特許 6012094 続流遮断装置及びアークホーン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012094

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】続流遮断装置及びアークホーン装置

(51)【国際特許分類】

   H01T 1/10 20060101AFI20161011BHJP

   H01T 4/14 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H01T1/10

   H01T4/14 A

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-74549(P2012-74549)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-206718(P2013-206718A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000156938

【氏名又は名称】関西電力株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】391001538

【氏名又は名称】日本カタン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082072

【弁理士】

【氏名又は名称】清原 義博

(74)【代理人】

【識別番号】100084629

【弁理士】

【氏名又は名称】西森 正博

(72)【発明者】

【氏名】戸部 祐治

(72)【発明者】

【氏名】表 智康

(72)【発明者】

【氏名】野村 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】野村 英司

(72)【発明者】

【氏名】大高 聡也

(72)【発明者】

【氏名】岩田 幹正

(72)【発明者】

【氏名】天川 正士

(72)【発明者】

【氏名】上原 実

(72)【発明者】

【氏名】上村 健太郎

【審査官】 段 吉享

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３４０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １／１０

Ｈ０１Ｔ ４／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端部側に電極先端部（１１ａ）が挿入固定される絶縁性筒体（２）を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体（２）は、電極側小径部（７）と、この電極側小径部（７）の先端側に連接されて絶縁性筒体（２）の先端面（９）に開口する出口側大径部（８）とを有する通孔（３）が開設されており、出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）は、続流アークによって通孔（３）内に生じるガス流を適正膨張させることが可能な適正膨張径（ｄｃ）以下で、且つ上記適正膨張径（ｄｃ）と電極側小径部（７）の内径寸法（ｄ１）との平均値（ｄｍ）以上とされていることを特徴とする続流遮断装置。

【請求項2】

上記適正膨張径（ｄｃ）に対する出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）の比が０．６〜１．０とされていることを特徴とする請求項１に記載の続流遮断装置。

【請求項3】

上記適正膨張径（ｄｃ）は、出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）を仮の値とした通孔（３）の続流アーク発生時の出口側大径部と外部との境界におけるガス圧力が大気圧となる場合の電極側小径部（７）の圧力を算出した後、
（ａ）算出された圧力を、式１に入力し、出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）を算出する手順と、
（ｂ）電極側小径部（７）の内径寸法（ｄ１）を一定に、出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）を算出値とした通孔（３）の続流アーク発生時の電極側小径部（７）の圧力を算出する手順とを、
電極側小径部（７）の圧力値が収束するまで繰り返すことで得られた出口側大径部（８）の内径寸法（ｄ２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の続流遮断装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載の続流遮断装置を備えたことを特徴とするアークホーン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、続流遮断装置及びアークホーン装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電線を鉄塔等に張設する碍子装置には、雷等による閃絡や、その後の続流アークによって碍子が破損したり、電線が溶断したりするのを防止する目的でアークホーンが取り付けられる。すなわち、アークホーンは、続流アークの発弧点を電線以外のところに移すとともに、続流アークを碍子から離すことによって電線や碍子を保護するものである。

【0003】

アークホーンは、一般に、碍子装置の接地側と線側とに配設されるが、接地側に配設されたアークホーンと線側に配設されたアークホーンとの間で閃絡すると、その後の続流によって遮断器が動作し、停止事故（停電）や瞬時電圧低下となって、電力供給に支障をきたすことになる。そこで、以前から、アークホーンに対して、続流を遮断する続流遮断装置を取り付けることが行われてきた（例えば特許文献１参照）。

【0004】

続流遮断装置は、例えば、接地側アークホーンの先端部に絶縁性筒体を付設することで構成されており、雷撃時のアークホーンの閃絡が絶縁性筒体を通して起こった際に、アーク熱によって絶縁性筒体内に発生した高圧ガスを噴射することで、続流を絶縁性筒体内で遮断するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−３４０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記特許文献１に記載の続流遮断装置においては、絶縁性筒体の内径寸法をアークホーン側と出口側とで異ならせた形態、具体的には、出口側の内径寸法を、アークホーン側（奥側）の内径寸法より大とすることで、続流アーク発生時における絶縁性筒体内の電流密度を低減させ、ガス流の閉塞を抑制することで遮断性能の向上を図っていた。

