JP2003092050A - 真空インタラプタ用接触子及び真空インタラプタ - Google Patents
真空インタラプタ用接触子及び真空インタラプタInfo
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- JP2003092050A JP2003092050A JP2001281068A JP2001281068A JP2003092050A JP 2003092050 A JP2003092050 A JP 2003092050A JP 2001281068 A JP2001281068 A JP 2001281068A JP 2001281068 A JP2001281068 A JP 2001281068A JP 2003092050 A JP2003092050 A JP 2003092050A
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Abstract
断性能を可能とする。 【解決手段】 接触台1の周面にスリット5を形成して
あるカップ形の接触子において、前記接触台1の端面1
aに前記スリット5につながる円周方向のスリット
(溝)6を形成してなる。
Description
接触子及びそれを用いた真空インタラプタに関する。
るためには、遮断時に電極間に発生するアークを一個所
に集中させることなく、電極表面全体でアークを受け止
める必要がある。電極表面全体でアークを受け止めるも
のとして、電極間に縦磁界を形成する構造(縦磁界印加
方式)が採用されている。電極間に縦磁界を発生させる
ことにより、アークは磁界により閉じ込められ、荷電粒
子のアーク柱からの損失が少なくなり、アークが安定
し、電極部の温度上昇が抑制され、遮断性能が向上す
る。
て、特公平3−59531号公報には「真空スイッチの
接触子装置」が開示されている。これは、端面に接触板
が設けられた中空円筒状の接点台の周面にスリットを形
成したもので、接点台の外径に対し、接点台の深さ(つ
ぼ深さ)、スリット数、スリットの方位角が規定されて
いる。
インタラプタの接触子の構造を図9及び図10に示す。
これらの図に示すように、接触子01は、円筒状の接触
台02の一端に接触子端板03がろう付けされてカップ
形とされている。接触台01の他端には接触板04がろ
う付けされる。接触台02の周面には、所定の角度傾斜
するスリット05が複数形成されている。スリット05
間がコイル部となる。また、接触板04には、前記スリ
ット05につながるスリット06が、接触子01の中心
に対し距離bの間隔を開けて形成されている。尚、図
8、9において、αは接触子01の軸に対するスリット
05の傾斜角、βは接触子01の中心に対するスリット
05の開き角度、つまり方位角である。
を用いた真空インタラプタでは、電流の遮断時には、図
9に示すように接触台01の円周方向を流れる電流ia
と、図10に示すように接触子04を流れ径方向と角度
を持った電流ib とで、電極間の磁束密度を確保してい
る。電流ib によって発生する磁束密度の分布は電極の
軸を中心に集中したものとなっている。そのため、遮断
時に中心部にアークが集中し、大きな短絡電流を遮断で
きない。
は、コイル径を大きく、接触子の解離距離を長くする必
要がある。この場合、電極間の磁束密度が不足して電極
間のアークが不安定となり、遮断不能となる。
形成するスリットの方位角を大きくすると、接触子自体
の強度が不足し、開閉操作力により変形して耐電圧性能
と遮断性能が悪くなる。
の発明に係る真空インタラプタの接触子は、接触台の端
面に接触板を設ける一方、この接触台の周面にスリット
を形成することによりコイル部を形成し、このコイル部
に流れる電流により前記接触台の軸方向に沿う縦磁界を
形成するようにした真空インタラプタの接触子におい
て、前記スリットにつながる円周方向のスリットを前記
接触台の前記接触板側端面に形成したことを特徴とす
る。この真空インタラプタの接触子を用いた真空インタ
ラプタにおいては、電流遮断時、電流は、接触台の端面
に絶縁層である円周方向スリットがあることから、円周
方向に流れる。よって、電流の経路が長くなり、より大
きな磁束密度が得られる。
インタラプタの接触子は、上記第1の発明において、前
記円周方向のスリットにつながるスリットを前記接触板
に形成したことを特徴とする。
インタラプタの接触子は、上記第1又は第2の発明にお
いて、前記接触台の外径Dが、60mm≦D≦200mmで
あるとき、この接触台の外径Dに対し、前記接触台の長
