(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスを封入した密閉容器の内部に、
固定側電極と、
前記密閉容器に取り付けられた駆動機構により駆動されて前記固定側電極と接離する可動側電極と、
前記固定側電極と前記可動側電極とから構成された断路器と、を備えたガス絶縁開閉装置であって、
前記固定側電極の外周よりも内側に設けられた第１の磁性体と、
前記固定側電極を取り囲む筒状の第２の磁性体と、
前記可動側電極の外周に設けられた通電用端子と、を備え、
円柱形状である前記第１の磁性体と、前記第１の磁性体と同心円上に配置された前記第２の磁性体の少なくとも一方は前記可動側電極の可動する方向に着磁された磁石であり、
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間の距離は前記第１の磁性体の外周側面のいずれの箇所からも等しく、前記第２の磁性体が無い時と比べて、前記第１の磁性体から前記第２の磁性体を設けた前記断路器の外周の方向に強い磁界が形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項２】
絶縁性ガスを封入した密閉容器の内部に、
固定側電極と、
前記密閉容器に取り付けられた駆動機構により駆動されて前記固定側電極と接離する可動側電極と、
前記固定側電極と前記可動側電極とから構成された断路器と、を備えたガス絶縁開閉装置であって、
前記可動側電極の外周よりも内側に設けられた第１の磁性体と、
前記可動側電極を取り囲む筒状の第２の磁性体と、
前記可動側電極の外周に設けられた通電用端子と、を備え、
円柱形状である前記第１の磁性体と、前記第１の磁性体と同心円上に配置された前記第２の磁性体の少なくとも一方は前記可動側電極の可動する方向に着磁された磁石であり、
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間の距離は前記第１の磁性体の外周側面のいずれの箇所からも等しく、前記第２の磁性体が無い時と比べて、前記第１の磁性体から前記第２の磁性体を設けた前記断路器の外周の方向に強い磁界が形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項３】
前記第２の磁性体は、少なくとも一箇所で切断され、ギャップが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項４】
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体は、着磁の方向が逆方向の磁石であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ガス絶縁開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
停止中の送電線の２箇所を接地すると、閉ループができるので、同一回線の健全相および他の健全回線の電流による磁束が鎖交して電磁誘導電流が流れることが開示されている（例えば、非特許文献１参照）。電力の送配電系統に設置されて回路の接離を行う開閉装置の責務として、流れた電磁誘導電流を遮断する必要がある。例えば、日本においては電気学会電気規格調査会標準規格ＪＥＣ２３１０において、定格７２〜１２０ｋＶの場合、通電電流〜１２００Ａで回復電圧１ｋＶ、開閉電流２００Ａと示されている。【０００３】
開閉装置は、定格電圧が数ｋＶ以上となる場合、沿面等の絶縁性能を向上させるために、絶縁ガスが封入された圧力タンクの内部に設置される。その絶縁ガスとしては、従来、絶縁性能に優れたＳＦ６ガスが主に使用されてきた。しかしながら、ＳＦ６ガスは地球温暖化係数が非常に高い温室効果ガスであるため現在は大気中への放出が規制されており、ＳＦ６ガスに代替する地球温暖化係数の低い絶縁ガスとして、例えばドライエア、ＣＯ２、Ｎ２などのガスの使用が望まれている。絶縁ガスに遮断性能の高いＳＦ６ガスを用いた場合、いわゆる並み切り方式で電磁誘導電流の遮断を行うことができる。並み切り方式とは、電極開離の際に生じるアークを駆動装置により引き延ばすことで、電流を遮断する方式である。しかしながら、ＳＦ６ガスよりも遮断性能が１／１００程度であるドライエアの場合、並み切り方式による遮断が困難であるという課題があった。【０００４】
