ガス遮断器
【課題】駆動エネルギーを低減するとともに、進み小電流遮断において開極速度を向上させるための駆動方法を適用したガス遮断器を提供する。
【解決手段】密閉容器８０内に、中心軸ｃｌ上にそれぞれ第１アーク接触子２１、第２アーク接触子１１を設けた第１接触子部２０および第２接触子部１０を対向配置し、第１接触子部を操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成したガス遮断器において、第１接触子部２０と操作機構部との間に、曲線状のガイド溝４０ａを形成した固定カム板４０と、ガイド溝４０ａと直交する方向の所定位置に支点ピン６０によって一端部が揺動可能に支持され他端部に長穴５０ａを形成した回動レバー５０と、第１接触子部２０の端部にピン６１を固定し、このピン６１を長穴５０ａおよびガイド溝４０ａの双方に遊嵌させて絶縁ロッド２７の端部と回動レバー５０の端部とを連結させ、回動レバー５０の中間部にピン６２を介して操作機構部に繋がる駆動ロッド５１とから構成されたアーム比制御機能を設けた。
【解決手段】密閉容器８０内に、中心軸ｃｌ上にそれぞれ第１アーク接触子２１、第２アーク接触子１１を設けた第１接触子部２０および第２接触子部１０を対向配置し、第１接触子部を操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成したガス遮断器において、第１接触子部２０と操作機構部との間に、曲線状のガイド溝４０ａを形成した固定カム板４０と、ガイド溝４０ａと直交する方向の所定位置に支点ピン６０によって一端部が揺動可能に支持され他端部に長穴５０ａを形成した回動レバー５０と、第１接触子部２０の端部にピン６１を固定し、このピン６１を長穴５０ａおよびガイド溝４０ａの双方に遊嵌させて絶縁ロッド２７の端部と回動レバー５０の端部とを連結させ、回動レバー５０の中間部にピン６２を介して操作機構部に繋がる駆動ロッド５１とから構成されたアーム比制御機能を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、可動接触子部を駆動する駆動エネルギーの低減を図ったガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小電流から大電流まで遮断可能な大容量ガス遮断器として、パッファ形ガス遮断器がある。図４はパッファ形ガス遮断器の遮断動作前の投入状態から遮断動作が完了した状態を示す図であり、図４ａは遮断動作前の投入状態を示す断面図、図４ｂは遮断動作が開始しアーク接触子の開離直後の状態を示す断面図、図４ｃはさらに遮断動作が進んだ状態を示す断面図、図４ｄはさらに遮断動作が完了した状態を示す断面図である。
【０００３】
図４ａにおいて、消弧性ガスが充填された密閉容器（図示せず）内には、固定側に設けられた固定側接触子部１０と、これに対向して可動接触子部２０を配置している。なお、以下の説明では、可動接触子部２０の位置関係について、固定側接触子部１０側の方向を「前方」、その反対側を「後方」と定義する。また、ここで消弧性ガスの種類はＳＦ６、炭酸ガス、窒素ガス、あるいはこれらの混合ガス等の任意のガスである。
【０００４】
可動接触子部２０は、揺動可能な絶縁ロッド２７にピン２８を介して接続された中空の操作ロッド２６と、この操作ロッド２６の周囲に配置されて前端部で操作ロッド２６に連結されたシリンダ２５と、このシリンダ２５の内部に挿入された後述する環状（中心部に穴を有する円板状）の固定ピストン２９と、シリンダ２５の前方に連結された中空かつ指状（フィンガー状）の可動アーク接触子２１と、この可動アーク接触子２１を包囲するように設けた絶縁ガイド２２と、この絶縁ガイド２２の外周に環状の通路を隔てて配置された絶縁ノズル２３と、さらにこの絶縁ノズル２３の外側に同心状に配置されるとともにシリンダ２５の前方に接続された可動通電接触子２４とから構成されている。
【０００５】
一方、固定側接触子部１０は、前記可動通電接触子２４の外周部に接触する筒状のサポート部１４と、このサポート部１４に固定された支持部１３によって固定された固定アーク接触子１１と、この固定アーク接触子１１を包囲するように配置されたサポート部１４に固定された固定通電接触子１２から構成されている。１４ａはサポート部１４の開口部である。
【０００６】
なお、固定アーク接触子１１および可動アーク接触子２１間の空間をアーク空間、このアーク空間と連通するアーク接触子１１周囲の空間部を下流空間、シリンダ２５と固定ピストン２９間の空間を蓄圧空間とそれぞれ呼称する。
【０００７】
以上のように構成された可動接触子部２０のうち、操作ロッド２６は、絶縁ロッド２７を介して図示していない駆動装置４によって、その軸方向に往復運動するように構成されており、その中程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複数の開口部２６ａを有している。
【０００８】
また、絶縁ガイド２２と絶縁ノズル２３との間の環状の空間は、シリンダ２５内で形成された圧縮ガスをガス流として、アーク空間に導くための上流側ガス流路として機能するようになっている。
【０００９】
さらに、固定ピストン２９は、前述したように中心部に穴を有する円形平板状に形成されており、その内周面で操作ロッド２６の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ２５の内周面に対して摺動するように構成されている。この場合、固定ピストン２９は、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２９ａがサポート部２９ｂによって図示していない容器内に固定されるようになっている。
【００１０】
ここで、図４ａの状態においてガス遮断器の遮断動作が開始すると、後方の絶縁ロッド２７が図示矢印方向に移動するので、この絶縁ロッド２７を含む可動接触子部２０が一体的に移動する。これにより、容器内に固定された固定ピストン２９に対し、操作ロッド２６とシリンダ２５が一体的に移動することになり、シリンダ２５と固定ピストン２９とが相対移動し、シリンダ２５と固定ピストン２９との間に形成される空間部が圧縮されるようになる。
【００１１】
次に、図４ｂから図４ｃで示すように遮断動作が進行し、固定アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が開離すなわち開極すると、両アーク接触子１１、２１間のアーク空間にはアーク３０が発生する。さらに遮断動作が進行し電流零点を迎えると、シリンダ２５からアーク３０にガス流が供給され、最終的に図４ｄのように消弧に至り電流遮断する。
【００１２】
以上説明した従来技術のガス遮断器には次に述べる問題点がある。
事故電流遮断時のように数ｋＡオーダーの大電流アークの場合には、両アーク接触子間距離が十分開いて適切な流路が形成され、かつ、シリンダ２５内部に十分な吹きつけ圧力が蓄圧された後でなければ、電流零点を迎えてもアークが消弧されることはない。
【００１３】
しかしながら、進み小電流遮断のような数百Ａ以下の小電流アークの場合には、両アーク接触子の開離（開極）直後であっても、電流零点を迎えれば簡単にアークが消弧される。電流位相によっては、アーク時間（アーク接触子間のアークが継続する時間）は限りなくゼロに近くなり、アーク接触子開離直後にアークが消弧し、アーク接触子間距離が極めて小さい状態で系統からの回復電圧が印加される。この回復電圧により、アーク接触子１１、２１間に絶縁破壊（再点弧）を引き起こすと、過電圧が発生する場合があり、系統機器の信頼性を脅かすため、一般には、遮断器は再点弧を回避するに十分な速やかな絶縁回復特性を要求される。
