(57)【要約】【課題】遮断性能の向上を図って、大電流領域においても十分遮断が可能な続流遮断装置及びアークホーン装置を提供する。【解決手段】基端部側に電極先端部１５が挿入固定される絶縁性筒体１０を備える。絶縁性筒体１０を含水処理を施したポリアミド樹脂にて構成した。絶縁性筒体１０には通孔２１が開設されている。通孔２１は、電極先端部１５の先端縁部１７ａが突入状となる電極側小径部１８と、電極側小径部１８に連設されて絶縁性筒体１０の先端面１９に開口する出口側大径部２０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部側に電極先端部（１５）が挿入固定される絶縁性筒体（１０）を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体（１０）を、含水処理を施したポリアミド樹脂にて構成したことを特徴とする続流遮断装置。
【請求項２】
上記絶縁性筒体（１０）に、電極先端部（１５）の先端縁部（１７ａ）が突入状となる電極側小径部（１８）と、この電極側小径部（１８）に連設されて絶縁性筒体（１０）の先端面（１９）に開口する出口側大径部（２０）とを有する通孔（２１）を開設したことを特徴とする請求項１の続流遮断装置。
【請求項３】
絶縁性筒体（１０）の吸水率を１％以上としたことを特徴とする請求項１又は請求項２の続流遮断装置。
【請求項４】
基端部側に電極先端部（１５）が挿入固定される絶縁性筒体（１０）を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体（１０）は、上記電極先端部（１５）の先端縁部（１７ａ）が突入状となる電極側小径部（１８）と、この電極側小径部（１８）に連設されて絶縁性筒体（１０）の先端面（１９）に開口する出口側大径部（２０）とを有する通孔（２１）が開設されていることを特徴とする続流遮断装置。
【請求項５】
上記請求項１〜請求項４のいずれかの続流遮断装置を備えたことを特徴とするアークホーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、続流遮断装置及びアークホーン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
がいし装置において、雷などによって、がいし連にフラッシュオーバが生じ、続いて流れるアーク電流によってがいしが破損したり、電線が溶断したりするのを防止する目的でアークホーンを取付ける。すなわち、アークホーンは、アークの発弧点を電線以外のところに移すと共に、アークをがいしから離し、電線及びがいしを保護するものである。
【０００３】
そして、がいし装置では、一般には、接地側アークホーンと線路側アークホーンとを配置するものである。この場合、接地側アークホーンと線路側アークホーンとの間で閃絡すると続流（アーク）によって、設備の溶損や破損が生じる場合がある。そこで、アークホーン装置として従来から続流遮断装置を備えたものがあった。続流遮断装置としては、例えば、アークホーンの先端に絶縁筒体を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に記載の続流遮断装置は、図１３に示すように、がいし装置に付設されたアークホーン５１、５２の一方（接地側）のアークホーン５１の先端に取付けられる絶縁筒体５３を備えている。この場合、がいし連５４の上端に設けられる接地側ホーン取付具５５を介して接地側アークホーン５１が取付けられ、がいし連５４の下端に設けられる線路側ホーン取付具５６を介して線路側アークホーン５２が取付けられている。そして、雷撃時のアークホーン５１の閃絡が絶縁筒体５３を通して起こったときに、アーク熱でこの絶縁筒体５３内に発生した高圧ガスの噴射により続流をこの絶縁筒体５３内で遮断するようにしている。
