JP2004281059A

JP2004281059A - 真空バルブ

Info

Publication number: JP2004281059A
Application number: JP2003066513A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kimura; 俊則木村; Shinji Sato; 伸治佐藤; Kenichi Koyama; 健一小山; Katsuhiko Horinouchi; 克彦堀之内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】真空バルブ内の粒子物質に起因する絶縁破壊を防止し、特に、高電圧の真空遮断器の遮断性能・耐電圧特性を高め、かつ信頼性を高める。
【解決手段】内部を真空状態にした真空容器２と、該真空容器の端部を貫通する一対の電極棒２０、２１と、該電極棒にそれぞれ固定され接離可能に配置された一対の電極２２、２３と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールド３０を備えた真空バルブ１において、上記アークシールドを、円筒板からなる円筒板シールド３１と該円筒板シールドに接続され円筒板シールドの内側に配置された網シールド３２との二重構造にした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は主として高電圧の真空遮断器（例えば定格８４ｋＶ）に関するもので、特にその遮断性能・耐電圧特性を高め、かつ信頼性を向上させることを目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空バルブ
高電圧下における電流遮断用に真空バルブが採用されている。真空バルブには遮断性能・耐電圧特性の向上のため何らかの工夫がなされている。真空バルブ内に設けられるアークシールドは、電流遮断時に電極間で発生する金属蒸気が絶縁容器内面に拡散・凝結することによって絶縁耐力が低下することを防止する。従来から真空遮断器の高電圧化が進んでおり、現在では定格８４ｋＶまでの真空遮断器が広く使われている。
【０００３】
従来の真空バルブの電極構造
真空バルブの電極構造としては、平板電極、縦磁界電極、スパイラル電極が代表的である。そのなかで、特許文献１に示された、周辺が突出したスパイラル電極は簡単な構造で遮断性能が高いという特徴を持つ。
【０００４】
真空バルブの設置時の向き
上記真空遮断器では真空バルブが鉛直方向を向くように設置されているが、場合によっては、配電盤内部のスペースを有効に利用するため真空バルブが水平方向を向くように設置されることがある。
【０００５】
従来の真空バルブの問題点
真空バルブにおいて、遮断時の電極近傍を高速カメラで観測すると、真空アークの発生に伴って液滴が飛散している状況が観測される。これらの金属蒸気を含むいわゆる粒子状物質がアークシールドで跳ね返り、再び電極近くに戻ったりして電極近傍空間に存在し続けると再発弧の原因となる。実際、短絡遮断や進み小電流遮断等の遮断試験を行うと、電流ゼロ点から数ｍｓから数百ｍｓ後に絶縁破壊が生じることがある。
【０００６】
従来のパーティクルトラップ
そこで、特許文献２に示されたものでは、アークシールドに略袋状のパーティクルトラップを形成し、粒子状物質を素早く捕捉し遮断性能を向上させることが考えられた。また、特許文献３では、アークシールドに溝を設けて凹凸状とすることにより表面積を増し、金属蒸気の吸着能力を増加させることを狙っている。
【０００７】
従来の真空遮断器の開閉機構（バネ、電磁反発力による開閉機構）
真空遮断器の開閉機構は、バネ力を利用したものや、電磁反発力を利用したものが使われている。特許文献４に示されたものがその一例である。開極・閉極の両方を電磁操作で行い、さらに、開極・閉極の保持を非線形ばねで行うという特徴がある。電磁反発力による開閉機構は、バネ機構に比べて開極時間・閉極時間を短くすることができるという特徴がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−０５２５７６号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭６１−５８１２５号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平３−２６１０２０号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開２００２−１２４１６３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
定格電圧の高い真空バルブでは電極間に高電圧が印加される。例えば、定格８４ｋＶの場合、短絡遮断での再起電圧ＵｃはＵｃ＝１４４ｋＶ、進み小電流では電極間に最大２３３ｋＶが印加され、さらに、インパルス耐圧試験は４００ｋＶである。一方、真空バルブ内には、遮断時に発生する金属蒸気に含まれる液滴、これらの液滴が冷却固化したもの、機械加工によって発生した破片などの粒子状物質が存在する。これらの粒子状物質が電極表面やアークシールドに付着したり、電極近傍空間に存在すると局所的な高電界部を生じ絶縁破壊の原因となる。さらに、電極から電荷を注入されるなどにより電荷を持った粒子状物質が、高電界で加速されて対向電極に衝突しても、電極表面からの電子放出を促進し絶縁破壊の起点となる。このような絶縁破壊は直径数十μｍという小さい粒子状物質であっても生じることが明らかになっている。
（例えば、ＳｈｉｎｊｉＳａｔｏ，ＫｅｎｉｃｈｉＫｏｙａｍａ，ＨａｒｕｈｉｓａＦｕｊｉｉ， ’Ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｍｉｃｒｏ−ｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｎｄｅｒｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｉｎｖａｃｕｕｍａｎｄｔｈｅｉｒ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｂｒｅａｋｄｏｗｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ’．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆＸＩＸＴＨＩＳＤＥＩＶ
