气体断路器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种使因电弧放电而产生的热废气不会有助于压气室的升压、实现遮断性能的提高的气体断路器。
【背景技术】
[0002]一般地，在电力系统中，为了进行包含过大的事故电流在内的电流开闭，使用气体断路器。作为气体断路器的类型，吹送灭弧性气体而对电弧放电进行灭弧的压气型气体断路器正在普及。
[0003]例如存在日本国的公告专利公报(日本特公平7 - 109744号公报(以下称为专利文献I)。这里，参照图6对压气型气体断路器具体地进行说明。在图6的(a) - (c)中，示出了以中心线作为旋转轴的旋转对称形状，(a)为通电状态，(b)为电流遮断动作的前半程的状态，(C)为电流遮断动作的后半程的状态。
[0004]如图6(a) - (C)所示，在压气型气体断路器上设置有对置电弧电极2以及对置通电电极3，活动电弧电极4以及活动通电电极5与这些电极2、3在同心轴上相面对且以往复移动自如的方式配置。这些电极2 — 5被收纳在填充有灭弧性气体I的密闭容器内(未图示)。作为灭弧性气体1，通常使用电弧遮断性能(灭弧性能)以及电绝缘性能均优异的SF6气体(六氟化硫气体)，但也可以是其他的介质。
[0005]活动电弧电极4安装于中空状的驱动杆6的前端部，活动通电电极5安装于压气缸9的前端部。并且，在压气缸9的前端部，在活动通电电极5的内侧安装有绝缘喷嘴8。这些活动电弧电极4、活动通电电极5、驱动杆6、绝缘喷嘴8以及压气缸9 一体地构成。该一体地构成的部分与活动侧的电极4、5 —起驱动，因此总称为活动部。并且，在压气缸9内，以滑动自如的方式设置有固定活塞15。固定活塞15与上述活动部相独立地被固定在密闭容器内。在固定活塞15上设置有吸气孔17以及吸气阀19。
[0006]利用由驱动杆6、压气缸9以及固定活塞15的滑动面15a包围的空间构成压气室22。压气缸9以及固定活塞15是使压气室22内的灭弧性气体I升压的单元，压气室22积存升压后的灭弧性气体I而成为蓄压空间。绝缘喷嘴8是从压气室22朝电弧放电7整流并吹送灭弧性气体I的单元。
[0007]在具有以上的结构的压气型气体断路器中，在闭合的状态下，对置电弧电极2和活动电弧电极4、以及对置通电电极3和活动通电电极5相互接触而处于电流通电状态(参照图6(a))。当从该通电状态起实施电流遮断动作的情况下，活动电弧电极4以及活动通电电极5由驱动杆6朝图6的右方向驱动。
[0008]若驱动杆6进一步驱动，对置电弧电极2和活动电弧电极4离开，则在电弧电极2、4之间产生电弧放电7。并且，伴随着遮断动作，压气缸9以及固定活塞15相对接近，由此，压气室22内的容积减少，对室内的灭弧性气体I机械式地进行压缩(参照图6(b))。绝缘喷嘴8对由压气室22压缩后的灭弧性气体I进行整流，并作为吹送气体21朝电弧放电7吹送，对电弧放电7进行灭弧(参照图6 (c))。
[0009]并且，压气型气体断路器进行闭合动作的情况下，在压气室22的压力比灭弧性气体I的填充压力低的时刻，设置于固定活塞15的吸气阀19动作而吸气孔17打开，朝压气室22内吸气补充灭弧性气体I。因此，即便是在电流刚刚遮断之后的闭合动作时，也能够朝压气室22内迅速地补充灭弧性气体I。因此，即便在压气型气体断路器实施高速再闭路动作的情况下，也能够在第二次遮断动作时确保足够的吹送气体21的气体流量，从而能够可靠地对电弧放电7进行灭弧。
[0010]可是，当压气型气体断路器遮断大电流的情况下，必需将压气室22内的灭弧性气体I的压力提高至足以对电弧放电7进行灭弧的吹送压力。此时，若欲仅使用强力的驱动机构增强灭弧性气体I的吹送压力，则因设置强力的驱动机构的原因，遮断动作时的机械式的振动增大，并且成本变高。
[0011]因此，在压气型气体断路器中，要求在维持强吹送压力的同时实现驱动操作力的降低化。为了应对该要求，利用通过取入由电弧放电7产生的高温的热废气20而使压气室22的压力升压的作用即所谓的自力升压作用。以下，使用图6的(b)对压气型气体断路器中的自力升压作用进行说明。
[0012]S卩，如图6 (b)所示，在电流遮断动作的前半程，对置电弧电极2并未从绝缘喷嘴8的最窄流路部(狭道部)充分脱出，电弧放电7周围的热废气20流入压气室22的内部。结果，无需使用发挥大的驱动操作力的强力的驱动机构，就能够使压气室22的内部压力变高而维持吹送气体21的吹送压力，且能够实现驱动操作力的降低化。
[0013]并且，在被称为直列压气型的方式的气体断路器(例如，日本国公告专利公报(日本特公平7 — 97466号公报(以下称为专利文献2))中，能够限制自力升压作用所作用的空间，能够进一步实现驱动操作力的降低化。直列压气型气体断路器的特征在于:如图7所示，利用分隔板10将压气室分割成两个空间。此外，在图7中，对于与图6所示的压气型气体断路器相同的部件，标注相同的标号并省略说明。并且，在图7的(a) - (c)中，也示出以中心线作为旋转轴的旋转对称形状，(a)为通电状态，(b)为电流遮断动作的前半程的状态，(C)为电流遮断动作的后半程的状态。
[0014]将被分割为两部分的压气室的空间中的、从产生电弧放电7的空间取入热废气20的空间设为热压气室11，将在与其相反的一侧而固定活塞15滑动自如地设置的空间设为压缩压气室12。在分隔热压气室11和压缩压气室12的分隔板10上开设有连通孔13，在此安装有止回阀14。并且，在固定活塞15上设置有排气孔16和放压阀18。放压阀18形成为:若压缩压气室12的压力上升至预先决定的设定值则敞开。
[0015]在以上述方式构成的直列压气型气体断路器中，在电流遮断动作的前半程，如图7(b)所示，对置电弧电极2并未从绝缘喷嘴8的最窄流路部(狭道部)完全脱出，由电弧放电7产生的热废气20流入热压气室11内部。即，借助由电弧热产生的自力升压作用，热压气室11的压力显著上升，能够得到足以对电弧放电7进行灭弧的压力，能够在热压气室11的封闭空间内产生进行大电流遮断所需要的高压力。
[0016]这里，在热压气室11的压力比压缩压气室12的压力高的期间，止回阀14借助压力差而被动地关闭。因此，即便热压气室11的压力上升，其影响也不会波及压缩压气室12，作用于在压缩压气室12内滑动的固定活塞15的驱动力不会增大。而且，当电流遮断动作进一步发展而压缩压气室12内的压力变高时，若压缩压气室12的压力超过热压气室11的压力，则止回阀14打开，灭弧性气体从压缩压气室12流入热压气室11，能够将具有电流遮断所需要的吹送压力以及吹送气体量的吹送气体21朝电弧放电7吹送。
[0017]可是，若压缩压气室12的压力上升至预先决定的设定值，则放压阀18敞开。因此，压缩压气室12的压力始终被抑制在设定值以下，在固定活塞15上仅作用有由放压阀18限制的压力。因此，压缩压气室12内的压力不会过度地变为高压，驱动机构的负荷不会变大。
[0018]并且，当在直列压气型气体断路器中遮断小电流的情况下，由电弧热产生的自力升压作用小，因此，无法期待因该作用而产生的热压气室11的压力上升。因此，压缩压气室12的压力与热压气室11的压力相比相对变高，止回阀14处于打开状态。由此，借助固定活塞15的压缩作用，灭弧性气体I从压缩压气室12流入热压气室11，能够确保电流遮断所需要的吹送压力。
[0019]现有技术文献
[0020]专利文献
[0021]专利文献1:日本特公平7 - 109744号公报
[0022]专利文献2:日本特公平7 - 97466号公报
【发明内容】
[0023]发明所要解决的课题
[0024]然而，在以往的气体断路器中，如下的课题尚有待解决。
[0025](A)吹送气体的温度
[0026]在以往的气体断路器中，将来自电弧的热废气20取入压气室22或者热压气室11，因此，将高温化后的吹送气体21朝电弧放电7吹送。因此，存在电弧放电7的冷却效率变低、遮断性能降低的顾虑。
[0027](B)因吹送气体的温度而导致的对耐久性和维护的影响
[0028]并且，通过将高温化后的吹送气体21朝电弧放电7吹送，电弧放电7周边的温度也上升。结果，电弧电极2、4或绝缘喷嘴8暴露于高热而容易劣化，产生频繁地进行维护的需要。这与谋求耐久性的提高和维护的减少化的使用者的需求相反。
[0029](C)电流遮断时间
[0030]此外，为了使压气室22内或热压气室11内的压力升压，需要耗费一定程度的时间。因此，存在直至电流遮断结束为止的时间变长的情况。气体断路器是用于迅速地遮断电力系统中的过大的事故电流的设备，因此，从气体断路器的基本功能来看，始终要求缩短直至电流遮断结束为止的时间。
[0031](D)驱动操作力
[0032]并且，为了在气体断路器中减小驱动操作力，实现结构的简化而实现轻型化是重要的。例如，在将压气室分割为两部分的直列压气型气体断路器中，分隔板10或止回阀14等附件是不可或缺的，存在构造复杂化而活动部的重量变重的趋势。若活动部的重量变重，则不得不需要强的驱动操作力。即，在以往的直列压气型气体断路器中，为了有助于使活动部轻型化，谋求结构的简化。
[0033](E)气体流的流动方式
[0034]此外，在朝电弧放电7吹送吹送气体21的压气型气体断路器中，关于设备内部的灭弧性气体I的流动，也很重视使其稳定化。特别是，在直列压气型气体断路器中，灭弧性气体的流动容易变得不稳定，期望得到改善。
[0035]S卩，在直列压气型气体断路器中，从压缩压气室12流出后的灭弧性气体I经由热压气室11流入绝缘喷嘴8内部的电弧放电7。因此，从压缩压气室12流过分隔板10的连通孔13而到达电弧放电7的灭弧性气体I的流路面积在热压气室11的部分较大地扩展，阻碍顺畅的灭弧性气体I的流动。
[0036]并且，在遮断小电流的情况下，热废气20的热能小，因此热压气室11的压力低，从压缩压气室12流入的灭弧性气体I为了使热压气室11的压力上升至与压缩压气室12同等的压力而被消耗。因此，