氣路遮斷器的製作方法
2023-10-04 23:46:34
專利名稱:氣路遮斷器的製作方法
技術領域：
本發明涉及構成為將鼓氣室(puffer chamber)的絕緣氣體向電弧噴吹來滅弧的氣路遮斷器(gas circuit breaker)，特別涉及具備用來使被電弧加熱的熱氣體從電弧空間向容器內的氣體空間流動的排氣筒的氣路遮斷器。
背景技術：
目前，在正在運用的電力系統中，作為絕緣介質及滅弧介質而填充有SF6氣體(SULFER HEXAFLUORIDE GAS)的氣路遮斷器被廣泛使用。例如箱型氣路遮斷器設置有在電接地的金屬制接地箱內進行斷路動作的觸點部。該氣路遮斷器能夠發揮較高的斷路性能，在電力需求增大的近些年得到了較高的支持。
這裡，參照圖7具體說明以往的箱型氣路遮斷器。圖7是表示斷開動作過程的狀態的示意圖。在填充有滅弧性氣體的接地箱12內，對置並接離自如地配置有可動通電觸頭1、可動電弧觸頭3及固定通電觸頭2、固定電弧觸頭4，在可動電弧觸頭3的外周上設置有絕緣噴嘴5。這些部件中的可動通電觸頭1及絕緣噴嘴5固定在鼓氣缸6上，並且可動電弧觸頭3固定在操作杆7上。
鼓氣缸6及操作杆7經由絕緣杆8與未圖示的操作機構部連接。此外，在鼓氣缸6內滑動自如地收納有鼓氣活塞9。由鼓氣缸6、操作杆7、絕緣噴嘴5、可動電弧觸頭3及鼓氣活塞9構成鼓氣室16。
進而，由絕緣噴嘴5和可動電弧觸頭3形成用於流動來自鼓氣室16的滅弧性氣體的氣體流路17。該氣體流路17構成為，如果鼓氣室16隨著斷開動作而壓縮，從而提高滅弧性氣體的氣體壓力，則滅弧性氣體通過氣體流路17而噴出，對在可動電弧觸頭3和固定電弧觸頭4之間點弧的電弧10噴吹滅弧性氣體。另外，圖7中的標號1a是在操作機構部(未圖示)的作用下動作的可動部，由可動通電觸頭1、可動電弧觸頭3、絕緣噴嘴5、鼓氣缸6、操作杆7及絕緣杆8構成。
進而，在從電弧10產生空間到未圖示的操作機構部相反側，與可動部1a對置地設置有排氣筒11。該排氣筒11是用來使被電弧10加熱的滅弧性氣體的熱氣體從上述電弧10的空間流向接地箱12內氣體空間的部件。在排氣筒11的下遊側的前端部，設置有用來將熱氣體向接地箱12的氣體空間吹出的排氣筒護罩13。
具有以上結構的氣路遮斷器採用如下的斷開動作。即，在表示斷開中途的狀態的圖7中，通過來自未圖示的操作機構部的驅動力使可動部1a向圖7中的右方向移動。隨著該可動部1a的移動，鼓氣室16被壓縮，內部的滅弧性氣體的氣體壓力升高，鼓氣室16內的滅弧性氣體通過氣體流路17噴出，對在可動電弧觸頭3和固定電弧觸頭4之間點弧的電弧10噴吹滅弧性氣體，將其滅弧。
對電弧10噴吹的滅弧性氣體是高溫的熱氣體，進入到排氣筒11中，通過這裡而從設在排氣筒11的端部的排氣筒護罩(exhausting pipe shield)13向接地箱12內的氣體空間吹出，擴散到帶電部與接地箱12之間。此時，若熱氣體並沒有覆蓋帶電部的高電場部(如排氣筒護罩13表面)那樣停止，而只要被接地箱12內的氣體空間冷卻，則能夠保持帶電部與接地箱12之間的絕緣性能，能夠得到良好的斷路性能。
在上述的氣路遮斷器中，確保帶電部與接地箱之間的對地絕緣是重要的性能要件之一。特別是，在將大電流斷路時，在觸頭間大量產生高溫的熱氣體成為問題。即，有可能因熱氣體到達帶電部與接地箱之間、或到達帶電部的高電場部而引起對地絕緣破壞。因此，為了確保對地絕緣性能而增大設備的尺寸，成為妨礙這種氣路遮斷器的小型化的原因。
