JPS6040126B2 - 真空しや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空しや断器に関し、さらに詳細には、磁歪現
象による振動騒音を低減した真空しや断器に関する。

一般に、真空しや断器は、第１図に示すように、内部を
高真空に保持した真空容器１内に外部回路（図示省略）
を接続、しや断する固定、可動電極２，３を収納し、図
示しない操作機構による可動電極３を固定電極２に対し
て接触、離反させるように構成されている。

すなわち、真空容器１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髄数の絶縁筒４の両端に
、円環状の接続リング５，５，・・・・・・の基部を埋
設し、各絶縁筒４，４を中間金具６を侠持した一端の接
続リング５，５を介して同一軸線上に接続し、各絶縁筒
４，４の池端を他端の接続リング５，５の端部に接合し
た円板状の端板７，７によって封止してその内部を高真
空に保持してある。そして真空容器１内には、前記固定
電極２が一方の端板７の中心部を挿通し、かつ、気密に
固定された固定ＩＪ−ド８の内端部に固着されており、
この固定電極２に対して接触、離反する可動電極３は、
他方の端板７の中心部を鱗方向に移動自在に挿通し、か
つ、金属べローズ９により気密に取り付けられた可動リ
ード１０の内端部に固着されている。なお、第１図にお
いて１１で示すのは、固定、可動電極２，３を函給する
ほぼ円筒状の主シールドで、前記一端の接続リング５，
５の間に挟持された中間金具６によって支持されている
。また、１２，１２で示すのは、固定、可動リード８，
１０に装着したキャップ状の軸シールド、１３，１３で
示すのは、各端板７の内部に植設したりング状の補助シ
ールドである。ところが、上述した真空しや断器におけ
ぬ中間金具６、各端板７、主シールド１１、軸シールド
１２および補助シールド１３は、一般にオーステナィト
系ステンレス鋼のごとき非磁性体からなるものの、基部
を絶縁筒４に埋設した各接続リング５は、その熱膨張係
数が絶縁筒４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一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２，３に
商用周波数（５０、６０日２）の電流が通電されると、
各接続リング５は、通電電流によって交番に磁化される
とともに磁気歪を発生させられ、特に現在の真空しや断
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
、各接続リング５は、固定、可動電極２，３を交番に流
れる通電電流１によって磁気回路を形成し、通電電流１
による各接続リング５の磁界の強さ、すなわち磁化力日
は、通電電流１の経路から各接続リング５までの距離（
接続リング５の半径）をｒとすると、Ｈ＝１／２竹ｒ〔
ＡＴ／ｍ〕で表わされる。したがって、通電電流１が３
０００Ａで、接続リング５の半径ｒが０．０７８ｈであ
る場合には、各接続リング５に約６４００ＡＴ／ｍの交
番磁界が印加されることとなり、各接続リング５は、磁
歪現象によって円周方向に伸縮されて振動し、騒音を発
生しているのである。そして、磁歪現象による振動騒音
は、通電電流１が３０００Ａ、周波数５０ＨＺ、接続リ
ング６の半径が０．０７５ｍの真空しや断器においては
、接続リング５から１．仇ｈの位置において７の旧と測
定されている。ために近来のように真空しや断器を人家
の密集した場所に設置する場合には、騒音公害等の問題
を生じている。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、磁気回路を形成す
る各後続リングにおける一部分の磁気抵抗を高めること
により、通電電流による交番磁界の影響を低減もしくは
完全に排除し、もって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や断器の提供にある。

以下、第２図以降の図面を用いてこの発明の実施例を詳
細に説明する。第２図は、本発明に係る真空しや断器１
４の一部を破断した正面説明図で、前述した真空しや断
器とほぼ同様に構成されている。

