JP2015170544A - Gas-blast circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a gas circuit breaker.
消弧性のガスが充填された容器内に可動接触子と固定の対向接触子とを対向配置したガス遮断器が知られている。 2. Description of the Related Art A gas circuit breaker is known in which a movable contact and a fixed counter contact are disposed in a container filled with an arc extinguishing gas.
この種のガス遮断器の場合、両接触子間、つまり電極間における高い消弧性能を得るためには、電極間から排出される熱ガスを効率良く排気する必要がある。 In the case of this kind of gas circuit breaker, in order to obtain high arc extinguishing performance between both contacts, that is, between electrodes, it is necessary to efficiently exhaust the hot gas discharged from between the electrodes.
特に、近距離線路故障(SLF)遮断では、電流零点の直後に非常に急峻な過渡回復電圧の上昇が起こるため、零点後数マイクロ秒程度という極めて短時間の間に十分な熱ガスの排気を完了し、電極間における高い絶縁回復特性を確保する必要がある。 In particular, a short-distance line failure (SLF) interruption causes a very steep transient recovery voltage to increase immediately after the current zero point, so that a sufficient amount of hot gas can be exhausted in a very short time of several microseconds after the zero point. It is necessary to complete and ensure high insulation recovery characteristics between the electrodes.
この速やかな熱ガスの排気を実現するために、例えば流路断面積を拡大した排気部を設ける構造が知られている。 In order to realize this quick exhaust of hot gas, for example, a structure is known in which an exhaust part having an enlarged flow path cross-sectional area is provided.
このような構造で電極間における絶縁回復特性がよいガス遮断器では、速やかな排気が行われるが故に、冷却筒の先端まで熱ガスが到達しやすい。 In the gas circuit breaker having such a structure and good insulation recovery characteristics between the electrodes, quick exhaust is performed, so that the hot gas easily reaches the tip of the cooling cylinder.
特に、定格遮断電流の100%の非対称電流における端子短絡故障(T100a)遮断のように、大きなアークエネルギーによって著しい高温・高圧の熱ガスが排出される場合には、冷却筒の解放端まで到達した熱ガスによって、冷却筒と容器との間の空間で絶縁破壊(以下、地絡と呼ぶ)が起こる場合がある。このため、熱ガスが解放端まで到達しないように長い冷却筒を用意する必要があり、遮断器全体のコンパクト化が困難である。 In particular, when a very high temperature and high pressure hot gas is discharged by a large arc energy, such as a terminal short-circuit fault (T100a) interruption at an asymmetric current of 100% of the rated breaking current, the open end of the cooling cylinder has been reached. The hot gas may cause dielectric breakdown (hereinafter referred to as a ground fault) in the space between the cooling cylinder and the container. For this reason, it is necessary to prepare a long cooling cylinder so that the hot gas does not reach the open end, and it is difficult to make the entire breaker compact.
一方、ガス遮断器をコンパクト化するために、排出される熱ガスを効率良く冷却し、短い冷却筒の適用を可能とするための工夫が提案されている。 On the other hand, in order to make the gas circuit breaker compact, a device for efficiently cooling the discharged hot gas and enabling the use of a short cooling cylinder has been proposed.
例えば冷却筒に羽根のような構造物を設け、熱ガスを周方向に偏向させることで、熱ガスと冷ガスの混合を促進させ、熱ガスの速やかな冷却と絶縁性能の回復とを両立させる技術が提案されている(特許文献1参照)。 For example, by providing a structure such as a blade in the cooling cylinder and deflecting the hot gas in the circumferential direction, the mixing of the hot gas and the cold gas is promoted, and both quick cooling of the hot gas and recovery of the insulation performance are achieved. A technique has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、羽根のような構造物を熱ガスの流路内に設置することは、流路断面積の縮小をもたらすため、この構造物の上流側流路では静圧の上昇が起きてしまう。 However, installing a structure such as a blade in the flow path of the hot gas causes a reduction in the cross-sectional area of the flow path, so that an increase in static pressure occurs in the upstream flow path of the structure.