さL、前記スリットの数Sが、 0.1Dmm≦L≦0.5Dmm 0.03D/mm≦S≦0.1D/mm と規定され、前記各スリットの前記接触台の軸線に対す
る傾斜角αが、 60°≦α≦80° と規定され、前記接触台の周面に形成されるスリットの
方位角βが、 45°≦β≦120° と規定され、前記接触台の端面に形成されるスリットの
方位角γが、 (30/S)°≦γ≦(270/S)° と規定されることを特徴とする真空インタラプタの接触
子。
インタラプタの接触子は、上記第3の発明において、前
記接触台の板厚Wが、6mm≦W≦12mmと規定されるこ
とを特徴とする。
インタラプタは、上記第1乃至第4の発明に係る真空イ
ンタラプタの接触子を同一軸上に対向させて配置し、対
向する接触子間の距離Gを、15mm≦G≦100mmとし
たことを特徴とする。
プタ及び真空インタラプタ用接触子の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1には、実施の一形態に係る真空
インタラプタ用接触子の側面を示し、図2には、その平
面を示してある。
触板2がろう付けされ、接触台1の他方の端面1bに
は、リード棒が接続される接触子端板3がろう付けされ
る。筒状の接触台1と接触子端板3とによりカップ状を
なすことから、このような接触子はカップ形と呼ばれて
いる。
じて、60mm≦D≦200mmの範囲で選択される。接触
台1の長さ(厚さ)Lは、0.1Dmm≦L≦0.5Dmm
の範囲で設定される。また、接触台1の厚さ(壁厚)W
は、6mm≦W≦12mmの範囲で設定される。
軸線に対し角度(傾斜角)α傾斜するスリット(以下、
傾斜スリット)5が形成されている。傾斜スリット5
は、接触台1の端面1aに開口しており、接触台1の端
面1aには、この傾斜スリット5につなげて、深さがL
1 で円周方向に延びるスリット(以下、円周スリット)
6が形成されている。隣り合う傾斜スリット5に挟まれ
た部分がコイル部7となる。
S≦0.1D/mmの範囲で設定される。傾斜スリット5
の傾斜角αは、60°≦α≦80°の範囲で設定され
る。これは、接触台1の機械的強度と抵抗の低減を考慮
したことによる。傾斜スリット5の方位角βは、45°
≦β≦120°の範囲で設定される。下限値を45°と
したのは、45°以下では、磁束密度が不足するからで
あり、上限値を120°としたのは、これ以上だと抵抗
による発熱による問題が生じるからである。円周スリッ
ト6の方位角γは(30/S)°≦γ≦(270/S)
°の範囲で設定される。接触台1、接触板2の機械的強
度を考慮したことによる。
状のスリット8が放射状に形成されている。この例で
は、スリット8は、図1に示すように円周スリット6と
傾斜スリット5との接続部に接続されている。
1の端面に接触子端板3を接合してカップ形に形成して
いるが、この接触子端板3に相当する部分を接触台1と
一体に形成するようにしてもよい。この場合、カップ形
の一体品の深さ(つぼ深さ)が接触台1の長さLに相当
する。
接触子を用いて構成した真空インタラプタを概略的に示
す。図1、2に示した構造の二つの真空インタラプタ用
接触子11、12を、所定の間隔(接触子間距離)Gを
あけて同軸上で対向させて、真空容器13の中に配置す
ることにより、真空インタラプタ10は構成される。接
触子間距離Gは、15mm≦G≦100mmの範囲で設定さ
れる。
からなる絶縁筒14の両端を、金属からなる端板15、
16で塞ぎ、内部を高真空に排気して構成される。この
真空容器13の一方の端板15を通して固定された固定
ロッド17の先端に一方の接触子11が固定電極として
固定される。真空容器13のもう一方の端板16を通
し、かつベローズ18により可動に設けられた可動ロッ
ド19の先端にもう一方の接触子12が可動電極として
固定される。真空容器13内において、接触子11、1
2の回りにはシールド20が設けられる。
流の遮断時、電極である接触子11、12間には、アー
クが発生する。一方、電流iは、接触板3と接触台1と
の間に絶縁層である円周スリット6があることから、接
触板3に沿って旋回移動した後、接触台1のスリット5
間のコイル部7に入る。コイル部7に電流が流れること
により、縦磁界Bが発生する。電流の経路が長くなるこ
とから、スリット5だけを設けた場合に比べて大きな磁
界が発生する。よって、アークを安定させることがで
き、良好な遮断性能を得ることができる。
タにおいて、接触子11、12の各部の寸法を以下のよ
うに規定した。接触台1の外径D=70mm、接触台1の
長さL=17mm、スリットの数S=6、スリットの傾斜
角α=68°、傾斜スリットの方位角β=90°、円周
スリット6の方位角γ=15°、接触台の壁厚W=7.