【特許文献１】特許第２９２６２９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の続流遮断装置では、繰返し遮断試験等から低電流領域では遮断効果が有効に発揮されるが、大電流領域では十分な結果が得られなかった。そのため、最大遮断電流を向上するためには、絶縁筒体５３の筒長を大きくすることが考えられるが、筒長を大きくして、遮断部長さを長くした場合、過渡回復電圧のフラッシュオーバ電圧が高くなる傾向にあるが、あまり効果的ではない。しかも、絶縁筒体５３は高い筒内部圧力上昇に耐え得る機械強度が求められる。このため、従来においては、遮断性能の向上を図って、大電流領域においても十分遮断を可能とすることは困難であった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、遮断性能の向上を図って、大電流領域においても十分遮断が可能な続流遮断装置及びアークホーン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで請求項１の続流遮断装置は、基端部側に電極先端部１５が挿入固定される絶縁性筒体１０を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体１０を、含水処理を施したポリアミド樹脂にて構成したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の続流遮断装置では、含水処理を施したことによって、絶縁性筒体１０が溶発する際に、Ｈ（水素）を消弧ガスとして放出し、高温領域においてアーク電圧を高めることになる。すなわち、遮断に必要とされる「消弧ガス成分」に起因し、ポリアミド樹脂の燃焼ガス成分（水素や二酸化炭素等）の内、高温領域において遮断に有効に働くＨ（水素）をより多く発生させることで、遮断性能を向上させることが可能である。
【０００９】
請求項２の続流遮断装置は、上記絶縁性筒体１０に、上記電極先端部１５の先端縁部１７ａが突入状となる電極側小径部１８と、この電極側小径部１８に連設されて絶縁性筒体１０の先端面に開口する出口側大径部２０とを有する通孔２１を開設したことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の続流遮断装置では、通孔２１が出口側大径部２０を有することによって、この出口側大径部２０において内径が大きくなって、電流密度が低減し、ガス放出が抑制されるのを回避することができる。すなわち、内径を大きくすると、電流密度を低減できるため、出口が閉塞し難くなり、出口部分におけるアークの蓄積エネルギーを低減できる。さらに、遮断部（通孔２１にて構成される）の表面積が大きくなって、消弧ガスが多量化してガス密度が高くなる。ところで、電極先端部１５から先端面１９の開口部までのアーク発生時における圧力分布は、電極部側が最も高く、出口側に行くにしたがって低下する。また、孔部にて構成される遮断部を大径部とすると最大圧力を抑制することができると共に、細径の孔部にて構成される遮断部の長さを短くすると圧力を抑制することができる。したがって、絶縁性筒体１０を電極側小径部１８と出口側大径部２０とを有する段付構造としたことによって、発生する圧力の低減を達成することができる。さらに、アークが発生した場合において、段付構造としたことで、遮断部孔径の消失面積は表面積が大きくなるため大きくなるが、遮断部変化量は小さくなる。
【００１１】
請求項３の続流遮断装置は、絶縁性筒体１０の吸水率を１％以上としたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の続流遮断装置では、絶縁性筒体１０の吸水率を１％以上としたので、溶発する際により多くの水素が消弧ガスとして放出される。
【００１３】