さらに、流れの偏向によって熱ガスと冷ガスの混合を促進させることは、エントロピーの増大や圧力損失の増加を引き起こすため、流れの動圧(運動エネルギー)を著しく低下させてしまう。 Further, promoting mixing of hot gas and cold gas by flow deflection causes an increase in entropy and an increase in pressure loss, so that the dynamic pressure (kinetic energy) of the flow is significantly reduced.
したがって、ガスの流れの偏向をもたらすような構造物は、熱ガスの速やかな排気を妨げてしまい、このことは電極間における絶縁回復特性の低下を引き起こしてしまう。すなわち、コンパクトなガス遮断器を構成するためには、電極間の消弧性能に裕度を持たせる必要がある。 Therefore, a structure that causes a deflection of the gas flow hinders quick exhaust of the hot gas, which causes a decrease in insulation recovery characteristics between the electrodes. That is, in order to construct a compact gas circuit breaker, it is necessary to provide a margin for the arc extinguishing performance between the electrodes.
以上をまとめると、従来のガス遮断器には、大電流遮断時における電極間の高い絶縁回復特性を確保することと、コンパクトな排気構造を構成することの両立が難しいという課題がある。 In summary, the conventional gas circuit breaker has a problem that it is difficult to ensure a high insulation recovery characteristic between the electrodes when a large current is interrupted and to form a compact exhaust structure.
本発明が解決しようとする課題は、排気構造をコンパクトにしつつ電極間における高い絶縁回復特性を確保することができるガス遮断器を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a gas circuit breaker capable of ensuring high insulation recovery characteristics between electrodes while making the exhaust structure compact.
実施形態のガス遮断器は、第1筒体、第2筒体、中空の第1接触子、棒状の第2接触子、ガス吹付け機構、ガス流通機構を備える。第1筒体は消弧性のガスが充填され、軸方向に可動する。第2筒体は第1筒体の可動方向に固定して設けられている。中空の第1接触子は第1筒体のほぼ中心軸の位置に配置されている。棒状の第2接触子は第2筒のほぼ中心軸の位置に固定され、前記第1接触子と接触/分離可能である。ガス吹付け機構は電流遮断動作時に互いの接触子が分離する際に両接触子間の空間に発生するアークに対し消弧性のガスを吹付ける。ガス流通機構はガスが流れる前記第1筒体内、前記第2筒体内、前記中空の第1接触子内、前記中空の第1接触子と前記第1筒体との間の空間の少なくとも一つの位置に複数の翼を列設し、前記複数の翼が存在する領域内において翼どうしの間隔で定まる前記ガスの流路の断面積を、排出方向に向けて連続的に広くしている。 The gas circuit breaker according to the embodiment includes a first cylindrical body, a second cylindrical body, a hollow first contactor, a rod-shaped second contactor, a gas blowing mechanism, and a gas flow mechanism. The first cylinder is filled with an arc extinguishing gas and is movable in the axial direction. The second cylinder is fixed in the movable direction of the first cylinder. The hollow first contact is arranged at a position substantially on the central axis of the first cylinder. The rod-shaped second contact is fixed at a substantially central axis position of the second cylinder, and can be contacted / separated from the first contact. The gas spray mechanism sprays an arc-extinguishing gas against an arc generated in a space between the contacts when the contacts are separated from each other during the current interruption operation. The gas flow mechanism includes at least one of the first cylinder, the second cylinder, the hollow first contact, and the space between the hollow first contact and the first cylinder through which gas flows. A plurality of blades are arranged in a row, and the cross-sectional area of the gas flow path determined by the interval between the blades in a region where the plurality of blades exists is continuously widened in the discharge direction.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は実施形態のガス遮断器の構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
Drawing 1 is a figure showing the composition of the gas circuit breaker of an embodiment.
