JP2011142035A - Gas insulated circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はガス絶縁断路器に係り、特に、アークを磁界で駆動する磁界型ガス絶縁断路器に関する。 The present invention relates to a gas insulated disconnector, and more particularly, to a magnetic field type gas insulated disconnector that drives an arc with a magnetic field.
特許文献１に記されているように、２系統母線を有するガス絶縁開閉装置（以下ＧＩＳと称す）や気中絶縁開閉装置における母線接続の断路器では、使用母線切り替え時にループ電流を遮断する。遮断する電流はそのとき系統に流れている電流であり、最大値はその系統の定格電流とされている。一方、遮断したときの回復電圧は、断路器を含む母線ループの降下電圧であり、ループが長さに比例して増加することになる。日本電気学会電気規格調査会（ＪＥＣ）では、ＧＩＳ用母線断路器のループ電流遮断責務として、遮断電流は使用系統の定格電流、回復電圧は３００Ｖと定めている。 As described in Patent Document 1, in a gas-insulated switchgear (hereinafter referred to as GIS) having a two-system bus or a bus-connected disconnector in an air-insulated switchgear, the loop current is cut off when the bus used is switched. The current to be interrupted is the current flowing in the system at that time, and the maximum value is the rated current of the system. On the other hand, the recovery voltage when cut off is the voltage drop of the bus loop including the disconnector, and the loop increases in proportion to the length. In the electrical standards study group (JEC) of the Institute of Electrical Engineers of Japan, the interrupting current is defined as the rated current of the system used and the recovery voltage is 300V as the duty for interrupting the loop current of the bus disconnector for GIS.
個々の型式試験仕様では、使用系統の定格電流値とループ長さにより、３００Ｖ以下の回復電圧が許容される場合も多いが、遮断器のように強力なガス吹付け消弧装置を有しない断路器では、厳しい遮断条件となっている。ＧＩＳにおいて通常線路接続用に使用される断路器は、消弧装置を持たず、単にガス中でコンタクトを開閉する方式（並切り方式）とされる。しかし、それでは開極速度を高速である１〜２ｍ／ｓとしても、遮断までの時間が４０ｍｓを超える場合もあり（非特許文献１）、コンタクトの消耗が大きく、絶縁性能に悪影響を及ぼす分解生成物の発生量も多くなって断路器の寿命が短くなってしまう。 In individual type test specifications, a recovery voltage of 300 V or less is often allowed depending on the rated current value of the system used and the loop length, but the disconnection does not have a powerful gas blowing arc extinguishing device such as a circuit breaker. The device is in a severe breaking condition. The disconnector used for connecting a normal line in the GIS does not have an arc extinguishing device, and is simply a system that opens and closes contacts in a gas (parallel arrangement system). However, even if the contact opening speed is 1 to 2 m / s, which is a high speed, the time until disconnection may exceed 40 ms (Non-patent Document 1), and contact generation is large, and decomposition generation that adversely affects insulation performance. The amount of generated objects increases and the life of the disconnector is shortened.
このようなループ電流遮断用に考案されたのが、特許文献１に記載された磁界型断路器であり、アークを磁界で駆動するものである。特許文献１の図４に相当する添付図面の図１２により、以下にその構成と作用を説明する。 The magnetic field type disconnector described in Patent Document 1 has been devised for such a loop current interruption, and drives an arc with a magnetic field. The configuration and operation will be described below with reference to FIG. 12 of the accompanying drawings corresponding to FIG. 4 of Patent Document 1.
図１２において、耐弧接触子１４、絶縁筒１２、絶縁被覆のコイル１３、エンドリング１１によるコイル付きアーク接触子１０が可動通電接触子２１の内部に装着されている。耐弧接触子１４とエンドリング１１は絶縁筒１２の両端にネジ接合などにより固定され、コイル１３は絶縁筒１２を巻き筒として、両端は耐弧接触子１４、およびコイルエンドリング１１にネジなどにより電気的に接続されている。すなわち、耐弧接触子１４、コイル１３、エンドリング１１は電気的に直列接続として構成されている。
In FIG. 12, an arc-
一方、固定通電接触子１５内で同軸状に固定アーク接触子３８が設けられている。固定アーク接触子３８は円筒形状で先端部の外径が大きい。また、固定アーク接触子３８の図における無ハッチング部は、半径方向に貫通して軸方向に延びる複数の細いスリットであって、分割部が複数の指状にされ、半径方向に湾曲するバネ性を有する構成とされている。
On the other hand, a
図１２の下半分に点線で示すように、断路器の閉極中、固定アーク接触子３８の先端の外径部が、可動通電接触子２１内側の耐弧接触子１４の内径部と摺動可能に接触している。この２接触子の接触長さは、固定通電接触子１５と可動通電接触子２１の接触長さより長くされ、開極動作時には、通電接触子より遅く開離するように設定されている。
As shown by the dotted line in the lower half of FIG. 12, during the closing of the disconnector, the outer diameter portion of the
上記の構成において、通電中に開極すると、図１２に示すように、アーク２７が固定アーク接触子１５と可動のコイル付き接触子１０の耐弧接触子１４の間に発生する。このときコイル１３に遮断電流が流れるので、それによる磁束φが発生し、アークに鎖交する。それにより、アークは耐弧接触子１４と固定アーク接触子３８間で円周回転し、周囲ガスにより冷却され、短い時間で消滅する。開極速度０．７５〜２ｍ／ｓ、回復電圧３００Ｖの条件で、並切り方式に比べ、１／２以下の短いアーク時間で電流が遮断されることが明らかにされている（非特許文献１）。
In the above configuration, when the electrode is opened during energization, an
このような優れた遮断性能により、図１２に示す磁界型断路器は、発明以来ループ電流遮断の用途に長く使用されてきた。しかしながら、近年ＧＩＳの適用が広まり、ＧＩＳに合理化が進むに連れ、ループ電流遮断性能のさらなる向上が望まれるに至っている。 Due to such excellent breaking performance, the magnetic field disconnector shown in FIG. 12 has long been used for loop current breaking applications since the invention. However, as the application of GIS spreads in recent years and the rationalization of GIS progresses, further improvement in loop current interruption performance has been desired.