5mm
11、12を同一軸上に16mmの距離(接触子間距離
G)で対向配置させたときの中心部での発生磁束密度は
4.0μT/Aとなる。この真空インタラプタにより、
定格電圧36kV−定格遮断電流31.5kAの遮断容
量が得られた。
インタラプタの接触子を示す。図4は側面を示し、図5
は平面を示す。この実施の形態は、接触板2に設けるス
リット8を、円周スリット6と傾斜スリット5との接続
部ではなく円周スリット6の始端部(片端部)に接続し
たもので、他の構成は、先の第1の実施の形態と同じで
ある。
接触子の各部の寸法を以下のように規定して真空インタ
ラプタ(図3参照)を構成した。接触台1の外径D=8
0mm、接触台1の長さL=20mm、スリットの数S=
6、スリットの傾斜角α=72°、傾斜スリットの方位
角β=90°、円周スリットの方位角γ=15°、接触
台の壁厚W=8mm
11、12を同一軸上に20mmの距離(接触子間距離
G)で対向配置させたときの中心部での発生磁束密度は
3.6μT/Aとなる。この真空インタラプタにより、
定格電圧36kV−定格遮断電流31.5kAの遮断容
量が得られた。
ト6を設けた接触子を用いた真空インタラプタと、円周
スリットを設けていない接触子を用いた真空インタラプ
タとの磁束密度分布の違いを示す。図6において、横軸
は電極中心からの距離(mm)であり、縦軸は磁束密度
(μT/A)である。この図からわかるように、円周ス
リットを設けた場合には、電極中心部から広い範囲にわ
たって平坦でかつ高い磁束密度が得られる。
真空インタラプタの接触子を示す。図7は側面を示し、
図8は平面を示す。この実施の形態は、接触板2に設け
るスリット8を、その延長線が接触板2の中心Oからず
れるようにしたもので、言い換えれば、図8に示すよう
に、接触板2の中心Oを通る線に対し距離b離れて平行
となるようにしたものである。従って、スリット8は、
全体としてスパイラル状をなしている。スリット8の端
は、円周スリット6の始端部に接続されている。その他
の構成は、先の第1の実施の形態と同じである。
接触子の各部の寸法を以下のように規定して真空インタ
ラプタ(図3参照)を構成した。接触台1の外径D=9
0mm、接触台1の長さL=21mm、スリットの数S=
6、スリットの傾斜角α=75°、傾斜スリットの方位
角β=102°、円周スリットの方位角γ=15°、接
触台の壁厚W=8mm
11、12を同一軸上に40mmの距離(接触子間距離
G)で対向配置させたときの中心部での発生磁束密度は
3.5μT/Aとなる。この真空インタラプタにより、
定格電圧72kV−定格遮断電流31.5kAの遮断性
能を達成した。また、円周スリット6がないものに比べ
て、中心部の磁束密度は1.25倍となった。
及び真空インタラプタによれば、接触台の端面に接触板
を設ける一方、この接触台の周面にスリットを形成する
ことによりコイル部を形成し、このコイル部に流れる電
流により前記接触台の軸方向に沿う縦磁界を形成するよ
うにした真空インタラプタの接触子において、前記スリ
ットにつながる円周方向のスリットを前記接触台の前記
接触板側端面に形成したので、接触子間に発生する磁束
密度分布が軸中心に平坦となり、遮断時に発生するアー
クを均一に拡散させることができ、遮断容量が向上し
た。
接触子の径を大きく、解離距離(接触子間距離)を長く
した場合でも、接触子間に必要十分な磁界密度を確保で
きる。このことにより、大電流遮断時にアークが拡散
し、安定した安定した遮断容量が確保できる。
接触子の側面図である。
図である。
用いた真空インタラプタの概略図である。
タ用接触子の側面図である。
図である。
用いた真空インタラプタと円周スリットを有しない真空
インタラプタ用接触子を用いた真空インタラプタとの磁
束密度の比較を示すグラフである。
プタ用接触子の側面図である。
図である。
図である。
面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 接触台の端面に接触板を設ける一方、こ
の接触台の周面にスリットを形成することによりコイル
部を形成し、このコイル部に流れる電流により前記接触
台の軸方向に沿う縦磁界を形成するようにした真空イン