（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＤｉｓｃｈａｒｇｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｓｕｌａｔｉｏｎｉｎ
Ｖａｃｕｕｍ），ｐ２５，２０００。Ｆｉｇ．４及びＦｉｇ．７参照）。
【００１３】
粒子状物質は局所的な高電界を生じさせたり、電荷を持って静電気力により浮上し電極に衝突するため、絶縁破壊の起点となる。このため、真空バルブを水平方向に設置すると、アークシールド内面という高電界部に粒子状物質が溜まるため、これらの現象が生じやすくなり絶縁耐力が低下するという問題がある。
【００１４】
遮断時に発生した金属蒸気を含む粒子状物質はアークシールドの外まで到達し、セラミック内面やベローズ、端板に付着する。特にセラミック内面に付着すると沿面耐圧が低下するので、遮断回数や遮断後の耐圧を低下させるという問題がある。
【００１５】
タンク形真空遮断器では圧接バネや開閉機構がタンクの外に設置されている。このため、真空バルブの可動電極と開閉機構をつなぎ、かつ絶縁を確保するために、絶縁操作棒を含む操作ロッドを設けている。操作ロッドには開閉時に大きな力がかかるので、径を太くするなどして機械的強度を強化する必要がある。これは操作ロッドの重量を増大させるため、操作機構への負担が増してしまうという欠点がある。また、真空遮断器として長さが長くなり、大きなスペースを必要とするという欠点がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、この発明に係る真空バルブは、内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、上記アークシールドを、円筒板からなる円筒板シールドと該円筒板シールドに接続され円筒板シールドの内側に配置された網シールドとの二重構造にしたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高速遮断器用の真空バルブ１の断面図、図２は図１のＡ部を拡大して示す図である。図１、図２において、セラミック等からなる絶縁筒１０の両端に端板１１、１２を取り付けて、内部を高真空状態にした真空容器２が構成されており、真空容器２内には一方の端板１１を貫通した固定電極棒２０の先端に固着された固定側の電極２２と、他方の端板１２を貫通した可動電極棒２１の先端に固着された可動側の電極２３とが対向配置されている。可動電極棒２１と端板１２との間にはベローズ３が設けられている。ベローズ３は、可動電極棒２１に接続された操作器（図示せず）を駆動して、可動電極棒２１を軸方向に移動させる。そしてこの可動電極棒２１の移動により、固定側の電極２２と可動側の電極２３が電気的に接離する。電極２２、２３間に点弧されたアークから拡散する金属蒸気が真空容器２の内壁に付着することを防止するために、アークシールド３０がアークシールド支え３３により絶縁筒１０の内壁に固着されている。
【００１８】
アークシールド３０は円筒板シールド３１と網シールド３２とで構成される。円筒板シールド３１は、円筒状をなし、円筒の中央部に径の大きい径大部３１ａが形成されている。網シールド３２は、図２に示すように、金属のシールド線３２ａを網に編組した円筒状をしており、円筒板シールド３１の径大部３１ａの内側に配置され、両端が径大部３１ａの終端、すなわち図１のａ、ｂ部においてロウ付けにより固着されている。従って、アークシールド３０は、両端の僅かな部分を除き円筒板シールド３１と網シールド３２との二重構造になっており、円筒板シールド３１と網シールド３２とは同電位である。
【００１９】
図２は図１のＡ部を拡大して示すものである。網シールド３２のシールド線３２ａは網表面の電界を緩和するために断面が円または楕円状のものが用いられる。シールド線３２ａの曲率半径をｒ、シールド線３２ａ間の間隔をｄ１、網シールド３２と円筒板シールド３１との間隔をＬ１とする。
【００２０】
本アークシールド３０の材料はステンレススチール、鋼、インバール、Ｎｉ、Ｃｒメッキ銅といった耐電圧の高い材料が適している。このうち、ステンレススチールはアークシールド材として広く用いられており、信頼性が高く加工しやすいというメリットがある。遮断容量の大きい真空バルブの場合は、真空遮断器の接点材料として用いられているＣｕＣｒ系材料、ＷＣｕ系材料、ＣｕＢｉ系材料、ＣｕＭｏＮｂ系材料等が適している。これらは耐圧が高くさらに遮断性能が高いため、電極間に生じたアークがアークシールドまで延びてきた場合でも遮断を助ける働きがあるという効果がある。ＡｇＷＣ系材料、ＣｕＴｅ系材料、ＣｕＣｒＴｅ系材料、ＣｕＴｅＳｅＦｅ系材料、ＣｏＡｇＴｅ系材料、ＣｏＡｇＳｅ系材料等の低サージ接点材料も遮断性能が高いので有効である。ただし、耐圧の点で上記ＣｕＣｒ等に劣る。電極材料としてよく使われるＷ、Ｃ、Ｃｕ，ＣｕＭｏでもよい。Ａｌ、Ｔｉ，Ｔａ、Ｍｏ、モネル（６１Ｎｉ−３０Ｃｕ）、インコネル（７２Ｎｉ−１５Ｃｒ−６Ｆｅ）、コバール（５４Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ）、ベリリウム銅といった真空中で用いられている材料を用いてもよい。
【００２１】
網状シールドの形状
遮断試験の後に真空バルブ中に生成した金属粒子を分析したところ、さまざまの大きさの粒子が存在したが、特に２０〜１００μｍの範囲のものが多かった。このような小さい粒子であっても絶縁耐力を低下させることが明らかになっている。従って、粒子を効果的に捕捉するために、大きさのばらつきも考慮してシールド線３２ａの間隔、つまり網の隙間ｄを１ｍｍ以上とするのがよい。さらに、網シールド３２と円筒板シールド３１間の距離Ｌ１を網の隙間ｄと同程度にすると、捕捉した粒子に高電界が印加しないため、局所的な高電界部を生じず絶縁破壊の原因となることがない。また、粒子が高電界の作用で浮き上がり、電極近傍に移動し、さらには電極に衝突し絶縁破壊を起こすことがなくなる。また、シールド線３２ａの断面の曲率半径ｒを０．５ｍｍ以上とすると網シールド３２表面の電界が緩和されるため耐電圧が高くなる。例えば、ｒを０．５ｍｍ、ｄを５ｍｍ、Ｌを３ｍｍとすれば、粒子の捕獲効果が高く、対電圧も高く、網状シールドが少々変形しても粒子に高電界が印加しないので信頼性の高いシールドとすることができる。
