JPS5843154Y2

JPS5843154Y2 - 真空しや断器

Info

Publication number: JPS5843154Y2
Application number: JP17523378U
Authority: JP
Inventors: 裕樫本; 信三佐久間
Original assignee: 株式会社明電舎
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1983-09-29
Also published as: JPS5591025U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、真空しゃ断器に関し、さらに詳細には、電極
開離に伴なってアーク領域から拡散する金属蒸気を有効
に捕捉してしゃ断成功に寄与するとともに真空インタラ
プタの内壁面に対する金属蒸気の付着を低減することに
よって真空インタラプタの耐電圧特性を良好に維持し、
かつ、真空インタラプタ内における電界分布の緩和を図
るべく改良されたシールドを備えた真空しゃ断器に関す
る。

従来の真空しゃ断器においては、大電流しゃ断時に発生
する金属蒸気は、アーク領域から直線的に拡散し、また
、シールド面での反射は鏡面反射であるとの考えに基づ
き、そのシールドの配置構造は、第１図に示すごとくな
されていた。

すなわち、総括的に符号１で示すのは、内部を高真空に
保持された真空インタラプタで、ガラスあるいはセラミ
ックなどの絶縁物からなる円筒状の絶縁物２，３を金属
の連結フランジ４によって一体的に連結するとともに、
両端を金属の円板状の固定側、可動側フランジ５，６を
介して覆って構成しである。

そして、真空インタラプタ１内の軸心部には、外部回路
（図示省略）を接続、しゃ断する１対の電極７，８が、
固定、可動リード９，１０を介して接触、離反自在に設
けられている。

すなわち、固定側フランジ５の中心部には、固定リード
９が貫通して挿通されているとともにロー付などにより
一体的に固着されており、その内端部には、スパイラル
状の複数のペダルを備えたほぼ円板状のアーク駆動部１
１とこのアーク駆動部１１の対向面に突設したリング状
の主接点１２とからなる、いわゆるスパイラル電極とい
われる前記電極７が一体的に取り付けられている。

また、可動側フランジ６の中心部に穿設したノード孔１
３には、可動リード１０が真空インタラプタ１内の気密
を保持すべく金属のベローズ１４を介装するとともに軸
方向に移動自在に挿通されており、その内端部には、前
記電極７と同様にアーク駆動部１５と主接点１６とから
なる電極８が一体的に取り付けられている。

なお、可動リード１ｏは、図示しない操作機構によって
移動されるものであり、各リード９，１０の外端部には
、前記外部回路と接続した導体（図示省略）の一端がそ
れぞれ適宜に接続されている。

そして、前記対向する電極７，８の周辺には、各種のシ
ールドが配設されている。

すなわち、固定、可動リード９，１０の内端部付近には
、各電極７，８方向に開口するとともに各電極７，８の
直径とほぼ同径に設けたキャップ状の電極シールド１７
．１８が、その底部をロー付などによって一体的に取り
付けられている。

各電極シールド１７．１８は、アーク駆動部１１．１５
のペダルの間を通ってアーク領域がら拡散される金属蒸
気を捕捉するためのもので、その開口端は、内側にＵ字
状に屈曲した開口屈曲部１７ａ、１８ａにして形成され
ているとともにアーク駆動部１１．１５からある程度の
距離を保持して配置されている。

また、各リード９，１０には、固定側、可動側７ランジ
５，６方向に開口したキャップ状の軸シールド１９．２
０が、その底部を前記電極シールド１７．１８の底部と
近接されるとともにロー付などにより一体的に固着され
ている。

各軸シールド１９゜２０は、固定リード９およびベロー
ズ１４が金属蒸気の付着によって汚損されるのを防止す
るためのもので、それぞれ電極７，８とほぼ同径に設け
られている。

前記各電極７，８．電極シールド１７．１８および軸シ
ールド１９．２０の周囲には、電極７，８の直径より適
宜に大きく形成したほぼ円筒状の主シールド２１が、そ
の外周中央部に設けたリング状の支持金具２２を介して
前記連結フランジ４に支持されている。

主シールド２１は、電極７，８間に発生するアーク領域
から飛散する金属蒸気を主として捕捉するためのもので
、支持金具２２を取り付けた中央部を大径に形成すると
ともに両端部を中央部より幾分小径に形成してあり、こ
の小径端部を内側にＵ字状に屈曲させである。

また、固定側、可動側７ランジ５，６の内底部には、前
記主シールド２１の中央部とほぼ同径に形成した円筒状
の外シールド２３゜２４が植設されている。

各外シールド２３．２４は、真空インタラプタ１内の電
界分布を緩和するためのもので、その端部を内側にＵ字
状に屈曲して形成しであるとともに主シールド２１の小
径端部がら適宜に離隔しである。

上述した従来の真空しゃ断器における各種シールドの配
置構造は、金属蒸気がアーク領域がら直線的に拡散され
る場合、すなわち通常の突き合せ電極を対象にして考え
られていた。

しがし、スパイラル状の複数のペダルを備えたアーク駆
動部１１゜１５とこのアーク駆動部１１．１５の対向面
に突設したリング状の主接点１２．１６とからなるいわ
ゆるスパイラル電極の場合には、金属蒸気は、アーク駆
動部１１．１５のスパイラル状のペダルに沿って移動す
るアーク柱から拡散すること、あるいは、アーク柱に追
随してゆるやかな速度で移動する雲のように密度の小さ
いかたまりとなって拡散することもあることなどから、
大電流のしゃ断を繰り返して行なうと金属蒸気が真空イ
ンタラプタ１における絶縁筒２，３の内壁面に付着して
耐電圧特性を早期に低下させている。

また、アーク駆動部１１．１５におけるペダル間がら拡
散される金属蒸気を捕捉するための電極シールド１７．
１８は、電極７，８とある程度の距離を保持して配置さ
れていたために、第２図に示すごとく、等電位面が電極
８と電極シールド１８との間に入り込むこととなり、電
極８の外周下端縁Ｐで厳しい形状となって耐電圧性能を
低下させる一因ともなっていた。

さらに、中電圧クラス（３，６〜７．２ＫＶ）以上の真
空しゃ断器においては、上述したごとくシールドの端部
をＵ字状に屈曲して耐電圧特性の向上を図るのが一般に
行なわれているが、このＵ字状に屈曲する加工が困難で
あるためにシールドの肉厚を０．８ｍｍ程度と薄くせざ
るを得ながった。

ここで、シールドに捕捉される金属蒸気の割合、すなわ
ち凝結係数は、シールドの表面温度の高低に左右され、
一般に表面温度ができるだけ低いことが望ましいとされ
ている。

したがって、シールドの肉厚が０．８ｍｍ程度と比較的
薄い場合には、高温度の金属蒸気がシールドに付着する
ことによってその表面温度を上昇させて凝結係数を低下
させることとなり電極間の絶縁回復特性の向上にはあま
り有効でなかった。

本考案は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、各種シールドを改良することによ
り大電流のしゃ新生およびその直後にアーク領域から拡
散する金属蒸気を有効に捕捉してしゃ断成功に寄与する
とともに絶縁筒の内壁面に付着する金属蒸気を低減する
ことによりその耐電圧特性を良好に維持し、かつ、真空
インタラプタ内の電界分布の緩和を図った真空しゃ断器
の提供にあり、以下、第３図以降の図面を用いてこの考
案の実施例を詳細に説明する。

なお、以下の説明において、真空インタラプタ、固定リ
ード、可動リードおよび各電極などの構成は、従来のそ
れとほぼ同様の構成であり、各種シールドの配置および
構造のみが相違するものであるから、各種シールドにつ
いてのみ説明し、他の構成部材については第１図と同一
の符号を付すこととして説明を省略する。

第３図は、本考案に係る真空しゃ断器の断面説明図で、
固定、可動リード９，１０の内端部付近には、電極７，
８方向に開口するとともに電極径とほぼ同径に設けたキ
ャップ状（有底円筒状）の電極シールド２５．２６の底
部がロー付などにより一体的に取り付けられている。

各電極シールド２５．２６の開口端には、この開口端の
電界分布を緩和させるために内側方に屈曲したＵ字状の
屈曲部２５ａ、２６ａが形成されているとともに
、この屈曲部２５ａ、２６ａは、各電極７，８に
おけるアーク駆動部１１．１５に近接して設けられてい
る。

したがって、アーク駆動部１１．１５のペダル間から拡
散される金属蒸気を有効に捕捉することができるととも
に、第４図に示すごとく、電極７，８を取りまく等電位
面が、電極７，８と電極シールド２５．２６との間に入
り込むことはなく、電界分布が良好な状態となるので、
耐電圧性能は向上される。

なお、上述した実施例においては、電極シールド２５．
２６の底部と後述する軸シールドの底部とを適宜に離隔
した構成にしであるが、たとえば第５図に示すように、
電極シールド２５、２６の深さを大きくしてその底部
と軸シールドの底部とを近接した構成とし、アーク駆動
部１１．１５のペダル間から拡散される金属蒸気の拡散
領域を拡大する構成とすることができる。

前記固定、可動リード９，１０の内端部付近には、第３
図に示すごとく、固定側、可動側フランジ５．６方向に
開口するとともに電極７，８の外径とほは゛同径に設け
たキャップ状（有底円筒状）の軸シールド２７、２８
の底部がロー付などにより一体的に取り付けられている
。

そして、各軸シールド２７．２８の開口端２７ａ、
２８ａは、固定側、可動側フランジ５，６の近傍まで
延設されている。

固定側、可動側フランジ５．６の内面には、絶縁筒２，
３の内径より適宜に小径に設けた円筒状の外シールド２
９．３０が植設されており、その内端部は内方向に延設
されるとともに前記軸シールド２７．２８と重複して設
けてあり、かつ、内端部には内側に屈曲したＵ字状の屈
曲部２９ａ、３０ａが形成されている。

前記電極７，８．電極シールド２５．２６および軸シー
ルド２７．２８の周囲には、はぼ円周状の主シールド３
１がその外周中央部に設けた支持金具３２を介して前記
連結フランジ４に支持されている。

主シールド３１は、従来の主シールド２１とほぼ同様に
形成された本体部３１ａと、本体部３１ａの両端に
形成されるとともに軸シールド２７、２８と外シール
ド２９．３０との間に介在された延長部３１ｂとから
なり、本体部３１ａと延長部３１ｂとは、内側方に
屈曲した接続部３１Ｃを介して一体的に連結されてお
り、本体部３１ａの肉厚は、従来の肉厚（０，８ｍｍ
）で形成される延長部３１ｂ等の２倍（１，５ｍｍ）
程度とされている。

延長部３１ｂは、各リード９，１０と同心の円筒状に
形成されているとともに、その端部は、固定側、可動側
フランジ５，６の内面近くまで延設されており、かつ、
外側に屈曲したＵ字状の屈曲部３１ｄが設けられてい
る。

したがって、主シールド３１の端部と電極７，８とが対
向しないこととなり、電界分布を良好に保持することが
できるとともに、主シールド３１の内径を大きくするこ
とにより電極７，８の外径を大径にすることができる。

第６図は、主シールド３１の端部の屈曲部３１ｅを内
側に設けた場合の他の実施例を示すもので、このように
構成することにより軸シールド２７、２８と主シール
ド３１の延長部３１ｂとの間を通って拡散される金属
蒸気を捕捉することができるので、絶縁筒２，３の内壁
面の汚損を低減してその耐電圧特性を良好に維持するこ
とができる。

なお、上述した実施例においては、主シールド３１の本
体部３１ａの肉厚を屈曲部３１ｄ等の２倍程度とし
て、その熱容量を大きくした場合について述べたが、主
シールド３１の延長部３１ｂ、軸シールド２７．２８の
筒部および電極シールド２５．２６の筒部の肉厚も屈曲
加工される屈曲部３１ｄ、２５ａ、２６ａの２
倍程度とすることによってそれぞれの熱容量を大きくす
ることができる。

なお、外シールド２９、３０は、あまり関係がないと
思われるので従来と同程度の肉厚とする。

以上のごとく本考案は、真空インタラプタの軸心部に固
定、可動リードを相対的に接近離反自在に対向配置し、
前記固定、可動リードの内端部に主接点とスパイラル状
の複数のペダルを備えたアーク駆動部とからなる電極を
それぞれ固着してなる真空しゃ断器において、前記固定
、可動リードの内端部付近に前記電極の直径とほぼ同径
の有底円筒状の電極シールドをその開口端に形成した屈
曲部を電極に近接せしめて固着し、前記真空インタラプ
タの両端内部に植設した円筒状の外シールドの開口端を
内方向に延設するとともにその開口端に屈曲部を形成し
、前記各電極および電極シールドの周囲に主シールドの
本体部を配設するとともにこの本体部の両端に前記外シ
ールドの内側において真空インクラブタの両端内部付近
まで延在する延長部を連設しかつ各延長部の端部に屈曲
部を形成し、前記各種シールドのうち少なくとも主シー
ルドの本体部の肉厚を屈曲部の２倍程度としたものであ
るから、シールドの熱容量を倍増することにより、凝結
係数が高くなり、電極間の絶縁回復特性が向上した。

また、シールドの総表面積が増大されたので、アーク領
域から拡散される金属蒸気を有効に捕捉することができ
、絶縁筒内壁面に付着する金属蒸気が低減されるのでそ
の耐電圧特性を長期間に亙って良好に維持できる。

さらに、電極シールドを電極に近接して設けたので、電
極近傍における電界分布を良好にすることができ、その
耐電圧性能を向上させることができるなどの効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空しゃ断器の断面説明図、第２図は第
１図における電極付近の電界分布を示す断面説明図、第
３図は本考案に係る真空しゃ断器の断面説明図、第４図
は第３図における電極付近の電界分布を示す断面説明図
、第５図は電極シールドの他の実施例の部分断面説明図
、第６図は主シールドの他の実施例における要部の断面
説明図である。１・・・・・・真空インタラプタ、７，８・・・・・・
電極、９・・・・・・固定リード、１０・・・・・・可
動リード、２５．２６・・・・・・電極シールド、２５
ａ、２６ａ・・・・・・屈曲部、２７．２８・・
・・・・軸シールド、２７ａ、２８ａ・・・・・
・開口端、２９、３０・・・・・・外シールド、３１
・・・・・・主シールド。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

真空インタラプタ内の軸心部に固定、可動リードを相対
的に接近離反自在に対向配置し、前記固定、可動リード
の内端部に主接点とスパイラル状の複数のペダルを備え
たアーク駆動部とからなる電極をそれぞれ固着してな、
る真空しゃ断器において、前記固定、可動リード９，１
０の内端部付近に前記電極７，８の直径とばぼ同径の有
底円筒状の電極シールド２５．２６をその開口端に形威
した屈曲部２５ａ、２６ａを電極７，８に近接せ
しめて固着し、前記真空インタラプタ１の両端内部に植
設した円筒状の外シールド２９．３０の開口端を内方向
に延設するとともにその開口端に屈曲部２９ａ、３
０ａを形威し、前記各電極７，８および電極シールド
２５．２６の周囲に主シールド３１の本体部３１ａを
配設するとともにこの本体部３１ａの両端に前記外シ
ールド２９．３０の内側において真空インタラプタ１の
両端内部付近まで延在する延長部３１ｂを連設しかつ
各延長部３１ｂの端部に屈曲部３１ｄを形成し、前
記各種シールドのうち少なくとも主シールド３１の本体
部３１ａの肉厚を屈曲部３１ｄの２倍程度としたこ
とを特徴とする真空しゃ断器。