JP2004119344A

JP2004119344A - Gas circuit breaker

Info

Publication number: JP2004119344A
Application number: JP2002285076A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Yoshida; 吉田　大輔; Haruhiko Kayama; 香山　治彦; Hiromoto Ito; 伊藤　弘基; Norimitsu Kato; 加藤　紀光
Original assignee: Toshiba Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】ガス遮断器において、高い遮断性能を有する消弧室を得る。
【解決手段】接点間に発生するアークエネルギーをピストンロッド中空部から熱パッファ室へ取り込む逆止弁を設置し、上記ピストンロッドから外部ガス空間にガスを排出するための流路形成を遮断動作の後期に限定することで、電流ゼロ点における熱パッファ室内の圧力を高め、かつ熱パッファ室へのガス流入経路を複数にすることで、常温ガスと混合されて温度の下がったガスを電流ゼロ点でアークに吹き付け、発生したアークを消弧する。
【選択図】　　　　図１An arc extinguishing chamber having high shutoff performance is obtained in a gas circuit breaker.
A check valve is provided for taking arc energy generated between contacts from a hollow portion of a piston rod into a thermal puffer chamber, and a flow path for discharging gas from the piston rod to an external gas space is cut off. By limiting to the latter period, the pressure inside the thermal puffer chamber at the zero current point is increased, and the number of gas inflow paths to the thermal puffer chamber is increased, so that the gas that has been mixed with the room temperature gas and whose temperature has dropped can be reduced to the zero current point. To blow the arc and extinguish the generated arc.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス遮断器に関するものであり、さらに詳しくは単一圧力式ガス遮断器の消弧室の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧送電系統において主に用いられている単一圧力式ガス遮断器は、消弧性ガスで満たされた容器内にあるガスを機械的な力によって圧縮して、それを接点間に発生するアークに吹き付けて消弧する機械パッファ方式が主流である。
最近この機械パッファ方式に、接点間に発生するアークエネルギーを取り込むことによって、吹き付けるガスの圧力を高めた熱パッファ方式を併用するガス遮断器が実用化されている。
【０００３】
図７および図８は、下記の
【特許文献１】の欄に記載した特公平７−１０９７４４号公報に示された上記機械パッファ・熱パッファ併用形ガス遮断器の消弧室の構造を示す断面図である。ここで図７はガス遮断器の閉路状態を示し、図８は開路状態を表している。
【０００４】
図７および図８において、熱パッファ・機械パッファ併用形の消弧室は、消弧性ガスで満たされた容器２３中に固定接触子２０、可動接触子２１、可動接触子支持部２２が同一軸線上に配置されて構成されている。
【０００５】
固定接触子２０は固定アークコンタクト１とその周囲に配置された固定通電コンタクト２から構成されている。
可動接触子２１は、中空のピストンロッド８と、ピストンロッド８の先端部に接続された中空の可動アークコンタクト４と、可動アークコンタクト４の周囲に配置され一端がピストンロッド８に機械的に固着されもう一端が可動通電コンタクト５と機械的・電気的に固着されているパッファピストン６と、パッファピストン６の可動通電コンタクト５側に固着し可動アークコンタクト４の周囲に配置された絶縁ノズル３から構成されている。
可動接触子支持部２２は、支持筒１６と、これに固着されピストンロッド８の周囲にあって、端部に上記ピストンロッド８と摺動可能なしきり板１１ａを有し、パッファピストン６の円筒部と電気的に接触しながら摺動可能な摺動接触部を有する摺動通電シリンダ１１から構成されている。
【０００６】
上記パッファピストン６の内径と、可動アークコンタクト４の外径と、ピストンロッド８の外径によって熱パッファ室７が形成され、摺動通電シリンダ１１の内径と、仕切り板部１１ａと、ピストンロッド８の外径と、パッファピストン６のピストン部６ａとで機械パッファ室１２が形成される。熱パッファ室７の容積は変化しないが、機械パッファ室１２の容積は可動接触子２１の位置によって変化する。
【０００７】
機械パッファ室１２には、パッファピストン６のピストン部６ａに熱パッファ室７からのガス流が制限され、その反対方向のガス流は制限されない熱パッファ室逆止弁１７が設けられている。また、仕切り板部１１ａには、支持筒１６内へのガス流が制限され、その反対方向のガス流は制限されない機械パッファ室逆止弁１９が設けられている。
【０００８】
ノズル３の内径とその内側にある可動アークコンタクト４の外径により、固定アークコンタクトと、可動アークコンタクトの接離する空間と熱パッファ室７を連通させるガス流出入経路２４が形成されている。
【０００９】
支持筒１６の側面にはガス流出入経路１４を有し、支持筒１６内のガス空間が外部と連通するようになっている。
また、ピストンロッド８の側面には、可動接触子部２１が閉路位置から開路位置のどの位置にあっても、ピストンロッド８の中空部分１５が支持筒１６内と連通するような位置にガス流出入経路９が形成されている。
これらにより、ピストンロッド中空部１５は、可動接触子２１の位置に係わらず常に外部ガス空間と連通している。
【００１０】
図７において、可動接触子２１は、図示しない操作装置の発生する駆動力によって軸方向に直線的に往復運動するように構成されている。図７に示す閉極状態においては、可動アークコンタクト４と可動通電コンタクト５とがそれぞれ固定アークコンタクト１と固定通電コンタクト２とに接触し、可動接触子支持部２２と固定接触子２０との間を通電させている。
【００１１】
電流遮断時には可動接触子２１の移動によってまず可動通電コンタクト５と固定通電コンタクト２とが開いて遮断電流をアークコンタクト接触部に転流させ、ついで可動アークコンタクト４と固定アークコンタクト１とが開いて両アークコンタクト間にアークが発生する。
【００１２】
大電流の場合、アーク周辺のガスはアークエネルギーにより加熱され圧力が上昇し、その一部がピストンロッド中空部１５、ピストンロッドのガス流出入経路９、支持筒のガス流出入経路１４を通って外部ガス空間に流出すると同時に，
ノズル３と可動アークコンタクト４の間のガス流出入経路２４を通って熱パッファ室７へ流入し、これによって熱パッファ室７の圧力が上昇する。
【００１３】
熱パッファ室７内のガスは圧力差により機械パッファ室１２に流れ込もうとするが、熱パッファ室逆止弁１７が閉じるため、熱パッファ室７と機械パッファ室１２の間のガス連通が無くなる。
