JP6736345B2

JP6736345B2 - Gas circuit breaker

Info

Publication number: JP6736345B2
Application number: JP2016091040A
Authority: JP
Inventors: 敬一中西; 悦史中村
Original assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2017199616A

Description

本発明は、アークに消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器に関する。 The present invention relates to a gas circuit breaker for extinguishing an arc by blowing an arc extinguishing gas.

現在、７２ｋＶ以上の高電圧送電係統保護用の遮断器として、構造が単純で信頼性が高く、かつ優れた遮断性能を有するパッファ型ガス遮断器が広く使用されている（特許文献１参照）。このガス遮断器では、可動接触子と直結したピストン、又はシリンダーによって、消弧性と絶縁性に優れたＳＦ_６ガスなどを圧縮し、高圧にして可動接触子を包囲するノズル部に流して、可動接触子と固定接触子との間に発生するアークに吹き付け、アークを冷却しかつ消滅させ、遮断性能を得ている。 Currently, a puffer-type gas circuit breaker having a simple structure, high reliability, and excellent breaking performance is widely used as a circuit breaker for protection of high-voltage power transmission of 72 kV or higher (see Patent Document 1). In this gas circuit breaker, a piston directly connected to the movable contact or a cylinder compresses SF ₆ gas having excellent arc extinguishing properties and insulation properties, and makes the pressure high to flow it to the nozzle portion surrounding the movable contact, The arc generated between the movable contact and the fixed contact is sprayed, the arc is cooled and extinguished, and the breaking performance is obtained.

特開２０１５−４８４８９号公報JP, 2015-48489, A

上記した特許文献１に記載のガス遮断器では、大電流遮断時に、構成必須部材であるアルミ合金製の突起フローガイドにアークが転移する場合がある。このアークの転移によってアルミ蒸気が発生し、アルミ蒸気がアーク接触子間に流入することにより、接触子間の絶縁性能を低下させ、遮断不能を引き起こすことがあった。 In the gas circuit breaker described in Patent Document 1 described above, when a large current is interrupted, the arc may be transferred to the protrusion flow guide made of aluminum alloy, which is an essential member. Due to this arc transfer, aluminum vapor is generated, and the aluminum vapor flows between the arc contacts, which may deteriorate the insulation performance between the contacts and cause interruption.

このような問題に鑑み、本発明では、フローガイドの一部、又は全体を耐弧性の絶縁物とし、又はアルミを超える高溶融点金属材料とすることにより、大電流遮断時における金属材料の溶融を防止または抑制し、アーク接触子間への金属材蒸気の流入を防止または最少化して大電流遮断時の性能を向上させるガス遮断器を提供することを目的とする。 In view of such a problem, in the present invention, a part or the whole of the flow guide is made an arc-resistant insulator, or a high melting point metal material that exceeds aluminum, thereby making An object of the present invention is to provide a gas circuit breaker that prevents or suppresses melting and prevents or minimizes the inflow of metal material vapor between arc contacts to improve the performance at the time of breaking a large current.

本発明のガス遮断器は、消弧性ガスが封入された容器内に対向配置される固定接触子部及び可動接触子部を有し、可動接触子部に、フランジ部を有する中空の操作ロッドと、操作ロッドの内径部に取り付けられる可動アーク接触子と、フランジ部に固定されるピストンと、ピストンに一体化されて固定接触子部方向に突起する突起フローガイドと、フランジ部に取り付けられる可動通電接触子及び絶縁耐弧材料のノズルと、ピストンの外径部に摺動接触するシリンダーと、を有し、開極動作時にピストンとシリンダーによって構成される圧縮室内の容積を縮小して消弧性ガスを圧縮し、発生する高圧ガス流を導いて可動アーク接触子と固定接触子部に備える固定アーク接触子との間に発生しているアークに吹き付け、アークを消滅させて電流を遮断するガス遮断器において、突起フローガイドは、ピストンと同一の素材で形成され、突起フローガイドの先端部に、ＰＴＦＥ、又はＰＴＦＥを主成分として他の絶縁物を充填して成型される耐弧絶縁材料で形成されたフローガイド先端部を備える。本発明の第１のガス遮断器は、消弧性ガスが封入された容器内に対向配置される固定接触子部及び可動接触子部を有し、可動接触子部に、フランジ部を有する中空の操作ロッドと、操作ロッドの内径部に取り付けられる可動アーク接触子と、フランジ部に固定されるピストンと、ピストンに一体化されて固定接触子部方向に突起する突起フローガイドと、フランジ部に取り付けられる可動通電接触子及び絶縁耐弧材料のノズルと、ピストンの外径部に摺動接触するシリンダーと、を有し、開極動作時にピストンとシリンダーによって構成される圧縮室内の容積を縮小して消弧性ガスを圧縮し、発生する高圧ガス流を導いて、可動アーク接触子と固定接触子部に備える固定アーク接触子との間に発生しているアークに吹き付け、アークを消滅させて電流を遮断するものにおいて、突起フローガイドの先端部に、ＰＴＦＥ、又はＰＴＦＥを主成分として他の絶縁物を充填して成型される耐弧絶縁材料、又はアルミの溶融点を超える溶融点を有する金属材料で形成されたフローガイド先端部を備える。 The gas circuit breaker of the present invention has a fixed contact portion and a movable contact portion which are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and the movable contact portion is a hollow operation rod having a flange portion. A movable arc contactor attached to the inner diameter of the operating rod, a piston fixed to the flange, a projection flow guide integrated with the piston and protruding in the direction of the fixed contactor, and a movable arc attached to the flange. It has a current-carrying contactor, a nozzle made of insulating arc-proof material, and a cylinder that makes sliding contact with the outer diameter of the piston. When the contact is opened, the volume of the compression chamber formed by the piston and the cylinder is reduced and the arc is extinguished. Volatile gas is compressed, the generated high-pressure gas flow is guided, and it is sprayed on the arc generated between the movable arc contact and the fixed arc contact provided in the fixed contact part to extinguish the arc and interrupt the current. In the gas circuit breaker, the projection flow guide is formed of the same material as the piston, and the arc-resistant insulating material is formed by filling the tip of the projection flow guide with PTFE or another insulating material containing PTFE as a main component. And a flow guide tip portion formed in. A first gas circuit breaker of the present invention has a fixed contact portion and a movable contact portion that are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and a hollow portion having a flange portion in the movable contact portion. Of the operating rod, the movable arc contactor attached to the inner diameter of the operating rod, the piston fixed to the flange, the projection flow guide that is integrated with the piston and protrudes toward the fixed contactor, and the flange It has a movable energizing contact and a nozzle made of insulating arc resistant material, and a cylinder that slides in contact with the outer diameter of the piston, and reduces the volume of the compression chamber that is composed of the piston and the cylinder during the opening operation. The arc-extinguishing gas is compressed, the generated high-pressure gas flow is guided, and the arc is extinguished by blowing it on the arc generated between the movable arc contact and the fixed arc contact provided in the fixed contact. In the one that cuts off the electric current, it has a melting point exceeding the melting point of PTFE, or an arc resistant insulating material formed by filling PTFE or another insulating material containing PTFE as a main component, or the melting point of aluminum. A flow guide tip portion formed of a metal material is provided.