【0007】

しかしながら、特許文献１の続流遮断装置は、遮断性能の向上に効果のある含水処理を施していながらも続流の遮断に時間を要している等、依然として改良の余地があった。

【0008】

そこで、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、続流の遮断を短時間で行うことができ、続流に起因する停止事故（停電）や瞬時電圧低下の発生を一層抑制することができる続流遮断装置及びアークホーン装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明の続流遮断装置は、基端部側に電極先端部１１ａが挿入固定される絶縁性筒体２を備えた続流遮断装置であって、上記絶縁性筒体２は、電極側小径部７と、この電極側小径部７の先端側に連接されて絶縁性筒体２の先端面９に開口する出口側大径部８とを有する通孔３が開設されており、出口側大径部８の内径寸法ｄ２は、続流アークによって通孔３内に生じるガス流を適正膨張させることが可能な適正膨張径ｄｃ以下で、且つ上記適正膨張径ｄｃと電極側小径部７の内径寸法ｄ１との平均値ｄｍ以上とされていることを特徴としている。

【0010】

具体的に、適正膨張径ｄｃに対する出口側大径部８の内径寸法ｄ２の比が０．６〜１．０とされている。

【0011】

また、適正膨張径ｄｃは、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を仮の値とした通孔３の続流アーク発生時の電極側小径部７の圧力を算出した後、
（ａ）算出された圧力を、式１に入力し、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を算出する手順と、
（ｂ）電極側小径部７の内径寸法ｄ１を一定に、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を算出値とした通孔３の続流アーク発生時の電極側小径部７の圧力を算出する手順とを、
電極側小径部７の圧力値が収束するまで繰り返すことで得られた出口側大径部８の内径寸法ｄ２であることを特徴としている。

（Ａｅ：出口側大径部の断面積、Ａ：電極側小径部の断面積、Ｐｄ：出口側大径部の圧力、Ｐ０：電極側小径部の圧力、γ：比熱比）

【0012】

また、アークホーン装置１０が上記続流遮断装置１を備えている。

【発明の効果】

【0013】

この発明の続流遮断装置によれば、出口側大径部の内径寸法を、続流アークによって通孔内に生じるガス流を適正膨張させることが可能な適正膨張径以下で、且つ適正膨張径と電極側小径部の内径寸法との平均値以上としている、すなわち、出口側大径部の内径寸法をガス放出に最適な値としていることから、ガス流の閉塞を確実に解消することができる。また、ガス流速の向上を図ることができることから、より短時間での続流の遮断を実現することができる。具体的に、適正膨張径に対する出口側大径部の内径寸法の比を０．６〜１．０とすれば続流の遮断に好適な通孔形状とすることができる。

【0014】

また、アークホーン装置に上記続流遮断装置を設けることにより、アークホーンに生じた続流を遮断することができ、続流に起因する停止事故（停電）や瞬時電圧低下の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明の続流遮断装置を示す断面図である。

【図2】続流遮断装置の碍子装置への取付状態を示す簡略図である。

【図3】異なる実施形態の続流遮断装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、この発明の続流遮断装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の続流遮断装置１の要所断面図を示しているが、この続流遮断装置１は絶縁性筒体２を備えている。また、この絶縁性筒体２は、図２に示すように、接地側アークホーン１１と線側アークホーン１２等で構成されるアークホーン装置１０の接地側アークホーン１１に取り付けられる。

【0017】

絶縁性筒体２は、図１に示すように、その通孔３が、基端側のネジ孔４と、中間部の小径部５と、先端側の大径部６とを備えている。そして、ネジ孔４に、接地側アークホーン１１の先端部（電極先端部）１１ａのネジ部が螺着されることにより、電極先端部１１ａが絶縁性筒体２の基端部側に挿入固定されることになる。

【0018】

そして、電極先端部１１ａが連結された状態では、通孔３の小径部５に、電極先端部１１ａの先端縁部が突入状となる電極側小径部７が構成され、通孔３の大径部６に、電極側小径部７に連接されて絶縁性筒体２の先端面９に開口する出口側大径部８が構成される。