ループ電流遮断断路器についての合理化の方向は、開極速度の低下である。図１２の構成は主としてバネ駆動で開極速度１〜２ｍ／ｓを対象として開発されている。しかし、近年広く使用されている電動機駆動断路器の開極速度は多くが０．５ｍ／ｓ以下である。このような低速断路器への適用を考えると遮断性能をさらに向上させる必要がある。性能向上に当り従来技術図１２の問題点は下記である。 The rationalization direction for the loop current breaker is to reduce the opening speed. The configuration shown in FIG. 12 is developed mainly for a spring drive and a contact opening speed of 1 to 2 m / s. However, the opening speed of motor-driven disconnectors widely used in recent years is often 0.5 m / s or less. Considering application to such a low-speed disconnector, it is necessary to further improve the breaking performance. The problems of the prior art FIG. 12 in improving the performance are as follows.
（１）摺動型固定アーク接触子３８の外径部が可動側の耐弧接触子１４の内径部に接触する構造であるため、固定アーク接触子外径を大きくできない。このため、固定アーク接触子３８でのアークの回転径が小さく、固定アーク接触子３８側でのアーク冷却能力を大きくできない。
(1) Since the outer diameter portion of the sliding fixed
（２）コイル１３が可動通電接触子２１の内部に設置されるため、コイル１３による発生磁界は、可動通電接触子２１に流れる渦電流により減殺される。かといって、コイル付き接触子１０を固定側に取り付け、固定側にある（固定）アーク接触子を可動通電接触子内に取り付けると、通電電流遮断時のアークが通電接触子に移り易くなるばかりでなく、可動接触子側の電界も高くなる。ループ電流断路器といえども進み小電流の開閉を行うこともあるので、遮断動作中の電界が高くなることは望ましくない。また、開極動作終了時の耐電圧性能の確保についても、図１２の構成に比べ改良のための配慮が必要となることは否めない。
(2) Since the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、電動機などによる低速駆動の場合についても良好なループ電流遮断性能を有するガス絶縁断路器を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas insulated disconnector having good loop current interruption performance even in the case of low-speed driving by an electric motor or the like.
上記目的を達成するために、本発明に係るガス絶縁断路器は、消弧性ガスが封入された密閉容器と、前記密閉容器内に配置された固定接触子部と、前記密閉容器内で直線的に往復移動することにより前記固定接触子部に接離可能な可動接触子部と、を有するガス絶縁断路器であって、前記固定接触子部は、指状の固定通電接触子と、前記固定通電接触子の内側で当該固定通電接触子とほぼ同軸状に前記可動接触子部に対向して配置された耐弧接触子を含んで螺旋状の導電路を備えた螺旋状導電路付きアーク接触子と、を有し、前記可動接触子部は、前記固定通電接触子に対して摺動接触可能な筒状の可動通電接触子と、前記可動通電接触子の先端内側にほぼ同軸状に配置され、閉極状態においては前記耐弧接触子とバネ力により軸方向に突当たり接触をし、前記可動通電接触子の内径部を通電可能に摺動し、開極動作時に一定長さ固定接触子部方向に移動する可動部アーク接触子と、を有すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, a gas-insulated disconnector according to the present invention includes a sealed container in which an arc extinguishing gas is sealed, a fixed contact portion disposed in the sealed container, and a straight line in the sealed container. And a movable contact portion that can be moved toward and away from the fixed contact portion by reciprocally moving, wherein the fixed contact portion includes a finger-like fixed energizing contact, An arc with a spiral conductive path including an arc-resistant contact disposed inside the fixed energizing contact and facing the movable contact portion substantially coaxially with the fixed energized contact A movable contact portion that is slidably contacted with the stationary energized contact member, and is substantially coaxial with the inner end of the movable energized contact member. In the closed state, it is abutted in the axial direction by the arc-proof contact and spring force. And a movable part arc contact that slides in an inner diameter portion of the movable energizing contact so as to be energized and moves in a fixed length toward the fixed contact during the opening operation. To do.
本発明によれば、低速駆動の場合についても良好なループ電流遮断性能を有するガス絶縁断路器を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a gas insulated disconnector having a good loop current interruption performance even in the case of low speed driving.
以下に、図１ないし図１１を参照しながら本発明に係るガス絶縁断路器の実施形態について説明する。ここで、図１２に示した従来技術と同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment of a gas insulation disconnector according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. Here, the same or similar parts as those in the prior art shown in FIG.
（第１の実施形態）
本発明に係るガス絶縁断路器の第１の実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。ここで、図１は本発明に係るガス絶縁断路器の第１の実施形態の全体構成を示す縦断面図である。図２は、図１のガス絶縁断路器の固定接触子部および可動接触子部の拡大縦断面図であり、閉極状態を示す図である。図３は、図２の固定接触子部および可動接触子部で、電流を遮断している途中の状態を示す縦断面図である。図４は、図２の固定接触子部および可動接触子部で、開極動作終了時の状態を示す縦断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of a gas insulation disconnector according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the first embodiment of the gas insulation disconnector according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the stationary contact portion and the movable contact portion of the gas-insulated disconnector shown in FIG. 1, and shows a closed state. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in the middle of interrupting current in the fixed contact portion and the movable contact portion in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state at the end of the opening operation in the fixed contact portion and the movable contact portion in FIG. 2.
