JPH11273513A

JPH11273513A - 真空開閉器

Info

Publication number: JPH11273513A
Application number: JP7625598A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kimura; 俊則木村; Kenichi Koyama; 健一小山; Shinji Sato; 伸治佐藤; Takefumi Ito; 武文伊藤; Iwao Kawamata; 巌河又; Taku Sekiya; 卓関谷; Yoichi Hisamori; 洋一久森; Seiichi Miyamoto; 聖一宮本; Takayuki Itotani; 孝行糸谷; Mitsumasa Yorita; 光政寄田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】真空容器の内部の真空度の低下を簡素な構成
にて精度良く検出し、絶縁耐力及び遮断性能の低下を未
然に防止し得る信頼性の高い真空開閉器を提供する。【解決手段】主回路開閉部10及び接地開閉部20を、母
線側導体40、負荷側導体41及び接地導体21の一部と共に
収容する真空容器50を金属製とし、その一部を接地す
る。この真空容器50の周壁に真空計27のセンサ部 27aを
取り付け、このセンサ部 27aの出力を処理回路 27bによ
り処理し、真空容器50内部の真空度の低下を直接的に検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、母線側導体と負荷
側導体とを接離する主回路開閉部と、負荷側導体と接地
用導体とを接離する接地開閉部とを、真空容器内に収容
してなる真空開閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】母線側導体、負荷側導体及び接地導体等
の導体と、母船側導体と負荷側導体を接離する主回路開
閉部及び負荷側導体と接地導体とを接離する接地開閉部
とを、１０^-7Ｔｏｒｒ前後の高真空に維持された真空容
器の内部に収容してなる真空開閉器は、高真空中での大
なる絶縁耐力と、良好なアークの消弧作用とを利用し、
電流の開閉及び遮断を安定して行わせるようにしたもの
である。

【０００３】このような真空開閉器の真空容器は、ロー
付け、溶接等の接合手段により複数枚の板材を接合して
所望の形状を有して形成されており、これらの接合部の
劣化により真空容器内部の真空度が経時的に低下して、
遮断性能の低下、絶縁耐力の低下を引き起こすという問
題があり、この問題に対処すべく、従来から、真空容器
の内部の真空度の低下を検出するための検出手段を備え
た真空開閉器が、例えば、特公平３−３３２７号公報に
開示されている。

【０００４】図10は、特公平３−３３２７号公報に開示
された真空開閉器の概略的な構成を示す模式図である。
この真空開閉器は、主回路開閉部１のみが真空容器２に
収容された真空遮断器として構成されており、前記真空
容器２は第１容器34に収納されている。第１容器34の一
側には、２か所の接続ダクト 37a,37aを介して第２容器
35が連結され、また第２容器35の一側には、一方の接続
ダクト 37aと対応する位置に設けた接続ダクト 37bを介
して第３容器36が連結されている。これらの第１，第
２，第３容器34，35，36、及び接続ダクト 37a,37a,37b
は、接地電位に保たれ、夫々の内部には絶縁媒体が充填
されており、各容器34，35，36と接続ダクト 37a,37a,3
7bとの間は、絶縁スペーサ39，39…によって仕切られて
いる。

【０００５】第１容器34と第２容器35との間には、一方
の接続ダクト 37aの内部を経て母線側導体40が架設さ
れ、この母線側導体40は、第２容器35の内部において母
線 40aに接続されている。また第１容器34と第２容器35
と第３容器36との間には、他方の接続ダクト 37aと接続
ダクト 37bの内部を経て負荷側導体41が架設され、この
負荷側導体41は、第２容器35の内部において負荷との接
続のための送電ケーブル41aに、また第３容器36の内部
において断路器38に夫々接続されている。

【０００６】図11は、第１容器34内部の主回路開閉部１
の構成を示す側断面図である。主回路開閉部１は、母線
側導体40と負荷側導体41とを接離するものであり、筒形
をなす真空容器２の内部には、一側のエンドプレート３
に中途部を固定された固定電極棒５と、他側のエンドプ
レート４にベローズ６を介して取り付けられ、軸長方向
への移動可能な可動電極棒７とが、夫々の端部に固設さ
れた固定接点８と可動接点９とを対向せしめて配してあ
り、真空容器２の外部への固定電極棒５の突出部は、母
線側導体40に接続され、同じく可動電極棒７の突出部
は、可撓性を有する接続導体15を介して負荷側導体41に
接続されている。

【０００７】また真空容器２の内側は、エンドプレート
３，４の内面に立設された筒形のエンドシールド11，12
と、周壁に取り付けられたアークシールド13とにより、
固定接点８と可動接点９との対向部から遮蔽させてあ
り、両接点８，９の遮断動作時に主回路アークによって
発生する金属蒸気をシールドする構成としてある。

