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公開番号2021026979
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019146127
出願日20190808
発明の名称ガス遮断器
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール特許業務法人
主分類H01H 33/915 20060101AFI20210125BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ガス遮断器のアーク電極間に発生するアークの継続時間を短縮し、アーク電極の溶損を軽減し、電極摺動疵及び金属粉の発生を抑制し、ガス遮断器の開路及び閉路の性能を向上させる。
【解決手段】駆動側アーク電極集電子及び駆動側主電極を有する駆動側電極と、被駆動側アーク電極子及び被駆動側導体を有する被駆動側電極と、駆動側電極を軸方向に移動させる駆動部と、被駆動側アーク電極子と共通の中心軸を有するカム軸と、カムシリンダと、を備えたガス遮断器であって、カム軸は、駆動部による軸方向の運動を周方向の回転運動に変換し、かつ、当該回転運動を被駆動側アーク電極子の軸方向の運動に変換するものであり、被駆動側アーク電極子の軸方向の運動は、駆動側アーク電極集電子の運動と反対方向であり、カムシリンダは、被駆動側アーク電極子が周方向に回転する機構を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
駆動側アーク電極集電子及び駆動側主電極を有する駆動側電極と、
被駆動側アーク電極子及び被駆動側導体を有する被駆動側電極と、
前記駆動側電極を軸方向に移動させる駆動部と、
前記被駆動側アーク電極子と共通の中心軸を有するカム軸と、
カムシリンダと、を備え、
前記カム軸は、前記駆動部による前記軸方向の運動を周方向の回転運動に変換し、かつ、当該回転運動を前記被駆動側アーク電極子の前記軸方向の運動に変換するものであり、
前記被駆動側アーク電極子の前記軸方向の前記運動は、前記駆動側アーク電極集電子の運動と反対方向であり、
前記カムシリンダは、前記被駆動側アーク電極子が前記周方向に回転する機構を有する、ガス遮断器。
続きを表示(約 970 文字)【請求項2】
前記カムシリンダは、電極子回転カム溝を有し、
前記被駆動側アーク電極子は、電極子回転ローラを有し、
前記電極子回転ローラが前記電極子回転カム溝に案内されることにより、前記被駆動側アーク電極子が前記周方向に回転するように構成されている、請求項1記載のガス遮断器。
【請求項3】
前記カム軸は、駆動カム溝と、被駆動カム溝と、を有し、
前記駆動カム溝は、前記駆動部による前記軸方向の前記運動を前記周方向の前記回転運動に変換するものであり、
前記被駆動カム溝は、前記カム軸の前記回転運動を前記被駆動側アーク電極子の前記軸方向の前記運動に変換するものである、請求項1記載のガス遮断器。
【請求項4】
前記駆動側電極と同じ方向に移動するスライダと、
前記スライダに設置された駆動カムボールと、を更に備え、
前記駆動カムボールは、前記駆動カム溝に案内される、請求項3記載のガス遮断器。
【請求項5】
前記駆動カム溝の端部のうち少なくとも前記被駆動側アーク電極子から最も遠い端部は、前記カム軸の前記軸方向に対して略平行に形成されている、請求項3記載のガス遮断器。
【請求項6】
前記駆動カム溝は、直線部分及び曲線部分を有し、
前記駆動カムボールが前記直線部分から前記曲線部分に移行する部位に達した状態で、前記被駆動側アーク電極子と前記駆動側アーク電極集電子とが離れるように構成されている、請求項4記載のガス遮断器。
【請求項7】
前記電極子回転カム溝は、螺旋状である、請求項2記載のガス遮断器。
【請求項8】
前記被駆動側アーク電極子は、穴を有し、
前記カム軸は、前記穴に挿入されている、請求項3記載のガス遮断器。
【請求項9】
前記穴には、被駆動カムボールが設けられ、
前記被駆動カムボールは、前記被駆動カム溝に案内される、請求項8記載のガス遮断器。
【請求項10】
前記被駆動側アーク電極子は、摺動部を有し、
前記被駆動カムボールは、前記穴の内壁の一部である前記摺動部の内壁に設置されている、請求項9記載のガス遮断器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス遮断器に関する。
続きを表示(約 4,000 文字)【背景技術】