【００２２】
電極構造
真空バルブの電極構造としては、主に縦磁界電極やスパイラル電極や平板電極がある。本アークシールドはいずれに対しても有効であるが、特にスパイラル電極の場合に有効である。スパイラル電極の場合、アークを横方向の磁界によって回転させるため、アークシールドに飛来する金属蒸気や粒子が多い。これらを効果的に捕捉する本アークシールドは、遮断・絶縁耐力の信頼性を高めるために有効である。
【００２３】
いわゆるスパイラル電極（例えば特開２００１―０５２５７６号公報に示された周辺が突出しているスパイラル電極参照）は遮断性能が高いという特徴がある。このスパイラル電極を適用した真空バルブに本アークシールドを採用すると、粒子状物質が効果的に除去されるので、遮断性能と耐電圧性能の両方を高めることができる。このため、定格電圧が高く信頼性も高い真空遮断器を実現することができる。電極２２、２３と網シールド３２の距離、網シールド３２と円筒板シールド３１の距離を最適化することにより真空バルブをコンパクト化することが可能である。
【００２４】
実施の形態の効果
本実施の形態のようにアークシールド３０を二重構造にすることにより、遮断に伴って発生した粒子状物質４は網シールド３２をすり抜けて円筒板シールド３１表面に付着する。粒子状物質４としては、遮断時に発生する金属蒸気に含まれる液滴、これらの液滴が冷却固化したもの、機械加工によって発生した破片などがある。網シールド３２と円筒板シールド３１が同電位となっているため、粒子状物質４には電界が加わらず、粒子を原因とする絶縁破壊が生じなくなる。また、粒子状物質４が高電界となり部分放電を発生することもなくなる。このため、耐電圧性能、遮断性能を向上させるという効果がある。
【００２５】
従来のパーティクルトラップと比べると、粒子状物質を捕獲する領域の面積が大きく効率が高いというメリットがある。網シールド３２にも粒子状物質４が付着する可能性があるが、従来のアークシールドに比べて電極に対向する面（高電界の印加する面）の表面積が大幅に小さいので付着粒子の数が減り、絶縁破壊を起こす確率が小さくなる。他に、アークシールドのトータルの表面積が増えるため金属蒸気を捕集する効果も高まる。真空バルブでは、短絡遮断や進み小電流遮断等の遮断時に、電流ゼロ点から数ｍｓから数百ｍｓ後に絶縁破壊が生じることがある。この原因として、電極で発生した金属蒸気を含む粒子状物質がアークシールドで跳ね返り再び電極近くに戻ることが考えられる。本アークシールドは粒子状物質を効果的に捕捉するため、跳ね返りが少なく、このような再点弧が生じなくなる。
【００２６】
オフライン時の開閉操作のように、電流遮断をせずに開閉する場合にも、振動によって電極表面から離れた粒子状物質が剥れ重力によって落下しアークシールド３０上に落ちてくる可能性がある。本アークシールド３０はこのような粒子状物質も捕捉するため、オンライン状態に復帰させたときに、遮断性能・耐電圧性能が高まるという効果がある。
【００２７】
粒子状物質がアークシールド３０から外に飛び出し絶縁筒１０のセラミック内面に付着すると沿面耐圧を低下させる。さらに、絶縁筒１０と端板１１、１２の接合部、図１のｃ部は絶縁物−金属−真空が隣り合い（トリプルジャンクション）、電界が高くなる性質があるため、粒子状物質が飛来したり付着したりすると絶縁破壊や部分放電の発生を促進する。本アークシールド３０は粒子や金属蒸気を効果的に捕獲するので、アークシールド外部の絶縁筒１０のセラミック沿面やセラミックと端板１１、１２の接合部にまで到達する量が減少し、絶縁耐圧を高める。このため、遮断可能回数も増える。
【００２８】
コンディショニング
本アークシールドの効果を高くするため、製造工程においてコンディショニングを行う。これは、固定電極２２−可動電極２３間、電極２２、２３−アークシールド３０間に高電圧を印加し放電を起こすことによって、機械加工等で生じた表面の微小な突起や粒子を除去する工程である。これにより耐電圧が高くなるという効果がある。高電圧はインパルス電圧、交流電圧、直流電圧のいずれでもよく、またこれらを組み合わせたものでもよい。電圧の値は、真空バルブに対する電圧責務の最大値以上とする。または、シールドに印加する電界が同等以上となるようにする。
【００２９】
本アークシールド３０の材料表面をあらかじめ化学研磨や電界研磨などによって鏡面加工仕上げしておくと、コンディショニング効果がさらに高くなる。表面膜が除去され、さらに表面が平滑化されるため、粒子の発生が抑えられ、耐電圧も向上する。
【００３０】
真空容器２外部からアークシールド３０に直接電圧を印加できるように、シールドの一部もしくはシールド支え３３の一部が絶縁筒１０から外部に露出した構造とするとコンディショニングが容易になる。コンディショニング用の端子を外部に設けてもよい。
【００３１】
網状シールドの熱容量対策
網シールド３２は従来のアークシールドと比べて熱容量が小さいため、続けて何回も遮断を行うと局所的に高温となり変形・破損する可能性がある。そこで、シールド線３２ａの断面形状をやや扁平とし、図２で垂直方向（奥行き方向（電極棒２０、２１に対して径方向））に長い形状としたり、図２で水平方向に長い形状として熱容量の増大を図ってもよい。熱を円筒板シールド３１に逃がすために、網シールド３２と円筒板シールド３１をロウ付け以外の位置において金属で接続してもよい。
【００３２】
実施の形態２．
本実施の形態２では網シールドがアークシールドの一部に設けられている構成を提案している。タンク形真空遮断器のように、真空バルブを水平方向に設置する場合、アークシールド３０の下側、一例として、電極棒２０、２１を含む平面から下半分を円筒板シールド３１と網シールド３２との二重構造とする。水平方向に設置された真空バルブでは粒子状物質は重力により下方に落ちるが、上記構成により、下の方に落ちて行く粒子状物質が網シールド３２に捕捉されるため絶縁耐力や遮断性能が低下することがない。
【００３３】
また、電極近傍、一例として、固定電極２２と電極開離時の可動電極２３との間だけを円筒状に円筒板シールド３１と網シールド３２との二重構造としてもよい。特に、電極として前述の周辺が突出したスパイラル電極を使用している場合、遮断後のアークシールド表面への金属蒸気の付着は、電極を取り囲む円筒状の領域が殆どである。従って、粒子状物質もこの領域への飛散が殆どであるので、この部分のアークシールドを二重構造とすれば発生粒子の殆どを捕獲することができる。