【０００８】以上の如き真空開閉器において、真空容器
２の内部の真空度の低下を検出するための検出手段は、
図12に示す如く、第２容器35の内部において、これの周
壁47に絶縁碍子44により支持された電極棒45の一端に取
り付けた電極板 43aと、母線側導体40の一部に固定され
た電極板 43bとを対向させてコンデンサ結合体43を形成
してなり、前記電極板 43aの電位を第２容器35の外部に
延びる電極棒45の他端に接続された信号線46により取り
出し、この電位に基づいて前記真空度の低下を知る構成
となっている。

【０００９】図11に示す可動電極棒７は、真空容器２の
外部に配した図示しない操作機構の動作により軸長方向
に移動せしめられ、これの端部に固設された可動接点９
が固定接点８に対して接離し、両者が接触したとき、母
線側導体40と負荷側導体41とが接続されて通電状態が得
られ、両者が離反したとき、母線側導体40と負荷側導体
41との接続が解除されて電流遮断状態となる。

【００１０】このような動作をなす真空開閉器におい
て、真空容器２内部の真空度が低下すると、これにより
絶縁耐力が低下する結果、高電位を有する固定接点８及
び可動接点９と、真空容器２内側の金属部分、特に、両
接点８，９との離隔距離が小さい前記アークシールド13
との間に部分放電が発生し、更に、前記電流遮断状態に
おいては、離反した状態にある固定接点８と可動接点９
との間においても部分放電が発生する。

【００１１】このような部分放電が発生していない状
態、即ち、真空容器２内部の真空度が正常である状態に
おいては、固定接点８と可動接点９との間の接点間電圧
は、図13（ａ）に示す如く正弦波となり、このとき前記
コンデンサ結合体43の出力電圧は、図13（ｂ）に示す如
く、回転機、変圧器、各種の計器等の負荷機器が発生す
る２ｋＨｚ以下の高調波が前記接点間電圧に重畳された
波形を示す。

【００１２】一方、前記部分放電が発生している状態、
即ち、真空容器２内部の真空度が低下した状態において
は、前記接点間電圧は、図14（ａ）に示す如く、所定電
圧を超えることなくリップルを生じた波形となり、この
とき、コンデンサ結合体43の出力電圧は、図14（ｂ）に
示す如く、２〜２０ｋＨｚの高調波が発生する。従っ
て、前記信号線46を経て取り出されるコンデンサ結合体
43の出力電圧をバンドパスフィルタに通し、前記図14
（ｂ）に示す如く現れる高調波の有無を調べることによ
り真空容器２内部の真空度の低下を検出することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが以上の如く構
成された従来の検出手段においては、例えば、第１，第
２，第３容器34，35，36の内部の絶縁媒体が漏れ出し、
これらの内部に部分放電が発生した場合等、真空容器２
の外部に部分放電が生じた場合にも同様の出力電圧が得
られることから、真空容器２内部の真空度が低下してい
るかの如く誤って検出される虞れがある。

【００１４】なお真空容器２の内部に部分放電が発生し
た場合と、真空容器２の外部に部分放電が発生した場合
とにおいて、前記出力電圧の波形には若干の相違が存在
することから、この波形の相違を検出することにより部
分放電の発生部位を特定し、前述した誤検出の発生を防
止することはできる。

【００１５】しかしながら、このような特定を行わせる
ためには、前記出力電圧の処理のために複雑な信号処理
回路を必要とし、装置構成の複雑化によるコスト上昇が
避けられず、また、比較対象として用いるべく種々の場
合において得られる出力電圧の波形データを蓄積する必
要があり、この蓄積に多大な手間を要する一方、前記特
定を精度良く行わせることが難しいという問題があっ
た。

【００１６】また以上の如く構成された従来の検出手段
においては、真空容器２内部の真空度の低下を、これに
起因して生じる部分放電を媒介として検出することか
ら、この検出がなされた時点においては、既に、絶縁耐
力の低下を来した危険な状態にある。従って、前記危険
を回避するために真空容器２に裕度を持った設計が要求
され、該真空容器２の大形化を招くという難点があっ
た。

【００１７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、真空容器の内部の真空度の低下を、簡素な構成
にて精度良く検出することができ、絶縁耐力及び遮断性
能の低下を未然に防止し得る信頼性の高い真空開閉器を
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の真空開
閉器は、主回路開閉部及び接地開閉部を導体の一部を含
めて収容する真空容器に接地電位に維持された接地電位
部を設け、この部分に真空計を取り付けて、この真空計
の出力に基づいて真空容器内部の真空度の低下を検出す
るものである。

【００１９】この発明においては、真空容器の内部の真
空度を真空計により直接的に検出する。真空計の取り付
け部は接地電位に維持されており、取り付け部位の電位
の影響による真空計の誤動作が生じない。

