JPH0433091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、真空インタラプタに係り、特に真空
度低下検出に適した真空インタラプタに関する。

Ｂ 発明の概要 絶縁筒の両端を金属端板で閉塞して真空容器を
形成し、中間シールドの対地電圧を検出して真空
度低下を検出可能とした真空インタラプタにおい
て、 真空度低下時にしゃ断不能領域に至る以前で固
定側又は可動側のいずれか一方のみにて放電する
真空ギヤツプを設けて真空度低下を検出すること
により、 真空度低下検出後にあつてもしゃ断できるよう
にしたものである。

Ｃ 従来の技術 本来、真空インタラプタは、他の開閉器具に比
べ電気的にも機械的にも長寿命であり、保守点検
がほとんど不要である。しかし、しゃ断回数の増
大に伴なう真空度低下に加え、非常に稀ではある
が、ベローズや気密接合部等から真空漏れして真
空度が低下することがある。真空インタラプタ
（電流しゃ断部）は、その真空度低下により真空
しゃ断器としてのしゃ断性能が低下し、ひいては
しゃ断不能に至る。したがつて、その真空度を定
期的にまたは常時点検することが要求されてい
る。しかも、真空インタラプタは、操作機構と組
立てられて真空しゃ断器を構成した後、通電状態
で真空度を正確かつ簡便に検査し得ることが望ま
れている。

一方、真空インタラプタの真空度と真空ギヤツ
プの放電開始電圧とは、第５図に示すように、パ
ツシエンの法則に近似した関係にある。第５図
は、横軸に真空インタラプタ内部圧力、縦軸に放
電開始電圧をとつたもので、図中実線（一部破
線）１は真空ギヤツプが10mmの場合の特性を示
す。第５図から判るように、真空インタラプタ内
の真空度が10^-4mmＨｇ（13.33mPa）以下の高真
空であれば放電開始電圧は非常に高い。しかし、
真空度が劣化して10^-1mmＨｇ（13.33Pa）程度に
なると500Vで放電してしまう。

従来、このような法則を利用して、通電中の常
時真空度監視を行なうべく、真空インタラプタの
中間シールドの対地電圧を検出可能としたものが
知られている。

かかる真空インタラプタは、例えば第６図に示
すように、ガラス又はセラミツクスからなる円筒
状の２本の同一絶縁筒２，２を、それぞれの両端
に固着したコバール等からなる薄肉円環状の封着
金具３，３、……の一方を介し同軸的に接合して
１本の絶縁筒４にするとともに、その両端開口部
を他方を封着金具３，３を介し円盤状の金属端板
５ａ，５ｂにより閉塞し、かつ内部を高真空｛例
えば10^-5mmＨｇ（1.333mPa）以下の圧力｝に排
気して真空容器６が形成されている。

この真空容器６内には、その軸線上に位置する
固定電極棒７ａが固定側の金属端板５ａから気密
に導入されている。また、真空容器６内には、固
定電極棒７ａに接近離反自在の可動電極棒７ｂが
金属製のベローズ８を介して可動側の金属端板５
ｂから気密に導入されている。これら両電極棒７
ａ，７ｂの各内端部には、対をなして接離自在の
固定、可動電極９ａ，９ｂが一体的に設けられて
いる。

さらに、真空容器６内には、電極９ａ，９ｂと
電極棒７ａ，７ｂの一部とを同心状に囲繞する金
属製の中間シールド１０が絶縁筒４中間部の封着
金具３により支持されている。固定電極棒７ａに
は、中間シールド１０より小径にして固定電極棒
７ａを同心状に囲繞する金属製の軸シールド１１
が固着されている。可動電極棒７ｂには、中間シ
ールド１０より小径にして可動電極棒７ｂおよび
ベローズ８を同心状に囲繞する金属製のベローズ
シールド１２が固着されている。

ここに、真空インタラプタの固定側と可動側と
では、高真空領域における耐電圧特性の向上を図
るため、開極時における電界分布状態がほぼ対称
となるように構成されている。すなわち、中間シ
ールド１０軸シールド１１、ベローズシールド１
２、金属端板５ａ，５ｂ等との間の真空ギヤツプ
L₁，L₂，L₃は、固定側と可動側とで同一寸法ギ
ヤツプとなつている。

