(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスを充填する容器と、
前記容器内に対向配置され、同一軸上に設けられた固定側及び可動側の主接触子と、
前記固定側及び可動側の主接触子の内側にそれぞれ同心円状に設けられた固定側及び可動側のアーク接触子と、
前記可動側のアーク接触子が先端に設けられたパッファシリンダと、
前記パッファシリンダの内側に同心円状に設けられたパッファシャフトと、
前記パッファシリンダと前記パッファシャフトで形成される空間の内面を摺動するパッファピストンと、
前記パッファピストンに取付けられ離間した位置で前記パッファシャフトを支持する２つの支持部材と、
前記可動側のアーク接触子と同心円状に設けられ、前記パッファシリンダ内で圧縮された絶縁ガスを前記固定側及び可動側のアーク接触子間に生じたアークに吹き付ける絶縁ノズルを有するパッファ形ガス遮断器であって、
開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
請求項１において、前記パッファシャフトの前記アーク可動接触子と反対側の端部近傍に重心調整用ウェートを備えることで、開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで前記可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
請求項１において、前記パッファシリンダの前記可動主接触子と反対側の端部近傍に重心調整用ウェートを備えることで、開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで前記可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパッファ形ガス遮断器に係り、特に可動側の重心を調整することで接触子を保護しつつ、遮断時の消弧性能及び絶縁性能の向上を図るパッファ形ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパッファ型ガス遮断器の構成が特許文献１に記載されている。このパッファ形ガス遮断器は、図６に示すように、金属製の容器１０１内にそれぞれ絶縁物１０８、１０９で支持される可動側及び固定側からなる遮断部１０２を配置し、絶縁性能や消弧性能が良好な六弗化硫黄（ＳＦ６）等の消弧性の絶縁ガスを充填している。容器１０１の両端部の分岐部には、通電導体１２１及び１２０が配置され、これらを介して遮断部１０２が送変電系統に接続されている。
【０００３】
遮断部１０２の固定側は、固定側の主接触子１１４とアーク接触子１０３、及びこれらと電気的に導通状態を保つ通電導体１２０等で構成される。遮断部１０２の可動側は、可動側の主接触子１１２とアーク接触子１０５、及びこれらと電気的に導通状態を保つ通電導体１２１等で構成される。可動側は、パッファシリンダ１１０及びピストン１１８と、これらにより圧縮された絶縁ガスをアーク接触子間に生じたアークに吹き付ける絶縁ノズル１１３と、主接触子１１２と、先端に可動側のアーク接触子１０５を有する筒状のパッファシャフト１１９と、ロッド１１１等で構成される。
【０００４】
このように、一般的なパッファ形ガス遮断器は、遮断部の可動側先端の部品点数が多く、可動側先端部の重量が比較的に大きくなる。しかし、可動側の重心位置、厳密には連結部材１２２から絶縁ノズル１１３までに含まれる部品の総重量に関する重心の位置（以下、可動側重心位置という）は、設計上十分に考慮されていなかった。
【０００５】
このような一般的なパッファ形ガス遮断器の開閉動作を図７から図９に示す。開閉動作のうち投入動作は、図７の状態から図９の状態に至る動作であり、遮断動作は、図９の状態から図７の状態に至る動作である。図７は遮断動作が完了した状態を示し、この状態を、以下、開路位置という。図８は、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３を通過するとともにアーク固定接触子３とアーク可動接触子５の間にアークが生じる状態を示している。この状態を、以下、中間位置という。また、図９は、投入動作が完了した状態を示し、この状態を、以下、閉路位置という。
【０００６】
図７に示す開路位置においては、可動側重心位置１７は、支持部材１５及び１６の間に位置している。この状態では、パッファシリンダ１０が容器１と同一軸上に配される。図７に示す開路位置から、図８に示す中間位置に移行するにつれ、可動側重心位置１７が支持部材１６を通過し固定側に移動する。
【０００７】
可動側重心位置１７が支持部材１６から離れるに伴い可動側の先端部が受ける重力の影響が大きくなる。支持部材１５及び１６とパッファシャフト１９の間には摺動隙間が存在するため、可動側重心位置１７が支持部材１６を通過した後には可動側の先端が重力方向に傾くこととなる。そして、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３を通過する際には、絶縁ノズル１３のスロート部とアーク固定接触子３が接触するおそれが生じる。
【０００８】
また、図８に示す中間位置において、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５、及び可動主接触子１２と固定主接触子１４のそれぞれの中心軸にずれが生じることで、各接触子の特定の部分に大きな圧力がかかり、機械的疲労が蓄積するおそれがある。これにより、図９に示す閉路位置を確実に実現することが困難となるおそれがある。
【０００９】
一方、図８に示す中間位置において効果的に絶縁ガスをアークに対し吹き付けるためには、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の間隙が同心円状に均等であることが重要である。また、遮断部の微少間隙で高電圧を絶縁するために、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５との間隙を均等にする必要がある。しかし、上述のように可動側と固定側の中心軸にずれが生じることで、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３との間隙を均等にすることができなくなる。これにより、遮断時の消弧性能が低下するおそれがある。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５との間隔を均等にすることができなくなる。これにより、絶縁性能が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−４２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記問題点に鑑み、本発明は、可動側の開閉動作中、とりわけ投入動作においては中間位置から閉路位置（遮断動作においては閉路位置から中間位置）に至るまでに、可動側重心位置１７を支持部材１５及び１６の間に保持する構成とすることで、絶縁ノズル１３のスロート部とアーク固定接触子３が接触するのを防止することを目的とする。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５、及び可動主接触子１２と固定主接触子１４のそれぞれの中心軸にずれが生じることを防いで、各接触子に機械的疲労が蓄積するのを防止する。さらに、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の間隙を同心円状に均等にすることで、遮断動作時の消弧性能を向上させることを目的とする。さらに、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５との間隔を均等にすることで絶縁性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、絶縁ガスを充填する容器と、前記容器内に対向配置され、同一軸上に設けられた固定側及び可動側の主接触子と、前記固定側及び可動側の主接触子の内側にそれぞれ同心円状に設けられた固定側及び可動側のアーク接触子と、前記可動側のアーク接触子が先端に設けられたパッファシリンダと、前記パッファシリンダの内側に同心円状に設けられたパッファシャフトと、前記パッファシリンダと前記パッファシャフトで形成される空間の内面を摺動するパッファピストンと、前記パッファピストンに取付けられ離間した位置で前記パッファシャフトを支持する２つの支持部材と、前記可動側のアーク接触子と同心円状に設けられ、前記パッファシリンダ内で圧縮された絶縁ガスを前記固定側及び可動側のアーク接触子間に生じたアークに吹き付ける絶縁ノズルを有するように構成し、開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とする。
【００１３】
ここで「可動側重心位置」とは、可動側の重量のうち、パッファシャフトと絶縁ロッドを接続する連結部材から絶縁ノズルまでに含まれる部品の総重量に関する重心の位置をいう。図１の構成によれば、可動側重心位置とは、アーク可動接触子５、パッファシリンダ１０、可動主接触子１２、絶縁ノズル１３それぞれの重量の和に、パッファシャフト１９の重量のうち連結部材２２の位置から遮断部側の重量を加えた重量に関する重心の位置をいう。また、「中間位置」とは、例えば図２に示すように、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３を通過するとともにアーク固定接触子３とアーク可動接触子５の間にアークが生じる状態をいう。また、「閉路位置」とは、例えば図３に示すように、投入動作が完了した状態をいう。
【００１４】
好ましくは、前記パッファシャフトの前記アーク可動接触子と反対側の端部近傍に重心調整用ウェートを備えることで、開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで前記可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とする。
【００１５】
また好ましくは、前記パッファシリンダの前記可動主接触子と反対側の端部近傍に重心調整用ウェートを備えることで、開閉動作の中間位置から閉路位置に至るまで前記可動側重心位置が前記２つの支持部材の間にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のようにパッファ形ガス遮断器を構成すれば、可動側の開閉動作中、とりわけ投入動作においては中間位置から閉路位置（遮断動作においては閉路位置から中間位置）に至るまでに、可動側重心位置１７が支持部材１５及び１６の間に保持されるので、可動側と固定側の軸のずれを防止することが可能となる。これにより、絶縁ノズル１３のスロート部とアーク固定接触子３が接触するのを防止することができる。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５、及び可動主接触子１２と固定主接触子１４のそれぞれの中心軸にずれが生じることを防いで、各接触子に機械的疲労が蓄積するのを防止することができる。さらに、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の間隙を同心円状に均等にすることで、遮断時の消弧性能を向上させることが可能となる。さらに、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５との間隔を均等にすることで絶縁性能を向上させることが可能となる。以上により、信頼性の高いパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例であるパッファ形ガス遮断器の開閉動作の開路位置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例であるパッファ形ガス遮断器の開閉動作の中間位置を示す断面部である。
【図３】本発明の第１の実施例であるパッファ形ガス遮断器の開閉動作の閉路位置を示す断面部である。
【図４】本発明の第２の実施例であるパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例であるパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図６】特許文献１に記載の従来のガス遮断器を示す断面図である。
【図７】従来のガス遮断器の開閉動作の開路位置を示す断面図である。
【図８】従来のガス遮断器の開閉動作の中間位置を示す断面図である。
【図９】従来のガス遮断器の開閉動作の閉路位置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
以下、図１から図３を用いて本発明のパッファ形ガス遮断器の一例を説明する。本発明のパッファ形ガス遮断器は、金属製の容器１内に可動側及び固定側からなる遮断部２を配置し、絶縁性能や消弧性能が良好な六弗化硫黄（ＳＦ６）等の消弧性の絶縁ガスを充填している。容器１の両端部の分岐部には、固定側導体２０及び可動側導体２１が配置され、これらを介して遮断部２が送変電系統に接続されている。
【００１９】
遮断部２の固定側は、固定主触子１４、アーク固定接触子３、これらと電気的に導通状態を保つ固定接触子側導体４及び固定側導体２０、この固定側導体２０を容器１内で支持する固定側絶縁支持部材９等で概略構成される。
【００２０】
一方、遮断部２の可動側は、可動側絶縁支持部材８により容器１内に保持され、絶縁ノズル１３、可動主接触子１２、アーク可動接触子５、パッファシリンダ１０、パッファシャフト１９、パッファピストン１８、支持部材１５、１６、絶縁操作ロッド１１、電界緩和シールド７、可動接触子側導体６で概略構成される。
【００２１】
上記可動側は、操作器（不図示）に連結された絶縁操作ロッド１１が連結部材２２でパッファシャフト１９の一端に連結される。これにより操作器からの駆動力が可動側に伝達される。パッファシャフト１９の他端はパッファシリンダ１０に固定される。
【００２２】
パッファシリンダ１０とパッファシャフト１９で形成された空間にはパッファピストン１８が摺動自在に配される。パッファピストン１８の両端の内周面にはリング状の支持部材１５、１６が配され、パッファシャフト１９を支える支点となる。
【００２３】
パッファシリンダ１０の先端には、内側からアーク可動接触子５、絶縁ノズル１３、及び可動主接触子１２が同心円状に配される。アーク可動接触子５及び可動主接触子１２は遮断動作によりそれぞれアーク固定接触子３及び固定主触子１４と接離するように構成する。絶縁ノズル１３は遮断動作によりパッファシリンダ１０内で圧縮された絶縁ガスを遮断部に生じたアークに対し吹き付けるように構成する。
【００２４】
本実施例においては、絶縁操作ロッド１１とパッファシャフト１９を連結する連結部材２２の近傍に、重心調整用ウェート２３を取付けることで、可動側重心位置１７を調整する。とりわけ、可動側重心位置１７が支持部材１５と支持部材１６の間に保持されるように重心調整用ウェート２３の取付位置やウェートの重量を選択しなければならない。
【００２５】
尚、重心調整ウェート２３をパッファシャフト１９に取付けるにあたっては、例えば、着脱自在な重心調整ウェート２３を複数用いて、重さを簡易に調整できる構成とすることが好ましい。また、図３に示す閉路位置において重心調整ウェート２３がパッファピストン１８の端部と接触しないように取付ける必要がある。
【００２６】
次に、図１から図３を参照して本発明に係るパッファ形遮断器の投入動作及び可動側の重心移動について説明する。図１に示す開路位置において、図示しない操作器に投入動作指令が入力されると、操作器からの駆動力が絶縁操作ロッド１１を介して可動側に伝わり可動側が固定側に向かって移動する。この段階では、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３を通過することはないので、可動側重心位置１７の位置は必ずしも支持部材１５と支持部材１６の間に位置している必要はない。すなわち、可動側重心位置１７の位置は特に限定されない。
【００２７】
図２に示す中間位置においては、可動側が図１の状態よりも固定側に移動し、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３を通過する。この通過の際に、仮に図８に示す従来例のように、可動側重心位置１７が支持部材１６よりも固定側に移動すると、可動側の先端が重力方向に傾くことで可動側の軸と固定側の軸にずれが生じる。これにより、絶縁ノズル１３のスロート部がアーク固定接触子３と接触することとなり絶縁ノズル１３の劣化につながるおそれがある。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５、及び可動主接触子１２と固定主接触子１４のそれぞれの中心軸にずれが生じることで、各接触子に機械的疲労が蓄積するおそれがある。
