气体断路器的制作方法

申请日：2013年9月26日

申请号：201380050316.5

发明名称：气体断路器

技术领域

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：

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。

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1)。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。

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1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。

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、5一起驱动，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。

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1升压的单元，压气室22积存升压后的灭弧性气体1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1的单元。

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。

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1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1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))。

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1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1。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1。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。

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1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1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。

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。

即，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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1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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平7－109744号公报

专利文献2：日本特公平7－97466号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，在以往的气体断路器中，如下的课题尚有待解决。

(A)吹送气体的温度

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。

(B)因吹送气体的温度而导致的对耐久性和维护的影响

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。

(C)电流遮断时间

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。

(D)驱动操作力

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。

(E)气体流的流动方式

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1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。

即，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1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1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1的流动。

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1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，朝电弧放电7侧吹送时的灭弧性气体1的压力变得相当小，难以发挥优异的遮断性能。

并且，在直列压气型气体断路器中，在进行大电流区域的遮断时，仅利用热压气室11的压力将吹送气体21朝电弧放电7吹送，在进行小电流区域的遮断时，将来自压缩压气室12的灭弧性气体1朝电弧放电7吹送。即，在直列压气型气体断路器中，根据所要遮断的电流的大小，灭弧性气体1的供给空间在热压气室11和压缩压气室12之间切换。

以上的切换是通过根据热压气室11与压缩压气室12之间的压力差使止回阀14被动地开闭而进行的。因此，在中电流的区域中，若热压气室11与压缩压气室12之间的压力差小，则灭弧性气体1的供给源的切换不使用任何一方，止回阀14的动作变得不稳定。根据这样的止回阀14的动作，也存在灭弧性气体1的流动变得不稳定的顾虑。

(F)高速再闭路动作时的遮断性能

此外，在气体断路器中，自不必说，期望高速再闭路动作时的遮断性能良好，但是，在直列压气型气体断路器中，存在高速再闭路动作时的遮断性能低的情况，这成为问题。即，尽管在固定活塞15上形成吸气孔17和吸气阀19，在闭合动作时朝压缩压气室12侧吸气补充灭弧性气体1，但并不朝热压气室11侧吸气补充灭弧性气体1。因此，将电流遮断一次之后的热压气室11的内部充满因高温的电弧放电7而变为高温的灭弧性气体1。

因此，若在热压气室11内部的气体尚未被置换成低温且密度高的灭弧性气体1的状态下进行第二次的电流遮断，则将高温且低密度状态的灭弧性气体1朝电弧放电7吹送。高温且低密度的气体的灭弧性能、电绝缘性能低。因此，在直列压气型气体断路器中，存在高速再闭路动作时的遮断性能降低的顾虑。

本实施方式所涉及的气体断路器是为了解决以上叙述的所有课题而提出的。即，本实施方式所涉及的气体断路器的目的在于，提供一种使吹送气体低温化，实现耐久性的提高、维护的降低化、电流遮断时间的缩短化、以及驱动操作力的降低化，并使灭弧性气体的流动稳定化，此外，提高高速再闭路动作时的遮断性能的气体断路器。

为了实现上述目的，本发明具备如下的结构。即，

气体断路器的特征为，设置有：

升压单元，构成为一对电弧电极对置地配置在填充有灭弧性气体的密闭容器内，所述电弧电极能够电气地通电，在电流遮断时在两个电极之间能够产生电弧放电，为了对所述电弧放电吹送灭弧性气体，使所述灭弧性气体升压而生成升压气体；

蓄压空间，积存所述升压气体；以及

整流单元，从所述蓄压空间朝所述电弧放电引导所述升压气体，

在所述气体断路器中，设置有暂时存积因所述电弧放电的热而生成的热废气的热废气存积空间，与所述蓄压空间连通而设置有升压气体流通空间，在所述气体断路器中设置有用于将所述蓄压空间形成为闭塞状态或者敞开状态的开闭自如的开闭部，

所述开闭部构成为：在电流遮断时的前半程形成为闭塞状态而防止所述热废气朝所述蓄压空间内流入，在电流遮断时的后半程形成为敞开状态而将所述蓄压空间内的所述升压气体朝所述电弧放电引导。

