JP2653502B2 - ガス遮断器 - Google Patents

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
消弧室を改良したガス遮断器に関する。

（従来の技術） 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、かつ高い信頼性が要求
されている。遮断器の信頼性を高めるためには部品数を
少なくし、構造を簡単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。したがっ
て、遮断器の１点当りの遮断容量を増加させることが必
要である。従来の一般的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力を高め
ることが必要である。

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−63kA級の遮断器は４点
切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遮断点当りの遮断容量を
向上させ、550kV−63kAを２点切あるいは１点切化する
ことが必要である。

このような遮断容量の向上を達成するために、従来16
8kV以上の送電系統に用いられてきたものは、アークに
ガスを吹き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うえに、封入され
たSF₆ガスによるすぐれた絶縁・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
密閉形ガス絶縁開閉所においては、用いる絶縁ガスが遮
断器と他の機器との絶縁協調が可能であり、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る。

第４図及び第５図に従来用いられるパッファ形ガス遮
断器の構造を示す。まず、第４図において、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こ
れら固定電極２と可動電極３の外側を包囲するように絶
縁筒４が設けられている。固定電極２と可動電極３には
それぞれ導体5,6が接続され、さらに可動電極３にはそ
の駆動機構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。

次にこのようなパッファ形ガス遮断器の消弧室の詳細
を説明する。第５図において、固定電極２は中心の固定
アーク接触子８と、その外側に設けられた円筒状の固定
通電接触子９を備え、中空に構成されている。一方、可
動電極３は、ガスタンク１側に固定されたパッファピス
トン11と、このパッファピストン11の外側を摺動するパ
ッファシリンダ12と、このパッファシリンダ12と前記駆
動機構７とを連結するためにパッファピストン11の内部
に挿入された操作ロッド13とを備えている。更に、前記
パッファシリンダ12の先端部には、固定アーク電極８に
接触する可動アーク電極14と、それを取り囲む絶縁ノズ
ル15とが設けられている。

このように構成された従来のガス遮断器において、操
作ロッド13が駆動機構７によって往復運転すると、可動
電極３はこれと対向する固定電極２との間で開閉動作を
行ない、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、固定アーク電極８と可動アーク電極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が左右方向へ移動し、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により制御されてアーク16に吹き付けら
れ、これを消弧する。

ところで、以上のような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の手段の１つとして、開極
速度を早くする方法があるが、上述の構成にて開極速度
を早くするためには、駆動機構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。こ
れに対し、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の移動方向と反対方向に移動させ
ることにより、相対的な開極速度を早くする方式のもの
がある。

第６図は可動電極３（第１可動電極）に対向配置した
第２可動電極23を、可動電極３（第１可動電極）の移動
方向と反対方向に移動する方式のパッファ形ガス遮断器
を示している。なお、同図は投入状態を示している。

この図において、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が配置されている。絶縁ロッド29は、その操作
機構側の端部にて、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。リ
ンク装置18は、リンク18aの両端にそれぞれ回転自在に
連結された、第１、第２の連結棒18b,18cおよび18aを支
持するリンク支持部18dより構成されている。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に対して回転自在に
支持されている。また、第１、第２の各連結棒18b,18c
は、それぞれの一端にて、操作ロッド13と絶縁ロッド29
に回転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した絶縁筒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が取付けられており、この通電
円筒20が操作機構と反対側に支持固定した通電用導体21
の通電部21aを摺動自在に動作する。この通電円筒20の
操作機構部側軸線上には、第２可動アーク電極22が設け
られ、可動電極３（第１可動電極）と開閉操作を伴なう
第２可動電極23を構成している。なお、第６図の投入状
態において、可動電極３（第１可動電極）と第２可動ア
ーク電極22は接触状態にある。

以上のように構成した従来のガス遮断器において、第
６図の投入状態にて図示しない操作機構を操作すると、
操作ロッド13が所定の速度で操作機構方向（図中右方
向）に駆動され、その先端に固定された可動電極３（第
１可動電極）が右方向に移動し、第２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連結棒18bにも
同方向へ力が加わり、その力が第１連結棒18bと連結し
ているリンク18aの一端を図中右方向へ移動するように
加わる。この場合、リンク18aの支点18eを固定している
ため、リンク18aの一端に加わる前記の力は、リンク18a
の支点18eを軸として反時計方向に回転させるモーメン
ト力となり、リンク18aが同方向に回動する。すると、
リンク18aの他端は、図中左方向に回転するため、同部
に連結している第２連結棒18cが左方向へ移動し、これ
に連結した絶縁ロッド29の左方向へ移動する。従って、
絶縁ロッド29に固定した第２可動電極23が左方向へ移動
して、可動電極３（第１可動アーク電極）から開離し、
第７図に示すような開極状態に移行する。すなわち、操
作ロッド13の動作に従って、可動電極３（第１可動アー
ク電極）および第２可動電極23の両方がそれぞれ遮断動
作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を上述のような遮断
動作と逆方向に駆動することで同様に行なわれる。すな
わち、第７図の遮断完了状態において、操作ロッド13を
所定の速度で左方向へ駆動すると、これに固定された可
動電極３（第１可動電極）が第２可動電極23との接触方
向である左方向へ移動する一方、第１連結棒18bを介し
てリンク18aが時計方向に回転する。これにより、第２
連結棒18cが右方向に移動し、絶縁ロッド29および第２
可動電極23が可動電極３（第１可動アーク電極）との接
触方向である右方向へ移動する。

