JP2014235954A - ガス絶縁開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】ロウ付けと同等の電極の固定強度を担保すると共に、簡単な構成で、かつ、効率良くアークを回転運動させて低操作力、小形軽量化を図ったこと。【解決手段】本発明のガス絶縁開閉器は、上記課題を解決するために、可動子の固定アークコンタクトと対向する位置に配置され、かつ、前記可動子の移動に伴い前記固定アークコンタクトとの電気的な接離を行う可動アークコンタクトが、前記固定アークコンタクトとの対向側先端から順に配置された凸型の中空同軸円筒状の第１の電極と中空同軸円筒状の第１のスペーサ及び中空同軸円筒状の第２の電極から構成され、かつ、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が電気的に接続される通電手段を有していると共に、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する固定部材で固定されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明はガス絶縁開閉器に係り、特に、閉極時には互いに電気的に接触し、開極時にはアークを点弧させるアークコンタクトを持つものに好適なガス絶縁開閉器に関する。

一般に、ガス絶縁開閉器では、開極時に発生するアーク放電によって通電用の主接触子、若しくはシールドが損傷するのを抑制するためにアークコンタクトが配置されており、所定の対向距離を隔てて固定側の導体及び可動側の導体が配置されている。そして、固定側の導体にはアークコンタクトを、可動側の導体には可動子にアークコンタクトを各々配置し、更に、固定側或いは可動側のアークコンタクトの先端部に弾性接触部材を設け、この弾性接触部材によって、固定子と可動子のアークコンタクト間を電気的に接続する構造が知られている。

また、アーク放電を短時間で効率良く遮断させる方法として、磁場を用いた電磁力を利用することが知られており、例えば、永久磁石を利用した構造、アーク駆動用のコイルを利用した構造、或いはスパイラル電極を用いた構造が挙げられる。

特に、永久磁石を利用した構造の例では、アークコンタクト内の中心部に永久磁石を配置すると共に、アークコンタクトの先端部に、アークの回転を容易にする滑らかで連続した環状のアーク走行部を設け、開極時に発生するアークをアーク走行部に点弧させると共に、アークを永久磁石によって回転運動させて電流遮断性能を向上させた構成が、例えば、特許文献１に記載されている。

また、アーク駆動用のコイルを利用した構造の例では、アークコンタクトとエンドリング（導体）間に絶縁被覆したコイルを配置し、アークコンタクトとコイル及びエンドリングを直列に電気的に接続させ、更に、アークコンタクトの先端部に、環状のアーク走行部を設け、開極時に発生するアークをアーク走行部に点弧させると共に、コイルに流入するアーク電流によってアークに対する鎖交磁場を形成し、アークをアーク走行部に沿って回転運動させることで電流遮断性能を向上させた構成が、例えば、特許文献２に記載されている。

また、スパイラル電極を利用した構造の例では、固定側と可動側のアークコンタクト先端に、アーク走行部として略円盤状でスパイラル状に溝を切った電極（スパイラル電極）を配置し、アーク電流がスパイラル電極に沿って通電することによって、アークを回転運動させて電流遮断性能を向上させた構成が、例えば、特許文献３に記載されている。

これらのガス絶縁開閉器は、操作器の小型軽量化が図れ、また、操作器の操作力低減によって機器の信頼性にも優れている。

なお、通常、アークコンタクト部には所謂耐弧メタルが用いられ、アーク発生時の溶損を最小限に抑える構成であることが知られている。

特開２００３−３４６６１１号公報 特開２０１１−１４２０３５号公報 特開２００８−１７６９４２号公報

しかしながら、特許文献１乃至３に記載された従来の電磁力によるアーク駆動方式のガス絶縁開閉器にあっては、アークコンタクト先端部分に用いられる耐弧メタルとその他の構成部材の固定強度を担保しつつ結合する必要があるために、ロウ付け作業が必須であり、製作には熟練を要するという問題があった。

また、上述した従来の各々のアーク駆動方式のガス絶縁開閉器には、下記の問題を有していた。

例えば、永久磁石を利用した構造のアーク駆動方式の場合は、運転時に流れる電流によって変化する温度による永久磁石の経年劣化を考慮した設計が必要になったり、永久磁石の劣化程度の評価に多大な手間や時間がかかり、更には、交流電流を遮断する場合、アークは半サイクル毎に回転方向が反転するため、効率良くアークを回転駆動するには原理的に不向きであった。