【0019】

絶縁性筒体２は、例えば６ナイロン等のポリアミド樹脂が使用されており、雷撃時のアークホーンの閃絡が絶縁性筒体２を通して起こった際に、アーク熱によって絶縁性筒体２の内壁を溶発（アブレーション）させ、溶発に伴って生じる高圧ガスを、出口側大径部８から外部へと噴射することで、続流を絶縁性筒体２内で遮断するようにしている。

【0020】

なお、本発明は、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を、遮断性能を向上させるに最適な値とするところに特徴がある。具体的には、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を、続流アークによって通孔３内に生じる高圧ガスのガス流を適正膨張させることが可能な適正膨張径ｄｃに基づいて決定するところに特徴がある。なお、適正膨張とは、出口における圧力が出口近傍の雰囲気圧力と等しくなる現象をいう。以下、出口側大径部８の内径寸法ｄ２の決定方法について詳細に説明する。

【0021】

出口側大径部８の内径寸法ｄ２を決定するにあたって、まず、仮定の通孔形状を決定する。この際、電極側小径部７の内径寸法ｄ１と、電極側小径部７の長さ寸法Ｌ１と、出口側大径部８の長さ寸法Ｌ２は実際の寸法を用い、出口側大径部８の内径寸法ｄ２のみ仮定の値を用いる。なお、出口側大径部８の内径寸法ｄ２の仮定値としては、例えば、電極側小径部７の内径寸法ｄ１の１．５倍の値を用いる。

【0022】

次に、仮定の通孔形状を備えた絶縁性筒体２の続流アーク発生時における電極側小径部７の圧力をＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）解析により算出（推定）する。具体的には、仮定の通孔形状と、続流アーク発生時のアークパワーと、アークパワーの付加位置と、ガス物性値と、材料比重等とを入力条件としてＣＦＤ解析を行い、出口側大径部８と外部との境界におけるガス圧力が大気圧（約０．１ＭＰａ）となる場合の電極側小径部７の圧力を算出する。

【0023】

その後、（ａ）算出された電極側小径部７の圧力をラバルノズルの設計式である式１に入力し、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を算出する。なお、式１のγは比熱比であって、熱流体解析で求めた定常比熱、質量密度を基に式２から算出した値を用いる。また、Ｐｄは大気圧である。また、式１の大径部断面積Ａｅを直径に変換することにより出口側大径部８の内径寸法ｄ２を求める。

【0024】

【数1】

（Ａｅ：出口側大径部の断面積、Ａ：電極側小径部の断面積、Ｐｄ：出口側大径部の圧力、Ｐ０：電極側小径部の圧力、γ：比熱比）

【0025】

【数2】

（γ：比熱比、Ｐ：ガス圧力、Ｃｐ：定常比熱、ρ：ガス密度、Ｔ：ガス温度）

【0026】

次に、（ｂ）電極側小径部７の内径寸法ｄ１を一定としたまま、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を上記式１の算出値とした通孔形状で、上記と同様の条件でＣＦＤ解析を行い、電極側小径部７の圧力を算出（推定）する。

【0027】

そして、上記（ａ）（ｂ）の手順を、電極側小径部７の圧力が収束するまで（算出された圧力値とその直前に算出された圧力値とが略等しくなるまで）繰り返すことで得られた出口側大径部８の内径寸法ｄ２が適正膨張径ｄｃであり、この適正膨張径ｄｃを、出口側大径部８の内径寸法ｄ２として採用している。

【0028】

なお、本発明の絶縁性筒体２のうち、表１〜表４に示すものにおいては、通孔形状が、電極側小径部７と出口側大径部８との連設部において段差を生じる段付状とされ、また、電極側小径部７と出口側大径部８は、それぞれが始端から終端まで径を変えることなく直線状とされている。すなわち、テーパ部を有しておらず、互いに径の異なる孔同士を、軸心を合わせて繋げた形態とされている。そのため、実際のラバルノズルとはその形状が大きく相違しており、また、出口側大径部８の容積も、実際のラバルノズルより大とされた状態となる。

【0029】

そこで、実際のラバルノズルと容積を凡そ同じくするため、上記適正膨張径ｄｃと、電極側小径部７の内径寸法ｄ１との平均値ｄｍを、出口側大径部８の内径寸法ｄ２として採用している。すなわち、本発明においては、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を、適正膨張径ｄｃから平均値ｄｍの範囲で設定している。

