特開 2022-180154 ガス遮断器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180154

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】ガス遮断器

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/835 20060101AFI20221129BHJP

   H01H 33/915 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

H01H33/835

H01H33/915

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087095

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】太田 剛史

【テーマコード（参考）】

5G001

【Ｆターム（参考）】

5G001AA06

5G001BB03

5G001CC03

5G001DD03

5G001DD07

5G001EE01

5G001EE13

(57)【要約】

【課題】高性能を維持しつつ、機器を大型化せずに大電流に対応するガス遮断器を実現する。
【解決手段】ガス遮断器（１００）は、電流を遮断するガス遮断器（１００）であって、アーク放電（Ｚ）による熱ガスが発生するアーク放電空間（６０）と連通しシリンダ（２０）の中心軸側に設けられた第１ガス流路（１３）と、第１ガス流路（１３）と連通しピストン（４０）内に設けられた第２ガス流路（４５）と、第２ガス流路（４５）と外部とを連通する排気口（４６）と、を備え、シリンダ（２０）は、電流の遮断開始から遮断状態にかけて、ピストン（４０）に対して移動し、排気口（４６）の一部は、電流の遮断状態のシリンダ側面体（２３）に対向して重なる位置に配置されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流を遮断するガス遮断器であって、
第１接触子と、
前記第１接触子に対して相対的に移動することにより前記第１接触子と接離可能な第２接触子と、
前記第２接触子に対して固定され、嵌挿されているピストンに摺動可能に配置されるシリンダと、
前記第１接触子と前記第２接触子とが開離することにより、前記第１接触子と前記第２接触子との間に生じるアーク放電による熱ガスが発生するアーク放電空間と連通し、前記シリンダの中心軸側に設けられた第１ガス流路と、
前記第１ガス流路と連通し、前記ピストン内に設けられた第２ガス流路と、
前記第２ガス流路と外部とを連通する排気口と、
を備え、
前記シリンダは、電流の遮断開始から前記電流の遮断状態にかけて、前記ピストンに対して前記第１接触子と離れる方向に移動し、
前記排気口の一部は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重なる位置に配置されている、ガス遮断器。

【請求項2】

前記排気口は、第１排気口と第２排気口とを有し、
前記第１排気口は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重ならない位置に配置され、
前記第２排気口は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重なる位置に配置されている、請求項１に記載のガス遮断器。

【請求項3】

前記電流の遮断状態において、前記排気口と対向して重なる前記シリンダの側面の内側には、前記排気口の一部を覆う閉鎖部材が配置されている、請求項１または２に記載のガス遮断器。

【請求項4】

前記閉鎖部材は、前記シリンダの移動に応じて移動可能であり、
前記閉鎖部材は、前記電流の遮断状態において、前記電流の通電状態と比べて、前記排気口のより広い面積を覆う、請求項３に記載のガス遮断器。

【請求項5】

前記閉鎖部材の材質は樹脂である、請求項３または４に記載のガス遮断器。

【請求項6】

前記閉鎖部材は、引張りバネの一端に固定され、
前記引張りバネの他端は、前記ピストンにおける前記閉鎖部材より前記第１接触子側の位置に固定され、
前記電流の遮断状態において、前記閉鎖部材は、前記引張りバネが伸びている状態で前記排気口の一部を覆う、請求項３から５のいずれか１項に記載のガス遮断器。

【請求項7】

前記閉鎖部材は、圧縮バネの一端に固定され、
前記圧縮バネの他端は、前記ピストンにおける前記閉鎖部材よりも前記第１接触子から離れる側の位置に固定され、
前記電流の遮断状態において、前記閉鎖部材は、前記圧縮バネが縮んでいる状態で前記排気口の一部を覆う、請求項３から５のいずれか１項に記載のガス遮断器。

【請求項8】

前記閉鎖部材に第１磁石が配置され、
前記ピストンに第２磁石が設置され、
前記電流の通電状態において、前記閉鎖部材は、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力によって、前記排気口の前記第１接触子側に復帰する、請求項３から５のいずれか１項に記載のガス遮断器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力系統における故障電流を遮断するために用いられ、接触子間に発生したアーク放電に消弧ガスを吹き付けてアーク放電を消弧するガス遮断器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、短絡故障発生時等の電流の遮断動作において発生するアーク放電にガスを吹き付けて消弧するガス遮断器が知られている。例えば、引用文献１には、消弧ガスを内包するパッファシリンダを備え、アーク放電による熱ガスを冷却するため、熱ガスを取り込む熱ガス処理空間が設けられているガス遮断器が開示されている。引用文献１に記載されているガス遮断器は、熱ガス処理空間を囲う壁面部に複数の排気穴が設けられており、下流側の排気穴の断面積を上流側の排気穴の断面積よりも小さく形成することで、排気の方向を規定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０６６１１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような従来技術は、ガス遮断器が大型化してしまうという問題がある。ガス遮断器を大電流に対応させようとすると、アークのエネルギーが高くなる。ガス遮断器の性能を維持したまま高いアークのエネルギーに対応するには、多量の熱ガスを排出しなければならない。しかしながら、引用文献１に記載されているガス遮断器は、多量の熱ガスを排出するために複数の排気穴を設けるためには、排気穴を設ける壁面部を大きくする必要があり、その結果、ガス遮断器が大型化してしまう。