上述のような課題に対して、例えば、開閉装置の内部に磁石を設置し、電流遮断時に発生するアークを回転させることで、電流を遮断する方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）。磁石を用いた際のアークの回転は、アーク中に流れる電流とアークに対して直行する磁界との電磁力によって発生する。また、アークの遮断性能を向上させるために、磁石によって発生する磁場を強化する目的で、磁石の近傍に磁性体を設置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５１０５６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ガス絶縁開閉装置における断路器，接地装置の大電流遮断」、電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌）、Ｖｏｌ．１１２、ＮＯ．１１、ｐ９８７−９９６、１９９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１における開閉装置の構造では、永久磁石よりも大きな内径と小さな外径を有したリング状の磁性体を、リング状永久磁石の上面に永久磁石と同軸となるよう配設したため、磁性体によって永久磁石から発生する磁界が変歪され、固定電極上における半径方向の磁界を強めることができる。しかしながら、永久磁石と磁性体とが接近して設けられていると、強められた磁場により、電流遮断時に生じていたアークが可動側電極の外周近傍に移動し、通電用端子などの可動側電極の外周に設けられた部品を損傷させるという課題があった。【０００８】
本願は前記のような課題を解決するためになされたものであり、アークに起因した、可動側電極の外周に設けられた通電用端子の損傷が抑制されたガス絶縁開閉装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願に開示されるガス絶縁開閉装置は、絶縁性ガスを封入した密閉容器の内部に、固定側電極と、前記密閉容器に取り付けられた駆動機構により駆動されて前記固定側電極と接離する可動側電極と、前記固定側電極と前記可動側電極とから構成された断路器とを備えたガス絶縁開閉装置であって、前記固定側電極の外周よりも内側に設けられた第１の磁性体と、前記固定側電極を取り囲む筒状の第２の磁性体と、前記可動側電極の外周に設けられた通電用端子とを備え、円柱形状である前記第１の磁性体と、前記第１の磁性体と同心円上に配置された前記第２の磁性体の少なくとも一方は前記可動側電極の可動する方向に着磁された磁石であり、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間の距離は前記第１の磁性体の外周側面のいずれの箇所からも等しく、前記第２の磁性体が無い時と比べて、前記第１の磁性体から前記第２の磁性体を設けた前記断路器の外周の方向に強い磁界が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示されるガス絶縁開閉装置によれば、アークに起因した、可動側電極の外周に設けられた通電用端子の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の内部の概要を示した構造図である。
【図２】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図３】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図４】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図５】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置のアークの回転を説明する図である。
【図６】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置のアークの回転を説明する図である。
【図７】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置のアークの回転を説明する図である。
【図８】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置のアークの影響を説明する図である。
【図９】四角柱の永久磁石を用いた場合の磁界の分布を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図１１】実施の形態２におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図１２】実施の形態３におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図１３】実施の形態４におけるガス絶縁開閉装置の要部を拡大した断面図である。