電流がゼロ点に近づいてくるとアーク周辺の加熱が減少するので圧力が下がり、熱パッファ室７内に高い圧力で蓄えられていたガスが、ガス流出入経路２４を経てアークに吹き付けられ電流を遮断する。
【００１４】
電流が小さい場合、アーク周辺のガスはあまり加熱されず、熱パッファ室７の圧力が十分に上昇しない。
このため、遮断動作により圧縮された機械パッファ室１２の圧力上昇が熱パッファ室７の圧力上昇を上回り、機械パッファ室１２から熱パッファ室７へのガス流れのために熱パッファ室逆止弁１７が開いて、機械パッファ室１２内のガスが熱パッファ室７、ノズル３を通ってアークコンタクト間のアークに吹き付けられ電流を遮断する。
【００１５】
一方、投入時には可動接触子部２１の移動に伴い機械パッファ室１２の容積が拡大するため、機械パッファ室１２内の圧力が低下しようとする。
これに対し、熱パッファ室７の圧力は低下しないので熱パッファ室逆止弁１７は閉じるが、機械パッファ室逆止弁１９が開いて外部空間のガスが支持筒のガス流出入経路１４および機械パッファ室逆止弁１９を通って機械パッファ室１２内に導入される。
【００１６】
【特許文献１】
特公平７−１０９７４４号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱パッファ・機械パッファ併用形消弧室を備えたガス遮断器は上記のように構成されているため、大電流を遮断する場合、アーク周辺のガスがアークエネルギーにより加熱され、圧力が上昇し、その一部が熱パッファ室７に流入し、これによって熱パッファ室７の圧力が上昇し、電流ゼロ点において熱パッファ室７に高い圧力で蓄えられていたガスがガス流出入経路２４を経てアークに吹き付けられ電流を遮断する。
【００１８】
この時熱パッファ室７に蓄えられる圧力が高いほど、アークに吹き付けられるガスの流速が高いため遮断性能が優れる。また、アークに吹き付けられるガスの温度が低いほど、冷却効果が高いため遮断性能に優れる。
【００１９】
しかしながら、従来の構成においては大電流遮断時の熱パッファ室７のガス流出入経路が一つしかないため、アーク周辺のガスの流入量には限界があり、熱パッファ室７に蓄積できる圧力にも限界があった。
【００２０】
また、大電流期間にアークから高温のガスが流入する経路と、電流ゼロ点でアークに吹き付けられるためにガスが流出する経路が同じため、熱パッファ室７に流入したガスと、熱パッファ室７内に元々ある常温のガスが熱パッファ室７の中で混合する作用が不十分で、流入した熱いガスが温度低下しないまま電流ゼロ点でアークに吹き付けられてしまうという問題点があった。
【００２１】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、熱パッファ室内の圧力上昇を高め、流入した熱いガスと常温ガスとの攪拌・混合を効率的に行うことにより、外形寸法を変えることなく、従来よりも高い遮断性能を有する消弧室を備えたガス遮断器を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るガス遮断器は、消弧、絶縁媒体で満たされた密閉容器内に設けられた固定アークコンタクトと、
この固定アークコンタクトと接することによって閉路状態となり電流を通電するとともに、上記固定アークコンタクトと離れることで通電状態の電気回路を開路したときに接点間にアークが発生する可動アークコンタクトと、
上記可動アークコンタクトの周囲に配置され、上記接点間と連通した中空部を持つピストンロッドと　このピストンロッドの周りにガスが流出入可能な空間からなる熱パッファ室とを有するパッファピストンと、
このパッファピストンと摺動可能に設けられ、パッファピストンの動きにより容積が変化する機械パッファ室と、
上記熱パッファ室と上記機械パッファ室から流出するガスを接点間に向けて吹き付けるための絶縁ノズルとを備え、
上記熱パッファ室へのガスの流出入経路は、
上記可動アークコンタクトと絶縁ノズルにより構成された経路と、
上記機械パッファ室内で圧縮されたガスが熱パッファ室へのみ流出する経路と、
アークにより加熱膨張したガスがピストンロッドから熱パッファ室へのみ流出する経路からなることを特徴とするものである。
【００２３】
第２の発明に係るガス遮断器において、ピストンロッドには、アークにより加熱膨張したガスを熱パッファ室へ流出させる経路と、密閉容器内の外部ガス空間に排出する経路が設けられ、
上記外部ガス空間へガスを排出する経路は、遮断動作の後期においてのみ　ガスを排出する経路として形成されることを特徴とするものである。
【００２４】
第３の発明に係るガス遮断器におけるピストンロッドは、
遮断動作において、固定アークコンタクトと絶縁ノズルとによってできたガス流路断面積が最小となる位置以降で、
ピストンロッドから外部ガス空間にガスを排出する経路が形成されることを特徴とするものである。
【００２５】
第４の発明に係るガス遮断器において、ピストンロッドから熱パッファ室へのガス流出入経路は、
熱パッファ室に隣接する機械パッファ室側の底面、または側面に設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の特徴は、まず、熱パッファ室７に、熱パッファ室７からピストンロッド中空部１５へのガス流が制限され、その反対方向のガス流は制限されない経路（実施の形態の一例として、逆止弁３０が示されている）を設けたことである。
また、上記ガス遮断器において，　ピストンロッドのガス流出入経路９が遮断動作の初期に閉塞されており，　動作後期にのみガス流出入経路９が開いてピストンロッド中空部１５と外部ガス空間との連通が形成される構造でも良い。
【００２７】
さらに、上記ピストンロッドのガス流出入経路９が開いてピストンロッド中空部１５と外部ガス空間との連通が形成される時の可動接触子の位置は，　固定アークコンタクト１の先端におけるガス流路断面積が絶縁ノズル３の最小断面積部，　すなわちのど部のガス流路断面積と一致するような位置であってもよい。
また、上記ピストンロッドのガス流出入経路９が開いてピストンロッド中空部１５と外部ガス空間との連通が形成される時の可動接触子の位置は，　固定アークコンタクト１の先端が絶縁ノズル３ののど部を抜けた位置であってもよい．
さらに、熱パッファ室７とピストンロッド中空部１５間にある逆止弁３０は，　熱パッファ室７の，　ノズル３や可動アークコンタクト４のある側と反対側の底面または側面に配置されていても良い．
以下、具体的にこの発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
実施の形態１．
図１および図２は、本発明によるガス遮断器の第１の実施の形態を示し、図１はガス遮断器の閉路状態、図２はガス遮断器の開路状態を示している。
図１および図２において、本発明によるガス遮断器は、消弧性ガスで満たされた容器２３中に、固定接触子２０、可動接触子２１、可動接触子支持部２２が同一軸線上に配置されて構成されている。
【００２９】
固定接触子２０は固定アークコンタクト１とその周囲に配置された固定通電コンタクト２から構成されている。固定接触子２０は、ＳＦ_６ガスなどの消弧・絶縁媒体で満たされた容器内に設けられている。
可動接触子２１は、中空のピストンロッド８と、ピストンロッド８の先端部に接続された中空の可動アークコンタクト４と、可動アークコンタクト４の周囲に配置され一端がピストンロッド８に機械的に固着されもう一端が可動通電コンタクト５と機械的・電気的に固着されているパッファピストン６と、パッファピストン６の可動通電コンタクト５側に固着し可動アークコンタクト４の周囲に配置された絶縁性のノズル３とを備えている。
パッファピストン６は可動アークコンタクト４の周囲に配置されている。このパッファピストン６は、固定アークコンタクト１と可動アークコンタクト４との接点間と連通した中空部を持つピストンロッド８と、このピストンロッド８の周りに形成された、ガスが流出入可能な空間からなる熱パッファ室７とによって構成されている。
