(57)【要約】【課題】  絶縁性能が向上されたガス遮断器を実現することを目的とする。【解決手段】  ガスタンク内に配置された第一のアーク接触子と、前記第一のアーク接触子に対向して配置された第二のアーク接触子と、前記第一のアーク接触子の外周に前記第一のアーク接触子と同軸上に設けられたパッファシリンダと、前記第一のパッファシリンダ、固定ピストン及び中空ロッドによって囲まれるパッファ室と、前記パッファ室と一体の空間を形成する絶縁ノズルと、前記絶縁ノズル内で生じたアークから排出された熱ガスを排気及び冷却するために、前記第二のアーク接触子の外周に設けられた排気筒と、前記排気筒において前記第二のアーク接触子とは反対側端部に設けられ、前記第二のアーク接触子の中心軸上に排気孔を有する第一の閉止板と、を有するようにする。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタンク内に配置された第一のアーク接触子と、
前記第一のアーク接触子に対向して配置された第二のアーク接触子と、
前記第一のアーク接触子の外周に前記第一のアーク接触子と同軸上に設けられたパッファシリンダと、
前記第一のパッファシリンダ、固定ピストン及び中空ロッドによって囲まれるパッファ室と、
前記パッファ室と一体の空間を形成する絶縁ノズルと、
前記絶縁ノズル内で生じたアークから排出された熱ガスを排気及び冷却するために、前記第二のアーク接触子の外周に設けられた排気筒と、
前記排気筒において前記第二のアーク接触子とは反対側端部に設けられ、前記第二のアーク接触子の中心軸上に排気孔を有する第一の閉止板と、を有するガス遮断器。
【請求項２】
請求項１に記載のガス遮断器であって、
第二のアーク接触子と前記第一の閉止板との間に設けられ、排気筒との間に排気孔形成する第二の閉止板を有することを特徴とするガス遮断器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガス遮断器であって、
前記排気筒において前記第二の閉止板と前記第二のアーク接触子との間に、第二のアーク接触子の中心軸上に排気孔を有する第三の閉止板を有することを特徴とするガス遮断器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス遮断器であって、
前記第一の閉止板の前記第二のアーク接触子の中心軸側端部が、前記第二のアーク接触子方向に凸部を有することを特徴とするガス遮断器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス遮断器であって、
前記第二の閉止板端部が前記第一の閉止板方向に凸部を有することを特徴とするガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力系統の高電圧・大電流化が進んでおり、必要な遮断性能を得るためにガス遮断器の大容量化が進んでいる。一方で、コスト低減のため、遮断部構造、排気・シールド構造の最適化による小型化も進められている。
【０００３】
図４にガス遮断器の概要構造を示す。ガス遮断器は絶縁ガスが充填されたガスタンク１内に収納されている。通常、操作器側の可動アーク接触子２と反対側の固定アーク接触子３および、可動側主接触子４と固定側主接触子５は電気的に接続されているが、電力系統の短絡故障時に開極指令が伝えられると中空ロッド６と絶縁ロッド１２を介して操作器により可動側が動作し、固定側の固定アーク接触子３と可動側の可動アーク接触子２、可動側主接触子４と固定側主接触子５が物理的に開離された状態に移行する。主接触子が開離した後も、固定アーク接触子３と可動アーク接触子２間には電流が流れ、アークが発生する。ガス遮断器はアークに高圧の絶縁ガスを吹き付け消弧するため、可動側動作の際に固定ピストン７でパッファ室９内の絶縁ガスが圧縮され、アークにガスが吹付けられ、アークが消孤される。
【０００４】
ガス吹付の際に発生した熱ガスは高温で密度が低くなっており、絶縁耐力が低い状態となっている。極間の絶縁性能の低下を防ぐため消弧が成功した後に熱ガスは固定側排気筒１３を通して、速やかに排出する必要がある。
【０００５】
