(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１）の両側面（１ａ）（１ｂ）に相互に離間対向して固設した電源側ブッシング（２）と負荷側ブッシング（３）と、これら両ブッシング（２）（３）内に固設して相互に離間対向させた電源側の固定電極（５）と、負荷側の固定電極（１０）と、
電源側の固定電極（５）に摺動可能に備えられて閉路時、その一端が電源側の固定電極（５）と摺動自在に接触すると共に、他端が電源側ブッシング（２）の先端開口穴（１８ａ）から突出して負荷側の固定電極（１０）の接触部（１０ａ）に挿入接触する可動電極（６）と、
負荷側ブッシング（３）の固定電極（１０）に内挿され閉路時は先端が可動電極（６）に当接して負荷側ブッシング（３）の先端開口穴（１４ａ）からの突出が阻止され、かつ、閉路状態から開路状態とする際に、負荷側ブッシング（３）の先端開口穴（１４ａ）から突出し前記可動電極（６）を電源側ブッシング（２）の先端開口穴（１８ａ）から突出しない位置へ移動させると同時に同開口穴（１８ａ）をその先端部（１１ａ）により覆う消弧部材（１１）と、
消弧部材（１１）を常時電源側方向に付勢するとともに両端が上記固定電極（１０）と消弧部材（１１）に固着されて、開路時には前記消弧部材（１１）を前記先端開口穴（１４ａ）を塞ぐ位置へ移動させる付勢部材（１３）と、
上記可動電極（６）を開路状態から閉路状態及び閉路状態から開路状態へ空気圧で作動させる圧縮空気供給装置（７）（１７）と、負荷側固定電極（１０）側に設けた細隙消弧部（ｇ）と、可動電極（６）が閉路状態から開路状態に移行する際に上記細隙消弧部（ｇ）へ上記の圧縮空気を供給して該圧縮空気でアークを消弧する通気路（３ｈ）とからなることを特徴とする圧縮空気駆動型気中開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、高圧或いは特別高圧配電線路で使用される圧縮空気駆動型気中開閉器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉型気中開閉器は電極並びに細隙消弧装置からなる開閉部と、これらを開閉駆動させるためのリンク、連結板、駆動軸などの機械式の駆動機構とが同一ケース内に納められた構造になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く機械式の駆動機構と電極等の開閉部を同一ケース内に納める構造の場合、対地間及び異相間の絶縁距離を充分採るためにはどうしてもケースが大きくなり、必然的に開閉器が小型化できないと言う問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記のように、開閉駆動させるための機械式の駆動機構を廃止し、それに代わって圧縮空気を開閉路用の駆動源とし、これにより電極を開閉路せしめることで開閉器の小形化を図ると共にさらに開路時、両電極（可動電極と固定電極）間に離間に伴って発生するアークを消弧性部材で構成された細隙部に導きながら上記圧縮空気を一挙に吹き付けて確実に消弧できるようにした消弧装置を備えた新規な圧縮空気駆動型気中開閉器を提案しようとするものであり、本願発明は、ケース（１）の両側面（１ａ）（１ｂ）に相互に離間対向して固設した電源側ブッシング（２）と負荷側ブッシング（３）と、これら両ブッシング（２）（３）内に固設して相互に離間対向させた電源側の固定電極（５）と、負荷側の固定電極（１０）と、
電源側の固定電極（５）に摺動可能に備えられて閉路時、その一端が電源側の固定電極（５）と摺動自在に接触すると共に、他端が電源側ブッシング（２）の先端開口穴（１８ａ）から突出して負荷側の固定電極（１０）の接触部（１０ａ）に挿入接触する可動電極（６）と、