図１に示すように、金属タンク１および絶縁スペーサ２ａ，２ｂによって密閉容器５１が構成されている。密閉容器５１内にＳＦ６などの絶縁性ガス３が封入され、固定接触子部４および可動接触子部５が密閉容器５１内に絶縁固定されている。可動接触子部５は、ラックピニオン装置などによる駆動機構部６に連結され、さらに絶縁操作棒７およびシールロッド５０を介して、密閉容器５１外側の電動機８などに連結され、開閉動作可能とされている。
As shown in FIG. 1, a sealed
図２に示すように、コイル付きアーク接触子（螺旋状導電路付きアーク接触子）１０は、耐弧接触子１４、絶縁筒１２、絶縁被覆のコイル１３、エンドリング１１により構成され、固定接触子部４における固定通電接触子１５の内部に同軸状にして、固定ベースフランジ９に取り付けられる。耐弧接触子１４とエンドリング１１は絶縁筒１２の両端にネジ接合などにより固定され、コイル１３は絶縁筒１２を巻き筒として、両端は絶縁被覆を除去し、耐弧接触子１４およびエンドリング１１にネジなどにより固定され、電気的に接続される。すなわち、耐弧接触子１４、コイル１３、エンドリング１１は電気的に直列接続として構成されている。このコイル付きアーク接触子１０の構成は、固定接触子４側に取り付けられているほかは、基本的に従来技術図１２と同様である。
As shown in FIG. 2, an arc contact with coil (arc contact with spiral conductive path) 10 includes an arc-
なお、変形例として、耐弧接触子１４のネジなどによる結合部分を除いて、軸方向に掘り込む１個または数個のスリットを切ることもできる。円周方向の渦電流を減らすためである。
As a modification, one or several slits dug in the axial direction can be cut except for a joint portion of the arc-
固定接触子部４においては、指状の通電接触子１５を同軸状に覆って、固定部シールド１６が設けられている。
In the fixed
一方、可動通電接触子２１が、固定の可動部ベース１７内を軸方向（図の左右方向）に摺動するように設けられている。可動部ベース１７内で、可動通電接触子２１の良好な摺動性と同軸性を確保するため、可動部ベース１７にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などによる摺動リング１８ａ，１８ｂが設けられる。また、可動部ベース１７には通電性を確保するため、ルーバーコンタクトなどによる摺動用接触子１９ａが設けられる。さらに、可動通電接触子２１内には、その内径部を軸方向に摺動する可動部アーク接触子２４が設けられる。この可動部アーク接触子２４の材料は、銅やアルミニウムより耐弧性の良い鉄などが好ましく、さらに耐弧性向上のため先端部にＷ−Ｃｕ合金材が取り付けられてもよい。
On the other hand, the movable energizing
可動部アーク接触子２４は、可動部ベース１７に絶縁リング（絶縁体）２３ａを介して支持されるバネ２６により図中で左方に加力（付勢）され、先端部で固定側に設けられるコイル付きアーク接触子１０の耐弧接触子１４の先端と突当り接触（バットコンタクト）する。
The movable part arc contactor 24 is urged (biased) leftward in the drawing by a
可動部アーク接触子２４における後方（右方）部には、半径方向に貫通して軸方向に所定長さにわたって延びるスリット２５が複数個設けられている。可動通電接触子２１にネジ取り付けされているピン２２がスリット２５を貫通して半径方向内側に向かって突出している。ピンとスリット２５の後方（右方）端部との間に長さＬ１のスペースを有する。また、可動部アーク接触子２４の外径部には、良好な摺動を確保するための摺動リング１８ｃ，１８ｄが設けられ、かつ可動通電接触子２１と可動部アーク接触子２４の通電を確保する摺動用接触子１９bが設けられる。
A plurality of
可動接触子部５の可動通電接触子２１や可動部ベース１７を覆って、可動部シールド２０が設けられる。
A
なお、図では可動部アーク接触子２４は中空構成であるが、先端部は中実構成であっても差し支えない。さらに、コイル付きアーク接触子１０の先端も中実構成であっても差し支えない。
In the figure, the movable part arc contactor 24 has a hollow structure, but the tip part may have a solid structure. Furthermore, the tip of the coiled
図２の状態で定格電流などを通電しているときに、開極指令が与えられると開極動作が開始され、可動通電接触子２１が図中で右方に移動する。このとき、バネ２６が伸びるので、可動部アーク接触子２４は固定部のコイル付アーク接触子１０の耐弧接触子１４との接触を維持する。
When a rated current is supplied in the state of FIG. 2 and a contact opening command is given, the opening operation is started, and the movable
可動通電接触子２１が所定の長さだけ移動すると、固定通電接触子１５と可動通電接触子２１が開離する。このときの移動長さは、ピン２２とスリット２５の後方スペースの長さＬ１より短く設定される。したがって、通電接触子が開離したとき、バネ２６の加力作用で、固定側の耐弧接触子１４と可動部アーク接触子２４の先端部の突当たり接触は保たれている。
When the movable energizing
可動通電接触子２１の移動長さがＬ１を超えると、固定側の耐弧接触子１４と可動部アーク接触子２４が開離し、両接触子間に通電電流アーク２７が発生する。その状態を図３に示す。
When the moving length of the movable energizing
図２の説明で述べたように、固定接触子部４内のコイル付きアーク接触子１０において、先端部の耐弧接触子１４とコイル１３、エンドリング１１は電気的に直列接続であるから、図３においてアーク２７の電流はコイル１３に流れ、磁束φを発生する。この磁束φが、アーク２７に鎖交し、アーク２７をコイル付きアーク接触子１０の周方向に回転させ冷却するので、アーク２７は短い時間で消弧される。
As described in the description of FIG. 2, in the arc contact with
