(57)【要約】【課題】  逆止弁動作を安定化し、Ffu遮断性能が高いガス遮断器を実現することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明に係るガス遮断器では、消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な少なくとも１対の電極と、アークの熱エネルギによって生じた高温ガスを流入させる熱パッファ室と、前記熱パッファ室と接続されている機械パッファ室と、前記熱パッファ室と前記機械パッファ室とを連結する連通部と、前記連通部内で前記連通部の長手方向に摺動する逆止弁と、を有するガス遮断器であって、前記逆止弁の内径側の厚さが外径側の厚さよりも厚いようにする。【選択図】  図１
2019220301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な少なくとも１対の電極と、
アークの熱エネルギによって生じた高温ガスを流入させる熱パッファ室と、
前記熱パッファ室と接続されている機械パッファ室と、
前記熱パッファ室と前記機械パッファ室とを連結する連通部と、
前記連通部内で前記連通部の長手方向に摺動する逆止弁と、を有するガス遮断器であって、
前記逆止弁の内径側の厚さが外径側の厚さよりも厚いガス遮断器。
【請求項２】
請求項１に記載のガス遮断器であって、
前記逆止弁が摺動する方向における前記逆止弁の断面形状がＬ型であ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、
前記逆止弁の角部がR面取りされていることを特徴とするガス遮断器。
【請求項４】
請求項１または２に記載のガス遮断器であって、
前記逆止弁の角部がC面取りされていることを特徴とするガス遮断器。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか1項に記載のガス遮断器であって、
前記逆止弁の内径側で接する面にふっ素樹脂シートを設け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、ガス遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス遮断器は電力系統において、相間短絡や地絡などで生じる故障電流を遮断し、電力系統を保護する役割を果たす。従来のパッファ形ガス遮断器では、可動アーク接触子と直結した可動パッファシリンダによって、消弧性ガスを機械的に圧縮することにより、高圧のガス流を発生させる。高圧のガス流が、可動アーク接触子と固定アーク接触子との間に発生したアークに吹き付けられて、電流が遮断されている。
【０００３】
ガス遮断器での遮断性能はパッファ室の圧力上昇に依存するため、従来の機械的圧縮によるパッファ形ガス遮断器では高い操作力を用いて高い吹き付け力を形成し電流を遮断する。近年では、小さな操作力でも高い吹きつけ圧力を形成できる熱パッファ併用形ガス遮断器が主流となっている。熱パッファ併用形ガス遮断器では、アークの熱エネルギを積極的に利用して圧力を上昇させる熱パッファ室と機械的圧縮により吹き付け圧力を形成する機械パッファ室が直列に接続され、これらのパッファ室の連通孔には逆止弁が取り付けられている。大電流遮断時は高いアーク熱によって熱パッファ室圧力が高く逆止弁を閉じて吹き付け圧力を形成し電流を遮断する。逆止弁の密封性が悪い場合には、熱パッファ室の昇圧時に熱パッファ室から機械パッファ室にガスが流入する恐れがあり、熱パッファ室内におけるガス損失により十分な吹き付け圧力が得られない。逆止弁の開閉動作が遅い場合においても熱パッファ室内におけるガス損失が大きくなる。そのため、逆止弁は瞬時に閉まる必要がある。このように、大電流遮断時には逆止弁の密封性と開閉動作速度が熱パッファ室の昇圧と遮断性能に影響する。小電流遮断時は、アーク熱が低いため熱パッファ室圧力より機械パッファ室圧力が高く、逆止弁を開いた状態で吹き付け圧力を形成し電流を遮断する。機械パッファ室から熱パッファ室にガスを送り込むことで吹きつけ圧力を形成するため、機械パッファ室と熱パッファ室の連通孔出口においてガスを流れ易くする必要がある。
【０００４】