【００１４】
アーク接触子１１、２１間の絶縁破壊を回避するためには、一般にはアーク接触子１１、２１先端の電界を緩和するか、もしくは両アーク接触子１１、２１が開離する時点での速度、すなわち開極速度を向上させ、アーク接触子１１、２１間の速やかな絶縁回復を確保する必要がある。
【００１５】
しかしながら、駆動力を増加させることで高速化に対応すると、駆動装置が大型となるか、あるいは機械的強度を上げるため可動接触子部の重量が増加し、さらに駆動エネルギーを増加しなければならないという問題があった。
【００１６】
このような問題点への対処法の一例として、遮断器の可動接触子部２０と開閉駆動機構とを固定されたカム機構を介して接続するようにした発明１が開示されている。この発明１によれば、カム溝の形に沿って可動接触子部に連結したリンクを駆動させることにより、開極後の速度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記問題点への別の対処法として、回転溝カムと接続ロッドを用いる発明２も開示されている。この発明２は回転溝カムを駆動装置と可動接触子部の間に設置することも可能で、開極速度を向上させることができる。この発明２の方式を用いれば、さらに駆動装置側の可動部と可動接触部の移動距離を変化させることが可能であり、可動接触子部の移動距離よりも駆動装置側の可動部の移動距離を小さくすることで、効率的に駆動エネルギーを低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−２０８３３６号公報
【特許文献２】特開２００４−５５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、遮断器の可動接触部と開閉駆動機構とを固定されたカム機構を介して接続するようにした対処法では、カム溝から駆動装置側の可動部も可動接触子部と同じだけ動かさなければならず、駆動エネルギーを小さくするという視点からは効率的ではない。さらに近年の市場ではメンテナンスの容易性からバネ駆動機構が指向されている。従来から使用されている油圧駆動装置よりもバネ駆動機構はその構造から可動部の重量が増加する傾向にあるため、駆動装置側の可動部を同じだけ動かすのは効率的でない。
【００２０】
また、回転溝カムと接続ロッドを用いる対処法の場合、必要速度が大きいと溝カムの機械的強度を上げなければならず、溝カム自体を動かすこの方式では、場合によっては操作エネルギーを効率的に低減することができない。さらに、回転溝カムの回転運動に対するダンパーおよびストッパーが必要となり、構造が複雑となる場合もある。
【００２１】
そこで、本発明は、以上述べた従来技術の課題に鑑み、駆動エネルギーを低減するとともに、進み小電流遮断において開極速度を向上させるための駆動方法を適用したガス遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、中心軸上に第１接触子部および第２接触子部を対向配置するとともに、少なくとも第１接触子部は操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成され、前記第１接触子部および第２接触子部にそれぞれ第１アーク接触子および第２アーク接触子を設け、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離して両接触子間の空間にアークを発生するアーク空間を構成し、前記第１接触子部は遮断動作過程において前記アーク空間からの熱的昇圧作用もしくは機械的圧縮作用により蓄圧され、前記アークを消弧せしめるガス流を発生する蓄圧空間を有し、前記蓄圧空間は開口部を有するとともに上流側ガス流路に対して前記開口部を経て直接または間接に連通され、前記上流側ガス流路は、前記アーク空間と連通され、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ下流側ガス流路を有するガス遮断器において、前記第１接触子部と操作機構部との間に、当該第１接触子部の端部に固定したピンが当該第１接触子部の移動方向にガイドするガイド溝を形成した固定カム板と、前記ガイド溝と直交する方向に適宜距離を隔てた位置で一端部を支点として揺動可能に支持されるとともに他端部に前記第１接触子部の端部に固定したピンを遊嵌させる長穴を形成し、中間部が前記操作機構部に連結する回動レバーとから成るアーム比制御機能を設け、前記回動レバーの支点から前記長穴までのアーム長をＬ１、前記回動レバーの支点から中間部までのアーム長をＬ２、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘとしたとき、遮断動作においてアーム比Ｘを可変にしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の投入状態を示す断面図。
【図１ｂ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の遮断動作の進んだ状態を示す断面図。
【図１ｃ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の遮断動作の完了した状態を示す断面図。
【図１ｄ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器に採用した固定ガイド板の平面図。
【図２】本発明の実施形態１に係るガス遮断器と従来技術との動作性能を比較する図であり、（ａ）は投入状態から遮断状態に至る移動距離の比較例図、（ｂ）は移動距離を波形で示した比較例図。
【図３】本発明の実施形態２に係るガス遮断器の一部を示す軸方向断面図。
【図４ａ】従来技術に係るガス遮断器の投入状態を示す断面図。
【図４ｂ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の進んだ状態を示す断面図。
【図４ｃ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の更に進んだ状態を示す断面図。
【図４ｄ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の完了した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のガス遮断器に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、従来技術の図を含め、各図に共通する部品には同一または関連する符号を付けることにより、重複する説明は適宜省略する。
【００２５】
［実施形態１］
図１ａ乃至図１ｃは本発明の実施形態１に係るガス遮断器の状態を示す断面図であり、図１ａは遮断動作前の投入状態を示す断面図、図１ｂは遮断動作が開始しアーク接触子の開離直後の状態を示す断面図、図１ｃは遮断動作が完了した状態を示す断面図である。また、図１ｄは固定ガイド板の平面図である。
【００２６】
（構成）
図１ａ乃至図１ｄにおいて、本実施形態１係るガス遮断器の基本的な構成は図４で示した従来技術と同様であるが、異なる点は可動接触子部２０の絶縁ロッド２７と図示しない操作機構部との間に「アーム比制御機能」を設けたことにある。
