(57)【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と、
前記密閉容器内において所定方向に互いに接離可能に設けられ、閉極状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する第１接触子部および第２接触子部と、
前記第１接触子部に接続され、前記第１接触子部と前記第２接触子部とを前記閉極状態から前記開極状態へ開離させる操作機構と、
筒状に形成され、前記第１接触子部および前記第２接触子部の開離過程において前記第１接触子部に連動して変位するとともに、前記開極状態において前記第１接触子部と前記第２接触子部との間で発弧するアーク放電を囲む絶縁ノズルと、
前記消弧性ガスを蓄圧するとともに、前記消弧性ガスを前記絶縁ノズルの内部の流路に放出して前記アーク放電に対して吹き付ける蓄圧手段と、
前記絶縁ノズルに取り付けられ、少なくとも前記開離過程の一部の期間において浮遊電位となり、前記第１接触子部と前記第２接触子部との開離が完了した完全開極状態において、前記第２接触子部と導通して同電位となる電界シールドと、
を備えるガス遮断器。
【請求項２】
前記第２接触子部は、前記所定方向に沿って延びる筒状に形成され前記閉極状態で前記第１接触子部に接触する通電接触子を備え、
前記電界シールドは、前記完全開極状態において、前記通電接触子に接触する、
請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記電界シールドは、前記開離過程において、前記第１接触子部と前記第２接触子部とが開離する時点から商用周波数の半周期以上経過後に、前記第２接触子部と同電位となる、
請求項１または請求項２に記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記電界シールドは、前記開離過程において、前記第１接触子部と前記第２接触子部とが開離する時点から商用周波数の半周期経過するまでは、前記第２接触子部に接触せず、前記半周期以上経過後に前記第２接触子部に接触する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記電界シールドは、前記閉極状態において、前記第２接触子部と同電位となる、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項６】
前記第２接触子部は、
前記所定方向に沿って延びる筒状に形成された通電接触子と、
前記通電接触子の内側に配置され、前記所定方向に沿って延びるアーク接触子と、
を備え、
前記通電接触子および前記アーク接触子は、それぞれ前記所定方向における前記第２接触子部から見て前記第１接触子部が開離する方向に位置する先端部を有し、
前記電界シールドは、前記完全開極状態において、前記通電接触子の前記先端部と前記アーク接触子の前記先端部との間に位置する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項７】
前記第２接触子部は、
前記所定方向に沿って延びる筒状に形成された通電接触子と、
前記通電接触子の内側に配置され、前記所定方向に沿って延びるアーク接触子と、
を備え、
前記通電接触子および前記アーク接触子は、それぞれ前記所定方向における前記第２接触子部から見て前記第１接触子部が開離する方向に位置する先端部を有し、
前記電界シールドは、前記開離過程の途中の状態において、前記通電接触子の前記先端部と前記アーク接触子の前記先端部との間に位置する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項８】
前記電界シールドの表面には、絶縁部材が配置されている、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項９】
前記消弧性ガスは、六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質である、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項１０】
前記電界シールドは、少なくともマグネシウムを含む金属材料により形成されている、
請求項１から請求項９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】
電力系統において電流開閉を行うガス遮断器は、遮断過程において接触子を機械的に切り離し、接触子の切り離しによって生じる接触子間のアーク放電を消弧性ガスの吹き付けによって消弧する。最も一般的なガス遮断器の例としてパッファ形と呼ばれるタイプのものが挙げられる。パッファ形のガス遮断器は、機械的な操作力により消弧性ガスを圧縮するとともに、アーク放電の熱を利用して消弧性ガスを昇圧し、アーク放電に対して消弧性ガスを吹き付ける。【０００３】
パッファ形のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、少なくとも一対の接触子が対向配置され、機械的な操作により、各接触子を互いに接触して導通する状態から開離させて電流を遮断する。さらに、パッファ形のガス遮断器は、消弧性ガスを蓄圧する蓄圧手段を密閉容器内に備えている。蓄圧手段は、接触子の開離に伴って容積が減少するパッファ室を備えている。【０００４】
ところで、近年では、ガス遮断器において小型化および低駆動エネルギー化が求められている。しかしながら、ガス遮断器を小型化すると、接触子も小型化するため、接触子への電界集中が顕著となる。しかも、パッファ形のガス遮断器を小型化すると、パッファ室の容積が減少し、アーク放電への消弧性ガスの吹き付けが不十分となる可能性がある。また、ガス遮断器の駆動エネルギーを小さくすると、接触子の開離速度が低下して接触子間の絶縁回復特性が悪化する。さらに、パッファ形のガス遮断器の駆動エネルギーを小さくすると、パッファ室における消弧性ガスの蓄圧が不十分となる可能性がある。よって、ガス遮断器において小型化および低駆動エネルギー化を図ると、現状の技術のままでは接触子間の絶縁破壊が生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開平１０−２６９９１３号公報
【特許文献２】日本国特開平１１−１１１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、優れた電流遮断性能を有する小型化および低駆動エネルギー化された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】
【０００７】
実施形態のガス遮断器は、密閉容器と、第１接触子部および第２接触子部と、操作機構と、絶縁ノズルと、蓄圧手段と、電界シールドと、を持つ。密閉容器は、消弧性ガスが充填されている。第１接触子部および第２接触子部は、密閉容器内において所定方向に互いに接離可能に設けられている。第１接触子部および第２接触子部は、閉極状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する。操作機構は、第１接触子部に接続されている。操作機構は、第１接触子部と第２接触子部とを閉極状態から開極状態へ開離させる。絶縁ノズルは、筒状に形成されている。絶縁ノズルは、第１接触子部および第２接触子部の開離過程において第１接触子部に連動して変位する。絶縁ノズルは、開極状態において第１接触子部と第２接触子部との間で発弧するアーク放電を囲む。蓄圧手段は、消弧性ガスを蓄圧する。蓄圧手段は、消弧性ガスを絶縁ノズルの内部の流路に放出してアーク放電に対して吹き付ける。電界シールドは、絶縁ノズルに取り付けられている。電界シールドは、少なくとも開離過程の一部の期間において浮遊電位となる。電界シールドは、第１接触子部と第２接触子部との開離が完了した完全開極状態において、第２接触子部と導通して同電位となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の参考形態のガス遮断器を示す断面図。
【図２】第１の参考形態のガス遮断器を示す断面図。
【図３】第１の参考形態のガス遮断器を示す断面図。
【図４】第１の参考形態のガス遮断器を示す断面図。
【図５】参考例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図。
【図６】比較例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図。
【図７】対向アーク接触子の電界を示すグラフ。
【図８】第２の参考形態のガス遮断器を示す断面図。