負荷側ブッシング（３）の固定電極（１０）に内挿され閉路時は先端が可動電極（６）に当接して負荷側ブッシング（３）の先端開口穴（１４ａ）からの突出が阻止され、かつ、閉路状態から開路状態とする際に、負荷側ブッシング（３）の先端開口穴（１４ａ）から突出し前記可動電極（６）を電源側ブッシング（２）の先端開口穴（１８ａ）から突出しない位置へ移動させると同時に同開口穴（１８ａ）をその先端部（１１ａ）により覆う消弧部材（１１）と、
消弧部材（１１）を常時電源側方向に付勢するとともに両端が上記固定電極（１０）と消弧部材（１１）に固着されて、開路時には前記消弧部材（１１）を前記先端開口穴（１４ａ）を塞ぐ位置へ移動させる付勢部材（１３）と、
上記可動電極（６）を開路状態から閉路状態及び閉路状態から開路状態へ空気圧で作動させる圧縮空気供給装置（７）（１７）と、負荷側固定電極（１０）側に設けた細隙消弧部（ｇ）と、可動電極（６）が閉路状態から開路状態に移行する際に上記細隙消弧部（ｇ）へ上記の圧縮空気を供給して該圧縮空気でアークを消弧する通気路（３ｈ）とからなることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図８に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図６は本願発明の第１実施例の圧縮空気駆動型気中開閉器を示す。
【０００７】
金属製ケース或いは樹脂製ケース１の一方のケースの側面１ａには電源側ブッシング２が、他方の側面１ｂには負荷側ブッシング３が相対して３相分６個をそのフランジ部２ａ，３ａを介して押さえ金具４により貫装固定されている。これら両ブッシング２，３は、エポキシ樹脂、普通磁器或いはアルミナ磁器等の有機又は無機系の絶縁部材からなり、電界緩和のためにケース内側に位置するそれぞれの先端角部２ｂ，３ｂが丸く形成されている。なお、実際にはブッシング２，３の先端の開口穴には消弧補助部材１８，１４が一体に嵌着されていて同部材が丸く形成されている。
【０００８】
上記ブッシング２，３の内、一方の電源側ブッシング２の貫通孔２ｃには棒状の固定電極５が挿通固定され、さらにこの固定電極５の外周面５ａには、同電極５に沿って前後に摺動（往復運動）可能な筒状の可動電極６が嵌装されている。７は閉路用の圧縮空気供給装置であり、ブッシング２の側面に形成した圧縮空気供給口２ｄと、上記貫通孔２ｃから可動電極６内に連通する通気路２ｅ（図４参照）と、圧縮空気供給口２ｄと図示外の空気供給用ポンプ（コンプレッサー）へ連通する通気管８と、圧縮空気の供給を上記通気管８と後述する通気管１９とに切り替える切替機構３０と、その空気供給ポンプ等から構成されている。
【０００９】
９は、可動電極６の他端６ａ側の開口した内面側に嵌着されたバネ状の接触片であり、同接触片９により可動電極６と固定電極５間の電気的な接触状態を確保しながら可動電極６が固定電極５の外周面５ａに沿って滑らかに往復運動（摺動）するようになっている。なお、可動電極６の内面側への圧縮空気の送り込みは上記接触片９の隙間９ａを利用して行われるようになっている。つまり、図６に示すように、電源側ブッシング２の貫通孔２ｃ内に可動電極６が没入した状態において、空気供給口２ｄから圧縮空気ａが供給されると、その圧縮空気ａが接触片９の隙間９ａ、通気路２ｅを経て可動電極６の内面側に送り込まれ、その圧縮空気ａにより同電極６の閉鎖した一端６ｂが強く押圧されて前方（負荷側固定電極方向）に勢い良く突出（摺動）し、負荷側の固定電極１０に挿入接触して電路を閉路するようになっている。
【００１０】
また、電源側ブッシング２に対向する他方の負荷側ブッシング３は、その貫通孔３ｃに先端にスリ割り形状の接触部１０ａを備えた固定電極１０が貫装固定され、さらに固定した同電極１０の接触部１０ａの中空部１０ｂ内にはテフロン樹脂、ジュラコン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等のアークにより消弧性ガスを発生する部材で作られた栓状の消弧部材１１が進退自在に設けられている。
