(57)【要約】【課題】高電圧用開閉器に要求される遮断責務を容易に達成可能でありかつ遮断時間の短い開閉器を提供する。【解決手段】開閉器は密閉容器、絶縁スペーサ、電極、導体、複数の遮断部を備える。密閉容器には絶縁媒体が充填されている。絶縁スペーサは密閉容器内を複数の密閉空間に区分する。電極は絶縁スペーサに貫通固定されている。複数の遮断部は各密閉空間内で導体と電極間に介挿され、閉路状態において導体間を直列に接続する。各遮断部は電極を含む接点と、接点を駆動する操作部とをそれぞれ有する。少なくとも一つの遮断部は接点が真空容器に収容された真空遮断部である。他の一つ遮断部は真空遮断部よりも絶縁耐力の大きい接点を有する遮断部である。操作部は閉路状態から遮断動作を行う場合、真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、他の遮断部の接点の開極を待って真空遮断部の接点を閉極する。【選択図】図１
2015060777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁媒体が充填された密閉容器と、
前記密閉容器内を複数の密閉空間に区分する絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサに貫通固定された電極と、
前記各密閉空間内に導入された導体と、
前記各密閉空間において前記導体と前記電極間に介挿され、閉路状態において前記導体間を直列に接続する複数の遮断部と、
前記各遮断部は、前記電極を含む接点と、前記接点を開閉駆動する操作部とをそれぞれ有し、
前記複数の遮断部のうち少なくとも一つは前記接点が真空容器に収容された真空遮断部であり、
前記複数の遮断部のうち少なくとも他の一つは前記真空遮断部よりも絶縁耐力の大きい接点を有する遮断部であり、
前記操作部は、
前記閉路状態から遮断動作を行う場合、前記真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、前記他の遮断部の接点の開極を待って前記真空遮断部の接点を閉極する開閉装置。
【請求項２】
前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、
コイルと、
前記コイルを直接又は他の部材を介して前記密閉容器に固定するコイル固定部と、
前記コイルの前記密閉容器と反対側に前記コイルと対向配置された磁性体と、
前記磁性体および前記コイルを貫通するよう前記対向磁性体に固定された第１の固定軸とを備え、
前記コイルを励磁することで発生した前記第１の駆動軸の推力により、前記真空遮断部の接点を開路させる励磁部を備える請求項１に記載の開閉器。
【請求項３】
前記操作部が、
機構箱と、
前記第１の可動軸に対して前記真空遮断部の接点の反対側に同軸的に、かつ前記第１の可動軸とは独立的に軸方向に移動自在に前記機構箱に保持された第２の可動軸と、
前記第２の可動軸に設けられ、前記機構箱内における前記第２の可動軸の動きを所定の範囲内に規制する規制部材と、
前記第１の可動軸と前記第２の可動軸間に、常時は両可動軸間に所定の間隔が空き、前記第１の可動軸に前記第２の可動軸方向の推力が加えられたときには両可動軸が接触可能なように介挿された第１のバネと、
前記第２の可動軸の軸端が移動する方向にある前記機構箱の壁面と前記第２の可動軸の前記規制部材との間に介挿された第２のバネと、
を備え、
前記真空遮断部の接点が開路した際に、前記第１の可動軸および前記第２の可動軸を介した力の伝達により前記第２のバネが圧縮され、
前記圧縮された前記第２のバネの反発力により前記第２の可動軸および前記第１の可動軸が押し返えされて前記真空遮断部の接点を閉路する請求項２に記載の開閉器。
【請求項４】
前記真空遮断部における、前記第１可動電極、前記第１の可動軸、前記第１可動電極と前記第１の可動軸とを連結する前記連結部、前記磁性体を含む第１可動部の質量と、前記第２の可動軸、前記規制部材、前記第１の衝撃吸収体を含む第２可動部の質量とを同等にした請求項３に記載の開閉器。
【請求項５】
閉路状態における前記第２のバネの付勢力を、前記第１のバネの付勢力よりも大きくした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の開閉器。
【請求項６】
前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、
移動する前記第１の可動軸が直接または他の部材を介して前記第２の可動軸に衝突する力を吸収する第１の衝撃吸収体を備える請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の開閉器。
【請求項７】
前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、
移動する前記第２の可動軸が当接する前記機構箱内の部位に固定され、前記第２の可動軸が前記機構箱に衝突する力を吸収する第２の衝撃吸収体を備えた請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の開閉器。
【請求項８】
前記第１の衝撃吸収体または前記第２の衝撃吸収体が、高分子材料を用いた部材であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の開閉器。
【請求項９】
前記第１の衝撃吸収体および前記第２の衝撃吸収体が、金属板を積層した構造体である請求項６または請求項７に記載の開閉器。
【請求項１０】
前記絶縁性媒体がＳＦ６ガスである請求項１に記載の開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数個の接点を接続／分離する多点切り開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
事故電流の遮断責務を持つ高電圧用の開閉器には、電流遮断時に以下の二つの項目を満足しなければならない。
【０００３】
一つは、開極後に接点間に発生するアークを非常に短い時間で確実に消弧することである。もう一つは、アーク消弧後に接点間に急速に立ち上がる過渡回復電圧に対して絶縁破壊しないことである。
【０００４】
近年では、絶縁性ガスとしてＳＦ６ガスを封入した圧力容器の中に、接続／分離可能な接点を有する一つの遮断部を収容し、遮断動作時にはこの接点に絶縁性ガスを吹き付け、アークを消弧する方式のパッファ形の開閉器が広く採用されている。この方式では、単一の遮断器で、上記２つの項目を達成する必要がある。
【０００５】
一方、上記２つの項目に対して、それぞれの項目に特化した遮断部を連結し、事故電流遮断を達成する方式の開閉器も開発されている。すなわち、複数の遮断部を有し、各遮断部がそれぞれの役割を分担する方式の開閉器である。このような開閉器は、圧力容器の内部空間を分離して、一方にアーク消弧性能に優れた遮断部を、他方に絶縁性能に優れた遮断部をそれぞれ収容し、両者を電気的に直列に接続して構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３―３４８７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記遮断部において、電流遮断時に単にそれぞれの遮断部を開路すると、アーク消弧後には各遮断部の接点間に各遮断部の静電容量に応じた過渡回復電圧が印加される。よって、開閉器の絶縁性能は、より絶縁性能の悪い遮断部の絶縁性能に依存してしまい、各遮断部が役割分担するという本来の目的が果たせていないことになる。
【０００８】
本実施形態に係る開閉器は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高電圧用開閉器に要求される遮断責務を容易に達成可能でありかつ遮断時間の短い開閉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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本実施形態の開閉器は、密閉容器、絶縁スペーサ、電極、導体、複数の遮断部を備える。前記密閉容器には絶縁媒体が充填されている。前記絶縁スペーサは前記密閉容器内を複数の密閉空間に区分する。前記電極は前記絶縁スペーサに貫通固定されている。前記導体は前記各密閉空間内に導入されている。前記複数の遮断部は前記各密閉空間において前記導体と前記電極間に介挿され、閉路状態において前記導体間を直列に接続する。前記各遮断部は、前記電極を含む接点と、前記接点を駆動する操作部とをそれぞれ有し、前記複数の遮断部のうち少なくとも一つは前記接点が真空容器に収容された真空遮断部であり、前記複数の遮断部のうち少なくとも他の一つは前記真空遮断部よりも絶縁耐力の大きい接点を有する遮断部である。前記操作部は、前記閉路状態から遮断動作を行う場合、前記真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、前記他の遮断部の接点の開極を待って前記真空遮断部の接点を閉極する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る開閉器の全体構成を示す断面図であり、閉路状態を示す。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】各遮断部の接点の閉開動作を示すシーケンス図である。
【図４】第１の実施形態の開閉器開路動作中の状態を示す図である。
【図５】図４の部分拡大断面図である。
【図６】第１の実施形態の開閉器の開路状態を示す図である。
【図７】図６の部分拡大断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る開閉器の真空遮断部の全体構成を示す断面図であり、閉路状態を示す。
【図９】図８の真空遮断部の電磁反発操作部を示す部分拡大断面図であり、閉路状態を示す。
【図１０】第２の実施形態の開閉器における開路動作時の高速開極部の動きを示す図である。
【図１１】第２の実施形態におけるワイプ機構の動きを示す図である。
【図１２】第２の実施形態における反射機構部の動きを示す図である。
【図１３】第２の実施形態における真空遮断部の閉極動作を示す図である。
【図１４】第３の実施形態に係る開閉器の真空遮断部側の構成を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
（全体構成）
以下では、図１〜図７を参照しつつ、本実施形態の開閉器の構成について説明する。図１、図４、図６は本実施形態の遮断器の全体構成を示す断面図であり、それぞれ閉路状態、開路動作中の状態、開路状態を示す。図２、図５、図７はそれぞれ図１、図４、図６の部分拡大断面図である。
【００１２】
第１の実施形態の開閉器は、複数の接点が電気的に直列に接続された複数の遮断部を有し、各接点を接続／分離して、電流を止める開路状態と電流を流す閉路状態とを切り替える。
【００１３】
