JPH11120873A

JPH11120873A - 真空バルブ

Info

Publication number: JPH11120873A
Application number: JP27834297A
Authority: JP
Inventors: Isao Okutomi; 功奥富; Kiyotaka Miyata; 清隆宮田; Mitsutaka Honma; 三孝本間; Hiromichi Somei; 宏通染井; Keisei Seki; 経世関; Takashi Kusano; 貴史草野; Atsushi Yamamoto; 敦史山本; Kenji Watanabe; 憲治渡辺; Yoshimitsu Niwa; 芳充丹羽; Yoshimasa Kagenaga; 宜賢影長
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp; Shibafu Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp; Shibafu Engineering Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】接触子への局部的な熱入力を低減でき、電流
零点での電極溶融を低減し、遮断性能を向上させること
ができる真空バルブを提供する。【解決手段】接触子３１を有する電極３２の背後に、
導電性材料（例えば純銅）で形成されアークに平行な磁
界を発生させる第１のコイル電極３３と、通電電流の増
加により抵抗値が増加する材料（例えば純鉄）で形成さ
れ逆方向の磁界を発生させる第２のコイル電極３４を設
ける。電流の増加により、これらのコイル電極３３、３
４による合成磁界の単位電流あたりの強度が増加し、ア
ーク電圧が最小となる点が電極中心部から外周領域に広
がる。これにより、アークの集中位置を移動させること
ができ、接触子への局部的な熱入力を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空バルブに係わ
り、特に遮断性能を向上させる真空バルブの電極構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空遮断器に用いられる真空バル
ブの構成を図１０に示す。同図に示すように、従来の真
空バルブ１０は、絶縁円筒１１の両端を金属製の固定フ
ランジ１２及び可動フランジ１３により閉止して構成さ
れる真空容器内に、接離可能な固定電極１４および可動
電極１５を配置して構成している。

【０００３】ここで、固定電極１４は、固定通電軸１８
の先端に固着されており、真空容器の外部とはこの固定
通電軸１８により電気的に接続される。また、可動電極
１５は、可動通電軸１９の先端に固着されており、真空
容器の外部とはこの可動通電軸１９により電気的に接続
される。そして、固定電極１４と可動電極１５の相対向
する面にはそれぞれ接触子１６及び接触子１７が設けら
れている。

【０００４】また、可動通電軸１９は、ベローズ２０を
介して可動フランジ１３に固着されており、真空容器内
の真空を維持した状態で図示しない操柞機構部により電
極１４、１５の接離を可能にしている。電極１４、１５
周囲で、絶縁円筒１１の内面には、アークシールド２２
が取り付けられている。なお、２１はベローズカバーで
ある。

【０００５】ところで、真空バルブは、真空の優れた絶
縁耐力を利用しているため、他の絶縁媒体を使用した例
えばＳＦ₆ ガス遮断器に比べ、電極間距離を小さくで
き、小形にすることができる。また、遮断容量に対して
も、電極構造の改良により大きくすることができる。

【０００６】真空バルブの遮断性能を向上させるために
は、電極間に発生するアークによる電極の局部加熱を抑
える必要がある、つまり、電極の局部加熱による異常な
荷電粒子の発生及び金属蒸気の発生を抑えることによ
り、遮断性能を向上させることができる。このための電
極構造としては、電流遮断時に電極間に発生するアーク
に対して、磁界により力を加える方法が一般的である。

【０００７】磁界の印加方法の一つとして、電極間に発
生するアークに対して、直交する磁界を印加する方法が
ある。この方法を採用した電極構造としては、一般的に
スパイラル電極およびコントレート電極と呼ばれてい
る。このような電極構造で発生する磁界は、電極中心か
ら放射方向の磁界である。従って、電極間に発生したア
ークに対して、直交する磁界が印加されるため、アーク
には円周方向にローレンツ力が働く。この力により、ア
ークは円周方向に回転駆動され、電極表面を回転する。
アークを回転させることにより、局部的な熱入力を防止
でき、電極の溶融を防止することができる。