【００１１】
１３は付勢部材としてのコイルバネで、その一端が固定電極１０の係止突起１０ｃに固着され、他端が消弧部材１１に固着されてその間に介装されており、図１の閉路状態においては消弧部材１１が圧縮状態のコイルバネ１３により常時先端の開口穴３ｇ方向（前方）に押し出されるように付勢され、また、開路時にいったん突出した消弧部材１１が開路後、図６のようにコイルバネ１３が自由長になるまで縮小することにより後方に引き戻されて開口穴３ｇ内に没入するようになっている。
【００１２】
１４は負荷側ブッシング３の先端の開口穴３ｇに一体に嵌着した消弧補助部材で、上記消弧部材１１と同一材質で形成されている。同消弧補助部材１４は、図４に示すように、上記消弧部材１１の突出時、消弧部材１１の外周面１１ｂとの間で極めて微少な隙間からなる細隙部ｇを形成するようにした開口穴１４ａを備えている。
【００１３】
１７は圧縮空気供給装置で負荷側ブッシング３の側面に形成した空気供給口３ｆと、穴１０ｇにより連通した通気路３ｈと、通気管１９と、図示外の空気供給用ポンプ（コンプレッサー）とにより構成されており、可動電極６の図１の閉路状態において、供給口３ｆから送り込まれた圧縮空気ａにより可動電極６及び消弧部材１１が前方に押し出され、可動電極６が前方（電源側ブッシング）方向に勢い良く飛び出して電路が開路されるようになっている。
【００１４】
なお、上記図２の場合はブッシング２，３の供給口２ｄ，３ｆに対し２本の通気管８，１９を使用して圧縮空気を送り込むようにしているが、このほか、６本の通気管を使用したりすることもある。つまり、電源側の３相のブッシングと負荷側の３相のブッシングに対し１台の容量の大きなポンプより２本の通気管を経て供給したり、また、各相毎６個のブッシングに対し６台の比較的小型のポンプより６本の通気管を経て圧縮空気を供給したりする。要するに通気管を含めた圧縮空気装置７，１７により、圧縮空気が充分確保されて開閉路動作に支障を来さないように構成されていることが大事である。
【００１５】
図１において、１ｄは開閉路動作の終了に伴ってケース１内に排出された使用済みの圧縮空気をケース１外へ排出するためのフィルター２２付きの換気口である。２０はケース１内に位置する電界集中部分例えば、ケースエッジ部分等に充填或いは塗布して当該部分を絶縁被覆しそれにより電界を緩和するようにしたゴム系或いは樹脂系の絶縁性充填部材を示す。
【００１６】
次に上記構成からなる圧縮空気駆動型気中開閉器について、図３乃至図６に基づき動作を説明する。
図３は閉路状態を示すもので、かかる状態において、電磁弁等からなる切替機構３０により負荷側ブッシング３における空気供給口３ｆより圧縮空気ａが送り込まれる（電源側ブッシング２側へは圧縮空気は供給されず、貫通孔２ｃ内は略大気圧になっている）と同空気ａが通気路３ｈ及び通気口１０ｇを経て固定電極１０のスリ割りの接触部１０ａの内側の中空部１０ｂに入り、さらに消弧部材１１の内面側の凹み部１１ｃ及び可動電極６の閉鎖した一端６ｂの外面側に回り込んで消弧部材１１と可動電極６を前方（図３の左方向）に向かって強く押圧する。
【００１７】
その結果、消弧部材１１及び可動電極６には上記の圧縮空気の押圧力に加えてコイルバネ１３の付勢力が加わるため、図４に示すように、ただちに可動電極６が固定電極１０の接触部１０ａから離間する。
【００１８】
