(57)【要約】【課題】ガス遮断器の耐電圧性能の向上及び小型化を図る。【解決手段】実施の形態のガス遮断器は、互いに並列に接続された遮断ユニットと抵抗体ユニットとを有する。遮断ユニットは、管状の第１の絶縁性容器、第１の固定側電極ロッド及び第１の可動側電極ロッドを備える。抵抗体ユニットは、管状の第２の絶縁性容器、第２の固定側電極ロッド、第２の可動側電極ロッド及び複数の抵抗体素子を備える。第２の可動側電極ロッドは、第２の絶縁性容器内において対向する第２の固定側電極ロッドに接触する前進位置とこの電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する。ここで、第２の固定側電極ロッドと後退位置にある第２の可動側電極ロッドとの間の極間は、第２の絶縁性容器における軸方向の中心を基準位置として、第２の絶縁性容器の軸方向の長さの２５％以内に収まる位置に配置される。【選択図】図１
2013197010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断ユニットと、この遮断ユニットに並列に接続された抵抗体ユニットと、を有し、
前記遮断ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した第１の絶縁性容器と、
前記第１の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第１の固定側電極ロッドと、
前記第１の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第１の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第１の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第１の可動側電極ロッドと、を備え、
前記抵抗体ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した第２の絶縁性容器と、
前記第２の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第２の固定側電極ロッドと、
前記第２の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第２の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第２の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第２の可動側電極ロッドと、
前記第２の固定側電極ロッド又は前記第２の可動側電極ロッドに電気的に接続された複数の抵抗体素子と、を備え、
前記第２の固定側電極ロッドの先端と前記後退位置に移動した前記第２の可動側電極ロッドの先端との間の極間は、前記第２の絶縁性容器における軸方向の中心を基準位置として、当該第２の絶縁性容器の軸方向の長さの２５％以内に収まる位置に配置される、
ことを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記複数の抵抗体素子は、二組に分けられて、前記第２の固定側電極ロッドと前記第２の可動側電極ロッドとにそれぞれ接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記抵抗体素子に接合された放熱部と、
前記放熱部に接合されていると共に前記第２の可動側電極ロッドを摺動可能に支持する軸受部とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記第２の絶縁性容器は、前記第２の固定側電極ロッドが電気的に接続された一方の端子部側を、当該第２の絶縁性容器の軸方向に延長するように構成した収容空間延長部を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項５】
遮断ユニットと、この遮断ユニットに並列に接続された抵抗体ユニットと、を有し、
前記遮断ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した管状の第１の絶縁性容器と、
前記第１の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第１の固定側電極ロッドと、
前記第１の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第１の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第１の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第１の可動側電極ロッドと、を備え、