請求項４の続流遮断装置は、基端部側に電極先端部１５が挿入固定される絶縁性筒体１０を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体１０は、上記電極先端部１５の先端縁部１７ａが突入状となる電極側小径部１８と、この電極側小径部１８に連設されて絶縁性筒体１０の先端面１９に開口する出口側大径部２０とを有する通孔２１が開設されていることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の続流遮断装置では、通孔２１が出口側大径部２０を有することによって、この出口側大径部２０において内径が大きくなって、電流密度が低減し、ガス放出が抑制されるのを回避することができる。すなわち、内径を大きくすると、電流密度を低減できるため、出口が閉塞し難くなり、出口部分におけるアークの蓄積エネルギーを低減できる。さらに、遮断部（通孔２１にて構成される）の表面積が大きくなって、消弧ガスが多量化してガス密度が高くなる。ところで、電極先端部１５から先端面１９の開口部までのアーク発生時における圧力分布は、電極部側が最も高く、出口側に行くにしたがって低下する。また、孔部にて構成される遮断部を大径部とすると最大圧力を抑制することができると共に、細径の孔部にて構成される遮断部の長さを短くすると圧力を抑制することができる。このため、絶縁性筒体１０を電極側小径部１８と出口側大径部２０とを有する段付構造としたことによって、発生する圧力の低減を達成することができる。さらに、絶縁性筒体１０が段付構造であるので、遮断部変化量は小さくなる。
【００１５】
請求項５のアークホーン装置は、上記請求項１〜請求項４のいずれかの続流遮断装置を備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項５のアークホーン装置では、上記請求項１〜請求項４のいずれかの続流遮断装置が有する作用を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の続流遮断装置によれば、絶縁性筒体が溶発する際に、Ｈ（水素）を消弧ガスとして放出し、高温領域においてアーク電圧を高めることになる。このため、大電流領域における遮断性能の向上を達成することができ、続流遮断装置としての性能を有効に発揮することができる。すなわち、遮断性能に及ぼす影響度が大きい吸水率を調整することによって、遮断性能の向上を図ることができ、しかも、含水処理を施すことによって、この吸水率を簡単に調整することができて、製造の容易化を図ることができる。
【００１８】
請求項２の続流遮断装置によれば、この続流遮断装置では、含水処理を施したことによる高温領域におけるアーク電圧の上昇と、開口部の閉塞の防止によるガス放出の抑制回避と、アークの蓄積エネルギーの低減等による遮断性能の向上を図ることができる。しかも、発生する圧力の低減を達成することができ、絶縁性筒体の破壊を防止することができる。さらに、遮断部変化量（孔径変化量）としては小さくできるため、遮断限界孔径に達するまでの遮断回数が向上できる。すなわち、この続流遮断装置は、優れた遮断性能を発揮すると共に、破壊強度の向上を達成することができ、高品質の続流遮断装置となる。
【００１９】
請求項３の続流遮断装置によれば、溶発する際により多くの水素が消弧ガスとして放出する。これにより、一層優れた遮断性能を発揮することになる。
【００２０】
請求項４の続流遮断装置によれば、開口部の閉塞の防止によるガス放出の抑制回避と、アークの蓄積エネルギーの低減と、ガス密度の上昇とによる遮断性能の向上を図ることができる。また、発生する圧力の低減を達成することができ、絶縁性筒体の破壊を防止することができる。これにより、破壊強度の向上を達成する。さらに、遮断部変化量（孔径変化量）としては小さくできるため、遮断限界孔径に達するまでの遮断回数の向上が可能となる。
【００２１】
請求項５のアークホーン装置によれば、上記請求項１〜請求項４のいずれかの続流遮断装置を備えているので、この続流遮断装置が有する効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、この発明の続流遮断装置及びアークホーン装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１にこの発明の続流遮断装置の要部断面図を示し、この続流遮断装置は絶縁性筒体１０を備え、この絶縁性筒体１が、接地側アークホーンと線路側アークホーン等で構成されるアークホーン装置の接地側アークホーン又は線路側アークホーンに取付けられる。この場合、絶縁性筒体１０は、その孔部１１が、基端側のねじ孔１２と、中間部の小径部１３と、先端側の大径部１４とを有するものである。そして、ねじ孔１２に、線路側アークホーン又は接地側アークホーンの先端部（電極先端部）１５のねじ部１６が螺着される。これによって、この絶縁性筒体１０はその基端部側に電極先端部１５が挿入固定されることになる。