【図９】第１の実施形態のガス遮断器を示す断面図。
【図１０】遮断動作における経過時間と操作ロッドの位置との関係を示すグラフ。
【図１１】実施例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図。
【図１２】第２の実施形態のガス遮断器を示す断面図。
【図１３】第２の実施形態のガス遮断器を示す断面図。
【図１４】第２の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図１５】第２の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図１６】第２の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図１７】第３の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図１８】第３の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図１９】第４の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【図２０】第４の実施形態の変形例のガス遮断器を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、参考形態および実施形態のガス遮断装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
【００１０】
（第１の参考形態）
図１から図４は、第１の参考形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図１はガス遮断器１の投入状態を示し、図２はガス遮断器１の閉極状態における開極直前を示し、図３はガス遮断器１の開極状態を示し、図４はガス遮断器１の完全開極状態を示している。
図１に示すように、ガス遮断器１は、電力系統の電気回路を開閉する開閉装置である。ガス遮断器１は、消弧性ガスが充填された密閉容器２と、密閉容器２内に配置された対向ユニット３および可動ユニット４と、を備えている。
【００１１】
密閉容器２は、電気回路を流れる電流の遮断が行われる内部空間を有する。密閉容器２は、金属材料により形成されている。密閉容器２は、接地されている。密閉容器２の内部には、一対の導体５Ａ，５Ｂが密閉容器２の外部から引き込まれている。
【００１２】
消弧性ガスは、消弧性能および絶縁性能に優れたガスであり、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスである。ただし、消弧性ガスは、六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質であってもよい。六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質は、例えば空気や、二酸化炭素、酸素、窒素およびその混合ガス等である。
【００１３】
図１から図４に示すように、対向ユニット３および可動ユニット４は、電気回路の一部を構成している。対向ユニット３は、第１導体５Ａに導通した対向接触子部２０（第２接触子部）を備えている。可動ユニット４は、第２導体５Ｂに導通した可動接触子部５０（第１接触子部）を備えている。ガス遮断器１は、対向接触子部２０および可動接触子部５０を互いに接触または開離させることで、電気回路の開閉し、電流を導通または遮断する。以下の説明では、対向接触子部２０および可動接触子部５０が互いに接触した状態を閉極状態といい、対向接触子部２０および可動接触子部５０が互いに開離した状態を開極状態という。また、閉極状態のうち、電気回路を遮断させる必要がない場合に適用される状態を特に投入状態という。また、開極状態のうち、電流の遮断動作が完了した状態を特に完全開極状態という。また、投入状態から完全開極状態に向けて対向接触子部２０および可動接触子部５０を互いに開離させる過程を開離過程という。
【００１４】
図１に示すように、対向ユニット３および可動ユニット４は、それぞれ複数の円筒状または円柱状の部材により形成されている。円筒状または円柱状の各部材は、中心軸を一致させて配置されている。対向ユニット３および可動ユニット４は、上記中心軸の軸方向（所定方向）で対向するように配置されている。なお、以下の説明では、上記中心軸の軸方向を単に軸方向と称する。また、上記中心軸周りを周回する方向を周方向と称する。また、上記中心軸に直交する方向を径方向と称する。また、対向ユニット３に関する説明において、軸方向における対向ユニット３から見て対向接触子部２０から可動接触子部５０が開離する方向を可動側と称し、その反対側を反可動側と称する。また、可動ユニット４に関する説明において、軸方向における可動ユニット４から見て可動接触子部５０から対向接触子部２０が開離する方向を対向側と称し、その反対側を反対向側と称する。
【００１５】
対向ユニット３は、冷却筒１０と、サポート１２と、対向接触子部２０と、を備えている。
冷却筒１０は、金属材料により、円筒状に形成されている。冷却筒１０の両端は、軸方向に開口している。冷却筒１０は、第１導体５Ａに結合されて導通している。
【００１６】
サポート１２は、金属材料により形成されている。サポート１２は、リング部１３と、リング部１３から径方向内側に向かって突出した突出部１４と、を備えている。リング部１３は、冷却筒１０と略同径に形成されている。リング部１３は、冷却筒１０の可動側の端部に結合している。突出部１４は、リング部１３と一体形成されている。突出部１４の先端には、後述する対向アーク接触子２５が取り付けられる。サポート１２は、冷却筒１０に導通している。
【００１７】
対向接触子部２０は、対向通電接触子２１と、対向アーク接触子２５と、を備えている。
対向通電接触子２１は、金属材料により、円筒状に形成されている。対向通電接触子２１の両端は、軸方向に開口している。対向通電接触子２１は、冷却筒１０と同径に形成されている。対向通電接触子２１は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａ（先端部）は、径方向の内側に向かって膨出している。対向通電接触子２１は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００１８】
対向アーク接触子２５は、金属材料により、円柱状に形成されている。対向アーク接触子２５は、対向通電接触子２１の内側に配置されている。対向アーク接触子２５は、サポート１２に支持され、サポート１２の突出部１４から可動側に向かって延びている。対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａ（先端部）の端縁は、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａの端縁よりも僅かに反可動側に位置している。対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａは、丸みを帯びている。対向アーク接触子２５は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００１９】
可動ユニット４は、操作ロッド３０（操作機構）と、シリンダ３５と、ピストン４０と、可動接触子部５０と、絶縁ノズル６０と、支持部７０と、電界シールド８０と、を備えている。
【００２０】
操作ロッド３０は、金属材料により形成されている。操作ロッド３０は、円柱状に形成された中実部３１と、円筒状に形成され、中実部３１に連設された中空部３２と、を備えている。中実部３１は、中空部３２の反対向側に設けられている。中実部３１は、反対向側の端部において絶縁ロッドを介して駆動装置（いずれも不図示）に接続され、密閉容器２に対して軸方向に変位可能になっている。中空部３２の外径は、中実部３１の外径と略一致している。中空部３２の内径は、対向アーク接触子２５の外径よりも大きい。中空部３２の反対向側の端部は、中実部３１により閉塞されている。中空部３２の対向側の端部は、対向側に向けて開口している。中空部３２の反対向側の端部には、中空部３２の内外を径方向に連通する第１通風孔３２ａが形成されている。第１通風孔３２ａは、投入状態においてピストン４０よりも反対向側に位置している。
【００２１】
