JPH0230132B2 - - Google Patents
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- JPH0230132B2 JPH0230132B2 JP56199657A JP19965781A JPH0230132B2 JP H0230132 B2 JPH0230132 B2 JP H0230132B2 JP 56199657 A JP56199657 A JP 56199657A JP 19965781 A JP19965781 A JP 19965781A JP H0230132 B2 JPH0230132 B2 JP H0230132B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- coil
- main electrode
- magnetic field
- arc
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6644—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は真空アークに平行な磁界を加えるよ
う電極構造を改良した真空しや断器に関するもの
である。
う電極構造を改良した真空しや断器に関するもの
である。
従来この種の真空しや断器として第１図ないし
第４図に示すものがあつた。図において１は電極
棒、２はコイル電極で導体で構成され、その中心
部には上記電極棒１の先端部１ａに嵌合固定され
るリング状の保持部２ａを有し、この保持部２ａ
から半径方向外方に伸びる４本の腕２ｂおよびこ
の各腕２ｂの先端から同一円周方向に伸びる円弧
状のコイル部２ｃが形成されている。さらにこの
コイル部２ｃの先端には、直角上方に突出する接
続部２ｄが設けられている。また３は円板状の導
体からなる主電極で背面には上記コイル電極２の
各接続部２ｄの上面面２ｅに密着して電気的に接
続されており、これら電極棒１、コイル電極２、
主電極３が第１図のように相対向して対をなし、
これが真空容器（図示せず）の中に納められて真
空しや断器が構成されている。
第４図に示すものがあつた。図において１は電極
棒、２はコイル電極で導体で構成され、その中心
部には上記電極棒１の先端部１ａに嵌合固定され
るリング状の保持部２ａを有し、この保持部２ａ
から半径方向外方に伸びる４本の腕２ｂおよびこ
の各腕２ｂの先端から同一円周方向に伸びる円弧
状のコイル部２ｃが形成されている。さらにこの
コイル部２ｃの先端には、直角上方に突出する接
続部２ｄが設けられている。また３は円板状の導
体からなる主電極で背面には上記コイル電極２の
各接続部２ｄの上面面２ｅに密着して電気的に接
続されており、これら電極棒１、コイル電極２、
主電極３が第１図のように相対向して対をなし、
これが真空容器（図示せず）の中に納められて真
空しや断器が構成されている。
次に動作について説明する。
第３図および第４図においてアークスポツトが
がＰ点に発生した場合、電流は同図に示すように
電流経路Ｒに沿つて、Ｐ点から第２図に示すコイ
ル電極２の接続部２ｄ、コイル部２ｃ、腕２ｂ、
保持部２ａを経て電極棒１に流れ、これによりア
ンペアの右ねじの法則による軸方向磁界が第４図
に示すように発生する。第１図Ｂに示すこの軸方
向磁界は、真空しや断器で大電流をしや断する際
に真空容器内に自然拡散するプラズマを効果的に
抑えることができるので、しや断時の主電極間の
アーク電圧を低減できるとともに、アークコラム
Ａが主電極表面の１個所に集中せず全面に拡散す
るので、しや断能力を飛躍的に向上させることが
できる。
がＰ点に発生した場合、電流は同図に示すように
電流経路Ｒに沿つて、Ｐ点から第２図に示すコイ
ル電極２の接続部２ｄ、コイル部２ｃ、腕２ｂ、
保持部２ａを経て電極棒１に流れ、これによりア
ンペアの右ねじの法則による軸方向磁界が第４図
に示すように発生する。第１図Ｂに示すこの軸方
向磁界は、真空しや断器で大電流をしや断する際
に真空容器内に自然拡散するプラズマを効果的に
抑えることができるので、しや断時の主電極間の
アーク電圧を低減できるとともに、アークコラム
Ａが主電極表面の１個所に集中せず全面に拡散す
るので、しや断能力を飛躍的に向上させることが
できる。
従来の真空しや断器は以上のように構成されて
いるが、軸方向磁界を発生するコイル電極２が主
電極３の背部に位置するので次のような問題点が
あつた。
いるが、軸方向磁界を発生するコイル電極２が主
電極３の背部に位置するので次のような問題点が
あつた。
