JP2009099499A - Gas-blast circuit breaker - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-blast circuit breaker which can certainly cut off from a small to medium current to a large current with a small drive energy and is superior in compactness and breaking performance. <P>SOLUTION: A partitioning member 51 which divides the chamber 31 into a main space 52a and a sub space 52b is arranged on a central axis of a thermal boost chamber 31 in the thermal boost chamber 31. The partitioning member 51 is composed of a cylindrical member housed in the thermal boost chamber 31, and the center side is made a main space 52a and the outer circumference side is made a sub space 52b. The main space 52a is spatially connected to a gas passage 11 connected to an arc space side and a mechanical compression chamber 32 through an opening 34b of a barrier rib 35. This main space 52a is set to be a size having a volume capable of boosting by an arc energy even at the time of a small to medium current breaking. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、消弧性ガスをアークに吹き付けるパッファ形のガス遮断器に係り、特に、機械的な圧縮作用とアーク熱による加熱昇圧作用を利用したガス遮断器に関するものである。   The present invention relates to a puffer-type gas circuit breaker that blows arc-extinguishing gas onto an arc, and more particularly to a gas circuit breaker that utilizes a mechanical compression action and a heating pressure raising action by arc heat.

一般に、パッファ形のガス遮断器とは、機械的操作力により消弧性ガスを圧縮すると共にアーク熱により消弧性ガスを昇圧してアークに吹き付ける遮断器である。このタイプのガス遮断器によれば、遮断時の駆動エネルギーを増大させることがないため、コンパクト化が容易であり、且つ優れた遮断性能を発揮することができる。したがって、従来から様々な提案がなされている。   In general, a puffer-type gas circuit breaker is a circuit breaker that compresses an arc extinguishing gas by a mechanical operating force and pressurizes the arc extinguishing gas by an arc heat to spray it onto the arc. According to this type of gas circuit breaker, since the driving energy at the time of interruption is not increased, it is easy to make the apparatus compact and it is possible to exhibit excellent interruption performance. Therefore, various proposals have been conventionally made.

例えば、特許文献１の技術は、アーク熱により昇圧させる空間を、可動接触子部側と、固定の対向接触子部側の両方に配置したものである。このガス遮断器では、可動接触子部側の昇圧空間を縮小化することによって可動接触子部の重量を低減させることができ、機器及び駆動系のコンパクト化が可能である。   For example, in the technique of Patent Document 1, spaces to be boosted by arc heat are arranged on both the movable contact portion side and the fixed opposed contact portion side. In this gas circuit breaker, the weight of the movable contact portion can be reduced by reducing the pressure increasing space on the movable contact portion side, and the device and the drive system can be made compact.

また、特許文献２の技術は、ガス整流部材と逆止弁を組み合わせることでアークに曝されていない消弧性ガスをアークに吹き付けるようにしたものである。このガス遮断器によれば、比較的低温の消弧性ガスをアークに吹き付けることになるので、高い遮断性能を得ることができる。   Moreover, the technique of patent document 2 is made to spray the arc-extinguishing gas which is not exposed to the arc by combining a gas straightening member and a check valve. According to this gas circuit breaker, since the arc-extinguishing gas having a relatively low temperature is blown onto the arc, high interruption performance can be obtained.

ここで、パッファ形ガス遮断器の従来例について、図６〜図１０を用いて具体的に説明する。図６は遮断動作前の投入状態を示す断面図、図７は遮断動作初期の状態を示す断面図、図８は遮断動作が進み開極後の電流ピーク付近の状態を示す断面図、図９及び図１０はさらに遮断動作が進み電流零点に至った状態を示す断面図であり、特に図９は大電流遮断時、図１０は中小電流遮断時の状態を示している。   Here, a conventional example of the puffer type gas circuit breaker will be specifically described with reference to FIGS. 6 is a cross-sectional view showing the closing state before the breaking operation, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the initial state of the breaking operation, FIG. 10 and 10 are cross-sectional views showing a state in which the interruption operation further proceeds to reach the current zero point. In particular, FIG. 9 shows a state when a large current is cut off, and FIG. 10 shows a state when a medium and small current is cut off.

まず、パッファ形ガス遮断器の構成について説明する。図６に示すように、消弧性ガスが充填された容器（図示せず）内には、可動接触子部１として定義される第１接触子部、固定の対向接触子部２として定義される第２接触子部が、容器の中心軸上に対向して配置されている。なお、可動接触子部１及び対向接触子部２間の空間を、アークの発生するアーク空間とする。また、可動接触子部１の位置関係については、対向接触子部２側の方向を前方、その反対側を後方と定義して説明する。さらに消弧性ガスは任意のガスとする。   First, the configuration of the puffer type gas circuit breaker will be described. As shown in FIG. 6, a container (not shown) filled with an arc extinguishing gas is defined as a first contact portion defined as a movable contact portion 1 and a fixed opposed contact portion 2. The second contact portion is disposed opposite to the central axis of the container. In addition, let the space between the movable contact part 1 and the opposing contact part 2 be an arc space where an arc is generated. Further, the positional relationship of the movable contact portion 1 will be described by defining the direction on the opposite contact portion 2 side as the front and the opposite side as the rear. Further, the arc extinguishing gas is an arbitrary gas.

可動接触子部１には、中空の操作ロッド２６が設けられており、この操作ロッド２６は、図示していない駆動装置によって、その軸方向に往復運動するように構成されており、その中程に、該操作ロッド２６の中空部と、容器内の充填ガスと同圧力である充填ガス雰囲気空間１４（単純には容器の内部空間）とを連通するための開口部３４ｃが複数形成されている。また、操作ロッド２６において、開口部３４ｃと操作ロッド２６前端部との中間付近にはストッパ４２が固定されている。   The movable contact portion 1 is provided with a hollow operation rod 26, and this operation rod 26 is configured to reciprocate in the axial direction by a driving device (not shown). In addition, a plurality of openings 34c are formed for communicating the hollow portion of the operating rod 26 with the filling gas atmosphere space 14 (simply the inner space of the container) having the same pressure as the filling gas in the container. . In the operation rod 26, a stopper 42 is fixed near the middle between the opening 34c and the front end portion of the operation rod 26.

操作ロッド２６の前端部にはフランジ２７が連結されており、フランジ２７の後方にはシリンダ２８が一体的に設けられている。シリンダ２８の中程には開口部３４ｂを有する隔壁３５が一体的に固着されている。この隔壁３５を介してシリンダ２８内の空間は、前後に分割されており、前方側に熱的昇圧室３１が、後方側に機械的圧縮室３２が、それぞれ設けられている。また、隔壁３５には開口部３４ｂが形成されている。この開口部３４ｂの機械的圧縮室３１側には浮動の逆止弁４１が設けられており、逆止弁４１の動作は、操作ロッド２６に固定されたストッパ４２と隔壁３５によって制限される。   A flange 27 is connected to the front end of the operation rod 26, and a cylinder 28 is integrally provided behind the flange 27. In the middle of the cylinder 28, a partition wall 35 having an opening 34b is fixed integrally. The space in the cylinder 28 is divided into front and rear through the partition wall 35, and a thermal pressure increasing chamber 31 is provided on the front side, and a mechanical compression chamber 32 is provided on the rear side. The partition wall 35 is formed with an opening 34b. A floating check valve 41 is provided on the mechanical compression chamber 31 side of the opening 34b, and the operation of the check valve 41 is restricted by a stopper 42 and a partition wall 35 fixed to the operation rod 26.

後述するように遮断動作時にアーク空間にはアーク３８が発生するが、前記熱的昇圧室３１は、このアーク３８から取り込まれる熱ガスによる加熱昇圧作用によって蓄圧される空間である。一方、機械的圧縮室３２は遮断動作時に固定ピストン３３による機械的圧縮作用によって蓄圧される空間である。   As will be described later, an arc 38 is generated in the arc space during the interruption operation, and the thermal boosting chamber 31 is a space that is accumulated by a heating and boosting action by the hot gas taken in from the arc 38. On the other hand, the mechanical compression chamber 32 is a space that accumulates pressure by a mechanical compression action by the fixed piston 33 during the shut-off operation.

