(57)【要約】【課題】アーク放電発生時間の後半から電流零点の際に比較的低温の消弧性ガスをアークプラズマに吹き付けることのできるガス遮断器を提供する。【解決手段】ガス遮断器は、遮断の過程で可動接触子２と対向接触子３との間に発生するアークプラズマ１５に対して消弧性ガス４を吹き付けて消弧させるガス流発生手段として、パッファ室５と蓄圧室１０とを備える。パッファ室５は、遮断の過程で発生するアークプラズマ発生空間と連通し、可動接触子２と対向接触子３の離間に伴って容積が減少する。蓄圧室１０は、パッファ室５のみと連通するように形成される。【選択図】図１
2013171747.tif 000002
【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配置された第１の接触子及び第２の接触子を接触又は離反させることで電流の導通又は遮断を切り替えるガス遮断器であって、
前記遮断の過程で前記第１の接触子と前記第２の接触子との間に発生するアークプラズマに対して前記消弧性ガスを吹き付けて消弧させるガス流発生手段を有し、
前記ガス流発生手段は、
前記遮断の過程で発生する前記第１の接触子と前記第２の接触子との間の空間と連通し、前記第１の接触子及び前記第２の接触子の離間に伴って容積が減少するパッファ室と、
前記パッファ室のみと連通し、前記パッファ室との間で前記消弧性ガスの流入及び流出が可能な蓄圧室と、
を備えること、
を特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記パッファ室内の前記消弧性ガスの一部は、当該パッファ室の容積の減少に伴って、前記蓄圧室に移動し、
前記蓄圧室に移動した前記消弧性ガスは、前記アークプラズマの熱によって昇圧された前記消弧性ガスの前記パッファ室への流入によって昇圧され、
前記蓄圧室内で昇圧された前記消弧性ガスは、前記パッファ室内の圧力を超えたときに、前記蓄圧室から流出して、前記パッファ室を経由して前記アークプラズマが発生している空間に至ること、
を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記蓄圧室は、前記パッファ室のみと連通する入口と出口をそれぞれ少なくとも一つ有すること、
を特徴とする請求項１又は２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記蓄圧室は、
前記蓄圧室の内部へ向かって先細りし、前記消弧性ガスの流入を案内するノズルを入口に有し、
前記パッファ室の内部へ向かって先細りし、前記消弧性ガスの流出を案内するノズルを出口に有すること、
を特徴とする請求項３記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記蓄圧室は、前記入口と前記出口に逆止弁を有すること、
を特徴とする請求項３記載のガス遮断器。
【請求項６】
消弧性ガスが充填された密閉容器内に対向配置された第１の接触子及び第２の接触子を接触又は離反させることで電流の導通又は遮断を切り替えるガス遮断器であって、
前記遮断の過程で前記第１の接触子と前記第２の接触子との間に発生するアークプラズマに対して前記消弧性ガスを吹き付けて消弧させるガス流発生手段を有し、
前記ガス流発生手段は、
前記遮断の過程で発生する前記第１の接触子と前記第２の接触子との間の空間と連通し、前記第１の接触子及び前記第２の接触子の離間に伴って容積が減少するパッファ室と、
前記パッファ室内に設けられ、当該パッファ室を前記アークプラズマ側の前室と後室とに区切り、前記前室と前記後室との間の前記消弧性ガスの流出及び流入を制御するガイド壁と、
を備えること、
を特徴とするガス遮断器。
【請求項７】
前記後室内の前記消弧性ガスは、前記アークプラズマの熱によって昇圧された前記消弧性ガスの前記前室への流入によって昇圧され、
前記後室内で昇圧された前記消弧性ガスは、前記前室内の圧力を超えたときに、前記後室から流出して、前記前室を経由して前記アークプラズマが発生している空間に至ること、
を特徴とする請求項６記載のガス遮断器。
【請求項８】
前記ガイド壁は、前記前室と後室との間の入口と出口をそれぞれ少なくとも一つ有すること、
を特徴とする請求項６又は７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、気体中で電流の開閉を行うガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流遮断機能を有する開閉器として一般的に使用されているものとしては、ガス絶縁開閉器が挙げられる。ガス絶縁開閉器は、その使用目的、必要とされる機能に応じて、負荷開閉器、断路器、遮断器等のように呼称されるが、電流遮断時に発生するアークプラズマを消弧性ガスの吹き付けにより消弧するガス遮断器を含む点で共通する。
【０００３】
７２ｋＶ以上の高電圧送電系統の保護用開閉器として広く使用されているパッファ型のガス遮断器を図１０に示す。図１０は断面図であり、（ａ）は遮断動作の開極直後、（ｂ）は遮断動作後期の状態を示している。
【０００４】
ガス遮断器には、消弧性ガス４が充填された密閉容器１内に可動接触子２及び対向接触子３が同軸上に対向配置されている。消弧性ガス４は、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）である。ＳＦ６は、アークプラズマ１５を消滅させる消弧性能、及び電気絶縁性能に優れており、特に高電圧送電系統に用いられる電流の開閉装置において広く使用されている。環境調和が重視される近年では、ＳＦ６ガス以外の代替ガスを単体若しくは複数種類の混合として用いる場合もある。
【０００５】
可動接触子２と対向接触子３とは、軸方向に接離可能となっており、電流通電時には接触しており、電流遮断時には相対移動により離間する。具体的には、可動接触子２には、ガス遮断器の軸方向に延設された操作ロッド２１が取り付けられており、可動接触子２は、この操作ロッド２１の駆動機構による押し引きによって対向接触子３と接離する。
【０００６】
可動接触子２の周囲には、可動接触子２による対向接触子３からの離間に伴い容積が減少するパッファ室５が形成されている。このパッファ室５は、対向接触子３と可動接触子２との間のアークプラズマ１５が発生する空間に連通している。
【０００７】
このようなガス遮断器は、次のようにして電流遮断動作を実施する。すなわち、可動接触子２と対向接触子３とが離れる方向に相対的に移動を開始することで、投入状態から開極動作を始める。このとき、可動接触子２と対向接触子３との距離が離れ始め、可動接触子２と対向接触子３との間にアークプラズマ１５が発生する。
【０００８】
アークプラズマ１５は、パッファ室５の圧力上昇に伴い消弧性ガス４が高速で流出して強力に吹き付けられることにより、電流零点において消弧に至る。
【０００９】
パッファ室５の圧力は、主に２つの方法により上昇する。第１の方法は、パッファ室５の容積が減少することによる機械的な圧縮である。もうひとつの方法は、アークプラズマ１５により熱せられた消弧性ガス４のパッファ室５への流入、及びその流入した消弧性ガス４の熱による熱膨張である。
【００１０】
アークプラズマ１５は非常に高温であるため、アークプラズマ１５から高温ガスが発生するとともに、アークプラズマ１５によって加熱された周りの消弧性ガス４も高温となる。高温となった消弧性ガス４は、パッファ室５に流入する。また、流入した消弧性ガス４の熱がパッファ室５内に元々存在していた消弧性ガス４に伝達し、熱膨張が起こる。この高温ガスのパッファ室５への流入及び熱膨張、更には可動接触子２の移動進展に伴うパッファ室５の容積減少によって、パッファ室５のガス圧力は高められる。
【００１１】
一般的に、ガス遮断器では、パッファ室５の圧力が高いほど、消弧性ガス４がアークプラズマ１５へ強力に吹き付けられるため、より高い電流遮断性能が得られることが知られている。そこで、近年、アークプラズマ１５の熱エネルギーをパッファ室５内に積極的に取り込むことで、消弧性ガス４のより高い吹き付け圧力を得る方式が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【００１２】
例えば、特許文献１に開示されているガス遮断器は、可動接触子２が取り付けられる操作ロッド２１を中空とし、可動接触子２の取り付け側と離れた位置にパッファ室５との連通孔を設けておく。このガス遮断器は、アークプラズマ１５の熱エネルギーを操作ロッド２１の中空から連通孔を介してパッファ室５に導入し、これによってパッファ室５の圧力を高めている。また、特許文献２においては、パッファ室５を軸方向に２分割し、アークプラズマ１５に近い方のパッファ室５の容積を限定することで、特に大電流遮断時にアークプラズマ１５への高い吹付け圧力を獲得する方式などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公平７−９７４６６号公報
【特許文献２】特公平７−１０９７４４号公報
【特許文献３】特開２０００−３１１５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１乃至３のガス遮断器は、ハイブリッドパッファ消弧方式と呼ばれ、パッファ室５の圧力上昇にアークプラズマ１５の熱エネルギーを積極的に活用することができ、より高い吹付け圧力が得られ、遮断性能を向上させることができる。このため方式を採用したガス遮断器は、小形化でき、可動接触子２の駆動に必要なエネルギーが低減されることにより、駆動装置は小形、低コストとなり、機械的な信頼性も向上する。
【００１５】
但し、ガス遮断器では、電流遮断する際、電流零点付近でアークプラズマ１５に消弧性ガス４を吹き付ける必要がある。これらハイブリッドパッファ消弧方式において、特にアーク放電発生時間が長い場合には、アーク放電発生時間の前半においてアークプラズマ１５により熱せられた高温ガスがパッファ室５に蓄えられてしまうことがある。
【００１６】
そうすると、アーク放電発生時間の後半から零点に至るまでの間には、この高温となった消弧性ガス４がアークプラズマ１５へ吹き付けられることとなる。そのため、可動接触子２と対向接触子３との間の絶縁が不十分となるおそれがあった。
【００１７】
本発明の実施形態は、上記の課題を解消するために提案されたものであり、アーク放電発生時間の後半から電流零点の際に比較的低温の消弧性ガスをアークプラズマに吹き付けることのできるガス遮断器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、実施形態のガス遮断器は、遮断の過程で可動接触子と対向接触子との間に発生するアークプラズマに対して消弧性ガスを吹き付けて消弧させるガス流発生手段として、パッファ室と蓄圧室とを備えるようにした。
【００１９】
パッファ室は、遮断の過程で発生するアークプラズマ発生空間と連通し、可動接触子と対向接触子の離間に伴って容積が減少する。蓄圧室は、パッファ室のみと連通し、パッファ室との間で前記消弧性ガスの流入及び流出が可能となっている。
【００２０】
これにより、遮断動作初期においては、パッファ室内の消弧性ガスの一部は、当該パッファ室の容積の減少に伴って、蓄圧室に移動し、遮断動作中期においては、蓄圧室に移動した消弧性ガスは、アークプラズマの熱によって昇圧された消弧性ガスのパッファ室への流入によって昇圧される。そして、遮断動作後期においては、蓄圧室内で昇圧された消弧性ガスは、パッファ室内の圧力を超えたときに蓄圧室から流出し、パッファ室を経由してアークプラズマ発生空間に至る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作初期を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作初期を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作初期を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態に係るガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。
【図１０】従来のガス遮断器の遮断過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、ガス遮断器の複数の実施の形態について、図１乃至９を参照して具体的に説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
（構成）
第１の実施形態に係るガス遮断器を図１乃至３を参照しつつ詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係るガス遮断器を示す断面図であり、遮断動作初期の開極直後を示している。図２は、このガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。図３は、このガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。図１乃至３では、ガス遮断器の中心線より上側半分のみを図示し、上側半分に対して中心線を境に対称関係を有する下側半分についての図示を省略する。
【００２４】
図１乃至３に示すように、本実施形態のガス遮断器には、一対の接触子が密閉容器１内に先端を向かい合わせて配置されている。一対の接触子は、電流が導通する電極であり、第１の接触子は可動接触子２となっており、第２の接触子はその対向接触子３である。
【００２５】
密閉容器１は、金属製又は硝子製の容器である。この密閉容器１には、消弧性ガス４が充填されている。消弧性ガス４としては、消弧性能及び絶縁性能に優れたＳＦ６ガス、自然由来ガスである空気、二酸化炭素、酸素、窒素、またはそれらの混合ガスが挙げられる。
【００２６】
対向接触子３は、円柱形状を有しており、可動接触子２は、先端が開口した円筒形状を有する。可動接触子２の先端は、ブラシ状に円周方向に分割されている場合もある。この対向接触子３と可動接触子２は、同軸上に延びている。可動接触子２の先端は、内側に向かって膨出しており、対向接触子３の先端が可動接触子２内に内包されるとき、対向接触子３の表面と可動接触子２の開口縁とが当接する。
【００２７】
この対向接触子３は、密閉容器１に固定され、可動接触子２は、その後端が操作ロッド２１に接続されている。可動接触子２は、この操作ロッド２１が機械的に押し引きされることによって軸方向に移動可能であり、押し引きの程度に応じて対向接触子３と接触し、又は離反する。
【００２８】
可動接触子２の周囲には、操作ロッド２１の押し引きに応じて容積が可変するパッファ室５が形成されている。パッファ室５は、可動接触子２と同心円状に配置されたドーナツ状の両端面が有底の筒である。
【００２９】
パッファ室５の内周面は、パッファ室５を貫いて配置される操作ロッド２１の周面によって形成されている。また、パッファ室５は、対向接触子３側の端面である上底及び側壁を形成するシリンダ部６と、下底を形成するピストン部７とで構成されている。
【００３０】
ピストン部７は、密閉容器１に固定されており、不動である。シリンダ部６は、可動接触子２を介して操作ロッド２１に接続されており、上底がビストン部７へ接近又は離反するように、パッファ室５の軸方向に移動する。そのため、操作ロッド２１の押し引きの程度によってパッファ室５の長さが変わり、パッファ室５の容積が変更される。
【００３１】
このパッファ室５の対向接触子３側の端面には、可動接触子２との間に複数の貫通孔８が形成されている。また、パッファ室５の対向接触子３側の端面には、可動接触子２と対向接触子３の周囲を覆う絶縁ノズル９が立設されている。
【００３２】
この貫通孔８と絶縁ノズル９とは、アークプラズマ１５が発生する空間とパッファ室５内とを繋ぐガス流路を形成している。アークプラズマ１５が発生する空間とは、可動接触子２の先端と対向接触子３の先端との間の空間であり、電流遮断時に可動接触子２が対向接触子３から離れた際に形成される。
【００３３】
また、パッファ室５には、このパッファ室５のみと連通する容積不変の蓄圧室１０が接続されている。この蓄圧室１０は、ピストン部７の裏面に取り付けられており、アークプラズマ１５が発生する空間から見て、パッファ室５の後段に該当する。この蓄圧室１０は、遮断過程の初期から中期にかけて、パッファ室５内の消弧性ガス４が流入し、その圧力を蓄積し、遮断過程の後期において、流入した消弧性ガス４をアークプラズマ１５へ向けて高速で噴出させる空間である。
【００３４】
具体的には、蓄圧室１０は、可動接触子２と同心円状に配置されたドーナツ状の両端が有底の筒である。この蓄圧室１０は、パッファ室５から蓄圧室１０へ消弧性ガス４を流入させる入口１１と、蓄圧室１０からパッファ室５へ消弧性ガス４を流出させる出口１２とがそれぞれ少なくとも一つ貫設されており、パッファ室５のみと連通し、パッファ室５との間で消弧性ガス４の流入及び流出が可能となっている。
【００３５】
蓄圧室１０の上底面は、ピストン部７の裏面によって形成されている。蓄圧室１０の下底面は、その上底面よりも面積が狭い。蓄圧室１０の内周壁は、ピストン部７の裏面の内周側に立設し、外周壁は、ピストン部７の裏面の外周側に立設し、それぞれ、ピストン部７と離れる方向に所定長だけ延びている。この内周壁及び外周壁は、下底の縁に向けてテーパ状に連続的に窄んでいる。
【００３６】
入口１１は、ピストン部７に形成され、蓄圧室１０の内周側に貫設され、出口１２は、蓄圧室１０の外周側に貫設されている。このため、蓄圧室１０の入口１１側は、ガス流路が徐々に狭くなり、出口１２側は、ガス流路が徐々に広くなっている。
【００３７】
この入口１１には、蓄圧室１０の内部へ向かって先細りし、蓄圧室１０への消弧性ガス４の流入を案内するノズル１３が設けられ、出口１２には、パッファ室５の内部へ向かって先細りし、蓄圧室１０からパッファ室５への消弧性ガス４の噴出を案内するノズル１４が設けられている。
【００３８】
尚、この蓄圧室１０は、円周方向に複数に分割されていてもよいし、分割された各蓄圧室１０が連続していても、非連続であってもよい。
【００３９】
（作用）
このようなガス遮断器の遮断動作について図１乃至３を参照しつつ説明する。このガス遮断器では、次のようにして電流遮断動作を実施する。
【００４０】
すなわち、図１に示すように、電流遮断動作が開始すると、操作機構からの駆動力を受けて操作ロッド２１が後退する。操作ロッド２１の後退に伴って、可動接触子２は、対向接触子３と離れる方向に移動する。可動接触子２と対向接触子３が開離すると、可動接触子２と対向接触子３との間の空間にアークプラズマ１５が発生する。
【００４１】
このとき、パッファ室５においては、ピストン部７は位置が固定されているのに対し、操作ロッド２１に接続されたシリンダ部６はピストン部７に近づく方向に移動する。そのため、パッファ室５の容積は減少し始め、内部の消弧性ガス４の圧縮が開始される。
【００４２】
遮断動作の初期においては、パッファ室５内の容積減少による圧力上昇に伴い、パッファ室５内に収容されている一部の消弧性ガスＡ１が、貫通孔８と絶縁ノズル９とで形成されたガス流路を通って、パッファ室５からアークプラズマ１５へ向けて流出する。
【００４３】
また、遮断動作の初期においては、パッファ室５内の容積減少による圧力上昇に伴い、パッファ室５内に収容されている一部の消弧性ガスＡ２が、入口１１から蓄圧室１０内へ流入する。これにより、蓄圧室１０内には、アークプラズマ発生空間へ向かわなかった低温の消弧性ガスＡ２の蓄圧が開始される。尚、低温の消弧性ガスＡ２とは、アークプラズマ１５によって熱せられた消弧性ガス４よりも温度が低いものである。
【００４４】
次に、図２に示すように、電流遮断動作中期になると、アークプラズマ発生空間へ流出した消弧性ガス４がアークプラズマ１５により熱せられて熱膨張する。そのため、アークプラズマ発生空間の圧力とパッファ室５内の圧力とが逆転し、アークプラズマ発生空間からパッファ室５へ高温の消弧性ガスＢが流入する。
【００４５】
電流遮断動作中期では、パッファ室５の更なる容積減少と、高温の消弧性ガスＢの流入により、パッファ室５内の圧力は更に上昇し続ける。そして、高温の消弧性ガスＢに押し出されるように、パッファ室５内に残存していた低温の消弧性ガスＡ２の蓄圧室１０への流入が継続し、蓄圧室１０内の圧力も更に上昇し続ける。尚、実際にアークプラズマ発生空間からパッファ室５へ向かう消弧性ガスＢのガス流発生タイミングは、遮断電流値とアークプラズマ発生時間等に依存する。
【００４６】
次に、図３に示すように、電流遮断動作後期になると、蓄圧室１０内の圧力は、パッファ室５内の圧力を超え、蓄圧室１０に蓄積されていた低温の消弧性ガスＡ２はパッファ室５内へ噴出する。このとき、出口１２には、パッファ室５の内部へ向かって先細りするノズル１４が取り付けられているため、低温の消弧性ガスＡ２の噴流は、高温の消弧性ガスＢをかき分けてアークプラズマ発生空間に至り、アークプラズマ１５に強力に吹き付けられる。そして、最終的に、可動接触子２が対向接触子３と十分に開離し、電流零点を迎えると、アークプラズマ１５が消弧され電流が遮断される。
【００４７】
（効果）
このように、第１の実施形態に係るガス遮断器は、遮断の過程で可動接触子２と対向接触子３との間に発生するアークプラズマ１５に対して消弧性ガス４を吹き付けて消弧させるガス流発生手段として、パッファ室５と蓄圧室１０とを備えるようにした。パッファ室５は、遮断の過程で発生するアークプラズマ発生空間と連通し、可動接触子２と対向接触子３の離間に伴って容積が減少する。蓄圧室１０は、パッファ室５のみと連通するように形成される。
【００４８】
これにより、遮断動作初期においては、パッファ室５内の消弧性ガス４の一部は、当該パッファ室５の容積の減少に伴って、蓄圧室１０に移動し、遮断動作中期においては、蓄圧室１０に移動した消弧性ガス４は、アークプラズマ１５の熱によって昇圧された消弧性ガス４のパッファ室５への流入によって昇圧される。そして、遮断動作後期においては、蓄圧室１０内で昇圧された消弧性ガス４は、パッファ室５内の圧力を超えたときに蓄圧室１０から流出し、パッファ室５を経由してアークプラズマ発生空間に至る。そのため、電流零点付近では、元々パッファ室５や蓄圧室１０内に存在していた比較的温度の低い消弧性ガス４をアークプラズマ１５へ吹き付けることができ、可動接触子２と固定接触子３との間の絶縁を十分に確保することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
（構成）
第２の実施形態に係るガス遮断器を図４乃至６を参照しつつ詳細に説明する。図４は、第２の実施形態に係るガス遮断器を示す断面図であり、遮断動作初期の開極直後を示している。図５は、このガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。図６は、このガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。
【００５０】
図４乃至図６に示すように、第２の実施形態に係るガス遮断器は、蓄圧室１０への入口１１及び出口１２にそれぞれ逆止弁１６、１７を設けたものである。入口１１に設けられた逆止弁１６は、蓄圧室１０の圧力よりもパッファ室５の圧力が高い場合にのみ開弁し、パッファ室５から蓄圧室１０へ消弧性ガス４が流入する。出口１２に設けられた逆止弁１７は、パッファ室５の圧力よりも蓄圧室１０の圧力が高い場合にのみ開弁し、蓄圧室１０からパッファ室５へ消弧性ガス４が噴出する。
【００５１】
（作用）
このようなガス遮断器の遮断動作について図４乃至６を参照しつつ説明する。このガス遮断器では、次のようにして電流遮断動作を実施する。
【００５２】
すなわち、図４に示すように、遮断動作の初期においては、パッファ室５内の容積減少による圧力上昇に伴い、パッファ室５の圧力が蓄圧室１０よりも高くなるため、入口１１の逆止弁１６が開き、パッファ室５内に収容されている一部の消弧性ガスＡ２が、入口１１から蓄圧室１０内へ流入する。一方、出口１２の逆止弁１７は、パッファ室５の圧力が蓄圧室１０よりも高いために閉弁したままであり、蓄圧室１０からパッファ室５への消弧性ガスＡ２の流入は起こりづらい。
【００５３】
電流遮断動作中期では、図５に示すように、パッファ室５の更なる容積減少と、高温の消弧性ガスＢの流入により、パッファ室５内の圧力は更に上昇し続ける。そのため、入口１１の逆止弁１６は開弁のままとなり、高温の消弧性ガスＢに押し出されるように、パッファ室５内に残存していた低温の消弧性ガスＡ２の蓄圧室１０への流入が継続し、蓄圧室１０内の圧力も更に上昇し続ける。
【００５４】
そして、図６に示すように、電流遮断動作後期になると、蓄圧室１０内の圧力は、パッファ室５内の圧力を超えるため、出口１２の逆止弁１７が開弁し、蓄圧室１０に蓄積されていた低温の消弧性ガスＡ２はパッファ室５内へ噴出し、アークプラズマ発生空間に至り、アークプラズマ１５に強力に吹き付けられる。そして、最終的に、可動接触子２が対向接触子３と十分に開離し、電流零点を迎えると、アークプラズマ１５が消弧され電流が遮断される。
【００５５】
（効果）
以上のように、第２の実施形態に係るガス遮断器では、蓄圧室１０の入口１１と出口１２に逆止弁１６、１７を設けた。そのため、電流遮断動作初期から中期にかけて、蓄圧室１０からパッファ室５へ逆流する消弧ガス４は少なくなるため、多くの低温の消弧性ガス４を電流遮断後期まで蓄積しておくことができ、電流零点において、より低温の消弧性ガス４をアークプラズマ１５に吹き付けることができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
（構成）
第３の実施形態に係るガス遮断器を図７乃至９を参照しつつ詳細に説明する。図７は、第３の実施形態に係るガス遮断器を示す断面図であり、遮断動作初期の開極直後を示している。図８は、このガス遮断器の遮断動作中期を示す断面図である。図９は、このガス遮断器の遮断動作後期を示す断面図である。
【００５７】
図７乃至９に示すように、第３の実施形態に係るガス遮断器では、パッファ室５の空間を可動接触子２の軸方向に２分割するようにガイド壁１８が設けられている。このガイド壁１８により、パッファ室５は、軸方向に前室１９と後室２０とに区切られている。前室１９は、アークプラズマ発生空間側であり、後室２０は、その後段に位置し、第１及び第２の実施形態における蓄圧室１０に相当する。このガイド壁１８は、前室１９と後室２０との間の消弧性ガス４の流入及び流出を制御している。
【００５８】
具体的には、このガイド壁１８は、可動接触子２が通る開口が頂点に設けられたコーン形状を有し、その外縁とパッファ室５の外周面とは所定の隙間が形成されている。開口の径は、可動接触子２の外径よりも大きい。このガイド壁１８と可動接触子２との間の隙間が前室１９から後室２０へ消弧性ガス４が流入する入口１１となり、ガイド壁１８とパッファ室５の外周壁との間の隙間が後室２０から前室１９へ消弧性ガス４が流出する出口１２となる。
【００５９】
また、ガイド壁１８は、入口１１から後室２０へ流入するガス流に対して鋭角な迎角を有し、また出口１２から前室１９へ流出するガス流に対して鋭角な迎角を有するように傾斜している。このため、入口１１においては、後室２０への消弧性ガス４の流入が案内され、出口１２においては、前室１９への消弧性ガス４の流出が案内される。
【００６０】
このガイド壁１８は、可動接触子２及びシリンダ部６に接続されており、シリンダ部６と共に操作ロッド２１の押し引きに伴って軸方向に移動する。そのため、前室１９の容積は不変であり、後室２０の容積が可変する。
【００６１】
（作用）
このようなガス遮断器の遮断動作について図７乃至９を参照しつつ説明する。このガス遮断器では、次のようにして電流遮断動作を実施する。
【００６２】
すなわち、図７に示すように、遮断動作の初期においては、パッファ室５内の容積減少による圧力上昇に伴い、前室１９に収容されている消弧性ガスＡ１が、貫通孔８と絶縁ノズル９とで形成されたガス流路を通って、パッファ室５からアークプラズマ１５へ向けて流出する。この間、後室２０の容積は減少し始め、後室２０に収容されている消弧性ガスＡ３は圧縮される。
【００６３】
次に、図８に示すように、電流遮断動作中期になると、アークプラズマ発生空間へ流出した消弧性ガスＡ１がアークプラズマ１５により熱せられて熱膨張する。そのため、アークプラズマ発生空間の圧力とパッファ室５内の圧力とが逆転し、アークプラズマ発生空間からパッファ室５へ高温の消弧性ガスＢが流入する。
【００６４】
電流遮断動作中期では、後室２０の容積が更に減少し、またパッファ室５に流入した高温の消弧性ガスＢが入口１１において後室内の消弧ガスＡ３を加圧することにより、後室２０内の圧力は更に上昇し続ける。
【００６５】
次に、図９に示すように、電流遮断動作後期になると、後室２０内の圧力は、前室１９の圧力を超え、後室２０に蓄積されていた低温の消弧性ガスＡ３は出口１２を通って前室１９内へ噴出する。この前室１９へ噴出した消弧性ガスＡ３は、ガス流路を通ってアークプラズマ発生空間に至り、アークプラズマ１５に強力に吹き付けられる。そして、最終的に、可動接触子２が対向接触子３と十分に開離し、電流零点を迎えると、アークプラズマ１５が消弧され電流が遮断される。
【００６６】
（効果）
以上のように、第３の実施形態に係るガス遮断器では、パッファ室５をアークプラズマ側の前室１９と後室２０とに区切るガイド壁１８をパッファ室５内に設け、前室１９と後室２０との間の消弧性ガス４の流出及び流入を制御するようにした。このガイド壁１８により、後室２０内の消弧性ガス４は、アークプラズマ１５の熱によって昇圧された消弧性ガス４の前室１９への流入によって昇圧され、後室２０内で昇圧された消弧性ガス４は、前室１９内の圧力を超えたときに、後室２０から流出して、前室１９を経由してアークプラズマ１５が発生している空間に至る。
【００６７】
そのため、電流零点付近では、元々後室２０に存在していた比較的温度の低い消弧性ガス４をアークプラズマ１５へ吹き付けることができ、可動接触子２と固定接触子３との間の絶縁を十分に確保することができるとともに、構造が簡易であり、ガス遮断器の製造コストを削減することができる。
【００６８】
［その他の実施の形態］
本明細書においては、本発明に係る複数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って、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１乃至第３の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、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、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、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。
【００６９】
例えば、本発明は、対向接触子３を可動接触子２と反対側へ駆動し、相対的開極速度を向上させようとするいわゆるデュアルモーション機構を用いたタイプのガス遮断器にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  密閉容器
２  可動接触子
３  対向接触子
４  消弧性ガス
５  パッファ室
６  シリンダ部
７  ピストン部
８  貫通孔
９  絶縁ノズル
１０  蓄圧室
１１  入口
１２  出口
１３  ノズル
１４  ノズル
１５  アークプラズマ
１６  逆止弁
１７  逆止弁
１８  ガイド壁
１９  前室
２０  後室
２１  操作ロッド
【図１】
2013171747.tif 000003
【図２】
2013171747.tif 000004
【図３】
2013171747.tif 000005
【図４】
2013171747.tif 000006
【図５】
2013171747.tif 000007
【図６】
2013171747.tif 000008
【図７】
2013171747.tif 000009
【図８】
2013171747.tif 000010
【図９】
2013171747.tif 000011
【図１０】
2013171747.tif 000012