JPH01307122A - 断路器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ガス絶縁開閉装置における断路器に関するも
のである。

（従来の技術） 断路器は、機器の点検修理の際に電源から機器を切り離
す場合や、回路の接続を変更する場合、また、電路の開
閉の際等に用いられ、低電圧用がら超々高電圧用まで各
種のものがある。

第３図に従来から用いられている断路器の構成を示した
。即ち、金属容器１の内部にＳＦ６ガス等の絶縁ガス２
が封入され、また、断路器の固定電極側端子に接続され
た導体４及び可動電極側端子に接続された導体５が、そ
れぞれ絶縁スペーサ３によって金属容器１に支持固定さ
れている。

また、前記固定電極側端子に接続された導体４には、固
定電極６及び固定電極側接触子１０が配設され、ざらに
、前記固定電極側接触子１０を囲むように、抵抗体８を
介して固定電極側金属製シールド７が配設されている。

一方、前記可動電極側端子に接続された導体５には、可
動電極側接触子１１が接続され、その内側には可動電極
９か配設され、絶縁棒１３によって駆動されるように構
成されている。また、前記可動電極側接触子１１の外側
には、可動電極側金属製シールド１２が前記可動電極側
接触子１１を囲むように配設されている。

なお、絶縁棒１３は操作機構（図示せず）に接続され、
この操作機構によって断路器の開４へ及び投入動作が行
われる。

この様に構成された断路器においては、一般に、短い線
路の充電電流を開閉することが要求される。

ここで、線路、変圧器等の分布のキャパシタンス及び分
ぞ［のインダクタンスを、近似的にそれぞれ集中のキャ
パシタンス及び集中のインダクタンスで表し、線路の充
電電流開閉遮断回路を近似等価回路で表すと、例えば、
第４図のようになる。

図中１４は電源電圧、１５は短絡インピーダンス、１６
は電源側機器のキャパシタンス、１７は電源側線路のイ
ンダクタンス、１８は負荷側線路のキャパシタンス、１
９は負荷側線路のインダクタンス、２０は断路器である
。

また、第３図に示した断路器において、可動電極９の先
端部と固定電極側金属シールド７の先端部との間の絶縁
回復特性は、第５図に示した様になる。

この様な特性を有する断路器で、第４図に示す様な回路
を遮断する場合には、第６図に示した様な電圧波形が得
られる。即ち、第６図において、実線２１は第４図にお
ける“８１９点の電圧波形であり、破線２２は電源側の
電圧波形を示している。

そして、実線２１と破線２２の差が、断路器の極間電圧
である。

この関係を説明すると、例えばＡ点で可動電極９と固定
電極側接触子１０との間で開極し、その後、可動電極９
の先端部が固定電極側金属製シールド７の内部から出る
と、Ｂ点で電流遮断して負荷側のキャパシタンス１８に
はこの時の電源電圧が残り、電源電圧の変化と共に極間
電圧が大きくなる。極間電圧が絶縁回復電圧を上回ると
０点で再発弧する。しかし、電流が小ざいので、すぐに
遮断して負荷側のキャパシタンス１８にはこの時の電源
電圧が残る。こうして再点弧を繰返し、絶縁回復電圧の
上昇と共に、再点弧時の極間電圧も大きくなるが、絶縁
回復電圧が極間電圧を上回れば再点弧の繰返しは停止し
て遮断が完了する。第６図の再点弧点、Ｃ，Ｄ、ヒ、Ｆ
、Ｇ、Ｈは、第５図に示すＣ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの極
間距離と対応している。上記再点弧は固定電極側金属製
シールド７の先端部と可動電極９の先端部との間で発生
し、第７図に示す様な再点弧アーク２３が形成される。

この様にして開極が完了した時点で、可動電極９は可動
電極側金属製シールド１２の内部に収納され、固定電極
側金属製シールド７と可動電極側金属製シールド１２と
の間の極間電圧に耐えなければならない。これら両シー
ルドは、極間の電界を平等に近付けて極間耐電圧を大き
くする機能をも有している。

