JP2001176364A - 真空度測定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤならびにそれらの運転方法 - Google Patents
真空度測定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤならびにそれらの運転方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】真空スイッチを小型化し、遮断部の真空度を確
実に測定，監視することができ、しかも、遮断部又は断
路器部に不具合あるいは故障があっても真空スイッチ全
体に広がらないように構成し、信頼性を向上した真空ス
イッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤを提供する。 【解決手段】真空遮断器と断路器部をそれぞれ異なった
接地真空容器に収容して構成し、その接地真空容器に真
空圧力測定装置を設けた。上記真空容器と接地真空容器
の１つとが連通していて、真空容器の真空度が直接測
定，監視できる。
実に測定，監視することができ、しかも、遮断部又は断
路器部に不具合あるいは故障があっても真空スイッチ全
体に広がらないように構成し、信頼性を向上した真空ス
イッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤを提供する。 【解決手段】真空遮断器と断路器部をそれぞれ異なった
接地真空容器に収容して構成し、その接地真空容器に真
空圧力測定装置を設けた。上記真空容器と接地真空容器
の１つとが連通していて、真空容器の真空度が直接測
定，監視できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の真空圧力測
定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイ
ッチギヤならびにそれらの運転方法に関する。
定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイ
ッチギヤならびにそれらの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空スイッチギヤの遮断性能及び耐電圧
性能は真空圧力が１０-4Torr以下になると急激に低下す
る。真空圧力変動の原因には、亀裂発生による真空漏れ
はもちろんのこと、真空容器等を構成する金属・絶縁物
に吸着していた気体分子の放出、さらには雰囲気ガスの
透過などがある。高電圧化に伴って真空容器が大型化す
ると、吸着ガスの放出，雰囲気ガスの透過が無視できな
くなる。真空遮断器において、種々の手段を用いて真空
度の監視をすることは良く知られている。例えば、USP
5,537,858，USP5,739,419，USP4,163,130，実開昭55−4
5160 号公報，特開昭56−36818 号公報，特開平8−3062
79 号公報等に記載されている。しかし、USP4,163,130
のように、接地されていない真空容器の真空度を接触式
で測定するには、主回路と同電位にある測定装置を接地
電位から浮かせるために、トランス等が必要となり、測
定装置が大型化して実用化されていない。
性能は真空圧力が１０-4Torr以下になると急激に低下す
る。真空圧力変動の原因には、亀裂発生による真空漏れ
はもちろんのこと、真空容器等を構成する金属・絶縁物
に吸着していた気体分子の放出、さらには雰囲気ガスの
透過などがある。高電圧化に伴って真空容器が大型化す
ると、吸着ガスの放出，雰囲気ガスの透過が無視できな
くなる。真空遮断器において、種々の手段を用いて真空
度の監視をすることは良く知られている。例えば、USP
5,537,858，USP5,739,419，USP4,163,130，実開昭55−4
5160 号公報，特開昭56−36818 号公報，特開平8−3062
79 号公報等に記載されている。しかし、USP4,163,130
のように、接地されていない真空容器の真空度を接触式
で測定するには、主回路と同電位にある測定装置を接地
電位から浮かせるために、トランス等が必要となり、測
定装置が大型化して実用化されていない。
【０００３】また、USP5,739,419，特開平8−306279 号
公報等のように真空容器と非接触式で測定しようとする
試みはあるが、真空容器の真空度変化を目的の精度で検
出する方法は見出されていない。実開昭55−45160 号公
報には、接地真空容器であることは明記されていない
が、遮断器を収納する第１真空容器を取り囲む第２真空
容器に真空測定装置を取り付けた構成が開示されてい
る。又、真空測定装置とともに真空容器に真空ポンプを
接続することも記載されている。しかし、第１真空容器
と第２真空容器は連通していないから、第１真空容器の
真空度を直接測定することができない。
公報等のように真空容器と非接触式で測定しようとする
試みはあるが、真空容器の真空度変化を目的の精度で検
出する方法は見出されていない。実開昭55−45160 号公
報には、接地真空容器であることは明記されていない
が、遮断器を収納する第１真空容器を取り囲む第２真空
容器に真空測定装置を取り付けた構成が開示されてい
る。又、真空測定装置とともに真空容器に真空ポンプを
接続することも記載されている。しかし、第１真空容器
と第２真空容器は連通していないから、第１真空容器の
真空度を直接測定することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】絶縁物を用いて測定端
子を主回路と切り離して構成した場合、測定端子のサイ
ズは絶縁物を含めると真空バルブと同程度になってしま
うほど大型になる。また、測定端子で発生した電子ｅ
が、絶縁物と衝突しながら２次電子を発生して電子倍増
された状態で真空バルブ内に侵入するため、真空バルブ
の絶縁性が劣化する問題がある。電源側線路と真空圧力
測定素子の外側円筒電極を同電位とし、コンデンサで分
圧された電圧を内側電極に印加することによって、絶縁
物を不要とすることができる。その結果、測定端子を小
型化できるが、コンデンサの対地との絶縁を考慮すると
結果的に装置が大型化し、さらに主回路の電圧変動（例
