(57)【要約】【課題】本発明は、永久磁石に対する断熱性を向上させることができ、永久磁石の磁力の低下を抑制することができるガス開閉器の電極装置を得ることを目的とするものである。【解決手段】ガス断路器の消弧室本体の内部には、固定コンタクト１と可動コンタクト２とが互いに同軸上に設けられている。両コンタクト１，２間には、開極時に遮断電流によって、アークＡが発生する。固定コンタクト１内には、絶縁体の断熱材からなるドーナツ状の第１及び第２断熱支持片３，４と、アークＡに磁力を加えるための円柱状の永久磁石５とが設けられている。固定コンタクト１の中間部の内壁と、その内壁に対向する永久磁石５の側面との間には、第１及び第２断熱支持片３，４によって、中間部ガス空間Ｃが形成されている。端面側ガス空間Ｂ及び中間部ガス空間Ｃには、消弧ガスが充填されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する円柱状の第１電極、
上記第１電極の軸方向に沿って設けられ、電力系統の電路を開閉するための開閉駆動部の駆動によって上記第１電極と互いに接離される中空円筒状の第２電極、
上記第１電極の内部に設けられ、上記第１及び第２電極間に生じるアークを磁気駆動するための永久磁石、及び
断熱材によって構成され、上記永久磁石を上記第１電極の内壁から支持するとともに、上記永久磁石と上記第１電極の内壁との間にガス空間を形成する断熱支持体
を備えていることを特徴とするガス開閉器の電極装置。
【請求項２】
上記断熱支持体は、上記第１電極内部の第２電極側の端部に固定された第１断熱支持片と、上記第１断熱支持片から間隔をおいて上記第１電極内部の長さ方向中央部に固定された第２断熱支持片とによって構成されており、
上記永久磁石の形状は、円柱状であり、
上記第１及び第２断熱支持片の形状は、それぞれドーナツ状であり、
上記第１及び第２断熱支持片は、上記永久磁石の第２電極側の端面の径方向中心部と、上記永久磁石の長さ方向中心部の側面とに上記ガス空間を形成していることを特徴とする請求項１記載のガス開閉器の電極装置。
【請求項３】
上記第１断熱支持片の内周部の第２電極側は、閉塞されており、
上記第１断熱支持片は、上記永久磁石の第２電極側の端面に隣接する上記ガス空間を覆っていることを特徴とする請求項２記載のガス開閉器の電極装置。
【請求項４】
上記第１断熱支持片は、上記第１電極の第２電極側の端面から反第２電極側に間隔をおいて固定されており、
上記永久磁石の第２電極側の端面に隣接する上記ガス空間は、上記第１断熱支持片によって、永久磁石側ガス空間と、第１電極内壁側ガス空間とに仕切られていることを特徴とする請求項３記載のガス開閉器の電極装置。
【請求項５】
上記断熱支持体は、上記第１電極内部の第２電極側の端部に固定された第１断熱支持片と、上記第１電極内部の長さ方向中央部に固定された第２断熱支持片とによって構成されており、
上記第１及び第２断熱支持片は、それぞれ上記永久磁石の長さ方向の端面の径方向中心部と接合する端面接合用突出部と、上記永久磁石の側面の長さ方向中心部と全周に渡って接合する側面接合用突出部とを有しており、
また、上記第１及び第２断熱支持片は、上記永久磁石の長さ方向両端の角部に隣接するように上記ガス空間を形成していることを特徴とする請求項１記載のガス開閉器の電極装置。
【請求項６】
中空部を有する円柱状の第１電極、
上記第１電極の軸方向に沿って設けられ、電力系統の電路を開閉するための開閉駆動部の駆動によって上記第１電極と互いに接離される中空円筒状の第２電極、
上記第２電極の外周面に内周面が対向するように設けられ、上記第１及び第２電極間に生じるアークを磁気駆動するためのドーナツ状の永久磁石、及び
断熱材によって構成され、上記永久磁石を上記第２電極の外周面から支持するとともに、上記永久磁石の内周面と上記第２電極の外周面との間にガス空間を形成する断熱支持体
