(57)【要約】【課題】簡易な構成で遮断性能を向上したパッファ形ガス遮断器を提供する。【解決手段】消弧性を有する絶縁ガスの充填容器２の内部に、可動主接触子１１及び固定主接触子１２と、可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４を配置し、可動アーク接触子１３及び固定アーク接触子１４は絶縁ノズル１６で包囲され、絶縁ノズル１６を固定するシリンダ２１に、アーク空間１９に発生するアークの熱により圧力、温度が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室２２と、これに直列に設けられて機械的な圧縮によって絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室２８とを備える。熱パッファ室２２の中に絶縁ガスの流れを分離・撹拌させる、分流部材２６を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な一対の主接触子と一対のアーク接触子を配置し、前記アーク接触子の少なくとも一方に前記アーク接触子を包囲する絶縁ノズルを設け、前記絶縁ノズルに円筒状のシリンダを接続し、前記シリンダ内に操作機構からの駆動力を遮断部に伝える中空ロッドを有し、前記シリンダと前記中空ロッドと隔壁により形成された熱パッファ室を有するパッファ形ガス遮断器であって、
前記熱パッファ室内にリング状の分流部材を有することを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
請求項１において、前記分流部材は、前記熱パッファ室内の中空ロッドに支持部材によって固定されることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
請求項１において、前記絶縁ノズルの端部を前記熱パッファ室内に張り出し、前記張り出し部に前記分流部材を有することを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項４】
請求項１において、前記熱パッファ室内の前記隔壁に前記分流部材を有することを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項５】
請求項１において、前記熱パッファ室のシリンダ側内壁に前記分流部材を有することを特徴とする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係り、特に、機械的な圧縮作用かアーク熱による加熱昇圧作用、もしくはその両方を利用したパッファ形ガス遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス遮断器では、熱パッファ室と機械パッファ室の双方を備え、アーク熱による加熱昇圧作用と機械的な圧縮作用を利用した併用形が知られている。この熱パッファ、機械パッファ併用形のパッファ形ガス遮断器は、遮断動作に必要な操作エネルギーを、従来の機械的な圧縮作用のみを利用した方式と比較して低減でき、遮断性能を向上することができる。
【０００３】
また、前記アーク熱による加熱昇圧作用によって温度、圧力が高くなった絶縁ガスが熱パッファ室内に流入するまで熱パッファ室に存在していた低温の絶縁ガスと前記温度、圧力が高くなった絶縁ガスが十分に混合させることによって、遮断動作時にアークに吹き付けられる絶縁ガスの温度を比較的低温にすることができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には開極時のアークの熱によって、アーク空間部で温度、圧力が上昇した絶縁ガスが、ガス流路を通って熱パッファ室に流入する際に、前記熱パッファ室に配置され、前記ガス流路から前記熱パッファ室の周方向に向かうように形成された複数個の開口部により構成される円筒ガイド、或いは前記ガス流路に接する絶縁ノズルの内面ないし可動アーク接触子カバーの外面の少なくとも一方に形成された複数の螺旋状溝によって、前記熱パッファ室内に高温の絶縁ガスの旋回流を発生させて、前記熱パッファ室内の絶縁ガスと混合させ、アークに対して低温の絶縁ガスを吹き付けることのできるパッファ形ガス遮断器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３１４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された絶縁ガスの旋回流を発生させて高温の絶縁ガスをパッファ室内に拡散させるガス遮断器は、円筒ガイド或いは絶縁ノズル、可動子カバーに加工された螺旋状の細い溝に沿って絶縁ガスが移動することで旋回流を発生させる。この手段によれば、溝の流路抵抗が大きくなり、発生する旋回流によって絶縁ガスが十分に拡散されないおそれがある。また、絶縁ガスの旋回流を発生させるために絶縁ノズル内面や可動子カバー外面に螺旋状の溝を加工する必要があり、コストの増加につながるおそれがある。
【０００７】
本発明はこれらの問題を解決するためのものである。すなわち、本発明の目的は構造が簡素で、安価な遮断部によって高い遮断性能を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な一対の主接触子と一対のアーク接触子を配置し、前記アーク接触子の少なくとも一方に前記アーク接触子を包囲する絶縁ノズルを設け、前記絶縁ノズルに円筒状のシリンダを接続し、前記シリンダ内に操作機構からの駆動力を遮断部に伝える中空ロッドを有し、前記シリンダと前記中空ロッドにより形成された熱パッファ室を備えたパッファ形ガス遮断器であって、前記熱パッファ室内にリング状の分流部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のパッファ形ガス遮断器によれば、パッファ室内に流路抵抗の小さい絶縁ガス分流発生手段を設けているため、パッファ室内に流入する高温の消弧性のある絶縁ガスの流れを最小限の抵抗で分離、撹拌させることで、パッファ室内の絶縁ガスを十分に混合させ、絶縁ガスの温度を一様に比較的低温にすることができる。このため、パッファ室内の絶縁ガスの温度を一様に低温化してアークに対して吹きつけることができるから、より一層遮断性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例であるパッファ形ガス遮断器を示す概略断面図である。