えば、サージ電圧など）の影響を受けるという問題があ
る。また、測定素子が電源側線路と同電位となっている
ため、測定器、あるいは警告ランプ，警音などを発生す
るためのリレーへの伝送に絶縁トランスや光伝送を必要
とする為、システム全体が複雑化してしまうという問題
がある。
子を主回路と切り離して構成した場合、測定端子のサイ
ズは絶縁物を含めると真空バルブと同程度になってしま
うほど大型になる。また、測定端子で発生した電子ｅ
が、絶縁物と衝突しながら２次電子を発生して電子倍増
された状態で真空バルブ内に侵入するため、真空バルブ
の絶縁性が劣化する問題がある。電源側線路と真空圧力
測定素子の外側円筒電極を同電位とし、コンデンサで分
圧された電圧を内側電極に印加することによって、絶縁
物を不要とすることができる。その結果、測定端子を小
型化できるが、コンデンサの対地との絶縁を考慮すると
結果的に装置が大型化し、さらに主回路の電圧変動（例
えば、サージ電圧など）の影響を受けるという問題があ
る。また、測定素子が電源側線路と同電位となっている
ため、測定器、あるいは警告ランプ，警音などを発生す
るためのリレーへの伝送に絶縁トランスや光伝送を必要
とする為、システム全体が複雑化してしまうという問題
がある。
【０００５】本発明の目的は、真空遮断器と断路器をそ
れぞれ異なった接地真空容器に収容して構成し、その接
地真空容器に真空圧力測定装置を設けることによって、
真空スイッチを小型化し、遮断部の真空度を確実に測
定，監視することができ、しかも、遮断部又は遮断路部
に不具合あるいは故障があっても真空スイッチ全体に広
がらないように構成し、信頼性を向上した真空スイッチ
及びそれを用いた真空スイッチギヤを提供することであ
る。
れぞれ異なった接地真空容器に収容して構成し、その接
地真空容器に真空圧力測定装置を設けることによって、
真空スイッチを小型化し、遮断部の真空度を確実に測
定，監視することができ、しかも、遮断部又は遮断路部
に不具合あるいは故障があっても真空スイッチ全体に広
がらないように構成し、信頼性を向上した真空スイッチ
及びそれを用いた真空スイッチギヤを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空遮断器部
と断路器部とをそれぞれ異なった接地真空容器に収容
し、その接地真空容器に真空圧力測定装置を設けた真空
スイッチに関する。
と断路器部とをそれぞれ異なった接地真空容器に収容
し、その接地真空容器に真空圧力測定装置を設けた真空
スイッチに関する。
【０００７】本発明において、真空遮断器部とは真空遮
断を行う必要構成、即ち可動電極，固定電極及びそれら
を支持する導体とそれらを収容する真空容器を含む。
又、断路器部とは、遮断器部に接続され、必要に応じ遮
断器を断路状態に保持する装置で、必要に応じ接地装置
を含む。又それらの要素を収納する真空容器を含む。
断を行う必要構成、即ち可動電極，固定電極及びそれら
を支持する導体とそれらを収容する真空容器を含む。
又、断路器部とは、遮断器部に接続され、必要に応じ遮
断器を断路状態に保持する装置で、必要に応じ接地装置
を含む。又それらの要素を収納する真空容器を含む。
【０００８】本発明において、単一真空容器内に遮断器
・断路器・接地開閉器を集積した構造では、負荷あるい
は開閉装置本体を保守・点検する作業者の安全を確保す
る上で、操作器の真空圧力チェック機能、あるいは圧力
の常時監視機能を付加することが望まれる。これまで、
真空圧力検出装置を備えた真空バルブには、電離真空計
を取り付けたもの、真空容器内に設けた微小ギャップに
電圧を印加し放電して真空度を検出するもの、マグネト
ロン端子を備えたものなどが知られている。本発明はこ
れらの公知の真空測定装置を用いることができるが、信
頼性，精度の観点から、電離計測計，マグネトロン端子
を用いたものが好ましい。また、連続真空度監視には適
さないが、メガー装置を測定端子に接続する方式でもよ
い。これにより、真空度測定のための電源を使用せずに
真空度を測定できる。
・断路器・接地開閉器を集積した構造では、負荷あるい
は開閉装置本体を保守・点検する作業者の安全を確保す
る上で、操作器の真空圧力チェック機能、あるいは圧力
の常時監視機能を付加することが望まれる。これまで、
真空圧力検出装置を備えた真空バルブには、電離真空計
を取り付けたもの、真空容器内に設けた微小ギャップに
電圧を印加し放電して真空度を検出するもの、マグネト
ロン端子を備えたものなどが知られている。本発明はこ
れらの公知の真空測定装置を用いることができるが、信
頼性，精度の観点から、電離計測計，マグネトロン端子
を用いたものが好ましい。また、連続真空度監視には適
さないが、メガー装置を測定端子に接続する方式でもよ
い。これにより、真空度測定のための電源を使用せずに
真空度を測定できる。
【０００９】本発明の真空スイッチは、真空容器内に絶
縁物を介して遮断器の固定電極と可動電極とを対向して
設け、該真空容器を取り囲んで第１真空容器を設ける。
その第１真空容器に真空度測定装置を設ける。また、接
地された第１真空容器に、絶縁物を介して固定電極と可
動電極とを対向して設け、圧力測定時に該第１真空容器
の同軸電極の周囲に磁界発生装置を取り付け、あるいは
測定時以外は取り外すことができるようにしても良い。
また、接地真空容器の真空度が低下した時に真空度を回
復するための真空ポンプを設けるのが良い。
縁物を介して遮断器の固定電極と可動電極とを対向して
設け、該真空容器を取り囲んで第１真空容器を設ける。
その第１真空容器に真空度測定装置を設ける。また、接
地された第１真空容器に、絶縁物を介して固定電極と可
動電極とを対向して設け、圧力測定時に該第１真空容器
の同軸電極の周囲に磁界発生装置を取り付け、あるいは
測定時以外は取り外すことができるようにしても良い。
また、接地真空容器の真空度が低下した時に真空度を回
復するための真空ポンプを設けるのが良い。
【００１０】本発明の真空スイッチギヤによれば、主回
路と測定端子を電気的に分離できるため、真空度監視・
測定機能の信頼性が向上し、さらに真空度低下時におい
ても真空ポンプにより再度高真空を得ることができ、真
空スイッチギヤの安全性が確保できるようになる。遮断
部と断路部を分離することにより、それらの不具合が全
体に広がるのを防ぐことができる。また、遮断部を収容
する真空容器の真空度が直接監視できるので、信頼性が
高まる。
路と測定端子を電気的に分離できるため、真空度監視・
測定機能の信頼性が向上し、さらに真空度低下時におい
ても真空ポンプにより再度高真空を得ることができ、真
空スイッチギヤの安全性が確保できるようになる。遮断
部と断路部を分離することにより、それらの不具合が全
体に広がるのを防ぐことができる。また、遮断部を収容
する真空容器の真空度が直接監視できるので、信頼性が
高まる。
【００１１】遮断部の可動電極−固定電極対と、断路部
の可動電極−固定電極対が真空容器に絶縁物を介して同
軸方向に配置されているため、遮断時の大きな駆動力が
電極対に掛かっても、駆動力を軸方向に吸収，緩和でき
るので、真空スイッチの信頼性が高まる。そして、第１
接地真空容器又は第２接地真空容器が真空容器を取り囲
んでいるので、その真空容器に不具合が起こっても、第
１接地真空容器又は第２接地真空容器が保護する作用を
する。
の可動電極−固定電極対が真空容器に絶縁物を介して同
軸方向に配置されているため、遮断時の大きな駆動力が
電極対に掛かっても、駆動力を軸方向に吸収，緩和でき
るので、真空スイッチの信頼性が高まる。そして、第１
接地真空容器又は第２接地真空容器が真空容器を取り囲
んでいるので、その真空容器に不具合が起こっても、第
１接地真空容器又は第２接地真空容器が保護する作用を
する。
【００１２】本発明の真空スイッチ及び真空スイッチギ
ヤの運転方法によれば、真空ポンプを必要に応じあるい
は随時運転することにより、接地真空容器のみならず真
空遮断器部の真空容器の真空度までも同時に向上し、あ
るいは必要な真空度に維持することができ、真空スイッ
チ及び真空スイッチギヤの性能を著しく向上することが
できる。
ヤの運転方法によれば、真空ポンプを必要に応じあるい
は随時運転することにより、接地真空容器のみならず真
空遮断器部の真空容器の真空度までも同時に向上し、あ
るいは必要な真空度に維持することができ、真空スイッ
チ及び真空スイッチギヤの性能を著しく向上することが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のより具体的な実施態様に
おいては、遮断器の固定電極及び該固定電極と接離する
可動電極を収容する真空容器と、該真空容器から電気的
に絶縁され該真空容器を収納し、該真空容器と連通した
第１接地真空容器と、断路器及び接地装置を収納し、該
真空容器及び第１接地真空容器から電気的に絶縁された
第２接地真空容器と、第１接地真空容器から引き出され
た絶縁ブッシングと、該第２真空容器のブッシングから
引き出された負荷導体と、該第２真空容器のブッシング
から引き出された接地導体と、該第１及び第２接地真空
容器に設置された第１及び第２真空度測定装置と、該遮
断器の可動電極の可動ブレードを駆動する第１操作ロッ
ドと、該第１操作ロッドと実質的に同軸方向に延在し、
該接地導体を駆動する第２操作ロッドとを備えた真空ス
イッチに関する。
おいては、遮断器の固定電極及び該固定電極と接離する
可動電極を収容する真空容器と、該真空容器から電気的
に絶縁され該真空容器を収納し、該真空容器と連通した
第１接地真空容器と、断路器及び接地装置を収納し、該
真空容器及び第１接地真空容器から電気的に絶縁された
第２接地真空容器と、第１接地真空容器から引き出され
た絶縁ブッシングと、該第２真空容器のブッシングから
引き出された負荷導体と、該第２真空容器のブッシング
から引き出された接地導体と、該第１及び第２接地真空
容器に設置された第１及び第２真空度測定装置と、該遮
断器の可動電極の可動ブレードを駆動する第１操作ロッ
ドと、該第１操作ロッドと実質的に同軸方向に延在し、
該接地導体を駆動する第２操作ロッドとを備えた真空ス
イッチに関する。
【００１４】以下、本発明の一実施例を図１により説明
する。図１において、遮断器部の可動電極１１及び固定
電極１０を収容する真空容器１，真空容器１を取り囲む
第１接地真空容器２，第１接地真空容器２に取り付けた
真空圧力測定端子１１０，第１接地真空容器２に取り付
けた真空ポンプ９１，断路器部及び接地部を収容する第
２接地真空容器３を備えている。真空容器１及び第１接
地真空容器２は大部分が強度の高い金属例えばステンレ
ススチールなどの導電性材料で構成される。そして第１
接地真空容器２は接地されている。導体部分以外は、ア
ルミナなどの絶縁物７，８で構成する。
する。図１において、遮断器部の可動電極１１及び固定
電極１０を収容する真空容器１，真空容器１を取り囲む
第１接地真空容器２，第１接地真空容器２に取り付けた
真空圧力測定端子１１０，第１接地真空容器２に取り付
けた真空ポンプ９１，断路器部及び接地部を収容する第
２接地真空容器３を備えている。真空容器１及び第１接
地真空容器２は大部分が強度の高い金属例えばステンレ
ススチールなどの導電性材料で構成される。そして第１
接地真空容器２は接地されている。導体部分以外は、ア
ルミナなどの絶縁物７，８で構成する。
【００１５】真空容器１の上下に絶縁物７，８を設ける
ことにより、真空容器１を構成する。真空容器１の内部
に、接離自在な固定電極１０と可動電極１１を配置し、
両者を操作機構の指令によって接離させて投入及び遮断
を行う。可動電極１１に接続された可動導体１５が絶縁
物７を貫通する。可動電極１１と絶縁物７の間には、可
動電極の運動を許容するわずかな隙間があるので、真空
容器１と第１接地真空容器２の真空は連通している。従
って、真空測定装置１１０が真空容器１及び接地真空容
器２の真空度を直接測定あるいは監視することができ
る。
ことにより、真空容器１を構成する。真空容器１の内部
に、接離自在な固定電極１０と可動電極１１を配置し、
両者を操作機構の指令によって接離させて投入及び遮断
を行う。可動電極１１に接続された可動導体１５が絶縁
物７を貫通する。可動電極１１と絶縁物７の間には、可
動電極の運動を許容するわずかな隙間があるので、真空
容器１と第１接地真空容器２の真空は連通している。従
って、真空測定装置１１０が真空容器１及び接地真空容
器２の真空度を直接測定あるいは監視することができ
る。
【００１６】可動導体１５の他端はフレキシブル導体６
