JP5475559B2 - Vacuum switchgear - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、接点を包囲する電界緩和シールドの絶縁耐力を向上し得る真空開閉装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vacuum switchgear that can improve the dielectric strength of an electric field relaxation shield that surrounds a contact.
従来、真空の持つ優れた絶縁特性、消弧特性を利用した断路器のような真空開閉装置が提案されている。このような真空開閉装置での接離自在の一対の接点は、開路位置において、電界緩和のため、固定側と可動側のそれぞれが電界緩和シールドに包囲されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vacuum switchgear such as a disconnector utilizing the excellent insulating characteristics and arc extinguishing characteristics of a vacuum has been proposed. A pair of contactable and separable contacts in such a vacuum switchgear is configured such that each of the fixed side and the movable side is surrounded by an electric field relaxation shield in an open circuit position for relaxing the electric field (for example, patents) Reference 1).
上記の従来の真空開閉装置においては、開路位置において、接点が電界緩和シールドに包囲され収納されるので、電界緩和シールド間で極間絶縁を形成することになる。断路器のような真空開閉装置では、回路を確実に開路する責務から接点間の絶縁距離が、遮断器のような電流遮断を責務にするものに比べて長くなっている。このため、電界緩和シールド間の絶縁距離も長くなる。 In the conventional vacuum switchgear described above, the contact is surrounded and housed by the electric field relaxation shield at the open circuit position, so that an interelectrode insulation is formed between the electric field relaxation shields. In a vacuum switchgear such as a disconnector, the insulation distance between the contacts is longer than the duty to reliably open the circuit as compared to the duty that interrupts the current, such as a circuit breaker. For this reason, the insulation distance between electric field relaxation shields also becomes long.
一方、接点を収納する筒状の真空絶縁容器は、軸方向に長い形状となっており、電界緩和シールド間の絶縁距離を長くすると、ますます軸方向を長くしなければならない。このため、電界緩和シールド自体の絶縁耐力を向上させ、絶縁距離を縮小できるものが望まれていた。 On the other hand, the cylindrical vacuum insulation container that houses the contacts has a shape that is long in the axial direction, and if the insulation distance between the electric field relaxation shields is increased, the axial direction must be further increased. For this reason, what can improve the dielectric strength of the electric field relaxation shield itself and can reduce an insulation distance was desired.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、極間絶縁を形成する電界緩和シールドからの電界放射電子の発生を抑制し、絶縁耐力の向上を図った真空開閉装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and provides a vacuum switchgear that suppresses generation of field emission electrons from an electric field relaxation shield that forms insulation between electrodes and improves dielectric strength. Objective.
上記目的を達成するために、本発明の真空開閉装置は、真空絶縁容器と、前記真空絶縁
容器の両端開口部に封着された固定側封着金具および可動側封着金具と、前記固定側封着
金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸端部に固着された固定側接点と
、前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側電界緩和シールドと、前記固定側電
界緩和シールドの外周に設けられた絶縁系酸化物からなる固定側被膜層と、前記固定側接
点と接離自在の可動側接点と、前記可動側接点を包囲するとともに、前記固定側電界緩和
シールドと対向して設けられた可動側電界緩和シールドと、前記可動側電界緩和シールド
の外周に設けられた絶縁系酸化物からなる可動側被膜層と、前記可動側接点が固着される
とともに、前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側通電軸と、前記可動側通電軸
と前記可動側封着金具間に封着された伸縮自在のベローズと、前記可動側通電軸に連結さ
れた操作機構とを具備し、前記固定側被膜層および前記可動側被膜層の膜厚を、外周面よ
り先端部の方を厚くしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vacuum switchgear according to the present invention comprises a vacuum insulating container, a fixed-side sealing metal fitting and a movable-side sealing metal fitting sealed at both ends of the vacuum insulating container, and the fixed side A fixed-side current-carrying shaft fixedly penetrating through the sealing metal fitting, a fixed-side contact fixed to the fixed-side current-carrying shaft end, a fixed-side electric field relaxation shield provided so as to surround the fixed-side contact; A fixed-side coating layer made of an insulating oxide provided on the outer periphery of the fixed-side electric field relaxation shield, a movable-side contact that can be brought into and out of contact with the fixed-side contact, and surrounding the movable-side contact, and the fixed-side electric field The movable side electric field relaxation shield provided opposite to the relaxation shield, the movable side coating layer made of an insulating oxide provided on the outer periphery of the movable side electric field relaxation shield, and the movable side contact are fixed, The movable side sealing bracket Comprising a movable current-carrying shaft for movably through a sealed been retractable bellows between the said movable current-carrying shaft movable sealing fittings, and a linked operation mechanism to the movable current-carrying shaft The film thickness of the fixed-side coating layer and the movable-side coating layer is determined from the outer peripheral surface.
The tip is thicker .
本発明の実施例は、電界緩和シールドが臨界電界に達したときに放出される電界放射電子を抑制するものである。以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 The embodiment of the present invention suppresses the field emission electrons emitted when the electric field relaxation shield reaches a critical electric field. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る真空開閉装置を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る真空開閉装置の構成を示す断面図である。 First, a vacuum switchgear according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a vacuum switchgear according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、アルミナ磁器などのセラミックスからなる筒状の真空絶縁容器1の両端開口部には、固定側封着金具2と可動側封着金具3とが封着されている。固定側封着金具2には、固定側通電軸4が貫通固定され、真空絶縁容器1内の端部に固定側接点5が固着されている。
As shown in FIG. 1, a fixed-side sealing
固定側接点5に対向して接離自在の可動側接点6が、可動側封着金具3の開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸7の端部に固着されている。可動側通電軸7の中間部には、伸縮自在のベローズ8の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具3の開口部に封着されている。これにより、真空絶縁容器1内の真空を保って可動側通電軸7を軸方向に移動させることができる。
A
固定側通電軸4の中間部には、ステンレス製の筒状の固定側電界緩和シールド9が固定側接点5を包囲するように固定されている。固定側電界緩和シールド9の先端部9aは、所定の曲率を持って折り曲げられており、固定側接点5面よりも可動側接点6側に突出している。開口部の内径は、固定側接点5の外径よりも僅かに大きい。先端部9aを含む固定側電界緩和シールド9の外周には、形成方法などを後述する固定側被膜層10が設けられている。
A stainless-steel cylindrical fixed-side electric
固定側電界緩和シールド9に対向して、ステンレス製の筒状の可動側電界緩和シールド11が可動側接点6を包囲するように可動側封着金具3に固定されている。可動側電界緩和シールド11の先端部11aは、固定側電界緩和シールド9と同様に、所定の曲率を持って折り曲げられており、開路位置において、可動側接点6面よりも固定側接点5側に突出している。開口部の内径は、可動側接点6の外径よりも僅かに大きい。先端部11aを含む可動側電界緩和シールド11の外周には、形成方法などを後述する可動側被膜層12が設けられている。
Opposite to the fixed-side electric
固定側接点5を含む固定側電界緩和シールド9の先端部9aと、可動側接点6を含む可動側電界緩和シールド11の先端部11a間には、これらを包囲するようにステンレス製の筒状のアークシールド13が設けられている。可動側通電軸7には、操作機構14が連結され、開閉操作が行われる。
Between the
次に、固定側被膜層10と可動側被膜層12の形成方法を説明する。
Next, a method for forming the fixed-
被膜層10、12は、酸化アルミニウム、酸化チタンのような酸化物を、プラズマで溶かし、その粒子を収束して加速させ、母材に吹き付けるプラズマ溶射で形成したものである。膜厚は、数10μmである。なお、アークで酸化物を溶解させ、その粒子を付着させるアーク溶射で被膜層10、12を設けてもよい。
The
ここで、酸化アルミニウム、酸化チタンのような酸化物は、優れた絶縁耐力を有する絶縁物と見なすことができるので、絶縁系酸化物と定義する。 Here, an oxide such as aluminum oxide or titanium oxide can be regarded as an insulator having excellent dielectric strength, and thus is defined as an insulating oxide.
これにより、電界緩和シールド9、11が真空中で絶縁破壊する臨界電界に達しても、被膜層10、12が設けられているため、電界緩和シールド9、11表面からの電界放射電子の発生が抑制される。被膜層10、12の絶縁耐力は数10kV/mmであり、電界緩和シールド9、11自体の耐電圧特性を向上させることができる。
Thereby, even if the electric
上記実施例1の真空開閉装置によれば、接点5、6を包囲する電界緩和シールド9、11の表面に、絶縁耐力の優れた被膜層10、12を設けているので、電界放射電子の発生を抑制することができ、電界緩和シールド9、11の破壊電界が向上し、真空絶縁容器1の全体形状の縮小化を図ることができる。
According to the vacuum switching device of the first embodiment, since the
次に、本発明の実施例2に係る真空開閉装置を図2を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る真空開閉装置の構成を示す要部拡大断面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、被膜層の厚さである。図2において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、固定側と可動側の構成は同様であり、固定側を用いて説明する。
Next, a vacuum switchgear according to
図2に示すように、固定側電界緩和シールド9の表面に設ける固定側被膜層10は、被膜先端部10aの膜厚を数100μmとし、外周面などの他の部分よりも厚くしている。プラズマ溶射で吹き付けるとき、先端部9aで溶射するノズルの移動速度を遅くすることで膜厚を厚くすることができる。
As shown in FIG. 2, the fixed-
上記実施例2の真空開閉装置によれば、実施例1による効果のほかに、電界強度が最も高くなる先端部9aの絶縁耐力を更に向上させることができる。
According to the vacuum switching device of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to further improve the dielectric strength of the
次に、本発明の実施例3に係る真空開閉装置を図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施例3に係る真空開閉装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例3が実施例1と異なる点は、電界緩和シールドの形状である。図3において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Next, a vacuum switchgear according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a vacuum switchgear according to Embodiment 3 of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment in the shape of the electric field relaxation shield. In FIG. 3, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3に示すように、固定側電界緩和シールド9の先端には、半径方向に広がった平滑面9bを設け、固定側接点5面と同様の位置としている。可動側電界緩和シールド11も同様であり、半径方向に広がった平滑面11bを設け、開路位置において可動側接点6面と同様の位置としている。平滑面9b、11bを含む外周面には、それぞれ固定側被膜層10、可動側被膜層12を設けている。
As shown in FIG. 3, a
上記実施例3の真空開閉装置によれば、実施例1による効果のほかに、接点5、6面と平滑面9b、11bとが平行平板電極配置となり、実施例1よりも軸方向が短い電界緩和シールド9、11で電界緩和を図ることができる。
According to the vacuum switching device of the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
以上述べたような実施例によれば、それぞれの電界緩和シールド9、11の表面に電界放射電子の発生を抑制する被膜層10、12をそれぞれ設けているので、絶縁耐力を向上させることができる。
According to the embodiments as described above, since the
以上において幾つかの実施例を述べたが、これらの実施例は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここにおいて述べた新規な装置は、種々の他の形態に具体化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなく、ここにおいて述べた装置の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態若しくは変形を含むことを意図している。 Although several embodiments have been described above, these embodiments are merely given as examples and are not intended to limit the scope of the present invention. Indeed, the novel devices described herein may be embodied in a variety of other forms, and various omissions may be made in the form of devices described herein without departing from the spirit or spirit of the invention. Replacements and changes may be made. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms or modifications as would fall within the scope and spirit or spirit of the present invention.
1 真空絶縁容器
2 固定側封着金具
3 可動側封着金具
4 固定側通電軸
5 固定側接点
6 可動側接点
7 可動側通電軸
8 ベローズ
9 固定側電界緩和シールド
9a、11a 先端部
9b、11b 平滑面
10 固定側被膜層
10a 被膜先端部
11 可動側電界緩和シールド
12 可動側被膜層
13 アークシールド
14 操作機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記真空絶縁容器の両端開口部に封着された固定側封着金具および可動側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端部に固着された固定側接点と、
前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側電界緩和シールドと、
前記固定側電界緩和シールドの外周に設けられた絶縁系酸化物からなる固定側被膜層と、
前記固定側接点と接離自在の可動側接点と、
前記可動側接点を包囲するとともに、前記固定側電界緩和シールドと対向して設けられた
可動側電界緩和シールドと、
前記可動側電界緩和シールドの外周に設けられた絶縁系酸化物からなる可動側被膜層と、
前記可動側接点が固着されるとともに、前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側
通電軸と、
前記可動側通電軸と前記可動側封着金具間に封着された伸縮自在のベローズと、
前記可動側通電軸に連結された操作機構とを具備し、
前記固定側被膜層および前記可動側被膜層の膜厚を、外周面より先端部の方を厚くしたこ
とを特徴とする真空開閉装置。 A vacuum insulation container;
A fixed-side sealing metal fitting and a movable-side sealing metal fitting sealed at both ends of the vacuum insulating container; and
A fixed-side energizing shaft that is fixedly penetrated to the fixed-side sealing fitting;
A fixed-side contact fixed to the fixed-side conductive shaft end,
A fixed-side electric field relaxation shield provided so as to surround the fixed-side contact;
A fixed-side coating layer made of an insulating oxide provided on the outer periphery of the fixed-side electric field relaxation shield;
A movable contact that can be freely contacted and separated from the fixed contact;
A movable-side electric field relaxation shield that surrounds the movable-side contact and is provided to face the fixed-side electric field relaxation shield;
A movable side coating layer made of an insulating oxide provided on the outer periphery of the movable side electric field relaxation shield;
The movable side contact is fixed, and the movable side energizing shaft that movably penetrates the movable side sealing bracket,
A telescopic bellows sealed between the movable side energizing shaft and the movable side sealing bracket;
An operation mechanism connected to the movable side energizing shaft ,
The vacuum switchgear characterized in that the fixed-side coating layer and the movable-side coating layer are made thicker at the tip than at the outer peripheral surface .
面を半径方向に広がる平滑面とし、
前記固定側電界緩和シールドの平滑面では、前記固定側接点の面と同様の位置とし、
前記可動側電界緩和シールドの平滑面では、開路位置において前記可動側接点の面と同様
の位置にしたことを特徴とする請求項1に記載の真空開閉装置。 The fixed-side electric field relaxation shield and the movable-side electric field relaxation shield face each other.
The surface is a smooth surface spreading in the radial direction,
In the smooth surface of the fixed-side electric field relaxation shield, the same position as the surface of the fixed-side contact,
The smooth surface of the movable-side electric field relaxation shield is the same as the surface of the movable-side contact at the open circuit position.
The vacuum switchgear according to claim 1, wherein the vacuum switchgear is in the position .
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