電力用ガス遮断器
【課題】パッファシリンダを大型化することなく、アークを速やかに消弧させ、しかも再発弧を防止することが可能な電力用ガス遮断器を提供する。
【解決手段】パッファシリンダ２１と、外径が先端方向に段階状に小径となる固定ピストン２４と、パッファシリンダと固定ピストンとによって形成される第一の圧縮室２６と、固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストン２５と、パッファシリンダの内部に同軸状に設けられた仕切壁２１ｃとパッファシリンダの内面２１ａとによって形成され、可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室２７と、第二の圧縮室に収納され可動ピストンを固定ピストン側に付勢する付勢手段２８と、第一の圧縮室内の消弧ガスをアークＥに向けて噴射する第一のノズル３１と、二の圧縮室の消弧ガスをアークＥに向けて噴射する第二のノズル３２とを備える。
【解決手段】パッファシリンダ２１と、外径が先端方向に段階状に小径となる固定ピストン２４と、パッファシリンダと固定ピストンとによって形成される第一の圧縮室２６と、固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストン２５と、パッファシリンダの内部に同軸状に設けられた仕切壁２１ｃとパッファシリンダの内面２１ａとによって形成され、可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室２７と、第二の圧縮室に収納され可動ピストンを固定ピストン側に付勢する付勢手段２８と、第一の圧縮室内の消弧ガスをアークＥに向けて噴射する第一のノズル３１と、二の圧縮室の消弧ガスをアークＥに向けて噴射する第二のノズル３２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大電流を遮断するための電力用ガス遮断器に関し、とくに電流遮断時に生じるアークの消弧能力を高めるようにした電力用ガス遮断器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピストンとパッファシリンダを相対的に動かすことにより機械的に消弧ガスの圧力を高め、この圧力が上昇した消弧ガスをアークに向けて吹付けるようにした電力用ガス遮断器は知られている（特許文献１、２参照。）。特許文献１のガス遮断器では、パッファ室の圧縮面積を小さくしてアーク側で発生した熱ガスの反力を減少させるようにしており、特許文献２のガス遮断器では、小さな操作力でパッファ室の十分な圧力上昇と十分な吹き付け時間を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７９３２５号公報
【特許文献２】特開平１０−１４９７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力用ガス遮断器においては、アークが大きくならないうちに消弧するのが望ましく、そのためには遮断初期に消弧ガスの圧力を速やかに上昇させることが必要となる。アークを素早く消弧できない場合は、パッファシリンダ側および固定接触子のアーク発生部がアークの熱により溶解して金属蒸気となり、アーク発生部位が消耗するとともに、アークの熱により消弧ガスであるＳＦ６が変質し、消弧ガスの耐絶縁性が低下するという問題がある。さらに、消弧ガスの噴射量が十分でない場合は、一度消弧したアークが再発弧するという問題もある。
【０００５】
上記の問題を解決するためには、遮断初期からアークに向けて噴射する消弧ガスの圧力を高めることが必要であり、またアークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保する必要がある、
【０００６】
しかし、アークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保するためには、パッファシリンダの径を大きくすることが必要となるが、単にパッファシリンダの径を大きくすると、パッファシリンダを収納する圧力容器との間隔が狭くなり、パッファシリンダと圧力容器との間の絶縁性能が低下するという新たな問題が生じる。特許文献１、２では、遮断初期にアークに向けて噴射する消弧ガスの圧力を高めることは可能であるが、遮断後期において消弧ガスの噴射量を十分に確保することができず、一度消弧したアークが再発弧する可能性がある。
【０００７】
そこでこの発明は、パッファシリンダを大型化することなく、アークを速やかに消弧させることができ、しかもアークが再発弧するのを防止することが可能な電力用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】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、パッファシリンダ側と接触可能な固定接触子を有し、遮断時には前記パッファシリンダが前記固定接触子から離れる方向に移動する電力用ガス遮断器であって、前記パッファシリンダと軸方向に移動可能に嵌合され軸方向の断面積が段階的に変化する固定ピストンと、前記パッファシリンダと前記固定ピストンとによって形成され前記パッファシリンダの前記固定ピストン側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となる第一の圧縮室と、前記固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストンと、前記パッファシリンダの内部に設けられた周方向に延びる仕切壁と前記パッファシリンダの内面とによって形成され前記可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室と、前記第二の圧縮室に収納され前記可動ピストンを前記固定ピストン側に付勢する付勢手段と、前記パッファシリンダの軸方向の移動によって圧縮された前記第一の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第一のノズルと、前記可動ピストンの軸方向の移動によって圧縮された前記第二の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第二のノズルと、を備えたことを特徴とする電力用ガス遮断器である。
【０００９】
この発明によれば、電力用ガス遮断器の遮断時には、パッファシリンダの移動によってパッファシリンダ側と固定接触子とが非接触状態となり、パッファシリンダ側と固定接触子との間にアークが発生する。パッファシリンダが移動する際には、第一の圧縮室内の消弧ガスが圧縮され、この圧縮された消弧ガスが第一のノズルからアークに向けて噴射される。