JP4422554B2

JP4422554B2 - 真空遮断器

Info

Publication number: JP4422554B2
Application number: JP2004169960A
Authority: JP
Inventors: 真一三木; 健太郎小倉; 健一小山; 俊則木村; 則雄菅; 貴和原田; 聡越智; 友和吉田; 洋十鳥; 武文伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP2005353310A

Description

この発明は、固定電極と可動電極の接触面を対向させて絶縁筒内に配置され、絶縁筒内部が真空に保持された真空スイッチ管により電気回路を開閉する真空遮断器に関するものである。

真空遮断器に使用される真空スイッチ管は、固定電極と可動電極の接触面が対向して絶縁筒内に配置され、固定電極は、絶縁筒の一端側に固着された固定側端板に貫通状態で装着され、可動電極はベローズを介して絶縁筒の他端側に固着された可動側端板に摺動可能に装着され、内部は真空に保持され、可動電極が往復動作することにより接触面が接離する構成である。このように構成された真空スイッチ管に大電流が流れると固定電極と可動電極の接触面が開く方向に電磁反発力が働き、接触面の接触圧力が低下する。電磁反発力が接触面の接触圧力よりも大きくなると、電極が開いてアークが発生する。アーク発生後電極が溶融した状態で閉極し、溶着部が冷えると電極が溶着する。
真空遮断器では、大電流通電時にも接触面が離反しない接触圧力が安定して与えられるように、可動電極を接離動作するための操作機構と可動電極との間に接圧機構が設けられている。

遮断電流の大きな真空遮断器においては、上記の電磁反発力に抗して必要な接触圧力が与えられるように大きな押圧力の接圧機構が必要であり、接圧機構および操作機構が大きくなる問題がある。この問題を解決する手段として、例えば、特許文献１には、可動電極に接続された主回路端子部分を、主回路端子と平行な位置に導体を配置して、この導体を経由して可動電極に接続し、真空スイッチ管の閉極時に流れる電流により、主回路端子と導体との間に生じる電磁力が可動電極を接離方向に押し付ける押付力となり、この押付力と接圧機構の押圧力との合力が接触圧力として働く構成としたことによって、接圧機構および操作機構の小型化を可能にする構成が示されている。

その構成は、特許文献１の第３図に示されたように、可動電極の端部に真空スイッチ管の接離方向に対して直角方向に所定の長さの導体を取り付け、この導体に対して真空スイッチ管側に間隔Ｄを確保した平行位置に可動側主回路端子を真空スイッチ管とは独立して絶縁支持した状態で配置し、導体の両端位置で、導体の両側部と可動側主回路端子の両側部とを可とう導体で並列接続した構成である。

この構成では、通電電流が導体と可動側主回路端子に分流して導体と可動側主回路端子の間に吸引力が働き、可動側主回路端子が真空スイッチ管とは独立して絶縁支持されているので、導体によって可動電極の接離方向に押付力が与えられ、この押付力と接圧機構の押圧力の合力が接触圧力となり、接圧機構の押圧力は、接触部に必要な接触圧力から上記導体による押付力を差し引いた値に設定してもよくなり、接圧機構および操作機構の小型化を可能にするものである。

また、特許文献１の第５図は、可動側の主回路端子を真空スイッチ管の中心軸に対して直角方向に交叉し、外部回路に接続する側の反対側にも所定の長さを確保した長さとし、可動電極の軸心位置には可動電極を開閉操作する操作棒が挿通する穴を設け、真空スイッチ管とは独立して絶縁支持し、この主回路端子の真空スイッチ管側の間隔Ｄを置いた平行位置に導体を配置し、その導体の一端側を可動電極に接続し、主回路端子と導体は、可動側主回路端子の外部接続部の反対側端部で可とう導体により接続した構成である。

この構成では、主回路端子と導体が平行する部分では回路電流が逆方向に流れ、通電時には主回路端子と導体との間に反発力が働き、主回路端子が真空スイッチ管とは独立して絶縁支持されているので、導体によって可動電極の接離動作方向に押付力が与えられ、この押付力と接圧機構の押圧力との合力が接触圧力となり、接圧機構の押圧力は、接触部に必要な接触圧力から上記導体による押付力を差し引いた値に設定してもよくなり、接圧機構および操作機構の小型化を可能にするものである。

