JP6172344B1 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱ガス流による絶縁材料の炭化を抑制し、地絡の発生を防止すること。【解決手段】ガス絶縁開閉装置（１）は、絶縁支持体（６）の中空部（６０１）内に挿設され、先端部が可動サポート（５１）の中空部（５１２）内に突出可能な絶縁操作ロッド（５９）と、可動サポートの中空部内に挿設され、下端部に絶縁操作ロッドの先端部が連結され、上端部に可動アーク接触子（５７）が設けられた可動排気パイプ（５６）と、を具備する。可動排気パイプは、アーク放電への消弧性ガスの吹付に伴って発生した熱ガス流が、上端部側からその内部に流入し、下端部側から可動サポートの中空部へ排気される。可動サポートは、熱ガス流を容器内に排出する排出口（５１１）を備えると共に、可動サポートの中空部内には、可動排気パイプの下端部側から排気された熱ガス流を排出口に向かって誘導する第１整流部材（５９２）及び第２整流部材（６２）が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、絶縁性ガス中で電流の開閉を行うガス絶縁開閉装置に関する。

ガス絶縁開閉装置においては、固定側接点と可動側接点が開離する際、アーク接触子（固定アーク接触子及び可動アーク接触子）間にアーク放電が発生する。このように発生するアーク放電に対し、絶縁性ガスである消弧性ガスを吹き付けて消弧するパッファ型ガス絶縁開閉装置が広く採用されている。このようなパッファ型ガス絶縁開閉装置では、アーク放電の消弧の際に発生する熱ガス流を、金属製密閉容器であるタンク内に排出する。

従来、このようなパッファ型ガス絶縁開閉装置では、可動アーク接触子を支持する操作ロッドを中空とし、熱ガス流が、操作ロッド内に、可動アーク接触子側の一端部から流入し、中空内部を通り、他端部側に設けられた連通孔から密閉容器へ抜けるように構成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２０１５−０４１５０４号公報 特開２００９−２８９６１４号公報 特開平６−４４８７７号公報

上述したようなパッファ型ガス絶縁開閉装置において、可動アーク接触子を移動させるための駆動機構を、可動排気パイプと、可動排気パイプの一端部に連結された絶縁操作ロッドと、で構成する場合がある。

この場合、消弧性ガスを充填した金属容器内に中空の絶縁支持体を配置し、中空の可動部を支持させる。また、絶縁支持体の中空部内には、絶縁操作ロッドを挿設し、先端部を可動部の中空部内に突出させ、その先端部に可動排気パイプの一端部を連結する。さらに、可動部に、熱ガス流を金属容器内に排出する排出口を設ける。

このような構成において、アーク放電への消弧性ガスの吹付に伴って発生した熱ガス流が、可動排気パイプの他端部側からその内部に流入し、一端部側から可動部の中空部へ排気され、可動部に設けられた排出口から金属容器内へ排出される。

しかしながら、上述のような可動排気パイプ及び絶縁操作ロッドを備えたガス絶縁開閉装置においては、可動排気パイプの一端部側から排出された熱ガス流に、絶縁操作ロッドの先端部近傍が曝されるため、絶縁操作ロッドを構成する絶縁材料が炭化するおそれがある。そのため、絶縁操作ロッドの絶縁が低下し、遮断後に印加される回復電圧に耐えられず、地絡にいたる可能性がある。

また、熱ガス流が、絶縁支持体の中空部及び可動部の中空部が互いに連通する開口部を介して、絶縁支持体の中空部に流入し、絶縁支持体の内面が熱ガス流に曝されるため、絶縁支持体を構成する絶縁材料が炭化するおそれがある。そのため、絶縁支持体の絶縁が低下し、系統の電圧が印加されると、地絡にいたる可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、熱ガスによる絶縁材料の炭化を抑制し、地絡の発生を防止することができるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

