パッファ形ガス遮断器
【課題】小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供する。
【解決手段】熱パッファ室１１と圧縮パッファ室１２を区画する仕切り板１０に逆止弁１４ｂを設ける。逆止弁１４ｂは、通常時はアーク７側においてすぼまった円錐形になっている。大電流遮断時の状態では、熱パッファ室１１内部の圧力が高く、分割されている逆止弁１４ｂは互いに隙間なくぴったりと接触している。この状態では熱パッファ室１１側からアーク７へ消弧性ガスが流れる。中小電流遮断時に、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ１２の圧力よりも低くなった場合は、この逆止弁１４ｂはアーク７側に開く。逆止弁１４が開くと、圧縮パッファ室１２と熱パッファ室１１との間に流路２１が形成される。消弧性ガスは、この流路２１を通って、熱パッファ室１１を全く経由せずにアーク７近傍へと誘導される。
【解決手段】熱パッファ室１１と圧縮パッファ室１２を区画する仕切り板１０に逆止弁１４ｂを設ける。逆止弁１４ｂは、通常時はアーク７側においてすぼまった円錐形になっている。大電流遮断時の状態では、熱パッファ室１１内部の圧力が高く、分割されている逆止弁１４ｂは互いに隙間なくぴったりと接触している。この状態では熱パッファ室１１側からアーク７へ消弧性ガスが流れる。中小電流遮断時に、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ１２の圧力よりも低くなった場合は、この逆止弁１４ｂはアーク７側に開く。逆止弁１４が開くと、圧縮パッファ室１２と熱パッファ室１１との間に流路２１が形成される。消弧性ガスは、この流路２１を通って、熱パッファ室１１を全く経由せずにアーク７近傍へと誘導される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小さな駆動力で大電流を遮断することのできるパッファ形ガス遮断器に関するものである。
【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においては、現在パッファ形と呼ばれるタイプが広く普及している。特に近年では電流遮断する際に必要な駆動力を低減することが可能な直列パッファ形とよばれる方式が公知となっている。この型のパッファ形ガス遮断器は、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
図６は公知となっている直列パッファ形遮断器の内部構造を示している。このパッファ形ガス遮断器は、図６の中心線を挟んだ対称形状である。図６において、中心線より右側が閉極状態、すなわち通常時の電流通電状態を示しており、左側が開極途中、すなわち電流遮断動作中の状態を示している。
【０００４】
図６に示す内部構造は、消弧性ガス１が充填された図示していない容器内に収納されている。この内部構造において、対向アーク接点２および対向通電接点３が、可動アーク接点４および可動通電接点５と同心軸上に向かい合って配置される。
【０００５】
消弧性ガス１としては、アーク遮断性能(消弧性能)および電気絶縁性能ともに優れたＳＦ６ガスが使用されることが通常であるが、その他の媒体の使用も可能である。
【０００６】
図６の右側に図示した閉極状態においては、対向アーク接点２と可動アーク接点４が接触し、対向通電接点３と可動通電接点５とが接触している。そして、これらの接点の接触により電流通電が行なわれる。
【０００７】
一方、電流を遮断する必要が生じた際には、可動アーク接点４および可動通電接点５は、中空状の駆動ロッド６により図６において下方向に駆動される。すると、対向アーク電極２と可動アーク電極４の間にアーク放電７が発生する。この場合、対向側の接点は固定されているか、もしくは可動側の接点とは反対方向に駆動される場合もある。
【０００８】
この開極動作にともない、後述するメカニズムにより、消弧性ガスが絶縁ノズル８により整流されてアーク放電７に対して強力に吹付けられ、これによりアーク放電７はその導電性を失い、電流は遮断される。一般に高い電流遮断性能を得るためには、高い吹きつけ圧力、および豊富な消弧性ガス流量が必要である。
【０００９】
次に、開極動作においてアーク放電７に消弧性ガスが吹付けられるメカニズムについて説明する。前述の可動アーク接点４、可動通電接点５、絶縁ノズル８、およびパッファシリンダ９は一体構造となっており、それらは前述の駆動ロッド６により同時に駆動される。パッファシリンダ９と駆動ロッド６に囲まれた空間は中心軸に垂直に配置された仕切り板１０により区切られている。仕切り板１０の両側には、アーク放電側の熱パッファ室１１とそれとは反対側の圧縮パッファ室１２が設けられている。
【００１０】
圧縮パッファ室１２は、仕切り板１０および駆動せず常に静止状態にあるピストン１５により囲まれて形成されている。仕切り板１０には連通孔１３と、それに付随する逆止弁１４ａが設けられている。圧縮パッファ室１２の圧力が熱パッファ室１１の圧力よりも高い場合には、圧縮パッファ室１２から熱パッファ室１１に消弧性ガスが流入する。また、逆に熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも高い場合には、逆止弁１４ａの作用により熱パッファ室１１の圧力の影響が圧縮パッファ室１２へと及ばない。
【００１１】
ピストン１５には排気穴１６と吸気穴１７が設けられている。圧縮パッファ室１２の圧力がある設定値以上にまで上昇すると放圧バルブ１８の作用によりガスを放出し、圧縮パッファ室１２の過剰な圧力上昇を抑える。開極状態から閉極状態へと変化する際などに、圧縮パッファ室１２の圧力が消弧性ガス１の充填圧力よりも低くなる場合には、吸気バルブ１９の作用により圧縮パッファ室１２に消弧性ガスが吸い込まれてガスを補充する。
【００１２】
この直列パッファ遮断器において大電流を遮断する際の動作について説明する。大電流遮断時においてはアーク放電７は非常に高温となるため、周囲の消弧性ガスの温度を著しく上昇させる。この作用により熱パッファ室１１の圧力は著しく上昇し、アーク放電７を消弧せしめるに十分な圧力を得ることができる。
【００１３】
ピストン１５に作用する圧力、すなわち圧縮パッファ室１２の圧力は、開極駆動する際の駆動反力として作用する。一方、熱パッファ室１１の高い圧力は逆止弁１４ａの作用により圧縮パッファ室１２へ及ばないため、駆動反力として作用することが無い。圧縮パッファ室１２においてはピストン１５による圧縮動作により圧力が上昇するが、放圧バルブ１８の作用によりある設定値以上にまでは上昇することはない。
【００１４】
以上のとおり、大電流遮断時においてはアーク放電７の加熱作用により熱パッファ室１１の圧力は遮断に十分な圧力にまで上昇する。同時に、逆止弁１４ａおよび放圧バルブ１８の作用により圧縮パッファ室１２の圧力の過剰な上昇は回避できるため、小さな駆動力で大電流遮断を行うことが可能である。
【００１５】
次に、中小の電流を遮断する際の動作について説明する。中小の電流を遮断する際には、アーク放電７の加熱作用は小さい。そのため、加熱作用による熱パッファ室１１の圧力上昇は期待できない。このような場合には、圧縮パッファ室１２の圧力の方が熱パッファ室１１の圧力よりも相対的に高くなるため、逆止弁１４ａが開く。すると、ピストン１５の圧縮作用により圧縮パッファ室１２から前方の熱パッファ室１１にガスが流れ込み、電流遮断に必要な圧力と消弧性ガスの流量を確保する。