シリンダ３５は、金属材料により、円筒状に形成されている。シリンダ３５は、軸方向に沿って延在する周壁３６と、周壁３６の対向側の端部に連設された底壁３７と、を備えている。周壁３６の内径は、操作ロッド３０の外径よりも大きい。周壁３６は、操作ロッド３０を径方向の外側から囲っている。底壁３７は、周壁３６の対向側の端部から、径方向の内側に向かって張り出している。底壁３７の中心部には、操作ロッド３０が挿入された貫通孔３７ａが形成されている。つまり、底壁３７は、円環板状に形成されている。貫通孔３７ａの内径は、操作ロッド３０の外径と一致している。貫通孔３７ａには、操作ロッド３０の対向側の端部が挿入されて固定されている。これにより、シリンダ３５は、操作ロッド３０に固定されているとともに、操作ロッド３０に導通している。シリンダ３５は、操作ロッド３０に連動して軸方向に変位する。底壁３７の内周部には、軸方向に貫通する排気孔３７ｂが形成されている。本参考形態では、排気孔３７ｂは、貫通孔３７ａに連なっている。
【００２２】
ピストン４０は、操作ロッド３０と、シリンダ３５の周壁３６と、の間に配置されている。ピストン４０は、径方向および周方向の双方向に延びる円環板状に形成されている。ピストン４０の内径は、操作ロッド３０の外径と一致している。ピストン４０の外径は、シリンダ３５の周壁３６の内径と一致している。ピストン４０は、支持部７０を介して密閉容器２に対して位置固定されている。
【００２３】
シリンダ３５、ピストン４０および操作ロッド３０は、消弧性ガスを蓄圧するパッファ室４５（蓄圧手段）を画成している。パッファ室４５は、操作ロッド３０の変位に連動して容積可変である。パッファ室４５は、シリンダ３５および操作ロッド３０の反対向側への変位に伴って容積が減少することで、内部の消弧性ガスを昇圧する。パッファ室４５内で昇圧した消弧性ガスは、シリンダ３５の排気孔３７ｂを通じてパッファ室４５から放出される。
【００２４】
可動接触子部５０は、可動アーク接触子５１と、可動通電接触子５５と、を備えている。
可動アーク接触子５１は、金属材料により円筒状に形成されている。可動アーク接触子５１の両端は、軸方向に開口している。可動アーク接触子５１は、操作ロッド３０の中空部３２と略同径に形成されている。可動アーク接触子５１は、操作ロッド３０の中空部３２の対向側の端部に結合し、操作ロッド３０に導通している。可動アーク接触子５１の対向側の端部５１ａは、径方向の内側に向かって膨出している。可動アーク接触子５１の対向側の端部５１ａの内径は、対向アーク接触子２５の外径と一致している。
【００２５】
可動アーク接触子５１は、操作ロッド３０に連動して、軸方向に変位する。対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１は、操作ロッド３０の変位に伴って軸方向に互いに接離可能に設けられている。対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１は、閉極状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する。対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１は、対向アーク接触子２５が可動アーク接触子５１の開口に挿入されることで、互いに接触して導通する。
【００２６】
可動通電接触子５５は、金属材料により、円筒状に形成されている。可動通電接触子５５は、可動アーク接触子５１を囲うように配置されている。可動通電接触子５５は、シリンダ３５の底壁３７から対向側に立設されている。可動通電接触子５５は、シリンダ３５に導通している。可動通電接触子５５の対向側の端部は、対向側に向けて開口している。可動通電接触子５５の内径は、可動アーク接触子５１の外径よりも大きい。可動通電接触子５５の外径は、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａの内径に一致している。可動通電接触子５５の対向側の端部５５ａの端縁は、可動アーク接触子５１の対向側の端部５１ａの端縁よりも僅かに反対向側に位置している。可動通電接触子５５の対向側の端部５５ａは、丸みを帯びている。
【００２７】
可動通電接触子５５は、シリンダ３５を介して操作ロッド３０に相対固定されている。可動通電接触子５５は、操作ロッド３０に連動して、軸方向に変位する。対向通電接触子２１および可動通電接触子５５は、操作ロッド３０の変位に伴って軸方向に互いに接離可能に設けられている。対向通電接触子２１および可動通電接触子５５は、投入状態で互いに接触するとともに、開極状態で互いに開離する。対向通電接触子２１および可動通電接触子５５は、開離過程において対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１よりも早く互いに開離する（図２参照）。対向通電接触子２１および可動通電接触子５５は、可動通電接触子５５が対向通電接触子２１の開口に挿入されることで、互いに接触して導通する。
【００２８】
絶縁ノズル６０は、絶縁材料により、円筒状に形成されている。絶縁ノズル６０は、可動アーク接触子５１と可動通電接触子５５との間において、シリンダ３５の底壁３７から対向側に立設されている。絶縁ノズル６０の対向側の端部は、対向側に向けて開口している。絶縁ノズル６０は、可動アーク接触子５１および可動通電接触子５５よりも対向側に長く形成されている。つまり、絶縁ノズル６０の対向側の端縁は、可動アーク接触子５１の対向側の端部５１ａの端縁、および可動通電接触子５５の対向側の端部５５ａの端縁よりも対向側に位置している。絶縁ノズル６０は、可動アーク接触子５１に対して径方向に間隔をあけて設けられている。絶縁ノズル６０は、可動通電接触子５５の内周面に径方向で密接している。絶縁ノズル６０の径方向内側には、シリンダ３５の排気孔３７ｂが開口している。絶縁ノズル６０は、開極状態において後述するアーク放電を囲む。絶縁ノズル６０は、パッファ室４５から放出された消弧性ガスを、後述するアーク放電に案内する。
【００２９】
絶縁ノズル６０の内部は、軸方向において順に、平行部６１と、縮径部６２と、スロート部６３と、拡径部６４と、を備えている。平行部６１は、絶縁ノズル６０の反対向側の端部から、一定の内径で延在している。平行部６１の対向側の端部は、可動アーク接触子５１の対向側の端部と、軸方向において略同じ位置に位置している。縮径部６２は、平行部６１の対向側の端部から、対向側に向かって内径が漸次縮小するように延びている。平行部６１および縮径部６２は、可動アーク接触子５１を包囲している。
【００３０】
スロート部６３は、縮径部６２と拡径部６４との間に形成されている。スロート部６３は、絶縁ノズル６０において内径が最小の部分である。スロート部６３は、開離過程において対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａが通過する。スロート部６３の内径は、可動アーク接触子５１の対向側の端部５１ａの内径と略一致している。拡径部６４は、スロート部６３から、対向側に向かって内径が漸次拡大するように延びている。絶縁ノズル６０の内部は、パッファ室４５から放出された消弧性ガスの流路を形成している。
【００３１】
絶縁ノズル６０の外周面は、大径部６６ａと、小径部６６ｂと、傾斜部６６ｃと、を備えている。大径部６６ａは、絶縁ノズル６０の中間部から反対向側の端部に亘って形成されている。大径部６６ａは、一定の外径で延在し、可動通電接触子５５の内周面に密接している。小径部６６ｂは、大径部６６ａよりも対向側に形成されている。小径部６６ｂは、大径部６６ａよりも小径に形成され、一定の外径で延在している。傾斜部６６ｃは、大径部６６ａの対向側の端部と、小径部６６ｂの反対向側の端部と、を接続している。傾斜部６６ｃは、軸方向において、拡径部６４と同じ位置に設けられている。傾斜部６６ｃは、反対向側から対向側に向かうに従い漸次縮径している。
【００３２】
支持部７０は、可動部支え７１と、ピストン支え７５と、を備えている。
可動部支え７１は、金属材料により、円筒状に形成されている。可動部支え７１は、軸方向に沿って延在する周壁部７２と、周壁部７２の対向側の端部から径方向の内側に向かって張り出す鍔部７３と、鍔部７３よりも反対向側の位置において周壁部７２から径方向の内側に向かって張り出す閉塞部７４と、を備えている。周壁部７２の内径は、シリンダ３５の外径よりも大きい。鍔部７３は、周壁部７２と一体形成されている。鍔部７３は、軸方向においてピストン４０と同じ位置に位置している。鍔部７３の内径は、シリンダ３５の外径に一致している。鍔部７３の内側には、シリンダ３５が動作可能なように挿通されている。鍔部７３および周壁部７２は、シリンダ３５に導通している。
【００３３】
