JP5434406B2

JP5434406B2 - Disconnector

Info

Publication number: JP5434406B2
Application number: JP2009207929A
Authority: JP
Inventors: 達朗加藤; 敏昭六戸; 亮一篠原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: KR20110027604A; CN102024610A; KR101072518B1; TW201120932A; JP2011060535A; TWI421893B

Description

本発明は、変電所や開閉所等に設置される開閉装置、特にその断路器部分に関するものである。 The present invention relates to a switchgear installed in a substation, switchgear, etc., and more particularly to a disconnector part thereof.

ガス絶縁開閉装置を構成する断路器や遮断器などの開閉装置においては、開閉時に高周波の開閉サージが発生する可能性が高い。特に、開閉速度の比較的遅い断路器においては、開極動作中に再点弧が発生しやすい。この再点弧による発生サージは、数ＭＨｚから数十ＭＨｚと周波数が高く、その発生頻度も比較的高い。また、このような発生サージは周波数が高い急峻な過電圧であるために、断路器の絶縁性能低下の問題が生じる。 In a switchgear such as a disconnector or a circuit breaker that constitutes a gas insulated switchgear, there is a high possibility that a high-frequency switching surge will occur during switching. In particular, in a disconnector with a relatively slow opening and closing speed, re-ignition is likely to occur during the opening operation. The surge generated by this re-ignition has a high frequency of several MHz to several tens of MHz, and its frequency of occurrence is relatively high. Moreover, since such a generated surge is a steep overvoltage with a high frequency, there arises a problem of a decrease in insulation performance of the disconnector.

この絶縁性能低下の原因となるサージ発生を抑制するための方法の一つとして、例えば、サージが発生する箇所の近傍に抵抗体を配置して急峻なサージ電圧の波高値を低下させることが考えられている（特許文献１参照。）。 As one of the methods for suppressing the occurrence of a surge that causes the deterioration of the insulation performance, for example, it is considered to arrange a resistor in the vicinity of the place where the surge occurs to reduce the peak value of the steep surge voltage. (See Patent Document 1).

しかし、この方法では、断路器部分が大型化するという問題がある。この問題を解決するために、インダクタンスコイルを断路器の固定接触子部分に設け、断路器部分の大型化を防ぎつつ開閉サージ電圧の波高値を低下させる方法が考えられている（特許文献２参照。）。 However, this method has a problem that the disconnector portion is enlarged. In order to solve this problem, a method has been considered in which an inductance coil is provided in the fixed contact portion of the disconnector to reduce the peak value of the switching surge voltage while preventing an increase in the size of the disconnector portion (see Patent Document 2). .)

図１６に、特許文献２に係る開閉装置の一実施例を示す。この開閉装置は、固定電極１０１に直列接続してインダクタンスコイル１０２を設け、インダクタンスコイル１０２はさらにシールド１０３に接続されているところに特徴がある。この構成から、可動コンタクト１０４がチューリップコンタクト１０５から開離した後は、アーク放電がシールド１０３からインダクタンスコイル１０２を経て固定電極１０１に流れることとなる。これにより断路器部分の大型化を防ぎつつ開閉サージ電圧の波高値を低下させることが可能となる。また、この構成では、インダクタンスコイル１０２には開極動作時にしか電流が流れない構造となっている。したがって、サージ低減を実現するインダクタンスの効果がサージが発生しやすい開極動作時にだけ働くようになっている。これにより効果的に高周波のサージ電圧を抑制することが可能となる。 FIG. 16 shows an embodiment of the switchgear according to Patent Document 2. This switchgear is characterized in that an inductance coil 102 is provided in series with a fixed electrode 101, and the inductance coil 102 is further connected to a shield 103. From this configuration, after the movable contact 104 is separated from the tulip contact 105, arc discharge flows from the shield 103 to the fixed electrode 101 through the inductance coil 102. This makes it possible to reduce the peak value of the switching surge voltage while preventing the disconnector portion from becoming large. In this configuration, the inductance coil 102 has a structure in which current flows only during the opening operation. Therefore, the inductance effect that realizes surge reduction works only during the opening operation in which surge is likely to occur. As a result, it is possible to effectively suppress a high-frequency surge voltage.

特開平３−１２９６１５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-129615 特開平５−３４２９５２号公報JP-A-5-342952

しかしながら、上記構成によれば、シールドがアークに曝されることとなる。その結果、シールドが劣化・消耗することで絶縁性の低下につながる恐れがある。 However, according to the said structure, a shield will be exposed to an arc. As a result, the shield may deteriorate or wear out, leading to a decrease in insulation.

また、この構成によれば、シールドがアークに曝されるため、該シールドに高電圧がかかることとなる。このためシールドと金属容器との間に一定の距離をとらなければ絶縁性能を保つことができない。その結果、金属容器の小型化に限界がある。 According to this configuration, since the shield is exposed to the arc, a high voltage is applied to the shield. For this reason, insulation performance cannot be maintained unless a certain distance is taken between the shield and the metal container. As a result, there is a limit to downsizing the metal container.

さらに、この構成によれば、アークに曝されることによるシールドの劣化・消耗を抑えるため、シールドを溶融の少ない高価な金属材料を用いて製造する必要がある。このため製造コストがかさむという問題が生じる。 Furthermore, according to this configuration, in order to suppress the deterioration and consumption of the shield due to exposure to the arc, it is necessary to manufacture the shield using an expensive metal material with little melting. Therefore, there arises a problem that the manufacturing cost is increased.

本発明の目的は、サージ低減を実現するインダクタンスの効果が、サージが発生しやすい開極動作時にだけ働くという効果を維持しつつ、上記発明の問題点を解決することである。すなわち、断路器の絶縁性能を維持するとともに、金属容器径のさらなる縮小化および製造コストの低減を実現することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems while maintaining the effect that the effect of inductance that realizes surge reduction works only during the opening operation in which surge is likely to occur. That is, it aims at maintaining the insulation performance of a disconnector, and implement | achieving further reduction of a metal container diameter and reduction of manufacturing cost.

