JP4895943B2 - 接地開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁接地開閉装置に関するものである。

従来、発電所や変電所等では、機器点検や給電接地の際の主回路の接地用として、又は各種測定のための接地絶縁端子として、接地開閉装置が使用されている。従来の接地開閉装置では、例えばＳＦ_６ガス等の絶縁媒体が封入された容器内において、固定接触子と可動接触子とを接離することにより、接地又は絶縁を行っている（特許文献１を参照）。

特開平６−１１９８５２号公報 特開平６−３３５１２５号公報

上記接地開閉装置において、可動接触子と固定接触子とが接触した状態から開離すると、両接触子間にアークが発生し、絶縁性能が低下する。このようなアークを消弧する方法として、例えば熱パッファ方式を採用することができる。熱パッファ方式では、アークエネルギーによって加熱昇圧された絶縁ガスをパッファ室に蓄積し、電流零点の近傍で高圧の絶縁ガスをアークに吹き付けて消弧する。しかしながら、熱パッファ方式は、遮断電流が大きくアークエネルギーが大きいときには優れた消弧性能を有するが、遮断電流が小さい場合にはパッファ室内の圧力上昇が十分でないため、十分な消弧性能を実現することが難しいという問題点がある。

また、接地開閉器とは異なるが従来のガス遮断器においては、磁気によってアークを回転等駆動させることで消弧を行う磁気駆動方式のガス遮断器が知られており、遮断電流が小さい場合でも高い消弧性能を発揮するものとして用いられている。例えば、特許文献２に記載のガス遮断器では、主回路に接続された固定接触子と、この固定接触子に接離する可動接触子とを備えた構成において、固定接触子の近傍、すなわち主回路部に永久磁石を設け、この永久磁石の発生する磁気によりアークを挙動させることで、電流遮断性能を向上させている。しかしながら、特許文献２に記載の従来のガス遮断器では、永久磁石の配置箇所を主回路部とし、遮断箇所の周辺に永久磁石を配置しているので、永久磁石はアークにさらされアーク熱の影響を受け易い。そのため、アーク熱の影響により永久磁石の磁性が劣化し、遮断性能が低下するという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アーク熱による遮断性能の劣化が低減され、長期に亘り安定して高い遮断性能を有する接地開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る接地開閉装置は、絶縁ガスが封入されたタンク内に、固定接触子と、この固定接触子に対して往復駆動可能な可動接触子と、を備え、前記固定接触子と前記可動接触子とを接離することにより、接地又は開離を行う接地開閉装置において、前記固定接触子に対して前記可動接触子側に永久磁石を備え、前記固定接触子と前記可動接触子との間に発生したアークを、前記永久磁石の磁界により挙動させることで、前記アークの消弧を行うことを特徴とする。

本発明によれば、永久磁石を固定接触子に対して可動接触子側に設けることで、永久磁石の配置箇所を接点周辺であるアーク発生箇所から遠ざけるようにしたので、アーク熱の影響による永久磁石の磁性劣化が低減され、従って、アーク熱による遮断性能の劣化が低減されるので、長期に亘り安定して高い遮断性能を維持することができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る接地開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る接地開閉装置の実施の形態１の構成を示す断面図であり、開離状態における配置構成を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態の接地開閉装置においては、主回路タンク１と、この主回路タンク１よりも小径の接地開閉装置タンク４とが、主回路タンク１の一端部に設けられたアダプタ６を介して同軸的に接続されている。接地開閉装置タンク４は接地開閉装置用のタンクとして接地されており、また、主回路タンク１は主回路部を収容するタンクである。主回路タンク１及び接地開閉装置タンク４の内部には、例えばＳＦ_６ガスからなる絶縁ガスが封入されている。

主回路タンク１の内部には、主回路部の一部である導体３に接続された例えば円筒状の固定コンタクト（接触子）２が設けられており、この固定コンタクト２の外周及び先端部を覆うようにシールド７が導体３に取り付けられている。

接地開閉装置タンク４の内部には、図示しない駆動装置により軸線方向に往復駆動可能な可動コンタクト５が設けられており、この可動コンタクト５は固定コンタクト２と接離する。すなわち、可動コンタクト５は固定コンタクト２に挿嵌可能な形状を有し、固定コンタクト２側へ移動することで固定コンタクト２と接触し、これと反対側へ移動することで開離する。また、接地開閉装置タンク４の内周面に接続された可動側補助導体８には、可動コンタクト５から集電する例えば円筒状のコンタクト９が接続されている。このコンタクト９の内径は可動コンタクト５の外径よりも僅かに大きく、その軸心を可動コンタクト９の軸心と一致させて配置されている。可動コンタクト５は、円筒状のコンタクト９を軸線方向に貫通するように往復移動し、また、コンタクト９の先端部は可動コンタクト５と摺動可能に接触している。

