(57)【要約】【課題】投入抵抗接点部の開閉動作時に過大な衝撃力が発生しないようにするとともに振動を抑制する。【解決手段】投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器は、電力を投入又は遮断する主接点部Ａと、この主接点部Ａと電気的に並列に接続された投入抵抗接点部Ｂを備える。可動側投入抵抗接点１５と可動側電気シールド１６との間の摺動部分における可動側投入抵抗接点１５の外周には、可動側電気シールド１６の内面と摺動する摺動リング１７ａ，１７ｂと、通電リング１８を設ける。対向側投入抵抗接点２１と電気シールド２０との間の摺動部分において、対向側投入抵抗接点２１の外周には、電気シールド２０の内面と摺動する摺動リング２２ａ，２２ｂを設ける。摺動リング２２ａ，２２ｂの間に、電気シールド２０の内面と摺動する通電リング２３を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向側電極と、前記対向側電極と接離自在な可動側電極とを有する主接点部と、前記主接点部と電気的に並列に接続されている投入抵抗接点部とを有し、前記投入抵抗接点部は、対向側投入抵抗接点と、前記対向側投入抵抗接点と直列に接続された投入抵抗体と、前記対向側投入抵抗接点を摺動するように内部に収納するシリンダと、前記対向側投入抵抗接点に接離自在な可動側投入抵抗接点とを備えた投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器であって、
前記シリンダと前記対向側投入抵抗接点との間に投入抵抗接点を可動側に付勢する復帰用ばねを設け、前記対向側投入抵抗接点の外周には前記シリンダの内面と摺動する複数の摺動リングを設け、前記複数の摺動リングの間には同じく前記シリンダの内面と摺動する１つ又は複数の通電リングを設けたことを特徴とする投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
前記シリンダは、電気シールドであることを特徴とする請求項１に記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
前記シリンダ又は前記電気シールドの内部と外部とを貫通する貫通孔を設け、前記貫通孔の断面積が、前記シリンダ又は前記電気シールドの内部断面積の５％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項４】
前記可動側投入抵抗接点を摺動可能となるように内部に収納する可動側支えを設け、
前記可動側投入抵抗接点の外周には前記可動側支えの内面と摺動する複数の摺動リングを設け、前記複数の摺動リングの間には同じく前記可動側支えの内面と摺動する１つ又は複数の通電リングを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項５】
前記可動側支えは、可動側電気シールドであることを特徴とする請求項４に記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項６】
前記対向側投入抵抗接点と可動側投入抵抗接点との、両方又はどちらか一方は、制振合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【請求項７】
前記可動側投入抵抗接点に投入抵抗接点絶縁操作ロッドを接続し、この投入抵抗接点絶縁操作ロッドの全長が可動側投入抵抗接点の全長よりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電所、開閉所などに用いられる投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に用いられる遮断器においては、必要な遮断容量の増大と、高い信頼性が求められている。そのため、例えば、５５０ｋＶ級のような高電圧遮断器においては、投入時の高いサージ電圧を抑制するために、投入抵抗方式が採用されている。この投入抵抗方式は、遮断器の主接点部に対して電気的に並列に投入抵抗を有する投入抵抗接点部を設け、この投入抵抗により投入時のサージ電圧が抑制された状態で、主接点部を投入する方式である。
【０００３】
この投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器は、故障などにより送変電系統に停電などの重大な問題が発生する可能性があり、より高い信頼性が要求されている。また、電力自由化の時代背景などにより、近年では電力機器への小型化及びコスト低減の要求が高まっている。そのため投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器においても、小型かつ簡易な構成で機能を果たすことが必要とされている。