また、機械的圧縮室３２内には円形平板状の固定ピストン３３が挿入されている。固定ピストン３３は、その内周面で操作ロッド２６の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ２８の内周面に対して摺動するように構成されている。この場合、固定ピストン３３は、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部３３ｂによって、図示していない容器内に固定されている。さらに、固定ピストン３３には開口部３４ｅが形成されており、開口部３４ｅにはバネ４５で閉方向に蓄勢された放圧弁４４が設けられている。   A circular flat plate-like fixed piston 33 is inserted into the mechanical compression chamber 32. The fixed piston 33 is configured to slide with respect to the outer peripheral surface of the operation rod 26 on the inner peripheral surface thereof, and to slide with respect to the inner peripheral surface of the cylinder 28 with the outer peripheral surface thereof. In this case, the fixed piston 33 is fixed in a container (not shown) by a piston support portion 33b that is integrally provided behind the fixed piston 33 and extends in the axial direction. Further, an opening 34e is formed in the fixed piston 33, and a pressure release valve 44 stored in the closing direction by a spring 45 is provided in the opening 34e.

フランジ２７の前方には、中空かつ指状の可動アーク接触子６が連結されており、可動アーク接触子６の外周基部に開口部３４ａが形成されている。この開口部３４ａの外周部分で、且つ前記可動アーク接触子６を包囲するようにして、スロート部９を有する絶縁ノズル８と、可動通電接触子４とが配置されている。可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間には、フランジ２７前方の開口部３４ａを経て、熱的昇圧室３１の内部空間とアーク空間とを接続するためのガス流路１１が形成されている。   A hollow and finger-shaped movable arc contact 6 is connected to the front of the flange 27, and an opening 34 a is formed at the outer peripheral base of the movable arc contact 6. An insulating nozzle 8 having a throat portion 9 and a movable energizing contact 4 are arranged on the outer peripheral portion of the opening 34 a and so as to surround the movable arc contact 6. A gas flow path 11 is formed between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8 to connect the internal space of the thermal boosting chamber 31 and the arc space through the opening 34a in front of the flange 27. Yes.

対向接触子部２は、開口部３４ｄを設けたフランジ４０と、フランジ４０に固定された対向アーク接触子７、その周囲に配置され同様にフランジ４０に固定された対向通電接触子５から構成されている。   The opposing contact portion 2 includes a flange 40 provided with an opening 34d, an opposing arc contact 7 fixed to the flange 40, and an opposing energizing contact 5 arranged around the same and similarly fixed to the flange 40. ing.

以上の構成を有するガス遮断器は、次のようにして遮断動作を実施する。すなわち、遮断動作が開始すると、操作ロッド２６が後方に移動し、この操作ロッド２６を含む可動接触子部１が一体的に移動する。これにより、固定された固定ピストン３３に対し、操作ロッド２６とシリンダ２８が一体的に移動することになり、シリンダ２８と固定ピストン３３が相対移動し、シリンダ２８内部後方に形成された機械的圧縮室３２が圧縮される。   The gas circuit breaker having the above configuration performs the shut-off operation as follows. That is, when the blocking operation starts, the operation rod 26 moves backward, and the movable contact portion 1 including the operation rod 26 moves integrally. As a result, the operating rod 26 and the cylinder 28 move integrally with the fixed piston 33 that is fixed, and the cylinder 28 and the fixed piston 33 move relative to each other, and mechanical compression formed in the rear of the cylinder 28. Chamber 32 is compressed.

図７に示した遮断動作の開始時点では、隔壁３５の開口部３４ｂに取り付けられた逆止弁４１は、浮動なので、慣性力により、可動接触子部１と一体に動作しない。つまり、逆止弁４１は相対的には前方に移動したことになり、ストッパ４２に当接して止まる。これにより、隔壁３５の開口部３４ｂは開状態となる。さらに、機械的圧縮室３２が昇圧し、機械的圧縮室３２から開口部３４ｂを経て、ガス流３９ａは機械的圧縮室３２内から熱的昇圧室３１に供給される。   At the start of the blocking operation shown in FIG. 7, the check valve 41 attached to the opening 34b of the partition wall 35 is floating and does not operate integrally with the movable contact portion 1 due to inertial force. That is, the check valve 41 has moved relatively forward, and comes into contact with the stopper 42 and stops. Thereby, the opening part 34b of the partition 35 will be in an open state. Further, the pressure in the mechanical compression chamber 32 is increased, and the gas flow 39a is supplied from the mechanical compression chamber 32 to the thermal pressure increase chamber 31 through the opening 34b.

次に、図８に示すように遮断動作が進行し、対向アーク接触子７と可動アーク接触子６が開離すると、両アーク接触子７、６間のアーク空間には大電流アーク３８が発生する。この時、大電流アーク３８により、アーク空間は高温高圧の状態にある。例えば大電流アーク３８の電流が５０ｋＡの場合、その温度は容易に１００００Ｋ以上に達する。   Next, when the interruption operation proceeds as shown in FIG. 8 and the opposing arc contact 7 and the movable arc contact 6 are separated, a large current arc 38 is generated in the arc space between the arc contacts 7 and 6. To do. At this time, the arc space is in a high temperature and high pressure state due to the large current arc 38. For example, when the current of the large current arc 38 is 50 kA, the temperature easily reaches 10,000 K or more.

このため、アーク空間は熱的昇圧室３１より圧力が上昇し、絶縁ノズル８のスロート部９からガス流路１１及びフランジ２７の開口部３４ａを経て熱的昇圧室３１に至るガス流３９ｂが生じる。すなわち、大電流アーク３８の熱エネルギーの一部が熱的昇圧室３１に取り込まれることになる。   For this reason, the pressure in the arc space rises from the thermal boosting chamber 31, and a gas flow 39 b is generated from the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 through the gas flow path 11 and the opening 34 a of the flange 27 to the thermal boosting chamber 31. . That is, a part of the thermal energy of the large current arc 38 is taken into the thermal boost chamber 31.

特に大電流遮断時には、熱的昇圧室３１は著しく昇圧し、熱的昇圧室３１と機械的圧縮室３２の間に、逆差圧が発生する。このため、逆止弁４１には後方への力が作用し、隔壁３５の開口部３４ｂは閉状態となる。これに対して中小電流遮断時（例えば２０ｋＡ以下）には、熱的昇圧室３１は急速に昇圧しないため、熱的昇圧室３１と機械的圧縮室３２の圧力は比較的均衡した状態にあり、逆止弁４１の動作は状態により変化する。   In particular, when a large current is interrupted, the thermal boost chamber 31 is significantly boosted, and a reverse differential pressure is generated between the thermal boost chamber 31 and the mechanical compression chamber 32. Therefore, a backward force acts on the check valve 41, and the opening 34b of the partition wall 35 is closed. On the other hand, when the medium and small currents are cut off (for example, 20 kA or less), the pressure in the thermal pressure increasing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 is in a relatively balanced state because the pressure in the thermal pressure increasing chamber 31 is not rapidly increased. The operation of the check valve 41 varies depending on the state.

さらにストロークが進み、図９及び図１０に示すように電流零点に達すると、大電流アーク３８は減衰する。そして、残留アークプラズマ状態となり、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル８のスロート部９は十分に開口し、ガス流３９ｃは、熱的昇圧室３１からフランジ２７の開口部３４ａを経てガス流路１１に向かって流れる。   When the stroke further advances and the current zero point is reached as shown in FIGS. 9 and 10, the high-current arc 38 is attenuated. And it will be in a residual arc plasma state and pressure, density, and temperature will decrease. Thereby, the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, and the gas flow 39c flows from the thermal pressure increasing chamber 31 toward the gas flow path 11 through the opening portion 34a of the flange 27.