排気筒の役割は発生した熱ガスを電極間に滞留させず速やかに排出することと、熱ガスを効率的に冷却することである。
【０００６】
図４を用いて、固定側排気筒１３とガスタンク１間での絶縁破壊の発生のメカニズムについて説明する。ガスの冷却が不十分で密度の低下したままの高温で絶縁耐力が低い熱ガスが固定側排気筒１３の固定側排気筒端部１４に達するとガスタンク１間の絶縁耐力が低下し、固定側排気筒端部１４とタンク１との間で絶縁破壊を生じる事故（地絡）が発生する。
【０００７】
地絡事故に対しては、ガスタンク径を拡大することにより、排気筒とタンク間の電界緩和による対地絶縁性能を得る手段や、排気筒拡大による熱ガスの冷却能力を向上させるといった手段がとられている。
【０００８】
ここで特許文献１に記載の発明は、発生した熱ガスを冷却する排気構造を、同軸上に配置した異なる大きさの第一と第二の排気筒から構成され、第一排気筒の内部から第一、第二排気筒間の間隙部に至る流路を形成する。
【０００９】
また、特許文献２には、排気筒からタンク内へ熱ガスを排気する際に、排気筒内側に構造物を設け、熱ガス流速を変化させ排気筒内壁からガスを剥離させ排気筒端部の高電界部へ熱ガスが到達しないようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３５５１８号公報
【特許文献２】特開２０１４−８９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１は、排気構造部を直線的に長くすることなく、タンクへの排気流路を長くしたものがある。しかし、第二排気筒は本体部分が間隙部を介して前記第一排気筒の外周を包囲するような構造となっており、本来の排気構造よりもガスタンク径が大きくなる。そのため遮断器が大きくなる傾向となる。
【００１２】
また特許文献２は、排気筒端部の高電界部へ熱ガスが到達しないよう排気筒内側に構造物が設けられているが、排気筒延長線上に高電界部が存在する。そのため、熱ガスの高電界部への到達の遅延については配慮されていない。
【００１３】
本発明の目的は、絶縁性能が向上されたガス遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の代表的なものの一つを示せば、ガス遮断器を、ガスタンク内に配置された第一のアーク接触子と、前記第一のアーク接触子に対向して配置された第二のアーク接触子と、前記第一のアーク接触子の外周に前記第一のアーク接触子と同軸上に設けられたパッファシリンダと、前記第一のパッファシリンダ、固定ピストン及び中空ロッドによって囲まれるパッファ室と、前記パッファ室と一体の空間を形成する絶縁ノズルと、前記絶縁ノズル内で生じたアークから排出された熱ガスを排気及び冷却するために、前記第二のアーク接触子の外周に設けられた排気筒と、前記排気筒において前記第二のアーク接触子とは反対側端部に設けられ、前記第二のアーク接触子の中心軸上に排気孔を有する第一の閉止板と、を有するようにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、絶縁性能が向上されたガス遮断器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係るガス遮断器の断面図である。
【図２】実施例１に係る排気筒端部に設けた閉止板Ａの概略図である。
【図３】実施例１に係る排気筒端部に設けた閉止板Ｂの概略図である。
【図４】従来のガス遮断器における排気筒端部の高電界部におけるガス流と地絡の説明図である。
【図５】実施例２における閉止板構造の異なる配置とガス流れを示した概略図である。
【図６】実施例３における閉止板Ａの異なる形状とガス流れを示した概略図である。
【図７】実施例４における閉止板Ａと閉止板Ｂの異なる形状とガス流れを示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。下記はあくまでも実施の例であり、発明の内容を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明自体は、特許請求の範囲に記載された内容に即した限りにおいて種々の態様で実施することが可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００１８】