閉塞部７４は、円板状に形成されている。閉塞部７４は、周壁部７２の内周面に固定されている。閉塞部７４の中心部には、操作ロッド３０が挿通された挿通孔７４ａが形成されている。挿通孔７４ａの内径は、操作ロッド３０の外径と一致している。閉塞部７４は、完全開極状態における操作ロッド３０の第１通風孔３２ａよりも反対向側に配置されている（図４参照）。可動部支え７１は、第２導体５Ｂに結合されて導通している。
【００３４】
ピストン支え７５は、金属材料により、円筒状に形成されている。ピストン支え７５は、可動部支え７１の閉塞部７４から、対向側に立設されている。ピストン支え７５の外径は、シリンダ３５の周壁３６の内径と一致している。ピストン支え７５の内径は、操作ロッド３０の外径よりも大きい。ピストン支え７５は、対向側の端部においてピストン４０と連なっている。本参考形態では、ピストン支え７５は、可動部支え７１の閉塞部７４、およびピストン４０と一体形成されている。
【００３５】
可動部支え７１の周壁部７２には、径方向に貫通する第２通風孔７２ａが形成されている。第２通風孔７２ａは、可動部支え７１の外部空間と、可動部支え７１の周壁部７２とピストン支え７５との間の内部空間と、を連通している。また、ピストン支え７５には、径方向に貫通する第３通風孔７５ａが形成されている。第３通風孔７５ａは、ピストン支え７５における反対向側の端部近傍に形成されている。第３通風孔７５ａは、ピストン支え７５と操作ロッド３０との間の空間と、可動部支え７１の周壁部７２とピストン支え７５との間の内部空間と、を連通している。
【００３６】
電界シールド８０は、絶縁ノズル６０の対向側の端部に取り付けられている。図示の例では、電界シールド８０は、絶縁ノズル６０の外周面の小径部６６ｂに取り付けられている。電界シールド８０は、金属材料により、絶縁ノズル６０と同心の円環状に形成されている。電界シールド８０を形成する金属材料としては、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等を用いることができる。また、電界シールド８０を形成する金属材料として、少なくともマグネシウムを含む金属材料を用いてもよい。
【００３７】
電界シールド８０は、投入状態において、対向通電接触子２１と対向アーク接触子２５との間に位置している。電界シールド８０は、完全開極状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置している（図４参照）。電界シールド８０の対向側の端面は、軸方向に直交する平面状に形成されている。電界シールド８０の反対向側の端面は、丸みを帯びて反対向側に向かって膨出している。電界シールド８０の外径は、対向通電接触子２１の内径よりも小さい。これにより、電界シールド８０は、投入状態から完全開極状態までのいずれの状態においても、対向ユニット３に非接触となる。すなわち、開離過程の全ての期間は、電界シールド８０が対向通電接触子２１に接触しない非接触期間となる。電界シールド８０は、開離過程の非接触期間において浮遊電位となる。
【００３８】
電界シールド８０の表面には、絶縁部材８３が配置されている。絶縁部材８３は、電界シールド８０の表面を覆う絶縁層である。絶縁部材８３は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）やエチレンプロピレン（ＥＰ）ゴム、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁材料を用いることができる。酸化アルミニウムは、例えばアルミニウムにより形成された電界シールド８０に対してアルマイト処理を施すことにより形成できる。
【００３９】
続いて、ガス遮断器１の遮断動作について説明する。
投入状態では、可動通電接触子５５が対向通電接触子２１の内側に挿入されて接触し、対向アーク接触子２５が可動アーク接触子５１の内側に挿入されて接触している。これにより、対向ユニット３と可動ユニット４とが導通し、一対の導体５Ａ，５Ｂ間に電路を形成する。
【００４０】
ガス遮断器１は、電流を遮断する場合、操作ロッド３０を反対向側に変位させ、対向接触子部２０および可動接触子部５０を互いに開離させる。操作ロッド３０を反対向側に変位させると、可動アーク接触子５１、可動通電接触子５５、絶縁ノズル６０およびシリンダ３５が操作ロッド３０に連動して反対向側に変位する。シリンダ３５が反対向側に変位すると、パッファ室４５の容積が減少し、パッファ室４５内部の消弧性ガスが昇圧される。
【００４１】
図２に示すように、投入状態から操作ロッド３０を反対向側に変位させると、対向通電接触子２１と可動通電接触子５５とが開離する。この状態では、対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１とが互いに接触して導通しているので、一対の導体５Ａ，５Ｂ間に電路が形成されている。
【００４２】
図３に示すように、さらに操作ロッド３０を反対向側に変位させると、対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１とが開離し、閉極状態から開極状態に移行する。対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１とが開離すると、対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１との間で、アーク放電が発弧する。アーク放電が発弧すると、周囲の消弧性ガスが加熱され、膨張する。膨張した消弧性ガスの一部は、パッファ室４５に流入する。これにより、パッファ室４５内部の消弧性ガスがさらに昇圧される。
【００４３】
遮断動作が進行すると、対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１との距離が開くとともに、電流が電流零点に向けて小さくなり、アーク放電が小さくなる。アーク放電が小さくなると、消弧性ガスのパッファ室４５への流入が停止し、パッファ室４５から高圧の消弧性ガスが放出される。パッファ室４５から放出された消弧性ガスは、絶縁ノズル６０と可動アーク接触子５１との間に形成された流路を通って、アーク放電に吹き付けられる。これにより、アーク放電が消弧に至り、電流が遮断される。そして、図４に示すように、完全開極状態に向けて、さらに操作ロッド３０を反対向側に変位させ、遮断動作が完了する。なお、完全開極状態における操作ロッド３０の位置は、操作ロッド３０に接続された駆動装置（不図示）により操作ロッド３０が反対向側へ変位し切った位置である。
【００４４】
図３に示すように、アーク放電に吹き付けられた消弧性ガスは、対向ユニット３側の流路と可動ユニット４側の流路とに分かれて排出される。対向ユニット３側の流路は、絶縁ノズル６０の内部のスロート部６３から、拡径部６４、および冷却筒１０の内部空間を順に経て、密閉容器２内に至る。可動ユニット４側の流路は、可動アーク接触子５１の対向側の開口から、可動アーク接触子５１の内部空間、ピストン支え７５と操作ロッド３０との間の空間、および可動部支え７１の周壁部７２とピストン支え７５との間の空間を順に経て、密閉容器２内に至る。
【００４５】
図５は、参考例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図である。図６は、比較例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図である。なお、参考例に係るガス遮断器は、本参考形態のガス遮断器１である。また、比較例に係るガス遮断器は、本参考形態に係るガス遮断器１から電界シールド８０を省略したものである。図５および図６では、完全開極状態を図示している。
【００４６】
図６に示すように、比較例のガス遮断器では、対向通電接触子２１と対向アーク接触子２５との間に等電位線が入り込んでいる。これにより、絶縁ノズル６０内において、対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａ近傍に等電位線が他の領域と比べて密に配置されている。すなわち、比較例のガス遮断器では、絶縁ノズル６０内の電位分布が不均一となっており、対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１との間で絶縁破壊が生じやすい。これに対して、図５に示す参考例のガス遮断器では、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に電界シールド８０が配置されている。これにより、対向通電接触子２１と対向アーク接触子２５との間への等電位線の入り込みが抑制される。その結果、絶縁ノズル６０内において、図６に示す比較例と比べて、等電位線が軸方向で均等に配置される。よって、対向アーク接触子２５の電界が緩和される。
【００４７】
