JP3270130B2 - 真空遮断器 - Google Patents
真空遮断器Info
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- JP3270130B2 JP3270130B2 JP22657292A JP22657292A JP3270130B2 JP 3270130 B2 JP3270130 B2 JP 3270130B2 JP 22657292 A JP22657292 A JP 22657292A JP 22657292 A JP22657292 A JP 22657292A JP 3270130 B2 JP3270130 B2 JP 3270130B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/666—Operating arrangements
- H01H2033/6665—Details concerning the mounting or supporting of the individual vacuum bottles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/022—Details particular to three-phase circuit breakers
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- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばガス絶縁スイッ
チギヤに用いられる真空遮断器に関する。
チギヤに用いられる真空遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、遮断器や断路器等の電気機器を一
括して金属容器に収納し、ＳＦ6 ガスのような絶縁ガス
を密封して縮小化が図られたガス絶縁スイッチギヤが用
いられてきた。
括して金属容器に収納し、ＳＦ6 ガスのような絶縁ガス
を密封して縮小化が図られたガス絶縁スイッチギヤが用
いられてきた。
【０００３】このガス絶縁スイッチギヤの遮断器の一例
を図４に示す。図４において、三相分が横配置された真
空バルブ１を絶縁バリア２でそれぞれ固定し、相間や対
地間の絶縁を保っている。この構造は特公平 3-13692号
公報に示されているように、前面に開口部を設けた略同
軸円筒形の絶縁バリア２で真空バルブ１を固定し、上部
には引出し導体３、下部には同様の引出し導体４を設
け、それぞれ図示していない電気機器に接続されてい
る。下部の引出し導体４には、図示していないが、略中
央部に貫通穴を設け、この貫通穴内に例えばマルチバン
ドのような接触子を装着し、導体５を上下に移動させる
と共に引出し導体４との電気的接続を行っている。導体
５には絶縁ロ―ド６が連結され、図示していない操作機
構の操作力により上下に移動し、真空バルブ１の電極の
開路や断路を行っている。なお絶縁バリア２は、それぞ
れフレ―ム７に固定されている。
を図４に示す。図４において、三相分が横配置された真
空バルブ１を絶縁バリア２でそれぞれ固定し、相間や対
地間の絶縁を保っている。この構造は特公平 3-13692号
公報に示されているように、前面に開口部を設けた略同
軸円筒形の絶縁バリア２で真空バルブ１を固定し、上部
には引出し導体３、下部には同様の引出し導体４を設
け、それぞれ図示していない電気機器に接続されてい
る。下部の引出し導体４には、図示していないが、略中
央部に貫通穴を設け、この貫通穴内に例えばマルチバン
ドのような接触子を装着し、導体５を上下に移動させる
と共に引出し導体４との電気的接続を行っている。導体
５には絶縁ロ―ド６が連結され、図示していない操作機
構の操作力により上下に移動し、真空バルブ１の電極の
開路や断路を行っている。なお絶縁バリア２は、それぞ
れフレ―ム７に固定されている。
【０００４】一方、真空バルブ１は一対の電極を有する
ものであるが、この電極を支えるために上下それぞれ真
空バルブ１の円筒に合せた円板状のフランジ８ａ，８ｂ
があり、ガラス等の絶縁筒９との間で真空の封じ切りが
行われている。
ものであるが、この電極を支えるために上下それぞれ真
空バルブ１の円筒に合せた円板状のフランジ８ａ，８ｂ
があり、ガラス等の絶縁筒９との間で真空の封じ切りが
行われている。
【０００５】このため、相間方向や図示していない盤壁
の対地間方向の絶縁は、絶縁バリア２を介したフランジ
８ａ，８ｂ間、絶縁バリア２を介したフランジ８ａ，８
ｂと盤壁間となる。
の対地間方向の絶縁は、絶縁バリア２を介したフランジ
８ａ，８ｂ間、絶縁バリア２を介したフランジ８ａ，８
ｂと盤壁間となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、絶縁バリア
２を介したフランジ８ａ，８ｂ間やフランジ８ａ，８ｂ
と盤壁間の絶縁構造をみると、封入された絶縁ガスの比
誘電率が約１に対し、絶縁バリア２にエポキシ等の絶縁
材料が用いられるので比誘電率が４〜５と高くなる。こ
のため、フランジ８ａ，８ｂ間やフランジ８ａ，８ｂと
盤壁間の電界強度は、絶縁バリア２の厚さ分だけガスキ
ャップが短くなり上昇する。つまりフランジ８ａ，８ｂ