【００１６】
以上のとおり、直列パッファ形の遮断器においては、大電流を遮断する際は、アーク放電７による加熱作用を利用した熱パッファ室１１の圧力上昇を主に利用して電流遮断を行う。一方、中小電流を遮断する際にはアーク放電７による加熱作用が期待できないため、ピストン１５の圧縮作用により圧縮パッファ室から消弧性ガスを供給して電流遮断を行う。これにより、ピストン１５へ作用する過剰な圧力を抑制することができ、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１５５５９５号公報
【特許文献２】特公平０７−１０９７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上説明した通り、直列パッファ形の遮断器は遮断動作に必要となる駆動力を低減することが可能であった。しかし、中小の電流を遮断する際に、必ずしも優れた遮断性能が得られるとは限らなかった。これは、主に以下の理由による。
【００１９】
図６に示す通り、圧縮パッファ室１２から流入する消弧性ガスは、絶縁ノズル８内部のアーク放電７へと流れ込む前に、必ず熱パッファ室１１を経由する必要がある。このため、連通孔１３からアーク放電７へといたる流路面積は、熱パッファ室１１部分で大きく広がることとなり、スムーズなガスの流れが妨げられる。さらに、圧縮パッファ室１２から流れ込んだ消弧性ガスは、熱パッファ室１１の圧力を圧縮パッファ室１２と同等の圧力にまで上昇させるために消費される。そのため、アーク放電７側へ流れ込むガス流量が少なくなるという問題があった。
【００２０】
また、熱パッファ室１１の内部は高温のアーク放電７に近いため、一般的に高温になっている。この高温の熱パッファ室１１を経由することで、消弧性ガスは高温で低密度状態となり、この消弧性ガスがアーク放電７へと吹付けられる。高温、低密度の消弧性ガスは、その消弧性能、電気絶縁性能が低く、結果的に優れた遮断性能を得ることが困難になる。
【００２１】
以上の通り、従来技術においては、主に圧縮パッファ室１２から供給される消弧性ガスにより電流遮断が行われる中小電流遮断時においては、必ずしも優れた遮断性能が得られない可能性があった。
【００２２】
本発明は、上記のような従来の直列パッファ形遮断器の課題を解決することを目的とする。本発明の具体的な目的は、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記の目的を達成するために、本発明のパッファ形ガス遮断器は、次のような構成としたことを特徴とする。
(1) 消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接点および対向通電接点を、可動アーク接点および可動通電接点と同心軸上に向かい合って配置する。
(2) 可動アーク接点および可動通電接点は、対向アーク接点および対向通電接点に対して接離可能となるように駆動ロッドに取り付ける。
(3) 可動側接点および対向側接点の開離時には可動アーク電極と対向アーク電極の間にアーク放電が発生しうるように構成する。
(4) 前記アーク放電に対して前記消弧性ガスを吹き付けるために、前記アーク放電を囲むように絶縁ノズルを配置する。
(5) 前記可動側接点にはこれと一体となって駆動するパッファシリンダを設け、このパッファシリンダの内部に常に静止状態にあるピストンを設ける。
(6) 前記パッファシリンダとピストンとによって囲まれた空間を、軸に対して垂直に配置された仕切り板により、アーク放電側の熱パッファ室とそれとは反対側の圧縮パッファ室とに区切る。
(7) 前記仕切り板には、前記熱パッファ室と前記圧縮パッファ室とを連通する連通孔と、この連通孔を開閉する逆止弁を設ける。
(8) 前記逆止弁を、熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガスの流れは常に制限し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみその圧力差により開放されるように構成する。この逆止弁の開放時に、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで熱パッファ室を経由せずに通じる流路を形成する。
【００２４】
前記のような構成を有する本発明のパッファ形ガス遮断器では、大電流遮断時の状態では、熱パッファ室内部の圧力が高く、逆止弁１４ｂが閉じている。そのため、熱パッファ室からアークへと強力に消弧性ガスが吹付けられる。中小電流遮断時に、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファの圧力よりも低くなった場合は、逆止弁はアーク側に開く。逆止弁が開くと、圧縮パッファ室と熱パッファ室との間に流路が形成される。消弧性ガスは、この流路を通って、熱パッファ室を全く経由せずにアーク近傍へと誘導される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、逆止弁によってガスの流れを制御することにより、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
(１)第１実施形態
［構成］
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１および図２においては、中心線の左側が大電流遮断時における状態を示しており、中心線の右側が中小電流遮断時における状態を示している。図２は図１に図示しているＡ面での断面図を示している。また、図３は閉極状態を示している。
【００２７】
本実施形態における遮断器の基本的な構成は、図６で説明した従来のパッファ形ガス遮断器と同様である。本実施形態のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室１１と圧縮パッファ室１２を区画する仕切り板１０に逆止弁１４ｂを備えている。この逆止弁１４ｂは、以下のように構成されている。
【００２８】
この逆止弁１４ｂは、分割された少なくとも複数枚、例えば３枚以上の板により構成され、熱パッファ室１１と同心円筒状に配設されている。逆止弁１４ｂは、それ自体が有するバネ性、あるいは付帯するバネにより、通常時はアーク７側においてすぼまった円錐形になっている。すなわち、逆止弁１４ｂのアーク７と反対側の部分は仕切り板１０に固定され、逆止弁１４ｂのアーク７側の部分が駆動ロッド６の外周に接触あるいは開離するようになっている。
【００２９】
大電流遮断時の状態では、熱パッファ室１１内部の圧力が高く、分割されている逆止弁１４ｂは駆動ロッド６に互いに隙間なく接触している。そのため、この状態では熱パッファ室１１側から圧縮パッファ室１２側へのガスの流れは制約されている。
【００３０】
一方、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも低くなった場合は、その圧力差によって、この逆止弁１４ｂはストッパ２０側に開き、ストッパ２０に有する開口部２０ａをふさぐ。この逆止弁１４ｂの状態は、図１の右側に示されている。この逆止弁１４が開いたため、圧縮パッファ室１２と熱パッファ室１１との間に流路２１が形成される。消弧性ガスは、この流路２１を通って、熱パッファ室１１を全く経由せずにアーク７近傍へと誘導される。
