JPS62252024A - 真空インタラプタ - Google Patents

真空インタラプタ

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JPS62252024A
JPS62252024A JP9707486A JP9707486A JPS62252024A JP S62252024 A JPS62252024 A JP S62252024A JP 9707486 A JP9707486 A JP 9707486A JP 9707486 A JP9707486 A JP 9707486A JP S62252024 A JPS62252024 A JP S62252024A
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JP
Japan
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shield
auxiliary shield
vacuum interrupter
end plate
internal
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Application number
JP9707486A
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English (en)
Inventor
佐野 孝光
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/662Housings or protective screens
    • H01H33/66261Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66284Details relating to the electrical field properties of screens in vacuum switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/662Housings or protective screens
    • H01H33/66261Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66292Details relating to the use of multiple screens in vacuum switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/662Housings or protective screens

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。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は真空インタラプタに係り、特にアース電位の密
閉タンク内に絶縁媒体と共に収納されて構成される真空
遮断器に好適な真空インタラプタに関するものである。
B9発明の概要 本発明は絶縁円筒とその両端に封着金具を介して固着さ
れた端板とからなる真空容器内に前記端板に固着された
内部補助シールドと中間電位の内部主シールドを備えた
真空インタラプタにおいて、内部補助シールド部の電界
緩和を図るべく補助シールドを真空容器の外部に設けて
、 真空インタラプタをアース電位の金属タンク内に収納し
た場合の特に真空容器内における耐電圧性能の安定を図
ったものである。
C1従来の技術 近来、油又はSFaガス等の絶縁媒体で満たされた密閉
金属タンク(接地されアース電位)内に真空インタラプ
タを収納してなる真空遮断器が一般に用いられるように
なっている。第4図を参照してこの種真空遮断器を説明
すると、1はアース電位の密閉金属タンク、2は金属タ
ンクl内に絶縁媒体と共に収納された真空インタラプタ
である。真空インタラプタ2はガラス又はセラミックス
等の絶縁物からなる絶縁円筒3の両端開口部を、それぞ
れFe−Ni −Co合金等の金属からなる薄肉円環状
の封着金具4a、 4bを介してステンレス鋼等の金属
板からなる円板状の端板5.6により閉塞し、且つ内部
を高真空(例えば13.33i+Pa以下の圧力)に排
気して真空容器7が形成されている。そして、この真空
容器7内には、その軸線上に位置する固定電極棒8が固
定側の端板5から気密に導入されている。また、真空容
器7内には、固定電極棒8に接近離反自在の可動電極棒
9が可動側の端板6から金属ベローズIOを介して気密
に導入されている。
これら両電極環8.9の各内端には、対をなして接近離
反自在の固定、可動電極11.12が一体的に設けられ
ている。lla、 12aは各電極の接触部である。1
8はベローズシールドである。
l3はステンレス鋼製の中間電位の内部主シールドで、
一対の電極11.12と電極棒8,9の一部を包囲する