また、アーク駆動用コイルを利用した構造のアーク駆動方式の場合は、アーク駆動用コイルをアーク発生部近傍に配置したり、定常運転状態ではアーク駆動コイルに電流を流さないような絶縁構造としなければならず、当該部の構造が複雑で外径も大きくなり、機器の小型化の妨げになっていた。

更に、スパイラル電極を使用した構造のアーク駆動方式の場合は、電極面に微小なスリット（スパイラル溝）が複数に亘り形成されるため、このスリット間にアークが転流することを防ぐための絶縁構造が必要となり、しかも、固定側と可動側に対向するアークコンタクト先端に当該スパイラル電極を配置するために、開極動作において、スパイラル電極が物理的に最後に解離するように、アークコンタクトにバネ等の送り機構を設けなければならず、当該部の構造が複雑で、かつ、製作工程の簡素化には不向きであった。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ロウ付けと同等の電極の固定強度を担保すると共に、簡単な構成で、かつ、効率良くアークを回転運動させて低操作力、小形軽量化を図ったガス絶縁開閉器を提供することにある。

本発明のガス絶縁開閉器は、上記目的を達成するために、絶縁性ガスが封入され、支持碍子によりガス区画された密閉容器内に、前記支持碍子にそれぞれ支持されている固定子導体及び可動子導体と、前記固定子導体に固定された固定アークコンタクトと、前記固定子導体の内部に設置された固定側主接触子と、前記可動子導体の内部に設置された可動側主接触子と、該可動側主接触子及び前記固定側主接子と電気的に接続され、操作ロッドを介して軸線上を移動可能な可動子と、該可動子の前記固定アークコンタクトと対向する位置に配置され、かつ、前記可動子の移動に伴い前記固定アークコンタクトとの電気的な接離を行う可動アークコンタクトとを備え、前記可動アークコンタクトは、前記固定アークコンタクトとの対向側先端から順に配置された凸型の中空同軸円筒状の第１の電極と中空同軸円筒状の第１のスペーサ及び中空同軸円筒状の第２の電極から構成され、かつ、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が電気的に接続される通電手段を有していると共に、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する固定部材で固定されているか、
或いは前記可動アークコンタクトは、前記固定アークコンタクトとの対向側先端から順に配置された凸型の中空同軸円筒状の第１の電極と中空同軸円筒状の第２の電極から構成されると共に、前記第１の電極と第２の電極は固定部材で固定され、かつ、前記第１の電極の凸部先端に環状のアーク走行部を有し、該アーク走行部を起点として、前記第１の電極の前記アーク走行部から遠ざかる側に向かって周方向に傾斜する第４のスリットが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ロウ付けと同等の電極の固定強度を担保すると共に、簡単な構成で、かつ、効率良くアークを回転運動させて低操作力、小形軽量化を図ったガス絶縁開閉器を実現できる。

本発明のガス絶縁開閉器の実施例１の全体構成を示す概略断面図である。 本発明のガス絶縁開閉器の実施例１における閉極状態を示す部分概略断面図である。 図２に示したガス絶縁開閉器の要部である可動アークコンタクトの詳細を示す斜視図である。 図３に示した可動アークコンタクトの固定の仕方を説明するための固定要部を拡大して示す断面図である。 図２に示したガス絶縁開閉器の開極途中状態を示す部分概略断面図である。 図２に示したガス絶縁開閉器の開極状態を示す部分概略断面図である。 本発明のガス絶縁開閉器の実施例２における可動アークコンタクトの固定の仕方を説明するための図４に相当する図である。 本発明のガス絶縁開閉器の実施例３における可動アークコンタクトの詳細を示す図３に相当する図である。 本発明のガス絶縁開閉器に実施例３における可動アークコンタクトの固定の仕方を説明するための図４に相当する図である。 本発明のガス絶縁開閉器の実施例４における可動アークコンタクトの詳細を示す図３に相当する図である。 本発明のガス絶縁開閉器の実施例５における可動アークコンタクトの詳細を示す図３に相当する図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明のガス絶縁開閉器を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には、同符号を使用する。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるガス絶縁開閉器の閉極状態を示す断面図である。

該図に示す如く、本実施例のガス絶縁開閉器は、密閉容器１内には支持碍子３によってガス区画が形成され、このガス区画内にはＳＦ_６ガスなどの負性ガス、乾燥空気、窒素、二酸化炭素、負性ガスを含んだＳＦ_６／Ｎ_２混合ガス、負性ガスを含まないＮ_２／Ｏ_２混合ガス等が絶縁性ガスとして封入されている。