なお、図３の電流遮断状態で、バネ２６に電流が流れることは好ましくない。第１の実施形態では、バネ２６は絶縁リング２３ａを介して可動通電接触子２１に支持される。一方、可動部アーク接触子２４は、摺動用接触子１９ｂにより可動通電接触子２１に接触し、接触抵抗が小さいので、遮断電流がバネ２６に分流することはない。
In addition, it is not preferable that a current flows through the
さらに時間が経過して開極動作ガ終了した状態を図４に示す。この状態では、可動部アーク接触子２４の先端は可動部シールド２０の内部に収納され、その電界強度は低く抑えられ、雷インパルスや印加交流電圧に対して、良好な絶縁状態が確保されるばかりでなく、開極動作中の電界も低くできることから、進み小電流遮断時にも望ましい条件が確保される。
FIG. 4 shows a state in which the opening operation has been completed after a further time. In this state, the tip of the movable part arc contactor 24 is housed inside the
以上説明した第１の実施形態によれば、固定接触子部４の耐弧接触子１４と可動部アーク接触子２４を突当たり接触とした構成により、固定接触子部の耐弧接触子１４におけるアーク回転直径を図１２に示す従来技術の固定アーク接触子の場合より大きくできる。したがって、その部分においてアークは低温ガスに長い時間触れることになり、従来技術より強く冷却され、遮断性能が向上する。
According to the first embodiment described above, in the arc-
また、コイル付きアーク接触子１０を固定接触子部４の側に設けたことにより、コイル１３を取り巻く近接導電体がなくなり、発生磁界が導体部分の渦電流により減殺されることがない。したがって、遮断電流により強い磁界が得られ、強い遮断性能が得られる。コイル付きアーク接触子１０を構成する耐弧接触子１４に１個または数個のスリットを有する場合は、この部分での渦電流の発生も大幅に抑制されることから、さらに強い磁界が得られ、さらに良好な遮断性能が得られる。
Further, since the arc contactor with
また、摺動する可動部アーク接触子２４の径を固定接触子部４における耐弧接触子１４の径に近づけることができることにより、可動接触子部５側でアークが可動部アーク接触子２４の先端部に安定し、可動通電接触子２１上に転移する可能性が小さくなる。なお、従来技術の図１２の構造を変形して、固定接触子部にコイル付きアーク接触子を設ける場合では、可動接触子側の指状接触子の径が小さく、アークが可動通電接触子に移る危険性が大きい。
Further, since the diameter of the sliding movable
さらに、本実施形態の構成においては、可動部アーク接触子２４の先端の曲率半径を大きくすることが可能であり、かつ、可動通電接触子２１に近接できることから、可動アーク接触子２１の先端部の電界強度を低く抑えることが可能である。
Furthermore, in the configuration of the present embodiment, the radius of curvature of the tip of the movable part arc contactor 24 can be increased and the proximity of the movable energizing
以上の効果により、遮断性能が優れ、電動機駆動のような低速開極の条件においても、短い遮断時間で電流が遮断され、接触子の消耗が少なく、遮断動作終了位置における電界強度も低い、優れた性能のループ電流遮断用断路器を得ることができる。 Due to the above effects, the interruption performance is excellent, and even under conditions of low speed opening such as motor drive, the current is interrupted in a short interruption time, the contact is less consumed, and the electric field strength at the interruption operation end position is also low. It is possible to obtain a disconnector for interrupting a loop current with high performance.
（第２の実施形態）
本発明に係るガス絶縁断路器の第２の実施形態について、図５ないし図７を参照して説明する。ここで、図５は、本発明に係るガス絶縁断路器の第２の実施形態の固定接触子部および可動接触子部の拡大縦断面図であり、閉極状態を示す図である。図６は、図５の固定接触子部および可動接触子部で、電流を遮断している途中の状態を示す縦断面図である。図７は、図５の固定接触子部および可動接触子部で、開極動作終了時の状態を示す縦断面図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the gas insulation disconnector according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view of the stationary contact part and the movable contact part of the gas insulation disconnector according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a closed state. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in the middle of interrupting current in the fixed contact portion and the movable contact portion in FIG. 5. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state at the end of the opening operation in the fixed contact portion and the movable contact portion in FIG.