【図２】図１のパッファ形ガス遮断器の遮断部におけるアーク発生前の状態を示す概略断面図である。
【図３】図１のパッファ形ガス遮断器の遮断部におけるアーク発生時の状態を示す概略断面図である。
【図４】分流部材を中空ロッドの一部として成形した、或いは中空ロッドに設けられた支持部材と結合した状態を示す概略断面図である。
【図５】図４中のＶ‐Ｖ断面を矢印方向から見た状態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の一実施例であるパッファ形ガス遮断器において、アーク発生時の熱パッファ室内における高温の絶縁ガスの流れを図示した概略断面図である。
【図７】本発明の一実施例であるパッファ形ガス遮断器においてアークが収縮している時の熱パッファ室の状態を示す概略断面図である。
【図８】分流部材を絶縁ノズルの一部として成形した状態を示す概略断面図である。
【図９】図８中のＩＸ‐ＩＸ断面を矢印方向から見た状態を示す概略断面図である。
【図１０】分流部材を隔壁の一部として成形した、或いは隔壁に設けられた支持部材と結合した状態を示す概略断面図である。
【図１１】図１０中のＸＩ‐ＸＩ断面を矢印方向から見た状態を示す概略断面図である。
【図１２】分流部材をシリンダの一部として成形した、或いはシリンダに設けられた支持部材と結合した状態を示す概略断面図である。
【図１３】図１２中のＸＩＩＩ‐ＸＩＩＩ断面を矢印方向から見た状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスの充填容器の内部に接離可能な可動および固定主接触子と、接離可能な可動および固定アーク接触子を配置している。前述の可動および固定アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを配置している。また、前記可動および固定アーク接触子が開離したときに前記絶縁ノズル内の前記可動および固定アーク接触子の間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられていて、機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えている。そして、前記熱パッファ室に流入する絶縁ガスの流れを分離させる、あるいは撹拌する手段が設けられている。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明のパッファ形ガス遮断器の実施例を図を用いて説明する。図1に示すように、消弧性を有する絶縁ガスの充填容器２の中に、接離可能な可動主接触子１１及び固定主接触子１２と、接離可能な可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４を配置している。
【００１３】
可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４は絶縁ノズル１６で包囲され、この絶縁ノズル１６はシリンダ２１の先端部に固定されている。シリンダ２１は先端の外面が可動主接触子１１となっており、このシリンダ２１内に配置されている中空ロッド１７の先端に可動アーク接触子１３を固定している。中空ロッド１７は絶縁ロッド３を介して操作機構１と機械的に接続されており、操作機構１からの駆動力により、絶縁ロッド３、中空ロッド１７、シリンダ２１、可動主接触子１１、可動アーク接触子１３、絶縁ノズル１６が紙面上左右方向に動作する。
【００１４】
図２に示すように可動アーク接触子１３の外面は可動子カバー１５で覆われていて、絶縁ノズル１６の内面と可動子カバー１５の外面の間にガス流路１８を形成している。シリンダ２１は通気口２５と逆止弁２３を設ける隔壁２４によって区画されている。
【００１５】
熱パッファ室２２は、図３に示すように、電流通電中、操作機構１によって可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４が開離した際に、両者と絶縁ノズル１６の間に形成されるアーク空間１９に発生するアーク(図中に黒塗りで示す)の熱により圧力及び温度が上昇した絶縁ガスを導き入れる。その際、熱パッファ室２２と機械パッファ室２８の間の圧力差によって逆止弁２３が機械パッファ室２８に向かって変位し、流路２５を塞ぐ。その後、熱パッファ室２２内の絶縁ガスがガス流路１８から絶縁ノズル１６に向かって流れてアークを消弧する。
【００１６】
このとき、分流部材２６は、熱パッファ室２２に流入する絶縁ガスの流れを分離させて、高温の絶縁ガスが熱パッファ室２２内の、ガス流路１８側のみに偏在しないようにすると同時に、熱パッファ室２２に流入する絶縁ガスの流れを乱すことで、熱パッファ室２２内に流入した絶縁ガスと、熱パッファ室２２内に最初から存在していた絶縁ガスの撹拌を促進する。
【００１７】
分流部材２６には、例えば絶縁ノズル１６或いはシリンダ２１、中空ロッド１７、隔壁２４のいずれかと同様の材料を使用し、リング状の形状への形成加工が可能で、高温の絶縁ガスの流入による変形に十分に耐えうる材料及び厚みのものを使用する。
【００１８】
また、分流部材２６は図４、５に示すように、中空ロッド１７に放射状に取り付けられる３ないし４個の支持部材２７によって、リングの中心位置が遮断部の中心位置と一致するように固定され、長時間使用できるようにする。このとき、分流部材２６のリング径や断面形状、遮断部の軸方向における分流部材２６の位置は、ガス遮断器に求められる性能や、分流部材２６以外の部品の構造に対応して変更することができる。
【００１９】
