(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の固定アークコンタクトと、
周方向に配列され軸方向に伸びる複数個のスリットにより分割された複数個のコンタクト片を前記固定アークコンタクト側に有し、前記複数個のコンタクト片の各々は基部と前記基部よりも厚さの大きい先端部とを有し、前記固定アークコンタクトと接触または開離する円筒状の可動アークコンタクトと、
前記固定アークコンタクトと前記可動アークコンタクトとの間に発生するアークに吹付けられる消弧性ガスが蓄えられるパッファ室と、
前記複数個のコンタクト片の前記先端部に形成され前記基部の内周側に配置され前記固定アークコンタクト側と反対側に開口する収納穴に収納され、前記固定アークコンタクト側の端面の一部が前記スリットの前記固定アークコンタクト側の開口端を介して前記固定アークコンタクト側に面し、前記固定アークコンタクト側の端面が前記開口端よりも前記固定アークコンタクト側と反対側に配置されるとともに、前記アークの熱により蒸発するアブレーション材料からなる絶縁材と、
を備えることを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記可動アークコンタクトの内周面には、円筒状のガイドが設けられており、
前記ガイドの前記固定アークコンタクト側の端面は、前記絶縁材の前記固定アークコンタクト側と反対側の端面と対向しており、
前記ガイドは、前記絶縁材を前記収納穴内に保持することを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記アブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料であることを特徴とする請求項１または２に記載のガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消弧性ガス中で電流を遮断するガス遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガス遮断器は、電流遮断時に可動アークコンタクトと固定アークコンタクトとの間に発生するアークを消弧するために、パッファ室内の消弧性ガスのガス圧力を高め、高圧化された消弧性ガスをアークに吹付ける。具体的には、機械パッファ式のガス遮断器は、機械的動作により機械パッファ室内の消弧性ガスを圧縮し、高圧化された消弧性ガスをアークに吹付けることでアークを消弧する。熱パッファ式のガス遮断器は、アーク熱によって高圧化された消弧性ガスをアークに吹付けることでアークを消弧する。また、機械パッファ式と熱パッファ式を併用した方式も実用化されている。【０００３】
いずれの方式でも、パッファ室内のガス圧力が高いほど、ガス遮断器の電流遮断性能は向上する。そのため、従来、消弧性ガスの吹付けに用いられるノズルの材料をポリテトラフルオロエチレンのようなアブレーション材料とし、アークによって加熱されたアブレーション材料から蒸発ガスを発生させ、この蒸発ガスをパッファ室に取り込むことでパッファ室内のガス圧を高める技術が知られている（特許文献１参照）。ここで、アブレーション材料は、アーク熱によって分解、蒸発する絶縁材料である。【０００４】
また、特許文献２では、固定子が棒状に形成されるとともに可動接触子が円筒状に形成され、固定接触子の先端部または可動接触子の内周側に、アブレーション材料からなる絶縁体が取り付けられた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１８３４８号
【特許文献２】特開２００２−２９８７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のように固定接触子の先端部に絶縁体を設ける構成では、固定接触子を構成する金属と絶縁体を構成するアブレーション材料と絶縁性ガスである消弧性ガスとの接触点が固定接触子の先端に形成される。このような金属と誘電率の異なる二種の絶縁物との三重の接触点はトリプルジャンクションと呼ばれ、トリプルジャンクションでは周囲に比べて電界強度が高くなることが知られている。【０００７】
従って、特許文献２のように固定接触子の先端部に絶縁体を設ける構成では、可動接触子と固定接触子との間である極間はもともと高電界部であることに加えて、固定接触子の先端にトリプルジャンクションが形成されることで、極間の電界強度がさらに上昇し、閃絡が発生しやすくなり、絶縁性能が低下することとなる。【０００８】
