JP2006344557A - Vacuum valve and conditioning treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造時に生じる電気的な欠陥を除去するコンディショニング処理を効率よく行い、耐電圧特性を向上し得る真空バルブおよびコンディショニング処理方法に関する。 The present invention relates to a vacuum valve and a conditioning processing method that can efficiently perform a conditioning process for removing electrical defects that occur during manufacturing and improve a withstand voltage characteristic.
代表的な従来の真空バルブの断面図を示す図7において、筒状の真空絶縁容器1の両端開口面には、固定側封着金具2と可動側封着金具3とが気密に取り付けられている。固定側封着金具2には、一方の電路となる固定側通電軸4が気密に貫通固定され、真空絶縁容器1内の固定側通電軸4端に固定側接点5が固着されている。固定側接点5に対向して、接離自在の可動側接点6が他方の電路となる可動側通電軸7端に固着されている。
In FIG. 7 showing a cross-sectional view of a typical conventional vacuum valve, a fixed-
可動側通電軸7の真空絶縁容器1内の中間部には、伸縮自在の主ベローズ8の一方端が気密に取り付けられ、他方端が可動側封着金具3の中央開口部に気密に取り付けられている。これにより、内部圧力10−2Pa以下の真空度を維持しながら可動側通電軸7を軸方向に移動させることが可能になっている。
One end of the telescopic
また、真空絶縁容器1内面の中間部の突出部1aには、両接点5、6を包囲するように筒状のアークシールド9が設けられ、接点5、6の電流開閉時に発生する金属蒸気が真空絶縁容器1の内面に付着して、沿面の絶縁抵抗が低下することを防止している(例えば、特許文献1参照。)。
In addition, a
このような真空バルブを断路器用に用いる場合には、ループ電流(数百アンペア)を開閉する責務が必要となり、両接点5、6表面が溶融する。また、接地開閉器用に用いる場合には、事故電流(数千〜数万アンペア)を強制的に短絡させる責務が必要となり、両接点5、6表面が溶融や溶着する。
When such a vacuum valve is used for a disconnector, it is necessary to open and close a loop current (several hundred amperes), and the surfaces of both
このように両接点5、6が溶融や溶着して表面が凸凹に荒れても、所定の耐電圧特性を確保するため、一般的には接点5、6間のギャップ長を大きくしていた。ギャップ長を大きくすると、真空バルブの軸方向が長くなり、その結果、断路器や接地開閉器の全体形状が大型化していた。
As described above, the gap length between the
これを解決する方法として、従来、接点5、6をそれぞれ包囲するような電極保護シールドを取り付けたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
As a method for solving this problem, a method in which an electrode protection shield that surrounds the
この真空バルブの断面図を示す図8において、固定側接点5は、固定側封着金具2に固定された筒状の固定側電極保護シールド10で包囲されている。また、可動側接点6は、可動側封着金具3に固定された筒状の可動側電極保護シールド11で包囲されている。そして、接点5、6の開路時のギャップ長よりも電極保護シールド10、11が対向する先端間のギャップ長を短くしている。
In FIG. 8 showing a sectional view of this vacuum valve, the
これにより、電流開閉により両接点5、6の表面が荒れても、それぞれが電極保護シールド10、11で包囲されているので、電界緩和が図られ、軸方向の長さを短くすることができる。
As a result, even if the surfaces of both
一方、図8のような真空バルブの製造過程において、接点5、6などは、機械加工などで生じる微細な突起やバリなどの電気的な欠陥を電気的処理で除去するコンディショニング処理が施される。接点5、6間のコンディショニング処理では、ギャップ長を短くして低い電圧を印加して放電させ、電気的な欠陥を除去する。しかしながら、電極保護シールド10、11間では、高い電圧を印加しなければならない。
On the other hand, in the manufacturing process of the vacuum valve as shown in FIG. 8, the
このため、コンディショニング処理を行う試験設備は、真空バルブの耐電圧よりも高い電圧を発生させるために、大容量としなければならなかった。更には、電極保護シールド10、11間で発生させていた放電が真空絶縁容器1内面に移ることがある。真空絶縁容器1内面に放電が移行すると、沿面が汚損されたり、損傷を与えたりすることになる。
アークシールド9を用いた真空バルブを断路器用や接地開閉器用に用いようとすると、接点5、6間のギャップ長を大きくしなければならないので、軸方向が長くなっていた。
If the vacuum valve using the
また、接点5、6をそれぞれ包囲する電極保護シールド10、11を用いたものでは、コンディショニング処理時の試験設備が大容量となり、また、真空絶縁容器1が汚損、損傷することがあった。損傷すると、真空絶縁容器1内の真空度が維持できなくなる。
Further, in the case of using the
このため、電極保護シールド10、11を用いて耐電圧特性を向上させ、コンディショニング処理を効率よくできる真空バルブが望まれていた。
For this reason, the vacuum valve which improved the withstand voltage characteristic using the
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、コンディショニング処理を効率よくでき、耐電圧特性を向上し得る真空バルブを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum valve that can efficiently perform a conditioning process and improve a withstand voltage characteristic.
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブは、筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の一方の開口面に取り付けられる固定側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸端の前記真空絶縁容器内に固着された固定側接点と、前記固定側接点を包囲するように設けられるとともに、前記固定側封着金具に固定された固定側電極保護シールドと、前記真空絶縁容器の他方の開口面に取り付けられる可動側封着金具と、前記可動側封着金具の中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸と、前記可動側通電軸端に前記固定側接点と対向して固着された可動側接点と、前記可動側通電軸に一方端が取り付けられ、他方端が前記可動側封着金具の中央開口部に取り付けられた伸縮自在の主ベローズと、前記可動側接点を包囲するように設けられるとともに、前記可動側封着金具に固定された可動側電極保護シールドとを具備した真空バルブであって、前記真空絶縁容器の一方の開口面と前記固定側封着金具間、および前記真空絶縁容器の他方の開口面と前記可動側封着金具間の少なくとも一方に伸縮自在の外部ベローズを取り付けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vacuum valve according to the present invention includes a cylindrical vacuum insulating container, a fixed-side sealing metal fitting attached to one opening surface of the vacuum insulating container, and a through-hole to the fixed-side sealing metal fitting. The fixed-side energizing shaft is fixed, the fixed-side contact fixed to the end of the fixed-side energizing shaft in the vacuum insulating container, and the fixed-side sealing bracket is provided so as to surround the fixed-side contact. A fixed electrode protection shield that is fixed, a movable sealing member that is attached to the other opening surface of the vacuum insulating container, and a movable energizing shaft that movably passes through the central opening of the movable sealing member. A movable side contact fixed to the end of the movable side energizing shaft so as to face the fixed side contact; one end of the movable side energizing shaft is attached to the center side opening of the movable side sealing metal fitting Mounted telescopic main bellows A vacuum valve provided so as to surround the movable side contact and having a movable side electrode protection shield fixed to the movable side sealing metal fitting, wherein one of the opening surfaces of the vacuum insulating container and the vacuum valve A stretchable external bellows is attached between the fixed-side sealing fittings and between at least one of the other opening surface of the vacuum insulating container and the movable-side sealing fittings.
本発明によれば、一対の接点をそれぞれ電極保護シールドで囲い、製造時のコンディショニング処理を接点間および電極保護シールド間でギャップ長を個別に縮めて行うようにしているので、コンディショニング処理が効率よくでき、耐電圧特性を向上させることができる。 According to the present invention, the pair of contacts are respectively surrounded by the electrode protection shield, and the conditioning process at the time of manufacturing is performed by individually reducing the gap length between the contacts and between the electrode protection shields, so the conditioning process is efficient. And withstand voltage characteristics can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る真空バルブを図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る真空バルブの構成を示す断面図、図2は、本発明の実施例1に係る真空バルブの接点間のコンディショニング処理方法を説明する図、図3は、本発明の実施例1に係る真空バルブの電極保護シールド間のコンディショニング処理方法を説明する図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
First, a vacuum valve according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a vacuum valve according to
図1に示すように、例えばアルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器1の一方の開口面には、固定側封着金具2が気密に取り付けられている。他方の開口面には、伸縮自在の外部ベローズ20の一方端が気密に取り付けられている。外部ベローズ20の他方端には、可動側封着金具3が気密に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a fixed-
固定側封着金具2には、一方の電路となる固定側通電軸4が気密に貫通固定され、真空絶縁容器1内の固定側通電軸4端に固定側接点5が固着されている。固定側接点5に対向して、接離自在の可動側接点6が他方の電路となる可動側通電軸7端に固着されている。
A fixed-
可動側通電軸7の真空絶縁容器1内の中間部には、伸縮自在の主ベローズ8の一方端が気密に取り付けられ、他方端が可動側封着金具3の中央開口部に気密に取り付けられている。これにより、内部圧力10−2Pa以下の真空度を維持しながら可動側通電軸7を軸方向に移動させることが可能になっている。
One end of the telescopic
また、固定側接点5は、一方端が固定側封着金具2に固定された金属製の筒状の固定側電極保護シールド10で包囲されている。可動側接点6は、一方端が可動側封着金具3に固定された金属製の筒状の可動側電極保護シールド11で包囲されている。これらの電極保護シールド10、11の先端は、それぞれ円弧状に湾曲しており、その先端間のギャップ長は、接点5、6の開路時のギャップ長よりも短くなっている。
The fixed
これにより、電流開閉により両接点5、6の表面が荒れても、両接点5、6は、それぞれの電極保護シールド10、11で包囲されているので、電界緩和が図られ、耐電圧特性の低下を抑制することができる。
Thereby, even if the surface of both the
次に、このような真空バルブの製造において、電気的な欠陥を除去するコンディショニング処理方法を図2および図3を参照して説明する。 Next, a conditioning method for removing electrical defects in the manufacture of such a vacuum valve will be described with reference to FIGS.
接点5、6間においては、図2に示すように、主ベローズ8を伸ばして可動側通電軸7を図示上方に移動させ、ギャップ長を短くする。そして、接点5、6間に電圧を印加し、放電をさせる。この場合、外部ベローズ20は、伸ばした状態とする。
As shown in FIG. 2, between the
電極保護シールド10、11間においては、図3に示すように、接点5、6間を開路位置に開いた状態で、外部ベローズ20を縮めて先端間のギャップ長を短くする。そして、電極保護シールド10、11間に電圧を印加し、放電をさせる。なお、電極保護シールド10、11間のコンディショニング処理が終了すると、外部ベローズ20を伸ばして元に戻し、開閉器などに組み込むものとする。
As shown in FIG. 3, between the
これらにより、接点5、6間、および電極保護シールド10、11間のコンディショニング処理における電圧を低く抑えることができる。このため、試験設備の容量を小さくでき、また、電極保護シールド10、11間での放電が真空絶縁容器1内面へ移ることを抑制することができる。
As a result, the voltage in the conditioning process between the
上記実施例1の真空バルブによれば、一対の接点5、6をそれぞれ電極保護シールド10、11で囲い、製造時のコンディショニング処理時には、接点5、6間と電極保護シールド10、11間とのギャップ長を個別に短くして行うようにしているので、コンディショニング処理の効率がよく、電極保護シールド10、11により接点5、6の電界緩和が図られ、耐電圧特性を向上させることができる。
According to the vacuum valve of the first embodiment, the pair of
上記実施例1では、外部ベローズ20を可動側封着金具3と真空絶縁容器1の一方の開口面間に設けて説明したが、固定側封着金具2と真空絶縁容器1の他方の開口面間、および固定側封着金具2と可動側封着金具3の両側に外部シールド20を設けても、コンディショニング処理時において電極保護シールド10、11間のギャップ長を短くすることができる。
In the first embodiment, the external bellows 20 is provided between one opening surface of the movable-side sealing fitting 3 and the
次に、本発明の実施例2に係る真空バルブを図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施例2に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、固定側通電軸側に内部ベローズを設けたことである。図4において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a vacuum valve according to
図4に示すように、固定側封着金具2に中央開口部を設け、固定側通電軸4が移動自在に貫通するようにしている。また、固定側通電軸4の中間部に伸縮自在の内部ベローズ21の一方端を気密に取り付け、他方端を固定側封着金具2の中央開口部に気密に取り付けている。
As shown in FIG. 4, a central opening is provided in the fixed-side sealing
そして、コンディショニング処理時には、固定側通電軸4および可動側通電軸7のそれぞれを移動させ、接点5、6間のギャップ長を短くしている。これにより、それぞれの接点5、6をそれぞれの電極保護シールド10、11の先端よりも露出させることができ、接点5、6のコンディショニング処理を効率よく行うことができる。即ち、接点5、6間の対向面はもとより側面のコンディショニング処理を行うことができる。
In the conditioning process, the fixed energizing
上記実施例2の真空バルブによれば、実施例1による効果のほかに、コンディショニング処理をより効率よく行うことができる。 According to the vacuum valve of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the conditioning process can be performed more efficiently.
次に、本発明の実施例3に係る真空バルブを図5を参照して説明する。図5は、本発明の実施例3に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例3が実施例1と異なる点は、外部ベローズを覆うような第1の補助シールドを設けたことである。図5において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a vacuum valve according to
図5に示すように、外部シールド20を取り付けた真空絶縁容器1端には、内側に突出した環状の第1の補助シールド22を気密に取り付けている。この第1の補助シールド22の端部は、外部シールド20を覆うように折曲されている。
As shown in FIG. 5, an annular first auxiliary shield 22 protruding inward is airtightly attached to the end of the
上記実施例3の真空バルブによれば、実施例1による効果のほかに、電流開閉時に接点5、6間から発生する金属蒸気の外部ベローズ20への到達を抑制することができる。
According to the vacuum valve of the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to suppress the arrival of the metal vapor generated from between the
次に、本発明の実施例4に係る真空バルブを図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施例4に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例4が実施例1と異なる点は、可動側電極保護シールドに第2の補助シールドを設けたことである。図6において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a vacuum valve according to
図6に示すように、可動側電極保護シールド11の外周には、半径方向に広がる環状の第2の補助シールド23が取り付けられている。なお、固定側封着金具2側に外部ベローズ20が取り付けられたときには、前記第2の補助シールド23を固定側電極保護シールド10に取り付けるものとする。
As shown in FIG. 6, an annular second
上記実施例4の真空バルブによれば、実施例1による効果のほかに、電流開閉時に接点5、6間から発生する金属蒸気の外部ベローズ20への到達を抑制することができる。
According to the vacuum valve of the fourth embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to suppress the arrival of the metal vapor generated from between the
1 真空絶縁容器
1a 突出部
2 固定側封着金具
3 可動側封着金具
4 固定側通電軸
5 固定側接点
6 可動側接点
7 可動側通電軸
8 主ベローズ
9 アークシールド
10 固定側電極保護シールド
11 可動側電極保護シールド
20 外部ベローズ
21 内部ベローズ
22 第1の補助シールド
23 第2の補助シールド
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記真空絶縁容器の一方の開口面に取り付けられる固定側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端の前記真空絶縁容器内に固着された固定側接点と、
前記固定側接点を包囲するように設けられるとともに、前記固定側封着金具に固定された固定側電極保護シールドと、
前記真空絶縁容器の他方の開口面に取り付けられる可動側封着金具と、
前記可動側封着金具の中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸と、
前記可動側通電軸端に前記固定側接点と対向して固着された可動側接点と、
前記可動側通電軸に一方端が取り付けられ、他方端が前記可動側封着金具の中央開口部に取り付けられた伸縮自在の主ベローズと、
前記可動側接点を包囲するように設けられるとともに、前記可動側封着金具に固定された可動側電極保護シールドとを具備した真空バルブであって、
前記真空絶縁容器の一方の開口面と前記固定側封着金具間、および前記真空絶縁容器の他方の開口面と前記可動側封着金具間の少なくとも一方に伸縮自在の外部ベローズを取り付けたことを特徴とする真空バルブ。 A tubular vacuum insulated container;
A fixed-side sealing fitting attached to one opening surface of the vacuum insulating container;
A fixed-side energizing shaft that is fixedly penetrated to the fixed-side sealing fitting;
A fixed-side contact fixed in the vacuum insulating container of the fixed-side energizing shaft end;
A fixed-side electrode protection shield that is provided so as to surround the fixed-side contact, and is fixed to the fixed-side sealing metal fitting;
A movable-side sealing fitting attached to the other opening surface of the vacuum insulating container;
A movable-side energizing shaft that movably passes through a central opening of the movable-side sealing fitting;
A movable contact that is fixed to the movable energized shaft end opposite to the fixed contact;
A telescopic main bellows having one end attached to the movable-side energizing shaft and the other end attached to a central opening of the movable-side sealing fitting;
A vacuum valve provided so as to surround the movable side contact and having a movable side electrode protection shield fixed to the movable side sealing metal fitting,
A telescopic external bellows is attached between at least one of the opening surface of the vacuum insulating container and the fixed-side sealing fitting, and at least one of the other opening surface of the vacuum insulating container and the movable-side sealing fitting. Features a vacuum valve.
前記真空絶縁容器の少なくとも一方の開口面に取り付けられた伸縮自在の外部ベローズと、
前記真空絶縁容器内に収納される一対の接点と、
前記接点間を気密のもと接離自在に接離させるベローズと、
前記接点の一方を包囲するように設けられるとともに、前記真空絶縁容器の一方に固定された一方の電極保護シールドと、
前記接点の他方を包囲するように設けられるとともに、前記真空絶縁容器の他方に固定された他方の電極保護シールドとを具備した真空バルブであって、
先ず、前記ベローズを伸縮させて前記接点間を前記電極保護シールド間のギャップ長よりも短くして放電させ、
次いで、前記外部ベローズを伸縮させて前記電極保護シールド間を前記接点間のギャップ長よりも短くして放電させることを特徴とする真空バルブのコンディショニング処理方法。 A tubular vacuum insulated container;
A telescopic external bellows attached to at least one opening surface of the vacuum insulating container;
A pair of contacts housed in the vacuum insulation container;
A bellows that allows the contact points to contact and separate in an airtight manner; and
One electrode protection shield is provided so as to surround one of the contacts, and is fixed to one of the vacuum insulating containers;
A vacuum valve provided so as to surround the other of the contacts, and having the other electrode protection shield fixed to the other of the vacuum insulating container,
First, the bellows is expanded and contracted so that the gap between the contacts is shorter than the gap length between the electrode protection shields, and discharged.
Then, the external bellows is expanded and contracted to discharge the electrode protection shield with a gap shorter than the gap length between the contacts.
6. The bellows is attached between at least one of the contact and one opening surface of the vacuum insulating container, and at least one between the other contact and the other opening surface of the vacuum insulating container. Conditioning processing method of the vacuum valve as described in 2.
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Cited By (2)
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KR20160141157A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-08 | 현대중공업 주식회사 | Vacuum interrupter for circuit breaker |
JP2021533539A (en) * | 2018-08-02 | 2021-12-02 | シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトSiemens Energy Global Gmbh & Co. Kg | Closed pole system |
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KR101704991B1 (en) | 2015-05-28 | 2017-02-10 | 현대중공업 주식회사 | Vacuum interrupter for circuit breaker |
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