(57)【要約】【課題】小形および低操作力化が可能であり、かつ、安定して吹付け圧力を持続することができるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法およびそれに用いるパッファ形ガス遮断器を提供する。【解決手段】中心軸５ａにリンク機構１８を介してピストン６を連結し、このリンク機構１８によって遮断動作初期にパッファシリンダ５とピストン６をほぼ一定の対向距離を保持しながら共に遮断方向に駆動するようにし、固定アーク接触子１と可動アーク接触子２間の開離と共に発生したアークによって圧縮室９内の圧力上昇が生じたとしてもそれが操作器に対する操作反力とならないようにし、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る遮断動作終期に、リンク機構１８によりピストン６をほぼ固定状態にし、パッファシリンダ５によって圧縮室９内の消弧ガスを圧縮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作器によって開離する少なくとも１対のアーク接触子を有し、上記操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮し、この圧縮した消弧ガスを絶縁ノズルによって案内して上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付け電流遮断を行うパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法において、上記消弧ガスの吹き付けを行う前に上記圧縮室内の容積をほぼ一定に保持しながら上記圧縮室の位置を遮断方向に移動する保持工程と、その後、上記圧縮室の容積を縮小しながら消弧ガスを圧縮する圧縮行程とを含むことを特徴とするパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、上記絶縁ノズルは他方のアーク接触子によってそのスロートを塞ぎ、遮断動作に伴って上記他方のアーク接触子が上記スロートから抜け出たときに上記圧縮室から上記スロートを介して吹き付け流を形成するようにし、上記保持工程は、上記他方のアーク接触子が上記スロートから抜け出るまでの少なくとも一部で実施することを特徴とするパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、上記保持工程は、上記圧縮室の容積を拡大する工程を含むことを特徴とするパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法。
【請求項４】
消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分に一端を連結し、その他端を上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方に連結したリンク機構を設け、このリンク機構は、上記いずれか他方を遮断動作の初期に上記操作器の操作力を分岐して遮断動作方向に駆動し、その後、ほぼ停止状態と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。
【請求項５】
消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間にリンク機構を設け、このリンク機構は、上記他方のアーク接触子が遮断動作により上記絶縁ノズルのスロート部を抜け出る前に、上記いずれか他方を上記いずれか一方との所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動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。
【請求項６】
請求項５に記載のものにおいて、上記リンク機構は、上記他方のアーク接触子が上記絶縁ノズルのスロート部を抜け出た後に上記圧縮室内の消弧ガスを圧縮するよう上記いずれか他方を上記いずれか一方に対して固定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。
【請求項７】
消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記いずれか他方が上記圧縮室内の圧力によって上記圧縮室容積を拡大する方向に移動可能に構成し、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間に、上記いずれか他方が上記圧縮室容積を拡大する方向に移動したとき上記操作器に連結した部分へ遮断動作方向の力を伝達するように構成したリンク機構を連結したことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項８】
消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間を、遮断動作初期に上記いずれか他方を上記いずれか一方と異なる動作特性で駆動するリンク機構を連結し、このリンク機構は、上記操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対する遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるよう上記いずれか他方を駆動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。
【請求項９】
消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記他方のアーク接触子が上記スロート部をほぼ抜け出たとき上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付ける絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間に、遮断動作初期に上記いずれか他方をいずれか一方と異なる動作特性で駆動するリンク機構を連結し、このリンク機構は、上記操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対して、上記他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部をほぼ抜け出る遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるよう上記いずれか他方を駆動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。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれか一つに記載のものにおいて、上記いずれか一方を上記シリンダとし、上記いずれか他方を上記ピストンとしたことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか一つに記載のものにおいて、上記リンク機構は、上記いずれか他方を、投入状態の上記いずれか一方との相対的な位置を遮断動作初期によりも上記圧縮室の容積を拡大する方向に駆動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。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか一つに記載のものにおいて、上記リンク機構は、遮断動作初期および遮断動作中期における上記圧縮室の容積をほぼ一定に保つように上記いずれか他方を駆動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。
【請求項１３】