本発明のガス遮断器は、消弧性ガスが封入された容器内に対向配置される固定接触子部及び可動接触子部を有し、可動接触子部に、フランジ部を有する中空の操作ロッドと、操作ロッドの内径部に取り付けられる可動アーク接触子と、フランジ部に固定されるシリンダー及び可動通電接触子、絶縁耐弧材料のノズルと、シリンダーに一体化されて固定接触子部方向に突起する突起フローガイドと、シリンダーの内径部に摺動接触する外径部を有する固定のピストンと、を有し、開極動作時にピストンとシリンダーによって構成される圧縮室内の容積を縮小して消弧性ガスを圧縮し、発生する高圧ガス流を導いて可動アーク接触子と固定接触子部に備える固定アーク接触子との間に発生しているアークに吹き付け、アークを消滅させて電流を遮断するガス遮断器において、突起フローガイドは、シリンダーと同一の素材で形成され、突起フローガイドの先端部に、ＰＴＦＥ、又はＰＴＦＥを主成分として他の絶縁物を充填して成型される耐弧絶縁材料で形成されたフローガイド先端部を備える。本発明の第２のガス遮断器は、消弧性ガスが封入された容器内に対向配置される固定接触子部及び可動接触子部を有し、可動接触子部に、フランジ部を有する中空の操作ロッドと、操作ロッドの内径部に取り付けられる可動アーク接触子と、フランジ部に固定されるシリンダー及び可動通電接触子、絶縁耐弧材料のノズルと、シリンダーと一体化されて固定接触子部方向に突起する突起フローガイドと、シリンダーの内径部に摺動接触する外径部を有する固定のピストンと、を有し、開極動作時にピストンとシリンダーによって構成される圧縮室内の容積を縮小して消弧性ガスを圧縮し、発生する高圧ガス流を導いて、可動アーク接触子と固定接触子部に備える固定アーク接触子との間に発生しているアークに吹き付け、アークを消滅させて電流を遮断するものにおいて、突起フローガイドの先端部に、ＰＴＦＥ、又はＰＴＦＥを主成分として他の絶縁物を充填して成型される耐弧絶縁材料、又はアルミの溶融点を超える溶融点を有する金属材料で形成されたフローガイド先端部を備える。 The gas circuit breaker of the present invention has a fixed contact portion and a movable contact portion which are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and the movable contact portion is a hollow operation rod having a flange portion. And a movable arc contactor attached to the inner diameter of the operating rod, a cylinder and a movable current contactor fixed to the flange, a nozzle of insulating arc resistant material, and a protrusion in the direction of the fixed contactor integrated with the cylinder. And a fixed piston having an outer diameter portion that makes sliding contact with the inner diameter portion of the cylinder, and reduces the volume of the compression chamber formed by the piston and the cylinder during the opening operation to extinguish the arc. Volatile gas is compressed, the generated high-pressure gas flow is guided, and it is sprayed on the arc generated between the movable arc contact and the fixed arc contact provided in the fixed contact part to extinguish the arc and interrupt the current. In the gas circuit breaker, the protrusion flow guide is formed of the same material as the cylinder, and the arc-resistant insulating material is formed by filling the tip end portion of the protrusion flow guide with PTFE or another insulator containing PTFE as a main component. And a flow guide tip portion formed in. A second gas circuit breaker of the present invention has a fixed contact portion and a movable contact portion that are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and a hollow portion having a flange portion in the movable contact portion. Operating rod, a movable arc contactor attached to the inner diameter of the operating rod, a cylinder and a movable energizing contactor fixed to the flange, a nozzle of insulating arc resistant material, and a fixed contactor integrated with the cylinder. A projection flow guide projecting in the direction and a fixed piston having an outer diameter portion that makes sliding contact with the inner diameter portion of the cylinder, and reduces the volume in the compression chamber formed by the piston and the cylinder during the opening operation. The arc-extinguishing gas is compressed, the generated high-pressure gas flow is guided, and the arc is extinguished by blowing it on the arc generated between the movable arc contact and the fixed arc contact provided in the fixed contact. In the one that cuts off the electric current, it has a melting point exceeding the melting point of PTFE, or an arc resistant insulating material formed by filling PTFE or another insulating material containing PTFE as a main component, or the melting point of aluminum. A flow guide tip portion formed of a metal material is provided.

また、上記した第１及び第２のガス遮断器において、フローガイド先端部が金属材料で形成される場合、金属材料としてＷ−Ｃｕ合金またはスチールが用いられてもよい。また、上記した第１及び第２のガス遮断器において、フローガイド先端部が、突起フローガイドに対して着脱可能であってもよい。 In addition, in the above-described first and second gas circuit breakers, when the tip portion of the flow guide is made of a metal material, a W-Cu alloy or steel may be used as the metal material. Further, in the above-described first and second gas circuit breakers, the tip end portion of the flow guide may be detachable from the protrusion flow guide.

本発明の第３のガス遮断器は、消弧性ガスが封入された容器内に対向配置される固定接触子部及び可動接触子部を有し、可動接触子部に、フランジ部を有する中空の操作ロッドと、操作ロッドの内径部に取り付けられる可動アーク接触子と、フランジ部に固定されるシリンダー及び可動通電接触子、絶縁耐弧材料のノズルと、シリンダーと一体化されて固定接触子部方向に突起する突起フローガイドと、シリンダーの内径部に摺動接触する外径部を有する固定のピストンと、を有し、開極動作時にピストンとシリンダーによって構成される圧縮室内の容積を縮小して消弧性ガスを圧縮し、発生する高圧ガス流を導いて、可動アーク接触子と固定接触子部に備える固定アーク接触子との間に発生しているアークに吹き付け、アークを消滅させて電流を遮断するものにおいて、突起フローガイドは、ＰＴＦＥ、又はＰＴＦＥを主成分として他の絶縁物を充填して成型される耐弧絶縁材料、又はアルミの溶融点を超える溶融点を有する金属材料で形成される。 A third gas circuit breaker of the present invention has a fixed contact portion and a movable contact portion, which are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and a hollow portion having a flange portion in the movable contact portion. Operating rod, a movable arc contactor attached to the inner diameter of the operating rod, a cylinder and a movable energizing contactor fixed to the flange, a nozzle of insulating arc resistant material, and a fixed contactor integrated with the cylinder. A projection flow guide projecting in the direction and a fixed piston having an outer diameter portion that makes sliding contact with the inner diameter portion of the cylinder, and reduces the volume in the compression chamber formed by the piston and the cylinder during the opening operation. The arc-extinguishing gas is compressed, the generated high-pressure gas flow is guided, and the arc is extinguished by blowing it on the arc generated between the movable arc contact and the fixed arc contact provided in the fixed contact. In the one that cuts off the electric current, the projection flow guide is made of PTFE, or an arc-resistant insulating material formed by filling PTFE with another insulating material as a main component, or a metal material having a melting point exceeding the melting point of aluminum. It is formed.

また、上記した第３のガス遮断器において、突起フローガイドが金属材料で形成される場合、金属材料としてＷ−Ｃｕ合金またはスチールが用いられてもよい。また、上記した第３のガス遮断器において、突起フローガイドが、シリンダーに対して着脱可能であってもよい。 In the third gas circuit breaker described above, when the protrusion flow guide is made of a metal material, a W-Cu alloy or steel may be used as the metal material. Further, in the above-described third gas circuit breaker, the protrusion flow guide may be detachable from the cylinder.

本発明によれば、大電流遮断時に、ピストンの突起フローガイドの先端部に設置されるフローガイド先端部からの金属蒸発が防止又は蒸発量が抑制される。これにより、可動アーク接触子と固定アーク接触子との間に金属蒸気が流入することを防止又は極少化し、アーク接触子間の耐電圧性能が向上して、電流ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）によっても絶縁破壊が発生せず、遮断を確実に行うことができる。 According to the present invention, when a large current is interrupted, metal evaporation from the tip of the flow guide installed at the tip of the protrusion flow guide of the piston is prevented or the amount of evaporation is suppressed. This prevents or minimizes the inflow of metal vapor between the movable arc contact and the fixed arc contact, improves the withstand voltage performance between the arc contacts, and improves the high transient applied after the current zero point. Dielectric breakdown does not occur even with the recovery voltage (TRV), and the cutoff can be reliably performed.

参考例に係るガス遮断器の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。It is sectional drawing and the principal part enlarged view which show an example of a structure of the gas circuit breaker which concerns on a reference example. 参考例に係るガス遮断器の作用を示す断面図及び要部拡大図である。It is sectional drawing and the principal part enlarged view which show the effect|action of the gas circuit breaker which concerns on a reference example. 本発明の第１実施形態に係るガス遮断器の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。It is sectional drawing and the principal part enlarged view which show an example of a structure of the gas circuit breaker which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第１実施形態に係るガス遮断器の作用を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing operation of a gas circuit breaker concerning a 1st embodiment. 本発明の第２実施形態に係るガス遮断器の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。It is sectional drawing and the principal part enlarged view which show an example of a structure of the gas circuit breaker which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るガス遮断器の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。It is sectional drawing and the principal part enlarged view which show an example of a structure of the gas circuit breaker which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載する等適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. In addition, in the drawings, in order to describe the embodiment, a part or all of the drawing is schematically illustrated, and a part expressed by changing a scale appropriately is included such that a part is enlarged or emphasized.

本発明の実施形態を説明するに際して、先ず参考例に係るガス遮断器について説明する。図１は、参考例に係るガス遮断器１００の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。図１に示すガス遮断器１００は、いわゆるパッファ型ガス遮断器である。図１では、ガス遮断器１００の消弧室における固定接触子部１と可動接触子部２の構成の一例を示している。また、図１では、中心線の下部半断面が閉極状態を示し、上部半断面が開極状態（遮断動作完了時）を示す。 In describing the embodiments of the present invention, first, a gas circuit breaker according to a reference example will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view and an enlarged view of a main part showing an example of the configuration of a gas circuit breaker 100 according to a reference example. The gas circuit breaker 100 shown in FIG. 1 is a so-called puffer type gas circuit breaker. FIG. 1 shows an example of the configurations of the fixed contactor portion 1 and the movable contactor portion 2 in the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker 100. Further, in FIG. 1, the lower half section of the center line shows the closed state, and the upper half section shows the open state (when the breaking operation is completed).

