JP7119676B2 - gas circuit breaker - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁性ガス中で電流の開閉を行うガス遮断器に関する。 The present invention relates to a gas circuit breaker that switches current in an insulating gas.
ガス遮断器においては、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遮断器が広く採用されている。このようなパッファ型ガス遮断器では、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。 In a gas circuit breaker, arc discharge occurs between arc contacts (stationary arc contact and movable arc contact) when the fixed side contact and the movable side contact are separated. A puffer-type gas circuit breaker that extinguishes the arc discharge by spraying an arc-extinguishing gas, which is an insulating gas, is widely used. In such a puffer-type gas circuit breaker, a hot gas flow generated when arc discharge is extinguished is discharged into a tank, which is a closed metal container.
従来、このようなパッファ型ガス遮断器において、固定アーク接触子を支持する固定側導電筒（固定サポート）の上部を開放し、熱ガスを固定側導電筒の上部からタンク（金属容器）内に排出することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in such a puffer type gas circuit breaker, the upper part of the fixed side conductive cylinder (fixed support) that supports the fixed arc contact is opened, and the hot gas is introduced into the tank (metal container) from the upper part of the fixed side conductive cylinder. Discharging is performed (see, for example, Patent Literature 1).
例えば、図６に示すように、ガス遮断器１０００において、固定サポート１００１を金属容器（不図示）に固定するために、固定サポート１００１の上端部に上底部１００２を設け、上底部１００２の上面に支持碍子１００３を取り付け、さらに支持碍子１００３を金属容器に取り付ける場合がある。この場合、固定サポート１００１の上端部が上底部１００２により塞がれる。そこで、熱ガスを金属容器内に排出するため、固定サポート１００１の側面部であって、固定側導体１００４側及び可動側導体１００５側の両方に２つの排気口１００６、１００７を設ける排気構造が採用されることが多い。
For example, in a
ガス遮断器１０００において、熱ガス流は、図６中に矢印Ｙで示すように、可動部１００８のパッファシリンダ１００９で発生し、ノズル１０１０を経て、固定主接触子１０１１を通って固定サポート１００１に流入する。そして、排気口１００６、１００７から金属容器内に排出される。
In
一方の排気口１００７は、可動側導体１００５の側に設けられている。このため、固定サポート１００１と可動側導体１００５との間に熱ガス流が排出されると、可動側導体１００５に印加される回復電圧に対する消弧性ガスの絶縁強度が低下し、可動側導体１００５と固定サポート１００１との間で短絡に至る可能性がある。
One
短絡を防ぐために、固定サポート１００１と可動側導体１００５との間隔を広げることが考えられるが、ガス遮断器１０００の小型縮小化が達成できないという問題がある。
In order to prevent a short circuit, it is conceivable to widen the space between the
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型縮小化を図ると共に短絡を防止できるガス遮断器を提供することを目的の一つとする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gas circuit breaker which can be reduced in size and which can prevent a short circuit.
本発明のガス遮断器の一態様は、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に前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器であって、前記固定アーク接触子を支持すると共に固定側導体が接続される固定サポートと、前記可動アーク接触子を支持すると共に前記固定サポートとは電位が異なる可動側導体が接続される可動サポート、を備え、前記固定サポートは、前記アークに前記消弧性ガスを吹き付けたときに発生する熱ガス流が導入される吸気口と、前記固定サポートの側面部の前記固定側導体側に設けられた前記熱ガス流が排出される排気口と、前記固定サポートの内部の空間を吸気口側空間と排気口側空間とに仕切る仕切り部材と、を備え、前記仕切り部材は、一端が前記固定サポートにおける前記吸気口と対向するガス遮蔽面に取り付けられ、前記ガス遮蔽面近傍に前記熱ガス流を前記吸気口側空間から前記排気口側空間へ導入する第１通気口を備え、前記可動側導体は、前記固定サポートの側面に配置され、前記排気口は、前記固定側導体側に前記熱ガス流を排出することを特徴とする。 In one aspect of the gas circuit breaker of the present invention, in a container filled with an arc-extinguishing gas, the arc-extinguishing gas is extinguished by blowing the arc-extinguishing gas onto an arc generated when the movable arc contactor separates from the fixed arc contactor. A gas circuit breaker comprising: a fixed support that supports the fixed arc contact and to which a fixed conductor is connected ; and a movable conductor that supports the movable arc contact and has a potential different from that of the fixed support. The fixed support includes an intake port into which a hot gas flow generated when the arc-extinguishing gas is blown onto the arc is introduced, and the fixed side conductor on the side portion of the fixed support. and a partition member for partitioning the space inside the fixed support into an air inlet side space and an air outlet side space, wherein the partition member has one end. is attached to a gas shielding surface facing the air inlet of the fixed support, and includes a first vent near the gas shielding surface for introducing the hot gas flow from the air inlet side space to the air outlet side space , The movable-side conductor is arranged on a side surface of the fixed support, and the exhaust port discharges the hot gas flow toward the fixed-side conductor .
