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公開番号2025018412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122095
出願日2023-07-27
発明の名称ガス遮断器
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H01H 33/70 20060101AFI20250130BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型化、および、駆動力の低下を容易に実現可能なガス遮断器を提供する。
【解決手段】実施形態のガス遮断器において、絶縁ノズルは、ノズル大径部とノズル小径部とノズル傾斜部とを含み、軸方向において対向側アーク接触子と同軸に配置されている管状体である。ノズル小径部は、ノズル大径部よりも対向側接触子部の側に位置しており、ノズル大径部よりも外径が小さい。ノズル傾斜部は、ノズル小径部よりも対向側接触子部の側に位置しており、ノズル小径部から対向側接触子部の側へ向かうに伴って外径が大きくなるように、外周面が軸方向に対して傾斜している。ここでは、ノズル小径部とノズル傾斜部との少なくとも一方を囲うように、変歪リングが設けられており、開離過程の際に対向側アーク接触子の先端の周囲に生ずる電界が、変歪リングによって緩和される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
消弧性ガスが内部に充填される密閉容器と、
前記密閉容器の内部に設けられている対向側接触子部と、
前記密閉容器の内部に設けられており、前記対向側接触子部に接触することで閉極状態になると供に、前記対向側接触子部から離間することで開極状態になるように移動する駆動側接触子部と、
前記密閉容器の内部に設けられており、前記駆動側接触子部と前記対向側接触子部との間が前記閉極状態から前記開極状態になる開離過程において前記駆動側接触子部と供に移動する絶縁ノズルと
を備え、前記開離過程において前記対向側接触子部と前記駆動側接触子部との間にアーク放電が発生したときに、前記消弧性ガスが放出されるノズル内部空間を、前記絶縁ノズルが含む、ガス遮断器であって
前記対向側接触子部は、
軸方向に延在する棒状体であって、前記ノズル内部空間に収容される部分を含む対向側アーク接触子と、
前記軸方向において前記対向側アーク接触子と同軸に配置されている管状体であって、前記絶縁ノズルを介して、前記対向側アーク接触子を内部に収容する部分を含む対向側通電接触子と
を有し、
前記駆動側接触子部は、
前記軸方向において前記対向側アーク接触子と同軸に配置されている管状体であって、前記ノズル内部空間に収容されており、前記閉極状態において前記対向側アーク接触子が内部に挿入され、前記開離過程において前記対向側アーク接触子との間に前記アーク放電が発生する駆動側アーク接触子と、
前記軸方向において前記対向側アーク接触子と同軸に配置されている管状体であって、前記絶縁ノズルを介して、前記駆動側アーク接触子を内部に収容する部分を含み、前記閉極状態において前記対向側通電接触子の内部に挿入される駆動側通電接触子と
を有し、
前記絶縁ノズルは、
前記駆動側アーク接触子と前記駆動側通電接触子との間に介在しているノズル大径部と、
前記ノズル大径部よりも前記対向側接触子部の側に位置しており、前記ノズル大径部よりも外径が小さいノズル小径部と、
前記ノズル小径部よりも前記対向側接触子部の側に位置しており、前記ノズル小径部から前記対向側接触子部の側へ向かうに伴って外径が大きくなるように、外周面が前記軸方向に対して傾斜しているノズル傾斜部と
を含み、前記軸方向において前記対向側アーク接触子と同軸に配置されている管状体であって、
前記ノズル小径部と前記ノズル傾斜部との少なくとも一方を囲うように、変歪リングが設けられており、前記開離過程の際に前記対向側アーク接触子の先端の周囲に生ずる電界が、前記変歪リングによって緩和される、
ガス遮断器。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記変歪リングの外周面の径が、前記ノズル小径部の外周面の径より大きく、かつ、前記駆動側通電接触子の内周面の径より小さい、
請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記ノズル内部空間は、
前記駆動側アーク接触子の側に位置する端部から前記軸方向において離れるに伴って内径が拡がるように構成されているノズル内部空間拡径部
を備え、
前記変歪リングは、少なくとも、前記ノズル内部空間拡径部において前記駆動側アーク接触子の側に位置する端部の周りを囲うように、前記絶縁ノズルに設けられている、
請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記変歪リングは、前記駆動側接触子部が前記対向側接触子部から最も離間した完全開極状態であるときに、前記対向側通電接触子において前記駆動側接触子部の側に位置する端部が、前記変歪リングの周りを囲うように、前記絶縁ノズルに設けられている、
請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記変歪リングは、前記絶縁ノズルよりも誘電率が高い誘電材料を用いて形成されている、
請求項１に記載のガス遮断器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ガス遮断器は、例えば、パッファ式であって、電流の遮断動作時に発生するアーク放電を消滅させるために、遮断動作に連動してパッファ室で昇圧した消弧性ガスをアーク放電に吹き付けるように構成されている。消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ
６
）のガスが主に用いられている。この他に、消弧性ガスは、フッ素系ガスの使用規制により、六フッ化硫黄ガス以外に、二酸化炭素（ＣＯ
２
）を主に含む混合ガスを用いることが進められている。
【０００３】
ガス遮断器は、遮断動作を実行する際、開離過程において閉極状態から開極状態へ移行し、完全開極状態になる。
【０００４】
具体的には、閉極状態では、ガス遮断器は、管状の絶縁ノズルの外部において、管状の対向側通電接触子の内部に管状の駆動側通電接触子が挿入されることによって、対向側通電接触子と駆動側通電接触子との間が接触している。これと供に、管状の絶縁ノズルの内部において、棒状の対向側アーク接触子が管状の駆動側アーク接触子に挿入されることで、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子との間が接触している。
【０００５】
閉極状態から開極状態へ移行される開離過程では、まず、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子との間が接触状態を保持した状態で、対向側通電接触子と駆動側通電接触子とが接触状態から離間状態になる。つぎに、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子とが接触状態から離間状態になる。このとき、絶縁ノズルの内部において、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子との間にアーク放電が発生する。そのアーク放電は、開離過程の進行に伴ってパッファ室で昇圧された消弧性ガスの吹き付けによって消滅する。
【０００６】
その後、完全開極状態では、対向側通電接触子と駆動側通電接触子との間が最も離れた状態になると供に、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子との間が最も離れた状態になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
ＷＯ－Ａ１－２０１９／１５０６５５
特開２０１６－２１３１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガス遮断器は、小型化、および、消弧性ガスを高圧化させるための駆動力を低下させることが要求されているが、この要求に応えることは容易でない。
【０００９】
具体的には、アーク放電が消弧された後に完全開極状態に移行する期間においては、対向側アーク接触子の先端の周囲の電界が、高くなる場合がある。つまり、進み小電流開閉時や中小電流遮断時における開離過程の際に、対向側アーク接触子の先端の周囲に生ずる電界が高くなる場合がある。その結果、対向側アーク接触子と駆動側アーク接触子との間において、絶縁破壊が発生する可能性が高まる。
【００１０】
絶縁破壊の発生を防止するためには、十分な消弧性ガスの吹き付け量を確保する必要があり、その吹き付け量を減少させることが容易でないので、パッファ室の小型化が困難になる場合がある。また、絶縁破壊の発生を防止するためには、パッファ室における消弧性ガスの圧力を高い状態で維持する必要があり、その圧力を低減させることが容易でないので、パッファ室における消弧性ガスを高圧化させるための駆動力を低下させることが困難になる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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