【００３４】
実施の形態３．
電極と対向する領域は特に高電圧が印加され、またアークが触れる可能性が考えられるので、アークシールド３０の上記部分だけを高耐圧・高遮断性能材料で形成してもよい。
【００３５】
実施の形態４．
図３は別の形態のアークシールド３０を有する真空バルブを示す。真空バルブの絶縁筒は１０ａ、１０ｂに分割され、その間に円筒板シールド３１が配置され、円筒板シールド３１の両端は絶縁筒１０ａ、１０ｂのセラミックに固着され、絶縁筒１０ａ、１０ｂと端板１１、１２と円筒板シールド３１とで真空容器２を形成する。円筒板シールド３１の胴部３１ｂはその両端より径大になされている。この胴部３１ｂの内側に円筒形の多孔板シールド３４が胴部３１ｂとの間に適当な間隔をおいて配置され、多孔板シールド３４の両端は円筒板シールド３１にロウ付けされて固定される。多孔板シールド３４は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状の金属板に多数の円形穴３４ａ、または四角形穴３４ｂを開けて円筒形にしたものである。穴の直径は１ｍｍ以上とする。図５は図４のＢ部断面拡大図であるが、穴の端部３５を丸め加工すると耐圧の点で望ましい。この丸め加工は、電極２２、２３と対向する面だけに設けてもよい。丸め加工の曲率半径ｒを０．５ｍｍ以上とすると電界が緩和され耐電圧が高くなるため、定格電圧の高い真空バルブに適しており、また、網シールドよりも機械的強度が高い。
【００３６】
実施の形態５．
本実施の形態５は、図６とそのＣ部の断面拡大図である図７に示すように、真空バルブ１のアークシールドをヒダ付きにしたものである。アークシールド３０としてヒダ付き円筒板シールド３６を採用する。ヒダ付き円筒板シールド３６は、アークシールド支え３３で絶縁筒１０の内部に取り付けられた円筒板からなり、電極２２、２３と対向する内面には電極棒２０、２１の長手方向に沿うヒダ３６ａが一面に形成されている。図７はヒダ３６ａの断面を示しており、ヒダの頂部は粒子物質の飛来方向に傾けて形成されている。このヒダ付きのアークシールド３６は、電極としてスパイラル電極を採用した場合に適用して特に効果が大きい。スパイラル電極はアークを磁気駆動するため粒子状物質が斜めに飛来する。そこで、図７のように斜めに傾くヒダ３６ａを設けて粒子物質を捕捉する。
【００３７】
ヒダ３６ａの形成は円筒板の内面にヒダ状の溝を形成してもよいし、円筒板をヒダ状に曲げ加工してもよい。ヒダの寸法は、溝幅ｄ２を１ｍｍ程度以上、深さＬ２を１ｍｍ程度以上とし、ヒダの頂部の曲率半径ｒを０．５ｍｍ程度以上とする。
【００３８】
実施の形態の効果
本実施の形態の真空バルブのヒダ付き円筒板シールド３６は、遮断時に発生する金属蒸気に含まれる液滴、これらの液滴が冷却固化したもの、機械加工によって発生した破片などの粒子状物質を効果的に捕捉する。ヒダ３６ａの凹部に捕捉された粒子には高電界が加わらないため、粒子を原因とする絶縁破壊が生じる確率が大幅に低下する。このため、耐電圧性能、遮断性能を向上させるという効果がある。アークシールド３０をヒダ付き円筒板シールド３６とすることにより、粒子が平らなシールド上に付着している場合よりも曲率半径が大きくなるため電界が緩和され、絶縁破壊が生じなくなる効果もある。ヒダ付き円筒板シールド３６は実施の形態１の網シールド３２に比べて熱容量が大きい。このため、繰り返して遮断を行っても、熱的に破損する可能性が低いというメリットがある。ヒダ３６ａは傾斜して設けられているため、飛来粒子状物質の捕捉に効果的である。
【００３９】
実施の形態６．
実施の形態６は真空バルブの電極にシールドを設けたものである。本実施の形態は電極構造として周辺部が突出したスパイラル電極に対して網シールドを設けている。図８はスパイラル電極（以下固定電極の符号を用いて説明する）を示すもので、電極２２の中心から周縁部にわたって表面から裏面まで到る概略渦巻き形状の４本の溝２２ａが切られている。電極２２は、その周縁部に位置して、溝２２ａにて４個に分画された厚さが厚い４個の接触用の突出部２２ｂと、その中心部に位置して、溝２２ａにて４個に分画された厚さの薄い風車部２２ｃとから構成されている。
【００４０】
図９、図１０は上記スパイラル電極２２に網シールド３７を設けたものを示している。網シールド３７はスパイラル電極２２の厚さの薄い風車部２２ｃ上、つまりアークが走行する周辺突出部２２ｂの内側の凹部に、風車部２２ｃとの間隔Ｌ３を置いて配置され、周囲が周辺突出部２２ｂの内周にロウ付けにより固定されている。スパイラル電極２２と網シールド３７は電気的にも接続され同電位となる。網シールド３７は、アークシールド材として多く用いられているＳＵＳや、接点材料として用いられるＣｕＣｒ系材料、Ｗ等で形成する。
【００４１】
網シールド３７のシールド線隙間の幅は１ｍｍ以上とする。網表面の電界を緩和するため、シールド線の断面を円または楕円状とする。網シールドと電極の距離Ｌ３は１ｍｍ程度とする。網シールドのかわりに図４のような円形穴、四角形穴を開けた多孔板シールドを用いてもよい。
【００４２】
アークが走行する周辺突出部２２ｂの内側の凹部に網シールド３７を設置した本スパイラル電極２２には、ＣｕＣｒ系材料等の高遮断性能材料が用いられる。網シールド３７は、アークシールド材として多く用いられているＳＵＳや、接点材料として用いられるＣｕＣｒ系材料、Ｗ等で形成し、端部をロウ付けによって固定する。スパイラル電極２２と網シールド３７は電気的にも接続され同電位となる。
【００４３】
スパイラル電極２２のある一つの羽根の上にアークがある場合、隣の羽根に分流した電流が網シールド３７を伝わって流れ込むと、アークを回転させる磁気駆動力が低下し、遮断性能の低下をもたらす。そこで、シールド線の断面積が小さくなるようにして抵抗を調整すると、電流の流れ込みが抑制され磁気駆動力が低下しない。電極中心付近で網シールド３７を固定し、風車部２２ｃに網シールド３７が接触しないようにすれば、風車部２２ｃを流れる電流経路とは関係がなくなるので、遮断性能への影響がなくなる。
【００４４】
実施の形態の効果
実施の形態１、２と同様に粒子状物質を捕捉し電極表面の電界を緩和する。このため、粒子状物質を原因とする絶縁破壊が生じにくくなり、遮断性能、耐電圧性能が高くなる。