【図１４】実施の形態４におけるガス絶縁開閉装置のアークの影響を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態のガス絶縁開閉装置を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はガス絶縁開閉装置１の内部の概要を示した構造図である。ガス絶縁開閉装置１には、金属製の筐体であるキュービクル６の内部に、密閉容器である圧力タンク４ａ、４ｂが隣接して設けられる。圧力タンク４ａ、４ｂの内部空間には、ドライエア、ＣＯ２、Ｎ２といった地球温暖化係数の低い絶縁性ガスが、例えば絶対圧で０．５ＭＰａから０．７ＭＰａ程度の高圧力で封入される。ガス絶縁開閉装置１は、ケーブル７から引き込まれた電流が真空遮断器２および断路器３を介して、圧力タンク４ａ内の上部に接続された母線９へと引き出される構造を備えている。圧力タンク４ｂの内部には、主回路導体８を介して、真空遮断器２、断路器３が接続されている。真空遮断器２、断路器３の開閉には、圧力タンク４ｂの外部にタンク壁１０を介して取り付けられ、駆動機構を備えた駆動装置５が使用される。断路器３は主回路を切り離すための機器で、例えば銅製の板で作製された導体を介して、真空遮断器２および他の機器と接続されている。なお、駆動機構は密閉容器に取り付けられていれば、取り付けられる位置は密閉容器の外部でも内部でも構わない。
【００１４】
本願の要部である断路器３の構成について説明する。図２から図４は、実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置１の断路器３の要部を拡大した断面図である。図２は断路器３の開極時の断面図、図３は断路器３の閉極時の断面図、図４は電流遮断途中の開極時の断面図である。図２に示すように、断路器３は、電路を開くために接離可能に設けられた固定側電極１１と可動側電極１２、およびこれらの電極をそれぞれ取り囲むアークシールド１６から構成される。固定側電極１１は、例えば円柱形状で、可動側電極１２の可動する方向に伸長して設けられる。図２から図４において、左右の方向が可動側電極１２の可動する方向である。可動側電極１２は、図１に示した駆動装置５に連結された可動側電極棒（図示せず）により駆動される。可動側電極１２は、固定側電極１１と接離するように可動する。可動側電極１２は、例えば円柱形状で、可動する方向に伸長して設けられる。アークシールド１６は、固定側電極１１と可動側電極１２の電界を緩和し、アークによる損傷から固定側電極１１と可動側電極１２を守る部材である。また、アークシールド１６は、固定側電極１１と可動側電極１２へのアークに起因した溶融物の付着を抑制する。固定側電極１１には固定側アークシールド１６ａが設けられ、可動側電極１２には可動側アークシールド１６ｂが設けられる。
【００１５】
可動側電極１２の外周よりも内側に、円柱形状の第１の磁性体である永久磁石１３が、可動側電極１２の中心の空洞部１２ａに設けられる。永久磁石１３は、可動側電極１２の可動する方向に着磁されており、例えば固定側電極１１に対向する側がＮ極である。永久磁石１３は、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石であるがこれらに限るものではない。ここでは可動側電極１２の端面と永久磁石１３の端面とが一致する位置に永久磁石１３を設けているが、永久磁石１３の設置位置はこれに限るものではない。可動側電極１２の端面と永久磁石１３の端面とを一致させずに、可動側電極１２の空洞部１２ａを深く形成して、可動側電極１２のより内部の側に永久磁石１３を配置しても構わない。アークに起因した熱の影響を抑制するためである。熱の影響を抑制することで、永久磁石１３の熱減磁を抑制することができる。
【００１６】
円筒形状の第２の磁性体である磁性体１４が、永久磁石１３と同心円上に配置され、可動側電極１２を取り囲んで可動側アークシールド１６ｂに設けられる。磁性体１４は、透磁率の大きい鉄、または鉄を含んだ合金などの強磁性体である。永久磁石１３は円柱形状であり、永久磁石１３の同心円上に設けた磁性体１４は円筒形状であるため、永久磁石１３と磁性体１４との間の距離は永久磁石１３の外周側面のいずれの箇所からも等しい。そのため、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成される。ここでは可動側アークシールド１６ｂの内部に磁性体１４を設けているが、磁性体１４の設置位置はこれに限るものではなく、可動側アークシールド１６ｂの外周の側に磁性体１４を設けても構わない。
【００１７】
通電用端子１５が、可動側電極１２の外周に設けられる。通電用端子１５は、他の機器と接続される通電経路としての通電部（図示せず）と接続され、可動側電極１２と通電部との間に電流を流す端子である。通電用端子１５は、例えば、通電可能なバネ部品で構成される。なお、可動側電極１２の外周に設ける部品は通電用端子１５に限るものではなく、他の部品であっても構わない。また、可動側電極１２において通電用端子１５を設置する位置は、固定側電極１１と接離する側に限るものではない。
【００１８】
図１に示した駆動装置５により、可動側電極１２は、図２から図４において左右の方向に駆動される。右方向への可動側電極１２の駆動により、図３に示すように、可動側電極１２と固定側電極１１は閉極される。閉極された状態から、可動側電極１２を左方向に駆動することで、可動側電極１２と固定側電極１１は開極される。図４に示すように、開極時、可動側電極１２と固定側電極１１とが通電中であれば、これらの電極の間にアーク１７が発生する。
【００１９】
アーク１７の回転について説明する。図５から図７は、実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置１におけるアーク１７の回転を説明する図で、図５は図４の一点鎖線において矢印Ａの方向から見た断面図である。図６と図７は、開極時に生じたアーク１７が回転に至る様子を、模式的に示した斜視図である。なお図５では、可動側アークシールドと通電用端子を省略している。磁場は、図５の磁界の方向１８で示されるように、永久磁石１３と磁性体１４の間に均一に分布する。開極によるアーク１７の発生時、アーク１７に磁界が加わっていない場合は、図６に示すように、電流は電極に対して垂直な方向の成分が主となり、矢印の方向に流れる。アーク１７に永久磁石１３からの磁界が加わった場合、図７に示すように、電流には磁界の方向１８に垂直な方向にローレンツ力１９が働くため、アーク１７は可動側電極１２の上において回転し始める。ローレンツ力１９は、図５に示すように、永久磁石１３の中心に対して回転する方向に働く。ローレンツ力１９によりアーク１７が回転することで、図７に示すように電流の方向が曲げられ、電流は電極に対して垂直方向から水平な方向へと変化して流れる。
【００２０】
通電用端子１５へのアーク１７の影響について説明する。図８は、実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置１のアーク１７の影響を説明する図である。図において、破線で示した磁界の方向１８ａは磁性体１４を設けていない場合の磁界の方向であり、実線で示した磁界の方向１８は磁性体１４を設けた本実施の形態における磁界の方向である。磁性体１４を設けていない場合、永久磁石１３の近傍、つまり通電用端子１５に近い位置に強い磁界が形成される。磁界の方向１８ａにおいては、アーク１７は通電用端子１５に近い位置で回転する。アーク１７が回転する際、アーク１７の電流が紙面に垂直な方向に流れる成分が主となる場合、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働く。そのため、アーク１７が通電用端子１５に転弧もしくは接触することがあった。アーク１７が通電用端子１５に接触すると、通電用端子１５が溶融して焼き切れる可能性がある。また、通電用端子１５が溶融しない場合でも、アーク１７により発生した溶融物が通電用端子１５に接触することで、通電用端子１５の通電性能が低下する場合があった。
【００２１】
磁性体１４を設けた場合、永久磁石１３の近傍ではなく、永久磁石１３から磁性体１４を設けた断路器３の外周の方向に強い磁界が形成される。磁界の方向１８においては、アーク１７は永久磁石１３と磁性体１４との間の磁性体１４に近い位置、つまり通電用端子１５から断路器３の外周の方向に離れた位置で回転する。そのため、磁界の方向１８においてアーク１７が回転する際、アーク１７の電流が紙面に垂直な方向に流れる成分が主となる場合、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９は働かない。よって、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷は抑制される。また、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されているため、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷は抑制される。図９は、永久磁石１３が円柱形状ではなく例えば四角柱であった場合の磁界の分布を、図５と同様の断面図で示した図である。永久磁石１３が四角柱であった場合、永久磁石１３と磁性体１４との間の距離が等しくないため、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されない。永久磁石１３と磁性体１４との間の距離が近いところでは図８に示した磁界の方向１８のような磁場が形成され、永久磁石１３と磁性体１４との間の距離が遠いところでは図８に示した磁界の方向１８ａのような磁場が形成される。永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されないものの、図８に示した磁界の方向１８のような磁場が形成される箇所があるため、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷は抑制される。通電用端子１５の損傷をより効果的に抑制するためには、円柱形状の永久磁石１３と円筒形状の磁性体１４とを同心円上に配置し、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場を形成するのが望ましい。しかしながら、永久磁石１３の形状は円柱形状に限るものではなく、四角柱もしくは多角柱としても構わない。また、磁性体１４の形状は円筒形状に限るものではなく、多角形で外周が形成された筒状であっても構わない。また、永久磁石１３と磁性体１４の配置も同心円上に限るものではない。