本発明のガス絶縁開閉装置は、消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアーク放電に前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス絶縁開閉装置であって、前記固定アーク接触子を支持する固定サポートと、前記容器内に配置された中空の絶縁支持体に支持され、前記固定サポートに対向して配置された中空の可動サポートと、前記絶縁支持体の中空部内に挿設され、先端部が前記可動サポートの中空部内に突出可能な絶縁操作ロッドと、前記可動サポートの中空部内に挿設され、その一端部に前記絶縁操作ロッドの前記先端部が連結され、その他端部に前記可動アーク接触子が設けられた可動排気パイプと、を具備し、前記可動排気パイプは、前記アーク放電への前記消弧性ガスの吹付に伴って発生し、前記可動アーク接触子の流入孔から内部に流入した熱ガスを、前記一端部側から前記可動サポートの中空部へ排気する排気孔を有し、前記可動サポートは、前記熱ガスを前記容器内に排出する排出口を備え、前記可動サポートの中空部であって前記絶縁支持体側の端部に、前記固定サポート側に突出した凸部を備え、当該凸部の外側面部にテーパが形成された整流部材が設けられていることを特徴とする。
本発明のガス絶縁開閉装置において、前記整流部材は、前記可動サポート及び前記絶縁支持体のそれぞれの前記中空部に互いに連通する開口部を縮径することが好ましい。
本発明のガス絶縁開閉装置において、前記整流部材は、絶縁材料で構成されていることが好ましい。
本発明のガス絶縁開閉装置は、消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアーク放電に前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス絶縁開閉装置であって、前記固定アーク接触子を支持する固定サポートと、前記容器内に配置された中空の絶縁支持体に支持され、前記固定サポートに対向して配置された中空の可動サポートと、前記絶縁支持体の中空部内に挿設され、先端部が前記可動サポートの中空部内に突出可能な絶縁操作ロッドと、前記可動サポートの中空部内に挿設され、その一端部に前記絶縁操作ロッドの前記先端部が連結部材を介して連結され、その他端部に前記可動アーク接触子が設けられた可動排気パイプと、を具備し、前記可動排気パイプは、前記アーク放電への前記消弧性ガスの吹付に伴って発生し、前記可動アーク接触子に設けられた流入孔から内部に流入した熱ガスを、前記一端部側から前記可動サポートの中空部へ排気する排気孔を有し、前記可動サポートは、前記熱ガスを前記容器内に排出する排出口を備え、前記連結部材の外周面を基端として前記可動排気パイプの径方向に突出する整流部材が設けられ、当該整流部材の前記固定サポート側の表面の前記基端側の終端部を含み、かつ、前記可動排気パイプの軸方向と直交する面よりも前記絶縁支持体側に向かい前記表面が傾斜し、前記可動サポートの中空部であって前記絶縁支持体側の端部に、前記固定サポート側に突出した凸部を備え、当該凸部の外側面部にテーパが形成された他の整流部材がさらに設けられていることを特徴とする。
本発明のガス絶縁開閉装置において、前記他の整流部材は、前記可動サポート及び前記絶縁支持体のそれぞれの前記中空部に互いに連通する開口部を縮径することが好ましい。

本発明のガス絶縁開閉装置において、前記整流部材は、前記固定サポート側から前記絶縁支持体側に向ってテーパが拡がっているテーパ面を備えたテーパ面部材を含むことが好ましい。

本発明のガス絶縁開閉装置において、前記整流部材は、前記絶縁操作ロッドの移動に伴って、前記排出口の前記絶縁支持体側の端部よりも前記固定サポート側で移動することがより好ましい。

本発明のガス絶縁開閉装置において、前記絶縁操作ロッド及び前記可動排気パイプは継手を介して連結され、前記整流部材は、前記継手に設けられていることがより好ましい。

本発明のガス絶縁開閉装置において、前記整流部材は、前記可動排気パイプの長軸方向の上側又は下側から見たときの外周縁の形状が略円形であり、かつ、前記可動排気パイプと略同心円状であることがより好ましい。
また、本発明のガス絶縁開閉装置において、前記凸部は、前記可動サポートに前記絶縁支持体の中空部に連通するように形成された開口部に沿って環状に設けられることが好ましい。

本発明のガス絶縁開閉装置によれば、熱ガスによる絶縁材料の炭化を抑制し、地絡の発生を防止することができる。

本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置を示す部分断面図である。 本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における内部構造の説明図である。 本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における消弧原理の説明図である。 ガス絶縁開閉装置の参考例における熱ガス流の流れを示す説明図である。 本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における整流部材による熱ガス流の誘導を示す説明図である。 本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における縮径部材を示す上面図である。 本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置における整流部材による熱ガス流の誘導を示す説明図である。