【0030】

［実施例］
以下、電極側小径部７の内径寸法ｄ１が６ｍｍ、電極側小径部７の長さ寸法Ｌ１が１３４ｍｍ、出口側大径部８の長さ寸法Ｌ２が１６６ｍｍ、電極小径部７と出口側大径部８とからなる遮断部の長さＬが３００ｍｍとされた通孔３の適正膨張径ｄｃの算出手順、及び、適正膨張径ｄｃを基に設定された内径寸法ｄ２での短絡電流遮断試験結果について詳細に説明する。

【0031】

まず、上記数値を基に仮定の通孔形状を設定する。なお、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を除き、電極側小径部７の内径寸法ｄ１、電極側小径部７の長さ寸法Ｌ１、出口側大径部８の長さ寸法Ｌ２は実際の寸法を用いる。また、出口側大径部８の内径寸法ｄ２の仮の値として、電極側小径部７の内径寸法ｄ１の１．５倍の値（６×１．５＝９ｍｍ）を使用した。

【0032】

次に、上記設定した仮定の通孔形状と、アークパワーとして１０ＭＷ、アークパワーの付加位置として出口側大径部８、ガス物性値として空気の物性値、材料比重として６ナイロンの比重である１．１４ｇ／ｃｍ^３、比熱比γとして１．２を入力条件として、続流アーク発生時の通孔３の内部状態をＣＦＤ解析により解析し、電極側小径部７の圧力を算出した。なお、アークパワーの１０ＭＷは、電力系統での続流を想定したもの、具体的には１０ｋＡ印加時を想定したものである。

【0033】

その後、上記（ａ）（ｂ）の手順を、電極側小径部７の圧力が収束するまで行い、その圧力を式１に入力することで、適正膨張径ｄｃとして１９ｍｍを得た。

【0034】

また、出口側大径部８の容積を、実際のラバルノズルと容積を凡そ同じくするため、適正膨張径ｄｃと、電極側小径部７の内径寸法ｄ１との平均値ｄｍ（（１９＋６）／２＝１２．５→１３ｍｍ）を得た。

【0035】

表１に、上記通孔３において、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたもの（Ｎｏ，３）、また平均値ｄｍとしたもの（Ｎｏ，２）の短絡電流遮断試験結果を示す。なお、比較対象として、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を上記算定で用いた仮定値としたもの（Ｎｏ，１）、また、適正膨張径ｄｃの算出過程初期（収束以前）での出口側大径部８の内径寸法ｄ２を用いたもの（Ｎｏ，４）を併記している。

【0036】

なお、試験条件としては、単相直接試験であり、試験周波数を５０Ｈｚとし、試験電圧を６９．７ｋＶとし、試験電流を５、１０ｋＡ（直流成分は零）とし、通電時間を０．０８秒（４Ｈｚ）とし、過渡回復電圧を波高値１３８ｋＶ、上昇率０．７５ｋＶ／μｓとし、発弧方式を直径０．２ｍｍの銅線による溶断発弧とした。

【0037】

【表1】

【0038】

表１に示すように、内径寸法ｄ２として適正膨張径ｄｃを用いたＮｏ，３においては、５ｋＡで０．５サイクル、１０ｋＡで１．５サイクルでの遮断に成功しており、１０ｋＡでアーク移行を生じているＮｏ，１やＮｏ，４に比べて遮断性能が向上しているといえる。また、内径寸法ｄ２として平均値ｄｍを用いたＮｏ，２においては、５ｋＡ、１０ｋＡともに０．５サイクルで遮断に成功しており、Ｎｏ１，Ｎｏ４に比べて格段に遮断性能が向上しているといえる。なお、アーク移行とは、続流を遮断しようとする働きによって通孔３外にアークが移行する状態を示し、遮断失敗とは、通孔３内で続流を遮断できない状態を示している。

【0039】

次に、遮断部長さ寸法Ｌが２２５ｍｍとされている場合の短絡電流遮断試験結果について説明する。

【0040】

遮断部長さ寸法Ｌを２２５ｍｍとし、電極側小径部７の長さ寸法Ｌ１を１０１ｍｍ、出口側大径部８の長さ寸法Ｌ２を１２４ｍｍとする他は、上記方法に則っている。なお、表２におけるＮｏ，７が内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたもの、Ｎｏ，６が内径寸法ｄ２を平均値ｄｍとしたものである。また、Ｎｏ，５が内径寸法ｄ２を仮定値としたもの、Ｎｏ，８が内径寸法ｄ２を収束以前での内径寸法としたものである。