前記抵抗体ユニットは、
両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入した管状の第２の絶縁性容器と、
前記第２の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続された第２の固定側電極ロッドと、
前記第２の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する前記第２の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と当該第２の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する第２の可動側電極ロッドと、
前記第２の固定側電極ロッド又は前記第２の可動側電極ロッドに電気的に接続された複数の抵抗体素子と、を備え、
さらに、前記抵抗体ユニットは、前記第２の固定側電極ロッド及び前記第２の可動側電極ロッドに対して電気的に並列に接続されかつ前記第２の絶縁性容器内で前記第２の固定側電極ロッド及び前記第２の可動側電極ロッドの周囲にそれぞれ分散して配置された複数のコンデンサ素子を備える、
ことを特徴とするガス遮断器。
【請求項６】
前記遮断ユニットは、前記第１の固定側電極ロッド及び前記第１の可動側電極ロッドに対して電気的に並列に接続されかつ前記第１の絶縁性容器内で前記第１の固定側電極ロッド及び前記第１の可動側電極ロッドの周囲にそれぞれ分散して配置された複数のコンデンサ素子を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項７】
両端に端子部が各々配置された第３の絶縁性容器と前記第３の絶縁性容器内で一方及び他方の端子部に電気的に接続されたコンデンサ素子とを有すると共に前記遮断ユニットと前記抵抗体ユニットとの間に並列に接続されたコンデンサユニットをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項８】
前記第１及び第２の絶縁性容器内に封入される絶縁ガスは、酸素、窒素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一種を含むガスである、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項９】
前記第１及び第２の絶縁性容器内に封入される絶縁ガスは、２原子分子以上のハロゲン系元素を含むガス粒子で構成された中性ガスである、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス遮断器は、発電所や変電所などの送電系統で事故が発生した場合、その際生じる異常電流を迅速に遮断し事故箇所を送電系統から切り離すために利用される。近年の送電系統の大容量化に伴い、遮断容量の大きい用途のガス遮断器には、高い信頼性が要求される。
【０００３】
そこで、大容量の送電に対応するガス遮断器としては、電力投入時の投入過電圧を抑制するために、複数の抵抗体素子を搭載した投入抵抗付きのガス遮断器が例えば採用される。投入抵抗付きのガス遮断器は、主接点を含む遮断ユニットとは別に、抵抗体素子に接続された投入抵抗接点を含む抵抗体ユニットを、並列に設けておき、電力投入時に主接点の接続に先行して投入抵抗接点を接続し、投入過電圧を抑制した状態で主接点を接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０８００８号公報
【特許文献２】特開平４−２０９４３３号公報
【特許文献３】特許第２８５９３５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなガス遮断器の上述した遮断ユニット及び抵抗体ユニットは、それぞれ一組の電極で構成される主接点及び投入抵抗接点が、碍管などの例えば絶縁性容器内に各々収容されたかたちで構成されている。さらに、遮断ユニット及び抵抗体ユニットは、ガス遮断器全体の小型化を考慮して互いが近接する位置に配置されている。
【０００６】