【００３１】
この逆止弁１４ｂは、図３に示すように、通常時（閉極時）に円錐状となって閉じているため、逆止弁１４ｂを構成する複数枚の板は互いに隙間なくぴったりと接触している。従って、図２の右側に示すように、逆止弁１４ｂがストッパ２０側で開放された場合には、逆止弁を構成する各板の間には隙間が生じる。そこで、開放した逆止弁１４ｂの各板の隙間をふさぐために、ストッパ２０が設けられている。
【００３２】
このストッパ２０は、図２の断面図に示すように、逆止弁１４ｂや駆動ロッド６と同心に設けられた筒状の部材である。この筒状のストッパ２０には、開口部２０ａが設けられている。大電流遮断時には、この開口部２０ａを通って熱パッファ室１１から消弧性ガスがアーク７側に移動する。一方、中小電流遮断時には、この開口部２０ａを逆止弁１４ｂの各板が塞ぐ。したがって、圧縮パッファ室１２から流れ込む消弧性ガスは、熱パッファ室１１側に漏れることなく、全てアーク７近傍へと誘導される。
【００３３】
［作用］
大電流遮断時においては、熱パッファ室１１の圧力はアーク７の加熱作用により著しく上昇する。したがって、図１の左側に示す通り逆止弁１４ｂは開放されず、熱パッファ室１１の高い圧力がピストン１５に作用することがない。そのため、本実施形態では、従来の直列パッファ形遮断器と同様、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。また、ストッパ２０には開口部２０ａが設けられているため、ストッパ２０が熱パッファ室１１内のガスの流れを妨げることがないため、熱パッファ室１１からの消弧性ガスにより優れた大電流遮断性能を得ることができる。
【００３４】
一方、中小電流を遮断する際は、アーク７の加熱作用が小さいため、熱パッファ室１１の圧力はさほど上昇しない。したがって逆止弁１４ｂが開放され、圧縮パッファ室から電流遮断に必要となる消弧ガスがアーク７へと供給される。圧縮パッファ室１２からアーク７近傍に至る流路２１により、消弧性ガスは、圧縮パッファ室１２からアーク７へ直接流れる。このとき、消弧性ガスは、容積が大きくかつ高温状態となっている熱パッファ室１１を全く経由することがない。そのため、低温状態のままスムーズにアーク空間へと流れ込むので、中小電流においても優れた遮断性能を得ることができる。
【００３５】
特に、本実施形態においては、逆止弁１４ｂが、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路の一部を形成している。そのため、逆止弁１４ｂは簡便な構造であり、複雑な付帯構造や部品を必要としない。さらに、同様な理由から、逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室１２から直接アーク放電７近傍に至る流路が極めてスムーズに形成される。
【００３６】
［効果］
本実施形態によれは、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００３７】
(２)第２実施形態
第２実施形態について図４及び図５を用いて説明する。図４においては、中心線の左側が大電流遮断時における状態を示しており、中心線の右側が中小電流遮断時における状態を示している。また、図３は、閉極状態を示している。本実施形態における遮断器の基本的な構成は図１乃至図３で説明した第１実施形態と同様である。
【００３８】
［構成］
本実施形態における逆止弁１４ｃは、図４及び図５に示すように、アーク７側が細くなった円筒状をしている。逆止弁１４ｃの細くなった先端部は駆動ロッド６の表面に摺動可能な程度に接触し、逆止弁１４ｃの円筒形の部分と駆動ロッド６との間には流路２１が形成されている。この逆止弁１４ｃのアーク７と反対側には、外側に広がったフランジ２２が設けられている。
【００３９】
前記仕切り板１０のフランジ２２と対向する部分には連通孔１３が設けられ、この連通孔１３はフランジ２２によって開閉される。仕切り板１３におけるアーク７側の表面には、フランジ２２と係合するＬ字形のストッパ２３が設けられている。このストッパ２３は、その係合部が仕切り板１０の表面から一定の距離を保って設けられている。従って、逆止弁１４ｃは、仕切り板１０の表面からストッパ２３に達するまでの距離を移動できる。
【００４０】
ストッパ２３とフランジ２２との間には、逆止弁１４ｃを仕切り板１０の表面側に押圧するバネ２４が設けられている。逆止弁１４ｃは、通常はこのバネ２４により閉じられており、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも低い場合にのみ、その圧力差により開放される。
【００４１】
駆動ロッド６のアーク７側の部分は径が細くなっている。逆止弁１４ｃが開いた状態で、そのアーク７側の先端部分がこの細径部２５に入り込み、逆止弁１４ｃの先端と駆動ロッド６の表面との間に隙間が形成される。
【００４２】
［作用］
上記のような構成を有する第２実施形態においては、第１実施形態と同様の作用が得られる。すなわち、大電流遮断時においては、熱パッファ室１１の圧力はアーク７の加熱作用により著しく上昇する。したがって、図４の左側に示す通り逆止弁１４ｃは開放されず、熱パッファ室１１の高い圧力がピストン１５に作用することがないので、従来の直列パッファ形遮断器同様、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。
【００４３】
円筒状の逆止弁１４ｃは熱パッファ室と同心に配置されており、さらに熱パッファ室１１の空間には流れの妨げになるような部材は全く存在しないため、熱パッファ室１１内の流れは極めてスムーズである。したがって、熱パッファ室１１から吹き出す消弧性ガスの作用で優れた大電流遮断性能を得ることができる。
【００４４】
一方、中小電流を遮断する際は、アーク７の加熱作用が小さいため、熱パッファ室１１の圧力はさほど上昇しない。したがって、図４の右側に示す通り逆止弁１４ｃが開放され、圧縮パッファ室１２から電流遮断に必要となる消弧ガスが供給される。逆止弁１４ｃが開放された状態では、駆動ロッド６の細径部２５と逆止弁１４ｃの先端との間の隙間を通じて、圧縮パッファ室１２からアーク７近傍に至る流路２１が自動的に形成される。
【００４５】
この場合、圧縮パッファ室１２から流れ込む消弧性ガスは、容積が大きくかつ高温状態となっている熱パッファ室１１を全く経由することなく、アーク７近傍へと流れ込む。そのため、消弧性ガスは、低温状態のままスムーズにアーク空間へと流れ込み、中小電流においても優れた遮断性能を得ることができる。
【００４６】
本構成においては、前記逆止弁１４ｃの外側が熱パッファ室１１の一部を形成し、その内側が圧縮パッファ室からアーク放電へと続く流路の一部を形成している。そのため、パッファ形ガス遮断器を複雑な付帯構造や部品を必要としない簡便な構造とすることができる。さらに、逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室１２からアーク放電７近傍に至る流路が極めてスムーズに形成される。
【００４７】
［効果］