請求項４〜１１のいずれか一つに記載のものにおいて、上記他方のアーク接触子を上記一方のアーク接触子から開離する方向に上記操作器の操作力を伝達するリンク駆動機構を設けたことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧の電力系統に使用され短絡電流等の遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法およびそれに用いるパッファ形ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧の電力系統に適用されるガス遮断器としては、遮断部の開極動作に関連して圧縮した消弧ガスをアークに吹付けて消弧を行うパッファ形ガス遮断器が用いられている。この種の従来のパッファ形ガス遮断器を図９に示している。電力系統に短絡故障が発生して短絡電流が流れると、遮断器に開極指令が送られる。これを受けたパッファ形ガス遮断器は、油圧やばねに蓄えられたエネルギを用いた操作器により、主通電路を形成していた固定主接触子４から可動主接触子７を開離した後、固定アーク接触子１から可動アーク接触子２を高速で開離すると共に、絶縁ロッド８に連結したパッファシリンダ５を駆動し、パッファシリンダ５とピストン６とにより形成した圧縮室９内の消弧ガスを圧縮し、この高圧化した消弧ガスを絶縁ノズル３によってアーク接触子１，２間に点弧されたアークに吹付け、短絡電流を電流零点において遮断するように構成している。
【０００３】
このようなパッファ形ガス遮断器は、安定した高い吹付け圧力を形成できる反面、アーク接触子１，２間に点弧されたアークの熱によって加熱膨張した消弧ガスが、圧縮室９内の消弧ガスを圧縮するパッファシリンダ５に対して反力として作用するため、所望の遮断性能を確保するためにこの反力に打ち勝つ大きな操作エネルギを持った操作器を使用しなければならない。一方、開極時に発生するアークの熱を吹付け圧力に利用したパッファ形ガス遮断器が知られている。この種のパッファ形ガス遮断器で、圧縮室９内にばねによって浮動的に配置した浮動ピストンを設け、アーク熱による過度の圧力上昇を浮動ピストンの動作で制御するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−８８７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のパッファ形ガス遮断器では、ばねによる浮動ピストンを圧縮内に配置しているため、遮断動作初期におけるアーク熱による圧縮室内の過大な圧力上昇を抑制することはできるが、ガス圧力に基づく浮動ピストンの動作特性は不安定であり安定した吹き付けを持続させることができず、安定した遮断性能を得ることが難しい。このため高電圧の電力系統に使用する遮断器では、通常のパッファ形ガス遮断器のように消弧ガス吹き付け時に安定した高い吹付け圧力を維持するために、パッファシリンダとピストンにより圧縮室を形成し、遮断動作に関連して圧縮室内の消弧ガスを機械的に圧縮する構成を付加する必要がある。従って、上述したように遮断動作に関連した圧縮室内の圧力上昇と、アーク熱による圧縮室内の圧力上昇とに打ち勝って遮断操作を行う大きな操作エネルギの操作器が必要となってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、操作器の小形および低操作力化が可能であり、かつ、安定した高い吹付け圧力を持続することができるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法およびそれに用いるパッファ形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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、操作器によって開離する少なくとも１対のアーク接触子を有し、上記操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮し、この圧縮した消弧ガスを絶縁ノズルによって案内して上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付け電流遮断を行うパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法において、上記消弧ガスの吹き付けを行う前に上記圧縮室内の容積をほぼ一定に保持しながら上記圧縮室の位置を遮断方向に移動する保持工程と、その後、上記圧縮室の容積を縮小ながら消弧ガスを圧縮する圧縮行程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のものにおいて、上記絶縁ノズルは他方のアーク接触子によってそのスロートを塞ぎ、遮断動作に伴って上記他方のアーク接触子が上記スロートから抜け出たときに上記圧縮室から上記スロートを介して吹き付け流を形成するようにし、上記保持工程は、上記他方のアーク接触子が上記スロートから抜け出るまでの少なくと一部に実施することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のものにおいて、上記保持工程は、上記圧縮室の容積を拡大する工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
また請求項４に記載の本発明は、消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分に一端を連結し、その他端を上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方に連結したリンク機構を設け、このリンク機構は、上記いずれか他方を遮断動作の初期に上記操作器の操作力を分岐して遮断動作方向に駆動し、その後、ほぼ停止状態とするように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間にリンク機構を設け、このリンク機構は、上記他方のアーク接触子が遮断動作により上記絶縁ノズルのスロート部を抜け出る前に、上記いずれか他方を上記いずれか一方との所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項４に記載のものにおいて、上記リンク機構は、上記他方のアーク接触子が上記絶縁ノズルのスロート部を抜け出た後に上記圧縮室内の消弧ガスを圧縮するよう上記いずれか他方を上記いずれか一方に対して固定するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の本発明は、消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記いずれか他方が上記圧縮室内の圧力によって上記圧縮室容積を拡大する方向に移動可能に構成し、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間に、上記いずれか他方が上記圧縮室容積を拡大する方向に移動したとき上記操作器に連結した部分へ遮断動作方向の力を伝達するように構成したリンク機構を連結したことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の本発明は、消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付けるよう案内する絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間を、遮断動作初期に上記いずれか他方を上記いずれか一方と異なる動作特性で駆動するリンク機構を連結し、このリンク機構は、上記操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対する遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるよう上記いずれか他方を駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の本発明は、消弧ガスを充填した密閉容器内に、開離する少なくとも１対のアーク接触子と、これらアーク接触子のうち少なくとも一方を開離方向に駆動する操作器と、この操作器に連結したアーク接触子に可摺動的なシリンダおよびピストンのうちのいずれか一方に連結して上記アーク接触子間の開離