実施例１について図１、２、３を用いて説明する。図示を省略しているが、本実施例において遮断器は中空ロッド６が絶縁ロッド１２を介して操作器と接続されており、遮断器全体はSF6ガスが充填されたガスタンク１内に配置される。図１に示されるように、本実施例における遮断器は固定アーク接触子３と可動アーク接触子２と、パッファシリンダ８と、パッファシリンダ８とパッファピストン７と中空ロッド６と絶縁ノズル１０によって構成されるパッファ室９と、可動側主接触子４と固定側主接触子５と固定側排気筒１３と閉止板Ａ１５と閉止板Ｂ１６から概略構成される。
【００１９】
固定側導体１３は支持構造物を通して固定アーク接触子３に電気的に接続されており、電気的に接続された可動側アーク接触子２と中空ロッド６とパッファピストン７とパッファシリンダ８と可動側主接触子４は、通電状態(閉極状態)において固定側とそれぞれ電気的に接続される。
【００２０】
パッファ室９は、上記パッファシリンダ８と、パッファシリンダ８の内周に同軸上に配置されて、内部が中空となっており、該中空内に絶縁ガスが流入する中空ロッド６と、パッファシリンダ８と中空ロッド６の間に形成された空間を摺動するパッファピストン７で形成される。
【００２１】
パッファピストン７はガスタンク１の内周面に設けられた取り付け座に固定されている。アークに吹付けられる絶縁ガスのパッファ室９内における圧力形成は、パッファシリンダ８がパッファピストン７に対し相対的に移動することにより行われる。より詳細には、図示されていない操作器と接続された絶縁ロッド１２から中空ロッド６を通じてパッファシリンダ８に操作器の駆動力が伝達されて動くことでパッファ室９内の絶縁ガスが圧縮される。
【００２２】
パッファ室９内で圧縮された高圧の絶縁ガスは固定アーク接触子３と可動アーク接触子４間に発生したアークに吹付けられる。アークに吹き付けられた後に発生する高温の熱ガスは、絶縁ノズル１０から排出され、固定側排気筒１３の内部に排出される。固定側排気筒１３に排出された熱ガスは固定側排気筒１３内のガスと混合され、閉止板Ｂ１６に向かって流れる。閉止板Ｂ１６に到達したガスは外周部に設けた孔を通して閉止板Ａ１５に向かって到達する。閉止板Ａ１５と閉止板Ｂ１６間の熱ガスは閉止板Ａ１５の中心軸上に設けられた孔からタンク内に排出される。言い換えるならば、電流遮断時に発生した熱ガスをガスタンク内に排出する固定側排気筒の端部に中心軸上に孔を設けた閉止板Ａを設け、前記閉止板Ａの上流側に外周部分に孔を設けた閉止板Ｂを設けることで、固定側排気筒端部の高電界部から離れたところから熱ガスをタンク内に排出できる。図１に示すように閉止板Ｂ１６に到達した熱ガスは外周上に設けた孔に向かって径の外側に向かって拡がる。閉止板Ａ１５と閉止板Ｂ１６の間のガスは閉止板Ａ１５の中心軸上の孔に向かって中心方向へ向かいタンク内に排出されるため、排気流路を長くすることができ、ガスタンク１内への排出時間を遅くすることができる。そのため、電流遮断後の高温ガスに起因する対地絶縁性能を向上させることができる。熱ガスは閉止板Ａ１５の中心軸上に設けた孔から排出するため、高電界部となる固定側排気筒端部１４に直接熱ガスが到達しない。これに伴い、地絡による事故が防止され、高品質なガス遮断器を提供することが可能である。
【００２３】
図２、３に閉止板Ａ１５と閉止板Ｂ１６の概略図を示す。閉止板Ａ１５の中心軸上に設けた閉止板Ａ排気孔１５ａの径r１は、閉止板Ｂ１６の外周部分に設けた閉止板Ｂ排気孔１６ａの（中心軸位置ｒ３）−（閉止板Ｂ排気孔１６ａの径r２）より小さければよい。すなわち閉止板Ｂ排気孔１６aの流路と閉止板Ａ排気孔１５aの流路が軸方向に重ならなければ、熱ガスがガスタンク内に排出されない。閉止板Ｂ排気孔１６ａの形状は図面上では円形の孔を周方向４個配置しているが、形状や個数は限定されない。また閉止板Ｂ１６は閉止板Ａ１５より上流側に配置しているため四角形や楕円など円形以外の形状でも導体の電界分布には影響がないため問題ない。
