(57)【要約】【課題】パッファ形ガス遮断器は、加圧、圧縮された消弧ガスをアーク接触子間に発生したアークに吹き付けて消弧を行い遮断を行うが、遮断時にアークの熱と光に接触子や絶縁ノズルが曝されると損耗が生じ、遮断性能を低下させたり、寿命を短くしたりする恐れがある。このため保守点検をこまめに行う必要があり、面倒であった。【解決手段】消弧ガスを密封した容器内に第１の固定接触子および第１の可動接触子から成る第１の接点と、第２の固定接触子および第２の可動接触子から成り、前記第１の接点と直列に接続された第２の接点とを収納し、前記第１の接点に並列に抵抗体を接続し、前記第１の接点を開離した後に電流を抵抗体に転流させ、その後第２の接点を開離させるようにして、アークの発生を抑え、保守を容易とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧ガスを密封した容器と、この容器内に収納され第１の固定接触子および可動接触子から成る第１の接点と、前記容器内に収納され第２の固定接触子および可動接触子から成り、前記第１の接点と直列に接続された第２の接点と、前記第１の接点に並列に接続された抵抗体と、前記第１の接点を接触および開離させる駆動機構と、前記第２の接点を前記第１の接点よりも遅く開離させ、早く接触させる駆動機構とから成る遮断器。
【請求項２】
前記抵抗が複数個のユニットからなり、第１の接点を取囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の変電所あるいは開閉所に用いられる遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電力系統回路などの大電流を投入及び遮断する高電圧遮断器として、遮断動作時に接触子間に発生するアークに消弧ガスを吹き付けて消弧するパッファ形ガス遮断器が知られている。
【０００３】
従来のパッファ形ガス遮断器の一例を図８を参照して説明する。図８は従来のパッファ形ガス遮断器の遮断動作時における電流遮断部の断面図であり、遮断部を駆動する駆動部は省略している。
【０００４】
従来のパッファ形ガス遮断器は図８に示すように、ＳＦ６ガスなどの絶縁性不活性ガスなどから成る消弧ガス１を充填した容器２と、容器２内に互いに対向して配置され、接触及び開離可能に設けられた可動接触部３および固定接触部４とを有する。これら接触部３、４には、それぞれ、遮断器の投入時に接触し、通電する通電接触子５、６と、遮断器の遮断動作時に前記両接触部３、４間に発生するアークを誘導する可動アーク接触子７、固定アーク接触子８が設けられている。また、前記可動接触部３には遮断器の遮断動作時にアーク接触子７、８間に発生するアーク９に前記消弧ガスを吹き付けて消弧するパッファピストン１０及びパッファシリンダ１１が設けられている。
【０００５】
容器２内面には、可動接触部３を取り付けるためのコンタンクトベース１２が、絶縁筒１３を介して固定されている。また、このコンタクトベース１２には、固定接触部４を取り付けるためのコンタクトベース１４が、絶縁筒１５を介して絶縁支持されている。そして、通電接触子６と固定アーク接触子８とを含む固定接触部４はコンタクトベース１４に固定されている。１６は絶縁物でできた排気筒で、コンタクトベース１４に固定されている。
【０００６】
また、可動接触部３はコンタクトベース１２に固定接触部４に対向して摺動自在に取り付けられ、固定接触部４と接触および開離可能なように構成されている。具体的には、コンタクトベース１２には、可動接触部３を駆動する操作ロッド１７が摺動自在に貫通していて、可動接触部３に含まれる前記通電接触子５と可動アーク接触子７は、この操作ロッド１７の一端側に固定されている。なお、この操作ロッド１７の他の一端は絶縁ロッド１８を介して容器２外部の図示しない駆動部に連結されている。
【０００７】
また、前記パッファピストン１０はコンタクトベース１２に固定され、このパッファピストン１０と共に消弧ガスを圧縮、加圧するパッファシリンダ１１は操作ロッド１７に固定されている。また、操作ロッド１７には、前記パッファピストン１０およびパッファシリンダ１１によって圧縮された消弧ガスをアーク９に対して集束するための絶縁ノズル１９が固定されている。なお、パッファピストン１０、操作ロッド１７、パッファシリンダ１１によって囲まれた空間は、消弧ガスを圧縮、加圧するためのパッファ室２０となっている。
【０００８】
上記のような構成を有する従来のパッファ形ガス遮断器は、遮断時に次のような動作を行う。すなわち、図示しない駆動部が、絶縁ロッド１８および操作ロッド１７を介して、可動接触部３を固定接触部４と離反する方向へ駆動すると、可動接触部３のパッファシリンダ１１がピストン１０方向へ移動してパッファ室２０内の消弧ガス１が圧縮、加圧される。圧縮された消弧ガス１はガス流となってノズル１９に案内されアーク接触子７、８間に発生したアーク９に向かって吹き付けられ、アーク９を冷却消弧する。この時、アーク９によって高温になった消弧ガス１は矢印２１のように排気筒１６内を通って、フランジ２２で閉止された容器２内に排気される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の遮断器において、近年、遮断器は遮断容量の増大が要求される一方で、遮断器の駆動力を低減して機械的信頼性の向上とコストダウンが要求されている。また、保守点検費用削減のために、なるべく長寿命で、保守が簡単で、点検インターバルが長いほうが好ましい。
【００１０】
しかし、電力系統に事故が発生し、遮断器が大電流を遮断すると、固定アーク接触子８、可動アーク接触子７、絶縁ノズル１９などがアーク９による熱と光で損耗、劣化する恐れがある。損耗することで、部品の点検や交換修理が必要になり、費用が発生する。
【００１１】
従って、大電流遮断時においても、アーク接触子間になるべくアークが短い時間、小さな電流値で存在することが望まれていた。
本発明は以上の課題を解決し、アークの発生を抑え、保守を容易とし、寿命が長く、かつ駆動力を低減し、安価な遮断器を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の遮断器の発明は、消弧ガスを密封した容器と、この容器内に収納され第１の固定接触子および可動接触子から成る第１の接点と、前記容器内に収納され第２の固定接触子および可動接触子から成り、前記第１の接点と直列に接続された第２の接点と、前記第１の接点に並列に接続された抵抗体と、前記第１の接点を接触および開離させる駆動機構と、前記第２の接点を前記第１の接点よりも遅く開離させ、早く接触させる駆動機構とから成ることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の接点に発生したアークを抵抗に転流させるとともに限流し、第２の接点にはその限流されたアークが点弧し、第２の接点によって開離する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遮断器において、前記抵抗が複数個のユニットからなることを特徴とする。
この発明によれば、抵抗体の容量を上げると共に、容器内の空間を効率良く使用して第１の接点、抵抗、第２の接点その他の部品を配置することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る遮断器の第１実施の形態を示す概略縦断側面図で投入状態を示している。本発明の遮断器は、消弧ガス１を充填した容器２と、容器２内に設けられた第１の可動接触子２３およびこの第１の可動接触子２３と対向して配置され、接触および開離可能に設けられた第１の固定接触子２４とからなる第１の接点２５と、第２の可動接触子２６およびこの第２の可動接触子２６と対向して配置され、接触および開離可能に設けられた第２固定接触子２７とからなる第２の接点２８と、第１の接点２５と並列に接続されるように設けられた抵抗体２９とから構成されている。
【００１６】
第１の可動接触子２３は導電性の中間フランジ３０を摺動自在に貫通して第１の絶縁ロッド３１の一端に接続している。第１の可動接触子２３と中間フランジ３０は、摺動することによりお互いに通電するようになっている。
第１の絶縁ロッド３１の他端は操作ロッド３２に結合しており、容器２外部の図示しない駆動装置に接続されている。
【００１７】
第１の固定接触子２４は第１の可動接触子２３と対向するように導電性のコンタクトベース３３に固定されている。コンタクトベース３３は、第１の絶縁筒３４、中間フランジ３０、第２の絶縁筒３５、導電性のコンタクトベース１２を介して絶縁筒３６に固定されている。
【００１８】
第１の接点２５と並列に接続されるように設けられた抵抗体２９は、重ねられた複数枚のドーナツ円板状の抵抗体から成り、中心孔に絶縁棒３７を貫通させて一体化され、絶縁棒３７の一端は中間フランジ３０に、他端はコンタクトベース３３にそれぞれ固定されている。
【００１９】
第２の可動接触子２６はコンタクトベース１２を摺動自在に貫通して第２の絶縁ロッド３８の一端に接続している。第２の可動接触子２６とコンタクトベース１２とは、摺動することによりお互いに通電するようになっている。
第２の絶縁ロッド３８の他端は操作ロッド３９に結合しており、容器２外部の図示しない駆動装置に接続されている。
第２の固定接触子２７は第２の可動接触子２６と対向するように中間フランジ３０に固定されている。
【００２０】
このような構成の本発明による遮断器の結線図を図２に示す。即ち、図２に示すように第１の接点２５と第２の接点２８とは直列に接続され、第１の接点２５に抵抗体２９が並列に接続されている。
【００２１】
次に図３を参照して本実施の形態の作用を説明する。図３は、遮断動作初期の状態を示している。図示しない駆動装置に遮断指令が入ると、まず操作ロッド３２が遮断方向（図示右方向）に駆動され連結された第１の絶縁ロッド３１、第１の可動接触子２３も同じ方向に駆動される。第１の固定接触子２４と第１の可動接触子２３は開離し、両接触子間にアーク９が発生する。この時はまだ第２の接点２８は投入状態のままである。この時の第１の接点２５の電圧電流を図４を用いて説明する。図４に示すように、一般的に消弧ガス中のアーク電流の電流電圧特性は負特性（電圧が増すにつれて電流が減少する）を示し、抵抗の電流電圧特性は正特性（電圧が増すにつれて電流も増加する）である。電力系統を電流源とみなせば、Ｉａ（アーク電流）＋Ｉｒ（抵抗電流）＝Ｉ（系統から供給される電流）を満たすような電圧Ｖに第１の接点間の電圧は決まる。第１の接点２５を流れる電流が零点を迎えると、第１の接点２５の電流は遮断され、第１の固定接触子２５と第１の可動接触子２３間の絶縁が回復しているため、電流は抵抗体２９に転流する。このとき、転流のために必要最小限のアーク時間になるように遮断指令のタイミングを調整すれば、第１の固定接触子２４および第１の可動接触子２３のアークによる損耗を最小にすることができる。その後第２の接点２８が開極する。
【００２２】
図５は、第２の接点２８が開極した後の概略縦断側面図で、遮断動作途中の状態を示している。第２接点２８に発生するアーク４０は、抵抗体２９によって限流されており、しかも抵抗性の電流であるため遮断後にアーク発生の原因となる再起電圧（ＴＲＶ）がほとんど発生せず、アークの発生を抑え、遮断を完了する。
投入動作時には前記とは逆に、まず第２の接点２８を投入した後、第１の接点２５の投入動作を開始する。
【００２３】
以上のように本発明の第１の実施の形態による遮断器によれば、第１の接点２５の可動、固定接触子２３、２４は電流を抵抗に転流させることができればよく、従来のように消弧ガス流を吹付ける必要がないので絶縁ノズル、パッファピストン、パッファシリンダなどの部品が不必要になり、構造が簡単になる。また、第２の接点２８の可動、固定接触子２６、２７は小さな電流を遮断し、しかも再起電圧（ＴＲＶ）がほとんど発生しないのでやはり簡単な構造にすることができる。したがって、駆動力を低減することが可能となり、簡単な形状で保守が容易となり、超寿命で信頼性も向上しコストダウンにもなる。
【００２４】
図６は、本発明に係る遮断器の第２の実施の形態を示す概略縦断側面図で遮断動作途中の状態を示している。本実施の形態においては、第１の接点２５と並列に設けられた抵抗体２９が複数のユニットに分割され第１の接点２５を中心としてその周囲に等間隔で配置されている。それぞれの抵抗ユニットにおいて、絶縁棒３７が抵抗の中心孔を貫通して一体的に組立てられている。それぞれの絶縁棒３７は、一端をコンタクトベース３３に、他端を中間フランジ３０に固定されている。
【００２５】
本実施の形態によれば、抵抗体２９全体の容積を大きくすることができ、かつ、複数の絶縁棒３７でコンタクトベース３３を固定することができるので、第１の絶縁筒３４を省略することができる。
【００２６】
これにより、抵抗全体の体積、すなわち熱容量を大きくすることができ、かつ、高価な絶縁筒を省略することができるので、電気的な信頼性を向上し、コストダウンにも寄与する。
【００２７】
図７は、本発明に係る遮断器の第３の実施の形態を示す概略縦断側面図で遮断動作途中の状態を示している。本実施の形態においては、第１の可動接触子２３と第１の固定接触子２４の少なくとも接触部と第一の絶縁筒３４との間の空間にフッソ樹脂を主成分とする絶縁筒４１を第１の可動接触子２３と第１の固定接触子２４の接触部を覆うように配置している。フッソ樹脂としては、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）があげられる。絶縁筒４１は中間フランジ３０に固定されている。
【００２８】
本実施の形態によれば大電流遮断時に第１の可動接触子２３と第１の固定接触子２４との間に発生するアーク９の光と熱から第１の絶縁筒３４の内面を保護することができ、絶縁性能の低下を防ぐことができる。第１の絶縁筒３４の代りに抵抗体２９が配置されている場合は抵抗体周囲面の劣化を防ぐことができる。
【００２９】
なお、前記の実施の形態の説明においてはコンタクトベース１４と中間フランジ２３とを導電性の材料で構成し、第１の接点、第２の接点、抵抗を電気的に接続するようにしたが本発明はこれに限ることなく、コンタクトベース３３と中間フランジ３０とを絶縁物で構成し、別の電気的接続手段により第１の接点２５、第２の接点２８、抵抗体２９を電気的に接続するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、消弧ガスを密封した容器内に第１の固定接触子および可動接触子から成る第１の接点と、第２の固定接触子および可動接触子から成り、前記第１の接点と直列に接続された第２の接点とを収納し、前記第１の接点に並列に抵抗体を接続し、前記第１の接点を開離した後に電流を抵抗体に転流させ、その後第２の接点を開離させるようにしたので、アークの発生を抑え、保守を容易とし、寿命が長く、かつ駆動力を低減し、安価な遮断器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遮断器の第１の実施の形態を示す縦断側面図。
【図２】本発明の遮断器の結線図。
【図３】本発明の遮断器の第１の実施の形態における遮断動作初期の状態を示す縦断側面図。
【図４】本発明による遮断器の電流電圧特性を示す特性図。
【図５】本発明の遮断器の第１の実施の形態における遮断動作後期の状態を示す縦断側面図。
【図６】本発明の遮断器の第２の実施の形態を示す縦断側面図。
【図７】本発明の遮断器の第３の実施の形態を示す縦断側面図。
【図８】従来のパッファ形ガス遮断器を示す縦断側面図。
【符号の説明】
１…消弧ガス、２…容器、９、４０…アーク、１２…コンタクトベース、２２…フランジ、２３…第１の可動接触子、２４…第１の固定接触子、２５…第１の接点、２６…第２の可動接触子、２７…第２の固定接触子、２８…第２の接点、２９…抵抗体、３０…中間フランジ、３１、３８…絶縁ロッド、３２、３９…操作ロッド。
【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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