【００４５】
本実施の形態の電極の効果を高めるには、コンディショニングを行い、電極２２、網シールド３７表面の微小な突起や粒子を除去することが重要である。電圧を印加するコンディショニングだけでなく、３〜３０ｋＡｒｍｓ程度の電流を遮断する操作を行う電流コンディショニングを行うと効果が大きい。これは、アークが回転し電極表面を溶かすことによって生じた金属蒸気がコーティングすることにより効果的に微小な突起や粒子を除去するからである。この時、電極周辺の突出部表面もコンディショニングされ耐電圧が向上する。
【００４６】
なお、真空容器の外部からの磁界の作用などによって、上記スパイラル電極２２の突出部２２ｂを回転するアークに電極中心方向の力が働き、アークが外周部から内側に落ち込む可能性が考えられる。そこで、網シールド３７を遮断性能の高い接点材料で形成しておけば、この網シールド３７が遮断性能を低下させる要因とならない。網シールド３７の内、電極の外周部に近い位置だけを接点材料で形成してもよい。
【００４７】
実施の形態７．
図１１、図１２はスパイラル電極２２の厚さの薄い風車部２２ｃ上、つまりアークが走行する接触用の周辺突出部２２ｂの内側の凹部にヒダ付き板シールド３８を設けている。ヒダ付き板シールド３８は電極２２と接して配置され、周囲が周辺突出部２２ｂの凹部内周にロウ付けにより固定されている。ヒダ付き板シールド３８とスパイラル電極２２とは電気的にも接続され同電位となる。ヒダ付き板シールド３８は、アークシールド材として多く用いられているＳＵＳや、接点材料として用いられるＣｕＣｒ系材料、Ｗ等で形成する。その他の構成は実施の形態６と同様である。
【００４８】
実施の形態の効果
実施の形態１、２と同様に粒子状物質を捕捉し電極表面の電界を緩和する。このため、粒子状物質を原因とする絶縁破壊が生じにくくなり、遮断性能、耐電圧性能が高くなる。
【００４９】
実施の形態８．
図１３のように、周辺部が突出したスパイラル電極の中央部を凹ませても、粒子による絶縁破壊を防止することができる。通常、スパイラル電極２２の中央は電極棒２０を穴２２ｄに嵌入するためにへこみ部２２ｈがある（穴の途中まで電極棒を挿入したためできる）が、このへこみ部２２ｈの端部は面取り加工をしても角となっているので他の部位よりも電界が高い。さらに、突出部２２ｂの表面から発生した粒子がへこみ部２２ｈに溜まりやすくなっている。そこで本実施の形態では、電極棒２０が挿入されている穴２２ｄを取り囲む部位を風車部２２ｃより一段と低い凹部２２ｅを設けている。
【００５０】
電極表面の各部の電界は、印加電圧を対向電極までのギャップの長さで割った値で近似できる。電極２２の中央部に凹部２２ｅを設ければ対向電極までのギャップの長さがながくなるので電界が緩和される。このため、この部分に粒子状物質が付着しても耐圧に与える影響を少なくすることができる。
【００５１】
電極周辺部の高さｈ自体を大きくすると、スパイラルの羽根が電極周辺部に作る磁界が弱くなる。しかしこれは、アークに作用する磁気駆動力を低下させるため、遮断性能が低下してしまう。本実施の形態のように電極中央部だけを凹ませることは、遮断性能に対する影響が小さい。
【００５２】
実施の形態９．
図１４〜図１８は、外周の突出部を２段にしたスパイラル電極の構造を示す。図１４はこの電極の分解斜視図、図１５は羽根１枚分を抽出した斜視図、図１６は図１５を側面から見た図、図１７は図１５の上面図、図１８は外周の突出部が一段の場合を示す上面図である。
【００５３】
このスパイラル電極は、溝２２ａで３区画に分画された風車部２２ｃと、この風車部２２ｃ上に接合された第１の突出部２２ｂ１と、さらにこの第１の突出部２２ｂ１上に接合された第２の突出部２２ｂ２とで構成されている。第１の突出部２２ｂ１は溝２２ａ２により３個に分割されている。第１の突出部２２ｂ１の分割されたセグメントのそれぞれは、肉薄部２２１と肉厚部２２２とを備えている。第２の突出部２２ｂ２は溝２２ａ１で３個に分割されており、分割されたセグメントのそれぞれは、上記肉厚部２２２上に接合されている。なお、図１４において、斜線を施した部分が上の部材との接合部である。第１の突出部２２ｂ１の肉薄部２２１と第２の突出部２２ｂ２との間には空隙ができる。溝２２ａ２は風車部２２ｃ上に位置するように配置され、また、溝２２ａ１は上記溝２２ａ２とはずれた位置に設けられる。従って、第１の突出部２２ｂ１と第２の突出部２２ｂ２とは直列接続の電路を形成する。
【００５４】
以上の構成のスパイラル電極では、スパイラル状の風車部２２ｃを流れる電流だけでなく、１段目の突出部２２ｂ１を流れる電流が作る磁界もアークの駆動に寄与するため、風車部２２ｃから突出部２２ｂ２の上面までの突出高さｈを高くしても、強い磁気駆動力が得られ遮断性能を向上させることができる。このため、電極中央部（周辺突出部の内側部分）の風車部２２ｃ表面の電界を小さくすることができ、粒子状物質による絶縁破壊を防止することができる。
【００５５】
図１８に示す、外周の突出部が１段の場合、アークに作用する磁気駆動力Ｆは風車部２２ｃを流れる電流Ｉ１と突出部２２ｂ１を流れる電流Ｉ２の発生する磁界によって生じる。アークが図示した位置にある場合、突出部２２ｂ１を流れる電流Ｉ２が短く、Ｉ２が発生する磁気駆動力は小さいため、アークに作用する全磁気駆動力Ｆは主に風車部２２ｃを流れる電流Ｉ１によって生じる。突出高さｈを高くすると、電流Ｉ１とアークとの鉛直方向の距離ｈが大きくなるため、磁気駆動力Ｆが減少してしまう。
【００５６】
図１７のように突出部を２段にすると、突出高さｈを高くしたときに、風車部２２ｃを流れる電流Ｉ１とアークとの鉛直方向の距離ｈ、水平方向の距離は大きくなるが、１段目の突出部を流れる電流Ｉ２がアークに対して大きな磁気駆動力を及ぼすため、全磁気駆動力Ｆは減少しない。
【００５７】
アークに作用する磁気駆動力Ｆの向きと、アークの進行方向のなす角θが小さくなるため、アーク回転にとって有利である。この角θが小さくなると、アークから吹き出した金属蒸気や粒子がアークシールドで跳ね返って再びスパイラル電極に戻ってくる量が減少するため、再点弧が起こりにくくなる。
【００５８】