動作に関連して上記シリンダと上記ピストンから形成した圧縮室内の消弧ガスを圧縮する圧縮手段と、他方のアーク接触子によって開口可能にそのスロート部をほぼ塞ぐと共に、上記他方のアーク接触子が上記スロート部をほぼ抜け出たとき上記圧縮手段により圧縮した消弧ガスを上記アーク接触子間に発生したアークに吹き付ける絶縁ノズルとを備えたパッファ形ガス遮断器において、上記操作器に連結した部分と、上記シリンダおよび上記ピストンのうちのいずれか他方との間に、遮断動作初期に上記いずれか他方をいずれか一方と異なる動作特性で駆動するリンク機構を連結し、このリンク機構は、上記操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対して、上記他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部をほぼ抜け出る遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるよう上記いずれか他方を駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の本発明は、請求項４〜９のいずれか一つに記載のものにおいて、上記いずれか一方を上記シリンダとし、上記いずれか他方を上記ピストンとしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の本発明は、請求項４〜１０のいずれか一つに記載のものにおいて、上記リンク機構は、上記いずれか他方を、遮断動作初期に投入状態よりも上記圧縮室の容積を拡大する方向に駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の本発明は、請求項４〜１１のいずれか一つに記載のものにおいて、上記リンク機構は、遮断動作初期および遮断動作中期における上記圧縮室の容積をほぼ一定に保つように上記いずれか他方を駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３に記載の本発明は、請求項４〜１２のいずれか一つに記載のものにおいて、上記他方のアーク接触子を上記一方のアーク接触子から開離する方向に上記操作器の操作力を伝達するリンク駆動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法は、これまでのように遮断動作のごく初期から遮断動作終期まで圧縮室内の消弧ガスを連続的に圧縮するのではなく、消弧ガスの吹き付けを行う前に圧縮室内の容積をほぼ一定に保持しながら圧縮室の位置を遮断方向に移動する保持工程を有しているため、圧縮室内にアーク熱による圧力上昇が生じたとしても、それが操作器に対する反力として作用しないので、操作器を小型および低操作力とすることができる。しかも、その後に圧縮室の容積を縮小して消弧ガスを圧縮する工程を有しているため、保持工程によって遮断部可動部分が遮断方向に十分加速された時点で、機械的な圧縮が行われることになり、この圧縮された消弧ガスとアーク熱により圧力上昇した消弧ガスとを吹き付けに利用することができ、安定して高い吹き付けガス圧力を長い時間保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２０】
請求項２に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法は、保持工程を、両アーク接触子が開離してから他方のアーク接触子がスロートから抜け出る間の少なくとも一部としたため、他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部をほぼ抜け出て吹き付けガス流が発生される時点では圧縮室の圧力上昇ピーク値は発生しないから、その前の圧縮室の圧力上昇ピーク値が発生するときに、圧縮室内の容積をほぼ一定に保持する保持工程によって操作器に対する操作反力を伝えないようにすることができ、操作器を一層小型および低操作力とすることができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法は、保持工程として、圧縮室の容積を拡大する工程を含んでいるため、遮断動作の初期の段階で圧縮室内の容積を拡大して、アーク熱による圧力上昇分を効率的にこの圧縮室に蓄えることができ、その後のアークに対するガス吹き付けに効率的に利用することができるようになり、高い吹き付けガス圧力を長い時間保持することができ、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２２】
また請求項４に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、操作器からの操作力を分岐してシリンダおよびピストンのうちのいずれか他方に伝達するようにリンク機構を設けており、このリンク機構によっていずれか他方を遮断動作の初期に遮断動作方向に駆動し、その後、ほぼ停止状態とするようにしているため、遮断動作の初期ではシリンダおよびピストンがそれぞれ遮断方向に移動することになり、従来のように遮断動作初期から圧縮室内の消弧ガスを圧縮するのではなく、その時期を遅らせたりあるいは程度を鈍くさせるのを容易に行えるようになり、この間を利用してアーク熱による圧力上昇を蓄えるようにできる。しかも、遮断動作が加速された時点では、例えばピストンを停止状態にして圧縮室内の消弧ガスを機械的に圧縮するため、遮断動作の初期における操作器に対する操作反力を軽減して、操作機を小型および低操作力とし、また圧縮室内でアーク熱による圧力上昇を利用して安定して高い吹き付けガス圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００２３】
また請求項５に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、従来では固定であった例えばピストンをシリンダと異なる動作特性で駆動するリンク機構を設け、このリンク機構は、他方のアーク接触子が遮断動作により絶縁ノズルのスロート部を抜け出る前に、例えばシリンダとの所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するようにしたため、遮断動作の途中でピストンとシリンダとの対向距離をほぼ保持した状態を含むことになり、このとき圧縮室内にアーク熱による圧力上昇が生じたとしても操作器に対する反力として作用しない。このため、従来の操作器に比べて操作器を小型および低操作力とし、また圧縮室内でアーク熱による圧力上昇を利用して安定して高い吹き付けガス圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００２４】
また請求項６に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、さらにリンク機構によって、他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部を抜け出た後には圧縮室内の消弧ガスを圧縮するようピストンを制御するようにしているため、圧縮室内のアーク熱による圧力上昇と、他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部を抜け出た後に機械的に圧縮される圧縮室内の消弧ガスを利用することができ、しかも圧縮室内を機械的に圧縮するときには先行する遮断部可動部分の遮断方向への動作によって十分加速されているので、圧縮室内を効果的に圧縮することができ、一層安定して高い吹き付けガス圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２５】
さらに請求項７に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、アークによって圧縮室内に過大な圧力上昇が生じたとしても、この受圧力がピストンに作用したとき、リンク機構によって操作器に連結した部分へ遮断動作方向の力を伝達するため、圧縮室内でアーク熱による圧力上昇が生じても操作器に対しては遮断操作力の負荷とはならず、従来の操作器に比べて操作器を小型および低操作力とすることができ、またアーク熱による圧力上昇を利用できるので安定して高い吹き付けガス圧力を保持することができ、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２６】
