(57)【要約】【課題】異常電圧の発生を低減した安全な複合型遮断器を提供する。【解決手段】真空遮断部１とガス遮断部２を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部２は、その固定接触子３に固定した端板５と、先端側が可動接触子４側に延在するように、前記端板５に固定した円筒状体１２と、前記円筒状体１２内に摺動可能に前記可動接触子４に固定したピストン１３とを備え、前記端板５、円筒状体１２及びピストン１３によって、前記固定接触子３と前記可動接触子４を取り囲む貯留室１４を画成したことを特徴とする。【選択図】図１
2007200812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部に、その固定接触子に対する可動接触子の開離直後に、これらの接触子の開離動作に応動して前記接触子間のガス圧力を下げる手段を設けたことを特徴とする複合型遮断器。
【請求項２】
真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部は、その固定接触子に固定した端板と、先端側が可動接触子側に延在するように、前記端板に固定した円筒状体と、前記円筒状体内に摺動可能に前記可動接触子に固定したピストンとを備え、前記端板、円筒状体及びピストンによって、前記固定接触子と前記可動接触子を取り囲む貯留室を形成したことを特徴とする複合型遮断器。
【請求項３】
真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部は、その固定接触子に固定した端板と、先端側が可動接触子側に延在するように、前記端板に固定した円筒状体と、前記円筒状体内に摺動可能に前記可動接触子に固定したピストンとを備え、前記端板、円筒状体及びピストンによって、前記固定接触子と前記可動接触子を取り囲む貯留室を形成し、前記貯留室を形成する前記円筒状体内に、中心部に前記可動接触子の通過孔を有する隔壁を設けたことを特徴とする複合型遮断器。
【請求項４】
請求項３に記載の複合型遮断器において、前記固定接触子は、管状であり、その基部に前記貯留室に連通する孔を備えたことを特徴とする複合型遮断器。
【請求項５】
請求項３に記載の複合型遮断器において、前記固定接触子は、管状であり、その基部に外部ガス空間に連通する孔を備えたことを特徴とする複合型遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用遮断器、特に高電圧大容量用の遮断器に係わり、更に詳しくは真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧遮断器としては、パッファ形ガス遮断器が広く用いられてきている（例えば、特許文献１参照。）。パッファ形ガス遮断器は、電流を遮断するときに、ピストンとシリンダとによりガスを圧縮して高圧ガスを発生させ、この高圧ガスを遮断アークに吹き付ける。このため、パッファ形ガス遮断器は、巨大な操作エネルギーを必要とするため，大きな操作エネルギーの得られる油圧操作器が用いられていた。
【０００３】
しかし、その油圧操作器は、高精度の機械加工を必要とするため、高価であることから、より経済的な高電圧遮断器の提供が強く求められている。その解決策として、真空遮断部にガス遮断部を直列接続した複合形遮断器が提案されている。この複合形遮断器は、その真空遮断部が大電流を遮断できる特性によって、ガス遮断器にとって最も厳しい遮断責務である近距離線路故障遮断性能を、真空遮断部に負担させ、その分、ガス遮断部の操作エネルギーの低減を図り、経済化を図ろうとするものである。この例では，近距離線路故障以外の遮断責務は、パッファ形ガス遮断部が分担している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４２６１８号公報。
【０００５】
【特許文献２】特開昭６１−２２０２２９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、電流遮断に当たっては、真空遮断部とガス遮断部の接触子は、操作機構によりほぼ同時に開離され、接触子間には遮断アークが発生する。比較的小さい電流を遮断する場合において、真空遮断部では、接触子開離直後に、交流電流の自然電流零点を待たずに突如として電流を遮断するという電流裁断現象が発生する。この真空遮断部で発生した電流裁断は、ガス遮断部が速やかに絶縁を回復し異常電圧にも耐えてしまうため、異常電圧は抑制されることなく立ち上がってしまっていた。
【０００７】
上述した異常電圧は、負荷回路が誘導性の場合、負荷回路に過大な異常電圧を誘起させる結果になる。この異常電圧は電力系統の絶縁を脅かし、系統の信頼性を損なうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除去し、異常電圧の発生を低減した安全な複合型遮断器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部に、その固定接触子に対する可動接触子の開離直後に、これらの接触子の開離動作に応動して前記接触子間のガス圧力を下げる手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部は、その固定接触子に固定した端板と、先端側が可動接触子側に延在するように、前記端板に固定した円筒状体と、前記円筒状体内に摺動可能に前記可動接触子に固定したピストンとを備え、前記端板、円筒状体及びピストンによって、前記固定接触子と前記可動接触子を取り囲む貯留室を形成したことを特徴とする。
【００１１】
更に、第３の発明は、真空遮断部とガス遮断部を電気的に直列に接続してなる複合型遮断器において、前記ガス遮断部は、その固定接触子に固定した端板と、先端側が可動接触子側に延在するように、前記端板に固定した円筒状体と、前記筒状体内に摺動可能に前記可動接触子に固定したピストンとを備え、前記端板、円筒状体及びピストンによって、前記固定接触子と前記可動接触子を取り囲む貯留室を形成し、前記貯留室を形成する前記円筒状体内に、中心部に前記可動接触子の通過孔を有する隔壁を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第３の発明において、前記固定接触子は、管状であり、その基部に前記貯留室に連通する孔を備えたことを特徴とする。
【００１３】
更に、第５の発明は、第３の発明において、前記固定接触子は、管状であり、その基部に外部ガス空間に連通する孔を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、真空遮断部とガス遮断部を直列に構成してなる複合型遮断器において、ガス遮断部に、その接触子開離直後にガス遮断部の耐電圧を低下せしめる手段を設け、真空遮断部の電流裁断現象によって発生する異常電圧をガス遮断部と真空遮断部を通して放電させ、異常電圧の発生を抑止するようにしたので、安全で且つ信頼性の高い複合型遮断器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複合型遮断器の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１は、本発明の複合型遮断器の一実施の形態を一部断面にて示す構成図で、この図１において、１は真空遮断部、２は真空遮断部１に直列に接続したガス遮断部である。
【００１６】
ガス遮断部２は、真空遮断部１側に接続した固定接触子３とこの固定接触子３に接離する可動接触子４とを備えている。固定接触子３の周囲には、導体からなる円盤状の端板５を介して通電用接触子６が設けられている。同様に、可動接触子４の周囲には、導体からなる円盤状の端板７を介して通電用接触子６に接離する通電用接触子８が設けられている。
【００１７】
固定接触子３の先端側部には、可動接触子４の先端が入り込む空所９が形成されている。可動接触子４には、その先端からその基部側に向かって形成した軸方向穴１０と、この軸方向穴９と連通するように、基部側に設けた径方向孔１１とが設けられている。径方向孔１１は、外部ガス空間に連通している。
【００１８】
端版５の内側には、その先端側が可動接触子４側に延在するように、絶縁体からなる円筒状体１２が固定されている。この円筒状体１２内には、ピストン１３が摺動可能に配設されている。このピストン１３は可動接触子４の外周に固定されている。前述した端板５の内側、円筒状体１２及びピストン１３は、固定接触子３とこの固定接触子３に接離する可動接触子４を取り囲む貯留室１４を形成している。この貯留室１４は、可動接触子４の開離直後に、ピストン１３の移動に応動して固定接触子３と可動接触子４間のガス圧力を下げる機能を果たしている。
【００１９】
次に、上述した本発明の複合型遮断器の一実施の形態の動作を説明する。  
電流遮断に当たっては、真空遮断部１とガス遮断部２との各可動接触子は、図示してない操作機構によりほぼ同時に開離される。この開離時、各接触子間には遮断アークが発生する。
【００２０】
比較的小さい電流を遮断する場合には、接触子開離直後に、真空遮断部２にて電流裁断現象が発生する。真空遮断部２で、電流裁断が発生すると、ガス遮断部２は速やかに絶縁を回復し異常電圧にも耐えてしまうため、異常電圧は抑制されることなく立ち上がってしまっていたが、本発明においては、可動接触子４が開離運動をすると、これに固着されたピストン１３も一緒に動くので、開離直後の貯留室１４内の圧力は、外部圧力よりも極端に低くなる。
【００２１】
これにより、ガス遮断部２の接触子３，４間の耐電圧の低下がもたらされ、真空遮断部１の電流裁断による異常電圧に耐えられなくなるため、ガス遮断部２は放電してしまう。この時、真空遮断部１には、異常電圧がかかることになるが，そもそも真空遮断部１は耐電圧能力が低いので、真空遮断部１も放電してしまう。
【００２２】
この放電電流は、当該遮断器の両側の浮遊静電容量と母線のインダクタンスに起因する比較的大きな高周波電流を含んでいるが、真空遮断部１はこれを遮断してしまう。すると再び異常電圧が立ち上がろうとするが、また、ガス遮断部２と真空遮断部１は放電してしまう。このような現象が繰り返され、結果として電流裁断時に誘導性負荷に蓄積されていたエネルギーは、この繰り返し放電により放出されるので、異常電圧の発生を抑制することができる。
【００２３】
電流裁断現象の生じない大電流遮断においては、アーク時間も長くなるため、ガス遮断部２の貯留室１４内には，外部から充分なガスが流れ込み、ガス圧は上昇する。更に、ガス遮断部２は、アーク熱によるガスの膨張が生じて自力吹き付け形遮断部としての機能を果たすようになる。これにより、真空遮断部１とガス遮断部２とを組み合わせた複合型遮断器の安全性及び信頼性を高めることができる。
【００２４】
図２は、本発明の複合型遮断器の他の実施の形態を示すもので、この図２において、図１の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。  
この実施の形態は、図１に示す実施の形態の構成に加えて、円筒状体１２の軸方向中間部、即ち固定接触子３の先端側に、中心部に可動接触子４の通過孔１５を有する隔壁１６を設けて、貯留室１４における固定接触子３側に、より狭くした空間１４Ａを構成したものである。
【００２５】
この実施の形態によれば、隔壁１６によって貯留室１４における固定接触子３側に形成した空間１４Ａの画成により、小電流遮断時の接触子開離直後のガス圧低下をより効率的に発生させ得る効果があるとともに、前述した実施の形態と同様に、真空遮断部１とガス遮断部２とを組み合わせた複合型遮断器の安全性及び信頼性を高めることができる。
【００２６】
図３は、本発明の複合型遮断器の更に他の実施の形態を示すもので、この図３において、図１及び図２の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。  
この実施の形態は、図２に示す実施の形態の構成に加え、固定接触子３を管状体に構成し、端板５側の基底部の近くに貯留室１４における空間１４Ａと連通する孔１７を設けて構成したものである。
【００２７】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、異常電圧の発生を抑制して、真空遮断部１とガス遮断部２とを組み合わせた複合型遮断器の安全性及び信頼性を高めることができる。また、大電流遮断時には、ガス遮断部２は、アーク熱で過熱され膨張したガスを、固定接触子３の軸中心部から孔１７を通って貯留室１４における空間１４Ａに流出させので、自己吹き付け効果を高める作用がある。
【００２８】
図４は、本発明の複合型遮断器の他の実施の形態を示すもので、この図４において、図３の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。  
この実施の形態は、固定接触子３を管状体として、その一方端を端板５に固定し、端板の当該箇所に外部ガス空間に連通する１８を設けて構成したものである。
【００２９】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、異常電圧の発生を抑制して、真空遮断部１とガス遮断部２とを組み合わせた複合型遮断器の安全性及び信頼性を高めることができる。また、固定接触子３は、可動接触子４の開離時に、外部ガス空間のガスを固定接触子３の先端に向けて噴出させるノズルとして作用し、アークの吹き付け効果を強めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の複合型遮断器の一実施の形態を一部断面にて示す構成図である。
【図２】本発明の複合型遮断器の他の実施の形態を一部断面にて示す構成図である。
【図３】本発明の複合型遮断器の更に他の実施の形態を一部断面にて示す構成図である。
【図４】本発明の複合型遮断器の他の実施の形態を一部断面にて示す構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１        真空遮断部
２        ガス遮断部
３        固定接触子
４        可動接触子
５        端板
６        通電用接触子
７        端板
８        通電用接触子
９        空所
１０      軸方向穴
１１      径方向孔
１２      筒状体
１３      ピストン
１４      貯留室
１５      通過孔
１６      隔壁
【図１】
2007200812.tif 000003
【図２】
2007200812.tif 000004
【図３】
2007200812.tif 000005
【図４】
2007200812.tif 000006