(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側電極部と、
前記固定側電極部の軸方向に配置された可動側電極部とで構成されるガス絶縁開閉機器であって、
前記固定側電極部は、一方端が箱体に固定された支持絶縁物と、
前記支持絶縁物の他方端に固定されるとともに、軸方向に第１の凹部を設けた固定側電極と、
前記第１の凹部の底面に固定されたアーク電極と、
前記アーク電極の先端に固定された第１の耐弧電極とで構成され、
前記可動側電極部は、前記第１の凹部の内径よりも外径が小さく、前記アーク電極の外径よりも内径が大きい第２の凹部を持った可動側電極と、
前記可動側電極の先端に固定された第２の耐弧電極と、
前記可動側電極に固定されるとともに、操作機構に連結される絶縁ロッドとで構成され、
前記支持絶縁物が前記固定側電極、前記可動側電極と対向する面に、耐アーク性絶縁物を設けたことを特徴とするガス絶縁開閉機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、開閉速度が低速度でも小電流の開閉性能を有するガス絶縁開閉機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス絶縁スイッチギヤの用いられる断路器や接地開閉器のような開閉機器には、ループ電流などの小電流を遮断する責務が課せられている。小電流と言ってもアークによる電極の消耗を抑え、遮断を完了させるため、開閉速度が高速の１〜２ｍ／ｓに設定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
開閉速度を高速度にするためには、操作機構のばねなどの操作力を増大しなければならない。また、開閉時の衝撃力に耐え得るように、筐体や電極の機械的強度を増大しなければならない。このため、開閉機器の構造が複雑となり、部品点数が増加し、重量物となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２８４３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、開閉速度が低速度でも小電流の開閉を可能とし、構造を簡素化したガス絶縁開閉機器を提供することにある。ここで、低速度とは、従来よりも１桁以上遅い速度の０．１ｍ／ｓ以下とする。開閉速度の桁が異なると、加速度的に操作力や機械的強度を低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、実施形態のガス絶縁開閉機器は、固定側電極部と、前記固定側電極部の軸方向に配置された可動側電極部とで構成されるガス絶縁開閉機器であって、前記固定側電極部は、一方端が箱体に固定された支持絶縁物と、前記支持絶縁物の他方端に固定されるとともに、軸方向に第１の凹部を設けた固定側電極と、前記第１の凹部の底面に固定されたアーク電極と、前記アーク電極の先端に固定された第１の耐弧電極とで構成され、前記可動側電極部は、前記第１の凹部の内径よりも外径が小さく、前記アーク電極の外径よりも内径が大きい第２の凹部を持った可動側電極と、前記可動側電極の先端に固定された第２の耐弧電極と、前記可動側電極に固定されるとともに、操作機構に連結される絶縁ロッドとで構成され、前記支持絶縁物が前記固定側電極、前記可動側電極と対向する面に、耐アーク性絶縁物を設けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係るガス絶縁開閉機器の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係るガス絶縁開閉機器の動作を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係るガス絶縁開閉機器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
先ず、本発明の実施例１に係るガス絶縁開閉機器を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るガス絶縁開閉機器の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係るガス絶縁開閉機器の動作を説明する図である。なお、ガス絶縁開閉機器を接地開閉器を用いて説明する。
【００１０】
図１に示すように、接地開閉器は、主回路に接続される固定側電極部１ａと、固定側電極部１ａの軸方向に対向して配置された接地極に接続される可動側電極部１ｂで構成されている。
【００１１】
固定側電極部１ａには、棒状の支持絶縁物２が設けられ、一方端が図示上方向に突出した凸部２ａに形成されている。凸部２ａには、半球状の固定側電極３が固定されており、半球面が可動側電極部１ｂと対向し、電界緩和が図られている。半球面の中心部の軸方向には、第１の凹部３ａが設けられており、その底部に棒状のアーク電極４が固定されている。アーク電極４の先端には、例えば銅−タングステン合金からなる第１の耐弧電極５が固定され、固定側電極３よりも突出している。第１の凹部３ａの内周面には、バンド形の第１の接触子６が設けられている。
【００１２】
固定側電極３の反球面側には、棒状の通電電極７が固定されている。通電電極７には、フィンガー形の第２の接触子８が設けられており、収納機器に接続される主回路導体９との通電が行われるようになっている。通電電極７や第２の接触子８の周りには、電界緩和シールド１０が設けられ、固定側電極３に固定されている。
【００１３】