如く、両端が固定、可動側の端板5.6方向に伸びてい
ると共に、絶縁円筒3の中間部の封着金具4に結合支持
されている。14は固定側端板5の内側に設けた内部補
助シールド、15は可動側端板6の内側に設けた内部補
助シールドである。
これら内部補助シールド14.15は、絶縁筒に埋設し
である封着金具4a、 4bの先端に電界が集中するの
を防止するために設けられている電界緩和のためのシー
ルドである。
D1発明が解決し上うとする問題点 真空インタラプタは、開極時(遮断時)において、高電
圧に耐え得るように普通は電極間を中心にして固定側と
可動側が対称になるように構成されている。このように
構成された真空インタラプタは、真空インタラプタ単体
での耐電圧特性は非常に良好である。
しかし、この真空インタラプタをアース電位の金属タン
ク内に収納した場合には、良好であった耐電圧特性が不
安定となることが知られている。
(特開昭59−91619号参照) つまり、第4図に示すように、開極時において例えば固
定電極棒8がプラス電位の場合で説明すると、アース電
位の金属タンクlが近くに存在することから等電位線口
を描いて見ると固定端板5側に片寄り湾曲したものとな
る。
このため、固定側の内部補助シールド14と封着金具4
aとの部分における等電位線口は、この両者に沿い囲む
ような状態となり、内部補助シールド14の先端部(図
中イ)の電界強度が金属タンク1が無い場合に比較して
大きくなる。そのため、遮断、開極時に内部補助シール
ド14の先端部イの表面に付着している金属微細粒子等
が電界の作用により誘離されて飛散し、内部補助シール
ド14と中間電位の内部主シールド13との間で閃絡が
起こり、ひいては内部主シールド13と可動電極棒9及
び可動側の内部補助シールド15との間でも閃絡が起き
、絶縁破壊に至る。
上記のことは実験によって確認されており、真空インタ
ラプタ2単体の場合と、金属タンク1内に収納した場合
とでは、前者に比較して後者の場合が約25〜30%程
度耐電圧性能が低下するという結果を得ている。
従って、真空インタラプタ単体では良好な耐電圧特性を
有するにしても、アース電位の金属タンク内に収納した
場合にあっては内部補助シールドが耐電圧特性を低下さ
せる原因となっていることが判った。
ところで、特開昭59−91619号公報等に示されて
いる真空インタラプタはタンク内でのみ使用できる特別
なものである。すなわち、シールドを片持ちシールドに
し、これによって真空インタラプタ単体では好ましくな
いものであってもアース電位の金属タンク内に収納した
場合に都合が良いようにしたものである。しかし、この
構成では真空インタラプタの汎用性に欠け、特別な真空
インタラプタを作らねばならないので、結果コストアッ
プとなる。
E4問題点を解決するための手段 本発明は、封着金具及び内部補助シールドのそれぞれの
先端部の電界を緩和する外部補助シールド、または外部
補助シールドと外部主シールドとを真空容器の外部に設
けて真空インタラプタを構成した。
すなわち、第1の発明は、絶縁円筒の両端に結合した円
環状の封着金具に各々端板を気密に固着して真空容器を
形成し、各端板を各々気密に貫通する電極棒の内端部に
相対的に接近離反する一対の電極を設け、これら一対の
電極を囲む中間電位の内部主シールドを絶縁円筒内に設
け、真空インタラプタが具備する封着金具先端の電界を
緩和する内部補助シールドと同心状に外部補助シールド
を真空容器の外部に設けて真空インタラプタを構成した
なお第1発明の真空インタラプタにおいて耐電圧特性を
最も良好なものにするには、 (a)外部補助シールドの折曲げ部の内壁と絶縁円筒の
外壁との距離を311jI〜3011jIにするのが良
い。
(b)外部補助シールドの軸方向寸法L3と、内部補助
シールドの軸方向寸法L2と、封着金具の軸方向寸法L
3と の関係は、 L l= L t≧L、にするのが良い。
(c)更にはL l> Lt≧L、の関係にするのが良
い。
(d)更にまた、 L 、> L !で且つ 外部補助シールドの先端と内部補助シールドの先端を結
ぶ線が半径方向の線に対して10〜40度の傾斜角とな
るようにするのが良い。
第2の発明は第1発明に係る真空インタラプタにおいて
、さらに内部主シールドと同電位を持ち且つこれと同心
状の外部主シールドを真空容器の外部に設けて構成した
F1作用 外部補助シールドを真空容器の外部に設けたので、内部
補助シールドの先端部の電界集中が緩和され、遮断時に
発生した金属粒子が内部補助シールドに付着していても
、電界によって誘離することは防止でき、真空インタラ
プタ単体で使用する場合及びアース電位の金属タンク内
に収納した場合のいずれにおいても耐電圧性能を維持す
ることができる。また、外部主シールドを設けることに
より前記内部補助シールドの電界集中は一層緩和される
G、実施例 以下本発明を第1図〜第3図に示す実施例に基づいて説
明する。なお、第4図と同一符号を付するものはこれら
と同等部材を示すので、これらの詳細な説明は省略する
第1実施例 第1図は第1実施例を示し、16は真空インタラプタ2