図７は、対向アーク接触子の電界を示すグラフである。図７では、比較例のガス遮断器における完全開極状態の対向アーク接触子２５の電界を１００とした場合の、参考例および後述する実施例それぞれのガス遮断器における完全開極状態の対向アーク接触子２５の電界を示す。
図７に示すように、完全開極状態において、参考例のガス遮断器では、比較例に対して対向アーク接触子２５の電界を約７９％まで緩和することができる。すなわち、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に電界シールド８０を配置することで、対向アーク接触子２５の電界を緩和できる。
【００４８】
本参考形態では、ガス遮断器１は、絶縁ノズル６０に取り付けられた電界シールド８０を備える構成を採用した。この構成によれば、電界シールド８０により絶縁ノズル６０内の電界を緩和できる。しかも、電界シールド８０は、開離過程の全ての期間において浮遊電位となる。これにより、電界シールド８０は、開離過程において対向接触子部２０に摺動しないので、摩擦力等の移動方向とは反対方向の力を受けない。このため、電界シールド８０と一体となって動作する可動接触子部５０の移動速度の低下が抑制される。よって、対向接触子部２０および可動接触子部５０の開離速度の低下が抑制され、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧を速やかに高めることが可能となる。よって、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁破壊が抑制され、ガス遮断器１の電流遮断性能を向上させることができる。
【００４９】
そして、上述したように、ガス遮断器１の電流遮断性能が向上するので、パッファ室４５の小型化に伴う消弧性ガスの吹き付け量の減少、および駆動エネルギーの低減に伴うパッファ室４５における消弧性ガスの蓄圧低下が許容される。したがって、ガス遮断器１の小型化および低駆動エネルギー化が可能となる。
以上により、優れた電流遮断性能を有する小型化および低駆動エネルギー化されたガス遮断器１を提供できる。
【００５０】
また、電界シールド８０は、完全開極状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置する。この構成によれば、完全開極状態において、対向アーク接触子２５の電界を緩和できる。よって、完全開極状態における絶縁耐圧が向上し、ガス遮断器１の電流遮断性能が向上する。また、完全開極状態における絶縁耐圧が向上するので、完全開極状態における対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１との距離を縮めることができ、ガス遮断器１を小型化することができる。
【００５１】
また、電界シールド８０の表面には、絶縁部材８３が配置されている。これにより、電界シールド８０における絶縁破壊の発生を抑制できる。
【００５２】
また、消弧性ガスとして、六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質を用いることで、環境への負荷を低減できる。なお、例えば六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質は、六フッ化硫黄よりも消弧性能および電気絶縁性能が劣る場合がある。しかしながら、本参考形態の構成を適用することで電流遮断性能を向上できるので、消弧性ガスとして六フッ化硫黄よりも地球温暖化係数の小さい物質を用いた場合でも、電流遮断性能が低下することを抑制できる。
【００５３】
また、マグネシウムを含む金属材料により電界シールド８０を形成することで、アルミニウムにより電界シールド８０を形成した場合よりも、電界シールド８０を軽量化することができる。これにより、電界シールド８０と一体となって動作する可動接触子部５０の移動速度の低下が抑制される。よって、対向接触子部２０および可動接触子部５０の開離速度の低下が抑制され、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧をより速やかに高めることが可能となる。
【００５４】
（第２の参考形態）
図８は、第２の参考形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図８はガス遮断器１０１の開極状態を示している。
図８に示す第２の参考形態のガス遮断器１０１は、電界シールド１８０が絶縁ノズル６０における軸方向の中間部に取り付けられている点で、第１の参考形態のガス遮断器１と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第１の参考形態と同様である。
【００５５】
図８に示すように、ガス遮断器１０１は、電界シールド１８０を備える。電界シールド１８０は、絶縁ノズル６０と同心の円筒状に形成されている。電界シールド１８０は、絶縁ノズル６０の外周面に取り付けられている。電界シールド１８０は、軸方向における絶縁ノズル６０の対向側の端部と同じ位置から反対向側に延びている。電界シールド１８０は、開離過程の途中の状態から完全開極状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置している。
【００５６】
本参考形態では、電界シールド１８０は、開離過程の途中の状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置する。この構成によれば、開離過程の途中で、電界シールド１８０が対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間を通過する。これにより、開極状態の任意の状態において、絶縁ノズル６０内における軸方向の任意の位置の電界を緩和できる。よって、例えば絶縁ノズル６０内における高温の消弧性ガスが溜まりやすい箇所の電界を緩和する位置に電界シールド１８０を配置して、遮断動作の途中の状態の絶縁耐圧を向上させることができる。したがって、ガス遮断器１０１の電流遮断性能を向上させることができる。
【００５７】
（第１の実施形態）
図９は、第１の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図９はガス遮断器２０１の完全開極状態を示している。
図９に示す第１の実施形態のガス遮断器２０１は、電界シールド２８０が完全開極状態において対向通電接触子２１に接触する点で、第１の参考形態のガス遮断器１と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第１の参考形態と同様である。
【００５８】
図９に示すように、ガス遮断器２０１は、電界シールド２８０を備える。電界シールド２８０は、絶縁ノズル６０の対向側の端部に取り付けられている。電界シールド２８０は、完全開極状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置している。電界シールド２８０の外径は、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａの内径と一致している。これにより、電界シールド２８０は、完全開極状態においてのみ対向通電接触子２１の内周面に接触する。すなわち、開離過程のうち最終段階（完全開極状態）を除く期間は、電界シールド２８０が対向通電接触子２１に接触しない非接触期間となる。電界シールド２８０は、開離過程の最終段階において対向接触子部２０と導通して完全に同電位となるとともに、開離過程の非接触期間において浮遊電位となる。なお、導通とは、電界シールド２８０と対向接触子部２０とが繋がって、電気的に接続していることである。具体的に、導通とは、電界シールド２８０と対向接触子部２０とが直接接触して電気的に接続すること、または両者に接触する導体を介して電気的に接続することである。
【００５９】
図１０は、遮断動作における経過時間と操作ロッドの位置との関係を示すグラフである。
図１０において、横軸は遮断動作における経過時間である。縦軸は軸方向における操作ロッド３０の位置であって、完全開極状態の操作ロッド３０の位置を０とし、投入状態の操作ロッド３０の位置を１００としたときの相対位置である。また、点線は本実施形態の構成の適用前の開極動作特性曲線で、実線は本実施形態の構成を適用した場合の開極動作特性曲線を示す。また、時点ｔ０は遮断動作開始時点（投入状態）を示し、時点ｔ１，ｔ１’はそれぞれ対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離した時点を示している。また、時点ｔ２，ｔ２’はそれぞれ時点ｔ１，ｔ１’から商用周波数の半周期経過した時点を示している。また、時点ｔ’は本実施形態の構成を適用した場合において電界シールド２８０が対向通電接触子２１に接触した時点を示している。また、時点ｔ３，ｔ３’はそれぞれ遮断動作終了時点（完全開極状態）を示している。