上記課題を解決するために、本発明は、それぞれ中心導体を有する絶縁スペーサで区画されて絶縁性ガスを封入される密封容器内に、一方の絶縁スペーサの中心導体に取り付けられる固定側導体と、前記固定側導体に接続される固定側接触子と、前記固定側接触子の内側に取り付けられるアークコンタクトと、前記固定側接触子を包囲して配置した固定側シールドと、前記固定側接触子及び前記アークコンタクトに接触するとともに前記アークコンタクトとの開極に先行して前記固定側接触子から開離する可動子と、前記アークコンタクトを前記可動子の動作軸方向に追従させる追従手段とを備えた断路器において、前記アークコンタクトのアーク点弧部と前記固定側導体との間に電気的に直列に挿入されるインダクタンスを有し、前記追従手段は、バネと、前記バネを可動自在に支えて前記アークコンタクトと前記固定側接触子を電気的に接続する支持枠と、で構成して前記固定接触子の内側に配置し、前記アークコンタクトは、アークが点弧するアーク点弧部と、導体をコイル状に巻いた前記インダクタンスとなるコイル部と、前記固定側接触子内に配置される支持枠と電気的に接触する接触部と、前記アーク点弧部とコイル部と接触部とをコイルの巻線部で支持する支持絶縁部とで構成されることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a fixed-side conductor attached to a central conductor of one insulating spacer in a sealed container that is partitioned by an insulating spacer having a central conductor and sealed with an insulating gas , a fixed-side contact to be connected to the stationary conductor, the arc contact attached to the inner side of the fixed side contacts, and a fixed side shield disposed to surround the stationary contact, the stationary contacts and A mover that contacts the arc contact and opens from the stationary contact prior to opening the arc contact; and a follower that causes the arc contact to follow the operating axis direction of the mover. and the disconnector, electrically possess the inductance to be inserted in series between said arc contact of the stationary conductor and arc ignition portion, the follow-up The step includes a spring and a support frame that supports the spring movably to electrically connect the arc contact and the stationary contact, and is disposed inside the stationary contact. Is an arc firing portion where the arc is ignited, a coil portion that is the inductance obtained by winding a conductor in a coil shape, a contact portion that is in electrical contact with a support frame disposed in the fixed-side contact, The arc starting portion, the coil portion, and the contact portion are constituted by a support insulating portion that supports the coil winding portion .

本発明の構成によれば、アークコンタクトにアークが点弧され、シールド部がアークに曝されるおそれが低減する。その結果、シールドが劣化・消耗するおそれが低減し絶縁性能の維持が可能となる。 According to the configuration of the present invention , the arc is ignited in the arc contact, and the possibility that the shield part is exposed to the arc is reduced. As a result, the possibility that the shield is deteriorated and consumed is reduced, and the insulation performance can be maintained.

また、シールド部にアークが点弧するおそれを低減させ、シールドに高電圧がかかるのを防ぐことができるため、シールドと金属容器の間の距離が短くても絶縁性能を維持することが可能となる。これによって金属容器１のさらなる小型化が実現可能となる。 In addition, it can reduce the risk of arcing to the shield part and prevent high voltage from being applied to the shield, so it is possible to maintain insulation performance even if the distance between the shield and the metal container is short. Become. Thereby, further miniaturization of the metal container 1 can be realized.

また、シールド部がアークに曝されるおそれが低減するため、シールドを安価な材料であるアルミニウム等で構成することが可能となる。これによって製造コストの低減が可能となる。 Further, since the possibility that the shield part is exposed to the arc is reduced, the shield can be made of aluminum or the like which is an inexpensive material. This makes it possible to reduce manufacturing costs.

さらに、シールド部にアークを点弧しないため、シールドを絶縁材料で被覆することが可能となる。これによって更なる絶縁性の向上を実現することが可能となる。また、シールド部から金属容器までの絶縁距離をさらに短くすることが可能となり、金属容器の径を更に縮小化することが可能となる。 Further, since the arc is not ignited on the shield part, the shield can be covered with an insulating material. This makes it possible to achieve further improvement in insulation. Further, the insulation distance from the shield part to the metal container can be further shortened, and the diameter of the metal container can be further reduced.