また、特許文献２のように可動接触子の内周側に絶縁体を設ける構成では、トリプルジャンクションは可動接触子の内周側に形成されるので、極間の電界強度の上昇は抑制されるものの、絶縁体はアークに晒されることがないので、アブレーション材料の蒸発量が抑制される。そのため、パッファ室内のガス圧を高める効果が低減され、電流遮断性能を向上させる効果が抑制されることとなる。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、絶縁性能を維持しつつ電流遮断性能も向上させることが可能なガス遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス遮断器は、棒状の固定アークコンタクトと、周方向に配列され軸方向に伸びる複数個のスリットにより分割された複数個のコンタクト片を前記固定アークコンタクト側に有し、前記複数個のコンタクト片の各々は基部と前記基部よりも厚さの大きい先端部とを有し、前記固定アークコンタクトと接触または開離する円筒状の可動アークコンタクトと、前記固定アークコンタクトと前記可動アークコンタクトとの間に発生するアークに吹付けられる消弧性ガスが蓄えられるパッファ室と、前記複数個のコンタクト片の前記先端部に形成され前記基部の内周側に配置され前記固定アークコンタクト側と反対側に開口する収納穴に収納され、前記固定アークコンタクト側の端面の一部が前記スリットの前記固定アークコンタクト側の開口端を介して前記固定アークコンタクト側に面し、前記固定アークコンタクト側の端面が前記開口端よりも前記固定アークコンタクト側と反対側に配置されるとともに、前記アークの熱により蒸発するアブレーション材料からなる絶縁材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、絶縁性能を維持しつつ電流遮断性能を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るガス遮断器の投入状態における縦断面図
【図２】実施の形態１における固定アークコンタクトの縦断面図
【図３】実施の形態１における固定アークコンタクトの先端部の部分拡大図
【図４】実施の形態１における固定アークコンタクトの正面図
【図５】実施の形態１に係るガス遮断器の遮断動作中の縦断面図
【図６】実施の形態２における可動アークコンタクトの縦断面図
【図７】実施の形態２における可動アークコンタクトの正面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るガス遮断器について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るガス遮断器１の投入状態における縦断面図であり、投入状態にあるときの図、図２は、固定アークコンタクト３の縦断面図、図３は、固定アークコンタクト３の先端部３ｂの部分拡大図、図４は、固定アークコンタクト３の正面図、図５は、本実施の形態に係るガス遮断器１の遮断動作中の縦断面図である。
【００１５】
ガス遮断器１は、遮断部を構成する要素として、円筒状の固定主コンタクト２と、固定主コンタクト２の内側に配置された棒状の固定アークコンタクト３と、軸２５方向に往復動可能な円筒状のロッド１２と、ロッド１２を囲むように配置され、ロッド１２に固定された有底円筒状のパッファシリンダ８と、パッファシリンダ８に嵌入されたピストン１１と、パッファシリンダ８に固定され、パッファシリンダ８よりも固定アークコンタクト３側に配置された円筒状のパッファシリンダ７と、パッファシリンダ７の固定アークコンタクト３側の端部に固定され、固定主コンタクト２と接触または開離可能な可動主コンタクト４と、ロッド１２の固定アークコンタクト３側の端部に固定され、可動主コンタクト４の内側に配置されるとともに、固定アークコンタクト３と接触または開離可能な可動アークコンタクト５と、可動主コンタクト４の内周面に固定された円筒状のノズル６とを備える。
【００１６】
なお、ガス遮断器１は、消弧性ガスが密封充填された図示しない金属容器内に上記した遮断部を収納して構成される。消弧性ガスは、消弧性および絶縁性を備える。本実施の形態では、消弧性ガスは六フッ化硫黄ガスである。
【００１７】