特開昭５７−１３４８２６号公報

従来の特許文献１に示された構成は、真空スイッチ管の可動電極に接続される可動側の主回路端子部には、主回路端子とこれに並列配置した導体と複数の可とう導体が必要であり、大きな構造体になってしまう問題点があった。また、接触部に与えられる押付力は偏心荷重であり、偏心荷重となると、電極の接触面の一部しか接触しないという状態が起こる可能性がある。その際、接触部に電流が集中するため、より大きな電磁反発力が働き、発弧しやすくなることが想定される。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、可動電極に接続される可動側の主回路端子部分の寸法を大きくすることなく、電流による押付力が接圧機構の押圧力に加わる構成として、接圧機構および操作機構の小型化を可能にする真空遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係る真空遮断器は、固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、固定電極および可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、可動電極の接離動作を操作する操作機構と、可動電極と操作機構の間に配置され、可動電極に対して固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、それぞれの対向部分の裏側から可とう導体をコ字状に跨ぐ端子側磁性体を備え、この端子側磁性体の真空スイッチ管側の両最端部は、真空スイッチ管側磁性体に対向するよう配置し、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていること特徴とするものである。
また、この発明に係る真空遮断器は、固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、固定電極および可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、可動電極の接離動作を操作する操作機構と、可動電極と操作機構の間に配置され、可動電極に対して固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、この対向部分の裏側に対向し、可とう導体とは独立して真空スイッチ管に支持された開極補助磁性体を備え、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とするものである。
また、この発明に係る真空遮断器は、固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、固定電極および可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、可動電極の接離動作を操作する操作機構と、可動電極と操作機構の間に配置され、可動電極に対して固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、真空スイッチ管側磁性体は、一端を回動自在に支持した磁性体配置部材と、該磁性体配置部材の他端側に引き外し機構を備えた磁性体配置機構に装着して真空スイッチ管の絶縁筒の可動電極側端部に配置し、磁性体配置部材は、真空遮断器に開極指令信号が入力されたときに引き外し機構を開放し、真空スイッチ管側磁性体が、一端を中心として真空スイッチ管側から可とう導体側へ回動して離れるように構成し、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とするものである。

