JPS59205118A - スパイラルア−ク方式の転流形高圧直流しや断器 - 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】 この発明はスパイラルアーク式の転流形高圧直流しゃ断
器に係シ、特に消弧室の構造に関する。

直流しゃ断器として、バッファー吹付方式と、スパイラ
ルアーク方式とがあるが、前者のバッファー吹付方式は
、バッファー吹付けのために大きな操作駆動力を必要と
するという欠点がある。これに対して、後者のスパイラ
ルアーク方式は、消弧媒体（例えばＳＦ、ガス）中で電
極に磁界を加え、アークをスパイラル状に引伸ばすこと
によって、電源電圧相当にアーク電圧を高め、高電圧、
大電流の直流をしゃ断する方式であって、アークがスパ
イラル状であるので短かい電極間で高いアーク電圧を得
ることができ、しかも電極の開閉操作駆動力のみで足り
、小型で、軽量化できるという利点がある。

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

１は固定電極、２は可動電極であって略Ｅ字形状に形成
されて（７・る。３は励磁コイルであって、固定電極１
と可動電極２の中心軸と平行に磁界を発生させる。４は
テフロン等の絶縁材である。

次に動作について説明する。可動電極２の形状を上述の
ように略Ｅ字形に形成し、励磁コイル３による磁界Ｈと
アーク電流５とを出来るだけ直角方向に交差させ、両者
間にフレミンクの左手の法則の電磁力を発生させること
によって、スパイラル状のアークを成長させる。そして
アーク電流５と可動電極２の下部電極６に流れる電流と
が逆方向に々るようにして、アーク電流５に電磁反撥力
を働かせ、発弧アーク５を外側に押し出しく引き伸ばす
）アーク電圧を高め、高電圧、大電流の直流をしゃ断す
る。

従来のスパイラルアーク方式の転流形直流しゃ断器は以
上のように構成されているので、コイル励磁が不可欠で
、しかも可動電極を流れる電流方向を変える構造を必要
とし、電極の構造が複雑等の欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、電極軸と直角方向に磁界を加える
ことによって、コイル励磁を用いることなく、小形で小
さな操作駆動力でアークを効果的にスパイラル状に引き
伸ばし、しかも電極構造を簡単にできる等のスパイラル
アーク方式の転流形高圧直流しゃ断器を提供することを
目的とする。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図乃至第５図において、７は円筒状の固定電極、８は円
節状の可動電極であって、上記固定電極７との摺動接触
部８ａはフィンガー状に形成されている。９ぼテフロン
等で形成されている円柱状の絶縁体であって、第２図に
示すように、一端部を固定電極７と共に端子板１０に固
着され、他端部は可動電極８の内側に張出している。１
１゜１２は第２図に示すように、電極軸（イ）−（イ）
に対して直角方向に磁界Ｈを発生させる円筒形の永久磁
石であって、極性は相互に逆向きに設置されている。そ
して第２図、第３図に示すように一方の磁石１１は固定
電極７の外側に配置され、他方の磁石１２は固定電極７
の内側でかつ絶縁体９の内部に埋込配置されている。１
３は固定電極７の外周に配置された磁性板であって、永
久磁石１１．１２による磁界Ｈの漏れを少なくし、かつ
可動電極８側の磁界を強くし、該磁界Ｈとアークとの作
用を有効にする働きをする。

次にこの発明の動作について説明する。

まず、閉極動作においては、第２図に示すよう罠、電流
ｉは端子板１０→固定電極７→可動電極８を経由して流
れ通電する。

次に開極動作においては、開極指令によって第４図に示
すように、可動電極８と連結した駆動装置（図示せず）
によって右方へ移動し、開極するとこの可動電極８と固
定電極７どの間にアーク１４が発生する。このアーク１
４は電極軸（イ）−（イ）方向に流れるが、固定電極７
付近のアーク１４は永久磁石１１．１２による電極軸（
イ）−（イ）と直角方向の磁界と交差するので、フレミ
ングの左手の法則に従った電磁力が円柱状の絶縁体９の
外周に沿った円周方向に発生する。