アダプタ６は中心部に可動コンタクト５が貫通可能な大きさの孔が設けられた円板状であって、アダプタ６に設けられた孔の直径は、接地開閉装置タンク４の内径よりも小さい。すなわち、アダプタ６は、軸線に向かう方向のその端部が接地開閉装置タンク４の内周面よりもより軸線に近くなるように、軸線に向かって径方向に延設されており、主回路タンク１と接地開閉装置タンク４とを部分的に隔てるような隔壁を形成している。そして、アダプタ９における軸線側の端面は、可動コンタクト５の外周を取り囲んでいる。

可動コンタクト５の周辺は、通電時には通流する電流により電界的に高くなっているので、このような高電界をシールドする必要がある。本実施の形態では、上述のようにアダプタ６が可動コンタクト５を周方向に取り囲むように軸線側に延設されているので、アダプタ６を例えば金属材料から形成することで、シールドとしての機能を付与することができる。

アダプタ６における軸線側の先端部には、アーク駆動用の永久磁石１０が埋設されている。永久磁石１０の形状は、例えばリング状であり、可動コンタクト５の外周を取り囲むように配置されている。また、永久磁石１０の設置箇所は、可動コンタクト５と固定コンタクト２との位置関係に対しては、可動コンタクト５側となっている。または、永久磁石１０は、主回路部側ではなく接地側に設けられており、可動コンタクト５と固定コンタクト２との接点から離れるように配置されている。

次に、本実施の形態の動作について説明する。可動コンタクト５を固定コンタクト２の方向へ駆動させ、可動コンタクト５と固定コンタクト２とを電気的に接触させることで導体３は、固定コンタクト２、可動コンタクト５、及びコンタクト９と接続され、接地された状態となる。この接地状態から開離又は絶縁状態に移行するには、可動コンタクト５を可動側に駆動して固定コンタクト２から開離させる。このとき、可動コンタクト５と固定コンタクト２との間には、アークが発生する。このアークは、永久磁石１０による磁界の中では、アークを流れる電流と磁界の方向とに直交する方向に駆動力を受け、磁界の方向に応じて回転、引き伸ばされるなどの挙動を示し、相対的にガス流が吹き付けられる状態となるので、アークは冷却され絶縁性能が回復される。

本実施の形態によれば、永久磁石１０を可動コンタクト５側に設けられたアダプタ６に埋設することで、永久磁石１０の配置箇所を接地側とし接点周辺であるアーク発生箇所から遠ざけるようにしたので、永久磁石１０はアーク熱による劣化を受けることが少ない。また、永久磁石１０をアダプタ６内部に埋設しているので、アーク電流による熱の影響及び電磁界の影響がより低減されている。このように、アーク熱の影響による永久磁石１０の磁性劣化が低減され、長期に亘り安定して高い遮断性能を維持することができるという効果を奏する。なお、例えば特許文献２に記載のガス遮断器における場合のように、従来技術では、永久磁石を接地側ではなく、アーク発生箇所により近い主回路側に設置する構成としていたため、永久磁石はアーク熱による高温にさらされる状態にあり、永久磁石の劣化が避けられない状況にあった。本実施の形態では、永久磁石１０の設置箇所がアーク発生箇所から離れている分、磁界強度の高い永久磁石１０を選択することで、従来と同様のアーク駆動効果を得られると共に、永久磁石１０の劣化を回避することができる。

実施の形態２．
図２は、本発明に係る接地開閉装置の実施の形態２の構成を示す断面図である。実施の形態１では、主回路タンク１と接地開閉装置タンク４とを接続するアダプタ６が可動コンタクト５に対するシールドとしての機能を兼ね備えていたが、本実施の形態では、アダプタ１１はタンク接続機能のみを有し、シールド１３を別に設置する構成としている。なお、以下では、図２の説明において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、接地開閉装置タンク４の内面に接続された可動側補助導体１２からはシールド１３が分岐しており、このシールド１３の内側にコンタクト９が配置されるように、シールド１３はコンタクト９の外面を覆っている。また、可動コンタクト５は、円筒状のコンタクト９の内部を貫通するように軸線方向に往復駆動するので、シールド１３は可動コンタクト５の少なくとも一部を覆うように設けられている。このシールド１３は、可動コンタクト５の周辺に発生する高電界をシールドする機能を有するものである。