以上の通り、本実施形態においては、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００４８】
（３）第３実施形態
［構成］
本実施形態においては、消弧性ガス５として、ＳＦ６ガス(六弗化硫黄ガス)よりも地球温暖化係数の小さいガスを使用することを特徴とする。
【００４９】
すなわち、絶縁ガスとして、Ｎ２、Ｏ２、乾燥空気、ＣＯ２、ＣＦ４、ｃ-Ｃ４Ｆ８、ＣＣｌ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８またはＣＦ３Ｉのうち何れか１つの単体ガス、またはこれらのガスのうち任意の２つ以上のガスを混合させた混合ガスを使用する。
【００５０】
［作用］
従来、消弧性ガスとしては、優れた消弧性能および電気絶縁性能を有するＳＦ６ガスが使用されている。しかしながら、ＳＦ６ガスは二酸化炭素ガスの２３９００倍の地球温暖化効果を有するといわれており、その使用を避けることが望ましい。
【００５１】
しかしながら、環境への影響が小さいガス、具体的にはＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数の小さい空気、窒素、二酸化炭素などを代替として使用すると、消弧性能および電気絶縁性能がＳＦ６ガスよりも劣るため、遮断性能が劣化することが懸念される。
【００５２】
ＳＦ６ガス以外の絶縁ガスを使用して、従来機器と同等の遮断性能を得るためには、パッファシリンダ９やピストン１５などの構成部材を大きくしたり、大きな駆動力で可動部分を駆動する必要がでてくる。
【００５３】
第１および第２実施形態で説明した構成とすることで、消弧性ガスとしてＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを使用しながらも、機器の大形化、駆動力の増大を防ぐことができる。
【００５４】
［効果］
第３実施形態においては、上記の構成とすることにより、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有し、かつ地球温暖化への影響を抑制したパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００５５】
（４）他の実施形態
以上、各種実施形態をとりあげたが、いずれの実施形態も、熱パッファ室から圧縮パッファ室への流れは制約し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみ開放される逆止弁を有する。そして、この逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで通じる同軸上の流路が自動的に形成され、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路は、熱パッファ室を全く経由しない。本発明は、このような逆止弁による流路が形成されることが特徴であり、これを実現するための構成はこの他にも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態のパッファ形ガス遮断器の開極状態を示す断面図。
【図２】図１のＡ面における断面図。
【図３】本発明の第１実施形態のパッファ形ガス遮断器の閉極状態を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態のパッファ形ガス遮断器の開極状態を示す断面図。
【図５】本発明の第２実施形態のパッファ形ガス遮断器の閉極状態を示す断面図。
【図６】従来のパッファ形ガス遮断器の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１…消弧性ガス、２…対向アーク接点、
３…対向通電接点、４…可動アーク接点、
５…可動通電接点、６…駆動ロッド、
７…アーク放電、８…絶縁ノズル、
９…パッファシリンダ、１０…仕切り板、
１１…熱パッファ室、１２…圧縮パッファ室、
１３…連通孔、１４ａ〜１４ｃ…逆止弁、
１５…ピストン、１６…排気穴、
１７…吸気穴、１８…放圧バルブ、
１９…吸気バルブ、２０…ストッパ、
２１…流路、２２…フランジ、
２３…ストッパ、２４…バネ、
２５…細径部、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小さな駆動力で大電流を遮断することのできるパッファ形ガス遮断器に関するものである。
【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においては、現在パッファ形と呼ばれるタイプが広く普及している。特に近年では電流遮断する際に必要な駆動力を低減することが可能な直列パッファ形とよばれる方式が公知となっている。この型のパッファ形ガス遮断器は、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
図６は公知となっている直列パッファ形遮断器の内部構造を示している。このパッファ形ガス遮断器は、図６の中心線を挟んだ対称形状である。図６において、中心線より右側が閉極状態、すなわち通常時の電流通電状態を示しており、左側が開極途中、すなわち電流遮断動作中の状態を示している。
【０００４】
図６に示す内部構造は、消弧性ガス１が充填された図示していない容器内に収納されている。この内部構造において、対向アーク接点２および対向通電接点３が、可動アーク接点４および可動通電接点５と同心軸上に向かい合って配置される。
【０００５】
消弧性ガス１としては、アーク遮断性能(消弧性能)および電気絶縁性能ともに優れたＳＦ６ガスが使用されることが通常であるが、その他の媒体の使用も可能である。
【０００６】
図６の右側に図示した閉極状態においては、対向アーク接点２と可動アーク接点４が接触し、対向通電接点３と可動通電接点５とが接触している。そして、これらの接点の接触により電流通電が行なわれる。
【０００７】
一方、電流を遮断する必要が生じた際には、可動アーク接点４および可動通電接点５は、中空状の駆動ロッド６により図６において下方向に駆動される。すると、対向アーク電極２と可動アーク電極４の間にアーク放電７が発生する。この場合、対向側の接点は固定されているか、もしくは可動側の接点とは反対方向に駆動される場合もある。
【０００８】
この開極動作にともない、後述するメカニズムにより、消弧性ガスが絶縁ノズル８により整流されてアーク放電７に対して強力に吹付けられ、これによりアーク放電７はその導電性を失い、電流は遮断される。一般に高い電流遮断性能を得るためには、高い吹きつけ圧力、および豊富な消弧性ガス流量が必要である。
【０００９】
次に、開極動作においてアーク放電７に消弧性ガスが吹付けられるメカニズムについて説明する。前述の可動アーク接点４、可動通電接点５、絶縁ノズル８、およびパッファシリンダ９は一体構造となっており、それらは前述の駆動ロッド６により同時に駆動される。パッファシリンダ９と駆動ロッド６に囲まれた空間は中心軸に垂直に配置された仕切り板１０により区切られている。仕切り板１０の両側には、アーク放電側の熱パッファ室１１とそれとは反対側の圧縮パッファ室１２が設けられている。
【００１０】