このため、上記のガス遮断器は、例えば抵抗体ユニット内での電界分布が不均一である場合、遮断時にアーク放電が生じやすくなって、抵抗体ユニット単体の耐電圧性能の低下を招くばかりでなく、抵抗体ユニットの電界分布のばらつきが、近接する遮断ユニットの電界にも悪影響を及ぼし、遮断ユニットの耐電圧性能をも低下させるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、耐電圧性能の向上及び小型化を図れるガス遮断器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施の形態のガス遮断器は、遮断ユニットと、この遮断ユニットに並列に接続された抵抗体ユニットと、を有している。遮断ユニットは、管状の第１の絶縁性容器、第１の固定側電極ロッド及び第１の可動側電極ロッドを備える。第１の絶縁性容器は、両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入している。第１の固定側電極ロッドは、第１の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続されている。第１の可動側電極ロッドは、第１の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する第１の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と第１の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する。抵抗体ユニットは、管状の第２の絶縁性容器、第２の固定側電極ロッド、第２の可動側電極ロッド及び複数の抵抗体素子を備える。第２の絶縁性容器は、両端に端子部をそれぞれ設けて絶縁ガスを封入している。第２の固定側電極ロッドは、第２の絶縁性容器内で一方の端子部に電気的に接続されている。第２の可動側電極ロッドは、第２の絶縁性容器内で他方の端子部に電気的に接続されていると共に、対向する第２の固定側電極ロッドに対して接触する前進位置と第２の固定側電極ロッドから離間する後退位置との間を進退移動する。複数の抵抗体素子は、第２の固定側電極ロッド又は第２の可動側電極ロッドに電気的に接続されている。ここで、第２の固定側電極ロッドの先端と後退位置に移動した第２の可動側電極ロッドの先端との間の極間は、第２の絶縁性容器における軸方向の中心を基準位置として、第２の絶縁性容器の軸方向の長さの２５％以内に収まる位置に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【図２】図１のガス遮断器における閉極時の状態を示す断面図。
【図３】比較例のガス遮断器における開極時の状態を示す断面図。
【図４】第２の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【図５】図４のガス遮断器における閉極時の状態を示す断面図。
【図６】図４中のＡ部詳細図。
【図７】第３の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【図８】第４の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【図９】第５の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【図１０】第６の実施形態に係るガス遮断器の主要部分の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
なお、後述する各実施の形態では、実施形態ごとの技術的思想を明確にするために、いわゆる一点切り型のガス遮断器又は多点切り（例えば二点切り）型のガス遮断器において、遮断機能一点分の主要部分の構成について説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の開極時の状態を示しおり、図２は、閉極時の状態を示している。図１、図２に示すように、ガス遮断器１０は、遮断容量が例えば５５０ｋＶ級となる大容量タイプの投入抵抗付きのガス遮断器であって、遮断ユニット１及び抵抗体ユニット２を備えている。遮断ユニット１と抵抗体ユニット２とは、導電性の接合部材１４、１９を介して電気的かつ機械的に並列に接続されており、互いに近接した位置に配置されている。
【００１２】
遮断ユニット１は、（第１の）絶縁性容器５、（第１の）固定側電極ロッド７、及び（第１の）可動側電極ロッド８を備える。絶縁性容器５は、セラミック製の碍管などを適用した管状の容器として構成されており、電気絶縁性を有している。中空のこの絶縁性容器５は、ＳＦ6ガス（六弗化硫黄ガス）などの絶縁ガス３が内部に封入されている。また、絶縁性容器５は、両端に端子部５ａ、５ｂがそれぞれ設けられている。
【００１３】
固定側電極ロッド７は、絶縁性容器５内で一方の端子部５ａに基端部分が電気的に接続されている。固定側電極ロッド７の先端には、一方の主接点７ａが設けられている。可動側電極ロッド８は、絶縁性容器５内で他方の端子部５ｂに基端部分が電気的に接続されている。さらに、可動側電極ロッド８は、絶縁性容器５内において、固定側電極ロッド７に対して対向する位置に配置されている。
【００１４】