【００２４】
本実施例では絶縁ガスとしてＳＦ6を使用したが、絶縁ガスの種類はＳＦ6に限られるものでなく、乾燥空気・窒素ガス等他の絶縁ガスを使用できることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２５】
以下、図５を用いて実施例２を説明する。実施例１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
本実施例は、実施例１において説明した固定側排気構造において閉止板Ｂ１６の上流側に中心軸上に排気孔を設けた閉止板Ｃ１７を配置する。図５に示すように閉止板Ｃ１７を設けることで閉止板Ａ１５の閉止板Ａ排気孔１５ａまでの流路長を長くすることができ、熱ガスの排出を遅らせることができる。さらに閉止板がない場合と比較して流路面積が小さくなり、流路抵抗が大きくなるため、ガス冷却空間１８での熱ガスの滞在時間を長くでき、ガス冷却空間１８内の低温ガスとの混合を促進させることができる。
【実施例３】
【００２７】
以下、図６を用いて実施例３を説明する。実施例１、２と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
実施例１、２では平板に排気孔を設けた閉止板を固定側排気筒１３に端部に設けていた。本実施例では閉止板Ａ１５の閉止板Ａ排気孔１５ａの上流側方向に閉止板Ｂとの流路面積Ｓ1を小さくする流路変更部材１５ｂを設ける。閉止板Ａ１５と閉止板Ｂ１６間の流路断面積Ｓ１を閉止板Ｂ排気孔１６ａの流路断面積より小さくすることで、閉止板Ａと閉止板Ｂ間の流路断面積Ｓ１の部分での流路抵抗が大きくなり、ガス冷却空間１８での熱ガスの滞在時間を長くでき、ガス冷却空間１５ｃ内の低温ガスとの混合を促進させることができる。
【実施例４】
【００２９】
以下、図７を用いて実施例４を説明する。実施例１、２、３と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
実施例３では閉止板Ａ１５の閉止板Ａ排気孔１５ａの上流側方向に閉止板Ａ１５との流路面積Ｓ1を小さくする流路変更部材１５ｂを設けている。本実施例では閉止板Ｂ１６の閉止板Ｂ排気孔１６ｂの下流側方向に閉止板Ａ１５との流路面積Ｓ２を小さくする流路変更部材１６ｂを設ける。図７に示すように流路変更部材１６ｂを設けることで閉止板Ａ１５の閉止板Ａ排気孔１５ａまでの流路長を長くすることができ、排気ガスの排出を遅らせることができる。流路抵抗が大きくなるため、ガス冷却空間１８での熱ガスの滞在時間を長くでき、ガス冷却空間１８内の低温ガスとの混合を促進させることができる。
【００３１】
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態では固定アーク接触子３は固定されているが、可動側の可動アーク接触子２に対向するアーク接触子が相対的に可動する、いわゆる双駆動型遮断器に本発明を適用することも可能である。
【００３２】
また例えば前記した各実施形態ではパッファピストン７の機械圧縮で吹付ガス圧力を得るパッファタイプの遮断器での例だが、容積固定の熱的膨張室と機械圧縮室のいずれか一方または双方を有する構造のガス遮断器に対しても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・ガスタンク
２・・・可動アーク接触子
３・・・固定アーク接触子
４・・・可動側主接触子
５・・・固定側主接触子
６・・・中空ロッド
７・・・パッファピストン
８・・・パッファシリンダ
９・・・パッファ室
１０・・・絶縁ノズル
１１・・・可動側排気筒
１２・・・絶縁ロッド
１３・・・固定側排気筒
１４・・・固定側排気筒端部
１５・・・閉止板Ａ
１５ａ・・・閉止板Ａ排気孔
１５ｂ・・・流路変更部材
１５ｃ・・・ガス混合空間
１６・・・閉止板Ｂ
１６ａ・・・閉止板Ｂ排気孔
１７・・・閉止板Ｃ
１８・・・ガス冷却空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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