JPH0244094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は磁界を発生するためのコイルを有す
る遮断器用真空バルブに関する。

［従来の技術］ 固定接触子と、この接触子に対し相対的に直線
上を動き得るように配置された可動接触子と、両
接触子の間の空間を貫通する磁界を発生させるた
めに、遮断すべき電流を貫流させるコイルとを備
えた遮断器用真空バルブは、ドイツ連邦共和国特
許出願公開第3033632号明細書により知られてい
る。この真空バルブにおいては、コイルは軸方向
を向いた磁界、すなわち接触子装置の長軸にほぼ
平行にその磁束線が走る磁界を発生させるという
役目をもつている。そのために磁束線は接触子間
に発生したアーク放電の流線にもほぼ平行に延び
ており、それにより周知のように大きい電流を遮
断するときにアークの収縮が避けられる。
30000A以上の遮断電流を処理しようとするなら
ば、このために用いられるコイルが接触子のすぐ
そばに配置されるか、又は接触子自身により形成
されるときにだけ、必要な磁界が経済的に発生で
きる。

前記のドイツ連邦共和国特許出願公開第
3033632号明細書に基づく真空バルブにおいては、
磁界を発生させるコイルは固定接触子に付設され
ている。望ましい軸方向の磁界の形状は、接触子
が強磁性の部分を備えていることにより維持さ
れ、この強磁性の部分が磁束線をほぼ軸方向に接
触子間の空間中に侵入させる。

前記の真空バルブの可動接触子に強磁性の部分
を設けられていることのために、大きい遮断電流
ばかりでなく大きい持続電流を処理することも困
難である。すなわち強磁性の部分の比較的小さい
導電率のために、連続運転における特に3000A以
上の持続電流の際の温度上昇を少なく保つように
するには、可動接触子及びその通電棒の断面積を
大きく構成することが必要である。しかしながら
それにより接触子はかなり大きい質量を有し、こ
のことが遮断の際に必要な機械的駆動エネルギー
の大きさに不利な影響を及ぼす。更に強磁性の部
分は電流ゼロ点通過時に、消弧を困難にする残留
磁界を存続させる。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、損失が少なくまた電流ゼロ点通過
時にできるだけ小さい残留磁界により作動し且つ
質量の少ない可動接触子を有するような、軸方向
磁界を伴つて作動する前記の種類の真空バルブを
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上述の目的を達成するため、この発明は、固定
接触子と、この接触子に対し相対的に直線上を動
き得るように配置された可動接触子と、両接触子
の間の空間を貫通する磁界を発生させるために遮
断すべき電流を貫流させるコイルとを備えた遮断
器用真空バルブにおいて、コイルを２つの部分に
分割し、第１の大なる部分コイルを固定接触子上
に配置し、第２の小なる部分コイルを可動接触子
上に配置し、固定された第１の部分コイルを固定
接触子への電流供給部として構成すると共に、こ
の固定接触子がスリツトを切られた接触板を有
し、この接触板の直径が第１の部分コイルのコイ
ルら線の平均直径にほぼ等しく、さらに可動接触
子は、第２の部分コイルを形成するために、斜め
にスリツトを切られた壁とスリツトを切られた平
らな接触板とによりつぼ形に形成するものであ
る。

こうして強磁性体を使用することなく、磁界が
接触子の間の空間をほぼ軸方向に貫通することが
達成される。コイルがアークを経由して直列に接
続された二つの部分から成るにもかかわらず、コ
イルは本質的に単一のコイルのように振舞う。コ
イルの大部分は固定接触子上に置かれ、可動接触
子にはコイルの全アンペア回数の僅かな部分が置
かれるだけであるから、コイルを設けることによ
る可動接触子の質量や損失熱の増加は極めて低く
おさえることができ、可動接触子の構成上極めて
有利である。

磁界を発生させる巻線がアークを経由して直列
に接続された二つのコイルから成る真空バルブが
既に知られている（アメリカ合衆国特許第
3372259号＝フランス共和国特許第1484018号）。
この真空バルブにおいては、一つのコイルは固定
して、そして他のコイルは可動に配置されてい
る。両コイルは同一類似であり、すなわち巻数と
直径について匹敵するように構成されている。こ
のコイルは比較的大きい運動質量と真空バルブの
一部分における損失熱の発生とを引き起こし、損
失熱はこの部分から容易に放散できない。それは
別としてこの真空バルブは同心の接触子装置を有
し、この接触子装置においては傾動可能に支持さ
れた円筒標的形の可動接触子がリング状の固定の
接触子に係合する。この装置は一方ではアークの
挙動に対して有利であるが、しかしながら大きい
定格電圧と定格電流を得るのが困難である。

コイルの固定部分及び可動部分は、真空バルブ
の構成においてそもそも知られているのと同様な
方法で構成できる。特にコイルの固定部分は固定
接触子への電流供給路として構成することができ
ると共に、スリツトを切られた接触板を有するこ
とができ、この接触板の直径は固定された部分コ
イルのコイルら線の平均直径にほぼ等しい。接触
板のこの寸法により、接触板の外縁においても十
分な強さの磁界の存在が確立される。目指す大き
いないしは非常に大きい遮断電流の範囲に対して
は、コイルの固定された部分の多重構造が推薦さ
れる。それにより複数の並列な電流路が生ずる。
接触板にスリツトを設けることにより、周知のよ
うに、消弧に不利に作用する電流ゼロ点通過時の
残留磁界が抑制できる。

可動接触子上に設けるべきコイルの残りの部分
は周知の方法で可動接触子のつぼ形の形態により
達成でき、その際接触子の壁は斜めにスリツトを
切られると共に平らな接触板をかぶせられる。こ
こでは、発生した磁界が固定されたコイル部分の
磁界と同一方向に走るように、スリツトを配列す
ることが重要である。

固定配置された部分コイルを真空バルブの容器
の導電するように構成された閉鎖フランジ上に固
定することが推薦される。これにより特に多重構
造の場合における固定された部分コイルへの電流
導入ばかりでなく良好な熱放散も確立される。

［実施例］ 次にこの発明に基づく真空バルブの１実施例を
示す図面によりこの発明を詳細に説明する。

第１図に示した真空バルブ１は金属部分とセラ
ミツク部分とから集成された容器２を有してい
る。上側の閉鎖フランジ３は外部にはねじを備え
た接触棒４を、また容器２の内部には固定の第１
の部分コイル５を支持している。この部分コイル
は、少ない電流熱損失で強い磁界を発生すること
ができるように、大きい断面積に構成されてい
る。荷重に対応するコイルの機械的強度はコイル
のターン間に配置された支持体６により得られ
る。コイルは多重に、すなわち展開図を示す第２
図に明らかにしたように、この場合には四つの並
列な分岐により構成されている。並列な分岐は第
２図において５ａ，５ｂ，５ｃと５ｄの符号が付
けられている。部分コイル５の閉鎖フランジ３と
反対の側は接触子７に結合されており、この接触
子の接触板８はコイルら線の平均直径にほぼ等し
い直径を有する。この接触板は真空中での遮断に
特に適した材料例えばクロム銅合金から成ること
ができる。かかる材料はまた機械的に強固な支持
板上にかぶせることもできる。更に部分コイル５
の内部には接触板８の支持のために非導電性の又
は低導電性の支持体を配置することができる。

容器２の閉鎖フランジ３と反対の側には下側の
閉鎖フランジ９が設けられ、この閉鎖フランジに
は、図示されていない滑り軸受の助けを借りて、
可動な通電棒１０が可動接触子１１の支持体とし
て移動可能に案内されている。ベローズ１９は周
知の方法で遮断及び投入のために必要な二重矢印
２３の方向における通電棒１０の運動を可能にす
ると共に、同時に真空バルブ１の内部空間を周囲
大気に対し完全に密封する。可動接触子１１は周
知のつぼ形接触子と全く同様に形成されている。
壁１２は接触子軸に対し傾斜して延びるスリツト
１３を備え、このスリツトは可動接触子が第２の
部分コイルの特性を有するように電流の方向を変
える作用をする。その固定の接触子板７に向いた
側に、可動接触子１１は同様に接触板７と同じ直
径を有する接触板１４を支持している。

接触板８と１４はうず電流の防止のためにスリ
ツトを切ることができる。かかるスリツトは周知
のように例えば第３図に示すように半径方向に、
又は第４図（接触板１８と２４）に示すようにス
リツトが接触板の縁から始まり中心のそばを通過
するように配置することができる。これらの実施
例及びその他の実施例はアメリカ合衆国特許第
3946179号明細書から引用できる。

容器２の接触子を囲む部分は金属外被１５によ
り形成され、その上側の閉鎖フランジ３の方向に
はセラミツクの中空絶縁体１６が、また下側の閉
鎖フランジの方向には別のセラミツクの中空絶縁
体１７が、この金属外被に接続している。容器２
のすべての部分の間の結合は周知の方法でろう付
けにより構成することができる。金属外被１５と
絶縁体１６，１７との間の移行箇所には、電界の
集中を避けるために遮へいリング２０又は２１が
装着されている。

上記の真空バルブは次のように作動する。投入
状態は通電棒１０の上昇運動により引き起こされ
る。そしてそのとき上側の接触棒４と通電棒１０
のねじ軸端２２との間には連続した通電路が形成
され、この通電路は上側の閉鎖フランジ３、第１
の部分コイル５、接触板８、接触板１４、可動な
第２の部分コイルとしてのスリツトを切られた壁
１２及び通電棒１０を含む。この閉じた状態にお
いて発生する電流熱損失は、第１の部分コイル５
が意識的に大きい断面により構成されていること
により、かなり小さく保たれる。通電路には強磁
性の部分が無いので、二次的な損失は発生しな
い。第１図に示す遮断状態は通電棒１０の下降運
動により引き起こされるので、接触板８と１４と
の間に遮断アークが発生する。このアークは接触
子装置の長軸と同方向に走る磁界の範囲の中にあ
り、この磁界は第１の部分コイル５とこの部分コ
イルに同方向に作用する可動な第２の部分コイル
としての可動接触子１１とにより発生される。両
部分コイルはアーク経由して直列に接続されてい
るので、磁束線は（部分コイル５から見て）可動
接触子１１の後で初めてその方向を変える。接触
子の開いた状態において接触子の間の空間に発生
するある漏洩磁束は、装置の効果に対して大した
意義を持たない。

容易に分かるように上記の接触子装置及びコイ
ル装置は特定の容器形状に無関係に用いることが
できる。従つて上記の容器２はただの１実施例に
過ぎず、この実施例は前記の材質ばかりでなく構
造様式の観点からも変更することもできる。更に
可動接触子１１に設けられた部分コイルは、この
実施例の中に示されたものと異なつて構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく真空バルブの１実施
例の縦断面図、第２図は第１図に示す真空バルブ
の固定されたコイル部分の展開図、第３図は第１
図に示す真空バルブの接触板の平面図、第４図は
接触板の別の実施例の平面図である。 １……真空バルブ、２……容器、３……閉鎖フ
ランジ、５……第１の部分コイル、７……固定接
触子、８，１４……接触板、１１……可動接触
子、１２，１３……第２の部分コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定接触子７と、この接触子に対し相対的に
   直線上を動き得るように配置された可動接触子１
   １と、両接触子の間の空間を貫通する磁界を発生
   させるために遮断すべき電流を貫流させるコイル
   ５とを備えた遮断器用真空バルブ１において、コ
   イルを２つの部分に分割し、第１の大なる部分コ
   イル５を固定接触子上に配置し、第２の小なる部
   分コイル（円筒部１２、スリツト１３）を可動接
   触子１１上に配置し、固定された第１の部分コイ
   ル５を固定接触子７への電流供給部として構成す
   ると共に、この固定接触子７がスリツトを切られ
   た接触板８を有し、この接触板８の直径が第１の
   部分コイル５のコイルら線の平均直径にほぼ等し
   く、さらに可動接触子１１は、第２の部分コイル
   を形成するために、斜めにスリツトを切られた壁
   １２とスリツトを切られた平らな接触板１４とに
   よりつぼ形に形成したことを特徴とする遮断器用
   真空バルブ。 ２ 固定された第１の部分コイル５が移重５ａ，
   ５ｂ，５ｃ，５ｄに構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の真空バルブ。 ３ 固定された第１の部分コイル５が真空バルブ
   １の容器２の導電するように形成された閉鎖フラ
   ンジ３に固定されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の真空バルブ。