JP2009129855A - Vacuum circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統に設置される真空遮断器に係り、特に遮断特性を向上し得る真空遮断器に関する。 The present invention relates to a vacuum circuit breaker installed in an electric power system, and more particularly to a vacuum circuit breaker that can improve a breaking characteristic.
電力系統には、短絡事故や地絡事故が発生すると、その事故電流を遮断し、事故点を電源系統から切り離す遮断器が設置されている。系統電圧3.3kV〜66kVの遮断器としては、接離自在の一対の接点を有する真空バルブを用いた真空遮断器が適用されることが多い。 In the power system, when a short-circuit accident or a ground fault occurs, a circuit breaker is installed to cut off the accident current and disconnect the accident point from the power system. As a circuit breaker having a system voltage of 3.3 kV to 66 kV, a vacuum circuit breaker using a vacuum valve having a pair of contact points that can be freely separated is often applied.
図8に示すように、真空バルブ1を構成する筒状の真空絶縁容器2の両端開口面には、固定側封着金具3と可動側封着金具4とが封着されている。固定側封着金具3には、固定側通電軸5が貫通固定され、端部に固定側接点6が固着されている。固定側接点6に対向して、接離自在の可動側接点7が可動側封着金具4の中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸8端部に固着されている。また、可動側通電軸8と可動側封着金具4の開口部間には、伸縮自在のベローズ9が封着されている。
As shown in FIG. 8, a fixed-
これにより、真空絶縁容器2内を真空に保ちながら、可動側通電軸8がガイド10に沿って軸方向と平行に移動し、固定側接点6と可動側接点7とが接離できるようになっている。また、接点6、7間を包囲するような筒状のアークシールド11が真空絶縁容器2内面の中間部に突出した突出部に固定されている。
As a result, the movable
このような真空バルブ1は、図9に示すように、図示しない操作機構を備えた真空遮断器12に組み込まれている。真空遮断器12の下部主回路は、真空バルブ1の軸方向に直交して配置された主回路断路部13aに接続されている。主回路断路部13aには、S字状の接続導体14が接続され、変流器15や変成器16が接続されている。接続導体14端には、電力ケーブル17が接続される。
As shown in FIG. 9, such a
真空遮断器12の上部主回路は、主回路断路部13aと同様に、真空バルブ1の軸方向に直交して配置された主回路断路部13bに接続されている。主回路断路部13bには、L字状の接続導体18を介して三相の母線19が接続され、隣接盤との接続が行われる。これらの電気機器は、箱体20内に収納されている(例えば、特許文献1参照)。
The upper main circuit of the
このようなスイッチギヤにおいて、電力ケーブル17を受電側とし、母線19を負荷側とすると、真空遮断器12の主回路には、図示矢印のように、コ字状に曲折した電流が流れ、真空バルブ1もこの電流の影響を受けることになる。
In such a switchgear, when the power cable 17 is the power receiving side and the
ここで、真空バルブ1には、接点6、7間のアークを制御し、大電流を遮断できるように各種の電極構造が採用されている。スパイラル電極とコントレート電極では、電極内に流れる電流とアーク電流間に発生する電磁力を用いて、アークを駆動させ、アーク熱により電極が溶損することを抑制する。縦磁界電極では、アークと平行な磁界を加えることにより、電極間全体にアークを広げ、アーク電圧を低くしてアークエネルギーを抑え、電極が溶損することを抑制する。
上記の従来の真空遮断器12においては、次のような問題がある。各種の電極構造を採用してアークを制御しているものの、真空遮断器12の主回路を流れる電流がコ字状に曲折しているので、接点6、7間で発生するアークにローレンツ力が加わり、アークの制御がし難くなることがある。即ち、曲折した電流経路によりアークが外部磁界の影響を受け、アークが均一な密度で発生し難く、電極面の偏った位置で発生し、遮断特性を低下させることがある。
The conventional
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、アークに与える外部磁界の影響を抑制し、遮断特性を向上し得る真空遮断器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 circuit breaker capable of suppressing the influence of an external magnetic field on an arc and improving the breaking characteristics.
上記目的を達成するために、本発明の真空遮断器は、真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器内に収納された接離自在の一対の接点と、前記接点にそれぞれ固着された通電軸とを有する真空バルブを用いた真空遮断器であって、前記真空絶縁容器を包囲するように設けられるとともに、前記通電軸の一方に接続された外周導体を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vacuum circuit breaker according to the present invention comprises a vacuum insulating container, a pair of contactable and separable contacts housed in the vacuum insulating container, and a current-carrying shaft fixed to each of the contacts. A vacuum circuit breaker using a vacuum valve having an outer peripheral conductor connected to one of the current-carrying shafts and provided to surround the vacuum insulating container.
本発明によれば、真空バルブの外周に真空絶縁容器を包囲するような外周導体を設けているので、固定側と可動側の通電軸に流れる電流方向と、外周導体に流れる電流方向とが逆の向きとなり、接点間で発生する磁界が相殺され、アークに与える外部磁界の影響を抑制することができ、遮断特性を向上させることができる。 According to the present invention, since the outer peripheral conductor surrounding the vacuum insulating container is provided on the outer periphery of the vacuum valve, the direction of the current flowing through the current-carrying shaft on the fixed side and the movable side is opposite to the direction of the current flowing through the outer peripheral conductor. Therefore, the magnetic field generated between the contacts is canceled out, the influence of the external magnetic field on the arc can be suppressed, and the interruption characteristic 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に係る真空遮断器を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る真空遮断器に用いられる真空バルブの構成を示す断面図である。なお、図1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。また、真空バルブを組み込んだ真空遮断器、真空遮断器を収納するスイッチギヤは、従来と同様であるので、その説明を省略する。
First, a vacuum circuit breaker according to
図1に示すように、真空バルブ1を構成するアルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器2の両端開口面には、固定側封着金具3と可動側封着金具4とが封着されている。固定側封着金具3には、固定側通電軸5が貫通固定され、端部に固定側接点6が固着されている。固定側接点6に対向して、接離自在の可動側接点7が可動側封着金具4の中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸8端部に固着されている。また、可動側通電軸8と可動側封着金具4の開口部間には、伸縮自在のベローズ9の両端が封着されている。
As shown in FIG. 1, a fixed-side sealing
これにより、真空絶縁容器2内を真空に保ちながら、可動側通電軸8がガイド10に沿って軸方向と平行に移動し、固定側接点6と可動側接点7とが接離できるようになっている。また、接点6、7間を包囲するような筒状のアークシールド11が真空絶縁容器2内面の中間部に突出した突出部に固定されている。
As a result, the movable
真空絶縁容器2外の可動側通電軸8には、中央部に環状で摺動形の接触子21を介した円板状の下部導体22が設けられている。下部導体22の外周部には、真空絶縁容器2を包囲するように設けられるとともに、真空絶縁容器2の外径よりも内径が大きく、所定の電圧に耐え得る間隔を保った筒状の外周導体23の一方端が接続されている。外周導体23の他方端の一側面には、接続端子24が設けられている。なお、接続端子24と固定側通電軸5端とには、それぞれ図示しない真空遮断器の主回路導体が接続される。
The movable
そして、固定側から電流が流れる場合、電流経路は、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→下部導体22→外周導体23となる。このように電流が流れることにより、固定側通電軸5と可動側通電軸8とに流れる電流は同軸線路の中心部を流れ、外周導体23に流れる電流は向きが逆の同軸線路の外周部を流れることになる。可動側から電流が流れる場合も同様に、中心部と外周部とで電流方向が逆となる。
When a current flows from the fixed side, the current path is fixed
このため、固定側接点6と可動側接点7間に発生する外部磁界は同軸線路の中心部と外周部とで相殺され、従来のようにコ字状に電流が曲折されることによる外部磁界の影響を抑制することができる。この結果、スパイラル電極、コントレート電極、縦磁界電極などによるアークの制御が確実なものとなり、遮断特性を向上させることができる。なお、外周導体23を固定側通電軸5、固定側接点6、可動側接点7、可動側通電軸8のそれぞれに対して同軸上に配置すると、外部磁界の影響をより一層抑えることができる。
For this reason, the external magnetic field generated between the
上記実施例1の真空遮断器によれば、可動側通電軸8に真空絶縁容器2を包囲するような外周導体23を接続しているので、固定側通電軸5と可動側通電軸8とに流れる電流方向と、外周導体23に流れる電流方向とが逆の向きとなり、固定側接点6と可動側接点7間で発生する磁界が相殺され、アークに与える外部磁界の影響を抑制することができ、遮断特性を向上させることができる。
According to the vacuum circuit breaker of the first embodiment, since the outer
次に、本発明の実施例2に係る真空遮断器を図2を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る真空遮断器に用いられ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、外周導体に絶縁補強を施したことである。図2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 circuit breaker according to
図2に示すように、真空絶縁容器2と外周導体23間には、絶縁材料で形成された筒状の第1の絶縁筒25を挿入し、外周導体23の外周にも筒状の第2の絶縁筒26を設けている。
As shown in FIG. 2, a cylindrical first insulating
これにより、第1の絶縁筒25は真空絶縁容器2の外部絶縁、また、第2の絶縁筒26は外周導体23の外部絶縁を絶縁材料で絶縁補強したことになる。第1の絶縁筒25により、外周導体23を真空絶縁容器2に近接して配置することができ、下部導体22の外径を小さくすることができる。このため、下部導体22に流れる電流経路が短くなり、外周導体23を真空絶縁容器2に近接して配置することができるので、固定側接点6と可動側接点7間に与える外部磁界の影響をより抑制することができる。また、第2の絶縁筒26により、相間や対地間の絶縁距離を縮小することができる。
As a result, the first insulating
上記実施例2の真空遮断器によれば、実施例1による効果のほかに、外部磁界の影響をより一層抑制することができるとともに、真空遮断器の全体形状の縮小化を図ることができる。 According to the vacuum circuit breaker of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the influence of the external magnetic field can be further suppressed, and the overall shape of the vacuum circuit breaker can be reduced.
次に、本発明の実施例3に係る真空遮断器を図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施例3に係る真空遮断器に用いられ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2と異なる点は、真空絶縁容器と外周導体とを一体でモールドしたことである。図3において、実施例2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 circuit breaker according to
図3に示すように、真空絶縁容器2の外周と外周導体23とをエポキシ樹脂のような絶縁樹脂27で一体モールドしている。モールド時にあたっては、真空絶縁容器2外周や外周導体23表面を脱脂などし、絶縁樹脂27との接着性を向上させているので、これらの界面での絶縁特性は向上したものになる。
As shown in FIG. 3, the outer periphery of the
なお、真空絶縁容器2と外周導体23間のみをモールドしてもよく、これらは、実施例2と同様に、真空絶縁容器2および外周導体23の外部絶縁を絶縁材料で絶縁補強したことになる。
Note that only the space between the
上記実施例3の真空遮断器によれば、実施例2と同様の効果を得ることができる。 According to the vacuum circuit breaker of the third embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
次に、本発明の実施例4に係る真空遮断器を図4、図5を参照して説明する。図4、図5は、本発明の実施例4に係る真空遮断器に用いられる真空バルブの構成を示す上面図である。なお、この実施例4が実施例1と異なる点は、真空バルブの外周に設ける導体の形状である。図4、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 circuit breaker according to
図4に示すように、真空絶縁容器2の外周には、真空絶縁容器2と所定の間隔を保って、円周方向に複数本の棒状の外周棒導体28を略等間隔で設けている。外周棒導体28の一方端は下部導体22に接続され、他方端は接続端子29を設けた環状のリング導体30に接続されている。複数本の外周棒導体28は、実施例1の外周導体に相当する。
As shown in FIG. 4, on the outer periphery of the
また、図5に示すように、外周棒導体28には、絶縁材料をモールドするか、絶縁チューブで覆った絶縁被覆31を設けている。なお、真空絶縁容器2と外周棒導体28とを絶縁材料で一体でモールドしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the outer
上記実施例4の真空遮断器によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。 According to the vacuum circuit breaker of the said Example 4, the effect similar to Example 1 can be acquired.
次に、本発明の実施例5に係る真空遮断器を図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施例5に係る真空遮断器に用いられ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5が実施例1と異なる点は、外周導体を可動側に設けたことである。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 circuit breaker according to
図6に示すように、固定側通電軸5端には、円板状の上部導体32をボルト33で固定している。上部導体32の外周部には、真空絶縁容器2を包囲するように、筒状の外周導体34の一方端が接続され、他方端の一側面に接続端子35が設けられている。また、可動側通電軸8には、接触子21を介した下部導体36が設けられている。なお、接続端子35と下部導体36端とには、それぞれ図示しない真空遮断器の主回路導体が接続される。
As shown in FIG. 6, a disk-shaped
そして、固定側から電流が流れる場合、電流経路は、外周導体34→上部導体32→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→下部導体36となる。このように電流が流れることにより、固定側通電軸5と可動側通電軸8とに流れる電流は同軸線路の中心部を流れ、外周導体34に流れる電流は逆の向きの同軸線路の外周部を流れることになる。可動側から電流が流れる場合も同様に、中心部と外周部とで電流方向が逆となる。
When a current flows from the fixed side, the current path is as follows: outer
上記実施例5の真空遮断器によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。 According to the vacuum circuit breaker of the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
次に、本発明の実施例6に係る真空遮断器を図7を参照して説明する。図7は、本発明の実施例6に係る真空遮断器に用いられ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6が実施例1と異なる点は、外周導体を固定側と可動側とに設けたことである。図7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 circuit breaker according to
図7に示すように、固定側通電軸5端には、円板状の上部導体32をボルト33で固定し、その外周部に真空絶縁容器2の中間部までを包囲するような筒状の固定側外周導体37の一方端を接続している。他方端の一側面には、接続端子38が設けられている。また、可動側通電軸8には、接触子21を介して円板状の下部導体22を設け、その外周部に真空絶縁容器2の中間部までを包囲するような筒状の可動側外周導体39の一方端を接続している。他方端の一側面には、接続端子40が設けられている。固定側外部導体37端と可動側外周導体39端とは対向しており、所定の電圧に耐え得る間隔を保っている。なお、接続端子38と接続端子40とには、それぞれ図示しない真空遮断器の主回路導体が接続される。
As shown in FIG. 7, a cylindrical
そして、固定側から電流が流れる場合、電流経路は、固定側外周導体37→上部導体32→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→下部導体22→可動側外周導体39となる。このように電流が流れることにより、固定側通電軸5と可動側通電軸8とに流れる電流は同軸線路の中心部を流れ、外周導体37、39に流れる電流は向きが逆の同軸線路の外周部を流れることになる。可動側から電流が流れる場合も同様に、中心部と外周部とで電流方向が逆となる。
When the current flows from the fixed side, the current path is as follows: fixed outer
また、アークシールド11は中間電位となっているが、固定側外周導体37と可動側外周導体39とが近接配置されているので、その電位を主回路電位と接地電位の中間の50%に近づけることができる。これにより、真空バルブ1内の電位分担が改善され、遮断特性や耐電圧特性を向上させることができる。
Although the
なお、固定側外周導体37、可動側外周導体39と真空絶縁容器2間、および固定側外周導体37、可動側外周導体39の外周に絶縁筒を設けたり、これらを一体でモールドし、外部絶縁の絶縁補強を行えば、外部磁界の影響をより一層抑制することができ、真空遮断器の全体形状の縮小化を図ることができる。
Insulating cylinders are provided between the fixed outer
上記実施例6の真空遮断器によれば、実施例1と同様の効果のほかに、真空バルブ1内の電界分布を改善することができる。
According to the vacuum circuit breaker of the sixth embodiment, in addition to the same effect as that of the first embodiment, the electric field distribution in the
1 真空バルブ
2 真空絶縁容器
3 固定側封着金具
4 可動側封着金具
5 固定側通電軸
6 固定側接点
7 可動側接点
8 可動側通電軸
9 ベローズ
10 ガイド
11 アークシールド
12 真空遮断器
13a、13b 主回路断路部
14、18 接続導体
15 変流器
16 変成器
17 電力ケーブル
19 母線
20 箱体
21 接触子
22、36 下部導体
23、34 外周導体
24、29、35、38、40 接続端子
25 第1の絶縁筒
26 第2の絶縁筒
27 絶縁樹脂
28 外周棒導体
30 リング導体
31 絶縁被覆
32 上部導体
33 ボルト
37 固定側外周導体
39 可動側外周導体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記真空絶縁容器内に収納された接離自在の一対の接点と、
前記接点にそれぞれ固着された通電軸とを有する真空バルブを用いた真空遮断器であって、
前記真空絶縁容器を包囲するように設けられるとともに、前記通電軸の一方に接続された外周導体を設けたことを特徴とする真空遮断器。 A vacuum insulation container;
A pair of detachable contacts housed in the vacuum insulating container;
A vacuum circuit breaker using a vacuum valve having a current-carrying shaft fixed to each of the contacts,
A vacuum circuit breaker provided to surround the vacuum insulating container and provided with an outer peripheral conductor connected to one of the energizing shafts.
前記真空絶縁容器内に収納された接離自在の一対の接点と、
前記接点にそれぞれ固着された固定側通電軸および可動側通電軸とを有する真空バルブを用いた真空遮断器であって、
前記真空絶縁容器の中間部までを包囲するように設けられるとともに、前記固定側通電軸に接続された固定側外周導体と、
前記真空絶縁容器の中間部までを包囲するように設けられるとともに、前記固定側外周導体と所定の間隔を保って対向し、且つ前記可動側通電軸に接続された可動側外周導体とを備えたことを特徴とする真空遮断器。 A vacuum insulation container;
A pair of detachable contacts housed in the vacuum insulating container;
A vacuum circuit breaker using a vacuum valve having a fixed-side energizing shaft and a movable-side energizing shaft respectively fixed to the contacts;
A fixed-side outer peripheral conductor connected to the fixed-side energizing shaft and provided so as to surround up to an intermediate portion of the vacuum insulating container;
A movable outer peripheral conductor is provided so as to surround up to an intermediate portion of the vacuum insulating container, and is opposed to the fixed outer peripheral conductor at a predetermined interval, and is connected to the movable energizing shaft. A vacuum circuit breaker characterized by that.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109755925A (en) * | 2019-01-08 | 2019-05-14 | 李邦华 | The accurate state maintenance method of configurable circuit breaker based on existing failed storage data |
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2007
- 2007-11-27 JP JP2007306525A patent/JP2009129855A/en active Pending
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