【００３０】
可動接触子支持部２２は、支持筒１６と、これに固着されピストンロッド８の周囲に有って、端部に上記ピストンロッド８と摺動可能な仕切り板１１ａを有し、パッファピストン６の円筒部と電気的に接触しながら摺動可能な摺動接触部を有する摺動通電シリンダ１１から構成されている。
上記パッファピストン６の内径と可動アークコンタクト４の外径とピストンロッド８の外径により囲まれる空間によって容積一定の熱パッファ室７が形成される。
また、摺動通電シリンダ１１の内径と仕切り板部１１ａとピストンロッド８の外径とパッファピストン６のピストン部６ａとで、可動接触子２１の位置によって容積が変化する機械パッファ室１２が形成される。機械パッファ室１２は、パッファピストン６と摺動可能に設けられており、さらにパッファピストン６の動きによって容積が変化するといえる。
【００３１】
パッファピストン６のピストン部６ａには熱パッファ室７から機械パッファ室１２へのガス流が制限され、その反対方向のガス流は制限されない熱パッファ室逆止弁１７が、また、仕切り板部１１ａには機械パッファ室１２から支持筒１６内へのガス流が制限され、その反対方向のガス流は制限されない機械パッファ室逆止弁１９が配置されている。
【００３２】
熱パッファ室７の内径にあたるピストンロッド先端部８ａの側面には、熱パッファ室７からピストンロッド中空部１５へのガス流は制限され、その反対方向へのガス流は制限されないピストンロッド逆止弁３０が設けられている。
ノズル３の内径とその内側にある可動アークコンタクト４の外径により、固定アークコンタクト１と可動アークコンタクト４が接離することにより作られる空間と、熱パッファ室７を連通させるガス流出入経路２４が形成されている。
【００３３】
可動アークコンタクト４の外側に金属製または絶縁物製のフローガイドが備わっている場合、このフローガイドとノズル３によってガス流出入経路２４が形成されていても良い。
【００３４】
支持筒１６の側面にはガス流出入経路１４を有し、支持筒１６内のガス空間が外部と連通するようになっている。ピストンロッド８の側面には、中空部分１５がガス流出入経路１４を介して外部ガス空間と常に連通するような位置にガス流出入経路９が設けられている。
【００３５】
電流遮断時には、図示しない操作装置の発生する駆動力によって、可動通電コンタクト５と固定通電コンタクト２が開離し、次いで可動アークコンタクト４と固定アークコンタクト１が開離すると、固定アークコンタクト１と可動アークコンタクト４の間（両アークコンタクト間）でアークが発生する。
【００３６】
アークエネルギーにより加熱されたアーク周辺のガスは、その一部がピストンロッド中空部１５、ピストンロッド内ガス流出入経路９，支持筒１６のガス流出入経路１４を通って外部ガス空間に流出すると同時に、ノズル３と可動アークコンタクト４間のガス流出入経路２４と、ピストンロッドの逆止弁３０を通って熱パッファ室７へ流入し、これによって熱パッファ室７の圧力が上昇する。
【００３７】
熱パッファ室７へのガス流入経路がノズル３と可動アークコンタクト４間のガス流出入経路２４のみである従来の消弧室に比べ、流入経路が２ヶ所となるため圧力上昇は高くなる。
【００３８】
また、電流がゼロ点に近づくと熱パッファ室７内に高い圧力で蓄えられていたガスが流出しアークに対して吹き付けられる。この時のガス流出経路は従来の形態と同じくノズル・アークコンタクト間のガス流出入経路２４のみなので、熱パッファ室７内の圧力低下は従来と同等である。
【００３９】
結果として圧力上昇が大きい分だけ従来よりも熱パッファ室の圧力が高く保たれ、高い遮断性能を得ることが出来る。
また、熱パッファ室７内に存在していた常温のガスに対して、アークによる熱いガスが２方向から流入するため、流入経路が１ヶ所しかない従来に比べガスの混合が行われやすい。
【００４０】
この時、ガス流出入経路２４と逆止弁３０が、円筒形状をした熱パッファ室７のそれぞれ反対側の底面あるいは側面に配置されていると、これら２方向からの熱ガス流入により熱パッファ室内のガスが滞留することなく攪拌され、熱いガスと常温のガスの混合がより促進される。
【００４１】
これにより、電流ゼロ点で熱パッファ室からアークに吹き付けるガスの温度を十分低くすることが出来、従来に比べて高い遮断性能を有した消弧室を得ることが出来る。
なお、図１，２で示された逆止弁３０は１ヶ所であったが、これに限るものではない。また、ガスが流れる経路には逆止弁が設けられているが、一方向からガスを流入させることができ、他方向からのガスは流出させないような手段であれば、どのようなものであっても構わない。
【００４２】
実施の形態２．
図３から図６は、本発明によるガス遮断器の第２の実施の形態を示し、図３はガス遮断器の閉路状態、図６はガス遮断器の開路状態、図４と図５はガス遮断器の開路動作における途中過程で、図４は開路動作の初期、図５は開路動作の後期における状態を示している。
【００４３】
図３から図８において、本発明によるガス遮断器は、消弧性ガスで満たされた容器２３中に、固定接触子２０、可動接触子２１、可動接触子支持部２２が同一軸線上に配置されて構成されている。
固定接触子２０と可動接触子２１の構造は発明の実施の形態１と同様のため、ここでの説明を省略する。
【００４４】
可動接触子支持部２２は、支持筒１６と、これに固着されピストンロッド８の周囲に有って、端部に上記ピストンロッド８と摺動可能な仕切り板１１ａと、これに固着されて上記ピストンロッド８の外周の一部を覆う形に配置された閉塞筒１１ｂを有し、パッファピストン６の円筒部と電気的に接触しながら摺動可能な摺動接触部を有する摺動通電シリンダ１１から構成されている。
【００４５】
支持筒１６の側面には内外を連通するような形でガス流出入経路１４を有している。
ピストンロッド８の側面にはガス流出入経路９が設置されていて、開路動作の初期には閉塞筒１１ｂの内側にあって閉塞されており、開路動作の後期に閉塞筒１１ｂの外側にあって支持筒のガス流出入経路１４を介してピストンロッドの中空部１５を外部ガス空間と連通させるように配置されている。
【００４６】
電流遮断時には、図示しない操作装置によって可動通電コンタクト５と固定通電コンタクト２が、次いで可動アークコンタクト４と固定アークコンタクト１が開離し、両アークコンタクト間にアークが発生する。
【００４７】
アークエネルギーにより加熱されたアーク周辺のガスは、ノズル３と可動アークコンタクト４間のガス流出入経路２４と、ピストンロッドの逆止弁３０を通って熱パッファ室７へ流入し、熱パッファ室７の圧力が上昇する。
【００４８】
図４に示す開路動作の初期においては、ピストンロッド内ガス流出入経路９が閉塞筒１１ｂにより閉じられているので、アークによる熱ガスがピストンロッド中空部１５から支持筒のガス流出入経路１４を通って外部ガス空間に流出することはない。
このため、ピストンロッド中空部１５の圧力と熱パッファ室７の圧力はより高いものとなる。
【００４９】
開路動作が進み、図５に示すガス流出入経路９が閉塞筒１１ｂの外に出る開路動作の後期においては、アークによる熱いガスの一部がピストンロッド内ガス流出入経路９から外部ガス空間へ流出し、ピストンロッド中空部１５の圧力が低下する。
【００５０】
ピストンロッド中空部１５の圧力が熱パッファ室７の圧力以下に低下すると両者間にある逆止弁３０は閉じ、電流ゼロ点近くでは従来の形態と同じく熱パッファ室７からノズル・アークコンタクト間のガス流出入経路２４を通ってアークにガスが吹き付けられる。
このため、電流ゼロ点周辺での熱パッファ室７内の圧力低下速度は従来と同等である。
【００５１】
結果として圧力上昇が大きい分だけ従来あるいは本発明の実施の形態１に比べ、熱パッファ室７の圧力が高く保たれ、高い遮断性能を得ることが出来る。
【００５２】