なお、中間シールド１０は、２個のコンデンサ
C₁、C₂を直列に設けてなるインピーダンス分圧
器１３を介して大地接続されている。

かかる構成の真空インタラプタにおいて、系統
線路電圧E₁と中間シールド１０の対地電圧E₂と
は、真空度が正常ならばE₁＞E₂である。しかし、
真空度が劣化して例えば中間シールド１０と軸シ
ールド１１およびベローズシールド１２との間で
放電を生じると、中間シールド１０の対地電圧
E₂は上昇してE₁≒E₂となる。これにより、真空
度の良否が判定できるものである。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる従来の真空インタラプタでは、
確かに真空度が劣化したことを判定できるもの
の、固定側と可動側とは、電界分布の均一化を図
るために対称形に構成されているので、ほぼ同じ
真空度で中間シールド１０と固定側および可動側
の両者との間でそれぞれ放電を生じてしまう。し
たがつて、たとえしゃ断可能な真空領域で真空度
低下を検知し、操作機構（図示省略）を作動させ
て電極９ａ，９ｂを開極しても、固定側と可動側
とは中間シールド１０を介して閃絡しているの
で、結局負荷電流や事故電流をしゃ断することが
できなかつた。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、し
ゃ断可能な真空領域で真空度低下を検知すること
ができ、その検知直後に開極操作することで固定
側と可動側とが中間シールドを介して閃絡するこ
となく確実にしゃ断することができる真空インタ
ラプタを提供することにある。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明者等は、真空インタラプタにおける放電
現象につき検討した結果、第４図に示す特性を得
た。第４図は、横軸に真空インタラプタ内部圧
力、縦軸に放電開始電圧をとつたものである。第
４図中、実線１４、実線１５および実線１６は、
それぞれ真空ギヤツプＡ，ＢおよびＣの特性を示
すもので、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にある。

一般に、長ギヤツプは短ギヤツプよりも放電開
始電圧が高いことが知られていたが、このこと
は、第４図から判るように、高真空又は大気圧近
傍での現象であり、10^-2mmＨｇ（1.333Pa）前後
の領域では、逆に短ギヤツプの方が長ギヤツプよ
りも放電開始電圧は高くなつている。そして、短
ギヤツプは、その10^-2mmＨｇ（1.333Pa）前後の
領域で十分な耐電圧を保有していた。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、しゃ断可能領域で固定側又は可動側のいずれ
か一方にのみにて放電する真空ギヤツプを設ける
こととした。すなわち、本発明の真空インタラプ
タは、絶縁筒の両端を金属端板で閉塞して真空容
器を形成している。そして、この真空容器には、
一方の金属端板から固定電極棒を気密に導入し、
かつ他方の金属端板から固定電極棒に接近離反自
在の可動電極棒をベローズを介して気密に導入し
ている。また、これら両電極棒の各内端部には、
対をなして接離自在の固定、可動電極棒を設けて
いる。

さらに、真空容器内に、少なくとも電極の外周
を囲繞する金属製の中間シールドを電極に対し絶
縁して設けている。また、この中間シールドをイ
ンピーダンスを介して大地接続している。さら
に、中間シールドと固定側又は可動側のいずれか
一方の系統電位部材との間に、真空度低下時であ
つてかつしゃ断可能な真空領域で放電する真空ギ
ヤツプを形成している。

ここに、しゃ断可能な真空領域とは、各真空イ
ンタラプタの仕様（例えば定格電圧等）によりそ
れぞれ決定されるものである。

Ｆ 作用 かかる構成の真空インタラプタにおいて、通電
中に真空度が低下してくると、しゃ断不能領域に
至る以前に固定側又は可動側いずれか一方に設け
ている長ギヤツプの部分で放電が生じる。この
際、他の真空ギヤツプ（短ギヤツプ）では放電を
生じず、短ギヤツプが前記長ギヤツプの放電に誘
発されて放電することはない。一方、長ギヤツプ
で放電したことは、中間シールドの対地電圧が変
動するため、直ちに検出される。したがつて、真
空度低下検出直後に、操作機構を作動させて電極
を開極すれば、しゃ断を行なうことができる。

Ｇ 実施例 以下、本発明を第１図から第３図に示す各実施
例に基づき詳細に説明する。

なお、従来と同一部分については第６図と同一
符号をもつて示し説明を省略する。

第１図は、中間シールド１０と固定電極棒７ａ
（系統電位部材）との間に、真空度低下時であつ
てかつしゃ断可能な真空領域で放電する真空ギヤ
ツプL₄が形成された例を示す。真空ギヤツプL₄
は、この真空インタラプタにおいて、最長の真空
ギヤツプである。なお、ギヤツプ長は、異電位部
材間の等電位線を直交する方向に飛行する電子の
飛行距離により決定されるものである。

この真空インタラプタにおいて、通電中に真空
度が低下してくるとしゃ断不能な真空領域に至る
以前に真空ギヤツプL₄が放電する。これにより、
中間シールド１０の対地電圧が変動し、インピー
ダンス分圧器１３を介して真空度劣化が検出され
る。この検出直後は、すなわち他の可動側の真空
ギヤツプが耐電圧を保つており、放電を開始する
前に、操作機構（図示省略）を作動させて可動電
極棒７ｂを固定電極棒７ａから離反させ、電極９
ａ，９ｂを開極すれば、しゃ断することができ
る。

第２図は他の実施例を示すもので、この真空イ
ンタラプタの真空容器６内には、金属端板５ａ，
５ｂに固着されかつ中間シールド１０と同径円筒
状の補助シールド１７ａ，１７ｂが設けられてい
る。そして、固定側における中間シールド１０と
補助シールド１７ａとの間に、真空度低下時であ
つてかつしゃ断可能な領域で放電する真空ギヤツ
プL₅が形成されている。真空ギヤツプL₅は、前
記実施例の真空ギヤツプL₄と同様にして最長の
真空ギヤツプである。また、この真空ギヤツプ
L₅は、固定側の絶縁筒２とその中心位置を同じ
く形成されている。

作用については、第１図に示す実施例とほぼ同
様であるので説明を省略する。

第３図はさらに他の実施例を示すもので、固定
側における中間シールド１０と軸シールド１１と
の間に、真空度低下時であつてかつしゃ断可能な
領域で放電する真空ギヤツプL₆が形成されてい
る。真空ギヤツプL₆は、前記実施例の真空ギヤ
ツプL₄，L₅と同様にして最長の真空ギヤツプで
ある。すなわち、真空ギヤツプL₆を形成すべく、
中間シールド１０の可動側は小径に形成されてお
り、中間シールド１０とベローズシールド１２と
の間のギヤツプ長が真空ギヤツプL₆のそれより
も小さくなつている。

作用については、第１図に示す実施例とほぼ同
様であるので説明を省略する。

なお、前記各実施例では、絶縁筒４を２本の絶
縁筒２を組合せて形成したが、本発明はかかる実
施例に限定されるものではなく、中間シールド１
０の対地電圧を検出できるものであれば１本の絶
縁筒にて構成してもよい。また、特に第２図にお
いて、真空ギヤツプL₅に対応する固定側の絶縁
筒２の長さを可動側の絶縁筒２より長く形成して
もよい。さらに、固定側と可動側との絶縁筒２を
中間シールド兼用の金属タンクを介して接合して
もよい。

一方、インピーダンス分圧器１３の要素は、コ
ンデンサに限定されるものではなく、抵抗または
コンデンサと抵抗の組合せでもよい。また、各実
施例では、最長の真空ギヤツプL₄，L₅，L₆を固
定側に設けた例で示したが、これらギヤツプを可
動側に設けてもよいのは勿論である。

Ｈ 発明の効果 以上のように本発明によれば、中間シールドと
固定側又は可動側のいずれか一方の系統電位部材
との間に、真空度低下時であつてかつしゃ断可能
領域で放電する真空ギヤツプを形成しているの
で、真空度低下のリーク初期（高真空）時に固定
側か可動側かの一方でを生じるが、このとき他の
真空ギヤツプは十分な耐電圧を保有している。し
たがつて中間シールドの電圧測定によつて真空度
低下をしゃ断可能な領域で検知することができ、
その直後に開極操作すれば他方の真空ギヤツプが
耐電圧を保つているので、固定側と可動側が中間
シールドを介して閃絡することなく確実にしゃ断
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空インタラプタの一実施例
を示す縦断正面図、第２図は本発明の他の実施例
を示す縦断正面図、第３図はさらに本発明の他の
実施例を示す縦断正面図、第４図は真空ギヤツプ
長が異なる場合の真空インタラプタ内部圧力と放
電開始電圧との関係を示すグラフ、第５図はパツ
シエンの法則を示すグラフ、第６図は従来の真空
インタラプタの縦断正面図である。 ４……絶縁筒、５ａ，５ｂ……金属端板、６…
…真空容器、７ａ……固定電極棒、７ｂ……可動
電極棒、８……ベローズ、９ａ……固定電極、９
ｂ……可動電極、１０……中間シールド、１３…
…インピーダンス分圧器、L₄，L₅，L₆……真空
ギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁筒の両端を金属端板で閉塞して真空容器
   を形成し、この真空容器に一方の金属端板から固
   定電極棒を気密に導入しかつ他方の金属端板から
   固定電極棒に接近離反自在の可動電極棒をベロー
   ズを介して気密に導入し、これら両電極棒の各内
   端部に対をなして接離自在の固定、可動電極を設
   けるとともに、 真空容器内に少なくとも前記電極の外周を囲繞
   する金属製の中間シールドを電極に対し絶縁して
   設け、この中間シールドをインピーダンスを介し
   て大地接続してなる系統電路開閉自在の真空イン
   タラプタにおいて、 前記中間シールドと固定側又は可動側のいずれ
   か一方の系統電位部材との間に、真空度低下時で
   あつてかつしゃ断可能な真空領域で放電する真空
   ギヤツプを形成したことを特徴とする真空インタ
   ラプタ。