タラプタの接触子において、 前記スリットにつながる円周方向のスリットを前記接触
台の前記接触板側端面に形成したことを特徴とする真空
インタラプタ用接触子。 - 【請求項2】 請求項1に記載の真空インタラプタ用接
触子において、前記円周方向のスリットにつながるスリ
ットを前記接触板に形成したことを特徴とする真空イン
タラプタ用接触子。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の真空インタラプ
タ用接触子において、 前記接触台の外径Dが、 60mm≦D≦200mmであるとき、 この接触台の外径Dに対し、前記接触台の長さL、前記
スリットの数Sが、 0.1Dmm≦L≦0.5Dmm 0.03D/mm≦S≦0.1D/mm と規定され、 前記各スリットの前記接触台の軸線に対する傾斜角α
が、 60°≦α≦80° と規定され、 前記接触台の周面に形成されるスリットの方位角βが、 45°≦β≦120° と規定され、 前記接触台の端面に形成されるスリットの方位角γが、 (30/S)°≦γ≦(270/S)° と規定されることを特徴とする真空インタラプタの接触
子。 - 【請求項4】 請求項3に記載の真空インタラプタ用接
触子において、 前記接触台の板厚Wが、 6mm≦W≦12mm と規定されることを特徴とする真空インタラプタの接触
子。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の真空
インタラプタの接触子を同一軸上に対向させて配置し、
対向する接触子間の距離Gを、15mm≦G≦100mmと
したことを特徴とする真空インタラプタ。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001281068A JP2003092050A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 真空インタラプタ用接触子及び真空インタラプタ |
DE60223975T DE60223975T2 (de) | 2001-09-12 | 2002-09-11 | Vakuumschalterkontakt und Vakuumschalter mit einem solchen Kontakt |
KR10-2002-0054813A KR100496772B1 (ko) | 2001-09-12 | 2002-09-11 | 진공 차단기용 접촉자 및 이를 이용하는 진공 차단기 |
CNB021315493A CN100442413C (zh) | 2001-09-12 | 2002-09-11 | 用于真空断路器的触点以及包括该触点的真空断路器 |
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EP02020443A EP1294002B1 (en) | 2001-09-12 | 2002-09-11 | Contact for vacuum interrupter, and vacuum interrupter using same |
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WO2011162398A1 (ja) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 株式会社日本Aeパワーシステムズ | 真空遮断器用電極材料の製造方法、真空遮断器用電極材料及び真空遮断器用電極 |
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JP2020149780A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 富士電機株式会社 | 真空遮断器 |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281068A patent/JP2003092050A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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