(57)【要約】【課題】コンパクトで、かつ、全ての電流レベルで遮断性能が高い電力用ガス遮断器を得ること。【解決手段】可動コンタクトは、シャフト２４を挿通させてシャフトの一端部に固定され固定コンタクト１０に対向する一端側にガス噴出口２２ａを有し他端側が開口されたシリンダ２５と、容器内の他方側で固定されシリンダの開口側に嵌入されてシリンダ内にパッファ室を形成し、シャフトの移動に伴ないパッファ室内の消弧ガスを圧縮してガス噴出口からアークに向けて噴出させる固定ピストン２６と、パッファ室内に嵌入されパッファ室を一端部側の第１パッファ室２２と固定ピストン側の第２パッファ室２３とに区画し、第１、第２パッファ室の圧力差に応じてパッファ室内を摺動する可動ピストン２８と、を備える。【選択図】        図１
2008210710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧ガスを充填した容器内に収容され、電流を遮断するときに接点間に発生するアークを、前記消弧ガスを吹付けて消弧する電力用ガス遮断器において、
前記容器内の一方側に固定され固定アーク接点を有する固定コンタクトと、
前記容器の他方側に向けて延設された移動可能なシャフト、及び該シャフトの一端部に固定されて前記固定コンタクトに対向するように設置され該シャフトの移動により前記固定アーク接点と接離する可動アーク接点を有する可動コンタクトと、
を備え、前記可動コンタクトは、
前記シャフトを挿通させて該シャフトの一端部に固定され前記固定コンタクトに対向する一端側にガス噴出口を有し他端側が開口されたシリンダと、
前記容器内の他方側で固定され前記シリンダの開口側に嵌入されて該シリンダ内にパッファ室を形成し、前記シャフトの移動に伴ない前記パッファ室内の消弧ガスを圧縮して前記ガス噴出口から前記アークに向けて噴出させる固定ピストンと、
前記パッファ室内に嵌入され該パッファ室を前記一端部側の第１パッファ室と前記固定ピストン側の第２パッファ室とに区画し、第１、第２パッファ室の圧力差に応じて前記パッファ室内を摺動する可動ピストンと、
を備えることを特徴とする電力用ガス遮断器。
【請求項２】
漏斗状に形成されて前記シリンダの一端側に大口径部が取付けられ小口径部に前記固定アーク接点が挿入され前記固定、可動両アーク接点を内部に収め、前記ガス噴出口から消弧ガスが噴出される消弧室となる絶縁ノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項３】
前記シリンダ内に設けられ該シリンダの一端側と前記可動ピストンとの間の距離が所定距離以上にならないように前記可動ピストンの摺動を規制するストッパをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力用ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、変電所や開閉所に設置される電力用のガス遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力用ガス遮断器の接点間のアークを消弧する消弧室には、主に、機械的操作力により消弧ガス（以下単に「ガス」という）を圧縮してアークに吹き付ける機械パッファ型が採用されていたが、最近、この機械パッファ型に、アークの熱によってガスの圧力を高めてアークに吹付ける熱パッファ型を併用する方式が実用化されている。
【０００３】
従来の熱パッファ・機械パッファ併用型ガス遮断器は、特許文献１に開示されている。図５は、特許文献１に開示された従来のガス遮断器の投入（通電）状態を図解する断面図であり、図６は、遮断状態を図解する断面図である。
【０００４】
図５及び図６に図解するように、このガス遮断器は、例えば、ＳＦ6ガスのような消弧ガスを充填した、一部分が図示された容器２３０内に収容され、容器２３０内の一方側に固定された固定コンタクト２１０と、図示しない操作装置によって駆動され、中心軸Ｘ上を直線移動して固定コンタクト２１０と接離するように配置された可動コンタクト２２０とを備えている。
【０００５】
固定コンタクト２１０は、中心軸Ｘ上に配置された固定アーク接点２１１を有している。可動コンタクト２２０は、可動アーク接点２２１と、加熱室２２２と、圧縮室２２３とを備えている。可動アーク接点２２１は、固定アーク接点２１１に対して直線的に移動し、電気的に接離する。
【０００６】
