JPS61193321A

JPS61193321A - パツフア式ガスしや断器

Info

Publication number: JPS61193321A
Application number: JP3159685A
Authority: JP
Inventors: 克巳鈴木; 均溝口; 悟柳父; 弘和高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-08-27
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0770279B2

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】［発明の技術分野］本発明は、電力系統の変電所或いは開閉所に用いられる
高気圧ガス吹付けしゃ断器のうち、パッファ式のガスし
昏断器に係り、特にしゃ断器のしゃ断性能向上の為に消
弧室に改良を施したパッファ式ガスしゃ断器に関覆るも
のである。

−２＝［発明の技術的費用］電力需要の増大に伴い、発変電所は、容量増加の一途を
たどっている。しかも、電力大愚消費地である都市部に
おｔプる発電所の建設辣の為に送電線路は長距離化し、
この送電効率を向上する為に送電系統が高電圧化する傾
向にある。

この様な送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に
用いられるしゃ断器に要求されるしか断容量も増大の一
途をたどり、現在、５５０ＫＶ系統ではしゃ断電流６３
ＫＡのものまで実用化されている。この５５０ＫＶ−６
３ＫＡは４点切で構成されており、これをぞのまま１０
００ＫＶ系統に適用すると８点切で対応することになる
。しゃ断器の信頼性を向上させる場合、しや断点数を少
なくし、部品点数を可能な限り少なくづることが重要で
ある為、１しゃ断点光たりのしや断容量を上げることが
必要どなる。

ところで、１６８ＫＶ以上の送電電圧ではパッファ式の
Ｓ　Ｆ６ガスしゃ断器が主に用いられている。

これは、Ｓ　Ｆ６ガスの優れたしゃ断性能と絶縁性能＝
　　３　− によるものであるが、特に、２圧式に比ベパッファ式は
構造が簡単なので高電圧しＡ５断器の主流となっている
９、又、変電所の機器全体をＳＬガスで絶縁する密閉形
ガス開閉所においては、他の機器との絶縁協調、或いは
、機器の配置等で大きなメリットを有するので特によく
使用されている。

この様なバッフ７７式ガスしゃ断器のガスしゃ断器の消
弧室の一例を第３図に示す。この消弧室は、Ｓ　Ｆｓガ
ス等の消弧↑４万スを封入した図示されていない容器に
収納されるものである。

第３図において、パッファビス１ヘン１は、図示しない
容器に絶縁物を介して固定され、このパッファピストン
１の周囲にビス１−ン外周を摺動Ｊ−るパッファシリン
ダ２とパッファピストン１の内周面を摺１ｌｉＪ１′？
ｊる操作ロッド３が取付けられている。

操作ロッド３は、その一端を図示しない操作機構に接続
され、この操作ロッド３の細端には、可動電極４と前記
パッファシリンダ２が夫々固定されており、操作ロッド
３が、操作機構に駆動されて開閉動作をすると、これに
伴って、可動電極４がこれと対向する固定電極５の間で
電気的開閉を行なうものである。この時、パッファシリ
ンダ２は、パッファピストン１との間の相対運動でその
内部に圧縮ガスを生じる。この圧縮ガスは、可動電極４
の周囲に配置され、且つパッファシリンダ２の先端部に
固定された絶縁ノズル６を通して噴出され、高速のガス
流となり、これが電流しゃ断時に電極４，５間に生じた
アーク７に作用してしゃ断動作が行なわれる。なお、絶
縁ノズル６には、固定電極５に対向する側に径最小部６
ａ（スロート）が形成され、これによって、圧縮ガスを
高速のガス流としている。

第４図は、第３図に示した消弧室を用いて、４２０ＫＶ
級の進み小電流しゃ断を実施した場合の絶縁回復特性を
示した図である。進み小電流じや前後の回復電圧のピー
ク値は、ＪＥＣ規格では、９６０ＫＶ　（４３０ｘｒ２
／ｒ３’ｘ２ｘ１．４＝９６０）にも達する。この高い
回復電圧に絶える消弧室とする為には、固定電極と可動
側電極との間の電界を緩和するか、或いは開極速度を上
げることのいずれかが必要条件である。

