(57)【要約】【課題】投入動作時の両アーク接触子の衝突による高電界部となる先端部の損傷を低減し、開極速度を増加させることなく良好な遮断性能を有するガス遮断器を提供する。【解決手段】対向接触子部１０が有する対向アーク接触子１１を固定筒状部１１ａと可動先端部１１ｂにより構成する。固定筒状部１１ａは、可動接触子部２０に向く端部に開口を有し、可動先端部１１ｂは、固定筒状部１１ａの開口から突出し、可動接触子部２０へ向けて接触可能に延びる。そして、固定筒状部１１ａには、開口の内縁からなり、可動先端部１１ｂを固定筒状部１１ａに対して進没方向に摺動可能に支持する摺動部１１ｃを設けた。【選択図】図１
2015041504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流遮断と投入を切り替えるガス遮断器であって、
消弧性ガスが充填された密閉容器と、
前記密閉容器内に対向配置され、投入又は遮断の際に互いに接触又は離反する第１接触子部及び第２接触子部と、
を備え、
前記第１接触子部又は前記第２接触子部の少なくとも一方は、
他方に向く端部に開口を有する固定筒状部と、
前記開口から突出し、他方へ向けて接触可能に延びる可動先端部と、
前記開口の内縁からなり、前記可動先端部を前記固定筒状部に対して進没方向に摺動可能に支持する摺動部と、
を備えること、
を特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
投入の際に前記可動先端部が受ける接触衝撃力を吸収する弾性体を更に備えること、
を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記弾性体は、前記固定筒状部の中空部に収容され、
前記可動先端部は、前記中空部内で前記弾性体に接続されていること、
を特徴とする請求項２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記摺動部は、導電性を有し、更に少なくとも前記可動先端部との当接部分に弾性を有すること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記固定筒状部の中空部には、導電性及び弾性を有し、前記可動先端部と通電する通電部を更に備えること、
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項６】
前記可動先端部には、衝撃緩衝材からなり、前記固定筒状部からの所定以上の突出を防止するストッパを更に備えること、
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項７】
前記第１接触子部及び前記第２接触子部は、
前記第１接触子部と前記第２接触子部との間を通電させる通電接触子と、
前記第１接触子部又は前記第２接触子部の離反の際に発生するアーク放電を引き受けるアーク接触子と、
をそれぞれ備え、
前記固定筒状部、前記可動先端部、及び前記摺動部は、双方又は一方の前記アーク接触子を構成すること、
を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項８】
電流遮断の過程で前記第１の接触子と前記第２の接触子との間に発生するアークプラズマに対して前記消弧性ガスを吹き付けて消弧させるガス流発生手段を備え、
前記ガス流発生手段は、
前記アークプラズマの発生空間と直接又は間接的に連通し、前記発生空間の熱ガスを内部に受け入れて加熱昇圧作用により蓄圧される熱パッファ室と、
前記熱パッファ室と連通し、前記第１接触子部及び前記第２接触子部の離反に伴って容積が減少する機械パッファ室と、
を有し、
加熱昇圧作用及び機械的圧縮作用を併用して前記消弧性ガスを前記アークプラズマに対して吹き付けること、
を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項９】
電流遮断の過程で前記第１接触子部と前記第２接触子部との間に発生するアークプラズマに対して前記消弧性ガスを吹き付けて消弧させるガス流発生手段を備え、
前記ガス流発生手段は、
前記アークプラズマの発生空間と直接又は間接的に連通し、前記第１接触子部及び前記第２接触子部の離間に伴って容積が減少する機械パッファ室を有し、
少なくとも機械的圧縮作用により前記消弧性ガスを前記アークプラズマに対して吹き付けること、