加熱室２２２は、可動アーク接点２２１と圧縮室２２３の間に配置され、中空シャフト２２４の操作により、可動アーク接点２２１とともに中心軸Ｘ上を直線的に移動する。圧縮室２２３は、可動アーク接点２２１や加熱室２２２とともに直線移動するシリンダ２２５と、容器２３０に支持された固定ピストン２２６により形成され、可動コンタクト２２０の遮断動作（図５の右方へ移動する動作）とともに圧縮室２２３の容積が小さくなり、内部のガスを圧縮する。
【０００７】
加熱室２２２は、可動アーク接点２２１への通気口２２２ａと、圧縮室２２３への通気口２２２ｂの、２つの通気口を有する。加熱室２２２と圧縮室２２３との間の通気口２２２ｂには、逆止弁２２２ｃが設けられており、逆止弁２２２ｃは、圧縮室２２３の圧力が加熱室２２２の圧力より高くなった場合に開き、圧縮室２２３から加熱室２２２へガスが流れ、逆に、加熱室２２２の圧力が圧縮室２２３の圧力より高くなった場合に閉じ、加熱室２２２から圧縮室２２３へのガスの流れを遮るようになっている。
【０００８】
また、固定ピストン２２６には、リリーフ弁２２３ａが設けられている。リリーフ弁２２３ａは、電流遮断動作時に、圧縮室２２３が、所定の圧力以上になったときに開き、圧縮室２２３内のガスを容器２３０内に排出し、圧縮室２２３内の圧力が高くなりすぎるのを防止している。
【０００９】
投入時（通電時）には、固定コンタクト２１０と可動コンタクト２２０が電気的に接触しており、両コンタクト２１０、２２０間に電流が流れている。電流遮断時には、可動コンタクト２２０が図５の右方へ移動して固定コンタクト２１０から離れ、固定アーク接点２１１と可動アーク接点２２１の間にアークが発生する。
【００１０】
遮断電流が大きいときには、アークの熱によって加熱室２２２のガスの温度が上がって膨張し、加熱室２２２内の圧力が上昇する。加熱室２２２の圧力が圧縮室２２３において圧縮されたガスの圧力より高くなると、両室２２２、２２３の間の逆止弁２２２ｃが閉じ、電流が零に近づくにつれて、加熱室２２２内の高圧になったガスが、通気口２２２ａを通って固定、可動両アーク接点２１１、２２１間に発生しているアークに吹付けられ、アークが冷却されることによって電流が遮断される。
【００１１】
遮断電流が小さいときには、アークによる加熱室２２２の温度上昇が小さいので、遮断動作によって内部のガスが圧縮された圧縮室２２３の圧力が加熱室２２２の圧力に比べて高くなる。そのため、加熱室２２２と圧縮室２２３の間にある逆止弁２２２ｃが開き、圧縮室２２３内の高圧のガスが、加熱室２２２、通気口２２２ａを通って固定アーク接点２１１と可動アーク接点２２１の間に発生したアークに吹付けられ、電流を遮断する（特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】特公平０７−１０９７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の技術によれば、大電流遮断性能は、加熱室２２２と圧縮室２２３の容積によって決まる。一方、可動コンタクト２２０の可動アーク接点２２１と圧縮室２２３の間に加熱室２２２を配置する必要があるため、固定コンタクト２１１と固定ピストン２２６の間には、可動コンタクト２２０の動作ストロークに加え、加熱室２２２の容積に見合った長さが必要となる。
【００１４】
このため、遮断電流の増加に伴い加熱室２２２の容積を増加させる場合には、ガス遮断器全体の軸方向長さも長くしなければならず、ガス遮断器を小形化することができなかった。また、遮断電流が小さい場合には、圧縮室２２３の容積を縮小させても、加熱室２２２の容積がデッドボリュームになってしまい、ガスの圧力を高圧にすることができない、という問題があった。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大容量であってもコンパクトで、かつ、全ての電流レベルで遮断性能が高い電力用ガス遮断器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、消弧ガスを充填した容器内に収容され、電流を遮断するときに接点間に発生するアークを、前記消弧ガスを吹付けて消弧する電力用ガス遮断器において、前記容器内の一方側に固定され固定アーク接点を有する固定コンタクトと、前記容器の他方側に向けて延設された移動可能なシャフト、及び該シャフトの一端部に固定されて前記固定コンタクトに対向するように設置され該シャフトの移動により前記固定アーク接点と接離する可動アーク接点を有する可動コンタクトと、を備え、前記可動コンタクトは、前記シャフトを挿通させて該シャフトの一端部に固定され前記固定コンタクトに対向する一端側にガス噴出口を有し他端側が開口されたシリンダと、