図１に示すように、ガス遮断器１００は、消弧性ガスが充填された図示されていない密閉容器内に固定接触子部１と可動接触子部２とが対向配置されている。なお、以下、可動接触子部２の位置関係についての説明を簡略化する観点から、可動接触子部２における固定接触子部１側の方向、すなわち図１における左方向を前方、右方向を後方と定義する。 As shown in FIG. 1, in a gas circuit breaker 100, a fixed contact portion 1 and a movable contact portion 2 are arranged opposite to each other in a closed container (not shown) filled with an arc extinguishing gas. In the following, from the viewpoint of simplifying the description of the positional relationship of the movable contactor portion 2, the direction of the fixed contactor portion 1 side of the movable contactor portion 2, that is, the left direction in FIG. It is defined as.

固定接触子部１は、図１に示すように、先端に耐弧片部３aを有する固定アーク接触子３と、この固定アーク接触子３を包囲して配置される指状の固定通電接触子４と、固定通電接触子を包囲するシールド５と、を有している。これら固定アーク接触子３、及び固定通電接触子４、シールド５は、同心円状に配置される。 As shown in FIG. 1, the fixed contactor portion 1 includes a fixed arc contactor 3 having an arc-resistant piece 3a at its tip, and a finger-shaped fixed energizing contactor arranged so as to surround the fixed arc contactor 3. 4 and a shield 5 surrounding the fixed current-carrying contact. The fixed arc contact 3, the fixed energization contact 4, and the shield 5 are arranged concentrically.

可動接触子部２は、図１に示すように、前方に設けられるフランジ部７aと、フランジ部７ａに設けられる複数個のガス流通孔７ｂと、後方に設けられる複数の排気孔７ｃと、内部に設けられるガイド７ｄと、で構成される中空の操作ロッド７を有している。操作ロッド７の先端内径部には、可動アーク接触子８が、ネジ部などにより固定されている。操作ロッド７のフランジ部７ａには、ピストン９が複数のボルトなどにより固定されている。 As shown in FIG. 1, the movable contactor portion 2 includes a flange portion 7a provided on the front side, a plurality of gas flow holes 7b provided on the flange portion 7a, a plurality of exhaust holes 7c provided on the rear side, and an internal portion. And a hollow operation rod 7 composed of a guide 7d provided in the. The movable arc contactor 8 is fixed to the inner diameter portion of the distal end of the operation rod 7 by a screw portion or the like. A piston 9 is fixed to the flange portion 7a of the operation rod 7 with a plurality of bolts or the like.

ピストン９は、操作ロッド７のガス流通孔７ｂと同じ位置に複数のガス流通穴９ｂを有し、かつ、その前方端面に一体構成されて前方に突起する突起フローガイド９ａ、を有する。また、ピストン９の前方端面には、可動通電接触子１０が複数のボルトなどによって固定されている。この可動通電接触子１０により、ＰＴＦＥ（ポリテトラフローラエチレン）など絶縁耐弧性素材で形成されたノズル１１が、ピストン９の前方端面に挟み付けられて固定されている。 The piston 9 has a plurality of gas flow holes 9b at the same positions as the gas flow holes 7b of the operation rod 7, and has a projection flow guide 9a integrally formed on the front end face thereof and protruding forward. The movable energizing contact 10 is fixed to the front end surface of the piston 9 by a plurality of bolts or the like. A nozzle 11 made of an insulating and arc-proof material such as PTFE (polytetrafloraethylene) is sandwiched and fixed to the front end surface of the piston 9 by the movable energizing contact 10.

以上に述べた、操作ロッド７とそのガス流通孔７ｂ、ピストン９とそのピストンのガス流通穴９ｂ、ノズル１１、ピストン９の突起フローガイド９ａ、可動アーク接触子８の部分の拡大図を図１の下部に併記する。 FIG. 1 is an enlarged view of the operation rod 7 and the gas flow hole 7b thereof, the piston 9 and the gas flow hole 9b of the piston, the nozzle 11, the projection flow guide 9a of the piston 9, and the movable arc contactor 8 described above. It is also written below.

図１に示すように、可動アーク接触子８は、その前方部に外径から内径まで貫通する複数の微小間隙により分割される複数の腕部８ｂを有している。腕部８ｂの先端部には腕部８ｂより大外径の耐弧片部８ａを有する。図１に示すように、ピストン９の突起フローガイド９ａは、可動アーク接触子８の外側に同心円状に配置されている。突起フローガイド９ａの外側には、絶縁耐弧性のノズル１１が同心円状に、かつ、適正なガスフロースペースＢを確保して、取り付けられる。 As shown in FIG. 1, the movable arc contactor 8 has a plurality of arms 8b at its front part, which are divided by a plurality of minute gaps penetrating from the outer diameter to the inner diameter. An arc-resistant piece 8a having a larger outer diameter than the arm 8b is provided at the tip of the arm 8b. As shown in FIG. 1, the projection flow guide 9 a of the piston 9 is concentrically arranged outside the movable arc contactor 8. On the outside of the projection flow guide 9a, an insulating arc resistant nozzle 11 is concentrically mounted and an appropriate gas flow space B is secured.

ピストン９の突起フローガイド９ａと、可動アーク接触子８の先端に備える大外径の耐弧片部８ａとでは、ガスフロースペースＢのガス流のスムース化が図られている。図１に示すように、可動アーク接触子８の先端の耐弧片部８ａは、その腕部８ｂより大きい外半径Ｒ８ａで、かつ、曲面はその厚さより大きな曲率半径ｒ８ａに形成されている。また、外側の突起フローガイド９ａの先端部の曲率半径ｒ９ａは、その厚さより大きな値に形成されている。また、上記の構成において、ピストン９の突起フローガイド９ａはピストン９と一体構造であるから、軽量化のため、その素材は主として、アルミ合金などの軽量金属が使用されている。 The projection flow guide 9a of the piston 9 and the large-diameter arc-resistant piece 8a provided at the tip of the movable arc contactor 8 ensure smooth gas flow in the gas flow space B. As shown in FIG. 1, the arc-resistant piece 8a at the tip of the movable arc contact 8 has an outer radius R8a larger than the arm 8b, and the curved surface has a radius of curvature r8a larger than its thickness. Further, the radius of curvature r9a of the tip portion of the outer protrusion flow guide 9a is formed to a value larger than its thickness. Further, in the above configuration, since the projection flow guide 9a of the piston 9 has an integral structure with the piston 9, a lightweight metal such as an aluminum alloy is mainly used as the material for weight reduction.

図１上図の下半分に示す閉極中の状態に開極駆動力が働き、可動接触子部２中の可動部が矢印２２の向きに駆動され、固定アーク接触子３と可動アーク接触子８が開離すると、その間にアークが発生する。この参考例による消弧室では、ピストン９が右方向に駆動され、シリンダー６との間の圧縮室Ａの容積が縮小して圧力が上昇し、圧縮室Ａからの高圧ガス流がノズル１１に導かれ、ノズル１１のスロート部（流路面積最小部）Ｃ付近で最大流速となってアークに吹き付けられ、アークを消滅させることができる。この高圧ガス流は、ノズル１１内に生じるばかりでなく、可動アーク接触子８の内部にも向かい、最終的には操作ロッド７の排気孔７ｃへ流れ、アークの消滅に貢献している。 The opening driving force acts in the closed state shown in the lower half of the upper part of FIG. 1, the movable part in the movable contactor 2 is driven in the direction of arrow 22, and the fixed arc contactor 3 and the movable arc contactor are moved. When 8 is separated, an arc is generated in the meantime. In the arc extinguishing chamber according to this reference example, the piston 9 is driven to the right , the volume of the compression chamber A between the cylinder 6 and the cylinder 6 decreases, and the pressure rises, and the high pressure gas flow from the compression chamber A to the nozzle 11. It is guided and blown to the arc at the maximum flow velocity in the vicinity of the throat portion (minimum passage area) C of the nozzle 11 to extinguish the arc. This high-pressure gas flow not only occurs in the nozzle 11, but also goes to the inside of the movable arc contactor 8 and finally flows to the exhaust hole 7c of the operating rod 7, contributing to the extinction of the arc.