本実施形態の開閉器は、接地された金属あるいは碍子等からなる圧力容器１、２と、圧力容器１、２に接続されたブッシング４、５と、接続／分離自在な一対の接点を有する複数（ここでは２つ）の遮断部７、９と、圧力容器１、２内を遮断部の数と同数（ここでは２つ）の空間に区分する絶縁スペーサ３と、絶縁スペーサ３を貫通して絶縁スペーサ３に固定された固定電極６と、導体２４，２８とを備える。
【００１４】
圧力容器１、２は一面が有底で対向する面が開口した円筒状の容器であり、開口した一方の端部はフランジ部になっている。圧力容器１、２は互いに向かい合わせたフランジ部で絶縁スペーサ３を挟んで締結されて、他の両端の開口が円盤状の板材（隔壁）で塞がれて密閉容器（密閉空間）とされている。
【００１５】
各導体２４，２８は絶縁スペーサ３により区分された別の密閉空間内にそれぞれ導入されている。各遮断部７，９は、電極を含む接点と、接点を開閉駆動する操作部２９、３０とをそれぞれ有する。複数の遮断部７，９は各密閉空間において導体２４，２８と電極間に介挿されており、閉路状態において導体２４，２８間を直列に接続する。
【００１６】
遮断部７の接点は圧力容器１内に、遮断部９の接点は圧力容器２内にそれぞれ収容されており、絶縁スペーサ３に固定された固定電極６を介して電気的に直列に接続されている。
【００１７】
ブッシング４内には導体２４が遮断部７に向けて延びるように配置されている。ブッシング５内には導体２８が遮断部９に向けて延びるように配置されている。導体２４が遮断部７の接点に、導体２８が遮断部９の接点にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１８】
操作部２９，３０には制御装置６０が接続されている。制御装置６０は遮断部７，９の状態を監視し、状態に応じて電流遮断の指令信号および電流投入の指令信号などを操作部２９、３０に出力する。制御装置６０は例えば可動電極の位置を検出して接点の状態（開極状態か閉極状態か）を監視することで遮断部７，９の状態を把握する。また各操作部２９、３０に供給される電流を監視して遮断部７，９の状態を把握するようにしてもよい。
【００１９】
操作部２９、３０は、閉路状態から遮断動作を行う場合、制御装置６０により制御されて、遮断部７の接点と他の遮断部９の接点とを開極し、他の遮断部９の接点の開極を待って遮断部７の接点を閉極する。
【００２０】
（電流の流れ）
開閉器が閉路状態にあるときには、ブッシング４の側の導体２４から電流が導入され、その電流は導体２４を通じて遮断部７の接点、固定電極６、遮断部９の接点、導体２８を順次経てブッシング５の側の導体２８へ導出される。また開閉器が開路状態にあるときは、遮断部７の接点は閉極（接続）し、遮断部９の接点は開極（分離）し、電流が遮断されている。
【００２１】
以下、第１の実施形態の開閉器の詳細な構成について説明する。
（詳細構成）
【００２２】
（内部空間１０１、１０２）
圧力容器１、絶縁スペーサ３、およびブッシング４によって内部空間１０１が形成され、圧力容器２、絶縁スペーサ３、およびブッシング５によって内部空間１０２が形成されている。内部空間１０１、１０２は密閉状態にあり、本実施形態では完全な密封状態にある。これら内部空間１０１、１０２を絶縁性媒体が充填された密閉空間という。
【００２３】
絶縁性媒体は、例えば六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）が用いられている。この他、絶縁性媒体としては、例えば二酸化炭素、窒素、乾燥空気、またはそれらの混合ガス、絶縁油などを用いてもよい。なお内部空間１０１と内部空間１０２の圧力は、必要に応じて異なるものとすることも同じにすることもできる。本実施形態では、内部空間１０１のガスの圧力は内部空間１０２のガス圧力以下であり、かつ大気圧以上になっている。
【００２４】
（遮断部７）
遮断部７は、高真空の真空容器に電極を収容した真空遮断部であり、高真空の優れた消弧性を利用して電流の遮断を行う。以下では、遮断部７を真空遮断部７とする。真空遮断部７は、接点を有する真空バルブ８と、この接点を駆動する操作部２９と、操作部２９の駆動力を接点に伝達する連結部３２と、一端が固定電極６に接続された真空バルブ８の他端と接続され、真空バルブ８を圧力容器１内で固定支持する支持部３４とを備える。
【００２５】
この真空バルブ８は、内部が高真空の円筒状の真空容器８ａを有し、この真空容器８ａが圧力容器１内に収容されている。この真空容器８ａは、例えば、ガラスまたはセラミック等からなる絶縁碍筒である。真空容器８ａ内には、接点を構成する一対の固定電極１１および可動電極１４と、ベローズ３１とが収容されている。
【００２６】
固定電極１１と可動電極１４は対向配置されている。固定電極１１は、絶縁スペーサ３に固定された固定電極６に固定され、可動電極１４が機械的に接続／分離可能になっている。可動電極１４が固定電極１１から開離した際、両電極１１、１４間にはアークが発生するようになっている。可動電極１４は一端が固定電極１１と対向し、他端が真空容器８ａ壁面を貫通し、その外部に延出している。ベローズ３１は、伸縮自在であり、可動電極１４が固定電極１１から接続／分離する場合でも真空容器８ａ内を気密に保つ。
【００２７】
連結部３２は、絶縁性の部材で構成された棒状の絶縁ロッド１３と、導電性の部材で構成された棒状の操作ロッド１５とから構成される。絶縁ロッド１３および操作ロッド１５は固定電極１１および可動電極１４と同軸上に配置されている。絶縁ロッド１３は、その一端は可動電極１４と接続され、他端が操作ロッド１５と接続されており、圧力容器１内に延びている。操作ロッド１５は、絶縁ロッド１３から圧力容器１壁面を貫通し圧力容器１外へ延出し、操作部２９と接続されている。