以下、本発明の一実施の形態に係るガス絶縁開閉装置について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明に係るガス絶縁開閉装置については、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置を示す部分断面図である。図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１は、ＳＦ６ガス等の絶縁性ガス（消弧性ガス）を充填した金属容器（容器）２と、金属容器２内に配置された三相の消弧室３とを含んで構成される。金属容器２内には、密閉空間２１が形成されている。この密閉空間２１には、消弧性ガスが封入されており、数気圧（例えば、６気圧）に維持されている。三相の消弧室３は、密閉空間２１内に設置されている。ガス絶縁開閉装置１は、消弧室３内の電極間に発生するアーク放電（アーク）に対して消弧性ガスを吹き付けて大電流の短絡電流を瞬時に遮断するように構成されている。

なお、図１に示すガス絶縁開閉装置１においては、説明の便宜上、消弧室３が鉛直方向に延在する場合について説明している。しかしながら、ガス絶縁開閉装置１の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。本発明は、消弧室３が水平方向に延在するガス絶縁開閉装置１にも適用することができる。

また、ガス絶縁開閉装置１は、三相の消弧室３を備えているが、特に限定されず、例えば、一相の消弧室３のみを備えていてもよい。

以下、消弧室３の内部構造について、図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における内部構造の説明図である。図２においては、図１に示す電極（固定電極及び可動電極）周辺を拡大して示している。図２Ａにおいては、ガス絶縁開閉装置１における閉路状態を示し、図２Ｂにおいては、ガス絶縁開閉装置１における開路状態を示している。なお、図２においては、説明の便宜上、可動サポート５１の一部のみを示している。

各消弧室３は、図１に示す上下に対向して配置された固定部４及び可動部５と、可動部５を支持する絶縁支持体６とを備える。固定部４は、固定サポート４１と、固定主接触子４２と、固定アーク接触子４３とを有する。固定サポート４１は、上底を有する有底円筒形状を有し、下方側に開口している。固定サポート４１の側面には、開口部４１１が設けられている。固定主接触子４２は、固定サポート４１の下端部の近傍に設けられ、後述する可動主接触子５５の外周面に摺接可能な寸法を有している。固定アーク接触子４３は、固定サポート４１の一部に支持されており、棒状導体で構成される。固定アーク接触子４３は、固定サポート４１の中心に設けられ、図１に示す上下方向に延在して配置されている。これらの固定主接触子４２及び固定アーク接触子４３により固定接点（固定電極）が構成される。

一方、可動部５は、可動サポート５１と、パッファシリンダ５２と、摺動部５３と、ノズル５４と、可動主接触子５５とを有する。可動サポート５１は、概して円筒形状を有し、上下方側に開口している。また、可動サポート５１の側面には、少なくとも１つ（本実施の形態では２つ）の排出口５１１が形成されている。パッファシリンダ５２は、可動サポート５１の上端側に配置される。パッファシリンダ５２の内側には、摺動部５３が摺動可能に設けられている。

パッファシリンダ５２の内側には、後述する可動排気パイプ５６の外周面との間に機械パッファ室５２１が形成されている。また、摺動部５３の内側には、後述するノズル内壁部５４２との間に熱パッファ室５２２が形成されている。摺動部５３とノズル内壁部５４２との間には連通路５２３が形成され、連通路５４３の熱パッファ室５２２側には、逆止弁５２４が取り付けられている（図２Ａ参照）。

ノズル５４は、図２Ａに示すように、ノズル外壁部５４１とノズル内壁部５４２とで構成され、ノズル外壁部５４１とノズル内壁部５４２との間には連通路５４３が形成されている。ノズル内壁部５４２には、概して円筒形状を有し、後述する可動排気パイプ５６の他端部（上端部）が嵌装される。一方、ノズル外壁部５４１は、摺動部５３の上端部に嵌合して固定される。ノズル外壁部５４１は、可動主接触子５５の内側に配置されている。ノズル外壁部５４１は、概して漏斗形状を有し、摺動部５３の上面から上方側に延出している。

また、可動主接触子５５は、摺動部５３の上端部の外周部に設けられている。可動主接触子５５は、概して円筒形状を有し、摺動部５３の上面から上方側に延出している。可動主接触子５５は、固定主接触子４２の内周面に摺接可能な寸法を有している。

