JPH0719511B2

JPH0719511B2 - 真空インタラプタ

Info

Publication number: JPH0719511B2
Application number: JP7886686A
Authority: JP
Inventors: 伸明玉木; 信三佐久間; 利眞深井
Original assignee: 株式会社明電舍
Priority date: 1986-04-05
Filing date: 1986-04-05
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: IN168213B; JPS62234822A

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、特にアークに対し
て平行な軸方向の磁界を印加する、いわゆる縦磁界印加
方式の真空インタラプタに関する。

B.発明の概要本発明は、縦磁界印加方式の真空インタラプタにおい
て、絶縁筒を端板と有底筒状の金属タンクとで閉塞した真空
容器の金属タンク内に一対の電極を設け、固定電極棒を
端板から、可動電極棒を金属タンクの底部からそれぞれ
導入し、可動電極棒を固定電極棒より短くし、ベローズ
を内部真空形とすることにより、絶縁的に安定してしや断性能の低下がなく、電極の片当
りを防止し、操作機構の重量負荷を軽減でき、またベロ
ーズの損傷を防止したものである。

C.従来の技術従来、縦磁界印加方式の真空インタラプタとしては、例
えば特開昭59−79921号公報に開示されるようなものが
知られている。

この真空インタラプタは、第２図に示すように、絶縁筒
１の一端を封着金具２を介し金属からなる端板３で閉塞
するとともに、絶縁筒１の他端を封着金具４を介し有底
筒状の金属タンク５で閉塞し、内部を高真空にして真空
容器６が形成されている。そして、この真空容器６の金
属タンク５内には、接離自在の一対の固定，可動電極7,
8が配設されている。

固定電極７を内端部に固設した固定電極棒９は、金属タ
ンク５の底部5aを気密に貫通して金属タンク５内に導入
されている。また、可動電極８を内端部に固設した可動
電極棒10は、端板３をベローズ11を介して気密に貫通
し、絶縁筒１内を通つて金属タンク５内に導入されてい
る。つまり、可動電極棒10は、固定電極棒９より長くな
つている。さらに、ベローズ11は、その内方が大気側と
なるように端板３から絶縁筒１内に突出して設けられて
いる。ベローズ11は、両電極7,8から最も離れた位置に
設けて、ベローズ11に金属蒸気が付着しにくいような構
造としている。

一方、固定電極棒９の外端部には、固定電極棒９と直交
する方向に延在する外部引出導体12が、コイル13を介し
て接続されている。コイル13は、一端が固定電極棒９の
外端部に接続されかつ他端が外部引出導体12の端部に接
続された略円筒状に形成され、金属タンク５の外部にて
両電極7,8を囲繞している。そして、コイル13は、アー
クに対し平行な軸方向の磁界を発生するものである。ま
た、可動電極棒10の外端部には、前記外部引出導体12と
平行に延在する外部引出導体14が、摺動コンタクト15を
介して接続されている。

なお、第２図において、16は金属タンク５の内周面に一
端が固着されかつ絶縁筒１の一部をその内側から覆う主
シールドである。また、17はベローズシールド、18は補
助シールドである。

D.発明が解決しようとする問題点上記従来の真空インタラプタにおいては、外部引出導体
12−コイル13−固定電極棒９−固定，可動電極7,8−可
動電極棒10−摺動コンタクト15−外部引出導体14を電流
が流れる。これにより、固定，可動電極棒9,10は、フレ
ミングの左手の法則に従つて、外部引出導体12,14の引
出し方向とは逆方向（第２図において左側方向）の径方
向の電磁力を受ける。しかして、両電極7,8は、真空容
器６の一端側（絶縁筒１の一端側）にある金属タンク５
内に設けてあり、しかもベローズ11は、金属蒸気の付着
防止を考慮して両電極7,8から最も離れた位置（絶縁筒
１の他端側）に設けてある。このために、可動電極棒10
は、端板３を貫通し、絶縁筒１内を通つて金属タンク５
内にまで延びており、その長さが著しく長いものとなつ
ている。

したがつて、可動電極棒10は、電磁力の大きな影響を受
けて開閉動作時に径方向の振れを生じる。この振れによ
り、異電位部材である可動電極棒10と主シールド16との
間隔等が狭くなつてしまい、耐電圧特性が低下するとい
う問題があつた。また、可動電極棒10が傾斜すると、両
電極7,8は、その外周側の部分で片当り（点接触）状態
となり、投入時の衝撃応力が接触点のみに集中すること
になり、その結果長年月の間には電極7,8が割れたり、
欠け落ちたりの損傷を受け、しや断性能が低下するとい
う問題があつた。さらに、可動電極棒10の長さが著しく
長いので、可動部分の重量が重くなり、操作機構の重量
負荷が大きくなるという問題もあつた。

