JP2609652B2

JP2609652B2 - パッファ形ガス遮断器

Info

Publication number: JP2609652B2
Application number: JP63000703A
Authority: JP
Inventors: 克已鈴木; 均溝口; 久利池田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH01183025A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電力系統の変電所あるいは開閉所に用いら
れるパッファ形ガス遮断器に関するものである。

（従来の技術）近年、送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に
用いられる遮断器の遮断容量が増大し、且つ高い信頼性
が要求されている。この様な遮断器の信頼性を高めるた
めには、部品数を少なくし、構造を簡略化することが重
要である。そのため、遮断器の遮断点数の減少が計られ
ている。つまり、遮断器の１点当たりの遮断容量を増加
させることが望まれている。

この様に、従来の一般的なパッファ形ガス遮断器にお
いて遮断性能を高めるためには、パッファ室のガス圧を
高める必要がある。例えば、現在550KV系統では、遮断
電流が63KAのものまで実用化している。この550KV−63K
A級の遮断器は、４点切りで構成されているが、遮断器
の信頼性を向上させるためには、遮断点数を少なくし、
部品点数を少なくすることが重要である。このために
は、１遮断点当たりの遮断容量を向上させ、550KV−63K
Aを２点切り化することが必要である。

この様な遮断容量の向上を達成するために、従来168K
V以上の送電電圧系統に用いられてきたものは、アーク
に絶縁ガスを吹付け消弧する、いわゆるパッファ形ガス
遮断器である。これは、遮断部の構造が簡単な上に、封
入されたSF₆ガスによりすぐれた絶縁・消弧性能を有す
るものである。また、変電所の機器全体をSF₆ガスで絶
縁する密閉形ガス開閉所においては、用いる絶縁ガスが
遮断器と他の機器との絶縁協調を可能とし、機器の配置
の点からも効率が良いので、特に良く使用されている。

第４図及び第５図に、従来から用いられているパッフ
ァ形ガス遮断器の構造を示した。

即ち、第４図に示した様に、ガスタンク１内に固定電
極２と可動電極３とが対向して設けられ、両電極の外側
を包囲するように絶縁筒４が設けられている。また、固
定電極２及び可動電極３には、それぞれ導体5,6が接続
され、さらに、可動電極３には可動電極を駆動する駆動
機構７が連結されている。なお、可動電極３はガスタン
ク１に対して支持絶縁筒10を介して取付けられている。

また、上述した様なパッファ形ガス遮断器の消弧室は
第５図に示した様に構成されている。即ち、固定電極２
は、その中央に設けられた固定アーク接触子８とその外
側に設けられた円筒状の固定通電電極９とから構成され
ている。

一方、可動電極３は、中空状の操作ロッド13に固定さ
れたパッファシリンダ12、可動アーク接触子14及びそれ
を取り囲む絶縁ノズル15とから構成されている。このパ
ッファシリンダ12内には、固定部（図示せず）に固定さ
れているパッファピストン11が配設され、パッファシリ
ンダ12とパッファピストン11によって、パッファ室17が
形成されている。

この様に構成された従来のパッファ形ガス遮断器にお
いては、操作ロッド13が駆動機構７によって図中左右に
往復運動すると、可動電極３は対向する固定電極２との
間で開閉動作を行い、電流を遮断する。

ここで、第５図は遮断動作中の状態を示しており、こ
の状態になると、固定アーク接触子８と可動アーク接触
子14との間にアーク16が発生する。そして、遮断動作に
よりパッファシリンダ12が図中右方向へ移動し、パッフ
ァシリンダ12とパッファピストン11によって形成される
パッファ室17内で消弧性ガスが圧縮されると、この消弧
性ガス流が絶縁ノズル15によって導かれ、アーク16に吹
き付けられ、これを消弧する。

ところで、上記の様な構成を有するパッファ形ガス遮
断器において、消弧性能を向上させるためには、開極速
度を速くする必要があるが、そのためには、駆動機構７
の駆動力を大きくしなければならず、機器全体が大型化
し、コスト高になる。

そこで、近年、駆動機構の駆動力を変えることなく、
前記固定電極２を可動電極３の移動方向とは反対方向に
移動させることにより、相対的な開極速度を増大させた
ダブルモーション形遮断器が用いられている。

例えば、第６図に示した様に、第１の可動電極３に対
向配置した第２の可動電極23を、第１の可動電極３の移
動方向と反対方向に移動するものである。即ち、パッフ
ァシリンダ12の外周には、パッファシリンダ12と一定の
間隔を保持して複数本の絶縁ロッド29が配設されてい
る。この絶縁ロッド29は、その操作機構側の端部におい
て、操作ロッド13との間に設けられたリンク装置18を介
して操作ロッド13と連結されている。