【００２７】
ここで、アーム比制御機能は次のような部品によって構成されている。
すなわち、可動接触子部２０の絶縁ロッド２７と図示しない操作機構部との間に、操作ロッド２６の牽引方向に伸びる曲線状のガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と、この固定カム板４０のガイド溝４０ａと直交する方向に所定距離を隔てて支点ピン６０によって一端部が揺動可能に支持されるとともに他端部に長穴５０ａを有する回動レバー５０と、前記絶縁ロッド２７の端部にピン６１を固定し、このピン６１を前記長穴５０ａおよびガイド溝４０ａの双方に遊嵌させて絶縁ロッド２７の端部と回動レバー５０の端部とを連結させるとともに、前記回動レバー５０の中間部にピン６２を介して図示しない操作機構部に繋がる駆動ロッド５１とからアーム比制御機能が構成されている。
【００２８】
なお、前記固定カム板４０と前記支点ピン６０は、それぞれ図示しない密閉容器の適当な部位に固定されている。
【００２９】
そして、前述した曲線状のガイド溝４０ａは、詳細を図１ｄに示すように可動接触部２０の中心軸である操作ロッド２６の中心線ｃｌとほぼ平行する大円弧（半径がＲ２）状溝と、この大円弧状溝の両端にそれぞれ連続して滑らかに繋がる２つの小円弧（半径がＲ１、Ｒ３）状溝とから構成されている。ここで、大円弧溝の半径Ｒ２と小円弧溝の半径Ｒ１およびＲ３との間には、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ３＜Ｒ２、Ｒ１＝Ｒ３の関係が成立するようにしておく。そして、前記ガイド溝４０ａの両端を結ぶ線は、操作ロッド２６の軸方向中心線ｃｌ上に配置され、また、大円弧状溝の中央部と前記回動レバー５０の支点ピン６０を結ぶ線ｖｌは前記軸方向中心線ｃｌと直交する関係にある。すなわち、ガイド溝４０ａは垂直な線ｖｌに対して左右対称に形成されている。
なお、大円弧（半径Ｒ２）状溝の代わりに、操作ロッド２６の軸方向の中心線ｃｌとほぼ平行する直線状溝を設けるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、前記回動レバー５０について、可動接触子部２０側のアーム長Ｌ１は支点ピン６０から端部ピン６１の中心までの長さであり、これに対して操作機構４側のアーム長Ｌ２は回動レバー５０の支点ピン６０から駆動ロッド５１との接続部のピン６２の中心までの長さであり、しかも、遮断動作においてＬ１≧Ｌ２となるように構成されている。なお、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘと呼ぶ。
【００３１】
本実施形態１では、遮断動作過程で回動レバー５０の回動に伴ってピン６１が長穴５０ａおよびガイド溝４０ａ内を移動することにより、可動接触子部１側のアーム長Ｌ１が変わり、これに伴いアーム比Ｘ（＝Ｌ１／Ｌ２）が可変となる。
【００３２】
また、本実施形態１では、遮断動作初期のアーム比ＸをＸ０とし、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点のアーム比をＸ１としたとき、Ｘ０＜Ｘ１となるように、長穴５０ａの寸法およびガイド溝４０ａの形状を予め考慮している。
【００３３】
（作用）
以下、本実施形態１の作用を説明する。
図１ａに示すガス遮断器の投入状態において、進み小電流遮断動作が開始すると、図示しない操作機構部に連結された駆動ロッド５１が回動レバー５０の中間部を図示右側に牽引されるので、この回動レバー５０の端部にピン６１を介して連結された絶縁ロッド２７も牽引される。この結果、絶縁ロッド２７に接続された中空の操作ロッド２６を介して可動接触子部２０が一体的に矢印方向に移動する。
【００３４】
可動接触子部２０の移動により、固定されている固定ピストン２９に対して、操作ロッド２６とシリンダ２５が一体的に移動するので、シリンダ２５と固定ピストン２９との間に相対移動が起こり、シリンダ２５内部に形成される環状空間部の機械的圧縮が行なわれる。
【００３５】
図１ｂの遮断動作中、絶縁ロッド２７と回動レバー５０とを長穴５０ａを介して連結するピン６１は、その長穴５０ａ内を上方に移動しながら固定カム板４０の円弧状のガイド溝４０ａ内を誘導される。図示しない操作駆動部に連結される駆動ロッド５１のピン６１と支点ピン６０との間のアーム長Ｌ２は、可動接触子部１側のアーム長Ｌ１よりも短く選定してあるため、図示しない駆動装置側の可動部の移動距離は、可動接触子部２０の移動距離よりは短くなる。従って、可動接触子部２０の投入から遮断までに必要な移動距離よりも駆動装置側の移動距離を短くできるため、駆動エネルギーを低減することが可能になる。
【００３６】
また、図１ｂにおける可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点のアーム比Ｘを図１ａの投入状態のアーム比Ｘよりも大きくすることにより、遮断動作初期では、可動接触子部２０を駆動する力を大きくすることができる。
【００３７】
この結果、可動接触子部２０は速やかに加速し、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点では駆動する力を落とし移動距離を増やすことで高速に制御することが可能になる。
【００３８】
また、ガイド溝４０ａ中間部に位置する半径Ｒ２の大円弧溝は牽引方向とほぼ平行であるため、可動接触子部２０の動作を高速のまま維持する。そして、ガイド溝４０ａは垂直な線ｖｌに対して左右対称になっているため、図１ｃの遮断状態に至るときには、アーム比Ｘが次第に小さくなり、速度も低減する。
【００３９】
次に、図２を参照して本実施形態１に係るガス遮断器と従来のガス遮断器との性能について比較する。
図２（ａ）は、投入状態から遮断状態に至る移動距離について、本実施形態１による回動レバー５０およびガイド溝４０ａを有する固定カム板４０を備えた場合と、従来技術のように回動レバーのみを備えた場合との遮断動作を比較したものである。
【００４０】
絶縁ロッド２７の上半分の実線で示す部分は投入状態、下半分の点線で示す部分は遮断状態であることを意味している。また、固定カム板４０およびガイド溝４０ａは図示していないが、絶縁ロッド２７と回動レバー５０の接続部のピン６１の中心点が、ガイド溝４０ａに沿って移動するときの軌跡７０を回転角度θごとに示し、軌跡７０にそれぞれ対応して可動接触子部２０は投入状態から遮断状態へと移動距離７１のように回転角度θに対応して移動する。
【００４１】
また、軌跡７３は図示しない駆動装置側の移動距離である。移動距離７１は操作ロッド２６と絶縁ロッド２７の連結部のピン２８の中心を基点としている。また移動距離７２は従来の駆動方法での可動接触子部１の移動距離となる。
【００４２】
図２（ｂ）はそれぞれの移動距離を時間との関係で示した波形図である。
従来技術のように、回動レバーのみを備えた場合は、符号７５で示すように速度はほぼ一定である。一方、本実施形態１にように回動レバー５０とガイド溝４０ａ付き固定カム板４０を設置した場合は符号７４のように、前述したように開極点までとストローク終盤で移動距離は小さく、速度が遅くなる。しかし進み小電流遮断に影響する開極点後では移動距離が大きく、開極速度を向上させることが可能である。
【００４３】