さて、第３図に示した様な断路器において、固定電極６
と固定電極側金属製シールド７との間に挿入した抵抗体
８が、金属導体であるような断路器においては、極間、
即ち、可動電極９と固定電極側金属製シールド７との間
で、再発弧が発生すると、第４図に示すキャパシタンス
１６．１８、インダクタンス１７．１９の回路で、高周
波振動が発生し、第８図に示す様に、高周波過電圧２４
が発生する。この高周波過電圧２４は、断路器が再点弧
する時の極間電圧が大きい程大きくなる。

また、この高周波過電圧２４が断路器自身または隣接す
る他の機器の絶縁を脅かす場合もある。従って、再点弧
時の過電圧を小ざくするために、第３図に示した様に、
抵抗体８を設け、開極時における再点弧による電流を、
導体４−固定電極６−抵抗体８−固定電極側金属製シー
ルド７−可動電極９−可動電極側接触子１１−導体５の
経路で流し、抵抗体８による回路の損失を利用して、高
周波過電圧を小ざく抑えようとしている。

この様な、固定電極側金属製シールドを介して抵抗体に
再点弧の際の電流を流し、抵抗体の損失によって過電圧
を抑える断路器としては、例えば、特公昭５３−３８０
３１号公報、または特公昭６０−４２５７０号公報に示
されたものがある。

また、第３図及び第７図に示した断路器において、再点
弧した時に発生する高周波過電圧を抑制する場合に、抵
抗体８に電圧がかかるが、この電圧に抵抗体８が耐え得
るためには、抵抗体８を艮くしなければならない。また
、この抵抗体８の電圧は第７図中のＩｔ　、　０−ｚで
示した間隙にも印加されるので、この部分の長さも長く
しなければならない。

従って、第７図に示す固定電極６から固定電極側金属製
シールド７の先端部までの長ざＬｌ及び断路器の中心か
ら固定電極側金属製シールド７の外周部までの長さＬ２
を短くすることができず、断路器全体が大型化するとい
った問題点があった。

そこで、この点を改善するために、実開昭５８−５３３
３２号公報に示された様な断路器が提案されている。即
ち、第９図に示した様に、金属容器１の内部に、固定電
極６と可動電極９が対向して配設され、固定電極６には
その中心部に固定電極側接触子１０が、また、その周囲
には抵抗体から成る固定電極側シールド２５が設けられ
ている。

この固定電極側シールド２５は、その先端に断面円弧部
分を億えて円筒状に形成され、ざらに、その先端部には
金属電極２６が配置Ｒされている。また、可動電極９の
周囲には可動電極側金属製シールド１２が配設されてい
る。

この様に構成された断路器においては、断路器の開極完
了状態、即ち、可動電極９が可動電極側金属シールド１
２の内部に収納された状態においては、抵抗体から成る
固定電極側シールド２５の可動電極側金属製シールド１
２と対向する部分に形成された断面円弧部分によって、
両シールド２５．１２間の電界を均一化できるようにし
て、両者間の耐電圧を大きくする機能を有するように偶
成されている。

なお、第９図に示した様な断路器においては、以下に述
べる様にして開極動作が行われる。即ら、投入状態から
開極する際に、可動電極９が図中右方向に駆動されると
、可動電極９と抵抗体から成る固定電極側シールドの先
端部に形成された金属電極２６部分との間で放電し、放
電アーク２７ｈ号形成される。このとき、電流は可動電
極９がら抵抗体から成る固定電極側シールド２５を経て
固定電極６へと流れる。

さらに、可動電極９が駆動されて、その先端部が抵抗体
から成る固定電極側シールド２５の内部から出ると、第
１０図に示した様に、可動電極９の先端部と、抵抗体か
ら成る固定電極側シールド２５との間で再点弧し、再点
弧アーク２８が形成される。このとき、再点弧電流は可
動電極９から抵抗体から成る固定電極側シールド２５を
経て固定電極６へ流れる。