を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統において電流遮断及び投入を切り換えるガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統において、過大な事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流等の遮断を要する場合にガス遮断器が利用される。ガス遮断器は、遮断過程で接触子を機械的に切り離し、切り離しの過程で発弧したアーク放電を消弧性ガスの吹き付けによって消弧する。
【０００３】
上記のようなガス遮断器は、現在パッファ型と呼ばれるタイプが広く普及している（例えば、特許文献１参照）。パッファ型ガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接触子及び対向通電接触子と、可動アーク接触子及び可動通電接触子とがそれぞれ対向して配置され、それぞれを機械的な駆動力によって接触又は離反させることで電流を導通し又は遮断する。
【０００４】
このガス遮断器には、接触子の離反に伴って容積が減少し、内部の消弧性ガスが蓄圧される蓄圧空間と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧空間の消弧性ガスをアークに誘導する絶縁ノズルが設けられている。遮断過程においては、対向アーク接触子と可動アーク接触子が離反することで、両アーク接触子間にアークが発生する。接触子の離反に伴って蓄圧空間で十分蓄圧された消弧性ガスを、絶縁ノズルを介してアークに強力に吹き付けることにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アークを消弧し、電流の遮断を完了させる。
【０００５】
小電流から大電流まで効果的に遮断可能なガス遮断器としては、直列パッファ型と呼ばれるタイプが広く普及している（例えば特許文献２参照）。このガス遮断器は、駆動エネルギーを増大させることなく遮断性能を向上する為に、蓄圧空間を昇圧メカニズムの異なる２室に分けたものである。すなわち、ガス遮断器は、熱パッファ室と機械パッファ室の両空間を有し、加熱昇圧作用と機械的圧縮作用を併用して消弧性ガスを昇圧し、強力な噴流を生み出す。
【０００６】
大電流の遮断の際には、アーク放電が非常に高温であるため、周囲の消弧性ガスが熱せられ、この消弧性ガスの熱膨張や熱パッファ室内への流入により、熱パッファ室は著しく昇圧される。この熱パッファ室の圧力は、アーク放電を消弧させるのに十分な消弧性ガスの吹き付け力を発生させる。
【０００７】
一方、小電流の遮断の際には、アーク放電による自力昇圧作用は小さいため、この作用による熱パッファ室の圧力上昇は期待できない。このような場合には、直列パッファ型のガス遮断器では、機械パッファ室から熱パッファ室への消弧性ガスの送り込みを併用できるので、小電流遮断のための吹き付け圧力を確保できるのである。
【０００８】
ここで、事故電流遮断時のように数ｋＡオーダーの大電流アークの場合には、両アーク接触子間距離が十分開いて適切な流路が形成され、かつ蓄圧空間に十分な吹きつけ圧力が蓄圧された後でなければ、電流零点を迎えてもアークが消弧されることはない。
【０００９】
しかしながら、進み小電流遮断のような数百Ａ以下の小電流アークの場合には、両アーク接触子の開離直後であっても、電流零点を迎えれば簡単にアークが消弧されてしまう。そうすると、電流位相によっては、アークが継続する時間が限りなく０に近くなり、アーク接触子開離直後にアークが消弧し、アーク接触子間の距離が極めて小さい状態で系統からの回復電圧が印加されてしまう。この回復電圧により、アーク接触子間に再点弧を引き起こすと、過電圧が発生する場合がある。再点弧とは、商用周波電圧において電流零点後４分の１周期以上の時間が経過した後に生じる絶縁破壊現象である。
【００１０】
アーク接触子間の絶縁破壊は、系統機器の信頼性を脅かすため、一般には、ガス遮断器は再点弧を回避するに十分な速やかな絶縁回復特性を要求される。その要求に応えるためには、一般にはアーク接触子先端の電界を緩和するか、もしくは両アーク接触子が開離する時点での速度、すなわち開極速度を向上し、アーク接触子間の速やかな絶縁回復を確保する必要がある。
【００１１】