また、ガス流出入経路９の閉塞・開放のタイミングによって、ピストンロッド中空部１５のガス圧力の上昇と低下が決まり、ピストンロッド中空部１５と熱パッファ室７の圧力によって逆止弁３０の開閉が決定される。
【００５３】
逆止弁３０が開いてピストンロッド中空部１５から熱パッファ室７へアークによる熱いガスが流入する期間が長いほど熱パッファ室７の圧力が高くなり、高い遮断性能が得られる。
その後、固定アークコンタクト１の先端がノズル３の最小流路断面積となる箇所を抜けて熱パッファ室７から固定接触子２０の方向へガスが流出するようになると、熱パッファ室７の圧力が低下してくる。
【００５４】
このタイミング、すなわち、固定アークコンタクト１の先端がノズル３の最小流路断面積となる箇所を抜けるタイミング、
または、ノズル３の最小流路断面積となる箇所を抜けて固定アークコンタクト１の先端位置でのガス流路面積が、ノズル３の最小流路断面積となる箇所の流路面積と等しくなるタイミングで
ピストンロッドのガス流出入経路９を開放してピストンロッド中空部１５から支持筒開口部を経て外部ガス空間へのガス流出路を形成させるようにすると、
熱パッファ室７の圧力上昇をできるだけ向上させながら、早い段階でアークを２方向へのガス流出路へ導くことが出来、短いアーク時間での遮断が可能になる。
【００５５】
この場合についても、ガス流出入経路２４と逆止弁３０が、円筒形状をした熱パッファ室７のそれぞれ反対側の底面あるいは側面に配置されていると、これら２方向からの熱ガス流入により熱パッファ室内のガスが滞留することなく攪拌され、熱いガスと常温のガスの混合がより促進される。
【００５６】
これにより、電流ゼロ点でアークに対して熱パッファ室から吹き付けられるガスの温度を十分低くすることが出来、従来に比べて短いアーク時間で高い遮断性能を有した消弧室を得ることが出来る。
なお、図３〜６で示された逆止弁３０は１ヶ所であったが、これに限るものではない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接点間に発生するアークエネルギーをピストンロッド中空部から熱パッファ室へ取り込む逆止弁を設置することにより、電流ゼロ点における熱パッファ室内の圧力を高め、アークに吹き付けるガスの温度を低くする効果が得られる。
【００５８】
第１の発明に係るガス遮断器は、消弧、絶縁媒体で満たされた密閉容器内に設けられた固定アークコンタクトと、
この固定アークコンタクトと接することによって閉路状態となり電流を通電するとともに、上記固定アークコンタクトと離れることで通電状態の電気回路を開路したときに接点間にアークが発生する可動アークコンタクトと、
上記可動アークコンタクトの周囲に配置され、上記接点間と連通した中空部を持つピストンロッドと　このピストンロッドの周りにガスが流出可能な空間からなる熱パッファ室とを有するパッファピストンと、
このパッファピストンと摺動可能に設けられ、パッファピストンの動きにより容積が変化する機械パッファ室と、
上記熱パッファ室と上記機械パッファ室から流出するガスを接点間に向けて吹き付けるための絶縁ノズルとを備え、
上記熱パッファ室へのガスの流出入経路は、
上記可動アークコンタクトと絶縁ノズルにより構成された経路と、
上記機械パッファ室内で圧縮されたガスが熱パッファ室へのみ流出する経路と、
アークにより加熱膨張したガスがピストンロッドから熱パッファ室へのみ流出する経路からなるので、
十分混合されて温度が低下し、高い圧力のガスをアークに吹き付けることが可能で、従来と比較して高い遮断性能を有した消弧室を容易に得ることができる。
【００５９】
第２の発明に係るガス遮断器において、ピストンロッドには、
アークにより加熱膨張したガスを熱パッファ室へ流出させる経路と、密閉容器内の外部ガス空間に排出する経路が設けられ、
上記外部ガス空間へガスを排出する経路は、遮断動作の後期においてのみガスを排出する経路として形成されるので、
上記外部ガス空間へのガス経路が、遮断動作の後期においてのみ形成されることになり、さらに電流ゼロ点での熱パッファ室内のガス圧を高め、遮断性能を向上した消弧室が得られる。
【００６０】
第３の発明に係るガス遮断器におけるピストンロッドは、遮断動作において、固定アークコンタクトと絶縁ノズルとによってできたガス流路断面積が最小となる位置以降で、
ピストンロッドから外部ガス空間にガスを排出する経路が形成されるので、
熱パッファ室内のガス圧を最大限向上させながら、短いアーク時間で遮断可能とすることが出来る。
【００６１】
第４の発明に係るガス遮断器おいて、ピストンロッドから熱パッファ室へのガス流出入経路は、熱パッファ室に隣接する機械パッファ室側の底面、または側面に設けられているので、
アークエネルギーにより加熱されたガスと熱パッファ室内の常温ガスの混合が効率的に行われ、電流ゼロ点でアークに吹き付けるガスの温度を低くして遮断性能を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるガス遮断器の閉路状態で示す概略断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるガス遮断器の開路状態で示す概略断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるガス遮断器の閉路状態を示す概略断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２におけるガス遮断器の開路過程の初期状態を示した概略断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるガス遮断器の開路過程の後期状態を示した概略断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるガス遮断器の開路状態で示す概略断面図である。
【図７】従来のガス遮断器の閉路状態を示す概略断面図である。
【図８】従来のガス遮断器の開路状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　固定アークコンタクト、　　２　固定通電コンタクト、　　３　ノズル、
４　可動アークコンタクト、　　５　可動通電コンタクト、
６　パッファピストン、　　６ａ　ピストン部、　　７　熱パッファ室、
８　ピストンロッド、　　８ａ　ピストンロッド先端部、
９　ピストンロッドのガス流出入経路、　　１１　摺動通電シリンダ、
１１ａ　仕切り板、　　１１ｂ　閉塞筒、　　１２　機械パッファ室、
１４　ガス流出入経路、　　１５　ピストンロッド中空部、　　１６　支持筒、
１７　熱パッファ室逆止弁、　　１９　機械パッファ室逆止弁、
２０　固定接触子、　　２１　可動接触子、　　２２　可動接触子支持部、
２３　容器、　　３０　逆止弁。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas circuit breaker, and more particularly, to a structure of an arc extinguishing chamber of a single pressure gas circuit breaker.
[0002]
[Prior art]
A single-pressure gas circuit breaker mainly used in high-voltage power transmission systems is an arc that compresses gas in a container filled with an arc-extinguishing gas by mechanical force and generates it between contacts. The mainstream is a mechanical puffer method that blows arcs to extinguish the arc.