［背頓技術の問題点］しかしながら、従来、」二記の２条件のうち、一方のみ
を満たすことさえ困難であり、高い回復電圧に絶える消
弧室を得ることはできなかった。

まず、前者の電界緩和を実１Ｍ１−る為には、種々の方
法が存在するものの、開極速度が一定の場合において、
極間の電界緩和による絶縁回復特性の改善には限界があ
る。

一方、後者の開極速度の向上の為には、駆動力を増大す
ることが考えられる。ここで、駆動力Ｆ、開極ストロー
ク文、可動部重量Ｍ１速度＼ｌとすると、運動エネルギ
ーと駆動エネルギーとの関係は、はぼＦ文＝（１／２）
ＭＶ２となる。

例えば、可動部重量Ｍを一定とし、速度を１゜５倍上げ
ると、運動エネルギーは、２．２５倍となり、ストロー
ク斐が一定の場合、駆動力を２゜２５倍にしなければな
らない。また、ストロークを１．５倍にしても、駆動力
は、１．５倍必要となる。駆動力を大きくする為には、
駆動装置を大−６＝きくしなければならないが、この場合、価格が高くなる
ばかりか、駆動装置の重量が増大してしまう。更に、開
極速度を速くすると、容器と摺動部のシュル、部品の強
度、衝撃力等、新たに考慮すべき現像が予想され、従来
の設計思想を超越したレベルでの各部の機械的強度の向
上、及びガスシール部の強化等が必要である。

また、駆動力Ｅ及びストローク愛を変えずに、開極速度
を１．５倍上げるとすると可動部Ｍ量を１／・２．２５
倍にすることが必要となる。従来の可動部重量を１／２
．２５倍にするには、軽量化、並びに強化された新材料
を採用するか、肉厚を極力薄くすることが必要である。

新材わ１の採用は、一部付なわれているが、可動部重量
を１／２．２５倍にすることは非常に難しいことである
。

［発明の目的］本発明は、上述の様な従来技術の欠点を解消する為に提
案されたものであり、特別な機械的強度の向上、及びガ
スシール部の強化等を要することなく、従来の設計思想
のレベルで、駆動力をはとんど従来と同じにしながら開
極速瓜を上げることを可能にすることにより、絶縁回復
特性を向上し、定格電圧が非常に高くなった場合でもし
ゃ断可能にした信頼性の高いパッファ式ガスしゃ断器を
提供することである。

［発明の概要］本発明は、操作ロッドの駆動装置側に、駆動力を逆転さ
せ且つ支持点を有するリンク装置を連結し、このリンク
装置に絶縁物を介し、前記可動電極に対向Ｊ゛る対向電
極を連結したことを特徴とするものである。

以上の様な構成を有することにより、駆動装置を駆動し
た際、可動電極と対向電極とが、各々逆方向に駆動され
る為、可動電極と対向アーク電極とが開離する速度及び
接触する速度を相対的に速くすることができ、従って、
駆動力を従来通りとしながら、開極速度を向上できる。

［発明の実施例］以上説明した様な本発明によるパッファ式ガスしゃ断器
の一実施例を第１図を用いて説明する。

なお、従来と同一部分については、同一符号を付し説明
を省略する。

第１図は、閉極状態の消弧室の近傍を示す図であり、投
入状態を示している。第１図において、パッファシリン
ダ２の外周には、パッファシリンダ２と一定の間隔を保
持し、且つこれと同軸に絶縁ロッド８が配設されている
。絶縁ロッド８は、その操作機構側の端部にて、パッフ
ァピストン１と連結され、且つ操作ロッド３との間に設
けられたリンク装置９を介して、操作ロッド３ど連結さ
れている。リンク装置９は、リンク９ａとこのリンク９
ａの両端に夫々回動自在に連結された第１、第２の連結
棒９ｂ、９Ｇ、及びリンク９ａを支持するリンク支持部
９ｄより構成されている。リンク９ａは、所定のリンク
比に設定されたリンク支持部９ｄの支点９ｅを軸にして
、リンク支持部９ｄに対し回動自在に支持されており、
また、第１、第２の各連結棒９ｂ、９ｃは、夫々その一
端にて、操作ロッド３と絶縁ロッド８に回動自在に連結
されている。なお、リンク支持部９ｄは図示してい−９
＝ない容器に絶縁固定した絶縁筒１０に固定されている。

