JPS5960829A - 真空遮断器の接触子構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、傾斜したスリ、トを有する接触板保持体を
それぞれ備え同軸上に相対して配置された二つの接触子
から成る真空遮断器の接触子構造にかかわる。

〔従来技術とその問題点〕

真空遮断器の最大遮断容量は周知のように発弧中の電流
最大値と消弧後の再起電圧とによシ与えられ、アーク電
流の方向に平行な磁界によシ好影響を受けうる。アーク
電圧の上昇とこの電圧により生じるアーク損失とを招来
するアークの集中は開離した接触子間の空隙の軸方向磁
界によシ回避できる。この目的のためにいわゆる軸方向
磁界接触子では、遮断室を円筒状に囲むコイルが設けら
れている。このコイルは接触子と電気的に直列に接続さ
れて電流に依存する軸方向磁界を発生し、この磁界が同
軸の接触子間の空隙を軸方向に貫く。

接触子空隙における磁界を強めるためにコイルを２層に
構成しそのターンをら線状に往復して巻くことができる
。しかしながらかかる真空遮断器社比較的高価である（
西ドイツ国特許公開公報第２９１１７０６号〕。

またさらに、中央の接触面がアーク走行面により同心に
囲まれている中空接触子が知られている。

通電口、ドは中央の接触面ともアーク走行面の外周とも
結合されて、リング状の中空室が形成されている。中央
の接触面はアーク走行面によシリング状の隙間によシ分
離されている。この構造の目的社交互に半径方向の内及
び外に作用する磁力をアークに作用させることによシ接
触面の不均一な焼損を回避することにある（西ドイツ国
特許公告公報第２３５２５４０号）。

また、半径方向磁界を有する真空遮断器の接触子構造が
知られておシ、この接触子では開極後にリング状の接触
面間にアークが発生しこのアークが周方向の磁力によシ
接触子間で回転する。この目的のために同軸に相対して
配置されたつぼ形の接触子の接触板保持体は反対向きに
走るスリットを備えている。この接触子の形状によシ開
離した接触子の間には接触子の軸に従ってアークに＃１
は垂直な磁界が得られる。接触子のこの特別な構造にお
いて、磁界の強さ従ってアークの走行速度は中空円筒形
の接触子保持体の内部に強磁性材料から成るしんが配置
されることによυさらに高められる（西ドイツ国特許公
告公報第１１９６７５１号）。

〔発明の目的〕

この発明は、アークの集中従って熱的過負荷特にその時
々の陽極の熱的過負荷を回避しそれに対応して遮断容量
を高めうるような磁束密度を開離した接触子間に発生ず
る軸方向磁界を有する接触子構造を提供することを目的
とする。同時に接触子を低抵抗で誇導が少なくかつ真空
遮断器の閉極状態における高い接触圧力に耐えうるよう
にしようとするものである。

〔発明の要旨〕

この目的はこの発明によれば、冒頭に記載した真空遮断
器の接触子構造において、接触子が中空接触子として形
成され、その接触板保持体は同じ方向に傾斜したスリッ
トを有し、またこのそれぞれ相手側の接触子に対向する
端面に接触円板を備えかつ低導電性材料からなる中央支
持体を有し、この中央支持体が前記接触円板と一体に結
合されていることによシ達せられる。これによシ抵抗が
ｌμΩをほとんど超えることがない接触子が得られる。

接触板保持体と中央の支持体との間に生じたリング状の
中空室はそれぞれ相手側の接触子に向う側が蓋されてい
るので、発弧中に中空陰極放電を起こすことはあり得な
い。この接触子構造線製作が容易でかつ通常の真空遮断
器用パルプに付加的な構造変更を行うことなく組込まれ
うる。

この接触子は主として三つの部分から成る。第１の部分
は良導電性の材料特に銅から成シ底部を有する接触板保
持体であって、この保持体は接触子の軸に対し傾斜し特
にら線状に走るを良しとするスリットを備え、従って軸
方向磁界のためのコイル部分となっている。第２の部分
は低導電性材料例えばニッケルクロム鋼から成る実質的
に柱状の中央の支持体であって、この支持体は少なくと
も相手側の接触子に向かう端部が＃１は接触子保持（５
） 体の内径まで拡大されるのが良く、それによシこの実施
例に示すように接触子の端面で中空室を閉鎖している。

第３の部分はその周縁部で接触子保持板と接触しまたそ
の中心部で支持体と接触している接触円板であって、こ
の接触円板は接触子保持体の端面に分解不能に特にろう
付けによシ結合されるのが喪い。

遮断器の閉極状態における圧力は通常ロッドから接触板
保持体底部、中央の支持体及び接触円板を経て一直線に
相対する接触子に伝えられるが、一方電流は遮断器の閉
極状態においてばかりではなく発弧時においても主とし
て接触板保持体を経て流れる。この電流は接触子間隙に
約５μ５への大きさの磁界を作る。