を備えていることを特徴とするガス開閉器の電極装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力系統の電路を開閉する例えばガス遮断器、ガス断路器及び接地開閉器等のガス開閉器に用いられるガス開閉器の電極装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス開閉器では、固定電極の内部に永久磁石が配設されており、固定電極から可動電極が開離して各電極間にアークが発生したときに、永久磁石の磁力によってアークが磁気駆動されて、各電極間に流れるＳＦ６ガスによってアークが消弧される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２１５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のガス開閉器では、永久磁石全体が４フッ化エチレン樹脂からなる断熱材によって覆われている。しかしながら、電極開離時に生じるアークの温度は、約２００００Ｋであり、固定電極上のアーク発生箇所の温度が急激に上昇するため、断熱材を用いてもアークの熱が永久磁石に伝達されてしまい、その熱によって、永久磁石の磁気特性が変化し、磁力が恒久的に低下してしまう。このため、電流遮断を繰り返すうちに永久磁石によるアークの磁気駆動作用が得られなくなってしまう。
【０００５】
この発明は、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、永久磁石に対する断熱性を向上させることができ、永久磁石の磁力の低下を抑制することができるガス開閉器の電極装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るガス開閉器の電極装置は、中空部を有する円柱状の第１電極、第１電極の軸方向に沿って設けられ、電力系統の電路を開閉するための開閉駆動部の駆動によって第１電極と互いに接離される中空円筒状の第２電極、第１電極の内部に設けられ、第１及び第２電極間に生じるアークを磁気駆動するための永久磁石、及び断熱材によって構成され、永久磁石を第１電極の内壁から支持するとともに、永久磁石と第１電極の内壁との間にガス空間を形成する断熱支持体を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のガス開閉器の電極装置は、永久磁石を第１電極から支持する断熱支持体によって、永久磁石と第１電極の内壁との間にガス空間が形成されているので、一般的に固体の熱伝導度よりも気体の熱伝導度の方が小さいことにより、永久磁石に対する断熱性を向上させることができ、アークの熱による永久磁石の温度特性の変化が抑制され、永久磁石の磁力の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
図において、ガス断路器の消弧室本体の内部には、第１電極としての円柱状の固定コンタクト１と、第２電極としての中空円筒状の可動コンタクト２とが互いに同軸上に設けられている。両コンタクト１，２は、金属によって構成されている。
【０００９】
固定コンタクト１は、消弧室の内壁に固定されており、電力系統の電路の一端に電気的に接続されている。また、固定コンタクト１の内部の形状は、中空状になっている。さらに、固定コンタクト１の先端面（可動コンタクト２側の端面）は、可動コンタクト２の径方向中心へ向けて湾曲している。可動コンタクト２は、電力系統の電路の他端に電気的に接続されている。また、可動コンタクト２は、固定コンタクト１に接離可能になっており、電力系統の電路を開閉するための開閉駆動部（操作装置；図示せず）の駆動によって、固定コンタクト１から開離されるとともに、固定コンタクト１に接触される。両コンタクト１，２間には、開極時に流れる遮断電流によって、アークＡが発生する。
【００１０】
固定コンタクト１内には、絶縁体の断熱材（例えばテフロン；登録商標）からなるドーナツ状の第１及び第２断熱支持片３，４と、アークＡに磁力を加えるための円柱状（又は直方体状）の永久磁石５とが設けられている。第１及び第２断熱支持片３，４は、断熱支持体を構成している。また、第１及び第２断熱支持片３，４の熱伝導度は、固定コンタクト１の熱伝導度よりも小さくなっている。さらに、第１及び第２断熱支持片３，４の内周部には、第１及び第２支持体切り欠け部３ａ，４ａが全周に渡って設けられている。第１断熱支持片３は、固定コンタクト１内の先端面側に固定されている。第２断熱支持片４は、固定コンタクト１内の長さ方向中間部に固定されている。永久磁石５の一端の角部は、第１支持体切り欠け部３ａに接合されている。また、永久磁石５の他端の角部は、第２支持体切り欠け部４ａに接合されている。即ち、永久磁石５は、第１及び第２断熱支持片３，４によって、固定コンタクト１から長さ方向両端の角部（長さ方向断面の四隅）を支持されている。アークＡは、永久磁石５の磁力によって、固定コンタクト１の先端面の周方向に磁気駆動される。
【００１１】