【００２８】
操作部２９は、圧力容器１の外部に配置されており、接点を接続／分離自在に駆動する。すなわち、操作部２９の駆動力により、操作ロッド１５および絶縁ロッド１３を一直線上に押し引きし、可動電極１４が固定電極１１に対して接続／分離可能になっている。なお、操作部２９の駆動は、例えば、開閉器外部に設置された制御装置からの指令信号により開始することができる。
【００２９】
操作ロッド１５が貫通する圧力容器１壁面部分には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部１６が設けられており、内部空間１０１は、操作ロッド１５がシール部１６のパッキンと摺接する場合でも気密性が保たれる。
【００３０】
支持部３４は、一端がシール部１６の設けられた圧力容器１壁面に固定され、他端が真空バルブ８の真空容器８ａと接続されている。この支持部３４は、大別すると、絶縁ロッド１３を取り囲み、シール部１６が設けられた圧力容器１壁面から絶縁スペーサ３に向かって延びる絶縁支持部２１と、一端が絶縁支持部２２と接続され、他端が真空容器８ａに接続されている通電支持部２２とから構成される。
【００３１】
絶縁支持部２１と通電支持部２２は、絶縁ロッド１３および操作ロッド１５と接触しないように同心状に設けられている。通電支持部２２と可動電極１４との間には、導電性の部材からなる通電接触子２３が両者に電気的に接続されて配置されており、可動電極１４が操作部２９により摺動可能になっている。真空バルブ８は、真空容器８ａの一端が固定電極１１に固定され、他端が支持部３４に固定される。
【００３２】
（遮断部９）
遮断部９は、パッファ式のガス遮断部、若しくは、非パッファ式のガス遮断部を使用することができる。パッファ式のガス遮断部は、接点を構成する電極や、絶縁性ガスをアークに吹き付けるための圧力を蓄積するパッファシリンダ、アークに絶縁性ガスの吹き付けを案内するノズルを有しており、遮断動作および投入動作では、これらの部材も電極と共に連動して操作部が駆動させる。
【００３３】
一方、非パッファ式のガス遮断部は、このようなパッファシリンダやノズルは備えていない。本実施形態の遮断部９は、非パッファ式で真空遮断部７より絶縁耐力が高く、高速駆動可能なガス遮断部である。以下では、遮断部９をガス遮断部９とする。ガス遮断部９は、接点１０と、この接点１０を駆動する操作部３０と、操作部３０の駆動力を接点１０に伝達する連結部３３、接点１０の移動方向を定める支持部３５とを備える。
【００３４】
ガス遮断部９の接点１０は、真空遮断部７の真空バルブ８が有する接点よりも絶縁耐力が大きくなっており、この接点１０は、圧力容器２内に対向配置された一対の固定電極１２と可動電極１８とから構成されている。固定電極１２は固定電極６に固定され、可動電極１８が固定電極１２に対して機械的に接続／分離可能になっている。
【００３５】
可動電極１８を機械的に接続／分離可能にしているのは、連結部３３と操作部３０である。連結部３３は、絶縁性の部材で構成された棒状の絶縁ロッド１７と、導電性の部材で構成された棒状の操作ロッド１９とから構成される。
【００３６】
絶縁ロッド１７および操作ロッド１９は固定電極１２および可動電極１８と同軸上に配置されている。絶縁ロッド１７は、その一端は可動電極１８と接続され、他端が操作ロッド１９と接続されており、圧力容器２内に延びている。操作ロッド１９は、絶縁ロッド１７から圧力容器２壁面を貫通し圧力容器２外へ延出し、操作部３０と接続されている。
【００３７】
操作部３０は、圧力容器２の外部に配置されており、接点１０を接続／分離自在に駆動する。すなわち、操作部３０の駆動力により、操作ロッド１９および絶縁ロッド１７を一直線上に押し引きし、可動電極１８が固定電極１２に対して接続／分離するようになっている。なお、操作部３０は、例えば開閉器外部に設置された制御装置６０からの指令信号により駆動を開始することができる。
【００３８】
操作ロッド１９が貫通する圧力容器２壁面部分には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部２０が設けられており、内部空間１０２は、操作ロッド１９がシール部２０のパッキンと摺接する場合でも気密性が保たれる。
【００３９】
支持部３５は、一端がシール部２０の設けられた圧力容器１壁面に固定され、他端が可動電極１８と接続されている。この支持部３５は、大別すると、絶縁ロッド１７を取り囲み、シール部２０が設けられた圧力容器１壁面から絶縁スペーサ３に向かって延びる絶縁支持部２５と、一端が絶縁支持部２５と接続され、他端が可動電極１８に接続されている通電支持部２６とから構成される。
【００４０】
絶縁支持部２５と通電支持部２６は、絶縁ロッド１７および操作ロッド１９と接触しないように同心状に設けられている。通電支持部２６と可動電極１８との間には、導電性の部材からなる通電接触子２７が両者に電気的に接続されて配置されており、可動電極１８が操作部３０により摺動可能になっている。
【００４１】
以下、図３乃至図７を参照してこの開閉器の動作を説明する。まず各遮断部７，９の動作を説明する。図３はこの開閉器の各遮断部７，９の開路動作（遮断動作）を示すシーケンスチャートである。
【００４２】
図３に示すように、開閉器が閉路状態から、例えば点Ａのタイミングで真空遮断部７およびガス遮断部９が開路動作を開始すると、線７０に示すように、真空バルブ８の接点（可動電極１４）が高速に開離し、点Ｂのタイミングで開極する。