【００２３】
このように、電極先端部１５が連結された状態では、上記孔部１１の小径部１３に、電極先端部１５の先端縁部１７ａが突入状となる電極側小径部１８を構成し、孔部１１の大径部１４が、電極側小径部１８に連設されて絶縁性筒体１０の先端面１９に開口する出口側大径部２０を構成する。
【００２４】
上記絶縁性筒体１０は、例えば、モノマーキャストナイロン等のポリアミド樹脂が使用され、しかも、含水処理を施している。ここで、含水処理とは、材料（この場合、絶縁性筒体１０）を熱湯の中に浸けて数日間放置して煮沸する処理である。また、その外径寸法Ｄとしては、４５ｍｍ〜７０ｍｍ程度とし、電極側小径部１８の長さ寸法Ｌ１（電極先端部１５の先端から出口側大径部２０までの寸法）を７０ｍｍ程度とし、電極側小径部１８の内径寸法Ｄ１を６ｍｍ程度とし、出口側大径部２０の長さ寸法Ｌ２を８０ｍｍ程度とし、出口側大径部２０の内径寸法Ｄ２を１０ｍｍ程度とする。また、絶縁性筒体１０の全長Ｌを２００ｍｍ程度とする。なお、電極先端部１５の外径寸法Ｄ３としては１６ｍｍ程度とされる。
【００２５】
また、図１２は他の続流遮断装置の実施の形態を示し、この続流遮断装置は、外径寸法Ｄが例えば４５ｍｍで、孔径（内径寸法）Ｄ４が６ｍｍのストレートの通孔２２を有する絶縁性筒体１０を備える。この場合も、絶縁性筒体１０は例えば、例えば、ポリアミド樹脂（モノマーキャストナイロン）等が使用され、しかも、含水処理を施している。すなわち、筒体１０は、その電極部側にねじ孔２３を有する軸心孔２４を有し、ねじ孔２３に電極先端部１５のねじ部１６を螺着することによって、絶縁性筒体１０はその基端部側に電極先端部１５が挿入固定されることになる。そして、この絶縁性筒体１０の先端面２５に開口する上記通孔２２が形成される。この場合、絶縁性筒体１０は、その外径寸法Ｄを４５〜７０ｍｍ程度とし、その全長Ｌを２００ｍｍ程度とし、通孔２２の長さ寸法Ｌ３（電極先端部１５の先端から先端面２５までの寸法）を１５０ｍｍとする。なお、電極先端部１５の外径寸法Ｄ３としては１２ｍｍ程度とする。
【００２６】
ところで、上記絶縁性筒体１０の材料を選択する場合、結晶構造（分子内の構造と分子同士の充填の様子を結晶構造といい、結晶は３次元的に同じ構造のものが規則的に並んでいる）、吸熱量（材料１ｍｇを溶かすために必要とする熱量を示し、吸熱量にて材料の溶け易さを調査することが可能である）、融点（固体状のものが液体となる温度を示し、この融点を測定することで、材料の純度を調査することが可能である）、及び吸水率等が重要である。すなわち、結晶構造において、α晶とγ晶を比べた場合、γ晶の方が化学的に不安定であるため分解し易いと考えられる。よって、γ含有率が多いとより多くの材料が分解し、消弧ガス（水素や二酸化炭素等）の量が増えることになり、遮断性能に対して有効である。吸熱量が低下すると少ないエネルギーで材料が溶解するため、消弧ガスの発生は増加する。よって吸熱量は遮断性能に対して有効である。電流零点近傍の温度が低下したときに、融点の低いほうが消弧ガスの放出が持続するので、吸熱量は遮断性能に有効である。吸水率が高くなると、材料が溶発（アブレーション）する際に、より多くのＨ（水素）を消弧ガスとして放出し、高温領域においてアーク電圧を高める作用があるため、吸水性は遮断性能に有効である。
【００２７】
このため、上記４つの物性が、どの程度遮断性能に影響するかを推定するために、「重回帰分析手法」等を用いて、各物性が遮断性能に与える影響を調べる必要がある。この際、遮断時間と各物性値の相関性、消弧ピーク電圧と各物性値の相関性について解析し、各物性が遮断時間および消弧ピーク電圧に影響する度合いを相関係数という値（係数＝１になる程、遮断時間や消弧ピーク電圧との相関が強いことを示す値）で、定量的に評価した。