さらに請求項８に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、リンク機構によって遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくしているため、確実にリンク機構によって遮断動作初期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を抑え、遮断動作初期における急速な圧力上昇を抑えることができるようになり、従来発生していた遮断動作初期および遮断動作中器の操作反力を軽減して、操作器を小型および低操作力とすることができる。また、遮断動作終期では確実にリンク機構によって圧縮室の圧縮方向の容積変化率を大きくして遮断動作終期に十分な吹き付けを得ることができ、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２７】
さらに請求項９に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、リンク機構によって他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部をほぼ抜け出る遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくしているため、確実にリンク機構によって遮断動作初期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を抑え、遮断動作初期における急速な圧力上昇を抑えることができるようになり、従来発生していた遮断動作初期および遮断動作中期の操作反力を軽減して、操作器を小型および低操作力とすることができる。また、他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部をほぼ抜け出て吹き付けガス流が発生すると、その後、圧縮室の圧力上昇ピーク値は発生しない遮断動作終期では、操作力を大きくすることなく、確実にリンク機構によって圧縮室の圧縮方向の容積変化率を大きくして遮断動作終期に十分な吹き付けを得ることができ、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２８】
さらに請求項１０に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、圧縮室を形成するシリンダを可動側のアーク接触子に連結し、圧縮室を形成するピストンをリンク機構によって操作器側に連結したため、通常使用されている基本的な構成を変えることなく比較的簡単な構成で、操作器を小型および低操作力で、長時間にわたって安定して高い吹き付けガス圧力を保持し、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００２９】
さらに請求項１１に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、例えばピストンを、遮断動作初期に投入状態よりも圧縮室の容積を拡大する方向に駆動するようにしたため、確実にリンク機構によって遮断動作初期における圧縮室の容積を増大し、圧縮室内でアークによる圧力上昇が生じてもこれを保持すると共に、比較的に小型のリンク機構で実質的に圧縮室内の消弧ガスを機械的に圧縮するまでのストロークを大きく取ることができる。
【００３０】
さらに請求項１２に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、遮断動作初期から圧縮室の容積をほぼ一定に保つようなリンク機構とすることにより、圧縮室内でアークによる圧力上昇が生じたとしても、機械的な圧縮はほぼ行われないので、確実にリンク機構によって遮断動作初期から圧縮室内での操作反力を抑制することができるようになり、操作器を一層小型および低操作力にすることができる。
【００３１】
さらに請求項１３に記載の本発明によるパッファ形ガス遮断器は、他方のアーク接触子も一方のアーク接触子から開離する方向に駆動することによって他方のアーク接触子が絶縁ノズルのスロート部を抜け出るまでの時間を短縮し、これによって操作器を小型にできるので、操作器を一層小型および低操作力にすることができる。しかも、他方のアーク接触子も開離方向に駆動するため、一方のアーク接触子側の開離距離を小さくすることができるので、上述したリンク機構を小型にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、本発明によるパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法について説明する。
一般にパッファ形ガス遮断器は、上述したように接触子間の開離動作と、圧縮室内の消弧ガスの圧縮操作とをほぼ同時に行う構成であり、この構成の故に、圧縮室内の圧力上昇によって発生する操作反力に打ち勝って接触子を速やかに絶縁ノズルのスロート部から抜け出る位置、つまりガス吹きつけを行う位置まで駆動するために、強力な操作力を発生する操作器とする必要がある。しかも、圧縮室の圧力上昇は操作器による機械的な圧力上昇に加えて、接触子間の開離によって発生したアークの熱によるものが付加されるため、これらに打ち勝つ強力な操作力が必要となる。そこで、本発明者等は接触子間の開離動作と圧縮室内の消弧ガスの圧縮動作の時間的要素について検討し、一方の接触子が絶縁ノズルのスロート部から抜け出る前の遮断動作中期までは、圧縮室内の機械的な圧縮をほぼ行わずに容積をほぼ一定に保持しながら、この圧縮室を形成するシリンダとピストンを共に遮断方向に駆動する保持工程と、その後、圧縮室内の容積を縮小して圧縮室の消弧ガスを圧縮する圧縮行程とを含むようにした。
【００３３】
このようなパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法によれば、圧縮室を形成するシリンダとピストンを共に遮断方向に駆動するため、この動作を行っている遮断動作中期までは接触子間の開離によって発生したアークの熱により圧縮室の圧力上昇が発生しても、これが操作器に対する操作反力とはならないようにすることができる。従って、従来のように遮断動作初期から急激に大きな操作力を必要としないので、操作器は小型で低操作力のものとすることができる。しかも、アーク熱によって圧縮室の圧力上昇を蓄えてその後のアークへの吹き付けに利用することができる。また遮断動作終期における圧縮室内の機械的な圧縮を行う場合は、操作に対する操作反力が発生するが、前段の保持工程によって遮断部可動部分の遮断方向動作は十分に加速され、しかも、一方の接触子が絶縁ノズルのスロート部から抜け出てアークへの吹き付けガス流が形成されているので、圧縮室内における圧力値のピークは既に過ぎており大きな操作反力を回避することができ、吹き付けガスを安定して長時間供給して遮断性能を向上することができる。
【００３４】
図１は、上述したパッファ形ガス遮断器の電流遮断方法を実現した本発明の一実施の形態によるパッファ形ガス遮断器を示す断面図である。
消弧ガスを充填した図示しない密閉容器内に、パッファ形ガス遮断部が構成されており、一方の端子に接続したアーク発生部となる固定アーク接触子１と、その外周部に主通電路を形成する固定主接触子４が配置されている。これに対して他方の端子には詳細な図示を省略したパッファシリンダ５が電気的な接続を保持した状態で水平方向に移動可能に配置され、このパッファシリンダ５の肩部に可動主接触子７が、また中心軸５ａに可動アーク接触子２がそれぞれ取り付けられている。パッファシリンダ５の中心軸５ａには絶縁ロッド８を介して図示しない操作器が連結され、この操作器によって可動主接触子７および可動アーク接触子２に開閉操作力を伝達する。パッファシリンダ５の内面には可摺動的な関係でピストン６が配置され、このピストン６とパッファシリンダ５とによって圧縮室９を形成しており、このピストン６は、リンク機構１８を介して操作器に至る中心軸５ａに連結されている。
【００３５】
このリンク機構１８は、操作器による遮断操作力を分岐してピストン６に伝達するもので、遮断動作を開始する遮断動作初期から、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜けるまでの遮断動作中期までパッファシリンダ５との対向距離をほぼ一定に保持して圧縮室９内の容積をほぼ一定に保持するようにピストン６を駆動し、その後、遮断動作終期には圧縮室９内の消弧ガスを圧縮するようにピストン６をほぼ固定状態にする一連の動作特性を示すように構成している。ピストン６とパッファシリンダ５との対向距離をほぼ一定に保持するとは、圧縮室９内の消弧ガスを機械的に圧縮することを積極的には行わないということであり、両者を遮断方向にほぼ同じ速度で駆動する場合は勿論、遮断動作初期に圧縮室９内の容積を拡大する方向にピストン６を駆動する場合、また、遮断動作初期に圧縮室９内の容積を拡大する方向にピストン６を駆動し、次いで、遮断動作中期にパッファシリンダ５との対向距離をほぼ一定に保持して圧縮室９内の容積をほぼ一定に保持するようにピストン６を駆動することも含んでいる。
【００３６】
このリンク機構１８は、ほぼく字状のリンク１７とＬ字状のレバー１６をピストン６と中心軸５ａ間に連結して構成しており、より詳細にはリンク１７の一端をピストン６に機械的に連結し、このリンク１７の他端にＬ字状のレバー１６の一端を連結し、レバー１６の他端に形成した楕円溝内のピンによって中心軸５ａに連結している。上述したパッファシリンダ５は、中心軸５ａおよび絶縁ロッド８と機械的に直結されて絶縁ロッド８と同じ動作特性を示すのに対して、ピストン６はレバー１６およびリンク１７から構成したリンク機構１８によって絶縁ロッド８とは異なる動作特性を示すようにしている。
【００３７】
今、図示しない操作器によって絶縁ロッド８を右方へ駆動すると、先ず、固定主接触子４から可動主接触子７が開極し、次いで、固定アーク接触子１から可動アーク接触子２が開極する。この遮断動作初期において、パッファシリンダ５はこの動作と共に圧縮室１０内の消弧ガスを圧縮しようとする方向に移動するが、ピストン６は固定ではなくリンク機構１８を介して絶縁ロッド８に連結されているため、リンク機構１８によってパッファシリンダ５と同じ方向にパッファシリンダ５よりも若干速い速度で移動することになる。このため圧縮室１０内の消弧ガスの圧力上昇特性は従来とは異なる。
【００３８】
ここでは、絶縁ロッド８と共に中心軸５ａが遮断方向に動作すると、パッファシリンダ５は従来と同様に操作器の仕様に応じて遮断方向に動作するのに対して、ピストン６はリンク機構１８により特有の動きをする。つまり、中心軸５ａはレバー１６との連結部の楕円溝を移動しながらレバー１６を反時計方向に回転することになり、このときのレバー１６の回転は、図２に示すようにレバー１６とリンク１７の連結部を遮断方向に移動することになり、これはリンク１７を介してピストン６に伝達される。このようにしてピストン６は、レバー１６およびリンク１７から構成したリンク機構によってパッファシリンダ５と同方向に移動することになる。
【００３９】
しかも、図２から分かるように遮断動作初期におけるピストン６の遮断方向への動作は、パッファシリンダ５よりも僅かに早く遮断方向に移動することになる。このため、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る直前までの遮断動作中期までには、パッファシリンダ５およびピストン６の相対的な位置関係は、投入状態を示した図１の場合よりもピストン６がパッファシリンダ５から遠ざかっており、圧縮室９の容積は投入状態を示した図１の場合よりも拡大している。この説明から分かるようにピストン６をパッファシリンダ５よりも速く遮断方向に駆動することは、圧縮室９内の容積を増大することであり、圧縮室９内の消弧ガスを機械的には圧縮しないことである。
【００４０】
遮断電流が大きい場合、固定アーク接触子１と可動アーク接触子２間の開離と共に発生したアークによって、その近傍の温度上昇と圧力上昇が生じ圧縮室９内の圧力も上昇するが、遮断動作初期および遮断動作中期においてはパッファシリンダ５およびピストン６は相対的な位置関係を保持しながら共に遮断方向に移動するため、圧縮室９内では機械的な圧縮が行われないので操作器に対する操作反力とはならない。容積を拡大した圧縮室９は、アーク熱による急激な圧力上昇を十分に吸収し、これを保持することができる。
【００４１】
こうして、従来のように圧縮室９内の機械的な圧縮による圧力上昇に、アーク熱による圧力上昇が付加されて、操作器に対して過大な操作反力を発生することにはならない。従来は、この過大な圧力上昇に打ち勝って遮断方向へ駆動する操作力を発生する大型の操作器が必要であったが、上述した構成によって、操作反力を軽減して小型で低操作力の操作器を使用したパッファ形ガス遮断器を実現することができる。
【００４２】
上述したように遮断動作初期から遮断動作中期に至るまでリンク機構１８は、ピストン６をパッファシリンダ５から所定の距離だけ遠ざかる方向に駆動するものの、全体的にはパッファシリンダ５との対向距離をほぼ一定に保持して圧縮室９内の容積をほぼ一定に保持するという範囲内でピストン６を遮断方向に駆動することになる。この説明から分かるように他の実施の形態では、リンク機構１８を、遮断動作初期のみピストン６をパッファシリンダ５から所定の距離だけ遠ざかる方向に駆動し、遮断動作中期ではパッファシリンダ５との対向距離をほぼ一定に保持して圧縮室９内の容積をほぼ一定に保持するようにピストン６を遮断方向に駆動するように構成しても良い。
【００４３】
いずれの場合も、遮断動作中期まで、圧縮室９内はアークによって圧力上昇しているが、パッファシリンダ５とピストン６とが共にほぼ同方向に移動しているため、操作器に対する操作反力は発生していない。従って、遮断初期から遮断動作中期まで操作反力を軽減することによって小型で低操作力の操作器とすることができ、しかも、操作器による機械的な圧縮室９内の消弧ガスの圧縮を殆ど行っていないので、この面でも従来に比べて操作器を低操作力で小型なものとすることができる。
【００４４】
しかし、遮断動作終期、つまり、図２に示すように固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出ると、このときをほぼ境にしてリンク機構１８はピストン６をパッファシリンダ５に対して固定状態とする。このため、パッファシリンダ５とピストン６間の対向距離は徐々に減少して、遮断動作終期では圧縮室９内の消弧ガスが機械的に圧縮させることになる。つまり、遮断動作終期になるとレバー１６とリンク１７の連結部は、図２および図３に示すようにピストン６とリンク１７の連結部を中心にして弧運動することになる。このためピストン６は、図２とその後の状態を示す図３との比較から分かるように遮断方向への移動は阻止されほぼ固定状態となる。このとき、レバー１６と中心軸５ａとの連結部に楕円溝が形成されているため、結局、中心軸５ａのみがさらに遮断動作方向に進むことになる。こうしてレバー１６とリンク１７の連結部の遮断方向への移動はほぼ阻止され、ピストン６の遮断方向への移動もほぼ阻止されるため、この遮断動作終期においては、中心軸５ａの遮断方向への移動はパッファシリンダ５によって圧縮室９内の消弧ガスを圧縮することになる。
【００４５】
この圧縮室９内の消弧ガスの圧縮を行う時点では、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部１８をほぼ抜け出ており、圧縮室９からスロート部３ａを介して周囲に流れる吹き付けガス流が形成されるので、圧縮室９内での圧力ピークが発生するのは遮断動作終期以前であり、圧縮室９内の圧力ピークは過ぎたことになる。また操作器による遮断部可動部分は十分に加速されて遮断方向に動作している。従って、上述したようにリンク機構１８とピストン６の動作によって操作反力を軽減して小型にした操作器であっても、遮断動作終期以後における圧縮室９内での消弧ガスの圧縮を容易に行うことができる。その後、遮断電流は電流零点を迎えて遮断される。