一方、ガス遮断部９は、線７１に示すように、真空遮断部７と同じ点Ａのタイミングで開路動作を開始しても、質量が重く接点１０に摺動部分があることから真空バルブ８よりも接点１０（可動電極１８）の動作が遅く開離を初め点Ｃのタイミングで開極する。
【００４３】
真空遮断部７では、真空バルブ８の接点が早く開極したため、点Ｂから点Ｃの期間ｔ２、開極状態を維持しガス遮断部９の開極を待って、点Ｃのタイミングで閉極動作を開始し、点Ｄのタイミングで閉極する。
【００４４】
これによりこの開閉器におけるトータルの遮断時間ｔ１を数ｍｓｅｃのオーダに短くできる。なおこの例では真空遮断部７の閉極開始を点Ｃのタイミングとしたが、ガス遮断部９が開極した以降に真空遮断部７が閉極すればよく、点Ｃのタイミング以前に真空遮断部７の閉極動作を開始してもよい。
【００４５】
ここで、電流の流れと具体的な接点の動きを説明する。
（閉路状態）
図１，図２に示したように、開閉器が閉路状態にあるときは、ブッシング４から導入される電流は、導体２４、通電支持部２２、通電接触子２３、可動電極１４、固定電極１１、固定電極６、固定電極１２、可動電極１８、通電接触子２７、通電支持部２６および導体２８を順次経てブッシング５へ導出される。
【００４６】
（開路動作）
一方、制御装置６０から電流遮断の指令信号が開閉器の操作部２９、３０に与えられると、操作部２９、３０より可動電極１４、１８が固定電極１１、１２から開離するだけの駆動力（推力）が発生し、可動電極１４、１８が固定電極１１、１２から同時に開離し電流遮断を開始する。
【００４７】
具体的には、図４，図５に示すように、真空遮断部７では、真空バルブ８の可動電極１４が固定電極１１から離間する方向に移動し固定電極１１から開離する。この過程で、固定電極１１と可動電極１４間には電極より蒸発した粒子と電子によって構成されるアークが発生するが、真空容器８ａ内は高真空であるためアークを構成する物質は拡散し、形状を留めていることができずに消滅する。これにより通電電流を遮断する。
【００４８】
一方、ガス遮断部９では、可動電極１８が固定電極１２から開離し、両電極１２、１８間にアークが発生するが、両電極１２、１８間の絶縁距離を確保することにより、アークは消滅する。さらにガス遮断部９の開極後、直ちに操作部２９からの駆動力により真空遮断部７は、真空バルブ８の可動電極１４が閉極する方向に移動し、図６，図７に示すように、固定電極１１に接触する。
【００４９】
この遮断過程において、内部空間１０２では、アークによって発生するＳＦ６ガスの分離ガスが発生する。この分離ガスは真空バルブ８の絶縁碍からなる真空容器８ａの表面層を腐食する作用があるが、真空容器８ａは、密封された内部容器１０１内に収容されているので、内部空間１０２内で発生した分離ガスにより腐食する心配がない。
【００５０】
なお真空バルブ８は耐高圧性がよくないベローズ３１を備えているが、内部空間１０１のガスの圧力を、ベローズ３１が耐え得る圧力である、内部空間１０２のガス圧力以下かつ大気圧以上とした。これにより、内部空間１０２の接点における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間１０１のベローズ３１が保護される。
【００５１】
（効果）
以上のようにこの第１実施形態の開閉器によれば、遮断過程において、事故電流遮断の責務を真空遮断部７が請け負い、電流遮断後に発生する高い過渡復電圧遮断の責務を、絶縁耐力が高いガス遮断部９が請け負うことにより、２つの遮断責務を確実に達成することができる。本実施形態ではこれ以外にも下記のような効果が得られる。
【００５２】
（１）本実施形態の開閉器は、真空遮断部７およびガス遮断部９が、接点と、接点を駆動する操作部２９，３０をそれぞれ有することで、操作部２９，３０一つ当たりの負荷が小さくなるので、接点を高速に接続／分離（開離）することができる。
【００５３】
（２）遮断部７、９は、圧力容器１、２の外側に操作部２９、３０を配置し、操作部２９、３０の駆動力を接点に伝達する連結部３２、３３をさらに有し、連結部３２、３３は圧力容器１、２内に気密性を保ちつつ圧力容器１、２を貫通し操作部２９、３０と接続して構成したことで、操作部２９、３０が、遮断過程で生じるアークによって発生するＳＦ６ガスの分離ガスと直接接触することがなくなり、この分離ガスによる操作部２９、３０への腐食作用を防止することができる。
【００５４】
（３）複数の遮断部７，９のうち、少なくとも一つの遮断部７を、接点を備えた真空バルブ８を有する真空遮断部７とし、少なくとも一つの遮断部９を、真空バルブ８の接点よりも絶縁耐力の大きい接点１０を有するガス遮断部９とした。そして、遮断過程において、真空遮断部７、ガス遮断部９を開路した後に、真空遮断部７のみを閉路することとした。これによって、事故電流遮断を真空遮断部７によって実施し、電流遮断後に発生する高い過渡回復電圧を絶縁耐力が高いガス遮断部９が負担することになり、遮断責務を容易に達成することができる。このように、少なくとも一つの真空遮断部７と、少なくとも一つのガス遮断部９を有することにより、電流遮断と耐電圧を、それぞれの遮断部が分担して達成することができる。
【００５５】
