(57)【要約】【課題】熱による磁石性能の低下を防ぎつつ磁石の容量を増大させることにより、開閉速度が遅いことでアーク長さが長くなってもループ電流遮断に必要な磁束密度を安定して得ることができ、また、磁束がアークに直交して高い遮断性能を発揮できるガス絶縁断路器を提供する。【解決手段】可動接触子７は、非磁性金属材料から構成され、可動側永久磁石１１が設置されている。可動側永久磁石１１の極性は固定側永久磁石１０と同極性となるように構成されている。また、可動側永久磁石１１に隣接して可動接触子７の長孔部にアーク固定接触子９の外周部に摺動自在な可動側強磁性体部１４が取り付けられている。【選択図】図１
2009187829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスを封入した密閉容器内には固定接触部及び可動接触部が対向して配置され、前記固定接触部には主通電固定接触子及びアーク固定接触子が固着され、前記可動接触部には主通電可動接触子及び該主通電可動接触子に電気的に接続された可動接触子が設置され、前記可動接触子は前記固定接触部に接離するよう移動自在に設けられたガス絶縁断路器において、
前記アーク固定接触子には固定側強磁性体部が設けられ、
前記固定側強磁性体部における前記可動接触部側と反対側の端部には固定側永久磁石が設置され、
前記可動接触子は非磁性金属材料から構成され、
前記可動接触子には前記可動接触子の移動方向に延びる長孔部が形成され、
前記可動接触子の長孔部の端部には可動側永久磁石が設置され、
前記可動側永久磁石に隣接して前記可動接触子の長孔部には前記アーク固定接触子の外周部に摺動自在な可動側強磁性体部が取り付けられ、
前記可動側強磁性体部は前記固定接触部に対向して開口部を有しその反対側に底部を有する筒状の鉄系材料から構成され、且つ筒状部分の肉厚が底部側で最も厚く、開口部に向かって薄くなるように形成され、
前記固定側強磁性体部と前記可動側強磁性体部は互いに対向する部分の極性が同極性となるように構成されたことを特徴とするガス絶縁断路器。
【請求項２】
固定側及び可動側の永久磁石のうち、少なくとも一方は複数個の永久磁石から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁断路器。
【請求項３】
固定側における永久磁石と強磁性体部との間、もしくは可動側における永久磁石と強磁性体部との間、あるいはその両方に、パーフルオロエーテルにフェライト系粉末もしくは希土類系材料を加えた磁性流体あるいはゴム磁石が充填されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス絶縁断路器。
【請求項４】
絶縁ガスを封入した密閉容器内には固定接触部及び可動接触部が対向して配置され、前記固定接触部にはこれを覆うシールドが取り付けられると共に主通電固定接触子及びアーク固定接触子が固着され、前記可動接触部には主通電可動接触子及び該主通電可動接触子に電気的に接続された可動接触子が設置され、前記可動接触子は前記固定接触部に接離するよう移動自在に設けられたガス絶縁断路器において、
前記アーク固定接触子には固定側強磁性体部が設けられ、
前記固定側強磁性体部における前記可動接触部側と反対側の端部には固定側永久磁石が設置され、
前記シールドは強磁性体で構成され、且つ前記可動接触部に対向する端部に少なくとも１ヶ所以上のスリットが設けられたことを特徴とするガス絶縁断路器。
【請求項５】
前記可動接触子には前記可動接触子に直線的な駆動力を与えるために互いにかみ合うラック及びピニオンが設置され、
前記ラックに近接して、前記ラッチ及びピニオンのかみ合わせがずれないように永久磁石からなるラック・ピニオン用ガイドが取り付けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁断路器。
【請求項６】
前記ラック・ピニオン用ガイドと対向する面に、該ガイドの極性と同極性となって前記可動接触子に対して反発力を与えて前記可動接触子の移動動作時のぶれを抑えるぶれ防止用永久磁石が設置されたことを特徴とする請求項５に記載のガス絶縁断路器。
【請求項７】