このリンク装置18は、リンク18aの両端にそれぞれ回
動自在に連結された第1,第２の連結棒18b,18c及びリン
ク18aを支持するリンク支持部18dより構成されている。
また、リンク18aは、所定のリンク比に設定されたリン
ク支持部18dの支点18eを軸にして、リンク支持部18dに
回動自在に支持されている。

さらに、第1,第２の各連結棒18b,18cは、その一端に
おいて、それぞれ操作ロッド13、絶縁ロッド29に回動自
在に連結されている。なお、リンク支持部18dは、図示
していない容器に絶縁固定された絶縁筒19に固定されて
いる。

一方、絶縁ロッド29の操作機構と反対側の端部には、
これと同軸に通電円筒20が配設され、この通電円筒20が
操作機構と反対側に支持固定された通電導体21の通電部
21a内を摺動するように構成されている。この通電円筒2
0の操作機構側軸線上には、第２の可動アーク電極22が
設けられ、第１の可動電極３と開閉動作を行う第２の可
動電極23が構成されている。

なお、第６図はパッファ形ガス遮断器の投入状態を示
し、第１の可動電極３と第２の可動電極23とは接触状態
にある。

以上の様な構成を有する従来のパッファ形ガス遮断器
においては、次の様にして遮断動作が行われる。

即ち、第６図に示した投入状態において、操作機構が
操作されると、操作ロッド13が所定の速度で操作機構側
（図中右方向）に駆動され、その先端に固定された第１
の可動電極３が右方向に移動し、第２の可動電極23との
間で遮断動作が起こる。

一方、この操作ロッド13の動作に伴って、操作ロッド
13に連結された第１の連結棒18bも同方向へ移動する。
また、リンク18aの一端にも同方向への力が加わるた
め、リンク18aは支点18eを中心に反時計方向に回動す
る。その結果、リンク18aの他端は、図中左方向へ回動
するため、同部に連結されている第２の連結棒18cが図
中左方向へ移動し、これに連結された絶縁ロッド29も図
中左方向へ移動する。

従って、絶縁ロッド29に固定された第２の可動電極23
も図中左方向へ移動し、第１の可動電極３から解離し、
第７図に示した様な開極状態に移行する。即ち、操作ロ
ッド13の開極動作に伴って、第１の可動電極３及び第２
の可動電極23の両方が、互いに反対方向（遮断方向）に
移動するものである。

また、投入動作は、操作ロッド13を前述した遮断動作
と逆方向に駆動することで同様に行われる。即ち、第７
図の遮断完了状態において、操作ロッド13を所定の速度
で図中左方向へ移動すると、これに固定された第１の可
動電極３が第２の可動電極23との接触方向である図中左
方向へ移動する一方、第１の連結棒18bを介してリンク1
8aが時計方向に回動する。これにより、第２の連結棒18
cが図中右方向に移動し、絶縁ロッド29及び第２の可動
電極23が第１の可動電極３との接触方向である図中右方
向へ移動し、投入状態となる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上述した様な第２の可動電極を第１の可動
電極と反対方向に駆動させる高電圧遮断器において、遮
断器を開閉動作する場合、進み小電流遮断の様な、非常
に高い回復電圧が電極間に生じる場合に再点弧現象が生
じることがある。この原因としては、開極スピードが遅
く、電極間の絶縁回復特性が回復電圧より低くなり、再
点弧を起こす場合と、絶縁ノズルの形状により絶縁ガス
の流れが変動し、圧力変動による圧力低下による絶縁耐
力の劣化が考えられる。

この様な再点弧現象を解決するためには、第1,第２の
可動電極の先端部、特に、第２の可動電極先端部におけ
る電界強度を緩和することが必要である。即ち、第６図
及び第７図に示した様な、対向する第1,第２の可動電極
が互いに反対方向に移動して開極動作を行うパッファ形
ガス遮断器においては、第２の可動電極の先端部の電界
強度が高くなるので、電界を緩和することが困難であ
り、再点弧現象が生じることがあった。