この第２の実施形態では、コイル付きアーク接触子１０は、図１２に示す従来技術と同様に、可動通電接触子２１の先端内に取り付けられ、エンドリング１１、絶縁筒１２、コイル１３、耐弧接触子１４の構成は第１の実施形態と同様である。
In this second embodiment, the
一方、固定接触子部４内の要素として、固定部接触子ベース２９の内径部を摺動する固定部アーク接触子３０が、バネ３１により図５ないし図７における右方に加力されて設置され、バネ３１は絶縁リング（絶縁体）２３ｂを介して固定支持される。
On the other hand, as an element in the fixed
第１の実施形態と同様にこの第２の実施形態においても、固定部アーク接触子３０と可動接触子部の耐弧接触子１４は突当たり接触して構成され、固定部アーク接触子３０の大径化が可能とされる。
Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, the fixed
また、固定部接触子ベース２９では、右方端部が小内径とされ、固定部アーク接触子３０では、左方端部が大外径とされ、開極動作の時、固定部アーク接触子３０が長さＬ１だけ右方に前進可能な構成とされる。この第２の実施形態においても、この長さＬ１は、開極動作時に固定通電接触子１５と可動通電接触子２１が、閉極から開離するまでの長さより大きくされる。
Further, in the fixed
また、固定部接触子ベース２９の内径部には、固定部アーク接触子３０の摺動を良好にするためのＰＴＦＥなどによる摺動リング１８ｅ、１８ｆが設けられ、かつ固定部アーク接触子３０からの通電を確保するための摺動用接触子１９ｃが設けられる。
Further, sliding
図５の状態から開極動作が開始され、可動通電接触子２１が図中で右方に移動し、可動通電接触子２１が所定の長さだけ移動すると、固定通電接触子１５と可動通電接触子２１が開離する。このときの移動長さは、Ｌ１より小さく設定されている。したがって、通電接触子同士が開離したとき、バネ３１の加力作用で、固定部アーク接触子３０と可動側の耐弧接触子１４の先端部の突当たり接触は保たれており、可動通電接触子２１の移動長さがＬ１を超えると、固定部アーク接触子３０と可動側の耐弧接触子１４が開離し、両接触子間にアーク２７が発生する。その状態を図６に示す。
When the opening operation is started from the state of FIG. 5, the movable energizing
本実施形態においても、アーク２７の電流はコイル１３に流れ、磁束φを発生する。この磁束φが、アーク２７に鎖交し、アーク２７を回転させ冷却する。従来技術に比べ、固定部アーク接触子３０上でのアーク回転径が大きく、固定部アーク接触子３０側の冷却効果は従来技術より良好である。これらの効果により、アーク２７は短い時間で消弧される。
Also in this embodiment, the current of the
本実施形態においても、バネ３１は絶縁リング２３ｂを介して固定支持され、固定部アーク接触子３０は、摺動用接触子１９ｃにより固定部接触子ベース２９に電気的に接触するので、遮断電流がバネ２６に分流することはない。
Also in the present embodiment, the
さらに時間が経過して開極動作が終了した状態を図７に示す。この状態では、可動側の耐弧接触子１４の先端は可動部シールド２０の内部に収納され、その電界強度は低く抑えられるので、開極状態で雷インパルスや印加交流電圧に対して、良好な絶縁状態が確保され、かつ開極動作中の電界強度も低くできるから、進み小電流遮断に対しても望ましい状態となる。
Further, FIG. 7 shows a state where the opening operation has been completed after a lapse of time. In this state, the tip of the movable-side arc-
以上説明した第２の実施形態では、固定接触子部アーク接触子３０と可動側の耐弧接触子１４を突当たり接触とした構成により、固定部アーク接触子３０上におけるアーク回転径が、図１２に示す従来技術における摺動型固定アーク接触子３８上のアーク回転径より大きくできる。したがって、その部分においてアークは低温ガスに長い時間触れることになり、従来技術より強く冷却され、遮断性能が向上する。
In the second embodiment described above, the fixed contact
さらに、本実施形態の構成では、固定部アーク接触子３０の先端の曲率半径を大きくすることが可能であるから、固定部アーク接触子３０の先端部の電界強度を低く抑えることが可能であり、設計の自由度が向上する。
Further, in the configuration of the present embodiment, since the radius of curvature of the tip of the fixed
第２の実施形態よれば、従来技術に比べ、遮断性能が優れ、電動機駆動のような低速開極の条件においても、短い遮断時間で電流が遮断され、接触子の消耗が少なく、遮断動作終了位置における電界強度も低いループ電流遮断用断路器を得ることができる。 According to the second embodiment, the interruption performance is superior to that of the prior art, and the current is cut off in a short interruption time even under the condition of low speed opening such as driving of an electric motor. It is possible to obtain a loop current breaking disconnector having a low electric field strength at the position.
（第３の実施形態）
本発明に係るガス絶縁断路器の第３の実施形態について、図８ないし図１０を参照して説明する。ここで、図８は、本発明に係るガス絶縁断路器の第３の実施形態の固定接触子部および可動接触子部の拡大縦断面図であり、電流を遮断している途中の状態を示す図である。図９は、図８のIX−IX線矢視外形図であって、傾斜スリット付き一体型アーク接触子を取り出して示す図である。図１０は図９のＸ−Ｘ線矢視横断面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the gas insulation disconnector according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of the stationary contact part and the movable contact part of the third embodiment of the gas insulation disconnector according to the present invention, and shows a state in the middle of interrupting the current. FIG. FIG. 9 is an outline view taken along the line IX-IX in FIG. 8 and shows an integrated arc contact with an inclined slit. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
この第３の実施形態は、第１の実施形態の固定接触子部を簡素化した構成である。固定アーク接触子として、傾斜スリット付きアーク接触子３２が採用されている。傾斜スリット付きアーク接触子３２は、一端（図８および図９の左端）が閉じた円筒状の金属部材である。傾斜スリット付きアーク接触子３２の開放端部（図上右方）は小内径であって、可動部アーク接触子２４と突当たり接触可能である。傾斜スリット付きアーク接触子３２の中間の胴部分には、半径方向に貫通する複数のスリット３３が形成されている。各スリット３３は軸方向に対して傾斜していて、全電流経路として螺旋状に等価的な構成をなし、両端は閉じている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
This 3rd Embodiment is the structure which simplified the stationary contact part of 1st Embodiment. An
すなわち、この第３の実施形態では、第１の実施形態（図２ないし図４）おいて、エンドリング１１、絶縁筒１２、コイル１３、耐弧接触子１４により構成したコイル付きアーク接触子１０を一体化して、複数の傾斜スリット３３が加工された傾斜スリット付きアーク接触子３２とする。本実施形態においても突当たり接触する固定のアーク接触子の大径化が可能である。
That is, in the third embodiment, in the first embodiment (FIGS. 2 to 4), the arc contact with
図８は第１の実施形態における図３と同じ状態、すなわち、開極動作中で電流遮断中の状態を示している。この実施形態でも、固定および可動の通電接触子の開離のあと、固定部の傾斜スリット付きアーク接触子３２と可動部の耐弧接触子１４が開離し、両接触子間にアーク２７が発生する。
FIG. 8 shows the same state as that of FIG. 3 in the first embodiment, that is, a state in which the current is interrupted during the opening operation. Also in this embodiment, after the fixed and movable energized contacts are separated, the
この第３の実施形態においては、固定部の傾斜スリット付きアーク接触子３２において、電流が複数スリット部３３によって分離されて螺旋状に等価に流れる。その効果により、第１の実施形態よりは弱いものの、磁束φが発生する。この実施形態においても、固定接触子側で傾斜スリット付きアーク接触子３２を覆う金属部材がないことから、それによる渦電流は発生せず、磁界が低減されず、ループ電流遮断に十分な強さの磁界となる。この磁束φがアーク２７に鎖交し、アーク２７を回転させ冷却する。
In the third embodiment, in the
また、この第３の実施形態でも、突当たり接触であることから、従来技術に比べ、傾斜スリット付きアーク接触子３２上でのアーク回転径を大きくでき、固定アーク接触子側の冷却効果は従来技術より良好となる。
Also, in this third embodiment, since the contact is abutting contact, the arc rotation diameter on the
第１の実施形態と同様に、さらに時間が経過して開極動作が終了すれば、可動部アーク接触子２４の先端は可動部シールド２０の内部に収納されてその電界強度は低く抑えられ、開極状態での、雷インパルスや印加交流電圧に対する良好な絶縁状態が確保されるばかりでなく、開極動作中の電界強度も低くできることから、進み小電流遮断に対しても有利である。
As in the first embodiment, when the opening operation is completed after a further time has elapsed, the tip of the movable part arc contactor 24 is housed inside the
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、固定部の傾斜スリット付きアーク接触子３２におけるアーク回転径を、図１２に示す従来技術の場合より大きくできる。したがって、その部分において、アークが低温ガスに長い時間触れ、良好な遮断性能が得られる。
According to the third embodiment, similarly to the first embodiment, the arc rotation diameter in the
また、複数傾斜スリット付きアーク接触子３２を固定接触子部４の側に設けたことにより、コイルを取り巻く渦電流発生要素がないことから、遮断電流により、効果的に磁界が発生し、良好な遮断性能が得られる。
Further, since the
また、可動接触子側で、アークが可動通電接触子２１上に転移する可能性が小さくなることは第１の実施形態と同様である。
Further, the possibility that the arc is transferred onto the movable energizing
さらに、本実施形態の構成においては、可動部アーク接触子２４の先端部の電界強度を低く抑え得ることも第１の実施形態と同様である。 Furthermore, in the configuration of the present embodiment, the electric field strength at the tip of the movable part arc contactor 24 can be kept low as in the first embodiment.
以上の効果により、本実施形態においても、遮断性能が優れ、電動機駆動のような低速開極の条件に際しても、短い遮断時間で電流が遮断され、接触子の消耗が少なく、遮断動作終了位置における電界強度も低い、優れた性能のループ電流遮断用断路器を得ることができる。 Due to the above effects, even in this embodiment, the interruption performance is excellent, and even in the case of a low-speed opening condition such as a motor drive, the current is interrupted in a short interruption time, the contact is less consumed, and the interruption operation end position is It is possible to obtain a loop current interrupting disconnector with low electric field strength and excellent performance.
（第４の実施形態）
本発明に係るガス絶縁断路器の第４の実施形態について、図１１を参照して説明する。ここで、図１１は、本発明に係るガス絶縁断路器の第４の実施形態の固定接触子部および可動接触子部の拡大縦断面図であり、電流を遮断している途中の状態を示す図である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the gas insulation disconnector according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view of the stationary contact part and the movable contact part of the fourth embodiment of the gas insulated disconnector according to the present invention, and shows a state in the middle of interrupting the current. FIG.
この第４の実施形態も第３の実施形態と同様に、第１の実施形態を簡素化した構成である。 Similar to the third embodiment, the fourth embodiment is a simplified configuration of the first embodiment.
この第４の実施形態の螺旋スリット型アーク接触子（螺旋状導電路付きアーク接触子）３７は、螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４と絶縁筒３６によって構成されている。
The spiral slit arc contactor (arc contactor with spiral conductive path) 37 of the fourth embodiment includes an arc contactor conductor with spiral slit 34 and an insulating
螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４は、一端（図１１の左端）が閉じた円筒状の金属部材であって、開放端部（右方端部）に大外径部と小内径部による接触部を有し、かつ、中間の胴部分に、半径方向に貫通する螺旋状のスリット３５が形成されている。このスリット３５により、胴部分がコイル状に形成されている。なお、螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４は、全体またはその一部分を、たとえばＷ−Ｃｕなど耐弧性の良い材料で構成するのが好ましい。
The
螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４の胴部分の外周上には絶縁筒３６が設置され、この絶縁筒３６は、螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４の開放端近くの先端大外径部と固定部ベースフランジ９の間にはさまれて取り付けられている。絶縁筒３６の端部面と螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４の金属面の間に僅かなギャップを有するのが好ましい。
An insulating
その他の構成は第１の実施形態と同様である。この螺旋スリット型アーク接触子３７を可動部でアーク接触子２４と突当たり接触可能としている。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. The spiral slit
本実施形態においても、突当たり接触する固定のアーク接触子の大径化が可能である。 Also in this embodiment, it is possible to increase the diameter of the fixed arc contact that comes into contact with the bump.
図１１は、第１の実施形態における図３と同様、開極動作中で電流遮断中の状態を示している。この場合も固定通電接触子１５と可動通電接触子２１の開離の後、固定部のコイルスリット付きアーク接触子３７と可動部のアーク接触子２４が開離し、両接触子間にアーク２７が発生する。本実施形態においては、電流が固定部の螺旋スリット型アーク接触子３７のコイル状部分に流れる。周囲に渦電流を発生する部品がないことから、ループ電流遮断に十分な磁束φが発生し、アーク２７に鎖交し、アーク２７を回転させ冷却する。また、本実施形態でも、突当たり接触であることから、従来技術に比べ、固定部のコイルスリット付きアーク接触子３７上でのアーク回転径が大きくなる。
FIG. 11 shows a state in which the current is interrupted during the opening operation, similarly to FIG. 3 in the first embodiment. Also in this case, after the fixed energized
本実施形態では、アーク接触子を突当たり接触とするので、閉極動作のときアーク接触子に衝撃力が働く。それにより、螺旋スリット付きアーク接触子導電体３４の長さは僅かに小さくなるが、その後、絶縁筒３６が衝撃力を受けるので、僅かな変形で安定する。
In the present embodiment, since the arc contact is abutting contact, an impact force acts on the arc contact during the closing operation. Thereby, although the length of the
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、固定接触子部の傾斜スリット付きアーク接触子３２におけるアーク回転径は、図１２に示す従来技術の場合より大きくできる。したがって、その部分において、アークが低温ガスに触れる効果が向上し、良好な遮断性能が得られる。また、螺旋スリット型アーク接触子３７を固定接触子部４の側に設けたことから、渦電流発生要素がなく、磁界が効果的に発生し、良好な遮断性能が得られる。可動接触子側で、アークが可動通電接触子２１上に転移する可能性が小さくなることおよび可動アーク接触子２１の先端部の電界強度を低く抑え得ることは、第１の実施形態と同様である。
According to this embodiment, similarly to the first embodiment, the arc rotation diameter in the
以上の効果により、本実施形態においても、遮断性能が優れ、低速開極の条件に際しても、短いアーク時間で電流が遮断され、接触子の消耗が少なく、遮断動作終了位置における電界強度も低い、優れた性能のループ電流遮断用断路器を得ることができる。 Due to the above effects, also in this embodiment, the interruption performance is excellent, even in the condition of low-speed opening, the current is interrupted in a short arc time, the contact is less consumed, the electric field strength at the interruption operation end position is also low, A disconnector for loop current interruption with excellent performance can be obtained.
（他の実施形態）
以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
(Other embodiments)
Each embodiment described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
たとえば各実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。具体的には、第２の実施形態（図５ないし図７）における可動通電接触子２１の先端内に取り付けた複数部品によるコイル付きアーク接触子１０に替えて、第３の実施形態（図８ないし図１０）の複数傾斜スリット付きアーク接触子３２を採用することもできる。または、第２の実施形態における可動通電接触子２１の先端部内に、第４の実施形態（図１１）における螺旋スリットによる螺旋スリット型アーク接触子３７を取り付けることもできる。
For example, the features of the embodiments can be combined in various ways. Specifically, the third embodiment (FIG. 8) is used instead of the arc contactor 10 with a coil by a plurality of parts attached in the tip of the movable energizing
また、たとえば第１の実施形態の説明では可動アーク接触子２４に設けられたスリット２５は半径方向に貫通しているものとしたが、ピン２２と係合可能であれば、半径方向に貫通していない溝であってもよい。
Further, for example, in the description of the first embodiment, the
１：金属タンク
２ａ，２ｂ：絶縁スペーサ
３：絶縁性ガス
４：固定接触子部
５：可動接触子部
６：駆動機構部
７：絶縁操作棒
８：電動機など
９：固定部ベースフランジ
１０：コイル付きアーク接触子（螺旋状導電路付きアーク接触子）
１１：エンドリング
１２：絶縁筒
１３：コイル
１４：耐弧接触子
１５：固定通電接触子
１６：固定部シールド
１７：可動部ベース
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ：摺動用リング
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ：摺動用接触子
２０：可動部シールド
２１：可動通電接触子
２２：ピン
２３ａ，２３ｂ：絶縁リング（絶縁体）
２４：可動部アーク接触子
２５：スリット（溝）
２６：バネ
２７：アーク
２９：固定部接触子ベース
３０：固定部アーク接触子
３１：バネ
３２：傾斜スリット付きアーク接触子
３３：複数傾斜スリット
３４：螺旋スリット付きアーク接触子導電体
３５：スリット
３６：絶縁筒
３７：螺旋スリット型アーク接触子（螺旋状導電路付きアーク接触子）
３８：摺動型固定アーク接触子
５０：シールロッド
５１：密閉容器
1:
11: End ring 12: Insulating cylinder 13: Coil 14: Arc-proof contact 15: Fixed energizing contact 16: Fixed part shield 17:
24: Moving part arc contact 25: Slit (groove)
26: Spring 27: Arc 29: Fixed part contactor base 30: Fixed part arc contactor 31: Spring 32: Arc contactor with inclined slits 33: Multiple inclined slits 34: Arc contactor with spiral slits Conductor 35: Slit 36 : Insulating cylinder 37: Spiral slit type arc contact (arc contact with spiral conductive path)
38: Sliding fixed arc contact 50: Seal rod 51: Airtight container
Claims (14)
前記固定接触子部は、
筒状の固定通電接触子と、
前記固定通電接触子の内側で当該固定通電接触子とほぼ同軸状に前記可動接触子部に対向して配置された耐弧接触子を含んで螺旋状の導電路を備えた螺旋状導電路付きアーク接触子と、
を有し、
前記可動接触子部は、
前記固定通電接触子に対して摺動接触可能な筒状の可動通電接触子と、
前記可動通電接触子の先端内側にほぼ同軸状に配置され、閉極状態においては前記耐弧接触子とバネ力により軸方向に突当たり接触をし、前記可動通電接触子の内径部を通電可能に摺動し、開極動作時に一定長さ固定接触子部方向に移動する可動部アーク接触子と、
を有すること、を特徴とするガス絶縁断路器。 A hermetic container filled with arc-extinguishing gas, a stationary contact part disposed in the hermetic container, and a movable that can contact and separate from the stationary contact part by linearly reciprocating in the hermetic container A gas insulation disconnector having a contact portion,
The fixed contact portion is
A cylindrical fixed energizing contact;
With a spiral conductive path provided with a spiral conductive path including an arc-proof contact disposed inside the fixed energized contactor so as to be substantially coaxial with the fixed energized contactor and opposed to the movable contactor part An arc contact;