さらにまた、消弧室内には、例えばＳＦ６ガス及び空気等の消弧ガスが充填されている。また、消弧室内には、アークＡに消弧ガスを吹き付けるための媒体噴出部（図示せず）が設けられており、両コンタクト１，２の開極時に媒体噴出部から噴き出される消弧ガスによって、アークＡが冷却される。さらに、アークＡは、永久磁石５の磁力による磁気駆動によって、固定コンタクト１の径方向へ向けて全長が伸びるように変形する。そして、アークＡは、媒体噴出部からの消弧ガスによって冷却されて消弧され、両コンタクト１，２間が電気的に遮断される。つまり、永久磁石５の磁力によって、アークＡの全長が伸びて、消弧ガスとのアークＡの接触領域が増加することにより、アークＡの消弧が促進される。
【００１２】
ここで、固定コンタクト１の先端面側の内壁と、その内壁に対向する永久磁石５の端面（頭頂部；図中右側）との間には、第２断熱支持片３の内周部によって、端面側ガス空間Ｂが形成されている。また、固定コンタクト１の長さ方向中間部の内壁と、その内壁に対向する永久磁石５の側面との間には、第１及び第２断熱支持片３，４によって、中間部ガス空間Ｃが形成されている。端面側ガス空間Ｂ及び中間部ガス空間Ｃには、消弧ガスが充填（収容）されている。消弧ガスの熱伝導度は、第１及び第２断熱支持片３，４の熱伝導度よりもさらに小さくなっている。
【００１３】
そして、両コンタクト１，２間の開極時にアークＡが発生した際には、アークＡ自体が約２００００Ｋの温度となっているため、アークＡの熱によって、固定コンタクト１の先端面表面のアークＡの発生箇所が急激に過熱され、その熱が固定コンタクト１の全体に伝わる。これに伴って、固定コンタクト１の内壁から第１及び第２断熱支持片３，４を介して、永久磁石５の角部（長さ方向断面四隅）に熱が伝わるが、第１及び第２断熱支持片３，４の断熱作用によって、永久磁石５の角部の温度上昇幅が軽微なものとなる。また、永久磁石５の可動コンタクト２側の端面の径方向中間部と、永久磁石５の側面の長さ方向中間部では、端面側ガス空間Ｂ及び中間部ガス空間Ｃによって、固定コンタクト１の熱がほぼ遮断されることにより、温度がほとんど上昇しない。
【００１４】
上記のようなガス断路器の電極装置では、永久磁石５を固定コンタクト１から支持する第１及び第２断熱支持片３，４によって、永久磁石５と固定コンタクト１の内壁との間にガス空間Ｂ，Ｃが形成されているので、一般的に固体の熱伝導度よりも気体（ガス）の熱伝導度の方が小さいことにより、永久磁石５に対する断熱性を向上させることができ、アークＡの熱による永久磁石５の温度特性の変化が抑制され、永久磁石５の磁力の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、永久磁石５の磁力の低下を抑制することができることにより、永久磁石５によるアークＡの磁気駆動作用の減衰を軽減させることができ、永久磁石５によるアークＡの磁気駆動作用を長期間に渡って安定させることができる。これとともに、通常時の両コンタクト１，２間の通電電流による永久磁石５の温度上昇も抑制することができる。
【００１６】
さらに、第１及び第２断熱支持片３，４によって、固定コンタクト１の内壁から永久磁石５の角部が支持されているので、振動等による永久磁石５の揺動を防ぐことができ、固定コンタクト１と永久磁石５とが衝突することによる永久磁石５の全体及び角部の欠けや割れを防ぐことができる。
【００１７】
さらにまた、中間部ガス空間Ｃの箇所で第１及び第２断熱支持片３，４が分割されており、第１及び第２断熱支持片３，４に第１及び第２支持体切り欠け部３ａ，４ａが設けられているので、第１及び第２断熱支持片３，４と永久磁石５とを固定コンタクト１の内部に容易に取り付けることができる。これとともに、第１及び第２断熱支持片３，４を容易に加工することができる。
【００１８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。図２は、実施の形態２によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。実施の形態１では、第１及び第２断熱支持片３，４の形状がドーナツ状であり、第１及び第２断熱支持片３，４の径方向中央部が開放されていたが、実施の形態２では、第１及び第２断熱支持片３，４は、それぞれの径方向中央部を閉塞する閉塞部３ｂ，４ｂを有している。即ち、端面側ガス空間Ｂが第１断熱支持片３の閉塞部３ｂによって覆われて形成されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００１９】