図1に示すように、この第1実施形態のガス遮断器は、第1筒体としてのシリンダ24、第2筒体としての冷却筒14、シリンダ24のほぼ中心軸の位置に配置された中空の第1接触子としての操作ロッド25、冷却筒14のほぼ中心軸の位置に固定された棒状の第2接触子としての対向アーク接触子11、ピストン31、このピストン31の先端に設けられた絶縁ノズル23およびサポート32などを有するガス吹付け機構、この絶縁ノズル23の周囲に設けられた可動通電接触子22、冷却筒14内に突設された支え13、この支え13に支持された対向アーク接触子11の基礎部52(支持部)に複数の翼51を列設したガス流通機構、サポート32を備える。
As shown in FIG. 1, the gas circuit breaker according to the first embodiment includes a cylinder 24 as a first cylinder, a cooling cylinder 14 as a second cylinder, and a hollow disposed substantially at the position of the central axis of the cylinder 24. The operation rod 25 as the first contact, the
絶縁ノズル23は冷却筒14の中心部と外郭部との絶縁性を確保するためのものである。絶縁ノズル23の周囲には可動通電接触子22が設けられている。可動通電接触子22は冷却筒14の内壁に嵌合(接触)する。 The insulating nozzle 23 is for ensuring insulation between the central portion of the cooling cylinder 14 and the outer portion. A movable energizing contact 22 is provided around the insulating nozzle 23. The movable energizing contact 22 is fitted (contacted) to the inner wall of the cooling cylinder 14.
サポート32はシリンダ24を摺動自在に支持する。サポート32にはサポート開口部33が設けられている。サポート開口部33はサポート32内のガスを外部へ逃がすためのものである。サポート32は端部がフランジ形状とされており、他の部材(図示せず)に固定されている。
The
ピストン31(弁)はサポート32に固定されており、シリンダ24の開放端を仕切っている。対向アーク接触子11は支え13により冷却筒14内のほぼ中心軸の位置に固定されている。
The piston 31 (valve) is fixed to the
シリンダ24内、冷却筒14内および中空の操作ロッド25内には消弧性のガスが充填されている。シリンダ24は軸方向に可動自在である。冷却筒14はシリンダ24の可動方向に固定して設けられている。 An arc extinguishing gas is filled in the cylinder 24, the cooling cylinder 14, and the hollow operation rod 25. The cylinder 24 is movable in the axial direction. The cooling cylinder 14 is provided fixed in the movable direction of the cylinder 24.
操作ロッド25には操作ロッド開口部25aが設けられている。操作ロッド開口部25aは操作ロッド25内のガスを外部へ逃がすためのものである。操作ロッド25の先端には可動アーク接触子21が設けられている。可動アーク接触子21は操作ロッド25の動きに応じて対向アーク接触子11と接触(嵌合)/分離可能である。
The operation rod 25 is provided with an operation rod opening 25a. The operating rod opening 25a is for releasing the gas in the operating rod 25 to the outside. A movable arc contact 21 is provided at the tip of the operation rod 25. The movable arc contact 21 can be contacted (fitted) / separated from the
ガス吹付け機構はシリンダ24、操作ロッド25、ピストン31、サポート33などから構成されており、電流遮断動作時に互いの接触子(可動アーク接触子21と対向アーク接触子11)が分離する際のシリンダ24の移動によって固定位置のピストン31に押し出される形で、操作ロッド25内およびシリンダ24内に充填されている消弧性のガスを両接触子間の空間に発生するアークに吹付ける。
The gas blowing mechanism is composed of a cylinder 24, an operating rod 25, a piston 31, a
ガス流通機構は、冷却筒14内をガスが回転して流れるように冷却筒14の幅に対応する高さで対向アーク接触子11に突設された複数の翼51の列を備える。複数の翼51の列はガスが通過する狭い間隔(図3の符号S2)の部分とこの狭い間隔の後に広い間隔(図3の符号S3)の部分とを少なくとも有する。
The gas distribution mechanism includes a row of a plurality of