Have
The movable contact portion is
A cylindrical movable energizing contact capable of sliding contact with the fixed energizing contact;
Arranged almost coaxially inside the tip of the movable energizing contact, and in contact with the arc-proof contact in the axial direction by the spring force in the closed state, the inner diameter part of the movable energizing contact can be energized A movable part arc contact that slides toward the fixed contact part for a certain length during opening operation,
A gas insulation disconnector characterized by comprising:
前記可動通電接触子に取り付けられて前記可動部アーク接触子の移動範囲を規制するピンと、
を有することを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁断路器。 A spring provided inside the movable energizing contact coaxially and supported by the movable energizing contact to urge the movable part arc contact toward the arc-proof contact of the fixed contact;
A pin that is attached to the movable energizing contact and regulates a moving range of the movable part arc contact;
The gas-insulated disconnector according to claim 1, wherein
前記可動通電接触子とバネとの間に介在する絶縁体と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のガス絶縁断路器。 A spring provided inside the movable energizing contact coaxially and supported by the movable energizing contact to urge the movable part arc contact toward the arc-proof contact of the fixed contact;
An insulator interposed between the movable energizing contact and the spring;
The gas insulation disconnector according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas insulation disconnector is provided.
前記可動接触子部は、筒状の可動通電接触子と、前記可動通電接触子の内側で当該可動通電接触子とほぼ同軸状に配置された耐弧接触子を含んで螺旋状の導電路を備えた螺旋状導電路付きアーク接触子と、を有し、
前記固定接触子部は、
前記可動通電接触子に対して摺動接触可能な筒状の固定通電接触子と、
前記固定通電接触子の先端内側にほぼ同軸状に配置され、閉極状態においては前記耐弧接触子とバネ力により軸方向に突当たり接触をし、前記可動通電接触子の内径部を通電可能に摺動し、開極動作時に一定長さ可動接触子部方向に移動する固定部アーク接触子と、
を有すること、を特徴とするガス絶縁断路器。 A hermetic container filled with arc-extinguishing gas, a stationary contact part disposed in the hermetic container, and a movable that can contact and separate from the stationary contact part by linearly reciprocating in the hermetic container A gas insulation disconnector having a contact portion,
The movable contact portion includes a cylindrical movable energizing contact and a spiral conductive path including an arc-proof contact disposed substantially coaxially with the movable energizing contact inside the movable energizing contact. An arc contact with a spiral conductive path provided,
The fixed contact portion is
A cylindrical fixed energizing contact capable of sliding contact with the movable energizing contact;
Arranged almost coaxially inside the tip of the fixed energizing contact, and in the closed state, it can make contact with the arc-proof contact in the axial direction by the spring force, and can energize the inner diameter of the movable energizing contact Fixed part arc contact that slides in the direction of the movable contact part for a certain length during opening operation,
A gas insulation disconnector characterized by comprising:
前記固定通電接触子は半径方向内側に向かって環状に突出する固定通電接触子突出部を有し、
前記固定部アーク接触子の前記可動接触子部と反対側の端部に半径方向外側に向かって環状に突出する固定部アーク接触子突出部が形成され、
前記固定部アーク接触子が前記バネの付勢力に押されて移動したときに前記固定通固定部アーク接触子突出部が固定通電接触子突出部に当接した位置で止まるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁断路器。 A spring that is supported coaxially inside the fixed energizing contact and biases the fixed portion arc contact toward the arc-resistant contact of the movable contact;
The fixed energizing contact has a fixed energizing contact projecting portion projecting in an annular shape radially inward,
A fixed part arc contact protrusion protruding in an annular shape toward the outer side in the radial direction is formed at the end of the fixed part arc contact opposite to the movable contact,
When the fixed portion arc contact is moved by being pushed by the biasing force of the spring, the fixed through fixed portion arc contact protruding portion stops at a position where it contacts the fixed energized contact protruding portion. The gas insulation disconnector according to claim 7.
前記固定通電接触子とバネとの間に介在する絶縁体と、
を有すること、を特徴とする請求項７または請求項８に記載のガス絶縁断路器。 A spring supported inside the fixed energizing contact coaxially to bias the fixed portion arc contact toward the arc-resistant contact of the movable contact portion;
An insulator interposed between the fixed energizing contact and the spring;
The gas insulation disconnector according to claim 7 or 8, characterized by comprising:
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