本発明は、以上の欠点を除去するために提案されたも
ので、その目的は、開極途中において、第２の可動電極
の先端部の電界緩和を可能とし、対向するアーク電極間
における再点弧現象の発生を防止した、信頼性の高いパ
ッファ形ガス遮断器を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスを封入
した容器内に、接離自在な第１、第２の可動アーク電極
を対向して配置するとともに、前記容器に固定され且つ
前記第２の可動アーク電極と電気的に接続される通電導
体を配置し、前記第１の可動アーク電極とこれと同期し
て移動するパッファシリンダとを駆動装置に連結した操
作ロッドに固定し、前記第２の可動アーク電極を前記操
作ロッドに対して前記第１の可動アーク電極と同期して
反対方向に移動するように連結し、前記操作ロッドによ
る第１、第２の可動アーク電極の開極時には、これら可
動アーク電極と同期して移動する前記パッファシリンダ
とこのパッファシリンダ内に配設されたパッファピスト
ンとにより、パッファシリンダ内の消弧性ガスを圧縮し
て噴出し、第１、第２の可動アーク電極間に発生するア
ークに吹き付けて消弧するパッファ形ガス遮断器におい
て、前記第２の可動アーク電極の周囲には、前記通電導体
に固定され且つ前記第２の可動アーク電極がその内部を
摺動可能な第３の電極を配設し、遮断器の投入状態時には、前記第２の可動アーク電極
先端部が第３の電極から突出して第１の可動アーク電極
と接合され、一方、開極状態においては、第３の電極の
先端部が第２の可動電極の先端部とほぼ等しい位置にな
るように構成し、前記第２の可動アーク電極の周囲には、前記第２の可
動アーク電極と共に移動し且つ前記第２可動アーク電極
の先端と遮断器の軸方向から見て略同位置の先端位置を
有する可動シールドを配設したこと、を特徴とする。

（作用）本発明のパッファ形ガス遮断器によれば、遮断器の投
入時は第２の可動アーク電極のみが第１の可動アーク電
極と接合し、開極時は、第２の可動電極の先端部とほぼ
同位置の先端部を有する第３の電極が第２の可動電極の
周囲に位置する。また、開極の開始から終了まで第２の
可動アーク電極とともに、その周囲に配置された可動シ
ールドが可動する。よって、開極動作の途中から、第２
の可動電極の周囲に配設した第３の電極が、第２の可動
電極の周囲を被覆するので、等価的にアーク電極の径を
太くすることができ、第２の可動電極の先端部の電界強
度を低下させることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づい
て具体的に説明する。また、第４図乃至第７図に示した
従来型と同一の部材は同一の符号を付し説明は省略す
る。

＊実施例の構成＊本実施例においては、第１図及び第３図に示した様
に、第２の可動電極30が次の様に構成されている。

即ち、操作機構と反対側に設けられた固定部（図示せ
ず）に支持された通電導体21の操作機構側には、フラン
ジ部31を介して通電部21aが設けられている。また、こ
のフランジ部31には、絶縁ロッド29に対応した位置に貫
通孔31aが設けられている。

また、前記貫通孔31aを貫通して配設された絶縁ロッ
ド29の操作機構と反対側端部には、これと同軸に通電円
筒20がフランジ部32を介して取付けられ、通電円筒20の
先端部には第２の可動シールド33が形成されている。

さらに、前記通電円筒20が、通電部21aの内側を摺動
可能に配設されている。

また、第２の可動アーク電極22が複数本のリブ34によ
って前記フランジ部32の中央部に支持され、その周囲に
は、第２の可動アーク電極22がその内部を摺動できるよ
うに構成され、第３の電極である固定アーク電極35が固
定部36によって支持固定されている。この第３の電極35
は、開極動作が完了した時点で、その先端部が第２の可
動アーク電極22の先端部とほぼ一致する位置となるよう
に配設されている。

さらに、前記通電導体21の外側には、対向シールド37
が配設され、開極時に第２の可動シールド33の先端部の
位置とほぼ同一となるように配設されている。

なお、通電導体21に設けられたフランジ部31と、絶縁
ロッド29が取付けられたフランジ部32との間隔は、絶縁
ロッド29の全ストローク以上の距離となるように構成さ
れている。

＊実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例のパッファ形ガス遮断
器においては、第１図に示した様な投入状態において遮
断指令を受け開極動作が始まると、操作ロッド13が操作
装置の方向（図中右方向）に移動する。そして、第２図
に示した様に、操作ロッド13が動作すると操作ロッド13
に取付けられたパッファシリンダ12が操作ロッド13と同
一方向に移動する。それと共にパッファシリンダ12とパ
ッファピストン11によって構成されたパッファ室17を圧
縮し始める。

一方、操作ロッド13の移動に伴って、リンク18aが回
動し、絶縁ロッド29が図中左方向へ移動する。すると絶
縁ロッド29の他端側に固定されたフランジ部32に取付け
られた第２の可動シールド33及び第２の可動アーク電極
22も図中左方向に移動する。このとき、第２の可動アー
ク電極22はその周囲に配設された第３の電極35内を摺動
し、開極動作完了時には、第２の可動アーク電極22は第
３の電極35内に収容されるような位置にくる。