【００２２】
以上では、切断箇所のない円筒形状の磁性体１４を設けたが、磁性体１４の形状はこれに限るものではない。図１０は、図４の一点鎖線において矢印Ａの方向から見た断面図である。第２の磁性体である磁性体１４は少なくとも一箇所で可動側電極１２の可動する方向に切断され、ギャップが設けられた構成で、ここでは磁性体１４は２分割された構成になっている。磁性体１４は、例えば数ｍｍ程度のギャップを介して磁性体１４ａと磁性体１４ｂに分割されている。ギャップを設けたことで、大電流が通電された際の磁性体１４の磁気飽和を抑制することができる。磁気飽和を抑制することで、永久磁石１３と磁性体１４との間には磁場が維持される。
【００２３】
以上のように、このガス絶縁開閉装置１では、永久磁石１３を備えた可動側電極１２を取り囲んで、筒状の磁性体１４を設けたため、可動側電極１２の外周に設けられた部品である通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷を抑制することができる。また、永久磁石１３が円柱形状で、永久磁石１３と同心円上に設けた磁性体１４が円筒形状である場合、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されているため、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷をより効果的に抑制することができる。また、可動側電極１２の外周の方向にローレンツ力１９が働くことはないため、固定側電極１１と接離する側の可動側電極１２の外周に通電用端子１５を設けることができる。また、磁性体１４の少なくとも一箇所で可動側電極１２の可動する方向に切断され、ギャップが設けられている場合、磁性体１４の磁気飽和を抑制することができる。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１について説明する。図１１はガス絶縁開閉装置１の断路器３の要部を拡大した断面図である。実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１の断路器３は、実施の形態１で設けた磁性体１４に代えて、着磁の方向が永久磁石１３とは逆方向の永久磁石２０を可動側アークシールド１６ｂに設けた構成になっている。
【００２５】
可動側電極１２の外周よりも内側に、円柱形状の第１の磁性体である永久磁石１３が、可動側電極１２の中心の空洞部１２ａに設けられる。永久磁石１３は、可動側電極１２の可動する方向に着磁されており、例えば固定側電極１１に対向する側がＮ極である。円筒形状の第２の磁性体である永久磁石２０が、永久磁石１３と同心円上に配置され、可動側電極１２を取り囲んで可動側アークシールド１６ｂに設けられる。永久磁石２０は、着磁の方向が永久磁石１３とは逆方向になるように可動側電極１２の可動する方向に着磁されており、例えば固定側電極１１に対向する側がＳ極である。永久磁石２０は、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石であるがこれらに限るものではない。
【００２６】
第２の磁性体を磁性体１４に代えて永久磁石２０としたことで、永久磁石１３と永久磁石２０との間に形成される磁界の磁束密度の値が実施の形態１の場合と比較して高くなる。そのため、遮断時に発生するアークに働く力も強くなりアークは遮断されやすく、アークと通電用端子１５とが接触する可能性はさらに低減し、アークに起因した通電用端子１５の損傷をさらに抑制することができる。永久磁石１３と永久磁石２０との間に形成される磁界の磁束密度の値が高くなることで、図８に示した磁界の方向１８ａの磁束は相対的に低減されるため、アークに起因した通電用端子１５の損傷をさらに抑制することができる。
【００２７】
以上のように、このガス絶縁開閉装置１では、着磁の方向が永久磁石１３とは逆方向の永久磁石２０を可動側アークシールド１６ｂに設けたことにより、永久磁石１３と永久磁石２０との間に形成される磁界の磁束密度の値が高くなるため、遮断時に発生するアークに働く力が強くなり、アークに起因した通電用端子１５の損傷をさらに抑制することができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置１について説明する。図１２はガス絶縁開閉装置１の断路器３の要部を拡大した断面図である。実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１の断路器３は、実施の形態２で設けた永久磁石１３に代えて、磁性体２１を可動側電極１２に設けた構成になっている。