所以，為了實現電流斷路性能的提高及緊湊化而提出了各種對熱氣體處理加以改良的技術。例如，在專利文獻1記載的技術中，構成為通過將排氣筒的氣體下遊側端部擴大為喇叭狀而使高溫且密度較小的熱氣體不會接觸到排氣筒的端部。
此外，如專利文獻2記載的技術那樣，提出了做成相對於構成排氣筒的中空導體的軸平行的截面在滅弧性氣體的下遊側變小、且下遊側的前端關閉的圓筒形狀、在該圓筒形狀的軸向中間軀幹部上形成有多個開口部的技術。進而，在專利文獻3記載的技術中，通過具備用來將熱氣體的流出方向變更為從支撐固定側導體的對地絕緣體離開的方向的氣體流出方向變更機構，能夠消除熱氣體的逆流，將熱氣體平滑地向接地箱內的氣體空間排出。
專利文獻1
(日本)特開平8-195148號公報；
專利文獻2
(日本)特開2003-203547號公報；
專利文獻3
(日本)特開2005-19273號公報。
但是，在謀求氣路遮斷器的進一步小型化及結構的簡單化、以及斷路性能的進一步提高的目前，如果想要在更惡劣的條件下使用氣路遮斷器，則在以往的氣路遮斷器中，擔心在帶電部與接地箱之間產生絕緣破壞。作為發生這種絕緣破壞的機理，由於通過排氣筒11內的高溫的熱氣體猛烈地從排氣筒護罩13吹出，所以排氣筒護罩13內周部附近的SF6氣體的密度顯著降低，以該低密度部分為起點開始放電，可看到導致絕緣破壞的現象。所以，一直以來期待對抑制排氣筒護罩的內周部的SF6氣體的密度降低的氣路遮斷器的開發。
發明內容本發明是鑑於這樣的狀況而提出的，目的是提供一種能夠抑制排氣筒護罩內周部的密度降低、防止絕緣破壞、即使在惡劣的條件下也能夠實現高斷路性能的、有利於小型化、高性能化的提高的氣路遮斷器。
本發明為了達到上述目的，提供一種氣路遮斷器，其特徵在於，在填充有滅弧性氣體的接地箱內，將可動通電觸頭及可動電弧觸頭分別與固定通電觸頭及固定電弧觸頭對置並接離自如地配置，在上述可動電弧觸頭的外周上設有絕緣噴嘴，將上述可動通電觸頭、上述可動電弧觸頭及上述絕緣噴嘴固定在鼓氣缸或操作杆上，將上述鼓氣缸或上述操作杆結合在用來進行斷開動作的操作機構部上，將鼓氣活塞滑動自如地收納在上述鼓氣缸內，由上述鼓氣缸、上述操作杆、上述絕緣噴嘴、上述可動電弧觸頭以及上述鼓氣活塞形成鼓氣室；在上述可動電弧觸頭與上述絕緣噴嘴之間形成用於流動來自上述鼓氣室的滅弧性氣體的氣體流路，該氣體流路構成為，隨著斷開動作，上述鼓氣室被壓縮而提高上述滅弧性氣體的氣體壓力，上述滅弧性氣體通過上述氣體流路噴出，對在上述可動電弧觸頭與上述固定電弧觸頭之間點弧的電弧噴吹上述滅弧性氣體；在從產生上述電弧的空間到與上述操作機構部相反側安裝有流過受上述電弧加熱的熱氣體的排氣筒，在上述排氣筒的氣體流路下遊側前端設置有將上述熱氣體向上述接地箱內的氣體空間吹出的排氣筒護罩；在上述排氣筒的上述氣體流路下遊側端部附近的外周部設有壓力室；在上述壓力室的上述排氣筒護罩附近形成有氣體吹出口；通過該氣體吹出口將上述壓力室和上述排氣筒內連通。
發明效果根據本發明的氣路遮斷器，將低溫、高密度的滅弧性氣體留在設於排氣筒的滅弧性氣體的氣體流路下遊側端部附近的外周部上的壓力室中，通過在排氣筒內的壓力變得比壓力室的壓力低的階段使壓力室內的氣體經由氣體吹出口再次回到排氣筒側，能夠抑制排氣筒護罩內周部的密度降低，通過將壓力室做成很簡單的結構，能夠可靠地防止絕緣破壞，即使在惡劣的條件下也能夠實現較高的斷路性能，能夠進一步推進小型化、高性能化。
圖1是有關本發明的第1實施方式的剖視圖。
圖2是有關本發明的第2實施方式的剖視圖。
圖3是有關本發明的第3實施方式的剖視圖。
圖4是有關本發明的第4實施方式的剖視圖。
圖5是有關本發明的第5實施方式的剖視圖。
圖6是有關本發明的其他實施方式的剖視圖。
圖7是表示以往的氣路遮斷器的剖視圖。
具體實施方式下面，作為有關本發明的代表性的實施方式，舉第1～第4實施方式，參照附圖對它們具體說明。另外，下述的實施方式都與圖7所示的以往技術同樣，是具備排氣筒的氣路遮斷器。因此，對於與以往技術相同的部件賦予相同的標號而省略說明。
(1)第1實施方式(結構)圖1是表示有關本發明的第1實施方式的剖視圖。第1實施方式的結構上的特徵是，在前端設有排氣筒護罩13的排氣筒11的滅弧性氣體的氣體流路下遊側端部附近的外周部，設有經由氣體吹出口14而與排氣筒11內連通的壓力室15。氣體吹出口14與排氣筒護罩13前端部的距離L與護罩內徑D相比，設定在D/20＜L＜D的範圍內。
(作用效果)在這樣構成的第1實施方式中，通過在排氣筒11內前進的熱氣體使排氣筒11內的氣體壓力升高，並且由於熱氣體自身也是高壓力，所以排氣筒11內的氣體從氣體吹出口14流入到壓力室15內。由此，壓力室15內的壓力上升。但是，由於流入到壓力室15內的熱氣體是剛吹出的滅弧性氣體，所以是比較低溫的。
接著，熱氣體的最熱、壓力最高的部分通過排氣筒11內，但此後熱氣體的壓力逐漸下降，成為壓力室15內的壓力比排氣筒11內的壓力高的狀態。因此，將在壓力室15內壓力升高的低溫、高密度的滅弧性氣體從氣體吹出口14噴出到排氣筒11內。噴出的氣體也到達排氣筒護罩13前端部附近，能夠將排氣筒護罩13前端部附近的氣體冷卻，保持為低溫、高密度。
此時，如果氣體吹出口14與排氣筒護罩13前端部的距離L過長，則從氣體吹出口14噴出的氣體有可能不能到達排氣筒護罩13的前端部，並且，反之如果上述距離L過短，則從氣體吹出口14噴出的氣體有可能使電場集中在排氣筒11內表面的與氣體吹出口14之間形成的曲線部或角部。
因而，在本實施方式中，通過將氣體吹出口14設置在D/20＜L＜D的範圍內，能夠在避免電場集中的同時，能夠使從其中噴出的氣體可靠地到達排氣筒護罩13附近，能夠得到能夠將排氣筒護罩13前端部附近維持為低溫、高密度狀態的作用。
根據以上這樣的實施方式，由於將低溫、高密度的滅弧性氣體留在形成於排氣筒11的氣體流路下遊側的端部附近的外周部上的壓力室15中，如果壓力室15內比排氣筒11內的壓力高則能夠將氣體從氣體吹出口14向排氣筒11側噴出，所以能夠抑制排氣筒護罩13內周部的密度降低，能夠防止絕緣破壞而保持帶電部與接地箱12之間的絕緣性能，能夠得到良好的斷路性能。並且，由於僅設置了氣體吹出口14及壓力室15，所以不需要對排氣筒11實施複雜的加工而能夠以低成本實現小型化、高性能化。
(2)第2實施方式(結構)圖2是表示有關本發明的第2實施方式的剖視圖。在第2實施方式中，其特徵在於，使氣體吹出口14的與排氣筒11的角度θ在30度以上、90度以下的範圍內傾斜形成。
(作用效果)在該第2實施方式中，通過使氣體吹出口14相對於排氣筒11的中心軸傾斜θ，能夠得到如下這樣的獨自的作用效果。即，通過使氣體吹出口14相對於排氣筒11的中心軸以小於90度的角度傾斜，使壓力室15內的氣體容易到達排氣筒護罩13。此外，通過使氣體吹出口14相對於排氣筒11的中心軸以大於30度的角度傾斜，使排氣筒11內的高壓氣體容易進入到壓力室15內。
(3)第3實施方式(結構)圖3是表示有關本發明的第3實施方式的剖視圖。第2實施方式的特徵在於，在壓力室15上，與氣體吹出口14另外地、在比氣體吹出口14更靠熱氣體流的上遊側、在圖3中是在右側設有氣體流入口18。此外，在氣體流入口18中設有氣體流入口用止回閥19，以使得只能夠從排氣筒11側向壓力室15方向流動。進而，在氣體吹出口14中設有氣體吹出口用止回閥20，以使得能夠從壓力室15側向排氣筒11方向流動。
(作用效果)在該第3實施方式中，除了上述第1實施方式所具有的作用效果以外，還能夠得到以下這樣的獨自的作用效果。即，通過在氣體流入口18設置氣體流入口用止回閥19，能夠防止從氣體流入口18向排氣筒11的氣體流出。因此，能夠將氣體僅從氣體吹出口14側向排氣筒11側穩定地噴出，能夠可靠地防止排氣筒護罩13內周部的密度降低。此外，通過在氣體吹出口14中設置氣體吹出口用止回閥20，能夠防止斷路初期的氣體噴出，能夠高效地使壓力室15的壓力上升，能夠有效地利用壓力室15內的氣體。
(4)第4實施方式圖4是表示有關本發明的第4實施方式的剖視圖。在第4實施方式中，將壓力室15作為排氣筒護罩13的中空部而一體地設置。
在該實施方式中，能夠在排氣筒護罩13內形成壓力室15，能夠得到與上述第1實施方式同樣的作用效果。
(5)第5實施方式圖5是表示有關本發明的第5實施方式的剖視圖。與第3實施方式類似的第5實施方式中的形成壓力室15的氣體吹出口14形成為，朝向與排氣筒11的中心軸平行的方向開口。此外，氣體吹出口14的內周前端部位於從排氣筒護罩13的前端部向氣體流路上遊側離開滿足D/20＜L＜D的長度L的位置，為了抑制電場而做成圓弧狀。還設有氣體流入口18。
根據上述第5實施方式，除了上述第1實施方式所具有的作用效果以外，還通過使氣體吹出口14向與排氣筒11的中心軸平行的方向開口，能夠更高效地將壓力室15內的氣體朝向排氣筒護罩13噴出，能夠可靠地抑制排氣筒護罩13內周部的密度降低。
(6)其他實施方式另外，本發明並不限於上述實施方式，能夠將各實施方式適當地組合。例如，如圖6所示，除了圖5的第5實施方式的結構以外，在氣體流入口18中設置氣體流入口用止回閥19，在氣體吹出口14中設置有氣體吹出口用止回閥20。根據這樣的實施方式，能夠兼具有第3及第5實施方式所具有的作用效果。
此外，作為氣體吹出口用止回閥20，只要設置設定為當壓力室15側的壓力上升到比排氣筒11側的壓力高5％以上時釋放的閥就可以。根據這樣的實施方式，能夠更可靠地防止斷路初期的氣體噴出，能夠高效地使壓力室15的壓力上升。
權利要求
1.一種氣路遮斷器，其特徵在於，在填充有滅弧性氣體的接地箱內，將可動通電觸頭及可動電弧觸頭分別與固定通電觸頭及固定電弧觸頭對置並接離自如地配置，在上述可動電弧觸頭的外周上設有絕緣噴嘴，將上述可動通電觸頭、上述可動電弧觸頭及上述絕緣噴嘴固定在鼓氣缸或操作杆上，將上述鼓氣缸或上述操作杆結合在用來進行斷開動作的操作機構部上，將鼓氣活塞滑動自如地收納在上述鼓氣缸內，由上述鼓氣缸、上述操作杆、上述絕緣噴嘴、上述可動電弧觸頭以及上述鼓氣活塞形成鼓氣室；在上述可動電弧觸頭與上述絕緣噴嘴之間形成用於流動來自上述鼓氣室的滅弧性氣體的氣體流路，該氣體流路構成為，隨著斷開動作，上述鼓氣室被壓縮而提高上述滅弧性氣體的氣體壓力，上述滅弧性氣體通過上述氣體流路噴出，對在上述可動電弧觸頭與上述固定電弧觸頭之間點弧的電弧噴吹上述滅弧性氣體；在從產生上述電弧的空間到與上述操作機構部相反側安裝有流過受上述電弧加熱的熱氣體的排氣筒，在上述排氣筒的氣體流路下遊側前端設置有將上述熱氣體向上述接地箱內的氣體空間吹出的排氣筒護罩；在上述排氣筒的上述氣體流路下遊側端部附近的外周部設有壓力室；在上述壓力室的上述排氣筒護罩附近形成有氣體吹出口；通過該氣體吹出口將上述壓力室和上述排氣筒內連通。
2.如權利要求
1所述的氣路遮斷器，其特徵在於，使上述氣體吹出口在與上述排氣筒的中心軸的角度為30度以上90度以下的範圍內傾斜形成。
3.如權利要求
1所述的氣路遮斷器，其特徵在於，使上述氣體吹出口形成為，朝向與上述排氣筒的中心軸平行的方向開口。
4.如權利要求
1至3中任一項所述的氣路遮斷器，其特徵在於，將上述壓力室的至少一部分設置為形成於上述排氣筒護罩的全部或一部分中的中空部。
5.如權利要求
1至4中任一項所述的氣路遮斷器，其特徵在於，設上述排氣筒護罩的內徑為D，將上述氣體吹出口與上述排氣筒護罩前端的距離L設定為D/20＜L＜D的範圍內。
6.如權利要求
1至5中任一項所述的氣路遮斷器，其特徵在於，在上述氣體吹出口中設置有氣體吹出口用止回閥，該氣體吹出口用止回閥使得上述熱氣體僅從上述壓力室側向上述排氣筒方向流動。
7.如權利要求
6所述的氣路遮斷器，其特徵在於，將上述氣體吹出口用止回閥設定為，當上述壓力室側的壓力上升到比上述排氣筒側的壓力高5％以上時釋放。
8.如權利要求
1至7中任一項所述的氣路遮斷器，其特徵在於，在上述壓力室中，與上述氣體吹出口另外地、在比上述氣體吹出口更靠上述熱氣體的上遊側設有氣體流入口。
9.如權利要求
8所述的氣路遮斷器，其特徵在於，在上述氣體流入口中設置有氣體流入口用止回閥，該氣體流入口用止回閥使得上述熱氣體僅從上述排氣筒側向上述壓力室方向流動。
專利摘要
本發明提供一種能夠抑制排氣筒護罩的內周部的密度降低、防止絕緣破壞、即使在惡劣的條件下也能夠實現高斷路性能的、有利於小型化、高性能化的提高的氣路遮斷器。在排氣筒(11)的外周上設有經由氣體吹出口(14)而與排氣筒(11)連通的壓力室(15)。氣體吹出口(14)與排氣筒護罩(13)前端部的距離L與護罩內徑D相比較，設定在D/20＜L＜D的範圍內。
文檔編號H01H33/88GK1992119SQ200610166942
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月13日
發明者森正, 內井敏之, 河野廣道 申請人:株式會社東芝導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan