JP2008504659A - 真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子 - Google Patents

Abstract

アキシャル磁界又はラジアル磁界と、ポット状接触子ホルダと、平板接触子とを備え、接触子ホルダが、そのポット壁におけるスリットにより形成された磁界を発生するためのコイルを有している、真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子において、スリット付きポット壁（２３）の外径（Ｄｓ）が、接触子ホルダ上に存在する平板接触子（２５）の直径（Ｄｋ）より小さくされている。また、平板接触子（２５）と接触子ホルダ（２２）のベースとの間にはめ込まれた環状支持体（２０）が存在し、この環状支持体（２０）が接触子ホルダ（２２）の少なくともスリット付き部位を取り囲んでいる。外側支持体（２０）とスリット付きポット壁（２３）との間に「真空」隙間（３０）が配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に記載の真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子に関する。

従来、接触子ホルダと平板接触子から成る真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子が知られている。その接触子ホルダは、磁界を発生するためのコイルセグメントを有し、そのコイルセグメントは、ポット状接触子ホルダの横側囲壁のスリットにより形成されている。かかる接触子装置は特に、欧州特許出願公開第０１０４３８４号明細書および欧州特許出願公開第０１５５３７６号明細書に記載されている。両開閉接触子の相対方向に応じて、ラジアル磁界あるいはアキシャル磁界が発生され、実際には、高電圧に対して、特にアキシャル磁界を発生する接触子装置が重要である。そのアキシャル磁界のために、接触子ホルダのスリットは、両接触子において同じに方向づけられている。

中電圧範囲および高電圧範囲における特別なＡＭＦ（Axial Magnetic Field）・接触子は、通常の接触子形状の場合、短絡電流のしゃ断過程に応じて、スリットにより形成されたコイルセグメントの半径方向における際立った拡張が現れ、このために、そのコイルセグメントの縁に大きな電界が生じ、これは、それに応じて開閉バルブの誘電特性を著しく悪くする。

高電流および高電圧でも接触子装置の安定性を保証するために、従来において既に、耐熱鋼から成る支持体も存在している。しかしその支持体は、接触子ポットの内部に徹底して配置されている。

本発明の課題は、構造的改良によって接触子の性能を高めることにある。

この課題は本発明に基づいて請求項１に記載の特徴によって解決される。実施態様は従属請求項に記載されている。

本発明に基づく開閉接触子の場合、スリット付きポット壁の外径は、接触子ホルダ上に存在する平板接触子の直径より小さくされている。また、外側に環状支持体、即ち、外側支持体が存在し、この環状支持体は、平板接触子と接触子ホルダのベース、即ち、ポット底との間にはめ込まれ、接触子ホルダの少なくともスリット付き部位を取り囲んでいる。

本発明によって、特にアキシャル磁界形の真空しゃ断器バルブに普及される改良形開閉接触子が得られる。従来、その問題の適当な解決策は知られていない。つまり、従来の製造方法では、コイル体が並の導電率でしかない外側環状スチールバンドによって取り囲まれているとき、典型的に約３０％の開閉能力の低下が生じ、このために、真空しゃ断器バルブはかなり大きくなり、これに伴って、高価になる。その開閉能力の低下の原因は、スリットで分離された２つのコイルセグメントの間におけるスチールバンドにより引き起こされる部分的な短絡にある。その短絡は、はんだ付け過程中における良導電性はんだの流れ込みにより、スチールバンドとコイルセグメントが、ないし、隣り合う２つのコイルセグメント間が、電気的に緊密に接触される、ことによって引き起こされる。

本発明に基づく外側支持体付きのＡＭＦ・接触子は、製造時に、外側支持体とコイル体との間に典型的には１ｍｍの間隔が保たれ、外側支持体がその上縁部位と下縁部位だけが接触子装置にはんだ付けされる、ようにして製造される。そのような隙間幅によれば、流れ込むはんだにより隙間が塞がれてブリッジが生ずることが防止される。開閉運転時に短絡電流遮断によりコイル体が拡張したときでも、２つのコイル要素間にせいぜい、ほんの僅かな電流容量と比較的大きな抵抗の電気接続が生ずるだけであり、このために、接触子は、外側支持体自体による電気分流に基づく開閉能力の僅かな低下しか生じない。不導電材料例えばセラミックスから成る外側支持体を選択したとき、あるいは、金属外側支持体の内周面にセラミック材料を被覆したとき、コイル体の拡張時における電気分流は完全になくなり、開閉能力は低下されない。

通常の接触子構造および接触子寸法が利用でき、それどころか、外側支持体が接触子装置全体を安定化させるので、本発明に基づいて開閉能力を増大するために、コイル体のスリット角を大きくすることが可能となる。これによって、同じ大きさの構造の場合、従来よりも大きな遮断容量が得られる。

請求項の記載と関連して、以下図を参照した実施例の説明から、本発明の一層の詳細および利点が理解できる。

図１には、同形の２つの接触子１０、１０′から成る従来の接触子装置１が示されている。その接触子１０、１０′はそれぞれ、電極棒１１、１１′と、接触子ホルダ１２、１２′と、円板接触子１５、１５′を有している。

図１において、接触子ホルダ１２、１２′はポット状に形成され、そのポット壁１３、１３′と呼ばれる環状部位に、直線的あるいは湾曲した方位傾斜スリット１４、１４′を有している。そのスリット１４、１４′は、ポット壁１３、１３′の円周を、ベースから、即ち、ポット底からポット壁１３、１３′の自由端まで延びている。スリット１４、１４′は、ポット壁１３、１３′の自由端で、接触子ホルダ１２、１２′上に置かれた円板接触子１５、１５′に在るスリット１６、１６′に開口している。そのスリット１６、１６′は、通常、半径方向に延びているが、半径と零とは異なった角度を成すこともできる。

かかる配置構造は従来公知であり、上述した従来技術を参照されたい。接触子ホルダ１２、１２′における方位スリット１４、１４′によって、開閉すべき電流が流れるコイルセグメントが形成されている。開閉すべき電流によって、磁界が発生され、この磁界は、図１に示されたスリット１４、１４′の向きの場合、接触子装置に対して軸方向に同じ方向に向けられ、接触子１０、１０′を開く際、図において符号ＬＢが付された拡散アークを生じさせる。

両接触子１０、１０′においてスリット１４、１４′が（図１と異なって）互いに逆方向に延びているとき、両接触子１０、１０′間にラジアル磁界が生じ、従って、この場合に収縮するアークが平板接触子１５、１５′上を外向きに流れる。そのため、平板接触子におけるスリットは場合によって渦巻き状に形成されねばならない。

図１に示された配置構造の場合、スリットにより形成されたコイルセグメントは外側部位が自由であり、開閉動作に応じて拡張する。このために、スリット縁に増大された外側磁界が発生し、この磁界は、その接触子装置が特に高電圧領域に利用されている場合、開閉機能に支障を生じさせる。

図２において、図１の開閉接触子が本発明に基づいて変更されている。図１と同じように、電極棒２１と、ポット壁としての環状部位２３と方位スリット２４を備えた接触子ホルダ２２と、スリット２６付き平板接触子２５が存在している。しかし図２において、コイルセグメント付きのポット壁２３は、内側にずらして（縮径して）形成されている。従って、直径Ｄｓのポット壁２３によって、それぞれ直径Ｄｋの接触子ホルダ２２のベース２２ａおよび平板接触子２５と共に、空所が形成されている。この空所内に、ポット壁２３の少なくともコイル部分を取り囲む環状に延びる外側支持体２０が配置されている。

外側支持体２０は、小さな導電率の鋼などの材料から成っている。この支持体２０は不導電材料、例えばセラミックでも構成できる。また、金属リングの内周面にセラミック材料を被覆することもできる。

外側支持体２０は空所の中にはんだ付けされねばならない。そのはんだがスリット２４の中に侵入して、短絡あるいは部分短絡を生じさせ、これにより、磁界を減少させ、従って、接触子の開閉特性を悪化させてしまう、ことがある。

図２に応じて、コイルセグメント付き接触子ホルダ２２の壁と外側支持体２０との間に環状空洞３０が存在するようにするため、外側支持体２０を薄く形成して空所の中に挿入する、ように設計されている。その環状空洞３０は、真空しゃ断器バルブにおける接触子装置に規定通りに利用した場合、「真空」隙間を実現する。

外側支持体２０とコイルセグメントとの間の真空隙間３０によって、はんだ付け過程中に、方位スリット２４の中に、ないし、隣接スリット２４と外側支持体２０との間に、はんだが侵入する、ことが防止される。これにより、コイルセグメント内に、あるいはコイルセグメントと外側支持体との間に、良導電性の短絡あるいは部分短絡を生ずることなしに、外側支持体２０と他の接触子部品との間の機械的な強固な結合が得られる。

従来におけるＡＭＦ・接触子装置の斜視図。 外側支持体付きの本発明に基づく接触子の断面図。

符号の説明

２０ 外側支持体
２２ 接触子ホルダ
２３ ポット壁
２５ 平板接触子
３０ 空洞
Ｄｓ ポット壁の外径
Ｄｋ 平板接触子の外径

Claims (9)

1. アキシャル磁界又はラジアル磁界と、ポット状接触子ホルダと、平板接触子とを備え、接触子ホルダが、そのポット壁における方位スリットにより形成された磁界を発生するためのコイルを有している、真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子において、スリット付きポット壁（２３）の外径（Ｄｓ）が、接触子ホルダ上に存在する平板接触子（２５）の直径（Ｄｋ）より小さく、平板接触子（２５）と接触子ホルダ（２２）のベースとの間にはめ込まれた環状支持体（２０）が存在し、該環状支持体（２０）が接触子ホルダ（２２）の少なくともスリット付き部位を取り囲んでいることを特徴とする真空しゃ断器バルブにおける開閉接触子。
2. 環状支持体（２０）の内周面とスリット付きポット壁（２３）との間に空洞隙間（３０）が存在していることを特徴とする請求項１に記載の開閉接触子。
3. 隙間（３０）の幅が３ｍｍ以下、特に１ｍｍの大きさを有していることを特徴とする請求項２に記載の開閉接触子。
4. 環状支持体（２０）が、コイル付き接触子ホルダ（２２）より、明白に小さな導電率を有していることを特徴とする請求項１に記載の開閉接触子。
5. 環状支持体（２０）が鉄基材料から成っていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の開閉接触子。
6. 環状支持体（２０）が、少なくともその内周面が不導電材料から成っていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の開閉接触子。
7. 不導電材料がセラミックスであることを特徴とする請求項６に記載の開閉接触子。
8. 環状支持体（２０）が、その上縁部位と下縁部位においてのみ、接触子ホルダ（２２）ないし平板接触子（２５）にはんだ付けされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の開閉接触子。
9. 環状支持体（２０）が平板接触子（２５）と同じ外径（Ｄｋ）を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の開閉接触子。

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