また、パッファシリンダの移動時には、固定ピストンとの当接による可動ピストンの軸方向の移動によって第二の圧縮室内の消弧ガスが圧縮され、この圧縮された消弧ガスが第二のノズルからアークに向けて噴射される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力用ガス遮断器において、前記固定ピストンは、前記可動ピストンと当接可能な大径部と前記仕切壁の内側に進入可能な小径部とを有しており、前記小径部の軸方向の長さと前記可動ピストンの軸方向の長さが同一に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電力用ガス遮断器において、前記可動ピストンには、前記パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器において、前記付勢手段は、軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、該圧縮コイルスプリングは前記パッファシリンダの端部に形成された保持ケース部に収納可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器において、前記仕切壁の軸方向の端部には、前記可動ピストンの軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジが形成されており、該フランジの外周面と前記可動ピストンとの間には隙間が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、パッファシリンダが固定ピストン側へ移動することにより第一の圧縮室の軸方向の断面積が段階的に小となるので、第一のノズルからアークへ向けて噴出する消弧ガスの圧力を速やかに上昇させることができ、アークを速やかに消弧させることが可能となる。その結果、固定接触子およびパッファシリンダのアーク発生部がアークの熱により溶解して金属蒸気となることを回避することができ、アーク熱によるパッファシリンダ側および固定接触子の消耗を抑制することができる。さらに、アークは速やかに消弧されるので、アークの熱による消弧ガスの変質を抑制することができ、消弧ガスの耐絶縁性を長期にわたり維持することができる。
【００１５】
また、固定ピストンとの当接による可動ピストンの軸方向の移動により、第二の圧縮室の消弧ガスを第二のノズルを介してアークに向けて噴射することができるので、遮断後期でもアークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保することが可能となり、一度消弧したアークが再発弧するのを確実に防止することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、固定ピストンの小径部による第一の圧縮室の消弧ガスの圧縮と可動ピストンによる第二の圧縮室の消弧ガスの圧縮とを同時に開始することができ、第一のノズルおよび第二のノズルの両方からアークに向けて消弧ガスを噴射することができ、アークの消弧能力を高めることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、可動ピストンにはパッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部を形成しているので、可動ピストンとパッファシリンダとのカジリを防止することができ、可動ピストンを軸方向に円滑に移動させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、付勢手段が軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、この圧縮コイルスプリングをパッファシリンダの端部に形成された保持部に収納可能としているので、可動ピストンの移動距離を長く確保することができ、第二の圧縮室の容積を大にすることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、仕切壁の端部に形成されたフランジの外周面と可動ピストンとの間に隙間を設けているので、可動ピストンに負圧が作用するのを防止することができ、第二の圧縮室内の消弧ガスの圧縮を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係わる電力用ガス遮断器の要部拡大断面図である。
【図２】図１の電力用ガス遮断器の遮断動作時の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１の電力用ガス遮断器の全体構造を示す断面図である。
【図４】図３の電力用ガス遮断器における通電状態を示す要部断面図である。
【図５】図３の電力用ガス遮断器における遮断動作時の状態を示す要部断面図である。
【図６】図３の電力用ガス遮断器における消弧ガスの圧力と破壊電圧との関係を示す特性図である。
【図７】図１の電力用ガス遮断器における第一の圧縮室の容積の変化を示す模式図である。
【図８】図１の電力用ガス遮断器における遮断初期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図９】図８における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【図１０】図１の電力用ガス遮断器における遮断中期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図１１】図１０における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【図１２】図１の電力用ガス遮断器における遮断後期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図１３】図１２における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００２２】
図１ないし図１３は、この発明の実施の形態を示している。図３は、電力用ガス遮断器１の全体構造を示している。電力用ガス遮断器１は、筒状の圧力容器２を有している。圧力容器２の上部には、上方に延びる中空状の碍子部３、４が設けられている。一方の碍子部３の内部には、碍子部３の頂部から圧力容器２内まで延びる棒状の導電部材５が配置されている。他方の碍子部４の内部には、同様に碍子部４の頂部から圧力容器２内まで延びる棒状の導電部材６が配置されている。圧力容器２内の圧力室７には、消弧ガスＧが圧縮された状態で封入されている。消弧ガスＧとしては、高い絶縁性を有するＳＦ６（六フッ化硫黄）が用いられている。
【００２３】
圧力容器２内には、導電部材６と接続される固定遮断部１０と、導電部材５と接続される可動遮断部２０が配置されている。圧力容器２の端部には、可動遮断部２０を動作させるための油圧駆動装置８が取付けられている。油圧駆動装置８は、後述するパッファシリンダ２１と連結されるロッド９を有している。図４および図５は、固定遮断部１０と可動遮断部２０の概略構造を示している。図４に示すように、固定遮断部１０は、断面形状がコの字形をした筒状フレーム１１の内側に設けられた固定接触子１２を有している。固定接触子１２は、水平方向に延びる棒状に形成されている。固定接触子１２は、導電率が高くかつ融点の高い、例えば銀とタングステンとの合金から構成されている。
【００２４】
図１および図２は、可動遮断部２０の詳細を示している。可動遮断部２０は、主としてパッファシリンダ２１と、固定ピストン２４、可動ピストン２５、第一のノズル３１、第二のノズル３２を有している。パッファシリンダ２１は、導電性の高い円筒状の金属部材から構成されており、一端に端壁２１ｆが形成されている。パッファシリンダ２１の内面２１ａは、高精度に形成されており、かつ表面が非常に緻密に仕上げられている。パッファシリンダ２１の内面２１ａには、固定ピストン２４が軸方向に移動可能に嵌合されている。パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、固定遮断部１０の固定接触子１２と接触可能な可動接触子（図示略）が設けられている。この可動接触子は、遮断動作時以外は、固定接触子１２の外周面と常時接触するようになっている。パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、複数の絶縁ノズル２２が取付けられている。複数の絶縁ノズル２２は、固定接触子１２を中心として半径方向に変位可能となっており、固定接触子１２を外周から包囲するように放射状に配置されている。
【００２５】
固定ピストン２４は、断面積が軸方向で二段階に変化するように形成されている。固定ピストン２４は、外形が大に形成された大径部２４ａと、外形が大径部２４ａよりも小に形成された小径部２４ｂとを有している。大径部２４ａは、パッファシリンダ２１の内面２１ａと接触した状態で軸方向に移動可能となっている。大径部２４ａの外面とパッファシリンダ２１の内面２１ａとの間の形成される隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。小径部２４ｂは、大径部２４ａに連なって形成されており、外面２４ｂ１は後述する仕切壁２１ｃの内面と接触可能となっている。
【００２６】
小径部２４ｂの外面と仕切壁２１ｃの内面との間に形成される隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。固定ピストン２４には、軸心Ｃに沿って延びる貫通穴２４ｂ３が形成されている。貫通穴２４ｂ３には、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆから軸心Ｃに沿って延びるガイド軸２１ｂが挿通されている。ガイド軸２１ｂの外面と固定ピストン２４の貫通穴２４ｂ３の内面との間の隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。
【００２７】
固定ピストン２４の大径部２４ａの端面２４ａ１は、パッファシリンダ２１が軸方向に移動した際には、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆと接触するようになっている。また、固定ピストン２４の小径部２４ｂの端面２４ｂ２は、パッファシリンダ２１が軸方向に移動した際には、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄと接触するようになっている。可動遮断部２０には、第一の圧縮室２６と第二の圧縮室２７が形成されている。第一の圧縮室２６は、パッファシリンダ２１の固定ピストン２４側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となるように構成されている。
【００２８】
パッファシリンダ２１の内部には、パッファシリンダ２１の内面２１ａに対向し周方向に延びる仕切壁２１ｃが形成されている。可動遮断部２０には、パッファシリンダ２１の内面２１ａと仕切壁２１ｃとによって第二の圧縮室２８が形成されている。第二の圧縮室２８には、可動ピストン２５が軸方向に移動可能に嵌合されている。可動ピストン２５は、円板状のピストン本体２５ａと、ピストン本体２５ａから固定ピストン２４側に延びる筒状の保持部２５ｄを有している。可動ピストン２５のピストン本体２５ａの外周部には、パッファシリンダ２１の内面２１ａと接触する軸方向に延びる第一のスカート部２５ｃが形成されている。同様に、可動ピストン２５の保持部２５ｄの先端外周部には、パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びる第二のスカート部２５ｂが形成されている。
【００２９】
可動遮断部２０には、可動ピストン２５を固定ピストン２４側に付勢する付勢手段としての圧縮コイルスプリング２８が設けられている。圧縮コイルスプリング２８の一端は、常時可動ピストン２５のピストン本体２５ａと接触している。圧縮コイルスプリング２８の他端は、常時パッファシリンダ２１の端部に形成された保持ケース部２１ｅの端面と接触している。圧縮コイルスプリング２８は、軸方向に弾性変形可能となっており、可動ピストン２５の移動により軸方向に十分圧縮された状態では、図２に示すようにパッファシリンダ２１の端部に形成された保持ケース部２１ｅに収納可能となっている。
【００３０】
パッファシリンダ２１の仕切壁２１の軸方向の端部には、可動ピストン２５の軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジ２１ｄが形成されている。フランジ２１ｄの外周面と可動ピストン２５の保持部２５ｄとの間の隙間Ｓは、第一の圧縮室２６と連通している。この隙間Ｓは、可動ピストン２５がパッファシリンダ２１の端壁２１ｆ側に移動する際に、ピストン本体２５ａ側に負圧が作用するのを阻止するためのものである。
【００３１】
パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、パッファシリンダ２１の軸方向の移動によって圧縮された第一の圧縮室２６内の消弧ガスＧを固定接触子１２とパッファシリンダ２１の端壁２１ｆとの間に生じるアークＥに向けて噴射する第一のノズル３１が設けられている。同様に、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、固定ピストン２４との当接による可動ピストン２５の軸方向の移動によって圧縮された第二の圧縮室２７の消弧ガスＧを固定接触子１２とパッファシリンダ２１の端壁２１ｆとの間に生じるアークＥに向けて噴射する第二のノズル３２が設けられている。
【００３２】
つぎに、電力用ガス遮断器１の動作順序および作用について説明する。
【００３３】
図４に示すように、送電系統が正常に運用されている場合は、電力用ガス遮断器１の固定接触子１２とパッファシリンダ２１側の可動接触子（図示略）とは接触しており、固定接触子１２と可動接触子との接触部には大電流が流れている。例えば送電系統の故障が発生した場合は、油圧駆動装置８が動作しロッド９の引張力によってパッファシリンダ２１が固定ピストン２４側に移動する。これにより、第一の圧縮室２６の容積が縮小し、第一の圧縮室２６内の消弧ガスＧ１の圧力が上昇する。
【００３４】
図６は、圧力容器２内に封入された消弧ガスＧとしてのＳＦ６における圧力と破壊電圧との関係を示している。図６に示すように、ＳＦ６の圧力が上昇することにより破壊電圧（耐絶縁性能）が高くなることがわかる。また、空気よりもＳＦ６のほうが耐絶縁性能が優れていることがわかる。図７は、パッファシリンダ２１の移動量と第一の圧縮室２６の軸方向の断面積との関係を示しており、パッファシリンダ２１が固定ピストン２４に近づくにつれて、第一の圧縮室２６の軸方向の断面積が徐々に小となることがわかる。
【００３５】
図８および図９は、電力用ガス遮断器１の遮断初期におけるパッファシリンダ２１の位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断初期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ１まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ１となっている。この状態では、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄは、固定ピストン２４の小径部２４ｂまで到達していないので、第一の圧縮室２６の容積はあまり縮小していない。したがって、第一の圧縮室２６内の圧力Ｐ１は、固定ピストンの軸方向の断面積を同一として従来の電力用ガス遮断器に比べて若干高くなる程度となる。
【００３６】