【０００４】
このような要求を満たすために、投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器の投入抵抗接点部には、以下の性能が必要となる。
（１）機械強度上の高い信頼性を維持するために、開閉動作時の振動が小さく抑制され、過大な衝撃力が発生しない構造であること。
（２）電気的な性能を維持するために、開閉動作の繰返しに対して良好な摺動性能と通電性能を有すること。
（３）投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器全体の小型化のために、投入抵抗接点部の構成が簡易で小型であること。
【０００５】
これらの性能を得るために、投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器に対して様々な提案がなされている。その一例として、投入抵抗接点用電極の動作方向にダンパを設けて力のモーメントを低減することで、開閉動作時の衝撃力を小さくして遮断性能を安定させた投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２８２５２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器は、送変電系統での使用において長期の寿命と信頼性が要求されている。しかし、従来の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器、例えば前記ダンパを設けたものであっても、開閉動作の繰返しを伴う長期間の使用において、摺動部や通電部に過大な摩耗や変形が発生する。
【０００８】
この過大な摩耗や変形の原因は、摺動部への異物の噛み込みのような不正規な現象や開閉動作時の振動などである。この開閉動作時の振動は、経年による摺動部の材料劣化や使用状態に影響を受ける複雑な現象であって、この影響に対しては、摺動部や通電部の振動を抑制する必要がある。
【０００９】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、投入抵抗接点部の開閉動作時に過大な衝撃力が発生しないようにするとともに振動を抑制し、開閉動作の繰返しに対して投入抵抗接点部が良好な摺動性能と通電性能を有し、小形かつ信頼性の高い投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器は以下のような特徴を有する。
（１）対向側電極と、前記対向側電極と接離自在な可動側電極と、を有する主接点部を有する。
（２）前記主接点部と電気的に並列に接続されている投入抵抗接点部を有する。
（３）前記投入抵抗接点部は、対向側投入抵抗接点と、前記対向側投入抵抗接点と直列に接続された投入抵抗体と、前記対向側投入抵抗接点を摺動するように内部に収納するシリンダである電気シールドと、前記対向側投入抵抗接点に接離自在な可動側投入抵抗接点とを有する。
（４）前記投入抵抗接点部において、前記シリンダと前記対向側投入抵抗接点との間に、復帰用ばねと複数の摺動リングを設け、前記複数の摺動リングの間に、１つ又は複数の通電リングを設ける。
（５）前記投入抵抗接点部に、前記可動側投入抵抗接点を摺動可能に収納する可動側電気シールドを設け、前記可動側投入抵抗接点と前記可動側電気シールドとの摺動部に複数の摺動リングを設け、前記複数の摺動リングの間に１つ又は複数の通電リングを設ける。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器を示す側面図である。
【図２】本実施形態の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器の対向側投入抵抗接点を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器（以下、ガス遮断器という）の実施形態について説明する。
【００１３】
（実施形態の構成）
図１は、本実施形態のガス遮断器の遮断状態を示している。このガス遮断器は、絶縁性の媒体である六フッ化硫黄などの絶縁ガスを封入した図示しない容器内に収納されている。
【００１４】
図１に示すように、このガス遮断器は、電力を投入又は遮断する主接点部Ａと、この主接点部Ａと電気的に並列に接続された投入抵抗接点部Ｂを備える。
【００１５】