【００４６】
図４は、上述したパッファ形ガス遮断器の遮断動作時における操作反力の変化を示す特性図である。
操作反力曲線１９は、従来の機械的な圧縮による操作反力の時間変化を示している。従来のパッファ形ガス遮断器は圧縮室９を構成するピストン６が固定であったため、パッファシリンダ５が遮断方向に移動すると圧縮室９内の消弧ガスは圧縮され、またアーク接触子１，２間の開離に伴って発生したアークの熱により圧縮室９内の圧力上昇が付加され、この圧力がパッファシリンダ５の遮断方向への移動を行う操作器に対して操作反力として作用する。このため遮断操作を行う操作器は、この操作反力に打ち勝つように初期から大きな操作力を発生する大型のものにしなければならなかった。
【００４７】
これに対して、本実施の形態によるパッファ形ガス遮断器における操作反力は、操作反力曲線２０に示すようになる。つまり、遮断動作初期の段階から遮断動作中期に至るまでパッファシリンダ５とピストン６との対向距離をほぼ一定にしながら共に遮断方向に移動するため、圧縮室９内の圧力は操作器に対して操作反力とはならない。遮断動作終期では圧縮室９内の消弧ガスの機械的な圧縮が行われるが、操作反力曲線２０に示すように遮断動作終期では遮断部の可動部分の遮断方向動作は十分に加速され、かつ、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部１８を抜け出ているので、小型の操作器でも機械的な圧縮によって圧縮室９内の急速な圧力上昇が得られる。従って、本実施の形態で使用する操作器としては、遮断動作初期から大きな操作力を発生するものでなくてもよく、小型で低操作力のものにすることができる。
【００４８】
次に、操作反力曲線２０では、遮断動作中期に至るまで操作反力が負となっていることについて図２を用いて説明する。
圧縮室９内で大きな圧力上昇が発生したとしても、パッファシリンダ５とピストン６とがほぼ一定の対向距離を保持しながら共に遮断方向に移動するため操作器に対して操作反力とならないことを先に述べたが、この圧縮室９内の圧力による受圧力がピストン６に作用した場合、ピストン６は遮断方向に駆動力を受ける。ここで、ピストン６は動遮断方向に移動可能に構成されており、またリンク機構１８を介して中心軸５ａに機械的に連結されている。
【００４９】
従って、このピストン６の駆動力は、リンク機構１８を介して中心軸５ａを遮断方向に駆動するよう作用し、操作器に対して遮断方向の力を付与することになり、操作反力曲線２０は遮断動作中期に至るまで操作反力が負となっている。言い換えるなら、ピストン６を圧縮室９内の圧力によって圧縮室９の容積を拡大する方向に移動可能に構成し、またリンク機構１８は、ピストン６が圧縮室９の容積を拡大する方向に移動したとき、操作器に連結した部分へ遮断動作方向の力を伝達するように構成したため、アークによって圧縮室９内に過大な圧力上昇が生じたとしても、これによる受圧力がピストン６に作用したとき、リンク機構１８によって操作器に連結した部分へ遮断動作方向の力を伝達することになり、操作器による遮断操作力に対して負荷とならない。このため、従来に比べて操作器を小型および低操作力とすることができるし、アーク熱による圧力上昇を吹き付けガスに利用することができる。
【００５０】
図５は、上述したパッファ形ガス遮断器の遮断動作時における圧縮室９内の容積変化を示す特性図である。
従来の単純な機械的圧縮のみの場合、特性曲線２１に示すように圧縮室９は遮断動作と共に直線的に容積を縮小する。これに対して、図１に示したパッファ形ガス遮断器のようにリンク機構１８を用いて遮断動作初期から遮断動作中期にかけてパッファシリンダ５とピストン６を所定の対向距離を保持しながら共に遮断方向へ駆動すると、特性曲線２２に示すように固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａをほぼ抜ける位置Ｂに達するまでの遮断動作初期および遮断動作中期までは、圧縮室９の容積をほぼ一定に保持し、一方、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａをほぼ抜ける位置Ｂ以降の遮断動作終期では、遮断部可動部分が既に十分加速されて遮断方向に駆動されているので急速に圧縮室９の容積を縮小することになる。
【００５１】
図４に示した圧力上昇曲線２０は、上述したレバー１６およびリンク１７から構成したリンク機構１８の具体的な構成によっても多少異なる。このリンク機構１８としては、遮断動作初期にピストン６をパッファシリンダ５とほぼ同等の速度で遮断方向に駆動したり、遮断動作初期にピストン６をパッファシリンダ５よりも多少遅い速度で遮断方向に駆動したりするようにしても、ほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５２】
図５に示した特性曲線２３は、遮断動作初期にピストン６をパッファシリンダ５よりも多少遅い速度で遮断方向に駆動するようにレバー比などを選定したリンク機構１８を採用した場合を示している。この場合、遮断動作の開始から固定アーク接触子１が可動アーク接触子２から開離する位置Ａまでは圧縮室９の容積を多少縮小するが、圧縮室９の容積をほぼ一定に保持して共に遮断方向に駆動する構成の範囲内である。このようなリンク機構１８でも、上述した実施の形態の場合とほぼ同様の効果を期待することができる。しかし、遮断動作初期におけるピストン６の遮断方向への動作が緩慢になればなるほど、圧縮室９の圧力上昇特性は従来のものに近づくので、図５に示した特性曲線２２と特性曲線２３のほぼ間となる特性を持つようにリンク機構１８を設計するのがよい。
【００５３】
上述した実施の形態によるパッファ形ガス遮断器では、操作器に連結した部分、例えば中心軸５ａと、従来では固定であったピストン６との間にリンク機構１８を設け、このリンク機構１８によってピストン６を遮断方向に駆動している点に注目できる。この構成によれば、パッファシリンダ５とピストン６を共に遮断方向に駆動することができ、ピストン６の動作特性を種々考慮することによってアーク熱による圧縮室９内のガス圧力を蓄えながら操作器に対する操作反力を軽減することができるようになる。こうして遮断動作開始時点から強力な操作力が必要とされてきたパッファ形ガス遮断器の操作器を小型および低操作力とし、かつ安定して高圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００５４】
しかも望ましい実施の形態では、固定アーク接触子１が遮断動作により絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る前には、パッファシリンダ５とピストン６の所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するようにしたため、圧縮室９内でアーク熱による圧力上昇が生じても操作器に対する操作反力とはならない。しかも、このときの遮断部可動部分の遮断動作によって遮断方向動作を十分に加速し、その後の圧縮室９内における消弧ガスの圧縮を効果的に行うことができるので、遮断動作開始時点から強力な操作力を必要としていたパッファ形ガス遮断器の操作器を小型および低操作力とし、かつ安定して高圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００５５】