図１０および図１１は、電力用ガス遮断器１の遮断中期におけるパッファシリンダ２１の位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断中期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ２まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ２となっている。この状態では、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄは、固定ピストン２４の小径部２４ｂの端面２４ｂ２の直前まで移動するので、第一の圧縮室２６の容積は図８の状態に比べて大幅に縮小される。したがって、図１１に示すように、第一の圧縮室２６内の圧力Ｐ２は図９に比べて著しく上昇する。これにより、遮断初期から中期においては、第一の圧縮室２６内の圧力が速やか上昇し、圧力上昇した消弧ガスＧ１が第一のノズル３１からアークＥへ向けて噴出される。
【００３７】
図１２および図１３は、電力用ガス遮断器１の遮断後期におけるパッファシリンダ２１の移動位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断後期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ３まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ３となる。この状態では、固定ピストン２４の小径部２４ｂが仕切壁２１ｃの内側に進入するので、第一の圧縮室２６の容積がさらに縮小し、第一の圧縮室２６内の圧力がさらに高められる。また、遮断後期では、可動ピストン２５が固定ピストン２４の大径部２４ａの端面２４ａ１と当接するので、可動ピストン２５の移動により第二の圧縮室２７の容積が縮小することになり、圧縮された消弧ガスＧ２が第二のノズル３２からアークＥへ向けて噴出される。
【００３８】
ここで、可動ピストン２５には、パッファシリンダ２１の内面２１ａに接触する軸方向に延びるスカート部２５ｂ、２５ｃが形成されているので、可動ピストン２５とパッファシリンダ２１とのカジリを防止することができ、可動ピストン２５を軸方向に円滑に移動させることができる。また、圧縮コイルスプリング２８は、パッファシリンダ２１の端部に形成された保持部２１ｅに収納可能となっているので、可動ピストン２５の移動距離を長く確保することができ、第二の圧縮室２７の容積を大にすることができる。さらに、仕切壁２１ｃの端部に形成されたフランジ２１ｄの外周面と可動ピストン２５との間に隙間Ｓを設けているので、可動ピストン２５に負圧が作用するのを防止することができ、第二の圧縮室２７内の消弧ガスＧ２の圧縮を円滑に行うことができる。
【００３９】
送電系統の故障の復旧が確認できると、電力用ガス遮断器１の閉動作が行われる。すなわち、電力用ガス遮断器１の閉動作によって、パッファシリンダ２１が固定接触子１２側に移動し、固定遮断部１０と可動遮断部２０とが電気的に接続される。この状態では、パッファシリンダ２１の可動接触子（図示略）と固定接触子１２とが完全に接触し、可動ピストン２５が圧縮コイルスプリング２８によって固定ピストン２４側に付勢される。また、パッファシリンダ２１の可動接触子（図示略）と固定接触子１２とが完全に接触した状態では、圧力容器２内の消弧ガスＧの一部が、第一のノズル３１を介して第一の圧縮室２６内に流入するとともに、第二のノズル３２を介して第第二の圧縮室２７内に流入する。
【００４０】
このように、遮断初期から中期においては、パッファシリンダ２１の固定ピストン２４側への移動によって第一の圧縮室２６の軸方向の断面積が段階的に小となるので、第一のノズル３１からアークＥへ向けて噴出する消弧ガスＧ１の圧力を速やかに上昇させることができ、アークＥを速やかに消弧させることが可能となる。その結果、固定接触子１２およびパッファシリンダ２１のアーク発生部がアークＥの熱により溶解して金属蒸気となることを回避することができ、アーク熱によるパッファシリンダ２１側および固定接触子１２の消耗を抑制することができる。さらに、アークＥは速やかに消弧されるので、アークＥの熱による圧力容器２内の消弧ガスＧの変質を抑制することができ、消弧ガスＧの耐絶縁性を長期にわたり維持することができる。
【００４１】
また、固定ピストン２４との当接による可動ピストン２５の軸方向の移動により、第二の圧縮室２７の消弧ガスＧ２を第二のノズル３２を介してアークＥに向けて噴射することができるので、アークＥに向けて噴射する消弧ガスＧ２の噴射量を十分に確保することが可能となり、一度消弧したアークＥが再発弧するのを確実に防止することができる。
【００４２】
さらに、固定ピストン２４の小径部２４ｂの軸方向の長さと可動ピストン２５の軸方向の長さを同一としているので、固定ピストン２４の小径部２４ｂによる第一の圧縮室２６の消弧ガスＧ１の圧縮と可動ピストン２５による第二の圧縮室２８の消弧ガスＧ２の圧縮とを同時に開始することができ、第一のノズル３１および第二のノズル３２の両方からアークＥに向けて消弧ガスＧ１、Ｇ２を同時に噴射することができ、アークＥの消弧能力を高めることが可能となる。
【００４３】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、固定ピストン２４には、大径部２４ａと小径部２５ｂを形成し、軸方向の断面積を２段階で変化させるようにしているが、３段階またはそれ以上とする構造にしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電力用ガス遮断器
８ 油圧駆動装置
１０ 固定遮断部
１２ 固定接触子
２０ 可動遮断部
２１ パッファシリンダ
２１ｃ 仕切壁
２１ｄ フランジ
２４ 固定ピストン
２４ａ 大径部
２４ｂ 小径部
２５ 可動ピストン
２５ｂ、２５ｃ スカート部
２６ 第一の圧縮室
２７ 第二の圧縮室
２８ 圧縮コイルスプリング（付勢手段）
３１ 第一のノズル
３２ 第二のノズル
Ｃ 軸心
Ｅ アーク
Ｇ 消弧ガス
Ｓ 隙間
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大電流を遮断するための電力用ガス遮断器に関し、とくに電流遮断時に生じるアークの消弧能力を高めるようにした電力用ガス遮断器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピストンとパッファシリンダを相対的に動かすことにより機械的に消弧ガスの圧力を高め、この圧力が上昇した消弧ガスをアークに向けて吹付けるようにした電力用ガス遮断器は知られている（特許文献１、２参照。）。特許文献１のガス遮断器では、パッファ室の圧縮面積を小さくしてアーク側で発生した熱ガスの反力を減少させるようにしており、特許文献２のガス遮断器では、小さな操作力でパッファ室の十分な圧力上昇と十分な吹き付け時間を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７９３２５号公報
【特許文献２】特開平１０−１４９７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力用ガス遮断器においては、アークが大きくならないうちに消弧するのが望ましく、そのためには遮断初期に消弧ガスの圧力を速やかに上昇させることが必要となる。アークを素早く消弧できない場合は、パッファシリンダ側および固定接触子のアーク発生部がアークの熱により溶解して金属蒸気となり、アーク発生部位が消耗するとともに、アークの熱により消弧ガスであるＳＦ６が変質し、消弧ガスの耐絶縁性が低下するという問題がある。さらに、消弧ガスの噴射量が十分でない場合は、一度消弧したアークが再発弧するという問題もある。
【０００５】