Recently, a gas circuit breaker using a thermal puffer method in which the pressure of a blown gas is increased by taking in arc energy generated between contacts into this mechanical puffer method has been put to practical use.
[0003]
FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views showing the structure of the arc-extinguishing chamber of the gas circuit breaker combined with mechanical puffer and heat puffer disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-109744 described in the following Patent Document 1. FIG. Here, FIG. 7 shows a closed state of the gas circuit breaker, and FIG. 8 shows an open state of the gas circuit breaker.
[0004]
In FIGS. 7 and 8, the arc quenching chamber of the combined type with a heat puffer and a mechanical puffer has a fixed contact 20, a movable contact 21, and a movable contact support 22 in a container 23 filled with an arc-extinguishing gas. They are arranged on the axis.
[0005]
The fixed contact 20 includes a fixed arc contact 1 and a fixed current-carrying contact 2 disposed around the fixed arc contact 1.
The movable contact 21 has a hollow piston rod 8, a hollow movable arc contact 4 connected to the distal end of the piston rod 8, and is disposed around the movable arc contact 4 and one end is mechanically fixed to the piston rod 8. And a puffer piston 6 having the other end mechanically and electrically fixed to the movable energizing contact 5, and an insulating nozzle 3 fixed to the movable energizing contact 5 side of the puffer piston 6 and arranged around the movable arc contact 4. It is configured.
The movable contactor support portion 22 has a support cylinder 16 and a partition plate 11a fixed to the periphery of the piston rod 8 and slidable with the piston rod 8 at one end. It is configured by a sliding energizing cylinder 11 having a sliding contact portion that can slide while making electrical contact with the portion.
[0006]
A thermal puffer chamber 7 is formed by the inner diameter of the puffer piston 6, the outer diameter of the movable arc contact 4, and the outer diameter of the piston rod 8. The inner diameter of the sliding energizing cylinder 11, the partition plate 11 a, and the piston rod 8 And the piston portion 6a of the puffer piston 6, a mechanical puffer chamber 12 is formed. Although the volume of the thermal puffer chamber 7 does not change, the volume of the mechanical puffer chamber 12 changes depending on the position of the movable contact 21.
[0007]
The mechanical puffer chamber 12 is provided with a thermal puffer chamber check valve 17 in which the gas flow from the thermal puffer chamber 7 is restricted to the piston portion 6a of the puffer piston 6 and the gas flow in the opposite direction is not restricted. Further, the partition plate portion 11a is provided with a mechanical puffer chamber check valve 19 that restricts gas flow into the support cylinder 16 and does not restrict gas flow in the opposite direction.
[0008]
The inner diameter of the nozzle 3 and the outer diameter of the movable arc contact 4 inside the nozzle 3 form a gas inflow / outflow path 24 for communicating the fixed arc contact, the space where the movable arc contact comes and goes, and the thermal puffer chamber 7.
[0009]
A gas outflow / inflow path 14 is provided on the side surface of the support cylinder 16 so that a gas space in the support cylinder 16 communicates with the outside.
In addition, regardless of the position of the movable contact portion 21 from the closed position to the open position on the side surface of the piston rod 8, the gas flows out to a position where the hollow portion 15 of the piston rod 8 communicates with the inside of the support cylinder 16. An entrance path 9 is formed.
Thus, the piston rod hollow portion 15 is always in communication with the external gas space regardless of the position of the movable contact 21.
[0010]
7, the movable contact 21 is configured to linearly reciprocate in the axial direction by a driving force generated by an operating device (not shown). In the closed state shown in FIG. 7, the movable arc contact 4 and the movable energizing contact 5 come into contact with the fixed arc contact 1 and the stationary energizing contact 2, respectively. Is energized.
[0011]
When the current is interrupted, the movable contact 21 and the fixed contact 2 are first opened by the movement of the movable contact 21, and the interruption current is diverted to the arc contact contact portion. Then, the movable arc contact 4 and the fixed arc contact 1 are opened. An arc is generated between the two arc contacts.
[0012]
In the case of a large current, the gas around the arc is heated by the arc energy and the pressure rises, and a part of the gas passes through the hollow portion 15 of the piston rod, the gas flow path 9 of the piston rod, and the gas flow path 14 of the support cylinder. At the same time as flowing into the external gas space
The gas flows into the thermal puffer chamber 7 through the gas inflow / outflow path 24 between the nozzle 3 and the movable arc contact 4, whereby the pressure in the thermal puffer chamber 7 increases.
[0013]
The gas in the thermal puffer chamber 7 tends to flow into the mechanical puffer chamber 12 due to the pressure difference, but since the thermal puffer chamber check valve 17 is closed, gas communication between the thermal puffer chamber 7 and the mechanical puffer chamber 12 is lost. .
When the current approaches the zero point, the heating around the arc decreases, so that the pressure decreases, and the gas stored at a high pressure in the heat puffer chamber 7 is blown to the arc through the gas inflow / outflow path 24 to reduce the current. Cut off.
[0014]
When the current is small, the gas around the arc is not heated very much, and the pressure in the thermal puffer chamber 7 does not rise sufficiently.
Therefore, the pressure increase in the mechanical puffer chamber 12 compressed by the shut-off operation exceeds the pressure increase in the thermal puffer chamber 7, and the gas flows from the mechanical puffer chamber 12 to the thermal puffer chamber 7, so that the heat puffer chamber check valve 17 Is opened, the gas in the mechanical puffer chamber 12 is blown to the arc between the arc contacts through the thermal puffer chamber 7 and the nozzle 3 to cut off the current.
[0015]
On the other hand, at the time of loading, since the volume of the mechanical puffer chamber 12 increases with the movement of the movable contact portion 21, the pressure in the mechanical puffer chamber 12 tends to decrease.
On the other hand, since the pressure in the heat puffer chamber 7 does not decrease, the check valve 17 in the heat puffer chamber is closed, but the check valve 19 in the mechanical puffer chamber is opened, and the gas in the external space flows through the gas outflow / inflow path 14 of the support cylinder and the mechanical It is introduced into the mechanical puffer chamber 12 through the puffer chamber check valve 19.
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-109744
[Problems to be solved by the invention]
The gas circuit breaker with the conventional arc extinguishing chamber combined with thermal puffer and mechanical puffer is configured as described above, so when interrupting a large current, the gas around the arc is heated by the arc energy and the pressure rises. Then, a part of the gas flows into the heat puffer chamber 7, whereby the pressure in the heat puffer chamber 7 rises, and the gas stored at a high pressure in the heat puffer chamber 7 at the zero current point passes through the gas inflow / outflow path 24. The current is blown to the arc to cut off the current.
[0018]
At this time, the higher the pressure stored in the heat puffer chamber 7, the higher the flow velocity of the gas blown to the arc, and the better the blocking performance. Further, the lower the temperature of the gas blown to the arc, the higher the cooling effect, and thus the better the breaking performance.
[0019]
However, in the conventional configuration, since there is only one gas inflow / outflow path of the heat puffer chamber 7 when a large current is interrupted, the inflow of gas around the arc is limited, and the pressure that can be accumulated in the heat puffer chamber 7 is limited. Even had limitations.