支持碍子３は周囲に絶縁物３ａ、中心部に埋め込み導体３ｂが配置されており、埋め込み導体３ｂには、密閉容器１から電気的に絶縁した状態で所定の絶縁距離を隔てて対向した固定子導体４及び可動子導体９がそれぞれ支持固定され、それら固定子導体４及び可動子導体９の対向部は、それぞれ湾曲形状に形成されており、湾曲形状に形成することで電界緩和シールド効果を有している。

また、可動子導体９側に配置された可動子６は、図示しない外部操作器によって絶縁操作ロッド１３を介して、その軸線上を移動可能に構成されている。更に、可動子導体９の内部には、可動子導体通電部８及び可動側主接触子７が配置され、この可動側主接触子７によって、可動子６は、常時、可動子導体９と電気的な接続状態が保持されている。

一方、固定子導体４の内部には、固定側主接触子５が配置され、閉極時には、この固定側主接触子５が可動子６と接触し、また、これらを支持する埋め込み導体３ｂに接続配置された固定側導体２及び可動側導体１０を介して、常時、固定側と可動側は電気的な接続状態が保持されている。

図２に、図１に示したガス絶縁開閉器の要部を拡大して示す。

該図に示す如く、可動側に対向する略中空円筒形状の固定子導体４の内部には、固定アークコンタクト１１が配置されている。この固定アークコンタクト１１は、先端に半球状の集電子を有した略中空円筒形状から成り、更に、軸線に対して複数のスリットを形成することによって径方向に対して弾性を有している。

この固定アークコンタクト１１の弾性作用によって、閉極状態において、可動子６及び中空円筒形状の可動アークコンタクト１２が固定子導体４に挿入された状態で、可動アークコンタクト１２の内面と固定アークコンタクト１１の半球状の集電子は、電気的な接続状態が保持されている。

可動アークコンタクト１２は、詳細は後述するが、固定側対向先端に図示しないＣ字状を成すスリットを有する第１の電極である凸型電極１２ａと第１のスペーサであるスペーサ１２ｂが積層配置され、この両者が第２の電極である円筒電極１２ｃに固定部材１６ａにより支持固定されている。凸型電極１２ａの凸部以外で、凸部の径より大きい部分である大径部とスペーサ１２ｂは、円筒電極１２ｃと同径であり、かつ、凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃは、図示しない通電手段である通電部材によって電気的に接続されている。

ガス絶縁開閉器の閉極状態で、可動子６の対向側先端に配置された可動アークコンタクト１２は、可動子６と共に固定子導体４に挿入配置され、この挿入配置状態で、固定子導体４−固定側主接触子５−可動子６−可動側主接触子７−可動子導体通電部８−可動側導体９という電流経路と、固定子導体４−固定アークコンタクト１１−可動アークコンタクト１２−可動子６−可動側主接触子７−可動子導体通電部８−可動側導体９という電流経路とが形成されている。

従って、固定アークコンタクト１１及び可動アークコンタクト１２を備えない場合よりも、接触抵抗による通電時の温度上昇を抑えることができるため、ガス絶縁開閉器自体の小型化に寄与できる。

次に、可動アークコンタクト１２の具体的な構造について、図３を用いて説明する。図３は、可動アークコンタクト１２の対向先端方向から見た斜視図である。

該図に示す如く、本実施例の可動アークコンタクト１２は、固定側対向側先端から凸型の中空同軸円筒状の凸型電極１２ａ、中空同軸円筒状のスペーサ１２ｂ、中空同軸円筒状の円筒電極１２ｃの順に積層配置されて絶縁性の固定部材１６ａにより支持固定され、可動子６上に設置されている。凸型電極１２ａは、環状を成す電極の周方向の一部がスリット２０によって寸断されている。一方、スペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃは、円筒リング状であり、周方向には寸断されていない。

また、凸型電極１２ａのスリット２０近傍の端部と円筒電極１２ｃは、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂに設けられた貫通孔２５を通って円筒電極１２ｃに設けられた孔に至る通電部材１４によって接続されており、この通電部材１４を介して凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃは、電気的に導通されている。

図３には、ガス絶縁開閉器の開極時に生じるアーク１５も併せて示しているが、図３に示すアーク１５は、ガス絶縁開閉器の開極時には、図２に示す固定アークコンタクト１１の先端部と可動アークコンタクト１２間に形成されている。