特許文献１では、大電流遮断時における逆止弁の閉動作の速度を短縮するために、弾性体を用いている。弾性体は、逆止弁が常時閉状態となるように取り付けられており、逆止弁が閉まる方向に弾性力が働いている。大電流遮断時に熱パッファ室内に取り込まれたアーク熱と弾性体による閉方向への力を同時に用いることで、逆止弁が閉状態となるまでの時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2005-276614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のパッファ形ガス遮断器では、連通部に設けた逆止弁を、弾性体により閉状態に常時付勢することにより、遮断動作時に熱パッファ室の圧力が機械パッファ室を上回った後、弾性体の付勢力により逆止弁を早期に閉状態として、熱的昇圧室から機械パッファ室に至るガス流のガス流量を低減し、熱パッファ室内におけるガス損失を抑制できるようにしたものである。大電流遮断時には有用であるものの、機械的圧縮により遮断するような小電流遮断時において、逆止弁が十分に開かない可能性がある。また、連通部には高温のガスが流れるため、弾性体が損耗してしまい、遮断性能が低下で課題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、逆止弁動作を安定化し、遮断性能が高い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】
【０００８】
本発明の代表的なものの一つを示せば、ガス遮断器を、消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な少なくとも１対の電極と、アークの熱エネルギによって生じた高温ガスを流入させる熱パッファ室と、前記熱パッファ室と接続されている機械パッファ室と、前記熱パッファ室と前記機械パッファ室とを連結する連通部と、前記連通部内で前記連通部の長手方向に摺動する逆止弁と、を有するガス遮断器であって、前記逆止弁の内径側の厚さが外径側の厚さよりも厚いようにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、逆止弁動作を安定化し、遮断性能が高いガス遮断器を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態のガス遮断器の軸方向の概略断面図である。
【図２】第一実施形態の逆止弁の模式図である。
【図３】第二実施形態の逆止弁の模式図である。
【図４】第三実施形態の逆止弁の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を適宜参照しながら本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明するが、本実施形態は以下の例に何ら限定されるものではない。また、参照する各図において、図示の簡略化のために、部材の一部を省略して図示することがある。さらに、以下で説明する複数の実施形態において、同じ部材については同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略するものとする。
【実施例１】
【００１２】
実施例１について図１、２を用いて構成を説明する。図１は、第一実施形態のガス遮断器１００の軸方向の概略断面図であり、図2は逆止弁の模式図である。なお、ここでいう「軸方向」とは、可動側主導体６を構成する円筒の中心軸の方向（図１における前後方向）をいい、以下特に指定しない限り「軸方向」という場合には同じ意味を表す。第一実施形態のガス遮断器１００は、電力系統（高圧回路など）の途中に配置され、落雷などによって事故電流が発生したときに電力系統において電気的に切断することで、電力系統の通電を停止させるものである。図１に示すガス遮断器１００は、パッファ形ガス遮断器である。
【００１３】
図１に示すガス遮断器１００は、可動側主導体６と、排気シャフト１３と、シリンダ１２と、パッファピストン１６と、シャフトガイド１９とを備えている。これらは、消弧性を有する絶縁ガス（例えば六フッ化硫黄）の充填容器１の内部に配置されている。排気シャフト１３の前方側には、可動主接触子２及び可動アーク接触子８（いずれも可動接触子）が備えられている。これらは、電力系統に接続された可動側引出し導体１１に電気的に接続されている。そして、可動主接触子２及び可動アーク接触子８と接離可能な固定主接触子３及び可動アーク接触子９が、固定側絶縁筒５に支持固定され、電力系統に接続された固定側引出し導体１５に電気的に接続されている。従って、前記の事故電流の発生時には、可動主接触子２及び可動アーク接触子８が固定主接触子３及び可動アーク接触子９から離れることで、電力系統の通電が停止されることになる。
【００１４】