[0020]
In addition, since the path through which the high-temperature gas flows from the arc during the large current period is the same as the path through which the gas flows out because the gas is blown to the arc at zero current, the gas flowing into the heat puffer chamber 7 and the heat puffer chamber 7 There is a problem that the function of mixing the gas at room temperature originally present in the heat puffer chamber 7 is insufficient, and the inflowing hot gas is blown to the arc at a zero current point without lowering the temperature.
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. By increasing the pressure rise in the heat puffer chamber and efficiently stirring and mixing the inflowing hot gas and the normal temperature gas, the outer shape is improved. An object of the present invention is to obtain a gas circuit breaker provided with an arc-extinguishing chamber having higher breaking performance than before without changing dimensions.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The gas circuit breaker according to the first invention is an arc extinguishing, fixed arc contact provided in a closed container filled with an insulating medium,
A movable arc contact in which an arc is generated between the contacts when the electric circuit in the energized state is opened by being separated from the fixed arc contact and a current is supplied while being brought into a closed state by contacting the fixed arc contact,
A piston rod disposed around the movable arc contact and having a hollow portion communicating with between the contacts; and a puffer piston having a heat puffer chamber formed of a space through which gas can flow in and out around the piston rod.
A mechanical puffer chamber slidably provided with the puffer piston, the volume of which changes with the movement of the puffer piston;
Insulating nozzle for blowing the gas flowing out of the thermal puffer chamber and the mechanical puffer chamber between the contacts,
The flow path of gas into and out of the heat puffer chamber is as follows:
A path formed by the movable arc contact and the insulating nozzle,
A path through which the gas compressed in the mechanical puffer chamber flows out only to the thermal puffer chamber;
It is characterized in that the gas heated and expanded by the arc flows out of the piston rod only into the thermal puffer chamber.
[0023]
In the gas circuit breaker according to the second invention, the piston rod is provided with a path for allowing the gas heated and expanded by the arc to flow out to the heat puffer chamber, and a path for discharging the gas into the external gas space in the closed container,
The path for discharging gas to the external gas space is formed as a path for discharging gas only at a later stage of the shutoff operation.
[0024]
The piston rod in the gas circuit breaker according to the third invention is:
In the breaking operation, after the position at which the gas flow path cross-sectional area formed by the fixed arc contact and the insulating nozzle is minimized,
A path for discharging gas from the piston rod to the external gas space is formed.
[0025]
In the gas circuit breaker according to the fourth invention, the gas inflow / outflow path from the piston rod to the heat puffer chamber is:
It is provided on the bottom surface or the side surface on the machine puffer chamber side adjacent to the thermal puffer chamber.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A feature of the present invention is that a gas flow from the heat puffer chamber 7 to the piston rod hollow portion 15 is restricted to the heat puffer chamber 7 and a gas flow in the opposite direction is not restricted to the heat puffer chamber 7 (as an example of the embodiment, (A check valve 30 is shown).
Further, in the gas circuit breaker, the gas inflow / outflow path 9 of the piston rod is closed at the beginning of the shut-off operation, and the gas inflow / outflow path 9 is opened only in the latter half of the operation, and the connection between the piston rod hollow portion 15 and the external gas space is made. A structure in which communication is formed may be used.
[0027]
Further, when the gas outflow / inflow path 9 of the piston rod is opened to establish communication between the hollow portion 15 of the piston rod and the external gas space, the position of the movable contact is determined by the gas flow path at the tip of the fixed arc contact 1. The position may be such that the area matches the minimum sectional area of the insulating nozzle 3, that is, the gas flow path sectional area of the throat.
When the gas outflow / inflow path 9 of the piston rod is opened to establish communication between the hollow portion 15 of the piston rod and the external gas space, the position of the movable contact is as follows. It may be a position through the throat.
Further, the check valve 30 located between the heat puffer chamber 7 and the hollow portion 15 of the piston rod may be disposed on the bottom surface or the side surface of the heat puffer chamber 7 opposite to the side where the nozzle 3 and the movable arc contact 4 are provided. good.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
[0028]
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 show a first embodiment of a gas circuit breaker according to the present invention. FIG. 1 shows a closed state of the gas circuit breaker, and FIG. 2 shows an open state of the gas circuit breaker.
1 and 2, in the gas circuit breaker according to the present invention, a fixed contact 20, a movable contact 21, and a movable contact support 22 are arranged on the same axis in a container 23 filled with an arc-extinguishing gas. It is configured.
[0029]
The fixed contact 20 includes a fixed arc contact 1 and a fixed current-carrying contact 2 disposed around the fixed arc contact 1. The fixed contact 20 is provided in a container filled with an arc-extinguishing / insulating medium such as SF ₆ gas.
The movable contact 21 has a hollow piston rod 8, a hollow movable arc contact 4 connected to the distal end of the piston rod 8, and is disposed around the movable arc contact 4 and one end is mechanically fixed to the piston rod 8. A puffer piston 6 having the other end mechanically and electrically fixed to the movable energizing contact 5; and an insulating nozzle fixed to the movable energizing contact 5 side of the puffer piston 6 and arranged around the movable arc contact 4. 3 is provided.
The puffer piston 6 is arranged around the movable arc contact 4. The puffer piston 6 includes a piston rod 8 having a hollow portion communicating with a point between the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 4, and a space formed around the piston rod 8 through which gas can flow in and out. And a thermal puffer chamber 7.
[0030]
The movable contact support section 22 has a support cylinder 16 and a partition plate 11a slidable with the piston rod 8 at an end thereof. It is composed of a current-carrying sliding cylinder 11 having a sliding contact portion that can slide while making electrical contact with the cylindrical portion.
A space surrounded by the inner diameter of the puffer piston 6, the outer diameter of the movable arc contact 4, and the outer diameter of the piston rod 8 forms a heat puffer chamber 7 having a constant volume.
A mechanical puffer chamber 12 whose volume varies depending on the position of the movable contact 21 is formed by the inner diameter of the sliding energizing cylinder 11, the partition plate 11a, the outer diameter of the piston rod 8, and the piston 6a of the puffer piston 6. You. The mechanical puffer chamber 12 is provided so as to be slidable with the puffer piston 6, and the volume of the mechanical puffer chamber 12 changes with the movement of the puffer piston 6.
[0031]
The gas flow from the thermal puffer chamber 7 to the mechanical puffer chamber 12 is restricted to the piston part 6a of the puffer piston 6, and the gas flow in the opposite direction is not restricted. Is provided with a mechanical puffer chamber check valve 19 that restricts gas flow from the mechanical puffer chamber 12 into the support cylinder 16 and does not restrict gas flow in the opposite direction.
[0032]
On the side surface of the piston rod tip portion 8a corresponding to the inner diameter of the thermal puffer chamber 7, the gas flow from the thermal puffer chamber 7 to the piston rod hollow portion 15 is restricted, and the gas flow in the opposite direction is not restricted. 30 are provided.
Due to the inner diameter of the nozzle 3 and the outer diameter of the movable arc contact 4 inside the nozzle 3, a space formed by the contact and separation of the fixed arc contact 1 and the movable arc contact 4 and a gas inflow / outflow path 24 for communicating the thermal puffer chamber 7. Is formed.