また上述した実施の形態によるパッファ形ガス遮断器では、操作器に連結した部分、例えば中心軸５ａと、従来では固定であったピストン６との間にリンク機構１８を設け、このリンク機構１８によって固定アーク接触子１が遮断動作により絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る前には、パッファシリンダ５とピストン６の所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するようにしたため、圧縮室９内でアーク熱による圧力上昇が生じても操作器に対する操作反力とはならない。しかも、このときの遮断部可動部分の遮断動作によって遮断方向動作を十分に加速し、その後の圧縮室９内における消弧ガスの圧縮を効果的に行うことができるので、遮断動作開始時点から強力な操作力を必要としていたパッファ形ガス遮断器の操作器を小型および低操作力とし、かつ安定して高圧力を保持して遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００５６】
最良の実施の形態では、リンク機構１８によってパッファシリンダ５とピストン６の所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するのは、遮断動作初期から遮断動作中期までとしているが、固定アーク接触子１が遮断動作により絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出るまでの遮断動作の少なくとも一部に同状態を作りだすリンク機構１８とすれば、同じ理由で操作器を小型および低操作力とすることができ、しかも、同状態中にアーク熱による圧力上昇分を圧縮室９内に蓄えて、その後の吹き付けに用いることができるので安定した高い吹付け圧力を持続して遮断性能の優れたパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００５７】
特に、リンク機構１８によってパッファシリンダ５とピストン６の所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するのは、遮断動作初期を含むようにすると、遮断動作初期における急速に増大する操作器に対する操作反力を大幅に軽減することができ、消弧ガスの圧縮を伴うパッファ形ガス遮断器の操作器を小型および低操作力とすることができる。リンク機構１８は、遮断動作の中期までパッファシリンダ５とピストン６の所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動する状態を保持しようとすると、それなりの大きさにしなければならないが、図示のように遮断動作初期にピストン６をパッファシリンダ５よりも遮断方向に速く動作する工程を加えることによって、固定接触子１がスロート部３ａを抜けるまでの間、同状態を保持するストロークを大きくすることができるので、リンク機構１８を小型にすることができる。
【００５８】
また、上述したリンク機構１８は、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出た後には圧縮室９内の消弧ガスを圧縮するようピストン６の動作を制御するように構成すると、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出た後に圧縮室９内の消弧ガスを圧縮することができるため、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００５９】
また、ピストン６が圧縮室９内の圧力によって圧縮室９の容積を拡大する方向に移動可能に構成し、またピストン６が圧縮室９の容積を拡大する方向に移動したとき、操作器に連結した部分例えば中心軸５ａへ遮断動作方向の力を伝達するように、中心軸５ａとピストン６との間にリンク機構１８を連結したため、アークによって圧縮室９内に過大な圧力上昇が生じたとしても操作器による遮断操作力に対して負荷とならないため、従来の操作器に比べて小型および低操作力の操作器とすることができる。
【００６０】
また、操作器に連結した部分とピストン６との間を、遮断動作初期にピストン６をパッファシリンダ５と異なる動作特性で駆動するリンク機構１８を連結し、このリンク機構１８は、操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対する遮断動作終期における圧縮室の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるようピストン６を駆動するように構成したため、確実にリンク機構１８によって遮断動作初期における圧縮室９の圧縮方向の容積変化率を抑え、遮断動作初期における急速な圧力上昇を抑えることができるようになり、従来発生していた遮断動作初期および遮断動作中期における操作器に対する操作反力を軽減して、操作器を小型および低操作力とすることができる。また、遮断動作終期では確実にリンク機構によって圧縮室の圧縮方向の容積変化率を大きくして遮断動作終期に十分な吹き付けを得ることができ、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００６１】
さらにリンク機構１８は、操作器に連結した部分の遮断方向への移動距離に対して、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａをほぼ抜け出る遮断動作終期における圧縮室９の圧縮方向の容積変化率を遮断動作初期よりも大きくなるようピストン６を駆動するように構成したため、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａをほぼ抜け出て吹き付けガス流が発生すると、その後、圧縮室９の圧力上昇ピーク値が発生しない遮断動作終期では、操作力を大きくすることなく確実にリンク機構１８によって圧縮室９の圧縮方向の容積変化率を大きくして遮断動作終期に十分な吹き付けを得ることができ、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。
【００６２】
図６は、本発明の他の実施の形態によるパッファ形ガス遮断器を示す断面図であり、先の実施の形態との同等物には同一符号を付けて詳細な説明を省略する。
パッファシリンダ５の中心軸５ａとピストン６間にリンク機構１８を構成している点では先の実施の形態と同様であるが、このリンク機構１８は、中心軸５ａに一端を連結したリンク１４と、このリンク１４の他端を中間部に可回転的に連結したリンク１３と、このリンク１３の一端を可回転的に連結すると共にその他端をピストン６に固定した支持部材２４とから構成している。リンク１３は、支持部材２４との連結部を中心にして反時計方向に回転したとき、リンク１３の他端がリンク１４に接触してそれよりも反時計方向への回転を阻止するストッパ構成１５を有している。またパッファシリンダ５の中心軸５ａに連結した絶縁ノズル３の基部側には、可動主接触子７と一体的に構成されていて中心軸５ａと同心的に延びた筒状部材２５を連結している。この筒状部材２５の左方端に可動主接触子７が構成され、その右端側はパッファシリンダ５と可摺動的な関係で嵌合されている。図６の投入状態でリンク１４は、リンク１３と支持部材２４との連結部を中心にしてリンク１３を時計方向に駆動しており、これによってパッファシリンダ５の摺動部は筒状部材２５の右寄り側に位置している。
【００６３】
図示しない操作器によって絶縁ロッド８を右方へ駆動すると、先ず、固定主接触子４から可動主接触子７が開極し、次いで固定アーク接触子１から可動アーク接触子２が開極する。このとき中心軸５ａの遮断方向への動作によってリンク１４も同方向へ移動し、リンク１３に対して支持部材２１との連結部を中心にして反時計方向に回転力を与える。このリンク１３の反時計方向の回転は、パッファシリンダ５を受圧力による左方の投入方向へ駆動することになる。従って、上述したパッファシリンダ５の摺動部は筒状部材２２の外周面を摺動しながら移動してその左寄り側に位置する。このため図７に示したように、可動アーク接触子２が固定アーク接触子１から開離するまで、つまり位置Ａに達するまでの遮断動作初期において、圧縮室９内の容積は多少拡大するか投入状態とほぼ同じに維持されたことになる。
【００６４】
