(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向して第１接触子部及び第２接触子部が配置され、前記第１接触子部は該第１接触子部に連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成されると共に第１通電接触子及び第１アーク接触子が設けられ、前記第２接触子部には第２通電接触子及び第２アーク接触子が設けられ、前記第１アーク接触子及び第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に両接触子間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成され、前記アークを消弧せしめるガス流発生手段が配置され、前記ガス流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空間の圧力を上昇せしめる圧力上昇手段と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成され、前記圧力上昇手段は前記蓄圧空間の機械的圧縮手段または前記蓄圧空間の加熱昇圧手段のうち少なくとも１つの手段から構成され、前記下流側ガス流路の少なくとも一部は絶縁ノズルにより形成されたガス遮断器において、
少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、
前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、
前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、
前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、
前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、
前記駆動力伝達部の少なくとも一部は前記絶縁ノズルから構成されたことを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向して第１接触子部及び第２接触子部が配置され、前記第１接触子部は該第１接触子部に連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成されると共に第１通電接触子及び第１アーク接触子が設けられ、前記第２接触子部には第２通電接触子及び第２アーク接触子が設けられ、前記第１アーク接触子及び第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に両接触子間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成され、前記アークを消弧せしめるガス流発生手段が配置され、前記ガス流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空間の圧力を上昇せしめる圧力上昇手段と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成され、前記圧力上昇手段は前記蓄圧空間の機械的圧縮手段または前記蓄圧空間の加熱昇圧手段のうち少なくとも１つの手段から構成され、前記下流側ガス流路の少なくとも一部は絶縁ノズルにより形成されたガス遮断器において、
少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、
前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、
前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、
前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、
前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、
前記第１接触子部に連結された駆動装置は、投入動作時に前記第２駆動装置の駆動力の１．５倍以上の駆動力を発揮するように構成されたことを特徴とするガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送電系統や配電系統を保護するために線路の地絡故障や線間短絡故障などによる電流を遮断するガス遮断器に関わり、特に遮断電流の大きい大容量ガス遮断器であって電気的耐久性及び機械的信頼性の向上を図ったガス遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、遮断電流の大きい大容量ガス遮断器には、２つの電極間に発生するアークに対し加圧した消弧性ガスを吹付けてこれを消弧するタイプが採用されている。この種のガス遮断器では駆動エネルギーを増大させることなく遮断性能を向上させることが求められている。図４に示す特許公報第２７６９７０２号の形態は、このようなニーズに応えたガス遮断器の代表例である。図４に示した可動接触子部１と対向接触子部２はほぼ回転対称に構成されており、消弧性ガスが充填された密閉容器（図示せず）内に対向して離接自在に配置されている。また、両接触子部１，２は図示していないひとつの電流接続端子にそれぞれ電気接続されている。