圧縮パッファ室１２は、仕切り板１０および駆動せず常に静止状態にあるピストン１５により囲まれて形成されている。仕切り板１０には連通孔１３と、それに付随する逆止弁１４ａが設けられている。圧縮パッファ室１２の圧力が熱パッファ室１１の圧力よりも高い場合には、圧縮パッファ室１２から熱パッファ室１１に消弧性ガスが流入する。また、逆に熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも高い場合には、逆止弁１４ａの作用により熱パッファ室１１の圧力の影響が圧縮パッファ室１２へと及ばない。
【００１１】
ピストン１５には排気穴１６と吸気穴１７が設けられている。圧縮パッファ室１２の圧力がある設定値以上にまで上昇すると放圧バルブ１８の作用によりガスを放出し、圧縮パッファ室１２の過剰な圧力上昇を抑える。開極状態から閉極状態へと変化する際などに、圧縮パッファ室１２の圧力が消弧性ガス１の充填圧力よりも低くなる場合には、吸気バルブ１９の作用により圧縮パッファ室１２に消弧性ガスが吸い込まれてガスを補充する。
【００１２】
この直列パッファ遮断器において大電流を遮断する際の動作について説明する。大電流遮断時においてはアーク放電７は非常に高温となるため、周囲の消弧性ガスの温度を著しく上昇させる。この作用により熱パッファ室１１の圧力は著しく上昇し、アーク放電７を消弧せしめるに十分な圧力を得ることができる。
【００１３】
ピストン１５に作用する圧力、すなわち圧縮パッファ室１２の圧力は、開極駆動する際の駆動反力として作用する。一方、熱パッファ室１１の高い圧力は逆止弁１４ａの作用により圧縮パッファ室１２へ及ばないため、駆動反力として作用することが無い。圧縮パッファ室１２においてはピストン１５による圧縮動作により圧力が上昇するが、放圧バルブ１８の作用によりある設定値以上にまでは上昇することはない。
【００１４】
以上のとおり、大電流遮断時においてはアーク放電７の加熱作用により熱パッファ室１１の圧力は遮断に十分な圧力にまで上昇する。同時に、逆止弁１４ａおよび放圧バルブ１８の作用により圧縮パッファ室１２の圧力の過剰な上昇は回避できるため、小さな駆動力で大電流遮断を行うことが可能である。
【００１５】
次に、中小の電流を遮断する際の動作について説明する。中小の電流を遮断する際には、アーク放電７の加熱作用は小さい。そのため、加熱作用による熱パッファ室１１の圧力上昇は期待できない。このような場合には、圧縮パッファ室１２の圧力の方が熱パッファ室１１の圧力よりも相対的に高くなるため、逆止弁１４ａが開く。すると、ピストン１５の圧縮作用により圧縮パッファ室１２から前方の熱パッファ室１１にガスが流れ込み、電流遮断に必要な圧力と消弧性ガスの流量を確保する。
【００１６】
以上のとおり、直列パッファ形の遮断器においては、大電流を遮断する際は、アーク放電７による加熱作用を利用した熱パッファ室１１の圧力上昇を主に利用して電流遮断を行う。一方、中小電流を遮断する際にはアーク放電７による加熱作用が期待できないため、ピストン１５の圧縮作用により圧縮パッファ室から消弧性ガスを供給して電流遮断を行う。これにより、ピストン１５へ作用する過剰な圧力を抑制することができ、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１５５５９５号公報
【特許文献２】特公平０７−１０９７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上説明した通り、直列パッファ形の遮断器は遮断動作に必要となる駆動力を低減することが可能であった。しかし、中小の電流を遮断する際に、必ずしも優れた遮断性能が得られるとは限らなかった。これは、主に以下の理由による。
【００１９】
図６に示す通り、圧縮パッファ室１２から流入する消弧性ガスは、絶縁ノズル８内部のアーク放電７へと流れ込む前に、必ず熱パッファ室１１を経由する必要がある。このため、連通孔１３からアーク放電７へといたる流路面積は、熱パッファ室１１部分で大きく広がることとなり、スムーズなガスの流れが妨げられる。さらに、圧縮パッファ室１２から流れ込んだ消弧性ガスは、熱パッファ室１１の圧力を圧縮パッファ室１２と同等の圧力にまで上昇させるために消費される。そのため、アーク放電７側へ流れ込むガス流量が少なくなるという問題があった。
【００２０】
また、熱パッファ室１１の内部は高温のアーク放電７に近いため、一般的に高温になっている。この高温の熱パッファ室１１を経由することで、消弧性ガスは高温で低密度状態となり、この消弧性ガスがアーク放電７へと吹付けられる。高温、低密度の消弧性ガスは、その消弧性能、電気絶縁性能が低く、結果的に優れた遮断性能を得ることが困難になる。
【００２１】
以上の通り、従来技術においては、主に圧縮パッファ室１２から供給される消弧性ガスにより電流遮断が行われる中小電流遮断時においては、必ずしも優れた遮断性能が得られない可能性があった。
【００２２】
本発明は、上記のような従来の直列パッファ形遮断器の課題を解決することを目的とする。本発明の具体的な目的は、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記の目的を達成するために、本発明のパッファ形ガス遮断器は、次のような構成としたことを特徴とする。
(1) 消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接点および対向通電接点を、可動アーク接点および可動通電接点と同心軸上に向かい合って配置する。
(2) 可動アーク接点および可動通電接点は、対向アーク接点および対向通電接点に対して接離可能となるように駆動ロッドに取り付ける。
(3) 可動側接点および対向側接点の開離時には可動アーク電極と対向アーク電極の間にアーク放電が発生しうるように構成する。
(4) 前記アーク放電に対して前記消弧性ガスを吹き付けるために、前記アーク放電を囲むように絶縁ノズルを配置する。
(5) 前記可動側接点にはこれと一体となって駆動するパッファシリンダを設け、このパッファシリンダの内部に常に静止状態にあるピストンを設ける。
(6) 前記パッファシリンダとピストンとによって囲まれた空間を、軸に対して垂直に配置された仕切り板により、アーク放電側の熱パッファ室とそれとは反対側の圧縮パッファ室とに区切る。
(7) 前記仕切り板には、前記熱パッファ室と前記圧縮パッファ室とを連通する連通孔と、この連通孔を開閉する逆止弁を設ける。
(8) 前記逆止弁を、熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガスの流れは常に制限し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみその圧力差により開放されるように構成する。この逆止弁の開放時に、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで熱パッファ室を経由せずに通じる流路を形成する。
【００２４】