[0033]
When a metal or insulating flow guide is provided outside the movable arc contact 4, a gas outflow / inflow path 24 may be formed by the flow guide and the nozzle 3.
[0034]
A gas outflow / inflow path 14 is provided on the side surface of the support cylinder 16 so that a gas space in the support cylinder 16 communicates with the outside. On the side surface of the piston rod 8, a gas outflow / inflow path 9 is provided at a position where the hollow portion 15 always communicates with the external gas space via the gas outflow / inflow path 14.
[0035]
At the time of current interruption, the movable energizing contact 5 and the fixed energizing contact 2 are separated by a driving force generated by an operating device (not shown), and then the movable arc contact 4 and the fixed arc contact 1 are separated from each other. An arc is generated between the contacts 4 (between the two arc contacts).
[0036]
Part of the gas around the arc heated by the arc energy flows out to the external gas space through the hollow portion 15 of the piston rod, the gas outflow / inflow passage 9 in the piston rod, and the gas outflow / inflow passage 14 of the support cylinder 16. The gas flows into the thermal puffer chamber 7 through the gas outflow / inflow path 24 between the nozzle 3 and the movable arc contact 4 and the check valve 30 of the piston rod, whereby the pressure in the thermal puffer chamber 7 increases.
[0037]
As compared with the conventional arc extinguishing chamber in which the gas inflow path to the thermal puffer chamber 7 is only the gas inflow and outflow path 24 between the nozzle 3 and the movable arc contact 4, the pressure rise becomes higher because there are two inflow paths.
[0038]
When the current approaches the zero point, the gas stored at a high pressure in the heat puffer chamber 7 flows out and is blown against the arc. Since the gas outflow path at this time is only the gas outflow / inflow path 24 between the nozzle and the arc contact as in the conventional embodiment, the pressure drop in the thermal puffer chamber 7 is equivalent to the conventional one.
[0039]
As a result, the pressure in the heat puffer chamber is kept higher than in the prior art by an amount corresponding to the large pressure rise, and a high shutoff performance can be obtained.
Further, since the hot gas due to the arc flows into the gas at normal temperature existing in the heat puffer chamber 7 from two directions, the gas can be easily mixed as compared with the related art having only one inflow path.
[0040]
At this time, if the gas inflow / outflow path 24 and the check valve 30 are arranged on the bottom surface or the side surface on the opposite side of the cylindrical heat puffer chamber 7, respectively, the hot gas inflow from these two directions causes the heat puffer chamber. Is stirred without stagnation, and the mixing of hot gas and normal temperature gas is further promoted.
[0041]
This makes it possible to sufficiently lower the temperature of the gas blown from the thermal puffer chamber to the arc at the zero current point, and to obtain an arc-extinguishing chamber having higher breaking performance than in the past.
In addition, although the check valve 30 shown in FIGS. 1 and 2 is one place, it is not limited to this. Although a check valve is provided in the path through which the gas flows, any means can be used as long as gas can flow in from one direction and gas does not flow out in the other direction. It does not matter.
[0042]
Embodiment 2 FIG.
3 to 6 show a second embodiment of the gas circuit breaker according to the present invention. FIG. 3 shows a closed state of the gas circuit breaker, FIG. 6 shows an open state of the gas circuit breaker, and FIGS. FIG. 4 shows a state at an early stage of the opening operation, and FIG. 5 shows a state at a later stage of the opening operation in the course of the opening operation of the circuit breaker.
[0043]
3 to 8, in the gas circuit breaker according to the present invention, a fixed contact 20, a movable contact 21, and a movable contact support 22 are arranged on the same axis in a container 23 filled with an arc-extinguishing gas. It is configured.
The structures of the fixed contact 20 and the movable contact 21 are the same as those in the first embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted.
[0044]
The movable contact support portion 22 is provided around the support cylinder 16, the piston rod 8 fixed to the support cylinder 16, and a partition plate 11a slidable with the piston rod 8 at an end portion. A sliding energizing cylinder 11 having a closing cylinder 11b arranged so as to cover a part of the outer periphery of the piston rod 8 and having a sliding contact portion slidable while making electrical contact with the cylindrical portion of the puffer piston 6. It is composed of
[0045]
The side surface of the support cylinder 16 has a gas inflow / outflow path 14 so as to communicate between inside and outside.
A gas inflow / outflow path 9 is provided on the side surface of the piston rod 8, and is closed inside the closing tube 11b at the beginning of the opening operation, and outside the closing tube 11b at the later stage of the opening operation. The hollow portion 15 of the piston rod is arranged to communicate with the external gas space via the gas flow path 14 of the support cylinder.
[0046]
At the time of current interruption, the movable energizing contact 5 and the fixed energizing contact 2 and then the movable arc contact 4 and the fixed arc contact 1 are opened by an operating device (not shown), and an arc is generated between the two arc contacts.
[0047]
The gas around the arc heated by the arc energy flows into the heat puffer chamber 7 through the gas inflow / outflow path 24 between the nozzle 3 and the movable arc contact 4 and the check valve 30 of the piston rod. Pressure rises.
[0048]
In the initial stage of the opening operation shown in FIG. 4, since the gas inflow / outflow passage 9 in the piston rod is closed by the closing tube 11b, the hot gas by the arc flows from the piston rod hollow portion 15 to the gas outflow / inflow passage 14 in the support tube. It does not flow out to the external gas space.
For this reason, the pressure in the piston rod hollow portion 15 and the pressure in the thermal puffer chamber 7 are higher.
[0049]
In the later stage of the opening operation in which the gas opening / closing operation proceeds and the gas outflow / inflow path 9 shown in FIG. 5 goes out of the closing cylinder 11b, a part of the hot gas by the arc is transferred from the gas inflow / inflow path 9 in the piston rod to the external gas space. It flows out and the pressure in the piston rod hollow portion 15 decreases.
[0050]
When the pressure in the hollow portion 15 of the piston rod drops below the pressure in the heat puffer chamber 7, the check valve 30 located between the two closes, and near the current zero point, as in the conventional case, between the heat puffer chamber 7 and the nozzle-arc contact. Gas is blown onto the arc through the gas flow path 24.
For this reason, the pressure drop rate in the thermal puffer chamber 7 around the current zero point is the same as that of the conventional case.
[0051]
As a result, the pressure in the thermal puffer chamber 7 is kept higher than that of the conventional or the first embodiment of the present invention, and a high shut-off performance can be obtained, as much as the increase in the pressure.
[0052]
The rise and fall of the gas pressure in the hollow portion 15 of the piston rod are determined by the timing of closing and opening of the gas inflow / outflow passage 9, and the check valve 30 is opened and closed by the pressure in the hollow portion 15 of the piston rod and the heat puffer chamber 7. It is determined.
[0053]
The longer the check valve 30 is opened and the longer the period during which the hot gas flows from the piston rod hollow portion 15 into the thermal puffer chamber 7 due to the arc, the higher the pressure in the thermal puffer chamber 7 and the higher the shutoff performance.