このガス流３９ｃは、ガス流路１１から対向アーク接触子７に向かって流れるガス流３９ｆと、操作ロッド２６の中空部から、操作ロッド２６に設けられた開口部３４ｃに向かって流れるガス流３９ｇとなる。これらの２方向のガス流３９ｆ、３９ｇによって、相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。   This gas flow 39c includes a gas flow 39f flowing from the gas flow path 11 toward the counter arc contact 7 and a gas flow 39g flowing from the hollow portion of the operation rod 26 toward the opening 34c provided in the operation rod 26. It becomes. By these two-direction gas flows 39f and 39g, synergistically and strongly cooled and extinguished, current interruption is achieved.

ここで、図９に示す大電流遮断時には、熱的昇圧室３１は機械的圧縮室３２に比べて圧力が高い状態にあり、隔壁３５に取り付けられた逆止弁４１は閉状態であり、一方、固定ピストン３３に設けられた放圧弁４４は、機械的圧縮室３２の過剰圧力上昇により開状態となって、ガス流３９ｄは、機械的圧縮室３２から充填ガス雰囲気空間１４へと抜ける。したがって、機械的圧縮室３２の過剰圧力が遮断動作を妨害する反力になることを回避できる。   Here, at the time of interrupting a large current shown in FIG. 9, the thermal pressure increasing chamber 31 is in a higher pressure than the mechanical compression chamber 32, and the check valve 41 attached to the partition wall 35 is in a closed state. The pressure release valve 44 provided in the fixed piston 33 is opened due to an excessive pressure increase in the mechanical compression chamber 32, and the gas flow 39 d escapes from the mechanical compression chamber 32 to the filled gas atmosphere space 14. Therefore, it can be avoided that the excessive pressure in the mechanical compression chamber 32 becomes a reaction force that hinders the shut-off operation.

また、図１０に示す中小電流遮断時には、熱的昇圧室３１の圧力は電流零点近傍で次第に低下し、機械的圧縮室３２の圧力を下回るため、逆止弁４１は開状態となり、機械的圧縮室３２から熱的昇圧室３１へのガス流３９ａが発生する。なお、操作ロッド２６の開口部３４ｃを通過したガス流３９ｅは、充填ガス雰囲気空間１４へと流れ出る（図９及び図１０に図示）。   Further, at the time of interrupting the small and medium current shown in FIG. 10, the pressure in the thermal pressure increasing chamber 31 gradually decreases in the vicinity of the current zero point and falls below the pressure in the mechanical compression chamber 32, so that the check valve 41 is opened and mechanical compression is performed. A gas flow 39 a from the chamber 32 to the thermal boost chamber 31 is generated. Note that the gas flow 39e that has passed through the opening 34c of the operation rod 26 flows out to the filled gas atmosphere space 14 (shown in FIGS. 9 and 10).

以上のようなガス遮断器においては、熱的昇圧室３１と機械的圧縮室３２が相補的に作用する。すなわち、中小電流遮断時のようにアークエネルギーが小さい場合、熱的昇圧室３１では大きな圧力上昇が期待できないので、機械的圧縮室３２からガス流３９ａを供給し、熱的昇圧室３１の圧力上昇を補うことができる。   In the gas circuit breaker as described above, the thermal pressurizing chamber 31 and the mechanical compression chamber 32 act complementarily. That is, when the arc energy is small as in the case of interrupting the medium / small current, a large pressure increase cannot be expected in the thermal boosting chamber 31, so the gas flow 39 a is supplied from the mechanical compression chamber 32 and the pressure in the thermal boosting chamber 31 increases. Can be supplemented.

一方、強力な吹付けが必要な大電流遮断時には、アークエネルギーが大きく、強力なガス流３９ｂがアーク空間から熱的昇圧室３１へと供給され、熱的昇圧室３１の圧力が極めて高くなる。この際、熱的昇圧室３１は逆止弁４１により、機械的圧縮室３２から切り離されるため、熱的昇圧室３１は効率的に昇圧することが可能である。そして、残留アークプラズマ状態となり絶縁ノズル８のスロート部９が十分に開口すると、強力なガス流３９ｃが熱的昇圧室３１からガス流路１１を経てアーク空間へと流れ、確実に電流を遮断することができる。   On the other hand, at the time of interrupting a large current that requires strong blowing, the arc energy is large, and a strong gas flow 39b is supplied from the arc space to the thermal boosting chamber 31, and the pressure in the thermal boosting chamber 31 becomes extremely high. At this time, since the thermal pressure increasing chamber 31 is separated from the mechanical compression chamber 32 by the check valve 41, the thermal pressure increasing chamber 31 can be increased in pressure efficiently. And when it becomes a residual arc plasma state and the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, a strong gas flow 39c flows from the thermal pressure increasing chamber 31 through the gas flow path 11 to the arc space, and the current is reliably interrupted. be able to.

なお、逆止弁４１が閉じることにより機械的圧縮室３２へのアークエネルギーの流入が抑制されるため、機械圧縮室３２の昇圧もある程度抑制されることになり、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。なお、熱的昇圧室３１においては、構成部材に作用する圧力は相殺されるため、遮断動作を妨げることはない。   In addition, since the inflow of arc energy into the mechanical compression chamber 32 is suppressed by closing the check valve 41, the pressure increase in the mechanical compression chamber 32 is also suppressed to some extent, and a reaction force that hinders the shut-off operation is generated. Can be suppressed. In the thermal pressure increasing chamber 31, the pressure acting on the constituent members is canceled out, so that the blocking operation is not hindered.

特開２００１−６７９９６号公報JP 2001-67996 A 特開２００３−３１７５８４号公報JP 2003-317584 A

しかしながら、以上のような従来のガス遮断器には次に示す問題点があった。すなわち、中小電流遮断時のように熱的昇圧室３１の圧力上昇が充分ではない場合、機械的昇圧室３２から熱的昇圧室３１へガス流３９ａを供給しようとするが、この際、熱的昇圧室３１を流れるガス流３９ｃは、熱的昇圧室３１を通過していくに従って圧力が低下していく。これにより、アーク３８に吹付けられるガス流３９ｆ、３９ｇの吹付け圧力は弱くなる。   However, the conventional gas circuit breaker as described above has the following problems. That is, when the pressure increase in the thermal pressure increasing chamber 31 is not sufficient as in the case of interrupting the medium / small current, the gas flow 39a is supplied from the mechanical pressure increasing chamber 32 to the thermal pressure increasing chamber 31. The pressure of the gas flow 39c flowing through the booster chamber 31 decreases as it passes through the thermal booster chamber 31. Thereby, the spray pressure of the gas flows 39f and 39g sprayed on the arc 38 becomes weak.

つまり、機械的圧縮の視点から見ると、熱的昇圧室３１は機械的圧縮室３２のデッドボリュームとして作用することになり、全体として吹付け圧力の低下を招いていた。したがって、中小電流遮断時に十分な吹付け圧力を得るためには、機械的圧縮室３２の断面積を大きくするか、熱的昇圧室３１の体積を小さく構成する必要があった。   That is, from the viewpoint of mechanical compression, the thermal pressurizing chamber 31 acts as a dead volume of the mechanical compression chamber 32, resulting in a decrease in spraying pressure as a whole. Therefore, in order to obtain a sufficient blowing pressure at the time of interrupting the medium / small current, it is necessary to increase the sectional area of the mechanical compression chamber 32 or to reduce the volume of the thermal pressure increasing chamber 31.

機械的圧縮室３２の断面積を大きくする場合には、駆動エネルギーが大きくなる問題がある。一方、熱的昇圧室３１の体積を小さくする場合には、中小電流に対する遮断性能は向上するが、その反面、大電流遮断時には圧力が過度に上昇するので、熱的昇圧室３１から流れ出るガス量が多くなる。熱的昇圧室３１から短時間でガス量が流れ出てしまうと、アーク３８の発生時間が長い場合には熱的昇圧室３１のガス密度および圧力が低下することになり、かえって遮断性能が低下する可能性があった。   When the cross-sectional area of the mechanical compression chamber 32 is increased, there is a problem that drive energy increases. On the other hand, when the volume of the thermal boosting chamber 31 is reduced, the interruption performance against small and medium currents is improved, but on the other hand, the pressure rises excessively when the large current is cut off, so the amount of gas flowing out of the thermal boosting chamber 31 Will increase. If the amount of gas flows out of the thermal boosting chamber 31 in a short time, the gas density and pressure in the thermal boosting chamber 31 will drop if the generation time of the arc 38 is long, and the shut-off performance will be reduced. There was a possibility.

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、小さな駆動エネルギーで中小電流から大電流に至るまで確実に遮断可能な、コンパクト性及び遮断性能に優れたガス遮断器を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and can be reliably cut off from a small to large current with a small driving energy, and has excellent compactness and cut-off performance. An object is to provide a gas circuit breaker.

上記目的を達成するために、本発明は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に第１接触子部及び第２接触子部が対向して配置され、前記第１接触子部は、連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成され、前記第１接触子部には第１通電接触子及び第１アーク接触子が設置され、前記第２接触子部には前記第１通電接触子及び前記第１アーク接触子に対し接離自在な第２通電接触子及び第２アーク接触子が設置され、前記第１アーク接触子及び前記第２アーク接触子は、通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に前記第１接触子部及び前記第２接触子部間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成され、さらに前記第１接触子部には、遮断動作時に機械的圧縮作用により蓄圧される機械的圧縮室と、遮断動作時に前記アーク空間から取り込まれる熱ガスによる加熱昇圧作用により蓄圧される熱的昇圧室が、隔壁を介して配置され、前記隔壁には前記機械的圧縮室及び前記熱的昇圧室を連通させる隔壁開口部が形成され、前記隔壁開口部にはこれを閉塞する逆止弁が取り付けられ、前記アーク空間と前記熱的昇圧室とを接続するガス流路が設けられたガス遮断器において、次のような構成上の特徴を有している。   To achieve the above object, according to the present invention, a first contact portion and a second contact portion are arranged opposite to each other in a sealed container filled with an arc extinguishing gas, and the first contact portion is It is comprised so that it may operate | move at the time of interruption | blocking operation | movement at the time of a cutting | disconnection operation | movement and throwing-in operation | movement with the connected drive device, a 1st electricity contact and a 1st arc contactor are installed in the said 1st contact part, Is provided with a second energizing contact and a second arc contact that are detachable with respect to the first energizing contact and the first arc contact, and the first arc contact and the second arc contact are It is configured to generate an arc in an arc space defined as a space between the first contact portion and the second contact portion while being in a contact conduction state during a normal operation, and being separated during a shut-off operation. The first contact portion has a mechanical compression action during a shut-off operation. A mechanical compression chamber that stores pressure and a thermal pressurization chamber that stores pressure by a heating and boosting action of hot gas taken in from the arc space during the shut-off operation are disposed via a partition wall, and the mechanical compression chamber is disposed in the partition wall. And a gas flow path connecting the arc space and the thermal boosting chamber is formed with a partition opening that communicates the chamber and the thermal boosting chamber, and a check valve is attached to the partition opening. The gas circuit breaker provided with the following structural features.

すなわち、前記熱的昇圧室には該室内を主空間と従空間に分割する分割部材が設置され、前記熱的昇圧室の前記主空間は、前記ガス流路と、前記隔壁開口部を経て前記機械的圧縮室とに接続され、前記従空間は、前記分割部材により前記ガス流路及び前記機械的圧縮室から隔てられており、前記分割部材には前記主空間と前記従空間とを連通させる連通部が形成されたことを特徴とするものである。   That is, the thermal boost chamber is provided with a dividing member that divides the chamber into a main space and a secondary space, and the main space of the thermal boost chamber passes through the gas flow path and the partition opening. The sub space is connected to a mechanical compression chamber, and the sub space is separated from the gas flow path and the mechanical compression chamber by the division member, and the main space and the sub space are communicated with the division member. The communication portion is formed.

以上の構成を有する本発明においては、分割部材にて熱的昇圧室の内部空間を主空間と従空間に分割し、従空間側はアーク空間側に接続されるガス流路と機械的圧縮室から隔てているので、機械的昇圧室から熱的昇圧室を経てアーク空間へと流れるガス流は、主として主空間側に流れることになる。つまり、機械的圧縮室から見て熱的昇圧室の体積を実質的に小さくすることができ、中小電流遮断時でも高い吹付け圧力を確保することができる。   In the present invention having the above configuration, the internal space of the thermal boosting chamber is divided into the main space and the sub space by the dividing member, and the sub space side is connected to the arc space side and the gas flow path and the mechanical compression chamber Therefore, the gas flow flowing from the mechanical pressure increasing chamber through the thermal pressure increasing chamber to the arc space mainly flows to the main space side. That is, the volume of the thermal pressurizing chamber can be substantially reduced as viewed from the mechanical compression chamber, and a high spraying pressure can be ensured even when the medium / small current is interrupted.

また、圧力上昇が大きい大電流遮断時には、主空間から分割部材の連通部を経て従空間までアークの熱エネルギーが行き渡ることになる。したがって、熱的昇圧室の主空間にてガス密度及び圧力が低下した際、熱的昇圧室の従空間から主空間側に熱エネルギーを供給することができる。したがって、アークの発生が長く続く場合でも、十分に良好な遮断性能を得ることが可能となる。   In addition, when a large current is interrupted with a large pressure rise, the thermal energy of the arc spreads from the main space to the subspace through the communicating portion of the dividing member. Therefore, when the gas density and pressure are reduced in the main space of the thermal boost chamber, thermal energy can be supplied from the sub space of the thermal boost chamber to the main space side. Therefore, even when arc generation continues for a long time, it is possible to obtain sufficiently good interruption performance.

本発明のガス遮断器によれば、熱的昇圧室を主空間と従空間とに分割し、従空間側は、ガス流路及び機械的圧縮室から隔てるといった極めて簡単な構成により、中小電流から大電流に至るまで、小さな駆動エネルギーで優れた遮断性能を得ることができた。   According to the gas circuit breaker of the present invention, the thermal boosting chamber is divided into the main space and the sub space, and the sub space side is separated from the gas flow path and the mechanical compression chamber by a very simple configuration, so that the medium and small currents can be prevented. Up to large currents, we were able to obtain excellent breaking performance with small drive energy.

以下には、本発明によるガス遮断器の複数の実施形態について、図１から図５を参照して具体的に説明する。なお、下記の実施形態において図６〜図１０に示した従来例と同一の部材に関しては同一部材を付して説明は省略する。また、可動接触子部１及び対向接触子部２の位置関係の定義についても同様であって、対向接触子部２側の方向を前方、その反対側を後方とする。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the gas circuit breaker according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. In the following embodiment, the same members as those in the conventional example shown in FIGS. The same applies to the definition of the positional relationship between the movable contact portion 1 and the opposed contact portion 2. The direction on the opposed contact portion 2 side is the front, and the opposite side is the rear.

［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
第１の実施形態に関して、図１及び図２を参照して説明する。図１、図２は本発明を適用したガス遮断器の断面図であり、遮断動作が進み電流零点に至った状態を示しており、より詳しくは、図１は大電流遮断時、図２は中小電流遮断時に対応するものである。 [1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2 are cross-sectional views of a gas circuit breaker to which the present invention is applied. FIG. 1 and FIG. 2 show a state in which the breaking operation has progressed to a current zero point. More specifically, FIG. This corresponds to the interruption of small and medium current.

第１の実施形態の特徴は、次の点にある。すなわち、熱的昇圧室３１にはこの室内３１を主空間５２ａと従空間５２ｂに分割する分割部材５１が、熱的昇圧室３１の中心軸上に配置されている。分割部材５１は、熱的昇圧室３１内に収納される円筒部材から成り、中心側を主空間５２ａ、外周側を従空間５２ｂとする。   The features of the first embodiment are as follows. That is, in the thermal boosting chamber 31, a dividing member 51 that divides the chamber 31 into a main space 52a and a secondary space 52b is disposed on the central axis of the thermal boosting chamber 31. The dividing member 51 is made of a cylindrical member housed in the thermal boosting chamber 31, and has a main space 52a on the center side and a sub space 52b on the outer peripheral side.

主空間５２ａは、アーク空間側につながるガス流路１１と、隔壁３５の開口部３４ｂを経て機械的圧縮室３２とに空間的に接続されている。この主空間５２ａは、中小電流遮断時にもアークエネルギーによって昇圧可能な体積を持つ大きさに設定されている。また、従空間５２ｂは、隔壁３５及び分割部材５１の外周面によって囲まれており、ガス流路１１及び機械的圧縮室３２に直接的には空間的に接続されていない。   The main space 52 a is spatially connected to the gas flow path 11 connected to the arc space side and the mechanical compression chamber 32 via the opening 34 b of the partition wall 35. The main space 52a is set to have a volume that can be boosted by arc energy even when a medium or small current is interrupted. The sub space 52 b is surrounded by the partition wall 35 and the outer peripheral surface of the dividing member 51 and is not directly spatially connected to the gas flow path 11 and the mechanical compression chamber 32.

分割部材５１の一端部は隔壁３５に固定されており、他端部はフランジ２７に対し所定のクリアランスを持って設けられている。このクリアランス部分が、主空間５２ａと従空間５２ｂとを連通させる連通部５０ａとなる。連通部５０ａはフランジ２７の開口部３４ａに近接して形成されている。なお、連通部５０ａの断面積は、ガス流路１１の開口部分の断面積、並びに主空間５２ａと機械的圧縮室３２とを接続する隔壁３５の開口部３４ｂの断面積のいずれよりも小さくなるように設定されている。   One end portion of the dividing member 51 is fixed to the partition wall 35, and the other end portion is provided with a predetermined clearance with respect to the flange 27. This clearance part becomes the communication part 50a which connects the main space 52a and the subordinate space 52b. The communication part 50 a is formed in the vicinity of the opening part 34 a of the flange 27. The cross-sectional area of the communication portion 50a is smaller than any of the cross-sectional area of the opening portion of the gas flow path 11 and the cross-sectional area of the opening portion 34b of the partition wall 35 that connects the main space 52a and the mechanical compression chamber 32. Is set to

［１−２．作用］
以上の構成を有する第１の実施形態では、次のような遮断動作を実施する。すなわち、遮断動作が開始すると、操作ロッド２６が後方に移動し、この操作ロッド２６を含む可動接触子部１が一体的に移動する。これにより、固定された固定ピストン３３に対し、操作ロッド２６とシリンダ２８が一体的に移動することになり、シリンダ２８と固定ピストン３３が相対移動し、シリンダ２８内部後方に形成される機械的圧縮空間３２が圧縮される。 [1-2. Action]
In 1st Embodiment which has the above structure, the following interruption | blocking operation | movement is implemented. That is, when the blocking operation starts, the operation rod 26 moves backward, and the movable contact portion 1 including the operation rod 26 moves integrally. As a result, the operating rod 26 and the cylinder 28 move integrally with the fixed piston 33 that is fixed, and the cylinder 28 and the fixed piston 33 move relative to each other, and mechanical compression is formed in the rear of the cylinder 28. The space 32 is compressed.

遮断動作の開始時点では、浮動の逆止弁４１は慣性力により、可動接触子部１と一体に動作しないため、開口部３４ｂが開状態となる（図２参照）。さらに、機械的圧縮室３２が昇圧し、機械的圧縮空間３２から開口部３４ｂを経て、ガス流３９ａが熱的昇圧室３１の主空間５２ａに供給される。次に、遮断動作が進行し、対向アーク接触子７と可動アーク接触子６が開離すると、両アーク接触子７、６間のアーク空間には大電流アーク３８が発生する。   At the start of the shut-off operation, the floating check valve 41 does not operate integrally with the movable contact portion 1 due to inertial force, so that the opening 34b is opened (see FIG. 2). Further, the pressure in the mechanical compression chamber 32 is increased, and the gas flow 39a is supplied from the mechanical compression space 32 to the main space 52a in the thermal pressure increase chamber 31 through the opening 34b. Next, when the interruption operation proceeds and the opposed arc contact 7 and the movable arc contact 6 are separated, a large current arc 38 is generated in the arc space between the arc contacts 7 and 6.

このため、アーク空間のガス圧力が熱的昇圧室３１の主空間５２ａのガス圧力よりも上昇し、絶縁ノズル８のスロート部９からガス流路１１を通り、フランジ２７の開口部３４ａを経て、熱的昇圧室３１の主空間５２ａに至るガス流３９ｂが生じる。すなわち、大電流アーク３８のエネルギーの一部が熱的昇圧室３１の主空間５２ａに取り込まれることになる。   For this reason, the gas pressure in the arc space rises higher than the gas pressure in the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31, passes through the gas flow path 11 from the throat portion 9 of the insulating nozzle 8, passes through the opening 34a of the flange 27, A gas flow 39b reaching the main space 52a of the thermal boosting chamber 31 is generated. That is, a part of the energy of the large current arc 38 is taken into the main space 52 a of the thermal boosting chamber 31.

大電流遮断時には、熱的昇圧室３１の主空間５２ａは著しく昇圧し、熱的昇圧室３１の主空間５２ａと機械的圧縮室３２の間に、逆差圧が発生する。このため、逆止弁４１には後方への力が作用し、開口部３４ｂは閉となる。また、熱的昇圧室３１の主空間５２ａの圧力が著しく上昇すると、分割部材５１の連通部５０ａを経て従空間５２ｂにもガス流が流れ込み、従空間５２ｂ内の圧力も主空間５２ａに追随して上昇する。   When a large current is interrupted, the main space 52 a of the thermal boost chamber 31 is significantly boosted, and a reverse differential pressure is generated between the main space 52 a of the thermal boost chamber 31 and the mechanical compression chamber 32. Therefore, a backward force acts on the check valve 41, and the opening 34b is closed. Further, when the pressure in the main space 52a of the thermal pressurizing chamber 31 is significantly increased, the gas flow also flows into the sub space 52b through the communication portion 50a of the dividing member 51, and the pressure in the sub space 52b follows the main space 52a. Rise.

一方、中小電流遮断時（例えば２０ｋＡ以下）でも、熱的昇圧室３１の主空間５２ａは昇圧し、主空間５２ａと機械的圧縮室３２の間に逆差圧が発生すると、逆止弁４１には、後方への力が作用し、開口部３４ｂは閉となる。ただし、中小電流遮断時の主空間５２ａの圧力上昇は大電流遮断時ほど著しくない。そのため、熱的昇圧室３１において主空間５２ａから従空間５２ｂに至るガス流は比較的弱く、主空間５２ａと従空間５２ｂには差圧が発生する。   On the other hand, the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 is pressurized even when the medium / small current is interrupted (for example, 20 kA or less), and if a reverse differential pressure is generated between the main space 52a and the mechanical compression chamber 32, the check valve 41 The force to the back acts, and the opening 34b is closed. However, the pressure increase in the main space 52a when the medium / small current is interrupted is not as significant as when the large current is interrupted. Therefore, the gas flow from the main space 52a to the sub space 52b in the thermal pressure increasing chamber 31 is relatively weak, and a differential pressure is generated in the main space 52a and the sub space 52b.

さらにストロークが進み、図１及び図２に示すように電流零点に達すると、大電流アーク３８は減衰し、残留アークプラズマ状態となって、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル８のスロート部９は十分に開口し、ガス流３９ｃは、熱的昇圧室３１の主空間５２ａからフランジ２７の開口部３４ａを経てガス流路１１に向かって流れる。   When the stroke further advances and the current zero point is reached as shown in FIGS. 1 and 2, the high-current arc 38 is attenuated to become a residual arc plasma state, and the pressure, density and temperature are reduced. Thereby, the throat portion 9 of the insulating nozzle 8 is sufficiently opened, and the gas flow 39c flows from the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 toward the gas flow path 11 through the opening portion 34a of the flange 27.

このガス流３９ｃは、可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間のガス流路１１から対向アーク接触子７に向かって流れるガス流３９ｆと、操作ロッド２６の中空部から、操作ロッド２６に設けられた開口部３４ｃに向かって流れるガス流３９ｇとなる。これらの２方向のガス流３９ｆ、３９ｇによって、相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。   This gas flow 39 c is generated from the gas flow 39 f flowing from the gas flow path 11 between the movable arc contact 6 and the insulating nozzle 8 toward the counter arc contact 7 and the hollow portion of the operation rod 26 to the operation rod 26. The gas flow 39g flows toward the provided opening 34c. By these two-direction gas flows 39f and 39g, synergistically and strongly cooled and extinguished, current interruption is achieved.

ここで、図１に示す大電流遮断時には、熱的昇圧室３１の主空間５２ａは機械的圧縮室３２に比べて圧力が高い状態にあり、隔壁３５に取り付けられた逆止弁４１は閉状態である。一方、固定ピストン３３に設けられた放圧弁４４は、機械的圧縮室３２の過剰圧力上昇により開状態となって、機械的圧縮室３２から充填ガス雰囲気空間１４へとガス流３９ｄが発生する。したがって、機械的圧縮室３２の過剰圧力が遮断動作を妨害する反力になることを回避できる。   Here, at the time of interrupting a large current shown in FIG. 1, the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 is in a higher pressure than the mechanical compression chamber 32, and the check valve 41 attached to the partition wall 35 is closed. It is. On the other hand, the pressure release valve 44 provided in the fixed piston 33 is opened due to an excessive pressure increase in the mechanical compression chamber 32, and a gas flow 39 d is generated from the mechanical compression chamber 32 to the charged gas atmosphere space 14. Therefore, it can be avoided that the excessive pressure in the mechanical compression chamber 32 becomes a reaction force that hinders the shut-off operation.

なお、アーク３８の発生が長く続き、熱的昇圧室３１の主空間５２ａ内のガス密度及び圧力が低下してくると、主空間５２ａと同様の圧力を持つ従空間５２ｂから、分割部材５１の連通部５０ａを経て、主空間５２ａにガス流が供給される。したがって、主空間５２ａとフランジ２７の開口部３４ａを通って、ガス流路１１に至るガス流５３ａ（図１に図示）が発生する。その結果、アーク３８が長時間継続していても、これを確実に消弧することが可能である。   In addition, when generation | occurrence | production of the arc 38 continues long and the gas density and pressure in the main space 52a of the thermal pressure | voltage rise chamber 31 fall, from the subspace 52b which has the same pressure as the main space 52a, the division | segmentation member 51 of FIG. A gas flow is supplied to the main space 52a through the communication part 50a. Therefore, a gas flow 53a (shown in FIG. 1) is generated that reaches the gas flow path 11 through the main space 52a and the opening 34a of the flange 27. As a result, even if the arc 38 continues for a long time, it can be reliably extinguished.

図２に示す中小電流遮断時には、熱的昇圧室３１の主空間５２ａの圧力は電流零点近傍で次第に低下し、機械的圧縮室３２の圧力を下回るため、逆止弁４１は開状態となり、機械的圧縮室３２から熱的昇圧室３１の主空間５２ａへ流れるガス流３９ａが発生する。ガス流３９ａは分割部材５１の内周面に沿って主空間５２ａを流れていき、主空間５２ａからフランジ２７の連通孔３４ａを経てガス流路１１に向かうガス流３９ｃとなる。   When the small and medium current interruption shown in FIG. 2 is performed, the pressure in the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 gradually decreases in the vicinity of the current zero point and is lower than the pressure in the mechanical compression chamber 32. Therefore, the check valve 41 is opened. A gas flow 39 a flowing from the static compression chamber 32 to the main space 52 a of the thermal pressure increasing chamber 31 is generated. The gas flow 39a flows in the main space 52a along the inner peripheral surface of the dividing member 51, and becomes a gas flow 39c from the main space 52a to the gas flow path 11 through the communication hole 34a of the flange 27.

［１−３．効果］
以上の第１の実施形態によれば、次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、熱的昇圧室３１の内部を２分割する分割部材５１を設け、これに形成した連通部５０ａの断面積を、ガス流路１１の開口部分の断面積、並びに機械的圧縮室３２と接続する開口部３４ｂの断面積よりも小さく設定しているので、前記ガス流３９ｃが主空間５２ａから従空間５２ｂに流れ込む量は極めて少ない。 [1-3. effect]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained. That is, in the present embodiment, the dividing member 51 that divides the inside of the thermal boosting chamber 31 into two is provided, and the cross-sectional area of the communication portion 50a formed therein is set to the cross-sectional area of the opening portion of the gas flow path 11 and mechanically. Since the cross-sectional area of the opening 34b connected to the compression chamber 32 is set smaller, the amount of the gas flow 39c flowing from the main space 52a into the sub space 52b is extremely small.

つまり、機械的圧縮室３２から見て、熱的昇圧室３１側の体積は主空間５２ａだけとなって、実質的な体積の縮小化を図れる。主空間５２ａは中小電流遮断時にもアークエネルギーによって昇圧可能な体積で構成したので、アークエネルギーを用いて十分に昇圧することができるため、良好な遮断性能を得ることができる。したがって、中小電流遮断時での高い吹付け圧力を確保することができる。   That is, when viewed from the mechanical compression chamber 32, the volume on the thermal boosting chamber 31 side is only the main space 52a, and the substantial volume can be reduced. Since the main space 52a is configured with a volume that can be boosted by the arc energy even when the medium and small currents are cut off, the main space 52a can be boosted sufficiently using the arc energy, so that a good breaking performance can be obtained. Therefore, it is possible to ensure a high spraying pressure when the medium and small currents are interrupted.

また、大電流遮断時、特に長アーク時間においては、熱的昇圧室３１の主空間５２ａのガス密度および圧力が低下しても、熱的昇圧室３１の従空間５２ｂから、ガス流が供給されるため、良好な遮断性能を得ることができる。したがって、小さな駆動エネルギーであっても、小電流から大電流に至るすべての電流領域で、良好な遮断性能を示す大容量ガス遮断器を実現することができる。   Further, when a large current is interrupted, particularly during a long arc time, a gas flow is supplied from the sub space 52b of the thermal boosting chamber 31 even if the gas density and pressure of the main space 52a of the thermal boosting chamber 31 are reduced. Therefore, a good blocking performance can be obtained. Therefore, even with a small driving energy, it is possible to realize a large-capacity gas circuit breaker that exhibits a good breaking performance in all current regions from a small current to a large current.

［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
続いて、本発明によるガス遮断器の第２の実施形態を、図３により説明する。図３は遮断動作が進み開極後の電流ピーク付近の状態を示す断面図である。なお、第２の実施形態における基本構成は、前記第１の実施形態と同様である。 [2. Second Embodiment]
[2-1. Constitution]
Subsequently, a second embodiment of the gas circuit breaker according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in the vicinity of the current peak after the breaking operation proceeds and the electrode is opened. Note that the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

第２の実施形態では、分割部材５１ａにおいて、フランジ２７側端部近傍に設けた連通部５０ａに加えて、隔壁３５側端部近傍に連通部５０ｂを設けた点に特徴がある。連通部５０ａ及び５０ｂの断面積の和は、熱的昇圧室３１の主空間５２ａとガス流路１１を連通する開口部３４ａの断面積、並びに主空間５２ａと機械的圧縮室３２を連通する隔壁３５の開口部３４ｂの断面積のいずれよりも小さくなるように構成されている。   The second embodiment is characterized in that in the dividing member 51a, in addition to the communication portion 50a provided near the end portion on the flange 27 side, a communication portion 50b is provided near the end portion on the partition wall 35 side. The sum of the cross-sectional areas of the communication portions 50a and 50b is the cross-sectional area of the opening 34a that communicates the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 and the gas flow path 11, and the partition wall that communicates the main space 52a and the mechanical compression chamber 32. It is comprised so that it may become smaller than all of the cross-sectional area of the opening part 34b of 35.

［２−２．作用及び効果］
上記第２の実施形態では、第１の実施の形態の作用効果に加えて、以下のような独自の作用効果が得られる。すなわち、大電流遮断時の開極後、図３に示すようにアーク空間から熱的昇圧室３１の主空間５２ａにはガス流３９ｂが流入するが、このガス流３９ｂは高温であり、非常に流速が速い。 [2-2. Action and Effect]
In the second embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following unique effects are obtained. That is, after opening when a large current is interrupted, a gas flow 39b flows from the arc space into the main space 52a of the thermal boosting chamber 31 as shown in FIG. The flow rate is fast.

そのため、ガス流３９ｂは熱的昇圧室３１の主空間５２ａ内部を直進し、隔壁３５に衝突し、その後、連通部５０ｂを介して、熱的昇圧室３１の従空間５２ｂに流入するガス流５３ｂとなる。さらに時間が経過すると、熱的昇圧室３１の従空間５２ｂ内を、ガス流３９ｂとは反対方向に流れるガス流５３ｃのごとく進む。   Therefore, the gas flow 39b travels straight inside the main space 52a of the thermal boosting chamber 31, collides with the partition wall 35, and then flows into the secondary space 52b of the thermal boosting chamber 31 via the communication portion 50b. It becomes. When the time further elapses, the gas travels in the secondary space 52b of the thermal pressure increasing chamber 31 like a gas flow 53c that flows in a direction opposite to the gas flow 39b.

以上のような過程で、高温のガス流３９ｂは、もともと熱的昇圧室３１の主空間５２ａ及び従空間５２ｂ内部に存在した冷たいガスと混合すると共に、冷たいガスを押していくことになる。したがって、ガス流５３ｃは従空間５２ｂを通過したことで低温となる。つまり、大電流遮断時の吹付けガスの温度を低く抑えることができ、遮断性能のさらなる向上が望める。   In the process as described above, the high-temperature gas flow 39b is mixed with the cold gas originally present in the main space 52a and the sub space 52b of the thermal boosting chamber 31, and pushes the cold gas. Therefore, the gas flow 53c becomes low temperature by passing through the sub space 52b. That is, the temperature of the blowing gas at the time of interrupting a large current can be kept low, and further improvement in the interrupting performance can be expected.

［３．第３の実施形態］
［３−１．構成］
次に本発明に係る第３の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、遮断動作が進み、電流零点に至った状態を示す断面図である。なお、第３の実施形態に関しても、その基本構成は前記第１の実施形態と同様である。 [3. Third Embodiment]
[3-1. Constitution]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the interruption operation has progressed to reach a current zero point. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.

第３の実施形態では、分割部材５１ｂは、隔壁３５側からフランジ２７側に向かって外周面が狭まっていく中空の略円錐形部材から構成されている。また、分割部材５１ｂの向かい合う底面部分は開口されており、狭い方の開口部がガス流路１１近傍に、広い方の開口部が隔壁３５の開口部３４ｂ近傍に、それぞれ配置されている。   In the third embodiment, the dividing member 51b is formed of a hollow, substantially conical member whose outer peripheral surface is narrowed from the partition wall 35 side toward the flange 27 side. Further, the opposed bottom portions of the dividing member 51b are opened, and the narrower opening is disposed in the vicinity of the gas flow path 11 and the wider opening is disposed in the vicinity of the opening 34b of the partition wall 35.

［３−２．作用及び効果］
第３の実施形態においては、中小電流遮断における電流零点近傍で、機械的圧縮室３２から熱的昇圧室３１の主空間５２ａへと流入するガス流３９ａは、分割部材５１ｂの内壁によってガイドされながら、アーク空間に向かって流れるガス流３９ｃとなる。しかも、分割部材５１ｂでは、狭い方の開口部をガス流路１１近傍に、広い方の開口部を隔壁３５の開口部３４ｂ近傍に、それぞれ配置しているので、機械的圧縮室３２からガス流路１１に至るガス流は、勢いよくスムーズに流れることができる。これにより、アーク空間に効果的に機械圧縮室３２内の低温高密度ガスを供給することができ、中小電流遮断性能がさらに向上する。 [3-2. Action and Effect]
In the third embodiment, the gas flow 39a flowing from the mechanical compression chamber 32 to the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 near the current zero point in the small and medium current interruption is guided by the inner wall of the dividing member 51b. The gas flow 39c flows toward the arc space. Moreover, in the dividing member 51b, the narrower opening is disposed in the vicinity of the gas flow path 11 and the wider opening is disposed in the vicinity of the opening 34b of the partition wall 35, so that the gas flow from the mechanical compression chamber 32 can be performed. The gas flow reaching the path 11 can flow smoothly and vigorously. Thereby, the low-temperature high-density gas in the mechanical compression chamber 32 can be effectively supplied to the arc space, and the small and medium current interruption performance is further improved.

［４．第４の実施形態］
［４−１．構成］
本発明による第４の実施形態に関して、図５を用いて説明する。図５は、遮断動作が進み、電流零点に至った状態を示す断面図である。なお、第４の実施形態に関しても、その基本構成は前記第１の実施形態と同様である。 [4. Fourth Embodiment]
[4-1. Constitution]
A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the interruption operation has progressed to reach the current zero point. The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment.

第４の実施形態において、分割部材５１ｃには、連通部５０ａに隣接して連通部５０ｃが設けられており、連通部５０ａ、５０ｃにはそれぞれ、弾性体にて付勢された逆止弁５４ａ、５４ｂが取り付けられている。これら逆止弁５４ａ、５４ｂは、それぞれ相対する向きに構成されている。   In the fourth embodiment, the split member 51c is provided with a communication portion 50c adjacent to the communication portion 50a, and each of the communication portions 50a and 50c is a check valve 54a urged by an elastic body. , 54b are attached. These check valves 54a and 54b are configured to face each other.

［４−２．作用及び効果］
以上のような第４の実施形態においては、熱的昇圧室３１の主空間５２ａ及び従空間５２ｂの間に流れるガス流を、主空間５２ａ及び従空間５２ｂの差圧にて制御することが可能となる。 [4-2. Action and Effect]
In the fourth embodiment as described above, the gas flow flowing between the main space 52a and the sub space 52b of the thermal boosting chamber 31 can be controlled by the differential pressure between the main space 52a and the sub space 52b. It becomes.

例えば、中小電流遮断時の圧力上昇においては、熱的昇圧室３１の主空間５２ａから従空間５２ｂの向きへ連通しないように逆止弁５４ｂの弾性体を設定することにより、熱的昇圧室３１の主空間５２ａの圧力をさらに効果的に昇圧することが可能となる。また、大電流遮断時において、熱的昇圧室３１の主空間５２ａの圧力が急上昇した際には、逆止弁５４ｂ側が開となるように設定すれば、高温ガス流が主空間５２ａから従空間５２ｂに流入するようになる。   For example, by setting the elastic body of the check valve 54b so as not to communicate from the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 to the direction of the sub space 52b in the pressure increase at the time of interrupting the medium / small current, the thermal pressure increasing chamber 31 is set. The pressure in the main space 52a can be increased more effectively. Further, when the pressure in the main space 52a of the thermal pressure increasing chamber 31 is suddenly increased at the time of interrupting a large current, if the check valve 54b side is set to be opened, the high-temperature gas flow is transferred from the main space 52a to the subspace. 52b.

さらには、電流零点において、主空間５２ａの圧力が低下した際に、逆止弁５４ａが開となるように設定すれば、従空間５２ｂから主空間５２ａにガスを供給することが可能となる。したがって、このような実施形態によれば、中小電流遮断においても大電流遮断においても、さらに遮断性能を向上することができる。   Furthermore, if the check valve 54a is set to open when the pressure in the main space 52a decreases at the current zero point, gas can be supplied from the sub space 52b to the main space 52a. Therefore, according to such an embodiment, the interruption performance can be further improved in both the small and medium current interruption and the large current interruption.

［５．他の実施形態］
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各部材の形状や寸法、配置数等は適宜変更可能であり、各実施形態を自由に組合せても良い。例えば、分割部材の形状は、円筒形状や円錐形状だけでなく、角柱状や板状であっても構わない。 [5. Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, The shape of each member, a dimension, the number of arrangement | positioning, etc. can be changed suitably, and each embodiment may be combined freely. For example, the shape of the dividing member is not limited to a cylindrical shape or a conical shape, but may be a prismatic shape or a plate shape.