（４）また、真空遮断部７の真空バルブ８は接触式の接点を有し、可動電極１４の重量も小さいため、非常に短時間の遮断動作が可能である。また、ガス遮断部９は、パッファ形のガス遮断部としても専用の操作部を有しているので、開閉器全体として操作部一つ当たりの負荷を小さくし、接点を高速に開離することができる。さらに、本実施形態のガス遮断部９は、可動電極１８にパッファシリンダやノズルを有していないので、パッファ形の遮断部に比べて操作部３０の駆動する可動重量が低減される。これにより、操作部３０は可動電極１８をさらに高速に駆動させることができるので、絶縁距離を確保するために必要な時間を大幅に短縮することができる。以上のように、本実施形態の開閉器は、従来のパッファ形の遮断部を複数有する開閉器と比べて、電流遮断および絶縁距離の確保をより短時間で行えるので、遮断時間を短縮することができる。
【００５６】
（５）本実施形態の開閉器は、内部空間１０１と内部空間１０２を密封する構造としたので、それぞれ独立に異なる圧力にすることができる。具体的には、内部空間１０１のガスの圧力を内部空間１０２のガス圧力以下かつ大気圧以上とした。これにより、内部空間１０２の接点における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間１０１のベローズ３１を保護することができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
（構成）
図８乃至図１３を参照して第２の実施形態を説明する。図８は真空遮断部７側の構成を示し、図９は図８の真空遮断部７の電磁反発操作部４１の構成を示し、図１０，図１１は真空遮断部７の開路動作中の状態を示し、図１２，図１３は真空遮断部７の閉極動作中の状態を示す。この第２の実施形態は第１の実施形態と基本構成は同じである。この第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５８】
第２の実施形態に係る開閉器は、第１の実施形態に示した真空遮断部７の操作部２９を、電磁反発操作部４１としたものである。電磁反発操作部４１は電磁反発力を利用した接点開閉機構であり接点１０の開極動作において高い応答性を有する。
【００５９】
図８，９に示すように、電磁反発操作部４１は、機構箱４２と、高速開極部２０１と、ワイプ機構部２０２と、反発機構部２０３とを有する。
【００６０】
機構箱４２は、一端面が開口し、この開口縁が圧力容器１のシール部１６が設けられた壁面に固定接続された内部が中空の箱であり、高速開極部２０１、ワイプ機構部２０２、および反発機構部２０３の各部材がこの機構箱４２内に収容されている。
【００６１】
高速開極部２０１は、第１の可動軸４３と、電磁反発コイル４４と、反発リング４５とから構成される。第１の可動軸４３は操作ロッド１５と接続された棒状体である。
【００６２】
機構箱４２の内壁には支持部５５が固定され、支持部５５が第１の可動軸４３に向けて延びている。支持部５５は電磁反発コイル４４を固定するコイル固定部である。電磁反発コイル４４は、導体からなり、支持部５５に反発リング４５と対向するように設置されている。つまり電磁反発コイル４４は直接又は他の部材（支持部５５）を介して密閉容器１に固定されている。
【００６３】
反発リング４５は磁性体からなる環状体であり、環状の穴に第１の可動軸４３が嵌め込まれ第１の可動軸４３の周囲に固定されている。つまり反発リング４５は電磁反発コイル４４の密閉容器１と反対側に電磁反発コイル４４と対向配置されている。
【００６４】
電磁反発コイル４４には、制御装置６０が接続されている。制御装置６０は電磁反発コイル４４に対して励磁電流を供給して励磁する励磁部として機能する。制御装置６０からの励磁電流により電磁反発コイル４４は励磁され、反発リング４５に電磁反発力を与え、第１の可動軸４３を圧力容器１から出る方向（真空バルブ８の接点を開離する方向）へ移動（駆動）させる。
【００６５】
ワイプ機構部２０２は、高速開極部２０１の電磁反発力を反発機構部２０３に伝達する。このワイプ機構部２０２は、第１の可動部４３に嵌着されたつば４６と、絶縁物からなるカップリング４７と、つば４６とカップリング４７との間に配置されるワイプばね４８（第１のばね）と、つば４６を押さえるつば押さえ４９と、第１の可動軸４３が衝突したときの衝撃を抑える第１の衝撃吸収体５０と、カップリング４７に固定された第２の可動軸５１から構成される。
【００６６】
カップリング４７は例えば平坦な円板状の部材であり、つば４６と対向配置されている。ワイプばね４８は、つば４６とカップリング４７とに付勢力が加わる状態で、一端がつば４６に、他端がカップリング４７に接続されている。つば押さえ４９は底面が有底の筒状体である。
【００６７】
つば押さえ４９はつば４６とワイプばね４８とを取り囲むようにしてカップリング４７に固定され、底面がつば４６のストッパーの役割を果たしている。なお、つば押さえ４９の側部（底部）には開口が設けられ、この開口を通じて第１の可動軸４３が移動（挿通）可能になっている。
【００６８】
第１の衝撃吸収体５０は、移動する第１の可動軸４３が当接するカップリング４７の部位（第２の可動軸５１と同軸の位置）に固定されており、第１の可動軸４３が直接または他の部材（カップリング４７）を介して第２の可動軸５１に衝突する力を吸収しつつ第２の可動軸５１に推力を伝達する。第２の可動軸５１はカップリング４７に固定された棒状体で、反射機構部２０３へと延びている。
【００６９】
反発機構部２０３は、第２の可動軸５１に嵌着されたつば５２と、つば５２と機構箱４２との間に介挿して配置される反射ばね５３（第２のばね）と、第２の可動軸５１が衝突したときの衝撃を抑える第２の衝撃吸収体５４とから構成される。機構箱４２の内壁には支持部５６が固定され、支持部５６が第２の可動軸５１に向けて延びている。
【００７０】