従って、先の実施の形態の場合と同様に、リンク機構１８により固定アーク接触子１が遮断動作により絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る前には、パッファシリンダ５との所定の対向距離をほぼ保持した状態で共に遮断方向に駆動するという条件を満たしており、この間における圧縮室９内の圧力は操作器に対する操作反力とはならないので、小型で低操作力の操作を使用することができるようになる。その後、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出る位置Ｂまでほぼ同状態を保持する。
【００６５】
やがて、図７に示した固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａをほぼ抜ける位置Ｂに達する遮断動作終期になると、図７に示したようにリンク１４の自由端側のストッパ機構１５がリンク１３に接触して反時計方向の回転が阻止される。すると、中心軸５ａにパッファシリンダ５が直結された状態となり、その後両者は一体的に遮断方向に動作することになる。このときからの遮断動作終期において、パッファシリンダ５はピストン６との対向距離を縮小するようになり、圧縮室９内の消弧ガスを操作器によって機械的に圧縮する。この圧縮室９内の消弧ガスの圧縮を行う時点では、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部１８を抜け出ており、圧縮室９における圧力ピークは生じないし、また操作器による遮断部可動部分が遮断方向に十分加速されているので、左記の実施の形態と同様に比較的小さな操作力で圧縮室９内の有効な圧縮を行うことができる。
【００６６】
この実施の形態におけるパッファ形ガス遮断器も、圧縮室９の容積を余り変えないようにパッファシリンダ５とピストン６を所定位置に保持しながら共に遮断方向に駆動するリンク機構１８を設けたため、圧縮室９内にアーク熱による圧力上昇が生じたとしても操作器に対する操作反力は殆ど作用しない。このため、圧縮室９内でアーク熱による圧力上昇が生じた状態で機械的にも圧縮室９内を圧縮していた従来の操作器に比べて小型および低操作力とすることができる。しかも、固定アーク接触子１が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出た後に圧縮室９内の消弧ガスを圧縮する工程が含まれているため、安定して高い吹き付けガス圧力を保持する時間帯が長くなり、遮断性能に優れたパッファ形ガス遮断器を得ることができる。これら各実施の形態の説明から分かるように、圧縮室９の容積を余り変えないようにパッファシリンダ５とピストン６を所定位置に保持しながら共に遮断方向に駆動するリンク機構１８は、種々の構成を採用することができる。
【００６７】
図８は、本発明のさらに他の実施の形態によるパッファ式ガス遮断器を示す断面図であり、先の実施の形態との同等物には同一符号を付けて詳細な説明を省略する。
可動側は図１に示した実施の形態とほぼ同様の構成でるが、固定側は異なる構成となっている。先の実施の形態では、固定アーク接触子１と可動アーク接触子２によって開離時にアークを発生させるアーキングコンタクトを構成していたが、ここでは可動アーク接触子を第一のアーク接触子２とし、固定アーク接触子を可動の第二のアーク接触子３０とし、操作器に連結された遮断部可動部分とこの第二のアーク接触子３０との間を、第二のアーク接触子３０を第一のアーク接触子２から開離する方向に駆動するよう操作力を伝達するリンク駆動機構によって連結している。
【００６８】
このリンク駆動機構は、絶縁ノズル３における吹き付けガス流に影響を与えない部分に取り付けた固定部材２５と、この固定部材２５に一端を連結したリンク２６と、このリンク２６の他端をその一端に連結すると共に適当な固定部材に中間部を可回転的に支持したレバー２７と、レバー２７の他端にリンク２８を介して連結した可動部材２９とを有している。この可動部材２９に固定アーク接触子に対応する第二のアーク接触子３０を連結しており、レバー２７の時計方向の回転によって第二のアーク接触子３０をアーク接触子２との接触方向に、またレバー２７の反時計方向の回転によって第二のアーク接触子３０をアーク接触子２から開離する方向に駆動するように構成している。
【００６９】
図示しない操作器によって遮断動作を行うと、圧縮室９側は図１に示した実施の形態の場合と同様に動作するが、遮断動作初期において絶縁ノズル３が遮断方向に動作すると、固定部材２５およびリンク２６を介してレバー２７は反時計方向に回転され、リンク２８を介して可動部材２９を左方の開離方向に駆動する。これによって第二のアーク接触子３０も左方の開離方向に駆動され、第一のアーク接触子２と第二のアーク接触子３０間の相対的開離速度が速くなる。
【００７０】
このように第一のアーク接触子２と第二のアーク接触子３０間の相対的開離速度を高めることによって、遮断動作初期における動作速度の立ち上がりを抑えて操作器自体を小型にすることができるし、また遮断性能を向上させることができるので、パッファシリンダ５およびピストン６からなる圧縮室９を図示のように小型にすることができる。また、第一のアーク接触子２および第二のアーク接触子３０の両者によって遮断動作終期の所定の開離距離を確保するので、第一のアーク接触子２の開離動作距離は図１の場合よりも小さくなり、これに対応してリンク機構１８も小型にすることができる。
【００７１】
ここでは詳細な図示を省略しているが、第二のアーク接触子３０を駆動するリンク駆動機構に楕円孔による遊びある連結部を形成したりリンク比を適宜選定したりして、パッファシリンダ５による圧縮室９内の圧力上昇特性と、第二のアーク接触子３０が絶縁ノズル３のスロート部３ａを抜け出るタイミングを考慮することもできる。
【００７２】
一般にパッファ形ガス遮断器では、遮断動作に関連して圧縮室９内の消弧ガスを圧縮するようにシリンダとピストンの組合せから成る圧縮装置を有しているが、この圧縮装置としてのシリンダおよびピストンはいずれを可動側に連結してもよい。また遮断動作初期から遮断動作中期において圧縮室９内の容積を拡大する方向あるいは急速な圧縮を阻止する方向にピストン６を駆動するリンク機構１８は、上述した動作特性を満足するなら図示の構成以外のものを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によるパッファ形ガス遮断器は、上述した実施の形態で示した以外の構成のパッファ形ガス遮断器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施の形態によるパッファ形ガス遮断器の投入状態を示す断面図である。
【図２】図１に示したパッファ形ガス遮断器の遮断動作途中状態を示す断面図である。
【図３】図１に示したパッファ形ガス遮断器の遮断動作終期状態を示す断面図である。
【図４】図１に示したパッファ形ガス遮断器による圧縮室の圧力上昇特性を示す特性図である。
【図５】図１に示したパッファ形ガス遮断器による圧縮室の容積変化特性を示す特性図である。
【図６】本発明の他の実施の形態によるパッファ形ガス遮断器の投入状態を示す断面図である。
【図７】図６に示したパッファ形ガス遮断器の遮断動作終期状態を示す断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態によるパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図９】従来のパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  固定アーク接触子
２  可動アーク接触子
３  絶縁ノズル
３ａ  スロート部
５  パッファシリンダ
６  ピストン
８  操作ロッド
９  圧縮室
１６  レバー
１７  リンク
１８  リンク機構
【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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【図８】
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【図９】
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