〔発明の実施例〕

つぎにこの発明にもとづく接触子構造の実施例を示す図
面によシこの発明の詳細な説明する。

第１図に示す接触器構造において相対する端面を有する
二つの接触子２と４とは同軸上に配列されている。これ
ら接触子線それぞれ中空円筒状の（６） 接触子保持体６，８を備え、この保持体はその底部１０
　、１２を介して通電ロッド１４　、１６に結合されて
いる。接触子保持体６，８及び中央の支持体１８　。

２２の端面にはそれぞれ接触円板２６　、２８が設けら
れ、これら接触円板はそれぞれ緑に斜めの切落し部２７
゜２９を備えているので、接触円板２６　、２８の中央
部は接触子２と４との接触面を形成する。

中央の支持体１８　、２２は接触円板２６　、２８に向
う端面にそれぞれ接触円板妬、２８の心出しのために用
いられる突出部２０　、２４を備えている。接触子構造
のこの実施例でれ、中央の支持体１８　、２２の接触子
保持体底部１０　、１２に向う底部はそれぞれ突出部側
。

冴を備えている。この突出部側、２４は、通電ロッド１
４　、１６から接触板保持体の底部１０　、１２を経て
接触板保持体６．８に流れ、る電流に良好な作用を及ば
ずように、突出部１９　、２３よシ非常に大とするのが
良い。中央の支持体１８　、２２はそれぞれ回転体とし
て形成され、その両端が拡大されて断面かはは■形鋼状
を成している。その際支持体１８　、２２の端面の直径
が接触板保持体６．８の内径ｄ１にほぼ等（７） しい程度まで、両端面が拡大されるのが良い。

接触板保持体６，８は一点鎖線で表わした接触子構造の
回転軸に対して傾いたスリット７．９をそれぞれ備え、
これらスリ、トは内接触子２，４の中で同方向に走って
いるので、個々のスリット７．９の間に形成された電流
路は相対する接触子の中で同一方向に繰返して回転して
いる。スリット７．９はら線状に形成されるのが良い。

かかるスリ、トは円筒状の７ライスカツタによシ容易に
加工でき、とのカッタは直径がスリット幅に等しく長さ
は少なくとも接触板保持体６，８の壁厚に同じであり、
かつ接触子２，４０回転軸のまわシをあらかじめ定めら
れた傾斜角に従ってら線状に送られる。かかる切削技術
によシ平面のこぎ多切断にくらべて非常に大きい傾斜角
で加工でき、その結果こうして作られた疑似コイルの大
きい有効ターン数が得られ、従って発弧時に開離した接
触子２と４との間に高い磁束密度が生じる。スリ。

ドア、９のら線の傾斜角は約６００ないし７６’の範囲
特に約７００に選ぶのが良い。

（８） 第２図から分かるように、接触円板線温電流を避けるた
めに半径方向のスリット３２を備えることができる。

導電率１．７６　Ｘ　１０−６Ω菌の高純度脱酸銅から
成る接触板保持体６，８と導電率７．３　Ｘ　１０−５
Ω■のニッケルクロム鋼から成る中央の支持体１８　、
２２とを備える接触子２．４に対して接触円板の厚さが
例えば４．４１１で接点間隔ａｋが１００のときは、第
３図のグラフにより回転軸の部分にＢ／Ｉ　−４，９μ
Ｔ／Ａの軸方向磁束密度率が得られる。接点間隔ａｋと
軸方向磁束密度率Ｂ／Ｉとの関係を記入したこのグラフ
によシ、実際に用いられる最大接点間隔２０１１ｍに至
るまで回転軸の部分の軸方向磁束密度率は少なくとぶ も４魯Ｖ人が得られる。接触子２と４が開離したとき、
接触板保持体６と８とによシ接触子間に生じる磁界は、
接点間隔ａｋのあらゆる部分においてほぼ均一である。

このことは、直角四角形の巻線断面を有する１対の太い
コイルのように作用する上記の寸法のスリ、ト付き接触
板保持体において、この１対のコイルが、コイル間隔ａ
ｋ　＋　２　ｂＤ−１７，８（９） 關に対応する接点間隔ａｋ　−９，８１１Ｋのとき、最
適磁界均一性に対するヘルムホルツの条件すなわちコイ
ル対の軸中央２−０における軸方向磁界強さの２次導函
数ｄ　２Ｈ／ｄ　Ｚ　２の消失が満たされるように寸法
が定められていることにもとづいている。第３図のグラ
フにおいてこの特別な接点間隔は矢Ｈによシ示されてい
石。実線は軸中央２−０すなわち内接触子２，４の中間
における磁束密度を表わす。

接点間隔ａｋがより大きい場合にはＺ　＝　ａｋ／２　
　すなわち接触円板表面の磁界はｚ−０における磁界に
くらべて僅かな差が生じる。Ｚ　−ａｋ／２における磁
界は第３図において破線によシ示されている。

半径方向において軸方向磁界線はぼ（ｄａ＋ｄｉ）／４
の直径まで近似的に一定であシそれよυ外では弱まる。

従って磁界は負荷遮断の際にアークが発生する開離した
接触子２，４間の中心部分に優先的に作用している。

スリット付き接触板保持体６，８と中央の支持体１８　
、２２との電気的並列接続によシ、接続子２又紘４の内
の一つについて例えば相互の間隔ｈｓ　＝　ｄａ（１０
） ／４−１８．７５　ＩＩＩの等電位と考えられる二つの
切断面間にＩＬ−０，７５μΩの電気抵抗が生じる。こ
の数値によシ各接触子２．４に対して接触板保持体６，
８と支持体１８　、２２の高さｈ８の範囲に規準損失仕
事率Ｐ／Ｉｅｆｆ２−０．７６Ｗ／（ＲＡ）２が生じる
。有効電流Ｉａｆｆ　−２５００人のときには各接続子
２，４に対して損失仕事率はＰ　−４，７５Ｗとガる。

中央の支持体１８　、２２と接触板保持体６，８との間
のリング状の中空室は、それぞれ接触円板２６゜郊又鉱
支持体１８　、２２の拡大された端面によυ接触子の間
の電界に対してし中へいされているので、この中空室の
中では中空陰極放電は発生しない。

さらに支持体１８　、２２はスリ、ト付接触板保持体の
機械的負荷を解放するので、スリット７．９が押しつぶ
されることはありえない。アークは接触円板拓、２８の
全表面に発生しうるので、接触子２゜４の熱的負荷線そ
れ相当に少ない。さらにアークのプラズマが開離した接
触子２，４０間の空隙から拡散しうる平均立体角が比較
的小さい。従ってシールド電流が著しく減少し磁界の電
圧降下作用がそれ相当に支援される。

〔発明の効果〕

傾斜したスリットを有する接触板保持体と低導電性材料
とから成る中央支持体とを備えだ二つの接触子から成る
真空遮断器の接触子構造において、この発明にもとづき
中空接触子が用いられ、その接触板保持体は同じ方向に
傾斜したスリットを有しまたこの二つの保持体がそれぞ
れ相手側の接触子に向う端面を閉鎖されていると共に、
中央支持体が非磁性材料から成る。

かかる接触子構造においては、電流の大部分が同じ方向
に傾斜したスリ、トを有する二つの接触板保持体を経て
流れるので、中央に磁性体を配置しなくても効率よく軸
方向磁界を接触円板の中央付近に発生することができる
。遮断室を囲む特別のコイルを設けた構造にくらべてこ
の構造は簡単で安価であると共に接触子の抵抗と誘動が
少なく、また軸方向磁界によルアークの集中を回避して
真空遮断器の遮断容量を高めることができる。遮断器の
閉極時に接触子に加えられる機械的圧力は通電口、ドか
ら接触板保持体の底部と中央支持体と接触円板とを経て
相手側接触子に伝えられるので、接触板保持体はこの圧
力から解放されスリットが押しつぶされる心配が女〈機
械的に安定している。

また二つの接触板保持体がそれぞれ相手側の接触子に向
う端面を接触円板Ｘ線中央支持体の拡大された端面によ
シ閉鎖されているので、接触子の中空室は接触子間の電
界に対してし中へいされこの中空室の中で有害な中空陰
極放電を発生することがない０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にもとづく真空遮断器の接触子構造の
一実施例の一部破断側面図、第２口拡第１図に示す接触
子構造の矢璽から見た平面図、第３図は接点間隔ａｋと
接点間隙の軸中心線上におけゐ軸方向磁束密度率Ｂ／Ｉ
との関係をグラフで表わし九図、でおる。 図面において、２，４は接触子全体、６，８社接触板保
持体、７，９はスリット、１８　、２２は中央保持体、
１９　、２０　、２３　、２４は突起部、ア、２８は接
触（１３） 円板、２７　、２９は斜めの切落し部、３２は牛後方向
スリ　、　ト　、　で　あ　る　。 （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）傾斜したスリ、トを有する接触板保持体をそれぞれ
   備え同軸上に相対して配置された二つの接触子から成シ
   、この接触子が中空接触子として形成され、その接触板
   保持体は同じ方向に傾斜したスリットを有し、またそれ
   ぞれ相手側の接触子に対向する端面に接触円板を備えか
   つ低導電性材料からなる中央支持体を有し、この中央支
   持体が前記接触円板と一体に結合されていることを特徴
   とする真空遮断器の接触子構造。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の構造において、各中
   央支持体が非磁性材料から成ることを特徴とする真空遮
   断器の接触子構造。 ３）特許請求の範囲第１項から第２項までのいずれかに
   記載の構造において、中央支持体のそれぞれ相手側接触
   子に向う端部がその断面積を拡大されていることを特徴
   とする真空遮断器の接触子構造Ｏ