JPH04174919A

JPH04174919A - 真空バルブ

Info

Publication number: JPH04174919A
Application number: JP30100790A
Authority: JP
Inventors: Toru Kamikawaji; 徹上川路
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は真空バルブに係わり、特にその機械的強度を向
上させた電極部の構造に関するもので市る。

（従来の技術）周知のように真空バルブは、１Ｑ−”Ｐａ以下の高真空
中で一対の電極を開離することにより、真空の持つ優れ
た消弧性、絶縁性を利用して、電流遮断を行うものであ
る。

第４図にその代表的な構造を示した真空バルブは、一般
にセラミックスまたはガラスより成る絶縁円筒１の両端
開口が固定側端板２及び可動側端板３でそれぞれ密封さ
れ、気密な容器を構成している。固定側端板２には固定
側電極４を接合した固定通電軸５が支持固定され、この
固定電極４と対向して可動電極６が図示しない操作機構
に連結された可動通電軸７によって支持されている。

そしてこの可動通電軸７と可動側端板３の開口部をベロ
ーズ８を介して気密に連結することにより、真空バルブ
内の真空を保持しつつ可動通電軸７を動作することがで
きる。また、電流遮断時に電極から飛散する金属蒸気ヤ
金属溶融片が絶縁円筒１の内面に付着し、沿面の絶縁性
能が低下するのを防止するためにシールド９が設けられ
ている。

以上のような構成の真空バルブにおいて、その遮断性能
を向上させるために固定側及び可動側電極４．６には、
種々の工夫がなされている。そのひとつに、いわゆるコ
ントレート電極と呼ばれる構造のものがある。第５図、
第６図に示すコントレート電極１０は、カップ状電極１
１の円周部に斜め方向に複数のスリット１２を設け、こ
のスリット１２により区分されたセグメント１３に流れ
る電流■が作る磁界Ｂにより、接触子１４上に点弧した
アーク１５を電極の円周方向Ｆに駆動させて−か所に停
滞するのを防止し、遮断性能の向上を図るものである。

（発明が解決しようとする課題）ところがコントレート電極１０は、その構造上１、　　
電極開閉時の衝撃応力によりスリット１２が第７図に示
すように潰れ、変形が生じる場合がある。

特に高電圧用の真空バルブで、電極間間隙が長いものや
、開閉速度が速く開閉操作力の大きいものになるほどそ
の傾向が強まる。第７図においてカップ状電極１１の下
側セグメント１３ａを流れるべき電流Ｉは、変形により
接触した部分１３Ｇで上側セグメント１３ｂの方へその
一部ｉが流れてしまうため発生磁界が低下し、アークを
有効に駆動できなくなり、遮断性能が低下してしまうこ
とがある。

また一般に真空バルブの電極は対向する平面で接触する
いわゆるバットコンタクトであり、図示しない操作機構
と可動通電軸の間に設けられたばねにより加圧され相互
の接触を保っているが、電極が変形しその厚みＴが小さ
くなると、このばねの荷重が小ざくなってしまう。接触
抵抗は一般に加圧力に反比例するため、このように電極
の変形により接触荷重が低下すると接触抵抗が増加し、
通電電流により真空バルブがオーバーヒートしてしまう
場合や、短絡電流のような大電流では、接触部がジュー
ル熱により溶着し、開極出来なくなる場合がある。また
、大電流が流れた場合に生ずる電極の電磁反発力が接触
荷重を上回った場合電極が開離し、発弧を伴い溶着して
しまうことも市る。

一方、３’１．５ｋＡ以上の比較的大きな電流を遮断す
る場合には、適正な接触荷重を加えていても接触子が軽
度に溶着することがあり、その溶着力によりカップ状電
極が真空バルブの軸方向へ引き延ばされ電極の厚みＴが
増し、その結果電極間間隙が短くなり、耐電圧性能が低
下してしまうこともある。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、真空バ
ルブの開閉動作時の衝撃応力や接触子の溶着によっても
変形せず、機械的に強いコントレート電極とすることよ
り、信頼性の優れた真空バルブを提供することを目的と
するものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明では、コントレート電極のカップ状電極の二つ以
上のセグメントを貫通する穴を設け、その穴の中に機械
的に高強度でかつ高電気抵抗の補強部材を配設する。

（作　用）このような構成にすることによって、補強部材がセグメ
ントの相対位置を保つ作用をし、開閉動作時の衝撃力や
接触子の溶着によってもコントレート電極が変形しない
ため、安定した遮断、通電および耐電圧の各性能を有す
る真空バルブとすることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について、第５図の断面Ｘ−Ｘ
と同様な断面を表わし、また同一部品には同一符号を記
した第１図を用いて説明する。

第１図において、カップ状電極１１の円周部には真空バ
ルブ中心軸と平行な軸を持つ複数の穴１６が設けられ、
この穴１６はカップ状電極１１の円周部の二つのセグメ
ント１３ａ、１３ｂを跨いで貫通している。そして、こ
の穴１６には機械的に高強度でかつ高電気抵抗の材料、
例えばステンレス鋼からなる補強部材１７を配設してい
る。

ただＣ１補強部材１７を介して下側セグメント１３ａか
ら上側セグメント１３ｂへ流入する電流を抑制するため
に、補強部材と穴の内面とは補強部材の両端近傍の径大
部１７ａ、１７ｂで接合し、補強部材の電気抵抗を大き
くする必要がある。

なあ、本実施例に於ては補強部材の下側径大部１７ａは
穴１６の内面と銀ろう付は等により接合する必要がある
が、補強部材の上側径大部１７ｂをも接合するか否かは
、真空遮断器の適用条件により異なってくる。すなわち
、前述のように３１゜５ｋＡ以上の比較的大きな電流を
遮断する場合には接触子１４が軽溶着することがあるが
、電極の変形無しにこの溶着部を引き剥がすためには、
補強部材の上側径大部１７ｂを穴１６の内面と銀ろう付
は等により強固に接合する必要がある。しかし、比較的
遮断電流が小さい場合には、カップ状電極の剛性で軽溶
着部を引き剥がすことができ、また電極投入時の圧縮荷
重には補強部材端面１７Ｃが接触子１４の裏面に当接す
るので、接触子側の補強部材径大部を穴内面と接合する
必要は無い。

以上のような構成にすることによって、隣接するセグメ
ントの相対位置は補強部材により一定に保たれるので、
電極の開閉衝撃によるスリットの潰れが無く、従って各
セグメントを流れる電流の漏れが無くなるので、アーク
を駆動させる強い磁界が得られ、安定した遮断性能を有
する真空バルブとすることができるとともに、電極の厚
みの増減に伴う耐電圧性能および通電性能の低下を抑制
できる。

なあ、スリットと真空バルブ中心軸の成す角度が大きか
ったり、スリットの深さが深い場合には、穴および補強
部材が三つ以上のセグメントを跨ぐことがあるが、本実
施例と全く同様にして、各セグメントの相対位置を保つ
ような構造とすることができる。

また本実施例では一方の電極についてのみ示したが、他
方の電極もやはり同様の構造とすることで、その性能を
更に向上させることができる。

以上述べた実施例の変形例として種々のものが考えられ
る。第２図及び第３図は本発明による他の実施例であり
、電極周辺部について示す。部品段階で接触子１４側よ
りカップ状電極１１の円周部に有底の穴１６を設けると
ともに、補強部材１７の長さをこの穴の深さより僅かに
短くしたものである。前述のように遮断電流が比較的小
さな場合には、補強部材１７は圧縮力のみに抗すれば良
いので、補強部材１７は穴１６の中に挿入するだけでろ
う付けする必要は無く、第１図の実施例に較ベニ作作業
性に優れているといえる。この場合、接触子１４とカッ
プ状電極１１の確実な接合を確保し、且つ電極の変形を
最小限に押さえるために、補強部材１７は穴１６の深さ
よりも僅かに（０，１〜０．３１１１１０程度）短くす
ることが必要である。

次に、第３図において、部品段階で接触子１４側よりカ
ップ状電極１１の円周部に有底の穴１６を設け、かつこ
の穴１６の径よりも大きい座ぐり部分１８を設けるとと
もに、長さが穴１６の深さより僅かに短く、かつ両端の
径が穴１６と座ぐり１８にそれぞれ嵌合し、中央部は穴
１６よりも小さい径の補強部材１７を配設したものであ
る。大電流遮断の用途においては、第１図および第２図
の実施例は補強部材１７の両端ともろう付けされる必要
かあるのに対し、本実施例は補強部材の下側径大部１７
ａと穴１６との嵌合部のみがろう付けされれば良い。

［発明の効果］以上述べたように、コントレート電極のカップ状電極の
二つ以上のセグメントを貫通する穴を設け、その穴の中
に機械的に高強度でかつ高電気抵抗の補強部材を配設す
ることにより、真空バルブの開閉動作時の衝撃応力や接
触子の溶着によっても変形せず、機械的に強いコントレ
ート電極とすることができ、安定した遮断、通電および
耐電圧の各性能を有する真空バルブを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示した要部断面図、第
２図及び第３図は本発明による他の実施例を示した要部
断面図、第４図は従来の真空バルブの断面図、第５図、
第６図及び第７図は従来のコントレート電極の説明図で
ある。１０・・・・・・・・・コントレート電極１１・・・・
・・・・・カップ状電極１２・・・・・・・・・スリット１３・・・・・・・・・セグメント１４・・・・・・・・・接触子１６・・・・・・・・・穴１７・・・・・・・・・補強部材１８・・・・・・・・・座ぐり（７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　佑１４
　　　　　　１７ｃ第　　１　　図第　　２　　図第　　３　　図第　　４　　図第　　６　　図

Claims

【特許請求の範囲】

真空容器内で同軸上に対向する一対の接触子を有し、円
周部に複数のスリットを設けたカップ状電極を前記接触
子の裏面に接合するとともに、前記カップ状電極の底面
中央部が接合された通電軸の少なくとも一方を動作せし
め、前記接触子を開閉することによつて電路を遮断およ
び閉成する真空バルブにおいて、前記カップ状電極のス
リットで区分された二つ以上のセグメントを跨がる穴を
設け、この穴の中に機械的強度に優れかつ高電気抵抗を
有する補強部材を配設したことを特徴とする真空バルブ
。