可動側主導体６は、充填容器１の内部に配置された可動側絶縁筒４によって支持固定されているものである。可動側主導体６は、円筒形状を有しており、詳細は後記するが、その内部をシリンダ１２が摺動可能になっている。また、可動側主導体６の側面には、高温高圧の絶縁ガス（高温高圧ガス）を可動側主導体６の内部から充填容器１の内部に排気するための排気穴７が形成されている。高温高圧ガスは、可動アーク接触子８が可動アーク接触子９から離れたときに発生したアークによって絶縁ガスが加熱及び加圧されることで生じる。
【００１５】
大電流遮断時には、発生した高温高圧ガスにより熱パッファ室１４は昇圧され、機械パッファ室１５と熱パッファ室１４の連通部１７に設けられた逆止弁１８は閉まる。小電流遮断時には、アークによる絶縁ガスの加熱及び加圧は小さいため、機械パッファ室１５の圧縮により電流を遮断することから、逆止弁１８は開く。小電流遮断時には、逆止弁の開動作方向の位置を制御するために、筒状のストッパ２０が設けられている。
【００１６】
図２に第一実施形態のガス遮断器で逆止弁の模式図を示す。遮断動作時に逆止弁１８の傾きを低減するために、逆止弁内周の厚みＬ１を確保した。ここで、逆止弁内周の厚みＬ１を逆止弁外周の厚みＬ２に対して、Ｌ１＞Ｌ２とする。つまり、逆止弁の内径側の厚さが外径側の厚さよりも厚い。図２に記載の逆止弁１８は、逆止弁が摺動する方向における断面形状がＬ型である。このような構成にすることで、逆止弁１８の重量増加による開閉動作速度の低下を抑制する。また、逆止弁１８の動作方向の傾きが低減され、大電流時における連通部１７の閉塞性を高めることができ、遮断性能を向上できる。これに伴い、高性能の遮断器を提供することができる。また、小電流時には、連通部１７の出口における流路面積の対称性を確保し対称なガスの流れをつくることができ、遮断性能が向上できる。本構成によれば、厚み増による逆止弁重量の増加を抑制でき、開閉動作速度の低下を防ぐ。さらに、逆止弁の厚みがあるため、ストッパ衝突時の強度が確保できる。逆止弁１８の形状はL2>L1とすることで、動作がより安定する。
【００１７】
なお、本実施例では逆止弁の摺動方向における断面形状がL字のもので説明したが、前記Ｌ１＞Ｌ２であればその形態は問わない。
【実施例２】
【００１８】
逆止弁が閉じるときに動作方向に傾いた場合には、連通部１７の閉塞性が低減し、摺動抵抗も増加するため開閉速度が低減し遮断性能が低下する。その問題点の解消策として実施例２では説明する。図３に、第二実施形態の逆止弁の動作方向の断面図を示す。図３（a）および（b）では、逆止弁角部１８にＣ面取りまたはＲ面取りを施している。Ｃ面取りまたはＲ面取りを施すことで、逆止弁が動作する際に、ガス遮断器本体への食い込みを防止でき逆止弁の傾きを低減できる。さらに、食い込みを防止することで逆止弁の摺動抵抗も低減することができるため、開閉動作速度を速めることができ、遮断性能を向上できる。
【実施例３】
【００１９】
逆止弁の内周面における摺動抵抗が大きい場合には、逆止弁の開閉速度が低減するため、遮断性能が低下する。この内周面における摺動抵抗を低減できれば逆止弁の開閉速度を高めて遮断性能を向上できる。実施例３ではその解決策について説明する。図４に、第三実施形態の逆止弁の動作方向の断面図を示す。第三の実施形態では、逆止弁１８の内周に接する面に、ふっ素樹脂シートを設ける。ふっ素樹脂シートを設けることで、内周面における摺動抵抗を低減することができ、開閉動作速度を速めることができるため遮断性能を向上できる。なお、ふっ素樹脂シートについてはPTFE樹脂材のシートを含む。
【００２０】
なお、本発明における実施例では固定側と駆動側を設けたガス遮断器をもとに説明したが、双駆動式の開閉器にも適応できるものとする。
【符号の説明】
【００２１】
１  充填容器
２  可動主接触子（可動接触子）
３  固定主接触子（接触子）
４  可動側絶縁筒
５  固定側絶縁筒
６  可動側主導体
７  排気穴
８  可動アーク接触子（可動接触子）
９  固定アーク接触子（接触子）
１０  可動側引出し導体
１１  引出し導体
１２  シリンダ
１３  排気シャフト
１４  熱パッファ室
１５  機械パッファ室
１６  パッファピストン
１７  連通部
１８  逆止弁
１９  シャフトガイド
２０  ストッパ
２１  ふっ素樹脂シート
Ｌ１  逆止弁内周の厚み
Ｌ２  逆止弁外周の厚み
１００  ガス遮断器
【図１】
2019220301.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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