また、可動部５は、可動排気パイプ５６、可動アーク接触子５７と、固定ピストン５８と、絶縁操作ロッド５９とを有する。

可動排気パイプ５６は、概して円筒形状を有する。可動排気パイプ５６は、可動サポート５１、パッファシリンダ５２及び摺動部５３の中空内部に挿設されている。また、可動排気パイプ５６の、絶縁支持体６側の一端部（下端部）には、後述する絶縁操作ロッド５９の先端部が継手５９１を介して連結されている。さらに、可動排気パイプ５６の一端部の近傍には、排気孔５６１が形成され、可動排気パイプ５６の中空内部は、可動サポート５１の中空部５１２と連通している。一方、可動排気パイプ５６の、固定アーク接触子４３に対向する他端部（上端部）は、可動アーク接触子５７を支持している。

可動アーク接触子５７は、概して円筒形状を有する。可動アーク接触子５７は、摺動部５３の中央部分で図１に示す上下方向に延在している。可動アーク接触子５７の上端部には、固定アーク接触子４３に摺接可能な孔５７１が形成されている。これらの可動主接触子５５及び可動アーク接触子５７により可動接点（可動電極）が構成される。

固定ピストン５８は、図２Ａに示すように、可動サポート５１の一部に取り付けられるフランジ部５８１と、パッファシリンダ５２内で上下に延在するピストン部５８２とを有する。ピストン部５８２は、概して円筒形状を有している。ピストン部５８２は、パッファシリンダ５２内の機械パッファ室５２１内に収容されている。ピストン部５８２の上端部は、摺動部５３の内周面に摺接可能な寸法を有している。また、ピストン部５８２には、機械パッファ室５２１と可動サポート５１の中空部５１２とを互いに連通する連通路５８３が形成されている。連通路５８３の中空部５１２側には、放圧弁（リリース弁）５８４が取り付けられている。放圧弁５８４により、機械パッファ室５２１内の所定以上の圧力上昇を抑制することができる。

絶縁操作ロッド５９は、一端部（上端部）が可動サポート５１の中空部５１２内に突出可能であり、可動排気パイプ５６に連結される一方、他端部（下端部）が不図示の操作機構に接続される。絶縁操作ロッド５９は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁材料で構成される。また、絶縁操作ロッド５９は、操作機構の駆動力を受けて摺動部５３及び可動排気パイプ５６を可動サポート５１及びパッファシリンダ５２内にて上下移動させる。可動排気パイプ５６の上下移動に伴い、可動排気パイプ５６に支持される可動アーク接触子５７や、摺動部５３の一部に設けられるノズル５４及び可動主接触子５５が一体的に移動可能に構成されている。

絶縁支持体６は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁材料で構成される。絶縁支持体６は、可動部５の下方側に配置されている。絶縁支持体６は、一端部（下端部）が固定ベース６１上に固定される一方（図１参照）、他端部（上端部）が可動部５の可動サポート５１の下端部に固定されている。すなわち、絶縁支持体６は、下方側から可動サポート５１を支持する。固定ベース６１は、金属容器２に電気的に接続された接地電位で構成される。

以上説明した本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１においては、可動サポート５１は、パッファシリンダ５２を間に挟んで、固定サポート４１に対向して配置されている。本明細書において、２つの部材が「対向する」と言った場合、両者の間に他の部材が介在してもよいし、しなくてもよい。

ここで、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における消弧原理について、図２及び図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における消弧原理の説明図である。図３は、ガス絶縁開閉装置１における消弧中状態を示している。

図２Ａに示す閉路状態においては、絶縁操作ロッド５９により可動排気パイプ５６が押し上げられている。可動排気パイプ５６の上方移動に伴い、摺動部５３、ノズル５４、可動主接触子５５、及び、可動アーク接触子５７も押し上げられている。この場合、固定主接触子４２は、可動主接触子５５の外周面に接触している。また、固定アーク接触子４３は、孔５７１に挿入され、可動アーク接触子５７に接触している。一方、固定ピストン５８は、可動サポート５１に固定されている。このため、摺動部５３の上方移動に伴い、機械パッファ室５２１内に消弧性ガスが導入（吸引）された状態となっている。

図２Ａに示す閉路状態から開路状態に移行する場合には、図２Ｂに示すように、絶縁操作ロッド５９により可動排気パイプ５６が引き下げられる。可動排気パイプ５６の下方移動に伴い、摺動部５３、ノズル５４、可動主接触子５５、及び、可動アーク接触子５７も引き下げられている。摺動部５３の下方移動の過程において、可動主接触子５５は、可動アーク接触子５７に先立って固定主接触子４２から離間する。すなわち、可動アーク接触子５７は、固定主接触子４２に対する可動主接触子５５の離間よりも遅いタイミングで固定アーク接触子４３から離間する。このため、固定アーク接触子４３から可動アーク接触子５７が離間する際、図３に示すように、これらのアーク接触子４３、５７間でアーク放電Ａが発生する。

熱パッファ室５２２内の消弧性ガスが、アーク放電Ａの発生時の熱により加熱され、熱パッファ室５２２内の圧力が急速に上昇する。そして、消弧性ガスが、連通路５４３を通り、アーク放電Ａに吹き付けられる。

さらに、上述のように、固定ピストン５８は、可動サポート５１に固定されている。このため、摺動部５３の下方移動に伴い、固定ピストン５８のピストン部５８２によって機械パッファ室５２１内に配置された消弧性ガスが圧縮され、機械パッファ室５２１の圧力が上昇する。そして、熱パッファ室５２２の圧力より上昇すると、機械パッファ室５２１と熱パッファ室５２２とを隔離していた逆止弁５２４が解放され、圧縮された消弧性ガスが、連通路５２３を介して熱パッファ室５２２に流入し、さらに連通路５２３を通り、アーク放電Ａに吹き付けられる。これにより、固定アーク接触子４３と可動アーク接触子５７との間に発生したアーク放電Ａが消弧される。

ガス絶縁開閉装置１においては、アーク放電Ａの消弧に伴って熱ガス流が発生する。この熱ガス流は、高温且つ低密度のガス（以下、単に「高温ガス」という）で構成される。このような熱ガス流の一部は、固定サポート４１に導入されて冷却された後、固定サポート４１に形成された開口部４１１（図１参照）から金属容器２内に排出される。

また、熱ガス流の一部は、可動排気パイプ５６の他端部（上端部）側、すなわち可動アーク接触子５７に形成された孔５７１からその内部に流入し、可動排気パイプ５６の一端部（下端部）側、すなわち排気孔５６１から可動サポート５１の中空部５１２へ排気される。さらに、熱ガス流は、可動サポート５１に形成された排出口５１１から金属容器２内に排出される。

ところで、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１では、可動サポート５１の中空部５１２において、可動排気パイプ５６の一端部に、絶縁操作ロッド５９の先端部が継手５９１を介して連結し、消弧室３のコンパクト化を図っている。このような構成を採用したことにより、可動サポート５１の中空部５１２内での熱ガス流の流動経路を考慮する必要が生じた。

図４は、ガス絶縁開閉装置の参考例における熱ガス流の流れを示す説明図である。図４では、本実施の形態と同様の構成については同一の符号を付す。図４中の矢印は、熱ガス流を示している。

図４に示す従来のガス絶縁開閉装置１における消弧室３においては、可動排気パイプ５６の排気孔５６１を通って中空部５１２に排出された熱ガス流が、一度可動サポート５１の内壁面に衝突してから９０°位置のずれた排出口５１１から金属容器２内へ排出される。しかし、可動サポート５１の内壁面の方向以外に、真下の絶縁操作ロッド５９へ向って流れる熱ガス流が生じる場合がある。この場合、可動排気パイプ５６と継手５９１’で連結されている絶縁操作ロッド５９の先端部近傍が、熱ガス流に直接曝される。遮断動作回数が増加すると、絶縁操作ロッド５９が熱ガス流に曝される回数も増加し、絶縁操作ロッド５９を構成する絶縁材料の炭化が進展していく。その結果、絶縁材料の絶縁が低下し、遮断後に印加される回復電圧に耐えられず地絡にいたる場合がある。

一方、熱ガス流が可動サポート５１の排出口５１１から金属容器２内へ排出されるとき、熱ガス流の一部が、可動サポート５１の中空部５１２と絶縁支持体６の中空部６０１とが互いに連通する開口部６０２を通って、絶縁支持体６の中空部６０１に流入する場合がある。この場合、絶縁支持体６の内面を構成する絶縁材料に熱ガス流が吹付けられることで、絶縁が低下し、遮断後に印加される回復電圧に耐えられず地絡にいたる場合がある。

本発明者らは、可動サポート５１の中空部５１２内での熱ガス流が絶縁材料の絶縁の低下を招くおそれがあることに着目した。そして、可動サポート５１の中空部５１２から熱ガス流を金属容器２へ誘導することが、ガス絶縁開閉装置１における地絡発生を抑制できることを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明に係るガス絶縁開閉装置１の骨子は、可動サポート５１に熱ガス流を金属容器２内に排出する排出口５１１を備えると共に、可動サポート５１の中空部５１２内に、可動排気パイプ５６の一端部側から排気された熱ガス流を排出口５１１に向かって誘導する整流部材を設けることである。

この構成によれば、可動排気パイプ５６の内部を通って可動サポート５１の中空部５１２に排気された熱ガス流は、整流部材によって可動サポート５１に設けられた排出口５１１に誘導されるので、絶縁操作ロッド５９及び絶縁支持体６の中空部６０１に向う熱ガス流が抑制される。これにより、絶縁操作ロッド５９及び絶縁支持体６を構成する絶縁材料の炭化を防ぐことができ、これらの絶縁性能の低下を抑止し、地絡発生を抑制することができる。

以下、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における整流部材について説明する。本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１は、整流部材として、絶縁操作ロッド５９に向かう熱ガス流を排出口５１１に誘導するために、可動排気パイプ５６に熱ガス流の排気のために設けられた排気孔５６１よりも絶縁支持体６側に第１整流部材を備えていることが好ましい。

例えば、ガス絶縁開閉装置１は、第１整流部材として、図２Ａに示すように、継手５９１に、可動排気パイプ５６の一端部側にテーパ面を備えたテーパ面部材５９２を備えている。

図５は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における整流部材による熱ガス流の誘導を示す説明図である。図５Ａは、ガス絶縁開閉装置１を正面から見た状態を示し、図５Ｂは、図５Ａに示すガス絶縁開閉装置１を水平方向に９０°回転させた状態を示す。図５中の矢印は、熱ガス流を示している。

図５に示すように、可動排気パイプ５６の内部を通って排気孔５６１から可動サポート５１の中空部５１２に排気された熱ガス流は、可動排気パイプ５６の一端部に連結された絶縁操作ロッド５９に向おうとするが、テーパ面部材５９２のテーパ面に当たって排出口５１１に誘導される（図５Ｂ参照）。このため、絶縁操作ロッド５９に吹き付けられる熱ガス流が減り、絶縁操作ロッド５９を構成する絶縁材料の炭化を防ぐことができる。

本実施の形態では、テーパ面部材５９２は、継手５９１に設けられているので、可動排気パイプ５６の一端部に継手５９１を介して連結された絶縁操作ロッド５９に向かう熱ガス流を排出口５１１へ効率よく誘導できる。しかしながら、第１整流部材としてのテーパ面部材５９２は、排気孔５６１よりも絶縁支持体６側に設けられていればよく、継手５９１と別の部材でもよい。

また、第１整流部材の一例であるテーパ面部材５９２は、可動排気パイプ５６の長軸方向の上側又は下側から見たときの外周縁の形状が略円形であり、かつ、可動排気パイプ５６と略同心円状であることが好ましい。ただし、第１整流部材の可動サポート５１の外周縁の形状は、完全な円形である必要はなく、例えば、一部がかけていてもよい。

第１整流部材をこのような形状にすることにより、熱ガス流を可動サポート５１の内壁面へ誘導し、さらに内壁面に沿って排出口５１１へ誘導できるので、熱ガス流が絶縁操作ロッド５９に吹き付けられるのをより効率よく防ぐことができる。

また、第１整流部材としてのテーパ面部材５９２は、絶縁操作ロッド５９の移動に伴って、排出口５１１の絶縁支持体６側の端部よりも固定サポート４１側で移動することが望ましい。

この場合、テーパ面部材５９２は、絶縁操作ロッド５９の移動に伴って移動するが、排出口５１１の絶縁支持体６側の端部よりも固定サポート４１側にあるので、熱ガス流を排出口５１１へ効率よく誘導できる。

上述のようなテーパ面部材５９２は、第１整流部材の一例であり、これに限定されない。絶縁操作ロッド５９が熱ガス流に直接曝されなくなればよく、例えば、第１整流部材は、テーパ面を有していなくてもよい。

本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１は、整流部材として、絶縁支持体６の中空部６０１及び可動サポート５１の中空部５１２が互いに連通する開口部６０２を縮径し、絶縁支持体６の中空部６０１内に向かう熱ガス流を排出口５１１に誘導する第２整流部材を備えていることが好ましい。

