JPS5882421A - 断路器 - 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】 この発明は、異常電圧を抑制する抵抗体を備え、ループ
電流のしゃ断が可能なガス新路器に関する。

新路器は変電所の構内において通常しゃ断器にｘｉする
位置に設置され、その代表的な使用例として、（１）シ
ゃ断器で切−１離された線路の開閉や、（Ｉｌｌ送電系
統の切換えなどに用いられる。前者はいわゆる新路器に
よる無負荷線路の開閉で６９、新路器の開閉速度がしゃ
断器に対して比較的遅いために１断路器の極間において
再点弧を繰９返し、峻度の高いいわゆる新路器サージを
発生することが知られておシ、このような開閉サージを
抑制するために新路器に抵抗を付加することは公知であ
る。

一方、後者は新路器による変電所内主母線の切換え等で
あり、８Ｆ６ガスの良好なしゃ断能力を利用して、第１
図に示すような甲および乙母線の切換え作業時に断路器
Ａ、Ｂを含む回路に生じる定格電流に近い電流（ループ
電流という）をしゃ断しようとするものであシこれもま
た公知である。

さらに、上記（１）の無負荷線路の開閉能力や上記（１
１）のループ電流の開閉能力は、変電所内における同一
の断路器に対して必要となる場合が多い。

上記（１）のような開閉サージを抑制するだめの抵抗を
備えた従来の断路器の一例を第２図に示す。

図において、（１）は消弧性を有するガスが充填された
タンク、（２１（３１はタンク（１）を密閉した絶縁ス
ペーサ％（４）（６１は各絶縁スペーサ（２）　（３）
に固着された導体、（６）は導体（４）と固着され開口
部（６ａ）を有するシールド体で、導電材で構成されて
いる。（７）はシールド体（６）内に開口部（６ａ）と
対向して配置されたシールド体（６）に固着された固定
側の主接触子で、シールド体（６）と電気的に接続され
ている。（８）は一端がシールド体（６）と固着された
抵抗体で、後述の第６図に示すように絶縁棒（８ａ）と
抵抗素子（８ｂ）とで構成されている。（９）は抵抗体
（８）の他端に固着されたばねケース、００は固定接触
子（７）内に配置されたケース（９）に移動自在に支承
された導電性の支持棒で、先端に耐弧性を有する固定側
のアーク接触子（１０ａ）が固着され、アーク接触子（
ｒｏａ）の先端がシールド体（６）から突出する位置ま
で移動可能である。

なお、アーク接触子（１０ａ）はケース（９）を介して
抵抗体（８）の他端に接続されている。Ｏυは支持棒α
Ｑがシールド体（６）から突出する方向に押圧するばね
、（２）は導体（５）と固着され開口部（ｌＺａ）を有
するシールド体で、導電材で構成されている。に）はシ
ールド体（ロ）に移動自在に支承され先端に耐弧性な有
する町１１１０１１１のアーク接触子（１３ａ）が固着
された可動側１の主接触子で、第２図の状態から右方に
移動するとき、固定側の主接触子（７）から開離した後
にアーク接触子＜１１）　（１０ａ）　（１３ａ）間ρ
；開離する。０４１は可動側の主接触子（至）と摺動可
能な通電接触子で、シールド体（ロ）と接続されている
。横は主接触子（至）と連結された絶縁操作棒、　Ｕａ
は駆動源（図示せず）の駆動力を絶縁操作棒０句を介し
て主接触子（至）に伝達するリンク機構である。