このアーク１５は、アーク走行部である凸型電極１２ａの凸部で、大径部より径の小さい小径部の周方向に回転駆動される。つまり、アーク１５によって凸型電極１２ａの小径部を周方向に電流Ｉが流れ、電流Ｉによって磁場Ｂが形成されることにより、アーク１５には、凸型電極１２ａの周方向に沿った電磁駆動力Ｆが生じ、この電磁駆動力Ｆによりアーク１５が回転駆動される。

なお、電流Ｉは、凸型電極１２ａの小径部を周方向に流れた後に、通電部材１４を介して円筒電極１２ｃへと流れる経路をたどる。

また、本実施例でのスペーサ１２ｂは、凸型電極１２ａ及び円筒電極１２ｃよりも導電率の低い（電気抵抗率の高い）非磁性材料が好適であり、例えば、ＰＴＦＥのような絶縁材料やステンレスのような材料が望ましい。

これによって、電流Ｉが確実に凸型電極１２ａの小径部を周方向に流れると共に、通電部材１４の一部がスペーサ１２ｂによって覆われた状態であるため、アーク１５が通電部材１４の側面に生じることを防止でき、また、スペーサ１２ｂによって、アーク１５が回転駆動力を得るための磁場Ｂを変歪させることもない。

次に、本実施例における可動アークコンタクト１２の製作方法の一例について説明する。可動アークコンタクト１２を構成する凸型電極１２ａは、直接アーク１５が走行する部分であるため、アーク１５による溶損に対する耐性が高く、かつ、電気導電性の高い材料が好適であり、一般に耐弧メタルと呼ばれる銅−タングステンが望ましい。一方、円筒電極１２ｃは、直接アーク１５に曝されるわけではないので、電気導電性の高い材料が好適であり、銅やアルミニウム等が望ましい。

また、上述したように、中空円筒状に成形された円筒電極１２ｃ上には、スペーサ１２ｂ及び凸型電極１２ａが順に積層配置されるが、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃには、予め絶縁性（例えば、エポキシ、アルミナ等）の固定部材１６ａが貫くか或いは固定できる孔２６が開いており、図４に示すように、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃを積層配置後に、前記孔２６に絶縁性の固定部材１６ａを配置し、この絶縁性の固定部材１６ａによってかしめたり或いはネジ止めされることによって、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃは強固に固定される。

上述した構成の凸型電極１２ａを用いることにより、凸型電極１２ａの小径部はアーク１５の走行部として、また、凸型電極１２ａの大径部は固定部として各々異なる役割を果たしている。

これにより、スペーサ１２ｂがＳＵＳのような金属の場合であっても、或いはＰＴＦＥのような絶縁材料の場合であっても、従来のロウ付け作業を必要とせず、絶縁性の固定部材１６ａによってかしめたり或いはネジ止めすることにより、電極が従来と同等の固定強度を簡易に得ることができる。また、絶縁性の固定部材１６ａがアークに曝されることはないため、絶縁性の固定部材１６ａのアーク１５による溶損劣化の防止に大きく寄与する可動アークコンタクト１２を構成することができる。

なお、通電部材１４は耐弧メタル等の溶損耐性が高く、かつ、電気導電性の高い材料であることが望ましいが、アーク１５の電流量が小なる場合は、銅などの導電性の高い材料であっても良い。

また、凸型電極１２ａの別の製作方法としては、スプレー、ディッピング或いは蒸着等の堆積方法を利用しても良い。例えば、スプレーについて示せば、金属或いは絶縁材料を吹き付け堆積させる方法がある。

即ち、凸型電極１２ａを、円筒電極１２ｃと同様に銅をはじめとする電気導電性の高い材料で製作し、凸型電極１２ａの小径部先端部をターゲットとして、スプレーによりパウダー状の耐弧メタルを堆積させれば良い。また、凸型電極１２ａの他の部分は、予めマスクするなどし、堆積するに不要な部分は除去すれば良い。

次に、上述したガス絶縁開閉器の開極時における電流遮断動作について説明する。

図１に示す閉極状態から図示しない外部操作器によって絶縁操作ロッド１３を時計方向に回転させて可動子６に開極操作力を与えると、可動子６は右方の開極方向に軸線上を移動することになる。可動子６が右方の開極方向に軸線上を移動すると、先ず、図２に示す固定側主接触子５から可動子６が開離して、固定側主接触子５を介して流れていた電流通路は遮断される。しかし、その状態では、固定アークコンタクト１１と可動アークコンタクト１２は接触状態にあるため、両者を経由する電流経路は確保されている。

その後、図５に示すように、可動アークコンタクト１２が、更に右方へ移動して固定アークコンタクト１１と開離すると、固定アークコンタクト１１と可動アークコンタクト１２の対向先端には、アーク１５が発生する。

このアーク１５は、可動アークコンタクト１２の構成と遮断電流（アークの電流）とによって電磁駆動力Ｆを受け、凸型電極１２ａの小径部に設けたＣ字状のアーク走行部を回転すると共に、絶縁性ガスによって冷却作用を受けることにより、電流零点で消弧されて電流遮断が完了する。

開極動作完了状態で可動子６は、図６に示すように、対向先端に電界緩和シールド作用を有する可動側の可動子導体９の内部に移動する位置関係となる。固定アークコンタクト１１及び可動アークコンタクト１２のそれぞれの対向先端は、何れも電界が集中し易い形状であるが、開極状態では、固定アークコンタクト１１及び可動アークコンタクト１２は、それぞれ固定子導体４及び可動子導体９の内側に位置するため、固定アークコンタクト１１と可動アークコンタクト１２の電界は低く抑えられ、極間は良好に絶縁保持される。

このような本実施例によれば、電極を凸型電極１２ａとし、この凸型電極１２ａの大径部に絶縁性の固定部材１６ａを取り付けることによって、従来のロウ付けによる可動アークコンタクト１２と同等の電極固定強度を簡易に達成しつつ、絶縁性の固定部材１６ａの溶損劣化を大きく抑制でき、かつ、従来に比べて簡単な構成で効率良くアーク１５を回転運動させて低操作力、小形軽量化を図ったガス絶縁開閉器を実現できる。

図７は、本発明の実施例２であるガス絶縁開閉器の別の固定の仕方を用いた図４に相当する要部拡大断面図を示す。

本実施例は、本発明の実施例１で説明した凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定の仕方の変形例であり、ここでは、実施例１からの変更点について述べる。

図７に示す本実施例では、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定に、例えば、ＳＵＳのような金属製の固定部材１６ｂを用いて、実施例１で説明した絶縁性の固定部材１６ａ以上の固定強度を確保することを特徴としている。

つまり、本実施例では、図７に示すように、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定に金属製の固定部材１６ｂを用いており、更に、この金属製の固定部材１６ｂと凸型電極１２ａの大径部との間には、第２のスペーサである例えば、ＰＴＦＥのような絶縁性のワッシャー１７が配置されており、金属製の固定部材１６ｂでワッシャー１７を介して締め付けることで、凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃ間を強固に固定できる。

しかも、金属製の固定部材１６ｂは円筒電極１２ｃと接し、かつ、凸型電極１２ａとは電気的に絶縁されている。従って、金属製の固定部材１６ｂを介して凸型電極１２ａから円筒電極１２ｃへアーク電流が流れることはなく、電磁駆動力Ｆを妨げることはない。

なお、凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃの絶縁信頼性を更に向上させるためには、少なくとも凸型電極１２ａの大径部に形成された高さｈ_４なる貫通孔２７に第４のスペーサである絶縁チューブ１８ａを設置したり、或いは当該貫通孔２７に位置する金属製の固定部材１６ｂの部位を、第４のスペーサである絶縁テープ１８ｂなどで覆えば良い。また、これらの絶縁チューブ１８ａ及び絶縁テープ１８ｂとしては、耐熱性が高く、かつ、加工性に富むＰＴＦＥが好適である。

このような本実施によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、金属製の固定部材１６ｂと凸型電極１２ａの大径部との間に、ワッシャー１７が配置されているので、実施例１よりも凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃ間を強固に固定できる。

図８は、本発明の実施例３であるガス絶縁開閉器の可動アークコンタクト１２の対向先端方向から見た斜視図である。

本実施例は、本発明の実施例１及び２で説明した凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定の仕方の変形例であり、ここでは、実施例２からの変更点について述べる。

図８に示す如く、本実施例では、凸型電極１２ａの大径部の外径と小径部の外径との距離の差分で生じる幅ｗ_１に、第３のスペーサである環状（円筒状）の絶縁性の固定用スペーサ１９を配置し、この固定用スペーサ１９を利用して凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃを固定したことを特徴としている。

図９を用いて、その詳細を説明する。図９は、凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃを固定する図８の固定部材１６ｃ周辺の要部拡大断面図を示す。