前記アーク固定接触子の前記可動接触子に対向する部分に耐アーク性金属材料が鋼ボルトで前記固定接触部に固定されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス絶縁断路器。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界消弧方式のガス絶縁断路器に係り、特に、磁石容量の増大を図ったガス絶縁断路器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、７２ｋＶ以上の変電所においては、信頼性を確保すべく、運転母線の切換が可能な複母線方式が採用されている。複母線方式では、２つの主母線を母線連絡回線によって連結しておき、ガス絶縁断路器によって数千Ａの電流を遮断することにより、主母線で構成されるループを開閉して、運転母線を切換えるようになっている。
【０００３】
ここで、図９の単線結線図を用いて、複母線方式を採用した変電所の構成について具体的に説明する。すなわち、電源トランスＴｒ１には電源側絶縁断路器ＣＢ１を介して２系統の送電母線ＢＵＳ１、送電母線ＢＵＳ２が接続されており、この送電母線ＢＵＳ１・送電母線ＢＵＳ２から断路器ＤＳ１、断路器ＤＳ２を経て、共通の負荷側絶縁断路器ＣＢ２及び負荷側トランスＴｒ２に至るループ系統が形成されている。
【０００４】
以上の構成を有する変電所において、断路器ＤＳ２で第２系統Ｌ２を切り離す場合には、断路器ＤＳ２は第１系統Ｌ１から破線のように回り込んでくる電流（以下、ループ電流）を開閉することになる。したがって、ループ長さに対応する２０〜１００Ｖ程度の回復電圧での電流遮断を行っている。
【０００５】
ところで、断路器としてもっとも簡単な電流遮断構造は、並み切り方式と呼ばれるものである。この並み切り方式では、極めて単純に接点開離の際に生じるアークを引き伸ばして、電流を遮断している。しかしながら、断路器の開閉速度は通常、２ｍ／ｓ程度なので、並み切り方式ではループ電流の回復電圧が数百Ｖといえども３０００Ａ程度の電流を遮断するのが限度である。
【０００６】
そこで、断路器に最低限の構造を付加することで遮断電流の向上を図るために、磁界消弧方式が提案されており、実用化されている。磁界消弧方式とは永久磁石などによる磁界を利用してアークを回転駆動させて冷却遮断するものである。磁界消弧方式のガス絶縁断路器の従来例として、以下のようなものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
図１０に示す従来例では、断路部１はＳＦ６ガスが充填された断路器ケース（図示せず）内に収容されている。断路部１には固定接触部２が設けられ、それに対向して可動接触子７が配置されている。可動接触子７は、磁気駆動コイルや可動接点を備えない単純構造の筒状接触子であり、図示しない開閉操作機構によって固定接触部２に対して進退可能に設けられている。
【０００８】
固定接触部２には固定接触部材４が設置されており、固定接触部材４に形成された溝には、板ばね５を挿入して、先端部が図１０中の上方に付勢された主通電固定接触子６が取り付けられている。また、固定接触部材４の外周付近には固定接触部２を覆うシールド８が固定されている。
【０００９】
さらに、固定接触部材４の中心部分には強磁性体からなるアーク固定接触子９が固定されている。なお、アーク固定接触子９の先端部には、耐アーク材３１が接合されている。この耐アーク材３１の材料としては、例えば、タングステンと銅（Ｗ−Ｃｕ）の複合合金などが適しており、接合方法としては、例えば、ろう付、摩擦圧接、電子ビームなどが適している。
【００１０】
図１０に示した従来例では、固定接触部材４において可動接触子７側と反対側の面に、永久磁石１０が取り付けられている点に特徴がある。そして、強磁性体により構成されるアーク固定接触子９の断面積は、永久磁石１０を取り付けた側よりも、可動接触子７側に近い方が小さく絞られている。なお、永久磁石は複数の永久磁石１０で構成され、個々の永久磁石１０の設置面積はアーク固定接触子９の被設置面積よりも小さく設定されている。
【００１１】