この様に、開極動作完了時において、第２の可動アー
ク電極22と第３の電極35とが一体化され、等価的にその
外径が太くなるので、第２の可動アーク電極22の先端部
の電界強度が低下する。

また、開極動作の途中においても、第３の電極35の効
果で、第２の可動アーク電極22の先端部の電界強度は低
下する。

この様に、本実施例においては、開極動作時におい
て、第２の可動アーク電極先端部の電界強度を低下する
ことができるので、進み小電流遮断の様な、回復電圧の
高い電圧が対向するアーク電極間に加わった場合でも、
再点弧現象の発生を防止することができる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、第２の可動電極の
周囲に、固定部に支持固定された第３の電極を配設し、
その内部に第２の可動電極を摺動可能に配設し、投入状
態においては、第２の可動電極の先端部が第３の電極よ
り突出して、対向する第１の可動電極と接合し、一方、
開極状態においては、第２の可動電極が第３の電極内に
収納され、その先端部が第３の電極の先端部とほぼ等し
くなるように構成することにより、開極途中において、
第２の可動電極の先端部の電界緩和を可能とし、対向す
るアーク電極間における再点弧現象の発生を防止した、
信頼性の高いパッファ形ガス遮断器を提供することがで
きる。特に、開極開始は第２の可動シールドによって、
開極状態では第２の可動アーク電極のみならず第３の電
極によって第２の可動アーク電極の先端が緩和されるた
め、開極の開始から完了までにおける確実な電界緩和が
達成される。また、本願発明の構成は専ら第２の可動ア
ーク電極側に関するものであり、第１の可動アーク電極
側の変更を何ら伴うことがない点においても合理性及び
効率性に富むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例の投
入状態を示す断面図、第２図は遮断動作中を示す断面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は従来のパ
ッファ形ガス遮断器の消弧室を収納した遮断器の外形
図、第５図はパッファ形ガス遮断器の消弧室を示す断面
図、第６図はダブルモーション形遮断器の投入状態を示
す断面図、第７図はダブルモーション形遮断器の遮断状
態を示す断面図である。１……ガスタンク、２……固定電極、３……可動電極、
４……絶縁筒、5,6……導体、７……駆動機構、８……
固定アーク電極、９……固定通電電極、10……支持絶縁
筒、11……パッファピストン、12……パッファシリン
ダ、13……操作ロッド、14……可動アーク電極、15……
絶縁ノズル、16……アーク、17……パッファ室、18……
リンク装置、18a……リンク、18b……第１の連結棒、18
c……第２の連結棒、18d……リンク支持部、18e……支
点、19……絶縁筒、20……通電円筒、21……通電導体、
21a……通電部、22……第２の可動アーク電極、23……
第２の可動電極、26……可動通電接触子、30……第２の
可動電極、31……フランジ部、31a……貫通孔、32……
フランジ部、33……第２の可動シールド、34……リブ、
35……第３の電極、36……固定部、37……対向シール
ド。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】消弧性ガスを封入した容器内に、接離自在
な第１、第２の可動アーク電極を対向して配置するとと
もに、前記容器に固定され且つ前記第２の可動アーク電
極と電気的に接続される通電導体を配置し、前記第１の可動アーク電極とこれと同期して移動するパ
ッファシリンダとを駆動装置に連結した操作ロッドに固
定し、前記第２の可動アーク電極を前記操作ロッドに対
して前記第１の可動アーク電極と同期して反対方向に移
動するように連結し、前記操作ロッドによる第１、第２の可動アーク電極の開
極時には、これら可動アーク電極と同期して移動する前
記パッファシリンダとこのパッファシリンダ内に配設さ
れたパッファピストンとにより、パッファシリンダ内の
消弧性ガスを圧縮して噴出し、第１、第２の可動アーク
電極間に発生するアークに吹き付けて消弧するパッファ
形ガス遮断器において、前記第２の可動アーク電極の周囲には、前記通電導体に
固定され且つ前記第２の可動アーク電極がその内部を摺
動可能な第３の電極を配設し、遮断器の投入状態時には、前記第２の可動アーク電極先
端部が第３の電極から突出して第１の可動アーク電極と
接合され、一方、開極状態においては、第３の電極の先
端部が第２の可動電極の先端部とほぼ等しい位置になる
ように構成し、前記第２の可動アーク電極の周囲には、前記第２の可動
アーク電極と共に移動し且つ前記第２可動アーク電極の
先端と遮断器の軸方向から見て略同位置の先端位置を有
する可動シールドを配設したこと、を特徴とするパッファ形ガス遮断器。