しかしながら、操作力を増加させることで高速化に対応すると、駆動装置が大型となるか、あるいは機械的強度を上げるため可動接触子部の重量が増加し、さらに駆動エネルギーを増加しなければならないという問題があった。
【００１２】
そこで、固定されたカム機構を介して駆動装置と可動接触子部を接続し、カムの溝の形に沿って可動接触子部に連結したリンクを駆動させ、開極後の速度を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、回転溝カムを駆動装置と可動接触子部の間に設置することで、駆動装置側の可動部と可動接触部の移動距離を小さくし、効率的に駆動エネルギーを低減する技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公平７−１０９７４４号公報
【特許文献２】特公平７−９７４６６号公報
【特許文献３】特開２００４−５５４２０号公報
【特許文献４】特開２００２−２０８３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
開極速度の向上は、投入時の両アーク接触子の接近速度も上昇させる。そうすると、投入時に両アーク接触子が衝突することによる衝撃力は大きくなり、アーク接触子の先端部分の損傷が発生し易くなる。
【００１５】
高電界部となるアーク接触子の先端部が損傷すると、表面粗さや形状が変化し、電界がより高い状態となってしまい、絶縁破壊しやすくなるという問題点が生じる。また、電流遮断後に直ちに投入動作を行なう高速閉路責務を果たすと、高温状態となっている両アーク接触子が衝突するため、アーク接触子の先端部の損傷は更に激しくなってしまう。
【００１６】
現在、投入動作における両アーク接触子の衝突に起因した先端部の損傷抑制に関する技術は見受けられない。本実施形態に係るガス遮断器は、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、投入動作時の両アーク接触子の衝突による高電界部となる先端部の損傷を低減し、開極速度を増加させることなく良好な遮断性能を有する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】
【００１７】
上記の目的を達成するために、本実施形態のガス遮断器は、電流の投入又は遮断を切り替えるガス遮断器であって、消弧性ガスが充填された密閉容器と、前記密閉容器内に対向配置され、電流の投入又は遮断の際に互いに接触又は離反する第１接触子部及び第２接触子部と、を備え、前記第１接触子部又は前記第２接触子部の少なくとも一方は、他方に向く端部に開口を有する固定筒状部と、前記開口から突出し、他方へ向けて接触可能に延びる可動先端部と、前記開口の内縁からなり、前記可動先端部を前記固定筒状部に対して進没方向に摺動可能に支持する摺動部と、を備えること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図であって、投入前の電流遮断状態を示すガス遮断器の断面図である。
【図２】本実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図であって、投入動作初期の状態で可動アーク接触子が対向アーク接触子の可動先端部に衝突した状態を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図であって、投入動作完了の状態を示す断面図である。
【図４】本実施形態の変形例に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（概略構成）
以下、図１乃至３を参照しつつ、本実施形態のガス遮断器を説明する。ガス遮断器は、電路を構成する接触子同士を電流の投入及び遮断のために接離させるとともに、電流遮断過程で接触子間に発弧したアーク放電を消弧性ガスの吹き付けにより消弧する。本実施形態のガス遮断器は、いわゆる直列パッファ型であり、機械的圧縮作用と加熱昇圧作用を併用して消弧性ガスをアーク放電に吹き付ける。
【００２０】
このガス遮断器は、密閉容器（不図示）を有する。密閉容器は、金属や碍子等からなり、接地されている。密閉容器内部には消弧性ガスが充填されている。消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、またはそれらの混合ガス、その他の消弧性能及び絶縁性能に優れたガスである。
【００２１】