【００２８】
さらに、このように可動側の軸と固定側の軸にずれが生じることで、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の中心軸にずれが生じるため、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の間隙が同心円状に均等に配されなくなる。これにより、パッファ吹付が不均衡になるため消弧性能が低下する。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５の間の絶縁距離にも偏りが生じるため絶縁性能にも悪影響を及ぼすこととなる。
【００２９】
上記のような事態を避けるため、投入動作の中間位置から閉路位置（及び遮断動作の閉路位置から中間位置）に至るまでは、可動側重心位置１７が支持部材１５及び１６の間に位置するように構成することで、可動側と固定側それぞれの中心軸にずれが生じないようにしなければならない。
【００３０】
本実施例により可動側の重心調整をしたパッファ形ガス遮断器によれば、開閉動作の中間位置から閉路位置にわたって、可動側重心位置１７が支持部材１５及び１６の間に保持されるので、開閉動作において可動側の軸を固定側の軸と水平に保つことが可能となる。これにより、絶縁ノズル１３のスロート部とアーク固定接触子３が接触するのを防止することができる。また、アーク固定接触子３とアーク可動接触子５、及び可動主接触子１２と固定主接触子１４のそれぞれの中心軸にずれが生じることを防いで、各接触子に機械的疲労が蓄積するのを防止することができる。
【００３１】
さらに、アーク固定接触子３と絶縁ノズル１３の間隙を同心円状に均等にすることで、遮断時の消弧性能を向上させることが可能となる。また、可動側及び固定側それぞれのアーク接触子の中心軸にずれが生じることを防ぐことで、絶縁性能を向上させることが可能となる。これにより、信頼性の高いパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【実施例２】
【００３２】
以下、図４を参照して本発明のパッファ形ガス遮断器に係る第２の実施例について説明する。なお、図１から図３と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。本実施例においては、重心調整ウェート２３をパッファシリンダ１０の外周に取付けることで可動側の重心位置の調整を可能とする。すなわち、投入動作の中間位置から閉路位置（及び遮断動作の閉路位置から中間位置）に至るまで、可動側重心位置１７が支持部材１５及び１６の間に位置するように重心調整ウェート２３をパッファシリンダ１０の外周に取付ける。
【００３３】
なお、重心調整ウェート２３を複数用いて、重さを調整でき、取外しも可能な構造とすることが好ましい。こうすることで実施例１と同等の効果を奏することができる。また、電界緩和シールド７を取り外すことで重心調整ウェート２３をパッファシリンダ１０の外周に容易に取付けることができるため、実施例１に比べ可動側の組立作業及び重心調整ウェートの組替作業が容易であるというメリットがある。
【実施例３】
【００３４】
以下、図５を参照して本発明のパッファ形ガス遮断器に係る第３の実施例について説明する。なお、図１から図３と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。本実施例においては、重心調整ウェート２３を用いる代わりに、パッファシリンダ１０の端部を肉厚にすることで可動側の重心位置を調整する。
【００３５】
すなわち、投入動作の中間位置から閉路位置（及び遮断動作の閉路位置から中間位置）に至るまで、可動側重心位置１７が支持部材１５及び１６の間に位置するように、パッファシリンダ１０の端部を肉厚にしてパッファシリンダ１０の先端部と比較して重くなるように構成する。こうすることで実施例１及び２と同等の効果を奏することができる。また、実施例１及び２と異なり重心調整ウェートを用いないため、部品点数の削減、及び重心調整ウェートの脱落のおそれがないというメリットがある。
【符号の説明】
【００３６】
１      容器
２      遮断部
３      アーク固定接触子
４      固定接触子側導体
５      アーク可動接触子
６      可動接触子側導体
７      電界緩和シールド
８      可動側絶縁支持部材
９      固定側絶縁支持部材
１０    パッファシリンダ
１１    絶縁操作ロッド
１２    可動主接触子
１３    絶縁ノズル
１４    固定主接触子
１５    支持部材
１６    支持部材
１７    可動側重心位置
１８    パッファピストン
１９    パッファシャフト
２０    固定側導体
２１    可動側導体
２２    連結部材
２３    重心調整ウェート
【図１】
0005375857.tif 000002
【図２】
0005375857.tif 000003
【図３】
0005375857.tif 000004
【図４】
0005375857.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005375857.tif 000007
【図７】
0005375857.tif 000008
【図８】
0005375857.tif 000009
【図９】
0005375857.tif 000010