附图说明

图1是示出第1实施方式的构造的剖视图。

图2是示出第2实施方式的构造的剖视图。

图3是示出第3实施方式的构造的剖视图。

图4是示出第3实施方式中的触发电极和活塞的位移的一个例子的曲线图。

图5是示出第5实施方式的构造的剖视图。

图6是示出以往的压气型气体断路器的构造的剖视图。

图7是示出以往的直列压气型气体断路器的构造的剖视图。

具体实施方式

(1)第1实施方式

(结构)

使用图1对本发明所涉及的第1实施方式的结构进行说明。此外，第1实施方式的主要结构与图6以及图7所示的以往的气体断路器类似，因此，关于与图6以及图7所示的以往的气体断路器相同的部件，标注相同的标号并省略说明。图1的(a)－(c)也与图6以及图7的(a)－(c)同样，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。

在第1实施方式中，代替对置电弧电极2而设置有固定电弧电极30a，与该固定电弧电极30a对置地配置有固定电弧电极30b。固定电弧电极30b设置在从固定活塞15的滑动面15a朝图中左侧延伸的圆筒部件40的前端部。即，固定电弧电极30b、固定活塞15的滑动面15a、圆筒部件40一体地设置。

一对固定电弧电极30a、30b并非是包含活动通电电极5或压气缸9的活动部所包含的部件，而是被固定于密闭容器(未图示)的内部的部件。并且，密闭容器内的压力在通常运转时在任一部分都是单一的压力，例如是灭弧性气体1的充气压力。

在固定电弧电极30a、30b的内侧，以与固定电弧电极30a、30b接触且在电极之间移动的方式配置有直径比固定电弧电极30a、30b小的杆形状的触发电极31。触发电极31与固定电弧电极30a、30b接触而对两个固定电弧电极30a、30b进行短路，由此实现通电状态。并且，在电流遮断时，在触发电极31与固定电弧电极30a之间产生电弧放电7，电弧放电7最终从触发电极31转移到上述电弧电极30b。

以包围触发电极31的方式配置有绝缘喷嘴32。绝缘喷嘴32设置成相对于触发电极31的表面接触分离自如。绝缘喷嘴32与固定电弧电极30a、30b相同，并未一体地组装于包含活动通电电极5或压气缸9在内的活动部一侧，而是与活动部相独立地固定在密闭容器(未图示)侧。

在压气缸9的内侧，配置有与压气缸9一体地固定的活动活塞33。活动活塞33的下端部在圆筒部件40的外表面滑动。在活动活塞33的左侧形成有缓冲室36，在活动活塞33的右侧形成有压缩压气室12。

缓冲室36由被绝缘喷嘴32的基部、压气缸9、活动活塞33以及圆筒部件40包围的空间构成。缓冲室36是使因电弧放电的热而生成的热废气20暂时存积(缓冲)的热废气存积空间。并且，在压气缸9上，与活动通电电极5邻接地开设有排气孔37。

活动活塞33右侧的压缩压气室12由被活动活塞33、压气缸9、固定活塞15的滑动面15a以及圆筒部件40包围的空间构成。在压缩压气室12中，随着电流遮断动作即断开驱动的进展而利用活动活塞33机械式地对灭弧性气体1进行压缩，生成升压气体35(如图1的(c)所示)。

可是，在圆筒部件40的基端部开设有排出孔34。压缩压气室12内的升压气体35从该排出孔34流出而在触发电极31与圆筒部件40之间流动，且构成为被朝电弧放电7吹送。将从排出孔34流出的升压气体35所流动的触发电极31与圆筒部件40之间的空间设为升压气体流通空间43。

在升压气体流通空间43的端部配置有固定电弧电极30b。此时，利用固定电弧电极30b与触发电极31之间接触部分形成有开闭部41。开闭部41构成为开闭自如，以便将蓄压空间亦即压缩压气室12形成为闭塞状态或者敞开状态。即，开闭部41形成为：在电流遮断时的前半程成为闭塞状态而防止热废气20流入升压气体流通空间43以及缓冲室36，在电流遮断时的后半程成为敞开状态以便将压气室12内的升压气体20朝电弧放电7引导。

在压缩压气室12以及缓冲室36设置有吸气孔17以及吸气阀19。吸气阀19构成为：仅限于各室12、36内的压力比密闭容器内的填充压力低时，将灭弧性气体1朝各室12、36内吸气补充。

(闭合状态)

在第1实施方式的闭合状态下，固定电弧电极30a与固定电弧电极30b处于离开的状态，触发电极31对固定电弧电极30a、30b进行短路，由此实现通电状态(图1(a)的状态)。

(电流遮断动作)