シールド１３の固定コンタクト２側の先端部には、アーク駆動用の永久磁石１０が埋設されている。永久磁石１０の形状は、例えばリング状であり、可動コンタクト５の外周を取り囲むように配置されている。また、永久磁石１０が埋設されている前記先端部は、軸線方向についてアダプタ１１が配置されているタンク接続部に位置しており、本実施の形態の永久磁石１０が実施の形態１の永久磁石と同じ箇所に設置されるようにしている。従って、永久磁石１０の設置箇所は、可動コンタクト５と固定コンタクト２との位置関係に対しては、可動コンタクト５側となっている。または、永久磁石１０は、主回路部側ではなく接地側に設けられており、可動コンタクト５と固定コンタクト２との接点から離れるように配置されている。

本実施の形態は、永久磁石１０がアダプタ１１ではなくシールド１３の先端部に埋設されていることを除けば、永久磁石１０の配置は実施の形態１と同様であり、従って、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、永久磁石１０の配置箇所を接地側とし接点周辺であるアーク発生箇所から遠ざけるようにしたので、永久磁石１０はアーク熱による劣化を受けることが少ない。そのため、アーク熱の影響による永久磁石１０の磁性劣化が低減され、長期に亘り安定して高い遮断性能を維持することができるという効果を奏する。

実施の形態３．
図３は、本発明に係る接地開閉装置の実施の形態３の構成を示す断面図である。実施の形態１では、永久磁石１０はアダプタ６に埋設されていたが、本実施の形態では、永久磁石１０はアダプタ６の固定コンタクト２側の表面に固定され、且つ、絶縁部材１５で覆われている。なお、図３において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、アダプタ１４は、図１のアダプタ６と同様の形状であり、実施の形態１と同様に、タンク接続機能とシールドとして電界遮断機能とを併せ持つものである。このアダプタ１４における軸線側の先端部であり且つ固定コンタクト２側の表面には、絶縁部材１５でコーティングされた永久磁石１０が固着されている。永久磁石１０の配置箇所は、実施の形態１又は２の場合とほぼ同じ箇所であり、従って、永久磁石１０の設置箇所は、可動コンタクト５と固定コンタクト２との位置関係に対しては、可動コンタクト５側となっている。または、永久磁石１０は、主回路部側ではなく接地側に設けられており、可動コンタクト５と固定コンタクト２との接点から離れるように配置されている。

本実施の形態によれば、実施の形態１及び２と同様に、アーク熱の影響による永久磁石１０の磁性劣化が低減され、長期に亘り安定して高い遮断性能を維持することができるという効果を奏する。また、永久磁石１０を、実施の形態１のアダプタ６の内部や実施の形態２のシールド１３の内部に埋め込むことなく、アダプタ１４の表面に固着しているので、磁石１０の設置加工が容易となる。

以上のように、本発明にかかる接地開閉装置は、発電所や変電所等で使用されるガス絶縁接地開閉装置に好適に利用することができる。

本発明に係る接地開閉装置の実施の形態１の構成を示す断面図である。 本発明に係る接地開閉装置の実施の形態２の構成を示す断面図である。 本発明に係る接地開閉装置の実施の形態３の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 主回路タンク
２ 固定コンタクト
３ 導体
４ 接地開閉装置タンク
５ 可動コンタクト
６，１１，１４ アダプタ
７，１３ シールド
８，１２ 可動側補助導体
９ コンタクト
１０ 永久磁石
１１ アダプタ
１５ 絶縁部材

Claims (5)

1. 絶縁ガスが封入されたタンク内に、固定接触子と、この固定接触子に対して往復駆動可能な可動接触子と、を備え、前記固定接触子と前記可動接触子とを接離することにより、接地又は開離を行う接地開閉装置において、
   前記固定接触子に対して前記可動接触子側に永久磁石を備え、
   前記固定接触子と前記可動接触子との間に発生したアークを、前記永久磁石の磁界により挙動させることで、前記アークの消弧を行うことを特徴とする接地開閉装置。
2. 前記タンクは、
   前記固定接触子と前記可動接触子との接点が内部に位置すると共に前記固定接触子及び前記固定接触子に接続された主回路部が収容される第１のタンクと、
   開離動作完了時に前記可動接触子が収容される接地側の第２のタンクと、
   前記第１のタンクと前記第２のタンクとを同軸的に接合し、軸線に向かう方向のその端部が前記第２のタンクの内周面よりもより軸線に近くなるように延設されると共に、前記可動コンタクトが貫通可能な孔が設けられたアダプタと、
   を備え、
   前記永久磁石は、前記アダプタの前記端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の接地開閉装置。
3. 前記永久磁石は、前記アダプタの内部に埋設されていることを特徴とする請求項２に記載の接地開閉装置。
4. 前記永久磁石は、前記固定接触子側の前記アダプタ表面上に設けられ、且つ絶縁部材で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の接地開閉装置。
5. 前記可動接触子の外周の少なくとも一部を覆うように設けられた電界シールドをさらに備え、
   前記永久磁石は、前記電界シールドにおける前記固定接触子側の先端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の接地開閉装置。

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