の外部で且つ固定側の内部補助シールド14と同電位と
なるように端板5に設けた外部補助シールドである。外
部補助シールド16は内部補助シールド14と同心状に
設けられていると共に、各補助シールド14.16と封
着金具4aの寸法関係は次のように設けられている。す
なわち、 外部補助シールドの軸方向寸法り、、 内部補助シールドの軸方向寸法り7、 封着金具の軸方向寸法L3 とした場合 L I= L t≧L3 の関係に設けられている。したがって、第1図と第4図
の等電位線口を比較すれば分かるように、本実施例では
外部補助シールド16によって上方へ向おうとする電気
力線が水平方向に湾曲され、上って、封着金具14aと
内部補助シールド14の各々の先端部の電界強度が緩和
される。よって、遮断時発生する金属蒸気が内部補助シ
ールド14に付着しても電界によって透射することが防
止され、真空容器7内の耐電圧特性が向上する。
また、第1実施例において、外部補助シールド16の先
端折曲げ部の内壁と絶縁円筒3の外壁との距離Cは3〜
3011程度が最も効果的であることが実験の結果判っ
た。図ではクー201の場合を示している。
しかして、従来の真空インタラプタlが金属タンクl内
に収納された場合、耐電圧性能が真空インタラプタ単体
の場合に比べ25〜30%程度低下していたのに対し、
本実施例によると、耐電圧性能の低下率を約10%以下
とすることができた。なお、第1実施例において、プラ
ス電位側としての固定電極側の外部補助シールド16と
対称的に可動電極側にも外部補助シールド17を設けて
いるが、この外部補助シールド17は前記外部補助シー
ルド16の場合と同様な関係にして設けるものである。
本発明者は第1実施例の構成にもとづいて実験を繰返し
た結果、外部補助シールドの長さを内部補助シールドの
長さよりも長く設けるのが良く、角度で表現すると、真
空容器の半径方向の線に対して各補助シールド先端を結
ぶ直線の角度θをlO°〜45°程度とするのが良いこ
とが分かった。
また、このθは前記10” 〜40°よりも大きくても
又は小さくても耐電圧特性の効果は減少することが分か
った。
第2実施例 第2図は前記実験例に基づいてなされた第2実施例を示
す。同図において、 外部補助シールドの軸方向寸法L1と、内部補助シール
ドの軸方向寸法L3と、の関係がL + > L tで
且つ 外部補助シールド16の先端と内部補助シールド14の
先端を結ぶ線が半径方向の線に対して20度の傾斜角θ
となるように構成している。このように構成した場合の
等電位線口は第2図のようになり、内部補助シールド1
4の先端の電界強度を一層小さくでき、真空容器7内の
耐電圧特性を安定させることができたものである。
第2実施例の構成にもとづいてさらに実験を重ねた結果
、内部主シールドと同心状で且つ真空容器の外側にも、
該内部主シールドと同電位の外部主シールドを設け、且
つ各々の先端を結ぶ線と真空容器の半径方向の線を結ぶ
角度が10’〜45°となるように設けることによりさ
らに耐電圧特性の安定を図れることが判った。
第3実施例 第3図は上記実験に基づいてなされた第3実施例(第2
発明に相当)を示す。同図において、内部主シールド1
3と同心状で、且つ真空容器7の外側に外部主シールド
9が封着金具4を介して設けられている。また、外部主
シールド19は内部主シールド13よりも長く設けられ
、且つ各々の先端を結ぶ線と半径方向の線のなす角度θ
8はほぼ40゛に設けられている。なお、内部補助シー
ルド14と外部補助シールド19の先端を結ぶ線と半径
方向の線のなす角度θがほぼ20°に設けられている点
は第2実施例と同様である。この第3実施例によると内
部主シールド13の固定電極棒8側の端部L3aの電界
集中は一層緩和され、第2実施例の場合よりもなお一層
の耐電圧性能の安定が図られた。また、外部主シールド
19の可動側電極棒9の端部は固定側と対称的に設けら
れている。
H1発明の効果 第1の発明によると、内部補助シールドの先端部の電界
緩和を図る外部補助ノールドを真空容器の外部に設けた
ので真空容器内にある内部補助シールドの先端部の電界
が緩和されるので、内部補助シールドに金属微細粒子か
付着しても電界によって透射することは防止され、真空
容器内の耐電圧性能は安定する。また第2発明のように
更に外部主シールドを併設することによりその効果は一
層向上する。
従って、本発明によれば真空インタラプタをアース電位
の金属タンク内に収納した場合においても、真空インタ
ラプタ単体の場合と同様な耐電圧性能を維持できる。こ
れにより、アース電位のタンク内に収納するだめの特別
の真空インタラプタを作る必要はなく、普通の真空イン
タラプタをそのまま使用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る真空インタラプタの第1実施例の
要部断面図、第2図は第2実施例の要部断面図、第3図
は第3実施例の要部断面図、第4図は従来の真空インタ
ラプタの要部断面図である。 1・・・アース電位の金属タンク、2・・・真空インタ