接触子は、大別すると対向接触子部１０と可動接触子部２０に別れ、密閉容器内に相対して収容されている。対向接触子部１０と可動接触子部２０は、円筒又は円柱を基本形とする複数の部材で構成され、全て共通の中心軸を有する。
【００２２】
対向接触子部１０は、対向アーク接触子１１及び対向通電接触子１２を有する。可動接触子部２０は、可動アーク接触子２１及び可動通電接触子２２を有する。対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが相対し、これらの接離により電流の投入及び遮断が切り換えられ、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが相対し、これらの開離によりアーク放電の発弧を引き受ける。
【００２３】
対向接触子部１０は密閉容器内で位置が固定され、可動接触子部２０は、中心軸に沿って対向接触部１０から開離及び接触する方向に移動可能となっている。すなわち、可動接触子部２０は、駆動装置（不図示）の操作力によって中心軸に沿って移動する操作ロッド２５を備える。操作ロッド２５が可動接触子部２０を対向接触子部１０側へ押し込み、又は対向接触子部１０側から引き離すことで、可動接触子部２０が対向接触子部１０に対して接離する。
【００２４】
機械的圧縮作用と加熱昇圧作用を併用した消弧性ガスの吹き付けは、ガス流発生手段により達成される。ガス流発生手段は、操作ロッド２５の胴体を囲むように設けられたトーラス形状の熱パッファ室３０、同じく機械パッファ室３１と、絶縁ノズル２３である。熱パッファ室３０と機械パッファ室３１は、操作ロッド２５に沿って直列し、連通している。
【００２５】
機械パッファ室３１は、操作ロッド２５の移動に連動して容積可変であり、電流遮断過程で容積が減少し、内部空間の蓄圧に伴って熱パッファ室３０に消弧性ガスを供給する。熱パッファ室３０は、容積不変であるが、アーク放電の熱エネルギーにより昇圧し、機械パッファ室３１から供給された消弧性ガスにより昇圧と相俟って、室外へ消弧性ガスを放出する。絶縁ノズル２３は、熱パッファ室３０と室外とを繋ぐ連通孔２４ａとアーク放電が発生する空間とを包囲し、熱パッファ室３０から放出された消弧性ガスをアーク放電へ案内する。
【００２６】
（詳細構成）
まず、対向アーク接触子１１は、丸みを帯びた先端を有する２重構造の導体である。この対向アーク接触子１１は、外殻の固定筒状部１１ａと内部の可動先端部１１ｂとに分離している。固定筒状部１１ａは、内部中空の筒であり、可動アーク接触子２１に向く端面に開口を有し、密閉容器内に位置が固定されている。密閉容器内には、円盤状の固定支え１３が中心軸に対して垂直に固設されており、固定筒状部１１ａは、この固定支え１３の一表面中心から可動アーク接触子２１に向かって延びている。
【００２７】
可動先端部１１ｂは、丸みを帯びた先端を有する棒状の導体であり、固定筒状部１１ａの中空部に後端を含む一部が入り込み、先端側は固定筒状部１１ａの開口から突出している。固定筒状部１１ａは、開口内縁が摺動部１１ｃとなっており、可動先端部１１ｂは摺動部１１ｃに支持され、軸方向に可動となっている。
【００２８】
すなわち、摺動部１１ｃは、固定筒状部１１ａの開口内縁が内側へ膨出することで形成されており、その膨出部分は軸方向に一定の長さに亘り、膨出部分の内径と可動先端部１１ｂの外径とは一致している。また、摺動部１１ｃは、導電性及び弾性を有する材質からなり、可動先端部１１ｂと固定筒状部１１ａの導通を維持しつつ、可動先端部１１ｂの固定筒状部１１ａに対する移動を弾性変形により許容する。
【００２９】
固定筒状部１１ａの中空部には弾性体１１ｄが収容されている。弾性体１１ｄは、一端が固定支え１３に接続され、他端が可動先端部１１ｂの後端に接続されている。弾性体１１ｄは、例えば圧縮バネであり、投入過程で可動先端部１１ｂが先端側で受ける可動アーク接触子２１からの接触衝撃力を吸収する。
【００３０】
但し、可動先端部１１ｂの後端側には、固定筒状部１１ａ内部に位置する胴回りに衝撃緩衝材からなるストッパ１１ｅが周面から突出するように設けられ、可動先端部１１ｂの揺動や一定以上の突出を防止している。
【００３１】