【0005】

本発明の一態様は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、高性能を維持しつつ、機器を大型化せずに大電流に対応するガス遮断器を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るガス遮断器は、電流を遮断するガス遮断器であって、第１接触子と、前記第１接触子に対して相対的に移動することにより前記第１接触子と接離可能な第２接触子と、前記第２接触子に対して固定され、嵌挿されているピストンに摺動可能に配置されるシリンダと、前記第１接触子と前記第２接触子とが開離することにより、前記第１接触子と前記第２接触子との間に生じるアーク放電による熱ガスが発生するアーク放電空間と連通し、前記シリンダの中心軸側に設けられた第１ガス流路と、前記第１ガス流路と連通し、前記ピストン内に設けられた第２ガス流路と、前記第２ガス流路と外部とを連通する排気口と、を備え、前記シリンダは、電流の遮断開始から前記電流の遮断状態にかけて、前記ピストンに対して前記第１接触子と離れる方向に移動し、前記排気口の一部は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重なる位置に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、高性能を維持しつつ、機器を大型化せずに大電流に対応するガス遮断器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るガス遮断器の概略構成の一例を示す断面図であり、通常の通電状態を示す。

【図2】前記ガス遮断器の閉鎖部材の動作を説明するための断面図である。

【図3】前記ガス遮断器の開極動作中の状態を示す断面図である。

【図4】前記ガス遮断器の遮断状態を示す断面図である。

【図5】前記ガス遮断器の変形例を説明するための断面図である。

【図6】前記ガス遮断器の他の変形例を説明するための断面図である。

【図7】比較対象としてのガス遮断器の概略構成の一例を示す断面図であり、通常の通電状態を示す。

【図8】前記ガス遮断器の遮断状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔実施形態〕
図１は本発明の実施形態に係るガス遮断器１００の概略構成の一例を示す断面図であり、通常の通電時であるガス遮断器１００の通常の通電状態を示す。まず、本発明の実施形態に係るガス遮断器１００の概要について説明する。ガス遮断器１００は、電力系統における短絡電流等を遮断するために用いられる。ガス遮断器１００は、故障電流等を遮断する際、後述する開極動作を行うことで、故障電流等を遮断する。開極動作中、アーク接触子（第２接触子３１）間にアーク放電が発生する。ガス遮断器１００は、消弧ガスを発生したアーク放電に吹き付けて、アーク放電を消弧する。

【0010】

アーク放電により発生する熱ガスは高温となるため、ガス遮断器１００からの熱ガスの排気に対策が必要となる。前記対策として、熱ガスを分散させて排気することが考えられる。しかしながら、ただ排気口を複数設けるだけだと、排気口を設ける箇所を大きくする必要があり、ガス遮断器１００が大型化してしまう。

【0011】

そこで、ガス遮断器１００は、熱ガスの排気口の一部を、電流の遮断状態におけるシリンダの側面に対向して重なる位置に配置する。これにより、ガス遮断器１００は、大電流に対応するガス遮断器であっても、性能を落とさずに機器の小型化を実現することができる。以下に本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

【0012】

（ガス遮断器の構成）
図１に基づき、ガス遮断器１００の概略構成について説明する。なお、以下においては、図１に示すように、軸Ｐに平行な方向をｘ方向、軸Ｐに垂直な方向をｙ方向とし、第１固定部Ｍから第２固定部Ｎに向かう方向（シリンダ２０が第１接触子３から離れる方向）をｘ方向プラス側として説明する。

【0013】

ガス遮断器１００は、図示にはない密閉容器の中に設けられている。密閉容器は、接地された金属又は碍子などから構成され、その内部には電気絶縁媒体として、絶縁ガスが充填されている。ガス遮断器１００は、密閉容器に絶縁固定されている。

【0014】

図１に示すように、ガス遮断器１００は、第１固定部Ｍと、第２固定部Ｎと、可動部Ｋと、を備えている。第１固定部Ｍと、第２固定部Ｎと、可動部Ｋと、は軸Ｐを中心軸として同軸上に配置されている。第１固定部Ｍ及び第２固定部Ｎの位置は密閉容器に対して固定され、可動部Ｋは、軸Ｐの軸方向に沿って移動可能に設けられている。可動部Ｋは第１固定部Ｍに対して接離自在に配置されている。また、可動部Ｋには第２固定部Ｎの一部が嵌挿され、可動部Ｋは嵌挿された第２固定部Ｎの一部に対して摺動可能に配置されている。第１固定部Ｍと、第２固定部Ｎと、可動部Ｋと、について以下に詳しく説明する。