例えば、ガス絶縁開閉装置１では、第２整流部材として、図２Ａに示すように、開口部６０２に嵌合される縮径部材６２を備えている。縮径部材６２は、概してカップ形状であって、絶縁支持体６側の端部（下端部）に底部６２１が形成されている。底部６２１には、絶縁操作ロッド５９が挿入されるスリット部６２２が形成されている。一方、縮径部材６２は、可動サポート５１側の端部（上端部）にフランジ部６２３が形成されている。さらに、縮径部材６２は、上端部側の開口部に沿って可動サポート５１側に突出した環状凸部６２４を有し、環状凸部６２４の外周面部にはテーパが形成されている。

このような構成により、可動排気パイプ５６の内部を通って可動サポート５１の中空部５１２に排気された熱ガス流は、絶縁支持体６の中空部６０１及び可動サポート５１の中空部５１２が互いに連通する開口部６０２に向うが、開口部６０２に第２整流部材としての縮径部材６２を設けているので、絶縁支持体６の中空部６０１への熱ガス流の侵入を防ぎ、絶縁支持体６を構成する絶縁材料の炭化を防ぐことができる。また、電流遮断時に発生した分解生成物も縮径部材６２で受け止められるので、絶縁支持体６の中空部６０１内の汚れを防ぐことができる。

縮径部材６２に、上述のような環状凸部６２４を設けた場合、熱ガス流が、テーパによって可動サポート５１に設けられた排出口５１１に向かって誘導される（図５Ａ参照）。このため、可動サポート５１の中空部５１２の下端部近傍での熱ガス流の滞留を防ぎ、排出口５１１から熱ガス流を金属容器２内に効率よく排出できる。

しかしながら、縮径部材６２の形状は、図５に示すものに限定されず、開口部６０２の内径を縮径できればよい。

図６は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における縮径部材６２を示す上面図である。図６に示すように、第２整流部材としての縮径部材６２は、底部６２１に設けられたスリット部６２２と絶縁操作ロッド５９との間に隙間６２５が設けられていることが好ましい。

このように隙間６２５が設けられていることにより、絶縁支持体６の中空部６０１への熱ガス流の侵入を抑えつつも、絶縁操作ロッド５９が開路、閉路操作で自由に移動できる。また、操作機構によって絶縁操作ロッド５９が水平方向に振動したとしても、隙間６２５が設けられているので、絶縁操作ロッド５９が縮径部材６２に衝突するのを防ぐことができる。

なお、縮径部材６２は、フランジ部６２３に複数の取付け孔６２６が形成され、ボルトで可動サポート５１にねじ止めされる。

また、第２整流部材としての縮径部材６２は、テフロン(登録商標)等の絶縁材料で構成されていることが好ましい。この場合、絶縁支持体６の中空部６０１への熱ガス流の侵入を抑えつつ、絶縁支持体６の内面の電界分布が損なわれるのを防ぐことができる。

図７は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１における整流部材による熱ガス流の誘導を示す説明図である。図７Ａは、ガス絶縁開閉装置１を正面から見た状態を示し、図７Ｂは、図７Ａに示すガス絶縁開閉装置１を水平方向に９０°回転させた状態を示す。図７中の矢印は、熱ガス流を示している。

ガス絶縁開閉装置１が完全に開路した状態で、図７に示すように、第１整流部材としてのテーパ面部材５９２を備えた継手５９１が、可動サポート５１に形成された排出口５１１の絶縁支持体６側の端部の近傍まで移動するように構成することが好ましい。この場合、テーパ面部材５９２は、第２整流部材としての縮径部材６２と一体になって熱ガス流を排出口５１１へ誘導するので、熱ガス流を金属容器２内へより効率よく排出することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている部材や孔などの大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、整流部材として、第１整流部材及び第２整流部材の両方を備えたガス絶縁開閉装置１を例に挙げて説明したが、第１整流部材及び第２整流部材のいずれか一方を備えたガス絶縁開閉装置も本発明に包含される。

本発明のガス絶縁開閉装置によれば、熱ガスによる絶縁材料の炭化を抑制し、地絡の発生を防止することができるという効果を奏し、特に、金属容器内に複数相の消弧室が組み込まれたパッファ型ガス絶縁開閉装置に好適に用いることができる。

