JPS61288332A

JPS61288332A - 真空装置

Info

Publication number: JPS61288332A
Application number: JP61093486A
Authority: JP
Inventors: レスリー　トーマス　ホウキングハム
Original assignee: VACUUM INTAARAPUTAAZU Ltd
Current assignee: VACUUM INTAARAPUTAAZU Ltd
Priority date: 1985-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1986-12-18
Also published as: EP0200465A2; GB8609930D0; ZA863060B; GB2174550A; GB8510440D0

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】発明の分野本発明は、１つの電気接片への接続部を他方の電気接片
への接続部から絶縁するために主として電気絶縁材で形
成された外囲器と、外囲器内の真空室内に配置された２
つの分離自在の接片または２つの離隔した電極を有する
型式の真空装置に関し、特に、真空回路遮断器、接触器
または負荷遮断スイッチなどの真空スイッチ装置に関す
るが、以下の説明から明らかなように他の真空装置にも
適用することができる。

発明の背景上記型式の真空スイッチ装置においては、負荷遮断また
は接続状態で接点を開閉すると、それらの開にアークが
発生するので、アークによって生じた金属蒸気が外囲器
に付層してその絶縁性能を阻害することがないように、
外囲器の絶縁壁の内側表面は、従来技術においては全面
的に金属蒸気から遮蔽されていた。また、トリガ真空ギ
ャップのような、真空内でアークを発生する固定電極を
備えた真空装置の絶縁壁も、やはり、従来は全面的に遮
蔽されていた。

発明の概要しかしながら、本発明者は、絶縁壁の大部分を金属で被
覆し、少部分だけを遮蔽すれば、十分な絶縁性を与える
・ことができることを見出した。これは、真空内での絶
縁強度は空気中におけるよりはるかに大きいからである
〇従って、本発明は、外囲器の絶縁壁の全長の少部分だけ
をアークによって生じる金属蒸気から遮蔽したことを特
徴とする上記型式の真空装置を提供する。もちろん、遮
蔽（シールド）部分は、外囲器の内側表面の全円周に亘
って延長した連続したシールドバンドを形成するもので
なけばならないが、外囲器のシールドパ／）”（７）軸
線方向の幅（長さ）が相当小さくても、電気接片または
電極への接続部の絶縁を維持することができることが判
明した。

絶縁を維持するのに必要とされるシールド部分の長さは
、真空装蓋の条件、特に、使用中に受ける電圧の大きさ
によって異るが、実験によって容易に決定することがで
きる。

シールドは、外囲器の一端または両端から短い距離だけ
外囲器内へ突入させた環状シールドの形としてもよく、
あるいは、外囲器の両端を閉鎖する金属板に取付けられ
、外囲器の内側表面に近接して延設された金属製の円筒
形部材の形としてもよい。

あるいはまた、シールドは、外囲器の絶縁壁の内側表面
に突設した環状突片によって形成することもできる。

更に別の実施例においては、外囲器の絶縁壁の内側表面
から内方へ突出させた金属製または絶縁材製のリングに
よってシールドを構成することができる。このリングは
、絶縁壁に固定した別個の部材としてもよく、絶縁材製
である場合は絶縁壁と一体に形成してもよい。

更に別の実施例においては、外囲器の絶縁壁の少くとも
一端を、外端において閉鎖された円筒形端部材の内側へ
突入させ、該端部材を外囲器の絶縁壁の外端から離れた
部位で絶縁壁の外側表面に封着し、絶縁壁の突出した端
部分は該端部材から離隔させる。それによって、絶縁壁
の端部分の外側表面が、アークによって生じる金属蒸気
から遮蔽される。

実施例の説明第１図は、従来の真空回路遮断器１０を示す。

この遮断器は、ガラスまたはセラミック製の高真空度の
筒状外囲器１２と、絶縁性外囲器１２の両端を閉鎖する
１対の金属製端部キャップ１４．１６を備えている。外
囲器１２内を真空に維持するために各端部キャップ１４
．１６と外囲器１２との間にシール部材２４が介設され
ている。平常状態における絶縁性外囲器１２内の圧力は
、電子の移動の平均自由行程が外＠器内の電位ブレーク
ダウン行程よシ長くなるように１Ｏ−４）ルよシ低い。

絶縁性外囲器１２内には、１対の相対的に移動自在の接
片１８，２０が配置されている。接片１８と２０が分離
されるとき、それらの間にアーク発生ギャップ３０が形
成される。下方の接片１８は、溶接またはろう付けなど
の接続手段によって導電ロッド３２に固定された静止接
片である。導電ロッド３２は静止端部キャップ１４に固
定されている。上方の接片２０は、可動接片でめシ、導
電操作ロッド３４に連結されている。操作ロッド３４は
、外囲器１２の長手軸線の方向に移動自在に取付けられ
、ベロー付端部キャップ１６の開口５６を貫通して延長
している。金属製ベロー３８が一端において操作ロンド
５４に、他端において端部キャップ１６に密封状態に固
定されている。可撓性の金属製ベロー３８は、外囲器１
２内の真空を阻害することなく操作ロッド３４の移動を
可能にするために該ロンドの周りにシールを設定する。

操作ロッド３４の端部には、遮断器１０を閉成すべく可
動接片２０を静止接片１８に係合する位置へ駆動するた
めの作動手段（図示せず）が連結されている。作動手段
は、また、回路遮断のために可動接片２０を回路開放位
置へ戻すこともできる。

回路遮断操作の際接片１８と２０が分離されたとき、両
者の間のアーク発生ギャップ３０内にアーク５４が生じ
る。接片１８と２０の間に生じるアーク５４は、接片の
素材の一部を蒸発させ、それによって生じた金属蒸気お
よび粒子がギャップ３０から外囲器１２に向って散乱す
る。アークによって生じた金属蒸気および粒子が外囲器
１２の絶縁性内側表面上に付着凝縮するのを防止するた
めに金属製の筒状主アークシールド４０が配設されてい
る。主アークシールド４０は、絶縁性外囲器１２に支持
され、端部キャップ１４．１６から電気的に隔絶されて
いるが、所望ならば、端部キャップ１４．１６のどちら
かによって支持され、従って端部キャップに電気的に接
続されるようにしてもよい。シールド４０は、アークに
よって生じた金属蒸気および粒子を、それらが外囲器１
２に達しないうちに途中で捕捉し、凝縮させる役割を果
す。蒸気または粒子がシールド４０をバイパスして外囲
器１２に達する可能性を更に少くするために、主アーク
シールド４０の両端を囲繞する端部キャップシールド４
２．４４が設けられている。更■、ベロー６８がアーク
により生じた金属蒸気および粒子によって攻撃されるの
を防止するために金属製ベロー３８のほぼ全体を囲繞す
るカップ形シールド４３が可動操作ロッド３４に取付け
られている。

同一の構成部品は、すべての図面を通して同じ参照番号
で示されている。第２〜５図に示された本発明の真空回
路遮断器の構成部品は、シールド４０，４２．４４以外
はすべて第１図の従来の遮断器の部品と同じであるから
、繰返しては説明しない。

本発明によれば、絶縁性外囲器１２の表面の全長のうち
一部分を全円周に亘ってシールドしさえすれば、外囲器
１２の表面のうちの少部分だけをシールドすればよい。

これは、いろいろな異る態様で実施することができるが
、ここでは４つの実施例だけを例示する。

第２図の実施例では、主シールド４０が除去され、端部
キャップ４２．４４だけが残されている。実際、厳密に
いえば、絶縁性外囲器１２が適正に機能するには、シー
ルド４２．４４のどちらか一方だけあればよい。

第３図の実施例では、シールド４０．４２．４４が除去
され、絶縁性外囲器１２と一体に環状の突片１３が設け
られている。突片１３は、外囲器１２とほぼ平行になる
ように折曲げられ、短い長さに亘って延長しており、外
囲器のこの部分を金属蒸気および粒子から遮蔽し、外囲
器の一部分の全周を取巻くシールドバンドを形成する。

第３図には２つの突片１３が示されているが、１つだけ
設けることが望ましい場合もある。

また、これらの突片１３は、外囲器を成形する際に外囲
器に植設されるように金型内に位置づけしておくことに
よって外囲器と一体に付設されるものとして示されてい
るが、突片１３は、外囲器を成形した後に外囲器に取付
けてもよく、また、セラミックなどの非金属製であって
もよ＜、あるいは金属製であってもよい。

