JPS6388723A

JPS6388723A - パツフア形ガス遮断器

Info

Publication number: JPS6388723A
Application number: JP23315286A
Authority: JP
Inventors: 雅之石川; 均溝口; 久利池田; 悟柳父
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-19

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、パッファ形ガス遮断器に関するものであって
、特に、遮断時に発生するアークの熱を消弧性ガスの吹
付は力に効果的に活用することができるように、操作ロ
ッド及びパッファピストンに改良を施したパッファ形ガ
ス遮断器に関するものである。

（従来の技術）ＳＦ６ガス等の消弧性ガスをアークに吹き付ける高圧ガ
ス遮断器は、高い電圧に容易に耐えるので幅広く利用さ
れている。中でも接点解離時の駆動力を利用して消弧性
ガスを圧縮し、その圧縮ガスをアークに吹き付けるパッ
ファ形ガス遮断器は溝道が簡単であるので、高圧遮断器
の主流となっている。

この様なパッファ形ガス遮断器においては、近年、送電
容量の増大による短絡容量の増加に伴って、その遮断容
罪も増加の一途を辿っている。その反面、機器の小型化
のため、−点当たりの遮断器♀を増加させ、遮断器の直
列遮断点数の減少が図られている。このため、遮断器の
遮断性能としては、遮断器の極間の電界設計と共に、ガ
ス吹き付は機構の最適化が要求されている。

従来の一般的なパッファ形ガス遮断器においては、その
遮断性能を高めるためには、パッファ￥内の圧力を高め
ることが必要であり、このため、大型のパッファシリン
ダを非常に早い開極スピードで動かし、パッファ至内の
ガスを高圧にして、アークに吹付けるようにし、遮断性
能を増加させている。

しかし、上記の様な方法では、消弧室の寸法を非常に大
きくしなければならず、また、大きな駆動装置が必要と
なり、遮断器の製造コストが増大するばかりでなく、そ
の運用にも多大な費用がかかるという欠点があった。

そこで、本出願人は、公知ではないが、パッファ至内の
ガス圧力を効果的に高める方法として、第３図乃至第５
図に示した様な、アークの熱エネルギーを利用する方法
を提案している。即ち、固定アーク接触子４及び固定通
電接触子３とから構成されている固定接触子部１に対向
して可動接触子部２が配置されている。

また、可動接触子部２は、中空状の操作ロッド５にパッ
ファシリンダ６、可動アーク接触子８、可動通電接触子
９及び絶縁ノズル１０が固定されて構成されている。こ
のバッフ７シリンダ６内には、固定部（図示せず）に固
定されているパッファピストン７が配設され、パンツフ
ッシリンダ６とパッファ１ピストン７によって、パンフ
ッ至１１が形成されている。

更に、前記中空状の操作ロッド５には、複数個の連通孔
５ａが形成され、操作ロッド５の中空部５ｂと外部とを
連通している。また、この連通孔５ａの後端部には、操
作ロッド５の中空部５ｂ内の軸方向のガス流を、連通孔
５ａにスムーズに導くための凸部５Ｃが設けられている
。

なお、前記連通孔５ａは、第３図に示した閉極時及び第
４図に示した遮断動作初期においては、操作ロッド５の
中空部５ｂとパッファ至１１内を連通するように、また
、第５図に示した遮断動作後期にＪ３いて、パッファビ
ス１〜ン７の内径端部７ａを通り過ぎると、操作ロッド
５の中空部５ｂと周囲ガス空間とを連通するように構成
されている。

この様に構成された従来のパッファ形ガス遮断器に４３
いては、固定アーク接触子４と可動アーク接触子８との
間にアーク１３が発生すると、そのアーク１３により大
ぎな熱か生じる。また、このとき、操作ロッド５に形成
された連通孔５ａはパッファピストン７の内径端部７ａ
を過ぎていないので、連通孔５ａはパッファ至１１内と
連通している。