１ ガス絶縁開閉装置
２ 金属容器
２１ 密閉空間
３ 消弧室
４ 固定部
４１ 固定サポート
４１１ 開口部
４２ 固定主接触子
４３ 固定アーク接触子
５ 可動部
５１ 可動サポート
５２ パッファシリンダ
５２１ 機械パッファ室
５２２ 熱パッファ室
５３ 摺動部
５４ ノズル
５４１ ノズル外壁部
５４２ ノズル内壁部
５５ 可動主接触子
５６ 可動排気パイプ
５６１ 排気孔
５７ 可動アーク接触子
５８ 固定ピストン
５９ 絶縁操作ロッド
５９１ 継手
５９２ テーパ面部材（第１整流部材）
６ 絶縁支持体
６２ 縮径部材（第２整流部材）
６２２ スリット部
６２４ 環状凸部
６２５ 隙間
Ａ アーク放電

Claims (10)

1. 消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアーク放電に前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス絶縁開閉装置であって、
   前記固定アーク接触子を支持する固定サポートと、
   前記容器内に配置された中空の絶縁支持体に支持され、前記固定サポートに対向して配置された中空の可動サポートと、
   前記絶縁支持体の中空部内に挿設され、先端部が前記可動サポートの中空部内に突出可能な絶縁操作ロッドと、
   前記可動サポートの中空部内に挿設され、その一端部に前記絶縁操作ロッドの前記先端部が連結され、その他端部に前記可動アーク接触子が設けられた可動排気パイプと、を具備し、
   前記可動排気パイプは、前記アーク放電への前記消弧性ガスの吹付に伴って発生し、前記可動アーク接触子の流入孔から内部に流入した熱ガスを、前記一端部側から前記可動サポートの中空部へ排気する排気孔を有し、
   前記可動サポートは、前記熱ガスを前記容器内に排出する排出口を備え、
   前記可動サポートの中空部であって前記絶縁支持体側の端部に、前記固定サポート側に突出した凸部を備え、当該凸部の外側面部にテーパが形成された整流部材が設けられていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記整流部材は、前記可動サポート及び前記絶縁支持体のそれぞれの前記中空部に互いに連通する開口部を縮径することを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記整流部材は、絶縁材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアーク放電に前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス絶縁開閉装置であって、
   前記固定アーク接触子を支持する固定サポートと、
   前記容器内に配置された中空の絶縁支持体に支持され、前記固定サポートに対向して配置された中空の可動サポートと、
   前記絶縁支持体の中空部内に挿設され、先端部が前記可動サポートの中空部内に突出可能な絶縁操作ロッドと、
   前記可動サポートの中空部内に挿設され、その一端部に前記絶縁操作ロッドの前記先端部が連結部材を介して連結され、その他端部に前記可動アーク接触子が設けられた可動排気パイプと、を具備し、
   前記可動排気パイプは、前記アーク放電への前記消弧性ガスの吹付に伴って発生し、前記可動アーク接触子に設けられた流入孔から内部に流入した熱ガスを、前記一端部側から前記可動サポートの中空部へ排気する排気孔を有し、
   前記可動サポートは、前記熱ガスを前記容器内に排出する排出口を備え、
   前記連結部材の外周面を基端として前記可動排気パイプの径方向に突出する整流部材が設けられ、当該整流部材の前記固定サポート側の表面の前記基端側の終端部を含み、かつ、前記可動排気パイプの軸方向と直交する面よりも前記絶縁支持体側に向かい前記表面が傾斜し、
   前記可動サポートの中空部であって前記絶縁支持体側の端部に、前記固定サポート側に突出した凸部を備え、当該凸部の外側面部にテーパが形成された他の整流部材がさらに設けられていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
5. 前記他の整流部材は、前記可動サポート及び前記絶縁支持体のそれぞれの前記中空部に互いに連通する開口部を縮径することを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記整流部材は、前記固定サポート側から前記絶縁支持体側に向ってテーパが拡がっているテーパ面を備えたテーパ面部材を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記整流部材は、前記絶縁操作ロッドの移動に伴って、前記排出口の前記絶縁支持体側の端部よりも前記固定サポート側で移動することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記絶縁操作ロッド及び前記可動排気パイプは継手を介して連結され、前記整流部材は、前記継手に設けられていることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記整流部材は、前記可動排気パイプの長軸方向の上側又は下側から見たときの外周縁の形状が略円形であり、かつ、前記可動排気パイプと略同心円状であることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置。
10. 前記凸部は、前記可動サポートに前記絶縁支持体の中空部に連通するように形成された開口部に沿って環状に設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置。

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