上記の問題を解決するためには、遮断初期からアークに向けて噴射する消弧ガスの圧力を高めることが必要であり、またアークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保する必要がある、
【０００６】
しかし、アークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保するためには、パッファシリンダの径を大きくすることが必要となるが、単にパッファシリンダの径を大きくすると、パッファシリンダを収納する圧力容器との間隔が狭くなり、パッファシリンダと圧力容器との間の絶縁性能が低下するという新たな問題が生じる。特許文献１、２では、遮断初期にアークに向けて噴射する消弧ガスの圧力を高めることは可能であるが、遮断後期において消弧ガスの噴射量を十分に確保することができず、一度消弧したアークが再発弧する可能性がある。
【０００７】
そこでこの発明は、パッファシリンダを大型化することなく、アークを速やかに消弧させることができ、しかもアークが再発弧するのを防止することが可能な電力用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】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、パッファシリンダ側と接触可能な固定接触子を有し、遮断時には前記パッファシリンダが前記固定接触子から離れる方向に移動する電力用ガス遮断器であって、前記パッファシリンダと軸方向に移動可能に嵌合され軸方向の断面積が段階的に変化する固定ピストンと、前記パッファシリンダと前記固定ピストンとによって形成され前記パッファシリンダの前記固定ピストン側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となる第一の圧縮室と、前記固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストンと、前記パッファシリンダの内部に設けられた周方向に延びる仕切壁と前記パッファシリンダの内面とによって形成され前記可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室と、前記第二の圧縮室に収納され前記可動ピストンを前記固定ピストン側に付勢する付勢手段と、前記パッファシリンダの軸方向の移動によって圧縮された前記第一の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第一のノズルと、前記可動ピストンの軸方向の移動によって圧縮された前記第二の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第二のノズルと、を備えたことを特徴とする電力用ガス遮断器である。
【０００９】
この発明によれば、電力用ガス遮断器の遮断時には、パッファシリンダの移動によってパッファシリンダ側と固定接触子とが非接触状態となり、パッファシリンダ側と固定接触子との間にアークが発生する。パッファシリンダが移動する際には、第一の圧縮室内の消弧ガスが圧縮され、この圧縮された消弧ガスが第一のノズルからアークに向けて噴射される。また、パッファシリンダの移動時には、固定ピストンとの当接による可動ピストンの軸方向の移動によって第二の圧縮室内の消弧ガスが圧縮され、この圧縮された消弧ガスが第二のノズルからアークに向けて噴射される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力用ガス遮断器において、前記固定ピストンは、前記可動ピストンと当接可能な大径部と前記仕切壁の内側に進入可能な小径部とを有しており、前記小径部の軸方向の長さと前記可動ピストンの軸方向の長さが同一に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電力用ガス遮断器において、前記可動ピストンには、前記パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器において、前記付勢手段は、軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、該圧縮コイルスプリングは前記パッファシリンダの端部に形成された保持ケース部に収納可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器において、前記仕切壁の軸方向の端部には、前記可動ピストンの軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジが形成されており、該フランジの外周面と前記可動ピストンとの間には隙間が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、パッファシリンダが固定ピストン側へ移動することにより第一の圧縮室の軸方向の断面積が段階的に小となるので、第一のノズルからアークへ向けて噴出する消弧ガスの圧力を速やかに上昇させることができ、アークを速やかに消弧させることが可能となる。その結果、固定接触子およびパッファシリンダのアーク発生部がアークの熱により溶解して金属蒸気となることを回避することができ、アーク熱によるパッファシリンダ側および固定接触子の消耗を抑制することができる。さらに、アークは速やかに消弧されるので、アークの熱による消弧ガスの変質を抑制することができ、消弧ガスの耐絶縁性を長期にわたり維持することができる。
【００１５】
また、固定ピストンとの当接による可動ピストンの軸方向の移動により、第二の圧縮室の消弧ガスを第二のノズルを介してアークに向けて噴射することができるので、遮断後期でもアークに向けて噴射する消弧ガスの噴射量を十分に確保することが可能となり、一度消弧したアークが再発弧するのを確実に防止することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、固定ピストンの小径部による第一の圧縮室の消弧ガスの圧縮と可動ピストンによる第二の圧縮室の消弧ガスの圧縮とを同時に開始することができ、第一のノズルおよび第二のノズルの両方からアークに向けて消弧ガスを噴射することができ、アークの消弧能力を高めることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、可動ピストンにはパッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部を形成しているので、可動ピストンとパッファシリンダとのカジリを防止することができ、可動ピストンを軸方向に円滑に移動させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、付勢手段が軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、この圧縮コイルスプリングをパッファシリンダの端部に形成された保持部に収納可能としているので、可動ピストンの移動距離を長く確保することができ、第二の圧縮室の容積を大にすることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、仕切壁の端部に形成されたフランジの外周面と可動ピストンとの間に隙間を設けているので、可動ピストンに負圧が作用するのを防止することができ、第二の圧縮室内の消弧ガスの圧縮を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係わる電力用ガス遮断器の要部拡大断面図である。
【図２】図１の電力用ガス遮断器の遮断動作時の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１の電力用ガス遮断器の全体構造を示す断面図である。
【図４】図３の電力用ガス遮断器における通電状態を示す要部断面図である。
【図５】図３の電力用ガス遮断器における遮断動作時の状態を示す要部断面図である。
【図６】図３の電力用ガス遮断器における消弧ガスの圧力と破壊電圧との関係を示す特性図である。
【図７】図１の電力用ガス遮断器における第一の圧縮室の容積の変化を示す模式図である。
【図８】図１の電力用ガス遮断器における遮断初期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図９】図８における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【図１０】図１の電力用ガス遮断器における遮断中期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図１１】図１０における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【図１２】図１の電力用ガス遮断器における遮断後期のパッファシリンダに対する固定ピストンの位置を示す模式図である。
【図１３】図１２における固定ピストンの位置と消弧ガスの圧力との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００２２】
図１ないし図１３は、この発明の実施の形態を示している。図３は、電力用ガス遮断器１の全体構造を示している。電力用ガス遮断器１は、筒状の圧力容器２を有している。圧力容器２の上部には、上方に延びる中空状の碍子部３、４が設けられている。一方の碍子部３の内部には、碍子部３の頂部から圧力容器２内まで延びる棒状の導電部材５が配置されている。他方の碍子部４の内部には、同様に碍子部４の頂部から圧力容器２内まで延びる棒状の導電部材６が配置されている。圧力容器２内の圧力室７には、消弧ガスＧが圧縮された状態で封入されている。消弧ガスＧとしては、高い絶縁性を有するＳＦ６（六フッ化硫黄）が用いられている。
【００２３】
圧力容器２内には、導電部材６と接続される固定遮断部１０と、導電部材５と接続される可動遮断部２０が配置されている。圧力容器２の端部には、可動遮断部２０を動作させるための油圧駆動装置８が取付けられている。油圧駆動装置８は、後述するパッファシリンダ２１と連結されるロッド９を有している。図４および図５は、固定遮断部１０と可動遮断部２０の概略構造を示している。図４に示すように、固定遮断部１０は、断面形状がコの字形をした筒状フレーム１１の内側に設けられた固定接触子１２を有している。固定接触子１２は、水平方向に延びる棒状に形成されている。固定接触子１２は、導電率が高くかつ融点の高い、例えば銀とタングステンとの合金から構成されている。
【００２４】
図１および図２は、可動遮断部２０の詳細を示している。可動遮断部２０は、主としてパッファシリンダ２１と、固定ピストン２４、可動ピストン２５、第一のノズル３１、第二のノズル３２を有している。パッファシリンダ２１は、導電性の高い円筒状の金属部材から構成されており、一端に端壁２１ｆが形成されている。パッファシリンダ２１の内面２１ａは、高精度に形成されており、かつ表面が非常に緻密に仕上げられている。パッファシリンダ２１の内面２１ａには、固定ピストン２４が軸方向に移動可能に嵌合されている。パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、固定遮断部１０の固定接触子１２と接触可能な可動接触子（図示略）が設けられている。この可動接触子は、遮断動作時以外は、固定接触子１２の外周面と常時接触するようになっている。パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、複数の絶縁ノズル２２が取付けられている。複数の絶縁ノズル２２は、固定接触子１２を中心として半径方向に変位可能となっており、固定接触子１２を外周から包囲するように放射状に配置されている。
【００２５】
固定ピストン２４は、断面積が軸方向で二段階に変化するように形成されている。固定ピストン２４は、外形が大に形成された大径部２４ａと、外形が大径部２４ａよりも小に形成された小径部２４ｂとを有している。大径部２４ａは、パッファシリンダ２１の内面２１ａと接触した状態で軸方向に移動可能となっている。大径部２４ａの外面とパッファシリンダ２１の内面２１ａとの間の形成される隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。小径部２４ｂは、大径部２４ａに連なって形成されており、外面２４ｂ１は後述する仕切壁２１ｃの内面と接触可能となっている。
【００２６】
小径部２４ｂの外面と仕切壁２１ｃの内面との間に形成される隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。固定ピストン２４には、軸心Ｃに沿って延びる貫通穴２４ｂ３が形成されている。貫通穴２４ｂ３には、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆから軸心Ｃに沿って延びるガイド軸２１ｂが挿通されている。ガイド軸２１ｂの外面と固定ピストン２４の貫通穴２４ｂ３の内面との間の隙間は、ガス漏れが極力小となるように著しく小となっている。
【００２７】
固定ピストン２４の大径部２４ａの端面２４ａ１は、パッファシリンダ２１が軸方向に移動した際には、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆと接触するようになっている。また、固定ピストン２４の小径部２４ｂの端面２４ｂ２は、パッファシリンダ２１が軸方向に移動した際には、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄと接触するようになっている。可動遮断部２０には、第一の圧縮室２６と第二の圧縮室２７が形成されている。第一の圧縮室２６は、パッファシリンダ２１の固定ピストン２４側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となるように構成されている。
【００２８】
パッファシリンダ２１の内部には、パッファシリンダ２１の内面２１ａに対向し周方向に延びる仕切壁２１ｃが形成されている。可動遮断部２０には、パッファシリンダ２１の内面２１ａと仕切壁２１ｃとによって第二の圧縮室２８が形成されている。第二の圧縮室２８には、可動ピストン２５が軸方向に移動可能に嵌合されている。可動ピストン２５は、円板状のピストン本体２５ａと、ピストン本体２５ａから固定ピストン２４側に延びる筒状の保持部２５ｄを有している。可動ピストン２５のピストン本体２５ａの外周部には、パッファシリンダ２１の内面２１ａと接触する軸方向に延びる第一のスカート部２５ｃが形成されている。同様に、可動ピストン２５の保持部２５ｄの先端外周部には、パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びる第二のスカート部２５ｂが形成されている。
【００２９】
可動遮断部２０には、可動ピストン２５を固定ピストン２４側に付勢する付勢手段としての圧縮コイルスプリング２８が設けられている。圧縮コイルスプリング２８の一端は、常時可動ピストン２５のピストン本体２５ａと接触している。圧縮コイルスプリング２８の他端は、常時パッファシリンダ２１の端部に形成された保持ケース部２１ｅの端面と接触している。圧縮コイルスプリング２８は、軸方向に弾性変形可能となっており、可動ピストン２５の移動により軸方向に十分圧縮された状態では、図２に示すようにパッファシリンダ２１の端部に形成された保持ケース部２１ｅに収納可能となっている。
【００３０】
パッファシリンダ２１の仕切壁２１の軸方向の端部には、可動ピストン２５の軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジ２１ｄが形成されている。フランジ２１ｄの外周面と可動ピストン２５の保持部２５ｄとの間の隙間Ｓは、第一の圧縮室２６と連通している。この隙間Ｓは、可動ピストン２５がパッファシリンダ２１の端壁２１ｆ側に移動する際に、ピストン本体２５ａ側に負圧が作用するのを阻止するためのものである。
【００３１】
パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、パッファシリンダ２１の軸方向の移動によって圧縮された第一の圧縮室２６内の消弧ガスＧを固定接触子１２とパッファシリンダ２１の端壁２１ｆとの間に生じるアークＥに向けて噴射する第一のノズル３１が設けられている。同様に、パッファシリンダ２１の端壁２１ｆには、固定ピストン２４との当接による可動ピストン２５の軸方向の移動によって圧縮された第二の圧縮室２７の消弧ガスＧを固定接触子１２とパッファシリンダ２１の端壁２１ｆとの間に生じるアークＥに向けて噴射する第二のノズル３２が設けられている。
【００３２】
つぎに、電力用ガス遮断器１の動作順序および作用について説明する。
【００３３】
図４に示すように、送電系統が正常に運用されている場合は、電力用ガス遮断器１の固定接触子１２とパッファシリンダ２１側の可動接触子（図示略）とは接触しており、固定接触子１２と可動接触子との接触部には大電流が流れている。例えば送電系統の故障が発生した場合は、油圧駆動装置８が動作しロッド９の引張力によってパッファシリンダ２１が固定ピストン２４側に移動する。これにより、第一の圧縮室２６の容積が縮小し、第一の圧縮室２６内の消弧ガスＧ１の圧力が上昇する。
【００３４】
図６は、圧力容器２内に封入された消弧ガスＧとしてのＳＦ６における圧力と破壊電圧との関係を示している。図６に示すように、ＳＦ６の圧力が上昇することにより破壊電圧（耐絶縁性能）が高くなることがわかる。また、空気よりもＳＦ６のほうが耐絶縁性能が優れていることがわかる。図７は、パッファシリンダ２１の移動量と第一の圧縮室２６の軸方向の断面積との関係を示しており、パッファシリンダ２１が固定ピストン２４に近づくにつれて、第一の圧縮室２６の軸方向の断面積が徐々に小となることがわかる。
【００３５】
図８および図９は、電力用ガス遮断器１の遮断初期におけるパッファシリンダ２１の位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断初期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ１まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ１となっている。この状態では、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄは、固定ピストン２４の小径部２４ｂまで到達していないので、第一の圧縮室２６の容積はあまり縮小していない。したがって、第一の圧縮室２６内の圧力Ｐ１は、固定ピストンの軸方向の断面積を同一として従来の電力用ガス遮断器に比べて若干高くなる程度となる。
【００３６】
図１０および図１１は、電力用ガス遮断器１の遮断中期におけるパッファシリンダ２１の位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断中期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ２まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ２となっている。この状態では、パッファシリンダ２１の仕切壁２１ｃのフランジ２１ｄは、固定ピストン２４の小径部２４ｂの端面２４ｂ２の直前まで移動するので、第一の圧縮室２６の容積は図８の状態に比べて大幅に縮小される。したがって、図１１に示すように、第一の圧縮室２６内の圧力Ｐ２は図９に比べて著しく上昇する。これにより、遮断初期から中期においては、第一の圧縮室２６内の圧力が速やか上昇し、圧力上昇した消弧ガスＧ１が第一のノズル３１からアークＥへ向けて噴出される。
【００３７】
図１２および図１３は、電力用ガス遮断器１の遮断後期におけるパッファシリンダ２１の移動位置と第一の圧縮室２６内の圧力との関係を示している。遮断後期では、パッファシリンダ２１は位置Ａ３まで移動しており、この時の第一の圧縮室２６内は圧力Ｐ３となる。この状態では、固定ピストン２４の小径部２４ｂが仕切壁２１ｃの内側に進入するので、第一の圧縮室２６の容積がさらに縮小し、第一の圧縮室２６内の圧力がさらに高められる。また、遮断後期では、可動ピストン２５が固定ピストン２４の大径部２４ａの端面２４ａ１と当接するので、可動ピストン２５の移動により第二の圧縮室２７の容積が縮小することになり、圧縮された消弧ガスＧ２が第二のノズル３２からアークＥへ向けて噴出される。
【００３８】
ここで、可動ピストン２５には、パッファシリンダ２１の内面２１ａに接触する軸方向に延びるスカート部２５ｂ、２５ｃが形成されているので、可動ピストン２５とパッファシリンダ２１とのカジリを防止することができ、可動ピストン２５を軸方向に円滑に移動させることができる。また、圧縮コイルスプリング２８は、パッファシリンダ２１の端部に形成された保持部２１ｅに収納可能となっているので、可動ピストン２５の移動距離を長く確保することができ、第二の圧縮室２７の容積を大にすることができる。さらに、仕切壁２１ｃの端部に形成されたフランジ２１ｄの外周面と可動ピストン２５との間に隙間Ｓを設けているので、可動ピストン２５に負圧が作用するのを防止することができ、第二の圧縮室２７内の消弧ガスＧ２の圧縮を円滑に行うことができる。
【００３９】
送電系統の故障の復旧が確認できると、電力用ガス遮断器１の閉動作が行われる。すなわち、電力用ガス遮断器１の閉動作によって、パッファシリンダ２１が固定接触子１２側に移動し、固定遮断部１０と可動遮断部２０とが電気的に接続される。この状態では、パッファシリンダ２１の可動接触子（図示略）と固定接触子１２とが完全に接触し、可動ピストン２５が圧縮コイルスプリング２８によって固定ピストン２４側に付勢される。また、パッファシリンダ２１の可動接触子（図示略）と固定接触子１２とが完全に接触した状態では、圧力容器２内の消弧ガスＧの一部が、第一のノズル３１を介して第一の圧縮室２６内に流入するとともに、第二のノズル３２を介して第第二の圧縮室２７内に流入する。
【００４０】
このように、遮断初期から中期においては、パッファシリンダ２１の固定ピストン２４側への移動によって第一の圧縮室２６の軸方向の断面積が段階的に小となるので、第一のノズル３１からアークＥへ向けて噴出する消弧ガスＧ１の圧力を速やかに上昇させることができ、アークＥを速やかに消弧させることが可能となる。その結果、固定接触子１２およびパッファシリンダ２１のアーク発生部がアークＥの熱により溶解して金属蒸気となることを回避することができ、アーク熱によるパッファシリンダ２１側および固定接触子１２の消耗を抑制することができる。さらに、アークＥは速やかに消弧されるので、アークＥの熱による圧力容器２内の消弧ガスＧの変質を抑制することができ、消弧ガスＧの耐絶縁性を長期にわたり維持することができる。
【００４１】
また、固定ピストン２４との当接による可動ピストン２５の軸方向の移動により、第二の圧縮室２７の消弧ガスＧ２を第二のノズル３２を介してアークＥに向けて噴射することができるので、アークＥに向けて噴射する消弧ガスＧ２の噴射量を十分に確保することが可能となり、一度消弧したアークＥが再発弧するのを確実に防止することができる。
【００４２】
さらに、固定ピストン２４の小径部２４ｂの軸方向の長さと可動ピストン２５の軸方向の長さを同一としているので、固定ピストン２４の小径部２４ｂによる第一の圧縮室２６の消弧ガスＧ１の圧縮と可動ピストン２５による第二の圧縮室２８の消弧ガスＧ２の圧縮とを同時に開始することができ、第一のノズル３１および第二のノズル３２の両方からアークＥに向けて消弧ガスＧ１、Ｇ２を同時に噴射することができ、アークＥの消弧能力を高めることが可能となる。
【００４３】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、固定ピストン２４には、大径部２４ａと小径部２５ｂを形成し、軸方向の断面積を２段階で変化させるようにしているが、３段階またはそれ以上とする構造にしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電力用ガス遮断器
８ 油圧駆動装置
１０ 固定遮断部
１２ 固定接触子
２０ 可動遮断部
２１ パッファシリンダ
２１ｃ 仕切壁
２１ｄ フランジ
２４ 固定ピストン
２４ａ 大径部
２４ｂ 小径部
２５ 可動ピストン
２５ｂ、２５ｃ スカート部
２６ 第一の圧縮室
２７ 第二の圧縮室
２８ 圧縮コイルスプリング（付勢手段）
３１ 第一のノズル
３２ 第二のノズル
Ｃ 軸心
Ｅ アーク
Ｇ 消弧ガス
Ｓ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッファシリンダ側と接触可能な固定接触子を有し、遮断時には前記パッファシリンダが前記固定接触子から離れる方向に移動する電力用ガス遮断器であって、
前記パッファシリンダと軸方向に移動可能に嵌合され軸方向の断面積が段階的に変化する固定ピストンと、
前記パッファシリンダと前記固定ピストンとによって形成され前記パッファシリンダの前記固定ピストン側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となる第一の圧縮室と、
前記固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストンと、
前記パッファシリンダの内部に設けられた周方向に延びる仕切壁と前記パッファシリンダの内面とによって形成され前記可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室と、
前記第二の圧縮室に収納され前記可動ピストンを前記固定ピストン側に付勢する付勢手段と、
前記パッファシリンダの軸方向の移動によって圧縮された前記第一の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第一のノズルと、
前記可動ピストンの軸方向の移動によって圧縮された前記第二の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第二のノズルと、
を備えたことを特徴とする電力用ガス遮断器。
【請求項２】
前記固定ピストンは、前記可動ピストンと当接可能な大径部と前記仕切壁の内側に進入可能な小径部とを有しており、前記小径部の軸方向の長さと前記可動ピストンの軸方向の長さが同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項３】
前記可動ピストンには、前記パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項４】
前記付勢手段は、軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、該圧縮コイルスプリングは前記パッファシリンダの端部に形成された保持ケース部に収納可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項５】
前記仕切壁の軸方向の端部には、前記可動ピストンの軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジが形成されており、該フランジの外周面と前記可動ピストンとの間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項１】
パッファシリンダ側と接触可能な固定接触子を有し、遮断時には前記パッファシリンダが前記固定接触子から離れる方向に移動する電力用ガス遮断器であって、
前記パッファシリンダと軸方向に移動可能に嵌合され軸方向の断面積が段階的に変化する固定ピストンと、
前記パッファシリンダと前記固定ピストンとによって形成され前記パッファシリンダの前記固定ピストン側への移動により軸方向の断面積が段階的に小となる第一の圧縮室と、
前記固定ピストンとの当接によって軸方向に移動可能な可動ピストンと、
前記パッファシリンダの内部に設けられた周方向に延びる仕切壁と前記パッファシリンダの内面とによって形成され前記可動ピストンが軸方向に移動可能に嵌合される第二の圧縮室と、
前記第二の圧縮室に収納され前記可動ピストンを前記固定ピストン側に付勢する付勢手段と、
前記パッファシリンダの軸方向の移動によって圧縮された前記第一の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第一のノズルと、
前記可動ピストンの軸方向の移動によって圧縮された前記第二の圧縮室内の消弧ガスを前記固定接触子と前記パッファシリンダとの間に生じるアークに向けて噴射する第二のノズルと、
を備えたことを特徴とする電力用ガス遮断器。
【請求項２】
前記固定ピストンは、前記可動ピストンと当接可能な大径部と前記仕切壁の内側に進入可能な小径部とを有しており、前記小径部の軸方向の長さと前記可動ピストンの軸方向の長さが同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項３】
前記可動ピストンには、前記パッファシリンダの内面に接触する軸方向に延びるスカート部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項４】
前記付勢手段は、軸方向に弾性変形可能な圧縮コイルスプリングから構成されており、該圧縮コイルスプリングは前記パッファシリンダの端部に形成された保持ケース部に収納可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項５】
前記仕切壁の軸方向の端部には、前記可動ピストンの軸方向の動きを規制する半径方向外方に膨出するフランジが形成されており、該フランジの外周面と前記可動ピストンとの間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力用ガス遮断器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−３２９０（Ｐ２０１１−３２９０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４３０９３（Ｐ２００９−１４３０９３）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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