【００２８】
遮断時間と消弧ピーク電圧の両方に対して、吸水率が他の物性に比べて、遮断に与える影響が強いことがわかった。すなわち、遮断時間と吸水率とは図２に示すように、遮断時間に対しては負の相関（吸水率が高い程、遮断時間も短くなる）傾向を示し、消弧ピーク電圧と吸水率とは図３に示すように、消弧ピーク電圧に対しては正の相関（吸水率が高い程、消弧ピーク電圧も高くなる）傾向を示しており、いずれも遮断性能が向上する。また、他の物性については、全体的に吸水率に比べて相関関係は小さいが、母集団の取り方によっては０．４〜０．６程度の相関を持つケースもあり、これらも当然、遮断性能に影響している。しかしながら、これらの物性が遮断性能に与える影響を、定量的に評価を行えば、吸水率が多くを占め、この吸水率の影響度合いが大きい。
【００２９】
次に、含水処理を施していない材料（ａ〜ｄの４つの材料）と、含水処理を施した材料（ｅ〜ｈの４つの材料）とで遮断性能を調べた。この場合、各ａ〜ｄ、及びｅ〜ｈの材料としては、図１２のように、外径寸法が４５ｍｍで孔径が６ｍｍのストレートの通孔２２を有するポリアミド樹脂からなる筒体１０を使用した。また、試験条件としては、単相直接試験であり、試験周波数を５０Ｈｚとし、試験電圧を７７ｋＶ送電とし、試験電流を１０００〜１００００Ａとし、直流成分を、零、最大（波高値＝２√２×印加電流）とし、通電時間を０．０８秒（４Ｈｚ）とし、過渡回復電圧を、波高値＝１４３ｋＶ、上昇率０．９５ｋＶ／μｓとし、発弧方式をφ０．２ｍｍヒューズ発弧とした。図４からわかるように、含水させたもの（吸水率３％程度）では遮断性能が向上し、遮断電流目標最大値１０ｋＡ（直流成分なし）を１サイクルで遮断することが可能である。これに対して、図５から分るように、含水させていないもの（吸水率０％）では、１．５〜２．５サイクルと遮断時間を要しており、吸水率の効果が顕著に見られることになった。また、絶縁筒体先端付近の電子密度最大値がある値以下であれば、遮断が可能であり、吸水率が大きいほど電子密度が低下する。しかも、水素はアーク電圧を高める性質があり、吸水率が大きくなると溶発（アブレーション）で放出される水素原子の数が増加するため、遮断しやすくなるものと考えられる。このため、吸水率以外の他の物性（結晶構造や吸熱量等）を調整することなく、既存のポリアミド樹脂（例えば、モノマーキャストナイロン）にて構成される筒体に含水処理を行って、水分を含ませることによって、遮断性能に優れた絶縁性筒体１０を製造することができる。
【００３０】
このため、図１に示すものであっても、図１２に示すものであっても、含水処理を施したことによって、絶縁性筒体１０が溶発する際に、Ｈ（水素）を消弧ガスとして放出し、高温領域においてアーク電圧を高めることになって、大電流領域における遮断性能の向上を達成することができ、続流遮断装置としての性能を有効に発揮することができる。すなわち、遮断に必要とされる「消弧ガス成分」に起因し、ポリアミド樹脂の燃焼ガス成分（水素や二酸化炭素等）の内、高温領域において遮断に有効に働くＨ（水素）をより多く発生させることで、遮断性能を向上させることが可能である。また、含水処理は熱湯内に材料を浸漬するものであるので、材料表面からしだいに水分を含ませることになり、吸水率が高い程、水分が表面から浸透している部分が多くなる。このため、繰返し回数の向上を図ることが可能である。しかも、材料（絶縁性筒体１０）に対してこの含水処理を行って、希望する吸水率のものを簡単に製造することができる。すなわち、この続流遮断装置では、遮断性能に及ぼす影響度が大きい吸水率を調整することによって、遮断性能の向上を図ることができ、しかも、含水処理を施すことによって、この吸水率を簡単に調整することができて、製造の容易化を図ることができる。
【００３１】