本発明に係る第１の実施形態の断面図であり、大電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of 1st Embodiment which concerns on this invention, and shows the state which reached the current zero point at the time of large current interruption | blocking. 第１の実施の形態の断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of 1st Embodiment, and shows the state which reached | attained the electric current zero point at the time of medium and small electric current interruption | blocking. 本発明に係る第２の実施形態の断面図であり、開極後の電流ピーク近傍に至った状態を示す。It is sectional drawing of 2nd Embodiment which concerns on this invention, and shows the state which reached | attained the electric current peak vicinity after opening. 本発明に係る第３の実施形態の断面図であり、中小電流遮断時に電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of 3rd Embodiment which concerns on this invention, and shows the state which reached | attained the electric current zero point at the time of medium and small electric current interruption | blocking. 本発明に係る第５の実施形態の断面図であり、投入状態を示す。It is sectional drawing of 5th Embodiment which concerns on this invention, and shows an injection | throwing-in state. 従来のガス遮断器の断面図であり、遮断動作前の投入状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the injection state before interruption | blocking operation | movement. 従来のガス遮断器の断面図であり、遮断動作初期の状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state of interruption | blocking operation | movement initial stage. 従来のガス遮断器の断面図であり、開極後の大電流期間における状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state in the large current period after opening. 従来のガス遮断器の断面図であり、大電流遮断において電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state which reached the current zero point in large current interruption. 従来のガス遮断器の断面図であり、中小電流遮断において電流零点に至った状態を示す。It is sectional drawing of the conventional gas circuit breaker, and shows the state which reached the electric current zero point in medium and small current interruption.

符号の説明Explanation of symbols

１…可動接触子部
２…対向接触子部
４…可動通電接触子
５…対向通電接触子
６…可動アーク接触子
７…対向アーク接触子
８…絶縁ノズル
９…スロート部
１１…ガス流路
１４…充填ガス雰囲気空間
２６…操作ロッド
２７、４０…フランジ
２８…シリンダ
３１…熱的昇圧室
３２…機械的圧縮室
３３…固定ピストン
３４ａ〜３９ｄ…開口部
３５…隔壁
３８…アーク
３９ａ〜３９ｇ、５３ａ〜５３ｃ…ガス流
４１、５４ａ、５４ｂ…逆止弁
４２…ストッパ
４４…放圧弁
４５…バネ
５０ａ〜５０ｃ…連通部
５１、５１ａ〜５１ｃ…分割部材
５２ａ…主空間
５２ｂ…従空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable contact part 2 ... Opposing contact part 4 ... Movable energizing contact 5 ... Opposite energizing contact 6 ... Movable arc contact 7 ... Opposing arc contact 8 ... Insulating nozzle 9 ... Throat part 11 ... Gas flow path 14 ... filling gas atmosphere space 26 ... operating rods 27, 40 ... flange 28 ... cylinder 31 ... thermal pressure chamber 32 ... mechanical compression chamber 33 ... fixed pistons 34a to 39d ... opening 35 ... partition 38 ... arcs 39a to 39g, 53a Gas flow 41, 54a, 54b ... check valve 42 ... stopper 44 ... pressure release valve 45 ... springs 50a-50c ... communication portions 51, 51a-51c ... split member 52a ... main space 52b ... sub space

Claims (6)

消弧性ガスが充填された密閉容器内に第１接触子部及び第２接触子部が対向して配置され、前記第１接触子部は、連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成され、前記第１接触子部には第１通電接触子及び第１アーク接触子が設置され、前記第２接触子部には前記第１通電接触子及び前記第１アーク接触子に対し接離自在な第２通電接触子及び第２アーク接触子が設置され、前記第１アーク接触子及び前記第２アーク接触子は、通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に前記第１接触子部及び前記第２接触子部間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成され、さらに前記第１接触子部には、遮断動作時に機械的圧縮作用により蓄圧される機械的圧縮室と、遮断動作時に前記アーク空間から取り込まれる熱ガスによる加熱昇圧作用により蓄圧される熱的昇圧室が、隔壁を介して配置され、前記隔壁には前記機械的圧縮室及び前記熱的昇圧室を連通させる隔壁開口部が形成され、前記隔壁開口部にはこれを閉塞する逆止弁が取り付けられ、前記アーク空間と前記熱的昇圧室とを接続するガス流路が設けられたガス遮断器において、
前記熱的昇圧室には該室内を主空間と従空間に分割する分割部材が設置され、
前記熱的昇圧室の前記主空間は、前記ガス流路と、前記隔壁開口部を経て前記機械的圧縮室とに接続され、
前記従空間は、前記分割部材により前記ガス流路及び前記機械的圧縮室から隔てられており、
前記分割部材には前記主空間と前記従空間とを連通させる連通部が形成されたことを特徴とするガス遮断器。 A first contact part and a second contact part are disposed opposite to each other in a sealed container filled with an arc extinguishing gas, and the first contact part is operated by a connected driving device during a shut-off operation and a closing operation. The first contact portion is provided with a first energizing contact and a first arc contact, and the second contact portion is provided with the first energizing contact and the first arc. A second energizing contact and a second arc contact that can be brought into contact with and separated from the contact are installed, and the first arc contact and the second arc contact are in a contact conduction state during a normal operation, and are cut off. It is configured to generate an arc in an arc space defined as a space between the first contact part and the second contact part while being separated, and further, the first contact part is provided with Mechanical compression chamber that accumulates pressure due to mechanical compression and shut-off motion A thermal boosting chamber that is sometimes accumulated by a heating and boosting action by a hot gas taken in from the arc space is disposed via a partition, and the partition opening that communicates the mechanical compression chamber and the thermal boosting chamber to the partition In the gas circuit breaker provided with a gas flow path connecting the arc space and the thermal pressurization chamber, a check valve for closing the partition wall opening is attached to the partition opening.
The thermal boost chamber is provided with a dividing member that divides the chamber into a main space and a sub space,
The main space of the thermal pressurization chamber is connected to the mechanical compression chamber via the gas flow path and the partition opening,
The secondary space is separated from the gas flow path and the mechanical compression chamber by the dividing member,
A gas circuit breaker according to claim 1, wherein a communication portion for communicating the main space and the sub space is formed in the dividing member. 前記連通部の断面積は、前記ガス流路の開口部分の断面積、並びに前記隔壁開口部の断面積のいずれよりも小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。   2. The gas according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the communication portion is configured to be smaller than both a cross-sectional area of an opening portion of the gas flow path and a cross-sectional area of the partition wall opening portion. Circuit breaker. 前記連通部は、前記分割部材において少なくとも、前記ガス流路近傍と、前記隔壁開口部近傍に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス遮断器。   3. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the communication portion is formed at least in the vicinity of the gas flow path and in the vicinity of the partition opening in the dividing member. 前記分割部材は、前記熱的昇圧室における中心軸に対して回転対称形に構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス遮断器。   4. The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the dividing member is configured to be rotationally symmetric with respect to a central axis in the thermal boosting chamber. 5. 前記分割部材は、向かい合う開口部を有する中空部材から構成され、一方の開口部が前記ガス流路近傍に、他方の開口部が前記隔壁開口部近傍に、それぞれ配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス遮断器。   The split member is composed of a hollow member having openings facing each other, and one opening is disposed in the vicinity of the gas flow path, and the other opening is disposed in the vicinity of the partition opening. Item 5. The gas circuit breaker according to any one of Items 1 to 4. 前記分割部材には少なくとも２箇所に前記連通部が形成され、
前記連通部にはそれぞれ、弾性体で閉方向に付勢された逆止弁が取り付けられ、
前記逆止弁のうち少なくとも１組は、相対する向きに構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス遮断器。 The communication member is formed in at least two places on the dividing member,
A check valve that is urged in the closing direction by an elastic body is attached to each of the communication portions,
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one set of the check valves is configured in an opposing direction.

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