反射ばね５３はつば５２と機構箱４２とに付勢力が加わる状態で、一端がつば５２に、他端が機構箱４２に接続されている。つば５２は機構箱４２内における第２の可動軸５１の動きを所定の範囲内に規制する規制部材である。
【００７１】
第２の衝撃吸収体５４は、移動する第２の可動軸５１が当接する機構箱４２内の部位に固定されており、第２の可動軸５１による衝突衝撃を吸収する。
【００７２】
これら第１の衝撃吸収体５０および第２の衝撃吸収体５４は例えばゴム、プラスチック樹脂などの高分子材料を用いた部材である。また第１の衝撃吸収体５０および第２の衝撃吸収体５４は金属板を積層した構造体であってもよい。
【００７３】
以下、第２の実施形態の動作を説明する。
（開路動作）
まずこの第２の実施形態の開閉器の接点開閉動作過程における電磁反発操作部４１の開極動作について説明する。図８，９に示したように、真空バルブ８の固定電極１１と可動電極１４が接している閉路状態において、外部から開極指令を制御装置６０が受けると、制御装置６０から電磁反発コイル４４に電流が短時間供給され、電磁反発コイル４４がその時間だけ励磁される。
【００７４】
この励磁により、反発リング４５に電磁反発力が生じて、図１０に示すように、反発リング４５が圧力容器１とは反対の矢印Ａの方向（開路方向）へ移動し、反発リング４５が固定されている第１の可動軸４３と連結部３２を介して連結されている可動電極１４が固定電極１１から電磁反発操作部４１へ向かう方向（以下、真空遮断部７において開路方向という。またこの逆方向を閉路方向という。）に高速に開極動作する。
【００７５】
この動作により、第１の可動軸４３は開路方向に移動し、つば４６がワイプばね４８を圧縮するとともに、第１の衝撃吸収体５０に衝突する。このとき、第１の可動軸４３は第１の衝撃吸収体５０の衝撃吸収作用により衝撃力が弱められながら、図１１に示すように、ワイプばね４８と第１の衝撃吸収体５０を介してカップリング４７と第２の可動軸５１を開路方向Ｂに押し込む。
【００７６】
開路方向に押し込まれた第２の可動軸５１は、開路方向に移動し、つば５２が反射ばね５３を圧縮するとともに、第２の衝撃吸収体５４に衝突する。このとき、第２の可動軸５１の開路方向への運動エネルギーが第１の衝撃吸収体５０によって吸収されつつ反射ばね５３が押されて縮み、図１２に示すように、縮んだ反射ばね５３の反発力（付勢力）によって第２の可動軸５１とカップリング４７が閉路方向Ｃへと押し戻される。
【００７７】
押し戻された第２の可動軸５１は閉路方向に移動し、この移動によりカップリング４７がワイプばね４８を圧縮しながら第１の衝撃吸収体５０が第１の可動軸４３に衝突する。このときの衝撃力とワイプばね４８の付勢力によって、図１３に示すように、第１の可動軸４３は閉路方向Ｄに押し返される。
【００７８】
押し返された第１の可動軸４３は、閉路方向Ｄに移動し、連結部３２を介して連結されている可動電極１４が固定電極１１に当接し真空バルブ８の接点が閉極する。
【００７９】
以上のように、第１の可動軸４３が第２の可動軸５１に運動エネルギーを伝達してから、第２の可動軸５１が動作方向を反転し、第１の可動軸４３に運動エネルギーを伝達するまでの間、真空バルブ８は開極状態を保持し、その後に閉極することになる。
【００８０】
（閉路状態）
図８は閉路状態を示すが、この閉路状態において、真空バルブ８の可動電極１４には、第１の可動軸４３と連結部３２を介してワイプばね４８の付勢力が加えられる。よって、可動電極１４はワイプばね４８により付勢された状態で真空バルブ８の固定電極１１に接触しており、閉路状態が維持される。このため、少しの振動などが生じた場合であっても、可動電極１４が固定電極１１から離れることはなく、電気的なチャタリングなどを防止できる。ここで、真空バルブ８の固定電極１１と可動電極１４が接している閉路状態において、つば４６とつば押さえ４９の間には所定のギャップが設けられている。
【００８１】
（効果）
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏する。すなわち第２実施形態では、真空遮断部７側の操作部２９を電磁反発操作部４１としたことで、真空遮断部７は電流遮断に必要な可動電極１４の接点の移動距離であるストロークが短く、可動する部材の重量が小さいため、開極動作において高い応答性が得られ、遮断時間をさらに短縮することができる。
【００８２】
特に、この第２実施形態では、電磁反発操作部４１に、電磁反発コイル４４と、電磁反発コイル４４を固定する支持部５５と、電磁反発コイル４４に対向して設けられた反発リング４５とからなる高速開極部２０１を設けたことで、電磁反発操作部４１は、励磁された電磁反発コイル４４と反発リング４５との間に働く電磁反発力によって開極動作を行うので、ばね力や油圧を駆動源とする操作部に比べて、駆動力の立ち上がりが非常に速く、非常に高い応答性を得ることができる。このため、非常に短い時間での電流遮断が可能になる。
【００８３】
また、電磁反発操作部４１に、真空バルブ８の接点に常に一定の力を与える機構を設けた。具体的には、ワイプばね４８の付勢力を第１の可動軸４３と連結部３２を介して真空バルブ８内の可動電極１４に加え続けることで、可動電極１４が真空バルブ８の固定電極１１を押し続ける力が生じ、真空バルブ８の接点におけるチャタリング防止などの効果を得ることができる。
【００８４】
また、電磁反発操作部４１に、２つのばねと可動軸による力の伝達と押し戻しを行う反射機構部２０３を設けたことで開路動作後の一定時間（他の接点１０が開路するまでの時間）、真空バルブ８の接点の開極状態を保持し、その後に直ちに閉路動作を行うようにしたので、専用の閉路機構を別途設ける必要がなくなり、操作部２９の内部機構の簡素化、小型化、低コスト化を実現することができる。