この様な遮断動作初期においては、パッファ窄１１内の
圧力は、パッファピストン７の圧縮作用によっては余り
上昇していないので、アーク１３からのガスの膨張流は
、操作ロッド５の中空部５ｂを通った流れ１２ｂとなり
、急激にバッフ７至１１内に流れ込む。また、アーク１
３から可動アーク接触子８と絶縁ノズル１０との間を流
れる色脹流１２Ｃも生じるが、操作ロッド５の中空部５
ｂに流れ込む膨張流１２ｂは非常に大きく、従って、パ
ッファ室１１内のガスに有効に熱を与えることができる
。この熱が、パッファピストン７とパッファシリンダ６
の圧縮動作に加わるので、パッファ室１１内の消弧性ガ
スは、熱による膨張作用とパッファピストン７による圧
縮作用の相乗効果により、その圧力は非常に高くなる。

その後、遮断動作が進むにつれて、第５図に示した様に
、連通孔５ａはパッファピストン７の内径端部７ａを通
過して周囲のガス空間に連通ずる。

従って、操作ロッド５の中空部５ｂは、周囲のガス空間
に開放され、アーク１３よりの熱が外部に放出される。

この様な状態においては、すでに絶縁ノズル１０は固定
アーク接触子４と離れ、充分に開口しているので、電流
を遮断できる状態となつている。また、パッファ￥１１
内に取込まれた熱は、バッフ７シリンダ６内において、
はぼ均一に分散されるので、高い圧力上界は遮断動作が
終了するまで持続する。従って、高速のガス流が長時間
アークに吹付けられるので、高い遮断性能を得ることが
できる。

この様に、アークより発生する熱エネルギーを効果的に
利用すれば、パッファ室内のガス圧力を高くすることが
でき、その結果、強力なアーク吹付は力を得ることがで
きるので、遮断性能を大幅に高めることができる。

しかしながら、上述した様にアークの熱エネルギーをパ
ッファ室内に無制限に取込むと、パッファ室内の圧力を
高め、遮断性能を向上ざぜる一方で、パッファ室内の圧
力が高くなりすぎ、その圧力による反力のため、駆動エ
ネルギーを増大させなければならず、操作機構部を大型
化しなければならないという欠点があった。

更に、パッファ室内にアークの熱エネルギーを取込み過
ぎると、ガスの密度が低下し、吹付けによる消弧能力が
低下することがあり、アークの熱エネルギーのパッファ
室内への流入を適切に制御して、パッファ室内の温度上
昇を抑えることが望まれていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来のパッファ形ガス遮断器においては、
パッファ室内における圧力上昇を制御することができな
かったため、パッファ室内の圧力が高くなりすぎ、その
圧力による反力のため、駆動エネルギーを増大ざ甘なけ
ればならず、操作機構部を大型化しなければならなかっ
た。

また、パッファ室内にアークの熱エネルギーを取込み過
ぎると、ガスの密度が低下し、吹付けによる消弧能力が
低下することがあった。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するもので、その目
的は、遮断時に発生するアークの熱エネルギーの蓄勢室
内への流入を適切に制御することにより、小形で、しか
も小さな駆動エネルギーで高い遮断性能が得られるパッ
ファ形ガス遮断器を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明のパッファ形ガス遮断器は、パッファ１シリンダ
内でかつパッファピストンの前面に、パッファピストン
と同方向に移動可能な浮動ピストンを配設し、この浮動
ピストンをバネによってパッファピストンに固定し、前
記浮動ピストンとパッファピストンの間に蓄勢室を形成
し、また、前記パッファシリンダを駆動する操作【コツ
トを中空状に構成して、その側面に連通孔を設け、その
連通孔が、遮断動作初期においては、操作ロッドの中空
部と前記蓄勢室とを連通し、遮断動作後期においては、
操作ロッドの中空部と周囲ガス空間とを連通ずるように
構成したものでおる。