（効果）
以上述べたように、本実施形態１のガス遮断器は、可動接触子部２０と操作機構部との間に、ガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と回動レバー５０とを設置してアーム比制御機能を設けるようにしたので、駆動エネルギーを低減できるだけでなく、可動接触子部２０が動き出す当初は大きな荷重で速やかに加速し、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点は高速に駆動することができる。したがって、駆動装置を大型化したり、あるいは機械的強度を上げたりして駆動エネルギーを大きくしなくても、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能が得ることが可能である遮断器を実現することができる。
【００４４】
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係るガス遮断器について図３を参照して説明する。
（構成）
図３は、本実施形態２に係るガス遮断器を軸方向に回動レバー５０およびその周辺部品を見たときの断面図である。
【００４５】
前述した実施形態１の場合、１つの回動レバー５０の端部と中間部とを用いてアーム長Ｌ１、Ｌ２を構成するようにしたが、本実施形態２は、回動レバーをアーム長Ｌ２の第１回動レバー５０Ａとアーム長Ｌ１の第２回動レバー５０Ｂとに分け、かつ、両回動レバー５０Ａ、５０Ｂ間を回動軸５０Ｃで一体的に結合するようにしたものである。しかも、本実施形態２では、回動軸５０Ｃがガスシール８１を介してガス充填容器８０を貫通するように構成したので、第１回動レバー５０Ａをガス充填容器８０の外部から回動操作することによってガス空間内部に配置された第２回動レバー５０Ｂを回動操作することができる。
【００４６】
なお、本実施形態２の場合も、可動側接触子部２０側のアーム長Ｌ１および駆動機構側のアーム長Ｌ２、アーム比Ｘは実施形態１と同様であり、その他の部品も図１ａ〜図１ｄで示すものと同様であるので図示を省略する。
【００４７】
本実施形態２の場合、回動軸５０Ｃの中心線が前述した実施形態１の支点ピン６０による支点の位置に対応する。そして、ガス充填容器８０の外部では第１回動レバー５０Ａの回動中心線からアーム長Ｌ２の位置にピン６２を介して駆動ロッド５１を連結させる。一方、ガス充填容器８０の内部では第２回動レバー５０Ｂの回動中心線からアーム長Ｌ１の位置にピン６１を介して操作ロッド２６を連結させる。
【００４８】
（作用及び効果）
本実施形態２のガス遮断器は、可動接触子部２０と操作機構部との間に、ガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と、第１回動レバー５０Ａ、第２回動レバー５０Ｂおよび両回動レバーを一体的に結合する回動軸５０Ｃからアーム比制御機能を構成するようにしたので、実施形態１と同様の作用効果を奏することに加えて、回動軸５０Ｃのガス充填容器８０を貫通する部分にガスシール８１を施すことにより、可動接触子部２０の動作軸に垂直な荷重が発生したときのシール部の摩擦を低減することができ、遮断動作速度（開極速度）を向上させることが可能である。したがって、本実施形態２の場合も、駆動エネルギーを大きくしなくても、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能が得ることが可能である遮断器を実現することができる。
【００４９】
［その他の実施形態］
以上述べた実施形態ではパッファ形ガス遮断器を説明したが、本発明は、パッファ形ガス遮断器に限定されるものではなく、アークエネルギーを用いて上流の蓄圧を得るいわゆる自力効果を用いたタイプのガス遮断器にも適用可能である。
【００５０】
また、以上述べた実施形態では固定側接触子部１０は密閉容器に固定するように説明したが、操作機構部により固定側接触子部１０および可動接触子部２０の双方を逆方向に移動させるようにしてもよい。
【００５１】
さらに、以上説明した実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００５２】
１０…固定側接触子部（第２接触子部）、１１…固定アーク接触子、１２…固定通電接触子、１３…支え、１４…サポート部、１４ａ…開口部、２０…可動接触子部（第１接触子部）、２１…可動アーク接触子、２２…可動通電接触子、２３…絶縁ノズル、２４…可動通電接触子、２５…シリンダ、２５ａ…開口部、２６…操作ロッド、２６ａ…開口部、２７…絶縁ロッド、２８…ピン、２９…固定ピストン、２９ａ…ピストン支持部、２９ｂ…サポート部、３０…アーク、４０…固定カム板、４０ａ…ガイド溝、５０…回動レバー、５０ａ…長穴、５０Ａ…第１回動レバー、５０Ｂ…第２回動レバー、５０Ｃ…回動軸、５１…駆動ロッド、６０…回動レバー支点ピン、ｃｌ…可動接触部中心軸、６１…ピン、６２…ピン、７０…軌跡、７１…回動レバーによる可動接触子部移動距離、７２…従来の可動接触子部移動距離、７３…軌跡、７４…回動レバーによる可動接触子部移動距離（時間との関係）、７５…従来の可動接触子部移動距離（時間との関係）、８０…ガス充填容器、８１…ガスシール。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、可動接触子部を駆動する駆動エネルギーの低減を図ったガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小電流から大電流まで遮断可能な大容量ガス遮断器として、パッファ形ガス遮断器がある。図４はパッファ形ガス遮断器の遮断動作前の投入状態から遮断動作が完了した状態を示す図であり、図４ａは遮断動作前の投入状態を示す断面図、図４ｂは遮断動作が開始しアーク接触子の開離直後の状態を示す断面図、図４ｃはさらに遮断動作が進んだ状態を示す断面図、図４ｄはさらに遮断動作が完了した状態を示す断面図である。
【０００３】
図４ａにおいて、消弧性ガスが充填された密閉容器（図示せず）内には、固定側に設けられた固定側接触子部１０と、これに対向して可動接触子部２０を配置している。なお、以下の説明では、可動接触子部２０の位置関係について、固定側接触子部１０側の方向を「前方」、その反対側を「後方」と定義する。また、ここで消弧性ガスの種類はＳＦ６、炭酸ガス、窒素ガス、あるいはこれらの混合ガス等の任意のガスである。
【０００４】
可動接触子部２０は、揺動可能な絶縁ロッド２７にピン２８を介して接続された中空の操作ロッド２６と、この操作ロッド２６の周囲に配置されて前端部で操作ロッド２６に連結されたシリンダ２５と、このシリンダ２５の内部に挿入された後述する環状（中心部に穴を有する円板状）の固定ピストン２９と、シリンダ２５の前方に連結された中空かつ指状（フィンガー状）の可動アーク接触子２１と、この可動アーク接触子２１を包囲するように設けた絶縁ガイド２２と、この絶縁ガイド２２の外周に環状の通路を隔てて配置された絶縁ノズル２３と、さらにこの絶縁ノズル２３の外側に同心状に配置されるとともにシリンダ２５の前方に接続された可動通電接触子２４とから構成されている。
【０００５】
一方、固定側接触子部１０は、前記可動通電接触子２４の外周部に接触する筒状のサポート部１４と、このサポート部１４に固定された支持部１３によって固定された固定アーク接触子１１と、この固定アーク接触子１１を包囲するように配置されたサポート部１４に固定された固定通電接触子１２から構成されている。１４ａはサポート部１４の開口部である。
