JP2010267442A

JP2010267442A - 真空インタラプタ用縦磁界電極

Info

Publication number: JP2010267442A
Application number: JP2009116535A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Matsui; 芳彦松井; Hideki Komatsu; 秀樹小松; Hiromi Sano; 陽佐野
Original assignee: Japan AE Power Systems Corp
Current assignee: Japan AE Power Systems Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】コイル電極の外周面の耐アーク性を向上でき、接点部材とコイル電極間の通電性能を低下させずに遮断性能を向上できる真空インタラプタ用縦磁界電極を提供する。
【解決手段】外周面に複数本のスリット１４を有するカップ状のコイル電極１６Ａと、コイル電極１６Ａの開口部側に固着した接点部材１１Ｂとから構成した真空インタラプタ用縦磁界電極１６において、接点部材１１Ｂ側となるコイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの外周面に環状溝１７を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空インタラプタ用縦磁界電極に関し、特にコイル電極の外周面の耐アーク性を向上でき、接点部材とコイル電極間の通電性能を低下させずに遮断性能を向上できる真空インタラプタ用縦磁界電極に関する。

一般に、図５に示すように真空インタラプタ１は、セラミック等の絶縁材料からなる略円筒状の中空部材２の両端部に、封鎖金具３、４をそれぞれ介在させて金属製の端部板５及び６を固着して絶縁容器を形成し、この内部に真空雰囲気の遮断室を構成する。

遮断室の内部には、端部板５を貫通して気密に固着する固定側の通電導体７と、端部板６を貫通する可動側の通電導体８を配置している。これら通電導体７及び８には、それぞれ固定側縦磁界電極１０と可動側縦磁界電極１１とを蝋付け等の方法で取り付けて遮断室内で対向させている。

可動側の通電導体８は、一端を端部板６に固定すると共に、他端を可動電極１１側に固定するベローズ９により気密を保持し、操作装置（図示せず）によって軸方向に移動可能に構成する。そして、操作装置を動作させての真空インタラプタの電流遮断の際に、接点部材１０Ｂ、１１Ｂ間等に発生するアークに基づく悪影響を防止するため、中空部材２の内面やベローズ９面を保護するシールド筒１２や１３を配置している。

上記の各縦磁界電極１０、１１の構造は、可動側を例に見ると、図６の如くカップ状のコイル電極１１Ａの開口部側に接点部材１１Ｂ、底部側にコイル電極底部１１Ｃが固着されている。そして、コイル電極１１Ａの外周面には、可動電極１１の軸線に対し所定の角度で傾斜するスリット１４が複数本形成されている。また、接点部材１１Ｂには、各スリット１４につながるスリット（図示せず）が形成されている。尚、固定側縦磁界電極１０も上記の可動側縦磁界電極１１と同様の構造である。

スリット１４間がコイル部１５となり、遮断時にこの部分を流れる電流により可動側縦磁界電極１１の軸線と平行で上方向の縦磁界が発生する。また、固定側縦磁界電極１０も上記同様の構造で縦磁界が発生する。これら縦磁界により、真空インタラプタの電流遮断の際に各接点部材１０Ｂ、１１Ｂ表面に発生するアークを縦磁界の中に閉じ込め安定させ、各縦磁界電極１０、１１の温度上昇を抑制することで、真空インタラプタの遮断性能を向上させることができる。この種の真空インタラプタの縦磁界電極としては、特許文献１に開示されている。

特開２００９−３２４８１号公報

しかし、特許文献１の縦磁界電極では、コイル電極と接点部材がそれぞれ４か所ピンを介したのみの接続であるために、コイル電極と接点部材との接触面積が著しく減少することになり、図６の従来の縦磁界電極に比べて接点部材とコイル電極間の通電性能が低下するという問題があった。

さらに、従来の縦磁界電極では、真空インタラプタの遮断動作時に陰極となった接点部材表面に生じたカソードスポットが、接点部材表面からコイル電極の外周面まで移動してしまい、コイル電極の損傷の一因となる問題があった。尚、カソードスポットとは、真空インタラプタの電流遮断の際に陰極の表面に発生するアークにより生じる、放電した電流が集中する点ないし領域のことを指す。ここで、上記のようなアークに基づく問題に対するコイル電極の耐性を、耐アーク性と言う。

本発明の目的は、カップ型のコイルを持つ縦磁界電極構造で、コイル電極の外周面の耐アーク性を向上でき、接点部材とコイル電極間の通電性能を低下させずに遮断性能を向上できる真空インタラプタ用縦磁界電極を提供することにある。

本発明による真空インタラプタ用縦磁界電極は、外周面に複数本のスリットを有するカップ状のコイル電極と、前記コイル電極の開口部側に固着した接点部材とから構成した真空インタラプタ用縦磁界電極において、前記コイル電極の開口側端部の外周面に環状溝を形成したことを特徴としている。

好ましくは、前記環状溝は該環状溝の深さを１〜５ｍｍ及び幅を１〜５ｍｍとしたことを特徴としている。

また好ましくは、前記環状溝は該環状溝の深さを２〜６ｍｍ及び幅を１〜５ｍｍとし、前記接点部材は該接点部材の内径と前記コイル電極の開口側端部の外径との差を１〜５ｍｍ及び前記コイル電極の外周面と前記接点部材の外周面との間隙が２〜６ｍｍとなる蓋状接点部材とし、前記コイル電極と前記蓋状接点部材の接続部の外周面に断面が鉤状となる鉤状溝を形成したことを特徴としている。

本発明の真空インタラプタ用縦磁界電極によれば、コイル電極の開口側端部の外周面に環状溝を形成することにより、コイル電極の外周面の耐アーク性を向上でき、接点部材とコイル電極間の通電性能を低下させずに遮断性能を向上できる真空インタラプタ用縦磁界電極を提供することができる。

本発明による縦磁界電極を示す概略図である。本発明の実施例による縦磁界電極の拡大縦断面図である。図２のコイル電極の平面図である。本発明の別の実施例による縦磁界電極の拡大縦断面図である。従来の真空インタラプタの例を示す概略縦断面図である。従来の縦磁界電極を示す概略図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明による真空インタラプタ用縦磁界電極の実施例を図１ないし図３に示しており、従来と同様の部分は同符号を用いている。また、真空インタラプタの固定側縦磁界電極と可動側縦磁界電極は同様の構成で一対とするので、以下は可動側縦磁界電極のみについて説明する。

図１において、可動側縦磁界電極となる縦磁界電極１６は、カップ状のコイル電極１６Ａの開口部側に接点部材１１Ｂを蝋付け等により固着して構成される。接点部材１１Ｂの材料としては、銅とクロムの合金等が用いられる。また、コイル電極１６Ａは、材料には無酸素銅が用いられ、絞り加工等によって製造される。一方、コイル電極１６Ａの底部側には、コイル電極底部１１Ｃが固着されて、さらにコイル電極底部１１Ｃの他方は通電導体８に接続される。

コイル電極１６Ａの外周面には、縦磁界電極１６の軸線に対し所定の角度で傾斜するスリット１４が機械加工により複数本形成される。即ち、このスリット１４は、縦磁界電極１６の軸方向を斜めに横切るように形成され、コイル電極１６Ａは外周面に複数本のスリット１４を有するようになる。

スリット１４間の部分がコイル部１５となり、真空インタラプタの電流遮断の際に接点部材１１Ｂ表面にアークが発生した際、コイル部１５を流れる電流によって縦磁界電極１６の軸線と平行で上方向の縦磁界が発生する。これにより、アークを縦磁界の中に閉じ込め安定させ、縦磁界電極１６の温度上昇を抑制して真空インタラプタの遮断性能を向上することができる。

本実施例では、機械加工により、図２の如くコイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの外周面に段部を設ける。そして、コイル電極１６Ａと接点部材１１Ｂとを蝋付け等により固着することにより、コイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの外周面に設けた段部と接点部材１１Ｂの外周部間とで所定の寸法の環状溝１７を形成する。以下、コイル電極と接点部材の固着により、コイル電極の開口側端部の外周面に形成される溝を環状溝と言う。

上記の環状溝１７の寸法は、種々の経験や実験結果に基づいて、コイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの外周面の環状溝の深さｄを１〜５ｍｍ及びコイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの外周面の環状溝の幅ｇを１〜５ｍｍに設定する。

この環状溝１７によって、真空インタラプタの遮断動作時に接点部材１１Ｂ表面に生じるカソードスポット（図示せず）が、接点部材１１Ｂ端部からコイル電極１６Ａの外周面までの移動が阻止できるために、コイル電極１６Ａの損傷を防ぐことができる。即ち、コイル電極１６Ａの外周面の耐アーク性を向上できる。

また、コイル電極１６Ａの開口側端部１６Ｄの表面積は、図３の如く従来電極と比べて略同様の大きさにできるので、接点部材１１Ｂとコイル電極１６Ａ間の通電性能の低下を防ぐことができる。

本発明による真空インタラプタ用縦磁界電極の別の実施例を図４に示しており、従来と同様の部分は同符号を用いている。以下は、実施例１と同様に可動側縦磁界電極のみについて説明する。

本実施例では、可動側縦磁界電極となる縦磁界電極１８は、機械加工により、実施例１と同様に図４の如くコイル電極１８Ａの開口側端部１８Ｄの外周面に段部を設ける。そして、コイル電極１８Ａと蓋状接点部材１８Ｂとを蝋付け等により固着することにより、コイル電極１８Ａの開口側端部１８Ｄの外周面に設けた段部と蓋状接点部材１８Ｂの外周部間とで所定の寸法の鉤状溝１９を形成する。

この鉤状溝１９の寸法は、コイル電極１８Ａの開口側端部１８Ｄの外周面の環状溝の深さｄ１を２〜６ｍｍ及コイル電極１８Ａの開口側端部１８Ｄの外周面の環状溝の幅ｇ１を１〜５ｍｍに設定する。また、蓋状接点部材１８Ｂの内径とコイル電極１８Ａの開口側端部１８Ｄの外径との差ｄ２を１〜５ｍｍ及びコイル電極１８Ａの外周面と蓋状接点部材１８Ｂの外周面との間隙ｇ２を２〜６ｍｍに設定する。以上の寸法によって、コイル電極１８Ａ及び蓋状接点部材１８Ｂを機械加工することにより鉤状溝１９を形成する。また、これら鉤状溝１９の寸法は、種々の経験や実験結果に基づいたものである。

この鉤状溝１９によって、真空インタラプタの電流遮断の際に蓋状接点部材１８Ｂ表面に生じたカソードスポット（図示せず）が、蓋状接点部材１８Ｂ端部からコイル電極１８Ａの外周面まで移動しなくなり、コイル電極１８Ａの損傷を防ぐことができる。即ち、コイル電極１８Ａの外周面の耐アーク性を向上できる。

また、この鉤状溝１９は鉤状であるために、カソードスポットを鉤状溝１９の深部に逃がすことにより、実施例１の縦磁界電極と比べ製造面で加工時間を要するものの、コイル電極１８Ａの外周面は良好な耐アーク性を得ることができる。

また更に、コイル電極１８Ａの開口側端部（図示せず）の表面積は、実施例１の縦磁界電極と略同様の大きさにできるので、蓋状接点部材１８Ｂとコイル電極１８Ａ間の通電性能の低下を防ぐことができる。

以上、本発明の真空インタラプタ用縦磁界電極によれば、コイル電極の開口側端部の外周面、又はコイル電極と接点部材の接続部の外周面に環状溝又は鉤状溝を形成することにより、コイル電極の外周面の耐アーク性を向上でき、接点部材とコイル電極間の通電性能を低下させずに真空インタラプタの遮断性能を向上できる。

１…真空インタラプタ、１１Ａ、１６Ａ、１８Ａ…コイル電極、１１Ｂ…接点部材、１４…スリット、１６、１８…縦磁界電極、１６Ｄ、１８Ｄ…開口側端部、１７…環状溝、１８Ｂ…蓋状接点部材、１９…鉤状溝。

Claims

外周面に複数本のスリットを有するカップ状のコイル電極と、前記コイル電極の開口部側に固着した接点部材とから構成した真空インタラプタ用縦磁界電極において、前記コイル電極の開口側端部の外周面に環状溝を形成したことを特徴とする真空インタラプタ用可動側縦磁界電極。
請求項１において、前記環状溝は該環状溝の深さを１〜５ｍｍ及び幅を１〜５ｍｍとしたことを特徴とする真空インタラプタ用縦磁界電極。
請求項１において、前記環状溝は該環状溝の深さを２〜６ｍｍ及び幅を１〜５ｍｍとし、前記接点部材は該接点部材の内径と前記コイル電極の開口側端部の外径との差を１〜５ｍｍ及び前記コイル電極の外周面と前記接点部材の外周面との間隙が２〜６ｍｍとなる蓋状接点部材とし、前記コイル電極と前記蓋状接点部材の接続部の外周面に断面が鉤状となる鉤状溝を形成したことを特徴とする真空インタラプタ用縦磁界電極。