次に、可動アーク接触子２１は、両端が開口した内部中空の円筒形状を有する導体であり、対向アーク接触子１１の可動先端部１１ｂと一方の開口を向かい合わせて同一軸上に配置される。可動アーク接触子２１の開口縁は内部に膨出し、当該開口縁部分の内径は可動先端部１１ｂの外径と一致する。この可動アーク接触子２１は、操作ロッド２５に固着しており、操作ロッド２５の移動と連動して可動先端部１１ｂに対して接離し、可動先端部１１ｂが可動アーク接触子２１の開口に差し込まれることで、可動アーク接触子２１と対向アーク接触子１１が導通できる状態となる。
【００３２】
尚、可動アーク接触子２１の先端は円周方向に分割されることで、指状電極として形成されてもよく、その場合、可動アーク接触子２１は可撓性を有し、可動アーク接触子２１の開口縁の内径は、対向アーク接触子１１の外径より若干小さく窄められる。
【００３３】
操作ロッド２５は、可動アーク接触子２１が固着する先端が開口した内部中空の筒である。後端が駆動装置に接続され、軸方向に押し出され、又は引き込まれる。可動アーク接触子２１と操作ロッド２５は同径であり、可動アーク接触子２１は操作ロッド２５の先端開口縁に周縁を合わせて立設している。操作ロッド２５の中程には、操作ロッド２５の先端側へ尖ったテーパ面２５ａが立ちはだかるように設けられ、そのテーパ面２５ａ近傍には、操作ロッド２５の外部へ通じる連通孔２５ｂが形成されている。連通孔２５ｂは後述するピストン２７の背後に形成される。
【００３４】
熱パッファ室３０及び機械パッファ室３１は、シリンダ２４、ピストン２７、及び隔壁２６により構成される。シリンダ２４は、一端が有底で他端が開口した筒形状の導体であり、有底部が操作ロッド２５の先端と面一になるように、操作ロッド２５に連結され、操作ロッド２５と共に移動する。詳細には、シリンダ２４は、操作ロッド２５の外径よりも内径が大きく、操作ロッド２５と共通の中心軸を有する。有底部は、円盤状であり、操作ロッド２５の先端外周縁からフランジ状に拡がり、有底部に立設する側周壁は、対向接触子部１０と反対方向に延びる。
【００３５】
ピストン２７は、ドーナツ状の平板であり、開口に操作ロッド２５が摺動可能に貫通し、外径がシリンダ２４の内径と一致し、シリンダ２４に嵌め込まれる。このピストン２７は、一体的に形成され、対向接触子部１０とは反対の方向に延びるピストン支え２８によって密閉容器内で位置固定されている。
【００３６】
ピストン２７の開口周囲には、平板を貫く連通孔２７ａが穿設されている。この連通孔２７ａには、浮動の逆止弁２７ｂが取り付けられている。逆止弁２７ｂは、楔形を有し、尖端を機械パッファ室３１内部側から連通孔２７ａに差し込んでいる。この逆止弁２７ｂは、ピストン２７とストッパ２７ｃによって存在範囲が規制されている。
【００３７】
隔壁２６は、外径がシリンダ２４の内径と一致したドーナツ状の平板であり、シリンダ２４の軸方向中程に中心軸に対して垂直に拡がるように嵌め込まれて固着し、開口には操作ロッド２５が摺動可能に貫通している。この隔壁２６は、シリンダ２４の中空内部を軸方向に直列に並んだ２室に仕切っている。
【００３８】
隔壁２６には、２室を繋ぐ連通孔２６ａが穿設されている。この連通孔２６ａには、浮動の逆止弁２６ｂが取り付けられている。逆止弁２６ｂは、楔形を有し、尖端を熱パッファ室３０側から連通孔２６ａに差し込んでいる。この逆止弁２６ｂは、隔壁２６とストッパ２６ｃによって存在範囲が規制されている。
【００３９】
このシリンダ２４の有底部と隔壁２６によって画成された対向アーク接触子部１１側の空間が熱パッファ室３０であり、隔壁２６とピストン２７で画成された対向アーク接触子１１とは反対側の空間が機械パッファ室３１である。シリンダ２４の有底部には、可動アーク接触子２１の一回り外側にシリンダ２４の中空部へ通じる連通孔２４ａが穿設されており、熱パッファ室３０と室外空間とを対向アーク接触子１１側で繋いでいる。
【００４０】
絶縁ノズル２３は、シリンダ２４の有底部の対向アーク接触子２１側の面に立設されている。この絶縁ノズル２３は、熱パッファ室３０との連通孔２４ａを包囲するように立設され、可動アーク接触子２１を所定間隔隔てて包み込みながら対向アーク接触子１１側へ中心軸に沿って延び、可動アーク接触子２１の先端を通過後、内径が対向アーク接触子１１の外径よりも若干大きい程度まで窄み、最小内径部分となるスロート部分に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる形状となっている。
【００４１】
対向通電接触子１２と可動通電接触子２２は、それぞれ端面が開口した円筒形状を有する導体であり、互いに開口を向かい合わせて同一軸上に配置されている。対向通電接触子１２の開口縁は内部に膨出しており、当該開口縁部分の内径と可動通電接触子２２の外径は一致している。対向通電接触子１２の開口に可動通電接触子２２が差し込まれることで、対向通電接触子１２の内面と可動通電接触子２２の外面とが接触し、電気的に導通できる状態となる。
【００４２】
この可動通電接触子２２は、端面が開口した円筒形状を有する導体であり、絶縁ノズル２３の更に外側に筒壁を配して、シリンダ２４の有底部に対向通電接触子１２に向かって立設している。また、対向通電接触子１２は、対向アーク接触子２１の外側に筒壁を配して、固定支え１３の一表面に可動通電接触子２２に向かって立設している。
【００４３】
（作用）
（遮断動作）
通電状態では、図３に示すように、固定支え１３、対向通電接触子１２、可動通電接触子２１、シリンダ２４が電気的に接続されており、これらの部材が電路の一つとなる。特に図示しないが、密閉容器には２本の導体がそれぞれスペーサによって対向接触子部１０側と可動接触子部２０側とに固定されている。スペーサは密閉容器と導体とを絶縁するとともに、導体を支持するものである。通電状態において電流は、ブッシング（図示しない）を介してガス遮断器に流れ込み、対向接触子部１０側の導体から上記電路となる部材、及び可動接触子部２０側の導体とブッシング（図示しない）を介してガス遮断器外部へ流れ出す。
【００４４】
事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流の遮断を要する場合、操作ロッド２５は、図２に示すように、駆動装置の操作力を受けて、対向接触子部１０とは反対の方向に中心軸に沿って移動する。そうすると、可動接触子部２０が対向接触子部１０に対し離れるように中心軸に沿って移動し、対向通電接触子１２に対して可動通電接触子２２が開離する。
【００４５】
また、可動接触子部２０の移動によって、操作ロッド２５に連結しているシリンダ２４は、その有底部が位置固定のピストン２７に対して接近するように移動するため、機械パッファ室３１の容積減少が発生し、ボイルの法則に従い機械パッファ室３１内の消弧性ガスが蓄圧される。このとき、浮動の逆止弁２６ｂは、慣性力により可動接触子部２０に追随して移動できず、機械パッファ室３１と熱パッファ室３０とは連通孔２６ａにより連通する。そのため、圧縮された消弧性ガスが機械パッファ室３１から熱パッファ室３０に流入し、熱パッファ室３０を昇圧する。
【００４６】
遮断動作が更に進行し、対向アーク接触子１１に対して可動アーク接触子２１が開離すると、対向アーク接触子１１の可動先端部１１ｂと可動アーク接触子２１との間にはアーク放電が発弧する。
【００４７】
アーク放電は非常に高温であるため、アーク放電から高温ガスが発生し、またアーク放電に加熱された周囲の消弧性ガスも高温となる。熱パッファ室３０は、シリンダ２４に固定された隔壁２６で画成されるため、機械パッファ室３１とは異なり容積不変である。しかし、アーク放電由来の熱エネルギーが熱パッファ室３０に取り込まれることにより、ボイル・シャルルの法則に従い、熱パッファ室３０内の消弧性ガスは更に昇圧される。
【００４８】
更に遮断動作が進行し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１間の距離が十分開き、かつ熱パッファ室３０が十分蓄圧すると、熱パッファ室３０内の消弧性ガスが連通孔２４ａを通って絶縁ノズル２３内に噴出する。噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル２３と可動アーク接触子２１との間をガス流路として、アーク放電に向けて案内され、アーク放電に強力に吹き付ける。そして、電流零点を迎えると、アーク放電は強力な消弧性ガスの吹き付けと相俟って消弧に至り、電流遮断が完了する。
【００４９】
尚、噴出した消弧性ガスは、可動接触子部２０側と対向接触子部１０側へと排出される。具体的には、固定支え１３には、対向アーク接触子１１と対向通電接触子１２の立設領域以外に開口が形成されており、消弧性ガスは、対向アーク接触子１１と対向通電接触子１２との間をガス流路として流れ、固定支え１３から抜ける。また、消弧性ガスは、両端開口の筒状の可動アーク接触子２１、可動アーク接触子２１が立設する端面が開口した操作ロッド２５の中空内部を通り、途中に設けられたテーパ面２５ａで操作ロッド２５の側壁に連通孔２５ｂに案内されながら、密閉容器へ抜ける。