【０００３】
可動接触子部１には図示していない駆動部が連結されており、この駆動部からの駆動力により軸３に沿って移動するように構成されている。可動接触子部１には可動通電接触子４及び可動アーク接触子６が設けられている。これら可動通電接触子４及び可動アーク接触子６間にはスロート部９を有する絶縁ノズル８及びリング状の圧縮室１０が同軸上に配置されている。絶縁ノズル８は前記可動通電接触子４及び可動アーク接触子６に固定されている。また、絶縁ノズル８の内面と可動アーク接触子６との間にはガス流路１１が形成されており、スロート部９の下流には下流領域１２が設けられている。圧縮室１０は主に機械的圧縮によりガスの圧力を上げるためのものであり、絶縁ノズル８のスロート部９及びガス流路１１を介して下流領域１２に連通されている。
【０００４】
対向接触子部２には対向通電接触子５と対向アーク接触子７とが設けられており、前者は可動接触子部１側の可動通電接触子４と、後者は可動アーク接触子６と、それぞれ離接するようになっている。対向通電接触子５には摺動接触子１４が通電支持部１３を介して接続されている。摺動接触子１４は対向通電接触子５により同軸上に取り囲まれて配置されている。対向アーク接触子７はピン状に形成されており、摺動接触子１４に対して軸方向に移動可能に配置されている。また、摺動接触子１４の内周面及び対向アーク接触子７の外周面に接するように接触薄板１５が設置されている。接触薄板１５は摺動接触子１４から対向アーク接触子７への通電を行うための部材である。さらに、対向アーク接触子７の外周面にはポリテトラフルオロエチレン製の保持リング１６，１７が設置されている。これら保持リング１６，１７により対向アーク接触子７の案内が行われている。
【０００５】
ところで、対向接触子部２の内部には回転可能に支持された二つのピニオン１８，１９と、軸３に平行に向いた四つのラック２０〜２３が配置されている。これらのうちラック２０及び２３は、絶縁ノズル８の下流側にある端部にそれぞれ固定されており、放射状の内向きの歯が嵌合されている。また、ラック２０及び２３は外周部に滑り軸受２４，２５が配置されており、この滑り軸受２４，２５及び前記ピニオン１８，１９によって挟まれることで支持されている。一方、ラック２１，２２は対向アーク接触子電極７の外周部に固定されており、外向きの歯が嵌合されている。
【０００６】
上記ガス遮断器の遮断時では、駆動部（図示せず）からの駆動力により軸３に沿って可動接触子部１は軸３を中心線とした上側の位置から下側の位置へと移動し、可動アーク接触子６は対向アーク接触子７から離れていく。この時、ラック２０，２３は滑り軸受２４，２５に支持されつつ、絶縁ノズル８と共に図中右向きに移動する。この右向きの移動力によりピニオン１８は時計回転方向に回転し、ピニオン１９は反時計回転方向に回転する。この回転力は図中左向きの移動力となってラック２１，２２に伝わる。この結果、ラック２１，２２が固定された対向アーク接触子７も図中左向きの移動する。
【０００７】
つまり、図４のガス遮断器では、遮断動作時に対向アーク接触子７を静止させているのではなく、ラック２０〜２３とピニオン１８，１９とを組み合わせた駆動力の変換機構を用いることにより、対向アーク接触子７を可動アーク接触子６の移動方向とは反対方向に移動させている。これにより、アーク接触子６，７の幾何学配置を保持したまま２倍の駆動速度でアーク接触子６，７を互いに離反させることができる。このようなガス遮断機によれば、アーク接触子６，７間の相対速度を高めることが可能となり、アークの再発弧を確実に防止して優れた遮断性能を発揮することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来のガス遮断器には次に示す問題点がある。