図１は本発明の一実施例である断路器の開極直後の状態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state immediately after opening of a disconnector according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の一実施例である断路器の閉極状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a closed state of a disconnector according to an embodiment of the present invention. 図３は本発明の一実施例である断路器の開極状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an open state of a disconnector according to an embodiment of the present invention. 図４は図１の断路部における拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the disconnecting portion of FIG. 図５は図１の断路部における正面図である。図５（ａ）は固定側を可動側から見た正面図であり、図５（ｂ）は可動側を固定側から見た正面図である。FIG. 5 is a front view of the disconnecting portion of FIG. FIG. 5A is a front view of the fixed side viewed from the movable side, and FIG. 5B is a front view of the movable side viewed from the fixed side. 図６は第１の実施形態に用いられるアークコンタクトの拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the arc contact used in the first embodiment. 図７は発生する再点弧サージ波形の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a re-ignition surge waveform that is generated. 図８は実施例１に係るアークコンタクトを適用した場合に発生するサージ波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a surge waveform generated when the arc contact according to the first embodiment is applied. 図９は回路インピーダンスに対するサージ電圧の関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship of surge voltage to circuit impedance. 図１０は本発明におけるアークコンタクト部の電位とシールド部の電位の比較を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a comparison between the potential of the arc contact portion and the potential of the shield portion in the present invention. 図１１は電極被覆の有無による絶縁破壊電圧の比較を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a comparison of the dielectric breakdown voltage depending on the presence or absence of electrode coating. 図１２は本発明に係る断路器の第２の実施形態を示す図である。FIG. 12 is a view showing a second embodiment of the disconnector according to the present invention. 図１３は本発明に係る断路器の第３の実施形態を示す図である。FIG. 13 is a view showing a third embodiment of the disconnector according to the present invention. 図１４は本発明に係る断路器の第４の実施形態を示す図である。FIG. 14 is a view showing a fourth embodiment of the disconnector according to the present invention. 図１５は第４の実施形態に用いられるアークコンタクトの拡大断面図である。FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of an arc contact used in the fourth embodiment. 図１６はシールドに直列にインダクタンスコイルを設けた従来の断路器の断路部構造の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a disconnecting portion structure of a conventional disconnector in which an inductance coil is provided in series with a shield.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１乃至図３は本発明の一実施例である断路器を示す断面図である。図１は断路器の開極直後の状態を示し、図２は断路器の閉極状態を示し、図３は断路器の開極状態を示す。図４は図１の断路部における拡大断面図である。また、図５（ａ）は断路部の固定側を可動側から見た正面図であり、図５（ｂ）は断路部の可動側を固定側から見た正面図である。図６はアークコンタクトの拡大断面図である。 1 to 3 are sectional views showing a disconnector according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state immediately after the disconnector is opened, FIG. 2 shows a closed state of the disconnector, and FIG. 3 shows an opened state of the disconnector. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the disconnecting portion of FIG. FIG. 5A is a front view of the fixed side of the disconnecting portion viewed from the movable side, and FIG. 5B is a front view of the movable side of the disconnecting portion viewed from the fixed side. FIG. 6 is an enlarged sectional view of the arc contact.

実施例１の断路器は、金属容器１、可動子２、アークコンタクト３Ａ、バネ４、固定側接触子５ａ、可動側接触子５ｂ、固定側シールド６ａ、可動側シールド６ｂ、固定側導体７、可動側筒状導体８、絶縁スペーサ１０ａ、１０ｂ、操作ロッド１２、支持枠１５Ａ、高電圧導体１７ａ、１７ｂ、中心導体１８ａ、１８ｂで構成される。 The disconnector of the first embodiment includes a metal container 1, a mover 2, an arc contact 3A, a spring 4, a fixed contact 5a, a movable contact 5b, a fixed shield 6a, a movable shield 6b, a fixed conductor 7, The movable cylindrical conductor 8, the insulating spacers 10a and 10b, the operation rod 12, the support frame 15A, the high voltage conductors 17a and 17b, and the center conductors 18a and 18b are configured.

密閉容器１には、乾燥空気、ＳＦ６ガスなどの絶縁媒体が封入されている。また、密閉容器１内には、絶縁スペーサ１０ａ、１０ｂによって密閉容器１から電気的に絶縁した状態で高電圧導体１７ａ、１７ｂが支持されている。 The sealed container 1 is filled with an insulating medium such as dry air or SF6 gas. In addition, high voltage conductors 17a and 17b are supported in the sealed container 1 in a state of being electrically insulated from the sealed container 1 by insulating spacers 10a and 10b.

絶縁スペーサ１０ａの中心導体１８ａには、固定側導体７を介して固定側接触子５ａが取り付けられている。この固定側接触子５ａは、その先端の内側が可動接触子２の外側と接するように配置される。この固定側接触子５ａの外周部には、電界緩和シールド６ａが配置されている。この電界緩和シールドは、アルミニウム等の導電金属で作られ、その周りにエポキシ系の絶縁材料等で被覆が施されている。また、この固定側接触子５ａの内側には、支持枠１５Ａおよびアークコンタクト３Ａを支持するバネ４が取り付けられている。アークコンタクト３Ａの先端部に位置するアーク点弧部２１は、開極直前において可動子２のみと接触し通電するよう、開極状態において固定側接触子５ａの先端部から突出するように構成される。 The fixed contact 5a is attached to the central conductor 18a of the insulating spacer 10a via the fixed conductor 7. The stationary contact 5a is disposed such that the inside of the tip thereof is in contact with the outside of the movable contact 2. An electric field relaxation shield 6a is disposed on the outer peripheral portion of the stationary contact 5a. This electric field relaxation shield is made of a conductive metal such as aluminum and is covered with an epoxy insulating material or the like. A spring 4 that supports the support frame 15A and the arc contact 3A is attached to the inside of the fixed contact 5a. The arc starting portion 21 located at the tip of the arc contact 3A is configured to protrude from the tip of the stationary contact 5a in the open state so that only the mover 2 is brought into contact and energized immediately before opening. The

一方、絶縁スペーサ１０ｂの中心導体１８ｂには、可動側筒状導体８を介して可動側接触子５ｂが支持されている。この可動接触子５ｂの外周部には、電界緩和シールド６ｂが配置されている。この電界緩和シールドは、固定側の電界緩和シールド６ａと同様に構成される。可動子２は、固定側接触子５ａと可動側接触子５ｂ間を開閉可能に橋絡している。この可動子２は、その軸線上を開閉動作するように絶縁操作ロッド１２の一端側、つまり自由端側に接触連結されている。この絶縁操作ロッド１２の他端側には、気密を保持しながら密封容器１外に導出した回転軸１９が連結されている。また、この回転軸１９には図示しない操作器が連結されている。 On the other hand, the movable contact 5b is supported on the central conductor 18b of the insulating spacer 10b via the movable cylindrical conductor 8. An electric field relaxation shield 6b is disposed on the outer peripheral portion of the movable contact 5b. This electric field relaxation shield is configured similarly to the fixed-side electric field relaxation shield 6a. The mover 2 bridges the fixed contact 5a and the movable contact 5b so as to be openable and closable. The mover 2 is contact-connected to one end side, that is, the free end side of the insulating operation rod 12 so as to open and close on its axis. A rotating shaft 19 led out of the sealed container 1 is connected to the other end of the insulating operation rod 12 while maintaining airtightness. An operating device (not shown) is connected to the rotating shaft 19.

実施例１においては、高周波サージの発生を抑制するために、アークコンタクト３Ａの一部をインダクタンスとなるコイル形状で構成している。このアークコンタクトの詳細を図６に示す。図６のアークコンタクトは、アークが点弧するアーク点弧部２１と、コイルを形成するコイル部２２と、支持枠１５Ａと電気的に接触する接触部２３と、これらそれぞれをコイルの巻き線内部で支持する支持絶縁部２４とで構成される。アーク点弧時には、電流は、アーク点弧部２１、コイル部２２、接触部２３を通じて支持枠１５Ａと固定側導体７に流れるため、それぞれが電気的に接続されている必要がある。 In Example 1, in order to suppress generation | occurrence | production of a high frequency surge, a part of arc contact 3A is comprised by the coil shape used as an inductance. Details of the arc contact are shown in FIG. The arc contact of FIG. 6 includes an arc starting portion 21 where the arc is ignited, a coil portion 22 forming a coil, a contact portion 23 electrically contacting the support frame 15A, and each of these inside the coil winding. It is comprised with the support insulation part 24 supported by. At the time of arc ignition, current flows through the arc ignition part 21, the coil part 22, and the contact part 23 to the support frame 15A and the fixed-side conductor 7, so that each needs to be electrically connected.

アーク点弧部２１のアークにさらされる部分は、アークによる消耗を抑えるため、銅にタングステン、クロムなどを添加した耐アーク性の合金を用いるのが好ましい。一方、コイル部２２や接触部２３は、サージ発生時に電流を流す必要があるため、例えば、銅、アルミニウム又はこれらの合金などの良導電性の金属材料で構成される。また、支持絶縁部２４は、上記各要素を支持するためにＦＲＰ材やエポキシ樹脂などの強度が十分な絶縁材で構成される。 It is preferable to use an arc-resistant alloy in which tungsten, chromium, or the like is added to copper in the portion exposed to the arc of the arc ignition portion 21 in order to suppress wear due to the arc. On the other hand, the coil portion 22 and the contact portion 23 are made of a highly conductive metal material such as copper, aluminum, or an alloy thereof because it is necessary to pass a current when a surge occurs. Further, the support insulating part 24 is made of an insulating material having sufficient strength such as an FRP material or an epoxy resin in order to support the above-described elements.

以下、実施例１の動作について説明する。図２は断路器の閉極状態を示し、図３は断路器の開極状態を示している。また、図１は断路器の開極直後の状態を示している。 Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described. FIG. 2 shows a closed state of the disconnector, and FIG. 3 shows an opened state of the disconnector. FIG. 1 shows a state immediately after the disconnector is opened.

図２に示す閉極状態では、可動子２がアークコンタクト３Ａおよび固定側接触子５ａと接している。この場合、固定側導体７と可動側筒状導体８の間には、固定側接触子５ａ、可動子２、および可動側接触子５ｂを介して電流が流れる。アークコンタクト３Ａのコイル部２２には系統電流は殆ど流れないので、インダクタンスによるロスは非常に少ない。 In the closed state shown in FIG. 2, the mover 2 is in contact with the arc contact 3A and the stationary contact 5a. In this case, a current flows between the fixed-side conductor 7 and the movable-side cylindrical conductor 8 via the fixed-side contact 5a, the mover 2, and the movable-side contact 5b. Since system current hardly flows through the coil portion 22 of the arc contact 3A, loss due to inductance is very small.

一方、図１に示す開極直後の状態では、以下に示すように、固定側接触子５ａには電流が流れず、アークコンタクト３Ａを介して電流が流れる。開極動作では、可動子２が図２の閉極状態から、操作ロッド１２が時計回りに回転するのに応じて、絶縁スペーサ１０ｂ方向に摺動する。このとき、アークコンタクト３Ａは、支持枠１５Ａ沿いにバネ４により押し出されることで、金属容器１の絶縁スペーサ１０ｂ方向に可動子２と一体になって移動する。可動子２がさらに移動すると、固定側接触子５ａと可動子２の接触が外れ、可動子２がアークコンタクト３Ａのみと接触する状態となる。 On the other hand, in the state immediately after the opening shown in FIG. 1, as shown below, no current flows through the stationary contact 5a, but a current flows through the arc contact 3A. In the opening operation, the mover 2 slides in the direction of the insulating spacer 10b as the operating rod 12 rotates clockwise from the closed state of FIG. At this time, the arc contact 3A moves together with the mover 2 in the direction of the insulating spacer 10b of the metal container 1 by being pushed out by the spring 4 along the support frame 15A. When the mover 2 further moves, the contact between the stationary contact 5a and the mover 2 is released, and the mover 2 comes into contact with only the arc contact 3A.

さらに可動子２が絶縁スペーサ１０ｂ方向に移動すると、アークコンタクト３Ａは、支持枠１５Ａの端部で係止する。さらに可動子２が移動すると、図１に示すようにアークコンタクト３Ａと可動子２の接触が外れてアークが点弧する状態となる。 When the mover 2 further moves in the direction of the insulating spacer 10b, the arc contact 3A is locked at the end of the support frame 15A. When the mover 2 further moves, as shown in FIG. 1, the arc contact 3 </ b> A and the mover 2 come out of contact and the arc is ignited.

図４に可動子２の左端が固定側シールド６ａの右端まで変位した状態を示す。この状態では、アーク点弧部２１と可動子２の先端との間隙ｄが可動子２と固定側シールド６ａとの間隙Ｄよりも小さくなるように設定されている。このような寸法関係にしておけば、アークは小さい間隙ｄに生じ、固定側シールド６ａと可動子２の間に生ずることはない。したがって、アーク電流は専らアーク点弧部２１からコイル部２２に流れるので、コイル部２２のインダクタンスにより、アークに起因するサージ電圧の波高値は抑制される。 FIG. 4 shows a state where the left end of the mover 2 is displaced to the right end of the fixed shield 6a. In this state, the gap d between the arc starting portion 21 and the tip of the mover 2 is set to be smaller than the gap D between the mover 2 and the stationary shield 6a. With such a dimensional relationship, an arc is generated in the small gap d and is not generated between the fixed side shield 6a and the mover 2. Therefore, since the arc current exclusively flows from the arc starting portion 21 to the coil portion 22, the peak value of the surge voltage caused by the arc is suppressed by the inductance of the coil portion 22.

図１の状態からさらに可動子２が絶縁スペーサ１０ｂ方向に移動し、アークコンタクト３Ａと可動子２間の絶縁距離が十分に広がると、放電が発生しない状態となり電流が遮断される。これにより図３に示す開極状態となる。 When the mover 2 further moves in the direction of the insulating spacer 10b from the state of FIG. 1 and the insulation distance between the arc contact 3A and the mover 2 is sufficiently widened, the discharge is not generated and the current is cut off. As a result, the open state shown in FIG. 3 is obtained.

図７はインダクタンスを有しない通常のアークコンタクトを使用した場合に発生する再点弧サージ波形の一例を示す図である。縦軸は電圧（ｐ．ｕ．）、横軸は経過時間（ｎｓ）を表す。この図は、サージ発生時に数ＭＨｚ以上の高周波電圧が発生していることを示している。発生する電圧のピーク値は回路条件に依存するが、最大で運転電圧の約２．５倍の電圧が発生する場合がある。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a re-ignition surge waveform generated when a normal arc contact having no inductance is used. The vertical axis represents voltage (pu), and the horizontal axis represents elapsed time (ns). This figure shows that a high frequency voltage of several MHz or more is generated when a surge occurs. The peak value of the generated voltage depends on the circuit conditions, but a voltage about 2.5 times the operating voltage may be generated at the maximum.

図８に、実施例１に係るアークコンタクトを適用した場合に発生するサージ波形を示す。縦軸は電圧（ｐ．ｕ．）、横軸は経過時間（ｎｓ）を表す。図８は、本発明のアークコンタクトを適用した以外は、図７と同じ回路条件で発生したサージ波形を示している。 FIG. 8 shows a surge waveform generated when the arc contact according to the first embodiment is applied. The vertical axis represents voltage (pu), and the horizontal axis represents elapsed time (ns). FIG. 8 shows a surge waveform generated under the same circuit conditions as in FIG. 7 except that the arc contact of the present invention is applied.

図８と図７にそれぞれ示されたサージ波形を比較すると、アークコンタクトが有するインダクタンスの効果により、図８の波形は穏やかなものとなっている。つまり、サージの波頭の振動波形が減衰することで、断路器の開極動作時に発生する過電圧を抑制して絶縁性能の低下を防ぐことが可能であることが分かる。 Comparing the surge waveforms shown in FIG. 8 and FIG. 7 respectively, the waveform of FIG. 8 is gentle due to the effect of the inductance of the arc contact. In other words, it can be seen that, by attenuating the vibration waveform at the front of the surge, it is possible to suppress the overvoltage generated during the opening operation of the disconnector and prevent the insulation performance from deteriorating.

図９は、回路インピーダンスに対するサージ電圧の関係を示している。縦軸はサージ電圧（ｐ．ｕ．）、横軸はインピーダンス（Ω）を表す。図９から分かるように、インピーダンスを７０Ω以上にすれば、サージ電圧を２ｐ．ｕ．以下にすることができ、インピーダンスを２００Ω以上にすれば、サージ電圧を１．５ｐ．ｕ．以下にすることができる。なお、２ｐ．ｕ．は対地電圧波高値が運転電圧の２倍であることを意味する。つまり、アークコンタクトに適用するインダクタンスのインピーダンスを高くすることでサージ電圧を低減させることが可能である。 FIG. 9 shows the relationship of the surge voltage with respect to the circuit impedance. The vertical axis represents surge voltage (pu), and the horizontal axis represents impedance (Ω). As can be seen from FIG. 9, when the impedance is set to 70Ω or more, the surge voltage is reduced to 2 p. u. If the impedance is 200Ω or more, the surge voltage is 1.5 p. u. It can be: 2p. u. Means that the ground voltage peak value is twice the operating voltage. That is, the surge voltage can be reduced by increasing the impedance of the inductance applied to the arc contact.

以上述べたように、実施例１に係る断路器は、アークコンタクト３Ａの一部をインダクタンスとなるコイル形状で構成しており、アークコンタクト３Ａには開極動作時にしか電流が流れない構造となっている。これにより、サージ低減を実現するインダクタンスの効果が、サージが発生しやすい開極動作時にだけ働くようになっている。したがって、効果的に高周波のサージ電圧を抑制することが可能となる。 As described above, the disconnector according to the first embodiment is configured such that a part of the arc contact 3A has a coil shape that serves as an inductance, and a current flows through the arc contact 3A only during the opening operation. ing. Thereby, the effect of the inductance that realizes the reduction of the surge works only during the opening operation in which the surge is likely to occur. Therefore, a high-frequency surge voltage can be effectively suppressed.

また、コイル形状をアークコンタクト３Ａに配置しているため、サージを抑制する機構を他に設ける場合に比べて、断路器を大型化することなくサージ低減効果を実現し、絶縁性能を確保することが可能となる。 In addition, since the coil shape is arranged in the arc contact 3A, the surge reduction effect can be achieved and the insulation performance can be ensured without increasing the size of the disconnect switch compared to the case where another mechanism for suppressing surge is provided. Is possible.

さらに、本願の発明は、以下に述べる点においても前述の特開平５−３４２９５２号公報に係るシールドに直列にインダクタンスコイルを設ける発明（以下、従来例という。）と比べ有利な効果を奏する。 Furthermore, the invention of the present application also has an advantageous effect in the following points as compared with the invention (hereinafter referred to as a conventional example) in which an inductance coil is provided in series with the shield according to the above-mentioned JP-A-5-342952.

図１０は、本発明におけるアークコンタクト部の電位とシールド部の電位の比較を示す図である。縦軸はそれぞれの部位にかかる電位（ｐ．ｕ．）、横軸はインピーダンス（Ω）を表す。インピーダンスが１００Ωと仮定すると、アークコンタクト電位は約１．７５ｐ．ｕ．であるのに対し、シールド電位は約１．３ｐ．ｕ．となる。また、インピーダンスが２００Ωと仮定すると、アークコンタクト電位は約１．５ｐ．ｕ．であるのに対し、シールド電位は約１．２５ｐ．ｕ．となる。 FIG. 10 is a diagram showing a comparison between the electric potential of the arc contact portion and the electric potential of the shield portion in the present invention. The vertical axis represents potential (pu) applied to each part, and the horizontal axis represents impedance (Ω). Assuming that the impedance is 100Ω, the arc contact potential is about 1.75 p. u. In contrast, the shield potential is about 1.3 p. u. It becomes. Assuming that the impedance is 200Ω, the arc contact potential is about 1.5 p. u. In contrast, the shield potential is about 1.25 p. u. It becomes.

すなわち、アークが発生するアークコンタクト部に比べてシールド部の電位は大きく低下することになる。特に再点弧時には高周波サージが発生するため電圧降下は顕著になる。アークコンタクト部はシールド部の内側に存在するため、アークコンタクト部の電位が高くても、インダクタンス分だけシールド電位は低くなる。そのシールド部と対地間の絶縁性能を確保することで高電圧部と対地（接地）との絶縁性能を満足することができる。 That is, the potential of the shield part is greatly reduced as compared with the arc contact part where the arc is generated. In particular, a voltage drop becomes noticeable because a high-frequency surge occurs during re-ignition. Since the arc contact portion exists inside the shield portion, even if the potential of the arc contact portion is high, the shield potential is lowered by an amount corresponding to the inductance. By ensuring the insulation performance between the shield portion and the ground, the insulation performance between the high voltage portion and the ground (ground) can be satisfied.

一方、従来例においてはアークが直接シールドに点弧するため、シールド電位が高周波サージの発生電位となる。したがって、シールドと対地間の絶縁性能を十分に確保する必要がある。 On the other hand, in the conventional example, since the arc is directly ignited to the shield, the shield potential becomes the generation potential of the high frequency surge. Therefore, it is necessary to ensure sufficient insulation performance between the shield and the ground.

以上より、実施例１に係る断路器は、従来例に比べシールドにかかる電位を低減することが可能となり、絶縁性能が確保される。また、シールド部から金属容器までの絶縁距離を短くすることが可能となり、金属容器の径を縮小することが可能となる。このため、従来例と比べ金属容器１のさらなる小型化が可能となる。 As described above, the disconnector according to the first embodiment can reduce the potential applied to the shield as compared with the conventional example, and the insulation performance is ensured. Further, the insulation distance from the shield part to the metal container can be shortened, and the diameter of the metal container can be reduced. For this reason, the metal container 1 can be further downsized as compared with the conventional example.

また、実施例１に係る断路器は、シールドにアークを点弧しないためシールドを安価な導電材料であるアルミニウム等で構成することが可能になる。一方、シールドにアークを点弧させる従来例の場合は、安価な導電材料であるアルミニウム等でシールドを構成することはできず、溶融の少ない高価な金属材料を用いる必要がある。したがって、実施例１に係る断路器は、従来例と比べて製造コストを低減することが可能となる。 Further, since the disconnector according to the first embodiment does not ignite an arc on the shield, the shield can be made of aluminum or the like which is an inexpensive conductive material. On the other hand, in the case of the conventional example in which an arc is ignited on the shield, the shield cannot be made of aluminum or the like, which is an inexpensive conductive material, and it is necessary to use an expensive metal material with little melting. Therefore, the disconnector according to the first embodiment can reduce the manufacturing cost as compared with the conventional example.

さらに、実施例１に係る断路器は、シールド部にアークを点弧しないため、シールド部を絶縁部材で被覆することが可能となる。一方、従来例の場合、シールド部を絶縁部材で被覆しても、シールドがアークに曝されるため被覆が溶けてしまい短期間に被覆の効果が失われる。 Furthermore, since the disconnector according to the first embodiment does not ignite an arc in the shield part, the shield part can be covered with an insulating member. On the other hand, in the case of the conventional example, even if the shield part is covered with an insulating member, the shield is exposed to the arc, so that the covering melts and the covering effect is lost in a short time.

図１１は電極被覆の有無による絶縁破壊電圧の比較を示す図である。ここでは被覆材料としてエポキシ系の絶縁材料を用い、厚さ数百μｍの絶縁被覆を施している。図１１からわかるように被覆がある場合には被覆がない場合に比べて絶縁破壊電圧が約２０％上昇している。つまり、図１のシールド６ａ、６ｂに絶縁被覆がある場合には絶縁被覆がない場合と比べて極間距離および対地間距離を約２０％低減させることが可能である。 FIG. 11 is a diagram showing a comparison of the dielectric breakdown voltage depending on the presence or absence of electrode coating. Here, an epoxy-based insulating material is used as the coating material, and an insulating coating with a thickness of several hundred μm is applied. As can be seen from FIG. 11, the dielectric breakdown voltage is increased by about 20% in the case where there is a coating compared to the case where there is no coating. That is, when the shields 6a and 6b in FIG. 1 have an insulating coating, the distance between the poles and the distance between the grounds can be reduced by about 20% compared to the case without the insulating coating.

実施例１に係る断路器は、この点においても従来例と比べ絶縁性の向上を実現することが可能である。また、シールド部から金属容器までの絶縁距離を更に短くすることが可能となる。したがって金属容器の径を更に縮小することが可能となる。 In this respect, the disconnector according to the first embodiment can improve the insulation as compared with the conventional example. In addition, the insulation distance from the shield part to the metal container can be further shortened. Therefore, the diameter of the metal container can be further reduced.

以下に、本発明に係る断路器の第２の実施形態を図１２に基づいて説明する。なお、図１との同等物には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Below, 2nd Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１２は、実施例２に係る断路器の固定側の拡大断面図である。この構成は、アークコンタクト部にコイルを設けず、アークコンタクト３Ｂと固定側導体７の間にコイルバネ１６を設け、このコイルバネ１６に電流が流れるような構成としたことを特徴とする。すなわち、サージ発生時にコイルバネ１６に電流を流すことにより、サージ低減効果となるインダクタンスとして機能させる構成を特徴とする。 FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the disconnecting switch according to the second embodiment on the fixed side. This configuration is characterized in that no coil is provided in the arc contact portion, a coil spring 16 is provided between the arc contact 3B and the fixed conductor 7, and a current flows through the coil spring 16. In other words, the present invention is characterized in that a current is passed through the coil spring 16 when a surge is generated, thereby functioning as an inductance that provides a surge reduction effect.

この場合、アークコンタクト３Ｂを軸方向に可動させるための支持枠１５Ｂは電流が流れないように絶縁材で構成する。開極動作時において固定側導体７と可動側筒状導体８の間には、コイルバネ１６、アークコンタクト３Ｂ、可動子２、可動側接触子５ｂに電流が流れることになる。これにより発生するサージを低減することが可能となる。 In this case, the support frame 15B for moving the arc contact 3B in the axial direction is made of an insulating material so that no current flows. During the opening operation, current flows through the coil spring 16, the arc contact 3B, the mover 2, and the movable contact 5b between the fixed conductor 7 and the movable cylindrical conductor 8. This makes it possible to reduce the generated surge.

実施例２に係る構成は、アークコンタクト３Ｂとコイルバネ１６をそれぞれ別個に作り、互いを直列につなぎ合わせることで製造することができる。すなわち、実施例２に係る構成は、アークコンタクト自体がコイル構造を有する実施例１の構成と比べて容易に製造することが可能となる。したがって、実施例１の構成の効果に加え、製造コストの削減、製造工数の削減という効果が生じる。 The configuration according to the second embodiment can be manufactured by separately making the arc contact 3B and the coil spring 16 and connecting them in series. That is, the configuration according to the second embodiment can be easily manufactured as compared with the configuration of the first embodiment in which the arc contact itself has a coil structure. Therefore, in addition to the effects of the configuration of the first embodiment, there are the effects of reducing manufacturing costs and manufacturing man-hours.

以下に、本発明に係る断路器の第３の実施形態を図１３に基づいて説明する。なお、図１との同等物には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Below, 3rd Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１３に示す実施例３の構成は、実施例２の構成と比べると、支持枠１５Ｂを省いてアークコンタクト３Ｃがコイルバネ１６だけで支えられる構造となっているところに特徴がある。 Compared with the configuration of the second embodiment, the configuration of the third embodiment shown in FIG. 13 is characterized in that the arc contact 3C is supported only by the coil spring 16 without the support frame 15B.

支持枠１５Ｂを省くことで実施例３に係るアークコンタクト３Ｃとコイルバネ１６をあわせた長さを実施例２に係るアークコンタクト３Ｂの長さとほぼ同じにすることができる。これによって実施例３に係る構成は実施例２に係る構成に比べ、アークコンタクト３Ｃ、固定側接触子５ａ、固定側シールド６ａそれぞれの長さを短くすることが可能となる。その結果、タンクの軸方向の長さを短くすることが可能となる。 By omitting the support frame 15B, the combined length of the arc contact 3C according to the third embodiment and the coil spring 16 can be made substantially the same as the length of the arc contact 3B according to the second embodiment. Accordingly, the configuration according to the third embodiment can shorten the lengths of the arc contact 3C, the fixed contact 5a, and the fixed shield 6a as compared with the configuration according to the second embodiment. As a result, it is possible to shorten the axial length of the tank.

また、支持枠１５Ｂを省くことで実施例２に係る構成に比べ部品点数の削減、製造工数の削減および製造コストの削減が可能となる。 Further, by omitting the support frame 15B, it is possible to reduce the number of parts, the number of manufacturing steps, and the manufacturing cost compared to the configuration according to the second embodiment.

さらに、実施例３の構成は、可動子２の先端部にアークコンタクト３Ｃが固定できるような窪みが設けられていてもよい。これにより、支持枠１５Ｂを省いてもアークコンタクト３Ｃと可動子２が接触している間はアークコンタクト３Ｃを可動子２の中心軸上に確実に移動させることが可能となる。なお、窪みの形状は、その角部の電界を緩和するため任意の曲率を有する形状であることが望ましい。 Furthermore, the configuration of the third embodiment may be provided with a recess that can fix the arc contact 3 </ b> C at the tip of the mover 2. Thus, even when the support frame 15B is omitted, the arc contact 3C can be reliably moved on the central axis of the mover 2 while the arc contact 3C and the mover 2 are in contact with each other. The shape of the depression is preferably a shape having an arbitrary curvature in order to relax the electric field at the corner.

以下に、本発明に係る断路器の第４の実施形態を図１４に基づいて説明する。なお、図１との同等物には同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１４の構成は、アークコンタクト３Ｄに磁性体を設けた構造となっているところに特徴がある。 Below, 4th Embodiment of the disconnector which concerns on this invention is described based on FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The configuration of FIG. 14 is characterized in that the arc contact 3D is provided with a magnetic material.