ところで、吸水率と機械的強度（引張強度）とは図１０に示す関係にある。図１０から分るように、１０ｋＡで破壊した吸水率の境界線は１．１％であり、その時の引張強度としては７５ＭＰａ程度（ストレート状遮断部の破壊限界）である。このように、材料に水分を含ませると、燃焼ガス成分に多くの水素を発生させることは可能であるが、機械的強度が低下し、遮断部が破損したり、ねじ部抜け等の発生が懸念されることになる。そのため、遮断部孔径を拡大し、内部圧力の低減を図ることで遮断部破壊を防止し、かつ遮断性能も向上させることが可能となる。すなわち、含水処理を施したことによって、強度が低下したとしても、絶縁性筒体１０の孔部を段付にすれば、圧力を低減できるため遮断部は破壊しにくい。この際、段付遮断部の発生圧力を静的な荷重に置換えた場合、前述する先端部孔径の拡大による圧力の低減効果から３４ＭＰａ程度（推定される段付遮断部の発生応力）とすることができる。しかしながら、絶縁性筒体１０の吸水率としては、高温領域において遮断に有効に働く水素をより多く発生させるために、１．０％以上、特に２％以上とするのが好ましいが、この場合においても遮断部が破壊するとは考えにくい。
【００３２】
次に、図１２に示すような絶縁性筒体１０では、この遮断部（電極先端部１５の先端縁部１７ａから通孔２１の開口部までの範囲）内の圧力分布は図６と図７に示すようになる。この圧力分布は熱ガス流解析で得られた結果である。すなわち、電極部側が最も圧力が高く、開口部（出口）に行く程、圧力が低下する。また、遮断部の孔径を１０ｍｍとすれば、６ｍｍのものよりも圧力を抑制することができる。さらに、孔径を６ｍｍのままその遮断部の長さ寸法を、１５０ｍｍから６７ｍｍに変化させた場合、短い方が圧力を抑制することができる。これらは３００Ａ（直流分０）の時であり、図６は遮断部各点における圧力分布を示し、孔径が６ｍｍであって長さ寸法が１５０ｍｍであるものと、孔径が６ｍｍであって長さ寸法が６７ｍｍであるものと、孔径が１０ｍｍであって長さ寸法が１５０ｍｍであるものとについて調べた結果である。また、図７は電極部の遮断部長さと圧力との関係を示し、孔径が６ｍｍのものと孔径が１０ｍｍのものとについて調べた結果である。なお、遮断部の長さ寸法とは、図１２における長さ寸法Ｌ３に対応する寸法である。
【００３３】
このため、図１に示すように、通孔２１を電極部側小径部１８と出口側大径部２０にて構成するのが、内部圧力を抑制する上で好ましい。例えば、電極部側小径部１８として、その内径寸法Ｄ１を６ｍｍとすると共にその長さ寸法Ｌ１を６７ｍｍとし、出口側大径部２０として、その内径寸法Ｄ２を１０ｍｍとすると共にその長さ寸法Ｌ２を８３ｍｍとする。すなわち、３００Ａ（直流分０）の条件である場合に、孔径が６ｍｍであってその長さ寸法が１５０ｍｍの筒体であれば、最大圧力が３４．５ＭＰａ程度となるが、この長さ寸法を短くして例えば６７ｍｍとすれば、１５．１ＭＰａ程度となる。このことから、遮断部（６ｍｍの孔径にて構成される遮断部）の長さを８３ｍｍ短くしたことで１９．４ＭＰａ程度の圧力を低減できることになる。しかしながら、孔径が６ｍｍである電極部側小径部１８の先端側に、孔径が１０ｍｍの出口側大径部２０が存在する。そのため、圧力低減した１９．４ＭＰａが、孔径１０ｍｍの遮断部になることで、これの４％分が電極部に負荷されると仮定した場合、１．１ＭＰａが１５．１ＭＰａに重畳して、１６．２ＭＰａ程度となる。そのため、遮断部長と圧力との関係は図８のようになる。また、図９は、３００Ａの時の圧力を１０ｋＡ（直流分最大）の時の圧力に変換したものである。なお、図８と図９とにおいて、断付（改良後）とは、通孔が電極部側小径部と出口側大径部とを有する段付構造品の筒体であり、従来（改良前）とは、通孔が断付を有さないストレート孔である筒体である。
【００３４】