(イ) コイル電極２から主電極３の表面あるいは相
対向する主電極空間まで軸方向の距離があるの
で、第３図、第４図に示すようにアークスポツ
トＰから出た電流は主電極３の表面を通り、点
Ｈにてコイル電極２に移行する。従つてコイル
電極２により発生した軸方向磁界の磁束漏れを
生じる。
対向する主電極空間まで軸方向の距離があるの
で、第３図、第４図に示すようにアークスポツ
トＰから出た電流は主電極３の表面を通り、点
Ｈにてコイル電極２に移行する。従つてコイル
電極２により発生した軸方向磁界の磁束漏れを
生じる。
(ロ) その結果主電極表面および主電極空間の後述
する第１１図B1のプラズマ抑制に有効な磁束
密度分布の範囲がせまくなる。
する第１１図B1のプラズマ抑制に有効な磁束
密度分布の範囲がせまくなる。
(ハ) また磁界を発生するために電極棒１を中心と
する円弧状でかつ半径方向に伸びるコイル電極
２を必要とするため、部品数が多くその構造が
複雑になり、さらに機械的強度にも欠け、コン
パクト化できないという欠点があつた。
する円弧状でかつ半径方向に伸びるコイル電極
２を必要とするため、部品数が多くその構造が
複雑になり、さらに機械的強度にも欠け、コン
パクト化できないという欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの問題点を
解決するためになされたもので、従来のコイル電
極をなくし、軸方向磁界を発生するコイルの機能
を主電極の外周部に与えた。すなわち、主電極自
身に一体にかつその中心に対して点対称な配置と
なるようコイル部を設けることにより、主電極表
面、特にそのコイル部表面および両主電極間に形
成される主電極空間に、漏洩磁束が少く、高磁界
でプラズマ抑制に有効な広い磁束分布をもつ軸方
向磁界を発生させることができるとともに、別途
コイル電極を必要としない、構造の簡単な真空し
や断器を提供することを目的としている。
解決するためになされたもので、従来のコイル電
極をなくし、軸方向磁界を発生するコイルの機能
を主電極の外周部に与えた。すなわち、主電極自
身に一体にかつその中心に対して点対称な配置と
なるようコイル部を設けることにより、主電極表
面、特にそのコイル部表面および両主電極間に形
成される主電極空間に、漏洩磁束が少く、高磁界
でプラズマ抑制に有効な広い磁束分布をもつ軸方
向磁界を発生させることができるとともに、別途
コイル電極を必要としない、構造の簡単な真空し
や断器を提供することを目的としている。
以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第５図ないし第８図は本発明の第１の実施例を
示す。図において１は電極棒であり、その先端部
１ａには短絡部材７が取付け固定されていて、該
短絡部材７はその中心部に上記先端部１ａに嵌装
される連結リング７ａを有し、該連結リング７ａ
の外周部には４本の半径方向外方に伸びる腕７ｂ
が形成され、さらにこの各腕７ｂの先端には垂直
上方に接続部７ｃが設けられている。
示す。図において１は電極棒であり、その先端部
１ａには短絡部材７が取付け固定されていて、該
短絡部材７はその中心部に上記先端部１ａに嵌装
される連結リング７ａを有し、該連結リング７ａ
の外周部には４本の半径方向外方に伸びる腕７ｂ
が形成され、さらにこの各腕７ｂの先端には垂直
上方に接続部７ｃが設けられている。
そしてこの短絡部材７の上部には主電極３０が
固着されていて、この主電極３０はアークを発生
させるための円板状の接点部（以下中央部とも言
う）３０ａと磁界を発生させるための４個の円弧
状のコイル部３０ｂからなる。このコイル部３０
ｂはその基部端３０ｃが中央部３０ａに連続して
一体に形成され、この基端部３０ｃから同一円周
方向に伸びていて、これらのコイル部３０ｂは上
記中央部３０ａに対して点対称な位置に配置され
ている。また各コイル部３０ｂの先端背面３０ｄ
には上記短絡部材７の各接続部７ｃの上面７ｄが
当接している。そしてこれにより電極棒１と主電
極３０とが短絡部材７により電気的に接続されて
いる。
固着されていて、この主電極３０はアークを発生
させるための円板状の接点部（以下中央部とも言
う）３０ａと磁界を発生させるための４個の円弧
状のコイル部３０ｂからなる。このコイル部３０
ｂはその基部端３０ｃが中央部３０ａに連続して
一体に形成され、この基端部３０ｃから同一円周
方向に伸びていて、これらのコイル部３０ｂは上
記中央部３０ａに対して点対称な位置に配置され
ている。また各コイル部３０ｂの先端背面３０ｄ
には上記短絡部材７の各接続部７ｃの上面７ｄが
当接している。そしてこれにより電極棒１と主電
極３０とが短絡部材７により電気的に接続されて
いる。
また８は主電極３０を機械的に支持する支持材
で、例えばステンレス鋼等の高抵抗材よりなりそ
の棒状部８ａは上記電極棒１の支持穴１ｃに挿入
固定され、その円板状の支持部８ｂは上記主電極
３０の中心部を支持している。そしてこれら電極
棒１、短絡部材７、主電極３０、支持部材８が第
５図に示すように相対向して対をなし、これが真
空容器（図示せず）に納められて真空しや断器が
構成されている。
で、例えばステンレス鋼等の高抵抗材よりなりそ
の棒状部８ａは上記電極棒１の支持穴１ｃに挿入
固定され、その円板状の支持部８ｂは上記主電極
３０の中心部を支持している。そしてこれら電極
棒１、短絡部材７、主電極３０、支持部材８が第
５図に示すように相対向して対をなし、これが真
空容器（図示せず）に納められて真空しや断器が
構成されている。
次に動作について説明する。
第７図および第８図においてアークスポツトが
主電極３０の表面中央部のＰ点に発生した場合、
電流は同図に示すように電流経路Ｒに沿つてＰ点
から中央部３０ａを半径方向外方に進み、基部端
３０ｃ、コイル部３０ｂを通り、Ｈ点にてコイル
部の先端背面３０ｄにまわりこみ短絡部材７の接
続部７ｃ、腕７ｂ、連結リング７ａを通つて電極
棒１に流れ、これにより第８図に示すように軸方
向磁界が発生する。
主電極３０の表面中央部のＰ点に発生した場合、
電流は同図に示すように電流経路Ｒに沿つてＰ点
から中央部３０ａを半径方向外方に進み、基部端
３０ｃ、コイル部３０ｂを通り、Ｈ点にてコイル
部の先端背面３０ｄにまわりこみ短絡部材７の接
続部７ｃ、腕７ｂ、連結リング７ａを通つて電極
棒１に流れ、これにより第８図に示すように軸方
向磁界が発生する。
この場合主電極表面および相対向する主電極空
間に発生する磁界は、従来のものに比較して主電
極３０に設けたコイル部に電流が流れることによ
つて発生するので漏洩が少なく、両主電極３０間
の距離が近いために磁界強度が大で、プラズマ抑
制に有効な広い範囲にわたる磁束分布を発生させ
ることができる。
間に発生する磁界は、従来のものに比較して主電
極３０に設けたコイル部に電流が流れることによ
つて発生するので漏洩が少なく、両主電極３０間
の距離が近いために磁界強度が大で、プラズマ抑
制に有効な広い範囲にわたる磁束分布を発生させ
ることができる。
第９図、第１０図に従来例と本実施例による電
極に同一試験用電流を流した場合の磁界強度と磁
束分布の例を示す。第１１図は、第９図、第１０
図のＸ−Ｘ軸における磁束分布を示すもので点線
は従来例、実線は本実施例を示し、従来例のプラ
ズマを抑制する有効な磁束分布B1に比較して本
実施例のB2が広い範囲であり、このことにより
しや断性能が秀れていることが明らかに判る。
極に同一試験用電流を流した場合の磁界強度と磁
束分布の例を示す。第１１図は、第９図、第１０
図のＸ−Ｘ軸における磁束分布を示すもので点線
は従来例、実線は本実施例を示し、従来例のプラ
ズマを抑制する有効な磁束分布B1に比較して本
実施例のB2が広い範囲であり、このことにより
しや断性能が秀れていることが明らかに判る。
また主電極３０にコイル部３０ｂを設けたの
で、別途コイル電極を設ける必要がない。
で、別途コイル電極を設ける必要がない。
なお、上記第１の実施例ではコイル部３０ｂを
４個設けたが、これは４個に限らず何個設けても
よく、この場合コイル部３０ｂの個数を変えるこ
とによつてコイル部３０ｂに流れる電流の強さを
変えることができるので、これにより磁界の強さ
も変えることができる。
４個設けたが、これは４個に限らず何個設けても
よく、この場合コイル部３０ｂの個数を変えるこ
とによつてコイル部３０ｂに流れる電流の強さを
変えることができるので、これにより磁界の強さ
も変えることができる。
第１２図は本発明の第２の実施例を示し、図に
おいて第５図および第６図と同じ符号は同じもの
を示す。この第２の実施例は、主電極３０の中央
部３０ａに４本の溝１０を設けたものであり、こ
の溝１０は上記各コイル部３０ｂの基部端３０ｃ
に隣接し、上記中央部３０ａの外周部からその中
心に向つて設けられている。
おいて第５図および第６図と同じ符号は同じもの
を示す。この第２の実施例は、主電極３０の中央
部３０ａに４本の溝１０を設けたものであり、こ
の溝１０は上記各コイル部３０ｂの基部端３０ｃ
に隣接し、上記中央部３０ａの外周部からその中
心に向つて設けられている。
この第２の実施例ではアークスポツトが主電極
３０の中心ではなく、外周部例えば第１２図Ｑ点
に発生した場合の磁界の偏りを修正する効果があ
る。即ち上記第１の実施例においては、主電極３
０の外周部例えば第１３図Ｑ点にアークスポツト
が発生した場合は、主電極３０から電極棒１への
電流経路Ｒが同図に示すように１つのコイル部３
０ｂに偏よるので、主電極表面および主電極空間
において磁界が偏在し、局所的に磁界の強弱が生
じ問題である。しかるにこの第２の実施例では電
流は溝１０によりＱ点から主電極３０の中心近傍
を通つて各コイル部３０ｂに分散され、１つのコ
イル部への電流の偏在が修正されるので、その結
果主電極表面および主電極空間に均一な磁界を発
生させることができる。
３０の中心ではなく、外周部例えば第１２図Ｑ点
に発生した場合の磁界の偏りを修正する効果があ
る。即ち上記第１の実施例においては、主電極３
０の外周部例えば第１３図Ｑ点にアークスポツト
が発生した場合は、主電極３０から電極棒１への
電流経路Ｒが同図に示すように１つのコイル部３
０ｂに偏よるので、主電極表面および主電極空間
において磁界が偏在し、局所的に磁界の強弱が生
じ問題である。しかるにこの第２の実施例では電
流は溝１０によりＱ点から主電極３０の中心近傍
を通つて各コイル部３０ｂに分散され、１つのコ
イル部への電流の偏在が修正されるので、その結
果主電極表面および主電極空間に均一な磁界を発
生させることができる。
なおこの第２の実施例ではコイル部３０ｂの個
数と等しい個数の溝１０を設けたが、溝１０の個
数は必ずしもコイル部３０ｂの個数と等しくなけ
ればならないというものではなく、第１４図に示
すように中央部３０ａの外周部から中心に向けて
多数設けてもよく、この場合は磁界の均一化が図
れるとともに、主電極表面に軸方向磁界を作つた
ときに生じるうず電流を軽減することもできる。
数と等しい個数の溝１０を設けたが、溝１０の個
数は必ずしもコイル部３０ｂの個数と等しくなけ
ればならないというものではなく、第１４図に示
すように中央部３０ａの外周部から中心に向けて
多数設けてもよく、この場合は磁界の均一化が図
れるとともに、主電極表面に軸方向磁界を作つた
ときに生じるうず電流を軽減することもできる。
また第１５，１６図は上記第２の実施例の変形
例であり、第１５図は溝１０が中央部３０ａの中
心を向いていない場合、第１６図は溝１０がコイ
ル部３０ｂの基部端３０ｃに隣接していない場合
であり、この両変形例においても上記第２の実施
例と同様の効果が生じる。
例であり、第１５図は溝１０が中央部３０ａの中
心を向いていない場合、第１６図は溝１０がコイ
ル部３０ｂの基部端３０ｃに隣接していない場合
であり、この両変形例においても上記第２の実施
例と同様の効果が生じる。
以上のようにこの発明によれば、真空容器内で
電路の開閉を行なう一対の円板状の主電極の少な
くとも一方が、アークを発生させるための中央の
接点部と、この接点部の周囲に、基部端が上記接
点部に連続して一体にかつ同一円周方向に延び、
上記接点部に対して点対称な配置となるよう形成
され、しや断時アークと平行に磁界を発生させる
複数個の円弧状のコイル部とから構成したので、
主電極表面に発生する軸方向磁界は、主電極自体
によつて発生され、このため磁界の漏洩は少なく
磁界強度大で、しや断時に発生するプラズマ抑制
に有効な広い範囲にわたる磁束分布を発生させる
ことができ、これによりアークコラムを主電極表
面に分散させ、よつてしや断性能を飛躍的に向上
できる。
電路の開閉を行なう一対の円板状の主電極の少な
くとも一方が、アークを発生させるための中央の
接点部と、この接点部の周囲に、基部端が上記接
点部に連続して一体にかつ同一円周方向に延び、
上記接点部に対して点対称な配置となるよう形成
され、しや断時アークと平行に磁界を発生させる
複数個の円弧状のコイル部とから構成したので、
主電極表面に発生する軸方向磁界は、主電極自体
によつて発生され、このため磁界の漏洩は少なく
磁界強度大で、しや断時に発生するプラズマ抑制
に有効な広い範囲にわたる磁束分布を発生させる
ことができ、これによりアークコラムを主電極表
面に分散させ、よつてしや断性能を飛躍的に向上
できる。
またコイル部の個数あるいは腕の長さにより磁
界の強さが変わるので、それらを適宜変えること
により磁界の強さを必要に応じて抑えることが可
能で、またこの場合にもプラズマ抑制に有効な磁
界を発生および調整することができる。さらに主
電極自体にコイル部を形成したので別途コイル電
極が必要でなく、構造が簡単でしかも小型となり
コストダウンが図れるという効果がある。
界の強さが変わるので、それらを適宜変えること
により磁界の強さを必要に応じて抑えることが可
能で、またこの場合にもプラズマ抑制に有効な磁
界を発生および調整することができる。さらに主
電極自体にコイル部を形成したので別途コイル電
極が必要でなく、構造が簡単でしかも小型となり
コストダウンが図れるという効果がある。
第１図ないし第４図は従来の真空しや断器を説
明するための図で、第１図は断面側面図、第２図
は要部の分解斜視図、第３図は電流経路を示す平
面図、第４図は軸方向磁界の向きを示す平面図、
第５図ないし第８図は本発明の第１の実施例を説
明するための図で、第５図は断面側面図、第６図
は要部の分解斜視図、第７図は電流経路を示す平
面図、第８図は軸方向磁界の向きを示す平面図、
第９図は従来の真空しや断器の第１０図は本実施
例による磁界強度と磁束分布の例を示す図、第１
１図は第９図、第１０図のＸ−Ｘ軸における磁束
分布を示す図、第１２図は本発明の第２の実施例
の主電極の平面図、第１３図は上記第２の実施例
の動作を説明するための主電極の平面図、第１４
図ないし第１６図は上記第２の実施例の変形例で
ある。 １……電極棒、３０……主電極、３０ａ……中
央部、３０ｂ……コイル部、３０ｃ……基部端、
７……短絡部材。なお図中同一符号は同一または
相当部分を示す。
明するための図で、第１図は断面側面図、第２図
は要部の分解斜視図、第３図は電流経路を示す平
面図、第４図は軸方向磁界の向きを示す平面図、
第５図ないし第８図は本発明の第１の実施例を説
明するための図で、第５図は断面側面図、第６図
は要部の分解斜視図、第７図は電流経路を示す平
面図、第８図は軸方向磁界の向きを示す平面図、
第９図は従来の真空しや断器の第１０図は本実施
例による磁界強度と磁束分布の例を示す図、第１
１図は第９図、第１０図のＸ−Ｘ軸における磁束
分布を示す図、第１２図は本発明の第２の実施例
の主電極の平面図、第１３図は上記第２の実施例
の動作を説明するための主電極の平面図、第１４
図ないし第１６図は上記第２の実施例の変形例で
ある。 １……電極棒、３０……主電極、３０ａ……中
央部、３０ｂ……コイル部、３０ｃ……基部端、
７……短絡部材。なお図中同一符号は同一または
相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空容器内に電極棒を介して接離自在に設け
られ電路の開閉を行なうための一対の円板状の主
電極を有する真空しや断器において、 上記主電極の少なくとも一方が、中央の接点部
と、 該接点部の周囲にその基部端が該接点部に連続
して一体にかつ同一円周方向に延び該接点部に対
して点対称な配置となるよう形成され、しや断時
アークと平行に磁界を発生させる複数個の円弧状
のコイル部とから構成され、 このコイル部の先端と上記電極棒とを短絡した
ことを特徴とする真空しや断器。 ２ 上記主電極の中央部には、その外側端からそ
の内方に向かう複数の溝が形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空しや
断器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199657A JPS58100325A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 真空しや断器 |
| US06/446,216 US4473731A (en) | 1981-12-09 | 1982-12-02 | Vacuum circuit interrupter |
| GB08235103A GB2111309B (en) | 1981-12-09 | 1982-12-09 | Vacuum circuit interrupter |
| DE19823245609 DE3245609A1 (de) | 1981-12-09 | 1982-12-09 | Vakuumschutzschalter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199657A JPS58100325A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 真空しや断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100325A JPS58100325A (ja) | 1983-06-15 |
| JPH0230132B2 true JPH0230132B2 (ja) | 1990-07-04 |
Family
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