(57)【要約】【課題】遮断性能向上を図ることができるパッファ形ガス遮断器を提供する。【解決手段】パッファ形ガス遮断器は、固定アーク接触子１２と、固定アーク接触子１２に対して接離可能な可動アーク接触子２３ａと、を備える。固定アーク接触子１２は、昇華性物質３３と、昇華性物質３３を収納する収納部１２１と、可動アーク接触子２３ａ側の先端部に設けられ、収納部１２１に連通する開口部１１４と、を有する。収納部１２１は、昇華性物質３３の少なくとも一部を開口部１１４から固定アーク接触子１２の外部へ露出した状態で昇華性物質３３を収納する。【選択図】図１
2016152095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定アーク接触子と、
前記固定アークに接離可能な可動アーク接触子と、を備え、
前記固定アーク接触子は、
昇華性物質と、
前記昇華性物質を収納する収納部と、
前記可動アーク接触子側の先端部に設けられ、前記収納部に連通する開口部と、を有し、
前記収納部は、前記昇華性物質の少なくとも一部を前記開口部から前記固定アーク接触子の外部へ露出した状態で前記昇華性物質を収納する、
パッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
前記固定アーク接触子は、更に、前記昇華性物質を前記収納部における前記開口部側へ押圧する押圧機構を有し、
前記押圧機構は、
前記収納部における、前記開口部側とは反対側の端部と前記昇華性物質との間に介在する弾性部材と、
前記昇華性物質における前記開口部側とは反対側に当接し、前記弾性部材の弾性力により、前記昇華性物質を前記開口部側へ押圧する押圧部材と、を有する、
請求項１に記載のパッファ形ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッファ形ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに接離可能な固定接触子と可動接触子とを備え、可動接触子には、可動接触子と固定接触子との間に発生するアークに吹き付けるために絶縁性ガスを圧縮するパッファ室が設けられているパッファ形ガス遮断器が提供されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されたパッファ形ガス遮断器では、パッファ室内に昇華して絶縁性ガスを発生する昇華性物質が配置されている。そして、アークのエネルギをパッファ室内に配置された昇華性物質に伝達することにより、絶縁性ガスを発生させることによりパッファ室内の圧力を高めることができる。従って、パッファ室から可動接触子と固定接触子との間に発生するアークに対して、絶縁性ガスをより高圧で吹き付けることができるので、アークに対する消弧性能が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された構成では、昇華性物質が配置された場所が、アークの発生場所から離れているので、アークのエネルギが昇華性物質に十分に伝達されず、パッファ室の圧力を十分に上昇させることができない虞がある。この場合、アークに対する絶縁性ガスの吹き付け圧力が減少してしまい、十分な遮断性能を得られない虞がある。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、遮断性能向上を図ることができる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】
【０００７】
本発明に係るパッファ形ガス遮断器は、
固定アーク接触子と、
前記固定アークに接離可能な可動アーク接触子と、を備え、
前記固定アーク接触子は、
昇華性物質と、
前記昇華性物質を収納する収納部と、
前記可動アーク接触子側の先端部に設けられ、前記収納部に連通する開口部と、を有し、
前記収納部は、前記昇華性物質の少なくとも一部を前記開口部から前記固定アーク接触子の外部へ露出した状態で前記昇華性物質を収納する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固定アーク接触子の内部に昇華性物質が収納される収納部が設けられ、その先端部に収納部に収納された昇華性物質の一部を露出させるための開口部が設けられている。これにより、遮断動作時に固定アーク接触子の先端部と可動アーク接触子との間の領域に発生するアークのエネルギが、開口部から露出した昇華性物質の一部の昇華によって消費される。従って、アークのエネルギが昇華性物質の昇華で消費される分、アークを冷却することができる。また、昇華性物質の昇華により発生した絶縁性ガスは、パッファ室内に流入し、パッファ室の圧力上昇に寄与する。これにより、昇華性物質を配置しない構成に比べて、アークに対して絶縁性ガスをより高圧で吹き付けることができる。このように、昇華性物質の昇華とアークに対する高圧な絶縁性ガスの吹き付けとによりアークを効率的に消弧することができるので、遮断性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図２】実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図３】実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器の断面図である。