【０００６】
なお、固定アーク接触子１１および可動アーク接触子２１間の空間をアーク空間、このアーク空間と連通するアーク接触子１１周囲の空間部を下流空間、シリンダ２５と固定ピストン２９間の空間を蓄圧空間とそれぞれ呼称する。
【０００７】
以上のように構成された可動接触子部２０のうち、操作ロッド２６は、絶縁ロッド２７を介して図示していない駆動装置４によって、その軸方向に往復運動するように構成されており、その中程に、その中空部と充填ガス雰囲気空間とを連通する複数の開口部２６ａを有している。
【０００８】
また、絶縁ガイド２２と絶縁ノズル２３との間の環状の空間は、シリンダ２５内で形成された圧縮ガスをガス流として、アーク空間に導くための上流側ガス流路として機能するようになっている。
【０００９】
さらに、固定ピストン２９は、前述したように中心部に穴を有する円形平板状に形成されており、その内周面で操作ロッド２６の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ２５の内周面に対して摺動するように構成されている。この場合、固定ピストン２９は、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２９ａがサポート部２９ｂによって図示していない容器内に固定されるようになっている。
【００１０】
ここで、図４ａの状態においてガス遮断器の遮断動作が開始すると、後方の絶縁ロッド２７が図示矢印方向に移動するので、この絶縁ロッド２７を含む可動接触子部２０が一体的に移動する。これにより、容器内に固定された固定ピストン２９に対し、操作ロッド２６とシリンダ２５が一体的に移動することになり、シリンダ２５と固定ピストン２９とが相対移動し、シリンダ２５と固定ピストン２９との間に形成される空間部が圧縮されるようになる。
【００１１】
次に、図４ｂから図４ｃで示すように遮断動作が進行し、固定アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が開離すなわち開極すると、両アーク接触子１１、２１間のアーク空間にはアーク３０が発生する。さらに遮断動作が進行し電流零点を迎えると、シリンダ２５からアーク３０にガス流が供給され、最終的に図４ｄのように消弧に至り電流遮断する。
【００１２】
以上説明した従来技術のガス遮断器には次に述べる問題点がある。
事故電流遮断時のように数ｋＡオーダーの大電流アークの場合には、両アーク接触子間距離が十分開いて適切な流路が形成され、かつ、シリンダ２５内部に十分な吹きつけ圧力が蓄圧された後でなければ、電流零点を迎えてもアークが消弧されることはない。
【００１３】
しかしながら、進み小電流遮断のような数百Ａ以下の小電流アークの場合には、両アーク接触子の開離（開極）直後であっても、電流零点を迎えれば簡単にアークが消弧される。電流位相によっては、アーク時間（アーク接触子間のアークが継続する時間）は限りなくゼロに近くなり、アーク接触子開離直後にアークが消弧し、アーク接触子間距離が極めて小さい状態で系統からの回復電圧が印加される。この回復電圧により、アーク接触子１１、２１間に絶縁破壊（再点弧）を引き起こすと、過電圧が発生する場合があり、系統機器の信頼性を脅かすため、一般には、遮断器は再点弧を回避するに十分な速やかな絶縁回復特性を要求される。
【００１４】
アーク接触子１１、２１間の絶縁破壊を回避するためには、一般にはアーク接触子１１、２１先端の電界を緩和するか、もしくは両アーク接触子１１、２１が開離する時点での速度、すなわち開極速度を向上させ、アーク接触子１１、２１間の速やかな絶縁回復を確保する必要がある。
【００１５】
しかしながら、駆動力を増加させることで高速化に対応すると、駆動装置が大型となるか、あるいは機械的強度を上げるため可動接触子部の重量が増加し、さらに駆動エネルギーを増加しなければならないという問題があった。
【００１６】
このような問題点への対処法の一例として、遮断器の可動接触子部２０と開閉駆動機構とを固定されたカム機構を介して接続するようにした発明１が開示されている。この発明１によれば、カム溝の形に沿って可動接触子部に連結したリンクを駆動させることにより、開極後の速度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記問題点への別の対処法として、回転溝カムと接続ロッドを用いる発明２も開示されている。この発明２は回転溝カムを駆動装置と可動接触子部の間に設置することも可能で、開極速度を向上させることができる。この発明２の方式を用いれば、さらに駆動装置側の可動部と可動接触部の移動距離を変化させることが可能であり、可動接触子部の移動距離よりも駆動装置側の可動部の移動距離を小さくすることで、効率的に駆動エネルギーを低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００２−２０８３３６号公報
【特許文献２】特開２００４−５５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、遮断器の可動接触部と開閉駆動機構とを固定されたカム機構を介して接続するようにした対処法では、カム溝から駆動装置側の可動部も可動接触子部と同じだけ動かさなければならず、駆動エネルギーを小さくするという視点からは効率的ではない。さらに近年の市場ではメンテナンスの容易性からバネ駆動機構が指向されている。従来から使用されている油圧駆動装置よりもバネ駆動機構はその構造から可動部の重量が増加する傾向にあるため、駆動装置側の可動部を同じだけ動かすのは効率的でない。
【００２０】
また、回転溝カムと接続ロッドを用いる対処法の場合、必要速度が大きいと溝カムの機械的強度を上げなければならず、溝カム自体を動かすこの方式では、場合によっては操作エネルギーを効率的に低減することができない。さらに、回転溝カムの回転運動に対するダンパーおよびストッパーが必要となり、構造が複雑となる場合もある。
【００２１】
そこで、本発明は、以上述べた従来技術の課題に鑑み、駆動エネルギーを低減するとともに、進み小電流遮断において開極速度を向上させるための駆動方法を適用したガス遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、中心軸上に第１接触子部および第２接触子部を対向配置するとともに、少なくとも第１接触子部は操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成され、前記第１接触子部および第２接触子部にそれぞれ第１アーク接触子および第２アーク接触子を設け、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離して両接触子間の空間にアークを発生するアーク空間を構成し、前記第１接触子部は遮断動作過程において前記アーク空間からの熱的昇圧作用もしくは機械的圧縮作用により蓄圧され、前記アークを消弧せしめるガス流を発生する蓄圧空間を有し、前記蓄圧空間は開口部を有するとともに上流側ガス流路に対して前記開口部を経て直接または間接に連通され、前記上流側ガス流路は、前記アーク空間と連通され、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ下流側ガス流路を有するガス遮断器において、前記第１接触子部と操作機構部との間に、当該第１接触子部の端部に固定したピンが当該第１接触子部の移動方向にガイドするガイド溝を形成した固定カム板と、前記ガイド溝と直交する方向に適宜距離を隔てた位置で一端部を支点として揺動可能に支持されるとともに他端部に前記第１接触子部の端部に固定したピンを遊嵌させる長穴を形成し、中間部が前記操作機構部に連結する回動レバーとから成るアーム比制御機能を設け、前記回動レバーの支点から前記長穴までのアーム長をＬ１、前記回動レバーの支点から中間部までのアーム長をＬ２、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘとしたとき、遮断動作においてアーム比Ｘを可変にしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の投入状態を示す断面図。