また、それに伴って消弧部材１１が図４に示すように前方へ押し出されるため、押圧（突出）途中状態の同部材１１の外周面１１ｂと消弧補助部材１４間で極めて微少な細隙部ｇが形成される。そして上記離間に伴って可動電極６と固定電極１０間で発生したアークは上記細隙部ｇに導かれて引き延ばされ同部ｇを構成する消弧部材１１と消弧補助部材１４から発生する消弧性ガスにより冷却され或いは圧力効果等により消弧される。そして可動電極６がさらに前方に押し出されて同可動電極６が先端開口穴１４ａから図５に示すように離脱すると、その瞬間、空気供給口３ｆから供給された圧縮空気ａは通気路３ｈ、細隙部ｇを経て一挙に消弧補助部材１４外へ吹き抜けるため、その空気ａによって細隙部ｇ付近に残留していた一部のアークやイオンはそこから吹き飛ばされ、絶縁回復し、電路は確実に遮断される。
【００１９】
そして開口穴１４ａから完全に抜け出した可動電極６は突出時の慣性力並びに圧縮空気の吹き付けによりさらに固定電極５に沿って摺動し、図５に示すように、電源側のブッシング２の貫通孔２ｃに没入し、その可動電極６の閉鎖した一端６ｂが開口穴１８ａから前方へ突出しない状態まで押し込まれ、閉路動作が完了となる。なお、この場合図５に示すように消弧部材１１もそれに追従して先端１１ａが電源側のブッシング２の開口穴１８ａに達するまで前方に突出する。
【００２０】
また、図５のように突出した消弧部材１１は、圧縮空気の吹き付けの弱まり或いは停止に伴ってコイルバネ１３がその自由長まで復元（縮小）するため、その復元力により図６の状態まで後退する。
【００２１】
つまり、消弧部材１１はその先端部分１１ａ側が電源側の消弧補助部材１８の先端部の開口穴１８ａに達した状態まで突出した後、コイルバネ１３の復元力により負荷側の開口穴１４ａと同一状態になるまで後退し、同部材により開口穴１４ａを塞いで固定電極等の充電部の露出を防止し、絶縁が確保されるようになっている。
【００２２】
次に上記とは逆に可動電極を開路状態から閉路する場合についての動作を説明する。
上記の開路状態時から、閉路作業時までは、通常かなりの時間が経過しているため、通気路３ｈ内は略大気圧になっている。
【００２３】
図６の開路状態において、切替機構３０により、電源側ブッシング２の空気供給口２ｄから圧縮空気ａが送り込むと、その送り込まれた圧縮空気ａはブッシングの貫通孔２ｃの内周面と可動電極６の外周面で形成する通気路２ｅ及び可動電極６の内面と固定電極５の外周面５ａと形成する通気路２ｅを経て可動電極６の内面側に送り込まれ、閉鎖した可動電極６の一端６ｂの内面を前方へ強く押す。
【００２４】
この可動電極６に対する押圧力は可動電極６と固定電極１０の接触圧力（保持力）に比して格段に大きいため図４のように可動電極６は固定電極に沿って前方に摺動して勢いよく飛び出し、さらに負荷側ブッシング３の開口穴１４ａを通過し、図３に示すように固定電極１０の接触部１０ａに挿入接触し、閉路動作が完了する。なおこの閉路完了に伴って空気供給口２ｄに接続する図示外の弁が開放して、上記可動電極６の内面側および通気路２ｅに送り込まれた圧縮空気ａをケース１に放出して、可動電極６の内面側および通気路２ｅ内を通常圧力状態に復帰させるようになっている。
【００２５】
またこの時、消弧部材１１は可動電極６の前方への摺動に伴って同電極６に押圧されて後退し、コイルバネ１３もその後退に伴って圧縮され、図３の閉路状態になって、次の開閉器の開路動作に備える。なお、上記開閉器の閉路状態においては、配電線−電源側固定電極５−バネ状の接触片９−可動電極６−負荷側固定電極１０−配電線の通電経路を形成する。
【００２６】
図７及び図８は本願発明の第２実施例を示すもので、電源側の固定電極５が筒状に形成されていると共に可動電極６が棒状に形成されている点で上記実施例とは若干相異する。
【００２７】
つまり、棒状の可動電極６が筒状の固定電極５の内周面５ｃに嵌装して電源側ブッシング２内に没入した図８の可動電極６の開路時、圧縮空気ａが空気供給口２ｄより送り込まれると通気路２ｅ、穴５ｄを経て可動電極６の後端６ｃ側に圧縮空気が回り込み、同端６ｃを前方（負荷側固定電極）に押圧するため可動電極６が前方に突出するようにして摺動し、負荷側の固定電極１０に挿入接触して図７のように閉路されるようになっている。