固定主コンタクト２は、図示しない固定側フレームに固定される。固定主コンタクト２は、金属から形成される。図示例では、固定主コンタクト２の先端部の内周側が、可動主コンタクト４の外周側と接触している。ここで、固定主コンタクト２の先端部は、固定主コンタクト２の可動主コンタクト４側の端部である。投入状態では、固定主コンタクト２と可動主コンタクト４との間に交流電流が流れる。固定主コンタクト２の中心軸は、軸２５に一致する。可動主コンタクト４は、軸２５方向に往復動可能である。
【００１８】
固定アークコンタクト３は、上記した固定側フレームに固定される。固定アークコンタクト３の中心軸は、軸２５に一致する。固定アークコンタクト３は、軸２５方向に伸びている。可動アークコンタクト５は、軸２５方向に往復動可能である。
【００１９】
固定アークコンタクト３は、軸２５方向に伸びる円柱状の基部３ａと、基部３ａと一体に形成され、可動アークコンタクト５側に開口する収納穴１４が形成された先端部３ｂとを備える。なお、先端部３ｂは、固定アークコンタクト３の可動アークコンタクト５側の端部である。固定アークコンタクト３は、金属から形成される。
【００２０】
先端部３ｂに形成された収納穴１４には、絶縁材１５が収納される。絶縁材１５は、円柱状である。収納穴１４は、絶縁材１５の形状に応じた形状である。絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａは、収納穴１４の開口端３３を介して可動アークコンタクト５側に面する。また、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａは、開口端３３よりも収納穴１４の内側に配置される。すなわち、端面１５ａは、開口端３３よりも固定アークコンタクト３側に配置される。
【００２１】
先端部３ｂは、絶縁材１５を収納穴１４内に保持する保持部３ｃを備える。保持部３ｃは、絶縁材１５よりも可動アークコンタクト５側に設けられる。すなわち、保持部３ｃの全体は、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａよりも可動アークコンタクト５側に配置される。保持部３ｃは、可動アークコンタクト５側からの平面視で円環状であり、絶縁材１５の外周縁部を覆っている。保持部３ｃは、絶縁材１５が可動アークコンタクト５側に移動して収納穴１４から抜け落ちないように絶縁材１５を収納穴１４内に保持する。また、保持部３ｃは、滑らかで角のない縦断面形状である。
【００２２】
絶縁材１５は、アブレーション材料から形成される。アブレーション材料は、固定アークコンタクト３と可動アークコンタクト５との間に生ずるアーク３０によって加熱されたときに、アーク３０の熱によって分解、蒸発して蒸発ガスとなる絶縁材料である。
【００２３】
本実施の形態では、絶縁材１５を構成するアブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料である。
【００２４】
化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖に炭素−酸素結合が含まれるアブレーション材料の具体例としては、パーフルオロエーテル系重合体が挙げられる。パーフルオロエーテル系重合体の具体例としては、下記化学式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（２ａ）、（２ｂ）または（２ｃ）で示される化合物を挙げることができる。
【００２５】
【化１】
0005921778.tif 000002
【００２６】
化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、環状構造に炭素−酸素結合が含まれるアブレーション材料の具体例としては、４-ビニルオキシ-１-ブテン環化重合体が挙げられる。４-ビニルオキシ-１-ブテン環化重合体の具体例としては、下記化学式（３）、（４）または（５）で示される化合物を挙げることができる。
【００２７】
【化２】
0005921778.tif 000003
【００２８】
ロッド１２は、図示しない操作装置に連結され、操作装置の操作力により軸２５方向に往復動可能である。ロッド１２は、金属から形成される。
【００２９】