換言すると、ガス流通機構は対向アーク接触子11の基礎部52に複数の翼51を列設し、複数の翼51が存在する領域内において翼51どうしの間隔で定まるガスの流路の断面積(幅)を、排出方向に向けて連続的に広くしたものである。
In other words, the gas flow mechanism has a plurality of
図2に示すように、複数の翼51は基礎部52を中心軸として放射状(花びら状)に設けられており、各翼51の間隔、つまり翼51の列の部分を通過するガスがらせん状に流れるようにされている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
すなわちこのガス遮断器は、冷却筒14に流路断面積が連続的に拡大する領域50(拡幅部)を設け、この領域50に向かって熱ガスの流れを等エントロピー的に加速させるよう翼51の列を配置している。
That is, this gas circuit breaker is provided with a region 50 (widening portion) in which the flow path cross-sectional area continuously expands in the cooling cylinder 14, and the
図3に示すように、翼51は前縁部と中央部と後端部とでそれぞれの幅を異ならせている。翼51の前縁部の中心線を軸方向と同一の方向に向けるようにして翼51の列を配置している。それぞれの翼51の断面形状は半径方向に一様にされている。
As shown in FIG. 3, the
翼51どうしの隙間の距離は、前縁部では距離L1、中央部では距離L2、後端部では距離L3とされ、それぞれの距離の関係はL1>L2<L3とされている。つまり中央部の距離L2が他の距離L1,L3よりも狭くされている。
The distance between the
この例では、翼51をその前縁部の中心線の角度が排出方向に向けて半径方向に太くなる(変化する)ように形成している。また翼51をその後縁部の中心線の角度が排出方向に向けて半径方向に細くなる(変化する)ように形成している。
In this example, the
[第1実施形態の作用]
この第1実施形態では、絶縁ノズル23より冷却筒14へ排出される熱ガスは、翼51の列の領域部分を通過する際に、その熱ガスの持つ熱エネルギーの一部が運動エネルギーに変換される。これと同時に、翼51の列の出口において周方向の速度成分V3θが誘起されることで、軸方向速度成分V3z(図3参照)は翼51の列の入口の軸方向の速度V1よりも小さくなる。このため、長さの短い冷却筒14を用いた場合でも熱ガスが先端に到達する時間を遅らせることができる。
[第1実施形態の効果]
第1実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、棒状の接触子に設けられた翼51の列では、翼51どうしの間の空間がノズルの役割を果たすため、翼51の列の隙間を熱ガスが通過する際に熱ガスの流れが等エントロピー的に加速されるようになる。
[Operation of First Embodiment]
In the first embodiment, when the hot gas discharged from the insulating nozzle 23 to the cooling cylinder 14 passes through the region of the row of
[Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
That is, in the row of
熱ガスの加速は、熱ガスの持つ熱エネルギーを運動エネルギーに変換されるため、翼51の列の出口では入口に比べてガス速度が増し温度が低下する。これは従来のような冷ガスとの混合を促進させて熱ガスを冷却するプロセスとは異なり、熱ガスを冷却する際のエントロピーの増大や圧力損失の増加を必要最小限に抑えることができる。
In the acceleration of the hot gas, the thermal energy of the hot gas is converted into kinetic energy, so that the gas velocity at the outlet of the row of
このとき、図3に示した翼51どうしの間の距離L2では流路断面積最小のスロート部となるが、流路断面積を拡幅した領域50を設けることで、入口の距離L1に対するスロートの距離L2の絞り率を抑制することができ、翼51の列の上流側における圧力の上昇を防ぐことができる。
At this time, the distance L2 between the
すなわち、熱ガスの流路内に翼51などの構造物を設置することによる電極間の絶縁回復特性への悪影響を最小限にとどめることができる。
That is, it is possible to minimize the adverse effect on the insulation recovery characteristics between the electrodes by installing the structure such as the
翼51の列における熱ガスをスムーズに排気させるための条件、すなわちスロート部でチョークさせるための条件は、翼51どうしの入口部分の断面積S1、翼列入口マッハ数M1、スロート断面積S2を用いると、圧縮性流体の関係式から以下のように表わされる。
The conditions for smoothly exhausting the hot gas in the row of
