JPS5816731B2 - 真空しや断器の電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電極間に発生したアーク柱を円周方向に駆動
するために、電流をしゃ断する環状のアーク開始部の外
周部に複数のアーク駆動片から成るアーク駆動部を設け
た真空しゃ断器の電極に関するものである。

真空しゃ断器は普通第１図に示す様に構成されている。

すなわち図中、１は絶縁物から成る真空容器、１Ｌ１２
は真空容器１の両端に固着されている筒フランジ、１３
，１４は筒フランジ１１゜１２に気密に固着されている
端板、１５は中間シールドで、真空容器１に固定されて
いる。

１７は電極３を具有する固定電極棒で、該固定電極棒１
７は端板１３に該端板１３を気密に貫通すると共に固定
されている。

１８は電極２を具有する可動電極棒で、該可動電極棒１
８はベローズ１６を介して端板１４を気密に貫通すると
共に前記固定電極棒１７の電極３に相対接離し得るよう
に設けである。

このように構成された真空しゃ断器の電極２及び３が第
１図に示す如く閉じている場合に図示電流■は図示する
如く環状のアーク開始部２１及び３１を通って流れる。

一方回路のしゃ断器時には両アーク開始部２Ｌ３１の開
離によってしゃ断が開始され、これによってアーク開始
部にアーク柱が発生する。

そしてこのアーク柱は、しゃ断電流が大きい場合にはア
ーク柱自身によって生じた磁場と外部回路の作る磁場と
の相互作用によって著しく不安定な状態となる。

またこのアーク柱はアーク開始部２１及び３１を通るコ
字状の電流による磁気効果により半径方向の外向きに駆
動され、この結果アーク柱は電極面を移動して電極の端
部又は周辺部に片寄り、その部分を局部的に加熱し、多
量に蒸気を放出させ、真空度を低下せしめたり、又しゃ
断性能を低下させたりする問題点がある。

このため、普通電極には環状のアーク開始部の他に、電
流しゃ断時に発生するアーク柱を効果的に処理するため
にアーク開始部の周囲にアーク駆動部が設けられている
。

このアーク駆動部は、電極に複数の切り込み溝を設けて
形成されており、半径方向の外向に移動するアーク柱を
アーク開始部の周方向に駆動せしめ、アーク柱が固定す
ることのないようにして電極の局部加熱を防止して冷却
を効果的に行ない交流電流の零点で電流をしゃ断できる
ようにしている。

このようにアーク駆動部を備えた電極に従来第２〜５図
に示す如き電極がある。

まず、第２図、第３図に示す電極はスパイラル電極と称
されているものであり、この電極２は環状のアーク開始
部２１と、該アーク開始部２１の外周部で且つ湾曲状に
形成されたアーク駆動片２２を該アーク駆動片２２の各
々の間に空隙溝２３を介在せしめて形成するアーク駆動
部２４とで構成したものである。

しかしてこのように構成された電極２の空隙溝２３はア
ーク駆動片２２の厚さ方向に垂直に切り込まれた状態に
設けである。

このため、各アーク駆動片２２上を周方向に駆動されて
移動しているアーク柱は、アーク駆動片２２の外周部に
達した場合に、この空隙溝２３によって隣接のアーク駆
動片２２への移行が難しくアーク駆動片２２の先端部に
止まってしまい、しゃ断性能を低下させてしまう欠点が
ある。

また、第４図、５図に示す電極は 形電極と称されてい
るものであり、この電極４は環状のアーク開始部４１と
、該アーク開始部４１の外周部で且つ鉤状に形成された
アーク駆動片４２を該アーク駆動片４２の各々の間に空
隙溝４３を介在せしめて形成するアーク駆動部４４とで
構成したものであり、この電極４の空隙溝４３は、アー
ク駆動片４２の厚さ方向に垂直に切り込すれた状態に設
けてあり、この種電極においても前述の第２図、３図で
説明した電極２の場合と同様な欠点がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、アーク
駆動部を複数のアーク駆動片で円板状に形成すると共に
これら各アーク駆動片を、アーク駆動部の軸心方向及び
厚さ方向に各々傾斜した空隙溝を介して設けると共に各
々のアーク駆動片を空隙溝を介して相互にラップさせて
、アーク柱の隣、接アーク、駆動片への移行が容易とな
るようにし、又アーク柱の周方向の駆動を効果的に行な
い得るようにしてアーク柱がアーク駆動片の先端部に止
りこの部分を加熱し、多量の蒸気が発生するのを防ぐと
共にアーク柱の冷却を効果的に行なうことができるしゃ
断性能の高い真空しゃ断器の電極を提供することを目的
としたものである。

次に本発明の一実施例を第６〜８図に基いて説明する。

図中において、５は電極で、該電極５は環状のアーク開
始部５１と、該アーク開始部５１の外周部に設けた円板
状のアーク駆動部５４とで構成されている。

この円板状のアーク駆動部５４は複数のアーク駆動片５
２と該各々のアーク駆動片５２間で且つ前記円板状のア
ーク駆動部５４の外周部から内方に向けて延びた軸心方
向及び板厚方向に各々所要の角度に傾斜している直線切
り込みの空隙溝５３とで形成されている。

この空隙溝５３の軸心方向の傾斜は、第６図に図中ａで
示す如く円板状のアーク駆動部５４の軸心に対して所要
の角度で傾斜せしめると共に各々の空隙溝５３のこの傾
斜方向を同一にして設けである。

また板厚方向の傾斜は、第７図に図中すで示す如く円板
状のアーク駆動部５４の厚さ方向に対して所要の角度で
傾斜せしめ且つ板厚方向に斜めに貫通せしめて各々の空
隙溝５３の傾斜方向を同一にして設けである。

更にまた空隙溝５３の軸心方向及び板厚方向における両
者の傾斜方向を同一方向にして設けである。

このように構成した電極５において、電流しゃ断時に発
生したアーク柱は、環状のアーク開始部５１を通るコ字
状の電流による磁気効果で半径方向の外向きにある速度
で移動を始め、環状のアーク開始部５１よりアーク駆動
部５４すなわち各科のアーク駆動片５２へ移り、該アー
ク駆動片５２上を周方向に１駆動されて行く。

空隙溝５３の部分に達したアーク柱の下端は、溝の傾斜
面に沿って溝内に入り、そしてアーク柱の一部は隣接す
る別のアーク駆動片５２に乗り移ることになる。

またアーク柱が空隙溝を横断する際に、アークは多量の
金属蒸気を供なっており、この金属蒸気は空隙溝５３に
沿って下方に吹き抜けてアーク駆動部５４の裏面側にて
急速に拡散する。

またこの際に半径方向の外向きに生じる力Ｆ１と空隙溝
５３を下方向に吹き抜ける力Ｆ２とによって生じる分力
Ｆ３によって更にこのアーク柱の周方向の１駆動は促進
される。

また各々のアーク駆動片５２の外周部に達したアーク柱
は、斜めの切り込み外周を伝わってアーク駆動片５２の
側面先端部へ達し、この側面の先端部で止まることなく
隣設のアーク駆動片５２に第８図中に矢印イで示す如く
移行し、アーク柱の周方向の１駆動は更に促進される。

次に第９〜１１図に示すものは本発明の他の実施例であ
り、これらの図において第６〜８図に示すものと同じ番
号を付するものは同等品を示しているのでこれらの説明
は省略する。

まず第９図に示すものは、アーク駆動片５２間の空隙溝
５３を特に図中にＣで示す如く、円板状のアーク駆動部
５４の軸心に対して所要の角度に傾斜せしめると共に湾
曲せしめた形状にして、アーク柱の周方向の駆動を効果
的に行ない得るようにしたものである。

なお、この湾曲方向は、アーク柱の、駆動方向に対して
正又は逆方向のいずれの方向に向けて設けても良い。

次に第１０図に示すものは、アーク駆動片５２の空隙溝
５３を特に図中ｄで示す如くアーク駆動片５２の厚さ方
向に対して所要の角度に傾斜せしめると共に湾曲せしめ
た形状にして、アーク柱の周方向の駆動を効果的に行な
い得るようにしたものである。

なお、この湾曲方向は、アーク柱の駆動方向に対して正
又は逆方向のいずれの方向に向けて設けても良い。

尚第６〜１０図において説明した電極５のアーク駆動部
５４に設けた空隙溝５３は、該空隙溝５３が軸方向にお
ける傾斜及び板厚方向における傾斜の両傾斜方向を同一
方向にした場合について述べたが、これら両者の傾斜方
向が異っている場合であっても又両者の傾斜角度が異っ
ている場合であっても良い。

次に第１１図に示すものは、アーク駆動片５２の外表面
と空隙溝５３の内面とを連続した一面状にすると共にこ
のアーク駆動片５２を３次元翼の如く形成し、更に各々
のアーク駆動片５２を相互にラップさせてアーク柱の周
方向の駆動を効果的に行ない得るようにしたものである
。

本発明は以上説明したように、アーク開始部５１の周囲
に設けた複数のアーク駆動片５２を、各々同一方向に所
要角度はど傾斜させた空隙溝５３を介して各々相互にラ
ップさせているので、電流しゃ断時に発生したアーク柱
は、環状のアーク開始部５１を通るコ字状の電流による
磁気効果で半径方向の外向きにある速度で移動し始め、
環状のアーク開始部５１よりアーク駆動部５４すなわち
各々のアーク駆動片５２へ移り、該アーク駆動片５２上
を周方向に駆動されて行く。

その上、半径方向の外向きに生じる力Ｆ１と傾斜して板
厚方向（軸方向）に貫通している空隙溝５３を吹き抜け
る力Ｆ２とによって生ずる分力Ｆ３によって更にアーク
柱の周方向の駆動は促進される。

また、各々のアーク駆動片５２の外周部に達したアーク
柱は、空隙溝５３の斜めの切り込み外周を伝わってアー
ク駆動片５２の側面先端部へ達し、この側面の先端部で
止まることなく隣設のアーク駆動片５２に移行し、アー
ク柱の周方向の、駆動を更に促進することができる。

このようにアーク柱は効果的に周方向に７駆動されるの
で、アーク柱は効果的に冷却され、しゃ断性能を一段と
向上せしめることができる。

また、本発明の空隙溝５３は軸心方向及び板厚方向のい
ずれの方向にも傾斜せしめた傾斜溝としているので、空
隙溝５３の面の部分及びアーク駆動片５２の外周側面部
をも有効にアーク柱の駆動に利用することができる。

更にまた本発明はこのようにアーク柱を周方向に効果的
に駆動することができるので、アーク柱によって電極が
局部的に加熱され、多量に蒸気を放出してしゃ断性能を
低下させるような問題は無くなり、従来に比べてしゃ断
性能を一段と向上することができる。

また本発明の電極は、上面から見た場合に周囲に凹凸の
ない円板状であるので、この電極を高電圧又は小電流を
しゃ断するしゃ断器に用いればそのしゃ断性能を向上す
ることができる。

更にまた電極の側面部及び空隙溝５３の面の部分をもア
ーク柱の周方向の駆動に有効に利用することができるの
で、それに相応した分はど電極外径を小径なものにする
ことができる。

これによって電極と中間シールドとの間隙を小さくする
ことができ、その結果真空しゃ断器全体を小型なものに
することができる。

また、本発明の一実施例である第６〜８図に示す電極５
の空隙溝５３は、直線切り込みであるので、電極５を傾
けておいて直線的に切削加工するのみで空隙溝５３を簡
単に施すことができる。

又このように空隙溝５３を直線切り込みで形成すること
ができるので、電極が比較的小径なものであっても、同
様な空隙溝５３を容易に施すことができ、小径の電極で
高いしゃ断性能を具有する真空しゃ断器を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空しゃ断器の概略を示す縦断正面図、第２図
及び第３図は従来のスパイラル電極の平面図及び側面図
、第４図及び第５図は従来の上形電極の平面図及び側面
図、第６図及び第７図は本発明の電極の平面図及び側面
図、第８図は本発明の実施例の電極の斜視図、第９図〜
第１１図は本発明の他の実施例の電極の斜視図。 １は絶縁筒、１１．１２は筒フランジ、１３゜１４は端
板、１５は中間シールド、１６はベローズ、１７は固定
電極棒、１８は可動電極棒、２゜３．４，５は電極、２
１．３１．４Ｌ５１は環状のアーク開始部、２２，４２
，５２はアーク駆動片、２３，４３．５３は空隙溝、２
４、４４ 。 ５４はアーク駆動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相対接離し得る一対の電極を各々電極棒の端部に具
   備して成る真空しゃ断器の前記一対の電極のうちの少な
   くとも一方の電極が、電極棒の端部に設けた円板状のア
   ーク駆動部と、該アーク駆動部の中央に位すると共に他
   方の電極側に突出して設けた環状のアーク開始部とから
   成り、且つ前記アーク駆動部が、該アーク駆動部の外周
   部から内方に向けて設けた複数の空隙溝によって離隔形
   成された複数のアーク駆動片を具備して成る真空しゃ断
   器の電極において、前記アーク駆動部の各空隙溝をアー
   ク駆動部の半径方向において各々同方向に傾斜して設け
   、且つこれら各空隙溝を前記アーク駆動部の軸方向にお
   いて各々同方向に傾斜させると共に軸方向貫通して、設
   け、これら各空隙溝を介して前記各アーク駆動片をラッ
   プさせて構成したことを特徴とする真空しゃ断器の電極
   。