【００２０】請求項２の発明の真空開閉器は、真空容器
を金属製とし、これの一部を接地して接地電位部を設け
たものである。

【００２１】この発明においては、真空容器を金属製と
し、この金属部分に真空計を取り付け、強固な取り付け
を実現する。

【００２２】請求項３の発明の真空開閉器は、絶縁体製
の真空容器に内張りされた金属を接地して接地電位部を
設けたものである。

【００２３】この発明においては、真空容器の内張り金
属に真空計を取り付け、強固な取り付けを実現する。

【００２４】請求項４の発明の真空開閉器は、真空計と
して、スピニングロータ真空計又は熱伝導真空計を用い
たものである。

【００２５】この発明においては、取扱いが容易であ
り、高い精度が得られるスピニングロータ真空計、又は
取扱いが容易であると共に、軽量であり安価である熱伝
導真空計を用い、容易にしかも正確に真空度の検出を行
う。

【００２６】請求項５の発明の真空開閉器は、主回路開
閉部及び接地開閉部を導体の一部を含めて収容する真空
容器の内側を臨む絶縁部材の真空容器への固定部近傍に
真空計を取り付けて、この真空計の出力に基づいて真空
容器内部の真空度の低下を検出するものである。

【００２７】この発明においては、真空容器の内部の真
空度を真空計により直接的に検出する。この真空計の取
り付け部として、真空容器の内側に臨ませた絶縁部材を
利用し、この取り付け位置を、接地電位に維持された真
空容器への固定部近傍に設定し、電位の影響による真空
計の誤動作を防ぐ。

【００２８】請求項６の発明の真空開閉器は、母線側導
体又は負荷側導体を真空容器に絶縁支持するブッシング
に真空計を取り付けたものである。

【００２９】この発明においては、取り付けのための専
用の固定部品を用いることなく、母線側導体又は負荷側
導体を真空容器に絶縁支持するために本来必要なブッシ
ングを真空計の取り付け部として利用する。

【００３０】請求項７の発明の真空開閉器は、真空容器
の内部に、真空計の検出端を覆うシールド部材を備えた
ものである。

【００３１】この発明においては、真空容器内部への真
空計の露出部をシールド部材により覆い、主回路開閉部
又は接地開閉部の閉路時に発生する金属蒸気を前記シー
ルド部材に捕捉して、真空計の検出端への付着を防ぐ。

【００３２】請求項８の発明の真空開閉器は、主回路開
閉部及び接地開閉部を導体の一部を含めて収容する真空
容器の内側に、金属部分と所定の距離を保って検出電極
を配し、この検出電極に発生する出力に基づいて真空容
器内部の真空度の低下を検出するものである。

【００３３】この発明においては、真空容器の内側に検
出電極を配し、真空容器内部に真空度の低下に伴って発
生する部分放電により前記検出電極に発生する出力電圧
を利用し、真空度の低下を、簡素な検出回路の構成によ
り外部の影響を受けることなく確実に検出する。

【００３４】請求項９の発明の真空開閉器は、真空容器
内側の検出電極を主回路開閉部を囲う円筒形、又は主回
路開閉部に対向する平板形の電極としたものである。

【００３５】この発明においては、高電位となる主回路
開閉部に対向するように検出電極を設け、前記部分放電
の発生時に確実に出力が得られるようにする。

【００３６】請求項10の発明の真空開閉器は、主回路開
閉部及び接地開閉部を導体の一部を含めて収容する真空
容器の内側に、接地導体に取り付けた光センサを配し、
この光センサの出力に基づいて真空容器内部の真空度の
低下を検出するものである。

【００３７】この発明においては、真空容器の内側に光
センサを配し、真空容器内部に真空度の低下に伴って発
生する部分放電に起因する放電光を捉え、真空度の低下
を確実に検出する。光センサは、接地電位に保たれた接
地導体に取り付け、取り付け部位の電位の影響による光
センサの誤動作を防ぐ。

【００３８】

【発明の実施の形態】実施の形態１以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述
する。図１は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態１
の構成を示す側断面図である。

【００３９】本図に示す真空開閉器は、母線側導体40と
負荷側導体41とを接離する主回路開閉部10と、負荷側導
体41と接地導体21とを接離する接地開閉部20とを、母線
側導体40、負荷側導体41及び接地導体22の一部と共に真
空容器50の内部に収容した構成となっている。

【００４０】真空容器50は、図示の如き形状をなす金属
製の容器であり、その一部を接地して接地電位に保たれ
ており、またその内部は、１０^-7Ｔｏｒｒ前後の高真空
に保たれている。母線側導体40は、絶縁材料製のブッシ
ング49により真空容器50の天板を貫通する態様に支持さ
れており、また負荷側導体41は、同じく絶縁材料製のブ
ッシング49により、真空容器50の側壁を貫通する態様に
支持されている。

【００４１】真空容器50内側の母線側導体40の延長部に
は、その下端部に固定接点８を固設してなる固定電極棒
５が一体的に連設してある。また固定接点８の下位置に
は、可動電極棒７の上端部に固設された可動接点９が対
向させてある。前記可動電極棒７の下端部は、真空容器
50の底板にベローズ6aを介して上下動可能に取り付けら
れた操作ロッド48の上端部に絶縁ロッド19を介して連結
されている。

【００４２】真空容器２の外部に延びる操作ロッド48の
下端部は、図示しない操作機構に連結されており、操作
ロッド48は、前記操作機構の動作に応じてベローズ6aの
伸縮を伴って上下動するようになしてあり、この上下動
が絶縁ロッド19を介して可動電極棒７に伝達され、これ
の上端に固設された可動接点９が固定接点８に接離せし
められる構成としてある。

【００４３】真空容器50の内側に延びる前記負荷側導体
41の端部は、可撓性を有する接続導体15を介して、前記
可動電極棒７の中途部に、これの上下動を阻害すること
なく接続されており、母線側導体40と負荷側導体41と
は、固定接点８と可動接点９との前述した接離により接
続又は接続遮断され、両接点８，９の接触時に通電状態
が、両接点８，９の離反時に電流遮断状態が夫々実現さ
れる。主回路開閉部10の開閉動作はこのようにして行わ
れる。

【００４４】一方接地導体21は、真空容器50に連設され
た絶縁筒22の内部にベローズ6bを介して上下動可能に支
持されており、真空容器50の内側に延びる接地導体21の
上端部は、負荷側導体41の中途部に対向させてある。絶
縁筒22の外側に延びる接地導体21の他端部は、図示しな
い操作機構に連結されると共に接地され、接地電位に保
たれている。

【００４５】而して、接地導体21は、操作機構の動作に
応じてベローズ6bの伸縮を伴って上下動し、前記負荷側
導体41の中途部に接離せしめられ、接触時に負荷側導体
41を接地する動作をなす。なおこの接地は、主回路開閉
部10が遮断状態にあるとき行われ、これにより、真空容
器50の外部において負荷側導体41に接続された送電ケー
ブルが接地電位となり、該送電ケーブル及びこれに接続
された負荷側機器への接近を安全に行わせることができ
る。

【００４６】真空容器50の内側における前記主回路開閉
部10の周囲は、固定電極棒５の中途に支持具17を介して
支持された円筒形の絶縁筒18により囲ってあり、該絶縁
筒18の内面には、主回路開閉部10から所定の距離を保っ
てアークシールド16が取り付けてあり、主回路アークに
よって発生する金属蒸気をシールドする構成としてあ
る。

【００４７】更に、真空容器50の内側の絶縁物の主回路
開閉部10及び接地開閉部20に対面する部位、即ち、負荷
側導体41を支持するブッシング49の内側端面と、可動電
極棒７と操作ロッド48とを連結する絶縁ロッド19の上面
とには、シールド部材23及びシールド部材24が夫々取り
付けられ、両開閉部10，20の閉路時に発生する金属蒸気
をシールドして絶縁性能の低下を防ぐ構成としてある。
なお、母線側導体40を支持するブッシング49の内側端面
は、前記アークシールド16及びこれの支持具17によって
主回路開閉部10から隔絶されており、前記ブッシング49
への金属蒸気の付着は、アークシールド16の作用により
防ぐ構成となっている。

【００４８】さて、以上の如く構成された真空開閉器に
おいて、真空容器50の周壁の一部には、真空計27のセン
サ部 27aが、これの検出端を真空容器50の内側に臨ませ
て取り付けてあり、該センサ部 27aの出力信号を処理回
路 27bにより処理することにより、前述の如く１０^-7Ｔ
ｏｒｒ前後の高真空に保たれた真空容器50内部の真空度
を直接的に検出するようになしてある。

【００４９】センサ部 27aが取り付けられる真空容器50
の周壁は、前述の如く金属製であることから、前記セン
サ部 27aを強固に固定することが可能となる。また真空
容器50は、前述の如く接地されて接地電位に保たれてお
り、この電位の影響によりセンサ部 27aに誤動作が生じ
る虞れがなく、真空容器50の内部の真空度を精度良く検
出することができる。

【００５０】真空計27としては、スピニングロータ真空
計又は熱伝導真空計が適している。スピニングロータ真
空計は、鋼球を内包する金属チューブとこれの外側に周
設された駆動コイルとからなるセンサ部 27aと、該セン
サ部 27aの出力を処理し、前記駆動コイルへの通電下に
おいて生じる前記鋼球の回転減衰量に対応する出力を発
する処理回路 27bとを備えてなる。

【００５１】センサ部 27aの取り付けは、前記金属チュ
ーブを真空容器50の内側に連通させた状態でなされる。
このとき金属チューブ内の鋼球は、真空容器50の内気の
粘性抵抗を受けつつ回転し、該鋼球の回転減衰量は、真
空容器50内部の真空度の低下に伴って増大する。従っ
て、処理回路 27bでの前述した処理の結果として得られ
る真空計27の出力は、真空容器50内部の真空度に対応す
るものとなり、この真空度の低下を検出することができ
る。

【００５２】以上の如きスピニングロータ真空計は、
７．５×１０^-7Ｔｏｒｒから、７６０Ｔｏｒｒに至る広
い検出可能範囲において高感度での検出が可能であり、
真空容器50内部の真空度の低下を、早期に、しかも精度
良く検出することができる。またセンサ部 27aの前記金
属チューブが、直径６ｍｍ、長さ３ｃｍ程度の小サイズ
のチューブであり、真空容器５への取り付けに際し、ロ
ー付け、溶接等の接合手段を採用することができ、堅牢
であり、しかも真空漏れが生じ難い取り付けが可能であ
る。

【００５３】一方、ピラニゲージ、サーミスタゲージ、
サーモカップルゲージとして公知の熱伝導真空計は、操
作が容易であると共に、軽量、安価であり、更には、セ
ンサ部 27aとしての測定子の焼損の虞れがなく、使い勝
手に優れているという利点を有する。また、このような
熱伝導真空計の検出可能範囲は、１０^-3Ｔｏｒｒ〜１Ｔ
ｏｒｒであり、スピニングロータ真空計のそれに比較し
て狭いが、真空容器50内部の真空度の検出は、真空度の
低下に伴う絶縁耐力及び遮断性能の低下を知るべくなさ
れるものであり、このためには、熱伝導真空計による前
述した検出可能範囲は十分なものである。

【００５４】図２は、真空絶縁特性を示す図である。本
図の横軸は、真空容器50の内部圧力Ｐ（Ｐａ）、縦軸
は、破壊電圧Ｖ_b（ｋＶ）であり、この図から真空中の
破壊電圧Ｖ_bは、０．７Ｐａ（＝５×１０^-3Ｔｏｒｒ）
よりも低い圧力下においては略一定であり、０．７Ｐａ
を超えると共に低下し、１０²Ｐａ前後において極小値
をとり、以後は圧力の上昇に伴って高くなることがわか
る。即ち、真空開閉器における絶縁耐力及び遮断性能
は、真空容器50の内圧が５×１０^-3Ｔｏｒｒ以上になっ
たとき急速に低下することとなり、この低下を未然に防
止するためには、５×１０^-3Ｔｏｒｒ前後の真空度を精
度良く検出できればよく、この検出のためには、熱伝導
真空計の前述した検出可能範囲は十分なものである。

【００５５】真空計27として使用可能な他の形式として
電離真空計があり、この内、センサ部取り付け部が金属
製のものは、真空容器50内部の真空度の低下の検出に用
い得る。特に、アネルバ社製のミニチュアゲージ等、セ
ンサ部 27aの全体を金属製とした電離真空計は、高温度
に耐えることから、金属製の真空容器50に対して溶接に
より強固に固定することができ、高い強度と信頼性とが
得られる。

【００５６】実施の形態２図３は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態２の構成
を示す側断面図である。この真空開閉器は、図１に示す
真空開閉器と同様、母線側導体40と負荷側導体41とを接
離する主回路開閉部10と、負荷側導体41と接地導体21と
を接離する接地開閉部20とを、母線側導体40、負荷側導
体41及び接地導体22の一部と共に真空容器50の内部に収
容した構成となっており、真空容器50の内側における主
回路開閉部10、接地開閉部20、並びにこれらの周辺部品
の構成及び動作は、実施の形態１におけるそれらと同じ
であり、図１と対応する部品に同一の参照符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００５７】図３に示す真空開閉器と図１に示す真空開
閉器との相違は、真空容器50の構成にある。図３に示す
真空開閉器の真空容器50は、セラミック等の絶縁体製と
してあり、これの内面には、略全面を被覆する態様に金
属層53が内張りされ、この金属層53が、その一部の接地
により接地電位に保たれており、前記真空計27のセンサ
部 27aは、このように接地された金属層53に取り付けら
れている。

【００５８】この構成においても、接地された金属層53
にセンサ部 27aが取り付けてあることから、ロー付け、
溶接等の接合手段を採用することによりセンサ部 27aを
強固に固定することができ、また真空計27の検出結果に
センサ部 27aの取り付け部位の電位の影響が生じること
がなく、真空容器50内部の真空度の低下を精度良く検出
することができる。なお真空計27としては、実施の形態
１におけると同様、スピニングロータ真空計又は熱伝導
真空計を用いるのが望ましい。

【００５９】この実施の形態２においては、絶縁体製の
真空容器50を用いて本発明の構成を実現することができ
る。なお、図３においては、真空容器50の内側の略全面
に金属層53を内張りした構成について述べたが、一部の
みに金属層53を形成し、この金属層53を接地して真空計
27のセンサ部 27aの取り付け部としてもよい。

【００６０】実施の形態３図４は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態３の要部
の構成を示す側断面図である。本図においては、母線側
導体40を支持するブッシング49に嵌着孔 49aを穿設し、
この嵌着孔 49aに真空計27のセンサ部 27aが取り付けら
れている。

【００６１】この構成においては、真空計27のセンサ部
27aの取り付けが、真空容器50自体に取り付け部を設け
ることなく行え、本発明の構成を実現することができ
る。図４に示す如く、センサ部 27aの取り付け位置は、
接地電位に保たれた真空容器50の近傍、即ち、真空容器
50の周壁への前記ブッシング49の固定部近傍に設定して
あり、この設定により、電位の影響による真空計27の検
出精度の低下を抑え、高精度での検出が可能となる。

【００６２】センサ部 27aの同様の取り付けは、負荷側
導体41を支持するブッシング49、可動電極棒７と操作ロ
ッド48とを連結する絶縁ロッド19等、その一部又は全部
を真空容器50の内側に臨ませた絶縁部材に対して可能で
ある。

【００６３】実施の形態４図５は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態４の要部
の構成を示す側断面図である。本図においては、真空容
器50の周壁に真空計27のセンサ部 27aが取り付けられ、
真空容器50の内側には、前記センサ部 27aの検出端を覆
う態様にシールド部材52が設けてある。

【００６４】シールド部材52は、図１に示す如く、真空
容器50が金属製である場合、これの内面に、ロー付け又
は溶接等の接合手段によりその基部を固着した金属板に
より構成することができ、また図３に示す如く、真空容
器50が絶縁体製である場合には、これに内張りされた金
属層53に同様に接合された金属板により構成することが
できる。このように構成されたシールド部材52は、主回
路開閉部10及び接地開閉部20の閉路時に発生する金属蒸
気をその表面に捉え、前記センサ部 27aへの付着を防ぐ
作用をなす。

【００６５】この構成によれば、前記金属蒸気の付着に
伴うセンサ部 27aの動作不良、これに起因する真空度の
検出誤差の発生を抑制することができ、信頼性の向上が
図れると共に、センサ部 27aの寿命低下を防ぐことがで
きる。

【００６６】実施の形態５図６及び図７は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態
５の構成を示す側断面図である。これらの真空開閉器
は、図１に示す真空開閉器と同様、母線側導体40と負荷
側導体41とを接離する主回路開閉部10と、負荷側導体41
と接地導体21とを接離する接地開閉部20とを、母線側導
体40、負荷側導体41及び接地導体22の一部と共に真空容
器50の内部に収容した構成となっており、真空容器50の
内側における主回路開閉部10、接地開閉部20、並びにこ
れらの周辺部品の構成及び動作は、実施の形態１におけ
るそれらと同じであり、図１と対応する部品に同一の参
照符号を夫々付して詳細な説明を省略する。

【００６７】図６及び図７に示す真空開閉器の特徴的な
構成は、真空容器50内部の真空度の低下を検出するため
の検出手段の構成にあり、該手段は、真空容器50の内側
に配された検出電極30と、該検出電極30に発生する出力
を検出する検出回路31とを備えて構成されている。

【００６８】図６に示す検出電極30は、主回路開閉部10
の外側に所定の距離を保って周設された円筒形の電極で
あり、また図７に示す検出電極30は、主回路開閉部10か
ら所定の距離を保って対向する平板状の電極であって、
これらは、真空容器50の周壁の一部に絶縁体製の支持板
29を介して支持された電極棒 29aの先端に、該真空容器
50及びこれの内部の金属部品との電気的な接触を絶って
取り付けてある。

【００６９】検出回路31は、前記電極棒 29aの真空容器
50の外側への延長端を、抵抗及びコンデンサの並列回路
を介して接地し、前記抵抗及びコンデンサの上流側に得
られる出力電圧を検出器51によって検出する構成となっ
ている。

【００７０】以上の如き検出手段を備えた真空開閉器に
おいて真空容器50内部の真空度が低下すると、これによ
り絶縁耐力が低下する結果、高電位を有する主回路開閉
部10と、これに対向する検出電極30との間に部分放電が
生じ、この部分放電に伴って検出電極30に出力電圧が発
生し、検出回路31においては、図８に示すような波形を
有する検出信号が得られる。なおこの図は、前記検出器
51の相当位置に接続したオシロスコープにより検出され
たものである。

【００７１】真空容器50内部の真空度が低下して前記部
分放電が発生すると、検出電極30には、図示の如く、真
空開閉器10における正弦波状の接点間電圧に部分放電に
起因する高調波パルスが重畳された波形を有する出力電
圧が発生する。従って、検出器51において前記高調波パ
ルスの有無を調べることにより真空度の低下を検出する
ことができる。

【００７２】前記検出電極30は、真空容器50の内側に配
してあることから、該真空容器50の内部の真空度の低下
を外部からの影響を受けることなく確実に検出すること
ができる。またこの検出は、前述した如く、部分放電に
起因する高調波の有無を調べることによりなされるか
ら、出力電圧の処理のために複雑な処理回路は不要であ
り、簡素な回路構成により確実な検出が可能となる。

【００７３】実施の形態６図９は、本発明に係る真空開閉器の実施の形態６の要部
の構成を示す側断面図である。本図においては、真空容
器50の内側に延設された接地導体21の上端部近傍に光セ
ンサ32が取り付けてあり、該光センサ32の出力信号線を
真空容器50の外部に引き出し光検出回路33に接続して、
これらの光センサ32及び光検出回路33によって真空容器
50内部の真空度の低下を検出する検出手段が構成されて
いる。

【００７４】以上の如き検出手段を備えた真空開閉器に
おいて真空容器50内部の真空度が低下すると、これによ
り絶縁耐力が低下する結果、前記真空容器50の内側の各
部において部分放電が発生する。前記光センサ32は、前
記部分放電に伴って発生する放電光を捉え、この放電光
の光強度に応じた出力を光検出回路33に与える。光検出
回路33においては、例えば、光センサ32からの出力が所
定のしきい値を上回ったとき、前記部分放電が発生して
いること、即ち、真空容器50内部の真空度が低下してい
ると判定する。

【００７５】光センサ32としては、フォトダイオード、
フォトトランジスタ、光導電検波器等の公知の光センサ
を用いることができる。光センサ32は、接地電位に保た
れた接地導体21に取り付けてあり、電位の影響により誤
動作する虞れがなく、安定した検出が可能である。また
この取り付けは、高電位に保たれた主回路開閉部10に検
出端を向けて行うことにより、前記放電光を確実に捉え
ることができ、真空容器50内部の真空度の低下をより高
精度に検出することが可能となる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明に係る
真空開閉器においては、主回路開閉部及び接地開閉部を
導体の一部を含めて収容する真空容器に接地電位に維持
された接地電位部を設け、この接地電位部に真空計を取
り付けて、この真空計により真空容器内部の真空度を直
接的に検出するから、真空度の低下を早期に、しかも取
り付け部位の電位の影響を受けることなく精度良く検出
することができ、この検出結果を参照することにより、
絶縁耐力及び遮断性能の低下を未然に防止することがで
きる。

【００７７】また請求項２の発明の真空開閉器において
は、真空容器を金属製とし、この一部を接地して接地電
位部としたから、請求項１の発明の効果に加えて、真空
計を強固に取り付けることができる。

【００７８】また請求項３の発明の真空開閉器において
は、絶縁体製の真空容器に内張りされた金属を接地して
接地電位部を設け、この接地電位部に真空計を取り付け
たから、絶縁体製の真空容器を用いながら、請求項１の
発明の効果に加えて、真空計を強固に取り付けることが
できる。

【００７９】また請求項４の発明の真空開閉器において
は、スピニングロータ真空計又は熱伝導真空計により真
空容器内部の真空度の低下を検出するから、容易に、し
かも高精度に真空度を検出することが可能となり、絶縁
耐力及び遮断性能の低下を確実に防止することができ
る。

【００８０】また請求項５の発明の真空開閉器において
は、真空容器の内側に臨ませた絶縁部材を真空計の取り
付け部としたから、真空容器自体に真空計の取り付け位
置を設ける必要がなく、また、この取り付け位置を、接
地電位に維持された真空容器への固定部近傍に設定した
から、電位の影響による真空計の誤動作を防ぎ、真空度
の低下を十分な精度にて検出することができる。

【００８１】また請求項６の発明の真空開閉器において
は、母線側導体又は負荷側導体を真空容器に絶縁支持す
るために本来必要なブッシングに真空計を取り付けたか
ら、この取り付けのための専用の部品が不要となる。

【００８２】また請求項７の発明の真空開閉器において
は、真空容器の内部に露出する真空計の検出端がシール
ド部材により覆われるから、主回路開閉部又は接地開閉
部の閉路時に発生する金属蒸気の真空計の検出端への付
着が抑制され、この付着による検出精度の低下、及び真
空計の寿命低下を防止し得る。

【００８３】また請求項８の発明の真空開閉器において
は、真空容器の内側に検出電極を配し、この検出電極に
真空容器内部の部分放電に伴って発生する出力電圧を利
用するから、真空容器内部の真空度の低下を、簡素な構
成により外部の影響を受けることなく確実に検出するこ
とができ、これに起因する絶縁耐力及び遮断性能の低下
を防止することができる。

【００８４】また請求項９の発明の真空開閉器において
は、真空容器内側の検出電極を、主回路開閉部を囲う円
筒形、又は主回路開閉部に対向する平板形の電極とし、
高電位となる主回路開閉部に対向するように設けたか
ら、真空度の低下に伴う部分放電の発生時に確実に出力
が得られ、真空容器内部の真空度の低下を確実に検出す
ることができる。

【００８５】更に請求項10の発明の真空開閉器において
は、真空容器の内側に光センサを配し、真空度の低下に
伴って発生する部分放電光を捉えるから、この光センサ
の出力に基づいて前記真空容器内部の真空度の低下を確
実に検出することができ、これに起因する絶縁耐力及び
遮断性能の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空開閉器の実施の形態１の構
成を示す側断面図である。

【図２】真空絶縁特性を示す図である。

【図３】本発明に係る真空開閉器の実施の形態２の構
成を示す側断面図である。

【図４】本発明に係る真空開閉器の実施の形態３の要
部の構成を示す側断面図である。

【図５】本発明に係る真空開閉器の実施の形態４の要
部の構成を示す側断面図である。

【図６】本発明に係る真空開閉器の実施の形態５の構
成を示す側断面図である。

【図７】本発明に係る真空開閉器の実施の形態５の他
の構成を示す側断面図である。

【図８】図６又は図７に示す検出電極に発生する検出
信号波形を示す図である。

【図９】本発明に係る真空開閉器の実施の形態６の要
部の構成を示す側断面図である。

【図１０】真空度検出手段を備える従来の真空開閉器
の概略的な構成を示す模式図である。

【図１１】図９に示す真空開閉器の主回路開閉部の構
成を示す側断面図である。

【図１２】従来の真空度検出手段の要部の構成を示す
側断面図である。

【図１３】従来の真空度検出手段による正常時の出力
波形図である。

【図１４】従来の真空度検出手段による異常時の出力
波形図である。

【符号の説明】

10 主回路開閉部、20 接地開閉部、21 接地導体、27
真空計、30 検出電極、31 検出回路、32 光セン
サ、33 光検出回路、40 母線側導体、41 負荷側導
体、49 ブッシング、50 真空容器、52 シールド部
材、53 金属層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤武文東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者河又巌東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者関谷卓東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者久森洋一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者宮本聖一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者糸谷孝行東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者寄田光政東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者丸山稔正東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母線側導体と負荷側導体とを接離する主
回路開閉部、及び負荷側導体と接地導体とを接離する接
地開閉部を、前記母線側導体、負荷側導体及び接地導体
の一部と共に収容する真空容器と、該真空容器に、前記
主回路開閉部、接地開閉部、母線側導体、負荷側導体及
び接地導体に対して絶縁して設けられた接地電位部と、
該接地電位部に取り付けられ、前記真空容器の内側に検
出端を臨ませた真空計と、該真空計の出力に基づいて前
記真空容器内部の真空度の低下を検出する手段とを具備
することを特徴とする真空開閉器。
【請求項２】真空容器を金属製とし、これの一部を接
地して接地電位部を設けてある請求項１記載の真空開閉
器。
【請求項３】真空容器を絶縁体製とし、該真空容器に
内張りされた金属を接地して接地電位部を設けてある請
求項１記載の真空開閉器。
【請求項４】真空計として、スピニングロータ真空計
又は熱伝導真空計を用いてある請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の真空開閉器。
【請求項５】母線側導体と負荷側導体とを接離する主
回路開閉部、及び負荷側導体と接地導体とを接離する接
地開閉部を、前記母線側導体、負荷側導体及び接地導体
の一部と共に収容する真空容器と、該真空容器の内側に
その一部又は全部を臨ませた絶縁部材と、該絶縁部材の
真空容器への固定部近傍に、該真空容器の内側に検出端
を臨ませて取り付けた真空計と、該真空計の出力に基づ
いて前記真空容器内部の真空度の低下を検出手段とを具
備することを特徴とする真空開閉器。
【請求項６】絶縁部材は、母線側導体又は負荷側導体
を真空容器に絶縁支持するブッシングである請求項５記
載の真空開閉器。
【請求項７】真空容器の内部に、真空計の検出端を覆
うシールド部材を備える請求項１乃至請求項６のいずれ
かに記載の真空開閉器。
【請求項８】母線側導体と負荷側導体とを接離する主
回路開閉部、及び負荷側導体と接地導体とを接離する接
地開閉部を、前記母線側導体、負荷側導体及び接地導体
の一部と共に収容する真空容器と、該真空容器の内部
に、前記母線側導体、負荷側導体及び接地導体を含む金
属部分との間に所定の距離を保って配してあり、該真空
容器の外側にて接地された検出電極と、前記真空容器内
部に真空度の低下に伴って発生する放電により前記検出
電極に発生する出力に基づいて前記真空度の低下を検出
する手段とを具備することを特徴とする真空開閉器。
【請求項９】検出電極は、主回路開閉部を囲う円筒
形、又は主回路開閉部に対向する平板形の電極である請
求項８記載の真空開閉器。
【請求項１０】母線側導体と負荷側導体とを接離する
主回路開閉部、及び負荷側導体と接地導体とを接離する
接地開閉部を、前記母線側導体、負荷側導体及び接地導
体の一部と共に収容する真空容器と、前記接地導体に取
り付けられ、前記真空容器内部に発生する放電光を検出
する光センサと、該光センサの出力に基づいて前記真空
容器内部の真空度の低下を検出する手段とを具備するこ
とを特徴とする真空開閉器。