一方、両電極7,8の開極時に発生する金属蒸気は、固定
電極７の背部真空空間が小さいこともあつて、真空空間
の大きい絶縁筒１側へ主に移動する。このために、ベロ
ーズシールド17が設けてあるにも拘らず、多数回の開閉
によつて、飛散した金属蒸気の一部は、ベローズ11の表
面に付着した。しかも、ベローズ11は開極時に縮む構成
となつている。したがつて、ベローズ11の山どうしは、
付着した金属蒸気により溶着し、リークの原因となつて
いた。

E.問題点を解決するための手段上述の如き従来の問題点を解決するために、本発明は、
絶縁筒を端板と金属タンクとで閉塞して真空容器を形成
し、電極を金属タンク内に配設している。そして、固定
電極棒は端板から、可動電極棒は金属タンクの底部から
ベローズを介してそれぞれ導入している。固定電極棒
は、端板から絶縁筒内を通つて金属タンク内にまで延び
ており、可動電極棒より長くなつている。また、ベロー
ズは、その内方が真空となるように金属タンクの底部か
ら真空容器外方へ突出して設けている。金属タンクの外
部には、一対の電極を囲繞してアークに平行な磁界を印
加するコイルを設けている。

F.作用かかる構成の真空インタラプタにおいては、真空容器内
における固定電極棒は長く、逆に可動電極棒は短い。し
たがつて、外部引出導体を含めた回路により可動電極棒
が受ける径方向の電磁力は小さく、可動電極棒は径方向
の振れを生じることはほとんどない。これにより、耐電
圧特性の低下がなく、また電極が片当りを生じることも
ない。さらに、可動部分の重量が軽くなるので、操作機
構の重量負荷が小さくなる。一方、異電位で対向する固
定電極棒と主シールドとは、固定の関係にあるので、開
閉動作時において両者間の耐電圧特性が変化することは
ない。また、金属蒸気は、主に真空空間として大きい固
定電極の背部側に移動し、真空空間として小さい可動電
極の背部側にはほとんど飛散して来ない。したがつて、
金属タンクの底部から真空容器外方に突出したベローズ
に金属蒸気が付着することはない。

G.実施例以下、本発明を第１図に示す一実施例に基づいて詳細に
説明する。

本発明の真空インタラプタは、例えば第１図に示すよう
に、ガラスまたはセラミツクスからなる円筒状の絶縁筒
21の一端を例えばコバール（Fe−Ni−Co合金）からなる
環状の封着金具22を介し円板状の金属からなる端板23で
閉塞するとともに、絶縁筒21の他端を封着金具24を介し
非磁性のステンレス鋼からなる有底円筒状の金属タンク
25で閉塞し、かつ内部を高真空（6.67mpa以下の圧力）
に排気して真空容器26が形成されている。

そして、この真空容器26内には、その軸線上に位置する
固定電極棒27が、端板23から気密に導入され、固定電極
棒27は、絶縁筒21内を通つて金属タンク25内にまで延び
ている。また、真空容器26内には、固定電極棒27に接近
離反自在の可動電極棒28が、金属からなるベローズ29を
介して金属タンク25の底部25aから気密に導入されてい
る。ベローズ29は、その内方が真空となるように金属タ
ンク25の底部25aから真空容器26外方へ突出して設けら
れている。

固定電極棒27の外端部には、固定電極棒27と直交する方
向に延在する外部引出導体30が接続されている。また、
可動電極棒28の外端部には、アークに対し平行な磁界を
発生する略円筒状のコイル31の一端が摺動コンタクト32
を介して接続されている。コイル31の他端は、固定電極
棒27に接続された外部引出導体30と平行に延在する外部
引出導体33の端部に接続されている。

一方、金属タンク25内に位置する固定電極棒27の内端部
には、円板状の固定電極34が固設され、可動電極棒28の
内端部には、固定電極34に接離自在の円板状の可動電極
35が固設されている。すなわち、固定，可動電極34,35
は、金属タンク25内に位置して設けられており、コイル
31により囲繞されている。

なお、第１図において、36は金属タンク25の内周面に一
端が固着され、絶縁筒21の一部を内方から覆う筒状にし
て非磁性のステンレス鋼からなる主シールドである。

このような構成の真空インタラプタにおいては、外部引
出導体30−固定電極棒27−固定，可動電極34,35−可動
電極棒28−摺動コンタクト32−コイル31−外部引出導体
33を流れる電流により、外部引出導体30,33の引出し方
向と逆方向（第１図において左側方向）の電磁力が発生
する。ところで、固定電極棒27は、軸方向の長さ（端板
23から固定電極34までの長さ）が長いこともあつて、電
磁力による大きな曲げ力を受けるものの、固定されてい
るので真空容器内において他の部材との固定関係が変化
することはない。つまり、異電位部材である固定電極棒
27と主シールド36との関係等は安定であり、耐電圧特性
が変化することはない。

一方、可動電極棒28は軸方向の長さ（摺動コンタタクト
32から可動電極35までの長さ）が短いので、電磁力が作
用してもその曲げ力は固定側に比較して極めて小さい。
したがつて、可動電極棒28は、振れを生じることがほと
んどなく、その結果電極34,35の片当りも防止される。
また、電磁力によつてたとえ可動電極棒26が微小ながら
径方向の振れを生じたとしても、可動電極棒28の近傍に
位置する金属タンク25等の部材は可動電極棒28と同電位
であるので、耐電圧特性が低下することはない。

さらに、可動電極棒28はその長さが短く、可動部分の重
量が軽くなるので、操作機構における重量負荷が著しく
小さくなる。

一方、両電極34,35の開極時に発生する金属蒸気は、主
に固定電極34の背部側である絶縁筒21内へ移動し、可動
電極35の背部側にはほとんど飛散して来ない。しかも、
ベローズ29は、開極時に伸びる方向に作動する構成とな
つている。したがつて、ベローズ29に金属蒸気が付着す
ることはなく、またたとえ金属蒸気が付着したとして
も、ベローズ29の山どうしが溶着してリークを生じるこ
とはない。

H.発明の効果以上のように、本発明の真空インタラプタによれば、絶
縁筒を端板と有底筒状の金属タンクとで閉塞した真空容
器の金属タンク内に一対の電極を設け、固定電極棒を端
板から、可動電極棒を金属タンクの底部からそれぞれ各
内端部が金属タンク内に位置するように導入し、可動電
極棒を固定電極棒より短くし、ベローズを内部真空形と
しているので、異電位で対向する固定電極棒と主シールドとの関係
等は固定であり、開閉動作時において電磁力の影響を受
けても両者の関係は固定であつて、耐電圧特性が低下す
ることはない。

回路による電磁力の影響を受けて動き易い可動電極
棒は固定電極棒に比較して長さが十分短いので、電磁力
による影響をほとんど受けず、径方向の振れを生じるこ
とがほとんどない。また、たとえ可動電極棒が微小なが
ら径方向の振れを生じたとしても、可動電極棒の近傍に
位置する部材は可動電極棒と同電位であるので、耐電圧
特性が低下することはない。

可動電極棒は振れを生じ難いので、電極の片当りに
よる点接触は防止でき、電極は損傷を受けず、しや断性
能の低下はない。

可動電極棒は長さが短いので、可動部分の重量が軽
くなり、操作機構における重量負荷が著しく小さくな
る。

可動電極の背部真空空間は小さく、開閉時の金属蒸
気は主に固定電極の背部真空空間へ飛散するので、ベロ
ーズに金属蒸気が付着することはない。ベローズは内部
真空形で真空容器外方に突出しており、開極時に伸びる
方向に作動するので、たとえ金属蒸気が付着したとして
もこれによりベローズの山どうしが溶着してリークを生
じることもない。

【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図は従来の真空インタラプタの縦断正面
図である。 21……絶縁筒、23……端板、25……金属タンク、25a…
…底部、26……真空容器、27……固定電極棒、28……可
動電極棒、29……ベローズ、30,33……外部引出導体、3
1……コイル、34……固定電極、35……可動電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁筒の一端を端板で閉塞しかつ他端を有
底筒状の金属タンクで閉塞して真空容器を形成し、この
真空容器の金属タンク内に一対の電極を配設し、その一
方の電極を内端部に固設した固定電極棒を前記端板を気
密に貫通せしめるとともに絶縁筒を挿通して設け、他方
の電極を内端部に固設しかつ固定電極棒より短い可動電
極棒を前記金属タンクの底部をベローズを介して気密に
貫通して設け、ベローズはその内方が真空となるように
金属タンクの底部から真空容器外方へ突出して設け、金
属タンクの外部にて前記一対の電極を囲繞するコイルを
設けるとともに、コイルの一端を摺動コンタクトを介し
て可動電極棒の外端部に接続し、かつコイルの他端を外
部引出導体に接続したことを特徴とする真空インタラプ
タ。