このような参考例によるガス遮断器１００を送電系統に設置し、ガス遮断器１００端子の直近で短絡故障が起こったとき、ガス遮断器１００は系統における１００％の短絡大電流を遮断しなければならない。このような大電流遮断状態の一例を図２に示す。また、図２におけるノズル１１と、固定アーク接触子３及び可動アーク接触子８付近とを拡大して図２の下部に併記する。 When the gas circuit breaker 100 according to such a reference example is installed in a power transmission system and a short circuit failure occurs in the immediate vicinity of the terminal of the gas circuit breaker 100, the gas circuit breaker 100 must block 100% of the short circuit large current in the system. It doesn't happen. An example of such a large current interruption state is shown in FIG. Further, the nozzle 11 in FIG. 2 and the vicinity of the fixed arc contactor 3 and the movable arc contactor 8 are enlarged and shown together in the lower part of FIG.

図２中の拡大図に示すように、大電流の遮断では、固定アーク接触子３の先端の耐弧片部３ａと可動アーク接触子８の先端の耐弧片部８ａとの間にアーク２０が発生する。このアーク２０は、その高温ガスがノズル１１からの流れ２１ａ及び流れ２１ｂによってアーク接触子間（固定アーク接触子３と可動アーク接触子８との間）から除去されるものの、大電流による大きなアークエネルギーのため、ノズル１１内のガスフロースペースＢ内で圧縮室Ａ方向に拡大し、ピストン９の突起フローガイド９ａに接触することがある。 As shown in the enlarged view in FIG. 2, when the large current is interrupted, the arc 20 is provided between the arc-resistant piece 3 a at the tip of the fixed arc contactor 3 and the arc-resistant piece 8 a at the tip of the movable arc contact 8. Occurs. Although the high temperature gas of the arc 20 is removed from between the arc contacts (between the fixed arc contact 3 and the movable arc contact 8) by the flow 21a and the flow 21b from the nozzle 11, a large arc due to a large current is generated. Due to energy, the gas may expand in the gas flow space B in the nozzle 11 in the direction of the compression chamber A and contact the protrusion flow guide 9a of the piston 9.

アーク２０がアルミ合金であるピストン９の突起フローガイド９ａに接すると、そこにアーク２０の一部が転移して、遮断電流の一部が流れ、その部分が溶融し、更に蒸発して、アーク接触子間にアルミ蒸気が流入する。アーク接触子間に流入したアルミ蒸気は、アーク接触子間の耐電圧性能を低下させる。従って、大電流遮断時、アーク接触子間が、ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）に耐えることができなくなり、絶縁破壊が発生して遮断失敗となることがあった。 When the arc 20 comes into contact with the projection flow guide 9a of the piston 9 made of an aluminum alloy, a part of the arc 20 is transferred there, a part of the breaking current flows, the part is melted and further evaporated, Aluminum vapor flows between the contacts. The aluminum vapor flowing between the arc contacts reduces the withstand voltage performance between the arc contacts. Therefore, when a large current is interrupted, the arc contactor cannot withstand the high transient recovery voltage (TRV) applied after the zero point, and dielectric breakdown may occur to cause interruption failure.

［第１実施形態］
以上述べたように、参考例によるガス遮断器１００では、大電流遮断時に、構成必須部材であるアルミ合金製の突起フローガイド９ａにアークが転移して、発生するアルミ蒸気がアーク接触子間に流入し、絶縁性能が低下して、遮断不能を引き起こす可能性がある。このような問題を解決するため、以下に説明する各実施形態では、突起フローガイドの一部、又は全体を耐弧性の絶縁物とし、又はアルミを超える高溶融点金属材料とすることにより、大電流遮断時での金属材料の溶融を防ぎ、又は極少化させ、アーク接触子間への金属材蒸気の流入を最少化して、大電流遮断性能を向上させるようにしている。なお、以下の説明においても、可動接触子部２に関して、図中の左側方向を前方、右側を後方とする。以下の説明において、上記した参考例と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明する。 [First Embodiment]
As described above, in the gas circuit breaker 100 according to the reference example, when a large current is interrupted, the arc is transferred to the protrusion flow guide 9a made of an aluminum alloy, which is an essential component, and the generated aluminum vapor is generated between the arc contacts. It may flow in and reduce the insulation performance, resulting in failure of interruption. In order to solve such a problem, in each of the embodiments described below, a part or the whole of the projection flow guide is made an arc resistant insulator, or a high melting point metal material exceeding aluminum, The metal material is prevented from melting at the time of breaking a large current, or is minimized, and the flow of the metal material vapor between the arc contacts is minimized to improve the large current breaking performance. In addition, also in the following description, regarding the movable contact portion 2, the left side direction in the drawing is the front side and the right side direction is the rear side. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the reference example described above will be assigned the same reference numerals.

図３は、本発明の第１実施形態に係るガス遮断器１０１の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。図３は、ガス遮断器１０１の消弧室の遮断動作途中の状態を示しており、開極が全開極動作行程の約５０％進んだ状態を示している。図３において、固定接触子部１と可動接触子部２は、消弧性のガスが封入された金属性や碍管など、図示されていない密閉容器内に対向配置される。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the gas circuit breaker 101 according to the first embodiment of the present invention and an enlarged view of a main part. FIG. 3 shows a state in which the arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker 101 is in the middle of a shutoff operation, and shows a state in which the opening is advanced by about 50% of the full opening operation stroke. In FIG. 3, the fixed contactor portion 1 and the movable contactor portion 2 are arranged to face each other in a closed container (not shown) such as a metal or porcelain tube in which an arc extinguishing gas is enclosed.

図３において、固定接触子部１は、上記した参考例と同様に、先端に耐弧片部３ａを有する固定アーク接触子３と、その周囲に同心的に配置された固定通電接触子４と、それを包囲するシールド５と、によって構成されている。 In FIG. 3, the fixed contactor portion 1 includes a fixed arc contactor 3 having an arc resistant piece 3a at its tip and a fixed energizing contactor 4 concentrically arranged around the fixed contactor portion 1, as in the above-described reference example. , And a shield 5 surrounding it.

可動接触子部２は、図３に示すように、前方に形成されたフランジ部７ａと、フランジ部７ａに設けられる複数個のガス流通孔７ｂと、後方に設けられた複数の排気孔７ｃと、内部に設けられたガイド７ｄと、を備える中空の操作ロッド７を有している。操作ロッド７の先端内径部には、可動アーク接触子８がネジ部などにより固定され、操作ロッド７と通電可能となっている。フランジ部７ａには、ピストン９が複数のボルトなどにより固定されている。 As shown in FIG. 3, the movable contactor portion 2 includes a flange portion 7a formed in the front, a plurality of gas flow holes 7b provided in the flange portion 7a, and a plurality of exhaust holes 7c provided in the rear. , A hollow operation rod 7 having a guide 7d provided therein. The movable arc contactor 8 is fixed to the inner diameter portion of the distal end of the operation rod 7 by a screw portion or the like, and can be electrically connected to the operation rod 7. A piston 9 is fixed to the flange portion 7a with a plurality of bolts or the like.

ピストン９は、操作ロッド７のガス流通孔７ｂと同じ位置に複数のガス流通穴９ｂを有している。また、ピストン９は、その前方端面に一体構成されて前方に突起する突起フローガイド９ａを有する。突起フローガイド９ａの先端には、ネジなどで固定されるフローガイド先端部９ａ１を有する。フローガイド先端部９ａ１は、突起フローガイド９ａに対して着脱可能である。この突起フローガイド９ａ及びフローガイド先端部９ａ１付近を拡大して図３の下部に併記する。 The piston 9 has a plurality of gas circulation holes 9b at the same positions as the gas circulation holes 7b of the operation rod 7. Further, the piston 9 has a projection flow guide 9a which is integrally formed on the front end surface thereof and projects forward. The tip of the projection flow guide 9a has a flow guide tip portion 9a1 fixed with a screw or the like. The flow guide tip portion 9a1 is attachable to and detachable from the protrusion flow guide 9a. The vicinity of the protrusion flow guide 9a and the flow guide tip portion 9a1 is enlarged and shown together in the lower part of FIG.