【0002】
ガス遮断器の開路と閉路との切替えをする際、高電圧ゆえに電極間におけるアークの発生は避けることができない。このアークは、開路性能だけでなく、電極の溶損というガス遮断器の信頼性に影響を及ぼす問題に関係するため、従来、アークが発生している時間の短縮や電極形状に関する様々な研究がなされてきた。
【0003】
特許文献1には、ノズルと被駆動側アーク電極とを連結する双駆動機構を設けたガス遮断器であって、双駆動機構は、被駆動側主電極が固定された固定部材と、固定部材に固定された中空カムシャフトと、中空カムシャフトの内周を回転可能な中空カムシリンダと、中空カムシャフトの外周を摺動可能な第一スライダと、第一スライダとノズルを連結する連結部材と、第一スライダに保持された第一ピンと、中空カムシャフトの外周を摺動可能な第二スライダと、第二スライダに保持され、被駆動側アーク電極に連結された第二ピンを有し、中空カムシリンダは、第一ピンが貫通する第一螺旋溝と、第二ピンが貫通する第二螺旋溝を有し、第一螺旋溝と第二螺旋溝は逆巻であって、中空カムシャフトは、第一ピンが貫通する第一直線溝と、第二ピンが貫通する第二直線溝を有する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2017−188367号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のガス遮断器においては、双駆動機構により、駆動側アーク電極と被駆動側アーク電極とがそれぞれ反対方向に移動するように構成されている。しかしながら、開路操作においてこれらのアーク電極が離れる際には、これらのアーク電極の間にアークが発生する。そして、そのアークは、アーク電極間距離が十分に大きくなるまでの間、一か所に集中的に接続されることになる。このため、その一か所にだけアークによる熱が入り、アーク電極の接触面における部分的な溶損が大きくなり、その部分の変形量も大きくなる傾向がある。
【0006】
また、この場合に、被駆動側アーク電極子が被駆動側アーク電極集電子の被駆動側アーク電極接触面で直線摺動するため、この接触が点接触になることが多く、金属粉の発生及び線状疵によって開路性能及び閉路性能が低下する場合があり、改善の余地があった。
【0007】
本発明は、ガス遮断器のアーク電極間に発生するアークの継続時間を短縮し、アーク電極の溶損を軽減し、電極摺動疵及び金属粉の発生を抑制し、ガス遮断器の開路及び閉路の性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のガス遮断器は、駆動側アーク電極集電子及び駆動側主電極を有する駆動側電極と、被駆動側アーク電極子及び被駆動側導体を有する被駆動側電極と、駆動側電極を軸方向に移動させる駆動部と、被駆動側アーク電極子と共通の中心軸を有するカム軸と、カムシリンダと、を備え、カム軸は、駆動部による軸方向の運動を周方向の回転運動に変換し、かつ、当該回転運動を被駆動側アーク電極子の軸方向の運動に変換するものであり、被駆動側アーク電極子の軸方向の運動は、駆動側アーク電極集電子の運動と反対方向であり、カムシリンダは、被駆動側アーク電極子が周方向に回転する機構を有する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ガス遮断器のアーク電極間に発生するアークの継続時間を短縮し、アーク電極の溶損を軽減し、電極摺動疵及び金属粉の発生を抑制し、ガス遮断器の開路及び閉路の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
実施例のガス遮断器の閉路状態を示す要部断面図である。
実施例のガス遮断器の開路状態を示す要部断面図である。
図1の閉路状態の双駆動機31を示す部分拡大断面図である。
図2の開路状態の双駆動機32を示す部分拡大断面図である。
図3のA−A矢視図である。
図4のB−B矢視図である。
カムシリンダを示す側面図である。
図7Aのカムシリンダの全体を示す展開図である。
従来の双駆動機による開路動作におけるアークの形状を示す模式図である。
本発明の双駆動機による開路動作におけるアークの形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、高電圧電力系統の回路に使用するガス遮断器に関する。このガス遮断器は、開路(遮断)及び閉路(通電)の際に、駆動側電極と被駆動側電極とを互いに反対方向に移動させる双駆動機を備えている。