一方、絶縁ロッド８の操作機構と反対側の端部には、こ
れと同軸に通電円筒１１が取付けられており、この通電
円筒１１が、操作機構と反対側に支持固定された通電用
導体１２の通電部１２ａを摺動自在に動作づ−る様にな
っている。そして、この通電円筒１１の操作機構部側軸
線上には長尺な対向アーク電極１３が設【ノられ、可動
電極４と開閉動作を行なう対向電極１４を構成している
。なお、第１図の投入状態において、可動電極４と対向
アーク電極１３とは接触状態にある。

以上の様な構成を有する本実施例の動作を次に説明する
。なお、第２図は、第１図の消弧室の開極状態を示す図
であり、可動電極４と対向型ｖＦＡ１４とは開離状態に
ある。

まず、第１図に示した投入状態において、図示しない操
作機構を操作すると、操作ロッド３が所定の速度で操作
機構方向（図中右方向）に駆動され、その先端に固定さ
れた可動電極４が右方向に移動し、対向電極１４とのし
ゃ断動作が行なわれる。一方、この操作ロッド３の動作
に伴って、操作ロッド３に連結された第１連結棒９ｂに
も同方向へ力が加わり、その力が第１連結棒９ｂと連結
されているリンク９ａの一端を図中右方向へ移動させる
様に加わる。この場合、リンク９ａの支点９ｅが固定さ
れている為、リンク９ａの一端に加わる前記の力は、リ
ンク９ａを支点９ｅを軸として反時計方向に回動さぜる
モーメント力となり、リンク９ａが同方向に回動する。

するど、リンク９ａの他端は、図中左方向に回動する為
、周部に連結している第２連結棒９Ｇが左方向へ移動し
、これに連結された絶縁ロッド８及びパッファピストン
１も左方向へ移動する。従って、絶縁ロッド８に固定さ
れた対向電極１４が左方向へ移動して、可動電極４から
開離し、第２図に示す様な開極状態に移行する。即ち、
操作ロッド３の動作に従って、可動電極４及び対向電極
１４の両方が各々しゃ断動作方向に移動するものである
。

また、投入動作は、操作ロッド３を−Ｆ）本の様な−１
１＝しゃ断動作と逆方向に駆動Ｊることで同様に行なわれる
。即ち、第２図のしゃ断完了状態において、操作ロッド
３を所定の速度で左方向へ駆動すると、これに固定され
た可動電極４が、対向電極１４との接触方向である左方
向へ移動する一方、第１連結棒９ｂを介しリンク９ａが
時泪方向に回動する。

これにより、第２連結棒９Ｇが右方向に移動し、絶縁ロ
ッド８及び対向電極１４が可動電極４との接触方向であ
る右方向へ移動する。

従って、投入動作においても、しゃ断動作と同様１．操
作ロッド３の動作に従って、両電極が各々投入動作方向
に移動する。

以上の様に、本実施例では、投入及びしｐ断動作におい
て、操作ロッド３の動作に従い、可動電極４と対向電極
１４とが、各々逆方向に駆動される為、可動電極と対向
電極とが開＊する速度（しゃ断速度）、及び接触する速
度（投入速度）を相対的に速くすることができる。

例えば、駆動力を［としてこれを一定とし、対向電極を
動かさない場合（即ち、対向電極を固定電極とした場合
）、駆動装置のストロークを斐、可動部重量をＭ１開極
速度をＶとすると、前述の様に、１ｌＩ＝　（１／２）
Ｍｖ２となる。

これに対し、対向電極を移動さ妊る本実施例の場合、リ
ンク比を１対２と覆ると、駆動装置のストロークは、（
２／３）！Ｌでにい。また、駆動装置側における対向電
極及び可動電極を加えた重量は、Ｍの１．５倍程度にな
る。□更に、対向する電極の相対速度がＶであればよい
為、対向電極の速度を（１／３）Ｖ、可動電極の速度を
（’２’／３）■となる様に振分けることができる。従
って、駆動力をＦとした場合、運動エネルギーは、Ｆｘ
　（２／３）　×１＋（１／２）ｘ　（１，５Ｍ）ｘ　（（２／３）ｖ）２＝
　（２／３　）　ｘ　（（１’／２　＞’Ｘ’Ｍｖ２）
となる為、運動エネルギーは、対向電極を動かさない場
合に速度を■出すのに対し、約２／３となる。

即ち、対向電極を動かさない場合には、結局ストロ−・
りが長くなり、開極速度が速くなることは回避できない
為、従来と同一の設バ４思想による駆動装置では、高速
に対して耐えられない為、機械的強度を向上させなけれ
ばならない。また、ガスシール部も高速化によって劣化
が速くなる為、強化する必要が生じる。

一方、本発明の様に、対向電極を動作させる場合、リン
ク比を変えることにより、ストロークを従来使用してき
た駆動装置に合せることができる。

また、可動部の開極速度も遅くでき、従来の設計思想で
設計できる為、機械的強度を向上させたり、ガスシール
部を強化したりする必要がなくなる。

更に、前記実施例では特に、絶縁ロッド８とパッファピ
ストン１を連結していることより、パッファピストン１
がパッファシリンダ２の移動方向と反対方向に動作する
為、パッファピストン１とパッファシリンダ２とによっ
て構成される空間のガス圧縮効率も向上し、パッファシ
リンダ２の径が小さくても、相対速度■と同じ圧力上昇
を期待することができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、可動電極側と対向電極側とのリンク比は自由
に選択でき、また、対向電極の構成も自由に選択できる
。更に、絶縁物とパッファビス］ヘンを必ずしも連結し
なくても充分な効果が得られる。

［発明の効果］以−に説明した様に本発明によれば、可動電極と対向電
極を逆方向に駆動する構成としたことにより、従来の段
目思想のレベルで、駆動力をほとんど従来と同じにしな
がら開極速度を向上可能にした為、絶縁回復特性を向上
し、定格電圧が非常に高くなった場合でもしゃ断可能に
した信頼性の高いパッファ式ガスしゃ断器を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明にｊ；るパッファ式ガス
しゃ断器の一実施例を示ず消弧室の断面図で、第１図は
投入状態、第２図は開極状態であり、第３図は従来のパ
ッファ式ガスしゃ断器の消弧室の一例を示す断面図、第
４図は４２ＯＫＶ級の進み小電流しゃ断接の絶縁回復特
性を示す図である。１・・・パッファビスｌ−ン、２・・・パッファシリン
ダ、３・・・絶縁［］ツラド４・・・可動電極、５・・
・固定電極、６・・・絶縁ノズル、７・・・アーク、８
・・・絶縁ロッド、９・・・リンク装置、９ａ・・・リ
ンク、９ｂ、９ｃ・・・連結棒、９ｄ・・・リンク支持
部、９ｅ・・・リンク支点、１０・・・絶縁棒、１１・
・・通電円筒、１２・・・通電導体、１３・・・対向ア
ーク電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＳＦ＿６ガス等の消弧性ガスを密封した容器内に
、接離自在な電極を対向して配置し、この対向する電極
の一方である可動電極とパッファシリンダとを、駆動装
置に連結された操作ロッドの一端に固定し、前記パッフ
ァシリンダと、このパッファシリンダ内に収納し摺動す
るパッファピストンとにより、パッファシリンダ内の消
弧性ガスを圧縮し、この圧縮ガスを前記パッファシリン
ダに固着された絶縁ノズルより高速ガス流として噴出し
て、前記対向する電極間に発生するアークに吹付け消弧
するパッファ式ガスしゃ断器において、前記操作ロッド
の駆動装置側に、駆動力の方向を逆転させ且つ支持点を
有するリンク装置を連結し、このリンク装置に絶縁ロッ
ドを介し、前記可動電極に対向する対向電極を連結した
ことを特徴とするパッファ式ガスしゃ断器。
（２）リンク装置の支持点が、操作ロッド側と可動電極
に対向する電極側とのリンク比を２対１以上にする位置
に配置されたものである特許請求の範囲第１項記載のパ
ッファ式ガスしゃ断器。
（３）可動電極に対向する対向電極が、アーク電極を同
軸円筒状の可動導体に取付けられたものとされ、この可
動導体が、容器より絶縁支持した固定導体の内側を摺動
し、且つこの固定導体との間に通電部が設けられている
特許請求の範囲第１項記載のパッファ式ガスしゃ断器。
（４）パッファピストンが、対向電極を連結する絶縁ロ
ッドに連結されたものである特許請求の範囲第１項記載
のパッファ式ガスしゃ断器。