このような従来例において、ガス絶縁断路器が閉極状態にある場合には、電流は主通電固定接触子６及び可動接触子７を通して通電している。そして、ガス絶縁断路器に開極指令が与えられると、図示されない駆動装置により可動接触子７が図１０の右方向に駆動する。それにより、まず主通電固定接触子６と可動接触子７とが開離し、主通電固定接触子６を流れていた電流はアーク固定接触子９に転流する。さらに、開極が進むと、時間的に遅れてアーク固定接触子９と可動接触子７が開離し、アークが発生する。
【００１２】
アーク固定接触子９が強磁性体からなるので、アークは永久磁石１０による磁界により円周方向の力を受けて回転運動し、回転方向に駆動されて消弧される。この場合、アーク固定接触子９、可動接触子７はフィンガー等の筒状に構成されているため、アークが径方向の磁界が弱い中心に付くことはない。したがって、可動接触子７は安定して駆動される。
【００１３】
上記図１０の従来例では、アーク固定接触子９の基部側、つまり可動接触子７側と反対側の面に永久磁石１０が取り付けられていたが、次に示す図１１〜図１４の従来例では、アーク固定接触子９の先端側、つまり可動接触子７に近接した端部側に、永久磁石が取り付けられた例である。なお、図１１〜図１４において、符号３５及び３６は可動接触部側のシールド及び集電子であり、２４はアークを示している。
【００１４】
図１１に示した従来例では、アーク固定接触子９の内部に、永久磁石１０が軸方向、すなわち可動接触子７が駆動されるその駆動方向に沿ってＮ極、Ｓ極またはＳ極、Ｎ極となる向きに配置されている。まお、アーク固定接触子９は主通電固定接触子６の内側に同心円的に配置されていて、これら両接触子６、９の間に存する隙間に可動接触子７が進退して駆動変位される。
【００１５】
このような従来例でも、前記の例と同じく、アーク固定接触子９と可動接触子７との間に発生したアーク２４は、永久磁石１０による磁界により円周方向の力を受けて回転運動し、回転方向に駆動されて消弧される。しかも、図１１に示した従来例では、アーク固定接触子９の内部に永久磁石１０を配置しているため、永久磁石１０からアーク２４までの距離が近く、アーク２４に強い磁界が作用する。したがって、アーク２４は強く駆動され、遮断性能を一層向上できる。
【００１６】
さらに、遮断性能の向上を図った従来例として、図１２に示すように、主通電固定接触子６を囲むようにして、シールド８の内周部に磁性体３７を取り付けても良い。磁性体３７の材料としては、透過率の大きい材質、例えば鉄や鉄を含んだ合金といった強磁性体等が用いられる。また、磁性体３７は円筒状の一体型で構成してもよいが、分割して円周上に配置した態様であってもよい。永久磁石１０による磁界は、磁性体３７に引きつけられるため、アーク２４の発生するアーク固定接触子９と可動接触子７との間では、半径方向により強い磁路を形成する。したがって、アーク２４は、より駆動され易くなり、一層の遮断性能の向上を期待できる。
【００１７】
また、図１３、図１４に示す従来例では、永久磁石１０の向きを変えた例である。すなわち、主通電固定接触子６の周囲、つまりシールド８の内周部に、永久磁石１０がＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極というように互いに引きつけ合う向きに配置されている。この例では、永久磁石１０が発生する上下方向の磁界とアーク２４の軸方向に流れる電流によって、アーク２４はローレンツ力により図の手前または奥向きに電磁力を受け、駆動される。それにより、アーク２４は引き延ばされ消弧される。
【００１８】
図１３、図１４に示す従来例においては、永久磁石１０は軸方向に対して直交する方向に配置されているため、アーク２４と磁束のなす角度は垂直に近くなり、アーク２４の受ける円周方向の力は大きくなって、アーク２４は駆動されやすくなる。したがって、アーク２４の消弧性能をより一層向上することができる。
【特許文献１】特開２００２−１９７９４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３３４６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記の従来技術には次のような問題点が指摘されていた。すなわち、磁石の設置が固定接触部側にのみ限られている。たとえ、図１１に示した従来例のように磁石の設置をアーク固定接触子９の先端部にしようとも、磁石の断面積はその内径以上には大きくできない。