支持絶縁物２の他方端は、フランジ１１に固定されている。フランジ１１は、ＳＦ６ガスのような絶縁ガスを封入する箱体１２の開口部に気密に固定されている。
【００１４】
可動側電極部１ｂには、軸方向に移動自在の棒状の可動側電極１３が設けられている。固定側電極部１ａと対向する可動側電極１３の先端部には、第２の凹部１３ａが設けられており、アーク電極４の外径よりも内径が大きく、第１の凹部３ａの内径よりも外径が小さく、アーク電極４が第２の凹部１３ａに挿入できるとともに、第１の凹部３ａに挿入できるようになっている。第２の凹部１３ａの先端には、第１の耐弧性電極５と同様の材料からなる環状の第２の耐弧電極１４が設けられている。可動側電極１３の他方端には、軸方向に絶縁ロッド１５が固定されており、フランジ１１と気密を保って移動自在に貫通し、図示しない操作機構に連結されている。
【００１５】
可動側電極１３の周りには、内径が可動側電極１３の外径よりも僅かに大きい筒状の接地電極１６が設けられている。接地電極１６が固定側電極部１ａと対向する一方端は電界緩和のために半球状に形成され、他方端はフランジ１１に固定されるとともに、図示しない接地極に接続されている。内面には、バンド形の第３の接触子１７が設けられており、可動側電極１３が摺動接触する。
【００１６】
次に、動作を図２を参照して説明する。
【００１７】
図２（ａ）は、接続状態であり、可動側電極１３が固定側電極３側に移動して接触し、主回路が接地される。通電経路は、主回路導体９→固定側電極３→第１の接触子６→可動側電極１３→第３の接触子１７→接地電極１６となる。
【００１８】
図２（ｂ）は、可動側電極１３の投入の移動途中であり、絶縁破壊距離に達すると、アーク１８が第１の耐弧電極５と第２の耐弧電極１４間で発生する。アーク電流は、後述する断路器の責務に相当する小電流領域となる。可動側電極１３を更に移動させると、図２（ａ）の状態となる。
【００１９】
ここで、第１の耐弧電極５を固定側電極３よりも例えば５ｍｍ程度突出させているので、電界が高く、耐弧電極５、１４間でのアーク１８の点弧を容易としている。また、電源側が棒状で、接地側が環状の電極配置であるので、環状に沿ってアーク１８が移動し、固定側電極３や接地電極１６への点弧を防ぐことができる。耐弧電極５、１４では、アーク１８による消耗が抑えられる。
【００２０】
これにより、アーク１８を数秒の長時間発生させても、耐弧電極５、１４はそれに耐え得るものであり、可動側電極１３の開閉速度を０．１ｍ／ｓ以下の低速度とすることができる。この程度の速度は、簡易なモータ操作で得ることができる。また、第１の接触子６と第３の接触子１７が、直接、アーク１８に曝されないので、接触抵抗に影響を与えることはない。
【００２１】
上記実施例１のガス絶縁開閉装置によれば、固定側電極３の中心部に第１の耐弧電極５を設け、可動側電極１３にも第２の耐弧電極１４を設けて、アーク１８をこの間で発生させるようにしているので、可動側電極１３の開閉速度を低速度とすることができ、操作機構や筐体などの構造を簡素化することができる。
【００２２】
上記実施例１では、ガス絶縁開閉機器を接地開閉器を用いて説明したが、可動側電極１３側をフランジ１１から絶縁して主回路とした断路器においても適用することができる。即ち、固定側電極３を一方の主回路に接続し、可動側電極１３を他方の主回路に接続するものである。断路器においては、例えば３００Ｖ−２００Ａのループ電流、４８．５ｋＶ−１Ａの進み小電流、１ｋＶ−２００Ａの電磁誘導電流、３ｋＶ−０．４Ａの静電誘導電流などの小電流を遮断する責務があるが、いずれの小電流も０．１ｍ／ｓ以下の低速度で開閉することができる。静電誘導電流試験では、０．０１ｍ／ｓで遮断することができた。なお、断路器とする場合、接地電極１６先端の曲率は固定側と同様の形状とし、電界緩和を図るものとする。
【実施例２】
【００２３】
次に、本発明の実施例２に係るガス絶縁開閉機器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係るガス絶縁開閉機器の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、支持絶縁物の表面に耐アーク性材料を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図３に示すように、支持絶縁物２が固定側電極３や可動側電極１３と対向する面には、フッ素樹脂、アミノ樹脂などのような耐アーク性絶縁物１９を設けている。
【００２５】
上記実施例２のガス絶縁開閉装置によれば、実施例１による効果のほかに、アークが拡散し、支持絶縁物２の表面に近接することがあっても、耐アーク性絶縁物１９により絶縁特性の低下を防ぐことができる。
【００２６】
以上述べたような実施形態によれば、低速度で小電流を開閉することができ、操作機構や筐体などの構造を簡素化することができる。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ  固定側電極部
１ｂ  可動側電極部
２  支持絶縁物
２ａ  凸部
３  固定側電極
３ａ  第１の凹部
４  アーク電極
５  第１の耐弧電極
６  第１の接触子
７  通電電極
８  第２の接触子
９  主回路導体
１０  電界緩和シールド
１１  フランジ
１２  箱体
１３  可動側電極
１３ａ  第２の凹部
１４  第２の耐弧電極
１５  絶縁ロッド
１６  接地電極
１７  第３の接触子
１８  アーク
１９  耐アーク性絶縁物
【図１】
0005798019.tif 000002
【図２】
0005798019.tif 000003
【図３】
0005798019.tif 000004