間等の電位は、比誘電率に反比例して分担されるので殆
んどの電位がガスキャップに加わり、それに伴ってフラ
ンジ８ａ，８ｂの電界強度が上昇する。
２を介したフランジ８ａ，８ｂ間やフランジ８ａ，８ｂ
と盤壁間の絶縁構造をみると、封入された絶縁ガスの比
誘電率が約１に対し、絶縁バリア２にエポキシ等の絶縁
材料が用いられるので比誘電率が４〜５と高くなる。こ
のため、フランジ８ａ，８ｂ間やフランジ８ａ，８ｂと
盤壁間の電界強度は、絶縁バリア２の厚さ分だけガスキ
ャップが短くなり上昇する。つまりフランジ８ａ，８ｂ
間等の電位は、比誘電率に反比例して分担されるので殆
んどの電位がガスキャップに加わり、それに伴ってフラ
ンジ８ａ，８ｂの電界強度が上昇する。
【０００７】一般に気中絶縁では、絶縁バリア２の表面
にフランジ８ａ，８ｂと同極性の電荷が帯電され、フラ
ンジ８ａ，８ｂの電界強度を弱めて耐電圧特性を向上さ
せる効果がある。しかし、ガス絶縁におけるＳＦ6 ガス
のような電気的負性気体では、破壊電圧が電界強度に強
く依存するため、絶縁バリア２にフランジ８ａ，８ｂと
同極性の負荷が帯電する前に絶縁破壊してしまう。これ
は、気中に比べてガス中の電子移動が桁違いに速く、絶
縁バリア２の帯電が一様でないために起きると考えられ
る。
にフランジ８ａ，８ｂと同極性の電荷が帯電され、フラ
ンジ８ａ，８ｂの電界強度を弱めて耐電圧特性を向上さ
せる効果がある。しかし、ガス絶縁におけるＳＦ6 ガス
のような電気的負性気体では、破壊電圧が電界強度に強
く依存するため、絶縁バリア２にフランジ８ａ，８ｂと
同極性の負荷が帯電する前に絶縁破壊してしまう。これ
は、気中に比べてガス中の電子移動が桁違いに速く、絶
縁バリア２の帯電が一様でないために起きると考えられ
る。
【０００８】従って、絶縁バリア２は真空バルブ１を固
定する機能を充分発揮できるが、絶縁的には等価的に絶
縁距離を短くして破壊電圧を低下させてしまう。このた
め、相間寸法や対地間の絶縁距離を大きくする必要があ
り、大形になる要因になっていた。本発明の目的は、機
械的強度を維持させると共に、破壊電圧を向上させるこ
とにより小形化を図った真空遮断器を提供することにあ
る。
定する機能を充分発揮できるが、絶縁的には等価的に絶
縁距離を短くして破壊電圧を低下させてしまう。このた
め、相間寸法や対地間の絶縁距離を大きくする必要があ
り、大形になる要因になっていた。本発明の目的は、機
械的強度を維持させると共に、破壊電圧を向上させるこ
とにより小形化を図った真空遮断器を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、各相独立した絶縁枠を有する絶縁バリア
と、絶縁バリアの絶縁枠に収納して固定され、一対の電
極の接離により電路の開閉を行う真空バルブと、絶縁バ
リアに真空バルブの真空封じ切りをしたフランジ間及び
フランジ対地間の最短絶縁距離を結ぶ中心線上と交わる
箇所に開口部とを備え、開口部は絶縁バリアの電界強度
分布が最大電界強度の６７％以上の領域に対して設けら
れたことを要旨とする。
に本発明は、各相独立した絶縁枠を有する絶縁バリア
と、絶縁バリアの絶縁枠に収納して固定され、一対の電
極の接離により電路の開閉を行う真空バルブと、絶縁バ
リアに真空バルブの真空封じ切りをしたフランジ間及び
フランジ対地間の最短絶縁距離を結ぶ中心線上と交わる
箇所に開口部とを備え、開口部は絶縁バリアの電界強度
分布が最大電界強度の６７％以上の領域に対して設けら
れたことを要旨とする。
【００１０】
【作用】このような構成において、絶縁バリアの各相独
立した絶縁枠に、絶縁バリアの電界強度分布が最大電界
強度の６７％以上の領域に対して設けられた開口部のよ
り、絶縁バリアによる電界強度の上昇を防止し、破壊電
圧を向上させることができる。
立した絶縁枠に、絶縁バリアの電界強度分布が最大電界
強度の６７％以上の領域に対して設けられた開口部のよ
り、絶縁バリアによる電界強度の上昇を防止し、破壊電
圧を向上させることができる。
【００１１】
【実施例】本発明による一実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１２】図１は三相分が横配置された遮断器の遮断
部を示す断面図である。図１において、真空バルブ１を
それぞれ独立させて絶縁バリア２で支持固定して絶縁を
保っている。真空バルブ１は上下部に引出し導体３，４
を設けて他の電気機器に接続され、下部の引出し導体３
には上下に移動できる導体５が貫通されている。この導
体５には絶縁ロッド６が連結されており、図示しない操
作機構の操作力により真空バルブ１内の電極の遮断や投
入を行っている。また真空バルブ１は、上下に円板状の
フランジ８ａ，８ｂがあり、絶縁筒９で真空の封じ切り
がされている。これら全体を支持した絶縁バリア２はフ
レ―ム７に固定されていることは従来と同様である。
部を示す断面図である。図１において、真空バルブ１を
それぞれ独立させて絶縁バリア２で支持固定して絶縁を
保っている。真空バルブ１は上下部に引出し導体３，４
を設けて他の電気機器に接続され、下部の引出し導体３
には上下に移動できる導体５が貫通されている。この導
体５には絶縁ロッド６が連結されており、図示しない操
作機構の操作力により真空バルブ１内の電極の遮断や投