別法として、外囲器を、その一端から内方へ延長する凹
部が形成されるように成形し、外囲器の内壁が該凹部の
内部を遮蔽して外囲器の全周を取巻くシールドバンドを
設定するように構成することもできる。

本発明による真空回路遮断器の第３の実施例は第４図に
示されている。この実施例では、外囲器１２の一端の内
周面に凹部を形成して肩部１５ｔ−画定し、この肩部に
環状リング１７を固定して、外囲器の、リング１７の裏
側に位置する部分をアークから遮蔽するようになされて
いる。

リング１７は、金属製であっても、絶縁材製であっても
よく、また、変型例として、外囲器の壁と一体に形成さ
れて内方へ突出した環状突片であってもよい。

第５図に示された本発明の第４実施例においては、絶縁
性外囲器１２の外表面に外囲器の両端から離隔した１対
の段部即ち肩部１９が形成され、段部１９を越えて延長
した外囲器の薄肉端部分２３ｔ−１該端部分から離隔し
て囲繞する金属製円筒部材２１が設けられ、円筒部材２
１に金属製端部キャップ１４．１６がろう付けされてい
る。各円筒部材２１の内端は、段部１９に封着されて外
囲器１゛２の両端を閉鎖している。

かくして、外囲器の端部分２３の外表面は、環状のシー
ルドバンドを形成する。

叙上のように、いずれの実施例においても、外囲器１２
の表面の少部分だけがその全周に亘って、アークに基因
する金属蒸気から遮蔽されており、たとえ外囲器の残り
の部分に金属が付層したとしても、上記遮蔽部分（シー
ルドバンド）が絶縁性全保持する。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、アー
クが発生する真空絶縁外囲器を有する、トリガ真空ギャ
ップなどの他の型式の真空装置にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の真空回路遮断器の一部断面による側面
図、第２〜５図は、それぞれ、本発明の異る実施例によ
る真空回路遮断器の一部断面による側面図である。図中、１２は外囲器、１４．１６は端部キャップ、４２
．４４はシールド、１３は環状突片（シールド）、１５
は肩部、１７はリング（シールド）、１９は段部、２１
は円筒部材（シールド）２３は端部分。

Claims

【特許請求の範囲】１）内部においてアークが発生する真空外囲器を備えた
真空装置において、該外囲器の絶縁壁の内側表面の全長
のうちの少部分だけが、アークによつて生じる金属蒸気
から遮蔽されていることを特徴とする真空装置。２）前記外囲器の壁の内側表面をアークによつて生じる
金属蒸気から遮蔽するために、外囲器の一端または両端
から短い距離だけ外囲器内へ延長した環状シールドが設
けられている特許請求の範囲第１項記載の真空装置。３）前記シールドは、外囲器の壁に近接して配置されて
おり、外囲器の端部を閉鎖する金属板によつて担持され
た円筒部材である特許請求の範囲第２項記載の真空装置
。４）前記外囲器の壁の内側表面をアークによつて生じる
金属蒸気から遮蔽するためのシールドとして、外囲器の
絶縁壁の内側表面に環状突片が設けられている特許請求
の範囲第１項記載の真空装置。５）前記外囲器の壁の内側表面をアークによつて生じる
金属蒸気から遮蔽するためのシールドとして、外囲器の
絶縁壁の内側表面から内方へ突出したリングが設けられ
ている特許請求の範囲第１項記載の真空装置。６）前記リングは、外囲器の壁に固定された金属製また
は電気絶縁材製の別個の部材である特許請求の範囲第５
項記載の真空装置。７）前記外囲器の両端にそれぞれ１つのシールドが配置
されている特許請求の範囲第２〜６項のいずれかに記載
の真空装置。８）前記外囲器の壁の少くとも一端は、外端において閉
鎖された円筒形端部材の内側へ突入しており、該端部材
は、外囲器の絶縁壁の外端から離れた部位で絶縁壁の外
側表面に封着され、絶縁壁の突出した端部分は該端部材
から離隔されている特許請求の範囲第１項記載の真空装
置。