【０００８】しかしながら、真空遮断器の進歩により、
近年、高電圧の回路にも適用されるようになってきてい
る。高電圧に適用するためには、電極間の耐電圧を向上
するために、電極間距離を増加させる必要がある。この
ような場合に、上記した電極間に発生するアークに対し
て直交する磁界を印加する電極構造を用いると、アーク
が電極表面を回転する時に、アークが円周方向に伸ばさ
れ、電極より放射方向に飛び出す場合がある。

【０００９】このような場合では、電極から発生してい
るアークが、電極周囲に取り付けられているアークシー
ルドヘ点弧する。このようにアークがアークシールドに
点弧した状態になると、アークはその位置に停滞し、局
部的に過大な熱入力が発生する。この過大な熱入力によ
り電極およびアークシールドが溶融し、遮断性能を低下
させる場合があった。さらに、このような方式の電極構
造では、前述したように、アークの状態は高温の集中ア
ークであるため、接触子の消耗が大きく、大電流遮断時
の開閉寿命を低下させる場合があった。

【００１０】電流遮断時に発生するアークに対して、磁
界を印加する他の方法として、電極間に発生するアーク
に対して平行な軸方向の磁界を印加する方法がある。こ
のような方法を採用した電極構造は、一般的に縦磁界電
極と呼ばれている、この場合での電極間に発生したアー
クは、電極全体に均一に広がり、電極の局部的な過大な
熱入力を防止でき、遮断性能の優れた電極構造とするこ
とができる。また、高電圧に対して電極間距離の大きな
場合でも、磁界強度を適正にすることにより、電極間に
安定したアークを点弧することができ、遮断性能を向上
させることができる。さらに、アーク形態が分散アーク
であるため、大電流遮断時においても、接触子の消耗が
少なく、開閉寿命を長くさせることができる。

【００１１】代表的な軸方向磁界を発生させる従来の縦
磁界電極構造について説明する。平板状の電極の前面に
は接触子を配置している。電極の背面には、中心から放
射状に伸びる腕部と各々の腕部の先端から円弧状に伸び
るコイル部より形成されるコイル電極を配置している。
コイル電極のコイル部に流れる電流により、電極間のア
ークに対して平行な磁界を発生させることができる。ま
た、コイル部の数を変化させ、軸方向の磁界の強さを変
化させることができる。

【００１２】軸方向磁界を発生させる他の縦磁界電極構
造として、例えば特公平３−２２００７号公報に示され
るように、カップ状の電極の円筒部分にらせん状のスリ
ットを形成し、軸方向磁界を発生させる構造が提案され
ている。この場合、円筒部の電流経路をらせん状になる
ようにすることにより、電流の円弧方向成分が発生し、
これにより電極間に軸方向磁界を発生させる。軸方向の
磁界強度は、円筒部のスリットの傾きを変える等の方法
により変化させることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】近年、真空バルブを使
用した真空遮断器が広く使用されるようになってきてい
る。それに伴い、系統の大きな場合にも適用する場合が
でてきた。このため、遮断容量の増加および通電容量の
増加が必要になってきている。

【００１４】このような要求に対して、電極構造および
接触子材料の改良が進められている。遮断性能を向上す
る接触子材料としては、ＣｕＣｒ合金等の特殊な合金が
開発されている。一方、接触子間に発生するアークと平
行に磁界を発生させる縦磁界電極構造の研究から、磁界
強度とアーク電圧の関係を調査した結果、ある磁界強度
でアーク電圧が最小値を示すことが明かになっている。
このアーク電圧が最小値を示す磁界強度を印加すること
により、接触子間で消費されるエネルギーが最小とな
り、遮断性能が最大となる。

【００１５】また、アーク電圧が最小になる磁界強度
は、電極径や遮断電流・接触子材料等により異なる。磁
界強度を変更するためには、腕部の本数を少なくするこ
とによって、磁界強度を強くすることができる。例え
ば、腕部の本数を４本から、３本、２本と減らすことに
より、磁界強度は、約１．３倍、２倍と増加し、最適な
磁界強度とすることができ、遮断性能を向上させること
ができる。

【００１６】また、上述する電極構造では、コイル電極
に流れる電流によりアークと平行な磁界を発生させるた
め、電流値に比例した磁界、つまり、単位電流あたりの
磁界強度はどの電流値においても電流値にかかわらず一
定となる。さらに、径方向に対する軸方向の磁界分布
は、中心部分が高くなる分布である。このような磁界分
布の場合、アークの広がりは、電極の周辺部より中心部
分の方が分担する電流密度が大きくなる。通常の定格遮
断電流付近では電極の溶融等は抑えられ、遮断可能であ
る。