この発明に係る真空遮断器は、絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、それぞれの対向部分の裏側から上記可とう導体をコ字状に跨ぐ端子側磁性体を備え、この端子側磁性体の真空スイッチ管側の両最端部は、真空スイッチ管側磁性体に対向するよう配置し、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていること特徴とするものなので、可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向するそれぞれの対向部分を流れる電流により、真空スイッチ管側磁性体と端子側磁性体とを通過する磁界が形成され、真空スイッチ管側磁性体と端子側磁性体の間の空間が減少する方向、即ち真空スイッチ管側磁性体４１と端子側磁性体の間に吸引力が働き、可動電極を接離動作方向に押し付ける押付力となり、電極接圧機構及び操作機構をより小型にすることが可能となる。
また、この発明に係る真空遮断器は、上記絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、この対向部分の裏側に対向し、可とう導体とは独立して真空スイッチ管に支持された開極補助磁性体を備え、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とするものなので、真空スイッチ管の閉極状態では、可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分が、真空スイッチ管側磁性体に近い位置にあるので、真空スイッチ管側磁性体との間に吸引力が働き、可動電極の軸方向に押付力として働き、この押付力と接圧機構で与えられた押圧力の合力が接触部に加わり接触圧力が強くなる。そして、真空スイッチ管の開極動作時には、開極するにしたがって可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向する部分が開極補助磁性体に近づくので、可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向する部分と開極補助磁性体との間に働く吸引力が強くなり、逆に真空スイッチ管側磁性体との間の吸引力は弱まり開極動作が円滑になる。
また、この発明に係る真空遮断器は、絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、可動電極と引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、絶縁筒の可動側端板と可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、一対の可とう導体は、真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、真空スイッチ管側磁性体は、一端を回動自在に支持した磁性体配置部材と、該磁性体配置部材の他端側に引き外し機構を備えた磁性体配置機構に装着して真空スイッチ管の絶縁筒の可動電極側端部に配置し、磁性体配置部材は、真空遮断器に開極指令信号が入力されたときに引き外し機構を開放し、真空スイッチ管側磁性体が、一端を中心として真空スイッチ管側から可とう導体側へ回動して離れるように構成し、通電時に一対の可とう導体の各対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が可動電極の中心軸上に位置するように可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とするものなので、真空スイッチ管の閉極状態では、真空スイッチ管側磁性体が真空スイッチ管の可動側端板の近傍にあり、真空スイッチ管に通流する電流により、可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向するそれぞれの対向部分と真空スイッチ管側磁性体との間に吸引力が働き、可動電極の軸方向に接触部の接触圧力を強くする押付力を与える。そして、真空スイッチ管が開極する場合は、開極指令信号により引き外し機構が開放され、磁性体配置部材が可動側主回路端子側に移動し、真空スイッチ管側磁性体と可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向するそれぞれの対向部分との間に吸引力が働かなくなり、開極動作が円滑に行われる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１の真空遮断器の構成図である。図１（ａ）は断面で示した側面図であり、図１（ｂ）は真空スイッチ管の下方を断面で示した正面図である。
実施の形態１は、固定電極１１、可動電極１２、絶縁筒１３、固定側端板１４、可動側端板１５およびベローズ１６とで構成された真空スイッチ管１０の固定電極１１及び可動電極１２の接触部に可動側主回路端子３０の部分に流れる電流による電磁力が可動電極の接離動作方向の押付力となり、この押付力と接圧機構２０の押圧力の合力が接触圧力として働くように構成したものである。（以下、可とう導体部分の電磁力により可動電極を押圧する力を押付力と呼称し、接圧機構２０により押圧する力を押圧力と呼称する。）
図１の真空スイッチ管１０は、固定電極１１の接触部１１ａと可動電極１２の接触部１２ａを対向させて、絶縁筒１３の内部に配置し、固定電極１１は絶縁筒１３の一端側に固着された固定側端板１４に貫通状態で装着し、可動電極１２にベローズ１６を取り付け、ベローズ１６の外周部を絶縁筒１３の他端側に固着された可動側端板１５に固着し、可動側端板１５の部分で可動電極１２を摺動ガイド１７に挿通し、可動電極１２が往復動作するように配置されている。固定電極１１には固定側主回路端子２５が取り付けられている。可動電極１２には接触部１２ｂに適正な接触圧力を与える接圧機構２０を介して可動電極１２を接離動作させる操作機構（図示せず）が接続されている。接圧機構２０は、ケース２３に接圧ばね２２を収容し、可動電極１２を接離動作させる操作棒２１に接圧ばね２２の押圧力が加わり、操作機構が操作棒２１をさらに押圧すると可動電極１２が固定電極１１に接触し、さらに押圧すると接圧ばね２２が圧縮され、そのばね圧力により操作棒２１を介して可動電極１２を押圧し、接触部に接触圧力を加えることができる。

真空スイッチ管１０の可動側端板１５に磁性材料で形成された真空スイッチ管側磁性体４１を支持部材４２により固着している。可動側主回路端子３０は、一端側が可動電極１２の端部から所定の距離離れた位置に配置され、その端部には可動電極１２を押圧する操作棒２１が挿通する挿通穴が設けられ、外部接続される他端は可動電極１２の接離方向に対して直角方向に配置され、使用中に加わる電圧に耐えるように真空スイッチ管１０とは独立して絶縁支持された引出導体３１と、可動電極１２の端部から可動電極１２の中心軸に対して直交する方向に真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分を有し、引出導体３１の側部に折り返すように可動電極１２と引出導体３１とを接続した左右一対の可とう導体３３とで構成されている。可とう導体３３の折り返し部の形状はＵ形、角形、Ｗ形のいずれの形状であってもよい。