一方、可動電極８側付近のアーク１４は外部磁界の作用
がないので、アーク１４０足１４ａは固定されるが、上
記固定電極７側のアーク１４の足１４ｂは円周方向に沿
った電磁力によって円周状に移動するために、アーク１
４は第５図、第６図に示すように、円柱状の絶縁体９の
周囲を高速でスパイラル状に巻き付けることとなる。こ
のスパイラル状のアーク１４は、第６図（ａ）に示すよ
うに、自己電流の磁界によって外周方向の発撥力ｆ。が
発生するために、外周方向に膨み、スパイラル状のアー
ク１４の外径が大きくなり、アーク１４の長さが大きく
なるので、アーク抵抗が増大しアーク電圧が高められる
。一方、スパイラル状のアーク１４０巻き数が増えてく
ると、電流、方向が同方向であるために、スパイラル状
のアーク１４間には第６図（ｂ）に示すように吸引電磁
力ｆ１が作用するので、短絡が発生し、このときアーク
電圧が急激に降下する。この短絡したアーク１４は第４
図に示すように、固定電極７と可動電極８との間で電磁
軸（イ）−（イ）方向に流れる。そして、電磁軸（イ）
−（イ）と同方向のアーク１４と、電極軸（イ）−（イ
）と直角方向の磁界Ｉ（との間に前述したメカニズムで
再度スパイラル状のアーク１４が発生し、このスパイラ
ル状のアーク発生　アーク短絡発生とを繰り返し、第７
図に示すように急激々アーク電圧の上昇と、犬き々アー
ク電圧の落差が生ずる。

この発明は高電圧の直流しゃ断装置の転流用しゃ断器と
して最適であり、第８図にその実施例を示す。第８図に
おいて、ＣＢは転流用しゃ断器、Ｃは転流回路のコンデ
ンサ、Ｌは転流回路のインダクタンス、ＤＳは断路器で
ある。そこで、転流用しゃ断器ＣＢに開路指令が与えら
れると、この発明の直流しゃ断器はスパイラル状のアー
ク→アーク短絡の発生によシ、急峻なアーク電圧上昇と
、犬きｈアーク電圧落差を生ずる。このアーク電圧落差
によって転流回路のコンデンサＣおよびインダクタンス
Ｌに振動電流ｉＬｃが発生し、主回路電流Ｉ。は転流用
しゃ断器ＣＢの回路から転流回路のコンデンサＣおよび
インダクタンスＬに転流する。主回路電流１゜が転流回
路のコンデンサＣおよびインダクタンスしに転流すると
、転流しゃ断器ＣＢは電流をしゃ断する。一方、転流回
路ではコンデンサー０１非線形抵抗素子ＮＬＲのインピ
ーダンスが過渡的に上昇してくるために、転流電流は減
少するので、主回路電流ｌ。が減少する。この減少した
主回路電流ｊ。は断路器ＤＳで最終的にしゃ断する。

このようにこの発明は、磁界Ｈの発生方向が電極軸（イ
）−（イ）方向に対して直角方向であるために、アーク
・１４０発生方向は電極軸（イ）−（イ）方向でよいの
で、従来のように可動電極８内を流れる電流の方向を変
える構造にする必要はなく電極が単純構造となる。また
、固定電極７の内側を有効に利用し磁石１２を内部配設
できる構造であるので、小さなスペースで極めて強い磁
界を発生させろことが可能とがる。さらに磁界発生のコ
イル励磁が不要でかつコイルの銅損がない。

なお、上記実施例では磁界Ｈな発生させるのに永久磁石
１１．１２を設けたものを示したが、これに限定される
ことなく、いずれか一方が永久磁石でｈ℃・磁性材料で
あってもよい。

以北のよう例、この発明によれば、電極を単純化でき、
才だ小さなスペースで極めて強い磁界を発生でき、しか
もコイルの励磁が不要でコイルの銅損がない等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスパイラルアーク方式の転流形直流しゃ
断器、第２図はこの発明の一実施例の閉極状態の縦断面
図、第３図（ａ）は第２図のＡ−Ａ線断面図、第３図（
ｂ）は第２図のＢ−Ｂ線縦断面図、第４図は同開極状態
の縦断面図、第５図は同要部斜視図、第６図はアークの
状態説明図、第７図はアーク電圧の状態を示すグラフ、
第８図はこの発明を適用した商略図を示す。 １．７・・・固定電極、２，８・・・可動電極、４，９
・・・絶縁体、ＩＩ、１２・・・磁界発生体。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 菟　ｆ　図 弗　２　図 第　３　図 弗　５　図 第　６　図 図　　　　　第　β　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の固定電極と、この固定電極に摺動可能に
   接触している円筒状の可動電極と、この可動電極および
   上記固定電極の内側に配置された絶縁体と、上記固定電
   極の内側および外側に配置され、電極軸に対して直角方
   向で、かつ該固定電極および該可動電極間に発生するア
   ークと直角に交差する磁界を発生させることによって、
   該絶縁体の外周に該アークをスパイラル状に引伸ばす磁
   界発生体とを備えたスパイラルアーク方式の転流形高圧
   直流しゃ断器。
2. （２）固定電極の内側および外側に配置された磁界発生
   体を永久磁石としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のスパイラルアーク方式の転流形高圧直流しゃ
   断器。
3. （３）磁界発生体のいずれか一方を永久磁石に、他方を
   磁性材料としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスパイラルアーク方式の転流形高圧直流しゃ断器
   。