この構成により、固定サポートの側面部であって、固定サポートに接続された導体側にのみ排気口を設け、可動サポートに接続される可動側導体側には排気口がないため、熱ガス流を排出しないので、可動サポート及び可動側導体の間で短絡に至ることを防止できる。また、固定サポートの内部の空間を吸気口側空間及び排気口側空間に仕切る仕切り部材を設けているので、吸気口から導入された熱ガス流が、排気口から直接排気されず、固定サポートのガス遮蔽面近傍まで高温ガスを誘導し、冷温ガスと撹拌してから、第１通気口を介して排気口に誘導するので、熱ガス流を十分に冷却してから排出ができる。 With this configuration, an exhaust port is provided only on the side of the fixed support and on the side of the conductor connected to the fixed support, and there is no exhaust port on the side of the movable conductor connected to the movable support. Since it is not discharged, it is possible to prevent a short circuit between the movable support and the movable side conductor. In addition, since the partition member is provided to divide the space inside the fixed support into the air inlet side space and the air outlet side space, the hot gas flow introduced from the air inlet is not directly exhausted from the air outlet, and the fixed support is closed. The hot gas is guided to the vicinity of the gas shield surface, mixed with the cold gas, and then guided to the exhaust port through the first vent so that the hot gas stream can be sufficiently cooled before being discharged.
また、本発明のガス遮断器の一態様において、前記吸気口の開口面積は、前記第１通気口の開口面積よりも大きいことが好ましい。 Moreover, in one aspect of the gas circuit breaker of the present invention, it is preferable that the opening area of the intake port is larger than the opening area of the first vent.
また、本発明のガス遮断器の一態様において、前記吸気口の開口面積は、前記吸気口から前記第１通気口までの前記熱ガス流が流通する経路において、遮断方向と直交する平面における前記吸気口側空間の断面積最小値よりも大きいことが好ましい。 Further, in one aspect of the gas circuit breaker of the present invention, the opening area of the intake port is the above-mentioned It is preferably larger than the minimum cross-sectional area of the air intake side space.
この場合において、前記第１通気口の開口面積は、前記吸気口側空間の断面積最小値よりも小さいことが好ましい。 In this case, it is preferable that the opening area of the first vent is smaller than the minimum cross-sectional area of the air intake side space.
また、前記ガス遮蔽面から前記第１通気口までの距離が前記ガス遮蔽面から前記排気口までの距離よりも短いことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the distance from the gas shielding surface to the first vent is shorter than the distance from the gas shielding surface to the exhaust port.
また、本発明のガス遮断器の一態様において、前記仕切り部材は、前記吸気口から導入された前記熱ガス流が衝突する衝突部を備え、前記衝突部に前記吸気口側の空間から前記排気口側の空間に前記熱ガス流の一部を導入する第２通気口を備えていることが好ましい。 Further, in one aspect of the gas circuit breaker of the present invention, the partition member has a collision portion with which the hot gas flow introduced from the intake port collides, and the exhaust gas from the space on the intake port side collides with the collision portion. Preferably, a second vent is provided for introducing a portion of said hot gas stream into the mouth-side space.
この場合、前記第１通気口の開口面積は、前記第２通気口の開口面積よりも大きいことが好ましい。 In this case, it is preferable that the opening area of the first vent is larger than the opening area of the second vent.
本発明のガス遮断器によれば、小型縮小化を図ると共に短絡を防止できる。 According to the gas circuit breaker of the present invention, it is possible to reduce the size and prevent a short circuit.
以下、本発明の一実施の形態に係るガス遮断器について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明に係るガス遮断器については、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。 A gas circuit breaker according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the gas circuit breaker according to the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the invention.
図１は、第１の実施の形態に係るガス遮断器を示す部分断面図である。図１に示すように、ガス遮断器１は、ＳＦ６ガス等の消弧性ガス（絶縁性ガス）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。ガス遮断器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。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the gas circuit breaker according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a
なお、図１に示すガス遮断器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、ガス遮断器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遮断器１にも適用することができる。
For convenience of explanation, the
以下、消弧室３の内部構造について、図１を参照しながら説明する。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。なお、この固定サポート４１の詳細な構成については後述する。固定主接触子４２は、固定サポート４１の下端部４１３に接続され、可動主接触子５４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。固定アーク接触子４３は、固定主接触子４２よりも僅かに可動部５側（下方側）に突出する長さを有している。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。
The internal structure of the
本実施の形態では、消弧室３が垂直方向に延在し、固定部４が消弧室３の上方に、可動部５が消弧室３の下方に配置されている場合について説明している。しかしながら、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、本発明は、消弧室３が垂直方向に延在するガス遮断器１において、固定部４が消弧室３の下方に、可動部５が消弧室３の上方に配置されている場合にも適用することができる。
