JP3577740B2

JP3577740B2 - Vacuum valve

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Publication number: JP3577740B2
Application number: JP13897894A
Authority: JP
Inventors: 秀昭鳥家; 光政寄田; 健一小山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JPH087723A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空遮断器等に使用される真空バルブに関するものであり、特にアークと平行な縦方向磁界を発生する電極構造を有する真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の真空バルブの構造を示す側面断面図である。図１６において、真空容器１はガラス又はセラミック等の絶縁物で形成された絶縁容器２の両端を金属製の端板３、４により閉塞して構成されている。真空容器１内には、固定電極棒１０に接続された固定電極部２０と、可動電極棒１１に接続された可動電極部２１が対向して配設されている。可動電極部２１は可動電極棒１１に機械的に接続された操作機構部（図示せず）により固定電極部２０に対して接離動作するよう構成されている。端板４と可動電極棒１１との間にはベローズ９が設けられており、真空容器１内の気密を保持するとともに、可動電極棒１１の軸方向（図１６における上下方向）の移動を可能にしている。また、真空容器１内には固定電極部２０と可動電極部２１を包囲するようにシールド１７とベローズ９を包囲するベローズカバー１６が配設されており、電極間から発生する金属蒸気の付着を防止している。
【０００３】
上記のように構成された従来の真空バルブにおいて、遮断指令が入力されたとき、可動電極部２１が固定電極部２０から開離し、固定電極部２０と可動電極部２１との間にはアークが発生する。このアーク発生時の電流は、固定電極部２０と可動電極部２１において円弧状に流れて、アークと平行な縦方向磁界（図１６における上下方向の磁界）を発生させている。この縦方向磁界は固定電極部２０と可動電極部２１の主電極間に発生したアークに作用して、アークは主電極表面に拡散されて、安定して維持される。このアークの拡散により、遮断時のアーク電圧が低減されるとともに、各主電極における温度上昇が抑制され、電流ゼロ点でアークはすみやかに消弧され電流が遮断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空バルブは以上のように主電極表面に発生したアークは主電極表面上に拡散されて、安定して維持されるように構成されており、発弧位置によっては、発弧直後の集中状態にあるアークに対して主電極等を流れる電流による磁気駆動力が働き、集中状態のアークは停滞せずに主電極表面上を駆動されて、すばやく拡散状態となるように構成されている。しかし、主電極表面のどの部位にアークが発生しても一様な磁気駆動力がアークに働くものではなく、主電極の特定の部位によっては弱い磁気駆動力しかアークに働かず、アークが発弧位置に停滞して、拡散状態に移行せず、主電極を局部的に加熱して主電極を破損させる場合や、電極部の過度の温度上昇により遮断性能が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、電極間に発生したアークを発弧位置に停滞させずに、主電極表面上にすみやかに拡散するように構成することにより、電極部の局部的な加熱を防止することのできる信頼性の高い真空バルブを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有する主電極を具備するものである。
【０００７】
また、本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有する導体、
前記導体の他方の電極部に対向する面に配設された主電極を具備するものである。
【０００８】
さらに、本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続された導体、
前記導体の他方の電極部に対向する面に配設され、他方の電極部の方向に突設した実質的に同一円周上の部位を有する主電極を具備するものである。
【０００９】
【作用】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極に高抵抗部が設けられており、アーク発生時に流れる各電極部の電流は、主電極の高抵抗部を避けて、コイル電極の接続部へ流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、その結果として、主電極表面上に拡散される。
【００１０】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極の背面に配置された導体には高抵抗部が設けられており、アーク発生時に流れる各電極部の電流は、導体に設けられた高抵抗部を避けて、コイル電極の接続部へ流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、その結果として、主電極表面上に拡散される。
【００１１】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極に他方の電極部の方向に同一円周上に突設された部位である突出部を設け、主電極又は導体に高抵抗部を形成しているために、この突出部の対向面にアークが発生し、このアーク発生時の電流は主電極の突出部を通って、コイル電極の接続部を経てコイル部に流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、主電極表面上に拡散される。
【００１２】
【実施例】
実施例１
以下、本発明の真空バルブの実施例１を図を参照して説明する。
図１は実施例１の真空バルブにおける電極部の一部を示す分解斜視図である。図１に示す真空バルブの電極部は、真空容器内に配設されて操作機構部（図示せず）により接離動作する一対の固定電極部と可動電極部の一方を示したものである。固定電極部と可動電極部は実質的に同一の構造を有しており、その一方は他方と同じものを上下に倒立させて相対向して配置したものである。図１の分解斜視図に示すように、各電極部は、電極棒３０、コイル電極３１、補強部３２、導体３３、主電極３４により構成されている。
【００１３】
図１に示すように、コイル電極３１は、電極棒３０の先端部３０ａに嵌合されるリング状の保持部３１ａと、この保持部３１ａから半径方向外向きに導出する３本の腕部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂと、これらの腕部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂの各外側端部から導出して同一円周上に配置されたコイル部３１ｃ、３１ｃ、３１ｃとを有している。また、各コイル部３１ｃの端部には他方の電極部と対向する向きに突出した接続部３１ｄがそれぞれ設けられている。
コイル電極３１の接続部３１ｄには、導電材、例えば銅板、により環状に形成された導体３３が電気的に接触するように配設されている。この導体３３の他方の電極部に対向する面（図１における上面）には円板状の主電極３４が配設されている。
【００１４】
図２の（ａ）は図１の電極部の平面図であり、図２の（ｂ）は図２の（ａ）の電極部におけるＩＩーＩＩ線による側面断面図である。図２の（ｂ）に示すように、補強部３２は主電極３４背面に当接してこれを支持するものであり、ステンレス鋼等の高抵抗材により形成されている。
図２の（ａ）及び図２の（ｂ）の各図に示されているように、該主電極３４における他方の電極部に対向する表面には高抵抗部である凹部３４ａが形成されている。この凹部３４ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図２の（ａ）においてクロスハッチングにて示す。）と対応する主電極３４の表面の部分よりも広く半円形に穿かれており、その垂直な縁部の他方の電極部と対向する部分は図２の（ａ）に示すように曲面に形成されている。このように、縁部を曲面にすることにより、その部分の電界の集中は緩和されている。
【００１５】
実施例１の主電極３４は、真空バルブの容量、使用目的等に応じて次に示す各種材料により形成されている：
（１）低サージ特性を有する材料としては、例えばＡｇＷＣ系合金、
（２）高耐溶着特性を有する材料としては、例えばＢｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等の低融点金属を含むＣｕ合金又はＡｇ合金、そして
（３）高耐電圧特性を有し、かつ大電流遮断特性を有する材料としては、例えばＣｕＣｒ系合金。
なお、本発明の各実施例において、主電極はその目的に合せて上記各種材料により形成されている。
【００１６】
次に、上記のように構成された実施例１の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて、図２及び図３を用いて説明する。図３は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークが発生したところを示す側面図である。
開離時に発生するアークＰは主電極３４の対向面における高抵抗部３４ａ以外の部分に発生する。図２の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。図３において、アークＰ発生時の電流は、例えば矢印Ｉ_１により示したように、固定電極部２０のコイル電極３１の接続部３１ｄからアークＰへ流れ、そして矢印Ｉ_２に示したようにアークＰから可動電極部２１のコイル電極３１の接続部３１ｄへ流れる。このために、アークＰには磁気駆動力Ｆが働き、アークＰは発弧位置に停滞せずに主電極３４表面上を移動して、主電極３４の表面に拡散される。
【００１７】
以上のように実施例１の真空バルブは、主電極において弱い磁気駆動力しか発生しない接触面Ｃ近傍の部分に高抵抗部を設けて、この部分にアークを発生させないように構成しているために、実施例１における主電極３４は遮断時において局部的な加熱による破損が防止されるとともに、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例１の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
なお、上記実施例１において、コイル部３１ｃが３分割されたもので示したが、複数に分割された他の形状のコイル部に本発明を適用しても同様の効果を奏する。
【００１８】
実施例２
以下、本発明の真空バルブの実施例２を図を参照して説明する。
図４は実施例２の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図４の（ａ）はその電極部の平面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）の電極部におけるＩＶ−ＩＶ線による断面図である。図４において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００１９】
図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示されているように、実施例２の主電極３５の他方の電極部に対向する面には高抵抗部を構成する凹部３５ａが形成されている。図４の（ａ）に示すように、凹部３５ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃのほぼ中間に形成されており、環状の導体３３を横切るように長円形状に形成されている。すなわち、同一円弧上に設けられている３つの接続部３１ｄのうち２つの接続部３１ｄの間の中心角の２等分線上に凹部３５ａが形成されている。従って、この凹部３５ａの数はコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃの数により決定され、本実施例ではコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃが３つあるため、上記凹部３５ａは主電極３５の対向面上の３ヵ所に形成されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された実施例２の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて、図４及び図５を用いて説明する。図５は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが発生したところを示す側面図である。
各電極部の開離時に発生するアークＰは、主電極３５の対向面における高抵抗部である凹部３５ａ以外の部分に発生する。図４の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。