【図４】比較例に係る固定アーク接触子の動作説明図である。
【図５】実施の形態に係る固定アーク接触子の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器は、絶縁性ガスが充填された図示しない容器内に収納されている。絶縁性ガスとしては、例えばＳＦ６ガスが用いられる。
【００１２】
パッファ形ガス遮断器は、図１に示すように、固定接触子部１と、固定接触子部１に対して接離可能な可動接触子部２と、固定ピストン３１と、を備える。なお、図１では固定接触子部１と可動接触子部２とが電気的に接触している状態を示す。
【００１３】
可動接触子部２は、中空円筒状のシリンダ２２と、シリンダ２２の筒軸上に配置された操作ロッド２３と、絶縁ノズル２１と、を備える。シリンダ２２および操作ロッド２３は、例えば耐熱性のある金属材料を用いて一体に形成されている。絶縁ノズル２１は、電気的絶縁性能に優れた耐熱性樹脂等を用いて形成されている。
【００１４】
シリンダ２２は、その筒軸方向における中央部よりも固定接触子部１側の部位と操作ロッド２３の周壁とを接続する略円環状のフランジ部２２ａを有する。シリンダ２２におけるフランジ部２２ａよりも固定接触子部１側の部位が、可動通電接触子２２ｂを構成する。フランジ部２２ａには、フランジ部２２ａを厚さ方向に貫通する複数（図１では２つ）の貫通孔２２ｃが設けられている。シリンダ２２におけるフランジ部２２ａよりも固定接触子部１側とは反対側の部位と操作ロッド２３とで囲まれた領域が、パッファ室２２１を構成する。また、フランジ部２２ａにおけるパッファ室２２１側の面２２２ａ上には、昇華性物質４１が配置されている。昇華性物質４１は、昇華して絶縁性ガスを発生する物質である。パッファ室２２１は、後述する遮断動作時に、内部へ流入する絶縁性ガスを圧縮するための領域である。昇華性物質４１としては、例えばテトラフルオロエチレン等のフッ化炭素樹脂を用いることができる。この場合、昇華性物質４１が昇華してフッ化炭素ガスが発生する。
【００１５】
操作ロッド２３は、図示しない駆動装置によって、シリンダ２２とともに、固定接触子部１へ近づく方向と固定接触子部１から離れる方向とに移動可能である。操作ロッド２３は、細長の円筒状の筒状部２３１と、筒状部２３１の長手方向における固定接触子部１側とは反対側に位置し筒状部２３１と一体に形成された細長の円柱状の柱状部２３２と、から構成される。筒状部２３１におけるフランジ部２２ａに接続される部位よりも固定接触子部１側の部位が、可動アーク接触子２３ａを構成する。
【００１６】
絶縁ノズル２１は、可動通電接触子２２ｂの内側において、可動アーク接触子２３ａの周囲を取り囲むように配置されている。
【００１７】
固定接触子部１は、例えば円板状の基台部１０と、基台部１０の周部から基台部１０の可動接触子部２側に延出する固定通電接触子１１と、基台部１０の可動接触子部２側における略中央部に立設された長尺の固定アーク接触子１２と、を備える。固定通電接触子１１と固定アーク接触子１２と基台部１０とは、例えば耐熱性のある金属材料を用いて一体に形成されている。
【００１８】
固定アーク接触子１２は、内部に形成された収納部１２１と、可動接触子部２が固定接触子部１から離脱した状態における可動アーク接触子２側の先端部に設けられ、収納部１２１に連通する開口部１１４と、を有する。開口部１１４の形状は、固定アーク接触子１２の延長方向から見て略円形である。収納部１２１には、昇華性物質３３と、昇華性物質３３を開口部１１４側へ押圧するための押圧板１５と、押圧板１５を固定アーク接触子１２の先端部に向かう方向へ押圧するコイルばね１３と、が配置されている。昇華性物質３３は、収納部１２１における開口部１１４側に配置され、その一部が開口部１１４から収納部１２１の外部に露出している。昇華性物質３３は、昇華して絶縁性ガスを発生する物質であり、例えば昇華性物質４１と同じ材料である。なお、昇華性物質３３は、昇華性物質４１とは異なる材料であってもよい。コイルばね１３の一端部は、収納部１２１における、固定アーク接触子１２の基端部側に当接している。コイルばね１３の他端部は、押圧板１５に当接している。押圧板１５は、コイルばね１３により、固定アーク接触子１２の先端部に向かう方向へ押圧されている。
【００１９】
固定ピストン３１は、パッファ室２２１における固定接触子部１側とは反対側からパッファ室２２１内へ挿入される略平面視円環状の平板である。固定ピストン３１は、その内周面で操作ロッド２３の筒状部２３１の外周面に対して摺動するとともに、その外周面でシリンダ２２の内周面に対して摺動するように構成されている。固定ピストン３１は、固定接触子部１側とは反対側に接続されたピストン支持部３２によって図示しない容器内に固定されている。また、固定ピストン３１におけるパッファ室２２１側の面３１ａ上には、昇華性物質４２が配置されている。昇華性物質４２は、昇華性物質４１と同じ材料である。なお、昇華性物質４２は、昇華性物質４１とは異なる材料であってもよい。
【００２０】
次に、本実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器の動作について図２および図３を参照しながら説明する。なお、図２および図３は、可動接触子部２が固定接触子部１から離脱した状態を示す。
【００２１】
図２に示すように、遮断動作が開始されると、シリンダ２２および操作ロッド２３を含む可動接触子部２が固定接触子部１から離れる方向へ移動する（図２中の白抜き矢印参照）。このとき、可動通電接触子２２ｂが固定通電接触子１１から脱離した後に、可動アーク接触子２３ａが固定アーク接触子１２から脱離する。これにより、可動通電接触子２２ｂが固定通電接触子１１から脱離する段階では、可動アーク接触子２３ａと固定アーク接触子１２とが接触した状態を維持しているので、可動通電接触子２２ｂと固定通電接触子１１との間ではアークは発生しない。そして、可動アーク接触子２３ａが固定アーク接触子１２から脱離するときに、可動アーク接触子２３ａと固定アーク接触子１２との間にアークＡＲ１が発生する。
【００２２】
アークＡＲ１が発生することにより、可動アーク接触子２３ａと固定アーク接触子１２との間の領域Ｓ１に存在する絶縁性ガスの温度が急激に上昇し、それに伴い、領域Ｓ１の圧力が急激に上昇する。そして、領域Ｓ１の圧力がパッファ室２２１の圧力よりも高くなることにより、領域Ｓ１内に存在する絶縁性ガスが、絶縁ノズル２１の内周面と可動通電接触子２３ａとの間の隙間とフランジ部２２ａの貫通孔２２ｃとを経由してパッファ室２２１内に流入する（図２中の２点鎖線矢印参照）。このとき、領域Ｓ１内に存在する絶縁性ガスの一部は、操作ロッド２３の筒状部２３１の内側に流入する。
【００２３】
また、領域Ｓ１に存在する絶縁性ガスの温度上昇に伴い、固定アーク接触子１２の開口部１１４から領域Ｓ１に露出した昇華性物質３３の一部が、領域Ｓ１で発生したアークＡＲ１によるエネルギを吸収して昇華する。これにより、アークＡＲ１が冷却される。また、この昇華性物質３３の一部が昇華することにより発生した絶縁性ガスは、領域Ｓ１内に放出されるとともに（図２中の実線矢印）、パッファ室２２１へ流入する。これにより、パッファ室２２１の圧力は更に上昇に寄与する。
【００２４】
パッファ室２２１内では、フランジ部２２ａの面２２２ａ上に配置された昇華性物質４１や固定ピストン３１の面３１ａ上に配置された昇華性物質４２が、パッファ室２２１内に流入した絶縁性ガスの熱を吸収して昇華する（図２中の破線矢印参照）。また、固定ピストン３１が、パッファ室２２１の容積を小さくする方向に移動する。これにより、パッファ室２２１内の圧力が更に上昇する。
【００２５】
図３に示すように、可動接触子部２が更に固定接触子部１から離れる方向へ移動すると（図３中の白抜き矢印参照）、固定ピストン３１がパッファ室２２１の容積を更に小さくする方向に移動する。そうすると、パッファ室２２１内の絶縁性ガスが、フランジ部２２ａの貫通孔２２ｃを通って、可動アーク接触子２３ａと固定アーク接触子１２との間の領域Ｓ１に押し出される（図３中の二点鎖線矢印参照）。このとき、固定ピストン３１がパッファ室２２１の容積を更に小さくする方向に移動することに伴い、パッファ室２２１内の圧力が上昇するため、パッファ室２２１内の絶縁性ガスが、領域Ｓ１へ勢いよく吹き出される。このとき、昇華性物質３３も、領域Ｓ１で発生した熱を吸収して昇華し続ける（図３中の実線矢印参照）。これにより、アークＡＲ２が冷却され続ける。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器では、固定アーク接触子１２の内部に昇華性物質３３が収納される収納部１２１が設けられ、その先端部に収納部１２１に収納された昇華性物質３３の一部を露出させるための開口部１１４が設けられている。これにより、遮断動作時に固定アーク接触子１２の先端部と可動アーク接触子２３ａとの間の領域Ｓ１に発生するアークＡＲ１のエネルギが、開口部１１４から露出した昇華性物質３３の一部の昇華によって消費される。従って、アークＡＲ１のエネルギが昇華性物質３３の昇華で消費される分、アークＡＲ１を冷却することができる。また、昇華性物質３３の昇華により発生した絶縁性ガスは、パッファ室２２１内に流入し、パッファ室２２１の圧力上昇に寄与する。これにより、昇華性物質を配置しない構成に比べて、アークＡＲ１に対して絶縁性ガスをより高圧で吹き付けることができる。このように、昇華性物質３３の昇華とアークＡＲ１に対する高圧な絶縁性ガスの吹き付けとによりアークＡＲ１を効率的に消弧することができるので、遮断性能向上を図ることができる。
【００２７】
ところで、昇華性物質３３の一部を、領域Ｓ１で発生するアークＡＲ１に起因して発生した熱により確実に昇華させるためには、昇華性物質３３が固定アーク接触子１２の開口部１１４から露出した状態で維持することが好ましい。例えば図４（Ａ）に示すように、固定アーク接触子１２の収納部１２１に昇華性物質３３のみが収納された構成を想定する。この場合、昇華性物質３３が消費されると（図４（Ａ）中の実線矢印参照）、昇華性物質３３のうち開口部１１４側の一部のみが消費されてしまい、図４（Ｂ）に示すように、昇華性物質３３と開口部１１４との間に空隙Ｓ２が発生してしまう。そうすると、領域Ｓ１で発生するアークＡＲ１と昇華性物質３３との間の距離が長くなる。この場合、アークＡＲ１の熱を、昇華性物質３３の昇華によって消費させにくくなり、アークＡＲ１の十分な冷却効果が得られない虞がある。従って、この構成の場合、アークＡＲ１の消弧性能の持続が制限される。
【００２８】
これに対して、本実施の形態に係るパッファ形ガス遮断器では、昇華性物質３３が収納部１２１に配置された押圧板１５とコイルばね１３とにより、常に開口部１１４側へ押圧されている。これにより、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、昇華性物質３３の量に関わらず、昇華性物質３３の一部が固定アーク接触子１２の開口部１１４から収納部１２１の外部に露出した状態で維持することができる。従って、昇華性物質３３の量に関わらず、常に、アークＡＲ１で発生する熱による昇華性物質３３の昇華を促進できるので、アークＡＲ１を冷却する効果を持続させることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００３０】
実施の形態では、固定アーク接触子１２の先端部に設けられた開口部１１４の形状が、固定アーク接触子１２の延長方向から見て略円形である例について説明したが、開口部１１４の形状はこれに限定されるものではない。例えば、開口部の形状が、固定アーク接触子１２の延長方向から見て十字形状であってもよいし、或いは格子状であってもよい。
【００３１】
実施の形態では、昇華性物質３３がテトラフルオロエチレン等のフッ化炭素樹脂から構成される例について説明したが、昇華性物質３３の材料はこれに限定されるものではない。例えば樟脳等の他の樹脂材料から構成されてもよい。或いは、沃素や金属等の無機材料から構成されていてもよい。
【００３２】
実施の形態では、コイルばね１３と押圧板１５とを備える構成について説明したが、コイルばね１３と押圧板１５とを備えない構成であってもよい。この場合でも、昇華性物質３３の一部が開口部１１４から露出している間は、昇華性物質３３の一部がアークＡＲ１から熱エネルギを奪って昇華するので、アークＡＲ１を冷却する効果が得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１        固定接触子部
２        可動接触子部
１０      基台部
１１      固定通電接触子
１２      固定アーク接触子
１３      コイルばね
１５      押圧板
２１      絶縁ノズル
２２ａ    フランジ部
２２ｂ    可動通電接触子
２２ｃ    貫通孔
２３      操作ロッド
２３ａ    可動アーク接触子
３１      固定ピストン
３１ａ、２２２ａ  面
３２      ピストン支持部
３３、４１、４２  昇華性物質
１１４    開口部
１２１    収納部
２２１    パッファ室
２３１    筒状部
２３２    柱状部
【図１】
2016152095.tif 000003
【図２】
2016152095.tif 000004
【図３】
2016152095.tif 000005
【図４】
2016152095.tif 000006
【図５】
2016152095.tif 000007