【図１ｂ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の遮断動作の進んだ状態を示す断面図。
【図１ｃ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器の遮断動作の完了した状態を示す断面図。
【図１ｄ】本発明の実施形態１に係るガス遮断器に採用した固定ガイド板の平面図。
【図２】本発明の実施形態１に係るガス遮断器と従来技術との動作性能を比較する図であり、（ａ）は投入状態から遮断状態に至る移動距離の比較例図、（ｂ）は移動距離を波形で示した比較例図。
【図３】本発明の実施形態２に係るガス遮断器の一部を示す軸方向断面図。
【図４ａ】従来技術に係るガス遮断器の投入状態を示す断面図。
【図４ｂ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の進んだ状態を示す断面図。
【図４ｃ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の更に進んだ状態を示す断面図。
【図４ｄ】従来技術に係るガス遮断器の遮断動作の完了した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のガス遮断器に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、従来技術の図を含め、各図に共通する部品には同一または関連する符号を付けることにより、重複する説明は適宜省略する。
【００２５】
［実施形態１］
図１ａ乃至図１ｃは本発明の実施形態１に係るガス遮断器の状態を示す断面図であり、図１ａは遮断動作前の投入状態を示す断面図、図１ｂは遮断動作が開始しアーク接触子の開離直後の状態を示す断面図、図１ｃは遮断動作が完了した状態を示す断面図である。また、図１ｄは固定ガイド板の平面図である。
【００２６】
（構成）
図１ａ乃至図１ｄにおいて、本実施形態１係るガス遮断器の基本的な構成は図４で示した従来技術と同様であるが、異なる点は可動接触子部２０の絶縁ロッド２７と図示しない操作機構部との間に「アーム比制御機能」を設けたことにある。
【００２７】
ここで、アーム比制御機能は次のような部品によって構成されている。
すなわち、可動接触子部２０の絶縁ロッド２７と図示しない操作機構部との間に、操作ロッド２６の牽引方向に伸びる曲線状のガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と、この固定カム板４０のガイド溝４０ａと直交する方向に所定距離を隔てて支点ピン６０によって一端部が揺動可能に支持されるとともに他端部に長穴５０ａを有する回動レバー５０と、前記絶縁ロッド２７の端部にピン６１を固定し、このピン６１を前記長穴５０ａおよびガイド溝４０ａの双方に遊嵌させて絶縁ロッド２７の端部と回動レバー５０の端部とを連結させるとともに、前記回動レバー５０の中間部にピン６２を介して図示しない操作機構部に繋がる駆動ロッド５１とからアーム比制御機能が構成されている。
【００２８】
なお、前記固定カム板４０と前記支点ピン６０は、それぞれ図示しない密閉容器の適当な部位に固定されている。
【００２９】
そして、前述した曲線状のガイド溝４０ａは、詳細を図１ｄに示すように可動接触部２０の中心軸である操作ロッド２６の中心線ｃｌとほぼ平行する大円弧（半径がＲ２）状溝と、この大円弧状溝の両端にそれぞれ連続して滑らかに繋がる２つの小円弧（半径がＲ１、Ｒ３）状溝とから構成されている。ここで、大円弧溝の半径Ｒ２と小円弧溝の半径Ｒ１およびＲ３との間には、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ３＜Ｒ２、Ｒ１＝Ｒ３の関係が成立するようにしておく。そして、前記ガイド溝４０ａの両端を結ぶ線は、操作ロッド２６の軸方向中心線ｃｌ上に配置され、また、大円弧状溝の中央部と前記回動レバー５０の支点ピン６０を結ぶ線ｖｌは前記軸方向中心線ｃｌと直交する関係にある。すなわち、ガイド溝４０ａは垂直な線ｖｌに対して左右対称に形成されている。
なお、大円弧（半径Ｒ２）状溝の代わりに、操作ロッド２６の軸方向の中心線ｃｌとほぼ平行する直線状溝を設けるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、前記回動レバー５０について、可動接触子部２０側のアーム長Ｌ１は支点ピン６０から端部ピン６１の中心までの長さであり、これに対して操作機構４側のアーム長Ｌ２は回動レバー５０の支点ピン６０から駆動ロッド５１との接続部のピン６２の中心までの長さであり、しかも、遮断動作においてＬ１≧Ｌ２となるように構成されている。なお、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘと呼ぶ。
【００３１】
本実施形態１では、遮断動作過程で回動レバー５０の回動に伴ってピン６１が長穴５０ａおよびガイド溝４０ａ内を移動することにより、可動接触子部１側のアーム長Ｌ１が変わり、これに伴いアーム比Ｘ（＝Ｌ１／Ｌ２）が可変となる。
【００３２】
また、本実施形態１では、遮断動作初期のアーム比ＸをＸ０とし、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点のアーム比をＸ１としたとき、Ｘ０＜Ｘ１となるように、長穴５０ａの寸法およびガイド溝４０ａの形状を予め考慮している。
【００３３】
（作用）
以下、本実施形態１の作用を説明する。
図１ａに示すガス遮断器の投入状態において、進み小電流遮断動作が開始すると、図示しない操作機構部に連結された駆動ロッド５１が回動レバー５０の中間部を図示右側に牽引されるので、この回動レバー５０の端部にピン６１を介して連結された絶縁ロッド２７も牽引される。この結果、絶縁ロッド２７に接続された中空の操作ロッド２６を介して可動接触子部２０が一体的に矢印方向に移動する。
【００３４】
可動接触子部２０の移動により、固定されている固定ピストン２９に対して、操作ロッド２６とシリンダ２５が一体的に移動するので、シリンダ２５と固定ピストン２９との間に相対移動が起こり、シリンダ２５内部に形成される環状空間部の機械的圧縮が行なわれる。
【００３５】