ところで、細径管内でアークを発生させた場合、ある電流密度を超えると、その細径管出口が閉塞し、細径管内ガスが外部に放出され難くなる。これに対して、細径管の内径を大きくすると、電流密度を低減できるため、細径管出口が閉塞し難くなり、出口部分におけるアークの蓄積エネルギーを低減できて、遮断し易くなる。すなわち、細径管内部の圧力は、電流密度の１〜２乗に比例して高くなるため、細径管内径を大きく（例えば、６ｍｍから１０ｍｍ）すると、電流密度が１／３〜１／８程度に小さくなり、出口部分での閉塞が発生し難くなる。この点においても、絶縁性筒体１０として、電極側小径部１８と出口側大径部２０とを有する段付構造とするのが好ましいと言える。
【００３５】
すなわち、アークが発生した際、１ｍｓ当たりの消失面積は、孔部に段付を有する筒体１０が孔部に段付を有さない筒体１０よりも大きい。これは、孔径が拡大することによって、アークに曝される表面積が大きくなったためである。また、段付構造にすることで初期遮断部の表面積も大きくなり、遮断時における材料の消失量が多くなってガス密度が高くなる。このため、Ｅ（電界）とρ（ガス密度）との関係から、Ｅ／ρを小さくすれば、遮断性能を向上することができる。この際、同じ電圧条件の場合、Ｅ（電界）は一定であるため、ρ（ガス密度）が大きくなれば、Ｅ／ρは小さくなる。したがって、表面積を増加させることにより、消弧ガスが多量化すれば、ρ（ガス密度）が高くなり、必然的に遮断性能は向上する。一方、孔の消失面積は、遮断部を段付構造としたことで、表面積が大きくなるため、面積は大きくなるが、孔径変化量としては、段付を有さないものに比べて小さい。そのため、遮断限界孔径を同じと仮定した場合、限界に達するまでの電流継続時間が長くなって、繰返し回数が多くなる。
【００３６】
このため、出口付近の孔径消失面積が小さい場合、電極部における孔径変化量も小さいことが予想でき、繰返し遮断による圧力低下を抑制できる。よって、遮断部（通孔２１）を段付構造にしたことで、孔径変化量を小さくできるため、遮断限界孔径に達するまでの、遮断回数の向上を達成できる。なお、遮断動作後品の遮断部形状は、例えば遮断部先端からの距離と遮断部孔半径との関係を示す図１１のようになる。図１１において、遮断部先端からの距離とは、絶縁性筒体１０の先端面１９から電極先端部１５の先端縁部１７ａまでの距離を示している。
【００３７】
このように、破壊強度の向上は、小径の部分（孔径６ｍｍ部分）の遮断部長さ縮小（短縮）や孔径拡大による圧力低減によって達成できる。また、電流密度が低減して、遮断部内のガス放出環境が向上すると共に、消弧ガスの発生量が多量化して、Ｅ／ρが小さくなる。これにより、１０ｋＡ等の遮断時間が短縮される。繰返し回数の向上についても、孔径の消失量が段付遮断部にすることで、効率化を図れ、６６〜７７ｋＶ用において、複数回（例えば、５回）以上の遮断性能を有することになる。
【００３８】
上記図１に示すものでは、通孔２１が出口側大径部２０を有することによって、この出口側大径部２０において内径が大きくなって、電流密度が低減し、ガス放出が抑制されるのを回避することができる。すなわち、内径を大きくすると、電流密度を低減できるため、出口が閉塞し難くなり、出口部分におけるアークの蓄積エネルギーを低減できる。さらに、遮断部（通孔２１にて構成される）の表面積が大きくなって、消弧ガスが多量化してガス密度が高くなる。このため、この続流遮断装置では、含水処理を施したことによる高温領域におけるアーク電圧の上昇と、開口部の閉塞の防止によるガス放出の抑制回避と、アークの蓄積エネルギーの低減等を図ることができる。これにより、遮断性能の向上を確実に図ることができる。
【００３９】
また、電極先端部１５から先端面１９の開口部までのアーク発生時における圧力分布は、電極部側が最も高く、出口側に行くにしたがって低下する。一般に、孔部にて構成される遮断部を大径部とすると最大圧力を抑制することができると共に、細径の孔部にて構成される遮断部の長さを短くすると圧力を抑制することができる。このため、絶縁性筒体１０を電極側小径部１８と出口側大径部２０とを有する段付構造としたことによって、発生する圧力の低減を達成することができる。これにより、絶縁性筒体１０の破壊を防止することができ、破壊強度の向上を達成する。なお、発生する圧力を低減できるが、遮断性能を発揮するためには、ある程度の圧力を必要とする。