この様に、開極途上において、電流または再点弧電流は
抵抗体を流れるので、抵抗体の損失によって過電圧が抑
制される。

また、第１０図において、再点弧の際に抵抗体から成る
固定電極側シールド２５にかかる電圧は、再点弧が発生
した部位から端部までの艮ざ愛３で分担される。即ち、
抵抗体から成る固定電極側シールド２５の可動電極側シ
ールド１２と対向する湾曲部でも、電圧を分担すること
ができるので、抵抗体から成る固定電極側シールド２５
の軸方向の長さ斐４を短くすることができる。

ざらに、第３図に示した固定電極側金属製シールド７が
不要となるので、第３図にお（プる長ざＬｌを短くする
ことができ、断路器の小型化が可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第９図及び第１０図に示した様な断路器
においては、以下に述べる様な問題点があった。

即ち、第１０図において、可動電極つと抵抗体から成る
固定電極側シールド２５との間に再点弧が発生した場合
には、抵抗体から成る固定電極側シールド２５にかかる
電圧は、固定電極側接触子１０と固定電極側シールド２
５との間にも現れるので、この電圧に耐え得るようにす
るためには、両者間の長さ吏２を人ぎくしなければなら
ず、断路器が大型化していた。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、ぞの目的は、固定電極側接触子と抵抗体から成る固定
電極側シールドとの間の距離を短くして、機器の小型化
を可能とした断路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） 本発明は、絶縁ガスを充填した金属容器内に、接触子を
有する固定電極と、前記接触子を包囲するように配設し
た抵抗体から成る固定電極側シールドと、前記接触子と
対向して配置され、且つ、前記接触子と接離自在の可動
電極を備え、開極及び閉極過程において、再点弧１ｉＩ
ｉ電電流を前記固定電極側シールドを介して流すように
構成した断路器において、前記接触子にカバーを設Ｃノ
、この接触子カバーと前記抵抗体から成る固定電極側シ
ールドとの間に絶縁体を配設し、この絶縁体の可動電極
側の先端部を、前記接触子及び接触子カバーの先端部よ
りも可動電極側に突出するにうに構成したものである。

（作用） 本発明の断路器によれば、接触子カバーと抵抗体から成
る固定電極側シールドとの間に絶縁体を配設することに
より、両者間の間隔を縮小することができ、断路器の小
型化が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。なお、第３図乃至第１０図に示した
従来型と同一の部材には同一の符号をイ」シて説明は省
略する。

本実施例の構成＊ 本実施例においては、第１図に示した様に、固定電極６
に、固定電極側接触子１０の周囲を囲むように、接触子
カバー３０が配設され、ざらに、その外側に抵抗体から
成る固定電極側シールド３１が配設されている。この固
定電極側シールド３１には、その先端部にリング状の金
属電極３２が配設されている。

また、前記接触子カバー３０と抵抗体から成る固定電極
側シールド３１の間には、絶縁体３３が配設されている
。この絶縁体３３は、その可動電極側の先端部３３ａが
、前記固定電極側接触子１０及び接触子カバー３０の可
動電極側の先端部より、可動電極側に突出するように構
成されている。

本実施例の作用＊ この様な構成を何する本実施例の断路器においては、第
２図に示した様に、充電電流遮断時に可動電極９と固定
電極側接触子１０どの間で開極し、さらに、可動電極９
の先端が抵抗体から成る固定電（型側シールド３１の内
部から出ると、可動電極９と固定電極側シールド３１の
先端に配設された金属電極３２の間で再点弧し、再点弧
アーク３４が形成される。

この再点弧アーク３４による再点弧電流は、抵抗体から
成る固定電極側シールド３１内を流れる。

このとき、この電流経路に沿って抵抗体から成る固定電
極側シールド３１には電圧降下が生じる。

そして、抵抗体から成る固定電極側シールド３１と固定
電極側接触子１０及び接触子カバー３０との間には電圧
が印加されるが、接触子カバー３０と固定電極側シール
ド３１との間に絶縁体３３が配設されているので、両者
間に間隙を設ける必要がない。

