JPH03245427A - パッファ形ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、パッファ形ガス遮断器に係るものであって、
特に、その遮断時において消弧ガスをア一りに吹付ける
ノズルの耐アーク性の向上を可能としたパッファ形ガス
遮断器に関するものである。

（従来の技術） ガス遮断器において、電流を遮断する動作を行うと、固
定及び可動電極間にアークが発生する。

このアークを消弧させるために、従来、弗素樹脂から成
る絶縁性のノズルからＳＦ６ガスなどの絶縁ガス流をア
ークに吹付けるパッファ形ガス遮断器が採用されている
。このパッファ形ガス遮断器は、哨弧性ガスを充填した
容器内に接離可能な固定接触子及び可動接触子を有し、
可動接触子部に設けられたパッファピストンとパッファ
シリンダとから成るパッファ室を圧縮することによって
、消弧性ガスを圧縮してノズル部に導き、固定・可動接
触子間に発生したアークに吹付けて消弧せしめるもので
ある。

ところで、このようなパッファ形ガス遮断器において、
弗素樹脂から成る絶縁物がアークに晒されると、アーク
から放射されたエネルギーが弗素樹脂の内部にまで浸透
して吸収され、ノズル内部にボイドの発生あるいは炭化
現象を引起こし、絶縁性能を著しく低下させると共に、
ノズル材料の損耗を引起こし、ガス流の状態を当初と異
なったものとして遮断性能の低下を引起こすという可能
性があった。

これを防ぐために特公昭４９−１７６５４号公報に記載
の発明では、四弗化エチレン樹脂にアルミナ粉末を０．
１重量％〜５０重量％均一に分散することにより、アー
クエネルギーがノズル内部に侵入するの遮断した耐アー
ク性に優れた四弗化エチレン樹脂製のノズルが提案され
ている。また、特公昭４８−３８２１６号公報に記載の
発明では、ＣａＦ２　、　ＭｇＦ’２．ＳｂＳ、ＢａＳ
Ｏ４，ＢＮ（窒化ホウ素）等の充填剤を、四弗化エチレ
ン−エチレン共重合体に充填することにより、耐アーク
性能を向上させたノズルが提案されている。更に、特公
昭５３−２８２１６号公報に記載の発明では、弗素樹脂
に無機質充填剤を混入することで、耐アーク性能に優れ
たノズルを得る提案がなされている。

これらの従来技術は、いずれもアークから発生するエネ
ルギー線がノズルに照射された場合でも、ノズルを構成
する四弗化エチレン樹脂や弗素樹脂混入されたアルミナ
等の充填剤によって遮蔽され、ノズルの深部にまでは劣
化が進行しないことを意図したものである。

（発明が解決しようとする課題） 確かに、前記のようなアルミナ粉末を充填する技術によ
れば、アークエネルギーの遮蔽効果は発揮されるものの
、近年進められているガス遮断器の大容量化によってア
ークエネルギーが将来において現状以上に増大すれば、
その効果にも限界を生じ、ノズルの持つ重要機能である
絶縁性能が低下する可能性が認められる。そのため、前
記のようなアルミナ粉末等の充填剤に代わり、ガス遮断
器の大容量化にも対応できるノズル材料の開発が要望さ
れている。

本発明は以上の課題に鑑みて提案されたもので、その目
的は、アークに晒された際の絶縁耐力並びに遮断性能の
低下を最小限に抑制することの可能なノズルを備えたパ
ッファ形ガス遮断器を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明のパッファ形ガス遮
断器では、炭窒化ホウ素（ＢＮＣ）粉末を含む四弗化エ
チレン樹脂などの耐熱性樹脂によってノズルを構成する
。

（作用） 本発明のパッファ形ガス遮断器では、ノズルを構成する
四弗化エチレン樹脂などの耐熱性樹脂には炭窒化ホウ素
が充填剤として混入されているが、この炭窒化ホウ素は
融点が非常に高く熱伝導率も高いため、ノズルに侵入し
たアークエネルギーは速やかに拡散される。また、この
充填剤は化学的にも安定であるため、アークに晒された
際に部分的に生じる四弗化エチレン樹脂などの非常に高
温の分解ガスにも反応することがなく、これらの特性に
より、ノズルとして優れた耐アーク性能を発揮する。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を用いて本発明の一実施例を説
明する。

本実施例によるガス遮断器のノズルには、四弗化エチレ
ン樹脂に炭窒化ホウ素を充填した材料が用いられている
。即ち、第１図は、本実施例のパッファ形ガス遮断器の
ノズル内部の粒子構成の概略を示す拡大断面図で、本実
施例において、四弗化エチレン樹脂１内に混入される炭
窒化ホウ素２の充填量は２０容量％以下で、しかも炭窒
化ホウ素２の平均粒径は１０μｍ以下となっている。な
お、四弗化エチレン粒子の粒径は、一般的に１０〜１０
０μｍであるから、四弗化エチレン粒子の間隙を炭窒化
ホウ素粒子が埋めた構造となっている。

次に、第１図を用いて本実施例の作用を説明する。本実
施例のノズルにアークエネルギー３が照射された場合、
炭窒化ホウ素粒子は白色であるため光反射率は高い。こ
の結果、ノズルに入射したアークエネルギーの大部分は
反射され、反射光４となってノズル内部に侵入しない。

わずかなアークエネルギー５がノズルの内部に侵入する
が、炭窒化ホウ素の熱伝導率は、ノズルがアークに晒さ
れる数百度の温度領域で２７［Ｗ／ｍ−Ｋ］と、従来知
られていた窒化ホウ素の約３倍と非常に高いため、速や
かに拡散され、熱が局部に集中することがない。

以−Ｌの作用により、本実施例におけるパッファ形ガス
遮断器では、ノズルに吸収されるアークエネルギーを最
小限に抑えることが可能となると共に、吸収されたわず
かなアークエネルギーを速やかに拡散することが可能と
なり、アークに晒された際の絶縁耐力並びに遮断性能の
低下を最小限に抑制することが可能となる。

特に、本実施ｆｉ１で採用した炭窒化ホウ素は、は、表
１に示す通り、融点が約３０００℃と非常に高くかつ熱
伝導性が高く、電気特性も優れている。

更に化学的にも安定なためアークに晒された際に部分的
に生じる四弗化エチレン樹脂の非常に高温の分解ガスに
も反応しないという優れた特性を有しており、これらの
特性のためノズルとして優れた耐アーク性能が得られる
。（以下余白）表１（充填剤の特性比較） ＢＮ・・・窒化ホウ素 ＊　ＰＴＦＥ・・・四弗化エチレン樹脂ＢＮＣ・・・炭
窒化ホウ素 ■数百度の温度領域でのデータ ■同容量％混入した時のノズル相の熱伝導性また、四弗
化エチレン樹脂にズ・１する炭窒化ホウ素の充填量と、
一定のエネルギーを注入した場合の材料の消耗量及び引
っ張り強さの関係を第２図に示す。この図から明らかな
通り、一定のエネルギーを注入した場合の材料の消耗量
は指数関数的に小さくなり、反面引っ張り強さは充填量
の増加に従って低下している。パッファ形ガス遮断器は
遮断時に大きなガス流を伴いノズルは大きな衝撃力を受
けることから、機械的強度に優れたものが要求される。

従って、無制限に充填剤を加えることができる訳ではな
く、これらのデータと成型性（充填量が多いほど成型が
難しくなる）それに電気特性（充填量が少ないほど誘電
率が小さく電気的には望ましい）から、炭窒化ホウ素の
充填量は２０容量％以下、望ましくは３〜１５％が適し
ている。なお、第２図から明らかな通り、本発用の炭窒
化ホウ素（ＢＮＣ）は、従来の窒化ホウ素（ＢＮ）に比
較し、同容量比同一条件で成型した場合、ノズル全体の
機械的強度が優れている。

更に、炭窒化ホウ素の平均粒径は機械的強度と大きな関
連があり、加工性（加工表面の平滑度）や耐アーク性も
検討して、平均粒径は１０μｍ以下が最適であることが
判明した。

（他の実施例） 前記実施例においては、四弗化エチレンに充填する炭窒
化ホウ素の平均粒子径を１０μｍ以下としたが、この粒
子径には特に限定がなく、本実施例のように１種類の粒
径等級からなる炭窒化ホウ素を使用しても良いし、複数
種類の平均粒子径を有する炭窒化ホウ素を充填しても良
い。更に、このような炭窒化ホウ素に加えて、繊維や他
の無機質充填剤、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ１Ｍｇなどを添加す
ることも可能である。また、ノズルを構成する樹脂とし
ても、前記四弗化エチレン樹脂以外に、池の耐熱性の優
れた弗素系樹脂や他の耐熱性樹脂の使用も可能である。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明においては、ノズルを炭窒化
ホウ素によって構成したので、ノズルに吸収されるアー
クエネルギーを最小限に抑えることが可能となると共に
、吸収されたわずかなアークエネルギーを速やかに拡散
することが可能となり、アークに晒された際の絶縁耐力
並びに遮断性能の低下を最小限に抑制することの可能な
ノズルを備えたパッファ形ガス遮断器を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のガス遮断器の一実施例におけるノズ
ル内部の粒子構成及び入射したアークエネルギーの進行
経路を示す拡大断面図、第２図は、炭窒化ホウ素の充填
量と一定のエネルギーを注入した場合の材料の消耗量及
び引っ張り強さの関係を示すグラフである。 １・・・四弗化エチレン樹脂、２・・・炭窒化ホウ素粒
子、３・・・ノズル表面へ入射するアークエネルギー４
・・・反射されたアークエネルギー　５・・・ノズル内
部へ浸透したアークエネルギー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）消弧性ガスを充填した容器内に接離可能な固定接
   触子及び可動接触子を有し、可動接触子部に設けられた
   パッファピストンとパッファシリンダとから成るパッフ
   ァ室を圧縮することによって、消弧性ガスを圧縮してノ
   ズル部に導き、固定・可動接触子間に発生したアークに
   吹付けて消弧せしめる消弧室を有するパッファ形ガス遮
   断器において、 前記ノズルが、炭窒化ホウ素粉末を含む耐熱性樹脂によ
   って構成されていることを特徴とするパッファ形ガス遮
   断器。