また、可動側電極ロッド８は、図２に示すように、対向する固定側電極ロッド７に対して接触する前進位置と、図１に示すように、固定側電極ロッド７から離間する後退位置との間を進退移動する。可動側電極ロッド８の先端には、固定側電極ロッド７先端の上記主接点７ａに対する直接的な接触部分及び離間部分となる他方の主接点８ａが設けられている。
【００１５】
一方、抵抗体ユニット２は、図１、図２に示すように、（第２の）絶縁性容器１５、（第２の）固定側電極ロッド１７、（第２の）可動側電極ロッド１８、及び複数の抵抗体素子９ａ、９ｂを備えている。絶縁性容器１５は、例えば碍管などを適用した管状の容器として構成されており、電気絶縁性を有する。中空のこの絶縁性容器１５は、取り付け用のフランジ１５ｃ、１５ｄを有する端子部１５ａ、１５ｂを両端にそれぞれ設けて絶縁ガス３を封入している。
【００１６】
固定側電極ロッド１７は、絶縁性容器１５内において、後述する複数の抵抗体素子９ａを介して、一方の端子部１５ａと電気的に接続されている。固定側電極ロッド１７の先端には、一方の投入抵抗接点１７ａが設けられている。可動側電極ロッド１８は、絶縁性容器１５内において、後述する摺動接点１２及び複数の抵抗体素子９ｂを介して、他方の端子部１５ｂと電気的に接続されている。さらに、可動側電極ロッド１８は、絶縁性容器１５内において、固定側電極ロッド１７に対して対向する位置に配置されている。
【００１７】
また、可動側電極ロッド１８は、図２に示すように、対向する固定側電極ロッド１７に対して接触する前進位置と、図１に示すように、固定側電極ロッド１７から離間する後退位置との間を進退移動する。可動側電極ロッド１８の先端には、固定側電極ロッド１７先端の上記投入抵抗接点１７ａに対する直接的な接触部分及び離間部分となる他方の投入抵抗接点１８ａが設けられている。
【００１８】
複数の抵抗体素子９ａ、９ｂは、固定側電極ロッド１７又は可動側電極ロッド１８と電気的に直列に接続されている。本実施形態では、複数の抵抗体素子９ａ、９ｂは、二組に分けられて、固定側電極ロッド１７と可動側電極ロッド１８とにそれぞれ接続されている。具体的には、図１、図２に示すように、一方の組の複数の抵抗体素子９ａは、固定側電極ロッド１７に接続され、他方の組の複数の抵抗体素子９ｂは、可動側電極ロッド１８に接続されている。
【００１９】
詳述すると、複数の抵抗体素子９ａ、９ｂのそれぞれは、例えば円板状の部材の中央部分に貫通穴を空けたかたちのリング形状を有している。また、固定側電極ロッド１７は、先端の投入抵抗接点１７ａに対して基端側の部位が、電気絶縁性を有する絶縁性ロッド部１７ｂで構成されている。一方の組の複数の抵抗体素子９ａは、中央部分に絶縁性ロッド部１７ｂを挿入した状態で保持されている。さらに、これら複数の抵抗体素子９ａは、投入抵抗接点１７ａと端子部１５ａとの間にそれぞれ介在されるようにして電気的に直列に接続されている。
【００２０】
一方、可動側電極ロッド１８は、図１、図２に示すように、先端の投入抵抗接点１８ａの基端側に連結された部位が、導電性を有する導電性ロッド部１８ｂで構成されている。また、可動側電極ロッド１８では、導電性ロッド部１８ｂの基端側に接合された部位は、電気絶縁性を有する絶縁性ロッド部１８ｃで構成されている。他方の組の複数の抵抗体素子９ｂは、中央部分にクリアランスを空けて絶縁性ロッド部１８ｃを進退移動可能に挿入した状態で、保持されている。
【００２１】
さらに、可動側電極ロッド１８の可動時に、ともに進退移動する導電性ロッド部１８ｂは、端子部１５ｂに電気的に接続された摺動接点１２と、摺動状態又は非摺動状態で電気的に接続されている。また、上述した複数の抵抗体素子９ｂは、投入抵抗接点１８ａ及び導電性ロッド部１８ｂに導通する摺動接点１２の基端部分と端子部１５ｂとの間に、それぞれ介在されるかたちで電気的に直列に接続されている。
【００２２】
このように構成されたガス遮断器１０は、図１、図２に示すように、電力投入時には、まず、抵抗体ユニット２内の可動側電極ロッド１８を前進位置に移動させ、固定側電極ロッド１７先端の投入抵抗接点１７ａに対して可動側電極ロッド１８先端の投入抵抗接点１８ａを接触させる。このとき、複数の抵抗体素子９ａ、９ｂの働きにより、遮断ユニット１の主接点７ａおよび主接点８ａ間の投入過電圧が抑制される。
【００２３】
この投入過電圧を抑制した状態で、ガス遮断器１０は、遮断ユニット１内の可動側電極ロッド８を前進位置に移動させ、固定側電極ロッド７先端の主接点７ａに対して可動側電極ロッド８先端の主接点８ａを接触させて、通常時の通電を開始させる。
【００２４】
一方、異常電流などを遮断する場合には、ガス遮断器１０は、図１に示すように、各ユニット内の可動側電極ロッド８及び可動側電極ロッド１８を後退位置に移動させ、各固定側電極ロッドの先端から各可動側電極ロッドの先端を離間させて、通電を遮断する。
【００２５】
ここで、比較例について図３に基づき説明する。比較例のガス遮断器９０は、図３に示すように、本実施形態の抵抗体ユニット２に代えて、抵抗体ユニット９２を備えている。抵抗体ユニット９２は、固定側電極ロッド１７よりも長い固定側電極ロッド９７と、可動側電極ロッド１８よりも短い可動側電極ロッド９８と、を有している。複数の抵抗体素子９ａは、図３に示すように、固定側電極ロッド９７の方にのみ配置されている。
【００２６】
投入抵抗付きのガス遮断器において、電力投入時に抵抗体素子全体に注入されるエネルギＥは、極間電圧をＶ、電力投入時間をＴ、各抵抗体素子の合計の抵抗値をＲとすると、次の数式で与えられる。
【００２７】
Ｅ＝（Ｖ2／Ｒ）×Ｔ  …（数式）
【００２８】
したがって、直列に接続された抵抗値素子の枚数が減少すると、抵抗値素子一枚あたりの注入エネルギは増大することになる。しかしながら、抵抗体素子は、許容最高使用温度及び定格の注入エネルギ量を定めて作製されているので、注入エネルギが増大すると、抵抗体素子が破壊される可能性がある。このため、エネルギの注入条件が厳しい場合には、抵抗体素子の枚数を増加させ、抵抗値素子一枚あたりに注入されるエネルギを減少させる必要がある。
【００２９】
しかしながら、比較例のガス遮断器９０は、図３に示すように、抵抗体ユニット９２内において、複数の抵抗体素子９ａが、固定側電極ロッド９７の方にのみ配置されている。これにより、抵抗体素子９ａの枚数を増加させるには、固定側電極ロッド９７を長く構成する一方で、可動側電極ロッド９８を短く構成する必要があるため、図３に示すように、各電極ロッド先端の投入抵抗接点１７ａ、１８ａの極間Ｄは、抵抗体ユニット９２（絶縁性容器１５）における軸方向の中心Ｃから端子部１５ｂ側へ大きく偏った位置に配置されることになる。
【００３０】
したがって、比較例のガス遮断器９０は、開極時など、極間Ｄに電圧が加わる場合、抵抗体ユニット９２における絶縁性容器１５内での電界分布が不均一となる。この際、抵抗体ユニット９２の絶縁性容器１５内では、アーク放電が生じやすくなって、抵抗体ユニット９２単体の耐電圧性能の低下を招くばかりでなく、抵抗体ユニット９２の電界分布のばらつきが、近接配置された遮断ユニット１の電界にも悪影響を及ぼし、遮断ユニット１の耐電圧性能をも低下させるおそれがある。したがって、抵抗体ユニット内での電界分布の均一化を図ることは、ガス遮断器の信頼性を確保するうえで重要な要素となる。
【００３１】
また、固定側電極ロッド９７の方にのみ抵抗体素子９ａを配置することを前提として、抵抗体ユニット９２の中央に極間Ｄを配置させるためには、抵抗体ユニット９２の絶縁性容器１５を軸方向に長く構成する必要がある。この場合、製造コストや据付面積が増大するばかりでなく、ガス遮断器９０自体の動作の安定性の低下などが懸念され、さらには絶縁ガス３の使用量を増大させる結果となる。
【００３２】
絶縁性容器内に封入された絶縁ガス３には、前述したようにＳＦ6ガスなどが適用される。ＳＦ6ガスは、物性の安定性が極めて高く、それ自体では無害、無臭であり、電気的絶縁性能やアーク消弧性能に優れている。しかしながら、ＳＦ6ガスの地球温暖化係数は、二酸化炭素の２３，９００倍であって、極めて高い。このため、ＳＦ6ガスは、大気への放出の抑制、使用量の削減、将来的には環境負荷の少ないガスへの代替が求められている。したがって、絶縁ガスの使用量は極力抑えたいところである。
【００３３】
そこで、本実施形態のガス遮断器１０は、図１に示すように、抵抗体ユニット２内において、複数の抵抗体素子９ａ、９ｂを二組に分けて、固定側電極ロッド１７の側と可動側電極ロッド１８の側との双方にこれらの抵抗体素子を配置している。これにより、抵抗体ユニット２を軸方向に長く構成することなく、固定側電極ロッド１７先端の投入抵抗接点１７ａと可動側電極ロッド１８先端の投入抵抗接点１８ａとの間の極間Ｄを、抵抗体ユニット２の絶縁性容器１５における軸方向の中央部分に配置している。
【００３４】
より具体的には、本実施形態のガス遮断器１０では、図１に示すように、固定側電極ロッド１７の先端と後退位置に移動した可動側電極ロッド１８の先端との間の極間Ｄは、絶縁性容器１５における軸方向の長さＬの中心Ｃを基準位置として、絶縁性容器１５の軸方向の長さＬの２５％（Ｌ／４）以内に収まる位置に配置されている。
【００３５】
ここで、ガス遮断器の開極時において、極間Ｄに電圧が加わる際に、図４に示すように、極間Ｄが上記の長さＬの２５％以内の位置に収まっている場合、発明者等は、絶縁性容器１５内での電界分布の均一性が確保されていること、および絶縁性容器５に対しても影響及ぼさないことを電界計算によって確認している。
【００３６】
既述したように、本実施形態のガス遮断器１０は、図１に示すように、抵抗体ユニット２内において、固定側電極ロッド１７と開極時の可動側電極ロッド１８との間の極間Ｄを、抵抗体ユニット２における軸方向の中央部分に配置したことで、抵抗体ユニット２の絶縁性容器１５内での電界分布の均一性を高めることができる。
【００３７】
したがって、電流を遮断する開極時において、抵抗体ユニット２の絶縁性容器１５内でのアーク放電の発生を抑制できるので、抵抗体ユニット２単体の耐電圧性能を向上させることが可能となる。また、抵抗体ユニット２内の電界分布の均一性が確保されていることで、抵抗体ユニット２の電界が、遮断ユニット１の電界に悪影響を及ぼすことなどが抑制され、結果として、遮断ユニット１の耐電圧性能を高めることができる。また、これにより、抵抗体ユニット２と遮断ユニット１とを互いに近接配置することのリスクが低減されるので、ガス遮断器１０全体の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
さらに、本実施形態のガス遮断器１０は、固定側電極ロッド１７の側と可動側電極ロッド１８の側との双方に分けて、複数の抵抗体素子を配置するようにしているので、抵抗体ユニット２を軸方向に長く構成することなく、抵抗体素子の適用枚数を増加させることが可能となる。これにより、抵抗体素子一枚あたりの注入エネルギを低下させることができるので、抵抗体素子の破損などを抑制することができる。また、ガス遮断器１０によれば、上記したように、抵抗体ユニット２を軸方向に長く構成する必要性を取り除くことができるので、製造コストや据付面積を低減でき、さらには絶縁ガスの使用量を削減することも可能となる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施形態を図４〜図６に基づき説明する。なお、図４、図５において、図１、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００４０】
図４〜図６に示すように、本実施形態のガス遮断器２０は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の抵抗体ユニット２に代えて、抵抗体ユニット２２を備えている。抵抗体ユニット２２は、抵抗体ユニット２の構成に加え、放熱部として機能するガイド２３と軸受部として機能するリング２４とをさらに備えている。ガイド２３は、熱伝導率の高い導電性材料を用いて形成されている。ガイド２３は、可動側電極ロッド１８の側に配置された一組の抵抗体素子９ｂどうしの間に電気的かつ機械的に接合されている。
【００４１】
一方、リング２４は、摺動性の高い電気絶縁性材料を用いて円環状に形成されている。さらに、リング２４は、外径部分がガイド２３に接合されている。また、リング２４は、中央の貫通穴に可動側電極ロッド１８の絶縁性ロッド部１８ｃが所定のクリアランスを空けて挿入されている。つまり、リング２４は、可動側電極ロッド１８の絶縁性ロッド部１８ｃを摺動可能に支持する。
【００４２】
したがって、本実施形態のガス遮断器２０によれば、電力投入時に発生した抵抗体素子９ｂの熱をガイド２３により放熱することができる。これにより、抵抗体素子本来の投入過電圧の抑制効果を確実に発揮させることができる。また、ガス遮断器２０では、可動側電極ロッド１８による進退移動をリング２４を介して適切に案内することができる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施形態を図７に基づき説明する。なお、図７において、図１、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００４４】
図７に示すように、本実施形態のガス遮断器３０は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の抵抗体ユニット２に代えて、抵抗体ユニット３２を備えている。抵抗体ユニット３２は、抵抗体ユニット２における絶縁性容器１５の一方の端子部１５ａ側の形状に変更を加えた収容空間延長部３５ａを備えている。この収容空間延長部３５ａは、絶縁性容器１５本体を延長せずに、固定側電極ロッド１７が電気的に接続された端子部１５ａを、絶縁性容器１５の軸方向に延長するようにして構成されている。
【００４５】
したがって、本実施形態のガス遮断器３０によれば、固定側電極ロッド１７と開極時の可動側電極ロッド１８との間の極間を、抵抗体ユニット３２における軸方向の中央部分に配置する構成を確保しつつ、搭載する抵抗体素子の枚数を増加させることができる。これにより、ガス遮断器３０の耐電圧性能を維持しつつ、抵抗体素子一枚あたりの注入エネルギを減少させて抵抗体素子の破損を抑制することが可能となる。