入を行っている。また真空バルブ１は、上下に円板状の
フランジ８ａ，８ｂがあり、絶縁筒９で真空の封じ切り
がされている。これら全体を支持した絶縁バリア２はフ
レ―ム７に固定されていることは従来と同様である。
【００１３】ここで、絶縁バリア２には、フランジ８
ａ，８ｂの先端間と、フランジ８ａ，８ｂ先端が対向す
る図示しない盤壁間において、最短絶縁距離を結ぶ中心
軸線上と交わる個所に開口部10ａ，10ｂを設けている。
この開口部10ａ，10ｂは、真空バルブ１を支持固定して
いる絶縁バリア２の上下にそれぞれ単独で位置する構成
である。
ａ，８ｂの先端間と、フランジ８ａ，８ｂ先端が対向す
る図示しない盤壁間において、最短絶縁距離を結ぶ中心
軸線上と交わる個所に開口部10ａ，10ｂを設けている。
この開口部10ａ，10ｂは、真空バルブ１を支持固定して
いる絶縁バリア２の上下にそれぞれ単独で位置する構成
である。
【００１４】これらの構成において、開口部10ａ，10ｂ
の大きさと各部の電界強度の関係を調べた。図２は解析
に用いたモデル形状であり、フランジ８ａ，８ｂを模擬
した円形の電極11を対向させ、絶縁バリア12は電極間11
−11に２枚挿入し、各相の絶縁バリア２をそれぞれ模擬
した。また、絶縁バリア12の開口部13は電極間11−11の
先端を中心として対称に設け、この開口部13の大きさを
Ｗとした。尚このモデルにおいては、電極11は直径 116
mmで電極間11−11を34mmとし、絶縁バリア12の厚さが８
mm，絶縁バリア間12−12が２mmで、電極間11−11に等分
に配置させた。
の大きさと各部の電界強度の関係を調べた。図２は解析
に用いたモデル形状であり、フランジ８ａ，８ｂを模擬
した円形の電極11を対向させ、絶縁バリア12は電極間11
−11に２枚挿入し、各相の絶縁バリア２をそれぞれ模擬
した。また、絶縁バリア12の開口部13は電極間11−11の
先端を中心として対称に設け、この開口部13の大きさを
Ｗとした。尚このモデルにおいては、電極11は直径 116
mmで電極間11−11を34mmとし、絶縁バリア12の厚さが８
mm，絶縁バリア間12−12が２mmで、電極間11−11に等分
に配置させた。
【００１５】この解析の一例を図３に示す。実線Ａは絶
縁バリア12の表面の電界強度曲線，点線Ｂは電極11の先
端の電界強度曲線であり、横軸と平行に引いた一点鎖線
は絶縁バリア12がないときの電界強度である。この特性
曲線より、開口部13の大きさＷを広げると電極11の電界
強度は絶縁バリア12なしの値に近づいていくことがわか
る。また、絶縁バリア12の表面の電界強度はＷが75mmで
絶縁バリア12なしの値と同程度になり、Ｗ＝75mm以上で
下回ることがわかる。電界強度曲線ＡとＢは、開口部13
の大きさＷが70mm付近で交差している。この交差する点
での電界強度は、絶縁バリア12の開口部13がないときの
最大電界強度を 100％とすると、67％の大きさである。
これは、絶縁バリア12の表面の電界強度分布のうち約70
％以上を有する領域に開口部13を設ければ、電極11と絶
縁バリア12の電界強度が同程度となり、最適な開口部13
の大きさと言える。なお開口部13を更に大きくすれば、
電界強度は低下して絶縁バリア12なしの値に近づいてい
くが、絶縁バリア12の機械的強度が低下する。開口部13
の大きさは機械的強度との兼合いで決める必要がある。
ここで、電極11と平板間の対地間を模擬した解析におい
ても、絶縁バリア12は一枚となるが、同様の電界強度の
特性となる。つまり、開口部13は、相間では二枚，対地
間では一枚の絶縁バリアに上下のフランジ８ａ，８ｂに
対向してそれぞれ独立して設けている。
縁バリア12の表面の電界強度曲線，点線Ｂは電極11の先
端の電界強度曲線であり、横軸と平行に引いた一点鎖線
は絶縁バリア12がないときの電界強度である。この特性
曲線より、開口部13の大きさＷを広げると電極11の電界
強度は絶縁バリア12なしの値に近づいていくことがわか
る。また、絶縁バリア12の表面の電界強度はＷが75mmで
絶縁バリア12なしの値と同程度になり、Ｗ＝75mm以上で
下回ることがわかる。電界強度曲線ＡとＢは、開口部13
の大きさＷが70mm付近で交差している。この交差する点
での電界強度は、絶縁バリア12の開口部13がないときの
最大電界強度を 100％とすると、67％の大きさである。
これは、絶縁バリア12の表面の電界強度分布のうち約70
％以上を有する領域に開口部13を設ければ、電極11と絶
縁バリア12の電界強度が同程度となり、最適な開口部13
の大きさと言える。なお開口部13を更に大きくすれば、
電界強度は低下して絶縁バリア12なしの値に近づいてい
くが、絶縁バリア12の機械的強度が低下する。開口部13
の大きさは機械的強度との兼合いで決める必要がある。
ここで、電極11と平板間の対地間を模擬した解析におい
ても、絶縁バリア12は一枚となるが、同様の電界強度の
特性となる。つまり、開口部13は、相間では二枚，対地
間では一枚の絶縁バリアに上下のフランジ８ａ，８ｂに
対向してそれぞれ独立して設けている。
【００１６】このように機械的強度を大きく低下させる
ことなく開口部13を設けることで、絶縁バリア12の挿入
による電界強度の上昇を抑えられるので破壊電圧を向上