次に、上記した構成のパッファ形ガス遮断器の電流遮断時の動作を説明する。操作機構１により中空ロッド１７が駆動されると、可動子カバー１５で覆われた可動アーク接触子１３、絶縁ノズル１６、シリンダ２１等が紙面右に向かって変位し、開極状態となる。このとき、図６に示すように可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４の間に形成されるアーク空間１９にアークが発生する。
【００２０】
アーク空間１９に存在する絶縁ガスは、圧力が上昇するとともに高温になり、図６に矢印で示すようにガス流路１８を通って熱パッファ室２２内に流入する。この絶縁ガスの流れは熱パッファ室２２内で、図６に示すように、分流部材２６に衝突したところで分離して乱流となり、その一部が熱パッファ室２２内の隔壁２４にまで到達する。
【００２１】
このため、熱パッファ室２２に流入した高温の絶縁ガスは熱パッファ室２２のガス空間に存在する低温の消弧性ガスと十分に混合し、内部の絶縁ガスは一様に比較的低温になる。
【００２２】
その後、図７に示すようにアークが収縮すると、アーク空間１９の圧力が低下するから、矢印のように熱パッファ室２２から比較的低温になった消弧性ガスがガス流路１８を通り、絶縁ノズル１６の先端のアークに向かって吹き付け、消弧する。
【００２３】
このため、上記したパッファ形ガス遮断器のように構成すると、熱パッファ室２２内で高温の絶縁ガスと低温の絶縁ガスが十分に混合されて、一様に比較的低温になるため、比較的低温になった絶縁ガスをアークに吹き付けることで、遮断性能を向上させることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器を、図８、９を用いて説明する。図８、９では上記した実施例と同一箇所には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点のみ説明する。
【００２５】
図８、９に示すパッファ形ガス遮断器では、絶縁ノズル１６の端部を熱パッファ室２２の内部に張り出して配置し、上記張り出し部に分流部材２６及び支持部材２７を一体形成することで、上記の例よりも遮断部全体の部品数が減少し、組立作業性を良くすることができる。このとき、分流部材２６の断面形状は、ガス遮断器に求められる性能や、分流部材２６以外の部品の構造に対応して変更することができる。
【００２６】
また、分流部材２６が絶縁ノズル１６と同様の材料で構成される場合、上記の例のような、熱パッファ室２２に流入する高温の絶縁ガスが低温のガスと混合されて比較的低温になる効果のほかに、分流部材２６が熱パッファ室２２に流入する高温の絶縁ガスと接触することで分流部材２６の表面が蒸発し、その際の蒸発熱によって熱パッファ室２２内のガス温度が低下することで、上記の例と同様の効果を達成することができる。
【実施例３】
【００２７】
図１０、１１は本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器の遮断部の断面である。図１０、１１では上記した実施例と同一箇所には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下、上記実施例と異なる点のみ説明する。
【００２８】
図１０、１１に示すパッファ形ガス遮断器では、隔壁２４の端部を熱パッファ室２２の内部に張り出して配置し、上記張り出し部に分流部材２６及び支持部材２７を一体形成することで、遮断部全体の部品数が減少し、組立作業性を良くすることができる。このとき、分流部材２６の断面形状は、ガス遮断器に求められる性能や、分流部材２６以外の部品の構造に応じて変更することができる。
【実施例４】
【００２９】
図１２、１３は本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器の遮断部の断面である。図１２、１３では上記した実施例と同一箇所には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下、上記実施例と異なる点のみ説明する。
【００３０】
図１２、１３に示すパッファ形ガス遮断器では、シリンダ２１に放射状に取り付けられる３ないし４個の支持部材２７によって、リングの中心位置が遮断部の中心位置と一致するように固定され、長時間使用できるようにする。このとき、分流部材２６のリング径や断面形状、遮断部の軸方向における分流部材２６の位置は、ガス遮断器に求められる性能や、分流部材２６以外の部品の構造に対応して自由に変更することができる。
【００３１】
また、上記の例とは異なり、分流部材２６によって生じた、隔壁２４にまで達する高温ガスの流れが支持部材２７によって妨げられることがないため、熱パッファ室２２の内部における隔壁２４付近での高温ガスと低温ガスの混合が、さらに促進させられ、上記の例と同様の効果を達成することができる。
【００３２】
本発明のパッファ形ガス遮断器は上記した実施例に示した構造に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状並びに構成を適宜変更して実施することができる。なお、実施例では単駆動方式のガス遮断器を例に挙げて説明したが、本発明は双駆動方式のガス遮断器にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・操作機構、２・・・充填容器、３・・・絶縁ロッド、１１・・・可動主接触子、１２・・・固定主接触子、１３・・・可動アーク接触子、１４・・・固定アーク接触子、１５・・・可動子カバー、１６・・・絶縁ノズル、１７・・・中空ロッド、１８・・・ガス流路、１９・・・アーク空間、２１・・・シリンダ、２２・・・熱パッファ室、２３・・・逆止弁、２４・・・隔壁、２５・・・通気口、２６・・・分流部材、２７・・・支持部材、２８・・・機械パッファ室、
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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