【００２１】
図５に示したように、アークＰ発生時の電流は、例えば、図５において矢印ＩＬと矢印ＩＲにより図示した経路を通って固定電極部２０から可動電極部２１へ流れる。このとき、電流経路ＩＬを通って主電極３５を流れる電流によりアークＰには第１の磁気駆動力ＦＬが働き、電流経路ＩＲを通って主電極３５を流れる電流によりアークＰには第２の磁気駆動力ＦＲが働く。この場合、第１の磁気駆動力ＦＬは第２の磁気駆動力ＦＲより大きいために、アークＰには第１の磁気駆動力ＦＬの方向の力が働き、アークＰは発弧位置に停滞せず、主電極３５の表面上を速やかに拡散する。もし、高抵抗部である凹部３５ａが主電極における上記位置に形成されていない場合において、アークが両接続部と等距離の位置に発生したとき、このときのアーク発生時の電流は両接続部へ同様に流れるため、反対方向で同じ大きさの磁気駆動力が相殺されてしまい、アークに対して磁気駆動力が働かない場合があった。実施例２においては、このような位置にアークが発生しないように、高抵抗部が形成されているために、発生したアークに対しては確実に磁気駆動力が働く。
以上のように、実施例２の真空バルブにおいては、主電極３５表面の２つの接触面Ｃのほぼ中間の位置であって弱い磁気駆動力しか発生しない部分に高抵抗部である凹部３５ａを形成して、この部分にアークを発生させないように構成しているために、遮断時において主電極３５の局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇は抑制されている。従って、実施例２の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００２２】
なお、前述の実施例１において示した主電極３４の凹部３４ａを実施例２の主電極３５に形成して、アークの発弧位置をさらに限定して、アークに対して大きな磁気駆動力が確実に働くように構成することにより、さらに遮断性能の優れた真空バルブとなる。
前述の実施例１及び実施例２において、主電極の背面に環状の導体を配置した構成の装置により説明したが、環状の導体を用いずに主電極の背面に直接コイル電極を配設した装置であっても、前述の実施例１および実施例２と同様の効果を奏する。
【００２３】
実施例３
以下、本発明の真空バルブの実施例３を図を参照して説明する。
図６は実施例３の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図６の（ａ）はその電極部の平面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）の電極部におけるＶＩ−ＶＩ線による断面図である。図６において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００２４】
図６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示されているように、実施例３の主電極３６における他方の電極部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗部である凹部３６ａが形成されている。この凹部３６ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図６の（ａ）においてクロスハッチングにて示す。）と対応する主電極３６の背面の部分を避けるように半円形に穿かれて形成されたものである。なお、実施例３の高抵抗部は、主電極３６より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３６の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００２５】
次に、上記のように構成された実施例３の真空バルブの電極部におけるアーク発生直後の電流の流れについて、図７を用いて説明する。図７は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが凹部３６ａの近傍に発生したところを示す側面図である。
図７に示すように、高抵抗部である凹部３６ａがコイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの近傍に形成されているために、アークＰに流れる電流Ｉ_１は、接続部３１ｄから導体３３を通り主電極３６を介してアークＰへ流れる。また、電流Ｉ_２はアークＰから主電極３６、導体３３を通り、接続部３１ｄへ流れる。このように、アーク発生時の電流は、各電極部の主電極３６において凹部３６ａを迂回して流れるために、アークＰには磁気駆動力Ｆが働き、アークＰは、発弧位置に停滞せずに主電極３６表面上を移動して、主電極３６の表面上に拡散される。
【００２６】
以上のように、実施例３の真空バルブは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの近傍に高抵抗部である凹部３６ａが形成されているために、もし接触面Ｃに対応する主電極３６の表面にアークが発生しても、このアークによる電流は接触部３１ｄへ直線的に流れず、高抵抗部を迂回して流れる。この電流のために、このアークには磁気駆動力が働く。従って、アークは発弧位置に停滞せず、主電極３６は局部的な加熱による損傷が防止されると共に、電極部の過度の温度上昇が抑制される。従って、実施例３の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００２７】
実施例４
以下、本発明の真空バルブの実施例４を図を参照して説明する。
図８は実施例４の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図８の（ａ）はその電極部の平面図、図８の（ｂ）は図８の（ａ）の電極部におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図である。図において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００２８】
図８の（ａ）及び図８の（ｂ）に示されているように、実施例４の主電極３７における他方の電極部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗部である凹部３７ａが形成されている。この凹部３７ａは、２つの接触面Ｃの中間に形成されており、環状の導体３３を横切るように長円形状を有している。図８の（ａ）に示すように、長円形状の凹部３７ａはその長手方向の中心線が、同一円弧上に設けられている３つの接続部３１ｄのうち２つの接続部３１ｄの間の中心角の２等分線と平行にかつ偏心した中心を示すように設けられている。この凹部３７ａの数はコイル電極３１の接続部３１ｄの数により決定され、本実施例ではその接続部３１ｄが３つあるために、凹部３７ａは主電極３７における３ヵ所に形成されている。
なお、実施例４の高抵抗部は、主電極３７より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３７の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００２９】
上記のように構成された実施例４の真空バルブの電極部において、アーク発生時の電流の流れについて、図８を用いて説明する。図８の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。もし、２つの接続部３１ｄ、３１ｄのほぼ中間位置Ｑ１、すなわち凹部３７ａが形成された位置に対応する主電極３７の表面上にアークが発生した場合、このアークにより流れる電流は凹部３７ａを迂回して２つの接続部３１ｄ、３１ｄへ円弧状に流れる。この場合、凹部３７ａの形状が２つの接続部３１ｄ、３１ｄの中間位置からずれた位置に形成されているために、それぞれの電流経路において導体を流れる部分が実質的に同じ長さとならず、それぞれの電流経路に流れる電流により異なった大きさの磁気駆動力が発生する。このために、アークは発弧位置に停滞せず、主電極３７表面上に拡散されて、主電極３７の局部的な加熱による破損が防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。
【００３０】
実施例５
以下、本発明の真空バルブの実施例５を図を参照して説明する。
図９は実施例５の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図９の（ａ）はその電極部の平面図、図９の（ｂ）は図９の（ａ）の電極部におけるＩＸ−ＩＸ線による断面図である。図９において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００３１】
図９の（ａ）及び図９の（ｂ）に示されているように、実施例５の主電極３８は円板状に形成されており、この主電極３８の背面には導電材、例えば銅板により環状に形成された導体３９には高抵抗部である凹部３９ａが形成されている。この凹部３９ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３９との接触面Ｃと対応する部分を避けるように半円形に穿かれて構成されている。
なお、実施例５の高抵抗部は、導電材より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３７の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００３２】
上記のように構成された実施例５の真空バルブの電極部において、固定電極部と可動電極部が開離してアークが主電極３８表面における接触面Ｃと対応する位置に発生したとき、高抵抗部である凹部３９ａが導体３９の接触面Ｃの近傍に形成されているために、アークを流れる電流は凹部３９ａを迂回して主電極３８及び導体３９を流れる。このように、アーク発生時の電流は発弧位置近傍の主電極３８及び導体３９において、水平方向へ流れるために、アークには磁気駆動力が作用し、アークは発弧位置に停滞せずに移動して、主電極３８の表面上に拡散される。従って、実施例５の真空バルブにおいては、主電極３８の局部的な加熱による破損が防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制される。
【００３３】
実施例６
以下、本発明の真空バルブの実施例６を図を参照して説明する。
図１０は実施例６の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１０の（ａ）はその電極部の側面断面図、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）の電極部におけるＸ−Ｘ線による断面図である。図１０において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００３４】
図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）に示されているように、実施例６の主電極４０は円板状に形成されており、この主電極４０の背面には、導電材、例えば銅板により環状に形成された導体４１には高抵抗部であるスリット４１ａが形成されている。このスリット４１ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４１との接触面Ｃの近傍に形成されており、中心に向かう半径方向の線に沿って形成されている。
なお、一対の対向する電極部において、導体４１に形成されたスリット４１ａと接触面Ｃは、対向する位置となるように配設されている。換言すると、対向する電極部においてスリット４１ａの接触面Ｃに対する位置関係は、電極部間に水平に配置した鏡に写る位置と同一の位置関係である。
【００３５】
次に、上記のように構成された実施例６の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて説明する。
図１０の（ｂ）の平面断面図において、遮断時のアークが点Ｑにより示す２つの接触面Ｃの中間の位置に発生した場合、そのときの電流は環状の導体４１を実線の矢印Ｒにて示す方向に流れ、その逆方向へはスリット４１ａが形成されているために流れ難く構成されている。また、対向する他方の電極部においては、アーク発生時の電流は矢印Ｒにて示す方向と同じ方向に流れるために、電極間に発生したアークに対して大きな磁気駆動力が作用する。この磁気駆動力によりアークは主電極４０の表面上をすみやかに移動して、拡散される。このために、主電極４０の局部的な加熱は防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例６の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００３６】
なお、上記実施例６は環状の導体４１にスリット４１ａを形成したもので示したが、図１１に示すように環状の導体４２をスリット４２ａにより分割、例えば３分割した構成のものを用いても上記実施例６と同じ効果を奏する。