In this embodiment, the arc-
以下の説明では、消弧室３が垂直方向に延在している場合に、固定部４が配置されている側を「上」、可動部５が配置されている側を「下」と呼ぶが、上述のように固定部４及び可動部５の配置が逆である場合には、「上」及び「下」を相互に読み替えればよい。また、消弧室３が水平方向に延在している場合には、「上」及び「下」を「右」又は「左」に読み替えればよい。
In the following description, when the arc-extinguishing
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、ノズル５３と、可動主接触子５４とを有する。可動サポート５１は、絶縁筒５１１と、可動サポート本体５１２とで構成されている。絶縁筒５１１は、概して円筒形状を有し、上方側に開口している。パッファシリンダ５２は、絶縁筒５１１内に配置される。パッファシリンダ５２の上端部には、概して絶縁筒５１１の内周面と略同一の形状を有する摺動部５２１が設けられている。パッファシリンダ５２の内側には、可動アーク接触子５５の外周面との間にパッファ室５２２が形成されている。
On the other hand, the
ノズル５３及び可動主接触子５４は、パッファシリンダ５２の摺動部５２１の上面に設けられている。可動主接触子５４は、概して円筒形状を有し、摺動部５２１の上面から上方側に延出している。可動主接触子５４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。ノズル５３は、可動主接触子５４の内側に配置されている。ノズル５３は、概して円筒形状を有し、摺動部５２１の上面から上方側に延出している。ノズル５３の中央より僅かに上方側の位置にて、他部よりも小径に構成されている。
The
また、可動部５は、可動アーク接触子５５と、固定ピストン５６と、操作ロッド５７とを有する。可動アーク接触子５５は、概して円筒形状を有する。可動アーク接触子５５は、パッファシリンダ５２の一部に支持されている。可動アーク接触子５５は、パッファシリンダ５２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５５の上端部には、固定アーク接触子４３に摺接可能な孔５５１が形成されている。これらの可動主接触子５４及び可動アーク接触子５５により可動接点（可動電極）が構成される。
The
操作ロッド５７は、一端（上端）がパッファシリンダ５２の下端部に接続される一方、他端（下端）が不図示の操作機構に接続される。操作ロッド５７は、操作機構の駆動力を受けてパッファシリンダ５２を可動サポート５１内にて上下移動させる。パッファシリンダ５２の上下移動に伴い、パッファシリンダ５２に支持される可動アーク接触子５５や、パッファシリンダ５２の一部に設けられるノズル５３及び可動主接触子５４が一体的に移動可能に構成されている。
The operating
絶縁支持体６は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁物で形成される。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、他端部（上端部）が、可動部５の可動サポート５１の可動サポート本体５１２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本体５１２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。
The insulating support 6 is made of an insulator such as epoxy resin, for example. The insulating support 6 is arranged below the
ここで、第１の実施の形態に係るガス遮断器１における消弧原理について説明する。図１は、ガス遮断器１における開路状態を示している。図２は、ガス遮断器１における消弧中状態を示している。なお、図２において、説明の便宜上、消弧室３の一部のみを示している。
Here, the principle of arc extinguishing in the
閉路状態においては、操作ロッド５７によりパッファシリンダ５２が押し上げられている。パッファシリンダ５２の上方移動に伴い、ノズル５３及び可動主接触子５４、並びに、可動アーク接触子５５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５４の外周面に接触している。また、固定アーク接触子４３は、孔５５１に挿入され、可動アーク接触子５５に接触している。一方、固定ピストン５６は、可動サポート本体５１２に固定されている。このため、パッファシリンダ５２の上方移動に伴い、パッファ室５２２内に消弧性ガスが導入（吸引）された状態となっている。
In the closed state, the
閉路状態から図１に示す開路状態に移行する場合には、図２に示すように、操作ロッド５７によりパッファシリンダ５２が引き下げられる。パッファシリンダ５２の下方移動に伴い、ノズル５３及び可動主接触子５４、並びに、可動アーク接触子５５も引き下げられている。パッファシリンダ５２の下方移動の過程において、可動主接触子５４は、可動アーク接触子５５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５５は、固定主接触子４２に対する可動主接触子５４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５５が離間する際、これらのアーク接触子４３、５５間でアーク放電が発生する。
1, the
上述のように、閉路状態から開路状態に移行するとき（遮断時）の、可動主接触子５４及び可動アーク接触子５５が移動する方向を遮断方向と呼ぶ。本実施の形態では、消弧室３が垂直方向に延在し、固定部４が消弧室３の上方に、可動部５が消弧室３の下方に配置されているので、遮断方向は、図１、２における下方方向に相当する。したがって、固定部４が消弧室３の下方に、可動部５が消弧室３の上方に配置されている場合、遮断方向は、図１、２における上方方向に相当することになる。また、消弧室３が水平方向に延在している場合は、遮断方向は左右方向のいずれか一方に相当することになる。
As described above, the direction in which the movable
また、上述のように、固定ピストン５６は、可動サポート本体５１２に固定されている。このため、パッファシリンダ５２の下方移動に伴い、固定ピストン５６によってパッファ室５２２内に配置された消弧性ガスが圧縮される。そして、圧縮された消弧性ガスが、パッファシリンダ５２の内側を通過し、ノズル５３を介してアーク放電に吹き付けられる。これにより、固定アーク接触子４３と可動アーク接触子５５との間に発生したアーク放電が消弧される。
Also, as described above, the fixed
ガス遮断器１においては、アーク放電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。
In the
このような熱ガス流は、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に形成された排気口から金属容器２内に排出される。図６を参照して説明したように、従来のガス遮断器１０００では、固定サポート１００１（図６参照）の側面部であって固定側導体１００４側及び可動側導体１００５側の両方にそれぞれ排気口１００６、１００７を設けることがある。この場合、固定側導体１００４及び固定サポート１００１の間並びに可動側導体１００５及び固定サポート１００１の間に熱ガス流が流出する。熱ガス流は耐電圧が低下しているため、密閉空間２１内の消弧性ガスの絶縁強度が低下し、高電圧が印加されると短絡に至る可能性がある。
Such a hot gas flow is introduced into the fixed
本発明者らは、可動側導体と固定サポートとは電位が異なるため、これらの間で短絡に至る可能性があるのに対し、固定側導体と固定サポートとは同電位であるため、これらの間で短絡に至ることがないことに着目した。そして、固定サポートの側面の固定側導体側に排気口を設け、可動側導体側には設けないことにより、可動側導体と固定サポートとの間で短絡に至ることを防止できることを見出し、本発明に想到した。 The inventors of the present invention have found that the movable conductor and the fixed support are at different potentials and thus may lead to a short circuit between them, whereas the fixed conductor and the fixed support are at the same potential. The attention was paid to the fact that there is no short circuit between them. Further, the inventors have found that short-circuiting between the movable-side conductor and the fixed support can be prevented by providing an exhaust port on the fixed-side conductor side of the side surface of the fixed support and not on the movable-side conductor side. came to mind.
すなわち、本発明に係るガス遮断器の骨子の一つは、固定サポートの側面部であって固定側導体側にのみ、熱ガス流が排出される排気口を設けることにある。 That is, one of the gists of the gas circuit breaker according to the present invention is to provide an exhaust port through which the hot gas flow is discharged only on the side surface of the fixed support and on the fixed side conductor side.
この構成によれば、可動サポートに接続される可動側導体側には排気口がないため、熱ガス流を排出しないので、可動サポート及び可動側導体の間で短絡に至ることを防止できる。この結果、可動サポート及び可動側導体との距離を広げる必要がなくなるので、小型縮小化を図ると共に短絡を防止できる。 According to this configuration, since there is no exhaust port on the side of the movable-side conductor connected to the movable support, the hot gas flow is not discharged, thereby preventing a short circuit between the movable support and the movable-side conductor. As a result, it is not necessary to widen the distance between the movable support and the movable side conductor, so that it is possible to reduce the size and prevent short-circuiting.
また、本発明者らは、ガス遮断器１において、閉路状態で固定サポートの内部に充填された低温且つ高密度のガス（以下、「冷温ガス」という）と高温ガスとを撹拌することにより、熱ガス流を冷却してから、固定サポートから排気させることに着目し、本発明に想到した。
Further, in the
すなわち、本発明に係るガス遮断器の骨子の一つは、固定サポートの内部の空間を吸気口側空間と排気口側空間とに仕切る仕切り部材を設け、仕切り部材の一端（後述の上端部）は、固定サポートの上底部の内面（本発明のガス遮蔽面（後述）の一例）に取り付けられると共に、当該内面近傍に熱ガス流を吸気口側空間から排気口側空間に導入する第１通気口を設けることにある。 That is, one of the gists of the gas circuit breaker according to the present invention is to provide a partition member that partitions the space inside the fixed support into an intake port side space and an exhaust port side space, and one end of the partition member (an upper end portion described later) is attached to the inner surface of the upper bottom of the fixed support (an example of the gas shielding surface (described later) of the present invention), and the first ventilation that introduces the hot gas flow from the air inlet side space to the air outlet side space near the inner surface It is to provide a mouth.
この構成によれば、固定サポートの吸気口から導入された高温ガスを排気口から直接排出せずに、固定サポートの上底部の内面近傍まで高温ガスを誘導し、冷温ガスと撹拌してから、排気口に誘導するので、熱ガス流を冷却してから排出ができる。この結果、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保できる。 According to this configuration, the high-temperature gas introduced from the intake port of the fixed support is not directly discharged from the exhaust port, but is guided to the vicinity of the inner surface of the upper bottom portion of the fixed support, and stirred with the cold gas, Directing it to an exhaust port allows the hot gas stream to be cooled prior to discharge. As a result, the hot gas stream can be effectively cooled to ensure adequate blocking performance.
ここで、第１の実施の形態に係るガス遮断器１が有する固定サポート４１の構成について、図１～図３を参照して説明する。図２は、第１の実施の形態に係るガス遮断器１の要部を示す断面図である。図３は、第１の実施の形態に係るガス遮断器１の概略構成を説明するための模式図である。
Here, the configuration of the fixed
図２及び図３に示すように、第１の実施の形態に係るガス遮断器１（図１参照）の消弧室３において、消弧室３の上方に位置する固定部４の固定サポート４１に固定側導体７１が接続されている。また、消弧室３の下方に位置する可動部５の可動サポート５１には可動側導体７２が接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the arc-extinguishing
図３に示すように、金属容器２の側面には、それぞれ固定側導体７１及び可動側導体７２が外部に導出される導出口８１、８２が形成されている。これらの導出口８１、８２は、金属容器２の上方側の一部であって、互いに対向する側面に形成されている。
As shown in FIG. 3,
固定側導体７１は、図２に示すように、固定サポート４１から金属容器２の側面に向って、略水平方向に延出している。固定側導体７１は、図３に示すように、各消弧室３の右上方側部分から右方側に延出し、導出口８１を介して金属容器２の外部に配置された回路（外部回路）（不図示）に接続される。
The fixed-
一方、図２に示すように、可動側導体７２は、可動サポート５１から金属容器２の側面に向って略水平方向に延出している。そして、可動側導体７２は、上方に向って屈曲した後、略垂直方向に上方に向かって固定サポート４１の近傍まで延出している。そして、可動側導体７２は、固定サポート４１の近傍において、金属容器２の側面に向って屈曲し、略水平方向に延出している。さらに、可動側導体７２は、図３に示すように、各消弧室３の左上方側部分から左方側に延出し、導出口８２を介して金属容器２の外部に配置された回路（外部回路）（不図示）に接続される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the movable-
なお、可動側導体７２が接続される外部回路は、１つの母線を備えた一重母線方式であってもよいし、２つの母線を備えた２重母線方式であってもよい。ただし、２重母線方式の場合に、１つの母線を固定部４側（上方側）に配置し、もう一つの母線を可動部５側（下方側）に配置することが多い。このため、上述のような可動側導体７２が消弧室３の下方から上方に直立し、少なくとも固定サポート４１の近傍よりも上に屈曲部がある構造が必要となる。このような構造を備えたガス遮断器１において、小型縮小化を図るためには、固定サポート４１の近傍において、固定サポート４１及び可動側導体７２の屈曲部分の間隔が狭くなるので、後述の本発明の効果はより顕著になる。
The external circuit to which the movable-
図１及び図２に示すように、固定サポート４１の一端（以下、上端部と記載する）には上底部４１１が設けられ、塞がれている。上底部４１１の上面には、支持碍子４１２が取り付けられている。支持碍子４１２は、金属容器２の上壁面に取り付けられている（図１参照）。これにより、固定サポート４１は、支持碍子４１２を介して金属容器２に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end (hereinafter referred to as the upper end) of the fixed
また、固定サポート４１の下端部４１３は開放されている。下端部４１３は、固定アーク接触子４３の上端部に設けられた固定アーク接触子支持部４２１に接続されている。固定アーク接触子支持部４２１には、連通孔４２２が設けられている。連通孔４２２は、例えば、略真円状である。第１の実施の形態では、固定アーク接触子支持部４２１に設けられた連通孔４２２の直径が固定サポート４１の下端部４１３の内径より小さい。このため、連通孔４２２が、固定サポート４１に熱ガス流が導入される吸気口として機能する。以下の説明では、連通孔４２２を吸気口４２２とも記載する。
Also, the
固定アーク接触子支持部４２１に設けられた連通孔４２２の直径よりも、固定サポート４１の下端部４１３の内径が小さいときは、下端部４１３が吸気口として機能する。また、固定サポート４１の下端部４１３に下底部を設け、下底部に略真円状の通気口を設けてもよい。当該通気口の直径が、固定サポート４１に熱ガス流が導入される連通孔４２２よりも小さいときは、当該通気口が吸気口として機能する。
When the inner diameter of the
一方、固定サポート４１は、固定側導体７１側の側面部に熱ガス流が排出される排気口４１４を備えている（図１、図２参照）。排気口４１４は、例えば、略矩形状をなしている。
On the other hand, the fixed
さらに、固定サポート４１の内部には、仕切り部材４１５が取り付けられている。仕切り部材４１５は、固定サポート４１の内部の空間を、吸気口４２２側の空間Ａ（本発明の吸気口側空間の一例）と排気口４１４側の空間Ｂ（本発明の排気口側空間の一例）とに仕切るように設けられている。仕切り部材４１５は、例えば、金属板材を折り曲げ成形して得ることができる。
Furthermore, a
第１の実施の形態では、図２に示すように、仕切り部材４１５の上端部は、固定サポート４１の上底部４１１の内面４１１ａに取り付けられている。仕切り部材４１５は、平面部４１５ａを備えている。平面部４１５ａは、仕切り部材４１５の上端部から排気口４１４の下端部に対応する位置まで至るように、固定サポート４１の側面部に沿って延設されている。
In the first embodiment, the upper end of the
上述の固定サポート４１の上底部４１１の内面４１１ａは、吸気口４２２と対向する位置にあり、吸気口４２２から導入された熱ガス流が仕切り部材４１５の平面部４１５ａに沿って直進したときに、この熱ガス流の直進を遮る面を形成する。この面をガス遮蔽面と呼ぶ。以下の説明では、便宜上、ガス遮蔽面を内面４１１ａとも記載する。
The
さらに、仕切り部材４１５は、排気口４１４の下端部に対応する位置から固定サポート４１の下端部４１３に至る部分が、図２に示すように傾斜している。この部分をテーパ部４１５ｂと呼ぶ。第１の実施の形態では、テーパ部４１５ｂの下端部は、固定サポート４１の下端部４１３と固定アーク接触子支持部４２１との当接部に取り付けられているが、特に限定されるものではない。
Further, the
さらに、第１の実施の形態において、固定サポート４１の上底部４１１の内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍には、固定サポート４１の内部の吸気口側空間Ａから排気口側空間Ｂへ熱ガス流が導入する通気口４１５ｃが設けられている。通気口４１５ｃは、本発明の第１通気口の一例である。通気口４１５ｃの形状は、例えば、図１に示すように、仕切り部材４１５の幅方向に長い略矩形状をなしている。
Furthermore, in the first embodiment, in the vicinity of the inner surface (gas shielding surface) 411a of the
ここで、通気口４１５ｃが内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍に設けられていることには、図１及び図２に示すように、仕切り部材４１５の上端側の一辺から内側に入った領域に通気口４１５ｃが形成されていること、及び、仕切り部材４１５の上端側の一辺の一部を切り欠くように通気口４１５ｃが形成されていることが含まれるが、特に限定されない。
Here, the fact that the
図２中に矢印Ｘで示すように、第１の実施の形態に係るガス遮断器１において、可動部５のパッファシリンダ５２で発生した熱ガス流は、ノズル５３を経て、固定主接触子４２の内部に流入する。次いで、熱ガス流は、固定アーク接触子支持部４２１に設けられた吸気口４２２から固定サポート４１の内部に導入される。
In the
次に、熱ガス流は、固定サポート４１の内部の空間の、仕切り部材４１５で仕切られた吸気口４２２側の空間Ａに誘導される。より詳細には、熱ガス流の一部は、仕切り部材４１５のテーパ部４１５ｂに衝突した後、テーパ部４１５ｂに沿って、仕切り部材４１５の平面部４１５ａ及び固定サポート４１の側面との間に誘導される。
Next, the hot gas flow is guided to the space A on the
このようにテーパ部４１５ｂは熱ガス流が衝突する部分であり、衝突部とも呼ぶ。衝突部４１５ｂは傾斜している必要は必ずしもないが、排気抵抗を低くする観点から第１の実施の形態のように傾斜していることが好ましい。
Thus, the tapered
一方、熱ガス流の残りは、仕切り部材４１５の平面部４１５ａ及び固定サポート４１の側面との間に直接導入される。
