JPS60100324A - 真空バルブ - Google Patents
真空バルブInfo
- Publication number
- JPS60100324A JPS60100324A JP20687583A JP20687583A JPS60100324A JP S60100324 A JPS60100324 A JP S60100324A JP 20687583 A JP20687583 A JP 20687583A JP 20687583 A JP20687583 A JP 20687583A JP S60100324 A JPS60100324 A JP S60100324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield
- vacuum
- insulating
- container
- insulating container
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66269—Details relating to the materials used for screens in vacuum switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66284—Details relating to the electrical field properties of screens in vacuum switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66292—Details relating to the use of multiple screens in vacuum switches
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は真空バルブに係り、特にバルブ内の耐電圧性能
の向上に関する。
の向上に関する。
真空バルブの絶縁は、絶縁物表面での２次電子なだれＫ
より電子増殖するため破壊電圧が低い。
より電子増殖するため破壊電圧が低い。
このため高電圧化に適した真空バルブを実用化できない
でいる。
でいる。
従来の真空バルブは、第１図に示すように絶縁筒１ａを
輪方向に２個並設してなる絶縁容器１の両端に夫々端板
２，３を設けて内部を真空にした真空容器を形成してい
る。そして固定電極４は端板２を気密に貫通する通電軸
４ａに接触子４ｂを有する電極４Ｃを設けている。また
、可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に密封
された通電軸５ａに接触子５ｂを有する電極５Ｃを設け
ている。そして、固定電極側にフランジシールド７を、
真空容器の中間にアークシールド８を、可動側にはフラ
ンジシールド７を設けている。
輪方向に２個並設してなる絶縁容器１の両端に夫々端板
２，３を設けて内部を真空にした真空容器を形成してい
る。そして固定電極４は端板２を気密に貫通する通電軸
４ａに接触子４ｂを有する電極４Ｃを設けている。また
、可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に密封
された通電軸５ａに接触子５ｂを有する電極５Ｃを設け
ている。そして、固定電極側にフランジシールド７を、
真空容器の中間にアークシールド８を、可動側にはフラ
ンジシールド７を設けている。
このようなシールド７．８は電流しゃ断時に電極４，５
間で発生する金属蒸気が絶ｍ答器１の内壁に付着するの
を防止するために大きな役割を果している。しかしなが
ら、このフランジ／−ルド７とアークシールド８との近
くに絶縁筒１ａがあるため破壊電圧が低下する。これは
、第２図に示すように可動側について考えると、アーク
シールド８に電界が加わると可動側のフランジンールド
７が陰極となって放出された電子ｅは、絶縁筒１ａに衝
突して２次電子を放出する。この時の衝突エネルギーと
２次電子放出効率δ（Ｅ）との関係は第３図に示す特性
曲線δ（Ｂ）となる。第３図において縦軸は２次電子放
出効率δ（Ｅ）、横軸は電子の衝突エネルギーＥ［、ｅ
ＶＪを示している。この曲線δ（Ｅ）に従って絶縁筒１
ａには正の電荷が蓄積される。この絶縁筒１ａから放出
された電子は２次電子なだれによって就子増殖し、つい
には絶縁破壊にいたる。したがって、比紋的低電圧で電
子なだれによる＠駆破壊電流が流れこの結果、破壊゛電
圧は低くなってしまう。一方、近年真空ノ（ルブを用い
る回路の高電圧化が著るしく進み、高電圧で安定に用い
得る真空バルブの出現が望まれている。
間で発生する金属蒸気が絶ｍ答器１の内壁に付着するの
を防止するために大きな役割を果している。しかしなが
ら、このフランジ／−ルド７とアークシールド８との近
くに絶縁筒１ａがあるため破壊電圧が低下する。これは
、第２図に示すように可動側について考えると、アーク
シールド８に電界が加わると可動側のフランジンールド
７が陰極となって放出された電子ｅは、絶縁筒１ａに衝
突して２次電子を放出する。この時の衝突エネルギーと
２次電子放出効率δ（Ｅ）との関係は第３図に示す特性
曲線δ（Ｂ）となる。第３図において縦軸は２次電子放
出効率δ（Ｅ）、横軸は電子の衝突エネルギーＥ［、ｅ
ＶＪを示している。この曲線δ（Ｅ）に従って絶縁筒１
ａには正の電荷が蓄積される。この絶縁筒１ａから放出
された電子は２次電子なだれによって就子増殖し、つい
には絶縁破壊にいたる。したがって、比紋的低電圧で電
子なだれによる＠駆破壊電流が流れこの結果、破壊゛電
圧は低くなってしまう。一方、近年真空ノ（ルブを用い
る回路の高電圧化が著るしく進み、高電圧で安定に用い
得る真空バルブの出現が望まれている。
しかして、上述の欠点を除去するための方法として、ア
ルミナ及びエポキシ樹脂などの絶縁部材でアークシール
ド８、フランジ／−ルド７の裏面を被覆することか考え
られている。これは、陰極となるどちらかのシールドか
らの屯界カズ射電子の放出を押えることができるため、
絶縁筒に入射する１次電子全抑制することができる。し
たがって絶縁筒表面の２次詭子なだれの進展を制限する
事ができ、面］電圧性能を同上するり■が期５待できる
。
ルミナ及びエポキシ樹脂などの絶縁部材でアークシール
ド８、フランジ／−ルド７の裏面を被覆することか考え
られている。これは、陰極となるどちらかのシールドか
らの屯界カズ射電子の放出を押えることができるため、
絶縁筒に入射する１次電子全抑制することができる。し
たがって絶縁筒表面の２次詭子なだれの進展を制限する
事ができ、面］電圧性能を同上するり■が期５待できる
。
しかしながら、このよう女ものでは次のような欠点があ
る。
る。
すなわち、真だノくルブでは直流しゃ断時１（発生ずる
アークによる′電極表面の急激な温度上昇及びヒートラ
ン試験管による温度上昇のために真空容器内の部品は、
なるべく熱伝導率の高い部品を使用しなければならない
。しかしながら、アルミブーあるいはエポキシ＃脂等の
絶縁材料は熱伝導率が低いため、放熱特性が著るしく低
下する。
アークによる′電極表面の急激な温度上昇及びヒートラ
ン試験管による温度上昇のために真空容器内の部品は、
なるべく熱伝導率の高い部品を使用しなければならない
。しかしながら、アルミブーあるいはエポキシ＃脂等の
絶縁材料は熱伝導率が低いため、放熱特性が著るしく低
下する。
また、アルミナあるいはエポキシ樹脂は絶縁材料自体の
絶縁耐力が低いため１．′Ａ侍する程耐底圧性能が向上
しない。
絶縁耐力が低いため１．′Ａ侍する程耐底圧性能が向上
しない。
さらに、この種の真空）くルプは脱ガス処ｍｔｒテなう
ために数１００ ’Ｏに真空加熱を行う必要がある。そ
のため、真空バルブ内の部品の融点を加熱温度よｐ高く
しなければならない。一方、エポキシ樹脂は融点が低い
ため、エポキシ樹脂を真空容器内で使用するためには加
熱温度を低くする必要がちシ脱ガス処理を充分に行なう
ことができない。
ために数１００ ’Ｏに真空加熱を行う必要がある。そ
のため、真空バルブ内の部品の融点を加熱温度よｐ高く
しなければならない。一方、エポキシ樹脂は融点が低い
ため、エポキシ樹脂を真空容器内で使用するためには加
熱温度を低くする必要がちシ脱ガス処理を充分に行なう
ことができない。
又、アルミナ等で被覆した場合には融点が高いので脱ガ
ス処理は十分に行なうことが出来るが、金属製シールド
との熱膨張の相異により加熱処理時や、しゃ断時のアー
クにより、熱膨張応力を生じ破損やひび割れを生じる。
ス処理は十分に行なうことが出来るが、金属製シールド
との熱膨張の相異により加熱処理時や、しゃ断時のアー
クにより、熱膨張応力を生じ破損やひび割れを生じる。
破損は勿論、僅かのひび割れが生じると、電子がそこを
通って放出されるから、電子放射を抑制する効果が失わ
れ耐′直圧低下を招来する。
通って放出されるから、電子放射を抑制する効果が失わ
れ耐′直圧低下を招来する。
したがって、真空バルブのシールドをアルミナあるいは
エポキシ樹脂等の絶縁材料でコーティングすることは困
難であシ、耐′邂圧性能の良好な高電圧化に適した真空
バルブを実用化することは困難てあった。
エポキシ樹脂等の絶縁材料でコーティングすることは困
難であシ、耐′邂圧性能の良好な高電圧化に適した真空
バルブを実用化することは困難てあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので電界放射
により７一ルド端部より放出された電子が絶縁容器と衝
突し、この面を帯電させることを防止することによシ高
漕面耐圧を有する真空／くルブを提供することを目的と
するものである。
により７一ルド端部より放出された電子が絶縁容器と衝
突し、この面を帯電させることを防止することによシ高
漕面耐圧を有する真空／くルブを提供することを目的と
するものである。
真空バルブのアークシールドの端部が絶縁容器の外部に
設けられたシールドによって覆われる構造とし、絶縁容
器の一部を金属皮膜又は半導電性皮膜でコーティングし
、絶縁容器表面での２次電子なだれを抑制することによ
り、真空ノくルフ゛の耐電圧性能全向上させる。
設けられたシールドによって覆われる構造とし、絶縁容
器の一部を金属皮膜又は半導電性皮膜でコーティングし
、絶縁容器表面での２次電子なだれを抑制することによ
り、真空ノくルフ゛の耐電圧性能全向上させる。
以下、本発明の一実施例を第４図を参照して詳細に説明
する。
する。
なお、第１図と同一部分は同一符号を付してその部分の
説明全省略する。第４図に示すよつして絶縁筒１ａｆ：
軸方向に２個並設した絶縁容器１の両端にそれぞれ端板
２，３ｆｃ封着して真空芥暑診をＪ杉成し、固定’辺、
［４は端板２全貫：Ｊｉ して封着された通電軸４ａ−
の先端に接触子４ｂを備えた電極４０を設けている。ま
た可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に封着
された通電軸５ａの先端に接触子５ｂを備えた電極５Ｃ
が設けられている。
説明全省略する。第４図に示すよつして絶縁筒１ａｆ：
軸方向に２個並設した絶縁容器１の両端にそれぞれ端板
２，３ｆｃ封着して真空芥暑診をＪ杉成し、固定’辺、
［４は端板２全貫：Ｊｉ して封着された通電軸４ａ−
の先端に接触子４ｂを備えた電極４０を設けている。ま
た可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に封着
された通電軸５ａの先端に接触子５ｂを備えた電極５Ｃ
が設けられている。
絶縁容器の外部には端板２，３と同電位の円筒状７−ル
ド１０がそれぞれ設けられ、絶縁容器の一部に金属皮膜
又は半導電性皮膜１１が塗布されている。アークシール
ド９の端部は円筒状シールド１０で覆われるように配置
されている。
ド１０がそれぞれ設けられ、絶縁容器の一部に金属皮膜
又は半導電性皮膜１１が塗布されている。アークシール
ド９の端部は円筒状シールド１０で覆われるように配置
されている。
第４図において、電界強度が高くなる部分はアークシー
ルド９の端部９ａである。アークシールド９の端部９ａ
上シ電界放射によシ放出された電子ｅは、絶縁容器１ａ
の内壁面に衝突せず、端板２．３に捕獲される。また、
９ｂより放出された電子ｅは絶縁容器の内面に塗布され
た金属皮膜１１ａ又は半導電性皮膜１１ｂに捕獲される
。
ルド９の端部９ａである。アークシールド９の端部９ａ
上シ電界放射によシ放出された電子ｅは、絶縁容器１ａ
の内壁面に衝突せず、端板２．３に捕獲される。また、
９ｂより放出された電子ｅは絶縁容器の内面に塗布され
た金属皮膜１１ａ又は半導電性皮膜１１ｂに捕獲される
。
従って第２図及び第３図に示したように絶縁物表面での
衝突→二次電子放出→再衝突→再二次−子放出→・・・
・・というくり返しによる電子雪崩の発生と、清面絶縁
破壊招来という現象が抑制されることになる。このため
絶縁耐力が向上する。
衝突→二次電子放出→再衝突→再二次−子放出→・・・
・・というくり返しによる電子雪崩の発生と、清面絶縁
破壊招来という現象が抑制されることになる。このため
絶縁耐力が向上する。
このように円筒状シールド１０全１役けたために真空パ
ルプの外部の絶縁距離が短くなる。このため外部絶縁が
問題となるが、高気圧ＳＦ６ガス又は固体モールド絶縁
による方法を用いることによりこのような構成は達成で
きる。
ルプの外部の絶縁距離が短くなる。このため外部絶縁が
問題となるが、高気圧ＳＦ６ガス又は固体モールド絶縁
による方法を用いることによりこのような構成は達成で
きる。
また、絶縁容器の内面の金属皮膜は、ステンレス、クロ
ム、タングステン、等高耐圧材料が望ましい。半導電性
皮膜の材料は、それらの金属酸化物が望ましい。これら
の皮膜の塗布方法は真空蒸着法、スパッタリング法で行
なえばよい。
ム、タングステン、等高耐圧材料が望ましい。半導電性
皮膜の材料は、それらの金属酸化物が望ましい。これら
の皮膜の塗布方法は真空蒸着法、スパッタリング法で行
なえばよい。
このような構成を用いると、浴面絶縁耐力が向上するだ
けでなく電極間で発生する金属蒸気が絶縁容器１の内面
に付着するのを防止できるため、金属蒸気の付着による
耐圧低下を防止できる。
けでなく電極間で発生する金属蒸気が絶縁容器１の内面
に付着するのを防止できるため、金属蒸気の付着による
耐圧低下を防止できる。
本発明によれば真空パルプのアークシールドの端部が絶
縁容器の外部に設けられたシールドによって覆われる構
造とし、絶縁容器の内側の一部を金属皮膜又は半導電性
皮膜でコーティングし、絶縁容器表面での２次電子ただ
れを抑制することしてより、真空パルプの耐這圧性能が
向上し、全体の形状を小形化針ることができるため、高
屈圧・大容量に適する真空パルプを提供することができ
る。
縁容器の外部に設けられたシールドによって覆われる構
造とし、絶縁容器の内側の一部を金属皮膜又は半導電性
皮膜でコーティングし、絶縁容器表面での２次電子ただ
れを抑制することしてより、真空パルプの耐這圧性能が
向上し、全体の形状を小形化針ることができるため、高
屈圧・大容量に適する真空パルプを提供することができ
る。
第１図は従来の真空ノくルプを示す縦断面図、第２図は
従来の真空パルプのアークシールドとフラン′）７−ル
ドの要部を示す断面図、第３図は２次電子放出特性を示
す特性線図、第４図は本発明の真空パルプを示す縦断面
図である。 １ａ・・・絶縁筒 １・・・絶縁容器 ２．３・・・端 板 ４・・・固定電極５・・・可動電
極 ６・・・ベローズ ７・・・フランジシールド ９・・・アークシールド９
ａ・・・円弧部 １０・・・円筒状外部シールド １１ａ・・・金（・ｉ皮膜 １１ｂ・・・半導性皮膜（
７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが
１名）第１図 第２図
従来の真空パルプのアークシールドとフラン′）７−ル
ドの要部を示す断面図、第３図は２次電子放出特性を示
す特性線図、第４図は本発明の真空パルプを示す縦断面
図である。 １ａ・・・絶縁筒 １・・・絶縁容器 ２．３・・・端 板 ４・・・固定電極５・・・可動電
極 ６・・・ベローズ ７・・・フランジシールド ９・・・アークシールド９
ａ・・・円弧部 １０・・・円筒状外部シールド １１ａ・・・金（・ｉ皮膜 １１ｂ・・・半導性皮膜（
７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが
１名）第１図 第２図
Claims (1)
- （１） Ｎ縁容器と、この絶縁容器を閉基する端板とか
らなる真空容器内に接離可能な一対の電極を配置し、こ
の一対の電極の一方が、ベローズを介して前記端板に可
動に封着された真空バルブにおいて、前記絶縁容器の外
部に前記端板と同電位の円筒状の外部シールドを設け、
前記電極を包囲するアークシールドと、このアークシー
ルドの両端部を前記円筒状の外部シールドと互にラップ
するように配置し、前記絶縁筒の内側両端部の一部表面
を２次電子なだれ現象抑制材料でコーテングしたことを
特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20687583A JPS60100324A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20687583A JPS60100324A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 真空バルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100324A true JPS60100324A (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=16530488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20687583A Pending JPS60100324A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 真空バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018166066A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
| JP2019110010A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
-
1983
- 1983-11-05 JP JP20687583A patent/JPS60100324A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018166066A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
| JP2019110010A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
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