図１ｂの遮断動作中、絶縁ロッド２７と回動レバー５０とを長穴５０ａを介して連結するピン６１は、その長穴５０ａ内を上方に移動しながら固定カム板４０の円弧状のガイド溝４０ａ内を誘導される。図示しない操作駆動部に連結される駆動ロッド５１のピン６１と支点ピン６０との間のアーム長Ｌ２は、可動接触子部１側のアーム長Ｌ１よりも短く選定してあるため、図示しない駆動装置側の可動部の移動距離は、可動接触子部２０の移動距離よりは短くなる。従って、可動接触子部２０の投入から遮断までに必要な移動距離よりも駆動装置側の移動距離を短くできるため、駆動エネルギーを低減することが可能になる。
【００３６】
また、図１ｂにおける可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点のアーム比Ｘを図１ａの投入状態のアーム比Ｘよりも大きくすることにより、遮断動作初期では、可動接触子部２０を駆動する力を大きくすることができる。
【００３７】
この結果、可動接触子部２０は速やかに加速し、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点では駆動する力を落とし移動距離を増やすことで高速に制御することが可能になる。
【００３８】
また、ガイド溝４０ａ中間部に位置する半径Ｒ２の大円弧溝は牽引方向とほぼ平行であるため、可動接触子部２０の動作を高速のまま維持する。そして、ガイド溝４０ａは垂直な線ｖｌに対して左右対称になっているため、図１ｃの遮断状態に至るときには、アーム比Ｘが次第に小さくなり、速度も低減する。
【００３９】
次に、図２を参照して本実施形態１に係るガス遮断器と従来のガス遮断器との性能について比較する。
図２（ａ）は、投入状態から遮断状態に至る移動距離について、本実施形態１による回動レバー５０およびガイド溝４０ａを有する固定カム板４０を備えた場合と、従来技術のように回動レバーのみを備えた場合との遮断動作を比較したものである。
【００４０】
絶縁ロッド２７の上半分の実線で示す部分は投入状態、下半分の点線で示す部分は遮断状態であることを意味している。また、固定カム板４０およびガイド溝４０ａは図示していないが、絶縁ロッド２７と回動レバー５０の接続部のピン６１の中心点が、ガイド溝４０ａに沿って移動するときの軌跡７０を回転角度θごとに示し、軌跡７０にそれぞれ対応して可動接触子部２０は投入状態から遮断状態へと移動距離７１のように回転角度θに対応して移動する。
【００４１】
また、軌跡７３は図示しない駆動装置側の移動距離である。移動距離７１は操作ロッド２６と絶縁ロッド２７の連結部のピン２８の中心を基点としている。また移動距離７２は従来の駆動方法での可動接触子部１の移動距離となる。
【００４２】
図２（ｂ）はそれぞれの移動距離を時間との関係で示した波形図である。
従来技術のように、回動レバーのみを備えた場合は、符号７５で示すように速度はほぼ一定である。一方、本実施形態１にように回動レバー５０とガイド溝４０ａ付き固定カム板４０を設置した場合は符号７４のように、前述したように開極点までとストローク終盤で移動距離は小さく、速度が遅くなる。しかし進み小電流遮断に影響する開極点後では移動距離が大きく、開極速度を向上させることが可能である。
【００４３】
（効果）
以上述べたように、本実施形態１のガス遮断器は、可動接触子部２０と操作機構部との間に、ガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と回動レバー５０とを設置してアーム比制御機能を設けるようにしたので、駆動エネルギーを低減できるだけでなく、可動接触子部２０が動き出す当初は大きな荷重で速やかに加速し、可動アーク接触子２１および固定アーク接触子１１の開離する時点は高速に駆動することができる。したがって、駆動装置を大型化したり、あるいは機械的強度を上げたりして駆動エネルギーを大きくしなくても、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能が得ることが可能である遮断器を実現することができる。
【００４４】
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係るガス遮断器について図３を参照して説明する。
（構成）
図３は、本実施形態２に係るガス遮断器を軸方向に回動レバー５０およびその周辺部品を見たときの断面図である。
【００４５】
前述した実施形態１の場合、１つの回動レバー５０の端部と中間部とを用いてアーム長Ｌ１、Ｌ２を構成するようにしたが、本実施形態２は、回動レバーをアーム長Ｌ２の第１回動レバー５０Ａとアーム長Ｌ１の第２回動レバー５０Ｂとに分け、かつ、両回動レバー５０Ａ、５０Ｂ間を回動軸５０Ｃで一体的に結合するようにしたものである。しかも、本実施形態２では、回動軸５０Ｃがガスシール８１を介してガス充填容器８０を貫通するように構成したので、第１回動レバー５０Ａをガス充填容器８０の外部から回動操作することによってガス空間内部に配置された第２回動レバー５０Ｂを回動操作することができる。
【００４６】
なお、本実施形態２の場合も、可動側接触子部２０側のアーム長Ｌ１および駆動機構側のアーム長Ｌ２、アーム比Ｘは実施形態１と同様であり、その他の部品も図１ａ〜図１ｄで示すものと同様であるので図示を省略する。
【００４７】
本実施形態２の場合、回動軸５０Ｃの中心線が前述した実施形態１の支点ピン６０による支点の位置に対応する。そして、ガス充填容器８０の外部では第１回動レバー５０Ａの回動中心線からアーム長Ｌ２の位置にピン６２を介して駆動ロッド５１を連結させる。一方、ガス充填容器８０の内部では第２回動レバー５０Ｂの回動中心線からアーム長Ｌ１の位置にピン６１を介して操作ロッド２６を連結させる。
【００４８】
（作用及び効果）
本実施形態２のガス遮断器は、可動接触子部２０と操作機構部との間に、ガイド溝４０ａを有する固定カム板４０と、第１回動レバー５０Ａ、第２回動レバー５０Ｂおよび両回動レバーを一体的に結合する回動軸５０Ｃからアーム比制御機能を構成するようにしたので、実施形態１と同様の作用効果を奏することに加えて、回動軸５０Ｃのガス充填容器８０を貫通する部分にガスシール８１を施すことにより、可動接触子部２０の動作軸に垂直な荷重が発生したときのシール部の摩擦を低減することができ、遮断動作速度（開極速度）を向上させることが可能である。したがって、本実施形態２の場合も、駆動エネルギーを大きくしなくても、速やかな絶縁回復が得られ、良好な進み小電流遮断性能が得ることが可能である遮断器を実現することができる。
【００４９】
［その他の実施形態］
以上述べた実施形態ではパッファ形ガス遮断器を説明したが、本発明は、パッファ形ガス遮断器に限定されるものではなく、アークエネルギーを用いて上流の蓄圧を得るいわゆる自力効果を用いたタイプのガス遮断器にも適用可能である。
【００５０】
また、以上述べた実施形態では固定側接触子部１０は密閉容器に固定するように説明したが、操作機構部により固定側接触子部１０および可動接触子部２０の双方を逆方向に移動させるようにしてもよい。
【００５１】
さらに、以上説明した実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００５２】
１０…固定側接触子部（第２接触子部）、１１…固定アーク接触子、１２…固定通電接触子、１３…支え、１４…サポート部、１４ａ…開口部、２０…可動接触子部（第１接触子部）、２１…可動アーク接触子、２２…可動通電接触子、２３…絶縁ノズル、２４…可動通電接触子、２５…シリンダ、２５ａ…開口部、２６…操作ロッド、２６ａ…開口部、２７…絶縁ロッド、２８…ピン、２９…固定ピストン、２９ａ…ピストン支持部、２９ｂ…サポート部、３０…アーク、４０…固定カム板、４０ａ…ガイド溝、５０…回動レバー、５０ａ…長穴、５０Ａ…第１回動レバー、５０Ｂ…第２回動レバー、５０Ｃ…回動軸、５１…駆動ロッド、６０…回動レバー支点ピン、ｃｌ…可動接触部中心軸、６１…ピン、６２…ピン、７０…軌跡、７１…回動レバーによる可動接触子部移動距離、７２…従来の可動接触子部移動距離、７３…軌跡、７４…回動レバーによる可動接触子部移動距離（時間との関係）、７５…従来の可動接触子部移動距離（時間との関係）、８０…ガス充填容器、８１…ガスシール。
【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内に、中心軸上に第１接触子部および第２接触子部を対向配置するとともに、少なくとも第１接触子部は操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成され、前記第１接触子部および第２接触子部にそれぞれ第１アーク接触子および第２アーク接触子を設け、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離して両接触子間の空間にアークを発生するアーク空間を構成し、前記第１接触子部は遮断動作過程において前記アーク空間からの熱的昇圧作用もしくは機械的圧縮作用により蓄圧され、前記アークを消弧せしめるガス流を発生する蓄圧空間を有し、前記蓄圧空間は開口部を有するとともに上流側ガス流路に対して前記開口部を経て直接または間接に連通され、前記上流側ガス流路は、前記アーク空間と連通され、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ下流側ガス流路を有するガス遮断器において、
前記第１接触子部と操作機構部との間に、当該第１接触子部の端部に固定したピンが当該第１接触子部の移動方向にガイドするガイド溝を形成した固定カム板と、前記ガイド溝と直交する方向に適宜距離を隔てた位置で一端部を支点として揺動可能に支持されるとともに他端部に前記第１接触子部の端部に固定したピンを遊嵌させる長穴を形成し、中間部が前記操作機構部に連結する回動レバーとから成るアーム比制御機能を設け、前記回動レバーの支点から前記長穴までのアーム長をＬ１、前記回動レバーの支点から中間部までのアーム長をＬ２、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘとしたとき、遮断動作においてアーム比Ｘを可変にしたことを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記回動レバーのアーム比Ｘに関し、遮断動作初期のアーム比ＸをＸ０とし、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子の開離する時点のアーム比Ｘ１としたとき、Ｘ０＜Ｘ１の関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記ガイド溝の始端および終端を結ぶ線はガス遮断器の第１接触子部の中心軸上にあり、かつ、ガイド溝の始端から終端までの中間点と前記回動レバーの支点とを結ぶ線に対して直交していることを特徴とする請求項１または２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記回動レバーを前記密閉容器内に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記回動レバーをアーム長Ｌ２の第１回動レバーと、アーム長Ｌ１の第２回動レバーとに分けて両回動レバー間を回動軸で一体的に結合し、前記第２回動レバーを前記密閉容器内に収納し、前記第２回動レバーを大気中に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項１】
消弧性ガスが充填された密閉容器内に、中心軸上に第１接触子部および第２接触子部を対向配置するとともに、少なくとも第１接触子部は操作機構部により遮断動作時及び投入動作時に駆動するように構成され、前記第１接触子部および第２接触子部にそれぞれ第１アーク接触子および第２アーク接触子を設け、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子は通常運転時は接触導通状態にあり、遮断動作時は開離して両接触子間の空間にアークを発生するアーク空間を構成し、前記第１接触子部は遮断動作過程において前記アーク空間からの熱的昇圧作用もしくは機械的圧縮作用により蓄圧され、前記アークを消弧せしめるガス流を発生する蓄圧空間を有し、前記蓄圧空間は開口部を有するとともに上流側ガス流路に対して前記開口部を経て直接または間接に連通され、前記上流側ガス流路は、前記アーク空間と連通され、前記アーク空間と密閉容器内の充填圧と同圧力の空間として定義される下流空間を結ぶ下流側ガス流路を有するガス遮断器において、
前記第１接触子部と操作機構部との間に、当該第１接触子部の端部に固定したピンが当該第１接触子部の移動方向にガイドするガイド溝を形成した固定カム板と、前記ガイド溝と直交する方向に適宜距離を隔てた位置で一端部を支点として揺動可能に支持されるとともに他端部に前記第１接触子部の端部に固定したピンを遊嵌させる長穴を形成し、中間部が前記操作機構部に連結する回動レバーとから成るアーム比制御機能を設け、前記回動レバーの支点から前記長穴までのアーム長をＬ１、前記回動レバーの支点から中間部までのアーム長をＬ２、Ｌ１／Ｌ２をアーム比Ｘとしたとき、遮断動作においてアーム比Ｘを可変にしたことを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記回動レバーのアーム比Ｘに関し、遮断動作初期のアーム比ＸをＸ０とし、前記第１アーク接触子および第２アーク接触子の開離する時点のアーム比Ｘ１としたとき、Ｘ０＜Ｘ１の関係が成立するようにしたことを特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記ガイド溝の始端および終端を結ぶ線はガス遮断器の第１接触子部の中心軸上にあり、かつ、ガイド溝の始端から終端までの中間点と前記回動レバーの支点とを結ぶ線に対して直交していることを特徴とする請求項１または２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記回動レバーを前記密閉容器内に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記回動レバーをアーム長Ｌ２の第１回動レバーと、アーム長Ｌ１の第２回動レバーとに分けて両回動レバー間を回動軸で一体的に結合し、前記第２回動レバーを前記密閉容器内に収納し、前記第２回動レバーを大気中に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【公開番号】特開２０１３−９３１２９（Ｐ２０１３−９３１２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２９３４（Ｐ２０１１−２３２９３４）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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