【００１７】しかしながら、さらに遮断する電流が大き
くなると、軸方向の磁界の効果により拡散アークであっ
たアーク状態に、自己ピンチ力が大きくなり、アークが
一層中心部分に集中してくる。このようにアークが集中
し出すことにより、接触子が溶融し、電流遮断能力に限
度があった。

【００１８】このような接触子の溶融は、アークからの
熱入力により発生する。熱入力は電流ピーク時までは、
電流の増加に従い増加し、電流ピーク後電流の減少に伴
い減少するが、電極からの熱の拡散（電極表面から電極
内部への拡散）は入力より遅くなる。したがって、電極
表面の温度は電流ピーク時（電極への入力最大）より時
間が遅れる。このような電極温度上昇により、電極表面
の温度が増加し、電流零点時でも溶融箇所が存在する状
態では、電流零点時においても溶融部分より金属蒸気の
発生が過多となり、電流の遮断ができない場合がある。

【００１９】また、上記する溶融が持続する場合には、
接触子の損傷が大きくなり、寿命を低下させる。本発明
は、上記問題点に鑑みてなされたもので、アークと平行
に磁界を発生させる電極構造の真空バルブにおいて、ア
ークの集中位置を移動させることにより、接触子への局
部的な熱入力を低減でき、電流零点での電極溶融を低減
し、遮断性能を向上させることができる真空バルブを提
供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁円筒の両
端を封止した真空容器内に、接離可能な一対の電極を配
置し、電極の開閉により電流を開閉し、電流を遮断する
場合に電極間に発生するアークに対して平行な磁界を印
加する電極を備えた真空バルブにおいて、遮断電流の大
きさにより、アークに平行な磁界の単位電流あたりの強
度を変化させたことを特徴とする。

【００２１】このような構成とすることにより、アーク
の集中位置を移動させることができるので、接触子への
局部的な熱入力を低減でき、電流零点での電極溶融を低
減し、遮断性能を向上させることができる。

【００２２】より具体的には、本発明は、絶縁円筒の両
端を封止した真空容器内に、接離可能な一対の電極を配
置し、電極の開閉により電流を開閉し、電流を遮断する
場合に電極間に発生するアークに対して平行な磁界を印
加する電極を備えた真空バルブにおいて、導電性材料に
より形成されアークに対して平行な磁界を発生させる第
１のコイル電極と、通電電流の大きさにより抵抗値が変
化する材料により形成され第１のコイル電極による磁界
とは逆方向の磁界を発生させる第２のコイル電極とを配
置し、これら第１及び第２のコイル電極を電極に接続し
たことを特徴とする。

【００２３】更に具体的には、本発明は、絶縁円筒の両
端を封止した真空容器内に、接離可能な一対の電極を配
置し、電極の開閉により電流を開閉し、電流を遮断する
場合に電極間に発生するアークに対して平行な磁界を印
加する電極を備えた真空バルブにおいて、アークに対し
て平行な第１の方向の磁界を発生させる第１のコイル電
極と第１の方向とは反対の第２の方向の磁界を発生させ
る第２のコイル電極とが並列に接続され、小電流を遮断
する場合の第１のコイル電極に流れる電流の第２のコイ
ル電極に流れる電流に対する比に対して、大電流を遮断
する場合の第１のコイル電極に流れる電流の第２のコイ
ル電極に流れる電流に対する比を大きくしたことを特徴
とする。

【００２４】ここで、第２のコイル電極の外径を、第１
のコイル電極のコイル部分の内径より小さくしてもよ
い。このように第２のコイル電極を小さくすることによ
り、電極の外周部付近におけるアーク制御をより良好に
行うことができ、また、電極部をコンパクトにすること
ができる。

【００２５】また、第１のコイル電極及び第２のコイル
電極を形成する材料としては、第１のコイル電極を例え
ば純銅などの導電性材料により形成し、第２のコイル電
極を熱により抵抗値が増加する材料例えば純鉄または酸
化バナジウムなどにより形成することができる。