【００２９】
可動側電極１２の外周よりも内側に、円柱形状の第１の磁性体である磁性体２１が、可動側電極１２の中心の空洞部１２ａに設けられる。磁性体２１は、透磁率の大きい鉄、または鉄を含んだ合金などの強磁性体である。円筒形状の第２の磁性体である永久磁石２０が、磁性体２１と同心円上に配置され、可動側電極１２を取り囲んで可動側アークシールド１６ｂに設けられる。永久磁石２０は、可動側電極１２の可動する方向に着磁されており、例えば固定側電極１１に対向する側がＳ極である。永久磁石２０は、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石であるがこれらに限るものではない。
【００３０】
第２の磁性体を永久磁石２０としたことで、磁性体２１と永久磁石２０との間に形成される磁界の磁束密度の値が実施の形態１の場合と比較して大きくなるため、遮断時に発生するアークに働く力も強くなりアークは遮断されやすく、アークと通電用端子１５とが接触する可能性はさらに低減し、アークに起因した通電用端子１５の損傷をさらに抑制することができる。磁束密度の値が実施の形態１の場合と比較して大きくなるのは、永久磁石２０のほうが永久磁石１３よりも体積が大きいためである。また、通電される可動側電極１２に永久磁石を設けず、永久磁石２０を可動側電極１２から離れた可動側アークシールド１６ｂに設けたことで、永久磁石２０は通電により発生する熱による減磁の影響を受けなくなる。そのため、ガス絶縁開閉装置１の信頼性は向上する。
【００３１】
以上のように、このガス絶縁開閉装置１では、第１の磁性体を磁性体２１、第２の磁性体を永久磁石２０としたことにより、磁性体２１と永久磁石２０との間に形成される磁界の磁束密度の値が実施の形態１と比較して大きくなるため、遮断時に発生するアークに働く力が強くなり、アークに起因した通電用端子１５の損傷をさらに抑制することができる。また、永久磁石２０を可動側電極１２から離れた可動側アークシールド１６ｂに設けたことで、通電により発生する熱に起因した永久磁石２０の減磁を抑制することができる。
【００３２】
実施の形態４．
実施の形態４に係るガス絶縁開閉装置１について説明する。図１３はガス絶縁開閉装置１の断路器３の要部を拡大した断面図である。実施の形態４に係るガス絶縁開閉装置１の断路器３は、第１の磁性体である永久磁石１３を固定側電極１１に設け、第２の磁性体である磁性体１４を固定側アークシールド１６ａに設けた構成になっている。
【００３３】
固定側電極１１外周よりも内側に、円柱形状の第１の磁性体である永久磁石１３が、固定側電極１１の中心の空洞部１１ａに設けられる。永久磁石１３は、可動側電極１２の可動する方向に着磁されており、例えば可動側電極１２に対向する側がＮ極である。永久磁石１３は、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石であるがこれらに限るものではない。円筒形状の第２の磁性体である磁性体１４が、永久磁石１３と同心円上に配置され、固定側電極１１を取り囲んで固定側アークシールド１６ａに設けられる。磁性体１４は、透磁率の大きい鉄、または鉄を含んだ合金などの強磁性体である。永久磁石１３は円柱形状であり、永久磁石１３と同心円上に設けた磁性体１４は円筒形状であるため、永久磁石１３と磁性体１４との間の距離は永久磁石１３の外周側面のいずれの箇所からも等しい。そのため、永久磁石１３と磁性体１４の間には均一な磁場が形成される。
【００３４】
通電用端子１５へのアーク１７の影響について説明する。図１４は、実施の形態４におけるガス絶縁開閉装置１のアーク１７の影響を説明する図である。図において、破線で示した磁界の方向１８ａは磁性体１４を設けていない場合の磁界の方向であり、実線で示した磁界の方向１８は磁性体１４を設けた本実施の形態における磁界の方向である。磁性体１４を設けていない場合、永久磁石１３の近傍に強い磁界が形成される。磁界の方向１８ａにおいては、アーク１７は永久磁石１３に近い位置で回転する。アーク１７が回転する際、アーク１７の電流が紙面に垂直な方向に流れる成分が主となる場合、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働く。そのため、アーク１７が通電用端子１５に転弧もしくは接触することがあった。アーク１７が通電用端子１５に接触すると、通電用端子１５が溶融して焼き切れる可能性がある。また、通電用端子１５が溶融しない場合でも、アーク１７により発生した溶融物が通電用端子１５に接触することで、通電用端子１５の通電性能が低下する場合があった。
【００３５】