当第1实施方式进行电流遮断动作的情况下，压气缸9借助驱动操作机构(未图示)朝图1的右方向断开驱动，活动活塞33左侧的缓冲室36被断开驱动且容积扩大。因此，缓冲室36吸引由电弧放电7产生的热废气20并暂时存积(缓冲)，缓冲室36的内压上升，由此，从在压气缸9上开口的排气孔37适当地排出热废气20。并且，压气缸9被朝图1的右方向断开驱动，由此，压缩压气室12内的灭弧性气体1由活动活塞33压缩而升压从而生成升压气体35。

(图1的(b)、(c)的状态)。

与压气缸9联动，触发电极31也被朝图1的右方向断开驱动，若触发电极31从图1的左侧的固定电弧电极30a离开，则在两个电极31、30a之间电弧放电7起弧(图1(b)的状态)。电弧放电7在触发电极31上起弧的期间仅仅是直至电弧放电7转移至固定电弧电极30b为止的遮断过程的初期。此时，固定电弧电极30b与触发电极31接触，因此开闭部41处于闭塞状态，除了在电极30b、31彼此的滑动动作上无法避免的间隙以外，升压气体流通空间43处于密闭状态(图1的(a)、(b)的状态)。

即，固定电弧电极30b与触发电极31接触，由此，开闭部41处于关闭状态，阻碍升压气体流通空间43与电弧放电7的产生空间之间的连通。即，开闭部41关闭，由此，防止热废气20侵入升压气体流通空间43。由此，因电弧放电7的热而热膨胀的热废气20除了在电极30b、31彼此的动作上无法避免的间隙之外，不会通过升压气体流通空间43以及排出孔34而流入压缩压气室12内。

对于在固定电弧电极30a与触发电极31之间产生的电弧放电7，若固定电弧电极30b与触发电极31离开，则从触发电极31转移至固定电弧电极30b，在固定电弧电极30a、30b之间生成电弧放电7(图1(c)的状态)。

若固定电弧电极30b与触发电极31离开，则原本防止热废气20侵入升压气体流通空间43的开闭部41成为敞开状态。即，固定电弧电极30b与触发电极31之间的接触消除，升压气体流通空间43与电弧放电7的产生空间连通。因此，压缩压气室12与电弧放电7的产生空间经由排出孔34相连(图1的(c)的状态)。

由此，由活动活塞33压缩后的压缩压气室12内的升压气体35通过排出孔34以及升压气体流通空间43从固定电弧电极30b的内侧喷出。而且，绝缘喷嘴32对升压气体35进行整流并朝电弧放电7强力地吹送，能够对电弧放电7进行灭弧。此时，通过升压气体流通空间43后的升压气体35被朝电弧放电7中靠固定电弧电极30b的端部附近喷射，因此能够更可靠地对电弧放电7进行灭弧。

(作用效果)

如上所述的第1实施方式的作用效果如下。

(a)实现吹送气体的低温化

第1实施方式的特征在于不利用因电弧热而导致的自力升压作用这点。因此，被朝电弧放电7吹送的升压气体35并未被实施因热废气20而导致的热压缩，能够形成为仅通过由活动活塞33进行的机械式压缩而压力提高了的低温气体。

虽然不能否定从固定电弧电极30b与触发电极31的滑动间隙朝压缩压气室12流入极其微量的热废气20的可能性，但其影响非常小。因此，被朝电弧放电7吹送的升压气体35的温度与利用了自力升压作用的以往的吹送气体21的温度相比显著降低。结果，能够显著提高通过吹送升压气体35而实现的电弧放电7的冷却效果。

(b)实现耐久性的提高和维护的减少化

在本实施方式中，通过吹送低温的升压气体35，电弧放电7周边的温度低温化。因此，能够显著减轻伴随着电流遮断的固定电弧电极30a、30b以及绝缘喷嘴32的劣化，耐久性提高。结果，能够减少固定电弧电极30a、30b以及绝缘喷嘴32的维护频度，能够减少维护的负担。

并且，固定在密闭容器侧的电弧电极30a、30b不会对活动部的重量造成影响，因此无需担心重量增大，能够将固定电弧电极30a、30b构成得较粗。因此，相对于大电流电弧的电弧电极30a、30b的耐久性显著提高。此外，当将电弧电极30a、30b构成得较粗的情况下，能够大幅缓和在电极间隙间施加有高电压时的电弧电极30a、30b前端的电场集中。