また、上記実施例６おいては、高抵抗部をスリットにより構成したが、導体４１、４２より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４１、４２に埋設して、上記高抵抗部を構成することもできる。
【００３７】
実施例７
以下、本発明の真空バルブの実施例７を図を参照して説明する。
図１２は実施例７の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１２の（ａ）はその電極部の平面図、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の電極部におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線による断面図である。図１２において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示されているように、実施例７の主電極４３はその円周部に突出部４３ａが形成されている。この主電極４３の背面には、導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体３３が設けられている。この導体３３はコイル電極３１の接続部３１ｄが電気的に接触するように配設されている。
【００３８】
主電極４３の突出部４３ａには、第１の切欠部４３ｂと第２の切欠部４３ｃが形成されている。第１の切欠部４３ｂは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図１２の（ａ）において、クロスハッチングにて示す。）と対応する主電極４３の突出部４３ａの部分を曲面により切り取った形状により構成されている。第２の切欠部４３ｃは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃのほぼ中間に形成されており、円弧状の突出部４３ａを横切るように形成されている。この突出部４３ａにおいて、その垂直な縁部の他方の電極部と対向する部分は、曲面に形成されている。
【００３９】
上記のように構成された実施例７の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは主電極４３の円周部分の突出部４３ａに発生する。例えば、図１２の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に流れる。このようにアーク発生時の電流は、各電極部における主電極４３及び導体３３をほぼ同じ方向へ流れるために、アークに対する大きな駆気駆動力が働き、アークは停滞せず移動し、拡散される。従って、遮断時において主電極４３の表面は局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例７の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４０】
実施例８
以下、本発明の真空バルブの実施例８を図を参照して説明する。
図１３は実施例８の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１３の（ａ）はその電極部の平面図、図１３の（ｂ）は図１３の（ａ）の電極部におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線による断面図である。図１３において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００４１】
図１３の（ａ）及び図１３の（ｂ）に示されているように、実施例８の主電極４４は円環状に形成されいる。この主電極４４の背面には導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体４５が設けられており、この導体４５には高抵抗部である半円形の凹部４５ａが形成されている。この凹部４５ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４５との接触面Ｃと反対の面、すなわち、導体４５の主電極４４に対向する面において接触面Ｃに対応する面を含むように形成されている。なお、上記高抵抗部である凹部４５ａは、導電材より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４５に埋設して、機械的剛性を高めた構成とすることもできる。
【００４２】
上記のように構成された実施例８の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは円環状の主電極４４の表面に発生する。例えば、主電極４４の表面における接触面Ｃに対応する位置にアークが発生した場合、各電極部における発弧直後の電流は、高抵抗部である凹部４５ａを迂回してほぼ同一の水平方向へ流れるために、アークに対して磁気駆動力が作用する。このように、実施例８においてコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃの近傍に高抵抗部が形成されているために、アークが主電極４４におけるいづれの部位に発生しても、アーク発生時の電流は発弧位置近傍の主電極４４及び導体３３において水平方向に流れるために、電極間のアークには磁気駆動力が作用する。このために、アークは主電極４４の表面をすみやかに移動して、拡散される。従って、遮断時において、主電極４４は局部的な加熱が防止されるとともに、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例８の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４３】
実施例９
以下、本発明の真空バルブの実施例９を図を参照して説明する。
図１４は実施例９の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１４の（ａ）はその電極部の平面図、図１４の（ｂ）は図１４の（ａ）の電極部におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線による断面図、図１５は実施例９における円板状の導体４７の平面断面図である。各図において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）に示されているように、実施例９の主電極４６は円環状に形成されいる。この主電極４６の背面には導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体４７が設けられており、この導体４７には高抵抗部であるスリット４７ａが形成されている。このスリット４７ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４７との接触面Ｃの近傍の円周部より中心に向かって半径方向に延設されている。
【００４４】
なお、一対の対向する電極部において、導体４７に形成されたスリット４７ａと接触面Ｃは対向する位置となるように配設されている。換言すると、対向する電極部において、スリット４７ａは接触面Ｃに対する位置関係が、電極部間に水平に配設した鏡に写る位置と同一の位置関係である。
なお、上記実施例９においては、高抵抗部をスリット４７ａにより構成したが、導体４７より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４７に埋設して上記高抵抗部を構成することもできる。
【００４５】
上記のように構成された実施例９の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは円環状の主電極４６に発生する。例えば、図１４の（ａ）に点Ｑにて示すように、２つの接触面Ｃの中間の位置にアークが発生した場合、そのときの電流は主電極４６を矢印Ｔの方向に流れ、接続部３１ｄを経てコイル電極３１を矢印Ｕの方向へ流れる。この場合、矢印Ｔの逆方向への電流はスリット４７ａが導体４７に形成されているために流れ難く構成されている。
また、他方の電極部においても、アーク発生時の電流が同じように矢印Ｔにより示す方向に流れるために、電極間に発生したアークに対して大きな磁気駆動力が働く。このために、アークは主電極４６の表面上をすばやく移動して拡散され、主電極４６の表面の局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇は抑制される。従って、実施例９の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、主電極に電気的に高抵抗を有する高抵抗部を形成して、発弧直後のアークに対して磁気駆動力が働くように構成し、アークを発弧位置に停滞させずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散するために、主電極は局部的な加熱による破損から防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【００４７】
また、本発明によれば、主電極の背面に配設された環状の導体に高抵抗部を形成して、発弧直後のアークに磁気駆動力が働くように構成しているために、アークは発弧位置に停滞せずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散され、主電極の局部的な加熱による破損が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【００４８】
さらに、本発明によれば、主電極に円環状に突出した部位を設けて、アークの発生する部位をその部分に限定させることにより、発弧直後のアークに磁気駆動力が働き、アークが発弧位置に停滞せずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散される。このために、主電極は局部的な加熱による破損から防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の一部を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の平面図と側面断面図である。
【図３】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の側面図である。
【図４】本発明の真空バルブの実施例２の電極部の平面図と側面断面図である。
【図５】本発明の真空バルブの実施例２の電極部の側面図である。
【図６】本発明の真空バルブの実施例３の電極部の平面図と側面断面図である。
【図７】本発明の真空バルブの実施例３の電極部の側面図である。
【図８】本発明の真空バルブの実施例４の電極部の平面図と側面断面図である。
【図９】本発明の真空バルブの実施例５の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１０】本発明の真空バルブの実施例６の電極部の側面断面図と平面断面図である。
【図１１】本発明の真空バルブの実施例６の電極部における環状導体の別の実施例を示す平面断面図である。
【図１２】本発明の真空バルブの実施例７の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１３】本発明の真空バルブの実施例８の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１４】本発明の真空バルブの実施例９の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１５】本発明の真空バルブの実施例９の電極部の円板状導体を示す平面断面図である。
【図１６】従来の真空バルブを示す側面断面図である。
【符号の説明】
３０電極棒、３１コイル電極、３３導体、３４主電極、３４ａ凹部。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a vacuum valve used for a vacuum circuit breaker and the like, and more particularly to a vacuum valve having an electrode structure for generating a vertical magnetic field parallel to an arc.
[0002]
[Prior art]