ここで、γは比熱比を表わし、用いる消弧性ガスの種類に依存する。この式(1)では、翼51の列の入口断面積S1とスロート断面積S2の最適な比は、翼列入口マッハ数に依存することを意味する。ガス遮断器は、同一の形状で大電流から小電流まで全ての遮断電流に対応する必要がある。
Here, γ represents a specific heat ratio and depends on the type of arc-extinguishing gas used. This equation (1) means that the optimum ratio of the inlet cross-sectional area S1 and the throat cross-sectional area S2 of the row of
比較例として既存の排気構造を持つ遮断器を対象に遮断電流値を変えて熱流体解析を行った結果、翼51の列の入口部分におけるマッハ数は大電流遮断時に1.1、中小電流遮断時に0.2程度となった。すなわち、翼51どうしの入口の断面積S1とスロート断面積S2の最適な比は、この遮断器の抱える最も過酷な遮断電流の条件に応じて、
翼51の列から下流へ排出される熱ガスは、翼後縁における中心線の軸方向に対する角度αに応じて周方向に偏向した旋回流となる。翼51の列の入口の速度V1と翼51の列の出口速度V3の軸方向成分V3zとの関係が、
V1<V3cosα=V3z ・・・(式3)
となるように角度αを決めることで、冷却筒14の長さを従来よりも短くした場合にも、熱ガスが冷却筒14の解放端に到達する時間を遅らせることが可能となり、冷却筒14と容器3との地絡を防止することができる。
The hot gas discharged downstream from the row of
V1 <V3cos α = V3z (Formula 3)
By determining the angle α so as to be, even when the length of the cooling cylinder 14 is made shorter than before, the time for the hot gas to reach the open end of the cooling cylinder 14 can be delayed. And grounding of the
なお、冷却筒14と容器3の間で地絡が起こる心配のないガス遮断器、例えば碍子型のガス遮断器に本発明を適用する場合には、熱ガスを極間から速やかに遠ざけることを目的に、翼51の後縁部の中心線角度α=0としてもよい。
When the present invention is applied to a gas circuit breaker that does not cause a ground fault between the cooling cylinder 14 and the
また、翼51の列によって周方向の旋回流を得られるため、遠心力による熱ガスの半径方向拡散効果を期待することもできる。
Moreover, since the circumferential swirl flow can be obtained by the row of the
これにより、翼51の列の下流でガスの流れをよどませれば、冷ガスと熱ガスの混合効果を促進させることが可能となり、冷却筒14の長さをさらに短く設定できる。なお、翼51の列のスロート部の狭い部分の断面積(距離L2の部位の断面積)と出口のスロート部の断面積(距離L3の部位の断面積)との比を適切に決める、または翼51の列の下流の構造にディフューザの効果を持たせることで、翼51の列の下流の流れを制御し、ガスの流れをよどませることが可能である。
Thereby, if the gas flow is stagnated downstream of the row of
翼51の列の下流でガスの流れをよどませた場合でも、翼51の列のスロート部でチョークして超音速流となることで、電極間の絶縁回復特性に影響が及ぶことはない。
Even when the gas flow is stagnated downstream of the row of
この例では、熱ガスの半径方向への拡散効果を増大させる目的で、翼51の列を支える中心軸近くの基礎部52を、熱ガスを半径方向外側に導くようなテーパー形状とし、熱ガスをガイドする構造としている。
In this example, for the purpose of increasing the diffusion effect of the hot gas in the radial direction, the
図3では翼51の列の断面の一例を示したが、この断面の形状は半径方向に一様でなくともよい。例えば、図示はしないが、翼51の後縁部における中心線と軸方向の角度αを半径方向位置に応じて調整すると、翼51の列の下流において熱ガスの周方向速度V3θが各半径方向位置で変わるため、周方向のせん断応力が発生し、熱ガスと冷ガスの混合をより促進させる効果を得られる。
Although FIG. 3 shows an example of a cross section of the row of
さらに、前述のとおり、翼51の列において等エントロピー的な加速を実現し、熱エネルギーを運動エネルギーに変換して熱ガスの温度を下げることが、この遮断器では重要な点である。
Furthermore, as described above, it is important in this circuit breaker to realize isentropic acceleration in the row of
このため、図示はしないが、翼51の列を熱ガスの流れに対して2段もしくはそれ以上直列に配置し、複数回にわたって熱ガスの加速・冷却の効果を得てもよい。
For this reason, although not shown in the figure, two or more rows of
この際、多数段の翼51の列による十分な熱ガスの冷却が達成されれば、翼51の列の下流に続く冷却筒14を省略してもよい。
At this time, if sufficient cooling of the hot gas is achieved by the rows of the
以上の結果、熱ガスを周方向に偏向させつつ加速させることで、短い冷却筒14で熱ガスと冷ガスの混合を促進させ、熱ガスの速やかな冷却と絶縁性能の回復とを両立させることができる。つまり、排気構造をコンパクトにしつつ電極間における高い絶縁回復特性を確保することができる。 As a result, by accelerating the hot gas while deflecting it in the circumferential direction, the mixing of the hot gas and the cold gas is promoted by the short cooling cylinder 14, and both the rapid cooling of the hot gas and the recovery of the insulation performance are compatible. Can do. That is, it is possible to ensure high insulation recovery characteristics between the electrodes while making the exhaust structure compact.
(第2実施形態)
図4は第2実施形態のガス遮断器の翼の配置構成を示す図である。
図4に示すように、翼51の前縁部の中心線V5を軸方向(破線)V2に対して角度βだけ傾けるようにして翼51の列を配置している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a view showing the arrangement of the blades of the gas circuit breaker according to the second embodiment.
As shown in FIG. 4, the row of
[第2実施形態の作用および効果]
第1実施形態で説明したガス遮断器は、電極間で生成された熱ガスの周方向の速度成分が十分に小さい。このため、図3に示したように、翼51の列の入口における熱ガスの流れの向きは軸方向V1の成分のみを持つと考えてよく、翼51の前縁部の中心線を軸方向V1と同一の方向に向けるようにして翼51の列を構成した。
[Operation and Effect of Second Embodiment]
The gas circuit breaker described in the first embodiment has a sufficiently small circumferential velocity component of the hot gas generated between the electrodes. For this reason, as shown in FIG. 3, it may be considered that the flow direction of the hot gas at the inlet of the row of
このように翼51の前縁部の中心線を軸方向と同一の方向に向けることで、翼51の列における熱ガスをスムーズに加速することができる。
Thus, by directing the center line of the front edge portion of the
ところで、磁場によってアークを回転させる、いわゆるロータリーアーク型のガス遮断器などでは、磁場とアークの相互作用によって熱ガスは周方向の速度を持って排出される。 By the way, in a so-called rotary arc type gas circuit breaker in which an arc is rotated by a magnetic field, the hot gas is discharged at a circumferential speed by the interaction between the magnetic field and the arc.
このような場合に適応するために、第2実施形態では、翼51の列の入口における流速の周方向の傾きβに応じて、翼51の前縁部の中心線V5の角度を軸方向V1に対して角度βだけ傾けることで、翼51の列内で熱ガスがスムーズに加速されるようになる。
In order to adapt to such a case, in the second embodiment, the angle of the center line V5 of the leading edge of the
ロータリーアーク型の遮断器を対象として電磁流体解析を行った結果、絶縁ノズルの出口付近における熱ガスの周方向の速度成分は、せいぜい軸方向速度成分以下であった。 As a result of the magnetohydrodynamic analysis of the rotary arc type circuit breaker, the circumferential velocity component of the hot gas in the vicinity of the outlet of the insulating nozzle is at most equal to or less than the axial velocity component.
ガス遮断器の構成によって翼51の前縁部の中心線V1の角度を最適化する必要性があるが、その最適角度は中心線V1を基準として0±45度の間が好ましい。
Although it is necessary to optimize the angle of the center line V1 of the leading edge of the
また、前述のように周方向の回転速度を持って熱ガスが絶縁ノズル23から排出されるガス遮断器では、絶縁ノズル23の出口部で周方向速度がある分布を持つ。このため、翼51の前縁部における中心線V1の角度を半径方向に変化させ、翼51の列への流入ガス速度の分布に応じて翼51の角度や形状を最適化してもよい。
Further, as described above, in the gas circuit breaker in which the hot gas is discharged from the insulating nozzle 23 with the circumferential rotational speed, there is a distribution in which the circumferential speed is present at the outlet portion of the insulating nozzle 23. For this reason, the angle and shape of the
このようにこの第2実施形態によれば、翼51の前縁部の中心線V5を軸方向(破線)V2に対して角度βだけ傾けるようにして翼51の列を配置することで、磁場とアークの相互作用によって周方向の速度を持って翼51の列内を通過する熱ガスがスムーズに加速されるようになる。
As described above, according to the second embodiment, the row of the
(第3実施形態)
図5は第3実施形態のガス遮断器の構成を示す図である。
図5に示すように、この第3実施形態のガス遮断器は、中空の操作ロッド25内に、第1実施形態と同様の翼51の列を配置している。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the gas circuit breaker according to the third embodiment.
As shown in FIG. 5, in the gas circuit breaker of the third embodiment, a row of
この第3実施形態によれば、可動アーク接触子21の移動に伴い中空のロッド25内に充填されていたガスが中空のロッド25から操作ロッド開口部25aを通じて排出される際に電極間の絶縁回復特性に影響を与えることなくガスを冷却することができる。この結果、サポート開口部33と容器3との地絡を防止することが可能となる。
According to the third embodiment, when the gas filled in the hollow rod 25 is discharged from the hollow rod 25 through the operation rod opening 25a as the movable arc contactor 21 moves, the insulation between the electrodes is performed. The gas can be cooled without affecting the recovery characteristics. As a result, a ground fault between the
(第4実施形態)
図6は第4実施形態のガス遮断器の構成を示す図である。
図6に示すように、この第4実施形態のガス遮断器は、中空の操作ロッド25からガスを排出した後のサポート32と操作ロット25との間に、第1実施形態と同様の翼51の列を配置している。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the gas circuit breaker according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 6, the gas circuit breaker of the fourth embodiment has a
この第4実施形態によれば、中空の操作ロッド25の下流の排気サポート32を通り、サポート開口部33から充填ガス雰囲気空間へ排出される熱ガスを、電極間の絶縁回復特性に影響を与えることなく冷却することができる。この結果、サポート開口部33と容器3との地絡を防止することが可能となる。
According to the fourth embodiment, the hot gas that passes through the
(第5実施形態)
図7は第5実施形態のガス遮断器の構成を示す図である。
図7に示すように、この第5実施形態のガス遮断器は、対向アーク接触子11の基礎部52のテーパーを第1実施形態とは逆にしている。つまり、基礎部52の径を排出方向に連続して狭めるようにしてテーパーを形成している。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the gas circuit breaker according to the fifth embodiment.
As shown in FIG. 7, in the gas circuit breaker of the fifth embodiment, the taper of the
また冷却筒14には拡幅部を設けずに同径としている。そして、基礎部52にはテーパーに合わせて冷却筒14までの高さが連続的に変化する翼51aを列設している。翼51aは、半径方向の高さを、ガスの出口方向(排出方向)に向けて連続的に広くされている。
The cooling cylinder 14 has the same diameter without providing a widened portion. In the
この第5実施形態では、冷却筒14に、流路断面積が連続的に拡大する領域(翼51aaの列設部分)を設けたことで、この領域を熱ガスが通過する際に、熱ガスの流れを等エントロピー的に加速させることができる。 In the fifth embodiment, the cooling cylinder 14 is provided with a region in which the cross-sectional area of the flow path continuously expands (arranged portion of the blades 51aa), so that when the hot gas passes through this region, the hot gas Can be accelerated isentropically.
