JPH0719513B2 - 真空インタラプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、真空容器の外側にコイルを具えた縦磁界印加
式の真空インタラプタに関する。

B.発明の概要 本考案は、真空容器の外側にコイルを具えた縦磁界印加
式の真空インタラプタにおいて、 絶縁筒の上端を金属端板で塞ぐとともに下端を金属タン
クで塞いで真空容器を形成し、金属タンク内に一対の電
極を配設し、固定リード棒を絶縁筒を挿通させるととも
に金属端板を貫通させ、可動リード棒をベローズを介し
て金属タンクの底部へ貫通させ、金属タンクの外側を囲
繞するコイルの一端を可動リード棒に摺動接触させ他端
を引出導体に接続するようにすることにより、 コイルを真空容器の下部に位置させたことにより、対流
による冷却効果が大きいだけでなく、可動リード棒が短
くなつて駆動エネルギーの減少と可動リード棒の芯ずれ
解消となり、更に可動リード棒の動きによつて耐電圧特
性が変動しないようにしたものである。

C.従来の技術 真空インタラプタにはしや断性能を向上させるために、
両電極間に生じるアークと平行な磁界（所謂、縦磁界）
を印加させるようにしたものがある。

このような縦磁界印加式の真空インタラプタとしては、
真空容器の内側にコイルを具えたものと外側に具えたも
のとがある。夫々に長所と短所があるが、真空容器の外
側にコイルを具えた真空インタラプタは内側に具えた真
空インタラプタに比べ、発生する縦磁界が広い範囲にわ
たつて均一であり、製造し易いことと取り扱い易いこと
そして真空インタラプタの小形化が可能なこと等の利点
がある。

真空容器の外にコイルを具えた真空インタラプタとして
は、第３図に示す構造のものがある（特公昭43-21209号
公報，特開昭52-102576号公報，特開昭59-79921号公報
参照）。

図中、１は有底円筒形の金属タンク２とガラス等の絶縁
筒３と金属端板４とから構成された真空容器、５は固定
電極、６は可動電極、７は固定リード棒、８は可動リー
ド棒、９はベローズ、10は接続導体11を介して固定リー
ド棒７と固定電極５との間に直列に接続されたコイルで
ある。固定電極５と可動電極６とが真空容器１の上部に
配置されており、コイル10は真空容器１の外側から固定
電極５及び可動電極６を囲繞している。

D.考案が解決しようとする問題点 ところが、斯かる構造の真空インタラプタには次のよう
な問題がある。

（イ）固定電極と可動電極との間に有効な縦磁界を発生
させるには、双方の電極をできるだけ金属タンク２内の
上部に配置してコイルと対応する高さにした方が好まし
い。しかし、半径方向へ伸びる接続導体11によつて生じ
る横磁界の影響を受け、縦磁界効果が減少し、しや断性
能が低下する問題が生ずる。

（ロ）短い固定リード棒を介して一対の電極とコイルが
存在していることから、一対の電極間の接触抵抗によつ
て生じた熱はリード棒を伝つて放熱されることはなく、
コイルに発生した熱が加算されて規格上の許容温度を越
えるおそれがある。

（ハ）真空インタラプタは固定リード棒側を上にすると
ともに可動リード棒側を下にして真空しや断器内に組み
込まれ配電盤内に収納されるのが一般的であるが、
（ロ）に記載したように発熱部であるコイルが上部に位
置すると発熱部より上方の空間で対流は生じ易いにして
も下方の空間を含めた広い空間での対流は生じにくいも
のであり、真空インタラプタ全体が対流空間に存在しな
いことになり、この結果、（ロ）の問題を助長する。

そこで本発明は、斯かる問題を解決した真空インタラプ
タを提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 斯かる目的を達成するため、本発明は以下のように構成
している。

軸心が鉛直線と平行となるように配置した絶縁筒の上端
を金属端板で塞ぐ一方、下端を有底筒状の金属タンクで
塞いで真空容器を形成する。

金属タンク内に一対の固定電極，可動電極を配置し、固
定電極を内端部に固定した固定リード棒を絶縁筒に挿通
させるとともに金属端板を気密に貫通させて設け、可動
電極を内端部に固定した可動リード棒をベローズを介し
て金属タンクの底部に気密に貫通させる。このベローズ
は金属タンクの外部へ突出した状態で、金属タンクの底
部と可動リード棒との間に設ける。

この金属タンクの外周には、固定電極と可動電極とを囲
繞するコイルを設け、該コイルの一端を可動リード棒の
外端部に摺動接触させ他端は引出導体に接続するように
する。

F.作用 斯かる構成の真空インタラプタにおいては、絶縁筒を挿
通する固定リード棒は長く、逆に可動リード棒は短い。
したがつて、可動リード棒・コイル間の摺動部と可動電
極との間の寸法は短いため、可動リード棒が回路による
コ字力の影響を受けてもほとんどふれることはない。ま
た、可動リード棒の重量は小さいため、操作エネルギー
が小さくてすむ。そして、コイル即ち発熱源が真空イン
タラプタの下部に位置するので、これによる対流は真空
インタラプタ全体を包むように生じ、真空インタラプタ
の冷却効率が大きい。更に、可動リード棒とコイルとの
摺動接触部が電極から離れているので、コイルと可動リ
ード棒とを接続する接続導体による横磁界の影響が少な
い。

G.実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第２図に示すように、図示しない閉鎖配電盤内へ搬入・
搬出自在な引出形しや断器13には絶縁フレーム14が取り
付けられており、絶縁フレーム14内には真空インタラプ
タ15が収められている。真空インタラプタ15の固定リー
ド棒42は取付金具16を介して絶縁フレーム14の上部側に
取り付けられ、取付金具16と固定リード棒42との間に引
出導体17が挾まれて取付金具16,引出導体17,固定リード
棒42とにわたつて打ち込んだピン18とボルト19とによつ
てこれらが一体的に結合されている。一方、可動リード
棒29は絶縁フレーム14の下部側にボルト22を介して固定
したコンタクトケース21にリングコンタクト20を介して
摺動自在に挿通されている。コンタクトケース21は接続
導体23を介してコイル33の内端に一体的に結合され、コ
イル33の外端は一体的に結合した接続導体24を介して引
出導体25に接続されている。26は接続導体23,24と引出
導体25とにわたつて螺合されたボルト、27は絶縁部材、
28は回り止め用のピンである。

次に、真空インタラプタ15の内部構造を説明する。第１
図に示すように、ガラスまたはセラミックスからなる円
筒状の絶縁筒31の両端には、メタライズ層32が形成され
ている。そして、絶縁筒31の上端を例えば銅またはコバ
ール（Fe-Ni-Co合金）からなる円筒状の封着金具34を介
し円板状の金属端板35で閉塞するとともに、絶縁筒31の
下端を封着金具39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40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41が形成さ
れている。

この真空容器41内には、その軸線上に位置する固定リー
ド棒42が金属端板35から気密に導入され、固定リード棒
42は絶縁筒31内を通つて金属タンク40内にまで延びてい
る。また、真空容器41内には、固定リード棒42に接近離
反自在の可動リード棒29が金属からなるベローズ43を介
して金属タンク40の底部から気密に導入されている。ベ
ローズ43は、その内方が真空となるように金属タンク40
の底部から真空容器41の下方へ突出して設けられてい
る。44はベローズカバーである。

一方、金属タンク40内に位置する固定リード棒42の内端
部には、円板状の固定電極36が固設され、可動リード棒
29の内端部には、固定電極36に接離自在の円板状の可動
電極37が固設されている。すなわち、固定，可動電極3
6,37は、金属タンク40内に位置して設けられており、コ
イル33により囲繞されている。

なお、第１図において、38は金属タンク40の内周面に一
端が固着されて絶縁筒31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、引出導
体25−コイル33−リングコンタクト20−可動リード棒29
−可動，固定電極37,36−固定リード棒42−外部引出導
体17を流れる電流により、引出導体17,25の引出方向と
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、固定リード棒42は、軸方向の長さ（金属
端板35から固定電極36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、静止固
定されているので真空容器41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
る固定リード棒42と主シールド38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。

可動リード棒29は軸方向の長さ（リングコンタクト20か
ら可動電極37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、可動リード棒29は振れを生じることがほとんど
なく、その結果電極36,37の片当りも防止される。ま
た、電磁力によつてたとえ可動リード棒29が微小ながら
径方向の振れを生じたとしても、可動リード棒29の近傍
に位置する金属タンク40等の部材は可動リード棒29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、可動リード棒29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。

コイル33は、真空インタラプタ15の下部に位置する金属
タンク40の周囲に設けられているので、第２図からわか
るように絶縁フレーム14内の下部に発熱源が位置し、絶
縁フレーム14内では暖められた空気が下部から上部へと
上昇するので、自然循環が行なわれて真空インタラプタ
15は効率良く自然冷却される。

更に、金属タンクから突出するベローズ43の存在によつ
てリングコンタクト20と一対の電極とが離れているの
で、リングコンタクト20から接続導体23へ電流が流れる
ことによつて生じる横磁界によつて縦磁界が悪影響を受
けることはない。

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
縁筒の上端を金属端板で、下端を有底筒状の金属タンク
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、固定リード棒を端板から、固定リード棒より短い可
動リード棒を金属タンクの底部から金属タンクより突出
したベローズを介して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、真空容器の下部に位置する金
属タンクを囲繞してコイルを設けるとともにコイルの一
端を可動リード棒に摺動接触させ他端を引出導体に接続
するようにしたので、次のような効果がある。

異電位で対向する固定リード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リー
ド棒は固定リード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、たとえ可動リード棒が微
小ながら径方向の振れを生じたとしても、可動リード棒
の近傍に位置する部材は可動リード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。

可動リード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。

可動リード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。

コイルが真空インタラプタの下部に位置するので、
真空インタラプタの全体に対流を生じさせることがで
き、冷却効果が大きい。

リングコンタクトと一対の電極との距離が大きいの
で、リングコンタクトから接続導体へ流れる電流によつ
て生じる横磁界によつて縦磁界が悪影響を受けることは
なく、しや断性能が向上する。

【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図は本発明の真空インタラプタを引出形
しや断器に取り付けた状態を示す縦断面図、第３図は従
来の真空インタラプタの縦断正面図である。 15……真空インタラプタ、20……リングコンタクト、21
……コンタクトケース、23,24……接続導体、29……可
動リード棒、31……絶縁筒、33……コイル、35……金属
端板、36……固定リード棒、37……可動リード棒、40…
…金属タンク、41……真空容器、42……固定リード棒、
43……ベローズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁筒の上端を金属端板で閉塞するととも
   に下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、前記金属タンク内に固定電極と可動電極とを設
   け、前記固定電極を内端部に固定した固定リード棒を前
   記絶縁筒に挿通させるとともに前記金属端板に気密に貫
   通して設ける一方、前記固定リード棒よりも短くかつ前
   記可動電極を内端部に固定した可動リード棒を、前記金
   属タンクの外部へ突出して設けたベローズを介して前記
   金属タンクの底部を気密に貫通して設け、前記金属タン
   クの外周に前記固定電極と前記可動電極とを囲繞するコ
   イルを設け、該コイルの一端を前記可動リード棒の外端
   部に摺動接触させ他端を引出導体に接続させるようにし
   たことを特徴とする真空インタラプタ。