（作用）本発明のパッファ形ガス遮断器は、遮断動作初期のアー
クの熱エネルギーを、操作ロッドの中空部側面に形成さ
れた連通孔を通して蓄勢室内に送り込み、蓄勢室内の圧
力を高めると共に、パッファピストンの前面に配設され
た浮動ピストンを固定接触子部側に押圧して、パッファ
室内の圧力を上昇させ、また、遮断動作後期においては
、操作ロンドの連通孔を、周囲ガス空間に連通させ、ア
ークからの膨張流を周囲ガス空間に流出させることによ
り、アークエネルギーを周囲ガス空間に放出させて、パ
ッファ室内の温度上昇を抑制し、パッファ室内のガスの
圧縮効果を高めて、消弧性ガスの吹き付は力を大幅に向
上させたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
具体的に説明する。なお、第３図乃至第５図に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して説明は省略す
る。

□＊実施例の構成＊本実施例において、第１図に示した様に、固定アーク接
触子４及び固定通電接触子３とから構成されている固定
接触子部１に対向して可動接触子部２が配置されている
。

また、可動接触子部２は、中空状の操作ロッド５にパッ
ファシリンダ６、可動アーク接触子８、可動通電接触子
９及び絶縁ノズル１０が固定されて構成されている。こ
のパッファシリンダ６内には、固定部（図示せず）に固
定されているパッファピストン７が配設され、このパッ
ファピストン７の前面には浮動ピストン２１が配設され
、バネ２２によってパッファピストン７に固定され、パ
ッファピストン７と浮動ピストン２１によって、蓄勢室
２３が形成されている。さらに、バッフ７シリンダ６と
浮動ピストン２１によって、パッファ窄１１が形成され
ている。

また、操作ロッド５に形成されている連通孔５ａは、第
１図に示した様な遮断動作初期においては、操作ロッド
５の中空部５ｂと蓄勢室２３とを連通し、第２図に示し
た様な遮断動作後期において、パッファピストン７の内
径端部７ａを通り過ぎると、操作ロッド５の中空部５ｂ
と周囲ガス空間とを連通ずるように構成されている。

本実施例の作用＊この様な＠盾を有する本実施例のパッファ形ガス遮断器
の作用について説明する。

即ち、第１図に示した遮断動作初期の状態において、固
定アーク接触子４と可動アーク接触子８との間にアーク
１３が発生すると、モのアーク′１３により大きな熱が
牛しるが、絶縁ノズル１０はまだ十分に開極していない
ので、遮断の能力はない。また、このとぎ、操作ロッド
５に形成された連通孔５ａはパッファＦビス１〜ン７の
内径端部７ａを過ぎていないので、連通孔５ａは蓄勢室
２３内と連通している。

一方、この様な遮断動作初期においては、パッファ室１
１内の圧力は、パッファピストン７の圧縮作用によって
は余り上がしていないので、アーク１３からのガスの膨
張流は、操作ロッド５の中空部５ｂを通った流れ１２ｂ
となり、急激に蓄勢室２３内に流れ込む。その結果、ア
ークの持つ大きな熱エネルギーにより蓄勢室２３内の圧
力か大幅に上昇し、この圧力によって浮動ピストン２１
が固定接触子部側に押圧される。このためパッファ室１
１内のガスは浮動ピストン２１によって圧縮される。こ
の圧縮作用がパッファピストン７とバッフ７シリンダ６
の本来の圧縮動作に加わるので、パッファ室１１内の圧
力は非常に高くなり、消弧性ガスの吹付は力が大幅に上
昇する。

また、特に、本実施例においては、アークの熱エネルギ
ーは蓄勢室２３内に送り込まれるので、パッファ室１１
内の温度上昇は、断熱圧縮作用に起因する温度の上界だ
けにとどめることができ、パッファ窄内のガス密度を低
下させることがなく、高い消弧能りを維持できる。

その後、遮断動作が進むにつれて、第２図に示した様に
、操作ロッド５に形成された連通孔５ａはパッファピス
トン７の内径端部７ａを通過して周囲ガス空間に連通ず
る。従って、アーク１３がらのガスの膨張流１２ｂは、
周囲ガス空間に流出し、アークエネルギーは周囲ガス空
間に放出される。

この様な状態においては、すでに絶縁ノズル１０は固定
アーク接触子４ど離れ、充分に開口しているの′Ｃ゛、
電流８遮断できる状態となっている。

また、蓄勢室２３内に取込まれた熱は、蓄勢室内におい
で、はぼ均一に分散され、しかも浮動ピストン２１によ
ってパッファ室１１内のガスが圧縮されるので、パッフ
ァ室１１内の高い圧力上昇は遮断動作が終了するまで持
続する。従って、高速のガス流が長時間アークに吹付け
られるので、高い遮断性能を得ることができる。

この様に、アークによる膨張流を蓄勢室または周囲ガス
空間に流入することにより、パッファ寮内の圧力上昇を
適切に制御することができるので、小さな駆動エネルギ
ーで操作ロッドを駆動づることができ、操作機構部を大
型化する必要はなくなる。

また、パッファ窄内に直接アークエネルギーが送り込ま
れないので、その温度上昇を抑制することができ、パッ
ファ・窄内の消弧性ガスの密度が低下することもなく、
高い消弧能力を維持することができる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、パッファピストンの
前面にバネによって固定した浮動ビストンを配設し、前
記パッファピストンと浮動ピストンによって蓄勢室を形
成し、また、操作ロッドに形成した連通孔を遮断動作初
期には前記蓄勢室内と連通し、遮断動作後期には、周囲
ガス空間と連通するという簡単な手段によって、遮断時
に発生するアークの熱エネルギーの蓄勢室内への流入を
適切に制御することにより、小形でしかも小さな駆動エ
ネルギーで、高い遮断性能が得られるパッファ形ガス遮
断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明のパッファ形ガス遮断器の
一実施例を示す断面図であり、第１図は遮断器の開極動
作初期、第２図は開極動作後期を示し１．第３図乃至第
５図は、従来のパッファ形ガス遮断器の一実施例を示す
断面図であり、第３図は遮断器の閉極時、第４図は遮断
器の開極動作初期、第５図は開極動作後期を示している
。１・・・固定接触子部、２・・・可動接触子部、３・・
・固定通電接触子、４・・・固定アーク接触子、５・・
・操作ロッド、５ａ・・・連通孔、５ｂ・・・操作ロッ
ド中空部、５Ｃ・・・凸部、６・・・パッファシリンダ
、７・・・パッファピストン、７ａ・・・パッファピス
トンの内径端部、８・・・可動アーク接触子、９・・・
可動通電接触子、１０・・・絶縁ノズル、１１・・・パ
ッファ至、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・熱ガス流、１
３・・・アーク、２１・・・浮動ピストン、２２・・・
バネ、２３・・・蓄勢室。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能な固定
接触子部と可動接触子部を有し、可動接触子部に設けら
れたパッファピストンとパッファシリンダとからなるパ
ッファ室を圧縮することによつて、ガスを圧縮してノズ
ル部に導き、固定アーク接触子と可動アーク接触子間に
発生しているアークを冷却して消去するパッファ形ガス
遮断器において、前記パッファシリンダ内でかつパッファピストンの前面
に、パッファピストンと同方向に移動可能な浮動ピスト
ンを配設し、この浮動ピストンをバネによってパッファ
ピストンに固定し、前記浮動ピストンとパッファピスト
ンの間に蓄勢室を形成し、また、前記パッファシリンダ
を駆動する操作ロッドを中空状に構成し、その側面に連
通孔を設け、その連通孔が、遮断動作初期においては、
操作ロッドの中空部と前記蓄勢室とを連通し、遮断動作
後期においては、操作ロッドの中空部と周囲ガス空間と
を連通するように構成したことを特徴とするパッファ形
ガス遮断器。