上記のようなガス断路器の電極装置では、端面側ガス空間Ｂが第１断熱支持片３の閉塞部３ｂによって覆われて形成されているので、固定コンタクト１の先端面の熱が第１断熱支持片３の閉塞部３ｂによって吸収されてから、第１断熱支持片３よりも熱伝導度の小さい端面側ガス空間Ｂを介して、永久磁石５に伝達されることにより、実施の形態１のガス断路器の電極装置よりも、永久磁石５に対する断熱性を向上させることができ、永久磁石５の温度上昇をより低く抑えることができる。
【００２０】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。図３は、実施の形態３によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。第１断熱支持片３は、固定コンタクト１の先端面側の内壁から反可動コンタクト２側に間隔をおいて固定されており、実施の形態２における端面側ガス空間Ｂが、第１断熱支持片３によって永久磁石側ガス空間Ｄと固定コンタクト内壁側ガス空間（第１電極内壁側ガス空間）Ｅとに仕切られている。他の構成は、実施の形態２と同様である。
【００２１】
上記のようなガス断路器の電極装置では、固定コンタクト１の先端面と、永久磁石５の可動コンタクト２側の端面の径方向中間部との間に、２つのガス空間Ｄ，Ｅと第１断熱支持片３とが介在しているので、実施の形態２のガス断路器の電極装置よりも、永久磁石５に対する断熱性を向上させることができ、永久磁石５の長さ方向両端面の温度上昇をより低く抑えることができる。
【００２２】
実施の形態４．
なお、実施の形態２，３では、固定コンタクト１が先端面を有していたが、図４に示すように、固定コンタクト１の先端面が開放されてもよく、固定コンタクト１の形状が中空円筒状であってもよい。この場合、直接的にアークＡが永久磁石５に触れることを第１断熱支持片３の閉塞部３ｂによって防ぐことができる。これとともに、端面側ガス空間ＢによってアークＡの温度の永久磁石５への伝達が抑制され、永久磁石５の磁力の低下を抑制することができる。
【００２３】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５について説明する。図５は、実施の形態５によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。実施の形態５の第１及び第２断熱支持片３，４は、それぞれ固定コンタクト１の長さ方向の内壁に沿う円柱部３ｃ，４ｃを有している。円柱部３ｃ，４ｃの端面同士は、互いに接合されている。つまり、第１及び第２断熱支持片３，４の円柱部３ｃ，４ｃによって、中間部ガス空間Ｃが覆われている。他の構成は、実施の形態２又は実施の形態３と同様である。
【００２４】
上記のようなガス断路器の電極装置では、中間部ガス空間Ｃが第１及び第２断熱支持片３，４の円柱部３ｃ，４ｃによって覆われて形成されているので、固定コンタクト１の側面の熱が第１及び第２断熱支持片３，４の円柱部３ｃ，４ｃによって吸収されてから、第１及び第２断熱支持片３，４よりも熱伝導度の小さい中間部ガス空間Ｃを介して、永久磁石５に伝達されることにより、実施の形態１のガス断路器の電極装置よりも、永久磁石５に対する断熱性を向上させることができ、永久磁石５の側面の温度上昇をより低く抑えることができる。
【００２５】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６について説明する。図６は、実施の形態６によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。実施の形態１〜５では、永久磁石５の角部を支持するための切り欠け部３ａ，４ａが第１及び第２断熱支持片３，４の内周部の全周に渡って設けられていたが、実施の形態５の第１及び第２断熱支持片３，４には、永久磁石５の長さ方向の端面の径方向中心部と接合する端面接合用突出部３ｄ，４ｄと、永久磁石５の長さ方向中心部の側面と全周に渡って接合する側面接合用突出部３ｅ，４ｅとが設けられている。第１及び第２断熱支持片３，４は、永久磁石５の側面の長さ方向中間部（胴体部）と、永久磁石５の両端面の径方向中間部とをそれぞれ固定コンタクト１から支持している。また、第１及び第２断熱支持片３，４は、永久磁石５の角部（長さ方向断面四隅）に隣接する角部ガス空間Ｆを形成している。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２６】