【００２６】また他の具体的構成として、本発明は、絶
縁円筒の両端を封止した真空容器内に、接離可能な一対
の電極を配置し、電極の開閉により電流を開閉し、電流
を遮断する場合に電極間に発生するアークに対して平行
な磁界を印加する電極を備えた真空バルブにおいて、電
極の背後に中心軸から放射状に伸びた少なくとも１つの
腕部と腕部の先端より円弧状に形成されたコイル部より
なるコイル電極を配置し、コイル部の先端部は導電性部
材により形成されたピンにより電極に電気的に接続する
とともに、コイル部の先端部と腕部側との間に、通電電
流が大きくなると抵抗値が増加する部材により形成され
たピンにより電極と電気的に接続したことを特徴とす
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図面に
おいて、同符号は同一部分又は対応部分を示す。本発明
の実施形態に係る真空バルブの全体の構造は、電極部分
を除いて図１０に示す従来のものと同一とする。

【００２８】また、本発明の実施形態に係る真空バルブ
は、真空バルブ内部の電極部において、電流遮断時に電
極間に発生するアークに平行に磁界を印加する電極構造
とし、コイル電極に流れる電流を制御し、電流値の大き
さにより単位電流あたりの磁界強度を変化させるものと
する。この遮断電流と、アークと平行な磁界の単位電流
あたりの強度との関係を図１に示す。図１に示すもの
は、電極の中心軸上で電極間の距離の中心部の磁界強度
であり、磁界強度は、電流瞬時値に対する値（テスラ／
ｋＡ）で示す。遮断電流の増加に伴い単位電流あたりの
磁界強度は増加する。

【００２９】このような構成とすることにより、電流遮
断時には、電極間にアークが点弧するが、アークは電流
の増加に伴い電極全体に広がって行く。電流の増加（ア
ークの広がり）に伴い、電極への熱入力が増加する。こ
の熱入力の増加に対して、アークと平行な磁界を印加す
ることにより、熱入力を電極全体に分散させることがで
きる。従来の電極では、さらに電流が増加すると電流が
中心に集中する傾向があった。

【００３０】アークと平行な磁界を印加した場合での磁
界強度とアーク電圧の関係を図２に示す。この図２に示
すアーク電圧が最小となる点の磁界強度と電流との関係
は、図３のように磁界強度と電流とが比例関係にある。

【００３１】本実施形態では、電流の小さい領域で、図
２のアーク電圧が最小となる磁界強度となる構造とす
る。従って、電流が小さい領域では、アークが電極の中
心で安定化する。そして本実施形態では、電流増加に伴
い磁界の単位電流あたりの強度が増加する構造としてい
る。従って、電極中心部は、電流増加に伴い、図２のア
ーク電圧の最低値の磁界強度より大きくなる領域であ
り、アーク電圧も最低値より大きくなる。また、電極上
では、電極中心部より外周部の部分が、アーク電圧が最
小となる磁界強度の領域となる。電流が増加するに伴
い、アークが最も安定する領域は、電極の中心領域から
徐々に外周領域へ広がって行く。

【００３２】即ち、本実施形態では、電極中心部から外
周部にかけての単位電流あたりの磁界強度分布は、図４
（ａ）に示すようになり、電流が増加するに伴い、アー
クが最も安定する領域（例えば図示の単位電流あたりの
磁界強度Ｂｏに対応する領域）は、電極の中心領域（例
えば図示の小電流時の曲線上の磁界強度Ｂｏに対応する
点即ち中心）から徐々に外周領域（例えば図示の大電流
時の曲線上の磁界強度Ｂｏに対応する点Ａ）へ広がって
行く。なお、図４（ｂ）は、従来の電極構造の場合の電
極中心部から外周部にかけての、単位電流あたりの磁界
強度分布を示すもので、電流が増加しても単位電流あた
りの磁界強度が変化せず、アークが最も安定する領域が
常に電極中心部にあることを示している。

【００３３】このように、本実施形態においては、アー
クの安定領域が徐々に変化することにより、アークの中
心位置、つまり電流密度の高い位置が移動する。このた
め、アークによる電極への熱入力が軽減でき、電流零点
での電極の加熱を低減でき、遮断性能を向上させること
ができる。