【００５０】
（投入動作）
次に、投入動作では、図２に示すように、操作ロッド２５は、駆動装置の操作力を受けて、対向接触子部１０の方向に中心軸に沿って移動する。そうすると、可動接触子部２０が対向接触子部１０に対し接近し、やがて接触するように中心軸に沿って移動し、対向通電接触子１２に対して可動通電接触子２２が導通する。
【００５１】
また、可動接触子部２０の移動によって、操作ロッド２５に連結しているシリンダ２４は、その有底部が位置固定のピストン２７に対して離れるように移動するため、機械パッファ室３１の容積増加が発生し、ボイルの法則に従い機械パッファ室３１内の消弧性ガスが密閉容器内に対して負圧となる。このとき、浮動の逆止弁２７ｂは、機械パッファ室３１と密閉容器内の圧力差により開き、密閉容器内の消弧性ガスが連通孔２７ａを通して機械パッファ室３１へ流入し、機械パッファ室３１と密閉容器内とは同等圧力となる。
【００５２】
この可動接触子部２０の移動では、対向アーク接触子１１に対する可動アーク接触子２１の接触が生じる。対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが接触すると、可動アーク接触子２１には対向接触子部１０とは反対の方向に衝撃力が加わり、対向アーク接触子１１の可動先端部１１ｂには固定筒状部１１ａに没入する方向に衝撃力が加わる。
【００５３】
このとき、可動先端部１１ｂは、摺動部１１ｃの弾性変形により固定筒状部１１ａ内に押し込まれ、弾性体１１ｄを蓄勢する。そのため、弾性体１１ｄは対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が受ける衝撃力を吸収し、両者に対する衝撃力は大幅に緩和される。
【００５４】
通電状態は接触の時より始まるが、可動接触子部２０の移動は予め定められた完全投入位置まで続く。その間、摺動部１１ｃは弾性変形により可動先端部１１ｂの変動を許容し、その変動により弾性体１１ｄは衝撃力を吸収し続ける。そして、完全投入位置に達すると、可動接触子部２０の移動は停止する。このとき、図３に示すように、可動先端部１１ｂを固定筒状部１１ａに没入させる力は解除されるため、弾性体１１ｄの蓄勢力が解放され、可動先端部１１ｂを固定筒状部１１ａから突出する方向と没入する方向へ揺動させようとする。しかしながら、弾性体１１ｄの伸縮運動を阻止するように、可動先端部１１ｂに設けられた衝撃緩衝材からなるストッパ１１ｅが摺動部１１ｃと係合し、可動先端部１１ｂの揺動を抑制する。
【００５５】
（効果）
以上のように、本実施形態のガス遮断器は、対向接触子部１０が有する対向アーク接触子１１を固定筒状部１１ａと可動先端部１１ｂにより構成した。固定筒状部１１ａは、可動接触子部２０に向く端部に開口を有し、可動先端部１１ｂは、固定筒状部１１ａの開口から突出し、可動接触子部２０へ向けて接触可能に延びる。そして、固定筒状部１１ａには、開口の内縁からなり、可動先端部１１ｂを固定筒状部１１ａに対して進没方向に摺動可能に支持する摺動部１１ｃを設けた。
【００５６】
これにより、投入動作時の可動アーク接触子２１および対向アーク接触子１１の衝突時の衝撃を緩和することができる。そのため、進み小電流遮断時に高電界部となる両接触子１１，２１の先端の損傷低減が可能となり、表面粗さや形状変更等の損傷により更に電界が上昇することを抑制できる。従って、進み小電流遮断時に、低い操作力を操作ロッド２５に与えても、すなわち開極速度を無理して高めなくとも、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能を得ることが可能となる。
【００５７】
尚、固定筒状部１１ａと可動先端部１１ｂは、可動接触子部２０側に設けることもできるし、対向接触子部１０と可動接触子部２０の両方に設けることもできるし、その他、投入時に接触衝撃力が生じる部材であれば何れにも適用できる。これにより、適用箇所の損傷低減を図ることもできる。
【００５８】
また、投入の際に可動先端部１１ｂが受ける接触衝撃力を吸収する弾性体１１ｄを備えるようにした。この弾性体１１ｄは、例えば、固定筒状部１１ａの中空部に収容され、可動先端部１１ｂは、中空部内で弾性体１１ｄに接続される。可動先端部１１ｂが摺動部１１ｃにより進没可能であれば、可動アーク接触子２１および対向アーク接触子１１との接触衝突力をある程度緩和することは可能である。但し、この弾性力の存在により、可動先端部１１ｂの衝撃緩和を図りつつ、投入後、可動アーク接触子２１および対向アーク接触子１１の適切な接触維持を図ることができる。尚、可動先端部１１ｂが受ける接触衝撃力を吸収する弾性体１１ｄは、この態様に限らず、構造上の便宜に合わせて適当な箇所に設けても差し支えない。