前記容器内の他方側で固定され前記シリンダの開口側に嵌入されて該シリンダ内にパッファ室を形成し、前記シャフトの移動に伴ない前記パッファ室内の消弧ガスを圧縮して前記ガス噴出口から前記アークに向けて噴出させる固定ピストンと、前記パッファ室内に嵌入され該パッファ室を前記一端部側の第１パッファ室と前記固定ピストン側の第２パッファ室とに区画し、第１、第２パッファ室の圧力差に応じて前記パッファ室内を摺動する可動ピストンと、を備えることを特徴とする電力用ガス遮断器であり、加熱室と圧縮室の両方の役割を果たすパッファ室を設け、電流の大きさに応じて加熱室又は圧縮室の役割を果たすようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、従来、加熱室及び圧縮室の二つあったパッファ室を一つに集約し、遮断電流に応じて二つのパッファ室の機能を果たすようにし、従来必要であった加熱室を無くし、電力用ガス遮断器全体を小形化し、コストを下げるとともに、全ての電流レベルにおいて高い遮断性能を有するガス遮断器が得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる電力用ガス遮断器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態
図１は、本発明にかかる電力用ガス遮断器の実施の形態の投入状態を示す断面図であり、図２は、遮断電流が大きい場合の遮断途中の状態を示す断面図であり、図３は、遮断電流が小さい場合の遮断途中の状態を示す断面図であり、図４は、遮断状態を示す断面図である。
【００２０】
図１〜図４に示すように、実施の形態の電力用ガス遮断器（以下、単に「遮断器」という）１００は、ＳＦ6ガスのような消弧ガスが充填された、一部のみ図示されている容器３０内に収容され、電力を遮断するときに接点間に発生するアークを、消弧ガス吹付けて消弧する。
【００２１】
遮断器１００は、容器３０内の一方側（図１の左方）に固定される固定コンタクト１０と、中心軸Ｚ上に配置され容器３０の他方側（図１の右方）の外まで延出する中空シャフト２４に連結された図示しない操作装置によって軸方向に移動し、固定コンタクト２０と接離する可動コンタクト２０とを備えている。
【００２２】
固定コンタクト１０は、中心軸Ｚ上に配置された棒状の固定アーク接点１１と、中心軸Ｚから離間した位置に配置された固定第２接点１２を有している。
【００２３】
可動コンタクト２０は、上述の中空シャフト２４と、中空シャフト２４の一端部に固定されて固定コンタクト１０に対向するように設置され、中空シャフト２４の軸方向の移動により固定アーク接点１１と接離する可動アーク接点２１と、中空シャフト２４の一端部に固着されガス噴出口２２ａを有する端板２２ｄと、端板２２ｄに一端部が固着され、中空シャフト２４を内部に挿通させ、他方側（図１の右方）へ延設され、他端側が開口されたシリンダ２５と、を備えている。ガス噴出口２２ａは、固定コンタクト１０に対向している。
【００２４】
シリンダ２５の一端部には、中空シャフト２４の移動により固定第２接点１２と接離する可動第２接点２９と、漏斗状に形成されてシリンダ２５の一端部に大口径部が取付けられ小口径部に固定アーク接点１１が挿入され固定、可動両アーク接点１１、２１を内部に収め、ガス噴出口２２ａからガスが噴出される消弧室となる絶縁ノズル２７と、が取付けられている。
【００２５】
容器３０内の他方側には、シリンダ２５の開口側に嵌入されてシリンダ２５内にパッファ室を形成し、中空シャフト２４の移動に伴ないシリンダ２５内パッファ室のガスを圧縮し、ガス噴出口２２ａからアークに向けて噴出させる固定ピストン２６が固定されている。また、端板２２ｄと固定ピストン２６との間のシリンダ２５内パッファ室には、シリンダ２５内パッファ室を、端板２２ｄ側の第１パッファ室２２と、固定ピストン２６側の第２パッファ２３とに区画し、第１、第２パッファ室２２、２３の圧力差に応じてシリンダ２５内パッファ室を摺動する可動ピストン２８が嵌入されている。
【００２６】
シリンダ２５内パッファ室には、端板２２ｄ（シリンダ２５の一端側）と可動ピストン２８との間の距離が所定距離以上にならないように、端板２２ｄからの可動ピストン２８の摺動距離を規制するストッパ２５ａが設けられている。また、固定ピストン２６には、リリーフ弁２３ａが設けられ、遮断器１００の遮断動作時に、第２パッファ室２３が所定圧力以上になると開き、第２パッファ室２３内のガスを容器３０内に排出し、第２パッファ室２３内の圧力が設定圧力以上になるのを防止している。
【００２７】
次に、実施の形態の電力用ガス遮断器１００の作用について説明する。通電時（投入時）には、固定コンタクト１０と可動コンタクト２０とが、固定第２接点１２と可動第２接点２９同士、固定アーク接点１１と可動アーク接点２１同士で電気的に接触しており、両コンタクト１０、２０間に電流が流れている。
【００２８】
図２に示すように、電流遮断時には、可動コンタクト２０が右方に移動して固定コンタクト１０から離れる。このとき、最初に、固定第２接点１２と可動第２接点２９同士が離れ、電流は、固定アーク接点１１と可動アーク接点２１の間のみを流れるようになる。続いて固定アーク接点１１と可動アーク接点２１同士が離れ、固定アーク接点１１と可動アーク接点２１との間にアークが発生する。
【００２９】
遮断電流が大きな時には、アークの熱によって第１パッファ室２２のガスの温度が上昇し、ガスが膨張して第１パッファ室２２の圧力が上昇する。第１パッファ室２２の圧力の上昇により、可動ピストン２８が可動アーク接点２１と反対方向に移動し、ストッパ２５ａの位置で停止する（図２参照）。
【００３０】
可動ピストン２８の移動により、第２パッファ室２３の容積が小さくなり圧力が上昇するが、第１パッファ室２２の圧力上昇のほうが大きいので、可動ピストン２８は、ストッパ２５ａに押圧された状態になり、第１パッファ室２２は、容積一定のまま圧力が上昇する。第１パッファ室２２内で高圧になったガスは、ガス噴出口２２ａを通って消弧室２７内へ噴出し、固定、可動両アーク接点１１、２１間のアークに吹付けられ、アークを冷却して電流を遮断する。消弧室２７内へ噴出されたガスは、中空シャフト２４内を通って容器３０内へ排出される。
【００３１】
一方、図３に示すように、遮断電流が小さい時には、固定ピストン２６による機械的圧縮により発生する第２パッファ室２３の圧力が、第１パッファ室２２の圧力より高くなるので、可動ピストン２８は、可動アーク接点２１方向に移動して第１パッファ室２２を圧縮する。圧縮された第１パッファ室２２内のガスが、ガス噴出口２２ａを通ってアークに吹付けられ、アークを冷却して電流を遮断する。
【００３２】
以上説明した実施の形態の遮断器１００においては、第１パッファ室２２は、遮断電流が大きいときには、容積一定の熱パッファ室として機能し、逆に、遮断電流が小さいときには、固定ピストン２６及び可動ピストン２８による機械的圧縮により、機械パッファ室として機能する。
【００３３】
このように、一つの第１パッファ室２２が、機械パッファ室と熱パッファ室の二つの役割を果たすので、従来の熱パッファ室の長さ分だけ可動コンタクト２０の長さを短くすることができる。
【００３４】
また、第１パッファ室２２のストッパ２５ａの位置は、第１パッファ室２２の最大容積が大電流遮断時にアークを消弧するのに必要なパッファ室容積となるように設定されるが、遮断電流の大きさが異なる場合、ストッパ２５ａの位置を変更するだけで対応することができるので、遮断器全体の寸法を変更する必要はない。
【００３５】
また、遮断電流が小さい場合においては、従来の加熱室のような大容量のデッドボリューム無しで第１パッファ室２２を圧縮することができるので、従来に比べて高い小電流遮断性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる電力用ガス遮断器の実施の形態の投入状態を示す断面図である。
【図２】実施の形態の電力用ガス遮断器の大電流遮断途中を示す断面図である。
【図３】実施の形態の電力用ガス遮断器の小電流遮断途中を示す断面図である。
【図４】実施の形態の電力用ガス遮断器の遮断状態を示す断面図である。
【図５】従来の電力用ガス遮断器の投入状態を示す断面図である。
【図６】従来の電力用ガス遮断器の遮断状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  固定コンタクト
１１  固定アーク接点
１２  固定第２接点
２０  可動コンタクト
２１  可動アーク接点
２２  第１パッファ室
２２ａ  ガス噴出口
２２ｄ  端板
２３  第２パッファ室
２３ａ  リリーフ弁
２４  中空シャフト（シャフト）
２５  シリンダ
２５ａ  ストッパ
２６  固定ピストン
２７  絶縁ノズル（消弧室）
２８  可動ピストン
２９  可動第２接点
３０  容器
１００  電力用ガス遮断器
【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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