ピストン１１は、図示しない可動側フレームに固定される。パッファシリンダ８は、ロッド１２と連動する。パッファシリンダ８とピストン１１とロッド１２とで囲まれた空間は機械パッファ室２１となる。パッファシリンダ８の底部９とパッファシリンダ７とロッド１２とで囲まれた空間は熱パッファ室２０となる。熱パッファ室２０と機械パッファ室２１は、軸２５方向に直列に配列される。熱パッファ室２０と機械パッファ室２１には、アーク３０に吹付けられる消弧性ガスが蓄えられる。底部９には、機械パッファ室２１と熱パッファ室２０を連通する連通孔に逆止弁１０が設けられる。逆止弁１０は、熱パッファ室２０から機械パッファ室２１へ消弧性ガスが流れないように動作する。ピストン１１およびパッファシリンダ７，８は、金属から形成される。
【００３０】
可動アークコンタクト５の中心軸は、軸２５に一致する。可動アークコンタクト５は、軸２５を中心に複数のコンタクト片を環状に配置して構成される。可動アークコンタクト５は、金属から形成される。図示例では、可動アークコンタクト５の先端部の内周側が、固定アークコンタクト３の外周側と接触している。ここで、可動アークコンタクト５の先端部は、可動アークコンタクト５の固定アークコンタクト３側の端部である。なお、固定アークコンタクト３の先端部３ｂは、可動アークコンタクト５と接触せず、通電には寄与しない。
【００３１】
ノズル６は、消弧性ガスの吹付けに用いられ、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３を包囲する。ノズル６は、上記したアブレーション材料から形成される。
【００３２】
次に、図１から図５を参照して、本実施の形態の動作について説明する。まず、図１に示した投入状態において、遮断指令が発令され、図示しない操作装置が駆動されると、ロッド１２を介して、パッファシリンダ７，８、可動主コンタクト４、可動アークコンタクト５およびノズル６が、同図中左側に一体的に移動する。この際、ピストン１１は固定されているので、図５に示すように、機械パッファ室２１の容積が縮小され、機械パッファ室２１のガス圧が上昇する。なお、熱パッファ室２０の容積は一定である。また、遮断動作中に、機械パッファ室２１内のガス圧が熱パッファ室２０内のガス圧よりも一時的に低い状態にあったとしても、逆止弁１０が閉じているので熱パッファ室２０から機械パッファ室２１へのガス流は発生しない。
【００３３】
可動主コンタクト４と固定主コンタクト２が開離し、次に、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３が開離すると、図５に示すように、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３との間にアーク３０が発生する。なお、可動アークコンタクト５の開離後、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３との間に形成される空間は、アーク空間と呼ばれる。
【００３４】
アーク３０が発生すると、絶縁材１５およびノズル６が加熱され、上記したアブレーション材料がアーク３０の熱により分解、蒸発し、蒸発ガスが発生する。この蒸発ガスは、熱パッファ室２０内に流入し、熱パッファ室２０内のガス圧を高める。すなわち、熱パッファ室２０内には、アーク３０の熱によって高圧化された六フッ化硫黄ガスに加えて、アブレーション材料が分解、蒸発した蒸発ガスが含まれることになり、熱パッファ室２０内のガス圧がより高圧化される。なお、アブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料とされているので、アーク３０の熱により主鎖または環状構造に含まれる炭素−酸素結合が切れて分解、蒸発する。
【００３５】
そして、交流電流の零点では、アーク空間における加熱昇圧が低減し、熱パッファ室２０からアーク３０に消弧性ガスが吹付けられる。さらに、機械パッファ室２１内のガス圧が熱パッファ室２０内のガス圧よりも高くなったときに、逆止弁１０が開き、機械パッファ室２１内の消弧性ガスが連通孔を通って熱パッファ室２０内に流入するので、熱パッファ室２０からアーク３０へ吹付けられる消弧性ガスの流れが強まり、アーク３０が容易に消弧されることとなる。
【００３６】
本実施の形態では、固定アークコンタクト３の先端部３ｂに可動アークコンタクト５側に開口する収納穴１４を設け、収納穴１４にアブレーション材料からなる絶縁材１５を収納し、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａを開口端３３を介して可動アークコンタクト５側に晒すようにしている。
【００３７】
このような構成により、絶縁材１５はアーク３０に晒されるので、アブレーション材料の蒸発量が増大する。また、絶縁材１５は、アーク空間に隣接して配置されるので、アブレーション材料からの蒸発ガスが熱パッファ室２０内に流入しやすい。従って、熱パッファ室２０内のガス圧がより高まり、電流遮断性能が向上する。
【００３８】
また、絶縁材１５は、固定アークコンタクト３の先端部３ｂに埋め込まれている。先端部３ｂは、通電には寄与しない箇所であり、絶縁材１５が、投入時の通電に影響を及ぼすことはない。
【００３９】
また、本実施の形態では、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａは、収納穴１４の開口端３３よりも収納穴１４の内側に配置される。このような構成により、固定アークコンタクト３を構成する金属と絶縁材１５を構成する絶縁材料と絶縁性の消弧性ガスとで形成されるトリプルジャンクションＰが、固定アークコンタクト３の内側に配置されるので、トリプルジャンクションＰの形成による両アークコンタクト間の電界強度の上昇が抑制され、従って絶縁性能の低下が抑制される。
【００４０】
なお、本実施の形態では、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａを収納穴１４の開口端３３よりも収納穴１４の内側に配置するために、固定アークコンタクト３の先端部３ｂに絶縁材１５よりも可動アークコンタクト５側に配置される保持部３ｃを設けている。
【００４１】
本実施の形態では、絶縁材１５は、保持部３ｃによって収納穴１４内に保持される。絶縁材１５は、アーク３０に晒される位置に配置され、アブレーション材料の蒸発量も多いので、遮断動作を繰り返すうちに縮径化する可能性があるが、この場合でも、保持部３ｃにより収納穴１４から抜け落ちるおそれがない。
【００４２】
また、絶縁材１５は、ゴム状であり、変形可能である。そのため、絶縁材１５を収納穴１４の大きさよりも若干大きめに構成し、収納穴１４内に押し込むことで収納することもできる。これにより、絶縁材１５の装着が容易となる。なお、絶縁材１５は、収納穴１４内にアブレーション材料を流し込んで注型することで、収納穴１４内に装着することもできる。
【００４３】
本実施の形態では、アブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料とされている。これにより、アーク３０の熱によりアブレーション材料の主鎖または環状構造に含まれる炭素−酸素結合が切れ、アブレーション材料が効率良く分解されてガス化するため、アブレーション材料の蒸発量が増大し、熱パッファ室２０内のガス圧をより高めることができる。さらに、このアブレーション材料は水素原子を含まないため、蒸発ガスが六フッ化硫黄ガスと反応して腐食性の高いフッ化水素を生成することもない。
【００４４】
なお、アブレーション材料は、上記材料に限定されない。例えば、アブレーション材料をポリテトラフルオロエチレンとすることも可能である。また、絶縁材１５とノズル６とでアブレーション材料が異なっていてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、熱パッファ室２０内のガス圧がアブレーション材料からの蒸発ガスによってより高まるので、従来のように、図示しない操作装置を高出力化し、機械パッファ室２１内のガス圧をより高める必要がない。すなわち、本実施の形態によれば、操作装置を高出力化することなく電流遮断性能を向上させることができるので、コストを低減することができる。
【００４６】
本実施の形態では、ガス遮断器１は、機械パッファ式と熱パッファ式を併用した方式のものとしたが、機械パッファ式または熱パッファ式でもよい。すなわち、図１の構成から機械パッファ室２１を省略すれば熱パッファ式となる。具体的には、ピストン１１とパッファシリンダ８を省略し、パッファシリンダ７を逆止弁１０のない底部９に相当する端板で閉塞すればよい。また、図１の構成から熱パッファ室２０を省略すれば機械パッファ式となる。具体的には、底部９を省略すればよい。機械パッファ式および熱パッファ式のいずれでも、機械パッファ室内または熱パッファ室内にアブレーション材料からの蒸発ガスが流入し、機械パッファ室内または熱パッファ室内のガス圧がより高くなるので、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、絶縁材１５の収納穴１４からの抜け落ちを防止するために、先端部３ｂに保持部３ｃを設けたが、保持部３ｃを設けない構成も可能である。この場合でも、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａを、収納穴１４の開口端３３よりも収納穴１４の内側に配置することで、絶縁性能の低下を抑制しつつ、電流遮断性能を向上させることができる。
【００４８】
また、保持部３ｃは、可動アークコンタクト５側からの平面視で円環状でなくてもよく、周方向に分割されていてもよい。すなわち、絶縁材１５の可動アークコンタクト５側の端面１５ａが収納穴１４の開口端３３よりも収納穴１４の内側に配置される限りは、保持部３ｃの形状は上記平面視で円環状に限定されず、絶縁材１５の外縁部の一部を覆う形状でもよい。
【００４９】
本実施の形態では、絶縁材１５の形状を円柱状としたが、円柱状以外の柱状でもよく、さらに柱状以外の形状でもよい。また、本実施の形態では、消弧性ガスは六フッ化硫黄ガスとしたが、他の消弧性ガスを用いることもできる。
【００５０】
実施の形態２．
図６は、本実施の形態における可動アークコンタクト５の縦断面図、図７は、本実施の形態における可動アークコンタクト５の正面図である。図６は、図７のＡ−Ａ線による縦断面図である。なお、可動アークコンタクト５の構成を除けば、本実施の形態のその他の構成は実施の形態１と同じである。すなわち、ガス遮断器１の構成は、図１または図５に示される構成と同じである。以下では、図１および図５も参照しながら説明する。
【００５１】
可動アークコンタクト５は、軸２５を中心に６個のコンタクト片５ａを環状に配置して構成される。隣接するコンタクト片５ａ間には軸２５方向に伸びるスリット３６が設けられている。スリット３６は、固定アークコンタクト３側から可動アークコンタクト５側に一定の長さ形成される。換言すれば、可動アークコンタクト５は、軸２５を中心とする周方向に配列され軸２５方向に伸びる６個のスリット３６により６個のコンタクト片５ａに分割されている。なお、６個のコンタクト片５ａは固定アークコンタクト３側と反対側の端部で一体となる。
【００５２】
可動アークコンタクト５は、軸２５方向に伸びる基部５ｂと、基部５ｂと一体に形成され、基部５ｂよりも径方向の厚さが大きく、かつ、固定アークコンタクト３側と反対側に開口する収納穴３５が形成された先端部５ｃとを備える。なお、先端部５ｃは、可動アークコンタクト５の固定アークコンタクト３側の端部である。
【００５３】
先端部５ｃに形成された収納穴３５には、絶縁材４０が収納される。絶縁材４０は、円筒状である。収納穴３５は、絶縁材４０の形状に応じた形状である。絶縁材４０の固定アークコンタクト３側の端面４０ａの一部は、スリット３６の固定アークコンタクト３側の開口端３８を介して固定アークコンタクト３側に面する。また、端面４０ａは、開口端３８よりも固定アークコンタクト３側と反対側に配置される。
【００５４】
可動アークコンタクト５の基部５ｂの内周面には、円筒状のガイド４１が配置されている。ガイド４１は、基部５ｂに固定されている。ガイド４１は、熱パッファ室２０からスリット３６を介して消弧性ガスが噴出することを防ぎ、熱パッファ室２０内の消弧性ガスをアーク空間に案内する。また、ガイド４１は、絶縁材４０を収納穴３５内に保持する保持部でもある。すなわち、ガイド４１の固定アークコンタクト３側の端面４１ａは、絶縁材４０の固定アークコンタクト３側と反対側の端面４０ｂと対向しており、ガイド４１の固定アークコンタクト３側の端部は、絶縁材４０が収納穴３５から抜け落ちることを防止する。詳細には、ガイド４１の固定アークコンタクト３側の端面４１ａと絶縁材４０の固定アークコンタクト３側と反対側の端面４０ｂとの間の軸２５方向の距離は、絶縁材４０の軸２５方向の長さよりも短い。なお、ガイド４１の固定アークコンタクト３側の端面４１ａと絶縁材４０の固定アークコンタクト３側と反対側の端面４０ｂは当接していてもよい。ガイド４１は、金属で形成してもよいし、あるいは絶縁材料で形成してもよい。
【００５５】
絶縁材４０は、アブレーション材料から形成される。アブレーション材料は、固定アークコンタクト３と可動アークコンタクト５との間に生ずるアーク３０によって加熱されたときに、アーク３０の熱によって分解、蒸発して蒸発ガスとなる絶縁材料である。
【００５６】
絶縁材４０を構成するアブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料である。化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖に炭素−酸素結合が含まれるアブレーション材料の具体例としては、パーフルオロエーテル系重合体が挙げられる。化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、環状構造に炭素−酸素結合が含まれるアブレーション材料の具体例としては、４-ビニルオキシ-１-ブテン環化重合体が挙げられる。
【００５７】
次に、図１から図７を参照して、本実施の形態の動作について説明する。まず、図１に示した投入状態において、遮断指令が発令され、図示しない操作装置が駆動されると、ロッド１２を介して、パッファシリンダ７，８、可動主コンタクト４、可動アークコンタクト５およびノズル６が、同図中左側に一体的に移動する。この際、ピストン１１は固定されているので、図５に示すように、機械パッファ室２１の容積が縮小され、機械パッファ室２１のガス圧が上昇する。
【００５８】
可動主コンタクト４と固定主コンタクト２が開離し、次に、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３が開離すると、図５に示すように、可動アークコンタクト５と固定アークコンタクト３との間にアーク３０が発生する。
【００５９】
アーク３０が発生すると、絶縁材１５，４０およびノズル６が加熱され、絶縁材１５，４０およびノズル６を構成するアブレーション材料がアーク３０の熱により分解、蒸発し、蒸発ガスが発生する。この蒸発ガスは、熱パッファ室２０内に流入し、熱パッファ室２０内のガス圧を高める。そして、交流電流の零点では、アーク空間における加熱昇圧が低減し、熱パッファ室２０からアーク３０に消弧性ガスが吹付けられる。さらに、機械パッファ室２１内のガス圧が熱パッファ室２０内のガス圧よりも高くなったときに、逆止弁１０が開き、機械パッファ室２１内の消弧性ガスが連通孔を通って熱パッファ室２０内に流入するので、熱パッファ室２０からアーク３０へ吹付けられる消弧性ガスの流れが強まり、アーク３０が容易に消弧されることとなる。
【００６０】
本実施の形態では、可動アークコンタクト５の先端部５ｃに固定アークコンタクト３側と反対側に開口する収納穴３５を設け、収納穴３５にアブレーション材料からなる絶縁材４０を収納し、絶縁材４０の固定アークコンタクト３側の端面４０ａの一部をスリット３６の固定アークコンタクト３側の開口端３８を介して固定アークコンタクト３側に晒すようにしている。
【００６１】
このような構成により、絶縁材４０はアーク３０に晒されるので、絶縁材４０を構成するアブレーション材料の蒸発量が増大する。また、絶縁材４０は、アーク空間に隣接して配置されるので、絶縁材４０を構成するアブレーション材料からの蒸発ガスが熱パッファ室２０内に流入しやすい。従って、熱パッファ室２０内のガス圧は実施の形態１よりもさらに高まり、電流遮断性能がより向上する。
【００６２】
また、本実施の形態では、絶縁材４０の固定アークコンタクト３側の端面４０ａは、開口端３８よりも固定アークコンタクト３側と反対側に配置される。このような構成により、可動アークコンタクト５を構成する金属と絶縁材４０を構成する絶縁材料と絶縁性の消弧性ガスとで形成されるトリプルジャンクションＱが、可動アークコンタクト５の内側に配置されるので、トリプルジャンクションＱの形成による両アークコンタクト間の電界強度の上昇が抑制され、従って絶縁性能の低下が抑制される。
【００６３】
本実施の形態では、絶縁材４０は、ガイド４１によって収納穴３５内に保持される。これにより、絶縁材４０が遮断動作に伴う振動およびアーク空間のガス圧によって収納穴３５から抜け落ちるおそれがない。また、絶縁材４０は、アーク３０に晒される位置に配置され、アブレーション材料の蒸発量も多いので、遮断動作を繰り返すうちに縮径化する可能性があるが、この場合でも、ガイド４１により収納穴３５から抜け落ちるおそれがない。
【００６４】
また、絶縁材４０は、ゴム状であり、変形可能である。そのため、絶縁材４０を収納穴３５の大きさよりも若干大きめに構成し、収納穴３５内に押し込むことで収納することもできる。これにより、絶縁材４０の装着が容易となる。
【００６５】
本実施の形態では、絶縁材４０を構成するアブレーション材料は、化学構造に、水素原子が含まれず、かつ、主鎖または環状構造に炭素−酸素結合が含まれる材料とされているが、これに限定されず、他のアブレーション材料としてもよい。