Thereafter, when gas flows from the thermal puffer chamber 7 toward the stationary contact 20 through the location where the tip of the fixed arc contact 1 has the minimum flow path cross-sectional area of the nozzle 3, the pressure in the thermal puffer chamber 7 is reduced. It is going down.
[0054]
This timing, that is, the timing at which the tip of the fixed arc contact 1 passes through the location where the nozzle 3 has the minimum flow path sectional area,
Alternatively, the timing at which the gas flow area at the distal end position of the fixed arc contact 1 passing through the location where the nozzle 3 has the minimum flow path cross-sectional area is equal to the flow area of the location where the nozzle 3 has the minimum flow path cross-sectional area is obtained. By opening the gas outflow / inflow path 9 of the piston rod to form a gas outflow path from the hollow portion 15 of the piston rod to the external gas space through the support cylinder opening,
The arc can be guided to the gas outflow path in two directions at an early stage while increasing the pressure rise of the thermal puffer chamber 7 as much as possible, and interruption can be performed in a short arc time.
[0055]
Also in this case, if the gas inflow / outflow path 24 and the check valve 30 are arranged on the bottom surface or the side surface on the opposite side of the cylindrical heat puffer chamber 7, the heat gas flows from these two directions. The gas in the puffer chamber is stirred without stagnation, and the mixing of the hot gas and the normal temperature gas is further promoted.
[0056]
As a result, the temperature of the gas blown from the thermal puffer chamber to the arc at the zero current point can be sufficiently lowered, and an arc-extinguishing chamber having a high breaking performance can be obtained in a shorter arc time than in the past. .
In addition, although the check valve 30 shown in FIGS. 3-6 was one place, it is not limited to this.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by installing a check valve that takes in the arc energy generated between the contacts from the hollow portion of the piston rod into the thermal puffer chamber, the pressure in the thermal puffer chamber at zero current is increased, and the arc is reduced. This has the effect of lowering the temperature of the gas blown to the surface.
[0058]
The gas circuit breaker according to the first invention is an arc extinguishing, fixed arc contact provided in a closed container filled with an insulating medium,
A movable arc contact in which an arc is generated between the contacts when the electric circuit in the energized state is opened by being separated from the fixed arc contact and a current is supplied while being brought into a closed state by contacting the fixed arc contact,
A piston rod disposed around the movable arc contact and having a hollow portion communicating with between the contacts, and a puffer piston having a heat puffer chamber formed of a space through which gas can flow around the piston rod;
A mechanical puffer chamber slidably provided with the puffer piston, the volume of which changes with the movement of the puffer piston;
Insulating nozzle for blowing the gas flowing out of the thermal puffer chamber and the mechanical puffer chamber between the contacts,
The flow path of gas into and out of the heat puffer chamber is as follows:
A path formed by the movable arc contact and the insulating nozzle,
A path through which the gas compressed in the mechanical puffer chamber flows out only to the thermal puffer chamber;
Since the gas heated and expanded by the arc consists of a path that flows out only from the piston rod to the thermal puffer chamber,
The temperature is lowered due to sufficient mixing, and a gas at a high pressure can be blown to the arc, so that an arc-extinguishing chamber having a higher breaking performance than before can be easily obtained.
[0059]
In the gas circuit breaker according to the second invention, the piston rod includes:
A path for discharging the gas heated and expanded by the arc to the heat puffer chamber and a path for discharging the gas into the external gas space in the closed container are provided.
Since the path for discharging gas to the external gas space is formed as a path for discharging gas only in the latter half of the shutoff operation,
The gas path to the external gas space is formed only at a later stage of the shutoff operation, and further, the gas pressure in the heat puffer chamber at the zero current point is increased, and an arc-extinguishing chamber with improved shutoff performance is obtained.
[0060]
The piston rod in the gas circuit breaker according to the third invention, in the breaking operation, after the position where the gas flow path cross-sectional area formed by the fixed arc contact and the insulating nozzle is minimized,
Since a path for discharging gas from the piston rod to the external gas space is formed,
It is possible to cut off in a short arc time while maximizing the gas pressure in the thermal puffer chamber.
[0061]
In the gas circuit breaker according to the fourth invention, the gas inflow / outflow path from the piston rod to the heat puffer chamber is provided on the bottom surface or the side surface of the machine puffer chamber adjacent to the heat puffer chamber.
The gas heated by the arc energy and the room temperature gas in the heat puffer chamber are efficiently mixed, and the temperature of the gas blown to the arc at the zero current point can be lowered to improve the breaking performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a closed state of a gas circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an open state of the gas circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a closed state of a gas circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an initial state of an opening process of a gas circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a later state of an opening process of a gas circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an open state of a gas circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a closed state of a conventional gas circuit breaker.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an open state of a conventional gas circuit breaker.
[Explanation of symbols]
1 fixed arc contact, 2 fixed energizing contact, 3 nozzle,
4 movable arc contact, 5 movable energizing contact,
6 Puffer piston, 6a Piston part, 7 Thermal puffer chamber,
8 piston rod, 8a piston rod tip,
9 Gas flow path of piston rod, 11 Sliding current cylinder,
11a partition plate, 11b closed cylinder, 12 machine puffer room,
14 gas inflow / outflow path, 15 hollow part of piston rod, 16 support cylinder,
17 thermal puffer chamber check valve, 19 mechanical puffer chamber check valve,
20 fixed contact, 21 movable contact, 22 movable contact support,
23 containers, 30 check valves.

Claims

Arc extinguishing, fixed arc contact provided in a closed container filled with insulating medium,
A movable arc contact in which an arc is generated between the contacts when the electric circuit in the energized state is opened by being separated from the fixed arc contact and a current is supplied while being brought into a closed state by contacting the fixed arc contact,
A piston rod disposed around the movable arc contact and having a hollow portion communicating with between the contacts; and a puffer piston having a heat puffer chamber formed of a space through which gas can flow in and out around the piston rod.
A mechanical puffer chamber slidably provided with the puffer piston, the volume of which changes with the movement of the puffer piston;
Insulating nozzle for blowing the gas flowing out of the thermal puffer chamber and the mechanical puffer chamber between the contacts,
The flow path of gas into and out of the heat puffer chamber is as follows:
A path formed by the movable arc contact and the insulating nozzle,
A gas circuit breaker comprising: a path through which gas compressed in the mechanical puffer chamber flows out only to the thermal puffer chamber; and a path through which gas heated and expanded by the arc flows out only from the piston rod to the thermal puffer chamber.

The piston rod is
A path for discharging the gas heated and expanded by the arc to the heat puffer chamber and a path for discharging the gas into the external gas space in the closed container are provided.
The gas circuit breaker according to claim 1, wherein the path for discharging gas to the external gas space is formed as a path for discharging gas only at a later stage of the shutoff operation.

The piston rod is
In the breaking operation, after the position at which the gas flow path cross-sectional area formed by the fixed arc contact and the insulating nozzle is minimized,
3. The gas circuit breaker according to claim 2, wherein a path for discharging gas from the piston rod to the external gas space is formed.

The gas flow path from the piston rod to the heat puffer chamber is
The gas circuit breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas circuit breaker is provided on a bottom surface or a side surface of the mechanical puffer chamber adjacent to the thermal puffer chamber.