前記のような構成を有する本発明のパッファ形ガス遮断器では、大電流遮断時の状態では、熱パッファ室内部の圧力が高く、逆止弁１４ｂが閉じている。そのため、熱パッファ室からアークへと強力に消弧性ガスが吹付けられる。中小電流遮断時に、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファの圧力よりも低くなった場合は、逆止弁はアーク側に開く。逆止弁が開くと、圧縮パッファ室と熱パッファ室との間に流路が形成される。消弧性ガスは、この流路を通って、熱パッファ室を全く経由せずにアーク近傍へと誘導される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、逆止弁によってガスの流れを制御することにより、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
(１)第１実施形態
［構成］
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１および図２においては、中心線の左側が大電流遮断時における状態を示しており、中心線の右側が中小電流遮断時における状態を示している。図２は図１に図示しているＡ面での断面図を示している。また、図３は閉極状態を示している。
【００２７】
本実施形態における遮断器の基本的な構成は、図６で説明した従来のパッファ形ガス遮断器と同様である。本実施形態のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室１１と圧縮パッファ室１２を区画する仕切り板１０に逆止弁１４ｂを備えている。この逆止弁１４ｂは、以下のように構成されている。
【００２８】
この逆止弁１４ｂは、分割された少なくとも複数枚、例えば３枚以上の板により構成され、熱パッファ室１１と同心円筒状に配設されている。逆止弁１４ｂは、それ自体が有するバネ性、あるいは付帯するバネにより、通常時はアーク７側においてすぼまった円錐形になっている。すなわち、逆止弁１４ｂのアーク７と反対側の部分は仕切り板１０に固定され、逆止弁１４ｂのアーク７側の部分が駆動ロッド６の外周に接触あるいは開離するようになっている。
【００２９】
大電流遮断時の状態では、熱パッファ室１１内部の圧力が高く、分割されている逆止弁１４ｂは駆動ロッド６に互いに隙間なく接触している。そのため、この状態では熱パッファ室１１側から圧縮パッファ室１２側へのガスの流れは制約されている。
【００３０】
一方、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも低くなった場合は、その圧力差によって、この逆止弁１４ｂはストッパ２０側に開き、ストッパ２０に有する開口部２０ａをふさぐ。この逆止弁１４ｂの状態は、図１の右側に示されている。この逆止弁１４が開いたため、圧縮パッファ室１２と熱パッファ室１１との間に流路２１が形成される。消弧性ガスは、この流路２１を通って、熱パッファ室１１を全く経由せずにアーク７近傍へと誘導される。
【００３１】
この逆止弁１４ｂは、図３に示すように、通常時（閉極時）に円錐状となって閉じているため、逆止弁１４ｂを構成する複数枚の板は互いに隙間なくぴったりと接触している。従って、図２の右側に示すように、逆止弁１４ｂがストッパ２０側で開放された場合には、逆止弁を構成する各板の間には隙間が生じる。そこで、開放した逆止弁１４ｂの各板の隙間をふさぐために、ストッパ２０が設けられている。
【００３２】
このストッパ２０は、図２の断面図に示すように、逆止弁１４ｂや駆動ロッド６と同心に設けられた筒状の部材である。この筒状のストッパ２０には、開口部２０ａが設けられている。大電流遮断時には、この開口部２０ａを通って熱パッファ室１１から消弧性ガスがアーク７側に移動する。一方、中小電流遮断時には、この開口部２０ａを逆止弁１４ｂの各板が塞ぐ。したがって、圧縮パッファ室１２から流れ込む消弧性ガスは、熱パッファ室１１側に漏れることなく、全てアーク７近傍へと誘導される。
【００３３】
［作用］
大電流遮断時においては、熱パッファ室１１の圧力はアーク７の加熱作用により著しく上昇する。したがって、図１の左側に示す通り逆止弁１４ｂは開放されず、熱パッファ室１１の高い圧力がピストン１５に作用することがない。そのため、本実施形態では、従来の直列パッファ形遮断器と同様、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。また、ストッパ２０には開口部２０ａが設けられているため、ストッパ２０が熱パッファ室１１内のガスの流れを妨げることがないため、熱パッファ室１１からの消弧性ガスにより優れた大電流遮断性能を得ることができる。
【００３４】
一方、中小電流を遮断する際は、アーク７の加熱作用が小さいため、熱パッファ室１１の圧力はさほど上昇しない。したがって逆止弁１４ｂが開放され、圧縮パッファ室から電流遮断に必要となる消弧ガスがアーク７へと供給される。圧縮パッファ室１２からアーク７近傍に至る流路２１により、消弧性ガスは、圧縮パッファ室１２からアーク７へ直接流れる。このとき、消弧性ガスは、容積が大きくかつ高温状態となっている熱パッファ室１１を全く経由することがない。そのため、低温状態のままスムーズにアーク空間へと流れ込むので、中小電流においても優れた遮断性能を得ることができる。
【００３５】
特に、本実施形態においては、逆止弁１４ｂが、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路の一部を形成している。そのため、逆止弁１４ｂは簡便な構造であり、複雑な付帯構造や部品を必要としない。さらに、同様な理由から、逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室１２から直接アーク放電７近傍に至る流路が極めてスムーズに形成される。
【００３６】
［効果］
本実施形態によれは、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００３７】
(２)第２実施形態
第２実施形態について図４及び図５を用いて説明する。図４においては、中心線の左側が大電流遮断時における状態を示しており、中心線の右側が中小電流遮断時における状態を示している。また、図３は、閉極状態を示している。本実施形態における遮断器の基本的な構成は図１乃至図３で説明した第１実施形態と同様である。
【００３８】
［構成］
本実施形態における逆止弁１４ｃは、図４及び図５に示すように、アーク７側が細くなった円筒状をしている。逆止弁１４ｃの細くなった先端部は駆動ロッド６の表面に摺動可能な程度に接触し、逆止弁１４ｃの円筒形の部分と駆動ロッド６との間には流路２１が形成されている。この逆止弁１４ｃのアーク７と反対側には、外側に広がったフランジ２２が設けられている。
【００３９】
前記仕切り板１０のフランジ２２と対向する部分には連通孔１３が設けられ、この連通孔１３はフランジ２２によって開閉される。仕切り板１３におけるアーク７側の表面には、フランジ２２と係合するＬ字形のストッパ２３が設けられている。このストッパ２３は、その係合部が仕切り板１０の表面から一定の距離を保って設けられている。従って、逆止弁１４ｃは、仕切り板１０の表面からストッパ２３に達するまでの距離を移動できる。
【００４０】
ストッパ２３とフランジ２２との間には、逆止弁１４ｃを仕切り板１０の表面側に押圧するバネ２４が設けられている。逆止弁１４ｃは、通常はこのバネ２４により閉じられており、熱パッファ室１１の圧力が圧縮パッファ室１２の圧力よりも低い場合にのみ、その圧力差により開放される。
【００４１】
駆動ロッド６のアーク７側の部分は径が細くなっている。逆止弁１４ｃが開いた状態で、そのアーク７側の先端部分がこの細径部２５に入り込み、逆止弁１４ｃの先端と駆動ロッド６の表面との間に隙間が形成される。
【００４２】
［作用］
上記のような構成を有する第２実施形態においては、第１実施形態と同様の作用が得られる。すなわち、大電流遮断時においては、熱パッファ室１１の圧力はアーク７の加熱作用により著しく上昇する。したがって、図４の左側に示す通り逆止弁１４ｃは開放されず、熱パッファ室１１の高い圧力がピストン１５に作用することがないので、従来の直列パッファ形遮断器同様、小さな駆動力で電流遮断を行うことができる。
【００４３】
円筒状の逆止弁１４ｃは熱パッファ室と同心に配置されており、さらに熱パッファ室１１の空間には流れの妨げになるような部材は全く存在しないため、熱パッファ室１１内の流れは極めてスムーズである。したがって、熱パッファ室１１から吹き出す消弧性ガスの作用で優れた大電流遮断性能を得ることができる。
【００４４】
一方、中小電流を遮断する際は、アーク７の加熱作用が小さいため、熱パッファ室１１の圧力はさほど上昇しない。したがって、図４の右側に示す通り逆止弁１４ｃが開放され、圧縮パッファ室１２から電流遮断に必要となる消弧ガスが供給される。逆止弁１４ｃが開放された状態では、駆動ロッド６の細径部２５と逆止弁１４ｃの先端との間の隙間を通じて、圧縮パッファ室１２からアーク７近傍に至る流路２１が自動的に形成される。
【００４５】
この場合、圧縮パッファ室１２から流れ込む消弧性ガスは、容積が大きくかつ高温状態となっている熱パッファ室１１を全く経由することなく、アーク７近傍へと流れ込む。そのため、消弧性ガスは、低温状態のままスムーズにアーク空間へと流れ込み、中小電流においても優れた遮断性能を得ることができる。
【００４６】
本構成においては、前記逆止弁１４ｃの外側が熱パッファ室１１の一部を形成し、その内側が圧縮パッファ室からアーク放電へと続く流路の一部を形成している。そのため、パッファ形ガス遮断器を複雑な付帯構造や部品を必要としない簡便な構造とすることができる。さらに、逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室１２からアーク放電７近傍に至る流路が極めてスムーズに形成される。
【００４７】
［効果］
以上の通り、本実施形態においては、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有するパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００４８】
（３）第３実施形態
［構成］
本実施形態においては、消弧性ガス５として、ＳＦ６ガス(六弗化硫黄ガス)よりも地球温暖化係数の小さいガスを使用することを特徴とする。
【００４９】
すなわち、絶縁ガスとして、Ｎ２、Ｏ２、乾燥空気、ＣＯ２、ＣＦ４、ｃ-Ｃ４Ｆ８、ＣＣｌ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８またはＣＦ３Ｉのうち何れか１つの単体ガス、またはこれらのガスのうち任意の２つ以上のガスを混合させた混合ガスを使用する。
【００５０】
［作用］
従来、消弧性ガスとしては、優れた消弧性能および電気絶縁性能を有するＳＦ６ガスが使用されている。しかしながら、ＳＦ６ガスは二酸化炭素ガスの２３９００倍の地球温暖化効果を有するといわれており、その使用を避けることが望ましい。
【００５１】
しかしながら、環境への影響が小さいガス、具体的にはＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数の小さい空気、窒素、二酸化炭素などを代替として使用すると、消弧性能および電気絶縁性能がＳＦ６ガスよりも劣るため、遮断性能が劣化することが懸念される。
【００５２】
ＳＦ６ガス以外の絶縁ガスを使用して、従来機器と同等の遮断性能を得るためには、パッファシリンダ９やピストン１５などの構成部材を大きくしたり、大きな駆動力で可動部分を駆動する必要がでてくる。
【００５３】
第１および第２実施形態で説明した構成とすることで、消弧性ガスとしてＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを使用しながらも、機器の大形化、駆動力の増大を防ぐことができる。
【００５４】
［効果］
第３実施形態においては、上記の構成とすることにより、小さな駆動力でも大電流を遮断可能で、かつ中小電流領域においても優れた電流遮断性能を有し、かつ地球温暖化への影響を抑制したパッファ形ガス遮断器を提供することができる。
【００５５】
（４）他の実施形態
以上、各種実施形態をとりあげたが、いずれの実施形態も、熱パッファ室から圧縮パッファ室への流れは制約し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみ開放される逆止弁を有する。そして、この逆止弁が開放される際には、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで通じる同軸上の流路が自動的に形成され、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路は、熱パッファ室を全く経由しない。本発明は、このような逆止弁による流路が形成されることが特徴であり、これを実現するための構成はこの他にも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態のパッファ形ガス遮断器の開極状態を示す断面図。
【図２】図１のＡ面における断面図。
【図３】本発明の第１実施形態のパッファ形ガス遮断器の閉極状態を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態のパッファ形ガス遮断器の開極状態を示す断面図。
【図５】本発明の第２実施形態のパッファ形ガス遮断器の閉極状態を示す断面図。
【図６】従来のパッファ形ガス遮断器の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１…消弧性ガス、２…対向アーク接点、
３…対向通電接点、４…可動アーク接点、
５…可動通電接点、６…駆動ロッド、
７…アーク放電、８…絶縁ノズル、
９…パッファシリンダ、１０…仕切り板、
１１…熱パッファ室、１２…圧縮パッファ室、
１３…連通孔、１４ａ〜１４ｃ…逆止弁、
１５…ピストン、１６…排気穴、
１７…吸気穴、１８…放圧バルブ、
１９…吸気バルブ、２０…ストッパ、
２１…流路、２２…フランジ、
２３…ストッパ、２４…バネ、
２５…細径部、
【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、対向アーク接点および対向通電接点が、可動アーク接点および可動通電接点と同心軸上に向かい合って配置され、
可動アーク接点および可動通電接点は、対向アーク接点および対向通電接点に対して接離可能となるように駆動ロッドに取り付けられ、
可動側接点および対向側接点の開離時には可動アーク電極と対向アーク電極の間にアーク放電が発生しうるように構成され、
前記アーク放電に対して前記消弧性ガスを吹き付けるために、前記アーク放電を囲むように絶縁ノズルが配置され、