図１５は、実施例４に係る断路器のアークコンタクト３Ｄの拡大断面図である。このアークコンタクトは、アーク点弧部２１、磁性体部２５、接触部２３、アーク点弧部２１と接触部２３つなぐ導体２６で構成されている。開閉時にアーク点弧部２１にアークが点弧したときには、アーク点弧部２１、導体２６、接触部２３を通して支持枠１５Ｃと固定側導体７に電流が流れる。 FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the arc contact 3D of the disconnector according to the fourth embodiment. This arc contact is composed of an arc ignition part 21, a magnetic part 25, a contact part 23, and a conductor 26 connecting the arc ignition part 21 and the contact part 23. When an arc is ignited in the arc ignition part 21 during opening and closing, a current flows through the arc ignition part 21, the conductor 26, and the contact part 23 to the support frame 15 </ b> C and the fixed conductor 7.

磁性体は導体２６の周りに円筒状に配置されており、導体２６にサージに伴う高周波電流が流れるときにそれを熱エネルギーに変換して高周波電流を低減する。磁性体は透磁率が高いほど高周波において磁気抵抗が大きくなり、通り抜けようとする磁束が熱エネルギーに変換されることにより高周波信号を低減する。 The magnetic body is arranged around the conductor 26 in a cylindrical shape. When a high-frequency current accompanying a surge flows through the conductor 26, it is converted into thermal energy to reduce the high-frequency current. The higher the magnetic permeability of the magnetic material, the greater the magnetic resistance at high frequencies, and the magnetic flux that attempts to pass through is converted into thermal energy, thereby reducing the high-frequency signal.

このような透磁率の高い材料としては鉄、フェライト、珪素鋼板などがあげられる。これらの材料をアークコンタクト部に配置することにより、実施例１乃至３で説明したようなインダクタンスと同等の効果が期待できる。 Examples of such a material having high magnetic permeability include iron, ferrite, and silicon steel plate. By arranging these materials in the arc contact portion, an effect equivalent to the inductance described in the first to third embodiments can be expected.

また、実施例４に係る構成は、磁性体２５を導体２６の周りに円筒状に配置することで容易に製造することができる。実施例４に係る構成は、実施例１乃至３の構成と比べて製造が容易であるという効果を奏する。また、製造工数の低減を図ることが可能である。 The configuration according to the fourth embodiment can be easily manufactured by arranging the magnetic body 25 around the conductor 26 in a cylindrical shape. The configuration according to the fourth embodiment has an effect that the manufacture is easier than the configurations of the first to third embodiments. In addition, the number of manufacturing steps can be reduced.

１金属容器
２可動子
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄアークコンタクト
４バネ
５ａ固定側接触子
５ｂ可動側接触子
６ａ固定側シールド
６ｂ可動側シールド
７固定側導体
８可動側筒状導体
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ支持枠
１６コイルバネ
２１アーク点弧部
２２コイル部
２３接触部
２４支持絶縁部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal container 2 Movable element 3A, 3B, 3C, 3D Arc contact 4 Spring 5a Fixed side contactor 5b Movable side contactor 6a Fixed side shield 6b Movable side shield 7 Fixed side conductor 8 Movable side cylindrical conductor 15A, 15B, 15C Support frame 16 Coil spring 21 Arc firing part 22 Coil part 23 Contact part 24 Support insulation part

Claims

それぞれ中心導体を有する絶縁スペーサで区画されて絶縁性ガスを封入される密封容器内に、
一方の絶縁スペーサの中心導体に取り付けられる固定側導体と、
前記固定側導体に接続される固定側接触子と、
前記固定側接触子の内側に取り付けられるアークコンタクトと、
前記固定側接触子を包囲して配置した固定側シールドと、
前記固定側接触子及び前記アークコンタクトに接触するとともに前記アークコンタクトとの開極に先行して前記固定側接触子から開離する可動子と、
前記アークコンタクトを前記可動子の動作軸方向に追従させる追従手段とを備えた断路器において、
前記アークコンタクトのアーク点弧部と前記固定側導体との間に電気的に直列に挿入されるインダクタンスを有し、
前記追従手段は、バネと、前記バネを可動自在に支えて前記アークコンタクトと前記固定側接触子を電気的に接続する支持枠と、で構成して前記固定接触子の内側に配置し、
前記アークコンタクトは、アークが点弧するアーク点弧部と、導体をコイル状に巻いた前記インダクタンスとなるコイル部と、前記固定側接触子内に配置される支持枠と電気的に接触する接触部と、前記アーク点弧部とコイル部と接触部とをコイルの巻線部で支持する支持絶縁部とで構成されることを特徴とする断路器。 In a sealed container that is partitioned by an insulating spacer having a central conductor and sealed with an insulating gas ,
A fixed-side conductor attached to the central conductor of one insulating spacer;
A stationary contact connected to the stationary conductor;
An arc contact attached to the inside of the stationary contact;
A fixed shield that surrounds and arranges the fixed contact ;
And a mover which separates from the stationary contact prior to opening of the arc contact as well as contact with the stationary contact and the arc contact,
In a disconnector comprising follow-up means for following the arc contact in the direction of the operation axis of the mover ,
Electrically possess an inductance that will be inserted in series between said arc contact of the stationary conductor and arc ignition portion,
The follow-up means includes a spring and a support frame that supports the spring movably and electrically connects the arc contact and the stationary contact, and is arranged inside the stationary contact.
The arc contact is in electrical contact with an arc starting portion where an arc is ignited, a coil portion serving as the inductance obtained by winding a conductor in a coil shape, and a support frame disposed in the stationary contact. And a support insulating part that supports the arc ignition part, the coil part, and the contact part by a coil winding part .