因此，与以往的气体断路器相比，能够缩短所需要的电极间隙间隔。结果，电弧放电7的长度变短，电流遮断时朝电弧放电7的电输入功率变小。若是利用因电弧热而导致的自力升压作用的气体断路器，则朝电弧放电7的电输入功率减少，这将导致自力升压作用降低，因此在电流遮断性能上是不期望的。

然而，在本实施方式中，并未利用因电弧热而导致的自力升压作用，因此，朝电弧放电7的电输入功率减少不会对电流遮断性能上造成任何影响。因此，即便使固定电弧电极30a、30b变粗，也能够得到大幅有助于热学耐久性提高的优点。这样的优点在使绝缘喷嘴32变粗的情况下也适用。

可是，为了不利用电弧热的自力升压作用而使灭弧性气体1升压，考虑如下的结构等：利用压缩机预先在高压的贮藏箱中生成压缩气体，在电流遮断时，与开路阀同步地打开，从而将压缩气体朝电弧放电7吹送。但是，为了实现这样的结构，而增加贮藏箱、压缩机、电磁阀等附件，因此会招致设备的大型化或成本增大，会产生维护性劣化的不良情况。

与此相对，在第1实施方式中，密闭容器内的压力在通常运转时在任一部分都是单一的压力，例如是灭弧性气体1的充气压力，能够实现仅在电流遮断过程中生成所需要的升压气体35的极其简单的结构。因此，根据第1实施方式，能够实现设备的小型化或成本的减少，能够减少维护所需要的作业负担。

(c)实现电流遮断时间的缩短化

如前面所述，当利用因电弧热而导致的自力升压作用使压气室内的灭弧性气体1升压至遮断所需要的高吹送压力的情况下，耗费一定程度的时间。因此，在以往的伴随着因电弧热而导致的自力升压作用的遮断方式中，存在直至电流遮断结束为止的时间延长的趋势。

然而，根据本实施方式，并不利用因电弧热而导致的自力升压作用，因此，朝电弧放电7吹送的升压气体35的压力或流量与电流条件无关而始终恒定。并且，升压气体35的吹送开始定时由触发电极31的前端部通过固定电弧电极30b而两者离开的定时决定，因此与电流条件无关而始终恒定。因此，不会像以往的气体断路器那样电流遮断的结束时间拉长，能够响应电流遮断的结束时间的缩短化这一要求。

(d)实现驱动操作力的降低化

触发电极31的直径比固定电弧电极30a、30b的直径小，与以往的活动电弧电极4以及驱动杆6相比轻型即可。并且，除了两个固定电弧电极30a、30b之外，绝缘喷嘴32也不包含于活动部，因此能够大幅减少活动部的重量。

在像这样活动部的轻型化进展的本实施方式中，在得到电流遮断所需要的活动部的断开速度的方面，能够大幅减少驱动操作力。并且，在本实施方式中，通过吹送低温的升压气体35，由此显著提高电弧放电7的冷却效果，因此能够以更低的压力遮断电弧放电7，从该点出发也能够有助于驱动操作力的降低。

并且，在本实施方式中，从固定电弧电极30b的内侧喷出的低温的升压气体35集中在位于固定电弧电极30b附近的电弧放电7的根部，形成为从内侧朝外侧以横切的方式吹送的方式。另一方面，在图6以及图7所示的以往的气体断路器中，灭弧性气体1相对于电弧放电7从外侧吹送，说起来，形成为沿着电弧放电7的长边方向的流动。

与灭弧性气体1相对于电弧放电7沿长边方向流动相比，灭弧性气体1以横切电弧放电7的根部的方式流动的情况下，该部分处的电弧的热损失变大。为了使两个电弧电极30a、30b之间的导电率降低而遮断电流，无需对电弧放电7整体均匀地进行冷却，只要某一位置的温度充分降低即可。

基于该见解，在本实施方式中，低温的升压气体35集中于电弧放电7的根部、且以横切电弧放电7的方式从内侧朝外侧流动，是在电流遮断中理想的结构。根据这样的本实施方式，能够以更低的压力遮断电弧，能够维持优异的遮断性能，且能够实现驱动操作力的降低化。

可是，公知绝缘喷嘴内的灭弧性气体1的流动方式会对遮断性能造成非常大的影响。以往的气体断路器中的绝缘喷嘴8组装于活动部，因此在电流遮断动作中被驱动，绝缘喷嘴8内的灭弧性气体1的流动根据每次的行程位置、或者断开的速度等而大幅变动。因此，遍及全部的电流条件，关于灭弧性气体1的流动，始终形成为理想的流路形状的情况是不可能的。