前記可動側接点にはこれと一体となって駆動するパッファシリンダが設けられ、このパッファシリンダの内部には常に静止状態にあるピストンが設けられ、
前記パッファシリンダとピストンとによって囲まれた空間が、軸に対して垂直に配置された仕切り板により、アーク放電側の熱パッファ室とそれとは反対側の圧縮パッファ室とに区切られ、
前記仕切り板には、前記熱パッファ室と前記圧縮パッファ室とを連通する連通孔と、この連通孔を開閉する逆止弁が設けられ、
前記逆止弁は、熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガスの流れは常に制限し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみその圧力差により開放されるように構成され、かつ、その開放時に、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで熱パッファ室を経由せずに通じる流路を形成するものであることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
前記逆止弁が、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路の少なくとも一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
前記逆止弁が分割された少なくとも３つ以上の板により円筒状に形成され、
前記逆止弁は熱パッファ室と同心に配置され、
前記逆止弁の可動アーク接点側は、通常では中心軸方向にすぼまるように円錐状に維持され、この状態において熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガス流を制限するものであり、
熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合に、前記逆止弁のアーク放電側のすぼまりが開き、圧縮パッファ室からのアーク放電近傍に至る流路が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッファ形ガス遮断器
【請求項４】
前記逆止弁が可動アーク接点側が細くなった円筒状をしており、その細くなった先端部は駆動ロッドの表面に接触し、
前記逆止弁の可動アーク接点側と反対側には、外側に広がったフランジが設けられ、
前記仕切り板のこのフランジと対向する部分にはフランジによって開閉する連通孔が設けられ、
前記仕切り板にはフランジと係合して逆止弁の移動範囲を制限するするストッパが設けられ、
このストッパとフランジとの間には、逆止弁を連通孔を塞ぐ方向に付勢するバネが設けられ、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみ、その圧力差により逆止弁が開放されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッファ形ガス遮断器
【請求項５】
前記消弧性ガスとして、六弗化硫黄ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のパッファ形ガス遮断器。
【請求項１】
消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接点および対向通電接点が、可動アーク接点および可動通電接点と同心軸上に向かい合って配置され、
可動アーク接点および可動通電接点は、対向アーク接点および対向通電接点に対して接離可能となるように駆動ロッドに取り付けられ、
可動側接点および対向側接点の開離時には可動アーク電極と対向アーク電極の間にアーク放電が発生しうるように構成され、
前記アーク放電に対して前記消弧性ガスを吹き付けるために、前記アーク放電を囲むように絶縁ノズルが配置され、
前記可動側接点にはこれと一体となって駆動するパッファシリンダが設けられ、このパッファシリンダの内部には常に静止状態にあるピストンが設けられ、
前記パッファシリンダとピストンとによって囲まれた空間が、軸に対して垂直に配置された仕切り板により、アーク放電側の熱パッファ室とそれとは反対側の圧縮パッファ室とに区切られ、
前記仕切り板には、前記熱パッファ室と前記圧縮パッファ室とを連通する連通孔と、この連通孔を開閉する逆止弁が設けられ、
前記逆止弁は、熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガスの流れは常に制限し、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみその圧力差により開放されるように構成され、かつ、その開放時に、圧縮パッファ室からアーク放電近傍まで熱パッファ室を経由せずに通じる流路を形成するものであることを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
前記逆止弁が、圧縮パッファ室からアーク近傍へ至る前記流路の少なくとも一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
前記逆止弁が分割された少なくとも３つ以上の板により円筒状に形成され、
前記逆止弁は熱パッファ室と同心に配置され、
前記逆止弁の可動アーク接点側は、通常では中心軸方向にすぼまるように円錐状に維持され、この状態において熱パッファ室から圧縮パッファ室へのガス流を制限するものであり、
熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合に、前記逆止弁のアーク放電側のすぼまりが開き、圧縮パッファ室からのアーク放電近傍に至る流路が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッファ形ガス遮断器
【請求項４】
前記逆止弁が可動アーク接点側が細くなった円筒状をしており、その細くなった先端部は駆動ロッドの表面に接触し、
前記逆止弁の可動アーク接点側と反対側には、外側に広がったフランジが設けられ、
前記仕切り板のこのフランジと対向する部分にはフランジによって開閉する連通孔が設けられ、
前記仕切り板にはフランジと係合して逆止弁の移動範囲を制限するするストッパが設けられ、
このストッパとフランジとの間には、逆止弁を連通孔を塞ぐ方向に付勢するバネが設けられ、熱パッファ室の圧力が圧縮パッファ室の圧力よりも低い場合にのみ、その圧力差により逆止弁が開放されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッファ形ガス遮断器
【請求項５】
前記消弧性ガスとして、六弗化硫黄ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のパッファ形ガス遮断器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２９４３５８（Ｐ２００７−２９４３５８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３５３４（Ｐ２００６−１２３５３４）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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