JP2014127327A - Opening and closing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce driving force at the time of operating a movable part.SOLUTION: An opening and closing device includes: a fixed contact 40; a movable contact 10 which moves to contact/separate to/from the fixed contact 40, has a puffer chamber 12 and a first passage 13 for insulation gas whose one end is connected to the puffer chamber 12 inside thereof, and has an exhaust nozzle 14 for insulation gas positioned on the other end of the first passage 13 and a vent hole 15 connecting the puffer chamber 12 and the outside; and a piston 20 which is coaxially arranged in a slidable manner with respect to the movable contact 10 so as to increase/decrease the space in the puffer chamber 12 with the movement of the movable contact 10, and has a second passage 21 for insulation gas whose one end is connected to the puffer chamber 12 inside thereof. When the movable contact 10 is at the changeover position where the movable contact 10 starts to come into contact with the fixed contact 40 by moving to come close to the fixed contact 40, the vent hole 15 is opened and connected to the puffer chamber 12.

Description

本発明は、開閉装置に関し、特に、断路器または接地開閉器などの開閉装置に関する。   The present invention relates to a switchgear, and more particularly to a switchgear such as a disconnect switch or a ground switch.

パッファ機構を用いた開閉装置の構成を開示した先行文献として、特開昭６２−２６７２５号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載のガス遮断器は、共通の中心軸上に互いに接離可能に配置された第１の固定電極および可動電極と、第１の固定電極および可動電極の周囲に位置する円筒状の第１のガス流路並びに上記中心軸の周囲に位置するガス噴出口を形成する絶縁ノズル、およびこの絶縁ノズルを一体的に固着した可動シリンダとを備える。   As a prior document disclosing the configuration of an opening / closing device using a puffer mechanism, there is JP-A-62-272625 (Patent Document 1). The gas circuit breaker described in Patent Document 1 includes a first fixed electrode and a movable electrode that are arranged to be close to and away from each other on a common central axis, and a cylindrical shape that is positioned around the first fixed electrode and the movable electrode. The first gas flow path, the insulating nozzle that forms the gas ejection port located around the central axis, and a movable cylinder integrally fixing the insulating nozzle.

特開昭６２−２６７２５号公報JP 62-26725 A

特許文献１に記載されたガス遮断器においては、可動シリンダを第１の固定電極側に移動させる際に、圧縮室内のガスが膨張して負圧になる。そのため、可動シリンダを駆動する操作機構に大きな駆動力が必要となる。また、可動シリンダを第１の固定電極内に挿通する際に、さらに大きな駆動力が操作機構に必要となる。   In the gas circuit breaker described in Patent Document 1, when the movable cylinder is moved to the first fixed electrode side, the gas in the compression chamber expands to become negative pressure. Therefore, a large driving force is required for the operating mechanism that drives the movable cylinder. Further, when the movable cylinder is inserted into the first fixed electrode, a larger driving force is required for the operation mechanism.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、可動部を操作する際の駆動力を低減できる開閉装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an opening / closing device that can reduce the driving force when operating the movable portion.

本発明に基づく開閉装置は、接点間にガスを噴き付けることにより接点開離時に発生するアークを消孤して開極する開閉装置である。開閉装置は、固定接点と、固定接点に対して接離可能に移動し、パッファ室およびこのパッファ室に一端が繋がった上記ガスの第１流路を内部に有し、かつ、第１流路の他端に位置する上記ガスの噴出口およびパッファ室と外部とを繋ぐ通気口を有する可動接点と、可動接点の移動によってパッファ室内の空間を増減するように可動接点と摺動可能に同軸配置され、パッファ室に一端が繋がった上記ガスの第２流路を内部に有するピストンとを備える。可動接点が固定接点から離れるように移動している間に、ピストンによって第１流路の一端および通気口がこの順に閉塞され、かつ、パッファ室内の上記空間がピストンによって次第に埋められる。可動接点が固定接点から所定の距離だけ離れた開極位置にあるときに、第１流路の一端と第２流路の他端とが繋がることにより、パッファ室と噴出口とが、第１流路および第２流路を通じて連通している。可動接点が固定接点に近づくように移動して可動接点が固定接点に接触し始める切換位置にあるときに、通気口が開放されてパッファ室と繋がっている。   The switchgear according to the present invention is a switchgear that opens a pole by extinguishing an arc generated when the contact is opened by spraying a gas between the contacts. The switchgear moves in a detachable manner with respect to the fixed contact and the fixed contact. The switchgear includes a puffer chamber and a first flow path of the gas having one end connected to the puffer chamber. The gas outlet located at the other end of the gas and a movable contact having a vent hole connecting the puffer chamber and the outside, and a coaxial arrangement slidable with the movable contact so as to increase or decrease the space in the puffer chamber by the movement of the movable contact And a piston having an internal second flow path for the gas, one end of which is connected to the puffer chamber. While the movable contact moves away from the fixed contact, one end of the first flow path and the vent are closed in this order by the piston, and the space in the puffer chamber is gradually filled by the piston. When the movable contact is at the opening position separated from the fixed contact by a predetermined distance, the one end of the first flow path and the other end of the second flow path are connected, so that the puffer chamber and the jet outlet are It communicates through the flow path and the second flow path. When the movable contact moves so as to approach the fixed contact and is in a switching position where the movable contact starts to contact the fixed contact, the vent is opened and connected to the puffer chamber.

本発明によれば、可動部を操作する際の駆動力を低減できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driving force at the time of operating a movable part can be reduced.

本発明の実施形態１に係る開閉装置が閉極した状態示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the opening / closing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention closed. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点の先端部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the front-end | tip part of the movable contact in the switchgear concerning the embodiment. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から離れるように移動して切換位置にある状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the movable contact in the switching device which concerns on the same embodiment moves away from a fixed contact, and exists in a switching position. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から離れるように移動して、可動接点と固定接点とが開離してアークが発生した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the movable contact in the switchgear concerning the embodiment moved so that it might leave | separate from a fixed contact, the movable contact and the fixed contact separated, and the arc generate | occur | produced. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から所定の距離だけ離れた開極位置にある状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state in which the movable contact in the switchgear which concerns on the embodiment exists in the open position separated from the fixed contact by predetermined distance. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点に近づくように移動して、パッファ室内が減圧されている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state where the movable contact in the switchgear concerning the embodiment moved so that it may approach a fixed contact, and the puffer room was decompressed. 同実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点に近づくように移動して切換位置にある状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which moved so that the movable contact in the switchgear concerning the embodiment may approach a fixed contact, and is in a switching position. 同実施形態に係る開閉装置において、アークに作用するローレンツ力を模式的に示す断面図である。In the switchgear concerning the embodiment, it is a sectional view showing typically the Lorentz force which acts on the arc. 図８に示す状態をＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the state shown in FIG. 8 from the IX-IX line arrow direction. 本発明の実施形態２に係る開閉装置開閉装置が閉極した状態示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the switchgear switchgear concerning Embodiment 2 of this invention closed.

以下、本発明の実施形態１に係る開閉装置について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, the switchgear according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る開閉装置が閉極した状態示す断面図である。図２は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点の先端部を拡大して示す断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a closed state of a switchgear according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the distal end portion of the movable contact in the switchgear according to the present embodiment.

本発明の実施形態１に係る開閉装置は、接点間に絶縁ガスを噴き付けることにより接点開離時に発生するアークを消孤して開極する開閉装置である。絶縁ガスとしては、ＳＦ６ガス、乾燥空気、窒素ガスまたは二酸化炭素ガスなどを用いることができる。開閉装置は、絶縁ガスの雰囲気中に配置されている。   The switchgear according to Embodiment 1 of the present invention is a switchgear that opens and opens an arc generated when a contact is opened by spraying an insulating gas between the contacts. As the insulating gas, SF6 gas, dry air, nitrogen gas, carbon dioxide gas, or the like can be used. The switchgear is disposed in an insulating gas atmosphere.

図１，２に示すように、本実施形態に係る開閉装置においては、開口を有するシールド３０内に、円筒状の固定接点４０が配置されている。シールド３０の開口の中心軸と固定接点４０の中心軸とは、略一致している。また、シールド３０の開口の直径と固定接点４０の内径とは、略一致している。なお、固定接点４０の形状は、円筒状に限られず、横断面形状が多角形である筒状、または、板状でもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the switchgear according to the present embodiment, a cylindrical fixed contact 40 is disposed in a shield 30 having an opening. The central axis of the opening of the shield 30 and the central axis of the fixed contact 40 substantially coincide with each other. Further, the diameter of the opening of the shield 30 and the inner diameter of the fixed contact 40 are substantially the same. Note that the shape of the fixed contact 40 is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape or a plate shape having a polygonal cross-sectional shape.

開閉装置は、固定接点４０に対して接離可能に移動する可動接点１０を備える。可動接点１０は、パッファ室１２およびパッファ室１２に一端が繋がった絶縁ガスの第１流路１３を内部に有し、かつ、第１流路１３の他端に位置する絶縁ガスの噴出口１４およびパッファ室１２と外部とを繋ぐ通気口１５を有する。   The switchgear includes a movable contact 10 that moves detachably with respect to the fixed contact 40. The movable contact 10 includes a puffer chamber 12 and a first flow path 13 of insulating gas connected to the puffer chamber 12 at one end, and an insulating gas jet 14 located at the other end of the first flow path 13. And it has a vent hole 15 that connects the puffer chamber 12 and the outside.

具体的には、可動接点１０は、円筒状の筒状部１０ａと、筒状部１０ａ内に同軸配置された略円柱状の軸部１０ｂとを含む。軸部１０ｂは、筒状部１０ａの両端から突出するように設けられている。軸部１０ｂにおける固定接点４０側の端部は、筒状部１０ａ内を閉塞するように広がっている。筒状部１０ａと軸部１０ｂとに囲まれた空間が、パッファ室１２となりうる空間である。   Specifically, the movable contact 10 includes a cylindrical tubular portion 10a and a substantially columnar shaft portion 10b arranged coaxially in the tubular portion 10a. The shaft portion 10b is provided so as to protrude from both ends of the cylindrical portion 10a. An end portion of the shaft portion 10b on the fixed contact 40 side widens so as to close the inside of the tubular portion 10a. A space surrounded by the cylindrical portion 10 a and the shaft portion 10 b is a space that can become the puffer chamber 12.

可動接点１０は、可動接点１０の中心軸と固定接点４０の中心軸とが略一致するように配置されている。可動接点１０の筒状部１０ａの外径と固定接点４０の内径とは、略一致している。可動接点１０は、固定接点４０の内周面に筒状部１０ａの外周面を摺接しつつ、固定接点４０内に挿通可能である。可動接点１０の筒状部１０ａにおいて、固定接点４０と接触する部分が接触部１８となる。   The movable contact 10 is arranged so that the central axis of the movable contact 10 and the central axis of the fixed contact 40 substantially coincide with each other. The outer diameter of the cylindrical portion 10a of the movable contact 10 and the inner diameter of the fixed contact 40 are substantially the same. The movable contact 10 can be inserted into the fixed contact 40 while the outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 a is in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixed contact 40. In the tubular portion 10 a of the movable contact 10, a portion that contacts the fixed contact 40 becomes the contact portion 18.

軸部１０ｂにおいて筒状部１０ａから突出して接触部１８の近傍に位置する部分に、噴出口１４が放射状に設けられている。噴出口１４は、可動接点１０の中心軸を中心とした円周上において所定の間隔を置いて複数設けられている。噴出口１４は、軸部１０ｂ内を可動接点１０の軸方向に延びつつ可動接点１０の径方向に曲折した第１流路１３の他端に位置している。   The jet ports 14 are radially provided at portions of the shaft portion 10b that protrude from the cylindrical portion 10a and are located in the vicinity of the contact portion 18. A plurality of the jet nozzles 14 are provided at predetermined intervals on a circumference centered on the central axis of the movable contact 10. The jet port 14 is positioned at the other end of the first flow path 13 that is bent in the radial direction of the movable contact 10 while extending in the axial direction of the movable contact 10 in the shaft portion 10b.

第１流路１３の周囲に、可動接点１０内を可動接点１０の軸方向に延びるパッファ室１２が設けられている。第１流路１３の一端側は軸部１０ｂ内を軸部１０ｂの径方向に延びており、第１流路１３の一端が軸部１０ｂの外周面の一部に位置している。   A puffer chamber 12 extending in the axial direction of the movable contact 10 is provided around the first flow path 13. One end side of the first flow path 13 extends in the shaft portion 10b in the radial direction of the shaft portion 10b, and one end of the first flow path 13 is located at a part of the outer peripheral surface of the shaft portion 10b.

通気口１５の一端は、筒状部１０ａの内周面の一部に位置している。通気口１５の他端は、筒状部１０ａの外周面の一部に位置している。通気口１５の一端は、可動接点１０の軸方向において、第１流路１３の一端より固定接点４０側に位置している。   One end of the vent 15 is located on a part of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a. The other end of the vent hole 15 is located at a part of the outer peripheral surface of the cylindrical portion 10a. One end of the vent 15 is located closer to the fixed contact 40 than one end of the first flow path 13 in the axial direction of the movable contact 10.

開閉装置は、固定接点４０側とは反対側において、筒状部１０ａと軸部１０ｂとの間を塞ぐように固定された円筒状のピストン２０を備える。筒状部１０ａと軸部１０ｂとピストン２０とによって囲まれた空間が、パッファ室１２となる。   The switchgear includes a cylindrical piston 20 that is fixed on the side opposite to the fixed contact 40 side so as to close the space between the cylindrical portion 10a and the shaft portion 10b. A space surrounded by the cylindrical portion 10 a, the shaft portion 10 b, and the piston 20 is a puffer chamber 12.

ピストン２０は、可動接点１０の移動によってパッファ室１２内の空間を増減するように可動接点１０と摺動可能に同軸配置され、パッファ室１２に一端が繋がった絶縁ガスの第２流路２１を内部に有する。すなわち、ピストン２０は移動せず、可動接点１０が移動することによって、ピストン２０と可動接点１０とが相対的に移動する。   The piston 20 is coaxially disposed so as to be slidable with the movable contact 10 so that the space in the puffer chamber 12 is increased or decreased by the movement of the movable contact 10, and the piston 20 passes through the second flow path 21 of the insulating gas connected to the puffer chamber 12 at one end. Have inside. That is, the piston 20 does not move, and the movable contact 10 moves, whereby the piston 20 and the movable contact 10 move relatively.

具体的には、ピストン２０の外周面は、筒状部１０ａの内周面と摺接する。ピストン２０の内周面は、軸部１０ｂの外周面と摺接する。ピストン２０の外周面と筒状部１０ａの内周面との間に、Ｏリング９０が嵌め込まれている。ピストン２０の内周面と軸部１０ｂの外周面との間に、Ｏリング９１が嵌め込まれている。このＯリング９０，９１により、可動接点１０とピストン２０との間が、機密に保持されている。   Specifically, the outer peripheral surface of the piston 20 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a. The inner peripheral surface of the piston 20 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft portion 10b. An O-ring 90 is fitted between the outer peripheral surface of the piston 20 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a. An O-ring 91 is fitted between the inner peripheral surface of the piston 20 and the outer peripheral surface of the shaft portion 10b. By the O-rings 90 and 91, the space between the movable contact 10 and the piston 20 is kept secret.

第２流路２１の一端側はピストン２０内をピストン２０の軸方向に延びており、第２流路２１の一端がピストン２０における固定接点４０側の端面の一部に位置している。第２流路２１の他端側はピストン２０の径方向に延びており、第２流路２１の他端がピストン２０の内周面の一部に位置している。   One end side of the second flow path 21 extends in the piston 20 in the axial direction of the piston 20, and one end of the second flow path 21 is located on a part of the end surface of the piston 20 on the fixed contact 40 side. The other end side of the second flow path 21 extends in the radial direction of the piston 20, and the other end of the second flow path 21 is located at a part of the inner peripheral surface of the piston 20.

可動接点１０の軸方向における可動接点１０の固定接点４０側の端部には、細径部１１が設けられている。細径部１１は、可動接点１０の軸方向において接触部１８より固定接点４０側に突出し、かつ、接触部１８の外径より細い。すなわち、軸部１０ｂにおいて固定接点４０側に筒状部１０ａから突出した部分が細径部１１である。   A small diameter portion 11 is provided at the end of the movable contact 10 on the fixed contact 40 side in the axial direction of the movable contact 10. The small diameter portion 11 protrudes from the contact portion 18 toward the fixed contact 40 in the axial direction of the movable contact 10 and is thinner than the outer diameter of the contact portion 18. That is, the portion of the shaft portion 10 b that protrudes from the tubular portion 10 a toward the fixed contact 40 is the small diameter portion 11.

本実施形態においては、細径部１１の内部に永久磁石７０が収容されている。この永久磁石７０は、後述するように、接点開離時に発生するアークにローレンツ力を作用させて駆動させる。   In the present embodiment, a permanent magnet 70 is accommodated inside the small diameter portion 11. As will be described later, the permanent magnet 70 is driven by applying a Lorentz force to an arc generated when the contact is opened.

図２に示すように、細径部１１は、永久磁石７０を収容するための凹部１６と、凹部１６内に配置された永久磁石７０を覆うカバー１７とを含む。カバー１７の外径は、接触部１８の外径より小さい。   As shown in FIG. 2, the small-diameter portion 11 includes a recess 16 for accommodating the permanent magnet 70 and a cover 17 that covers the permanent magnet 70 disposed in the recess 16. The outer diameter of the cover 17 is smaller than the outer diameter of the contact portion 18.

図１に示すように、可動接点１０の軸方向における可動接点１０の固定接点４０側とは反対側の端部が、絶縁性の部材からなる鍔５０と連結されている。具体的には、軸部１０ｂにおける固定接点４０側とは反対側の端部は、鍔５０と連結されている。鍔５０の外径は、ピストン２０の内径より大きい。   As shown in FIG. 1, the end of the movable contact 10 opposite to the fixed contact 40 side in the axial direction of the movable contact 10 is connected to a flange 50 made of an insulating member. Specifically, the end of the shaft portion 10b opposite to the fixed contact 40 side is connected to the flange 50. The outer diameter of the flange 50 is larger than the inner diameter of the piston 20.

鍔５０における可動接点１０と連結されている側とは反対側は、図示しない操作機構と連結された駆動軸６０と連結されている。駆動軸６０の中心軸と可動接点１０の中心軸とは、略一致している。操作機構は、駆動軸６０を駆動軸６０の軸方向のいずれかに選択的に駆動する。   The side opposite to the side connected to the movable contact 10 in the rod 50 is connected to a drive shaft 60 connected to an operation mechanism (not shown). The central axis of the drive shaft 60 and the central axis of the movable contact 10 are substantially coincident. The operation mechanism selectively drives the drive shaft 60 in any one of the axial directions of the drive shaft 60.

以下、本実施形態に係る開閉装置の動作について説明する。
図３は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から離れるように移動して切換位置にある状態を示す断面図である。図４は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から離れるように移動して、可動接点と固定接点とが開離してアークが発生した状態を示す断面図である。 Hereinafter, the operation of the switchgear according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the movable contact in the switchgear according to the present embodiment moves away from the fixed contact and is in the switching position. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the movable contact in the switchgear according to the present embodiment moves away from the fixed contact, and the movable contact and the fixed contact are separated to generate an arc.

図５は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点から所定の距離だけ離れた開極位置にある状態を示す断面図である。図６は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点に近づくように移動して、パッファ室内が減圧されている状態を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る開閉装置における可動接点が固定接点に近づくように移動して切換位置にある状態を示す断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the movable contact in the switchgear according to the present embodiment is at a contact opening position separated from the fixed contact by a predetermined distance. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the movable contact in the switchgear according to the present embodiment moves so as to approach the fixed contact, and the puffer chamber is decompressed. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the movable contact in the switchgear according to the present embodiment moves so as to approach the fixed contact and is in the switching position.

開閉装置は、図１に示す閉極した状態から、開極した状態に移行する際に、操作機構を稼働させる。図３に示すように、操作機構が稼働すると、駆動軸６０は矢印１で示すように移動する。これにより、鍔５０を介して駆動軸６０と繋がっている可動接点１０は、可動接点１０の軸方向において、固定接点４０から離れる方向に移動する。   The switchgear operates the operation mechanism when shifting from the closed state shown in FIG. 1 to the opened state. As shown in FIG. 3, when the operation mechanism operates, the drive shaft 60 moves as indicated by the arrow 1. Thereby, the movable contact 10 connected to the drive shaft 60 via the flange 50 moves in a direction away from the fixed contact 40 in the axial direction of the movable contact 10.

上記のように、第１流路１３の一端は、可動接点１０の軸方向において、通気口１５の一端より固定接点４０から離れているため、可動接点１０が固定接点４０から離れるように移動している間に、ピストン２０によってまず第１流路１３の一端が閉塞される。   As described above, since one end of the first flow path 13 is farther from the fixed contact 40 than one end of the vent hole 15 in the axial direction of the movable contact 10, the movable contact 10 moves away from the fixed contact 40. In the meantime, the piston 20 first closes one end of the first flow path 13.

一方、図３に示すように、可動接点１０と固定接点４０とが開離する直前の切換位置にあるとき、通気口１５は開放されている。そのため、パッファ室１２内の圧力は、パッファ室１２の外部の圧力と等しくなっている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, when the movable contact 10 and the fixed contact 40 are in the switching position immediately before they are separated, the vent hole 15 is opened. Therefore, the pressure in the puffer chamber 12 is equal to the pressure outside the puffer chamber 12.

可動接点１０が固定接点４０から離れるようにさらに移動することにより、図４に示すように可動接点１０と固定接点４０とが開離すると、固定接点４０と可動接点１０との間にアーク９が発生する。このアーク９は、可動接点１０においては、接触部１８の近傍に主に発生する。   When the movable contact 10 further moves away from the fixed contact 40 and the movable contact 10 and the fixed contact 40 are separated as shown in FIG. 4, the arc 9 is generated between the fixed contact 40 and the movable contact 10. Occur. This arc 9 is mainly generated in the vicinity of the contact portion 18 in the movable contact 10.

また、ピストン２０によって通気口１５の一端が閉塞される。このように、パッファ室１２内の空間がピストン２０によって次第に埋められる。第１流路１３の一端および通気口１５の一端が閉塞された状態において、パッファ室１２は閉鎖空間になっている。この状態において、パッファ室１２内の空間がピストン２０によって次第に埋められることにより、パッファ室１２内の絶縁ガスが圧縮される。その結果、パッファ室１２内の圧力が上昇する。   Further, one end of the vent 15 is closed by the piston 20. Thus, the space in the puffer chamber 12 is gradually filled with the piston 20. In a state where one end of the first flow path 13 and one end of the vent hole 15 are closed, the puffer chamber 12 is a closed space. In this state, the space in the puffer chamber 12 is gradually filled with the piston 20 so that the insulating gas in the puffer chamber 12 is compressed. As a result, the pressure in the puffer chamber 12 increases.

図５に示すように、可動接点１０が固定接点４０から所定の距離だけ離れた開極位置に至るまで、パッファ室１２内の絶縁ガスは圧縮され続ける。可動接点１０が開極位置にあるときに、第１流路１３の一端と第２流路２１の他端とが繋がる。これにより、パッファ室１２と噴出口１４とが、第１流路１３および第２流路２１を通じて連通する。   As shown in FIG. 5, the insulating gas in the puffer chamber 12 continues to be compressed until the movable contact 10 reaches the opening position separated from the fixed contact 40 by a predetermined distance. When the movable contact 10 is in the open position, one end of the first flow path 13 and the other end of the second flow path 21 are connected. Thereby, the puffer chamber 12 and the jet port 14 communicate with each other through the first flow path 13 and the second flow path 21.

その結果、パッファ室１２内で圧縮されていた絶縁ガスが、噴出口１４から噴出される。噴出された絶縁ガスは、可動接点１０と固定接点４０との間を仕切るように流動するため、アーク９を遮断して消孤する。絶縁ガスの噴出が終了した後においては、パッファ室１２内の圧力は、パッファ室１２の外部の圧力と等しくなっている。   As a result, the insulating gas compressed in the puffer chamber 12 is ejected from the ejection port 14. Since the ejected insulating gas flows so as to partition between the movable contact 10 and the fixed contact 40, the arc 9 is interrupted and disappears. After the ejection of the insulating gas is finished, the pressure in the puffer chamber 12 is equal to the pressure outside the puffer chamber 12.

開閉装置は、図５に示す開極した状態から、閉極した状態に移行する際に、操作機構を稼働させる。図６に示すように、操作機構が稼働すると、駆動軸６０は矢印２で示すように移動する。これにより、鍔５０を介して駆動軸６０と繋がっている可動接点１０は、可動接点１０の軸方向において、固定接点４０に近づく方向に移動する。   The switchgear operates the operation mechanism when shifting from the opened state shown in FIG. 5 to the closed state. As shown in FIG. 6, when the operation mechanism operates, the drive shaft 60 moves as indicated by the arrow 2. Thereby, the movable contact 10 connected to the drive shaft 60 via the flange 50 moves in a direction approaching the fixed contact 40 in the axial direction of the movable contact 10.

図６に示すように、第１流路１３の一端および通気口１５の一端が閉塞された状態において、パッファ室１２は閉鎖空間になっている。この状態において、可動接点１０が移動してパッファ室１２内の空間が広がることにより、パッファ室１２内の絶縁ガスは膨張する。その結果、パッファ室１２内の圧力が減少して負圧になる。そのため、可動接点１０を駆動する操作機構には、パッファ室１２内の圧力とパッファ室１２の外部の圧力との圧力差以上の大きさの駆動力が必要になる。   As shown in FIG. 6, the puffer chamber 12 is a closed space in a state where one end of the first flow path 13 and one end of the vent 15 are closed. In this state, the movable contact 10 moves and the space in the puffer chamber 12 is expanded, so that the insulating gas in the puffer chamber 12 expands. As a result, the pressure in the puffer chamber 12 is reduced to a negative pressure. Therefore, the operating mechanism that drives the movable contact 10 requires a driving force that is greater than the pressure difference between the pressure inside the puffer chamber 12 and the pressure outside the puffer chamber 12.

しかし、本実施形態に係る開閉装置においては、図７に示すように、可動接点１０が固定接点４０に近づくように移動して可動接点１０が固定接点４０に接触し始める切換位置にあるとき、通気口１５が開放されている。そのため、パッファ室１２内の圧力は、パッファ室１２の外部の圧力と等しくなっている。これにより、パッファ室１２内の圧力とパッファ室１２の外部の圧力との圧力差を無くすことができ、可動接点１０を固定接点４０内に挿通する際に必要となる操作機構の駆動力を低減できる。   However, in the switchgear according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the movable contact 10 moves so as to approach the fixed contact 40 and is in the switching position where the movable contact 10 starts to contact the fixed contact 40, The vent 15 is open. Therefore, the pressure in the puffer chamber 12 is equal to the pressure outside the puffer chamber 12. Thereby, the pressure difference between the pressure inside the puffer chamber 12 and the pressure outside the puffer chamber 12 can be eliminated, and the driving force of the operation mechanism required when the movable contact 10 is inserted into the fixed contact 40 is reduced. it can.

また、本実施形態に係る開閉装置においては、細径部１１内に永久磁石７０が設けられている。以下、永久磁石７０の作用および効果について説明する。   Further, in the switchgear according to the present embodiment, the permanent magnet 70 is provided in the small diameter portion 11. Hereinafter, the operation and effect of the permanent magnet 70 will be described.

図８は、本実施形態に係る開閉装置において、アークに作用するローレンツ力を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示す状態をＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the Lorentz force acting on the arc in the switchgear according to the present embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view of the state shown in FIG. 8 as viewed from the direction of the arrow IX-IX.

図８，９に示すように、固定接点４０と可動接点１０との開離時に発生するアーク９は、主に固定接点４０と可動接点１０の接触部１８とを繋ぐように発生する。ここで、可動接点１０の軸方向において、アーク９のうちの永久磁石７０より固定接点４０側に位置する部分を一端側アーク９ａ、アーク９のうちの永久磁石７０より接触部１８側に位置する部分を他端側アーク９ｂとする。   As shown in FIGS. 8 and 9, the arc 9 generated when the fixed contact 40 and the movable contact 10 are separated is mainly generated so as to connect the fixed contact 40 and the contact portion 18 of the movable contact 10. Here, in the axial direction of the movable contact 10, a portion of the arc 9 positioned on the fixed contact 40 side from the permanent magnet 70 is positioned on the contact portion 18 side of the one end side arc 9 a and the permanent magnet 70 of the arc 9. This portion is the other end side arc 9b.

永久磁石７０のＮ極を固定接点４０側、Ｓ極を接触部１８側に配置することにより、図８に示すように、永久磁石７０の周囲に磁界７を発生させる。この磁界７は、一端側アーク９ａに対して、可動接点１０の径方向において可動接点１０から離れる方向に作用する。一方、他端側アーク９ｂに対して、可動接点１０の径方向において可動接点１０に近づく方向に作用する。   By arranging the N pole of the permanent magnet 70 on the fixed contact 40 side and the S pole on the contact portion 18 side, a magnetic field 7 is generated around the permanent magnet 70 as shown in FIG. The magnetic field 7 acts on the one end side arc 9a in a direction away from the movable contact 10 in the radial direction of the movable contact 10. On the other hand, it acts on the other end side arc 9b in a direction approaching the movable contact 10 in the radial direction of the movable contact 10.

これにより、図９に示すように、ローレンツ力６が、他端側アーク９ｂに対して可動接点１０の周方向における一方向に向かって作用する。一方、可動接点１０の周方向における一方向とは逆方向に向かうローレンツ力が、一端側アーク９ａに対して作用する。   Accordingly, as shown in FIG. 9, the Lorentz force 6 acts on the other end side arc 9b in one direction in the circumferential direction of the movable contact 10. On the other hand, a Lorentz force directed in the opposite direction to the one direction in the circumferential direction of the movable contact 10 acts on the one end side arc 9a.

その結果、アーク９は、可動接点１０の周方向に引き伸ばされることにより、最小アーク電圧が高まってアーク９の電流が限流されて遮断されやすい状態になる。このように、接触部１８より細径部１１を固定接点４０側に突出させることにより、アーク９を遮断しやすくすることができる。   As a result, the arc 9 is stretched in the circumferential direction of the movable contact 10, whereby the minimum arc voltage is increased and the current of the arc 9 is limited to be easily interrupted. Thus, the arc 9 can be easily interrupted by projecting the narrow-diameter portion 11 from the contact portion 18 toward the fixed contact 40 side.

また、アーク９にローレンツ力６を作用させて駆動することにより、アーク９が同じ位置に膠着することを抑制して、接触部１８の消耗を低減できる。なお、永久磁石７０の磁束密度は、アーク９を駆動させるのに十分な磁束密度であるたとえば数十ｍＴ程度でよい。   Further, by driving the arc 9 by applying the Lorentz force 6, it is possible to suppress the arc 9 from sticking to the same position and reduce the wear of the contact portion 18. The magnetic flux density of the permanent magnet 70 may be, for example, about several tens of mT, which is a magnetic flux density sufficient to drive the arc 9.

本実施形態に係る開閉装置においては、可動接点１０が開極位置にあるときに、噴出口１４から一気に絶縁ガスを噴き付ける。そのため、噴き付けられる絶縁ガスの圧力は、パッファ室１２内の圧縮比にのみ依存し、可動接点１０の移動速度および絶縁ガスの種類には依存しない。   In the switchgear according to the present embodiment, when the movable contact 10 is in the open position, the insulating gas is sprayed from the ejection port 14 at once. Therefore, the pressure of the insulating gas sprayed depends only on the compression ratio in the puffer chamber 12 and does not depend on the moving speed of the movable contact 10 and the type of the insulating gas.

上記のように、本実施形態に係る開閉装置においては、可動部である可動接点１０を操作する際の駆動力を低減できる。また、可動接点１０および固定接点４０の消耗を低減できる。   As described above, in the switchgear according to the present embodiment, it is possible to reduce the driving force when operating the movable contact 10 which is a movable part. Further, consumption of the movable contact 10 and the fixed contact 40 can be reduced.

以下、本発明の実施形態２に係る開閉装置について図を参照して説明する。なお、本実施形態に係る開閉装置は、永久磁石７０を備えない点のみ実施形態１に係る開閉装置と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, the switchgear according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the switchgear according to the present embodiment is different from the switchgear according to the first embodiment only in that the permanent magnet 70 is not provided, and therefore, description of other configurations will not be repeated.

(実施形態２)
図１０は、本発明の実施形態２に係る開閉装置開閉装置が閉極した状態示す断面図である。図１０に示すように、開閉装置が遮断する電流が比較的小さい場合には、接点の消耗を考慮する必要性が少ないため、細径部１１ａ内に永久磁石を設けなくてもよい。 (Embodiment 2)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the switchgear according to Embodiment 2 of the present invention is closed. As shown in FIG. 10, when the current interrupted by the switchgear is relatively small, there is little need to consider contact consumption, and therefore it is not necessary to provide a permanent magnet in the small diameter portion 11a.

本実施形態に係る開閉装置においても、可動部である可動接点１０を操作する際の駆動力を低減できる。   Also in the switchgear according to the present embodiment, it is possible to reduce the driving force when operating the movable contact 10 which is a movable part.

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.

６ ローレンツ力、７ 磁界、９ アーク、９ａ 一端側アーク、９ｂ 他端側アーク、１０ 可動接点、１０ａ 筒状部、１０ｂ 軸部、１１ 細径部、１２ パッファ室、１３ 第１流路、１４ 噴出口、１５ 通気口、１６ 凹部、１７ カバー、１８ 接触部、２０ ピストン、２１ 第２流路、３０ シールド、４０ 固定接点、５０ 鍔、６０ 駆動軸、７０ 永久磁石、９０，９１ Ｏリング。   6 Lorentz force, 7 magnetic field, 9 arc, 9a one end side arc, 9b other end side arc, 10 movable contact, 10a cylindrical portion, 10b shaft portion, 11 small diameter portion, 12 puffer chamber, 13 first flow path, 14 Spout, 15 Vent, 16 Recess, 17 Cover, 18 Contact, 20 Piston, 21 Second flow path, 30 Shield, 40 Fixed contact, 50 mm, 60 Drive shaft, 70 Permanent magnet, 90, 91 O-ring.