与此相对，在本实施方式中，绝缘喷嘴32与电弧电极30a、30b全部被固定。因此，各部件的相对位置不会变化，并且，完全没有利用因电弧热而导致的自力升压作用，因此，朝电弧放电7吹送的升压气体35的压力或流量也与电流条件无关而始终恒定。因此，能够以对于电弧遮断来说理想的方式最佳地设计绝缘喷嘴32内的流路。

并且，活动活塞33左侧的缓冲室36在进行断开驱动的同时其容积扩大，因此，吸引来自电弧放电7的热废气20而暂时存积(缓冲)，缓冲室36内的压力上升。该压力上升成为将活动活塞33朝图1的右侧推压的力，作为对活动部的驱动操作力进行辅助的力发挥作用。因此，能够减少驱动操作机构所要求的驱动操作力。

此外，若使排气孔37的开口部较大地开口，则热废气20的排气性提高，但相反，几乎无法期待因缓冲室36的压力上升而导致的驱动操作力的辅助作用。但是，即便在该情况下，至少完全不会作为驱动操作力的反作用力发挥作用。因此，与因电弧放电7而导致的热废气20的产生始终作为驱动操作力的反作用力发挥作用的以往的气体断路器相比，能够实现驱动操作力的降低化。

(e)实现气体流的稳定化

此外，在本实施方式中，在调整压缩压气室12内的压力时等，不需要进行复杂的阀控制，并且在灭弧性气体1的吹送压力上升中并不利用因电弧热而导致的自力升压作用。因此，与遮断电流条件无关，始终能够稳定地得到同等的吹送气体压力以及气体流量。因此，完全不会产生因遮断电流的大小而导致的性能的不稳定性。

(f)高速再闭路动作时的遮断性能的提高

此外，在压缩压气室12以及缓冲室36设置吸气孔17以及吸气阀19，若各室内的压力低于密闭容器内的填充压力，则自动地吸气补充灭弧性气体1。因此，在闭合动作时，低温的灭弧性气体1迅速地被补充至压缩压气室12内。因此，即便在高速再闭路任务中的第二次遮断过程中，也完全无需担心遮断性能劣化。

如上，在本实施方式中，能够同时消除以往的气体断路器所具有的全部的课题。即，根据本实施方式，能够提供实现了吹送气体的低温化和简单的构造，能够大幅度降低驱动操作力，能够实现灭弧性气体的流动的稳定化，且兼具优异的遮断性能和耐久性的气体断路器。

(2)第2实施方式

(结构)

使用图2对第2实施方式的结构进行说明。主要结构与第1实施方式相同，对于相同的部件标注相同的标号并省略说明。第2实施方式的特征在于，代替压气缸9，而具备并未设置热废气20的排气孔37的压气缸38。

(作用效果)

在第2实施方式中，具备并未设置排气孔37的压气缸38，由此，通过电弧放电20产生的热废气20流入缓冲室36内而积存，缓冲室36的压力大幅上升。该压力上升作为对活动部的驱动操作力进行辅助的力发挥作用，因此，能够大幅度降低驱动操作机构所要求的力。即，能够积极地将因来自电弧放电7的热废气20而导致的压力上升转换成驱动操作力，能够实现进一步的驱动操作力的降低。

该驱动操作力的降低效果在大电流遮断条件下能够尤为显著地得到。即，遮断电流越大则断开速度越高，电弧遮断越早结束。因此，能够进一步减少固定电弧电极30a、30b或绝缘喷嘴32的损伤。

此外，为了提高缓冲室36的压力上升，形成为将热废气20的排气孔37构成得更小，但在该情况下，从电弧放电7的产生空间流出的热废气20的气体量减少，担心热排气性劣化。因此，排气孔37的大小需要在不损害来自电弧放电7的热排气性的范围适当设计。

(3)第3实施方式

(结构)

使用图3对第3实施方式的结构进行说明。第3实施方式的特征结构在于：压气缸9以及活动活塞33与触发电极31联动，但双方分别独立地动作。

因此，压气缸9以及活动活塞33的动作速度与触发电极31的动作速度不同，构成为压气缸9以及活动活塞33相比触发电极31先行断开。对于这样的结构，虽然并未图示，但能够通过使用例如变速连杆构造等容易地实现。

(作用效果)

第3实施方式除了上述实施方式所具有的作用效果之外，还具有如下的独自的作用效果。使用图4对此进行说明。图4示出压气缸9以及活动活塞33与触发电极31的位移(动作行程)的一个例子。

在上述的第1实施方式中，压气缸9以及活动活塞33与触发电极31一体地被驱动，因此，二者的位移当然描绘相同的曲线。与此相对，在第3实施方式中，压气缸9以及活动活塞33与触发电极31描绘相互独立的位移曲线。

如图4所示，在第3实施方式中，构成为压气缸9以及活动活塞33相比触发电极31先行断开，因此，在触发电极31通过固定电弧电极30b的升压气体35的吹送开始阶段，压缩压气室12内的灭弧性气体1大致升压至最终压力。

因此，来自电弧放电7的热废气20朝压缩压气室12逆流的气体量少，在开始升压气体35的吹送的时刻，能够实现更低温的升压气体35的吹送。此外，图4所示的例子毕竟只不过是一个例子，作为触发电极31、压气缸9以及活动活塞33的动作行程的模式，考虑各种模式。

例如若将重点置于低温的压缩气体吹送，则如图4所示优选相比触发电极31而使压气缸9以及活动活塞33先行断开。相反，若将重点置于更快地实现电极间的绝缘恢复，则优选相比压气缸9以及活动活塞33而使触发电极31先行断开。

上述断开定时的设定是应当根据各气体断路器的设计思想而适当决定的内容，无论是哪种情况，在本实施方式中，压气缸9以及活动活塞33和触发电极31并不一体地动作，而是构成为分别独立地动作，由此能够实现更柔性的设计，能够实现进一步的驱动操作力的降低。

根据具有上述结构的第3实施方式，与上述第1以及第2实施方式同样，能够提供能够以简单的构造大幅度降低驱动操作力，且兼具优异的遮断性能和耐久性的气体断路器。此外，并不使活动活塞33与触发电极31一体地动作，而是构成为分别独立地动作，由此能够实现更柔性的设计，除了上述实施方式的作用效果之外，能够实现进一步的驱动操作力的降低。

(4)第4实施方式

(结构)

第4实施方式的特征在于使压缩力作用于压气活塞9的驱动操作机构。在该驱动操作机构中，构成为：在压气活塞9动作的行程中的至少最终位置暂时保持压气活塞9的位置，以免因压缩压气室12内的升压气体35的压力而导致压气活塞9朝与升压气体35的压缩方向相反的方向逆行。作为保持压气活塞9的位置的方法，例如，若驱动操作机构是液压操作机构，则可举出在油路的中途设置止回阀等方法。

(作用效果)

如前面所述，在本实施方式中，在触发电极31的前端部通过固定电弧电极30b的同时，由活动活塞33压缩后的压缩压气室12内的升压气体35被朝电弧放电7强力地吹送，由此能够得到高电流遮断性能。

然而，在交流用的气体断路器中，每隔半周期(例如在50Hz的电力送电系统中为10ms)就迎来电流零点，因此，要求实现能够遮断至少半个周期以上的电弧时间宽度。在本实施方式中，从触发电极31的前端部通过固定电弧电极30b而开始升压气体35的吹送的阶段起就能够进行电流遮断，但需要在压缩压气室12中存在至少在半个周期后的电流零点也能够遮断电弧的足够的压力和量的灭弧性气体。

若在压缩压气室12中生成足够的压力和量的升压气体35，则即便并不在半个周期的期间持续压缩压气活塞9，也能够实现所需要的可压缩时间宽度。但是，在此期间升压气体35的压力作为将活动活塞33朝与压缩方向相反的方向推回的力发挥作用。

因此，直至压缩压气室12内的升压气体35从排出孔34以及升压气体流通空间43流出而被朝电弧放电7放出从而压缩压气室12内的压力充分降低为止，需要保持压气活塞9而使得压气活塞9不会逆行。例如，通过采用在液压操作机构的油路的中途设置止回阀等方法，能够防止该逆行，抑制压气活塞9的逆行。

根据具有上述结构的第4实施方式，除了能够使用简单的构造大幅度降低驱动操作力，并且兼具优异的遮断性能和耐久性的作用效果之外，至少在最终活塞位置暂时保持压气活塞9的位置，因此，能够防止因升压后的灭弧性气体的压力而导致压气活塞9朝与压缩方向相反的方向逆行。

(5)第5实施方式

(结构)

使用图5对第5实施方式的结构进行说明。在第5实施方式中，在并未设置排气孔37的压气缸38的内侧配置有由绝缘物构成的绝缘压气缸44。绝缘压气缸44是其截面呈环状的圆筒状部件，触发电极31、活动通电电极5以及压气缸38一体地构成。

在绝缘压气缸44的内部配置有固定活塞39。固定活塞39被固定于未图示的密闭容器的内壁。固定活塞39在绝缘压气缸44的内壁面滑动，且将绝缘压气缸44的内部空间分割为两部分。在第5实施方式中，与上述第1实施方式相反，在固定活塞39的右侧形成有缓冲室36，在固定活塞39的左侧形成有压缩压气室12。固定活塞39构成为：借助绝缘压气缸44的断开驱动，对压缩压气室12内的灭弧性气体1进行压缩。

压缩压气室12构成为：直至断开位置达到后半程为止都被密闭，且热废气20不会积极地流入压缩压气室12内。即，在绝缘压气缸44中，在位于左侧的压缩压气室12的左侧端部形成有升压气体35的排出孔34。排出孔34的开口面设置在能够与固定电弧电极30a的外周部抵接的位置。该排出孔34的开口面构成第5实施方式中的开闭部41。

并且，在绝缘压气缸44与圆筒部件40之间形成有间隙，构成为热废气20在此流动。此外，在绝缘压气缸44的右侧的端面部附近形成有热废气20的流入孔45。热废气20经由该流入孔45流入缓冲室36内部。

并且，在绝缘压气缸44的两端面设置有吸气孔17以及吸气阀19。吸气孔17以及吸气阀19构成为：仅限于压缩压气室12以及缓冲室36的内压比密闭容器内的填充压力低时，吸气补充灭弧性气体1。此外，在第5实施方式中，省略了绝缘喷嘴32，绝缘压气缸44的排出孔34发挥将升压气体35朝电弧放电7引导的整流单元的作用。

在第5实施方式中，固定电弧电极30b与圆筒部件40一体地设置，但是，在圆筒部件40的端部并未设置固定活塞15的滑动面15a，在电流遮断时的前半程，绝缘压气缸44的图中右侧的端面部在圆筒部件40上滑动。而且，当到达电流遮断时的后半程时，圆筒部件40与绝缘压气缸44的端面部离开。通过这样的圆筒部件40与绝缘压气缸44的端面部之间的分离，形成有缓冲室36的排气孔37(图5的(c)中图示)。

(闭合的状态)

第5实施方式的闭合的状态与上述第1实施方式同样，固定电弧电极30a与固定电弧电极30b处于离开的状态，触发电极31对固定电弧电极30a、30b进行短路，由此实现通电状态(图5(a)的状态)。

(电流遮断动作)

当第5实施方式进行电流遮断动作的情况下，压气缸38以及绝缘压气缸44由驱动操作机构(未图示)朝图5的右方向断开驱动，固定活塞39右侧的缓冲室36被断开驱动、且容积扩大。并且，压气缸38以及绝缘压气缸44被朝图5的右方向断开驱动，由此，固定活塞39对压缩压气室12内的灭弧性气体1进行压缩而生成升压气体35。

在电流遮断时的前半程，绝缘压气缸44的图中右侧的端面部在圆筒部件40上滑动，由电弧放电7产生的热废气20从流入孔45流入缓冲室36。因此，缓冲室36暂时存积(缓冲)热废气20(图5的(b)的状态)。

与压气缸38以及绝缘压气缸44联动，若触发电极31也被朝图1的右方向断开驱动，触发电极31从图5的左侧的固定电弧电极30a离开，则在两个电极31、30a之间电弧放电7起弧(图5(b)的状态)。电弧放电7在触发电极31上起弧的期间仅仅是直至电弧放电7转移至固定电弧电极30b为止的遮断过程的初期。

此时，固定电弧电极30a与绝缘压气缸44的排出孔34的开口面接触。因此，接触的部分成为开闭部41，除了在固定电弧电极30a与绝缘压气缸44之间的滑动动作上无法避免的间隙之外，将压缩压气室12形成为密闭状态(图5的(a)、(b)的状态)。

即，固定电弧电极30a与绝缘压气缸44的排出孔34的开口面接触，由此，阻碍压缩压气室12与电弧放电7的产生空间之间的连通，除了在固定电弧电极30a与绝缘压气缸44之间的动作上无法避免的间隙之外，上述开闭部41防止热废气20侵入压缩压气室12。

若电流遮断动作进一步发展，则在固定电弧电极30a与触发电极31之间产生的电弧放电7从触发电极31转移至固定电弧电极30b，在固定电弧电极30a、30b之间生成电弧放电7。若电流遮断动作到达后半程，则绝缘压气缸44的排出孔34从固定电弧电极30a脱离，绝缘压气缸44的排出孔34的开口面从固定电弧电极30a离开。由此，开闭部41从闭塞状态变为敞开状态。

并且，在与开闭部41变为敞开状态的定时相同程度的定时，圆筒部件40与绝缘压气缸44的端面部离开，缓冲室36的排气孔37敞开。此时，朝电弧放电7吹送的升压气体35越过绝缘压气缸44的端面部而被朝密闭容器内的空间排出(图5(c)的状态)。

由此，排出孔34将压缩压气室12内的低温的升压气体35朝电弧放电7强力地吹送，能够对电弧放电7高效地进行冷却并灭弧，从而能够遮断电流。并且，压缩压气室12内的升压气体35被朝电弧放电7中的靠固定电弧电极30a的端部附近喷射，因此能够更可靠地实现电弧放电7的灭弧。

(作用效果)

在如上的第5实施方式中，伴随着绝缘压气缸44的断开驱动，利用固定活塞39在压缩压气室12内生成高压力的升压气体35。在该升压作用中完全没有利用因电弧热而导致的自力升压作用，因此能够生成低温的压缩气体。

当遮断电流小的情况下，电弧放电7的产生热小，热膨胀后的热废气20的压力小。因此，通过绝缘压气缸44的驱动，热废气20所流入的缓冲室36的体积扩大，因此，存在该部分的压力成为负压的可能性。在该情况下，灭弧性气体1被从吸气阀19和吸气孔17迅速朝缓冲室36补充，能够抑制因该部分成为负压而导致产生驱动反作用力。

另一方面，当遮断电流大的情况下，热废气20的压力作用于绝缘压气缸44的靠流入孔45的壁面部，能够作为绝缘压气缸44的驱动力发挥作用。并且，在第5实施方式中，利用绝缘物构成绝缘压气缸44，因此，即便在断开状态下存在于电极之间，也不会威胁到电绝缘性。

如上所述，根据第5实施方式，朝电弧放电7吹送的升压气体35的压缩能够完全通过机械式压缩进行，因电弧放电7的热而热膨胀的热废气20不会流入压缩压气室12。此外，热废气20的压力能够作为对驱动操作进行辅助的力发挥作用。因此，能够提供能够利用简单的构造大幅度地降低驱动操作力，并且兼具优异的遮断性能和耐久性的气体断路器。即便根据这样的第5实施方式，也能够得到与上述第1实施方式所述的作用效果完全同样的作用效果。

(6)其他实施方式

在以上所述的实施方式的结构中最重要的点在于构成为：以机械式压缩作为主体来进行朝电弧放电7吹送的灭弧性气体1即升压气体35的压缩，因电弧放电7的热而热膨胀的灭弧性气体1即热废气20并不积极地流入蓄压空间亦即压缩压气室12。并且构成为：因电弧放电7的热而热膨胀的灭弧性气体1的压力并不作为气体断路器的活动部的驱动操作反作用力发挥作用、或作为对驱动操作进行辅助的力发挥作用，这点也是结构上的重要点。

上述的实施方式的特征在于具有以上的结构，在本说明书中只是作为一个例子加以提示，并不意图限定发明的范围。即，能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明的范围的范围内进行各种省略、置换、变更。上述实施方式或其变形例包含于发明的范围或主旨中，同样也包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围中。

标号说明

1…灭弧性气体

2…对置电弧电极

3…对置通电电极

4…活动电弧电极

5…活动通电电极

6…驱动杆

7…电弧放电

8、32…绝缘喷嘴

9、38…压气缸

10…分隔板

11…热缓冲室

12…压缩压气室

13…连通孔

14…止回阀

15…固定活塞

16…排气孔

17…吸气孔

18…放压阀

19…吸气阀

20…热废气

21…吹送气体

22…压气室

30a、30b…固定电弧电极

31…触发电极

33…活动活塞

34…排出孔

35…升压气体

36…缓冲室

37…排气孔

39…固定活塞

40…圆筒部件

41…闭塞部

43…升压气体流通空间

44…绝缘压气缸

45…流入孔