図３及びその拡大図において、ピストン９の突起フローガイド９ａの先端にネジなどにより固定されるフローガイド先端部９ａ１の素材は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフローラエチレン）あるいはＰＴＦＥに微量の絶縁物を充填した絶縁耐弧性材料、又はＣｕ−Ｗ合金（銅タングステン合金）の他、スチール材など、アルミの溶融点（約６６０℃）を超える高溶融点の金属材料が用いられる。なお、金属材料はＣｕ−Ｗ合金またはスチール材に限定されず、アルミの溶融点を超える高溶融点の任意の金属材料を用いることができる。 In FIG. 3 and its enlarged view, the material of the flow guide tip portion 9a1 fixed to the tip of the protrusion flow guide 9a of the piston 9 with a screw or the like is PTFE (polytetrafloraethylene) or PTFE filled with a slight amount of an insulator. In addition to the insulating arc resistant material or the Cu-W alloy (copper tungsten alloy), a metal material having a high melting point exceeding the melting point (around 660°C) of aluminum, such as a steel material, is used. The metal material is not limited to the Cu-W alloy or the steel material, and any metal material having a high melting point exceeding the melting point of aluminum can be used.

また、フローガイド先端部９ａ１は、突起フローガイド９ａに対して着脱可能としているが、これに限定されず、突起フローガイド９ａとフローガイド先端部９ａ１とを一体に形成してもよい。また、フローガイド先端部９ａ１の紙面横方向の長さは任意に設定可能である。つまり、フローガイド先端部９ａ１と突起フローガイド９ａとの接続部（着脱部）の紙面横方向の位置は、図３に示す位置に限定されず、任意に設定可能である。例えば、フローガイド先端部９ａ１の紙面横方向の長さを図３に示すフローガイド先端部９ａ１よりも長く設定し、接続部の位置を紙面右方向に設定してもよいし、また、図３に示すフローガイド先端部９ａ１よりも短く設定し、接続部の位置を紙面左方向に設定してもよい。 Further, although the flow guide tip portion 9a1 is attachable to and detachable from the projection flow guide 9a, the present invention is not limited to this, and the projection flow guide 9a and the flow guide tip portion 9a1 may be integrally formed. Further, the length of the flow guide tip portion 9a1 in the lateral direction of the paper surface can be arbitrarily set. That is, the position in the lateral direction of the paper surface of the connection portion (attachment/detachment portion) between the flow guide tip portion 9a1 and the projection flow guide 9a is not limited to the position shown in FIG. 3 and can be set arbitrarily. For example, the length of the flow guide tip portion 9a1 in the lateral direction of the paper surface may be set longer than that of the flow guide tip portion 9a1 shown in FIG. 3, and the position of the connecting portion may be set to the right side of the paper surface. It may be set to be shorter than the flow guide tip portion 9a1 shown in, and the position of the connecting portion may be set to the left in the drawing.

また、図３に示すように、可動アーク接触子８は、上記した参考例と同様に、その前方部に外径から内径まで貫通する複数の微小間隙により分割される複数の腕部８ｂを有し、腕部８ｂの先端部には腕部８ｂより大外径で大曲率半径の耐弧片部８ａを有する。図３に示すように、ピストン９の突起フローガイド９ａは可動アーク接触子８の外側同心円状に配置される。 Further, as shown in FIG. 3, the movable arc contactor 8 has a plurality of arm portions 8b, which are divided by a plurality of minute gaps penetrating from the outer diameter to the inner diameter, in the front portion thereof, as in the above-described reference example. However, the tip of the arm portion 8b has an arc-proof piece portion 8a having a larger outer diameter and a larger radius of curvature than the arm portion 8b. As shown in FIG. 3, the protrusion flow guide 9 a of the piston 9 is arranged on the outer side of the movable arc contactor 8 concentrically.

また、ピストン９の前方端面には、可動通電接触子１０が複数のボルトなどによって固定されている。この可動通電接触子１０により、ＰＴＦＥ（ポリテトラフローラエチレン）などで形成された絶縁耐弧性素材のノズル１１が、突起フローガイド９ａの外側でかつ同心円状に、ピストン９に挟み付けられて固定されている。 The movable energizing contact 10 is fixed to the front end surface of the piston 9 by a plurality of bolts or the like. With this movable energizing contact 10, a nozzle 11 made of an insulating arc resistant material such as PTFE (polytetrafloraethylene) is sandwiched and fixed to the piston 9 outside the projection flow guide 9a and concentrically. Has been done.

この突起フローガイド９ａ及びフローガイド先端部９ａ１と、それを包囲するノズル１１との間隔空間は、上記した参考例と同様に、スムースなガスの流れを可能とするガスフロースペースＢとして確保される。また、図３の構成において、ピストン９には、軽量化を図って、アルミ合金などの軽量金属の素材が使用され、ピストン９と一体である突起フローガイド９ａに関しても、アルミ合金などの軽量金属が使用される。 The space between the projection flow guide 9a and the flow guide tip portion 9a1 and the nozzle 11 surrounding the projection flow guide 9a is secured as a gas flow space B that enables a smooth gas flow, as in the above-described reference example. .. Further, in the configuration of FIG. 3, a lightweight metal material such as an aluminum alloy is used for the piston 9, and the protrusion flow guide 9a integrated with the piston 9 is also made of a lightweight metal such as an aluminum alloy. Is used.

ピストン９のフローガイド先端部９ａ１及び可動アーク接触子８の先端では、図３の拡大図に示すように、耐弧片部８ａの外半径Ｒ８ａを、その後方の腕部８ｂに比べ大きくし、かつ、その曲率半径ｒ８ａも、その厚さと同等又はより大きくして、かつフローガイド先端部９ａ１の先端の曲率半径ｒ９ａも先端部の厚さより大きくすることにより、ガスフロースペースＢの先端部におけるガス流のスムース化を図っている。 At the tip of the flow guide tip portion 9a1 of the piston 9 and the tip of the movable arc contactor 8, as shown in the enlarged view of FIG. 3, the outer radius R8a of the arc resistant piece portion 8a is made larger than that of the rear arm portion 8b, The radius of curvature r8a is equal to or larger than the thickness thereof, and the radius of curvature r9a of the tip of the flow guide tip 9a1 is also larger than the thickness of the tip, so that the gas at the tip of the gas flow space B is We are trying to make the flow smooth.

図３は、図示されない開極駆動力によって、本第１実施形態における可動接触子部２のピストン９などの可動部に開極駆動力が矢印２２の向きに働き、固定アーク接触子３と可動アーク接触子８とが全開極行程の約５０％開離した開極動作途中の状態を示している。 In FIG. 3, an opening driving force (not shown) acts on the movable portion such as the piston 9 of the movable contact portion 2 in the first embodiment in the direction of the arrow 22 to move the stationary arc contact 3 and the movable portion. It shows a state in which the arc contactor 8 is separated by about 50% of the full opening stroke and is in the middle of the opening operation.

以上のように構成されたガス遮断器１０１の作用について説明する。電流を遮断する状態では、参考例の作用を示す図２と同様、アーク接触子間（固定アーク接触子３と可動アーク接触子８との間）にアーク２０（図４参照）が発生する。第１実施形態による消弧室では、上記した参考例と同じく、ピストン９が右方向に駆動され、シリンダー６との間の圧縮室Ａの容積が縮小して圧力が上昇し、圧縮室Ａからの高圧ガス流がノズル１１に導かれ、ノズル１１のスロート部（流路面積最小部）Ｃ付近で最大流速となってアーク２０に吹き付けられ、アーク２０を消滅させることができる。この高圧ガス流は、ノズル１１内に生じるばかりでなく、可動アーク接触子８の内部にも向かって流れて操作ロッド７の排気孔７ｃから排出され、アーク２０の消滅に貢献している。 The operation of the gas circuit breaker 101 configured as above will be described. In the state in which the current is cut off, an arc 20 (see FIG. 4) is generated between the arc contactors (between the fixed arc contactor 3 and the movable arc contactor 8) as in FIG. 2 showing the action of the reference example. In the arc-extinguishing chamber according to the first embodiment, the piston 9 is driven rightward as in the above-described reference example, the volume of the compression chamber A between the piston 6 and the cylinder 6 is reduced, and the pressure is increased. Of the high pressure gas is guided to the nozzle 11 and reaches the maximum flow velocity in the vicinity of the throat portion (minimum portion of the flow path area) C of the nozzle 11 and is blown to the arc 20 to extinguish the arc 20. This high-pressure gas flow not only occurs in the nozzle 11, but also flows toward the inside of the movable arc contactor 8 and is discharged from the exhaust hole 7c of the operating rod 7, thus contributing to the extinction of the arc 20.

図３に示す第１実施形態における大電流遮断状態の一例におけるノズル１１とアーク接触子付近を拡大して図４に示す。図４は、第１実施形態に係るガス遮断器１０１の作用を示す拡大断面図である。図４に示すように、大電流を遮断するとき、固定アーク接触子３の先端の耐弧片部３ａと、可動アーク接触子８の先端の耐弧片部８ａとの間に発生している大電流アーク２０は、その高温ガスがノズル１１からの流れ２１ａと、流れ２１ｂによってアーク接触子間から除去されるものの、大電流による大きなアークエネルギーのため、ノズル１１内のガスフロースペースＢ内で圧縮室Ａ方向に拡大し、ピストン９の突起フローガイド９ａの先端に位置するフローガイド先端部９ａ１に接触することがある。 FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the nozzle 11 and the arc contactor in the example of the large current interruption state in the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the operation of the gas circuit breaker 101 according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, when a large current is interrupted, it occurs between the arc resistant piece 3a at the tip of the fixed arc contactor 3 and the arc resistant piece 8a at the tip of the movable arc contact 8. The high-current arc 20 has its high-temperature gas removed from between the arc contacts by the flow 21a and the flow 21b from the nozzle 11, but due to the large arc energy due to the large current, in the gas flow space B in the nozzle 11. It may expand in the direction of the compression chamber A and come into contact with the flow guide tip portion 9a1 located at the tip of the projection flow guide 9a of the piston 9.

第１実施形態では、前述のように、フローガイド先端部９ａ１が絶縁耐弧性のＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを主成分とする他の耐弧絶縁物との混合成型物、又はＣｕ−Ｗ（銅タングステン合金)や、スチール材などアルミの溶融点を超える高溶融点材料で構成されている。絶縁耐弧性のＰＴＦＥ系材料で構成される場合には、図４に示すように、アーク２０がフローガイド先端部９ａ１に接触したとしても、そこから低溶融点の金属材料の蒸気が発生することはなく、アーク接触子間に金属蒸気が流入することはない。 In the first embodiment, as described above, the flow guide tip portion 9a1 is a mixed molded product of insulation arc-resistant PTFE or another arc-resistant insulation material containing PTFE as a main component, or Cu-W (copper tungsten alloy). ) Or a high melting point material that exceeds the melting point of aluminum such as steel. When the insulating arc-resistant PTFE-based material is used, as shown in FIG. 4, even if the arc 20 contacts the tip portion 9a1 of the flow guide, vapor of the metal material having a low melting point is generated from the arc 20. No metal vapor flows between the arc contacts.

また、フローガイド先端部９ａ１がアルミの溶融点を超える高溶融点の金属材料で構成される場合には、図４に示すように、アーク２０がフローガイド先端部９ａ１に接触したとしても、アーク２０による金属蒸気の発生量は抑えられ、アーク接触子間に流入する金属蒸気量は極少に抑制される。 If the flow guide tip 9a1 is made of a metal material having a high melting point exceeding the melting point of aluminum, even if the arc 20 contacts the flow guide tip 9a1 as shown in FIG. The amount of metal vapor generated by 20 is suppressed, and the amount of metal vapor flowing between the arc contacts is suppressed to a minimum.

以下に示す表１では、第１実施形態について、ＪＥＣ規格における１００％短絡条件での試験結果の一例を参考例と比較して示す。 Table 1 below shows an example of the test results of the first embodiment under the 100% short-circuit condition according to the JEC standard, in comparison with a reference example.

（評価結果）
表１に示すように、上記した参考例は、過渡回復電圧（ＴＲＶ）ピークの７７．３％で絶縁破壊が生じたのに対し、第１実施形態では、過渡回復電圧（ＴＲＶ）ピークをクリアして遮断が成功したことを確認した。これにより、上記のように、アーク接触子間への金属蒸気の流入が防止されるか、又は極少化され、アーク接触子間の耐電圧性能が向上して、電流ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）によっても絶縁破壊が発生せず、遮断を確実に行うことができることが確認された。 (Evaluation results)
As shown in Table 1, in the reference example described above, dielectric breakdown occurred at 77.3% of the transient recovery voltage (TRV) peak, whereas in the first embodiment, the transient recovery voltage (TRV) peak was cleared. And confirmed that the blocking was successful. Thereby, as described above, the inflow of metal vapor between the arc contacts is prevented or minimized, the withstand voltage performance between the arc contacts is improved, and the high voltage applied after the current zero point is high. It was confirmed that the breakdown can be surely performed without causing dielectric breakdown even by the transient recovery voltage (TRV).

このように第１実施形態によれば、フローガイド先端部９ａ１がＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを主成分とする他の耐弧絶縁物との混合成型物、又はＣｕ−Ｗ（銅タングステン合金）や、スチール材などアルミの溶融点を超える高溶融点材料で構成されているので、大電流遮断時に、ピストン９の突起フローガイド９ａの先端部に設置されるフローガイド先端部９ａ１からの金属蒸気の発生が防止される、又は蒸気の発生量が抑制される。これにより、アーク接触子間への金属蒸気の流入が防止されるか、又は極少化されるため、アーク接触子間の耐電圧性能が向上し、電流ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）によっても絶縁破壊が発生せず、遮断を確実に行うことができる。すなわち、小型かつ簡単な構造で製造コストを抑えることができ、かつ、遮断性能に優れるガス遮断器を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, the flow guide tip portion 9a1 is a mixed molded product of PTFE or another arc resistant insulating material containing PTFE as a main component, or Cu-W (copper tungsten alloy) or a steel material. Since it is composed of a high melting point material that exceeds the melting point of aluminum, the generation of metal vapor from the flow guide tip 9a1 installed at the tip of the projection flow guide 9a of the piston 9 is prevented when a large current is interrupted. Or the amount of steam generated is suppressed. As a result, the inflow of metal vapor between the arc contacts is prevented or minimized, so the withstand voltage performance between the arc contacts is improved, and the high transient recovery voltage ( TRV) does not cause dielectric breakdown, so that the disconnection can be reliably performed. That is, it is possible to provide a gas circuit breaker that has a small and simple structure, can reduce the manufacturing cost, and is excellent in the breaking performance.

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るガス遮断器１０２の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。なお、以下の説明においても、可動接触子部２に関して、図中の左側方向を前方、右側を後方とする。以下の説明において、上記した参考例及び第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化している。図５は、第２実施形態におけるガス遮断器１０２の消弧室を示している。図５の上図では、中心線より下半分が閉極中（閉極動作終了時）の状態を示し、上半分が開極中（開極動作終了時）の状態を示している。 [Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the gas circuit breaker 102 according to the second embodiment of the present invention and an enlarged view of a main part. In addition, also in the following description, regarding the movable contact portion 2, the left side direction in the drawing is the front side and the right side direction is the rear side. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described reference example and the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted or simplified. FIG. 5 shows an arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker 102 according to the second embodiment. In the upper diagram of FIG. 5, the lower half of the center line shows the state during closing (when closing operation ends), and the upper half shows the state during opening (end of opening operation).

図５に示すように、第２実施形態では、シリンダー６が操作ロッド７のフランジ部７ａにボルトなどにより締結されている。シリンダー６の前方の端面には、可動通電接触子１０が複数のボルトなどによって固定されている。可動通電接触子１０により、ＰＴＦＥ（ポリテトラフローラエチレン）など絶縁耐弧性素材のノズル１１が、シリンダー６に挟み付けられて固定されている。 As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the cylinder 6 is fastened to the flange portion 7a of the operation rod 7 with a bolt or the like. On the front end surface of the cylinder 6, the movable energizing contact 10 is fixed by a plurality of bolts or the like. A nozzle 11 made of an insulating arc resistant material such as PTFE (polytetrafluoroethylene) is sandwiched and fixed to the cylinder 6 by the movable energizing contact 10.

図５の下図は、操作ロッド７と、ノズル１１と、シリンダー６の突起フローガイド６ａと、フローガイド先端部６ａ１と、可動アーク接触子８とを含んだ部分を拡大して示している。図３の拡大図から分かるように、シリンダー６の先端面部にはシリンダー６と一体化した突起フローガイド６ａが設けられる。突起フローガイド６ａの先端部には、フローガイド先端部６ａ１がネジなどにより固定されている。フローガイド先端部６ａ１は、突起フローガイド６ａに対して着脱可能である。 The lower diagram of FIG. 5 shows an enlarged view of a portion including the operation rod 7, the nozzle 11, the protrusion flow guide 6 a of the cylinder 6 , the flow guide tip portion 6 a 1, and the movable arc contactor 8. .. As can be seen from the enlarged view of FIG. 3, a projection flow guide 6 a integrated with the cylinder 6 is provided on the tip end surface portion of the cylinder 6. A flow guide tip 6a1 is fixed to the tip of the projection flow guide 6a with a screw or the like. The flow guide tip portion 6a1 is attachable to and detachable from the protrusion flow guide 6a.

また、フローガイド先端部６ａ１は、突起フローガイド６ａに対して着脱可能としているが、これに限定されず、突起フローガイド６ａとフローガイド先端部６ａ１とを一体に形成してもよい。また、フローガイド先端部６ａ１の紙面横方向の長さは、任意に設定可能である。つまり、フローガイド先端部６ａ１と突起フローガイド６ａとの接続部（着脱部）の紙面横方向の位置は、図５に示す位置に限定されず、任意に設定可能である。例えば、フローガイド先端部６ａ１の紙面横方向の長さを図５に示すフローガイド先端部６ａ１よりも長く設定し、接続部の位置を紙面右方向に設定してもよいし、また、フローガイド先端部６ａ１の紙面横方向の長さを図５に示すフローガイド先端部６ａ１よりも短く設定し、接続部の位置を紙面左方向に設定してもよい。 Further, although the flow guide tip portion 6a1 is attachable to and detachable from the projection flow guide 6a, the present invention is not limited to this, and the projection flow guide 6a and the flow guide tip portion 6a1 may be integrally formed. Further, the length of the flow guide tip portion 6a1 in the lateral direction of the paper surface can be arbitrarily set. That is, the position of the connecting portion (attaching/detaching portion) between the flow guide tip portion 6a1 and the protrusion flow guide 6a in the lateral direction of the drawing is not limited to the position shown in FIG. 5 and can be set arbitrarily. For example, the length of the flow guide tip portion 6a1 in the lateral direction of the paper surface may be set longer than that of the flow guide tip portion 6a1 shown in FIG. 5, and the position of the connecting portion may be set to the right side of the paper surface. The length of the front end portion 6a1 in the horizontal direction of the paper surface may be set shorter than that of the flow guide front end portion 6a1 shown in FIG. 5, and the position of the connecting portion may be set to the left side of the paper surface.

フローガイド先端部６ａ１の素材は、第１実施形態と同様に、ＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを主素材として他の絶縁耐弧性物質を充填させた材料、又は、アルミの溶融点を超える高溶融点の金属材料が用いられる。なお、第２実施形態においても絶縁耐弧性のノズル１１が同心円状に、且つ適正なガスフロースペースＢを確保して、取り付けられることは第１実施形態と同様である。 Similar to the first embodiment, the material of the flow guide tip portion 6a1 is made of PTFE or a material in which PTFE is the main material and is filled with another insulating arc resistant material, or a metal having a high melting point exceeding the melting point of aluminum. Material is used. In the second embodiment as well, the insulating arc resistant nozzle 11 is concentrically mounted and secured with an appropriate gas flow space B, as in the first embodiment.

以上のように構成されたガス遮断器１０２の作用について説明する。電流を遮断する状態では、第１実施形態と同様、アーク接触子間（固定アーク接触子３と可動アーク接触子８との間）にアーク２０（図４参照）が発生する。第２実施形態による消弧室では、開極時にシリンダー６が操作ロッド７を介して、図示しない駆動力により図５における右方向に駆動される。これにより、シリンダー６と、固定のピストン９とによって構成される圧縮室Ａの容積が縮小されてガスが圧縮され、高圧ガス流がガスフロースペースＢを介してノズルスロート部Ｃ（図３参照）に導かれてアーク２０を冷却し、電流遮断が達成される。 The operation of the gas circuit breaker 102 configured as above will be described. In the state where the current is cut off, the arc 20 (see FIG. 4) is generated between the arc contacts (between the fixed arc contact 3 and the movable arc contact 8) as in the first embodiment. In the arc-extinguishing chamber according to the second embodiment, the cylinder 6 is driven rightward in FIG. 5 by the driving force (not shown) via the operating rod 7 when the contact is opened. As a result, the volume of the compression chamber A constituted by the cylinder 6 and the fixed piston 9 is reduced and the gas is compressed, and the high pressure gas flow passes through the gas flow space B and the nozzle throat portion C (see FIG. 3). Is guided to cool the arc 20 and a current interruption is achieved.

このとき、アーク２０が拡大してフローガイド先端部６ａ１に接触した場合でも、フローガイド先端部６ａ１がＰＴＦＥ等で構成されているので、フローガイド先端部６ａ１から金属材料の蒸気が発生することはなく、または、金属蒸気の発生量は抑えられ、アーク接触子間への金属蒸気の流入を防止、又は極少化する点は第１実施形態と同様である。 At this time, even if the arc 20 expands and comes into contact with the flow guide tip 6a1, since the flow guide tip 6a1 is made of PTFE or the like, vapor of the metal material is not generated from the flow guide tip 6a1. It is the same as the first embodiment in that there is no metal vapor, or the amount of metal vapor generated is suppressed, and the flow of metal vapor between the arc contacts is prevented or minimized.

このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、フローガイド先端部６ａ１がＰＴＦＥ等で構成されているので、大電流遮断時にフローガイド先端部６ａ１からの金属蒸気の発生が防止される、又は蒸気の発生量が抑制される。これにより、アーク接触子間の耐電圧性能が向上し、電流ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）によっても絶縁破壊が発生せず、遮断を確実に行うことができる。すなわち、小型かつ簡単な構造で製造コストを抑えることができ、かつ、遮断性能に優れるガス遮断器を提供することができる。また、第２実施形態は固定のピストン９を使用するので、ピストン９の駆動機構が不要となり、コストの上昇を抑えることができる。 As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, since the flow guide tip 6a1 is made of PTFE or the like, metal vapor is not generated from the flow guide tip 6a1 when a large current is interrupted. It is prevented or the amount of steam generated is suppressed. As a result, the withstand voltage performance between the arc contacts is improved, and dielectric breakdown does not occur even with a high transient recovery voltage (TRV) applied after the current zero point, and it is possible to reliably perform interruption. That is, it is possible to provide a gas circuit breaker that has a small and simple structure, can reduce the manufacturing cost, and is excellent in the breaking performance. Further, in the second embodiment, since the fixed piston 9 is used, the drive mechanism of the piston 9 is unnecessary, and the cost increase can be suppressed.

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係るガス遮断器１０３の構成の一例を示す断面図及び要部拡大図である。なお、以下の説明においても、可動接触子部２に関して、図中の左側方向を前方、右側を後方とする。以下の説明において、上記した参考例及び第１、第２実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化している。図６は、第３実施形態におけるガス遮断器１０３の消弧室を示している。図６の上図では、中心線より下半分が閉極中（閉極動作終了時）の状態を示し、上半分が開極中（開極動作終了時）の状態を示している。また、図６の下図は、要部を拡大した図である。 [Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the gas circuit breaker 103 according to the third embodiment of the present invention and an enlarged view of a main part. In addition, also in the following description, regarding the movable contact portion 2, the left side direction in the drawing is the front side and the right side direction is the rear side. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described reference example and the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified. FIG. 6 shows an arc extinguishing chamber of the gas circuit breaker 103 according to the third embodiment. In the upper diagram of FIG. 6, the lower half of the center line shows the state during closing (when closing operation ends), and the upper half shows the state during opening (end of opening operation). Further, the lower diagram of FIG. 6 is an enlarged view of the main part.

図６に示すように、第３実施形態では、可動アーク接触子８が、第２実施形態と同様に、操作ロッド７の内径部にネジ止めなどの方法で固定され、操作ロッド７と通電可能に接触されている。ただし、第２実施形態と異なり、シリンダー６と別部品として分離された突起フローガイド１２が、可動アーク接触子８の外径部のネジによって固定され、可動アーク接触子８と同様、操作ロッド７と通電可能に接触されている。その他の構成については第２実施形態と同様であるため説明を省略する。 As shown in FIG. 6, in the third embodiment, as in the second embodiment, the movable arc contactor 8 is fixed to the inner diameter portion of the operation rod 7 by a method such as screwing and can be electrically connected to the operation rod 7. Have been touched. However, unlike the second embodiment, the protrusion flow guide 12 separated as a separate component from the cylinder 6 is fixed by a screw on the outer diameter portion of the movable arc contactor 8, and like the movable arc contactor 8, the operation rod 7 is provided. It is contacted so that it can be energized. The other configurations are similar to those of the second embodiment, and therefore the description thereof is omitted.

突起フローガイド１２は、シリンダー７に対して着脱可能である。ただし、突起フローガイド１２は、シリンダー７に対して着脱可能であることに限定されず、突起フローガイド１２とシリンダー７とを一体に形成してもよい。突起フローガイド１２の素材は、第１及び第２実施形態と同様に、ＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを主素材として他の絶縁耐弧性物質を充填させた材料、又は、アルミの溶融点を超える高溶融点の金属材料が用いられる。なお、第３実施形態においても絶縁耐弧性のノズル１１が同心円状に、且つ適正なガスフロースペースＢを確保して取り付けられることは第１及び第２実施形態と同様である。 The protrusion flow guide 12 is attachable to and detachable from the cylinder 7. However, the protrusion flow guide 12 is not limited to being attachable to and detachable from the cylinder 7, and the protrusion flow guide 12 and the cylinder 7 may be integrally formed. As with the first and second embodiments, the material of the projection flow guide 12 is PTFE or a material in which PTFE is the main material and is filled with another insulating arc resistant material, or a high melting point exceeding the melting point of aluminum. The metal material of is used. In the third embodiment as well, the insulating arc resistant nozzle 11 is concentrically attached and secured with an appropriate gas flow space B, as in the first and second embodiments.

以上のように構成されたガス遮断器１０３の作用について説明する。電流を遮断する状態では、第１及び第２実施形態と同様、アーク接触子間（固定アーク接触子３と可動アーク接触子８との間）にアーク２０（図４参照）が発生する。第３実施形態による消弧室では、第２実施形態と同様、開極時にシリンダー６が操作ロッド７を介して、図示しない駆動力により図５における右方向に駆動される。これにより、シリンダー６と、固定のピストン９とによって構成される圧縮室Ａの容積が縮小されてガスが圧縮され、高圧ガス流がガスフロースペースＢを介してノズルスロート部Ｃ（図３参照）に導かれてアーク２０を冷却し、電流遮断が達成される。 The operation of the gas circuit breaker 103 configured as above will be described. In the state where the electric current is cut off, the arc 20 (see FIG. 4) is generated between the arc contacts (between the fixed arc contact 3 and the movable arc contact 8) as in the first and second embodiments. In the arc-extinguishing chamber according to the third embodiment, similarly to the second embodiment, the cylinder 6 is driven rightward in FIG. 5 by the driving force (not shown) via the operating rod 7 when the contact is opened. As a result, the volume of the compression chamber A constituted by the cylinder 6 and the fixed piston 9 is reduced and the gas is compressed, and the high pressure gas flow passes through the gas flow space B and the nozzle throat portion C (see FIG. 3). Is guided to cool the arc 20 and a current interruption is achieved.

このとき、アーク２０が拡大して突起フローガイド１２の先端部に接触した場合でも、突起フローガイド１２がＰＴＦＥ等で構成されているので、突起フローガイド１２の先端部から金属材料の蒸気が発生することはなく、または、金属蒸気の発生量は抑えられ、アーク接触子間への金属蒸気の流入を防止、又は極少化する点は第１及び第２実施形態と同様である。 At this time, even if the arc 20 expands and comes into contact with the tip of the projection flow guide 12, since the projection flow guide 12 is made of PTFE or the like, vapor of the metal material is generated from the tip of the projection flow guide 12. In the same manner as in the first and second embodiments, there is no need to do so, or the generation amount of metal vapor is suppressed, and the flow of metal vapor between the arc contacts is prevented or minimized.

このように、第３実施形態によれば、突起フローガイド１２がＰＴＦＥ等で構成されているので、大電流遮断時に突起フローガイド１２の先端部から金属蒸気の発生が防止される、又は蒸気の発生量が抑制される。これにより、第１及び第２実施形態と同様、アーク接触子間の耐電圧性能が向上し、電流ゼロ点後に印加される高い過渡回復電圧（ＴＲＶ）によっても絶縁破壊が発生せず、遮断を確実に行うことができる。すなわち、小型かつ簡単な構造で製造コストを抑えることができ、かつ、遮断性能に優れるガス遮断器を提供することができる。また、第３実施形態は固定のピストン９を使用するので、第２実施形態と同様、ピストン９の駆動機構が不要となり、コストの上昇を抑えることができる。 As described above, according to the third embodiment, since the projection flow guide 12 is made of PTFE or the like, generation of metal vapor is prevented from the tip portion of the projection flow guide 12 when a large current is interrupted, or vapor of vapor is prevented. The generation amount is suppressed. As a result, similarly to the first and second embodiments, the withstand voltage performance between the arc contacts is improved, and even if the high transient recovery voltage (TRV) applied after the current zero point does not cause dielectric breakdown, the interruption is prevented. It can be done reliably. That is, it is possible to provide a gas circuit breaker that has a small and simple structure, can reduce the manufacturing cost, and is excellent in the breaking performance. In addition, since the fixed piston 9 is used in the third embodiment, the drive mechanism for the piston 9 is not required, and the cost increase can be suppressed, as in the second embodiment.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments. For example, one or more of the requirements described in the above embodiments may be omitted. Further, the requirements described in the above embodiments can be appropriately combined.

１・・・固定接触子部
２・・・可動接触子部
３・・・固定アーク接触子
３ａ・・・耐弧片部
４・・・固定通電接触子
５・・・シールド
６・・・固定シリンダー
６ａ・・・突起フローガイド
６ａ１・・・フローガイド先端部
７・・・操作ロッド
７ａ・・・フランジ部
７ｂ・・・ガス流通孔
７ｃ・・・排気孔
７ｄ・・・ガイド
８・・・可動アーク接触子
８ａ・・・耐弧片部
８ｂ・・・腕部
９・・・ピストン
９ａ・・・突起フローガイド
９ａ１・・・フローガイド先端部
９ｂ・・・ガス流通孔
１０・・・可動通電接触子
１１・・・ノズル
１２・・・突起フローガイド
２０・・・アーク
２１ａ・・・ガス流
２１ｂ・・・ガス流
２２・・・開極駆動力の向き
Ａ・・・圧縮室
Ｂ・・・ガスフロースペース
Ｃ・・・ノズルスロート部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fixed contact part 2... Movable contact part 3... Fixed arc contact 3a... Arc resistant piece 4... Fixed energizing contact 5... Shield 6... Fixed Cylinder 6a...Protrusion flow guide 6a1...Flow guide tip 7...Operation rod 7a...Flange 7b...Gas flow hole 7c...Exhaust hole 7d...Guide 8... Movable arc contactor 8a... Arc resistant piece 8b... Arm 9... Piston 9a... Projection flow guide 9a1... Flow guide tip 9b... Gas flow hole 10... Movable Energizing contact 11... Nozzle 12... Protrusion flow guide 20... Arc 21a... Gas flow 21b... Gas flow 22... Direction of opening drive force A... Compression chamber B... ..Gas flow space C... Nozzle throat part

Claims

A hollow operation rod having a fixed contact portion and a movable contact portion that are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and the movable contact portion has a flange portion, and an inner diameter of the operation rod. Movable arc contactor attached to the flange portion, a piston fixed to the flange portion, a projection flow guide integrated with the piston and protruding toward the fixed contact portion, and a movable energizing contact attached to the flange portion. Having a child and a nozzle made of an insulating arc-proof material, and a cylinder that makes sliding contact with the outer diameter portion of the piston, and reduces the volume of the compression chamber formed by the piston and the cylinder during the opening operation to reduce the volume. the arc gas is compressed, blown to an arc occurring between the fixed arcing contact which direct the high pressure gas flow generated provided before Symbol the fixed contact terminal portion and the movable arcing contact, so extinguish the arc In the gas circuit breaker that cuts off the current,
The protrusion flow guide is formed of the same material as the piston,
The tip portion of the projection flow guide comprises PTFE, or other flow guide tip formed an insulator with arc-proof insulating materials to be molded by filling the main component of the PTFE, the gas circuit breaker.

A hollow operation rod having a fixed contact portion and a movable contact portion that are arranged to face each other in a container in which an arc extinguishing gas is sealed, and the movable contact portion has a flange portion, and an inner diameter of the operation rod. Part, a movable arc contactor attached to the flange, a cylinder fixed to the flange part, a movable energizing contactor, a nozzle made of an insulating arc resistant material, and a projection flow that is integrated with the cylinder and protrudes toward the fixed contact part. A guide and a fixed piston having an outer diameter portion that makes sliding contact with the inner diameter portion of the cylinder, and reduce the volume of the compression chamber formed by the piston and the cylinder during the opening operation to extinguish the arc. compressing the sex gas, blown to the arc that is generated between the fixed arcing contact provided on the fixed contact terminal portion and the front Symbol movable arcing contact direct the high pressure gas flow generated current so extinguish the arc In the gas circuit breaker that shuts off
The protrusion flow guide is formed of the same material as the cylinder,
The tip portion of the projection flow guide comprises PTFE, or other flow guide tip formed an insulator with arc-proof insulating materials to be molded by filling the main component of the PTFE, the gas circuit breaker.

The flow guide tip is detachable from the projection flow guide, the gas breaker according to claim 1 or claim 2.