まず、主接点部Ａの可動側電極について説明する。前記絶縁ガスを封入した容器内には、この容器に固定されている絶縁筒１が設けられている。この絶縁筒１には、可動側の部材を支持するためのベース２が固定されている。このベース２の先端には、パッファピストン３が固定されている。このパッファピストン３の外周にパッファシリンダ５が摺動可能に嵌合され、このパッファシリンダ５とパッファピストン３とで囲まれた空間がパッファ室６になっている。
【００１６】
パッファシリンダ５の後端部には絶縁操作ロッド４が連結されている。この絶縁操作ロッド４は、操作機構が接続されており、その駆動力によってパッファシリンダ５が図中の水平方向に往復して開閉動作をする。
【００１７】
パッファシリンダ５の先端部には主接点用可動側電極７が設けられ、この主接点用可動側電極７の外周側に絶縁ノズル８及び可動側通電接触子９が、それぞれ同心円状に設けられている。
【００１８】
一方、主接点部Ａの対向側電極においては、前記主接点用可動側電極７に対向して対向側の通電用導体１０が設けられている。この通電用導体１０の中央部分に、主接点用対向側電極１１が固定されている。この主接点用対向側電極１１の外周側には可動側通電接触子９と接触する対向側通電接触子１２が設けられている。
【００１９】
次に、投入抵抗接点部Ｂの可動側について説明する。投入抵抗接点を駆動するためのレバー１３が、前記主接点部Ａの絶縁操作ロッド４に連結され、投入抵抗接点用の絶縁操作ロッド１４は、前記レバー１３と連結されている。このレバー１３を介して主接点部Ａと投入抵抗接点部Ｂは同期して動作する。
【００２０】
可動側投入抵抗接点１５は、投入抵抗接点用の絶縁操作ロッド１４に連結されている。この可動側投入抵抗接点１５が摺動可能となるように可動側電気シールド１６が設けられている。可動側電気シールド１６は電気的なシールド機能を有するように角部が曲面状の形状で形成され、可動側投入抵抗接点１５が内部を摺動しながら動作可能となるように支持する。この可動側電気シールド１６が、請求項に記載した可動側支えである。
【００２１】
可動側投入抵抗接点１５と可動側電気シールド１６との間の摺動部分には、摺動リング１７ａ，１７ｂと通電リング１８が設けられている。すなわち、可動側投入抵抗接点１５の外周には可動側電気シールド１６の内面と摺動する摺動リング１７ａ，１７ｂが設けられ、この摺動リング１７ａ，１７ｂの間には同じく可動側電気シールド１６の内面と摺動する通電リング１８が設けられている。
【００２２】
一方、投入抵抗接点部Ｂの対向側は、主接点部Ａの通電用導体１０に対して絶縁スペーサ１９を介して支持されている。すなわち、絶縁スペーサ１９に可動側が開口した筒状の電気シールド２０が支持され、その内部に対向側投入抵抗接点２１が摺動自在に組み込まれている。この電気シールド２０は電気的なシールド機能を有するように角部が曲面状に形成されている。この電気シールド２０と電気的に直列に投入抵抗体２５が接続されている。
【００２３】
図２に示すように、前記電気シールド２０には、内部と外部とを貫通する貫通孔２６が設けられている。前記電気シールド２０と前記対向側投入抵抗接点２１との間に投入抵抗接点を可動側に付勢する復帰用ばね２４が設けられている。
【００２４】
対向側投入抵抗接点２１と電気シールド２０との間の摺動部分には、摺動リング２２ａ，２２ｂと通電リング２３が設けられている。すなわち、対向側投入抵抗接点２１の外周には電気シールド２０の内面と摺動する摺動リング２２ａ，２２ｂが設けられ、この摺動リング２２ａ，２２ｂの間には同じく電気シールド２０の内面と摺動する通電リング２３が設けられている。
【００２５】
なお、前記摺動リング１７ａ，１７ｂ，２２ａ，２２ｂを形成する材料は、ＰＴＦＥ系の摺動性能の良好な樹脂を用いるが、これに限定されず摺動性能の良好なものであれば良い。また、通電リング１８，２３は、銅系の通電性能の良好な金属製リング、羽形状の突起を持つリング、リング状のコイルバネなどを用いるが、これに限定されず通電性能の良好なものであれば良い。
【００２６】
（実施形態の作用）
このように構成された本実施形態のガス遮断器の作用を以下に説明する。図１に示す絶縁操作ロッド４は、操作機構などの駆動力によって、軸方向に往復駆動をする。この往復駆動により主接点部Ａと投入抵抗接点部Ｂとが同期して、往復移動をすることにより、このガス遮断器は開閉動作をする。
【００２７】
図１に示すガス遮断器の開路状態において閉路動作が開始されると、まず、対向側投入抵抗接点２１と可動側投入抵抗接点１５が接触し、これらは閉路となる。続いて、主接点用対向側電極１１と主接点用可動側電極７とが接触し、これらは閉路となる。このときのサージ電圧を発生させるエネルギーは、対向側投入抵抗接点２１と可動側投入抵抗接点１５が閉路となっていることにより、投入抵抗体２５によって吸収される。この吸収により、主接点用対向側電極１１と主接点用可動側電極７への過電圧の印加は防止される。
【００２８】
対向側投入抵抗接点２１と電気シールド２０との摺動する部分には摺動リング２２ａ，２２ｂが設けられていることにより、開閉動作による振動が抑制される。すなわち、対向側投入抵抗接点２１は、可動側投入抵抗接点１５に押されて移動するときに、電気シールド２０の内面を摺動リング２２ａ，２２ｂ及び通電リング２３が摺動する。
【００２９】
このような摺動によりこの部分で発生する振動は、抑制され過大な衝撃力も発生しない。また２つの摺動リング２２ａ，２２ｂの間に通電リング２３が設けられているため、開閉動作が繰返されても通電性能は維持される。
なお、可動側投入抵抗接点１５と可動側電気シールド１６の間に設けられている摺動リング１７ａ，１７ｂと通電リング１８の作用は、前記摺動リング２２ａ，２２ｂと通電リング２３と同じである。
【００３０】
（実施形態の効果）
以上説明した本実施形態のガス遮断器によれば、摺動リング１７ａ，１７ｂ，２２ａ，２２ｂ及び通電リング１８，２３を有していることで次のような効果を有する。
（１）投入抵抗接点部Ｂの開閉動作時の振動が小さく抑制され、過大な衝撃力が発生しないことにより機械強度上の高い信頼性を維持することができる。
（２）開閉動作の繰返しに対して良好な摺動性能と通電性能を有する投入抵抗接点部Ｂを実現できる。
（３）小型かつ簡易な構成で信頼性の高い投入抵抗接点付きパッファ形ガス遮断器とすることができる。
【００３１】
(他の実施形態)
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような他の実施形態も含有する。
【００３２】
（１）図２に示す電気シールド２０の内部と外部とを貫通する貫通孔２６において、この貫通孔２６の断面積Ｓ１が、電気シールド２０の内部断面積Ｓ２の５％以下となるように形成しても良い。この場合、電気シールド２０の内部のガス圧を適切に上昇させて対向側投入抵抗接点２１に対するダンピング効果により開閉動作時の振動を抑制することができる。
【００３３】
（２）対向側投入抵抗接点２１及び可動側投入抵抗接点１５には、制振合金を材料として用いても良い。制振合金は、金属でありながら振動を吸収する特性を有している。この制振合金を用いることにより、対向側投入抵抗接点２１及び可動側投入抵抗接点１５に発生する振動を吸収することができる。
【００３４】
（３）図１に示す投入抵抗接点絶縁操作ロッド１４の全長Ｌ１は、可動側投入抵抗接点１５の全長Ｌ２よりも長くなるようにしても良い。このようにすることにより、金属に比較して剛性が小さい絶縁材料で形成されている投入抵抗接点絶縁操作ロッド１４が、開閉動作時に可動側投入抵抗接点１５に発生する振動を吸収することができる。
【００３５】
（４）本実施形態においては、２つの摺動リング１７ａ，１７ｂと１つの通電リング１８、及び、２つの摺動リング２２ａ，２２ｂと１つの通電リング２３で構成されているが、これに限定されない。例えば、前記のそれぞれの組み合わせが、３以上の複数の摺動リングと２以上の複数の通電リングで構成されても良い。
【００３６】
（５）本実施形態においては、投入抵抗接点部Ｂの可動側の可動側電気シールド１６が請求項に記載の可動側支えであるが、これに限定されない。例えば、この可動側支えは、電気シールドの機能を有しないものであっても良い。
【００３７】
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１…絶縁筒
２…ベース
３…パッファピストン
４…絶縁操作ロッド
５…パッファシリンダ
６…パッファ室
７…主接点用可動側電極
８…絶縁ノズル
９…可動側通電接触子
１０…通電用導体
１１…主接点用対向側電極
１２…対向側通電接触子
１３…レバー
１４…投入抵抗接点用の絶縁操作ロッド
１５…可動側投入抵抗接点
１６…可動側電気シールド
１７ａ，１７ｂ…摺動リング
１８…通電リング
１９…絶縁スペーサ
２０…電気シールド
２１…対向側投入抵抗接点
２２ａ，２２ｂ…摺動リング
２３…通電リング
２４…復帰用ばね
２５…投入抵抗体
２６…貫通孔
Ａ…主接点部
Ｂ…投入抵抗接点部
Ｓ１…貫通孔２６の断面積
Ｓ２…電気シールド２０の内部断面積
Ｌ１…投入抵抗接点絶縁操作ロッド１４の全長
Ｌ２…可動側投入抵抗接点１５の全長
【図１】
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【図２】
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