【0041】

【表2】

【0042】

表２に示すように、内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたＮｏ，７は、５ｋＡで１サイクル、１０ｋＡで３サイクルでの遮断に成功しており、１０ｋＡでアーク移行の生じたＮｏ，５や、１０ｋＡで遮断に失敗しているＮｏ，８に比べて遮断性能が向上しているといえる。また、内径寸法ｄ２を平均値ｄｍとしたＮｏ，６では、５ｋＡ、１０ｋＡともに０．５サイクルで遮断に成功しており、Ｎｏ，５やＮｏ，８に比べて格段に遮断性能が向上しているといえる。

【0043】

このように、ラバルノズルの設計式に基づいて、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を決定することにより、遮断性能の向上を図ることができることがわかる。なお、内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃに基づいて設定したＮｏ，２、Ｎｏ，３、Ｎｏ，６、Ｎｏ，７は、適正膨張径ｄｃに対する内径寸法ｄ２の比（ｄ２／ｄｃ）が約０．６〜約１．０であり、特に良好な結果が得られたＮｏ，２、Ｎｏ，６の内径寸法ｄ２では約０．６〜約０．７であることがわかる。Ｎｏ，２やＮｏ，６が特に良好な結果となった理由としては、電極側小径部７と出口側大径部８との連設部に生じた段差が、Ｎｏ，３やＮｏ，７に比べて小さくなり、段差に起因する乱流を抑えることができたためであると考えられる。なお、出口側大径部８の内径寸法ｄ２に対する電極側小径部７の内径寸法ｄ１の比（ｄ１／ｄ２）は、Ｎｏ，２、Ｎｏ，３、Ｎｏ，６、Ｎｏ，７では約０．３〜約０．５であり、Ｎｏ，２、Ｎｏ，３では、約０．４〜約０．５とされている。

【0044】

次に、電極側小径部７の内径寸法ｄ１を８ｍｍとした場合についての短絡電流遮断試験結果について説明する。

【0045】

電極側小径部７の内径寸法ｄ１を８ｍｍとした他は、上記方法に則って内径寸法ｄ２を決定している。なお、表３におけるＮｏ，１１及びＮｏ，１６が内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたものであり、Ｎｏ，１０及びＮｏ，１４が内径寸法ｄ２を平均値ｄｍとしたものである。また、Ｎｏ，９及びＮｏ，１３が内径寸法ｄ２を仮定値としたもの、Ｎｏ，１２及びＮｏ，１７が内径寸法ｄ２を収束以前での内径寸法としたものである。

【0046】

【表3】

【0047】

表３に示すように、適正膨張径ｄｃ以下（表３における比率、内径寸法ｄ２／適正膨張径ｄｃが１以下）とされているものにおいて、概ね良好な結果が出ているといえる。なお、Ｎｏ，１０においては、１０ｋＡでの遮断に失敗しているが、５ｋＡにおいて１．５サイクルでの遮断に成功しており、５ｋＡを遮断するのに２サイクル要しているＮｏ，９に比べて遮断性能が向上しているといえる。また、Ｎｏ，１６においては、５ｋＡ、１０ｋＡともに遮断に失敗しているが、１０ｋＡはアーク移行による失敗であるため、移行経路を妨げることができれば遮断することができるものと推測される。

【0048】

なお、電極側小径部７の内径寸法ｄ１が８ｍｍで、遮断部長さ寸法Ｌが２２５ｍｍとされたもの（Ｎｏ，１３〜Ｎｏ，１７）については、適正膨張径ｄｃと平均値ｄｍとの間にＮｏ，１５を設けているが、Ｎｏ，１５が最も良好な結果を示していることがわかる。なお、Ｎｏ，１５の内径寸法ｄ２は、適正膨張径ｄｃに対して約０．８倍とされており、この結果を鑑みると、適正膨張径ｄｃに対する出口側大径部８の内径寸法ｄ２の比（ｄ２／ｄｃ）を約０．６〜約１．０とすることで良好な結果が得られ、約０．６〜約０．８とすることでより良好な結果が得られるものと推測される。また、出口側大径部８の内径寸法ｄ２に対する電極側小径部７の内径寸法ｄ１の比（ｄ１／ｄ２）が、約０．３〜約０．５とされているＮｏ，１１、Ｎｏ，１４、Ｎｏ，１５で良好な結果が得られていることがわかる。