【００６６】
なお、本実施の形態では、絶縁材４０の収納穴３５からの抜け落ちを防止するために、ガイド４１が利用されている。これにより、ガイド４１とは別に保持部を設ける必要がなく、部品点数が削減され、コストも低減する。なお、ガイド４１とは異なる保持部を設けることもできる。
【００６７】
また、絶縁材４０の収納穴３５内に保持するための保持部を設けない構成も可能である。例えば、ガイド４１は可動アークコンタクト５の外周面に設けることもできる。この場合でも、絶縁材４０の固定アークコンタクト３側の端面４０ａを、開口端３８よりも固定アークコンタクト３側と反対側に配置することで、絶縁性能の低下を抑制しつつ、電流遮断性能を向上させることができる。
【００６８】
本実施の形態では、絶縁材４０の形状を円筒状としたが、周方向に分割されていてもよい。すなわち、絶縁材４０は、端面４０ａの少なくとも一部が開口端３８を介して固定アークコンタクト３側に面するように配置されていればよく、具体的な形状は問わない。
【００６９】
なお、本実施の形態では、コンタクト片５ａの個数を６個としたが、コンタクト片５ａの個数はこれに限定されず、複数個であればよい。
【００７０】
本実施の形態のその他の構成、動作および効果は、実施の形態１と同様である。
【００７１】
なお、本実施の形態では、固定アークコンタクト３の先端部３ｂに絶縁材１５を設けるとともに、可動アークコンタクト５の先端部５ｃに絶縁材４０を設ける構成について説明したが、固定アークコンタクト３の先端部３ｂには絶縁材１５を設けずに、可動アークコンタクト５の先端部５ｃに絶縁材４０を設ける構成も可能である。この場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、実施の形態１，２は次のようにまとめることができる。すなわち、本発明にかかるガス遮断器は、棒状の固定アークコンタクトと、前記固定アークコンタクトと接触または開離する円筒状の可動アークコンタクトと、前記固定アークコンタクトと前記可動アークコンタクトとの間に発生するアークに吹付けられる消弧性ガスが蓄えられるパッファ室と、前記固定アークコンタクトおよび前記可動アークコンタクトの一方の先端部に形成された収納穴に収納され、前記固定アークコンタクトおよび前記可動アークコンタクトの他方側の端面の少なくとも一部が前記先端部に形成された開口端を介して前記他方側に面し、前記他方側の端面が前記開口端よりも前記固定アークコンタクトおよび前記可動アークコンタクトの一方側に配置されるとともに、前記アークの熱により蒸発するアブレーション材料からなる絶縁材と、を備える。
【００７３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ガス遮断器、２  固定主コンタクト、３  固定アークコンタクト、３ａ  基部、３ｂ  先端部、３ｃ  保持部、４  可動主コンタクト、５  可動アークコンタクト、５ａ  コンタクト片、５ｂ  基部、５ｃ  先端部、６  ノズル、７，８  パッファシリンダ、９  底部、１０  逆止弁、１１  ピストン、１２  ロッド、１４，３５  収納穴、１５，４０  絶縁材、１５ａ，４０ａ，４０ｂ，４１ａ  端面、２０  熱パッファ室、２１  機械パッファ室、２５  軸、３０  アーク、３３，３８  開口端、３６  スリット、４１  ガイド。
【要約】
ガス遮断器（１）は、棒状の固定アークコンタクト（３）と、固定アークコンタクト（３）と接触または開離する円筒状の可動アークコンタクト（５）と、固定アークコンタクト（３）と可動アークコンタクト（５）との間に発生するアーク（３０）に吹付けられる消弧性ガスが蓄えられる熱パッファ室（２０）と、固定アークコンタクト（３）の先端部に形成された収納穴（１４）に収納された絶縁材（１５）とを備える。絶縁材（１５）は、可動アークコンタクト（５）側の端面が収納穴（１４）の開口端（３３）を介して可動アークコンタクト（５）側に面し、可動アークコンタクト（５）側の端面が開口端（３３）よりも収納穴（１４）の内側に配置されるとともに、アーク（３０）の熱により蒸発するアブレーション材料からなる。【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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