図１８の外周の突出部が１段の場合、アークが図示した位置にあるときのアークに作用する磁気駆動力Ｆは、アークの進行方向ｖに対してφ＝３０°程度の角度を持つ。これは、電流Ｉ１の電極中心から外周部に向かって流れるため、回転方向成分だけでなく外向き成分も持つためである。図１７のように突出部を２段とすると、電流Ｉ２がアークに対して大きな磁気駆動力を及ぼすようになるが、電流Ｉ２は回転方向成分だけを持つため、アークに作用する磁気駆動力Ｆとアークの進行方向ｖとの角θが小さくなる。このため、突出部を２段にすると、磁気駆動力Ｆの回転方向成分が大きくなるため、アークの回転がよりスムーズになる。
【００５９】
粒子状物質の吹出しの方向も図１７、図１８に示すように変わってくる。仮に粒子が完全弾性衝突すると考えると、図１８のようにθが大きいと、アークシールドで跳ね返って再びスパイラル電極に戻ってくる。しかし、図１７のようにθが小さいと、突出部をかすめるように跳ね返ってくる。実際の粒子状物質の場合も、θが小さいほうがアークシールドでの跳ね返りは減少すると考えられる。従って、突出部を２段にすることにより、アークシールドでの跳ね返った粒子状物質が電極に戻ってくる量が減少するため、再点弧すなわち遮断後数ｍｓから数百ｍｓごに絶縁破壊が生じることが防止される。
【００６０】
さらに、本電極ではスパイラル状の羽根の間隔を大きくでき、風車部２２ｃの表面積が小さい。このため、付着する粒子数が少ないという効果もある。
【００６１】
１段目の突出部２２ｂ１の肉薄部２２１の厚みを８ｍｍ程度以下、２段目の突出部２２ｂ２の厚みを８ｍｍ程度以下、風車部２２ｃ部分の厚みを１０ｍｍ程度以下とするとよい。これらの厚みが小さいほどアークに作用する磁気駆動力が大きくなる。
【００６２】
２段目の突出部２２ｂ２は１段目の突出部２２ｂ１とロウ付けによらない一体物である方が望ましい。ロウ付け部は通電時の抵抗やアークによる加熱で機械的強度が弱くなる可能性がある。ロウ材は接点材料に比べて耐圧が低いという欠点がある。１枚のＣｕＣｒ板から削りだすなどの製造方法が考えられる。
【００６３】
図１４では羽根を３枚としたが、アークの根元に作用する磁界が０．０１テスラ以上となれば羽根の枚数は何枚でもよい。その他の形状パラメータ、例えば一段目突出部の周方向の長さ、二段目突出部の厚さなども、同様に磁界が０．０１ステラ以上となるように調節する。詳述すれば以下のようになる。アークに対して駆動力として作用する磁束密度のうち、一方の電極の風車部を介してアークに流れ込む電流によって発生し、アークの脚部の自電極の接触面から０．５ｍｍの範囲に対してアーク駆動力として作用する磁束密度の前記接触面に平行な成分が、前記接触面のどの位置においても電流１ｋＡに対して０．０１テスラ以上となるようにしてある。
【００６４】
風車部の断面は角の曲率半径Ｒを０．５ｍｍ以上とすると、電界緩和効果により耐電圧が向上する。なお、図示していないが、機械的強度を補強するために、風車部２２ｃの後ろにＳＵＳ等の補強用の平板を設ける。
【００６５】
実施の形態１０．
図１９〜図２１は周辺が突出したスパイラル電極の風車部の羽根の枚数を減らす等により羽根と羽根の間の溝幅を大きくしたスパイラル電極を示している。図１９は風車部と突出部のみを示し、図２０は補強板を示し、図２１は風車部と突出部に補強板等を組み合わせた電極を示す。スパイラル電極２２は、溝２２ａで３区画に分画して例えば３枚の羽根を持つ風車部２２ｃを設け、溝２２ａの内、各羽根と羽根との間に形成される溝幅を突出部２２ｂを分割する出口部２２ａ３の幅よりも大きくしている。出口部２２ａ３の幅はアークの移動を妨げない幅とする。羽根断面の角は曲率０．５ｍｍ以上の丸め加工を施すと、電界緩和効果により耐電圧が向上する。
【００６６】
電極２２の背面には補強板４０を設ける。この補強板４０に、羽根の間の溝２２ａと同じ形の溝（切り抜き部）４０ａを設ける。さらに補強板４０の後ろに円周状の突起５１を介してアークストップ板５０を設ける。これはアークプラズマが補強板４０の溝４０ａから吹き出し、電極棒２０まで到達しないようにするためのものである。電極棒２０は通常銅製で、アークがつくと遮断不能に陥る。アークストップ板５０はスパイラル電極２２の風車部の溝２２ａを通過してきた粒子状物質を捕捉する作用がある。さらに、アークストップ板５０の端に円周状の突起５１を設けたため粒子状物質がアークシールドに落下しにくい。
【００６７】
実施の形態の効果
スパイラル風車部２２ｃの表面積が減り付着する粒子数が減少する。さらに、スパイラル電極２２の風車部２２ｃの溝２２ａを通り抜けた粒子はアークストップ板５０に捕捉されるため、アークシールドに付着する粒子状物質も減少し耐電圧の向上が図られる。また、実施の形態９と同様に、アークの根元に作用する磁界を０．０１テスラ以上とすると高い遮断性能が得られる。図示していないが、スパイラル風車部の断面を半円状にすると、表面の電界が緩和され、さらにアークストップ板５０の方まで飛来していく粒子状物質が増えるため、いっそう効果が高い。突出部２２ｂの内径付近２２ｇは粒子状物質が溜まりやすい。そこで、その部分の角の曲率半径ｒを０．５ｍｍ以上に大きくとって電界緩和を図れば耐電圧が向上する。さらに、突出部の内径の側面が斜めに広がるようにすると粒子状物質が溜まりにくくなるという効果がある。
【００６８】
実施の形態１１．
図２２は別の形のアークシールドを有する真空バルブを示しており、アークシールド３０は、一方の端部の直径が他方より大きい断面円錐台形の円筒板シールド３９とし、さらに径大部の端にパーティクルトラップ溝３９ａを設ける。真空バルブを横置きとして使用する場合、円筒板シールド３９に付着する粒子状物質は円筒板シールド３９の傾斜に沿って下に集まり、トラップ溝３９ａに捕捉され、こうして粒子状物質が電極２２、２３付近のアークシールド内部に溜まるのを防止する。
【００６９】
実施の形態１２．
図２３はタンク形真空遮断器に電磁反発力による開閉機構を適用し、さらに、開閉機構部をタンク内に収納した構造を示したものである。真空バルブ１のアークシールド３０を例えば実施の形態１に示した網シールドと円筒板シールドの２重構造とした。従来の真空バルブと違って、可動電極棒２１を可動側端板１２に直接固定し、ベローズ６０を絶縁筒１０と端板１２の間に固着する。端板１２の外周にリング状の反発板６１を固定する。
【００７０】