ここで、両コンタクト１，２の開極開始時に、両コンタクト１，２の最後まで接触していた箇所を結ぶようにアークＡが発生する。つまり、アークＡは、固定コンタクト１の先端面と側面との間の縁部に発生しやすくなっており、アークＡの熱が固定コンタクト１の縁部から固定コンタクト１の表面全体、及び固定コンタクト１の内部へ温度が伝達されていく。これに対して、上記のようなガス断路器の電極装置では、永久磁石５の角部に隣接するように角部ガス空間Ｆが第１及び第２断熱支持片３，４によって形成されているので、永久磁石５の角部の温度上昇を抑制することができる。
【００２７】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７について説明する。図７は、実施の形態７によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。実施の形態１〜６では、固定コンタクト１に永久磁石５が設けられていたが、実施の形態７では、可動コンタクト２に永久磁石５が設けられている。また、実施の形態７の断熱支持体は、第１電極の外周面の固定コンタクト１側に固定されたドーナツ状の第３断熱支持片６と、第３断熱支持片６から反固定コンタクト１側に間隔をおいて可動コンタクト２の外周面に固定されたドーナツ状の第４断熱支持片７とによって構成されている。
【００２８】
実施の形態７の永久磁石８の形状は、ドーナツ状（リング状）になっており、永久磁石８の内周面は、可動コンタクト２の外周面（側面）に対向している。また、永久磁石８は、第３及び第４断熱支持片６，７の外周面に跨って配設されている。さらに、永久磁石８は、第３及び第４断熱支持片６，７によって、可動コンタクト２の外周面から支持されている。永久磁石８の内周面と、その内周面に対向する可動コンタクト２の外周面との間には、第３及び第４断熱支持片６，７によって、内周部ガス空間Ｇが形成されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
上記のようなガス断路器の電極装置では、可動コンタクト２に永久磁石８を配設した場合であっても、実施の形態１のガス断路器の電極装置と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
なお、実施の形態１〜７では、ガス断路器の電極装置について説明したが、この発明は、ガス遮断器の電極装置、及び接地開閉器の電極装置にも適用できる。
【００３１】
また、実施の形態１〜７では、円柱状の固定コンタクト１が消弧室の内壁に固定され、中空円筒状の可動コンタクト２が開閉駆動部によって駆動されていたが、中空円筒状の第２電極が消弧室の内壁に固定され、円柱状の第１電極が開閉駆動部によって駆動されてもよい。つまり、両コンタクトの固定側と可動側とが互いに逆になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態３によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態４によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態５によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態６によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態７によるガス断路器の電極装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定コンタクト（第１電極）、２  可動コンタクト（第２電極）、３  第１断熱支持片、３ｄ，４ｄ  端面接合用突出部、３ｅ，４ｅ  側面接合用突出部、４  第２断熱支持片、５，８  永久磁石、６  第３断熱支持片、７  第４断熱支持片、Ａ  アーク、Ｂ  端面側ガス空間、Ｃ  中間部ガス空間、Ｄ  永久磁石側ガス空間、Ｅ  固定コンタクト内壁側ガス空間（第１電極内壁側ガス空間）、Ｆ  角部ガス空間、Ｇ  内周部ガス空間。
【図１】
2008218001.tif 000003
【図２】
2008218001.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008218001.tif 000006
【図５】
2008218001.tif 000007
【図６】
2008218001.tif 000008
【図７】
2008218001.tif 000009