該図に示す如く、本実施例の環状の絶縁性の固定用スペーサ１９は、（外径−内径）／２＝ｗ_１となる幅を有しており、高さは凸型電極１２ａの大径部表面からの小径部の高さｈ_１と同等以下の（ｈ_１−ｈ_２）である。また、絶縁性の固定用スペーサ１９には、固定部材１６ｃが配置される位置に、ｈ_３の厚みを残して高さが（ｈ_１−ｈ_２−ｈ_３）で、直径Φ_１なる第１の孔２８が開けられており、更に、厚みｈ_３には、固定部材１６ｃを通すための直径Φ_１よりも小なる直径Φ_２の第２の孔（貫通孔）２９が開けられている。これにより、固定用スペーサ１９は、固定部材１６ｃを直径Φ_１の第１の孔２８及び直径Φ_２の第２の孔２９を通すことで、凸型電極１２ａの大径部に固定される。

上述した絶縁性の固定スペーサ１９としては、スペーサ１２ｂと同様に凸型電極１２ａ及び円筒電極１２ｃよりも導電率が低い材料が望ましく、例えば、ＰＴＦＥなど耐熱性加工性に富む材料が好適である。

一方、固定部材１６ｃは、絶縁性或いは金属製の何れも適用可能であるが、十分な固定強度と長期信頼性の観点からは、金属製を用いると良い。なお、金属製の固定部材１６ｃを用いる場合には、実施例２で説明したように、絶縁信頼性を更に向上させるために、少なくとも凸型電極１２ａの大径部に配置された高さｈ_４なる貫通孔３０に第４のスペーサである絶縁チューブ１８ａを配置したり、或いは当該貫通孔３０に位置する金属製の固定部材１６ｃの部位を第４のスペーサである絶縁テープ１８ｂなどで覆えば良い。

このような本実施例によれば、実施例２と同様な効果が得られることは勿論、固定部材１６ｃと絶縁性の固定用スペーサ１９によって、凸型電極１２ａの大径部全てに面圧をかけることができるため、実施例２よりも凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃ間を強固に固定することができる。また、絶縁性の固定用スペーサ１９は高さ（ｈ_１−ｈ_２）を有し、かつ、凸型電極１２ａの小径部側面及び大径部に当接して固定されるため、電極開閉時において、凸型電極１２ａの角部Ｂ（図９参照）の応力集中を緩和でき、凸型電極１２ａの大径部の高さｈ_４なる厚みを薄肉化することができる。更に、絶縁性の固定用スペーサ１９が（ｈ_１−ｈ_２）の高さを有するため、金属製の固定部材１６ｃを用いた場合であっても、アーク１５が金属製の固定部材１６ｃに転流することを抑制できることができ、また、絶縁性の固定用スペーサ１９の先端面がアーク１５の走行面よりも低くなり、アーク１５による劣化を抑制できる。

つまり、本実施例の構成により、従来のロウ付けによる可動アークコンタクト１２と同等の電極固定強度を簡易に達成しつつ、可動アークコンタクト１２自体の小型化に寄与でき、かつ、凸型電極１２ａの大径部の高さｈ_４なる厚みの薄肉化によって電流Ｉの電流密度が高まるため、電磁駆動力Ｆが増加し、実施例１及び２と比較して、更に効率良くアーク１５を回転運動させることができる。

図１０は、本発明の実施例４におけるガス絶縁開閉器の可動アークコンタクト１２の対向先端方向から見た斜視図である。該図に示す本実施例では、一例として実施例３と同様な絶縁性の固定用スペーサ１９を配置しているが、説明の都合上、絶縁性の固定用スペーサ１９を破線にて示している。

本実施例は、本発明の実施例１乃至３で説明した凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定の仕方の変形例であり、ここでは、実施例３からの変更点について述べる。

図１０に示す本実施例では、凸型電極１２ａの高さ方向に第２のスリットである縦スリット２１及び２３を形成すると共に、凸型電極１２ａの周方向に第３のスリットである周スリット２２を形成したことを特徴としている。他の構成は、実施例３と同様である。

本実施例での凸型電極１２ａの高さ方向に形成された縦スリット２１は、通電部材１４近傍において、Ｃ字状となる凸型電極１２ａのスリット２０とで通電部材１４を挟み込むように形成されている。また、凸型電極１２ａの周方向に形成された周方向スリット２２は、縦スリット２１の可動アークコンタクト１２の先端方向の端部と連結するように形成されている。更に、凸型電極１２ａの高さ方向に形成された縦スリット２３は、凸型電極１２ａの周方向に対して、可動アークコンタクト１２の先端方向の端部が、周スリット２２に達しない長さで形成されている。なお、本実施例では、一例として、縦スリット２３を、周方向に３個形成した例を示している。

このような本実施例によれば、実施例３と同様な効果が得られることは勿論、縦スリット２１及び２３によって、電流Ｉが凸型電極１２ａの高さ方向（表面側）に分散されることを低減でき、更に、周スリット２２によって、電流Ｉを固定アークコンタクト１１の対向先端近傍に集中させることができるため、実施例１乃至３以上に効率良くアーク１５を回転運動させることができる。

なお、本実施例では、縦スリット２１と２３及び周スリット２２を、凸型電極１２ａに全て形成した構成を示したが、各々の縦スリット２１と２３及び周スリット２２を単独で形成したものを用いても良いし、或いは縦スリット２１と周スリット２２を連続して形成したものを用いても良い。

図１１は、本発明の実施例５におけるガス絶縁開閉器の可動アークコンタクト１２の対向先端方向から見た斜視図である。

本実施例は、本発明の実施例１乃至４で説明した凸型電極１２ａとスペーサ１２ｂ及び円筒電極１２ｃの固定の仕方の変形例であり、ここでは、実施例４からの変更点について述べる。

図１１に示す本実施例では、実施例１乃至４で用いていたスペーサ１２ｂを無くし、凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃを、固定部材１６ｃにて直接固定すると共に、凸型電極１２ａに形成していたスリット２０を無くし、新たに電流Ｉを周方向に通電し回転駆動力Ｆを得るための傾斜スリット２４を形成したことを特徴としている。

本実施例での傾斜スリット２４は、アーク走行面である凸型電極１２ａの小径部表面から大径部にかけて形成されているが、凸型電極１２ａを完全に寸断するには至らない構成である。また、本実施例では、傾斜スリット２４を略９０°間隔で４本設けているが、本数に制約があるものではない。但し、傾斜スリット２４を１本設ける場合には、凸型電極１２ａの小径部先端から大径部側にかけて、合計３６０°以上のスリット角度とすることが望ましい。

一方、傾斜スリット２４を複数本設ける場合には、１つの傾斜スリット２４の大径部側端部が、図１１の破線で示す隣接傾斜スリット２４の起点となる凸型電極１２ａの小径部の垂直線分を越えて延在することが望ましい。何故ならば、これらの形態を採ることにより、電流Ｉが凸型電極１２ａの小径部から垂直方向に流れることを抑制し、凸型電極１２ａの周方向に通電できるからである。その結果、回転駆動力Ｆを得ることができる。

なお、本実施例は、実施例１乃至４との比較として示したが、図９で示したように、電極開閉時において、凸型電極１２ａの角部Ｂの応力集中を緩和し、凸型電極１２ａの大径部の高さｈ_４なる厚みを薄肉化するための絶縁性の固定用スペーサ１９を配置しても良い。

このような本実施例によれば、凸型電極１２ａと円筒電極１２ｃを固定部材１６ｃによって直接固定することで、従来のロウ付けによる可動アークコンタクト１２と同等の電極固定強度を簡易に達成しつつ、更に、傾斜スリット２４によって、従来に比べて簡単な構成で効率良くアーク１５を回転運動させる低操作力、小型軽量化を図ったガス絶縁開閉器を実現できる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…密閉容器、２…固定側導体、３…支持碍子、３ａ…絶縁物、３ｂ…埋め込み導体、４…固定子導体、５…固定側主接触子、６…可動子、７…可動側主接触子、８…可動子導体通電部、９…可動子導体、１０…可動側導体、１１…固定アークコンタクト、１２…可動アークコンタクト、１２ａ…凸型電極、１２ｂ…スペーサ、１２ｃ…円筒電極、１３…絶縁操作ロッド、１４…通電部材、１５…アーク、１６ａ…絶縁性の固定部材、１６ｂ…金属製の固定部材、１６ｃ…固定部材、１７…ワッシャー、１８ａ…絶縁チューブ、１８ｂ…絶縁テープ、１９…固定用スペーサ、２０…スリット、２１、２３…縦スリット、２２…周スリット、２４…傾斜スリット、２５、２７、３０…貫通孔、２６…孔、２８…第１の孔、２９…第２の孔。

Claims (14)

1. 絶縁性ガスが封入され、支持碍子によりガス区画された密閉容器内に、前記支持碍子にそれぞれ支持されている固定子導体及び可動子導体と、前記固定子導体に固定された固定アークコンタクトと、前記固定子導体の内部に設置された固定側主接触子と、前記可動子導体の内部に設置された可動側主接触子と、該可動側主接触子及び前記固定側主接子と電気的に接続され、操作ロッドを介して軸線上を移動可能な可動子と、該可動子の前記固定アークコンタクトと対向する位置に配置され、かつ、前記可動子の移動に伴い前記固定アークコンタクトとの電気的な接離を行う可動アークコンタクトとを備え、
   前記可動アークコンタクトは、前記固定アークコンタクトとの対向側先端から順に配置された凸型の中空同軸円筒状の第１の電極と中空同軸円筒状の第１のスペーサ及び中空同軸円筒状の第２の電極から構成され、かつ、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が電気的に接続される通電手段を有していると共に、前記第１のスペーサを介して前記第１の電極と前記第２の電極が、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する固定部材で固定されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
2. 請求項１に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記第１の電極は、環状のアーク走行部を有すると共に、前記第１の電極の径方向の一部を寸断する少なくとも１つのスリットが形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
3. 請求項１又は２に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記第１のスペーサは、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有していること特徴とするガス絶縁開閉器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記固定部材は、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する絶縁材で形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記固定部材は金属材料から成り、前記固定部材と前記第１の電極間には、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する第２のスペーサが介在されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
6. 請求項５に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記第２のスペーサは、絶縁性のワッシャーであることを特徴とするガス絶縁開閉器。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記第１の電極の大径部に、該第１の電極の大径部と同一の外径面を有し、かつ、前記第１の電極の小径部の外径と同一の内径面を有する円筒状の第３のスペーサが、前記第１の電極と同心円状に当接配置されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
8. 請求項７に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記第３のスペーサの高さは、前記第１の電極の小径面を有する凸部高さよりも低く、かつ、前記第３のスペーサの前記固定部材が配置される位置には、前記第３のスペーサの厚みよりも薄く、前記固定部材以上の内径からなる第１の孔が形成されると共に、前記第１の孔から前記第３のスペーサの大径面に当接する端部には、前記第１の孔よりも小径なる第２の孔が形成され、前記第１の孔及び前記第２の孔を通って前記固定部材が配置されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
9. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
   前記固定部材が挿入される前記第１の電極の貫通孔に、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも高い抵抗率を有する材料からなる第４のスペーサが配置されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
10. 請求項９に記載のガス絶縁開閉器において、
    前記第４のスペーサは、絶縁チューブ又は絶縁テープであることを特徴とするガス絶縁開閉器。
11. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
    前記第１の電極には、該第１の電極の高さ方向に沿って、少なくとも１つの第２のスリットが形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
12. 請求項１乃至３又は１１のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉器において、
    前記第１の電極の周方向の一部に、該周方向に沿って第３のスリットが形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
13. 絶縁性ガスが封入され、支持碍子によりガス区画された密閉容器内に、前記支持碍子にそれぞれ支持されている固定子導体及び可動子導体と、前記固定子導体に固定された固定アークコンタクトと、前記固定子導体の内部に設置された固定側主接触子と、前記可動子導体の内部に設置された可動側主接触子と、該可動側主接触子及び前記固定側主接子と電気的に接続され、操作ロッドを介して軸線上を移動可能な可動子と、該可動子の前記固定アークコンタクトと対向する位置に配置され、かつ、前記可動子の移動に伴い前記固定アークコンタクトとの電気的な接離を行う可動アークコンタクトとを備え、
    前記可動アークコンタクトは、前記固定アークコンタクトとの対向側先端から順に配置された凸型の中空同軸円筒状の第１の電極と中空同軸円筒状の第２の電極から構成されると共に、前記第１の電極と第２の電極は固定部材で固定され、かつ、前記第１の電極の凸部先端に環状のアーク走行部を有し、該アーク走行部を起点として、前記第１の電極の前記アーク走行部から遠ざかる側に向かって周方向に傾斜する第４のスリットが形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉器。
14. 請求項１３に記載のガス絶縁開閉器において、
    前記第４のスリットを複数本有し、前記第１の電極の周方向に対して前記第４のスリットの終端位置が、隣接する別の前記第４のスリットのアーク走行部を起点とするスリット開始位置を越えて延在することを特徴とするガス絶縁開閉器。

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