タンク７０内に真空バルブ１を固定するため、固定側端板１１を、ブッシングの中心導体７１に強固に固定された固定冶具７２にネジ止め（図示せず）する。可動側は絶縁ロッド７３を介して操作ロッド７４を、ロッド支持板７５の中心穴に通し、サラバネ７６と接続する。電流の入出力のため、固定側はブッシングの中心導体７１を固定冶具７２と接続し、可動側は導体７７と可動電極棒２１をシャント７８を介して接続する。反発板６１を電磁反発力によって駆動するため、コイル８０、８１を反発板６１をはさんで対向させ、コイル支持板８２、８３によって固定する。反発板６１にはテフロン（登録商標）等の絶縁カバー６２が設けられている。コイル８０、８１の入出力線は別に設置した電源（図示せず）に接続されている。タンク７０内は絶縁のためにＳＦ６ガスを封入する。
【００７１】
動作
開極は、別に設置した電源からのパルス電流を開極用コイル８０に流すと、その電磁力により反発板６１に紙面左向きの反発力が生じ、可動側端板１２、可動電極棒２１、可動電極２３、および絶縁ロッド７３、操作ロッド７４が左方向に高速で駆動され、ベローズ６０が伸びて開極する。サラバネ７６が開極状態を保持する。閉極は、閉極用コイル８１にパルス電流を流すことにより紙面右向きの反発力を生じさせて行う。接圧力はサラバネ７６が発生する。
【００７２】
反発板６１とコイル８０、８１との距離を短くした方が、所定の反発力を発生させるための電流を小さくすることができるので有利である。しかし、通電時や遮断時には反発板６１に高電圧が印加されるので、ＳＦ６ガスの絶縁耐力を補うためにコイル８０、８１の周囲をエポキシ樹脂などで絶縁する。必要に応じて、反発板６１をテフロン（登録商標）などの絶縁カバー６２で覆う。ただし、反発板６１は軽い方が効率がよい。
【００７３】
実施の形態の効果
反発板６１を含む電磁装置及びサラバネ７６等の開閉機構部をタンク７０内に収納したため、操作ロッド７４が短くなり重量が減少するため機構部への負担が低減する。また、遮断器本体がコンパクト化する。さらに、本実施の形態では真空バルブ１のベローズ６０の位置を変えることにより、反発板６１を真空バルブの中央に近づけて配置することができ、その結果、コイル８０、８１も電極２２、２３の近くに設置可能である。このような構造とすると、開閉動作をする時にコイル８０、８１に流されるパルス電流により、アークシールド３０を含む真空バルブ１内に、数テスラに及ぶ強磁場Ｂが発生する。磁場が電極棒２０、２１と平行で、電場Ｅが電極棒２０、２１から真空容器２外周へ放射状に生じるので、荷電粒子はＥ×Ｂの方向、すなわち電極棒２０、２１を軸として周を回転する方向にドリフトする。このため、アークシールド３０に付着していた粒子状物質の電極２０，２１への衝突や、逆に電極２０、２１からアークシールド３０への衝突が妨げられる。強磁場の発生時間は１〜２ｍｓであるが、時間を遅らせることや、荷電粒子の運動方向を変えることによる電極衝突粒子数の減少、衝突の衝撃の減衰効果があると考える。この結果、粒子状物質を原因とした絶縁破壊の発生確率が低下する効果がある。さらに、電極棒２０、２１と平行な磁場は、縦磁界電極が発生する磁場の向きと同じであり、電極２２、２３間に発生したアークを拡げ遮断性能を向上させる効果がある。
【００７４】
従来と同じ形状の真空バルブを用いて、真空バルブとなるべく近い位置にコイル８０、８１を設けても、アークシールド内に電界と垂直方向の磁界が生じるので、上記の構造と同様に、粒子を原因とした絶縁破壊の発生確率が低下し遮断性能が向上する。
【００７５】
本実施の形態では、接圧発生・開極状態保持のために、非線形ばねであるサラバネ７６を用いたがこれに限らない。タンク７０内にはＳＦ_６ガスを封入したが、Ｎ_２を混合したＳＦ_６ガス、Ｎ_２ガス、ＣＯ_２ガス、Ｈ_２ガス等の絶縁性気体であればよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、真空バルブ内の粒子物質に起因する絶縁破壊を防止し、特に、高電圧の真空遮断器の遮断性能・耐電圧特性を高め、かつ信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る真空バルブを示す側面断面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す図である。
【図３】この発明の実施の形態４に係る真空バルブを示す側面断面図である。
【図４】図３の多孔板シールドの一部を示す図である。
【図５】図４のＢ部の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態５に係る真空バルブを示す側面断面図である。
【図７】図６のＣ部を拡大して示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態６に係る真空バルブに使用される改良前の電極を示す斜視図である。
【図９】実施の形態６の真空バルブに使用される電極を示す斜視図である。
【図１０】図９の電極の側面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態７に係る真空バルブに使用される電極を示す斜視図である。
【図１２】図１１の電極の側面断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態８に係る真空バルブに使用される電極を示す側面断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態９に係る真空バルブに使用される電極の主要部を示す分解斜視図である。
図１５は、外周の突出部を２段にしたスパイラル電極の構造を示す。図１４はこの電極の分解斜視図、
【図１５】実施の形態９に係るスパイラル電極の羽根１枚分を抽出した斜視図である。
【図１６】図１５を側面から見た図である。
【図１７】図１５の上面図である。
【図１８】外周の突出部が一段のスパイラル電極を示す上面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１０に係る真空バルブに使用される電極の要部を示す斜視図である。
【図２０】実施の形態１０に係る真空バルブの電極に使用される補強板を示す平面図である。
【図２１】実施の形態１０に係る真空バルブに使用される電極を示す側面断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態１１に係る真空バルブを示す側面断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態１２に係る真空バルブを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１真空バルブ、２真空容器、