【００３４】（第１の実施形態）次に、本発明に係る真
空バルブの第１の実施形態における電極部の具体的構成
について説明する。

【００３５】第１の実施形態における電極部の断面図を
図５に、また電極の正面図を図６に示す。図５に示すよ
うに、本実施形態の電極部は、接触子３１が背後の電極
３２を介して第１のコイル電極３３と第２のコイル電極
３４に電気的に接続され、通電軸に接続されている。第
１のコイル電極３３と第２のコイル電極３４は、同一の
外径で２重になっている。これらのコイル電極３３、３
４はそれぞれ図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、中心
から放射状に伸びる腕部と腕部の先端から円弧状に伸び
るコイル部から形成されている。本実施形態では、第１
のコイル電極３３は、材質が純銅で形成され、図６
（ａ）に示すように、放射状の腕部が４本でかつコイル
部が全円周を４分割に分割した構成となっている。第２
のコイル電極３４は、材質が純鉄で、図６（ｂ）に示す
ように、腕部が８本の８分割した構成となっている。さ
らに、第１のコイル電極３３と第２のコイル電極３４の
コイルの向きは逆方向に形成する。

【００３６】本実施形態の構成によれば、小電流時に
は、第１のコイル電極３３のコイルによる磁界に対し
て、第２のコイル電極３４のコイルによる磁界は、逆方
向の磁界となる。第２のコイル電極３４の分割数を大き
くすることにより、逆方向の磁界は小さくすることがで
き、第１のコイル電極３３による磁界と第２のコイル電
極３４による磁界の合成磁界は、電極間に発生するアー
クのアーク電圧が最低となる値とすることができる。

【００３７】また、電流が増加した場合、第２のコイル
電極３４は、コイルに流れる電流が増加すると、コイル
電極の温度が増加しコイル抵抗が増加することとなる。
これにより、第２のコイル電極３４に流れる電流は減少
し、第１のコイル電極３３への電流分担が増加する。こ
れにより、電極間の磁界強度は、第１のコイル電極３３
による磁界が大きくなるとともに、第２のコイル電極３
４による逆方向の磁界が小さくなり、合成された単位電
流あたりの磁界強度は大きくなる。以上のように、電流
が増加するに従い、単位電流あたりの磁界強度を増加さ
せることにより、上述したように、電極の溶融を低減で
き、遮断性能を向上させることができる。

【００３８】即ち、第１のコイル電極３３に流れる電流
をＩ₁ 、第２のコイル電極３４に流れる電流をＩ₂ とし
た場合の第１のコイル電極３３の電流分担Ｂ（＝Ｉ₁ ／
（Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ））について、小電流時のＢより大電流時
のＢを大きくする。これにより、電流の増加に伴い、第
１のコイル電極３３に流れる電流が増加し、第１のコイ
ル電極３３による磁界が増加するとともに、第２のコイ
ル電極３４に流れる電流が減少するため、単位電流あた
りのアークと平行な磁界強度を増加させることができ
る。従って、上述した作用により、遮断性能を向上させ
ることができる。

【００３９】（第２の実施形態）次に、本発明に係る真
空バルブの第２の実施形態における電極部の具体的構成
について説明する。

【００４０】第２の実施形態における電極部の断面図を
図７に、また電極の正面図を図６に示す。図７に示すよ
うに、本実施形態の電極部は、接触子３１が背後の電極
３２を介して第１のコイル電極３３ａと第２のコイル電
極３４ａに電気的に接続され、通電軸に接続されてい
る。これらのコイル電極３３ａ、３４ａは、図６に示す
ように、中心から放射状に伸びる腕部と腕部の先端から
円弧状に伸びるコイル部から形成されている。本実施形
態では、第１のコイル電極３３ａは、材質が純銅で形成
され、図６（ａ）に示すように、放射状の腕部が４本で
かつコイル部が全円周を４分割に分割した構成となって
いる。第２のコイル電極３４ａは、材質が純鉄で図６
（ｂ）に示すように、腕部が８本の８分割した構成とな
っているが、大きさは、第１の実施形態の場合とは異な
り第１のコイル電極３３ａより小さいものとする。さら
に、第１のコイル電極３３ａと第２のコイル電極３４ａ
のコイルの向きは逆方向に形成する。

【００４１】電流が増加すると、第２のコイル電極３４
ａは、熱により抵抗値が増加する。このため、電極間に
発生する磁界強度は、前述した第１の実施形態の場合と
同様に、単位電流当たりの値が増加する。このように形
成することにより、前述したような効果を得ることがで
きるが、この第２の実施形態においては、逆方向の磁界
を発生させる第２のコイル電極３４ａのコイル部分の外
径を、第１のコイル電極３３ａのコイル部分の内径より
小さくしている為、合成磁界としては、図８に示すよう
に、第１の実施形態の場合より、外周部付近の磁界がよ
り多く存在し、外周部付近におけるアーク制御を第１の
実施形態の場合より良好に行うことができる。なお、図
８において、Ａは第１の実施形態における第１のコイル
電極３３または第２の実施形態における第１のコイル電
極３３ａによる磁界、Ｂは第２の実施形態における合成
磁界、Ｃは第１の実施形態における合成磁界を示す。

【００４２】また、この第２の実施形態においては、第
１のコイル電極３３ａと第２のコイル電極３４ａとをあ
わせた厚さが、第１の実施形態における第１のコイル電
極３３と第２のコイル電極３４とをあわせた厚さより小
さくなるので、第１の実施形態の場合より電極部をコン
パクトにすることができる。

【００４３】（第３の実施形態）次に、本発明に係る真
空バルブの第３の実施形態における電極部の具体的構成
について説明する。

【００４４】第３の実施形態における電極部のコイル電
極の正面図を図９に示す。この実施形態におけるコイル
電極は、中心から放射状に伸びる腕部と腕部の先端より
円弧状に伸びるコイル部より形成される。コイル部の先
端は、導電性の優れた純銅より形成される通電ピン３５
を介して電極に接続される。さらに、コイル電極のコイ
ル部の略中央部は、電流値により抵抗値が変化する材質
により形成された通電ピン３６を介して電極に接続され
る、通電ピン３６の材質は、純鉄を採用した。

【００４５】この構成によれば、小電流領域では、コイ
ル電極から電極への通電経路は、通電ピン３５および通
電ピン３６が並列に接続された状態であり、電極間に発
生する磁界強度は、通電ピン３６に電流が流れることに
より、通電ピン３６から通電ピン３５の間のコイル部に
流れる電流が減少するため、電極間に発生する磁界強度
は、通電ピン３６が無い場合より小さくなる。電流が大
きくなると、通電ピン３６は抵抗値が増加するため、通
電ピン３６に流れる電流分担は小さくなり、通電ピン３
５に流れる電流分担が増加するため、電極間に発生する
磁界強度は増加する。以上のように、本実施形態によれ
ば、前述した作用により、遮断性能を向上させることが
できる。

【００４６】なお、この第３の実施形態においては、電
流が大きくなることにより抵抗値が増加する領域が長さ
２〜４ｍｍ程度の通電ピン３６であるため、第１及び第
２の実施形態の第２のコイル電極３４、３４ａの場合よ
り、電流が大きくなることにより抵抗値が増加する領域
は少ないが、この第３の実施形態によっても実用上満足
できる効果が得られる。

【００４７】また、上記第１及び第２の実施形態におけ
る第２のコイル電極３４、３４ａ、及び第３の実施形態
における通電ピン３６の材質としては、純鉄を採用した
が、純鉄（Ｆｅ）に限らず、熱により抵抗値が増加する
ものであればよく、例えば酸化バナジウム（Ｖ₂ Ｏ₃ ）
等を用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、真
空バルブの接触子間に発生するアークに対して平行な磁
界を印加する電極において、遮断電流により単位電流当
たりの磁界強度を変化させることにより、アークの集中
位置を移動させることができるので、接触子への局部的
な熱入力を低減でき、電流零点での電極溶融を低減し、
遮断性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における遮断電流値と単位
電流あたりの磁界強度との関係を示す図。

【図２】アークと平行な磁界を印加した場合の磁界強
度とアーク電圧との関係を示す図。

【図３】アーク電圧が最低となる磁界強度と電流との
関係を示す図。

【図４】実施形態及び従来例における電流変化に対す
る単位電流あたりの磁界強度の変化を示す図。

【図５】本発明の第１の実施形態における電極部の構
成を示す断面図。

【図６】本発明の第１及び第２の実施形態における電
極部のコイル電極部の構成を示す正面図。

【図７】本発明の第２の実施形態における電極部の構
成を示す断面図。

【図８】本発明の第１及び第２の実施形態における単
位電流あたりの磁界強度の分布を示す図。

【図９】本発明の第３の実施形態における電極部のコ
イル電極部の構成を示す正面図。

【図１０】従来例及び本発明の実施形態に係る真空バ
ルブの構成を示す断面図。

【符号の説明】

１０…真空バルブ１１…絶縁円筒１２…固定フランジ１３…可動フランジ１４…固定電極１５…可動電極１６、１７…接触子１８…固定通電軸１９…可動通電軸２０…ベローズ２１…ベローズカバー２２…アークシールド３０…通電軸３１…接触子３２…電極３３、３３ａ…第１のコイル電極３４、３４ａ…第２のコイル電極３５、３６…通電ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥富功東京都府中市東芝町１芝府エンジニアリング株式会社内 (72)発明者宮田清隆東京都府中市晴見町２丁目24番地の１東芝エフエーシステムエンジニアリング株式会社内 (72)発明者本間三孝東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者染井宏通東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者関経世東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者草野貴史東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者山本敦史東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者渡辺憲治東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者丹羽芳充東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者影長宜賢東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者内山工美東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者捧浩資東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁円筒の両端を封止した真空容器内に、
接離可能な一対の電極を配置し、電極の開閉により電流
を開閉し、電流を遮断する場合に電極間に発生するアー
クに対して平行な磁界を印加する電極を備えた真空バル
ブにおいて、遮断電流の大きさにより、アークに平行な
磁界の単位電流あたりの強度を変化させたことを特徴と
する真空バルブ。
【請求項２】絶縁円筒の両端を封止した真空容器内に、
接離可能な一対の電極を配置し、電極の開閉により電流
を開閉し、電流を遮断する場合に電極間に発生するアー
クに対して平行な磁界を印加する電極を備えた真空バル
ブにおいて、導電性材料により形成されアークに対して
平行な磁界を発生させる第１のコイル電極と、通電電流
の大きさにより抵抗値が変化する材料により形成され第
１のコイル電極による磁界とは逆方向の磁界を発生させ
る第２のコイル電極とを配置し、これら第１及び第２の
コイル電極を前記電極に接続したことを特徴とする真空
バルブ。
【請求項３】絶縁円筒の両端を封止した真空容器内に、
接離可能な一対の電極を配置し、電極の開閉により電流
を開閉し、電流を遮断する場合に電極間に発生するアー
クに対して平行な磁界を印加する電極を備えた真空バル
ブにおいて、アークに対して平行な第１の方向の磁界を
発生させる第１のコイル電極と第１の方向とは反対の第
２の方向の磁界を発生させる第２のコイル電極とが並列
に接続され、小電流を遮断する場合の第１のコイル電極
に流れる電流の第２のコイル電極に流れる電流に対する
比に対して、大電流を遮断する場合の第１のコイル電極
に流れる電流の第２のコイル電極に流れる電流に対する
比を大きくしたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項４】第２のコイル電極の外径を、第１のコイル
電極のコイル部分の内径より小さくしたことを特徴とす
る請求項２または請求項３に記載の真空バルブ。
【請求項５】第１のコイル電極を導電性材料により形成
し、第２のコイル電極を熱により抵抗値が増加する材料
により形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項４
のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項６】絶縁円筒の両端を封止した真空容器内に、
接離可能な一対の電極を配置し、電極の開閉により電流
を開閉し、電流を遮断する場合に電極間に発生するアー
クに対して平行な磁界を印加する電極を備えた真空バル
ブにおいて、電極の背後に中心軸から放射状に伸びた少
なくとも１つの腕部と腕部の先端より円弧状に形成され
たコイル部とよりなるコイル電極を配置し、コイル部の
先端部は導電性部材により形成されたピンにより前記電
極に電気的に接続するとともに、前記コイル部の先端部
と腕部側との間に、通電電流が大きくなると抵抗値が増
加する部材により形成されたピンにより前記電極と電気
的に接続したことを特徴とする真空バルブ。