０を介して電源導体６１に接続される。また、可動導体
の上記他端は絶縁物１２を介して操作機構のリンク機構
に可動ブレード１３により接続される。可動ブレード１
３は絶縁物１２に接続されたベローズ１７により気密に
封止される。
０を介して電源導体６１に接続される。また、可動導体
の上記他端は絶縁物１２を介して操作機構のリンク機構
に可動ブレード１３により接続される。可動ブレード１
３は絶縁物１２に接続されたベローズ１７により気密に
封止される。
【００１７】接地真空容器２は端板２０と側壁２９とか
ら構成され、真空容器１を取り囲むように真空部２ａが
ある。接続部８１は母線（図示せず）と接続されてい
る。
ら構成され、真空容器１を取り囲むように真空部２ａが
ある。接続部８１は母線（図示せず）と接続されてい
る。
【００１８】固定電極１０側は第２設置真空容器３に収
納された断路器の可動電極４９，固定電極５０，フレキ
シブル導体７４，接地装置の可動電極３０，固定電極３
１等を収納する第２接地真空容器３が設けられる。第１
接地真空容器と第２接地真空容器３とは絶縁物８，９に
よって互いに気密に遮断されている。従って、真空度測
定装置１２０，ポンプ９０が別個に設けられる。断路器
の可動電極に接続された可動導体４５は絶縁物４３，接
続部材４４を介して操作機構のリンク機構に接続され
る。
納された断路器の可動電極４９，固定電極５０，フレキ
シブル導体７４，接地装置の可動電極３０，固定電極３
１等を収納する第２接地真空容器３が設けられる。第１
接地真空容器と第２接地真空容器３とは絶縁物８，９に
よって互いに気密に遮断されている。従って、真空度測
定装置１２０，ポンプ９０が別個に設けられる。断路器
の可動電極に接続された可動導体４５は絶縁物４３，接
続部材４４を介して操作機構のリンク機構に接続され
る。
【００１９】フレキシブル導体７４は負荷導体７７に接
続部８２を介して電気的に接続される。
続部８２を介して電気的に接続される。
【００２０】図２は本発明に用いられる真空測定装置の
一例であるマグネトロン方式真空測定装置の断面図で、
測定端子１５０は、第１接地金属容器２の側面に取り付
けられる。測定端子１５０は、同軸電極１５２とその周
囲に配置した磁界発生用のコイル１５６で構成する。同
軸電極１５２は円筒形の外側電極１５３とそれを貫通す
る内側電極１５４を備え、両者は絶縁部１５１で電気的
に絶縁される。なお、コイル１５６の代わりにリング状
の永久磁石を用いてもよい。また、永久磁石のＮ極とＳ
極を逆にしても同様の性能が得られる。
一例であるマグネトロン方式真空測定装置の断面図で、
測定端子１５０は、第１接地金属容器２の側面に取り付
けられる。測定端子１５０は、同軸電極１５２とその周
囲に配置した磁界発生用のコイル１５６で構成する。同
軸電極１５２は円筒形の外側電極１５３とそれを貫通す
る内側電極１５４を備え、両者は絶縁部１５１で電気的
に絶縁される。なお、コイル１５６の代わりにリング状
の永久磁石を用いてもよい。また、永久磁石のＮ極とＳ
極を逆にしても同様の性能が得られる。
【００２１】次に測定端子１５０の動作について説明す
る。電源回路１３０によって内側電極１５４に負の直流
電圧を印加する。印加する電圧は、交流電圧、あるいは
パルス状の電圧であってもよい。内側電極１５４から放
出された電子ｅは、電界Ｅとコイル１５６で印加した磁
界Ｂによってローレンツ力を受け、内側電極１５４の周
囲を回転運動する。回転運動する電子ｅは残留ガスを衝
突電離させ、発生した陽イオンＩが内側電極１５４に流
れ込む。このイオン電流ｊは残留ガス量、すなわち圧力
に依存するため、抵抗Ｒの両端に発生する電圧Ｖによっ
て圧力を測定できる。圧力を常時監視する場合には、抵
抗Ｒの両端の電圧Ｖによってリレーを動作させ、警報ラ
ンプを点灯、あるいは警音を発生させればよい。なお、
図３に示すように、真空容器１の遮断性能及び絶縁性能
は圧力Ｐが１０-4Torr以上になると急激に低下するの
で、真空度がこの値よりも低下しないように（圧力が高
くならないように）監視する必要がある。上記実施例で
示したマグネトロン方式真空圧力測定端子１５０は、１
０-6Torr程度まで識別可能であり、真空圧力監視として
十分有効である。
る。電源回路１３０によって内側電極１５４に負の直流
電圧を印加する。印加する電圧は、交流電圧、あるいは
パルス状の電圧であってもよい。内側電極１５４から放
出された電子ｅは、電界Ｅとコイル１５６で印加した磁
界Ｂによってローレンツ力を受け、内側電極１５４の周
囲を回転運動する。回転運動する電子ｅは残留ガスを衝
突電離させ、発生した陽イオンＩが内側電極１５４に流
れ込む。このイオン電流ｊは残留ガス量、すなわち圧力
に依存するため、抵抗Ｒの両端に発生する電圧Ｖによっ
て圧力を測定できる。圧力を常時監視する場合には、抵
抗Ｒの両端の電圧Ｖによってリレーを動作させ、警報ラ
ンプを点灯、あるいは警音を発生させればよい。なお、
図３に示すように、真空容器１の遮断性能及び絶縁性能
は圧力Ｐが１０-4Torr以上になると急激に低下するの
で、真空度がこの値よりも低下しないように（圧力が高
くならないように）監視する必要がある。上記実施例で
示したマグネトロン方式真空圧力測定端子１５０は、１
０-6Torr程度まで識別可能であり、真空圧力監視として
十分有効である。
【００２２】接地した真空容器２に測定端子１５０を取
り付けたため、測定端子１５０の電源回路１４０を主回
路１３０と分離できる。それゆえ、測定端子を浮かせる
ためのトランスなどが不要となり、抵抗Ｒから直接測定
器、あるいはリレー回路に伝送できるため、測定システ
ムは小型で、簡素化でき、真空スイッチ全体を小型化で
きる。また、主回路１３０からのサージによる誤動作が
なくなって信頼性が向上する。また、測定端子１５０を
接地金属容器２に直接接続したため、絶縁筒を介して測
定端子を取り付けるよりも、真空容器１に侵入する電子
の数が少なく、真空容器１の遮断性能および絶縁性能の
低下を回避できる利点がある。
り付けたため、測定端子１５０の電源回路１４０を主回
路１３０と分離できる。それゆえ、測定端子を浮かせる
ためのトランスなどが不要となり、抵抗Ｒから直接測定
器、あるいはリレー回路に伝送できるため、測定システ
ムは小型で、簡素化でき、真空スイッチ全体を小型化で
きる。また、主回路１３０からのサージによる誤動作が
なくなって信頼性が向上する。また、測定端子１５０を
接地金属容器２に直接接続したため、絶縁筒を介して測
定端子を取り付けるよりも、真空容器１に侵入する電子
の数が少なく、真空容器１の遮断性能および絶縁性能の
低下を回避できる利点がある。
【００２３】また、真空容器２には、真空ポンプ９１，
９０が取り付けられているため、万が一真空容器１，第
１接地真空容器２及び第２接地真空容器３内の真空度が
真空容器を構成する部品からのガス放出等により悪化し
ても、測定端子１５０により検知し、真空ポンプ９１，
９０を作動させて内部の真空度を回復させることができ
る。
９０が取り付けられているため、万が一真空容器１，第
１接地真空容器２及び第２接地真空容器３内の真空度が
真空容器を構成する部品からのガス放出等により悪化し
ても、測定端子１５０により検知し、真空ポンプ９１，
９０を作動させて内部の真空度を回復させることができ
る。
【００２４】真空容器１の円筒状の側壁１ａは、ステン
レススチールの導電性材料で形成され、側壁１ａはセラ
ミックスなどの絶縁物で形成された絶縁物８，９部で固
定支持され、かつ絶縁物７部で支持されている。絶縁物
８の中央部には、導体１４が設けられ、導体１４の第１
の真空容器１内には固定電極１０が設けられている。固
定電極１０に対向して可動電極１１が設けられ、遮断器
を構成している。第１真空容器１内の遮断器の可動電極
１１を操作する可動導体１５は、絶縁物７を貫通し、フ
レキシブル導体６０に接続され、絶縁物１２を介して可
動ブレード１３に接続される。可動ブレード１３は、操
作機構部を収納した操作機構に接続されており、操作機
構部の動作により可動導体１５を往復運動させる。操作
機構には制御装置（図示せず）を備えていて遮断器の操
作に必要な信号を発生する。それにより、可動導体１５
の往復運動により可動電極１１と固定電極１０との接離
が行われる。
レススチールの導電性材料で形成され、側壁１ａはセラ
ミックスなどの絶縁物で形成された絶縁物８，９部で固
定支持され、かつ絶縁物７部で支持されている。絶縁物
８の中央部には、導体１４が設けられ、導体１４の第１
の真空容器１内には固定電極１０が設けられている。固
定電極１０に対向して可動電極１１が設けられ、遮断器
を構成している。第１真空容器１内の遮断器の可動電極
１１を操作する可動導体１５は、絶縁物７を貫通し、フ
レキシブル導体６０に接続され、絶縁物１２を介して可
動ブレード１３に接続される。可動ブレード１３は、操
作機構部を収納した操作機構に接続されており、操作機
構部の動作により可動導体１５を往復運動させる。操作
機構には制御装置（図示せず）を備えていて遮断器の操
作に必要な信号を発生する。それにより、可動導体１５
の往復運動により可動電極１１と固定電極１０との接離
が行われる。
【００２５】このように真空容器１を第１接地真空容器
２に収納しているので、真空容器１は、中間的な電位に
なり、第１接地真空容器２との間で絶縁破壊が生じるの
を防止することができる。また、真空容器と第１接地真
空容器で絶縁を維持するので真空容器１が万一真空漏れ
を起こしても絶縁を保つことができる。
２に収納しているので、真空容器１は、中間的な電位に
なり、第１接地真空容器２との間で絶縁破壊が生じるの
を防止することができる。また、真空容器と第１接地真
空容器で絶縁を維持するので真空容器１が万一真空漏れ
を起こしても絶縁を保つことができる。
【００２６】真空容器１を収納している第１接地真空容
器２は、その軸線方向が真空容器１の軸線方向と同じ方
向に配置されている。第１接地真空容器２の一方の端部
には、真空容器の内部方向に凸形状の端板２０が溶接に
より固定されている。第２接地真空容器２には、その真
空度を測定するための真空測定装置１２０が取り付けら
れている。真空容器側壁には真空ポンプ９０が取り付け
られており、第２接地真空容器の真空圧力の回復が可能
である。
器２は、その軸線方向が真空容器１の軸線方向と同じ方
向に配置されている。第１接地真空容器２の一方の端部
には、真空容器の内部方向に凸形状の端板２０が溶接に
より固定されている。第２接地真空容器２には、その真
空度を測定するための真空測定装置１２０が取り付けら
れている。真空容器側壁には真空ポンプ９０が取り付け
られており、第２接地真空容器の真空圧力の回復が可能
である。
【００２７】端板２０と絶縁物１２の一端とはベローズ
１７で接続されて第１接地真空容器２の気密を保ってい
る。導体６１にフレキシブル導体６０の一方の端部が固
定されている。第２接地真空容器３の円筒状の側壁３９
は、例えばステンレススチールなどの高強度の導電性材
料で形成される。第２接地真空容器３は、その軸線方向
が第１接地真空容器２の軸線方向と同じ方向に沿って配
置されている。側壁３９には絶縁物８を貫通して導体１
４が固定され、導体１４の第２接地真空容器３側には断
路器４０の固定電極５０が設けられている。固定電極５
０に対向して可動電極４９が配置されている。可動電極
４９には、可動導体４５，フレキシブル導体７４の取付
部，絶縁物４３を介して可動ブレード又は可動導体４４
が接続されている。端板７８と絶縁物４３の一端とはベ
ローズ４６で接続されて第２接地真空容器３の気密を保
っている。
１７で接続されて第１接地真空容器２の気密を保ってい
る。導体６１にフレキシブル導体６０の一方の端部が固
定されている。第２接地真空容器３の円筒状の側壁３９
は、例えばステンレススチールなどの高強度の導電性材
料で形成される。第２接地真空容器３は、その軸線方向
が第１接地真空容器２の軸線方向と同じ方向に沿って配
置されている。側壁３９には絶縁物８を貫通して導体１
４が固定され、導体１４の第２接地真空容器３側には断
路器４０の固定電極５０が設けられている。固定電極５
０に対向して可動電極４９が配置されている。可動電極
４９には、可動導体４５，フレキシブル導体７４の取付
部，絶縁物４３を介して可動ブレード又は可動導体４４
が接続されている。端板７８と絶縁物４３の一端とはベ
ローズ４６で接続されて第２接地真空容器３の気密を保
っている。
【００２８】可動ブレード４４は、操作機構部を収納し
た操作箱にリンク機構を介して接続されており、操作機
構部の動作により可動ブレード４４を往復運動させる。
可動ブレード４４の往復運動により可動電極４９と固定
電極５０との接離が行われる。このように、遮断器の固
定電極１０と断路器４０の固定電極４９を導体１４の両
端部に設けているので、断路器４０をゆっくり投入して
力を加えた後、遮断器４０を投入することにより遮断器
の可動電極１１に加える力と断路器４０の可動電極４９
をバランスさせることができる。その結果、絶縁物８を
薄く形成しても良く、小型化できる。
た操作箱にリンク機構を介して接続されており、操作機
構部の動作により可動ブレード４４を往復運動させる。
可動ブレード４４の往復運動により可動電極４９と固定
電極５０との接離が行われる。このように、遮断器の固
定電極１０と断路器４０の固定電極４９を導体１４の両
端部に設けているので、断路器４０をゆっくり投入して
力を加えた後、遮断器４０を投入することにより遮断器
の可動電極１１に加える力と断路器４０の可動電極４９
をバランスさせることができる。その結果、絶縁物８を
薄く形成しても良く、小型化できる。
【００２９】接地装置の固定電極３１と対向して可動電
極２２が配置されている。可動電極３２は可動ブレード
又は可動導体３３に接続されている。側壁３９の筒部内
にはベローズ３４が設けらており、ベローズ３４の一端
が筒部に、他端が可動ブレード３３に絶縁物７９を介し
て接続されて第２接地真空容器３の気密を保っている。
可動ブレード３３には図示しない接地導体が取り付けら
れており、接地されている。可動ブレード３３は図示し
ないリンクに接続され、リンクは図示しない操作機構部
に接続されている。固定導体３１は導体３８と接続され
ている。絶縁物４３及び可動導体４５は、導体３８を貫
通して配置されている。可動導体４５にはフレキシブル
導体７４の一端が接続されており、フレキシブル導体７
４の他端部は導体７０と接続される。導体７０の外周側
には、ブッシング７１が設けられている。ブッシング７
１の外周側には絶縁部８２を介して負荷導体７７と接続
される。
極２２が配置されている。可動電極３２は可動ブレード
又は可動導体３３に接続されている。側壁３９の筒部内
にはベローズ３４が設けらており、ベローズ３４の一端
が筒部に、他端が可動ブレード３３に絶縁物７９を介し
て接続されて第２接地真空容器３の気密を保っている。
可動ブレード３３には図示しない接地導体が取り付けら
れており、接地されている。可動ブレード３３は図示し
ないリンクに接続され、リンクは図示しない操作機構部
に接続されている。固定導体３１は導体３８と接続され
ている。絶縁物４３及び可動導体４５は、導体３８を貫
通して配置されている。可動導体４５にはフレキシブル
導体７４の一端が接続されており、フレキシブル導体７
４の他端部は導体７０と接続される。導体７０の外周側
には、ブッシング７１が設けられている。ブッシング７
１の外周側には絶縁部８２を介して負荷導体７７と接続
される。
【００３０】第２接地真空容器３の側壁３９の横側に
は、その真空度を測定するための真空測定装置１２０が
取り付けられている。
は、その真空度を測定するための真空測定装置１２０が
取り付けられている。
【００３１】第１接地真空容器と第２接地真空容器を直
線状に配置し真空スイッチを構成しているので、奥行き
がコクパクトなスイッチギヤを提供できる。また、第１
接地真空容器１及び第２接地真空容器３は、それぞれ接
地されており、その側壁は接地電位となっているので、
三相分接触もしくは近接させて配置することができ、コ
ンパクトなスイッチギヤを提供できる。
線状に配置し真空スイッチを構成しているので、奥行き
がコクパクトなスイッチギヤを提供できる。また、第１
接地真空容器１及び第２接地真空容器３は、それぞれ接
地されており、その側壁は接地電位となっているので、
三相分接触もしくは近接させて配置することができ、コ
ンパクトなスイッチギヤを提供できる。
【００３２】また、遮断器の可動ブレードを往復運動さ
せる駆動系で構成して固定導体１４の両端に遮断器の固
定電極と断路器の固定電極を配置している。従って、遮
断器の可動電極に加える力と断路器の可動電極に加える
力をバランスさせることができるので、絶縁物８を薄く
形成しても良く、小型化できる。また、遮断器を収納し
た第１接地真空容器と断路器，接地装置を収納した第２
接地真空容器とを接続する構成にしているので絶縁性上
の信頼性が向上する。また、遮断器と、断路器及び接地
装置を個別に組立てることができるので、スイッチギヤ
を構成する上での自由度が増す。
せる駆動系で構成して固定導体１４の両端に遮断器の固
定電極と断路器の固定電極を配置している。従って、遮
断器の可動電極に加える力と断路器の可動電極に加える
力をバランスさせることができるので、絶縁物８を薄く
形成しても良く、小型化できる。また、遮断器を収納し
た第１接地真空容器と断路器，接地装置を収納した第２
接地真空容器とを接続する構成にしているので絶縁性上
の信頼性が向上する。また、遮断器と、断路器及び接地
装置を個別に組立てることができるので、スイッチギヤ
を構成する上での自由度が増す。
【００３３】第１接地真空容器及び第２接地真空容器に
取り付けたそれぞれの真空測定装置内の空間は真空容器
と連通しており、真空測定装置によって真空容器の真空
圧力を測定あるいは常時監視している。第１接地真空容
器２及び第２接地真空容器３には、各々真空ポンプ９
０，９１が取り付けられているため、万が一真空容器内
の真空が真空容器を構成する部品からのガス放出等によ
り悪化しても、測定端子により検知し、真空ポンプ９
０，９１を作動させることで内部の真空度を回復させる
ことができる。これにより真空スイッチの安全性，信頼
性を高めることができる。真空度を監視しながら、真空
スイッチの性能を高めることができるという、画期的な
効果を有する。
取り付けたそれぞれの真空測定装置内の空間は真空容器
と連通しており、真空測定装置によって真空容器の真空
圧力を測定あるいは常時監視している。第１接地真空容
器２及び第２接地真空容器３には、各々真空ポンプ９
０，９１が取り付けられているため、万が一真空容器内
の真空が真空容器を構成する部品からのガス放出等によ
り悪化しても、測定端子により検知し、真空ポンプ９
０，９１を作動させることで内部の真空度を回復させる
ことができる。これにより真空スイッチの安全性，信頼
性を高めることができる。真空度を監視しながら、真空
スイッチの性能を高めることができるという、画期的な
効果を有する。
【００３４】真空スイッチにおいて、遮断時点電極から
放出される金属粒子が真空圧力測定装置に入射するのを
防止するため、真空圧力測定装置は遮断器の固定電極と
可動電極を収納する真空室１の外側に取り付けるのがよ
い。また、真空圧力測定装置の取付部に磁性体を用いる
ことにより、真空測定装置の磁気抵抗を減らすことがで
きる。
放出される金属粒子が真空圧力測定装置に入射するのを
防止するため、真空圧力測定装置は遮断器の固定電極と
可動電極を収納する真空室１の外側に取り付けるのがよ
い。また、真空圧力測定装置の取付部に磁性体を用いる
ことにより、真空測定装置の磁気抵抗を減らすことがで
きる。
【００３５】本発明で用いられる真空圧力測定装置の１
例において、同軸電極と、該同軸電極の周囲に取り付け
た磁界発生装置により真空圧力を測定する真空圧力測定
端子を設けることができる。
例において、同軸電極と、該同軸電極の周囲に取り付け
た磁界発生装置により真空圧力を測定する真空圧力測定
端子を設けることができる。
【００３６】また、真空圧力測定装置の前記同軸電極の
中心電極と対向して、同軸電極の外部電極と同電位に保
った電極を設けても良い。前記同軸電極を、内側面に金
属メッキを施したコップ型のセラミック筒とそれを貫通
する中心電極で構成することができるなど、種々の変
更，改良を加えることも本発明の思想の範囲内である。
中心電極と対向して、同軸電極の外部電極と同電位に保
った電極を設けても良い。前記同軸電極を、内側面に金
属メッキを施したコップ型のセラミック筒とそれを貫通
する中心電極で構成することができるなど、種々の変
更，改良を加えることも本発明の思想の範囲内である。
【００３７】真空測定装置の電源としてメガーを用いる
ことができる。図４にはその該略図を示す。図におい
て、接地真空容器側壁２の真空測定装置２３０の端子を
取り付ける。測定装置は内側電極２３４の回りを取り囲
む外側電極２３３を有し、電極間は絶縁物２３１で絶縁
される。一対の永久磁石２３７が外側電極２３３の外側
に設けられる。真空度測定に当たっては、メガー２４３
の端子２４２を内側電極２３４と真空容器２に接続する
ことにより、メガーを電源として真空度を測定すること
ができる。この場合、測定のために電源を一切必要とし
いから、装置が簡略化され、かつ安全である。
ことができる。図４にはその該略図を示す。図におい
て、接地真空容器側壁２の真空測定装置２３０の端子を
取り付ける。測定装置は内側電極２３４の回りを取り囲
む外側電極２３３を有し、電極間は絶縁物２３１で絶縁
される。一対の永久磁石２３７が外側電極２３３の外側
に設けられる。真空度測定に当たっては、メガー２４３
の端子２４２を内側電極２３４と真空容器２に接続する
ことにより、メガーを電源として真空度を測定すること
ができる。この場合、測定のために電源を一切必要とし
いから、装置が簡略化され、かつ安全である。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空圧力
監視・測定の信頼性が向上し、その結果安全性の高い真
空スイッチ及び真空スイッチギヤを提供することができ
る。
監視・測定の信頼性が向上し、その結果安全性の高い真
空スイッチ及び真空スイッチギヤを提供することができ
る。
【図１】本発明の実施例による真空スイッチギヤの構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に用いられた真空圧力測定装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図３】真空絶縁性能と真空度の関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の他の実施例における真空測定装置の構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷水 徹 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者 森田 歩 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 辻 雅薫 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 5G017 BB05 DD12 HH01 5G026 KA03 QC00
Claims (16)
- 【請求項１】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異な
った接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧力
測定装置を設けた真空スイッチ。 - 【請求項２】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異な
った接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧力
測定装置及び真空ポンプを設けた真空スイッチ。 - 【請求項３】請求項１又は２において、真空遮断器部の
真空容器とそれを収容する接地真空容器の真空が連通
し、該断路器部の接地真空容器と該真空遮断器部を収納
する接地真空容器の真空が遮断されている真空スイッ
チ。 - 【請求項４】遮断器の固定電極及び該固定電極と接離す
る可動電極を収納する真空容器と、該真空容器から電気
的に絶縁され該真空容器を収納する第１接地真空容器
と、断路器及び接地装置を収納し、該真空容器及び第１
接地真空容器から電気的に絶縁された第２接地真空容器
と、該第１接地真空容器から引き出された絶縁ブッシン
グと、該第２真空容器のブッシングから引き出された負
荷導体と、該第２真空容器のブッシングから引き出され
た接地導体と、該第１及び第２接地真空容器に設置され
た第１及び第２真空度測定装置と、該遮断器の可動電極
の可動ブレードを駆動する第１操作ロッドと、該第１操
作ロッドと実質的に同軸方向に延在し、該接地導体を駆
動する第２操作ロッドとを備えた真空スイッチ。 - 【請求項５】遮断器の固定電極及び該固定電極と接離す
る可動電極を収納する真空容器と、該真空容器から電気
的に絶縁され、該真空容器と連通し、該真空容器を収納
する第１接地真空容器と、断路器及び接地装置を収納
し、該真空容器及び第１接地真空容器から電気的に絶縁
された第２接地真空容器と、該第１接地真空容器から引
き出された絶縁ブッシングと、該第２真空容器のブッシ
ングから引き出された負荷導体と、該第２真空容器のブ
ッシングから引き出された接地導体と、該第１及び第２
接地真空容器に設置された第１及び第２真空度測定装置
と、該遮断器の可動電極の可動ブレードを駆動する第１
操作ロッドと、該第１操作ロッドと実質的に同軸方向に
延在し、該接地導体を駆動する第２操作ロッドとを備え
た真空スイッチ。 - 【請求項６】請求項４又は５記載の真空スイッチにおい
て、該接地真空容器に真空ポンプを接続した真空スイッ
チ。 - 【請求項７】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異な
った接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧力
測定装置を設けた真空スイッチと、該真空スイッチの可
動電極の操作機構とを備えた真空スイッチギヤ。 - 【請求項８】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異な
った接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧力
測定装置と真空ポンプを設けた真空スイッチと、該真空
スイッチの可動電極の操作機構とを備えた真空スイッチ
ギヤ。 - 【請求項９】請求項７又は８において、真空遮断器部の
真空容器とそれを収容する接地真空容器の真空が連通
し、該断路器部の接地真空容器と該真空遮断器部を収納
する接地真空容器の真空が遮断されている真空スイッチ
ギヤ。 - 【請求項１０】遮断器の固定電極及び該固定電極と接離
する可動電極を収納する真空容器と、該真空容器から電
気的に絶縁され該真空容器を収納する第１接地真空容器
と、断路器及び接地装置を収納し、該真空容器及び第１
接地真空容器から電気的に絶縁された第２接地真空容器
と、第１接地真空容器から引き出された絶縁ブッシング
と、該第２真空容器のブッシングから引き出された負荷
導体と、該第２真空容器のブッシングから引き出された
接地導体と、該第１及び第２接地真空容器に設置された
第１及び第２真空度測定装置と、該遮断器の可動電極の
可動ブレードを駆動する第１操作ロッドと、該第１操作
ロッドと実質的に同軸方向に延在し、該接地導体を駆動
する第２操作ロッドとを備えた真空スイッチと、該可動
ブレード及び該操作ロッドに接続されている操作機構及
び該操作機構を制御する制御部とを備える真空スイッチ
ギヤ。 - 【請求項１１】遮断器の固定電極及び該固定電極と接離
する可動電極を収納する真空容器と、該真空容器から電
気的に絶縁され該真空容器と連通し、該真空容器を収納
する第１接地真空容器と、断路器及び接地装置を収納
し、該真空容器及び第１接地真空容器から電気的に絶縁
された第２接地真空容器と、該第１接地真空容器から引
き出された絶縁ブッシングと、該第２真空容器のブッシ
ングから引き出された負荷導体と、該第２真空容器のブ
ッシングから引き出された接地導体と、該第１及び第２
接地真空容器に接地された真空度測定装置と、該遮断器
の可動電極の可動ブレードを駆動する第１操作ロッド
と、該第１操作ロッドと実質的に同軸方向に延在し、該
接地導体を駆動する第２操作ロッドと、該可動ブレード
及び該操作ロッドに接続されている操作機構及び該操作
機構を制御する制御部とを備える真空スイッチギヤ。 - 【請求項１２】請求項１０又は１１記載の真空スイッチ
ギヤにおいて、該接地真空容器に真空ポンプを接続した
真空スイッチギヤ。 - 【請求項１３】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異
なった接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧
力測定装置及び真空ポンプを設けた真空スイッチの真空
度を測定し、所定の真空度よりも低下した時に、真空ポ
ンプを起動させて、上記真空遮断器部の真空容器及び上
記接地真空容器の真空度を高めることを特徴とする真空
スイッチの運転方法。 - 【請求項１４】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異
なった接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧
力測定装置及び真空ポンプを設けた真空スイッチの真空
度を連続的に測定し、必要な時点で、上記真空ポンプを
起動させて、上記真空遮断器部の真空容器及び上記接地
真空容器の真空度を高めることを特徴とする真空スイッ
チの運転方法。 - 【請求項１５】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異
なった接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧
力測定装置及び真空ポンプを設けた真空スイッチと、該
真空スイッチの可動電極の操作機構とを備えた真空スイ
ッチギヤの接地真空容器の真空度を測定し、所定の真空
度よりも低下した時に、真空ポンプを起動させて、上記
真空遮断器部の真空容器及び上記接地真空容器の真空度
を高めることを特徴とする真空スイッチの運転方法。 - 【請求項１６】真空遮断器部と断路器部とをそれぞれ異
なった接地真空容器に収容し、各接地真空容器に真空圧
力測定装置及び真空ポンプを設けた真空スイッチと、該
真空スイッチの可動電極の操作機構とを備えた真空スイ
ッチギヤの接地真空容器の真空度を連続的に測定し、必
要な時点で真空ポンプを起動させて、上記真空遮断器部
の真空容器及び上記接地真空容器の真空度を高めること
を特徴とする真空スイッチの運転方法。
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