その結果、接触子カバー３０と固定電極側シールド３１
との間の間隙斐２″は、従来に比べて非常に小さくする
ことができる。

また、絶縁体３３の可動電極側先端部３３ａは、固定電
極側接触子１０及び接触子カバー３０の可動電極側先端
部よりも可動電極側に突出するように構成されているの
で、第２図中愛５で示した部分の絶縁効果も得られる。

＊他の実施例＊ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、接触子カバーと抵抗体から成る固定電極側シールド
との間に配設する絶縁体は、両者に密着させて配設して
も良いし、適当な間隔をあけて配設しても良い。いずれ
の場合においても、従来と比べて、接触子カバーと抵抗
体から成る固定電極側シールドとの間の距離を大幅に縮
小することができる。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、接触子にカバーを設
け、この接触子カバーと抵抗体から成る固定電極側シー
ルドとの間に絶縁体を配設し、この絶縁体の可動電極側
の先端部を、前記接触子及び接触子カバーの先端部より
も可動電極側に突出するように構成するという血中な手
段によって、固定電極側接触子と抵抗体から成る固定電
極側シールドとの間の距離を短くして、機器の小型化を
可能とした断路器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断路器の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図に示した断路器の作用を示す断面図、第３図
は従来の断路器の構成を示す一部断面図、第４図は断路
器による充電電流遮断近似等価回路、第５図は断路器極
間の絶縁回復特性を示す図、第６図は充電電流遮断時の
再点弧による電圧波形、第７図は従来の断路器における
再点弧の発生状態を示す一部断面図、第８図は再点弧サ
ージ電圧を示す図、第９図は従来の断路器の他の例を示
す断面図、第１０図は第９図の断路器における再点弧発
生状態を示す断面図である。 １・・・金属容器、２・・・Ｉ８縁ガス、３・・・絶縁
スペーサ、４・・・導体、５・・・導体、６・・・固定
電極、７・・・固定電極側金属製シールド、８・・・抵
抗体、９・・・可動電極、１０・・・固定電極側接触子
、１１・・・可動電極側接触子、１２・・・可動電極側
金属製シールド、１３・・・絶縁体、１４・・・電源電
圧、１５・・・短絡インピーダンス、１６・・・電源側
機器のキャパシタンス、１７・・・電源側線路のインダ
クタンス、１８・・・負荷線路のキャパシタンス、１９
・・・負荷側線路のインダクタンス、２０・・・断路器
、２１・・・負荷側電圧波形、２２・・・電源側電圧波
形、２３・・・再点弧アーク、２４・・・高周波過電圧
、２５・・・抵抗体から成る固定電１へ側シールド、２
６・・・金属電極、２７・・・放電アーク、２８・・・
再点弧アーク、３０・・・接触子カバー、３１・・・抵
抗体から成る固定電極側シールド、３２・・・金属電極
、３３・・・絶縁体、３４・・・再点弧アーク。 第　２　図 第　３　＝ 第　４　図 第　５　刃 第　６　図 第　７　図 第　８　図 第　９　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁ガスを充填した金属容器内に、接触子を有する固定
   電極と、前記接触子を包囲するように配設した抵抗体か
   ら成る固定電極側シールドと、前記接触子と対向して配
   置され、且つ、前記接触子と接離自在の可動電極を備え
   、開極及び閉極過程において、再点弧放電電流を前記固
   定電極側シールドを介して流すように構成した断路器に
   おいて、前記接触子にカバーを設け、この接触子カバー
   と前記抵抗体から成る固定電極側シールドとの間に絶縁
   体を配設し、この絶縁体の可動電極側の先端部を、前記
   接触子及び接触子カバーの先端部よりも可動電極側に突
   出するように構成したことを特徴とする断路器。