磁性体１４を設けた場合、永久磁石１３の近傍ではなく、永久磁石１３から磁性体１４を設けた断路器３の外周の方向に強い磁界が形成される。磁界の方向１８においては、アーク１７は永久磁石１３と磁性体１４との間の磁性体１４に近い位置、つまり通電用端子１５から断路器３の外周の方向に離れた位置で回転する。そのため、磁界の方向１８においてアーク１７が回転する際、アーク１７の電流が紙面に垂直な方向に流れる成分が主となる場合、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９は働かない。よって、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷は抑制される。また、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されているため、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷は抑制される。また、固定側電極１１の側に強い磁界が形成されるため、アーク１７の回転は固定側電極１１に近い位置で生じやすい。そのため、可動側電極１２が備えた通電用端子１５のアーク１７に起因した損傷はさらに抑制される。
【００３６】
以上では、第１の磁性体である永久磁石１３を固定側電極１１に設け、第２の磁性体である磁性体１４を固定側アークシールド１６ａに設けたが、第１の磁性体と第２の磁性体の構成はこれに限るものではない。第１の磁性体を永久磁石１３とし、第２の磁性体を着磁の方向が永久磁石１３と逆方向の永久磁石としても構わない。また、第１の磁性体を強磁性体とし、第２の磁性体を可動側電極１２の可動する方向に着磁された永久磁石としても構わない。
【００３７】
以上のように、このガス絶縁開閉装置１では、永久磁石１３を備えた固定側電極１１を取り囲んで、筒状の磁性体１４を設けたため、可動側電極１２の外周に設けられた部品である通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷を抑制することができる。また、永久磁石１３が円柱形状で、永久磁石１３と同心円上に設けた磁性体１４が円筒形状である場合、永久磁石１３と磁性体１４との間には均一な磁場が形成されているため、通電用端子１５の方向にローレンツ力１９が働くことはなく、アーク１７に起因した通電用端子１５の損傷をより効果的に抑制することができる。また、永久磁石１３と磁性体１４を固定側電極１１の側に設けたことで固定側電極１１の側に強い磁界が形成され、アーク１７の回転は固定側電極１１に近い位置で生じやすいため、可動側電極１２が備えた通電用端子１５のアーク１７に起因した損傷をさらに抑制することができる。
【００３８】
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１  ガス絶縁開閉装置、２  真空遮断器、３  断路器、４ａ  圧力タンク、４ｂ  圧力タンク、５  駆動装置、６  キュービクル、７  ケーブル、８  主回路導体、９  母線、１０  タンク壁、１１  固定側電極、１１ａ  空洞部、１２  可動側電極、１２ａ  空洞部、１３  永久磁石、１４  磁性体、１５  通電用端子、１６  アークシールド、１６ａ  固定側アークシールド、１６ｂ  可動側アークシールド、１７  アーク、１８  磁界の方向、１８ａ  磁界の方向、１９  ローレンツ力、２０  永久磁石、２１  磁性体
【要約】
絶縁性ガスを封入した密閉容器の内部に、固定側電極（１１）と、密閉容器に取り付けられた駆動機構により駆動されて固定側電極（１１）と接離する可動側電極（１２）とを備えたガス絶縁開閉装置（１）であって、固定側電極（１１）の外周よりも内側に設けられた第１の磁性体と、固定側電極（１１）を取り囲む筒状の第２の磁性体と、可動側電極（１２）の外周に設けられた通電用端子（１５）とを備え、第１の磁性体と第２の磁性体の少なくとも一方は可動側電極（１2）の可動する方向に着磁された磁石である。【図１】
0006837607.tif 000002
【図２】
0006837607.tif 000003
【図３】
0006837607.tif 000004
【図４】
0006837607.tif 000005
【図５】
0006837607.tif 000006
【図６】
0006837607.tif 000007
【図７】
0006837607.tif 000008
【図８】
0006837607.tif 000009
【図９】
0006837607.tif 000010
【図１０】
0006837607.tif 000011
【図１１】
0006837607.tif 000012
【図１２】
0006837607.tif 000013
【図１３】
0006837607.tif 000014
【図１４】
0006837607.tif 000015