the mechanism for reducing the volume of the boosting chamber only needs to cut off the medium and small currents by the generated gas flow, a small-scale mechanism is sufficient. Further, the pressurizing chamber is divided into a fixed volume portion for accommodating the magnetic drive member and a portion for reducing the volume at the time of the current interrupting operation. The heat puffer repulsive force from the part can be suppressed.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】本発明を適用した磁気駆動併用熱
パッファ形ガス遮断器（以下、「ガス遮断器」と略称す
る。）について図１、図２を用いて説明する。図１は、
ガス遮断器の遮断部の構造を断面で示す。図１は、ガス
遮断器の投入状態を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A magnetic puffer-type heat-puffer type gas circuit breaker (hereinafter abbreviated as "gas circuit breaker") to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG.
2 shows a cross section of the structure of the shut-off portion of the gas circuit breaker. FIG. 1 shows a closed state of the gas circuit breaker.

【００１０】図示の遮断部は、ＳＦ６ガスなどの絶縁性
ガス中に配置される。固定接触子１がガス遮断器の固定
端子台（図示省略）に設けられる。可動電極８の先端に
可動接触子２が設けられる。可動電極８は、図示しない
操作器により、図示上下方向に駆動される。可動電極８
の先端で、可動接触子２を囲んで、磁気駆動用のコイル
３が配置され、コイル３の先端に、アークランナ４が設
けられる。コイル３の一端は可動電極８に電気的に接続
され、他端はアークランナ４と接続される。[0010] The illustrated cut-off portion is disposed in an insulating gas such as SF6 gas. The fixed contact 1 is provided on a fixed terminal block (not shown) of the gas circuit breaker. The movable contact 2 is provided at the tip of the movable electrode 8. The movable electrode 8 is driven in the vertical direction in the figure by an operating device (not shown). Movable electrode 8
A coil 3 for magnetic drive is arranged around the movable contact 2 at the tip of the coil 3, and an arc runner 4 is provided at the tip of the coil 3. One end of the coil 3 is electrically connected to the movable electrode 8, and the other end is connected to the arc runner 4.

【００１１】可動電極８の先端側に、昇圧室壁１２が設
けられる。昇圧室壁１２は、内部に可動接触子２、コイ
ル３、アークランナ４を収納する第１の昇圧室１０を形
成する。昇圧室１０は、ガス遮断器の投入時、遮断時に
おいても、常に一定容積である。昇圧室壁１２は、中央
部にノズル５を有し、固定接触子１がノズル５から出入
りし、可動接触子２と接触開離する。A step-up chamber wall 12 is provided on the tip side of the movable electrode 8. The boosting chamber wall 12 forms a first boosting chamber 10 that houses the movable contact 2, the coil 3, and the arc runner 4 therein. The pressurizing chamber 10 always has a constant volume even when the gas circuit breaker is turned on or off. The pressurizing chamber wall 12 has a nozzle 5 in the center, and the fixed contact 1 comes in and out of the nozzle 5 and comes into contact with and separates from the movable contact 2.

【００１２】可動電極８の外側に、シリンダ６が形成さ
れる。シリンダ６にピストン７が係合して、第２の昇圧
室１１を形成する。第１の昇圧室１０と第２の昇圧室１
１は、連通孔９により連通している。ピストン７は、固
定台（図示省略）に固定されている。可動電極８が操作
器により上方へ駆動されると、ピストン７が固定で、シ
リンダ６が移動をするので、第２の昇圧室１１はその容
積が減少させられる。第２の昇圧室１１内のガスは圧縮
されて、連通孔９を通って第１の昇圧室１０に流入し、
更に、ノズル５から外部へ放出される。A cylinder 6 is formed outside the movable electrode 8. The piston 7 is engaged with the cylinder 6 to form the second pressure increasing chamber 11. 1st pressurization room 10 and 2nd pressurization room 1
1 communicates with each other through a communication hole 9. The piston 7 is fixed to a fixed base (not shown). When the movable electrode 8 is driven upward by the operating device, the piston 7 is fixed and the cylinder 6 moves, so that the volume of the second boosting chamber 11 is reduced. The gas in the second pressurizing chamber 11 is compressed and flows into the first pressurizing chamber 10 through the communication hole 9,
Further, it is discharged from the nozzle 5 to the outside.

【００１３】図２は、ガス遮断器の電流遮断動作を説明
する図である。図２（Ａ）は、ガス遮断器の投入状態を
示す。この状態では、可動電極８が図示最下端にあり、
可動接触子２が固定接触子１と接触している。電流は、
可動電極８−可動接触子２−固定接触子１という経路で
流れる。また、第２の昇圧室１１は、大容積となってい
る。FIG. 2 is a diagram for explaining the current interruption operation of the gas circuit breaker. FIG. 2A shows a closed state of the gas circuit breaker. In this state, the movable electrode 8 is at the lowermost position in the figure,
The movable contact 2 is in contact with the fixed contact 1. The current is
It flows along the path of the movable electrode 8-the movable contact 2-the fixed contact 1. In addition, the second pressure rising chamber 11 has a large volume.