FIG. 16 is a side sectional view showing the structure of a conventional vacuum valve. In FIG. 16, a vacuum container 1 is configured by closing both ends of an insulating container 2 made of an insulating material such as glass or ceramic with metal end plates 3 and 4. In the vacuum vessel 1, a fixed electrode portion 20 connected to the fixed electrode bar 10 and a movable electrode portion 21 connected to the movable electrode bar 11 are arranged to face each other. The movable electrode unit 21 is configured to move toward and away from the fixed electrode unit 20 by an operation mechanism (not shown) mechanically connected to the movable electrode rod 11. A bellows 9 is provided between the end plate 4 and the movable electrode rod 11 to maintain airtightness in the vacuum vessel 1 and to move the movable electrode rod 11 in the axial direction (vertical direction in FIG. 16). I have to. Further, a shield 17 and a bellows cover 16 surrounding the bellows 9 are arranged in the vacuum vessel 1 so as to surround the fixed electrode section 20 and the movable electrode section 21, so that metal vapor generated between the electrodes can be prevented from adhering. It is preventing.
[0003]
In the conventional vacuum valve configured as described above, when a shutoff command is input, the movable electrode section 21 is separated from the fixed electrode section 20, and an arc is generated between the fixed electrode section 20 and the movable electrode section 21. appear. The current at the time of arc generation flows in an arc shape in the fixed electrode section 20 and the movable electrode section 21 to generate a vertical magnetic field parallel to the arc (a vertical magnetic field in FIG. 16). This vertical magnetic field acts on the arc generated between the main electrodes of the fixed electrode section 20 and the movable electrode section 21, and the arc is diffused to the main electrode surface and is stably maintained. Due to this diffusion of the arc, the arc voltage at the time of interruption is reduced, the temperature rise at each main electrode is suppressed, and the arc is quickly extinguished at the current zero point to interrupt the current.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional vacuum valve is configured so that the arc generated on the main electrode surface is diffused on the main electrode surface as described above and is stably maintained. A magnetic driving force is exerted on the arc in the state by the current flowing through the main electrode or the like, and the arc in the concentrated state is driven on the surface of the main electrode without stagnation, so that the arc is quickly diffused. However, even if an arc is generated at any part of the main electrode surface, a uniform magnetic driving force does not act on the arc, and depending on a specific part of the main electrode, only a weak magnetic driving force acts on the arc, and the arc is generated. In some cases, the main electrode is locally heated to damage the main electrode without staying in the arc position and shifting to the diffusion state, or the breaking performance may be reduced due to an excessive rise in temperature of the electrode portion.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is configured so that an arc generated between electrodes is not stagnated at an arcing position, but is quickly diffused on a main electrode surface. Another object of the present invention is to provide a highly reliable vacuum valve capable of preventing local heating of an electrode portion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vacuum valve of the present invention is a vacuum valve having a pair of electrode parts which are arranged to face each other in a vacuum vessel and are provided so as to be able to contact and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. ,
A main electrode which is electrically connected to the connection portion of the coil electrode and has a high resistance portion is provided.
[0007]
Further, the vacuum valve of the present invention is a vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to contact and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. ,
A conductor that is electrically connected to a connection portion of the coil electrode and has a high resistance portion;
A main electrode provided on a surface of the conductor facing the other electrode portion.
[0008]
Further, the vacuum valve of the present invention is a vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to contact and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. ,
A conductor electrically connected to the connection portion of the coil electrode,
A main electrode is provided on a surface of the conductor facing the other electrode portion, and has a portion substantially on the same circumference protruding toward the other electrode portion.
[0009]
[Action]
In the vacuum valve of the present invention, a high resistance portion is provided on at least one of the main electrodes of the electrode portion, and the current of each electrode portion flowing at the time of arc generation avoids the high resistance portion of the main electrode and connects the coil electrodes. Flows to the department. For this reason, the arc generated between the electrodes does not stay at the firing position, and as a result, is spread on the main electrode surface.
[0010]
In the vacuum valve of the present invention, the conductor disposed on the back surface of the main electrode of at least one of the electrode portions is provided with a high-resistance portion, and the current of each electrode portion flowing at the time of arc generation is equal to the high current provided on the conductor. It flows to the connection part of the coil electrode, avoiding the resistance part. For this reason, the arc generated between the electrodes does not stay at the firing position, and as a result, is spread on the main electrode surface.
[0011]
In the vacuum valve of the present invention, at least the main electrode of one of the electrode portions is provided with a protruding portion which is a portion protruding on the same circumference in the direction of the other electrode portion, and a high resistance portion is formed on the main electrode or the conductor. As a result, an arc is generated on the surface facing the protruding portion, and the current at the time of the generation of the arc flows through the protruding portion of the main electrode, passes through the connection portion of the coil electrode, and flows to the coil portion. For this reason, the arc generated between the electrodes does not stay at the firing position, but is diffused on the main electrode surface.
[0012]
【Example】
Example 1
Hereinafter, a first embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a part of an electrode part in the vacuum valve of the first embodiment. The electrode portion of the vacuum valve shown in FIG. 1 shows one of a pair of a fixed electrode portion and a movable electrode portion which are disposed in a vacuum vessel and operated by a manipulation mechanism (not shown). The fixed electrode portion and the movable electrode portion have substantially the same structure, and one of the fixed electrode portion and the movable electrode portion is the one having the same structure as the other, which is vertically inverted and arranged to face each other. As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, each electrode section is configured by an electrode rod 30, a coil electrode 31, a reinforcing section 32, a conductor 33, and a main electrode 34.
[0013]
As shown in FIG. 1, the coil electrode 31 includes a ring-shaped holding portion 31a fitted to the tip portion 30a of the electrode rod 30, and three arm portions 31b extending radially outward from the holding portion 31a. , 31b, 31b and coil portions 31c, 31c, 31c derived from the outer ends of the arms 31b, 31b, 31b and arranged on the same circumference. Further, a connection portion 31d protruding in a direction facing the other electrode portion is provided at an end of each coil portion 31c.
An annular conductor 33 made of a conductive material, for example, a copper plate, is provided at the connection part 31d of the coil electrode 31 so as to be in electrical contact with the conductor. A disk-shaped main electrode 34 is provided on a surface (upper surface in FIG. 1) of the conductor 33 facing the other electrode portion.
[0014]
2A is a plan view of the electrode unit of FIG. 1, and FIG. 2B is a side cross-sectional view of the electrode unit of FIG. 2A along line II-II. As shown in FIG. 2B, the reinforcing portion 32 contacts and supports the back surface of the main electrode 34, and is made of a high-resistance material such as stainless steel.
As shown in FIGS. 2A and 2B, a concave portion 34a, which is a high-resistance portion, is formed on a surface of the main electrode 34 facing the other electrode portion. I have. The concave portion 34a is wider and semicircular than the surface portion of the main electrode 34 corresponding to the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33 (indicated by cross-hatching in FIG. 2A). The portion of the vertical edge portion facing the other electrode portion is formed into a curved surface as shown in FIG. In this way, by making the edge portion a curved surface, the concentration of the electric field in that portion is reduced.
[0015]
The main electrode 34 of the first embodiment is formed of the following various materials according to the capacity of the vacuum valve, the purpose of use, and the like:
(1) As a material having a low surge characteristic, for example, an AgWC-based alloy,
(2) As a material having high welding resistance, for example, a Cu alloy or an Ag alloy containing a low melting point metal such as Bi, Te, and Se, and
(3) As a material having a high withstand voltage characteristic and a large current interruption characteristic, for example, a CuCr-based alloy is used.
In each embodiment of the present invention, the main electrode is formed of the above-mentioned various materials according to the purpose.
[0016]
Next, the flow of current when an arc is generated in the electrode portion of the vacuum valve according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view showing a state where the fixed electrode unit 20 and the movable electrode unit 21 are separated from each other and an arc is generated.
The arc P generated at the time of separation is generated in a portion other than the high resistance portion 34a on the surface facing the main electrode 34. In FIG. 2A, when an arc is generated at a position indicated by a point Q, the current flows in an arc shape in the directions indicated by arrows R and S, for example. In FIG. 3, the current when the arc P is generated is, for example, an arrow I ₁ As shown by the arrow, the current flows from the connection portion 31d of the coil electrode 31 of the fixed electrode portion 20 to the arc P, and the arrow I ₂ As shown in (1), the current flows from the arc P to the connection portion 31d of the coil electrode 31 of the movable electrode portion 21. For this reason, the magnetic driving force F acts on the arc P, and the arc P moves on the surface of the main electrode 34 without stagnating at the firing position, and is diffused on the surface of the main electrode 34.
[0017]
As described above, the vacuum valve according to the first embodiment is configured such that the high resistance portion is provided in the vicinity of the contact surface C where only a weak magnetic driving force is generated in the main electrode so that an arc is not generated in this portion. In addition, the main electrode 34 in the first embodiment is prevented from being damaged by local heating at the time of interruption, and an excessive rise in temperature in the electrode portion is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the first embodiment can cut off a large current, and is an apparatus having excellent cutoff performance.
In the first embodiment, the coil part 31c is shown as being divided into three parts. However, the same effect can be obtained by applying the present invention to a coil part having another shape and divided into a plurality of parts.
[0018]
Example 2
Hereinafter, a second embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
4A and 4B show a part of an electrode portion in the vacuum valve according to the second embodiment. FIG. 4A is a plan view of the electrode portion, and FIG. 4B is a plan view of the electrode portion. It is sectional drawing by the IV-IV line in an electrode part. In FIG. 4, the structure of the portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
[0019]
As shown in FIGS. 4A and 4B, a concave portion 35a constituting a high-resistance portion is formed on a surface of the main electrode 35 of the second embodiment facing the other electrode portion. ing. As shown in FIG. 4A, the concave portion 35a is formed substantially at the center of the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33, and has an oval shape so as to cross the annular conductor 33. Is formed. That is, the concave portion 35a is formed on a bisector of a central angle between two connection portions 31d among the three connection portions 31d provided on the same arc. Therefore, the number of the concave portions 35a is determined by the number of contact surfaces C between the coil electrode 31 and the conductor 33. In this embodiment, since there are three contact surfaces C between the coil electrode 31 and the conductor 33, the concave portion 35a is It is formed at three places on the facing surface of the main electrode 35.
[0020]
Next, the flow of current when an arc is generated in the electrode portion of the vacuum valve of Embodiment 2 configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a side view showing a state where the fixed electrode unit 20 and the movable electrode unit 21 are separated from each other and an arc P is generated.
The arc P generated when each electrode section is separated is generated in a portion of the surface facing the main electrode 35 other than the concave portion 35a which is a high resistance portion. In FIG. 4A, when an arc is generated at the position indicated by the point Q, the current flows in an arc shape in the directions indicated by the arrows R and S, for example.
[0021]
As shown in FIG. 5, the current when the arc P is generated flows, for example, from the fixed electrode unit 20 to the movable electrode unit 21 through a path shown by arrows IL and IR in FIG. At this time, a first magnetic driving force FL acts on the arc P by a current flowing through the main electrode 35 through the current path IL, and a second magnetic driving force FL acts on the arc P by a current flowing through the main electrode 35 through the current path IR. The magnetic driving force FR works. In this case, since the first magnetic driving force FL is larger than the second magnetic driving force FR, a force in the direction of the first magnetic driving force FL acts on the arc P, and the arc P stays at the firing position. Instead, it diffuses quickly on the surface of the main electrode 35. If the concave portion 35a, which is a high-resistance portion, is not formed at the above-described position in the main electrode, and an arc is generated at a position equidistant from both connection portions, the current at the time of arc generation at this time is reduced to both connection portions. Therefore, the magnetic driving force of the same magnitude is offset in the opposite direction, and the magnetic driving force does not act on the arc in some cases. In the second embodiment, since the high-resistance portion is formed so as not to generate an arc at such a position, a magnetic driving force reliably acts on the generated arc.
As described above, in the vacuum valve according to the second embodiment, the concave portion 35a, which is a high-resistance portion, is formed at a position substantially intermediate between the two contact surfaces C on the surface of the main electrode 35 and where only a weak magnetic driving force is generated. Since an arc is not generated in this portion, local heating of the main electrode 35 during interruption is prevented, and an excessive rise in the temperature of the electrode portion is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the second embodiment can cut off a large current, and is a device having excellent cutoff performance.
[0022]
The concave portion 34a of the main electrode 34 shown in the first embodiment is formed in the main electrode 35 of the second embodiment to further limit the arc firing position, so that a large magnetic driving force can be reliably applied to the arc. Thus, a vacuum valve having further excellent shut-off performance can be obtained.
In the above-described first and second embodiments, the description has been made with the apparatus having the configuration in which the annular conductor is arranged on the back of the main electrode. However, the apparatus in which the coil electrode is directly arranged on the back of the main electrode without using the annular conductor. Even in this case, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
[0023]
Example 3
Hereinafter, a third embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows a part of an electrode part in the vacuum valve of the third embodiment. FIG. 6 (a) is a plan view of the electrode part, and FIG. 6 (b) is a part of FIG. It is sectional drawing by the VI-VI line in an electrode part. In FIG. 6, the structure of the portion corresponding to the first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
[0024]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the surface of the main electrode 36 of the third embodiment opposite to the surface facing the other electrode portion, that is, the back surface has a high resistance portion. Is formed. The concave portion 36a is formed in half so as to avoid a portion on the back surface of the main electrode 36 corresponding to the contact surface C (shown by cross-hatching in FIG. 6A) between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33. It is formed by being pierced in a circular shape. The high-resistance portion according to the third embodiment may be configured by burying a material having higher electric resistance than the main electrode 36, for example, a material such as stainless steel at a predetermined position on the back surface of the main electrode 36.
[0025]
Next, the flow of current immediately after arc generation in the electrode portion of the vacuum valve according to the third embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a side view showing a state in which the fixed electrode portion 20 and the movable electrode portion 21 are separated from each other and an arc P is generated near the concave portion 36a.
As shown in FIG. 7, since the concave portion 36a, which is a high-resistance portion, is formed near the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33, the current I flowing through the arc P ₁ Flows from the connecting portion 31d to the arc P through the conductor 33 and the main electrode 36. The current I ₂ Flows from the arc P to the connecting portion 31d through the main electrode 36 and the conductor 33. As described above, since the current at the time of arc generation flows around the concave portion 36a in the main electrode 36 of each electrode portion, the magnetic driving force F acts on the arc P, and the arc P stays at the arcing position. Instead, they move on the surface of the main electrode 36 and are diffused on the surface of the main electrode 36.
[0026]
As described above, in the vacuum valve of the third embodiment, since the concave portion 36a that is a high-resistance portion is formed near the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33, the contact surface C However, even if an arc is generated on the surface of the main electrode 36 corresponding to the above, the current due to this arc does not flow linearly to the contact portion 31d but flows around the high resistance portion. Due to this current, a magnetic driving force acts on the arc. Therefore, the arc does not stay at the firing position, the main electrode 36 is prevented from being damaged by local heating, and an excessive rise in the temperature of the electrode portion is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the third embodiment can cut off a large current, and is a device having excellent cutoff performance.
[0027]
Example 4
Hereinafter, a fourth embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 shows a part of an electrode portion in the vacuum valve of the fourth embodiment. FIG. 8 (a) is a plan view of the electrode portion, and FIG. 8 (b) is a diagram of FIG. 8 (a). It is sectional drawing by the VIII-VIII line in an electrode part. In the figure, the structure of the portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment applies mutatis mutandis.
[0028]
As shown in FIGS. 8A and 8B, the surface of the main electrode 37 of the fourth embodiment opposite to the surface facing the other electrode portion, that is, the back surface has a high resistance portion. Is formed. The recess 37 a is formed in the middle between the two contact surfaces C, and has an oval shape so as to cross the annular conductor 33. As shown in FIG. 8A, the oval concave portion 37a has a center line in the longitudinal direction whose center in the center between two connecting portions 31d among the three connecting portions 31d provided on the same arc. It is provided so as to indicate the center which is parallel and eccentric to the bisector of the angle. The number of the concave portions 37 a is determined by the number of the connection portions 31 d of the coil electrode 31. In this embodiment, since there are three connection portions 31 d, the concave portions 37 a are formed at three places in the main electrode 37.
The high-resistance portion according to the fourth embodiment may be configured by embedding a material having higher electric resistance than the main electrode 37, for example, a material such as stainless steel at a predetermined position on the back surface of the main electrode 37.
[0029]
The flow of current when an arc is generated in the electrode portion of the vacuum valve according to the fourth embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 8A, when an arc is generated at the position indicated by the point Q, the current flows in an arc shape in the directions indicated by the arrows R and S, for example. If two connections 31 d , 31 d When an arc is generated on the surface of the main electrode 37 corresponding to substantially the intermediate position Q1, that is, the position where the concave portion 37a is formed, the current flowing by this arc bypasses the concave portion 37a and is connected to the two connecting portions 31. d , 31 d It flows in an arc shape. In this case, the shape of the concave portion 37a is d , 31 d Are formed at positions deviated from the intermediate positions of the current paths, the portions flowing through the conductors in the respective current paths do not have substantially the same length, and magnetic driving forces of different magnitudes depend on the current flowing in the respective current paths. Occurs. For this reason, the arc does not stay at the firing position, but is diffused on the surface of the main electrode 37, thereby preventing damage to the main electrode 37 due to local heating, and suppressing an excessive rise in temperature in the electrode portion. .
[0030]
Example 5
Hereinafter, a fifth embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
9A and 9B show a part of an electrode part in the vacuum valve of the fifth embodiment. FIG. 9A is a plan view of the electrode part, and FIG. 9B is a plan view of the electrode part. It is sectional drawing by the IX-IX line in an electrode part. In FIG. 9, the structure of the portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
[0031]
As shown in FIGS. 9A and 9B, the main electrode 38 of the fifth embodiment is formed in a disk shape, and a conductive material, for example, A concave portion 39a, which is a high-resistance portion, is formed in the conductor 39 formed in an annular shape by a copper plate. The concave portion 39a is formed in a semicircular shape so as to avoid a portion corresponding to the contact surface C between the connecting portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 39.
The high-resistance portion of the fifth embodiment may be formed by embedding a material having higher electric resistance than the conductive material, for example, a material such as stainless steel, at a predetermined position on the back surface of the main electrode 37.
[0032]
In the electrode portion of the vacuum valve of the fifth embodiment configured as described above, when the fixed electrode portion and the movable electrode portion are separated from each other and an arc is generated at a position corresponding to the contact surface C on the surface of the main electrode 38, a high resistance is generated. Since the concave portion 39a is formed near the contact surface C of the conductor 39, the current flowing through the arc bypasses the concave portion 39a and flows through the main electrode 38 and the conductor 39. As described above, the current at the time of arc generation flows in the main electrode 38 and the conductor 39 near the arcing position in the horizontal direction, so that the magnetic driving force acts on the arc, and the arc does not stagnate at the arcing position. It moves and is diffused on the surface of the main electrode 38. Therefore, in the vacuum valve of the fifth embodiment, breakage of the main electrode 38 due to local heating is prevented, and an excessive rise in temperature at the electrode portion is suppressed.
[0033]
Example 6
Hereinafter, a vacuum valve according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
10A and 10B show a part of an electrode portion in the vacuum valve of the sixth embodiment. FIG. 10A is a side sectional view of the electrode portion, and FIG. 10B is FIG. It is sectional drawing by XX in the electrode part of FIG. In FIG. 10, the structure of the portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
[0034]
As shown in FIG. 10A and FIG. 10B, the main electrode 40 of the sixth embodiment is formed in a disk shape, and a conductive material, For example, a slit 41a, which is a high resistance portion, is formed in the conductor 41 formed in an annular shape by a copper plate. The slit 41a is formed near the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 41, and is formed along a radial line toward the center.
In the pair of opposing electrode portions, the slit 41a formed in the conductor 41 and the contact surface C are disposed so as to be at opposing positions. In other words, the positional relationship of the slit 41a with respect to the contact surface C in the opposing electrode portion is the same as the position shown in a mirror horizontally arranged between the electrode portions.
[0035]
Next, the flow of current when an arc is generated in the electrode portion of the vacuum valve of Embodiment 6 configured as described above will be described.
In the cross-sectional plan view of FIG. 10B, when an arc at the time of interruption occurs at an intermediate position between the two contact surfaces C indicated by the point Q, the current at that time changes the annular conductor 41 to a solid arrow R. It flows in the direction shown by the arrow, and is configured to be difficult to flow in the opposite direction due to the formation of the slit 41a. Also, in the other opposing electrode portion, the current at the time of arc generation flows in the same direction as the direction indicated by the arrow R, so that a large magnetic driving force acts on the arc generated between the electrodes. This magnetic driving force causes the arc to move quickly on the surface of the main electrode 40 and be diffused. For this reason, local heating of the main electrode 40 is prevented, and excessive temperature rise in the electrode portion is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the sixth embodiment can cut off a large current, and is an apparatus having excellent cutoff performance.
[0036]
In the above-described sixth embodiment, the slit 41a is formed in the annular conductor 41. However, as shown in FIG. 11, the annular conductor 42 may be divided by the slit 42a, for example, may be divided into three. The same effects as in the sixth embodiment can be obtained.
In the sixth embodiment, the high-resistance portion is formed by the slit. However, a material having a higher electrical resistance than the conductors 41 and 42, for example, a material such as stainless steel is embedded in the conductors 41 and 42 to form the high-resistance portion. A part can also be constituted.
[0037]
Example 7
Hereinafter, a seventh embodiment of the vacuum valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 12 shows a part of an electrode part in the vacuum valve of the seventh embodiment. FIG. 12 (a) is a plan view of the electrode part, and FIG. 12 (b) is a part of FIG. It is sectional drawing by the XII-XII line in an electrode part. In FIG. 12, the structure of the portion corresponding to the first embodiment is made of the same material as the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
As shown in FIGS. 12A and 12B, the main electrode 43 of the seventh embodiment has a protruding portion 43a formed on the circumference thereof. On the back surface of the main electrode 43, a conductor 33 formed in a disc shape with a conductive material, for example, a copper plate is provided. The conductor 33 is provided so that the connection portion 31d of the coil electrode 31 is in electrical contact.
[0038]
A first cutout 43b and a second cutout 43c are formed in the protrusion 43a of the main electrode 43. The first notch 43b is formed in a protruding portion 43a of the main electrode 43 corresponding to a contact surface C (shown by cross-hatching in FIG. 12A) between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33. It is constituted by a shape obtained by cutting a part by a curved surface. The second notch 43c is formed substantially at the center of the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 33, and is formed so as to cross the arc-shaped protrusion 43a. In the protruding portion 43a, a portion of the vertical edge portion facing the other electrode portion is formed into a curved surface.
[0039]
In the electrode portion of the vacuum valve according to the seventh embodiment configured as described above, the arc at the time of interruption is generated at the projecting portion 43 a of the circumferential portion of the main electrode 43. For example, in FIG. 12A, when an arc is generated at the position indicated by the point Q, the current flows in the directions indicated by the arrows R and S. As described above, since the current at the time of arc generation flows in the main electrode 43 and the conductor 33 in each electrode portion in substantially the same direction, a large aeruginating driving force acts on the arc, and the arc moves without stagnation and is diffused. . Therefore, at the time of cutoff, local heating of the surface of the main electrode 43 is prevented, and an excessive rise in temperature of the electrode portion is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the seventh embodiment can cut off a large current, and is a device having excellent cutoff performance.
[0040]
Example 8
Hereinafter, a vacuum valve according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 shows a part of an electrode part in the vacuum valve of the eighth embodiment. FIG. 13 (a) is a plan view of the electrode part, and FIG. 13 (b) is a part of FIG. 13 (a). It is sectional drawing by the XIII-XIII line in an electrode part. In FIG. 13, the structure of a portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as that of the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
[0041]
As shown in FIGS. 13A and 13B, the main electrode 44 of the eighth embodiment is formed in an annular shape. On the back surface of the main electrode 44, a conductor 45 formed in a disc shape by a conductive material, for example, a copper plate is provided, and the conductor 45 has a semicircular concave portion 45a as a high resistance portion. The recess 45 a is formed so as to include a surface opposite to the contact surface C between the connection portion 31 d of the coil electrode 31 and the conductor 45, that is, a surface corresponding to the contact surface C in the surface of the conductor 45 facing the main electrode 44. Have been. The concave portion 45a as the high-resistance portion may have a structure in which a material having higher electric resistance than the conductive material, for example, a material such as stainless steel is embedded in the conductor 45 to increase the mechanical rigidity.
[0042]
In the electrode portion of the vacuum valve according to the eighth embodiment configured as described above, an arc at the time of interruption is generated on the surface of the annular main electrode 44. For example, when an arc is generated at a position corresponding to the contact surface C on the surface of the main electrode 44, the current immediately after the arc is generated in each of the electrode portions bypasses the concave portion 45a, which is a high-resistance portion, in substantially the same horizontal direction. Due to the flow, a magnetic driving force acts on the arc. As described above, since the high resistance portion is formed in the vicinity of the contact surface C between the coil electrode 31 and the conductor 33 in the eighth embodiment, even if an arc is generated at any part of the main electrode 44, the arc is not generated. Since the current at the time flows horizontally in the main electrode 44 and the conductor 33 near the firing position, a magnetic driving force acts on the arc between the electrodes. For this reason, the arc moves quickly on the surface of the main electrode 44 and is diffused. Therefore, at the time of cutoff, local heating of the main electrode 44 is prevented, and excessive temperature rise in the electrode section is suppressed. Therefore, the vacuum valve according to the eighth embodiment can cut off a large current, and is a device having excellent cutoff performance.
[0043]
Example 9
Embodiment 9 Hereinafter, a vacuum valve according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 shows a part of an electrode portion in the vacuum valve of the ninth embodiment. FIG. 14 (a) is a plan view of the electrode portion, and FIG. 14 (b) is a view of FIG. 14 (a). FIG. 15 is a plan sectional view of a disc-shaped conductor 47 in the ninth embodiment, taken along the line XIV-XIV in the electrode portion. In each figure, the structure of the portion corresponding to the above-described first embodiment is made of the same material as that of the vacuum valve of FIGS. 1 and 2 and has the same functions and effects. The description in the first embodiment is applied mutatis mutandis.
As shown in FIGS. 14A and 14B, the main electrode 46 of the ninth embodiment is formed in an annular shape. On the back surface of the main electrode 46, a conductor 47 formed of a conductive material such as a copper plate in a disk shape is provided, and the conductor 47 is formed with a slit 47a as a high resistance portion. The slit 47a extends radially from the circumference near the contact surface C between the connection portion 31d of the coil electrode 31 and the conductor 47 toward the center.
[0044]
In the pair of opposing electrode portions, the slit 47a formed in the conductor 47 and the contact surface C are disposed so as to face each other. In other words, in the opposing electrode portions, the positional relationship of the slit 47a with respect to the contact surface C is the same as the position shown in the mirror disposed horizontally between the electrode portions.
In the ninth embodiment, the high-resistance portion is constituted by the slit 47a. However, a material having higher electric resistance than the conductor 47, for example, a material such as stainless steel is embedded in the conductor 47 to constitute the high-resistance portion. Can also.
[0045]
In the electrode portion of the vacuum valve according to the ninth embodiment configured as described above, the arc at the time of interruption is generated in the annular main electrode 46. For example, as shown by a point Q in FIG. 14A, when an arc is generated at an intermediate position between two contact surfaces C, the current at that time flows through the main electrode 46 in the direction of arrow T, and It flows through the coil electrode 31 in the direction of the arrow U via the portion 31d. In this case, the current in the direction opposite to the arrow T is hard to flow because the slit 47 a is formed in the conductor 47.
Also, in the other electrode portion, a large magnetic driving force acts on the arc generated between the electrodes because the current at the time of arc generation flows in the direction indicated by the arrow T in the same manner. For this reason, the arc moves quickly on the surface of the main electrode 46 and is diffused, thereby preventing local heating of the surface of the main electrode 46 and suppressing an excessive rise in temperature of the electrode portion. Therefore, the vacuum valve according to the ninth embodiment can cut off a large current, and is an apparatus having excellent cutoff performance.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high resistance portion having an electrically high resistance is formed on the main electrode so that the magnetic driving force acts on the arc immediately after the arc is generated, and the arc is stagnated at the firing position. The main electrode is quickly moved on the main electrode surface and diffused, preventing the main electrode from being damaged by local heating and suppressing the excessive rise in temperature of the electrode part. It has the effect of obtaining a vacuum valve.
[0047]
Further, according to the present invention, the high resistance portion is formed on the annular conductor disposed on the back surface of the main electrode, and the magnetic driving force acts on the arc immediately after the arc is formed. Moves quickly on the main electrode surface without stagnation at the firing position, is diffused, prevents damage due to local heating of the main electrode, and suppresses an excessive rise in temperature of the electrode portion, This is effective in obtaining a vacuum valve having excellent shutoff performance.
[0048]
Further, according to the present invention, by providing an annularly projecting portion on the main electrode and limiting the portion where the arc is generated to that portion, the magnetic driving force acts on the arc immediately after the arc is generated, and the arc is generated. It moves quickly on the main electrode surface without stagnation at the arc position and is diffused. For this reason, the main electrode is prevented from being damaged by local heating, and an excessive rise in temperature of the electrode portion is suppressed, so that there is an effect of obtaining a vacuum valve having excellent shutoff performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a part of an electrode part of a vacuum valve according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a side cross-sectional view of an electrode portion of a vacuum valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of an electrode portion of the vacuum valve according to the first embodiment of the present invention.
4A and 4B are a plan view and a side cross-sectional view of an electrode unit of a vacuum valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view of an electrode section of a vacuum valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view and a side cross-sectional view of an electrode unit of a vacuum valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of an electrode part of a vacuum valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view and a side cross-sectional view of an electrode portion of a vacuum valve according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view and a side cross-sectional view of an electrode portion of a vacuum valve according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side sectional view and a plan sectional view of an electrode part of a vacuum valve according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional plan view showing another embodiment of the annular conductor in the electrode portion of Embodiment 6 of the vacuum valve of the present invention.
FIG. 12 is a plan view and a side cross-sectional view of an electrode part of a vacuum valve according to a seventh embodiment of the present invention.
13A and 13B are a plan view and a side cross-sectional view of an electrode portion of a vacuum valve according to a eighth embodiment of the present invention.
14A and 14B are a plan view and a side cross-sectional view of an electrode part of a vacuum valve according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional plan view showing a disk-shaped conductor of an electrode part of a vacuum valve according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a side sectional view showing a conventional vacuum valve.
[Explanation of symbols]
30 electrode rod, 31 coil electrode, 33 conductor, 34 main electrode, 34a recess.

Claims

A vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to approach and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. When,
A main electrode which is electrically connected to a connection portion of the coil electrode and has a semicircular high resistance portion;
With
The high resistance portion of the main electrode is in the range including the entire contact surface C of the coil electrode with the connection portion as viewed from the other opposing electrode side, in the vicinity of the contact surface C of the coil electrode connection portion and on the other side. A vacuum valve formed on a facing surface facing an electrode portion.

A vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to approach and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. When,
A main electrode electrically connected to a connection portion of the coil electrode, the main electrode having an elliptical high resistance portion;
With
The high-resistance portion of the main electrode is formed near the outer peripheral portion of the main electrode, and the high-resistance portion is located at a position having substantially the same distance from the connection portion of the coil electrode and on a facing surface facing the other electrode portion. A vacuum valve characterized by being formed.

A vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to approach and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. When,
A conductor electrically connected to the connection portion of the coil electrode,
A main electrode having a semicircular high-resistance portion disposed on a surface of the conductor facing the other electrode;
With
The high resistance portion of the main electrode is in the range including the entire contact surface C of the coil electrode with the connection portion as viewed from the other opposing electrode side, in the vicinity of the contact surface C of the coil electrode connection portion and on the other side. A vacuum valve, wherein a surface facing an electrode portion is formed on a back surface thereof.

A vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to approach and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. When,
A conductor electrically connected to the connection portion of the coil electrode,
A main electrode disposed on the surface of the conductor facing the other electrode and having an elliptical high resistance portion;
With
The high-resistance portion of the main electrode has a back surface with a surface near the outer peripheral portion of the main electrode at a position where the high-resistance portion has substantially the same distance from the connection portion of the coil electrode and facing the other electrode portion as a front surface. A vacuum valve characterized in that it is formed in a vacuum valve.

A vacuum valve having a pair of electrode portions disposed opposite to each other in a vacuum vessel and provided so as to be able to approach and separate from each other by an electrode rod,
At least one electrode portion of the pair of electrode portions,
A coil electrode having a holding portion connected to the electrode bar, an arc-shaped coil portion electrically connected to the holding portion, and a connection portion projecting from the coil portion in the direction of the other electrode portion. When,
A conductor having a semicircular high-resistance portion electrically connected to the connection portion of the coil electrode,
A main electrode disposed on a surface of the conductor facing the other electrode,
With
The high-resistance portion of the conductor is located near the contact surface C of the coil electrode connection portion and the other electrode in a range including the entire contact surface C of the coil electrode with the connection portion when viewed from the other electrode side facing the other electrode. A vacuum valve formed on a surface facing the portion.