【００２８】
２３は可動電極６の外周面６ｄに嵌装したＯリングであり、送り込まれた圧縮空気が可動電極６の外周面６ｄと固定電極５の内周面５ｃとで形成する隙間から同空気が逃げないようにするためのものであり必要により使用される。９は可動電極６の後端側近傍の外周面６ｆに装着したバネ状の接触片であり、可動電極６と固定電極５間の接触状態を良好に保ちながら可動電極が滑らかに往復運動できるようにするためのものである。
【００２９】
なお、負荷側のブッシング３及び負荷側の固定電極１０或いはその他の構成は上記実施例と同じであり、特に変更されていない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本願発明の圧縮空気駆動型気中開閉器によれば、従来ケース内に収納していた機械式の駆動機構を廃止しそれに代わって可動電極の開閉路動作を圧縮空気で行うようにしたため、開閉器ケースの小形化は勿論のこと、開閉器の構造の簡略化と軽量化が図れる。
【００３１】
また、開放時に可動電極と負荷側固定電極間で発生するアークは可動電極の開路動作に伴って形成される細隙部に導かれ、引き延ばされその部材から発生する消弧性ガスにより冷却され、さらに通気路を経て細隙部に流れる圧縮空気により吹き飛ばされるため、これらが相乗的に作用してアーク或いはイオンは確実に消弧遮断される。
【００３２】
さらに、閉路から開路する時は勿論のこと、特に開路状態から可動電極を閉路するに際しても圧縮空気を駆動源としているため、可動電極は充分な駆動力が確保でき、高速度でかつ確実に閉路動作が行える。つまり、可動電極の不完全閉路が防止できるほか、両電極間の接近の際に発生するアーキング時間の短縮化が図れるため電極損傷や消弧室消耗を極力少なくすることができる。また高速閉路が必要な短絡点投入（短絡事故発生中に開閉器を閉路させる）の場合も可動電極を安全に閉路（投入）することができる。
【００３３】
更に、付勢部材の付勢力により、開路動作が一層高速でかつ確実に行えるとともに消弧性能も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の圧縮空気駆動型気中開閉器の第１実施例を示す断面図で、各ブッシングの下半部を断面とした図。
【図２】図１の圧縮空気駆動型気中開閉器の断面図で、各ブッシングを側面とし、これらへの圧縮空気の通気管を示す図。
【図３】図１の圧縮空気駆動型気中開閉器の１相分の要部半断面図であり、閉路状態を示す。
【図４】図３の閉路状態から開路途中状態を示す。
【図５】図４の開路途中状態から、消弧部材が突出した開路途中状態を示す。
【図６】図５の状態から更に開移動した開路完了状態を示す。
【図７】本願発明の圧縮空気駆動型気中開閉器の第２実施例を示すもので、１相分の要部半断面図であり、閉路状態を示す。
【図８】図７の実施例における開路状態を示す図。
【符号の説明】
１          ケース
２          電源側ブッシング
３          負荷側ブッシング
３ｆ        空気供給口
３ｈ        通気路
５          電源側の固定電極
６          可動電極
７，１７    圧縮空気供給装置
１０        負荷側の固定電極
１０ａ      接触部
１１        消弧部材
１３        付勢部材であるコイルバネ
１４ａ      先端開口穴
ａ          圧縮空気
ｇ          消弧細隙部
【図１】
0004149537.tif 000002
【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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