（発明が解決しようとする課題） ところで上述した第６図および第７図の構成により、
開極速度を早めたとしても、駆動力が同じであるなら
ば、可動電極３（第１可動電極）の開極速度は第４およ
び第５図における可動電極３の開極速度とほぼ同じであ
り、この場合バッファ室17で消弧性ガスが圧縮される程
度は同じであり、アーク16に吹き付ける吹き付け力もほ
ぼ同じである。

消弧性能を向上させるためには、消弧性ガスの吹き付
け力を高める必要があるが、第６および第７図の構成に
おいて吹き付け力を高めるには駆動機構の駆動力を大き
くしなければならず、機器全体が大型化し、コスト高に
なるという欠点を有していた。

本発明は上述のごとき従来技術の欠点を解消するため
になされたものであり、その目的は、遮断器が遮断する
際駆動力を大きくすることなく、消弧性能を向上させ信
頼性を高めた遮断器を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器内
に接離自在な第１、第２可動電極を対向して配置し、 第１可動電極と第１パッファシリンダとを駆動装置に
連結した操作ロッドの一端に固定し、前記第１パッファ
シリンダとこの第１パッファシリンダ内を摺動する第１
パッファピストンとにより第１パッファ室を形成し、 前記操作ロッドにはその駆動力の方向を逆転させるリ
ンク装置を連結し、このリンク装置と前記第２可動電極
の外周部とを絶縁ロッドにて連結し、 前記第２可動電極を第２パッファシリンダに固着し、
前記第２パッファシリンダとこの第２パッファシリンダ
内を摺動する第２パッファピストンとにより、第２パッ
ファシリンダ内に第２パッファ室を形成し、 第１可動電極と第２可動電極の開離動作に伴い、前記
第１及び第２パッファ室内の消弧性ガスを圧縮し、この
圧縮ガスを前記対向する電極間に発生するアークに吹き
付けることを特徴とする。

（作用） 本発明のガス遮断器によると、遮断時において駆動装
置が駆動されると、その駆動力は操作ロッドを介して前
記第１可動電極と第１パッファシリンダに伝達されて第
１パッファ室が圧縮される。これと同時に、操作ロッド
に連結されたリンク装置により、前記駆動力の一部はそ
の方向が逆転され、絶縁ロッドを介して第２可動電極側
へ伝達される。この時、絶縁ロッドが第２可動電極の外
周部と連結されているために、この駆動力は第２パッフ
ァシリンダへ伝達され、この第２パッファシリンダが移
動されることによって第２パッファシリンダ内の第２パ
ッファピストンとによって形成される第２パッファ室が
圧縮される。よって、遮断時には第１、第２可動電極間
に生じるアークは、両可動電極側から消弧性ガスが吹き
付けられる。

（実施例） 次に本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て具体的に説明する。なお、第６図、第７図に示した従
来のガス遮断器と同一部材については同一符号を付して
説明は省略する。

本実施例においては、第６図および第７図に示した構
成に加えて、第１図および第２図に示したように、通電
円筒20を第２パッファシリンダとして用い、この通電円
筒20の内側にその内部を摺動する第２パッファピストン
27を設け、通電円筒20と第２パッファピストン27の間の
空間に第２パッファ室28を構成する。さらに、第２可動
アーク電極22には第２パッファ室28と連絡した消弧性ガ
スの流路31を設ける。

以上のような構成を有する本実施例の動作について説
明する。第１図のよう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が図示していな
い駆動装置の方向に移動する。第２図は開極途中を示
す。操作ロッド13が動作すると、操作ロッド13に取付け
られた第１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。それと共に第１パッファシリンダ12と第
１パッファピストン11との間に構成された第１パッファ
室17を圧縮し始める。

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連結棒18bにも同方向へ力が加わ
り、その力は、第１連結棒18bと連結しているリンク18a
により向きを変えられ、リンク18aに連結された第２連
結棒18cを操作ロッド13と逆方向へ動かす。従って、こ
れに連結した絶縁ロッド29および第２可動電極３、これ
に固着された通電円筒20も操作ロッド13と逆方向へ移動
する。それと共に第２パッファシリンダを形成する通電
円筒20と第２パッファピストン27との間に構成された第
２パッファ室28内の消弧性ガスが圧縮され、この消弧性
ガス流が第２可動アーク電極23に設けられた消弧ガスの
流路31により制御され、アーク16に吹き付けられ、これ
を消弧する。

本実施例の作用効果は次の通りである。遮断器を遮断
する際、アーク16に消弧性ガスを吹き付けることによ
り、アーク16を消弧するわけであるから、この吹き付け
力が大きいほど消弧性能はすぐれたものとなる。従来、
第１可動電極３側からのみ消弧性ガスを吹き付けていた
のに対し、本実施例においては第１可動電極３側からの
吹き付けは従来通の行なうのに加え、第２可動電極23側
からも消弧性ガスを吹き付けるためその吹き付け力は増
加する。

このような構成により、本実施例によれば、遮断時の
消弧性能の向上した信頼性の高い遮断性能を持ったガス
遮断器を提供することができる。

本発明の他の一実施例を第３図を参照して具体的に説
明する。なお、第３図は第２図と同様の開極途中状態を
示し、同一部材については同一符号を付して説明は省略
する。

本実施例においては、第１図および第２図に示した構
成における第２可動アーク電極23には消弧性ガスの流路
31を設けずに、第２可動アーク電極23を囲むようにガイ
ド30を設け、このガイド30と第２可動アーク電極間にガ
ス流路31を形成する。このガイド30は、必要に応じ導電
性物質あるいは絶縁物いずれで構成してもよい。

以上のような構成を有する本実施例の動作は、第１図
および第２図において説明した如く、操作ロッド13が動
作すると第１パッファシリンダ12と第１パッファピスト
ン11との間に構成されたパッファ室17を圧縮する一方
で、第２パッファシリンダとして働く通電円筒20、第２
パッファピストン27の間に構成された第２パッファ室28
を圧縮し、消弧性ガス流がガイド30により制御されてア
ーク16に吹き付けられて、これを消弧する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、通電円筒20の内側に別途第２パッファシリンダを形
成し、その内部に第２パッファピストンを摺動自在に組
込むことも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、第２パッフ
ァシリンダおよび第２パッファピストンを設けたので、
第１可動電極側に加えて第２可動電極側からも消弧性ガ
スの吹き付けが行なわれ、消弧性能が向上する。特に、
第１可動電極側のパッファ機構を駆動する操作ロッドに
リンク装置を介して第２可動電極側のパッファ機構が連
携されるため、単純且つ合理的な消弧が達成されるとい
う効果が得られる。

また、リンク装置と第２可動電極の外周部とを絶縁ロ
ッドにて連結することによって、絶縁ロッドに第２可動
電極側の操作ロッドの役割を果すとともに、第２可動電
極側の操作ロッドに相当する部材を第２パッファシリン
ダ外へ配置することとなるため、パッファピストンの実
質的面積を大きくすることが可能となる。このため、第
２パッファシリンダは第１パッファシリンダより短い全
長で消弧に必要な圧縮ガスを確保することが可能となる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々本発明の一実施例を示すガス
遮断器の投入状態および遮断動作を示す断面図、第３図
は本発明の他の実施例を説明する図、第４図は従来のパ
ッファ形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……
固定アーク接触子、９……固定通電接触子、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……可動アーク接触子、15
……絶縁ノズル、16……アーク、17……パッファ室、18
……リンク装置、19……絶縁筒、20……通電円筒、21…
…通電用導体、22……第２可動アーク電極、23……第２
可動電極室、24……第２可動シールド、25……第２可動
通電接触子、26……可動通電接触子、27……第２パッフ
ァピストン、28……第２パッファ室、29……絶縁ロッ
ド、30……ガイド、31……消弧性ガスの流路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消弧性ガスを充填した容器内に接離自在な
   第１、第２可動電極を対向して配置し、 第１可動電極と第１パッファシリンダとを駆動装置に連
   結した操作ロッドの一端に固定し、前記第１パッファシ
   リンダとこの第１パッファシリンダ内を摺動する第１パ
   ッファピストンとにより第１パッファ室を形成し、 前記操作ロッドにはその駆動力の方向を逆転させるリン
   ク装置を連結し、このリンク装置と前記第２可動電極の
   外周部とを絶縁ロッドにて連結し、 前記第２可動電極を第２パッファシリンダに固着し、前
   記第２パッファシリンダとこの第２パッファシリンダ内
   を摺動する第２パッファピストンとにより、第２パッフ
   ァシリンダ内に第２パッファ室を形成し、 第１可動電極と第２可動電極の開離動作に伴い、前記第
   １及び第２パッファ室内の消弧性ガスを圧縮し、この圧
   縮ガスを前記対向する電極間に発生するアークに吹き付
   けることを特徴とするガス遮断器。