【００２０】
そのため、開閉速度が例えば０．１ｍ／ｓ程度以下の低速タイプの並み切り方式断路器に適用しようとする場合に、開閉速度が遅い関係でアーク時間が相対的に長くなり、アーク長さも伸びてしまう可能性が高い。したがって、アークの回転駆動に必要な磁束密度が得られずに、結局はアークを単に引き伸ばす並切り方式に近くなってしまい、接点の消耗が激しくなる。
【００２１】
また、アーク固定接触子９の先端で集中された磁束も近傍に磁性体がなければ、磁束が拡散するため、必ずしも全ての磁束がアークに直交するとは限らない。このような不具合を解消するために、図１２〜図１４の従来例においては、磁力を集中させるべく磁性体３８もしくは永久磁石１０を固定接触部２側のシールド８内部に設置していた。
【００２２】
しかしながら、これらの従来例では、永久磁石１０が高温のアーク２４にさらされる心配があった。また、磁性体３７が円筒形状の場合、渦電流によって磁界が打ち消される可能性があった。さらに渦電流により発熱に生じるため、やはり、永久磁石１０が高温となる恐れがある。一般に、磁力の強い希土類磁石はキュリー点が低く、温度が高くならないところに設置することが望ましい。そのため、磁性体３８もしくは永久磁石１０の配置箇所には改善が求められていた。
【００２３】
すなわち、従来技術の課題としては、次の２つがあげられていた。第１に、固定接触部側にのみ永久磁石が設置されているために、磁石の容量に限界があり、ループ電流遮断に必要な磁束密度が得ることが難しかった。第２に、磁力を集中させようとして固定接触部側のシールド内部に磁性体や磁石を設置すると、磁性体が円筒の場合に生じる渦電流による発熱し、さらにはアーク熱の影響を受けて、永久磁石の性能が低下する可能性があった。
【００２４】
本発明は、以上のような課題を解消するために提案されたものであり、その目的は、熱による磁石性能の低下を防ぎつつ磁石の容量を増大させることにより、開閉速度が遅いことでアーク長さが長くなってもループ電流遮断に必要な磁束密度を安定して得ることができ、また、磁束がアークに直交して高い遮断性能を発揮できるガス絶縁断路器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明は、絶縁ガスを封入した密閉容器内には固定接触部及び可動接触部が対向して配置され、前記固定接触部には主通電固定接触子及びアーク固定接触子が固着され、前記可動接触部には主通電可動接触子及び該主通電可動接触子に電気的に接続された可動接触子が設置され、前記可動接触子は前記固定接触部に接離するよう移動自在に設けられたガス絶縁断路器において、前記アーク固定接触子には固定側強磁性体部が設けられ、前記固定側強磁性体部における前記可動接触部側と反対側の端部には固定側永久磁石が設置され、前記可動接触子は非磁性金属材料から構成され、前記可動接触子には前記可動接触子の移動方向に延びる長孔部が形成され、前記可動接触子の長孔部の端部には可動側永久磁石が設置され、前記可動側永久磁石に隣接して前記可動接触子の長孔部には前記アーク固定接触子の外周部に摺動自在な可動側強磁性体部が取り付けられ、前記可動側強磁性体部は前記固定接触部に対向して開口部を有しその反対側に底部を有する筒状の鉄系材料から構成され、且つ筒状部分の肉厚が底部側で最も厚く、開口部に向かって薄くなるように形成され、前記固定側強磁性体部と前記可動側強磁性体部は互いに対向する部分の極性が同極性となるように構成されたことを特徴としている。
【００２６】
以上のような本発明では、固定接触部だけではなく、可動接触子の内部にも永久磁石を設置し、この可動側永久磁石の固定接触部側の先端に鉄等の円筒状の強磁性体を取り付けることにより、磁束をアーク固定接触子先端まで誘導する回路を構成することができる。
【００２７】