【００６０】
図１０に示すように、電界シールド２８０が対向通電接触子２１に接触した時点ｔ’は、時点ｔ２以降、すなわち対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点から商用周波数の半周期以上経過した時点である。つまり、電界シールド２８０は、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点ｔ１から商用周波数の半周期以上経過後に、対向接触子部２０と同電位となる。電界シールド２８０は、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点ｔ１から商用周波数の半周期以上経過するまでは、対向接触子部２０に接触しない。
【００６１】
また、図１０に示すように、本実施形態の構成を適用することで、操作ロッド３０の移動速度が向上している。これにより、時点ｔ１，ｔ１’を比較すると、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１を速やかに開離させることができる。その結果、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離してから商用周波数の半周期経過した時点がｔ２’からｔ２にシフトする。よって、開極から半周期までの開極速度を向上することができ、絶縁耐圧を速やかに高めることが可能となる。さらに電界シールド２８０を対向接触子部２０に接触させるタイミングを早めることもできる。したがって、本実施形態の構成を適用することで、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧をより速やかに高めることが可能となる。
【００６２】
図１１は、実施例のガス遮断器における電位分布の一例を示す図である。なお、実施例に係るガス遮断器は、本実施形態のガス遮断器２０１である。図１１では、完全開極状態を図示している。
【００６３】
図１１に示すように、実施例のガス遮断器では、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に電界シールド２８０が配置されている。電界シールド２８０は、対向通電接触子２１および対向アーク接触子２５と同電位なので、図５に示す参考例と比較して、対向通電接触子２１と対向アーク接触子２５との間への等電位線の入り込みがより一層抑制される。これにより、絶縁ノズル６０内において、図６に示す比較例、および図５に示す参考例と比べて、等電位線が軸方向でより均等に配置される。よって、対向アーク接触子２５の電界が緩和される。
【００６４】
図７に示すように、実施例によれば、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に電界シールド２８０を配置することで、比較例に対して対向アーク接触子２５の電界を約６１％まで緩和することができる。また、参考例に対して対向アーク接触子２５の電界をより緩和することができる。
【００６５】
本実施形態によれば、電界シールド２８０は、開離過程の最終段階を除く期間において浮遊電位となる。これにより、電界シールド２８０は、開離過程のうち最終段階を除く期間において対向接触子部２０に摺動しないので、摩擦力等の移動方向とは反対方向の力を受けない。このため、電界シールド２８０と一体となって動作する可動接触子部５０の移動速度の低下が抑制される。よって、対向接触子部２０および可動接触子部５０の開離速度の低下が抑制され、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧を速やかに高めることが可能となる。よって、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁破壊が抑制され、ガス遮断器２０１の電流遮断性能を向上させることができる。
【００６６】
また、電界シールド２８０は、完全開極状態において対向接触子部２０と導通して同電位となる。これにより、電界シールドが完全開極状態において浮遊電位となる構成と比較して、より一層対向アーク接触子２５の電界を緩和することができる。よって、完全開極状態における絶縁耐圧が向上し、ガス遮断器２０１の電流遮断性能が向上する。また、完全開極状態における絶縁耐圧が向上するので、完全開極状態における対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１との距離を縮めることができ、ガス遮断器２０１を小型化することができる。
【００６７】
また、電界シールド２８０は、完全開極状態において対向通電接触子２１に接触する。これにより、新たな部材を設けることなく、電界シールド２８０と対向接触子部２０とを導通させることができる。したがって、ガス遮断器２０１の部品点数が増加することを抑制できる。
【００６８】
また、電界シールド２８０は、開離過程において、対向接触子部２０と可動接触子部５０とが開離した時点ｔ１から商用周波数の半周期以上経過後に、対向接触子部２０と同電位となる。電界シールド２８０は、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点ｔ１から商用周波数の半周期以上経過するまでは、対向接触子部２０に接触しない。これにより、時点ｔ１から商用周波数の半周期経過する時点ｔ２までの期間に電界シールド２８０が他の部材に摺動しないので、操作ロッド３０の移動速度が低下することを防止される。よって、時点ｔ２までの期間の対向接触子部２０および可動接触子部５０の開離速度の低下が抑制され、対向接触子部２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧を速やかに高めることが可能となる。したがって、小電流遮断後に印加される回復電圧による絶縁破壊を抑制でき、遮断性能を向上させることができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
図１２および図１３は、第２の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図１２はガス遮断器３０１の投入状態を示し、図１３はガス遮断器３０１の完全開極状態を示している。
図１２および図１３に示す第２の実施形態のガス遮断器３０１は、電界シールド３８０が完全開極状態において対向通電接触子３２１に接触する点で、第１の参考形態のガス遮断器１と異なっている。また、第２の実施形態のガス遮断器３０１は、電界シールド３８０が閉極状態においてシールド接触子３２３に接触する点で、第１の参考形態のガス遮断器１と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第１の参考形態と同様である。
【００７０】
図１２に示すように、ガス遮断器３０１は、対向接触子部３２０と、電界シールド３８０と、を備えている。対向接触子部３２０は、対向通電接触子３２１と、対向アーク接触子２５と、シールド接触子３２３と、を備えている。
【００７１】
対向通電接触子３２１は、金属材料により、円筒状に形成されている。対向通電接触子３２１の両端は、軸方向に開口している。対向通電接触子３２１は、冷却筒１０よりも僅かに大径に形成されている。対向通電接触子３２１は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。対向通電接触子３２１の可動側の端部３２１ａは、径方向の内側に向かって膨出している。対向通電接触子３２１は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００７２】
シールド接触子３２３は、金属材料により、円筒状に形成されている。シールド接触子３２３の両端は、軸方向に開口している。シールド接触子３２３は、冷却筒１０と同径に形成されている。シールド接触子３２３は、対向通電接触子３２１の内側に配置されている。シールド接触子３２３の外径は、対向通電接触子３２１の内径と略一致している。シールド接触子３２３は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。シールド接触子３２３の可動側の端部３２３ａは、対向通電接触子３２１の可動側の端部３２１ａよりも反可動側に設けられている。シールド接触子３２３の可動側の端部３２３ａは、径方向の内側に向かって膨出している。シールド接触子３２３の可動側の端部３２３ａの内径は、対向通電接触子３２１の可動側の端部３２１ａの内径と一致している。シールド接触子３２３は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００７３】