【００４６】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施形態を図８に基づき説明する。なお、図８において、図１、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、本実施形態のガス遮断器４０は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の抵抗体ユニット２に代えて、抵抗体ユニット４２を備えている。抵抗体ユニット４２は、第１の実施形態の固定側電極ロッド１７よりも長い固定側電極ロッド４７と、第１の実施形態の可動側電極ロッド１８よりも短い可動側電極ロッド４８と、を有している。
【００４８】
ここで、本実施形態の抵抗体ユニット４２は、複数のコンデンサ素子４３を備えている。複数のコンデンサ素子４３は、固定側電極ロッド４７及び可動側電極ロッド４８に対して電気的に並列に接続されている。また、これらのコンデンサ素子４３は、絶縁性容器１５内で固定側電極ロッド４７及び可動側電極ロッド４８の周囲にそれぞれ分散して配置されている。なお、抵抗体ユニット４２は、第１の実施形態の固定側電極ロッド１７及び可動側電極ロッド１８を備えて構成されていてもよい。
【００４９】
上述したように、本実施形態のガス遮断器４０では、複数のコンデンサ素子４３が電圧を分担することにより、抵抗体ユニット４２内での電界分布の均一化が図られ、これによって、抵抗体ユニット４２側の電界が、近接する遮断ユニット１内の電界に悪影響を与えることなどが抑制され、この結果、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることが可能となる。また、ガス遮断器４０が例えば多点切り型（２点切り型など）の遮断器として構成されていて、遮断機能一点分ごとの電圧を等しく分担する必要がある場合でも、前記一点分ごとの抵抗体ユニット４２における複数のコンデンサ素子４３により電圧が分担されるので、遮断ユニット１及び抵抗体ユニット４２と並列に電圧分担用のコンデンサユニットなどを別途設ける必要性がなくなり、これにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００５０】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施形態を図９に基づき説明する。なお、図９において、図１、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００５１】
図９に示すように、本実施形態のガス遮断器５０は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の遮断ユニット１及び抵抗体ユニット２に代えて、遮断ユニット５１及び抵抗体ユニット５２を備えている。抵抗体ユニット５２は、第１の実施形態の固定側電極ロッド１７よりも長い固定側電極ロッド４７と、第１の実施形態の可動側電極ロッド１８よりも短い可動側電極ロッド４８と、を有している。
【００５２】
一方、遮断ユニット５１は、複数のコンデンサ素子５３を備えている。複数のコンデンサ素子５３は、固定側電極ロッド７及び可動側電極ロッド８に対して電気的に並列に接続されている。さらに、これらのコンデンサ素子５３は、絶縁性容器５内で固定側電極ロッド７及び可動側電極ロッド８の周囲にそれぞれ分散して配置されている。なお、本実施形態のガス遮断器５０は、抵抗体ユニット５２に代えて、固定側電極ロッド１７及び可動側電極ロッド１８を有する第１の実施形態の抵抗体ユニット２を備えていてもよい。
【００５３】
このように、本実施形態のガス遮断器５０では、複数のコンデンサ素子５３が電圧を分担することにより、遮断ユニット５１内での電界分布の均一化が図られ、これによって、遮断ユニット５１側の電界が、近接する抵抗体ユニット５２内の電界に悪影響を及ぼすことなどが抑制され、結果として、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることができる。また、ガス遮断器５０が例えば多点切り型の遮断器として構成されている場合でも、一点分ごとの遮断ユニット５１における複数のコンデンサ素子５３により電圧が分担されるので、電圧分担用のコンデンサユニットなどを別途設ける必要性がなくなり、製造コストの削減することが可能となる。
【００５４】
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施形態を図１０に基づき説明する。なお、図１０において、図１、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
【００５５】
図１０に示すように、本実施形態のガス遮断器６０は、第１の実施形態に係るガス遮断器１０の抵抗体ユニット２に代えて、抵抗体ユニット５２を備えている。抵抗体ユニット５２は、第１の実施形態の固定側電極ロッド１７よりも長い固定側電極ロッド４７と、第１の実施形態の可動側電極ロッド１８よりも短い可動側電極ロッド４８と、を有している。