さらに、この可動側強磁性体の内径を可動接触子の先端になるほど小さく設定することにより、磁界を強磁性体先端に集中させることができる。つまり、永久磁石には希土類磁石やサマリウムコバルト磁石のような強力な磁界発生源を用いることが可能であり、強磁性体として機械的強度にすぐれ比較的耐熱性のある鉄を用いることができる。したがって、高温のアークに熱に弱い永久磁石をさらすことなく回転駆動に必要な磁界をえることが可能となる。
【００２８】
ところで、アークが１ヶ所にとどまるとその熱により金属が溶けるためその溶解熱が伝達されて、永久磁石が磁力を失ってしまう恐れがあるが、本発明においては、固定側強磁性体部と可動側強磁性体部の向かい合う部分の極性を、同極性としたので、片側のみの場合に比べて比較的長いアークに対しても、駆動に必要な磁束密度を可動側、固定側それぞれから得ることができる。しかも、得られる磁束密度が増える分、高速にアークを駆動することができるため、アークの冷却効果が大きくなり、短時間でアークを消すことができることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のガス絶縁断路器によれば、可動接触子の内部にも永久磁石を設置し、可動側強磁性体の内径を可動接触子の先端になるほど小さく設定し、さらに、固定側強磁性体部と可動側強磁性体部の向かい合う部分を同極性とするといった構成により、熱による磁石性能の低下を確実に防ぐと同時に、磁石の容量を増大させたので、開閉速度が遅くてアーク長さが長くなったとしてもループ電流遮断に必要な磁束密度を安定して得ることができ、遮断性能の向上に寄与することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係るガス絶縁断路器の実施形態について、図１〜図８を参照して具体的に説明する。なお、図１０〜図１４に示した従来例と同一部材に関しては同一符号を付して説明は省略する。
【００３１】
（１）第１の実施形態
[構成]
第１の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。図１及び図２は第１の実施形態の断面図であり、図１は操作途中状態、図２は閉路状態を示している。また、図３は図１のＣ−Ｃ矢視図、図４は図３のＤ部分の拡大図、図５は図１のＢ−Ｂ矢視図、図６は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００３２】
第１の実施形態において、図１及び図２に示すように、断路器断路部１は固定接触部２と可動接触部２０から構成されている。これらは図示しない絶縁ガスを充填した断路器ケース内に納めている。可動接触部２０は可動接触部２０内に形成された溝に、板ばね５を挿入して取り付けた主通電可動接触子２６と、これに電気的に接続され図示しない開閉操作ロッドで駆動させられる筒状の可動接触子７と、該可動接触子７駆動時の摩擦力を軽減するためのガイド２７から構成され、これらは可動接触部２０に一端を固定した電界緩和用のシールド８で覆われている。
【００３３】
可動接触子７は、非磁性金属材料から構成され、固定接触部２に対向する側に、可動接触子７の移動方向に延びる非貫通の長孔部が形成されている。この長孔部のとば口には耐アーク金属可動接点１８が取り付けられている。また、長孔部の内部には少なくとも２個以上で構成された可動側永久磁石１１が設置されており、この可動側永久磁石１１に隣接して可動接触子７の長孔部にアーク固定接触子９の外周部に摺動自在な可動側強磁性体部１４が取り付けられている。
【００３４】
可動側強磁性体部１４は固定接触部２に対向して開口部を有しその反対側に底部を有する筒状の鉄系材料から構成されており、筒状部分の肉厚が底部側で最も厚く、開口部に向かって薄くなるように形成されている。詳細は図示していないが可動側強磁性体１４と、非磁性体である可動接触子７は、ボルトなどで直接固定されている。
【００３５】
また、図３及び図４に示すように、可動接触子７にはラック用溝１６と、この溝１６に固定されたラック１７が取り付けられている。ラック１７は、可動接触部２０の方に取り付けられたピニオン２１と共に歯車を構成して、互いにかみ合っており、外部からの回転駆動力を可動接触子７に直線駆動に変換伝達するようになっている（図６参照）。さらに、ラック１７とピニオン２１の歯車のかみ合わせがずれないように、永久磁石からなるラック・ピニオン用ガイド１５が設置されている。
【００３６】
また、図１〜図４に示すように、可動接触部２０側にはラック溝１６に対向する部分に主通電可動接触子２６の代わりに、ぶれ防止用永久磁石２２が固着されている。ぶれ防止用永久磁石２２は、ラック・ピニオン用ガイド１５と対向する面に取り付けられており、このガイド１５の極性と同極性となって、可動接触子７に対して反発力を与えるようになっている。
【００３７】
ぶれ防止用永久磁石２２による可動接触子７への反発力は、可動接触子７が中心軸上に位置するときにラック用溝１６幅に相当する数枚の板ばね５の力（図３では「接触力」として示す）とつり合うように設定されている。また、可動側永久磁石１１と、可動側強磁性体１４との間には磁性流体２３が充填されている。なお、磁性流体２３は永久磁石１１と強磁性体１４とで挟まれた空間内に収めているので、外部へこぼれることはない。
【００３８】
一方、固定接触部２には固定接触部材４に板ばね５を挿入して取り付けた主通電固定接触子６と、アーク固定接触子９を有するアーク接触部３とが一端を固定して固着されている。すなわち、固定接触部２は、主通電固定接触子６とその内側に設けたアーク接触部３との組合せ構造からなる。そして、固定接触部２は、固定接触部材４に一端を固定した電界緩和用のシールド８で覆われている。
【００３９】
アーク接触部３は一端が固定側強磁性体１３で構成され、他端に耐アーク金属固定接点１２が鋼ボルト１９により固定されている。また、アーク接触部３におけるアーク固定接触子９において固定接触部材４に固定されている部分には、２個以上の固定側永久磁石１０が図５のように埋め込まれており、鋼ボルト１９に磁力で固着されている。固定側永久磁石１０と固定側強磁性体１３は、その間にリング２９を介在しており、直接は触れないようにしている。
【００４０】
なお、可動側永久磁石１１の極性は固定側永久磁石１０と同極性となるように構成されている。よって、図１に示すような磁界２５が形成される。図１では固定側接触部２及び可動接触部２０の先端側がＮ極同士としているが、Ｓ極同士の構成も、もちろん可能である。
【００４１】
[作用効果]
以上の構成を有する第１の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、投入状態の断路器断路部１を開極するときは、図示しない開閉機構の指令により可動接触子７が図１及び図２の右方へ動かされて主通電固定接触子６が離れる。さらに、可動接触子７が右方へ動くことにより、今度は図１に示すように耐アーク性金属可動接点１８が耐アーク性金属固定接点１２から離れ、この両接点１８、１２間にアーク２４が生じる。
【００４２】
このアーク２４を固定側永久磁石１０と可動側永久磁石１１によって作られる磁界２５がアーク２４を直角に横切ることにより、ローレンツ力でガス中を回転駆動され、冷却されて消弧する。その速度は磁束密度に依存するため、磁束密度が大きいとアークの駆動速度も早くなる。
【００４３】
第１の実施形態では、可動接触子７の内部に、可動側永久磁石１１を設置して、この永久磁石１１の固定接触部側の先端に鉄等の円筒状の可動側強磁性体１４を取り付けたことで、磁束をアーク固定接触子９の先端まで誘導する回路を構成することが可能である。さらに、可動側強磁性体１４の内径を、可動接触子７の先端になるほど小さくすることで、磁界を強磁性体１４先端に集中させることができる。
【００４４】
ここで、永久磁石１１の面積をＳ１、強磁性体１４の先端の面積をＳ２とし、永久磁石１１の磁束密度をＢ１、強磁性体１４の磁束密度をＢ２とすると、Ｂ１Ｓ１＝Ｂ２Ｓ２という関係が成立する。つまり、永久磁石１１の磁束密度Ｂ１が一定であれば、永久磁石１１の面積Ｓ１を、強磁性体１４の先端の面積Ｓ２よりも大きくすることで磁束密度Ｂ２を集中させることが可能である。
【００４５】
また、高温のアーク２４に熱に弱い永久磁石１０、１１をさらすことがないため、永久磁石１０、１１には希土類磁石やサマリウムコバルト磁石のような強力な磁界発生源を用い、強磁性体１３、１４として機械的強度にすぐれ比較的耐熱性のある鉄をもちいることができ、アーク２４の回転駆動に必要な磁界を容易に得ることが可能である。
【００４６】
しかも、アーク２４が１ヶ所にとどまるとその熱により金属が溶けるためその溶解熱が伝達されて磁石が磁力を失ってしまう恐れがあるが、本施設形態では可動接触部２０と固定接触部２の磁極を同極性として対向させているので、片側のみの場合に比べて比較的長いアーク２４に対しても駆動に必要な磁束密度を可動側、固定側それぞれから得ることができる。その上、可動側にも永久磁石１１を設置したことで、得られる磁束密度が増えている。したがって、高速にアーク２４を駆動することが可能となり、アーク冷却効果が高まり、短時間でアーク２４を消すことができる。
【００４７】
また、本実施形態では、強磁性体１３、１４を介して可動接触子７先端に磁界を発生する構造をとれることから、永久磁石１０、１１を加工しやすい小さい複数個で構成することが可能であり、経済的に有利である。さらには、ラック・ピニオン用ガイド１５を永久磁石で構成しているので、ラック１７とピニオン２１との間で操作駆動により発生する鉄系の微小異物をラック１７で吸引保持することができ、絶縁上問題となる場所へ近づけないことが可能である。これにより、絶縁信頼性が一層、向上する。
【００４８】
また、ラック・ピニオン用ガイド１５を永久磁石で構成し、可動接触部７側の対向する面に永久磁石２２を反極性となるように設置したことにより、磁石の反発力を両者間に働かせて、ラック１７を設置したことで欠損している板ばね分の力のアンバランスを磁石の反発力で相殺させて可動接触子７を中心軸に安定させることが可能である。この結果、可動接触子７のぶれを抑制することができりスムーズな断路器操作を実現して、かつ可動接触子７の先端で発生するアーク２４が、可動接触子７のぶれにより発生磁界との角度が変化することを防止できる。
【００４９】
さらに、第１の実施形態では、鋼ボルト１９を耐アーク金属固定接点１２内部に埋め込んで固定側強磁性体１３及び固定側永久磁石１０間で磁気回路を構成できるのでアーク駆動に必要な磁束密度を、よりアーク２４に近接した場所で得ることができるといった効果もある。なお、アーク電流は耐アーク金属固定接点１２から固定側強磁性体１３を介して固定接触部材４に流れるので、固定側永久磁石１０にアーク電流が流れることはない。
【００５０】
また、第１の実施形態では、可動側永久磁石１１と可動側強磁性体１４との間に磁性流体２３を充填したので、断路器の操作により永久磁石１１が動いてしまい、磁界回路が切れてしまうことがない。なお、磁性流体２３は、絶縁ガスを封入する前に実施する真空引きで流体成分が蒸発することはなく、また水分を含まないので絶縁性能に悪影響を与えることがない。また、磁性流体２３の代わりにゴム磁石を使用することでも永久磁石の安定化の効果を得ることができる。
【００５１】
以上述べたように、第１の実施形態によれば、永久磁石より発生する磁束を強磁性体で局所に集中させることができ、かつ可動側と固定側双方に磁石を設置しているのでアーク全体を効率的に駆動することができる。また、固定接触部２側において鋼ボルト１９のみに永久磁石１０を固着しており、固定側強磁性体１３には直接磁石１０を固着させていないので、固定側強磁性体１３は磁気回路を構成するためのみに使用していることになる。これによりアーク２４に近い鋼ボルト１９に磁束密度を集中させることが可能である。
【００５２】
なお、永久磁石１０、１１の磁界２５が一定方向なのに対して、アーク２４は交流であり電流の方向が反転するため、アーク２４の駆動方向も電流の方向にあわせて毎回逆転することになり回転は反復運動となるが、磁束密度を強くすることでアーク２４を可動接触子７の中心軸に対して１回転以上させて、限られた範囲内を反復しないようにすることが可能である。
【００５３】
また、上述の磁性流体２３としては、ガス絶縁開閉装置にとって有害な「水分」を含まず引火性もなく、フッ素系の化合物であるパーフルオロポリエーテルにフェライト粉末を混合させたものが好適である。また、第１の実施形態では磁性流体２３としたがゴム磁石のように加工性に優れたものに、可動側永久磁石１１を装着する穴を加工してゴム磁石で充填するように構成することも可能である。
【００５４】
以上の通り、第１の実施形態によれば、永久磁石１０、１１と強磁性体１３、１４の配置を工夫することにより、簡単な構成で数千Ａまでの電流を確実に遮断可能であり、かつ接点の損傷を抑制することができる信頼性の高いガス絶縁断路器を提供できる。
【００５５】
（２）第２の実施形態
[構成]
第２の実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図７は第２の実施形態の断面図（操作途中状態）、図８は要部正面図である。第２の実施形態は、固定接触部２を覆う電界緩和用シールド８にスリット２８が形成された点に特徴がある。
【００５６】
[作用効果]
このように構成した第２の実施形態においては、図示しない開閉機構の指令により可動接触子７が図７中の右方へ動かされて主通電固定接触子６が離れると次に耐アーク性金属可動接点１８が耐アーク性金属固定接点１２から離れ、この両接点間にアーク２４が生じる。
【００５７】
このアーク２４は図７に示すように、これをほぼ直角に横切る固定側永久磁石１０と磁性体からなるシールド８間に作られる磁界２５によるローレンツ力により回転駆動され、冷却されて消弧する。この時、シールド８には１ヶ所以上のスリット２８を設けているので、渦電流が流れて磁界２５が打ち消されることを防止することが可能である。
【００５８】
以上のように第２の実施形態によれば、固定接触部２側のシールド８を磁性体とすることにより、ほとんどの磁束がアーク２４と直交することができ、効率的に磁束密度を集中させることが可能である。また、シールド８に1ヶ所以上のスリット２８を設けることで渦電流が流れる回路が構成されることがなく、渦電流により磁界が打ち消されることを防止でき、発熱の心配もない。なお、上記の実施形態では固定側のシールドで説明したが同構造を可動側で構成することも可能であり、同様の効果が得られる。
【００５９】
（３）他の実施形態
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、各部材の材料や形状、配置箇所や配置数などは適宜変更可能であり、可動接触部の駆動機構としては、ラックとピニオン以外であっても構わない。また、絶縁ガスとしては、環境調和性に優れた混合ガスを使用する際、混合ガスの使用に伴う遮断性能の低下を抑えることができるため、本発明のガス絶縁断路器が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の断面図（操作途中状態）。
【図２】第１の実施形態の断面図（閉路状態）。
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視図。
【図４】図３のＤ部分の拡大図。
【図５】図１のＢ−Ｂ矢視図。
【図６】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図７】本発明に係る第２の実施形態の断面図（操作途中状態）。
【図８】第１の実施形態の要部正面図。
【図９】複母線方式を採用した変電所の単結結線図。
【図１０】従来のガス絶縁断路器の断面図。
【図１１】従来のガス絶縁断路器の断面図。
【図１２】従来のガス絶縁断路器の断面図。
【図１３】従来のガス絶縁断路器の断面図。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ矢視図。
【符号の説明】
【００６１】
１…断路器断路部
２…固定接触部
３…アーク接触部
４…固定接触部材
５…板ばね
６…主通電固定接触子
７…可動接触子
８…シールド
９…アーク固定接触子
１０…固定側永久磁石
１１…可動側永久磁石
１２…耐アーク性金属固定接点
１３…固定側強磁性体
１４…可動側強磁性体
１５…ラック・ピニオン用ガイド
１６…ラック用溝
１７…ラック
１８…耐アーク性金属可動接点
１９…鋼ボルト
２０…可動接触部
２１…ピニオン
２２…ぶれ防止用永久磁石
２３…強磁性流体
２４…アーク
２５…磁界
２６…主通電可動接触子
２７…ガイド
２８…スリット
２９…リング
【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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