電界シールド３８０は、絶縁ノズル６０の対向側の端部に取り付けられている。電界シールド３８０は、完全開極状態において、対向通電接触子３２１の可動側の端部３２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置している（図１３参照）。電界シールド３８０は、投入状態において、シールド接触子３２３の可動側の端部３２３ａと軸方向の同じ位置に位置している。電界シールド３８０の外径は、対向通電接触子３２１の可動側の端部３２１ａ、およびシールド接触子３２３の可動側の端部３２３ａそれぞれの内径と一致している。これにより、電界シールド３８０は、完全開極状態において対向通電接触子３２１の内周面に接触する（図１３参照）。また、電界シールド３８０は、投入状態（閉極状態）においてシールド接触子３２３の内周面に接触する。すなわち、開離過程のうち初期段階（投入状態）および最終段階（完全開極状態）を除く期間は、電界シールド３８０が対向通電接触子３２１およびシールド接触子３２３に接触しない非接触期間となる。電界シールド３８０は、開離過程の初期段階および最終段階において対向接触子部２０と導通して完全に同電位となるとともに、開離過程の非接触期間において浮遊電位となる。
【００７４】
電界シールド３８０は、開離過程において、少なくとも対向アーク接触子２５と可動アーク接触子５１とが接触している状態で、シールド接触子３２３から開離する。電界シールド３８０は、第１の実施形態の電界シールド２８０と同様に、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点から商用周波数の半周期以上経過後に、対向接触子部２０と同電位となる。電界シールド３８０は、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点から商用周波数の半周期以上経過するまでは、対向接触子部２０に接触しない。
【００７５】
本実施形態によれば、電界シールド３８０は、開離過程の初期段階および最終段階を除く期間において浮遊電位となる。これにより、電界シールド３８０は、開離過程のうち初期段階および最終段階を除く期間において対向接触子部３２０に摺動しないので、摩擦力等の移動方向とは反対方向の力を受けない。このため、電界シールド３８０と一体となって動作する可動接触子部５０の移動速度の低下が抑制される。よって、対向接触子部３２０および可動接触子部５０の開離速度の低下が抑制され、対向接触子部３２０と可動接触子部５０との間の絶縁耐圧を速やかに高めることが可能となる。よって、対向接触子部３２０と可動接触子部５０との間の絶縁破壊が抑制され、ガス遮断器３０１の電流遮断性能を向上させることができる。
【００７６】
また、電界シールド３８０は、閉極状態において対向接触子部３２０と同電位となる。これにより、電界シールド３８０が投入状態において帯電することを防止できる。よって、開離過程において、浮遊電位の電界シールド３８０と可動接触子部５０との間で絶縁破壊が生じることを抑制できる。
【００７７】
なお、電界シールド３８０と対向接触子部３２０との導通構造は、図１２に示す例に限定されない。例えば、図１４に示すように、電界シールド３８０の一部を、コイルばねや板ばね等の導電性を有する付勢部材３８１により径方向の外側に向けて付勢してシールド接触子３２３に圧接させてもよい。
【００７８】
また、図１５および図１６に示すように、導電性を有し軸方向に沿って伸縮する付勢部材３９１を用いて、電界シールド３８０と対向接触子部２０とを導通させてもよい。具体的に、図１５に示す例では、電界シールド３８０とサポート１２との間に付勢部材３９１および導通部材３９２を配置する。導通部材３９２は、電界シールド３８０の対向側を向く面に対向配置される。付勢部材３９１の第１端部は、サポート１２に接続する。付勢部材３９１の第２端部は、導通部材３９２に接続する。付勢部材３９１は、導通部材３９２を電界シールド３８０に向けて付勢する。これにより、電界シールド３８０は、サポート１２を介して対向接触子部２０に導通する。
【００７９】
また、図１６に示す例では、導通部材３９２は、サポート１２の可動側を向く面に対向配置される。付勢部材３９１の第１端部は、導通部材３９２に接続する。付勢部材３９１の第２端部は、電界シールド３８０に接続する。付勢部材３９１は、導通部材３９２をサポート１２に向けて付勢する。これにより、電界シールド３８０は、サポート１２を介して対向接触子部２０に導通する。なお、図１５および図１６に示すいずれの構成においても、付勢部材３９１の自然長は、少なくとも開極状態において電界シールド３８０が対向接触子部２０に導通しないように設定される。
【００８０】
（第３の実施形態）
図１７および図１８は、第３の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図１７はガス遮断器４０１の投入状態を示し、図１８はガス遮断器４０１の完全開極状態を示している。
図１７および図１８に示す第３の実施形態のガス遮断器４０１は、対向通電接触子４２１が通電接触子本体４２７および通電接触子シールド４２８を備える点で、第１の実施形態のガス遮断器２０１と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
図１７に示すように、通電接触子本体４２７は、金属材料により、円筒状に形成されている。通電接触子本体４２７の両端は、軸方向に開口している。例えば、通電接触子本体４２７は、冷却筒１０よりも僅かに小径に形成されている。通電接触子本体４２７は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。通電接触子本体４２７は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００８２】
通電接触子本体４２７には、複数のスリット４２９が形成されている。複数のスリット４２９は、それぞれ通電接触子本体４２７の可動側の端縁から、反可動側に向けて切り込まれている。複数のスリット４２９は、周方向に略等間隔に形成されている。これにより、通電接触子本体４２７は、隣り合うスリット４２９間に設けられたフィンガー４２７ｂを複数備えている。フィンガー４２７ｂは、板ばね状に形成され、径方向に撓み変形可能となっている。
【００８３】
通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａは、径方向の内側に向かって膨出している。通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａの内径は、可動通電接触子５５および電界シールド２８０の外径よりも僅かに小さい。通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａは、フィンガー４２７ｂが径方向外側に向けて撓むことで、投入状態において可動通電接触子５５の外周面に接触可能とされている。また、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａは、フィンガー４２７ｂが径方向外側に向けて撓むことで、完全開極状態において電界シールド２８０の外周面に接触可能となっている（図１８参照）。通電接触子本体４２７における可動側の端部４２７ａ以外の部分の内径は、電界シールド２８０の外径よりも大きい。これにより、電界シールド２８０は、完全開極状態においてのみ通電接触子本体４２７の内周面に接触する。
【００８４】
通電接触子シールド４２８は、金属材料により、円筒状に形成されている。通電接触子シールド４２８の両端は、軸方向に開口している。通電接触子シールド４２８は、通電接触子本体４２７よりも大径に形成されている。通電接触子シールド４２８は、通電接触子本体４２７を径方向外側から囲うように配置されている。通電接触子シールド４２８は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。通電接触子シールド４２８は、通電接触子本体４２７に導通している。
【００８５】