【００４０】
さらに、アークが発生した場合において、段付構造としたことで、遮断部孔径の消失面積は表面積が大きくなるため大きくなるが、遮断部孔径変化量は小さくなる。このため、遮断限界孔径に達するまでの遮断回数が向上できる。また、絶縁性筒体１０の吸水率を１％以上としたので、溶発する際により多くの水素が消弧ガスとして放出される。これにより、一層優れた遮断性能を発揮することになる。
【００４１】
このように、含水処理を施すことによって、大電流領域における遮断性能の向上を達成することができ、続流遮断装置としての性能を有効に発揮することができ、さらには、絶縁性筒体１０として、含水処理を施すと共に、通孔２１を電極側小径部１８と出口側大径部２０とで構成していわゆる段付孔とすれば、１０ｋＡ等が遮断可能である６６ｋＶ用、７７ｋＶ用の続流遮断型アークホーンを一層安定して提供することができる。
【００４２】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、絶縁性筒体１０に使用するポリアミド樹脂として、モノマーキャストナイロンが特に好ましいが、含水処理を行うことによって、溶発する際に、Ｈ（水素）を消弧ガスとして放出し、高温領域においてアーク電圧を高めることになるものであればよいので、他のポリアミド樹脂やポリアミド樹脂以外の樹脂を採用することができる。この際、吸水率としても使用する材料等に応じて任意に設定でき、性能に影響を与える他の物性である結晶構造、結晶化度（結晶性高分子では、結晶されている領域と完全に結晶されていない領域であり、この結晶領域の質量分率を示す）、吸熱量、及び融点等を考慮して決定するのが好ましい。また、上記実施形態では、含水処理として、絶縁性筒体１０を熱湯に浸漬するものであるが、この熱湯の温度や浸漬時間等を使用する材料や求める吸水率等に応じて任意に設定することができ、例えば、絶縁性筒体１０を８０℃の熱湯に３、４日間浸漬したりすることができる。さらに、図１に示すように、絶縁性筒体１０を段付構造とした場合、段付構造としたことによる作用効果を得ることができるので、含水処理を施さないものであってもよい。また、図１に示す段付構造の絶縁性筒体１０において、電極側小径部１８の長さ寸法や径寸法、出口側大径部２０の長さ寸法や径寸法等は、発生する圧力の低減を達成することができて、絶縁性筒体１０の破壊を防止することができる等の作用効果を得る範囲で任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の続流遮断装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】遮断時間と吸水率との相関図である。
【図３】消弧ピークと吸水率との相関図である。
【図４】含水処理を施した材料の遮断性能を示すグラフ図である。
【図５】含水処理を施していない材料の遮断性能を示すグラフ図である。
【図６】遮断部各点における圧力分布図である。
【図７】遮断部長さと圧力との関係を示すグラフ図である。
【図８】遮断部長さと圧力との関係を示すグラフ図である。
【図９】遮断部長さと圧力との関係を示すグラフ図である。
【図１０】吸水率と機械的強度との関係を示すグラフ図である。
【図１１】遮断動作後の遮断部の孔径を示すグラフ図である。
【図１２】この発明の続流遮断装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図１３】従来のアークホーン装置が取付けられたがいし装置の簡略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０・・絶縁性筒体、１５・・電極先端部、１７ａ・・先端縁部、１８・・電極側小径部、１９・・先端面、２０・・出口側大径部、２１・・通孔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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