【００８５】
［第３の実施形態］
（構成）
第３の実施形態は、第２の実施形態と基本構成は同じである。第２の実施形態と異なる点のみを説明し、同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８６】
図１４に示すように、第３の実施形態は、真空バルブ８の可動電極１４、連結部３２、第１の可動軸４３、反発リング４５およびつば４６などから構成される第１可動部２０４と、カップリング４７、つば押さえ４９、第１の衝撃吸収体５０、第２の可動軸５１およびつば５２などから構成される第２可動部２０５との質量が同等になるように各部品の重量を配分している。
【００８７】
（作用・効果）
この第３の実施形態では、開路動作において、第１可動部２０４は、第２可動部２０５に衝突した後の速度が小さいことが好ましい。特に、衝突後に第１可動部２０４が閉路方向に移動すると、第１可動部２０４に間接的に連結されている可動電極１４を閉路方向に移動し、真空バルブ８の接点間距離を小さくすることになってしまうので避けるべきである。
【００８８】
ここで、第１可動部２０４と第２可動部２０５を剛体であるとみなし、第１可動部２０４の質量をm1、衝突前後の速度をそれぞれv1、v1’とし、第２可動部２０５の質量をm2、跳ね返り係数をeとすると、衝突後の可動部２０４の速度v1’は、
v1’ =（m1 - m2e）／（m1 + m2）× v1
となる。m1 < m2のとき、v1’ < 0になり、これは可動電極１４が衝突後に閉路方向へ移動することを意味するので好ましくない。
【００８９】
一方、m1を大きくすると、v1’が大きくなるため、m1はなるべく小さい方がよい。  
以上２点より、m1 = m2 とするのが最も好ましい。
【００９０】
このようにこの第３実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果に加えて、開路動作時における、真空バルブ８の接点間距離を制御しやすくなるため、より信頼性の高い開閉器を提供することができる。
【００９１】
［第４の実施形態］
（構成）
第４の実施形態は、第２の実施形態と基本構成は同じである。第２の実施形態と異なる点のみを説明し、同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。  
第４の実施形態では、閉路状態において、ワイプばね４８よりも付勢力が大きい反射ばね５３を用いている。つまり閉路状態における反射ばね５３（第２のばね）の付勢力を、ワイプばね４８（第１のばね）の付勢力よりも大きくしている。
【００９２】
（作用・効果）
第２の実施形態において、閉路状態における反射ばね５３の付勢力がワイプばね４８の付勢力よりも小さいと、反射ばね５３の付勢力とワイプばね４８の付勢力との釣り合いによって可動部２０５の位置が決まることになる。これでは、開路動作後には、それぞれのばねの振動等により可動部２０５の位置も振動することになる。これはワイプばね４８の付勢力にも影響し、ひいては、真空バルブ８の接点のチャタリングや接触抵抗の変化にもつながる恐れがある。
【００９３】
そこで、この第４実施形態では、閉路状態における反射ばね５３の付勢力をワイプばね４８の付勢力よりも大きくすることにより、真空バルブ８内で可動電極１４が固定電極１１を常に付勢した（押し付けた）状態が維持されるので、第１可動部２０４および第２可動部２０５の位置が一意に決まり、真空バルブ８の接点への影響もなくなり、より信頼性の高い開閉器を提供することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１、２  圧力容器
３      絶縁スペーサ
４、５  ブッシング
６      固定電極
７      真空遮断部
８      真空バルブ
８ａ    真空容器
９      ガス遮断部
１０    接点
１１、１２    固定電極
１３、１７    絶縁ロッド
１４、１８    可動電極
１５、１９    操作ロッド
１６、２０    シール部
２１、２５    絶縁支持部
２２、２６    通電支持部
２３、２７    通電接触子
２４、２８    導体
２９、３０    操作部
３１    ベローズ
３２、３３    連結部
３４、３５    支持部
４１    電磁反発操作部
４２    機構箱
４３    第１の可動軸
４４    電磁反発コイル
４５    反発リング
４６    つば
４７    カップリング
４８    ワイプばね（第１のばね）
４９    つば押さえ
５０    第１の衝撃吸収体
５１    第２の可動軸
５２    つば（規制部材）
５３    反射ばね（第２のばね）
５４    第２の衝撃吸収体
５５    支持部
５６    支持部
６０    制御装置
１０１  内部空間
１０２  内部空間
２０１  高速開極部
２０２  ワイプ機構部
２０３  反射機構部
２０４  第１可動部
２０５  第２可動部
【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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【図１４】
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