【0015】

（第１固定部）
第１固定部Ｍは、固定通電接触子１と、通電部２と、第１接触子３と、を備えている。固定通電接触子１は、軸Ｐを中心軸とし、軸Ｐに略平行に延伸する筒状の導体である。固定通電接触子１は、ガス遮断器１００の外部と電気的に接続されている。固定通電接触子１は密閉容器に絶縁固定されている。

【0016】

第１接触子３は、軸Ｐの略軸上に軸Ｐに沿って延伸する導体である。第１接触子３は、固定通電接触子１内に配置され、通電部２を介して固定通電接触子１に固定され且つ電気的に接続されている。開極時には、固定通電接触子１から通電部２を介して第１接触子３に電流が流れる。

【0017】

（可動部）
可動部Ｋは、操作棒１０と、シリンダ２０と、第２接触子３１と、ノズル３２と、可動通電接触子３３と、を備えている。

【0018】

操作棒１０は、軸Ｐの略軸上に延伸する円柱上の部材である。シリンダ２０と、第２接触子３１と、ノズル３２と、可動通電接触子３３と、は操作棒１０に固定されている。操作棒１０が図示しない駆動装置によりｘ方向に移動することにより、操作棒１０に固定されている各構成要素は操作棒１０と一体的に移動する。

【0019】

操作棒１０は、操作部１１とガス流路部１２とを備え、ｘ方向プラス側が操作部１１となり、ｘ方向マイナス側がガス流路部１２となる。ガス流路部１２は、中空部材で構成されており、内部は第１ガス流路１３となる。ガス流路部１２の周囲にはシリンダ２０が配置されている。第１ガス流路１３は、後述するシリンダ２０に設けられているパッファ室２１のシリンダ２０の中心軸Ｐ側に設けられている。

【0020】

第１ガス流路１３は、後述するアーク放電空間６０と連通している。第１ガス流路１３を形成する第１ガス流路側面体１４には、第１ガス流路１３と後述する第２ガス流路４５とを連通する連通口１５が形成されている。連通口１５は、ｘ方向において、シリンダ２０のｘ方向プラス側の端部から操作部１１のｘ方向マイナス側の端部までの間に形成されている。連通口１５の形は特に限定されず、例えば、丸穴又は長手方向に長穴であってもよい。また、連通口１５は、第１ガス流路側面体１４の周方向に均等に形成されていることが望ましい。

【0021】

シリンダ２０は、ｘ方向マイナス側の端部に、軸Ｐを中心とする、半径が異なる２つの同心円で囲まれたドーナツ状の底面２２を備える。底面２２は操作棒１０のｘ方向マイナス側の端部の外周から、底面２２の外側の円に向かって面が延伸して形成されている。つまり、底面２２の内側の円は、操作棒１０のｘ方向マイナス側の端部と一致し、底面２２は操作棒１０のｘ方向マイナス側の端部に固定されている。

【0022】

シリンダ２０は、底面２２の外側の円から軸Ｐに沿って延伸するシリンダ側面体２３を備えている。シリンダ側面体２３と第１ガス流路側面体１４との間の空間には、後述するピストン４０の一部である嵌挿部４１が、ｘ方向プラス側から嵌挿され、ピストン４０に摺動可能に配置されている。パッファ室２１は、底面２２とシリンダ側面体２３と第１ガス流路側面体１４と後述するピストン４０とにより形成されている。言い換えると、シリンダ２０は、ピストン４０と第２接触子３１との間に消弧ガスを内包するパッファ室２１を形成する。シリンダ２０は導体で構成されている。

【0023】

底面２２のｘ方向マイナス側には、軸Ｐ側から順に、第２接触子３１と、ノズル３２と、可動通電接触子３３と、が固定されている。

【0024】

第２接触子３１は、筒状であり、通常の通電状態において第１接触子３の外周に接するように底面２２に固定されている。第２接触子３１は、第１接触子３に対して相対的に移動することにより第１接触子３と接離可能である。第１接触子３と第２接触子３１とが開離することにより、第２接触子３１間にアーク放電が生じる。

【0025】

ノズル３２は、第２接触子３１と可動通電接触子３３との間に配置され、消弧ガス及び熱ガスを整流する。ノズル３２の軸Ｐ側の内面は、ｘ方向プラス側からｘ方向マイナス側に向かって開くように傾斜している。ノズル３２は、絶縁性能を有し、材質として、例えば、フッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））を採用することができる。

【0026】

底面２２の第２接触子３１とノズル３２との間には、吹付口２４が形成されている。シリンダ２０が、ピストン４０に対して相対的にｘ方向プラス側（長手方向）へ移動すると、底面２２と後述するピストン４０の嵌挿部４１との距離が縮まり、パッファ室２１の体積が小さくなるため、消弧ガスが圧縮される。圧縮された消弧ガスは、吹付口２４からノズル３２に向かって吹き出し、ノズル３２に整流されてアーク放電空間６０のアーク放電に吹き付けられる。

【0027】

可動通電接触子３３は、筒状であり、通常の通電状態において固定通電接触子１の内面に接するように底面２２に固定されている。

【0028】

（第２固定部）
第２固定部Ｎは、ピストン４０と、閉鎖部材５０と、を備えている。ピストン４０は、軸Ｐを中心軸とし、軸Ｐとに略平行に延伸する筒状の導体である。ピストン４０は、ガス遮断器１００の外部と電気的に接続されている。

【0029】

ピストン４０の内径は、操作棒１０の外径よりも大きく、操作棒１０はピストン４０の内側に配置されている。ピストン４０のｘ方向マイナス側の端部は、ピストン４０の径方向の内側及び外側に突出した嵌挿部４１が設けられており、嵌挿部４１はシリンダ２０に嵌挿されている。

【0030】

ピストン４０のｘ方向プラス側の端部は、支持部４２を介して密閉容器に絶縁固定されている。支持部４２には、操作棒１０がｘ方向に移動できるような孔４３が形成されている。孔４３の内径は操作棒１０の外径よりも大きく、ピストン４０の内径よりも小さい。ピストン４０内には、嵌挿部４１と、支持部４２と、ピストン側面体４４と、操作棒１０とにより第２ガス流路４５が形成されている。第２ガス流路４５は、第１ガス流路１３と連通する。また、ピストン側面体４４には、第２ガス流路４５とガス遮断器１００の外部とを連通する排気口４６が形成されている。排気口４６について詳しく説明する。

【0031】

（排気口）
排気口４６は、第１ガス流路１３に取り入れられた、後述するアーク放電空間６０においてアーク放電により熱せられた熱ガスを、第２ガス流路４５からガス遮断器１００の外部、すなわち密閉容器に充填された絶縁ガス内に排気する。排気口４６の一部は、電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重なる位置に配置されている。

【0032】

排気口４６は、ピストン側面体４４に１つ形成されていてもよく、複数形成されていてもよい。本実施形態では、排気口４６として、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとが形成されている。第１排気口４６ａは、電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重ならない位置に配置され、第２排気口４６ｂは、電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重なる位置に配置されている。言い換えると、第１排気口４６ａは、アーク放電空間６０から遠い下流側に形成され、第２排気口４６ｂは、アーク放電空間６０に近い上流側に形成されている。第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂが上流と下流とに分かれて形成されることで、熱ガスが分かれて流れ、下流側の第１排気口４６ａから熱ガスが排気されやすくなる。

【0033】

また、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとは、電流の遮断状態において、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとの間に連通口１５が位置するように配置されている。これにより、閉鎖部材５０がない場合であっても、開極動作の開始時は、第２排気口４６ｂから熱ガスが多く排気され、開極動作の後半では第１排気口４６ａからの熱ガスの排気が多くなり、熱ガスの分散排気に有利となる。

【0034】

排気口４６は、電流の遮断状態において、排気口４６の一部がシリンダ側面体２３に対向して重なるように配置されていればよい。例えば、排気口４６は、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとがつながっている１つの穴であってもよい。その場合、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとがつながった穴の一部が、電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重なる位置に配置されていればよい。また、第１排気口４６ａ又は第２排気口４６ｂとして、それぞれ複数の穴を有していてもよい。第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂの形は特に限定されず、例えば、丸穴又は長手方向に長穴であってもよい。また、第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂは、ピストン側面体４４の周方向に均等に形成されていることが望ましい。

【0035】

第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂの大きさは特に限定されないが、上流側の第２排気口４６ｂの大きさを下流側の第１排気口４６ａの大きさよりも小さくすることで下流側の第１排気口４６ａから熱ガスが排気されやすくなる。

【0036】

（閉鎖部材）
図２に基づき、閉鎖部材５０について説明する。図２は、ガス遮断器１００の閉鎖部材５０の動作を説明するための断面図である。図２の状態１００１は通常の通電状態を示し、図２の状態１００２は遮断状態を示す。

【0037】

閉鎖部材５０は、電流の遮断状態において、第２排気口４６ｂと対向して重なるシリンダ側面体２３の内側に配置され、排気口４６の一部である第２排気口４６ｂを覆う。また、閉鎖部材５０は、シリンダ２０の移動に応じて移動可能であり、閉鎖部材５０は、電流の遮断状態において、電流の通電状態と比べて、排気口４６のより広い面積を覆う。これにより、遮断状態において、第２排気口４６ｂとシリンダ側面体２３とが重なっても、閉鎖部材５０が第２排気口４６ｂを覆うので、第２ガス流路４５から外部へ排気される熱ガスからシリンダ側面体２３を守ることができ、シリンダ２０の劣化を防ぐことができる。

【0038】

具体的には、閉鎖部材５０は、筒状の部材であり、シリンダ側面体２３の内側、且つ、ピストン側面体４４の外側に、ピストン側面体４４に対して摺動可能に配置されている。閉鎖部材５０のｘ方向プラス側の端部には、軸Ｐとは反対側に凸となる凸部５０ａが配置されている。凸部５０ａの高さＬ１は、ピストン側面体４４からシリンダ側面体２３までの径方向の距離Ｌ２よりも高い。これにより、シリンダ２０がｘ方向プラス側に移動した場合、シリンダ側面体２３のｘ方向プラス側の端部２３ａが凸部５０ａに接触し、閉鎖部材５０がシリンダ２０と共にｘ方向プラス側に摺動する。

【0039】

また、閉鎖部材５０の第１接触子３側の端部５０ｂは、引張りバネ５１の一端５１ａに固定されている。引張りバネ５１の他端５１ｂは、ピストン４０における閉鎖部材５０より第１接触子３側の位置である、嵌挿部４１の閉鎖部材５０側の面４１ａに固定されている。

【0040】

状態１００１に示すように、通常の通電状態において引張りバネ５１が縮んだ状態で、第２排気口４６ｂよりも嵌挿部４１側に閉鎖部材５０が配置され、閉鎖部材５０は第２排気口４６ｂに重ならない。また、遮断状態では、状態１００２に示すように、シリンダ２０がｘ方向プラス側に移動するに伴い、シリンダ側面体２３の端部２３ａに凸部５０ａが押されてｘ方向プラス側に閉鎖部材５０が摺動する。そして、引張りバネ５１が伸びている状態で閉鎖部材５０が第２排気口４６ｂを覆う。その後、引張りバネ５１の弾性力により閉鎖部材５０は通常の通電状態の位置に復帰する。これにより、閉鎖部材５０は他の動力を必要とせず、遮断状態において第２排気口４６ｂを塞いでいた位置から、通常の通電状態の位置まで戻ることができる。

【0041】

なお、引張りバネ５１の固定位置は前記に限定されず、引張りバネ５１が伸びている状態で閉鎖部材５０が排気口４６の一部を覆い、引張りバネ５１の弾性力により閉鎖部材５０が通常の通電状態の位置まで戻るように固定されていればよい。

【0042】

閉鎖部材５０の材料は、金属または樹脂とすることができる。例えば、閉鎖部材５０のフッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））などの樹脂素材とすることで、熱ガスにより閉鎖部材５０がとける際の蒸発潜熱により、熱ガスの冷却効果が期待できる。

【0043】

閉鎖部材５０は、電流の遮断状態において、排気口４６のシリンダ側面体２３に対向して重なる部分を覆えばよい。例えば、排気口４６が第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとがつながっている１つの穴である場合、閉鎖部材５０は、電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重なる、第１排気口４６ａと第２排気口４６ｂとがつながった穴の一部を覆う。なお、閉鎖部材５０は省略可能である。

【0044】

＜ガス遮断器の動作＞
図１、図３及び図４に基づき、ガス遮断器１００の各状態の動作について以下に説明する。図３は、ガス遮断器１００の開極動作中の状態を示す断面図である。図４は、ガス遮断器１００の遮断状態を示す断面図である。

【0045】

（通常の通電状態）
通常の通電時であるガス遮断器１００の通常の通電状態では、図１に示すように、固定通電接触子１と可動通電接触子３３とが接触している。そのため、ガス遮断器１００の上流側の外部から供給された電流は、固定通電接触子１から可動通電接触子３３を通り、シリンダ２０及びピストン４０を介して、ガス遮断器１００の下流側の外部に流れ、電流を通電する。また、通常の通電状態では、引張りバネ５１は縮んだ状態であり、ピストン４０において、閉鎖部材５０は第２排気口４６ｂよりも嵌挿部４１側に位置している。

【0046】

（開極動作中）
ガス遮断器１００が配置されている電力系統に短絡電流等が発生し、開極動作が開始されると、図３に示すように動作する。すなわち、ガス遮断器１００において、操作棒１０が図示しない駆動装置によりｘ方向プラス側に移動されることにより、可動通電接触子３３がｘプラス側に移動し、固定通電接触子１と可動通電接触子３３が離れる。これにより、ガス遮断器１００における通電路は通常の通電状態から変更され、固定通電接触子１から通電部２を介して第１接触子３を通り、第２接触子３１、シリンダ２０及びピストン４０を介して、ガス遮断器１００の下流側の外部に流れる。その後、第１接触子３から第２接触子３１が離れると、第２接触子３１間にアーク放電Ｚが発生する。

【0047】

第１接触子３と第２接触子３１とノズル３２とに囲まれて形成されるアーク放電空間６０における気体はアーク放電Ｚに熱せられ、熱ガスとなり膨張する。膨張した熱ガスは、図３の矢印Ｇに示すように、アーク放電空間６０から第１ガス流路１３に導入される。そして、連通口１５を通って第２ガス流路４５に流れ、さらに第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂにより分散されて熱ガスがガス遮断器１００の外部に排気される。

【0048】

また、開極動作が開始されると、シリンダ２０がｘ方向プラス側に移動し、パッファ室２１が圧縮されることで、吹付口２４から消弧ガスがアーク放電Ｚに吹き付けられる。言い換えると、シリンダ２０は、電流の遮断開始から電流の遮断状態にかけて、ピストン４０に対して第１接触子３と離れる方向に移動して消弧ガスをアーク放電Ｚに吹き付ける。

【0049】

（遮断状態）
開極動作の後半では、アーク放電Ｚに吹き付けられた消弧ガスにより、アーク放電Ｚは冷却されて導電性を失い、ガス遮断器１００が配置された電力系統の電流は、交流の零点で遮断される。

【0050】

アーク放電Ｚに吹き付けられた消弧ガスは、熱ガスと同ルート又はノズル３２を通って、ガス遮断器１００外部に排気される。また、遮断状態では、図４に示すように、閉鎖部材５０により、第２排気口４６ｂが覆われるため、シリンダ２０の内面へ熱ガスが吹き付けることを回避することができる。その後、閉鎖部材５０は引張りバネ５１の弾性力により、通常の通電状態の位置に戻る。これにより、ガス遮断器１００も通常の通電状態に戻る。

【0051】

〔変形例〕
図５及び図６に基づき、前記実施形態の変形例について以下に説明する。図５は、ガス遮断器１００の変形例であるガス遮断器１００Ａを説明するための断面図である。図５の状態２００１は通常の通電状態を示し、図５の状態２００２は遮断状態を示す。図６は、ガス遮断器１００の変形例であるガス遮断器１００Ｂを説明するための断面図である。図６の状態３００１は通常の通電状態を示し、図６の状態３００１は遮断状態を示す。なお、以下では前記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、前記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。

【0052】

（磁石）
図５に示すように、ガス遮断器１００Ａはガス遮断器１００と比較して、引張りバネ５１に代えて第１磁石５２ａおよび第２磁石５２ｂを有していることが異なり、その他の構成は同じである。

【0053】

ガス遮断器１００Ａでは、閉鎖部材５０の第１接触子３側の端部５０ｂには第１磁石５２ａが配置され、ピストン４０の嵌挿部４１の第１磁石５２ａに対向する位置である面４１ａには、第１磁石５２ａを磁力により引き付ける第２磁石５２ｂが設置されている。

【0054】

状態２００１に示すように、通常の通電状態において第１磁石５２ａと第２磁石５２ｂとが引き合った状態で、第２排気口４６ｂよりも嵌挿部４１側に閉鎖部材５０が配置され、閉鎖部材５０は第２排気口４６ｂに重ならない。また、遮断状態では、状態２００２に示すように、シリンダ２０がｘ方向プラス側に移動するに伴い、シリンダ側面体２３の端部２３ａに凸部５０ａが押されてｘ方向プラス側に閉鎖部材５０が摺動する。そして第１磁石５２ａと第２磁石５２ｂとが離れた状態で閉鎖部材５０が第２排気口４６ｂを覆う。その後、第１磁石５２ａと第２磁石５２ｂとの引き合う磁力により閉鎖部材５０は通常の通電状態の位置（第２排気口４６ｂの第１接触子３側）に復帰する。

【0055】

なお、第１磁石５２ａと第２磁石５２ｂの種類及び固定位置は前記に限定されず、第１磁石５２ａと第２磁石５２ｂの磁力により閉鎖部材５０が通常の通電状態の位置まで戻るように固定されていればよい。

【0056】

（圧縮バネ）
図６に示すように、ガス遮断器１００Ｂはガス遮断器１００と比較して、引張りバネ５１に代えて圧縮バネ５３を有していることが異なり、その他の構成は同じである。

【0057】

ガス遮断器１００Ｂでは、閉鎖部材５０の第１接触子３と離れる側の端部である凸部５０ａの面５０ｃは、圧縮バネ５３の一端５３ａに固定されている。圧縮バネ５３の他端５３ｂは、ピストン４０における面５０ｃに対向する位置である面４２ａ（ピストン４０における閉鎖部材５０よりも第１接触子３から離れる側の位置）に固定されている。

【0058】

状態３００１に示すように、通常の通電状態において圧縮バネ５３が伸びた状態で、第２排気口４６ｂよりも嵌挿部４１側に閉鎖部材５０が配置され、閉鎖部材５０は第２排気口４６ｂに重ならない。遮断状態では、状態３００２に示すように、シリンダ２０がｘ方向プラス側に移動するに伴い、シリンダ側面体２３の端部２３ａに凸部５０ａが押されてｘ方向プラス側に閉鎖部材５０が摺動する。そして圧縮バネ５３が縮んでいる状態で閉鎖部材５０が第２排気口４６ｂを覆う。その後、圧縮バネ５３の弾性力により閉鎖部材５０は通常の通電状態の位置に戻る。

【0059】

なお、圧縮バネ５３の固定位置は前記に限定されず、圧縮バネ５３が縮んでいる状態で閉鎖部材５０が排気口４６の一部を覆い、圧縮バネ５３の弾性力により閉鎖部材５０が通常の通電状態の位置まで戻るように固定されていればよい。

【0060】

（効果）
図７及び図８に基づき、ガス遮断器１００が奏する効果について以下に説明する。図７は、比較対象としてのガス遮断器２００の概略構成の一例を示す断面図であり、通常の通電状態を示す。図８は、ガス遮断器２００の遮断状態を示す断面図である。なお、以下では、前記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、前記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。

【0061】

図７及び図８に示すように、ガス遮断器２００は、第２ガス流路４５と外部を連通する排気口が、第１排気口４６ａのみである。このため、アーク放電Ｚにより熱せられた熱ガスが第１排気口４６ａに集中して排気されるので、第１排気口４６ａ周辺において、密閉容器内の絶縁ガスの流速が早くなるなどの影響により、絶縁ガスの絶縁性能の低下し、絶縁破壊を生じるおそれがある。また、熱ガスにより第１排気口４６ａ周辺の金属が溶け損耗するなどの現象が生じるおそれがある。

【0062】

それに対して、ガス遮断器１００は、図１に示すように、熱ガスを排気するために、排気口４６として第１排気口４６ａ及び第２排気口４６ｂが設けられている。これにより、開極動作中は複数の排気口から熱ガスを分散して排気することができ、排気口４６を形成する材料の損耗などを防ぐことができる。また、例えば密閉容器の特定部分に集中して熱ガスが当たることを防止し、密閉容器の劣化を防止することができる。さらに、熱ガスの流速を遅くすることができるので、絶縁ガスの絶縁性能の低下を防ぐことができる。

【0063】

また、ガス遮断器１００では、第２排気口４６ｂが電流の遮断状態のシリンダ側面体２３に対向して重なる位置に配置されているため、機器を大きくせずに排気口を増やすことができる。さらに、開極動作の後半においては、閉鎖部材５０により第２排気口４６ｂが覆われる。これにより、シリンダ２０内面への熱ガスの吹き付けを遮ることができるため、シリンダ２０内面が荒れて生じるガス漏れによるパッファ機能の性能低下を防ぐことができる。その結果、性能を保ったまま機器を大きくせずに排気口を増やすことができるため、大電流に対応する場合であっても、高性能を維持しつつ、機器の小型化を実現することができる。

【0064】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るガス遮断器（１００・１００Ａ・１００Ｂ）は、電流を遮断するガス遮断器であって、第１接触子（３）と、前記第１接触子に対して相対的に移動することにより前記第１接触子と接離可能な第２接触子（３１）と、前記第２接触子に対して固定され、嵌挿されているピストン（４０）に摺動可能に配置されるシリンダ（２０）と、前記第１接触子と前記第２接触子とが開離することにより、前記第１接触子と前記第２接触子との間に生じるアーク放電（Ｚ）による熱ガスが発生するアーク放電空間（６０）と連通し、前記シリンダの中心軸（Ｐ）側に設けられた第１ガス流路（１３）と、前記第１ガス流路と連通し、前記ピストン内に設けられた第２ガス流路（４５）と、前記第２ガス流路と外部とを連通する排気口（４６）と、を備え、前記シリンダは、電流の遮断開始から前記電流の遮断状態にかけて、前記ピストンに対して前記第１接触子と離れる方向に移動し、前記排気口の一部は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重なる位置に配置されている。

【0065】

前記構成によれば、電流の遮断開始状態においては、排気口全体から熱ガスを排気することができるので、熱ガスが集中して排気されることを回避することができる。これにより、ガス遮断器とガス遮断器の外側に設けられた容器との間の絶縁ガスの絶縁性能を低下させることなく、熱ガスをガス遮断器の外部に排気することができる。

【0066】

また、電流の遮断状態におけるシリンダの側面に対向して重なる位置に排気口が設けられているため、電流の遮断状態におけるシリンダの側面の位置を避けて排気口を設ける必要がなく、排気口の有効面積を増やすために装置を大きくする必要がない。

【0067】

その結果、大電流に対応するガス遮断器であっても、性能を落とさずに機器の小型化を実現することができる。

【0068】

本発明の態様２に係るガス遮断器（１００・１００Ａ・１００Ｂ）は、前記態様１において、前記排気口（４６）は、第１排気口（４６ａ）と第２排気口（４６ｂ）とを有し、前記第１排気口は、前記電流の遮断状態の前記シリンダ（２０）の側面（シリンダ側面体２３）に対向して重ならない位置に配置され、前記第２排気口は、前記電流の遮断状態の前記シリンダの側面に対向して重なる位置に配置されていてもよい。

【0069】

前記構成によれば、複数の排気口を設けることで、熱ガスが分かれて流れ、１つの排気口への熱ガスの排気の集中が回避できる。

【0070】

本発明の態様３に係るガス遮断器（１００・１００Ａ・１００Ｂ）は、前記態様１または２において、前記電流の遮断状態において、前記排気口（第２排気口４６ｂ）と対向して重なる前記シリンダの側面（シリンダ側面体２３）の内側には、前記排気口の一部を覆う閉鎖部材（５０）が配置されていてもよい。

【0071】

前記構成によれば、シリンダの内面に熱ガスが吹付けられることを回避することができる。

【0072】

本発明の態様４に係るガス遮断器（１００・１００Ａ・１００Ｂ）は、前記態様３において、前記閉鎖部材（５０）は、前記シリンダ（２０）の移動に応じて移動可能であり、前記閉鎖部材は、前記電流の遮断状態において、前記電流の通電状態と比べて、前記排気口（４６）のより広い面積を覆っていてもよい。

【0073】

前記構成によれば、開極開始時点では排気面積を多くし、遮断状態にかけて閉鎖部材によりシリンダの側面と重なる排気口を覆うことができる。

【0074】

本発明の態様５に係るガス遮断器（１００・１００Ａ・１００Ｂ）は、前記態様３または４において、前記閉鎖部材（５０）の材質は樹脂であってもよい。前記構成によれば、熱ガスによって樹脂が溶けることで、蒸発潜熱により熱ガスが冷却される。

【0075】

本発明の態様６に係るガス遮断器（１００）は、前記態様３から５のいずれかにおいて、前記閉鎖部材（５０）は、引張りバネ（５１）の一端（５１ａ）に固定され、前記引張りバネの他端（５１ｂ）は、前記ピストン（４０）における前記閉鎖部材より前記第１接触子側の位置（面４１ａ）に固定され、前記電流の遮断状態において、前記閉鎖部材は、前記引張りバネが伸びている状態で前記排気口の一部（第２排気口４６ｂ）を覆っていてもよい。

【0076】

前記構成によれば、電流の遮断状態において閉鎖部材が排気口を覆った後、他の動力を必要とせずに閉鎖部材とシリンダとをもとの位置に戻すことができる。

【0077】

本発明の態様７に係るガス遮断器（１００Ｂ）は、前記態様３から５のいずれかにおいて、前記閉鎖部材（５０）は圧縮バネ（５３）の一端（５３ａ）に固定され、前記圧縮バネの他端（５３ｂ）は、前記ピストン（４０）における前記閉鎖部材よりも前記第１接触子から離れる側の位置（面５０ｂ）に固定され、前記電流の遮断状態において、前記閉鎖部材は、前記圧縮バネが縮んでいる状態で前記排気口の一部（第２排気口４６ｂ）を覆っていてもよい。前記構成によれば、態様６と同様の効果を奏することができる。

【0078】

本発明の態様８に係るガス遮断器（１００Ａ）は、前記態様３から５のいずれかにおいて、前記閉鎖部材（５０）に第１磁石（５２ａ）が配置され、前記ピストン（４０）に第２磁石（５２ｂ）が設置され、前記電流の通電状態において、前記閉鎖部材は、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力によって、前記排気口（４６）の前記第１接触子側に復帰してもよい。前記構成によれば、態様６と同様の効果を奏することができる。

【0079】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0080】

３ 第１接触子
１３ 第１ガス流路
２０ シリンダ
２１ パッファ室
２３ シリンダ側面体（シリンダの側面）
３１ 第２接触子
４０ ピストン
４５ 第２ガス流路
４６ 排気口
４６ａ 第１排気口
４６ｂ 第２排気口
５０ 閉鎖部材
５１ 引張りバネ
５２ａ 第１磁石
５２ｂ 第２磁石
５３ 圧縮バネ
６０ アーク放電空間
１００、１００Ａ、１００Ｂ ガス遮断器
Ｐ 軸（中心軸）
Ｚ アーク放電

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】