この第5実施形態によれば、翼51が存在する領域内において翼51どうしの間隔で定まるガスの流路の断面積を、排出方向に向けて連続的に広くした、つまり消弧性のガスが翼51の隙間を通過する際に加速するような形状の翼51の構造および配置にしたので、熱ガスの流れを等エントロピー的に加速することができる。
According to the fifth embodiment, the cross-sectional area of the gas flow path determined by the interval between the
すなわち第1実施形態と同様に、短い冷却筒14で熱ガスと冷ガスの混合を促進させ、熱ガスを速やかに冷却することができる。この結果、排気構造をコンパクトにしつつ電極間における高い絶縁回復特性を確保することができる。 That is, similarly to the first embodiment, the mixing of the hot gas and the cold gas can be promoted by the short cooling cylinder 14 to quickly cool the hot gas. As a result, high insulation recovery characteristics between the electrodes can be ensured while making the exhaust structure compact.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
3…容器、10…対向接触子部、11…対向アーク接触子、12…対向通電接触子、13…支持部材、14…冷却筒、20…可動接触子部、21…可動アーク接触子、22…可動通電接触子、23…絶縁ノズル、24…シリンダ、25…操作ロッド、25a…操作ロッド開口部、31…ピストン、32…サポート、33…サポート開口部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1筒体の可動方向に固定して設けられた第2筒体と、
前記第1筒体のほぼ中心軸の位置に配置された中空の第1接触子と、
前記第2筒のほぼ中心軸の位置に固定され、前記第1接触子と接触/分離可能な棒状の第2接触子と、
電流遮断動作時に互いの接触子が分離する際に両接触子間の空間に発生するアークに対し消弧性のガスを吹付けるガス吹付け機構と、
前記ガスが流れる前記第1筒体内、前記第2筒体内、前記中空の第1接触子内、前記中空の第1接触子と前記第1筒体との間の空間の少なくとも一つの位置に複数の翼を列設し、前記複数の翼が存在する領域内において翼どうしの間隔で定まる前記ガスの流路の断面積を、排出方向に向けて連続的に広くしたガス流通機構と
を備えるガス遮断器。 A first cylinder that is filled with arc-extinguishing gas and is movable in the axial direction;
A second cylinder fixedly provided in a movable direction of the first cylinder;
A hollow first contact element disposed substantially at the position of the central axis of the first cylindrical body;
A rod-shaped second contactor fixed at a substantially central axis position of the second cylinder and capable of contacting / separating with the first contact;
A gas blowing mechanism that blows off an arc extinguishing gas against an arc generated in a space between the two contacts when the contacts are separated during a current interruption operation;
A plurality of at least one position in the first cylinder, the second cylinder, the hollow first contact, and the space between the hollow first contact and the first cylinder through which the gas flows. And a gas flow mechanism in which the cross-sectional area of the gas flow path determined by the interval between the blades in a region where the plurality of blades exist is continuously widened in the discharge direction. Circuit breaker.
前記第2筒体内を前記ガスが回転して流れるように前記第2筒体の幅に対応する高さで前記棒状の第2接触子に突設され、前記ガスが通過する狭い間隔の部分とこの狭い間隔の後に広い間隔の部分とを有する複数の翼を具備する請求項1に記載のガス遮断器。 The gas distribution mechanism is
A narrow space portion projecting from the rod-shaped second contactor at a height corresponding to the width of the second cylinder so that the gas rotates and flows through the second cylinder, and through which the gas passes. 2. The gas circuit breaker according to claim 1, comprising a plurality of blades having a wide interval portion after the narrow interval.
前記ガスの比熱比γを用いて表す場合に、
の範囲である請求項1乃至3いずれか1項に記載のガス遮断器。 The ratio of the cross-sectional area S1 and the throat cross-sectional area S2 between the inlet portions of the blades into which the gas is introduced is as follows:
When expressed using the specific heat ratio γ of the gas,
The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the gas circuit breaker is in a range of
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2014
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