【００１４】図２（Ｂ）は、電流遮断途中の初期の状態
を示す。操作器により可動電極８が上方へ駆動される
と、可動接触子２が固定接触子１から開離し、両接触子
間にアーク１３が発生する。可動接触子２が固定接触子
１から更に離れると、アーク１３は、可動接触子２から
アークランナ４へ移行し、アークランナ４と固定接触子
１の間でアーク１３が発生する。FIG. 2B shows an initial state during the interruption of the current. When the movable electrode 8 is driven upward by the operating device, the movable contact 2 is separated from the fixed contact 1 and an arc 13 is generated between the two contacts. When the movable contact 2 further moves away from the fixed contact 1, the arc 13 moves from the movable contact 2 to the arc runner 4, and an arc 13 is generated between the arc runner 4 and the fixed contact 1.

【００１５】この時、電流は、可動電極８−コイル３−
アークランナ４−アーク１３−固定接触子１という経路
で流れる。コイル３に電流が流れることにより、磁界が
発生し、発生した磁界により、アーク１３が駆動され
る。アーク１３は、固定接触子１及び可動接触子２の軸
を中心として、第１の昇圧室１０内を高速で回転駆動さ
れる。アーク１３がガス内を高速で駆動されることは、
相対的に、ガスがアーク１３に吹き付けられることとな
る。これにより、アーク１３が冷却されて、磁気駆動効
果による消弧作用が働く。At this time, the current is applied to the movable electrode 8-the coil 3-
It flows along the route of arcrunner 4-arc 13-fixed contact 1. When a current flows through the coil 3, a magnetic field is generated, and the arc 13 is driven by the generated magnetic field. The arc 13 is driven to rotate around the axes of the fixed contact 1 and the movable contact 2 at high speed in the first boosting chamber 10. The fact that the arc 13 is driven at high speed in the gas is as follows.
Relatively, gas is blown to the arc 13. As a result, the arc 13 is cooled, and an arc extinguishing effect by the magnetic drive effect works.

【００１６】アーク１３は、第１の昇圧室１０内を回転
運動する際に、第１の昇圧室１０内のガスを加熱する。
加熱されたガスはガス流１４となって、昇圧室１０内に
流れ込み、昇圧室１０内に高圧ガスとして蓄圧される。
第２の昇圧室１１では、シリンダ６が上方へ駆動される
ことにより室内のガスが圧縮される。圧縮されたガスは
ガス流１５となって、連通孔９を通って第１の昇圧室１
０へ流れ込む。The arc 13 heats the gas in the first pressurizing chamber 10 when rotating in the first pressurizing chamber 10.
The heated gas becomes a gas flow 14, flows into the pressurizing chamber 10, and is accumulated in the pressurizing chamber 10 as a high-pressure gas.
In the second pressurizing chamber 11, the gas in the chamber is compressed by driving the cylinder 6 upward. The compressed gas becomes a gas flow 15 and passes through the communication hole 9 to the first pressurizing chamber 1.
Flows to zero.

【００１７】図２（Ｃ）は、電流遮断途中の第２の状態
を示す。固定接触子１が更に下方へ移動をして、その先
端がノズル５から外れると、第１の昇圧室１０内に蓄圧
されていた高圧ガスは、外部へ排気される。このときの
ガス流１６は、固定接触子１の先端とノズル５の間を高
速で移動し、アーク１３を冷却する。この熱パッファ効
果により消弧作用が行われる。FIG. 2C shows a second state during the interruption of the current. When the fixed contact 1 moves further downward and its tip comes off the nozzle 5, the high-pressure gas stored in the first pressurizing chamber 10 is exhausted to the outside. The gas flow 16 at this time moves at a high speed between the tip of the fixed contact 1 and the nozzle 5 to cool the arc 13. The arc extinguishing action is performed by this heat puffer effect.

【００１８】この間、コイル３の磁気駆動効果による消
弧作用も行われる。また、第２の昇圧室１１で圧縮され
たガスは、連通孔９を通るガス流１５となって第１の昇
圧室１０に流れ込み、更に、ノズル５から外部へ放出さ
れる。この時、ガスはアーク１３を冷却するので、パッ
ファ機構による消弧作用が行われる。ここで、遮断電流
が大電流である場合は、主として磁気駆動及び熱パッフ
ァ作用により電流遮断が行われ、中小電流である場合
は、主としてピストンを使用したパッファ作用により電
流遮断が行われる。During this time, an arc extinguishing action is also performed by the magnetic drive effect of the coil 3. The gas compressed in the second pressurizing chamber 11 flows into the first pressurizing chamber 10 as a gas flow 15 passing through the communication hole 9, and is further discharged from the nozzle 5 to the outside. At this time, since the gas cools the arc 13, the arc extinguishing action by the puffer mechanism is performed. Here, when the interrupting current is a large current, the current is interrupted mainly by the magnetic drive and the thermal puffer action, and when the interrupting current is a small current, the current interrupt is mainly performed by the puffer action using a piston.