ラプタ、3・・・絶縁円筒、4a、 4b・・・封着金
具、5.6・・・端板、7・・・真空容器、8・・・固
定電極棒、9・・・可動電極棒、13・・・内部主シー
ルド、14・・・内部補助ソールド、16・・・外部補
助シールド、17・・・外部主シールド。 第2図 口 1−m−アース電イtつ食属タンク 2−  灸2インタチア1り 3−−一 艶4象P′I闇 4a、4b −−−ifiti 5.6−−− k畠枝 7一−−責ヤ番答 8−一一圓髭電榛碑 9−m−町動電福碑 +3 −−−   IQ’ 土ニーーツムlトご′14
−−− 内卯ン季′助シづ14” +6−−−   jL’JF神老h・ンール1゛19−
一−ダ#帥土シールド 第1図 口 第3図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁円筒の両端に結合した円環状の封着金具に各
    々端板を気密に固着して真空容器を形成し、各端板を各
    々気密に貫通する電極棒の内端部に相対的に接近離反す
    る一対の電極を設け、これら一対の電極を囲む中間電位
    の内部主シールドを絶縁円筒内に設け、前記封着金具先
    端の電界を緩和する内部補助シールドを封着金具と同心
    状に端板に設けて構成した真空インタラプタにおいて、
    前記真空容器の外部で且つ内部補助シールドと同心状の
    外部補助シールドを端板に設けて構成したことを特徴と
    する真空インタラプタ。
  2. (2)前記外部補助シールドの折曲げ部の内壁と絶縁円
    筒の外壁との距離を3mm〜30mmに設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の真空インタラプ
    タ。
  3. (3)外部補助シールドの軸方向寸法L_1と、内部補
    助シールドの軸方向寸法L_2と、 封着金具の軸方向寸法L_3と の関係を L_1=L_2≧L_3としたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の真空インタラプタ。
  4. (4)外部補助シールドの軸方向寸法L_1と、内部補
    助シールドの軸方向寸法L_2と、 封着金具の軸方向寸法L_3と の関係を、 L_1>L_2≧L_3としたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の真空インタラプタ。
  5. (5)外部補助シールドの軸方向寸法L_1と、内部補
    助シールドの軸方向寸法L_2と の関係がL_1>L_2で且つ 外部補助シールドの先端と内部補助シールドの先端を結
    ぶ線が半径方向の線に対して10〜40度の傾斜角とな
    るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の真空インタラプタ。
  6. (6)絶縁円筒の両端に結合した円環状の封着金具に各
    々端板を気密に固着して真空容器を形成し、各端板を各
    々気密に貫通する電極棒の内端部に相対的に接近離反す
    る一対の電極を設け、これら一対の電極を囲む中間電位
    の内部主シールドを絶縁円筒内に設け、前記封着金具先
    端の電界を緩和する内部補助シールドを封着金具と同心
    状に端板に設けて構成した真空インタラプタにおいて、
    前記内部主シールド及び外部補助シールドと各々同電位
    を持ち且つ各々と同心状の外部主シールド及び外部補助
    シールドを真空容器の外部に設けたことを特徴とする真
    空インタラプタ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010171A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Hitachi Ltd 真空スイッチギヤ
JP2009093922A (ja) * 2007-10-09 2009-04-30 Toshiba Corp 真空バルブ
JP2009193734A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Toshiba Corp 樹脂モールド真空バルブ
EP3217416A4 (en) * 2014-11-07 2018-07-04 Mitsubishi Electric Corporation Vacuum circuit breaker and direct current circuit breaker
WO2019115128A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungsleistungsschalter und verfahren zum elektromagnetischen abschirmen einer vakuumschaltröhre in einem isolator

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