（１）上記ガス遮断器では遮断動作時に可動接触子部１だけではなく、対向接触子部２も動くので、駆動エネルギーを低減するには対向接触子部２の質量を軽くすると共に、通電接触子４，５同士の摩擦力を小さくすることが望ましい。しかしながら、対向接触子部２の質量を軽くした場合、機械的耐久性は低下し易い。また、対向側の通電部における摩擦力を小さくした場合、十分な電気的信頼性を得ることが難しくなる。すなわち、機械的耐久性及び電気的信頼性を確保するには、対向接触子部２の質量及び対向側通電部の摩擦力を、ある程度大きくしなくてはならない。したがって、質量及び摩擦力に抗して対向接触子部２を移動させるだけの駆動エネルギーが不可欠であり、コンパクトな構成で駆動エネルギーを高めることが要請されている。
【０００９】
（２）また、上記ガス遮断器において、可動接触子部１側に配置される絶縁ノズル８と、対向接触子部２側に配置されるラック２０〜２３及びピニオン１８，１９からなる駆動力の変換機構とは常に係合状態にあり、両接触子部１，２は遮断時でも連結されている。これら接触子部１，２をつなぐ部材は当然ながら絶縁部材であるが、その電気的劣化が進んだ場合、両接触子部１，２間の耐電圧が低下するといった問題点がある。
（３）特に、絶縁ノズル８には遮断動作の始動時及び制動時に極めて大きな機械的ストレスがかかり、十分な機械的信頼性を得るにはサイズを大きくしなくてはならない。このため、可動重量を増やす要因となっており、駆動エネルギーの増大を招いている。
【００１０】
（４）さらに、駆動力の変換機構であるラック２０〜２３及びピニオン１８，１９は、ガス流路の下流側に位置するので、電流遮断時にアーク空間から排出される高温の熱ガスに晒されることになり、損耗を受けやすい。さらに、十分な機械的耐久性を得るべくラック２０〜２３及びピニオン１８，１９を大型化すると、ガス流の円滑な排出を妨げることになり、アーク空間に高温ガスを滞留させて遮断性能を低下させるおそれがある。
【００１１】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、コンパクトな構成で十分な駆動エネルギーを獲得して遮断性能、機械的耐久性及び電気的信頼性を向上させると共に、アーク空間からの熱ガスによる部材の損耗を防止することが可能なガス遮断器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、まず次のような構成を有することを前提としている。すなわち、消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向して第１接触子部及び第２接触子部が配置されている。前記第１接触子部は該第１接触子部に連結された駆動装置により遮断動作時及び投入動作時に動作するように構成されると共に第１通電接触子及び第１アーク接触子が設けられている。また、前記第２接触子部には第２通電接触子及び第２アーク接触子が設けられている。前記第１アーク接触子及び第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離すると共に両接触子間の空間として定義されるアーク空間にアークを発生するよう構成されている。さらに、前記アークを消弧せしめるガス流発生手段が配置されている。前記ガス流発生手段は少なくとも１つの蓄圧空間と、前記蓄圧空間の圧力を上昇せしめる圧力上昇手段と、前記蓄圧空間と前記アーク空間を結ぶ少なくとも１つの上流側ガス流路と、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ少なくとも１つの下流側ガス流路とから構成されており、前記圧力上昇手段は前記蓄圧空間の機械的圧縮手段または前記蓄圧空間の加熱昇圧手段のうち少なくとも１つの手段から構成され、前記下流側ガス流路の少なくとも一部は絶縁ノズルにより形成されている。
【００１３】
請求項１の発明は、以上の構成を前提とするガス遮断器において、少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、前記駆動力伝達部の少なくとも一部は前記絶縁ノズルから構成されたことを特徴としている。
【００１４】
以上の構成を有する請求項１の発明では、投入動作時には駆動力伝達部が第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達し、第２接触子部は第１接触子部と逆向きに移動し、これにより第２駆動装置は蓄勢される。そして、遮断動作時には第２駆動装置が第２接触子部を第１接触子部と逆向きに駆動する。このため、第２接触子部における質量及び通電部の摩擦力を大きくしても、両接触子部はそれぞれに連結された駆動装置からの駆動力を受けて高速で開離することができ、優れた遮断性能を得ることができる。また、第２接触子部の質量及び通電部の摩擦力を大きくしたことで、機械的耐久性と電気的信頼性が向上する。
【００１５】