【0012】
以下、本発明の実施形態に係るガス遮断器について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明は、実施例に関するものであり、本発明の内容を具体的に示しているが、本発明の内容を限定するものではなく、本発明は、実施例を変更した種々の実施形態とすることが可能である。
【実施例】
【0013】
図1は、実施例のガス遮断器の閉路状態を示す要部断面図である。
【0014】
本図に示すガス遮断器100は、主電極接触面6とアーク電極接触面3との接触及び分離をすることにより、高電圧回路の開閉を行う装置である。
【0015】
ガス遮断器100は、駆動部36と、被駆動部35と、これらを収納するタンク26と、で構成されている。タンク26の内部は、絶縁ガスが充填されている。
【0016】
駆動部36は、操作レバー25と、絶縁ロッド24と、連結ロッド22と、駆動側アーク電極集電子2と、駆動側導体23と、駆動側主電極5と、ノズル7と、を含む。連結ロッド22は、駆動側導体23の穴に挿入され、この穴の内壁面に摺動するように構成されている。駆動側主電極5は、駆動側導体23の内壁面に摺動するように設置されている。駆動側アーク電極集電子2、駆動側主電極5、ノズル7及び連結ロッド22は、固定的に一体に接続されている。駆動側アーク電極集電子2、駆動側主電極5、ノズル7及び連結ロッド22は、絶縁ロッド24を介して操作レバー25の回転運動が伝達され、軸方向に移動する。
【0017】
駆動側アーク電極集電子2及び駆動側主電極5は、駆動側電極を構成する。
【0018】
なお、本明細書において、「軸方向」とは、棒状の被駆動側アーク電極子1及び略円筒形状の連結ロッド22の長手方向をいう。
【0019】
被駆動部35は、被駆動側導体4と、これに内蔵される双駆動機31の要部と、を含む。
【0020】
本図においては、被駆動側アーク電極子1と連結ロッド22とがアーク電極接触面3において接触している。また、被駆動側導体4と駆動側主電極5とが主電極接触面6において接触している。
【0021】
被駆動側アーク電極子1及び被駆動側導体4は、被駆動側電極を構成する。
【0022】
駆動部36は、操作レバー25の回転力によって、本図のように接触している主電極接触面6及びアーク電極接触面3が分離する方向に動作するとともに、カップリング8を介して被駆動部35に動力を伝達する。
【0023】
駆動部36は、閉路状態では、油圧やばねによる駆動源により、駆動側電極と被駆動側電極とを導通させる位置に設定され、通常時の電力系統の回路を構成する。
【0024】
落雷などによる短絡電流を遮断する際には、操作レバー25を開極方向に駆動し、絶縁ロッド24を介して駆動側電極と被駆動側電極とを引き離す。その際、駆動側アーク電極集電子2と被駆動側アーク電極子1との間にアークが発生する。このアークは、消弧ガスを吹きつけることにより消弧し、電流を遮断する。
【0025】
なお、閉路状態の双駆動機31については、図3を用いて後述する。
【0026】
図2は、実施例のガス遮断器の開路状態を示す要部断面図である。
【0027】
本図においては、図1において接触していた主電極接触面6及びアーク電極接触面3が分離して止まっている状態を示している。すなわち、本図においては、開路状態の双駆動機32を含むガス遮断器100を示している。主電極接触面6及びアーク電極接触面3の接触及び分離は、駆動部36と被駆動部35の範囲で行う。アークは、被駆動側アーク電極子1と連結ロッド22との接触面であるアーク電極接触面3が離れる際に発生する。
【0028】
図3は、図1を部分的に拡大した図であり、閉路状態の双駆動機31を示す断面図である。
【0029】
図3に示すように、双駆動機31は、ノズル7と、カップリング8と、駆動ロッド9と、スライダ11と、スライダローラ12と、駆動カムボール13と、カム軸14と、ケース10と、被駆動カムボール17と、カムシリンダ18と、螺旋状の電極子回転カム溝19と、を含む。
【0030】
被駆動側アーク電極子1は、中空の被駆動側アーク電極集電子20に挿入されている。被駆動側アーク電極子1は、軸方向に設けられた穴51と、摺動部53と、を有する。被駆動側アーク電極子1は、被駆動側アーク電極集電子20の被駆動側アーク電極接触面21に接触した状態で軸方向に摺動する。
(【0031】以降は省略されています)

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