JPS6237840A

JPS6237840A - 真空ヒユ−ズ

Info

Publication number: JPS6237840A
Application number: JP17550085A
Authority: JP
Inventors: 仙波　克秋; 狩野　正幸; 杉井　守
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1987-02-18

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、産業上の利用分野この発明は真空度低下の監視機能をもつ真空ヒユーズに
関するものである。

Ｂ０発明の概要この発明は真空容器内においてヒユーズエレメントが断
線する真空ヒユーズにおいて、第１の発明は真空容器を
形成するシールド筒体と電極棒との間に真空度低下初期
時に真先に放電する最長真空ギャップを形成したもので
ある。これによってシールド筒体の対地電位と電極棒の
対地電位を検出して真空度低下の検出を行うものである
。第２の発明はこの構成の真空ヒユーズにおいて、シー
ルド筒対の対地電位と電極棒の対地電位を検出し、かつ
その検出電位の波高値差にもとづいて真空度低下の有無
及びヒユーズエレメントの断線の有無を判定するように
したことにより、真空ヒユーズの真空度低下検出とヒユ
ーズエレメント断線検出が同時にできるようにしたもの
である。

Ｃ８従来の技術最近真空インクラブタの技術を導入した高電圧真空ヒユ
ーズが開発されるようになって来た。第８図はその真空
ヒユーズの一部を断面した構成図で、図中、■は金属（
例えばステンレス鋼）からなる筒体状のシールド筒体、
２ａ、　２ｂはシールド筒体１ρ径より細い筒体状の絶
縁スペーサ（例えばアルミナセラミックス）である。シ
ールド筒体１と絶縁スペーサ２ａ、　２ｂの一端は異径
結合部材３ａ、　３ｂで連結される。絶縁スペーサ２ａ
、　２’ｂの他端は端板４ａ、　４ｂで閉塞されて真空
容器５に形成される。真空容器５には端板４ａ、　４ｂ
から電極棒６ａ、　６ｂを気密に導入し、その両電極枠
６ａ、　６ｂの内端部には電極７ａ、　７ｂを所定の間
隔を置いて配設する。両電極７ａ。

７ｂ間にはヒユーズエレメント８を固着する。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点上記のように構成された真空ヒユーズの真空容器は真空
インタラプタの真空容器と比較すると構成が比較的単純
（気密シール部が少ない）であるから真空度低下の発生
のおそれも少ないが、万−真空漏れが発生すると真空に
よるアーク消弧能力が失われて、ヒユーズエレメントの
溶断時に電極間が閃絡状態になってしまう問題点がある
。　　　゛上記の他、真空ヒユーズではシールド筒体内
のヒユーズエレメントが溶断しているのかどうかを活線
状態のまま検出できることが要望され゛ている。

Ｅ１問題点を解決するための手段第１の発明はシールド筒体と電櫨棒との間に、真空度低
下初期時にまつさきに放電する最長真空ギャップを形成
したものである。′ 第２の発明は上記第１の発明の真空ヒユーズのシールド
筒体と対地及び電極棒と対地との間にそれぞれ各別に第
１．第２インピーダンス分圧器を形成し、両分圧器に得
られた電位差に基づいて真空度低下及びヒユーズエレメ
ントの断線の有無を判定するようにしたものである。

Ｆ３作用通電中、真空ヒユーズの真空度が低下すると最大のギャ
ップ寸法である真空ギャップの部分で放電が始まる。放
電が始まると系統線路の対地電位とシールド筒対の対地
電位との間の電位差に変動が生じる・。この変動を判定
部で検出して表示させる。また、ヒユーズエレメントの
断線の場合も前配電位差に変動が生じる。この変動を検
出して表示体に表示させる。

Ｇ、実施例以下この発明を図面を参照して実施例に基づき説明する
。

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図はこの
発明の実施例をヒユーズ取付装置に取付けた場合の構成
図で、第８図と同一部分は同一符号を付して示す。

第１図において、シールド筒体１の異径結合部材３ｂが
設けられる側の端部を軸方向（図示左方）に延長させ、
その延長部分１１が電極棒６ｂとの間で、真空容器５内
での最大の真空ギャップ長σを得るようにする。前記延
長部分１１の図示左端には円形状の絶縁板１２を設けて
真空容器５を形成する。１３はシールド部材である。真
空容器５の真空度は５Ｘ　１．３３３ｍＰａ以下の圧力
である。

上記のように最大の真空ギャップ長σとするのは高真空
中では類ギャップより長ギャップの方が放電開始電圧が
高いことが知られているからである。そこで、このこと
を利用して真空容器５の真空度が良い時点（リーク初期
）で真空度低下を検出し、その時点で真空ヒユーズを交
換すれば次のような場合にもヒユーズとしての機能を保
つことができる。すなわち、事故電流により真空ヒユー
ズのエレメントが溶断しても真空度が良い時点であると
アークを引くことがないため、問題は生じない。しかし
、真空度が悪くなってから検出したのでは、ヒユーズエ
レメントが溶断したとき、アークを引いてしまいヒユー
ズとしての機能が保持できなくなる。従って、最大の真
空ギャップ長ｅを真空容器５に形成し、後述のようにし
て真空度低下初期時点を検出する。なお最大真空ギャッ
プ長ρは真空容器５内の異電位部材間の最大距離とされ
る。また、異電位部材間で電子が飛行する場合、等電位
線と直行する方向に飛行するので、ここで述べる距離と
は厳密には電子の飛行距離を意味する。

上記のように形成された真空容器５は第２図に示すよう
にヒユーズ取付装置１４のホルダ１５ａ、　Ｉ５ｂ間に
装着される。１６〜１８はヒユーズ取付装置１４を構成
する支持碍子で、これら支持碍子１６〜１８の中で支持
碍子１７．　ｔａには後述する第１及び第２インピーダ
ンス分圧器１９及び２０が収納されている。２１゜２２
は系統線路に接続される導体で、導体２１は電源側、導
体２２は負荷側に接続される。前記支持碍子１７は真空
容器５のほぼ直下に配設され、前記第１インピーダンス
分圧器１９の一端は真空容器５のシールド筒体１に電気
的に接続され、またその他端は接地される。・前記支持碍子１８は図示のように配設され、第２インピ
ーダンス分圧器２０の一端はホルダ１５ｂに電気的に接
続され、またその他端は接地される。

前記第１及び第２インピーダンス分圧器１９及び２０は
同一構成であるか第１インピーダンス分圧器１９につい
て第３図により述べる。第１インピーダンス分圧器１９
はコンデンサＣ４とＣ６を直列接続した回路から構成さ
れ、そのコンデンサの直列回路の両端は碍子本体２３に
設けられたインサート金具２３ａと２３ｂに電気的に接
続される。インサート金具２３ａは真空容器５のシール
ド筒体１に接続され、またインサート金具２３ｂは接地
される。２４ａは碍子本体２３の所定個所に設けられた
端子で、この端子２４ａと前記コンデンサ鈷、Ｃ２との
共通接続点２５ａ間には表示体となる発光ダイオード２
６ａと整流用ダイオード２７ａとの逆並列回路２８ａが
接続される。発光ダイオード２６ａの発光状態は碍子本
体２３の外部から視覚できるように構成されている。な
お、２３ｃ。

２３ｄはインサート金具である。

第３図は第１インピーダンス分圧器Ｉ９の構成に関する
ものであるが、第２インピーダンス分圧器２０も同様に
構成されて支持碍子１８内に収納される。

そのときのコンデンサをＣ３，Ｃ４とする。また支持碍
子１８には発光ダイオード２６ｂと整流用ダイオード２
７ｂとの逆並列回路２８ｂが接続される端子２４ｂが設
けられている。支持碍子１７．１８の端子２４ａと２４
ｂは接続線２９で接続される。なお、第２インピーダン
ス分圧器２０の一端は負荷側の導体２２に接続され、他
端は接地される。

第４図は第２図に示した構成図の等価回路図で、第４図
において、Ｃｖはシールド筒体１と電極棒６ｂ間の静電
容量である。この第４図は真空ヒユーズのエレメント正
常時と真空度正常時の等価回路図で、このとき、図示Ａ
点とＢ点の電圧ＶＡ、　ＶＢは次式で表わされる。

２ＣＶＥＶＡ−□　　　・・・（１）Ｃ＋Ｃｔ＋　ＣｔＣｙ＋　ＣｖＣ。

Ｃ，ＥＶＢ＝□　　　　・・・（２）Ｃ３＋Ｃ４（１）、（２）式において、ＣＩＣ２ＣＶ及びＣ，Ｃ，
の値を選定してＶＡ−ｖＢとなるようにする。すなわち
、図示Ａ点とＢ点の電位差は零となるようにする。

一方、表示体である発光ダイオード２６ａ、　２６ｂの
発光条件式は次式で与えられる。

ＥＡＢ≧ＶＦ＋ＶＬＥＤ　　　　　　　　　　−（３）
但し、ＥＡＢ　：図示Ａ点、Ｂ点の差電圧波高値、Ｖ「
コダイオード２７ａ、　２７ｂの順方向電圧降下、ＶＬ
ＥＤ　：発光ダイオード最低電圧である。

上記（３）式のＥＡＥが零であると（３）式が満たされ
なくなるから第４図の真空度及びヒユーズとも正常時の
場合、発光ダイオード２６ａ、　２６ｂは発光しない。

第５図は真空ヒユーズのエレメント断線時と真空度正常
時における等価回路図で、この第５図においてＣＶｔは
第４図に示したＣｖと同じ静電容量であす、Ｃｖｔはヒ
ユーズエレメント断線による電極７ａ、７ｂ間の静電容
量である。この第５図の等価回路における図示Ａ点とＢ
点の電圧は次式で表わされる。

（１）、（５）式にＣ，〜Ｃ４及びＣＶＩ、　ＣＶ２の
値を代入するとＶＡｆ−Ｖｎになり、図示Ａ点とＢ点間
に電位差が発生する。この電位差ＥＡＢで（３）式が満
足するようになり、発光ダイオード２６ａ、　２６ｂは
発光する。

これにより真空ヒユーズの不良が判別できる。

第６図は真空ヒユーズのエレメント正常時で真空度低下
時における等価回路図で、第６図において、ＣＶに並列
接続された可変抵抗Ｒは真空度低下時の放電抵抗であり
、次式で表わされる。

上記第６図の等価回路における図示Ａ点とＢ点の電圧は
次式で表わされる。

（７）、（８）式＋：Ｃ＋〜Ｃ４及びＣｖ（７）値を代
入するとＶＡ≠ＶＢになり、図示Ａ点とＢ点間に電位差
が発生する。この電位差ＥＡＢで（３）式が満足するよ
うになり、発光ダイオード２６ａ、　２６ｂは発光する
。これにより真空ヒユーズの不良が判別できる。

上記した各等価回路の特徴を表に示すと次表のようにな
る。

表第７図は発光ダイオードを１個にしたときの実施例で、
この実施例はダイオードＤ、〜Ｄ４をブリッジに構成し
て、ダイオードＤ、、　Ｄ２のカソードを共通接続した
点と、ダイオードＤ、、　Ｄ、のアノードを共通接続し
た点に発光ダイオードＬＥＤを接続し、図示Ａ点、Ｂ点
を第４図のＡ点とＢ点にそれぞれしたものである。この
第７図の実施例では発光ダイオードＬＥＤが１個で良い
。

Ｈ１発明の効果以上述べたように、この発明によれば、シールド筒体と
電極棒との間に真空度低下初期時に放電する最長真空ギ
ャップを形成したので、真空ヒユーズの真空度低下が簡
単に検出できる。また、第１、第２インピーダンス分圧
器を用いて系統線の対地電位とシールド筒体の対地電位
の差を検出比較し、その電位差にもとづいて真空度低下
の有無及びヒユーズエレメントの正常、異常を判断する
ようにしたので、真空ヒユーズの真空度低下またはヒユ
ーズエレメントの断線検出表示が常時監視が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図をヒユーズ取付装置に装着したときの概略構成図、
第３図は第１インピーダンス分圧器の構成説明図、第４
図はヒユーズエレメント及び真空度とも正常時の等価回
路図、第５図はヒユーズエレメント断線で真空度正常時
の等価回路図、第６図はヒユーズエレメント正常で真空
度低下した時の等価回路図、第７図は発光ダイオードを
１個にしたときに実施例を示す回路図、第８図は真空ヒ
ユーズの従来例を示す一部を断面して示す正面図である
。 ■・・・シールド筒体、５・・・真空容器、７ａ、　７
ｂ・・・電極、８・・・ヒユーズエレメント、１１・・
・延長部分、１２・・・絶縁板、１３・・・シールド部
材、１６．１７．１８・・・支持碍子、１９・・・第１
インピーダンス分圧器、２０・・・第２インピーダンス
分圧器、２６ａ、　２６ｂ・・・発光ダイオード、２７
ａ、　２７ｂ・・・整流用ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シールド筒体の両端を絶縁部材で閉塞して真空容
器を形成し、この真空容器の両端絶縁部材から電極棒を
気密に導入し、これら電極棒の各内端部に所定の間隔を
隔て電極を設けるとともに両電極間にヒューズエレメン
トを設けてなる真空ヒューズにおいて、前記筒体と電極
棒との間に、真空度低下時に放電する最長真空ギャップ
を形成したことを特徴とする真空ヒューズ。
（２）シールド筒体の両端を絶縁部材で閉塞して真空容
器を形成し、この真空容器の両端絶縁部材から電極棒を
気密に導入し、これら電極棒の各内端部に所定の間隔を
隔て電極を設けるとともに両電極間にヒューズエレメン
トを設けてなる真空ヒューズにおいて、前記筒体と電極
棒との間に、真空度低下時に放電する最長真空ギャップ
を形成し、前記筒体と対地及び前記電極棒と対地との間
にそれぞれ各別に第１、第２インピーダンス分圧器を形
成し、第１インピーダンス分圧器を介して得た系統線路
の対地電位と、第２インピーダンス分圧器を介して得た
筒体の対地電位とを波高値について比較し、その波高値
差にもとづいて真空度低下の有無及びヒューズエレメン
トの正常、異常を判定する表示体とを有してなる真空ヒ
ューズ。