３ベローズ、４粒子状物質、
１０絶縁筒、１０ａ絶縁筒、
１０ｂ絶縁筒、１１端板、
１２端板、２０固定電極棒、
２１可動電極棒、２２電極、
２２ａ溝、２２ｂ突出部、
２２ｂ１１段目の突出部、２２ｂ２２段目の突出部、
２２ｃ風車部、２２ｄ電極棒挿入穴、
２２ｅ凹部、２２ｇ突出部内縁、
２２ｈへこみ部、２２ａ１２段目の突出部の溝、
２２ａ２１段目の突出部の溝、２２ａ３溝出口部、
２２１肉薄部、２２２肉厚部、
２３電極、３０アークシールド、
３１円筒板シールド、３１ａ径大部、
３１ｂ胴部、３２網シールド、
３２ａシールド線、３３アークシールド支え、
３４多孔板シールド、３４ａ円形穴、
３４ｂ四角形穴、３５穴の端部、
３６ヒダ付き円筒板シールド、３７網シールド、
３８ヒダ付き板シールド、３９円錐台形板シールド、
３９ａトラップ溝、４０補強板、
４０ａ溝、５０アークストップ板、
５１円周状突起、６０ベローズ、
６１反発板、６２絶縁カバー、
７０タンク、７１ブッシング中心導体、
７２固定治具、７３絶縁ロッド、
７４操作ロッド、７５ロッド支持板、
７６サラバネ、７７導体、
７８シャント、８０コイル、
８１コイル、８２コイル支持板、
８３コイル支持板。

Claims

内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、上記アークシールドを、円筒板からなる円筒板シールドと該円筒板シールドに接続され円筒板シールドの内側に配置された網シールドとの二重構造にしたことを特徴とする真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、上記アークシールドを、円筒板からなる円筒板シールドと該円筒板シールドに接続され円筒板シールドの内側に配置された多孔板シールドとの二重構造にしたことを特徴とする真空バルブ。
上記網シールドまたは多孔板シールドを、上記円筒板シールドの一部に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、上記アークシールドを、その内面に凹凸のヒダを設けたヒダ付きの円筒板シールドとし、かつ、上記ヒダの頂部をヒダの底面に対して傾けたことを特徴とする真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内荷に接離可能に配置された一対の電極とを備えた真空バルブにおいて、上記電極は、中心部から周縁部にわたって渦巻状の複数の溝が形成され、その中心部に位置して上記溝によって分画されている複数の風車部とその周縁部に位置して上記溝により分割され上記風車部より厚さが厚い複数の接触用の突出部を有し、かつ、上記風車部上に、網シールドを設けたことを特徴とする真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極とを備えた真空バルブにおいて、上記電極は、中心部から周縁部にわたって渦巻状の複数の溝が形成され、その中心部に位置して上記溝によって分画されている複数の風車部とその周縁部に位置して上記溝により分割され上記風車部より厚さが厚い複数の接触用の突出部を有し、かつ、上記風車部上に、ヒダ付き板シールドを設けたことを特徴とする真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極とを備えた真空バルブにおいて、上記電極は、中心部から周縁部にわたって渦巻状の複数の溝が形成され、その中心部に位置して上記溝によって分画されている複数の風車部と、その周縁部に位置して上記溝により分割され上記風車部より厚さが厚い複数の接触用の突出部を有し、かつ、上記電極の電極棒挿通穴に電極棒が途中まで挿入して取り付けられ、さらに、上記風車部の上記電極棒挿通穴を取り巻く部位を上記風車部の他の部位より凹ませたことを特徴とする真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極とを備えた真空バルブにおいて、上記電極は、中心部から周縁部にわたって渦巻状の複数の溝が形成され、その中心部に位置して上記溝によって分画されている複数の羽根を持つ風車部と、該風車部の周縁部に位置して上記溝により分割され上記風車部より厚さが厚い複数の接触用の突出部を有するもので、上記突出部の各々は電気的に直列接続されている２段の電路で構成されていることを特徴とする真空バルブ。
上記電極の風車部を分画しかつ上記突出部を分割する溝を、上記突出部を分割する部分の溝幅より、上記風車部を分画する部分の溝幅を大きくし、上記電極の背面には上記風車部を分画する部分の溝と同じ形の溝を有する補強板を接合し、さらに上記補強板の後ろにアークストップ板を設けたことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載の真空バルブ。
内部を真空状態にした真空容器と、該真空容器内に接離可能に配置された一対の電極と、該電極を囲んで上記真空容器内に配置されたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、上記アークシールドを、断面が円錐台形の円筒板としたことを特徴とする真空バルブ。
上記円筒板シールドの径大側端部に粒子状物質を捕捉する溝を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の真空バルブ。
絶縁筒と、該絶縁筒の一端を閉塞する端板と、上記絶縁筒の他端にベローズを介して取り付けられ、絶縁筒を閉塞する端板とからなり、内部を真空状態にした真空容器、該真空容器内に
接離可能に配置された一対の電極、上記真空容器内に上記電極を囲んで設けられたアークシールド、及び上記真空容器の外周に設けられ、上記ベローズ側端板を上記電極の接離方向に駆動することにより上記電極の接離を行う電磁装置を備えたことを特徴とする真空バルブ。
上記真空容器および電磁装置がガスタンク内に収容されていることを特徴とする請求項１２に記載の真空バルブ。
上記電磁装置による磁界が上記電極間アークに影響を与える位置に上記電磁装置を配置したことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の真空バルブ。