通電接触子シールド４２８の可動側の端部４２８ａは、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａを囲む形状に形成されている。通電接触子シールド４２８の可動側の端部４２８ａは、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａよりも可動側に設けられている。通電接触子シールド４２８の可動側の端部４２８ａは、径方向の内側に向かって膨出している。通電接触子シールド４２８の可動側の端部４２８ａの内径は、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａの外径よりも小さい。通電接触子シールド４２８の可動側の端部４２８ａの内径は、可動通電接触子５５および電界シールド２８０の外径よりも僅かに大きい。
【００８６】
本実施形態によれば、電界シールド２８０は、開離過程の最終段階を除く期間において浮遊電位となる。また、電界シールド２８０は、完全開極状態において対向接触子部２０と導通して同電位となる。このため、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００８７】
さらに、対向通電接触子４２１の通電接触子本体４２７が径方向に撓み変形可能となっている。これにより、硬質な金属材料により形成された対向通電接触子４２１に対して、可動通電接触子５５および電界シールド２８０のそれぞれをスムーズに接離させることが可能となる。
【００８８】
また、対向通電接触子４２１は、通電接触子本体４２７を囲うように配置された通電接触子シールド４２８を備える。これにより、通電接触子本体４２７にスリット４２９が形成されたことによる電界上昇を緩和することができる。
ただし、通電接触子シールドは必須でなく、対向通電接触子４２１は、通電接触子本体４２７のみを備えていてもよい。
【００８９】
（第４の実施形態）
図１９および図２０は、第４の実施形態のガス遮断器を示す断面図である。なお、図１９はガス遮断器５０１の投入状態を示し、図２０はガス遮断器５０１の完全開極状態を示している。
図１９および図２０に示す第４の実施形態のガス遮断器５０１は、第３の実施形態の電界シールド２８０に代えて、電界シールド５８０を備える点で、第３の実施形態のガス遮断器４０１と異なっている。また、第４の実施形態のガス遮断器５０１は、電界シールド５８０が完全開極状態において対向通電接触子４２１に接触せず、シールド接触子５２３に接触する点で、第３の実施形態のガス遮断器４０１と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第３の実施形態と同様である。
【００９０】
図１９に示すように、ガス遮断器５０１は、シールド接触子５２３と、電界シールド５８０と、を備えている。
【００９１】
シールド接触子５２３は、金属材料により、円筒状に形成されている。シールド接触子５２３の両端は、軸方向に開口している。シールド接触子５２３は、対向通電接触子４２１の通電接触子本体４２７よりも小径に形成されている。シールド接触子５２３は、通電接触子本体４２７によって囲まれるように、通電接触子本体４２７の内側に配置されている。シールド接触子５２３は、サポート１２のリング部１３の可動側の端部に結合している。シールド接触子５２３は、サポート１２を介して冷却筒１０に導通している。
【００９２】
シールド接触子５２３には、複数のスリット５２４が形成されている。複数のスリット５２４は、それぞれシールド接触子５２３の可動側の端縁から、反可動側に向けて切り込まれている。複数のスリット５２４は、周方向に略等間隔に形成されている。これにより、シールド接触子５２３は、隣り合うスリット５２４間に設けられたフィンガー５２３ｂを複数備えている。フィンガー５２３ｂは、板ばね状に形成され、径方向に撓み変形可能となっている。
【００９３】
シールド接触子５２３の可動側の端部５２３ａは、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａよりも反可動側に設けられている。シールド接触子５２３の可動側の端部５２３ａは、径方向の内側に向かって膨出している。シールド接触子５２３の可動側の端部５２３ａの内径は、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａの内径よりも小さい。
【００９４】
電界シールド５８０は、絶縁ノズル６０の対向側の端部に取り付けられている。電界シールド５８０は、絶縁ノズル６０と同心の円筒状に形成されている。電界シールド５８０は、絶縁ノズル６０の外周面に取り付けられている。電界シールド５８０は、軸方向における絶縁ノズル６０の対向側の端部と同じ位置から対向側に延びている。電界シールド５８０は、投入状態において、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａよりも対向側に位置している。電界シールド５８０は、完全開極状態において、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置している（図２０参照）。
【００９５】
電界シールド５８０の外径は、通電接触子本体４２７の可動側の端部４２７ａの内径よりも小さく、シールド接触子５２３の可動側の端部５２３ａの内径よりも僅かに大きい。これにより、電界シールド５８０の外周面は、完全開極状態においてシールド接触子５２３の内周面に接触する（図２０参照）。すなわち、開離過程のうち最終段階（完全開極状態）を除く期間は、電界シールド５８０が対向通電接触子４２１に接触しない非接触期間となる。電界シールド５８０は、開離過程の最終段階において対向接触子部２０と導通して完全に同電位となるとともに、開離過程の非接触期間において浮遊電位となる。
【００９６】
電界シールド５８０は、第１の実施形態の電界シールド２８０と同様に、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点から商用周波数の半周期以上経過後に、対向接触子部２０と同電位となる。電界シールド５８０は、対向アーク接触子２５および可動アーク接触子５１が開離する時点から商用周波数の半周期以上経過するまでは、対向接触子部２０に接触しない。
【００９７】
本実施形態によれば、電界シールド５８０は、開離過程のうち少なくとも初期段階を含み、かつ最終段階を除く期間において浮遊電位となる。また、電界シールド５８０は、少なくとも完全開極状態において対向接触子部２０と導通して同電位となる。このため、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００９８】
なお、上記実施形態では、電界シールドが円環状に形成されているが、これに限定されない。例えば、電界シールドは、周方向において断片的に設けられていてもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、対向ユニット３が密閉容器２に対して位置固定されているが、これに限定されない。対向ユニットは、可動ユニットにリンク等を介して連結され、操作ロッドを反対向側に変位させることで反可動側に変位するように形成されていてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、電界シールド８０の表面に絶縁部材８３が配置されているが、これに限定されない。すなわち、電界シールドの表面には絶縁部材が配置されていなくてもよい。
【０１０１】
また、上述した各実施形態に各参考形態の構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態の電界シールド２８０に、第２の参考形態の電界シールド１８０の形状を組み合わせてもよい。すなわち、電界シールド２８０を、開離過程の途中の状態において、対向通電接触子２１の可動側の端部２１ａと対向アーク接触子２５の可動側の端部２５ａとの間に位置するように形成してもよい。これにより、第２の参考形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ガス遮断器は、絶縁ノズルに取り付けられ、少なくとも開離過程の一部の期間において浮遊電位となる電界シールドを持つので、電流遮断性能が向上し、小型化および低駆動エネルギー化が可能となる。したがって、優れた電流遮断性能を有する小型化および低駆動エネルギー化されたガス遮断器を提供できる。
【０１０３】
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。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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