JP2002150902A - 真空バルブ - Google Patents
真空バルブInfo
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- JP2002150902A JP2002150902A JP2000343475A JP2000343475A JP2002150902A JP 2002150902 A JP2002150902 A JP 2002150902A JP 2000343475 A JP2000343475 A JP 2000343475A JP 2000343475 A JP2000343475 A JP 2000343475A JP 2002150902 A JP2002150902 A JP 2002150902A
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- slit
- arc
- vacuum valve
- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スリットのエッジ部からの電子放出を抑えて絶
縁回復電圧を高める。 【解決手段】アーク電極１のスリットに絶縁性の嵌合体
８が嵌め込まれる。
縁回復電圧を高める。 【解決手段】アーク電極１のスリットに絶縁性の嵌合体
８が嵌め込まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、真空遮断器用の
開閉接点を内蔵した真空バルブに関し、特に、耐電圧の
高い真空バルブに関する。
開閉接点を内蔵した真空バルブに関し、特に、耐電圧の
高い真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の真空バルブの構成を示す
斜視図である。Ｃｕ−Ｃｒ合金やＡｇ−ＷＣ合金などの
接点材料よりなるアーク電極１が上下に対向して設けら
れ、このアーク電極１のそれぞれの背部にコイル電極２
が設けられ、アーク電極１はコイル電極２の凸部２Ａに
接合されている。コイル電極２は銅材でもってクランク
状に形成され、その一方端に凸部２Ａが設けられ、その
他方端が銅材よりなる中心の通電棒３に接合されてい
る。また、アーク電極１には、半径方向に向くスリット
５が複数本形成されている。図５の構成のものが図示さ
れていない真空容器に収納され、上下の通電棒３がその
真空容器を気密に貫通することによって外部に引き出さ
れている。一方の通電棒３は固定的であり、他方の通電
棒３は上下に移動可能であり、真空容器の外部に設けら
れた図示されていない駆動装置によって、他方の通電棒
３を上下に移動させることによって、上下のアーク電極
１が互いに接離するようになっている。
斜視図である。Ｃｕ−Ｃｒ合金やＡｇ−ＷＣ合金などの
接点材料よりなるアーク電極１が上下に対向して設けら
れ、このアーク電極１のそれぞれの背部にコイル電極２
が設けられ、アーク電極１はコイル電極２の凸部２Ａに
接合されている。コイル電極２は銅材でもってクランク
状に形成され、その一方端に凸部２Ａが設けられ、その
他方端が銅材よりなる中心の通電棒３に接合されてい
る。また、アーク電極１には、半径方向に向くスリット
５が複数本形成されている。図５の構成のものが図示さ
れていない真空容器に収納され、上下の通電棒３がその
真空容器を気密に貫通することによって外部に引き出さ
れている。一方の通電棒３は固定的であり、他方の通電
棒３は上下に移動可能であり、真空容器の外部に設けら
れた図示されていない駆動装置によって、他方の通電棒
３を上下に移動させることによって、上下のアーク電極
１が互いに接離するようになっている。
【０００３】図５において、真空バルブが閉成状態にあ
るときは、上下のアーク電極１同士が接触し電流Ｉが図
５の矢印のように流れる。すなわち、電流Ｉが上部の通
電棒３から上部のコイル電極２、上部のアーク電極１、
下部のアーク電極１、下部のコイル電極２、下部の通電
棒３へと流れる。真空バルブに遮断指令が出されると、
アーク電極１同士が開離し、その開離間隙４に図５に示
すようなアークＡが発生する。このアークＡを素早く消
弧するのが真空バルブの役目である。アーク電極１の表
面において、アークＡが発生する場所をアークスポット
と称するが、このアークスポットが局所的に発生し続け
ると、そのアーク電極１が局部的に溶融する。コイル電
極２は、そのアークスポットが局部的に止まるのを防ぐ
ためのものである。コイル電極２の介装によって、開離
間隙４には矢印の方向の縦磁界Ｈが発生する。その理由
は、コイル電極２に流れる電流Ｉが矢印のように周回状
に流れるためである。この縦磁界Ｈによって、アークＡ
に含まれるイオンや電子が螺旋状に運動するとともに開
離間隙４内に捕捉された状態になる。それによって、ア
ークスポットがアーク電極１の表面に局所的に止まらず
に電極表面に均一に拡散するようになり、アーク電極１
がアーク熱によって局所的に溶融されるのを抑えること
ができる。なお、スリット５は、縦磁界Ｈによってアー