また、本発明では、第２駆動装置を下流側ガス流路と隔絶した位置に設けたので第２駆動装置がアーク空間から排出される熱ガスに晒される心配がない。したがって、第２駆動装置を構成する部材の損耗を防止することができる。しかも、第２駆動装置が熱ガスの排出経路を塞ぐことがないため、熱ガスをスムーズに排出することができる。この結果、アーク空間に高温ガスが滞留しなくなり、良好な遮断性能を維持することができる。さらに、本発明においては、駆動力伝達部が第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部側に伝達するのは投入動作時であり、遮断動作が完了した時点で第１接触子部と第２接触子部とを離した状態にすることが可能である。このため、駆動力伝達部及び駆動力変換部を構成する部材が仮に電気的に劣化していても、両接触子部間の耐電圧を確保することができる。
【００２０】
また、新たに駆動力伝達部を設ける必要がなく、ガス遮断器の小型化に貢献することができる。また、本発明では駆動力伝達部が駆動力を第２接触子部側に伝達するのは投入動作時なので、絶縁ノズルを駆動力伝達部としても投入動作時以外は絶縁ノズル自体を第２接触子部側から離しておくことが可能である。このため、遮断動作の始動時や制動時に絶縁ノズルに機械的ストレスがかかることがない。したがって、絶縁ノズルのコンパクト化及び軽量化を進めることができ、駆動エネルギーの抑制に寄与することができる。
【００２３】
請求項２の発明は、少なくとも１個の駆動力伝達部と少なくとも１個の駆動力変換部とが設けられ、前記駆動力伝達部は投入動作時に前記第１接触子部に作用する駆動力を第２接触子部の少なくとも一部に伝達するように構成され、前記駆動力変換部は前記駆動力伝達部から前記第２接触子部に伝達される駆動力の大きさ、向き及び前記第２接触子部の変位量のうちの少なくとも１つを変換可能なように構成され、前記第２接触子部は投入動作時に前記第１接触子部と逆向きに動作可能に構成され、さらに前記第２接触子部には前記下流側ガス流路と隔絶した位置に第２駆動装置が少なくとも１個連結され、前記第２駆動装置は遮断動作時に前記第２接触子部を前記第１接触子部と逆向きに駆動すると共に、投入動作時に前記第２接触子部が前記第１接触子部と逆向きに移動することにより蓄勢されるように構成され、前記第１接触子部に連結された駆動装置は、投入動作時に前記第２駆動装置の駆動力の１．５倍以上の駆動力を発揮するように構成されたことを特徴としている。以上の請求項２記載の発明においては、投入動作時に第２接触子部が第１接触子部と逆向きに移動することで第２駆動装置を蓄勢する際、第１接触子部側の駆動装置の駆動力が第２駆動装置の駆動力の１．５倍以上あるので、第２駆動装置を確実且つ簡単にチャージすることができ、優れた機械的信頼性を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明によるガス遮断器の実施の形態の一例について、図１から図３を参照して具体的に説明する。
［１．代表的な実施の形態］
［１−１．構成］
図１〜３は本発明によるガス遮断器の代表的な実施の形態を示す図である。ここで、図１は開極動作前の投入状態を示す断面図、図２は遮断動作初期の状態を示す断面図、図３はさらに遮断動作が進み、電流零点に至った状態を示す断面図である。なお、図４に示した従来例と同一の部材に関しては同一符号を付している。
【００２５】
図１に示すように、消弧性のガスが充填された密閉容器内には、可動接触子部１として定義される第１接触子部、対向接触子部２として定義される第２接触子部が対向配置されている。可動接触子部１の位置関係については対向接触子部２側の方向を前方、その反対側を後方と定義して説明する。ここで消弧性ガスは任意のガスとすることができる。
【００２６】
可動接触子部１には中空の操作ロッド２６が設けられている。操作ロッド２６は、図示していない駆動装置によってその軸方向に往復運動するように構成されており、その中程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複数の開口部３４ｄ、及び同じく中空部とシリンダ２８内の熱的昇圧室３１（後述）とを連通する開口部３４ｂが形成されている。操作ロッド２６の前端部には開口部３４ａを有するフランジ２７が連結されており、フランジ２７の後端面には後方に延びるシリンダ２８が配置されている。
【００２７】
シリンダ２８のほぼ中央部には開口部３４ｃを有する隔壁３５が固着されていて、その後方には円形平板状の固定ピストン３３ａがシリンダ２８の内周面に摺動するよう挿入されている。シリンダ２８の内部空間は、フランジ２７と隔壁３５とに挟まれた形成された空間である熱的昇圧室３１と、隔壁３５と固定ピストン３３ａとに挟まれた形成された空間である機械的圧縮室３２という２つの蓄圧空間から構成されている。固定ピストン３３ａは、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部によって、図示していない密閉容器内に固定されている。そして、このように固定された固定ピストン３３ａに対し、操作ロッド２６とシリンダ２８が一体的に移動することにより、シリンダ２８と固定ピストン３３ａが相対移動し、これによって機械的昇圧室３２が圧縮されるようになっている。なお、固定ピストン３３ａには操作ロッド２６の外周面及び隔壁３５の内周面と摺動可能なピストン円筒部３３ｂが固着されている。
【００２８】
フランジ２７の前端面には中空かつ指状の可動アーク接触子６と、スロート部９を有する絶縁ノズル８と、可動通電接触子４とが同軸状に配置されている。絶縁ノズル８の前部には係合部３６を介して２本のロッド４５が接続されている。これら絶縁ノズル８、係合部３６及びロッド４５は請求項でいうところの駆動力伝達部を構成しており、投入動作時に可動接触子部１に作用する駆動力を対向接触子部２側に伝達する部材である。なお、係合部３６は絶縁ノズル８の前端開口部の径より外側に配置されている。また、可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間にはガス流路１１が形成されている。ガス流路１１は、熱的昇圧室３１と機械的昇圧室３２で形成された圧縮ガスをガス流としてフランジ２７の開口部３４ａを経てアーク空間に導くようになっている。
【００２９】
対向接触子部２には開口部３４ｅを有するフランジ４０が設けられている。フランジ４０において可動接触子部１側と向い合う端面には対向アーク接触子７及び対向通電接触子５が固定され、反対側の端面には摺動接触子１４が固定されている。遮断動作時及び投入動作時に可動接触子部１が動作した場合、これらの接触子５，７，１４は可動接触子部１とは逆向きに一体的に動作するようになっている。また、フランジ４０に貫通して通電支持部１３が配置されている。通電支持部１３は摺動接触子１４に摺動してこれと通電可能となっている。
【００３０】
通電支持部１３には固定支点４４ａが設けられており、ここに駆動力変換部となるブーメラン状のリンクレバー４３が回転自在に取付けられている。前記固定支点４４ａはリンクレバー４３の中央部に配置されている。リンクレバー４３の一端部には可動支点４４ｂが配置されており、可動支点４４ｂはフランジ４０に接続されている。すなわち、リンクレバー４３は固定支点４４ａを中心に回転運動し、この回転力が可動支点４４ｂを経てフランジ４０に伝わり、対向接触子部２全体を直線駆動するようになっている。なお、リンクレバー４３の固定支点４４ａ及び可動支点４４ｂを適宜変更することにより駆動力の大きさや対向接触子部２の変位量も変換可能である。
【００３１】
さらに、通電支持部１３にはバネ支え４２が接続固定されており、フランジ４０とバネ支え４２で囲まれた空間にはバネ４１が挿入されている。バネ４１は遮断動作時に対向接触子部２を可動接触子部１と逆向きに駆動する第２駆動装置であり、図１に示した投入状態においては蓄勢された状態にある。この時、リンクレバー４３の他端部（可動支点４４ｂの反対側）はロッド４５の先端部と接触しており、リンクレバー４３に接続されたフランジ４０は位置を固定された状態にある。また、バネ４１の内径は絶縁ノズル８の下流側端部開口部の内径より大きく設定されている。
【００３２】
［１−２．作用］
以上のような構成を有する本実施の形態の作用は以下の通りである。遮断動作が開始すると、図示されない駆動装置からの駆動力を受けて操作ロッド２６が後方に移動し始め、この操作ロッド２６を含む可動接触子部１が一体的に移動する。この時、絶縁ノズル８に係合部３６を経て連結されたロッド４５も一体的に移動する。ロッド４５はリンクレバー４３の端部と接触したまま摺動する。
【００３３】
さらに、図２に示すように遮断動作が進行すると、ロッド４５の前端部がリンクレバー４３との摺動面から開離し、リンクレバー４３は開放された状態になる。この時、蓄勢されていたバネ４１は後端部をバネ支え４２によって支持されているため、可動のフランジ４０、さらには対向接触子部２全体を前向きに駆動する。これに伴い、可動支点４４ｂも前向きに移動するため、リンクレバー４３は固定支点４４ａを軸に回転運動する。すなわち、リンクレバー４３が開放されることにより、対向接触子部２はバネ４１により可動接触子部１と逆向きに駆動されることになる。
【００３４】
次に、可動接触子部１において、ガス流が発生し電流遮断が成し遂げられる過程を説明する。図２は開極動作によって対向アーク接触子７と可動アーク接触子６が開離した後の状態を示しており、両アーク接触子７、６間のアーク空間には大電流アーク３８が発生している。ここで、機械的圧縮室３２内部の圧力は、シリンダ２８及び隔壁３５と固定ピストン３３ａとの相対移動による機械的な圧縮作用によって昇圧されることになる。またこの時、大電流アーク３８により、アーク空間は高温高圧の状態にある。例えば大電流アーク３８の電流が５０ｋＡの場合、その温度は容易に１００００Ｋ以上に達する。
【００３５】
このため、アーク空間は熱的昇圧室３１より圧力が上昇し、操作ロッド２６の内部空間を通過するガス流３９ａ及び開口部３４ｂを経て熱的昇圧室３１に至るガス流３９ｂが生じる。また、アーク空間からガス流路１１及びフランジ２７の開口部３４ａを通って熱的昇圧室３１に至るガス流３９ｆも生じる。すなわち、大電流アーク３８のエネルギーのうち一部が圧縮空間に取り込まれることになる。このようにして、開極動作が進むと、シリンダ２８内部の熱的昇圧室３１及び機械的圧縮室３２は加圧される。両者の加圧の程度は、遮断電流値及びアーク時間により影響を受け、条件により両者が相補的に作用する。
【００３６】
さらに、図３に示すように電流零点に達すると、大電流アーク３８は減衰し、残留アークプラズマ状態となって、圧力、密度及び温度が減少する。これにより、絶縁ノズル８のスロート部９は十分に開口し、可動アーク接触子６と絶縁ノズル８との間のガス流路から対向アーク接触子７に向かって流れるガス流３９ｃと、可動アーク接触子６の中空部から操作ロッド２６の開口部３４ｄに向かって流れるガス流３９ｄ，３９ｅが発生する。これらの２方向のガス流３９ｃ及び３９ｄ，３９ｅによって、相乗的に強力に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。
【００３７】
次に、投入動作について説明する。まず、図示されない駆動装置からの駆動力を受けて操作ロッド２６が前方に移動し始め、可動接触子部１と一体的に絶縁ノズル８及びロッド４５が移動する。そして、図３に示した遮断状態から投入動作が開始して図２の状態に至ると、ロッド４５はリンクレバー４３の前端部に係合する。さらに投入状態が進行するとロッド４５はリンクレバー４３を前向きに駆動する。
【００３８】
このとき、リンクレバー４３は固定支点４４ａを中心に回転運動し、可動支点４４ｂを通じてフランジ４０を後ろ向きに直線駆動する。このとき、バネ４１は蓄勢される。投入動作が終了し、図１の投入状態に至ると、ロッド４５はリンクレバー４３の一部と接触し、リンクレバー４３及びフランジ４０を固定状態に保ち、したがって、バネ４１を蓄勢状態に保つことが可能となる。以上述べたように、投入動作時には絶縁ノズル８及びロッド４５が可動接触子部１に作用する駆動力を対向接触子部２側のリンクレバー４３に伝達し、対向接触子部２は可動接触子部１と逆向きに移動し、これにより第２駆動装置は蓄勢される。
【００３９】
［１−３．効果］
このような本実施の形態によれば、投入動作時に蓄勢されたバネ４１の弾性力を利用して遮断動作時に対向接触子部２を可動接触子部１と逆向きに駆動することができる。したがって、両接触子部１，２はそれぞれに連結された駆動装置からの駆動力を受けて高速で開離することができ、優れた遮断性能を得ることができる。また、バネ４１を設けたので、対向接触子部２の質量や通電部の摩擦力がある程度大きくすることが可能となり、この結果、対向接触子部２における機械的耐久性及び電気的信頼性が向上する。
【００４０】
しかも、バネ４１の内径は絶縁ノズル８の下流側端部開口部の内径より大きく設定したので、バネ４１は絶縁ノズル８の下流側端部開口部よりも外側に位置することになり、バネ４１がアーク空間から排出される熱ガスに晒される心配がない。したがって、部材の損耗を防止し、信頼性が増すと共に、熱ガスの滞りによる遮断性能の低下を回避することができる。これに加えて、第２駆動装置をバネ４１から構成したので構造の小型化及び簡略化が容易であり、且つ駆動力の大きさやストロークを任意に設計可能であるといった利点もある。また、駆動力変換部としてリンクレバー４３を用いたので、機械的信頼性が高くストローク設定が容易である。
【００４１】
さらに、本実施の形態においては、駆動力伝達部の一部を絶縁ノズル８から構成しているため、新たに設ける部材は少なくて済み、ガス遮断器の小型化を進めることができる。また、遮断完了後、両接触子部１，２間に高電圧が印加されるときに、絶縁ノズル８に連結されたロッド４５とリンクレバー４３とが開離している。このため、仮にロッド４５が電気的に劣化していても、両接触子１，２間の耐電圧を確保することができる。また、遮断動作の制動時にも絶縁ノズル８は対向接触子部２側と離れているので、絶縁ノズル８に加わる機械的ストレスを大幅に低減することができる。したがって、絶縁ノズル８のサイズと重量を抑制することが可能となり、駆動エネルギーの低減化を進めることができる。
【００４２】
［２．他の実施の形態］
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、他にも多種多様な形態を実施可能である。例えば駆動力伝達部の構成に関していえば、バネ４１をケーシングに収納することによって、またバネ４１を耐熱性または耐酸性材料で構成またはコーティングすることによって、熱ガスからバネ４１を守り、機械的耐久性の向上を図ることができる。さらに、他の実施形態として、絶縁ノズル８の下流側端部に緩衝部材を介して係合部３６を固着する。この実施の形態によれば、絶縁ノズル８と係合部３６を緩衝部材を介して接続したことにより、遮断過程で絶縁ノズル８に過度の衝撃応力がかかることを防止できる。
【００４３】
また、駆動力変換部の構成としてはリンクレバー４３の代わりにラックとピニオンを組合わせた機構や、ピニオンとベルトを組合わせた機構を採用することもできる。さらに、他の実施の形態として可動接触子部１に連結された駆動装置をバネから構成し、その弾性力をバネ４１の弾性力の１．５倍以上を設定している。このような実施の形態では、投入動作時に対向接触子部２が可動接触子部１と逆向きに移動することでバネ４１を蓄勢する際、可動接触子部１側のバネの力が第２駆動装置であるバネ４１の力の１．５倍以上あるので、バネ４１を確実且つ簡単にチャージすることができ、機械的信頼性が向上する。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、対向接触子部２の対向アーク接触子７及び対向通電接触子５が一体的に駆動していたが、対向アーク接触子７だけを駆動させる構成としても良い。このような実施の形態によれば、対向接触子部２側の可動重量を抑制することができ、駆動エネルギーをさらに小さくすることができる。さらに、第１接触子部及び第２接触子部の移動開始時刻または移動終了時刻に時間差を設けるように、駆動力伝達部または駆動力変換部を構成しても良い。このような実施の形態においては、必要な時間のみに第２接触子部を駆動することで、駆動エネルギーを最小に抑えることができる。
【００４５】
また、第２接触子部の移動距離を第１接触子部の移動距離以上であるように構成すれば、比較的軽量な第２接触子部を大きく駆動し、相対的なストロークを一定に保つことで駆動エネルギーを抑制することが可能となる。さらに、ガス流発生手段に含まれる圧力上昇手段を蓄圧空間の加熱昇圧手段からのみ構成しても良い。このような実施の形態によれば、機械的圧縮手段を用いないので、駆動エネルギーを抑制することができる。また、前記蓄圧空間を第２接触子部の一部として構成し、第１接触子部の可動重量を大きく抑制して駆動エネルギーをさらに小さくすることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス遮断器によれば、遮断動作時に第２接触子部を第１接触子部と逆向きに駆動させる第２駆動装置を下流側ガス流路と隔絶した位置に設け、この第２駆動装置を投入動作時に蓄勢するといった構成をとることにより、コンパクトな構成で十分な駆動エネルギーを獲得でき、遮断性能、機械的耐久性及び電気的信頼性を向上させると共に、アーク空間からの熱ガスによる部材の損耗を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る本実施の形態における投入状態を示す断面図。
【図２】本実施の形態における遮断動作初期の状態を示す断面図。
【図３】本実施の形態における遮断動作終期に電流零点に至った状態を示す断面図。
【図４】従来のガス遮断器を示す断面図であり、中心線をはさんで投入状態と遮断状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１…可動接触子部
２…対向接触子部
３…軸
４…可動通電接触子
５…対向通電接触子
６…可動アーク接触子
７…対向アーク接触子
８…絶縁ノズル
９…スロート部
１０…圧縮室
１１…ガス流路
１２…下流領域
１３…通電支持部
１４…摺動接触子
１５…接触薄板
１６，１７…保持リング
１８，１９…ピニオン
２０，２１，２２，２３…ラック
２４，２５…滑り軸受
２６…操作ロッド
２７，４０…フランジ
２８…シリンダ
３１…熱的昇圧室
３２…機械的圧縮室
３３ａ…固定ピストン
３３ｂ…ピストン円筒部
３４ａ〜３４ｅ…開口部
３５…隔壁
３６…係合部
３８…アーク
３９ａ〜３９ｆ…ガス流
４１…バネ
４２…バネ支え
４３…リンクレバー
４４ａ…固定支点
４４ｂ…可動支点
４５…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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