On the other hand, the rest of the hot gas flow is introduced directly between the
その後、熱ガス流は、固定サポート４１の下端部４１３から上底部４１１の内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍まで、上昇していく。したがって、熱ガス流は、排気口４１４に直接向かうことはない。
After that, the hot gas flow rises from the
そして、熱ガス流は、図２及び図３に示すように、内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍に設けられた通気口４１５ｃを通って、固定サポート４１の内部の空間の、仕切り部材４１５で仕切られた排気口４１４側の空間Ｂに導入される。その後、熱ガス流は、排気口４１４から金属容器２内へ排出される。
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the hot gas flow passes through a
次に、仕切り部材４１５によって形成される熱ガス流が通過する空間の断面積の変化について、図４を参照して説明する。図４は、第１の実施の形態に係るガス遮断器１におけるガス流路の断面積を説明するための模式図である。図４Ａは、固定サポート４１を、図１の紙面方向に対して直交方向から見たときの断面を示す。図４Ｂは、固定サポート４１を、固定側導体７１に接続された側面部の方向から見たときの状態を示す。
Next, changes in the cross-sectional area of the space formed by the
以下、固定サポート４１の内部であって、仕切り部材４１５によって仕切られた熱ガス流が通過する空間をガス流路と呼ぶ。
Hereinafter, a space inside the fixed
図４Ａに示すように、吸気口４２２におけるガス流路の断面積ａは、吸気口４２２の開口面積に相当する。
As shown in FIG. 4A , the cross-sectional area a of the gas flow path at the
ガス流路は、仕切り部材４１５に設けられたテーパ部４１５ｂにより徐々に絞られ、その断面積は徐々に小さくなっていく。
The gas flow path is gradually narrowed by the tapered
そして、仕切り部材４１５の平面部４１５ａと固定サポート４１の側面部の壁面との間におけるガス流路の断面積ｂは、吸気口４２２側の空間Ａ（図２及び図３参照）の水平断面積に相当する。このガス流路の断面積ｂは、吸気口４２２におけるガス流路の断面積ａよりも小さくなるように構成されていることが好ましい。すなわち、吸気口４２２の開口面積は、吸気口４２２から通気口４１５ｃまでの熱ガス流が流通する経路において、遮断方向と直交する平面における空間Ａの断面積最小値よりも大きいことが好ましい。
The cross-sectional area b of the gas flow path between the
さらに、仕切り部材４１５に設けられた通気口４１５ｃの開口面積は、すなわち、通気口４１５ｃにおけるガス流路の断面積ｃは、上述の平面部４１５ａにおけるガス流路の断面積ｂよりもさらに小さくなるように構成されていることが好ましい。したがって、吸気口４２２におけるガス流路の断面積ａ（吸気口４２２の開口面積）は、通気口４１５ｃにおけるガス流路の断面積ｃ（通気口４１５ｃの開口面積）よりも大きい。
Furthermore, the opening area of the
そして、固定サポート４１の側面部に設けられた排気口４１４の開口面積、すなわち排気口４１４におけるガス流路の断面積ｄは、上述の通気口４１５ｃにおけるガス流路の断面積ｃよりも大きくなるように構成されていることが好ましい。
The opening area of the
上述の通り、ガス流路の断面積を、通気口４１５ｃにおいて一旦絞った後、それ以降は大きくすること、すなわち、ｂ＞ｃ、且つ、ｃ＜ｄという関係にすることが、排気抵抗を低くできる点、及び、固定サポート４１の吸気口４２２側の空間Ａであって、上底部４１１の内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍に存在する冷温ガスを、高温ガスと共に、排気口４１４側の空間Ｂへ効率よく誘導できる点から好ましい。
As described above, once the cross-sectional area of the gas flow path is narrowed at the
次に、図４を参照し、通気口４１５ｃ及び排気口４１４の位置関係について説明する。まず、図４Ｂに示すように、通気口４１５ｃよりも排気口４１４が低い位置にあることが、固定サポート４１の排気口４１４側の空間Ｂであって、固定サポート４１の隅部の近傍に存在する冷温ガスを、高温ガスと共に、排気口４１４から外部に効率よく排気できる点から好ましい。
Next, the positional relationship between the
ここで、通気口４１５ｃよりも排気口４１４が低い位置にあるとは、図４Ｂに示すように、通気口４１５ｃと排気口４１４の開口を図形（長方形）とみなした場合、当該図形の重心Ｏ１、Ｏ２が、重心Ｏ１よりも重心Ｏ２が低くなっていることを意味するといえる。
Here, when the
また、通気口４１５ｃよりも排気口４１４が低い位置にあるとは、上底部４１１の内面（ガス遮蔽面）４１１ａから通気口４１５ｃまでの距離ｄ１が、内面４１１ａから排気口４１４までの距離ｄ２よりも短いことを意味するといえる。ここで、内面４１１ａから通気口４１５ｃ又は排気口４１４までの距離ｄ１、ｄ２とは、通気口４１５ｃ又は排気口４１４の開口の内、内面４１１ａに最も近い一端までの距離を意味する。
Further, when the
通気口４１５ｃよりも排気口４１４が低い位置関係の好ましい態様の一つは、図４Ａに示す例のように、通気口４１５ｃの下端部よりも排気口４１４の上端部がわずかに低い場合である。このような場合、通気口４１５ｃと排気口４１４とは互いに重なりがなく、通気口４１５ｃを通過した熱ガス流が、排気口４１４より上側の固定サポート４１の内壁面に衝突してから排気口４１４の方へ進むので、固定サポート４１の隅部の近傍に存在する冷温ガスを、高温ガスと共により排気口４１４から外部にいっそう効率よく排気できる点から特に好ましい。
One preferred aspect of the positional relationship in which
通気口４１５ｃ及び排気口４１４は互いに重なり合っていれば、上述と同様の効果を得ることができるが、図４に示す例のように、通気口４１５ｃ及び排気口４１４とは互いに重なり合いがない方がより効果が高く、好ましい。
If the
また、図２、図３及び図４Ａに示すように、通気口４１５ｃを通過する熱ガス流の流れる方向（図２、図３中の矢印Ｘ）と、排気口４１４を通過する熱ガス流の方向は、いずれも固定側導体７１の軸方向に向う方向であり、互いに同一であることが、圧力損失の低減の観点で好ましい。また、図３を用いて説明すると、図３が示す上下方向、すなわち、固定側導体７１の軸方向に対して直交する方向に流れるガス流が少なくなり、これにより、相間短絡、又は、両端相での金属容器２への地絡を抑制できる観点でも好ましい。
Also, as shown in FIGS. 2, 3 and 4A, the flow direction of the hot gas flow passing through the
以上説明したように、第１の実施の形態に係るガス遮断器１は、まず、排気口４１４を、固定サポート４１の側面部であって固定側導体７１側にのみ設け、可動側導体７２側には設けていない。このため、固定サポート４１及び可動側導体７２の間に高温且つ低密度の高温ガスが排気されることがないので、固定サポート４１及び可動側導体７２の間での消弧性ガスの絶縁強度が低下するのを防止できる。
As described above, in the
一方、固定サポート４１及び固定側導体７１は、同電位であるため、固定サポート４１及び固定側導体７１の間での消弧性ガスの絶縁強度が低下したとしても、短絡に至るおそれがない。
On the other hand, since the fixed
このような結果、固定サポート４１及び可動側導体７２の間の距離を短くしても、アーク放電の消弧の際に短絡に至ることを防止できる。
As a result, even if the distance between the fixed
また、図２及び図３に示すように、固定サポート４１の内部の空間が、仕切り部材４１５により、吸気口４２２側の空間Ａと、排気口４１４側の空間Ｂとに仕切られている。このため、固定サポート４１に吸気口４２２を介して導入された熱ガス流は、仕切り部材４１５によって誘導され、排気口４１４から金属容器２の密閉空間２１に直接排気されることはない。
2 and 3, the space inside the fixed
また、排気口４１４から排気される熱ガス流は、仕切り部材４１５によって形成されたガス流路を経るまでに冷却される。空間Ａと空間Ｂとを繋ぐ通気口４１５ｃは、内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍、言い換えれば、固定アーク接触子支持部４２１とは反対側、に形成されているため、熱ガス流は、吸気口４２２側の空間Ａにおいて、固定サポート４１の上底部４１１の内面４１１ａの近傍まで誘導され、通気口４１５ｃを通り、排気口４１４側の空間Ｂに至る。このため、固定サポート４１の上底部４１１の内面４１１ａ近傍に存在する冷温ガスは滞留しやすいが、仕切り部材４１５により、高温ガスを上底部４１１の内面４１１ａの近傍にまで誘導できるので、冷温ガスと高温ガスとが十分に撹拌される。このような結果、閉路状態で固定サポート４１の内部の空間に充填された冷温ガスを有効に活用し、熱ガス流を効率よく冷却してから排出させるので、密閉空間２１での遮断性ガスの耐電圧性能（絶縁性能）を改善できる。
Also, the hot gas flow discharged from the
次に、第２の実施の形態に係るガス遮断器について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態に係るガス遮断器を説明するための模式図である。図５において、図１～図４を用いて説明したのと同じ構成については同一の番号を付与し、説明を省略する。第２の実施の形態に係るガス遮断器１（図１参照）は、仕切り部材４１５に通気口４１５ｃの他に、テーパ部（衝突部）４１５ｂに他の通気口４１５ｄを備えている点で、第１の実施の形態と相違する。通気口４１５ｄは、本発明の第２通気口の一例である。
Next, a gas circuit breaker according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a gas circuit breaker according to a second embodiment. In FIG. 5, the same numbers are assigned to the same configurations as those described with reference to FIGS. 1 to 4, and descriptions thereof are omitted. In the gas circuit breaker 1 (see FIG. 1) according to the second embodiment, the
固定サポート４１に導入された熱ガス流の一部は、テーパ部４１５ｂに衝突する。しかし、熱ガス流のさらに一部は、通気口４１５ｄを通過し、固定サポート４１の内部の、排気口４１４側の空間Ｂに導入される（図５中矢印Ｚ０で示す）。導入された熱ガス流（以下、副流と呼ぶ）は、空間Ｂの上方に向って進む。そして、副流は、通気口４１５ｃを通過し、空間Ｂに導入された熱ガス流（以下、主流と呼ぶ）と互いに干渉し合い、排気口４１４に向い、金属容器２内部へ排出される（図中矢印Ｚで示す）。これにより、主流が、空間Ｂの排気口４１４よりも下側の部分（空間Ｂの下端部近傍）に流入するのを抑制し、主流の排気口４１４からの流出を促進できる。また、空間Ｂの下端部近傍に存在する冷温ガスを副流が排気口４１４側に押し出すので、冷温ガスの滞留を防止し、冷温ガスを有効利用できる。
A portion of the hot gas flow introduced into fixed
通気口４１５ｃの開口面積、すなわち通気口４１５ｃにおけるガス流路の断面積ｃは、通気口４１５ｄの開口面積、すなわち通気口４１５ｄにおけるガス流路の断面積ｅよりも大きいことが、副流が主流よりも十分に小さくなり、主流に対する排気抵抗を低く抑えることができる点で好ましい。
The opening area of the
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications. In the above embodiments, the sizes and shapes of the members and holes shown in the accompanying drawings are not limited to these, and can be changed as appropriate within the scope of exhibiting the effects of the present invention. In addition, modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、上記第１及び第２の実施の形態においては、本発明を、可動側導体７２が、可動サポート５１に接続され、消弧室３の下方から上方に直立し、且つ、固定サポート４１の近傍に屈曲部が設けられているときに、固定サポート４１の側面から排気される高温ガスによる短絡を防止する場合について説明した。
For example, in the above-described first and second embodiments, the movable-
しかしながら、固定側導体が、可動サポート５１に接続され、消弧室３の上方から下方に直立し、且つ、可動サポート５１の近傍に屈曲部が設けられているときに、可動サポート５１の側面から排気される高温ガスにより、可動サポート５１及び固定側導体７１の間での短絡を防止する場合に本発明を適用することも可能である。この場合、可動サポート５１の側面部であって固定側導体７１側に排気口を設けること、及び、可動サポート５１に導入された熱ガス流が、排気口から金属容器２の密閉空間２１に直接排気されないようにすることにより、第１及び第２の実施の形態と同様の効果を発揮させることができる。
However, when the fixed-side conductor is connected to the
また、上記第１及び第２の実施の形態において、仕切り部材４１５に設けた通気口４１５ｃは、図１及び図４Ｂに示すように、仕切り部材４１５の幅方向に長い略矩形状をなしている。しかしながら、通気口４１５ｃの形状及び寸法は、固定サポート４１の吸気口４２２側の空間Ａであって、固定サポート４１の上底部４１１の内面（ガス遮蔽面）４１１ａ近傍に冷温ガスが過度に滞留しなければ特に限定されない。また、通気口４１５ｃの個数も１つに限定されず、複数個であっても構わない。
In addition, in the first and second embodiments, the
また、第１及び第２の実施の形態では、可動サポート５１は、絶縁筒５１１を備えているが、絶縁筒５１１は無くても構わない。
Further, in the first and second embodiments, the
本発明のガス遮断器によれば、小型縮小化を図ると共に短絡を防止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遮断器に好適に用いることができる。 According to the gas circuit breaker of the present invention, it is possible to reduce the size and prevent a short circuit, and it is particularly suitable for a puffer type gas circuit breaker in which arc-extinguishing chambers of multiple phases are incorporated in a metal container. be able to.
１、１０００ ガス遮断器
２ 金属容器
２１ 密閉空間
３ 消弧室
４ 固定部
４１、１００１ 固定サポート
４１１、１００２ 上底部
４１１ａ 内面（ガス遮蔽面）
４１２、１００３ 支持碍子
４１４、１００６、１００７ 排気口
４１５ 仕切り部材
４１５ａ 平面部
４１５ｂ テーパ部（衝突部）
４１５ｃ 通気口（第１通気口）
４１５ｄ 通気口（第２通気口）
４２、１０１１ 固定主接触子
４２１ 固定アーク接触子支持部
４２２ 吸気口（連通孔）
４３ 固定アーク接触子
５、１００８ 可動部
５１ 可動サポート
５１１ 絶縁筒
５１２ 可動サポート本体
５２、１００９ パッファシリンダ
５２１ 摺動部
５２２ パッファ室
５３ ノズル
５４ 可動主接触子
５５ 可動アーク接触子
５６ 固定ピストン
５７ 操作ロッド
６ 絶縁支持体
６１ 固定ベース
７１、１００４ 固定側導体（導体）
７２、１００５ 可動側導体
８１、８２ 導出口
1, 1000
412, 1003
415c vent (first vent)
415d vent (second vent)
42, 1011 fixed
43 fixed
72, 1005 Movable-
Claims (7)
前記固定アーク接触子を支持すると共に固定側導体が接続される固定サポートと、
前記可動アーク接触子を支持すると共に前記固定サポートとは電位が異なる可動側導体が接続される可動サポート、を備え、
前記固定サポートは、前記アークに前記消弧性ガスを吹き付けたときに発生する熱ガス流が導入される吸気口と、前記固定サポートの側面部の前記固定側導体側に設けられた前記熱ガス流が排出される排気口と、前記固定サポートの内部の空間を吸気口側空間と排気口側空間とに仕切る仕切り部材と、を備え、
前記仕切り部材は、一端が前記固定サポートにおける前記吸気口と対向するガス遮蔽面に取り付けられ、前記ガス遮蔽面近傍に前記熱ガス流を前記吸気口側空間から前記排気口側空間へ導入する第１通気口を備え、
前記可動側導体は、前記固定サポートの側面に配置され、
前記排気口は、前記固定側導体側に前記熱ガス流を排出する
ことを特徴とするガス遮断器。 A gas circuit breaker that extinguishes an arc generated when a movable arc contact is separated from a fixed arc contact in a container filled with an arc-extinguishing gas by spraying the arc-extinguishing gas,
a fixed support that supports the fixed arc contact and to which the fixed conductor is connected ;
a movable support that supports the movable arc contact and is connected to a movable conductor having a potential different from that of the fixed support ;
The fixed support has an intake port into which a hot gas flow generated when the arc-extinguishing gas is blown onto the arc is introduced, and the hot gas is provided on a side portion of the fixed support on the side of the fixed conductor. an air outlet through which the flow is discharged; and a partition member that partitions the space inside the fixed support into an air inlet side space and an air outlet side space,
One end of the partition member is attached to a gas shielding surface of the fixed support facing the intake port, and the partition member introduces the hot gas flow from the intake port side space to the exhaust port side space in the vicinity of the gas shielding surface. Equipped with 1 vent ,
The movable-side conductor is arranged on a side surface of the fixed support,
The gas circuit breaker , wherein the exhaust port discharges the hot gas flow toward the fixed-side conductor .
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