ク電極１に流れる渦電流を減少させるためのものであ
る。縦磁界Ｈによってアーク電極１中に誘導される周方
向の渦電流は、縦磁界Ｈを打ち消す方向の磁界を発生さ
せるが、スリット５によって前記の周方向の渦電流が減
少することにより、縦磁界Ｈを打ち消す方向の磁界が減
少する。それによって、縦磁界Ｈの減少を抑えることが
でき、真空バルブの定格遮断電流を高めることができ
る。なお、図５の上側のアーク電極１にも下部と同様な
スリット５が設けられている。
るときは、上下のアーク電極１同士が接触し電流Ｉが図
５の矢印のように流れる。すなわち、電流Ｉが上部の通
電棒３から上部のコイル電極２、上部のアーク電極１、
下部のアーク電極１、下部のコイル電極２、下部の通電
棒３へと流れる。真空バルブに遮断指令が出されると、
アーク電極１同士が開離し、その開離間隙４に図５に示
すようなアークＡが発生する。このアークＡを素早く消
弧するのが真空バルブの役目である。アーク電極１の表
面において、アークＡが発生する場所をアークスポット
と称するが、このアークスポットが局所的に発生し続け
ると、そのアーク電極１が局部的に溶融する。コイル電
極２は、そのアークスポットが局部的に止まるのを防ぐ
ためのものである。コイル電極２の介装によって、開離
間隙４には矢印の方向の縦磁界Ｈが発生する。その理由
は、コイル電極２に流れる電流Ｉが矢印のように周回状
に流れるためである。この縦磁界Ｈによって、アークＡ
に含まれるイオンや電子が螺旋状に運動するとともに開
離間隙４内に捕捉された状態になる。それによって、ア
ークスポットがアーク電極１の表面に局所的に止まらず
に電極表面に均一に拡散するようになり、アーク電極１
がアーク熱によって局所的に溶融されるのを抑えること
ができる。なお、スリット５は、縦磁界Ｈによってアー
ク電極１に流れる渦電流を減少させるためのものであ
る。縦磁界Ｈによってアーク電極１中に誘導される周方
向の渦電流は、縦磁界Ｈを打ち消す方向の磁界を発生さ
せるが、スリット５によって前記の周方向の渦電流が減
少することにより、縦磁界Ｈを打ち消す方向の磁界が減
少する。それによって、縦磁界Ｈの減少を抑えることが
でき、真空バルブの定格遮断電流を高めることができ
る。なお、図５の上側のアーク電極１にも下部と同様な
スリット５が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の真空バルブは、絶縁回復電圧が低いとい
う問題があった。すなわち、スリット５のエッジ部は電
界が高く、そのために、アーク電極１のエッジ部から電
子が放出され、遮断後の絶縁回復電圧が低くなってい
た。
たような従来の真空バルブは、絶縁回復電圧が低いとい
う問題があった。すなわち、スリット５のエッジ部は電
界が高く、そのために、アーク電極１のエッジ部から電
子が放出され、遮断後の絶縁回復電圧が低くなってい
た。
【０００５】図６は、図５の一方のアーク電極１の平面
図である。このアーク電極１に設けられたスリット５の
エッジ部の電界を計算すると、図７のようになる。図７
の（Ａ）は、図６のＸ１−Ｘ１断面における等電位線図
であり、図７の（Ｂ）は、図６のＹ１−Ｙ１断面におけ
る等電位線図である。図７の（Ａ）において、等電位線
６がスリット５の内部に入りみ、アーク電極１のエッジ
部７Ａで電界が集中している。また、図７の（Ｂ）にお
いても、等電位線６がスリット５の内部に入りみ、アー
ク電極１のエッジ部７Ｂで電界が集中している。それに
よって、遮断時にスリット５のエッジ部エッジ部７Ａ，
７Ｂから電子が放出され易くなり、遮断後の絶縁回復電
圧が低くなっていた。そのために、従来は定格電圧を下
げて使用せざるを得なかった。
図である。このアーク電極１に設けられたスリット５の
エッジ部の電界を計算すると、図７のようになる。図７
の（Ａ）は、図６のＸ１−Ｘ１断面における等電位線図
であり、図７の（Ｂ）は、図６のＹ１−Ｙ１断面におけ
る等電位線図である。図７の（Ａ）において、等電位線
６がスリット５の内部に入りみ、アーク電極１のエッジ
部７Ａで電界が集中している。また、図７の（Ｂ）にお
いても、等電位線６がスリット５の内部に入りみ、アー
ク電極１のエッジ部７Ｂで電界が集中している。それに
よって、遮断時にスリット５のエッジ部エッジ部７Ａ，
７Ｂから電子が放出され易くなり、遮断後の絶縁回復電
圧が低くなっていた。そのために、従来は定格電圧を下
げて使用せざるを得なかった。
【０００６】この発明の目的は、スリットのエッジ部か
らの電子放出を抑えて絶縁回復電圧を高めることにあ
る。
らの電子放出を抑えて絶縁回復電圧を高めることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、真空容器の内部に互いに接離可
能であるとともに周方向に所定の角度で交叉する方向に
向くスリットが形成されてなる一対のアーク電極が収納
され、前記アーク電極のそれぞれが周方向に電流が流れ
るコイル電極を介して前記真空容器の外部に引き出され
てなる真空バルブにおいて、前記スリットに絶縁性の嵌
合体が嵌め込まれてなるようにするとよい。スリット内
に誘電体が介在するようになるので、スリットのエッジ
部の電界が従来より緩和される。それによって、スリッ
トからの電子放出が抑えられ絶縁回復電圧が高まる。
に、この発明によれば、真空容器の内部に互いに接離可
能であるとともに周方向に所定の角度で交叉する方向に
向くスリットが形成されてなる一対のアーク電極が収納
され、前記アーク電極のそれぞれが周方向に電流が流れ
るコイル電極を介して前記真空容器の外部に引き出され
てなる真空バルブにおいて、前記スリットに絶縁性の嵌
合体が嵌め込まれてなるようにするとよい。スリット内
に誘電体が介在するようになるので、スリットのエッジ
部の電界が従来より緩和される。それによって、スリッ
トからの電子放出が抑えられ絶縁回復電圧が高まる。
【０００８】また、かかる構成において、前記嵌合体の
コイル電極側に前記スリットの幅より大きい絶縁性の幅
広部が形成されてなるようにしてもよい。それによっ
て、嵌合体がアーク電極から抜け難くなる。また、かか
る構成において、前記幅広部が絶縁板よりなり、前記絶
縁板に前記嵌合体が取り付けられてなるようにしてもよ
い。それによって、絶縁板と嵌合体とを一体に構成すれ
ば、部品点数を低減することができる。
コイル電極側に前記スリットの幅より大きい絶縁性の幅
広部が形成されてなるようにしてもよい。それによっ
て、嵌合体がアーク電極から抜け難くなる。また、かか
る構成において、前記幅広部が絶縁板よりなり、前記絶
縁板に前記嵌合体が取り付けられてなるようにしてもよ
い。それによって、絶縁板と嵌合体とを一体に構成すれ
ば、部品点数を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる真空バ
ルブの構成を示す斜視図である。アーク電極１のスリッ
トに絶縁性の嵌合体８が嵌め込まれている。嵌合体８の
材料としては、例えば、高温に耐えるセラミックス材が
用いられる。図１のその他は、図５の従来の構成と同じ
であり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることに
よって詳細な説明は省略する。スリット内に誘電体が介
在するようになるので、次に示すようにスリットのエッ
ジ部の電界が緩和される。
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる真空バ
ルブの構成を示す斜視図である。アーク電極１のスリッ
トに絶縁性の嵌合体８が嵌め込まれている。嵌合体８の
材料としては、例えば、高温に耐えるセラミックス材が
用いられる。図１のその他は、図５の従来の構成と同じ
であり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることに
よって詳細な説明は省略する。スリット内に誘電体が介
在するようになるので、次に示すようにスリットのエッ
ジ部の電界が緩和される。
【００１０】図８は、図１の一方のアーク電極１の平面
図である。このアーク電極１に設けられたスリットのエ
ッジ部の電界を計算すると、図９のようになる。図９の
（Ａ）は、図８のＸ２−Ｘ２断面における等電位線図で
あり、図９の（Ｂ）は、図８のＹ２−Ｙ２断面における
等電位線図である。図９の（Ａ）において、スリット内
に比誘電率εの大きい嵌合体８（セラミックス材の場
合、εは約１０）が存在しているので、等電位線９がス
リットである嵌合体８の内部に入り難くなっている。そ
のために、アーク電極１のエッジ部７Ａで電界が従来よ
り緩和されている。また、図７の（Ｂ）においても、等
電位線６がスリットである嵌合体８の内部に入り難くな
っている。そのために、アーク電極１のエッジ部７Ｂで
電界が従来より緩和されている。したがって、遮断時に
スリット５のエッジ部７Ａ，７Ｂから電子が放出され難
くなり、遮断後の絶縁回復電圧が高くなる。それによっ
て、従来より定格電圧を高めることができる。
図である。このアーク電極１に設けられたスリットのエ
ッジ部の電界を計算すると、図９のようになる。図９の
（Ａ）は、図８のＸ２−Ｘ２断面における等電位線図で
あり、図９の（Ｂ）は、図８のＹ２−Ｙ２断面における
等電位線図である。図９の（Ａ）において、スリット内
に比誘電率εの大きい嵌合体８（セラミックス材の場
合、εは約１０）が存在しているので、等電位線９がス
リットである嵌合体８の内部に入り難くなっている。そ
のために、アーク電極１のエッジ部７Ａで電界が従来よ
り緩和されている。また、図７の（Ｂ）においても、等
電位線６がスリットである嵌合体８の内部に入り難くな
っている。そのために、アーク電極１のエッジ部７Ｂで
電界が従来より緩和されている。したがって、遮断時に
スリット５のエッジ部７Ａ，７Ｂから電子が放出され難
くなり、遮断後の絶縁回復電圧が高くなる。それによっ
て、従来より定格電圧を高めることができる。
【００１１】図２は、この発明の異なる実施例にかかる
真空バルブの構成を示す斜視図である。スリットに嵌め
込まれた嵌合体８のコイル電極２側にスリットの幅より
大きい絶縁性の幅広部８Ａが形成されている。図２のそ
の他は、図１の構成と同じである。それによって、嵌合
体８と幅広部８Ａとを例えばセラミックス材でもって一
体に成形しておけば、嵌合体８がアーク電極１から抜け
難くなる。したがって、機械的に丈夫になり、信頼性を
より高くすることができる。
真空バルブの構成を示す斜視図である。スリットに嵌め
込まれた嵌合体８のコイル電極２側にスリットの幅より
大きい絶縁性の幅広部８Ａが形成されている。図２のそ
の他は、図１の構成と同じである。それによって、嵌合
体８と幅広部８Ａとを例えばセラミックス材でもって一
体に成形しておけば、嵌合体８がアーク電極１から抜け
難くなる。したがって、機械的に丈夫になり、信頼性を
より高くすることができる。
【００１２】図３は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる真空バルブの構成を示す斜視図である。幅広部８
Ｂが絶縁板よりなり、この幅広部８Ｂと４個の嵌合体８
とは一体に成形されている。図３のその他は、図２の構
成と同じである。図４は、図３の下側の電極構成を示す
分解斜視図である。上から、アーク電極１、嵌合体８付
きの幅広部８Ｂ、コイル電極２、通電棒３となってい
る。幅広部８Ｂには、切り欠き部８Ｃが形成されてい
る。図４の組み立て状態では、通電棒３がコイル電極２
の中心穴３Ａに嵌まり、コイル電極２の凸部２Ａが幅広
部８Ｂの切り欠き部８Ｃに嵌まり、幅広部８Ｂの嵌合体
８がアーク電極１のスリット５に嵌まっている。幅広部
８Ｂと嵌合体８とが一体なので部品点数が低減され、製
作コストを節約することができる。
かかる真空バルブの構成を示す斜視図である。幅広部８
Ｂが絶縁板よりなり、この幅広部８Ｂと４個の嵌合体８
とは一体に成形されている。図３のその他は、図２の構
成と同じである。図４は、図３の下側の電極構成を示す
分解斜視図である。上から、アーク電極１、嵌合体８付
きの幅広部８Ｂ、コイル電極２、通電棒３となってい
る。幅広部８Ｂには、切り欠き部８Ｃが形成されてい
る。図４の組み立て状態では、通電棒３がコイル電極２
の中心穴３Ａに嵌まり、コイル電極２の凸部２Ａが幅広
部８Ｂの切り欠き部８Ｃに嵌まり、幅広部８Ｂの嵌合体
８がアーク電極１のスリット５に嵌まっている。幅広部
８Ｂと嵌合体８とが一体なので部品点数が低減され、製
作コストを節約することができる。
【００１３】なお、上述の図１ないし図３の実施例で
は、アーク電極に形成されるスリットが半径方向を向い
ている構成が示されているが、本発明はこのような構成
に限定されるものではなく、スリットが周方向に９０度
以外の所定の角度で交叉する方向を向いている構成であ
ってもよく、このスリットが周方向に流れる渦電流を減
少させる機能を持っていればよい。
は、アーク電極に形成されるスリットが半径方向を向い
ている構成が示されているが、本発明はこのような構成
に限定されるものではなく、スリットが周方向に９０度
以外の所定の角度で交叉する方向を向いている構成であ
ってもよく、このスリットが周方向に流れる渦電流を減
少させる機能を持っていればよい。
【００１４】
【発明の効果】この発明は前述のように、スリットに絶
縁性の嵌合体が嵌め込まれてなるようにすることによっ
て、絶縁回復電圧が高まり定格電圧を高めることができ
る。かかる構成において、嵌合体のコイル電極側にスリ
ットの幅より大きい絶縁性の幅広部が形成されてなるよ
うにすることによって、嵌合体がアーク電極から抜け難
くなり、機械的な信頼性をより高くすることができる。
縁性の嵌合体が嵌め込まれてなるようにすることによっ
て、絶縁回復電圧が高まり定格電圧を高めることができ
る。かかる構成において、嵌合体のコイル電極側にスリ
ットの幅より大きい絶縁性の幅広部が形成されてなるよ
うにすることによって、嵌合体がアーク電極から抜け難
くなり、機械的な信頼性をより高くすることができる。
【００１５】また、かかる構成において、幅広部が絶縁
板よりなり、絶縁板に嵌合体が取り付けられてなるよう
にすることによって、部品点数が減り、製作コストを節
約することができる。
板よりなり、絶縁板に嵌合体が取り付けられてなるよう
にすることによって、部品点数が減り、製作コストを節
約することができる。
【図１】この発明の実施例にかかる真空バルブの構成を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】この発明の異なる実施例にかかる真空バルブの
構成を示す斜視図
構成を示す斜視図
【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる真空バ
ルブの構成を示す斜視図
ルブの構成を示す斜視図
【図４】図３の下側の電極構成を示す分解斜視図
【図５】従来の真空バルブの構成を示す斜視図
【図６】図５の一方のアーク電極の平面図である。
【図７】（Ａ）は、図６のＸ１−Ｘ１断面における等電
位線図、（Ｂ）は、図６のＹ１−Ｙ１断面における等電
位線図
位線図、（Ｂ）は、図６のＹ１−Ｙ１断面における等電
位線図
【図８】図１の一方のアーク電極の平面図
【図９】（Ａ）は、図８のＸ２−Ｘ２断面における等電
位線図、（Ｂ）は、図８のＹ２−Ｙ２断面における等電
位線図
位線図、（Ｂ）は、図８のＹ２−Ｙ２断面における等電
位線図
【符号の説明】 １：アーク電極、２：コイル電極、５：スリット、８：
嵌合体、８Ａ，８Ｂ：幅広部
嵌合体、８Ａ，８Ｂ：幅広部
Claims (3)
- 【請求項１】真空容器の内部に互いに接離可能であると
ともに周方向に所定の角度で交叉する方向に向くスリッ
トが形成されてなる一対のアーク電極が収納され、前記
アーク電極のそれぞれが周方向に電流が流れるコイル電
極を介して前記真空容器の外部に引き出されてなる真空
バルブにおいて、前記スリットに絶縁性の嵌合体が嵌め
込まれてなることを特徴とする真空バルブ。 - 【請求項２】請求項１に記載の真空バルブにおいて、前
記嵌合体のコイル電極側に前記スリットの幅より大きい
絶縁性の幅広部が形成されてなることを特徴とする真空
バルブ。 - 【請求項３】請求項２に記載の真空バルブにおいて、前
記幅広部が絶縁板よりなり、前記絶縁板に前記嵌合体が
取り付けられてなることを特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343475A JP2002150902A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343475A JP2002150902A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 真空バルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002150902A true JP2002150902A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18817839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343475A Pending JP2002150902A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 真空バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002150902A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112010005149T5 (de) | 2010-01-18 | 2012-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vakuum-schalter |
| WO2021240733A1 (ja) | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
| DE112022003277T5 (de) | 2021-06-29 | 2024-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Vakuumschalter |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343475A patent/JP2002150902A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112010005149T5 (de) | 2010-01-18 | 2012-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vakuum-schalter |
| TWI405921B (zh) * | 2010-01-18 | 2013-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 真空閥 |
| DE112010005149B4 (de) | 2010-01-18 | 2018-03-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Vakuum-schalter |
| WO2021240733A1 (ja) | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
| KR20220166347A (ko) | 2020-05-28 | 2022-12-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 진공 밸브 |
| DE112022003277T5 (de) | 2021-06-29 | 2024-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Vakuumschalter |
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