【００１９】なお、第１の昇圧室１０内は、ガスが蓄圧
されて高圧となっているが、連通孔９が存在するため、
第２の昇圧室１１の容積を圧縮する操作力は、小さいも
ので済む。したがって、シリンダ６とピストン７を小型
化することができる。図２（Ｄ）は、電流遮断が終了
し、固定接触子１と可動接触子２との間の絶縁性能が回
復した状態を示す。In the first pressurizing chamber 10, the gas is stored and has a high pressure due to the accumulation of gas.
The operating force for compressing the volume of the second pressurizing chamber 11 can be small. Therefore, the size of the cylinder 6 and the piston 7 can be reduced. FIG. 2D shows a state in which the current interruption has been completed and the insulation performance between the fixed contact 1 and the movable contact 2 has been restored.

【００２０】本構成によれば、磁気駆動及び熱パッファ
作用による消弧を行う昇圧室を可動側に設けたため、磁
気駆動及び熱パッファ作用が行われる昇圧室内にピスト
ン作用によりガス流を送り込むことができる。したがっ
て、磁気駆動、熱パッファ及びパッファ作用による消弧
作用が相乗効果として働き、消弧（遮断）性能が向上す
る。According to this configuration, since the boosting chamber for performing arc extinguishing by the magnetic drive and the heat puffer action is provided on the movable side, the gas flow can be sent by the piston action into the booster chamber where the magnetic drive and the heat puffer action are performed. it can. Therefore, the magnetic drive, the heat puffer, and the arc extinguishing action by the puffer action work as a synergistic effect, and the arc extinguishing (cutoff) performance is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明を適用したガス遮断器の構造を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a gas circuit breaker to which the present invention is applied.

【図２】図１のガス遮断器の電流遮断動作を説明するた
めの図。FIG. 2 is a view for explaining a current interruption operation of the gas circuit breaker of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…固定接触子 ２…可動接触子 ３…コイル ４…アークランナ ５…ノズル ６…シリンダ ７…ピストン ８…可動電極 ９…連通孔 １０…第１の昇圧室 １１…第２の昇圧室 １２…昇圧室壁 １３…アーク １４，１５，１６…ガス流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed contact 2 ... Movable contact 3 ... Coil 4 ... Arc runner 5 ... Nozzle 6 ... Cylinder 7 ... Piston 8 ... Movable electrode 9 ... Communication hole 10 ... 1st booster chamber 11 ... 2nd booster chamber 12 ... Booster Chamber wall 13: Arc 14, 15, 16: Gas flow

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 克則 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G001 AA01 CC02 DD01 EE01 FF03 GG08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Katsunori Akutsu 47-Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto, Japan F-term within Nissin Electric Co., Ltd. 5G001 AA01 CC02 DD01 EE01 FF03 GG08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電流遮断動作時に固定接触子と可動接触
子との間に発生したアークを磁力により回転駆動して、
相対的にガスをアークに吹き付けてアークを消弧する磁
気駆動部材と、この磁気駆動効果部材を内部に収納する
昇圧室とを具備することにより、アークエネルギにより
膨張したガスを前記昇圧室内に蓄圧し、この蓄圧したガ
スをアークに吹き付けてアークを消弧する磁気駆動併用
熱パッファ形ガス遮断器において、 前記磁気駆動部材を収納する前記昇圧室を可動接触子側
に配置し、電流遮断動作時に前記昇圧室の容積を縮小す
る機構を設けたことを特徴とする磁気駆動併用熱パッフ
ァ形ガス遮断器。An arc generated between a fixed contact and a movable contact during a current interruption operation is rotationally driven by magnetic force,
By providing a magnetic drive member for extinguishing the arc by relatively blowing gas onto the arc, and a booster chamber containing the magnetic drive effect member therein, the gas expanded by the arc energy is stored in the booster chamber. Then, in a magnetically driven combined heat puffer type gas circuit breaker that blows the stored gas to the arc to extinguish the arc, the booster chamber that houses the magnetic driving member is arranged on the movable contactor side, and the current interrupting operation is performed. A heat-puffer-type gas circuit breaker combined with a magnetic drive, wherein a mechanism for reducing the volume of the pressurizing chamber is provided. 【請求項２】 前記昇圧室が、前記磁気駆動部材を収納
する容積一定部分と、この容積一定部分とガス連通路を
介して連通し、電流遮断動作時に容積を縮小する部分と
から構成される請求項１に記載の磁気駆動併用熱パッフ
ァ形ガス遮断器。2. The pressure boosting chamber includes a fixed volume portion for accommodating the magnetic drive member, and a portion that communicates with the fixed volume portion via a gas communication passage to reduce the volume during a current interruption operation. The thermal puffer type gas circuit breaker combined with a magnetic drive according to claim 1.