させることができる。特に、ＳＦ6 ガス中では破壊電圧
が最大電界強度に強く依存するので、効果は大きく相間
や対地間の絶縁距離の縮小化を図ることができ、これに
より真空遮断器全体の小形化が図れる。
ことなく開口部13を設けることで、絶縁バリア12の挿入
による電界強度の上昇を抑えられるので破壊電圧を向上
させることができる。特に、ＳＦ6 ガス中では破壊電圧
が最大電界強度に強く依存するので、効果は大きく相間
や対地間の絶縁距離の縮小化を図ることができ、これに
より真空遮断器全体の小形化が図れる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各相独立
して真空バルブを支える絶縁枠を有する絶縁バリアに、
真空バルブの真空を封じ切るフランジ対向して絶縁バリ
ア表面の電界強度が６７％以上の略放射状の領域に開口
部を設けたことにより、機械強度を低下させることなく
電界強度の上昇を抑制して破壊電圧を向上させると共に
絶縁距離を縮小させて小形にすることができる真空遮断
器を得ることができる。
して真空バルブを支える絶縁枠を有する絶縁バリアに、
真空バルブの真空を封じ切るフランジ対向して絶縁バリ
ア表面の電界強度が６７％以上の略放射状の領域に開口
部を設けたことにより、機械強度を低下させることなく
電界強度の上昇を抑制して破壊電圧を向上させると共に
絶縁距離を縮小させて小形にすることができる真空遮断
器を得ることができる。
【図１】本発明の真空遮断器の要部拡大断面図。
【図２】本発明の真空遮断器を説明するための図。
【図３】［図２］の開口部13と電界強度との関係を示す
図。
図。
【図４】従来の真空遮断器の要部拡大断面図。
１…真空バルブ、２…絶縁バリア、８ａ，８ｂ…フラン
ジ、10ａ，10ｂ…開口部
ジ、10ａ，10ｂ…開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 信男 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 永田 恭文 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (72)発明者 和久 恵二 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平５−62572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200426（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−71843（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 33/66
Claims (1)
- 【請求項１】 各相独立した絶縁枠を有する絶縁バリア
と、この絶縁バリアの絶縁枠に収納して固定され、一対
の電極の接離により電路の開閉を行う真空バルブと、前
記絶縁バリアに前記真空バルブの真空封じ切りをしたフ
ランジ間及びフランジ対地間の最短絶縁距離を結ぶ中心
線上と交わる箇所に開口部とを備え、前記開口部は前記
絶縁バリアの電界強度分布が最大電界強度の６７％以上
の領域に対して設けられたことを特徴とする真空遮断
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22657292A JP3270130B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 真空遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22657292A JP3270130B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 真空遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0676703A JPH0676703A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3270130B2 true JP3270130B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=16847272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22657292A Expired - Fee Related JP3270130B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 真空遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270130B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22657292A patent/JP3270130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0676703A (ja) | 1994-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |