JPS588531B2 - 真空しや断器の電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空しゃ断器の電極に関し、さらに詳細には
、しゃ断電流の増大を図った真空しゃ断器の電極形状の
改良に関する。

従来、真空しゃ断器におけるいわゆるスパイラル電極は
、真空インタラプタ内の軸心部に対向配置した固定、可
動リード棒の内端にリング状の主接点を一体的に設け、
各主接点の外周にスパイラル状の複数の切り込みを設け
ることによって形成されるスパイラル状の複数のペダル
からなるアーク駆動部を一体的に設けた構成となってお
り、主接点間において電極開離時に発生したアークは、
アーク電流と磁界の作用によって発生する力でアーク駆
動部のペダル上に移行され、アークのアーク駆動部への
移行にともなうアーク通電々流の通路が曲がることによ
って発生するアークの自己電磁力でスパイラル状のペダ
ル上を速やかに移動してその先端部に達するとともに、
隣接するペダルの先端部を次々と移動する回転駆動によ
って拡散消弧され、電極に対するアークの局部的な停滞
による加熱集中を阻止することによって大電流のしゃ断
を可能にしているものと考えられていた。

しかし、アークの移動を直接観察したところ、主接点間
に発生したアークは、主接点とアーク駆動部との境界を
なす突出部に一旦停滞した後に、アーク電流と磁界の作
用による力でペダル上に移行し、ペダル上に移行したア
ークは自己電磁力によってペダル上を約３０ｍ／ｓの速
度でペダルの先端部に移動し、ペダルの先端部に移行し
たアークは、隣接する１箇所程度の先端部へ移動するに
過ぎないことが判明した。

したがって、主接間に発生したアークは、非常に短い時
間でペダルの先端部に移動するとともに、隣接する先端
部へと移動して、その先端部を局部的に集中加熱して多
量の金属粒子を電極間に放出することによりしゃ断能力
の低下を招ねいている。

本発明は、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、ペダル上をその先端部へ移動する
アークの移動時間を遅らせるとともに、その先端部にお
けるアークの集中加熱を阻止することによりしゃ断電流
の増大を図った真空しゃ断器の電極の提供にあり、以下
、図面を用いてこの発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る電極を備えた一般的な真空しゃ
断器１の断面説明図で、ガラスあるいはセラミックなど
からなる円筒状の１対の絶縁筒２を金属の連結フランジ
３によって一体的に連結するとともに、気密を保持すべ
く両端を金属からなる円板状の固定側、可動側フランジ
４，５によつて覆った真空インタラプタ６の軸心部には
で固定、可動リード棒７，８が対向配置されている。

すなわち、固定側フランジ４の中心部には、固定りード
棒７が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、固定リード棒７の外端部には、外部
回路（図示省略）と接続した導体９の一端が集電リング
１０を介して接続してある。

まだ、可動側フランジ５の中心部には、可動リード棒８
が真空インタラプタ６内の気密を保持すべく金属のべロ
ーズ１１を介して軸方向に移動自在に挿通されていると
ともに、その外端部には、前記外部回路と接続した導体
１２の一端が、可動リード棒８に摺動自在に嵌装しだ集
電リング１３を介して接続されている。

そして、各リード棒７，８の内端部には、後述するごと
く本発明に係る電極１４，１５がそれぞ九一体的に設け
られている。

々お、真空インタラプタ６内には、電極開離時に発生す
るアークによる金属粒子の飛散によってその内周面など
が汚損されるのを防止する各種のシールドが設けられて
いる。

すなわち、固定リード棒７の内端部付近には、固定リー
ド棒７および固定側フランジ４の汚損を防止するキャッ
プ状の軸シールド１６が固着されているとともに、可動
リード棒８の内端部付近には、ベローズ１１および可動
側フランジ５の汚損を防止する同様の軸シールド１７が
固着さ扛ている。

また、前記連結フランジ３には、絶縁筒２の内周面の汚
損を防止するほぼ円筒状の主シールド１８が適宜に取り
付けられているとともに、固定側、可動側フランジ４，
５には、リング状の外シールド１９．２０がそれそれ植
設されている。

第２図、第３図は、前記可動リード棒８の内端部に設け
た本発明に係る電極１５の平面図および一部を省略した
断面図で、この電極１５は、可動リード棒８の内端部に
嵌着したアーク駆動部２１とアーク駆動部２１に突設し
たリング状の主接点２２によって構成されている。

なお、固定リード７の内端部に設けた電極１４１ｄ、ア
ーク駆動部の形状のみが対称的に設けられる点が相違す
るだけであるから、可動リード棒８に設けた電極１５と
同一機能を奏する構成部材には同一の符号を付すことと
してその説明を省略する。

すなわち、可動リード棒８の内端部にはでほぼ円板状の
前記アーク駆動部２１が、その下面に穿設しだ円形の凹
部２３を介して一体的に嵌合されており、その体部には
、軸方向に貫通して穿設したスパイラル状の複数の切り
込み２４を設けることによってスパイラル状の複数のペ
ダル２５が形成されている。

各ペダル２５の対向面２５ａには、その先端部２６へ行
くに従って順次低くなるように段階的な落差を設けて形
成した第１、第２平面部２７．２８が設けられており、
円弧状の輪郭を備えた各平面部２７．２８の境界面には
、外側方に開口した断面Ｖ字状の溝２９．３０を穿設す
ることにより、軸方向と直交する外側方に突出した第１
、第２突出部３１．３２がそれぞれ設けられている。

また、アーク駆動部２１の上部には、軸方向に開口した
円形の凹部３３が穿設されているとともに、凹部３３の
底部には、リング状の溝３４が穿設されており、この溝
３４には、前記リング状の主接点２２が、アーク駆動部
２１の上面から突出されて一体的に嵌合されている。

以上の構成により、各電極１４．１５が第１図に示すご
とく開離された状態において主接点２２間に発生したア
ークは、アーク電流と磁界の作用によって一旦主接点２
２の外周縁に停滞した後に、さらに続くアーク電流と磁
界の作用によってアーク駆動部２１におけるペダル２５
の第１突出部３１に移動するとともにこの第１突出部３
１にあるほど良い時間停滞する。

第１突出部３１に停滞したアークは、アーク通電々流の
通路が曲がることによって発生する自己電磁力によって
さらに第２突出部３２に移動し、前述した場合と同様に
この第２突出部３２にあるほど良い時間停滞し、さらに
続くアークの自己電磁力によってペダル２５の先端部２
６へと第２図において想像線で示すごとく移動する。

したがって、主接点２２上からベダル２５の先端部２６
へ移動するアークは、第１、第２突出部３１．３２上で
暫時停滞することによって、その移動時間が遅くなると
ともに、アークエネルギーを分散することによってペダ
ル２５０局部溶融が低減される。

なお、第１図に示すととき１２ＫＶ級の真空インタラブ
タを用い、たとえば電極径７０φの場合にしゃ断容量の
検証実験を実施した結果、いわゆるスパイラル電極の場
合は、約２０．０〜２２．５ＫＡであったが、本発明に
よる電極の場合には、しゃ断容量が約１．２〜１．２５
倍向上した。

第４図は、アーク駆動部における突出部の形状を変えた
電極３５の他の実施例を示すもので、固定、可動リード
棒７，８の内端部に嵌着されるとともにリング状の主接
点３６を突設したアーク駆動部３７は、前述した実施例
のアーク駆動部２１と同様にスパイラル状の複数のペダ
ル３８を同様に備えており、各ペダル３８の対向面３８
ａには、その先端部３９へ行くに従って段階状に低くな
るように形成した第１，第２平面部４０．４１が設けら
れており、円弧状の輪郭を備えた各平面部４０，４１の
境界面には、軸方向に開口した断面矩形状の溝４２．４
３をその基部に穿設することにより軸方向に突出した第
１、第２突出部４４，４５がそれぞれ設けられている。

以上の構成により，主接点３６間に発生したアークは、
前述した実施例の場合と同様に第１、第２突出部４ ４
．４５にあるほど良い時間停滞しながらその先端部３
９へ移動する。

なお、上述した各実施例においては、各電極におけるア
ーク駆動部の各ペダルの対向面を階段状に形成すること
によって適数の突出部を設けた場合について詳述したが
、たとえば第５図に示すごとく、リング状の主接点４６
の外周部にスパイラル状の複数のペダル４７からなるア
ーク駆動部４８を設け、各ペダル４７′の対向面４７ａ
を平面状に形成し、この対向面４７ａのそれぞれにベダ
ル４７の延設方向に対して所定角度で交叉する直線状の
複数の溝４７ｂを互いに平行に穿設したり、あるいは第
６図に示すごとく、リング状の主接点４９の外周部にス
パイラル状の複数のペダル５０からなるアーク駆動部５
１を設け、各ペダル５０の対向面５０ａに同心円状の複
数の溝５０ｂを穿設した場合であっても、各溝４７ｂ，
５０ｂによって複数の突出部を形成することができるの
で、アークのペダル先端部への移動時間を遅くすること
ができる。

以上のごとく本発明は、真空インタラプタ内の軸心部に
対向配置した固定、可動リード棒の内端部に主接点とス
パイラル状の複数のペダルヲ有スるアーク駆動部とを設
けて寿る真空しゃ断器の電極において、各ペダルの対向
面に適数の突出部を設けたものであるから、各突出部に
アークを暫時停滞させることによって、ペダルの先端部
に対するアークエネルギーの局部集中を防止することが
できるとともに、従来のいわゆるスパイラル電極のごと
くペダルの先端部のみにアークが長く停滞することによ
ってその局部溶融を招き、しゃ断能力の低下を来たすこ
とはなく，シゃ断電流を増加することができるなどの効
果を奏する。

なお、本実施例においては、外側方に開口したＶ字状の
溝あるいは軸方向に開口した矩形状の溝によって突出部
を形成した場合について詳述したが、溝の形状は上記実
施例に限ることはなく、たとえば断面半円形の溝あるい
は断面鳩尾状の溝であってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明に
係る電極を備えた一般的な真空しゃ断器の断面説明図、
第２図は本発明に係る電極の平面図、第３図は第２図に
おける■−■線断面図、第４図は他の実施例における電
極の一部を省略した断面図、第５図、第６図はそれぞれ
他の実施例における電極の斜視図である。 ６・・・・・・真空インタラプタ、７・・・・・・固定
リード棒、８・・・・・・可動リード棒、２１・・・・
・・アーク駆動部、２２・・・・・・主接点、２５・・
・・・・ペダル、２７．２８・・・平面図、３１，３２
・・・・・・突出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １真空インタラプタ内の軸心部に対向配置した固定、可
   動リード棒の内端部に主接点とスパイラル状の複数のペ
   ダルを有するアーク駆動部とを設けてなる真空しゃ断器
   の電極において、各ペダルの対向面に適数の突出部を設
   けたことを特徴とする真空しゃ断器の電極。