JPS6029151Y2

JPS6029151Y2 - 真空しや断器

Info

Publication number: JPS6029151Y2
Application number: JP5223179U
Authority: JP
Inventors: 義之印南; 敬史橋本
Original assignee: 株式会社明電舎
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1985-09-04
Also published as: JPS55152636U

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、磁歪現
象による振動騒音を低減もしくは皆無とした真空しゃ断
器に関する。

一般に、真空しゃ断器は、内部を高真空に保持した真空
容器内に外部回路を接続、しゃ断する固定、可動電極を
収納し、可動電極を操作機構により固定電極に対して接
触、離反させるように構成されている。

真空容器は、ガラスあるいはセラミックスなどの絶縁物
からなる円筒状の適数の絶縁筒の両端に、円環状の接続
リングの基部を埋設し、各絶縁筒を一端の接続リングを
介して同一軸線上に接続するとともに各絶縁筒の他端を
他端の接続リングの端部に接合した円板状の端板によっ
て封止してその内部を高真空に保持しである。

そして、真空容器内には、前記固定電極が一方の端板の
中心部を挿通し、かつ、気密に固定された固定リードの
内端部に固着されており、この固定電極に対して接触、
離反する可動電極は、他方の端板の中心部を軸方向に移
動自在に挿通し、かつ、金属のベローズにより気密に取
り付けられた可動リードの内端部に固着されている。

なお、可動リードは、操作機構と連動連結されているも
のであり、固定、可動リードは、外部リードを介して外
部回路と接続されている。

ところが、上述した真空しゃ断器における端板等は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼のごとき非磁性体からなる
ものの、各接続リングは、その熱膨張係数が絶縁筒と同
等であることが望ましいために、一般にＣｏ −Ｆｅ−
Ｎｉ合金あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などが用いられている
。

しかし、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金あるいはＦｅ−Ｎｉ合金
などは、強磁性体であるために、固定、可動電極に商用
周波数（５０，６０Ｈｚ）の電流が通電されると、各接
続リングは、通電電流によって生ずる交番磁界によって
磁歪現象を発生させられ、特に現在の真空しゃ断器のよ
うに定格３０００Ａ以上の通電電流が交番に流れた場合
には、振動音の形で問題を生じている。

すなわち、通電電流Ｉにより各接続リングに生ずる磁界
の強さ、換言すると磁化力Ｈは、通電電流■の経路から
接続リングまでの距離（接続リングの半径）をｒとする
と、Ｈ＝Ｉ／２？ｒｒ〔ＡＴ／ｒｒＬ〕で表わされる。

したがって、通電電流Ｉ＝３０００Ａ、接続リングの
半径ｒ＝０．０７５ｍである場合には、約６４００ＡＴ
／ｍの交番磁界が各接続リングに印加されることとなり
、この交番磁界による磁歪現象によって、各接続リング
が円周方向に伸縮して振動し、騒音を発生しているので
ある。

この磁歪現象による振動騒音は、通電電流Ｉ＝３００
ＯＡ、周波数５０Ｈ２１接続リングの半径ｒ＝０．０７
５ｍの真空しゃ断器において、接続リングから１．Ｏｍ
離れた位置で６９〜７０ｄＢと測定されている。

本考案は、上述した問題に鑑み、磁歪現象による振動騒
音を低減もしくは皆無とし得るとともに、製作容易な真
空しゃ断器の提供を目的とする。

本考案は、上記目的を遠戚すべく、磁性体からなる接続
リングの外周面に、磁極面を接続リングの外周とほぼ同
一曲率の曲面に形威した少なくとも１個のレジンバイン
ド磁石を、その磁極面を接触せしめて固着し、このレジ
ンバインド磁石によって通電電流による交番磁界の磁気
回路を威する接続リングの磁気抵抗を高めるようにした
ものである。

以下、図面を用いてこの考案の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本考案に係る真空しゃ断器１の一部を破断し
た正面図で、この真空しゃ断器１は、内部を高真空に保
持した真空容器１と、真空容器２内の軸心部に対向配置
した固定、可動電極３，４と、可動電極４を固定電極３
に対して接触、離反させる操作機構部（図示省略）など
により構成されている。

真空容器２は、ガラスあるいはセラミックスなどの絶縁
物からなる円筒状の適数の絶縁筒５，５の両端に、円筒
状の接続リング６．６゜・・・の基部を埋設し、各絶縁
筒５を中間金具７を挾持した一端の接続リング６．６に
より同一軸線上に配置して接続し、かつ、各絶縁筒５の
他端を他端の接続リング６．６の端部に接合した円板状
の端板８，８によって封止してその内部を高真空に保持
しである。

なお、基部を各絶縁筒５の端部に埋設した各接続リング
６は、絶縁筒５と同等の熱膨張係数とするためにＣｏ−
Ｆｅ−Ｎｉ合金あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などの強磁性体
を用いているものであり、中間金具７および各端板８は
、オーステナイト系ステンレス鋼のごとき非磁性体を用
いている。

前記真空容器２の一方の端板８の中心部には、外部回路
（図示省略）と適宜に接続した固定り−ド９が挿通され
るとともに気密固定されており、この固定リード９の内
端部には、前記固定電極３が適宜に固着されている。

また、他方の端板８の中心部には、孔１０が穿設されて
おり、この孔１０には、前記外部回路と適宜に接続した
可動り−ド１１が軸方向に移動自在に挿通されるととも
に金属のベローズ１２を介して気密に装着されており、
その内端部には、固定電極３と接触、離反して外部回路
を接続、しゃ断する前記可動電極４が適宜に固着されて
いる。

そして、可動リード１１は、この可動リード１１を軸方
向に往復移動する前記操作機構部と連動連結されている
。

固定、可動リード９，１１の内端部付近には、各端板８
方向に開口したキャップ状の軸シールド１３．１３が適
宜に取り付けられている。

また、真空容器２内には、固定、可動電極３，４などを
囲繞するほぼ円筒状の主シールド１４が、その外周部付
近を前記中間金具７に支持されて配設されているととも
に、客端板８には、円環状の補助シールド１５．１５が
適宜に植設されている。

なお、各軸シールド１３、主シールド１４および各補助
シールド１５は、前記各端板８などと同様にオーステナ
イト系ステンレス鋼のごとき非磁性体からなるものであ
る。

前記各接続リング６の外周面には、第１図、第２図に示
すように、はぼ長方体状の１個しジンバインド磁石１６
が一方の磁極により吸着するとともに適宜の接着剤を介
して固着されている。

各レジンバインド磁石１６は、それぞれの接続リング６
における円周方向の一部分の磁束密度を飽和もしくは飽
和に近い状態に磁化するもので、希土類コバルト、白金
コバルト、フェライト、アルニコなどの粉末合金をレジ
ンによりほぼ長方体状に固化して形威してあり、一方の
磁極面１６ａは、接続リング６の外周と同一の曲率半径
の曲面に形威しである。

なお、各レジンバインド磁石１６の残留磁束密度Ｂｒは
、各接続リング６における円周方向の一部分を磁束密度
が飽和もしくは飽和に近い状態に磁化することが可能で
あるとともに事故電流によっても容易に脱磁されない保
持力ＩＨｃを備えているものである。

また、磁気回路における一部分の磁束密度が飽和もしく
は飽和に近い状態になると、その磁気抵抗、Ｒが大、す
なわちその比透磁率μＳが空気の比透磁率（μＳ″−，
１）とほぼ等しくなることが知られている。

したがって半径ｒの接続リング６における一部分（円周
方向の長さ１、断面積Ｓ）の磁束密度が飽和もしくは飽
和に近い状態において、真空の透磁率をμ０（μｏ＝４
πｘｌＯ−７Ｈ／ｒｒＬ）、接続リング６の比透磁率を
μＳとすると、その部分の磁気抵抗Ｒは、次式で表わさ
れる。

Ｒ＝１／μ０ＰＳ−８Ａ／Ｗｂ・・・（１）ま
た、通電電流■によって各接続リング６に与えられる起
磁力Ｆは、Ｆ＝ｎＩＡＴ（ｎ＝１）・・・
（２）であり、かつ、磁束φは、 φ＝Ｆ／ＲＷｂ・・・（３
）である。

しかして、接続リング６の一部分の磁束密度ａは、断面
積Ｓであるから、ａ＝φ／Ｓ・・・（４）
で表わされ、この（４）式に（１）、（２）、（３
）式を代入して、Ｂｔ＝Ｆ／Ｒ３＝４？ｒ（１０−７）Ｉ
／］Ｗｂ／ｙｒｊ”・・・（５）ヲ得る。

一方、レジンバインド磁石１６が装着されていない場合
における各接続リング６の磁束密度島は、次式で表わさ
れる。

Ｂｚ＝４？ｒ（１０−７） μｓＩ／２ｗｒＷｂ／
ｄ・・（６）したがって、レジンバインド磁石１６を
装着しない場合の磁束密度Ｂ２と、レジンバインド磁石
１６を１個装着した場合の磁束密度Ｂ□とを比較してみ
ると、専一±・２ｇｒ・・・（７）ａ
μｓ１となる。

今、各接続リング６の直径が】５ｈルジンバインド磁石
１６によって磁束密度が飽和もしくは飽和に近い状態に
磁化される長さｌが１５１ｒＷＬである場合の両者の磁
束密度を比較してみると、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金からな
る接続リング６の比透磁率μＳが３０００Ａの通電電流
Ｉにおいて１７３と実測されているから、艷＝±ｘＴ１５（ＸＩＯ−’）＝ｏ、１８Ｂ、１７３
１ダ１Ｏ−３）となる。

したがって、各接続リング６における円周方向の１５７
７１７７１の部分の磁束密度が、１個のレジンバインド
磁石１６によって飽和もしくは飽和に近い状態に磁化さ
れることによって、通電電流Ｉによる交番磁界は、約１
７５に低減される。

ために、磁歪現象による各接続リング６の振動が低減さ
れるとともに、その振動による騒音が低減される。

なお、上述した第１実施例における真空しゃ断器１の振
動騒音は、残留磁束密度Ｂｒ＝０．９１〜０．９８
〔Ｗｂ／ｒＩｌ〕、保持力ＩＨｃ＝（５，０１〜５．
８１）ＸＩＣＰ（Ａ／ｍ、）であるほぼ直方体状（
１４Ｘ１５Ｘ１５ｍｍ）の１個のレジンバインド磁
石１６を用い、かつ、４４ｄＢの暗騒音のもとにおける
接続リング６の外周面から１．０ｍ離れた位置で５１ｄ
Ｂであった。

したがって、従来の真空しゃ断器と比較すると約１８〜
１９ｄＢ程度の騒音が低減されている。

第３図は、磁気回路を形成する各接続リング６の磁気抵
抗を高めた第２実施例を示すもので、各接続リング６の
外周面には、はぼ直方体状の４個のレジンバインド磁石
１６が、円周方向にほぼ等分に離隔され、かつ、その一
方の磁極により吸着するとともに適宜の接着剤を介して
固着されている。

なお、各レジンバインド磁石１６における一方の磁極面
１６ａは、前述した第１実施例の場合と同様に円弧状に
形成されているとともに、接続リング６に吸着した相隣
る磁極は、互いに異極となるように設けられており、そ
の磁力線は、第４図において矢印で示すようになる。

また、この実施例における真空しゃ断器の振動騒音は、
第１実施例と同一の条件および同一の測定条件のもとて
４５ｄＢであった。

第５図は、磁気回路を形成する各接続リング６の磁気抵
抗を高めた第３実施例で、各接続リング６の外周面には
、円周方向に適宜に離隔した２個のレジンバインド磁石
１６が、その一方の磁極により吸着するとともに適宜の
接着剤を介して固着されており、相隣るレジンバインド
磁石１６における接続リング６に吸着した側の磁極は、
互いに異極となるように設けられている。

そして、各レジンバインド磁石１６の外方の磁極は、円
弧状に彎曲した高透磁率の継鉄１７によって接続されて
いる。

なお、この実施例における真空しゃ断器の振動騒音は、
第１実施例の真空しゃ断器と同一条件、同一測定条件の
もとて４３ｄＢであった。

第６図は、磁気回路を形成する各接続リング６の磁気抵
抗を高めた第４実施例で、各接続リング６の外周面には
、前述した第２実施例の場合と同様に４個のレジンバイ
ンド磁石１６を装着し、各レジンバインド磁石１６の外
方の磁極を円弧状に彎曲した継鉄１７，１７．・・・に
よって接続されている。

なお、継鉄１７の端部が装着される他方の磁極面は、円
弧状に形成されているものであり、相隣る継鉄１７の端
部は適宜に離隔されている。

したがって、各レジンバインド磁石１６による磁力線は
、第７図に示すように、レジンバインド磁石１６、接続
リング６、相隣るレジンバインド磁石１６および継鉄１
７中を通り、空間に洩れることはないので、磁気抵抗は
効率よく高められる。

なお、この実施例による真空しゃ断器の振動騒音は、第
１実施例の真空しゃ断器の振動騒音は、第１実施例の真
空しゃ断器と同一条件、同一測定条件のもとて４４ｄＢ
であった。

したがって、交番磁界によって各接続リング１９に生ず
る磁歪現象による振動騒音は皆無とみなせる。

以上の如く本考案によれば、磁気回路を形成する各接続
リングの磁気抵抗が高められることによって通電電流に
よる交番磁界の影響が低減もしくは皆無となり、磁歪現
象による振動騒音が低減もしくは皆無となるとともに、
永久磁石の割れ、欠損等が防止でき、かつレジンバイン
ド磁石をその磁極面を接続リングの外周面と係合せしめ
て吸着できるので容易に製作することができるなどの効
果を奏する。

なお、上述した各実施例においては、各接続リングにそ
の円周方向の磁界を印加して磁気抵抗を高める場合につ
いて詳述したが、この実施例に限定されるものではなく
、たとえば接続リングの円周方向と直交する方向の磁界
を印加して各接続リングの磁気抵抗を高める構成とする
こともできる。

その他本考案の技術範囲を逸脱することなく種々の変更
を加えた実施態様のものもこの考案に属するものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は本考案に
係る真空しゃ断器の一部を破断した正面図、第２図は第
１実施例の要部の部分拡大断面説明図、第３図は第２実
施例の要部の横断面図で、第４図はその部分拡大説明図
、第５図は第３実施例の横断面図、第６図は第４実施例
の要部の横断面図で、第７図はその部分拡大説明図であ
る。３・・・・・・固定電極、４・・・・・・可動電極、５
・・・・・・絶縁筒、６・・・・・・接続リング、８・
・・・・・端板、１６・・・・・・レジンバインド磁石
、１６ａ・・・・・・磁極面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

絶縁筒５の両端にこの絶縁筒５内を真空状態に封止する
端板８を磁性体の接続リング６により接合して設けると
ともに前記絶縁筒５内に固定、可動電極３，４を接触、
離反自在に設けてなる真空しゃ断器において、前記接続
リング６の外周面に、磁極面１６ａを接続リング６の外
周とほぼ同一曲率の曲面に形成した少なくとも１個のレ
ジンバインド磁石１６を、その磁極面１６ａを接触せし
めて固着したことを特徴とする真空しゃ断器。