【0049】

次に、電極側小径部７の内径寸法ｄ１を１６ｍｍとした場合の短絡電流遮断試験結果について表４に示す。

【0050】

電極側小径部７の内径寸法ｄ１を１６ｍｍとした他は、上記方法に則って内径寸法ｄ２を決定している。なお、表４におけるＮｏ，２０が内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたものであり、Ｎｏ，１９が内径寸法ｄ２を平均値ｄｍとしたものである。また、Ｎｏ，１８が内径寸法ｄ２を仮定値としたもの、Ｎｏ，２１が内径寸法ｄ２を収束以前での内径寸法としたものである。

【0051】

【表4】

【0052】

表４に示すように、適正膨張径ｄｃ以下（表４において比率、内径寸法ｄ２／適正膨張径ｄｃが１以下）とされているものにおいて、概ね良好な結果が出ているといえる。特に、内径寸法ｄ２を適性膨張径ｄｃとしたＮｏ，２０においては、唯一１０ｋＡを遮断しており、遮断性能が向上しているといえる。

【0053】

次に、通孔３の形状を、図３に示すように、ラバルノズル形状に近似させた場合、具体的には、出口側大径部８の電極側小径部７側端部を電極側小径部７の内径寸法ｄ１と略等しくし、出口側大径部８の先端面９側の開口部を適正膨張径ｄｃとし、２点を直線で結ぶことで先端面９に向かって末広がりなテーパ状とした場合の短絡電流遮断試験結果について説明する。

【0054】

ＣＦＤ解析にあたって、通孔３のモデル形状を段付状からテーパ状に変更した他は、上記方法に則って内径寸法ｄ２を決定している。なお、表５におけるＮｏ，２２、Ｎｏ，２３はいずれも内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとしたものである。

【0055】

【表5】

【0056】

表５に示すように、通孔３をラバルノズル形状に近似させて形成するとともに、内径寸法ｄ２を適正膨張径ｄｃとすることで、良好な結果を得られることがわかる。なお、通孔形状をラバルノズル形状に近似させると、通孔形状を段付状とした場合に比べて、ガス流速を向上させることができる。

【0057】

以上、実施例で示したように、本発明の続流遮断装置１においては、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を、ラバルノズルの設計式に基づいて決定している、すなわち、出口側大径部８の内径寸法ｄ２を、続流アークによって通孔３内に生じるガス流を適正膨張させることが可能な適正膨張径ｄｃ以下で、且つ適正膨張径ｄｃと電極側小径部７の内径寸法ｄ１との平均値ｄｍ以上としている、すなわち、出口側大径部８の内径寸法ｄ２をガス放出に最適な値としていることから、ガス流の閉塞を解消することができる。また、ガス流速の向上を図ることができることから、より短時間での続流の遮断を実現することができる。

【0058】

特に、適正膨張径ｄｃに対する出口側大径部８の内径寸法ｄ２の比を、約０．６〜約１．０とすることによって良好な遮断性能を備えた続流遮断装置１とすることができる。従って、本発明の続流遮断装置１をアークホーン装置１０に取り付ければ、より短時間での続流の遮断を実現することができる。

【0059】

以上に、この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施例においては、接地側アークホーン１１に続流遮断装置１を設けていたが、線側アークホーン１２に設けても良いし、双方のアークホーンに続流遮断装置１を設けても良い。また、通孔形状をラバルノズル形状としても良い。

【符号の説明】

【0060】

１・・続流遮断装置、２・・絶縁性筒体、３・・通孔、７・・電極側小径部、８・・出口側大径部、１１ａ・・電極先端部、ｄ１・・電極側小径部の内径寸法、ｄ２・・出口側大径部の内径寸法、ｄｃ・・適正膨張径、ｄｍ・・平均値

【図1】

【図2】

【図3】