Claims (4)

接点間にガスを噴き付けることにより接点開離時に発生するアークを消孤して開極する開閉装置であって、
固定接点と、
前記固定接点に対して接離可能に移動し、パッファ室および該パッファ室に一端が繋がった前記ガスの第１流路を内部に有し、かつ、前記第１流路の他端に位置する前記ガスの噴出口および前記パッファ室と外部とを繋ぐ通気口を有する可動接点と、
前記可動接点の移動によって前記パッファ室内の空間を増減するように前記可動接点と摺動可能に同軸配置され、前記パッファ室に一端が繋がった前記ガスの第２流路を内部に有するピストンと
を備え、
前記可動接点が前記固定接点から離れるように移動している間に、前記ピストンによって前記第１流路の前記一端および前記通気口がこの順に閉塞され、かつ、前記パッファ室内の前記空間が前記ピストンによって次第に埋められ、
前記可動接点が前記固定接点から所定の距離だけ離れた開極位置にあるときに、前記第１流路の前記一端と前記第２流路の他端とが繋がることにより、前記パッファ室と前記噴出口とが、前記第１流路および前記第２流路を通じて連通し、
前記可動接点が前記固定接点に近づくように移動して前記可動接点が前記固定接点に接触し始める切換位置にあるときに、前記通気口が開放されて前記パッファ室と繋がっている、開閉装置。 A switchgear that opens and closes the arc generated at the time of contact opening by blowing gas between the contacts,
A fixed contact;
It moves detachably with respect to the fixed contact, has a puffer chamber and a first flow path of the gas having one end connected to the puffer chamber, and is located at the other end of the first flow path. A movable contact having a vent opening connecting the gas outlet and the puffer chamber to the outside;
A piston having a second flow path for the gas, which is coaxially arranged slidably with the movable contact so as to increase or decrease the space in the puffer chamber by movement of the movable contact, and has one end connected to the puffer chamber. Prepared,
While the movable contact moves away from the fixed contact, the one end of the first flow path and the vent hole are closed in this order by the piston, and the space in the puffer chamber is the piston. Gradually filled by and
When the movable contact is at an open position separated from the fixed contact by a predetermined distance, the one end of the first flow path and the other end of the second flow path are connected to each other so that the puffer chamber and the A jet port communicates with the first flow path and the second flow path,
An opening / closing device in which the vent is opened and connected to the puffer chamber when the movable contact moves so as to approach the fixed contact and is in a switching position where the movable contact starts to contact the fixed contact. 前記可動接点は、筒状部および該筒状部内に同軸配置された軸部を含み、
前記筒状部は、前記固定接点側の端部を前記軸部によって塞がれ、
前記ピストンは、前記固定接点側とは反対側において、前記筒状部と前記軸部との間を塞ぐように固定され、
前記パッファ室は、前記筒状部と前記軸部と前記ピストンとによって囲まれた空間であり、
前記第１流路の前記一端は、前記軸部の外周面の一部に位置し、
前記通気口の一端は、前記筒状部の内周面の一部に位置し、かつ、前記可動接点の軸方向において、前記第１流路の前記一端より前記固定接点側に位置している、請求項１に記載の開閉装置。 The movable contact includes a cylindrical portion and a shaft portion coaxially arranged in the cylindrical portion,
The cylindrical portion is closed at the end on the fixed contact side by the shaft portion,
The piston is fixed on the side opposite to the fixed contact side so as to block between the cylindrical portion and the shaft portion,
The puffer chamber is a space surrounded by the cylindrical portion, the shaft portion, and the piston,
The one end of the first flow path is located at a part of the outer peripheral surface of the shaft portion,
One end of the vent is located on a part of the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and is located closer to the fixed contact than the one end of the first flow path in the axial direction of the movable contact. The switchgear according to claim 1. 前記可動接点における前記固定接点側の内部に収容された磁石をさらに備え、
前記磁石は、前記アークにローレンツ力を作用させて駆動させる、請求項１または２に記載された開閉装置。 A magnet housed inside the movable contact on the fixed contact side;
The switchgear according to claim 1 or 2, wherein the magnet is driven by applying a Lorentz force to the arc. 前記可動接点は、前記可動接点の軸方向において、前記切換位置にあるときの前記可動接点と前記固定接点との接触部より前記固定接点側に突出し、かつ、前記接触部の外径より細い細径部を有し、
前記磁石は、前記細径部の内部に収容されている、請求項３に記載の開閉装置。 The movable contact protrudes from the contact portion between the movable contact and the fixed contact when in the switching position in the axial direction of the movable contact to the fixed contact side and is narrower than the outer diameter of the contact portion. Has a diameter part,
The opening / closing device according to claim 3, wherein the magnet is housed inside the small-diameter portion.
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