真空スイッチ管１０の閉極時に流れる電流は、固定側主回路端子２５から固定電極１１、可動電極１２の接触部を通り、可動電極１２の下端から可動側主回路端子３０の一対の可とう導体３３に分流して引出導体３１に至る経路を流れる。
一対の可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分は、閉極時に一対の可とう導体３３に分流して流れる電流により、各可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分と、可動側端板に固着された真空スイッチ管側磁性体４１との間に吸引力が発生する。この吸引力は可動電極１２の中心軸に対して対称位置に作用するので、各可とう導体３３に働く吸引力の合力の重心は、可動電極１２の中心軸上に位置し、可動電極１２を接離方向に押し付ける押付力となり、この押付力と接圧機構２０による押圧力の合力が接触圧力となる。したがって、接圧機構２０の押圧力は、所要の接触圧力から押付力を差し引いた値でよくなり、接圧機構２０および操作機構の小型化が可能となる。

真空スイッチ管側磁性体４１は、薄板で構成された珪素鋼板、電磁用軟鉄板などの磁性材料が適当である。また、積層する場合は磁性材料は磁束の方向に対して直角方向に積層すると渦電流損が小さくなり、渦電流によって磁束が打ち消されて磁束密度が低下し、吸引力が小さくなることが防止できる。

上記は可動電極１２と、引出導体３１との間を一対の可とう導体３３で接続する構成としたが、可動電極１２と引出導体３１との間を複数の可とう導体で接続する構成としてもよく、この場合は、複数の可とう導体を可動電極の接離方向に直交する方向にスイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分を有し、真空スイッチ管１０の閉極時に各可とう導体に分流して流れる電流により、各可とう導体の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する部分に働く吸引力の合力の重心が可動電極１２の中心軸上に位置するように、可動電極の周囲の径方向に分散配置することで、可動電極１２の接離方向に押し付ける押付力となり、上記一対の可とう導体とする場合と同様に、接圧機構２０の押圧力は所要の接触圧力から押付力を差し引いた値でよくなり、接圧機構２０および操作機構の小型化が可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１において、可とう導体の折り返し部内側は空心であったが、実施の形態２では、一対の可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向するそれぞれの対向部分に、コ字状に形成された端子側磁性体を配置したものである。その構成を図２に示す。図２（ａ）は断面で示した側面図であり、図２（ｂ）は真空スイッチ管の下方を断面で示した正面図である。この構成は真空スイッチ管１０の下端に固着された真空スイッチ管側磁性体４１に対向してコ字状に形成した端子側磁性体４５を、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分の真空スイッチ管側磁性体４１側に対して反対側から可とう導体に跨って、コ字状に形成された端子側磁性体４５を端部が真空スイッチ管側磁性体４１に対向するように配置している。端子側磁性体４５を配置したこと以外は実施の形態１の図１と同一である。

このように可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分の真空スイッチ管側磁性体４１の反対側に、端子側磁性体４５を配置したことにより、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分を流れる電流により、真空スイッチ管側磁性体４１と端子側磁性体４５とを通過する磁界が形成され、真空スイッチ管側磁性体４１と端子側磁性体４５の間の空間が減少する方向、即ち真空スイッチ管側磁性体４１と端子側磁性体４５の間に吸引力が働き、可動電極１２を接離動作方向に押し付ける押付力となり、図１の構成よりも接触圧力が強くなり、接圧機構２０及び操作機構をより小型にすることが可能となる。

端子側磁性体４５は薄板で構成された珪素鋼板、電磁用軟鉄板などの磁性材料が適当である。端子側磁性体４５の積層方向は、磁束の方向に対して直角方向に積層すると渦電流損が小さくなり、渦電流によって磁束が打ち消されて磁束密度が低下し、吸引力が小さくなることが防止できる。

実施の形態３．
実施の形態１、２では、真空スイッチ管１０の閉極時の接圧機構２０による接触圧力に可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分の真空スイッチ管側磁性体４１の反対側から跨った端子側磁性体４５を配置した構成とし、真空スイッチ管側磁性体４１と端子側磁性体４５との間の吸引力が加わる構成としたが、真空スイッチ管１０が短絡電流のように大きな電流を遮断する場合には、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分の吸引力は操作機構によって開極する方向とは反対方向に働くので、開極動作が妨げられる問題がある。
実施の形態３は、短絡電流のように大きな電流を遮断するときの開極時の開極途中で固定電極と可動電極間に電流が継続している状態では、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分と真空スイッチ管側磁性体４１との間に働く吸引力が解消されて開極方向に働く構成とし、開極動作が速やかに完了するように構成したものである。

図３は実施の形態３の真空遮断器の下部の構成図である。図３（ａ）は断面で示した側面図であり、図３（ｂ）は真空スイッチ管の下方を断面で示した正面図である。この構成は、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分の真空スイッチ管側磁性体４１とは反対側に、可とう導体３３とは独立して支持された開極補助磁性体６１を備えた構成としたものである。

図３に示す真空スイッチ管１０、真空スイッチ管側磁性体４１、接圧機構２０、可動側主回路端子３０は実施の形態１の図１と同一である。開極補助磁性体６１は、真空スイッチ管側磁性体４１と開極補助磁性体支持部材６２により連結して一体にし、これを真空スイッチ管１０の可動側端板１５に固着し、開極補助磁性体６１が可とう導体３３とは独立して固着している。この構成の図１との相違点は、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分の真空スイッチ管側磁性体４１とは反対側に開極補助磁性体６１を備えた点である。

このように構成すると、真空スイッチ管１０の閉極状態では、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分が、真空スイッチ管側磁性体４１に近い位置にあるので、真空スイッチ管側磁性体４１との間に吸引力が働き、可動電極１２の軸方向に押付力として働き、この押付力と接圧機構２０で与えられた押圧力の合力が接触部に加わり接触圧力が強くなる。
真空スイッチ管１０の開極動作時には、開極するにしたがって可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する部分が開極補助磁性体６１に近づくので、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する部分と開極補助磁性体６１との間の働く吸引力が強くなり、逆に真空スイッチ管側磁性体４１との間の吸引力は弱まり開極動作が円滑になる。

開極補助磁性体６１は真空スイッチ管側磁性体４１と同様に薄板で構成された珪素鋼板、電磁用軟鉄板などの磁性材料が適当である。開極補助磁性体６１の積層方向は、真空スイッチ管側磁性体４１と同様に、磁束の方向に対して直角方向となる方向に積層すると渦電流損が小さくなり、渦電流によって磁束が打ち消されて磁束密度が低下し、吸引力が小さくなることが防止できる。この構成における磁性材料の積層方向は、磁束の方向に対して直角方向の可とう導体３３の配置方向に積層するのが適当である。

実施の形態４．
実施の形態３において説明したように、実施の形態１〜３は、真空スイッチ管１０の閉極時に可とう導体３３に流れる電流により発生する可とう導体３３と真空スイッチ管側磁性体４１の間の吸引力が接触圧力に付加される構成であり、実施の形態1〜３は、真空スイッチ管１０が短絡電流のような大きな電流の遮断時アークが継続している場合に、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分と真空スイッチ管側磁性体４１との間の吸引力が操作機構によって開極する方向とは反対方向に働くので、開極動作が妨げられる問題がある。
実施の形態４は、真空遮断器に開極指令信号が入力されると、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分の吸引力が、電極の接触部に作用しなくなる構成としたものである。

実施の形態４の真空遮断器の構成を図４に示す。図４（ａ）は真空スイッチ管の閉極状態を示し、図４（ｂ）は開極状態を示す。図４の構成は、真空スイッチ管１０、固定側主回路端子２５、可動側主回路端子３０は実施の形態１の図１と同一である。この構成は、真空スイッチ管１０の可動側端板１５の近傍に、真空スイッチ管側磁性体４１を支持する磁性体支持機構７０を設けている。
磁性体支持機構７０は、一端側を真空スイッチ管１０とは独立して回動自在に支持し、真空スイッチ管１０の近傍に真空スイッチ管側磁性体４１を配置する磁性体配置部材７１と、磁性体配置部材７１の他端側に引き外し機構７３を設け、真空スイッチ管１０の可動側端板１５の近傍に磁性体４１を配置している。引き外し機構７３は、真空スイッチ管１０の閉極時には図４（ａ）の状態であり、真空遮断器に開極指令信号が入力されると、引き外し機構７３が開放され、図４（ｂ）の状態になる。

このように構成すると、真空スイッチ管１０の閉極状態では、真空スイッチ管側磁性体４１が真空スイッチ管１０の可動側端板１５の近傍にあり、真空スイッチ管１０に通流する電流により、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分と真空スイッチ管側磁性体４１との間に吸引力が働き、可動電極１２の軸方向に接触部の接触圧力を強くする押付力を与える。真空スイッチ管１０が開極する場合は、開極指令信号により引き外し機構７３が開放され、磁性体配置部材７１が可動側主回路端子３０側に移動し、真空スイッチ管側磁性体４１と可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向するそれぞれの対向部分との間に吸引力が働かなくなり、開極動作が円滑に行われる。

実施の形態５．
図５は実施の形態５の真空遮断器の真空スイッチ管１０の下方の構成図で下方は断面で示している。実施の形態１〜４では、可動側主回路端子３０と引出導体３１との接続は、可動電極１２の接離動作方向に対して直交する方向に真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分を有する可とう導体で接続する構成としたが、可とう導体３３の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分は、吸引力が働く真空スイッチ管側磁性体４１に対向する対向部分にも可とう性があるために、電流変化に対して、対向部分が変形し、電流位相に対して可動電極を押し付ける押付力に時間遅れが生じる可能性がある。実施の形態５は、押付力の時間遅れが回避できる構成である。

図５の構成は、可動電極１２の下端に、接離方向に対して直交する方向に所定の長さの導電部を確保し、その端部を接続部とした接続金具３５を取り付け、可動側主回路端子３０は、接続金具３５の接続部と引出導体３１の側部との間を一対の可とう導体３３により接続したものであり、可動電極１２の下端に接続金具３５を設けた以外は実施の形態１の図１と同一の構成である。

このように可動電極１２の下端に接続金具３５を設けると、真空スイッチ管側磁性体４１に対向する接続金具３５の導電部は剛性が高く可とう性がないので、可動電極１２の軸方向の押付力を電流値の変化に対応して可動電極１２に与えることができる。

可動電極１２の下端に接続金具３５を設ける構成は、実施の形態２〜４の構成に適用しても、同様に同様の効果がえられる。

この構成においても、可動電極１２と接続金具３５と引出導体３１との間を複数の可とう導体で接続する構成としても同様の効果を奏する構成となる。この場合は、可動電極１２の端部に設ける接続金具３５は、可とう導体の数に応じて複数の真空スイッチ管側磁性体４１に対向する導電部を確保し、接続金具３５の接続部と引出導体３１の側部との間を複数の可とう導体３３により接続した構成となる。
各可とう導体３３は、真空スイッチ管１０の閉極時に複数の可とう導体３３に分流して流れる電流により、各可とう導体の真空スイッチ管側磁性体に対向する部分に働く吸引力の合力の重心が可動電極１２の中心軸上に位置するように可動電極１２の周囲の径方向に分散配置することで、上記一対の可とう導体とする場合と同様に、接圧機構２０の押圧力が所要の接触圧力から押付力を差し引いた値でよくなり、接圧機構２０および操作機構の小型化が可能となる。

実施の形態１の真空遮断器の構成図である。実施の形態２の真空遮断器の構成図である。実施の形態３の真空遮断器の構成図である。実施の形態４の真空遮断器の構成図である。実施の形態５の真空遮断器の下方の構成を示す構成図である。

符号の説明

１０真空スイッチ管、１１固定電極、１２可動電極、１３絶縁筒、
１４固定側端板、１５可動側端板、１６ベローズ、１７摺動ガイド、
２０接圧機構、２２接圧ばね、３０可動側主回路端子、３１引出導体、
３３可とう導体、３５接続金具、４１真空スイッチ管側磁性体、
４２磁性体支持部材、４５端子側磁性体、６１開極補助磁性体、
６２開極補助磁性体支持部材、７０磁性体支持機構、７１磁性体配置部材、
７３引き外し機構。

Claims

固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、上記固定電極および上記可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、上記可動電極の接離動作を操作する操作機構と、上記可動電極と上記操作機構の間に配置され、上記可動電極に対して上記固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、上記絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、上記可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、上記可動電極と上記引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、上記絶縁筒の可動側端板と上記可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、上記一対の可とう導体は、上記真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、それぞれの対向部分の裏側から上記可とう導体をコ字状に跨ぐ端子側磁性体を備え、この端子側磁性体の上記真空スイッチ管側の両最端部は、上記真空スイッチ管側磁性体に対向するよう配置し、通電時に上記一対の可とう導体の各対向部分と上記真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が上記可動電極の中心軸上に位置するように上記可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とする真空遮断器。
固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、上記固定電極および上記可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、上記可動電極の接離動作を操作する操作機構と、上記可動電極と上記操作機構の間に配置され、上記可動電極に対して上記固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、上記絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、上記可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、上記可動電極と上記引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、上記絶縁筒の可動側端板と上記可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、上記一対の可とう導体は、上記真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、この対向部分の裏側に対向し、上記可とう導体とは独立して上記真空スイッチ管に支持された開極補助磁性体を備え、通電時に上記一対の可とう導体の各対向部分と上記真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が上記可動電極の中心軸上に位置するように上記可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とする真空遮断器。
固定電極と、該固定電極に対して接離する可動電極を有し、上記固定電極および上記可動電極の接触部が真空状態に保持された絶縁筒内に収容された真空スイッチ管と、上記可動電極の接離動作を操作する操作機構と、上記可動電極と上記操作機構の間に配置され、上記可動電極に対して上記固定電極の方向に押圧力を付与する接圧機構と、上記絶縁筒の可動電極側端部から所定の距離離れた位置で、上記可動電極の接離動作方向に対して直交方向に引き出された外部回路と接続する引出導体と、上記可動電極と上記引出導体とを電気的に接続する一対の可とう導体とを備え、上記絶縁筒の可動側端板と上記可とう導体の間に真空スイッチ管側磁性体が可動電極の接離方向と直交する方向に配置され、上記一対の可とう導体は、上記真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分を有し、上記真空スイッチ管側磁性体は、一端を回動自在に支持した磁性体配置部材と、該磁性体配置部材の他端側に引き外し機構を備えた磁性体配置機構に装着して上記真空スイッチ管の絶縁筒の可動電極側端部に配置し、上記磁性体配置部材は、真空遮断器に開極指令信号が入力されたときに上記引き外し機構を開放し、上記真空スイッチ管側磁性体が、上記一端を中心として上記真空スイッチ管側から上記可とう導体側へ回動して離れるように構成し、通電時に上記一対の可とう導体の各対向部分と上記真空スイッチ管側磁性体との間に働く吸引力の合力の重心が上記可動電極の中心軸上に位置するように上記可動電極周囲の径方向に分散配置されていることを特徴とする真空遮断器。
上記真空スイッチ管側磁性体は薄板状の磁性材料を磁束の方向に直交する方向に積層して形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空遮断器。
上記真空スイッチ管側磁性体および上記端子側磁性体は薄板状の磁性材料を磁束の方向に直交する方向に積層して形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空遮断器。
上記真空スイッチ管側磁性体および上記開極補助磁性体は薄板状の磁性材料を磁束の方向に直交する方向に積層して形成したことを特徴とする請求項２に記載の真空遮断器。
上記可とう導体の上記真空スイッチ管側磁性体に対向する対向部分は、剛性の高い導体で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の真空遮断器。
上記一対の可とう導体を複数備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の真空遮断器。