すなわち、この真空しや断器１４は、内部を高真空に保
持した真空容器１５、真空容器１５内の胸０部に対向配
置した固定、可動電極１６，１７と、可動電極１７を固
定電極１６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１５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
の通数の絶縁筒１８，１８の両端に、円環状の接続リン
グ１９，１９，．・・・・・の基部を埋設し、各接続リ
ング１９の中間金具２０を侠持した一端の接続リング１
９，１９により同一軸線上に配置して接続し、かつ、各
絶縁筒１９の他端を池端の接続リング１９，１９の端部
に接合した円板状の端板２１，２１によって封止してそ
の内部を高真空に保持してある。なお、各後続リング１
９は、絶縁筒１８と同等の熱膨張係数にするために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２０および端板２
１は、オーステナィ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１５における一方の端板２
１の中心部には、外部回路（図示省略）と適宜に接続し
た固定リード２２が挿通されるとともに、気密に固着さ
れており、この固定リード２２の内端部には、前記固定
電極１６が適宜に固着されている。また、他方の端板２
１の中心部には、孔２３が穿段されており、この孔２３
には、前記外部回路と適宜に接続した可動リード２４が
軸万向（第２図において上下方向）に移動自在に挿通さ
れるとともに金属のべローズ２５を介して気密に装着さ
れており、その内端部には、前記固定電極１６と接触、
離反して外部回路を接続、しや断する前記可動電極１７
が適宜に固着されている。そして、可動リード２４は、
この可動リード２４を軸方向に往復移動する前記操作機
構部と運動連結されている。また、真空容器１５内には
、固定、可動電極１６，１７などを囲鍵するほぼ円筒状
の主シールド２６が、前記中間金具２０‘こよりその外
周中央部付近を支持されて配設されているとともに、各
端板２１の内部には、円環状の補助シールド２７，２了
が適宜に植設されており、かつ、各リード２２，２４に
は、キャップ状の滋シールド２８，２８が適宜に装着さ
れている。なお、主シールド２６、各補助シールド２７
および各軸シールド２８は、前記各端板２１と同様にオ
ーステナィ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１９の外周には、第３図
、第４図に示すように、直方体状の１個の永久磁石２９
がその一方の磁極により吸着されるとともに適宜の接着
剤を介して固着されている。

この永久磁石２９は、磁気回路を形成する接続リング１
９における一部分の磁気抵抗を高めるためのもので、希
士類コバルト、フェライト、ァルニコなどの永久磁石材
料を暁結した焼結磁石あるいは上述した永久磁石材料を
レジンでバィンドしたレジンバィンド磁石（プラスチッ
ク磁石）からなるものであり、その残留磁束密度Ｂｒは
、各接続リング１９における一部分の磁束密度Ｂを飽和
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
ともに真空しや断器１４に流れる事故電流によっても脱
磁されない保持力，Ｈｃを備えているものである。ここ
で、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
ちその比透磁率仏ｓが空気の比透磁率（仏ｓニ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１９における一部分（円周方向の長さ〆、
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、真空の透磁率を仏。 ＝４汀×１０‐７〔Ｈ／
ｍ〕、接続リング１９の比透磁率をｒｓとすると、その
部分の磁気抵抗Ｒは次式で表わされる。Ｒ＝夕／ム。Ａ
ＳＳ〔Ａ／Ｗｂ〕 ・・・・・・【１｝また、真空
しや断器１４に流れる通電電流１によって各接続リング
１９に与えられる超磁力Ｆは、Ｆ：ｎｌ〔ＡＴ〕（ｎ−
１） ……‘２｝であり、かつ、磁束０は
、め＝Ｆ／Ｒ〔Ｗｂ〕 ……｛３１であ
る。

しかして、接続リング１９の一部分の磁束密度が飽和も
しくは飽和に近い状態となったときの比透磁率仏ｓは、
ほぼ１であり、その部分の磁束密度Ｂは断面積がＳであ
るから、Ｂ＝◇／Ｓ ……【４｝
で表わされ、この（４ー式に｛１｝，■，【３｝式を代
入し、Ｂ＝Ｆ／Ｒ・Ｓ＝４汀（１０‐７）／そ〔Ｗｂ／
の〕．・・．・・風を得る。

一方永久磁石２９が装着されていない場合における各接
続リング１ ９の磁束密度Ｂ２は、次式で表わされる。
＆＝４汀（１０‐７）仏ｓｌ／２汀ｒ〔Ｗｂ／〆〕．・
・．・・｛６｝したがって、永久磁石２９を装着しない
場合の磁束密度Ｂ２と、永久磁石２９を装着した場合の
磁束密度Ｂと比較してみると、Ｂ １ ２汀ｒ
，．，，．，【７，＆＝衣，？となる。

今、接続リング１９の直径が１５仇岬（ｒ＝７５側）、
永久磁石２９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そが１５柳である場合の両者の
磁束密度を比較してみると、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金の比
透磁率一ｓが３０００〜ｍＳの通電電流１において１７
３と実測されるので、葦−．章３汀鼓溝羊器３）＝。

‐・８となる。

したがって、各接続リング１９における１５脚の部分の
磁束密度が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１による交番磁界は、約１／５に
低減される。ために、滋歪現象による各接続リング１９
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や
断器１４の振動騒音は、残留磁束密度Ｂｒが０．９１〜
０．９８〔Ｗｂ／〆〕で、かつ、保持カーＨｃが（５．
０１〜５．８１）×１び〔Ａ／ｍ〕である永久磁石（１
４×１５×１５側の長万体）を用い、かつ４４凪の脂騒
音のもとにおける接続リング１ ９の外周面から１．位
ｈ離れた位置で、５１ｄＢであった。したがって、従来
の真空しや断器で、５１ｄＢであった。したがって、従
来の真空しや断器と比較して１８〜１母旧程度の騒音が
低減されている。また、前記第１実施例の永久磁石２９
は、ＪＥＣ規格に定められている普通最大の事故電流８
０ＫＡ皿ｓの２．針音（ピーク値としての規格）の電流
による磁界の強さ、（Ｈ＝８０×１ぴ×２．５／２７ｒ
＝８０×１ぴ×２．５／汀×１５０×１０‐３＝４．２
５×１び〔ＡＴ／ｍ〕）であっても脱磁されないもので
あり、事故電流の大きさに対応して、脱磁されない範囲
内の保持力を備えた永久磁石に変更してもよいのは勿論
である。第５図は、磁気回路を形成する各接続リング１
９の磁気抵抗を高めた第２実施例で、この実施例の場合
には、各接続リング１９の外周面に２個の永久磁石２９
が、その一方の磁極による吸着されているとともに円周
方向に適宜に離隔して接着剤などにより固着されている
。

そして、相隣る永久磁石２９における接続リング１９に
吸着した磁極は、互いに異極となるように設けられてい
るとともに、他方の磁極には、円弧状に蟹曲した継鉄３
０が適宜に固着されている。継鉄３０は、珪素鋼、純鉄
あるいはパーマロィなどの高透磁率材料からなるもので
ある。なお、この実施例における真空しや断器の振動騒
音は、第１実施例における真空しや断器と同一の条件、
同一の測定条件のもとで、４＆旧であった。以上のごと
く本発明は、絶縁筒の両端にこの絶縁筒内を真空状態に
封止する端板を磁性体の接続リングにより接合して設け
るとともに前記絶縁筒内に固定、可動電極を接触、離反
自在に設けてなる真空しや断器において、前記接続リン
グにこの接続リング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磁界印加手段を設けたもので
あるから、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、通電電流による交番磁界の影響が低減もし
くは皆無となる。

したがって、磁歪現象による振動騒音を低減もしくは皆
無と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、接続リングの円周方向と同方
向の磁界を印加してその磁気抵抗を局部的に高めた場合
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、接続リングを切る方向に磁石を装着し
てその一部分の磁気抵抗を高める構成とすることもでき
る。

その他本発明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本願発明に属するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な真空しや断器の正断面説明図、第２図
は本発明に係る真空しや断器の一部を破断した正面図、
第３図は本発明における第１実施例の要部の斜視図で、
第４図はその横断面説明図、第５図は本発明における第
２実施例の要部の横断面図である。 １６・・・・・・固定電極、１７・・…・可動電極、１
８・・・・・・絶縁筒、１９・・・・・・接続リング、
２１・…・・端板、２９・・・・・・永久磁石。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁筒１８の両端にこの絶縁筒１８内を真空状態に
   封止する端板２１を磁性体の接続リング１９により接合
   して設けるとともに前記絶縁筒１８内に固定、可動電極
   １６，１７を接触、離反自在に設けてなる真空しや断器
   において、前記接続リング１９にこの接続リング１９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
   する磁界印加手段を設けたことを特徴とする真空しや断
   器。