次に動作について説明する。第２図において、絶縁操作
棒（Ｉ５）が右方に移動されると、可動側の主接触子餞
は固定側の主接触子（７）から開離する。そして、アー
ク接触子（１０ａ）はばね（ロ）の作用によって、可ｊ
ＩＪ側のアーク接触子（Ｘ３ａ）に追従し、アーク接触
子（ｌｏｇ）の先端の電界強度がシールド体（６）の各
部の電界強度よりも強くなるまで前進した位置、即ち、
シールド体（６）の外部に突出した位置で停止する。主
接触子（至）はこの後もさらに開離動作な続けるため、
両アーク接触子（１ｏａ）　（１ｓａ）間でアークαの
を発生するが、アーク接触子（１０ａ）の先端部の電界
強度はシールド体（６）の各部の電界強度よシも強くな
るような位置で停止しているため、開閉動作中に発生す
る多数のアーク族［（再点弧）のいずれもが、両アーク
接触子（１０ａ）　（ｘａａ）闇で発生し、その結果、
無負荷線路の開閉時に発生する異常電比（断路器サージ
）は抑制される。

第３図及び第４図は第２図に示したサージ抑制用抵抗付
断路器を用いて、上記（１）のループ電流をしゃ断する
場合の一連の状況を示す等価圓絡図であり、第３図は断
路器の完全投入状態を示し、第４図は主接触子のみが開
離した状態を示している。

第３図及び第４図において、第２図と同一符号は相当部
分を示す、Ｚｍは断略器王通電部のインピーダンス、々
は系統の切換時に生じるループ回路のインピーダンス、
Ｒはサージ抑制用抵抗の抵抗値で、各数値間には一般的
に式（１）の関係が成立する。

Ｚｍ＜＜Ｚノ＜＜、Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・　（１）第２図に示したサージ抑制用抵抗
付断路器を用いてループ電流をしゃ断する場合、断路器
の開離動作を開始した直後の状態は、第４図の等価回路
で示されるが、このとき式（１）の関係（Ｚｍ＜＜Ｒ）
から断路器の抵抗を含む抵抗体（８）−固定側のアーク
接触子（１０ａ）−町ｋｈ側のアーク接触子（１３ａ）
にはループ電流ｉがほとんど分流せず、その結果、主接
触子Ｑ３（７）間でループ電流ｉをしゃ断しなければな
らない、また、しゃ断時にはアークが発生するが、その
アークが有する抵抗値に対して抵抗体（８）の抵抗値Ｒ
が比較的近ければ、抵抗体（８）を含む回路ｉ８）　−
（１０ａ）　　（１３ａ）には多大の電流が分流する。

匠って、主接触子間（７）　ａ３間には極めて大きい電
流差が生じる。その結果、ループ電流のしゃ断は抵抗体
のない場合に比べて極めて困難となる。

また、第２図にも示すように極めて大きいループ電流を
しゃ断する断路器においては、ｌｔ流しゃ断後の通電性
能を確保するためにアーク接触子（１０ａ）　（１３ａ
）は耐弧性を有し、両液触子（１０ａ　）（１３ａ）間
でループ電流によって発生するアークをしゃ断しようと
するのが通例である。

このため、第４図に示すように主接触子（２）（７）間
でループ電流をしゃ断すれは、固定側の主接触子（７）
の損傷は免かれず、その結果、断路器の常時の通電性能
を低下させることとなる。

以上のような理由から、従来用いられてきたサージ抑制
用抵抗付断路器に、ループ電流しゃ断機能を追加するこ
とは困難でめると考えられていた。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、ルーズ電流のし
ゃ断時にサージ抑制用の抵抗体を短絡するバイパス接触
子な設けることによって、ルーズ電流しゃ断が可能な断
路器を提供する。

以下、図について説明する。′第５図〜第１４図におい
て、（１０ｂ）　翰は抵抗体（８）と並列接続された一
対のバイパス接触子で、固定側のバイパス接触子−と接
離する可動側のバイパス接触子（１０ｂ）はアーク接触
子（ＺＯａ）と支持棒α１を介して一体に構成Δれてい
る。なお、バイパス接触子（１０ｂ）−はアーク砿触子
（１ｏａ）　（ｔ３ａ）間が開離してから開離し、アー
ク接触子（１０ａ）　（１３ａ）間が閉成してから閉成
するように構成されている。シυはバイパス接触子（１
ｏｂ）−間の電界を緩和するためのシールドである。ま
た、開−はいずれもアーク接触子（１０ａ）の動作速度
を制御するためのノズルである。はね（ロ）に押圧され
て移動するピストン（ｔｏｅ）はばねケース（９）の内
部のガスを圧縮し、ノズル１２２１２１からガスを放出
することによって、アーク接触子（１０ａ）の速度を変
化させる。ｈは断路器の生通電部のインピーダンス、ｚ
ｂはアーク接触子（１０ａ）と支持棒Ｃ１（１とバイパ
ス接触子（ｌｏｂ）のインピーダンス、Ｚノは系統の切
換時に生じるルーズ回路のインピーダンス、Ｒは抵抗体
（８）の抵抗値である。

第９図および第１２図にはループ電流しゃ断時に発生す
るアーク（財）が、また、第１３図には無負荷母線の開
閉時に生じる断路器極間の再点弧（至）の様子が模式的
に示しである。

なお、一般的にＺｍ　、　Ｚｂ　、　Ｚノ、Ｒには次の
関係が成立する。

ｚｂユＺｍ＜＜Ｚノく〈ル　・・・・・・・・・　（２
）以下、図を用すて本発明に係る断路器の機能及び動作
について説明する。

第８図及び第１１図は、ループ電流しゃ断時における断
路器の開極動作開始直後の状態を示すもので、主接触子
（２）の移動に伴なって主接触子（７）（２）間のみが
開離状態となり、−万、アーク接触子（１０ａ）（１３
ａ）やバイパス接触子（ｔａｂ）　＠（転）間はいずれ
も投入状態にある。従って、抵抗体（８）はバイパス接
触子（ｌｉｂ）しｌで短絡された状態にめる２このとき
、２４１とｚｂには（２）式に示す関係（Ｚｂ！：＝を
加）が成立するので、主接触子（７）（２）の開離に伴
なってループ電流ｉはバイパス接触子（１ｏｂ）　１２
υおよびアーク接触子（ｔｏａ）　（１３ａ）で構成さ
れる回路に分流し、主接触子（７）　０３にはアークに
よる損傷がほとんど生じない。

主接触子（至）はさらに移動を続は第９図及び第１２図
の状態となる。即ち、アーク接触子（ｔＯａ）と一体に
形成されたピストン（１０ｃ）はばねケース（９）ニ設
けられたノズル（２）を越えているので、アーク接触子
（ＸＯａ）は急激に速度を減じる。その結果アーク接触
子（１ｏａ）は可１１１側のアーク接触子（１３ａ）か
ら開離を始め、両アーク接触子（ｘｏａ）　（１３ａ）
間でループ電流によるアークを生じる。

このようなルーグｖｔ、流しや断時におけるアークは、
例えば、第６図に示すようなバッファシリンダ四とピス
トン（財）によってフローガイド瞥に生じるガスの流れ
な利用して消滅させることができる。

主接触子（２）はさらに移動を続けて、第１０図及び第
１３図の状態となる。即ち、アーク接触子（ｔＯａ）（
１３ａ）間に生じたループしゃ断時のアークが消滅した
後、アーク接触子（ｌｏａ）と一体に形成された１：Ｊ
　Ｑ　側のバイパス接触子（ｔａｂ）は固定側のバイパ
ス接触子（財）ｊと開離を始める。このとき、主接触子
（７）脅闇及びアーク接触子（１０ａ）　（１３ａ）間
は開離しているので、バイパス接触子（ｚｏｂ）　Ｈに
よって電Ｍｔを開閉する必要はない。

無負荷母線の開閉時には、前述したように新路器を含む
回路に直列に抵抗を挿入して・開閉サージを抑制する必
要がある。このような開閉サージは、一般に、断路器の
再点弧時の極間電位差に比例する。また、極間電位差は
放電時の極間距離に比例するから、抵抗を挿入して抑制
しなければならないような高いサージは、主接触子（２
）がアークを触子α呻からめる程度（具体的には機器に
よって異なるが、全極間距離の約１／４〜１／３以上）
離れた位置において発生したものに限定される。

無負荷母線の開離時において、主接触子（至）が第１１
図および第１２図に示すような動作初期の位置にあると
き、バイパス接触子（ｘｏｂ）シリ間はまだ開離して゛
いないので、サージ抑制用の抵抗体（８）は短絡され゛
ている。

主接触子（２）が第１３図に示すような比較的アーク接
触子（１０ａ）から開離した位置にあるとき、ノ（イパ
ス接触子（１０ｂ）　＠ＩＩ間は既に開離した位置にあ
るので、抵抗体（８）はアーク接触子（１０ａ）　（１
３ａ）と直列接続される。このとき、極間で再点弧−が
生じれば、これによる開閉サージに対して抵抗体（８）
が１効に作用する。

第１４図は断路器の完全開極状態を示すもので８る。第
１４図の状態から断路器が無負荷母線の投入を開始する
場合、アーク接触子（ｔａａ）が固定側のアーク接触子
（１０ａ）に接するまでの間に再点弧が生じるが、この
とき全ての再点弧に対してサージ抑制用の抵抗は有効に
作用する。

以上の説明から明らかなように、本発明で示したバイパ
ス接触子を有する断路器を用いれは、同一の断路器で、
あるときはループ電流のしゃ断を行ない・また・あると
きは無負荷母線の開閉時に兄生する開閉サージを抵抗に
よって抑制することが１ｌｉＴ能となる・ なお、本−説明においては、電流しゃ話中にサージ抑制
用の抵抗体を短絡するバイパス接触子の閉成および開離
の時期の決定を、アーク接触子の速度変化によって行な
っているが、これらの時期の決定は可動接触子−の速度
変化によって実現することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は母線切換回路を示す説明図、第２図は第１図に
適用される従来の新路器を示す説明図、第３図は第２図
の新路器でループ電流をしゃ断する場合の等価回路図、
第４図は第３図の主接触子が開離した状態を示す説明図
、第５図は本発明の一実施例を示す断路器の等価回路図
、第６図は第５図の新路器な示す断面図、第７図は第６
図の要部を示す断面図、第８図は第６図の主接触子が開
離した状態の等価回路図、第９図は第８図のあとアーク
接触子が開離した状態を示す等価回路図、第１０図は第
９図のめとバイパス接触子が開離した状態を示す等価回
路図、第１１図は主接触子が開離した状態を示す断面図
、第１２図は第１１・１図のあとアーク接鹿子が開離し
た状態を示す断面図、第１３図は第１２図のあとバイパ
ス接触子が開離した状態を示す断面図、第１４図は完全
開離状態を示す断面図である。図において、（７）は固
定側の主接触子、（８）は抵抗体、（ｌＯａ）は固定側
のアーク接触子、（１０ｂ）は可動側のバイパス接触子
、Ｑ３は可動側の主接触子、　（１３ａ）は可動側のア
ーク接触子、翰は固定側のバイパス接触子である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　為野信− ・イ＞　ｌ　ｉ’４ 第１３図 第１図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一対のアーク接触子と抵抗体との直列回路を一対
   の主接触子に並列接続し、上記両主接触千間が開離され
   てから上記両アーク接触子が開離し。 上記両アーク接触子が閉成してから上記両生接触子が閉
   成するようにされたものにおいて、上記両アーク接触子
   が開離してから開離し、上紀両アーク接触子が閉成して
   から閉成する一対のバイパス接触子を上記抵抗体と並列
   接続したことを特徴とする新路器。 （２１一対のバイパス接触子は一方が主接触子の可ＩＩ
   ＪＪ側と連動し、他方がアーク接触子と一体に構成され
   ばねで可ｗＪ側の上記主接触子の方向に押圧されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の断路器。 （３）バイパス接触子の他方は一方の方向にダッシュポ
   ット効果を有するように構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の断路器。