【００５９】
また、摺動部１１ｃは、導電性を有し、更に少なくとも可動先端部１１ｂとの当接部分に弾性を有するようにした。これにより、可動先端部１１ｂの周りに遊びを設けなくとも可動先端部１１ｂの摺動が容易となり、遊びを設けることによる導通の信頼性低下を防止することができる。但し、摺動部１１ｃ以外に可動先端部１１ｂと固定筒状部１１ａとの導通を確保することができれば、摺動部１１ｃの態様はこれに限られない。例えば、固定筒状部１１ａの中空部に通電部を設け、この通電部を導電性及び弾性を有する材質とすればよい。
【００６０】
また、可動先端部１１ｂには、衝撃緩衝材からなり、固定筒状部１１ａからの所定以上の突出を防止するストッパ１１ｅを更に備えるようにした。これにより、弾性体１１ｄの蓄勢力を解放することによる可動先端部１１ｂの揺動を効果的に抑制することができ、可動先端部１１ｂが揺動することによる可動アーク接触子２１や摺動部１１ｃとの擦れ摩耗を回避することが容易となる。但し、このストッパ１１ｅを設ける以外にも、弾性体１１ｄの弾性定数や自由長を調整するようにし、揺動を抑制するようにしてもよい。
【００６１】
（変形例）
本実施形態では、進み小電流遮断に効果的な直列パッファ型のガス遮断器を例に採り説明した。但し、投入時の接触による損耗は直列パッファ型に限らず発生し得るものであり、直列パッファ型のガス遮断器以外にも適用可能である。
【００６２】
例えば、図４は、機械的圧縮作用により消弧性ガスをアーク放電に吹き付けるガス遮断器であり、シリンダ２４の内部には隔壁２６はなく、シリンダ２４の内部は機械的パッファ室のみとなっている。
【００６３】
このガス遮断器であっても、可動接触子部２０の移動では、対向アーク接触子１１に対する可動アーク接触子２１の接触が生じる。対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが接触すると、可動アーク接触子２１には対向接触子部１０とは反対の方向に衝撃力が加わり、対向アーク接触子１１の可動先端部１１ｂには固定筒状部１１ａに没入する方向に衝撃力が加わる。
【００６４】
そのため、対向アーク接触子１１を固定筒状部１１ａと可動先端部１１ｂに分離し、固定筒状部１１ａと可動先端部１１ｂの間は摺動部１１ｃとすることで、衝撃力を大幅に緩和でき、固定筒状部１１ａ内に弾性体１１ｄを設け、またはストッパ１１ｅを配置することもできる。
【００６５】
（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態で開示の構成の全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６６】
例えば、本実施形態や変形例のガス遮断器は、対向接触子部１０を固定して、可動接触子部２０のみ軸方向に移動させるよう構成したが、対向接触子部１０に対して可動接触子部２０が相対的に移動するように、対向接触子部１０も軸方向に移動させ、相対的開極速度を向上させようとするいわゆるデュアルモーション機構にしても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０  対向接触子部
１１  対向アーク接触子
１１ａ  固定筒状部
１１ｂ  可動先端部
１１ｃ  摺動部
１１ｄ  弾性体
１１ｅ  ストッパ
１２  対向通電接触子
１３  固定支え
２０  可動接触子部
２１  可動アーク接触子
２２  可動通電接触子
２３  絶縁ノズル
２４  シリンダ
２４ａ  連通孔
２５  操作ロッド
２５ａ  テーパ面
２５ｂ  連通孔
２６  隔壁
２６ａ  連通孔
２６ｂ  逆止弁
２６ｃ  ストッパ
２７  ピストン
２７ａ  連通孔
２７ｂ  逆止弁
２７ｃ  ストッパ
２８  ピストン支え
３０  熱パッファ室
３１  機械パッファ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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