【００５６】
さらに、ガス遮断器６０は、コンデンサユニット６３を備えている。コンデンサユニット６３は、両端に端子部６５ａ、６５ｂが各々配置された（第３の）絶縁性容器６５と、絶縁性容器６５内で一方及び他方の端子部６５ａ、６５ｂに電気的に接続されたコンデンサ素子６４と、を有している。また、このようなコンデンサユニット６３は、接合部材６４、６９を用いて、遮断ユニット１と抵抗体ユニット５２との間に電気的かつ機械的に並列に接続されている。なお、本実施形態のガス遮断器６０は、抵抗体ユニット５２に代えて、第１の実施形態の抵抗体ユニット２を備えていてもよい。
【００５７】
上述したように、本実施形態のガス遮断器６０では、図１０に示すように、遮断ユニット１と抵抗体ユニット５２との間にコンデンサユニット６３が介在されているので、コンデンサユニット６３が電圧を分担する効果により、遮断ユニット１と抵抗体ユニット５２との間での互いの電界の影響が軽減され、この結果、ガス遮断器自体の耐電圧性能を高めることが可能となる。
【００５８】
また、ガス遮断器６０が例えば多点切り型（２点切り型など）の遮断器として構成されている場合でも、このコンデンサユニット６３により遮断機能一点分ごとの電圧を等しく分担することが可能となる。なお、図１、図４、図７に示した第１〜第３のガス遮断器１０、２０、３０が多点切り型の遮断器として構成されている場合、上記したコンデンサユニット６３を追加してもよい。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。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共に、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。
【００６０】
なお、遮断ユニット及び抵抗体ユニットの絶縁性容器５、１５内に封入される絶縁ガス３として、ＳＦ6ガスよりも地球温暖化係数の小さい酸素、窒素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一種を含むガスを適用してもよい。ただし、これらのガスは環境への影響は小さいものの、電気絶縁性能はＳＦ6ガスよりも劣るため、絶縁性能が低下することが懸念される。しかしながら、各実施の形態で説明したように、遮断ユニット内や抵抗体ユニット内での電界分布の均一性を高め、遮断性能の向上を図った各実施形態のガス遮断器であれば、酸素、窒素、二酸化炭素などを絶縁ガスとして使用したとしても、電気絶縁性能の低下を抑制できる一方で、環境調和性を高めることが可能となる。
【００６１】
また、これに代えて、遮断ユニット及び抵抗体ユニットの絶縁性容器５、１５内に封入される絶縁ガス３として、２原子分子以上のハロゲン系元素を含むガス粒子で構成された中性ガスを適用することも可能である。
【００６２】
絶縁ガス３に電子親和力の高いフッ素などのハロゲン系元素を含むガスを用いることで、抵抗体ユニット内の固定側電極ロッドと可動側電極ロッドとの極間の電界により加速される電子がハロゲン系原子と付着して消失することから、プレアーク放電の発生時期を遅らせることができる。これにより、抵抗体素子９ａ、９ｂの熱的負担を低減できるので、抵抗体素子９ａ、９ｂの使用枚数を削減できるだけでなく、ガス遮断器自体の製品としての信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１，５１…遮断ユニット、２，２２，３２，４２，５２…抵抗体ユニット、３…絶縁ガス、５，１５，６５…絶縁性容器、５ａ，５ｂ，１５ａ，１５ｂ，６５ａ，６５ｂ…端子部、７，１７，４７…固定側電極ロッド、７ａ，８ａ…主接点、８，１８，４８…可動側電極ロッド、９ａ，９ｂ…抵抗体素子、１０，２０，３０，４０，５０，６０…ガス遮断器、１７ａ，１８ａ…投入抵抗接点、２３…ガイド、２４…リング、３５ａ…収容空間延長部、４３，５３，６４…コンデンサ素子、６３…コンデンサユニット、Ｃ…絶縁性容器の軸方向の長さの中心、Ｄ…固定側電極ロッドと可動側電極ロッドとの極間、Ｌ…絶縁性容器の軸方向の長さ。
【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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【図９】
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【図１０】
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