JPS6243530A - 真空インタラプタの真空度低下検出装置 - Google Patents

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 この発明は真空インタラプタの≦中度低下検出装置に関
するものである。

Ｂ９発明の概要 この発明は中間シールドケ備えｔ真空インタラプタの真
空度低下検出後体装置ｔにおいて、中間シールドと固定
側又ｒｔｏＴ動側りいずｒｔ、が一方の系統ＩＣ位部材
との間に真空度低下時であってかつしゃ新町Ｍｅな１を
空領埴で放電する。ＩＬ空ギャップｒ形底し、そりギャ
ップが放心したときの数域光線ケ検出器で構出すること
にエリ、 凰空度低下？＆ｌ実に検出し、しがも真空度が１だ、へ
い時点（１ン一りＬＪ）初Ｊｃ１１）で検出できる。ま
九曲′１中において常時真空度ＶＭ硯ケ行うことができ
るようにしｔものであって、真空度低下検出後にあって
もしゃ断できる工うにしたものである。

Ｃ０従来の技術 本来、直空インタラプタは、他の開閉器具に比ベイ気的
にも機械的にも長寿命であり、保守点検がほとんど不要
である。しかし、しゃ断ＵＯａり増大に伴う真空度低下
Ｖｒ７ＪＯえ、非常に稀ではあるが、ベローズや気密接
曾部等から鼻空噌ｎして真空度が低下することがある。

真空インタラプタ（４流しゃ断部）に、その真空度低下
ｉｃ！１１＋真空しＪＰ断器としてｖしゃ断性能が低下
し、ひいてはしＪＰ訪不能に至る。し友がって、そりＩ
Ｌ空度デ定期的にま九は常時点検することが要求さｎて
いる。しかも、真空インタラプタは、挿作機構と組立て
らｎて真空しやＩｆ’ｒ器を構成しｔ後、通電状幡で真
空度ケ正確かつ簡ｉｌｌ！に検査し得ることが１ｊｌま
ｎでいる。

−万、真空インタラプタｖ）　ｌ　’ｉ！　ＫとＩＬ空
ギャップの放電開始電圧とは、第３図に示す工うに、パ
ッシェンの法則に近似しｔ関係にある。第３図は、横軸
に１を空インタラプタ内部圧力、縦＠に放電開始電圧ｔ
とつｔもので、図中実録（一部＠線）口はＩＬ空ギャッ
プがＨｏｗＱ場甘Ｑ特せケ示す、第３図から判るエラに
、真空インタラプタ内ＬＤＪｔ空度が１０４％Ｈｇ（１
１３３ｍＰａ）以下の高真空であｎば放電開始電圧は非
常に高い。しかし真空度が劣化して１０−１鵡ｕｇ（ｌ
ａ、３ａｐａ）程度になると５００ｖで閃絡してし１う
。

従来こＬＪ）　Ｌうな法則？利用して、真空インタラプ
タり真空度低下音検出する手段が知らｉしており、その
−例１目図、第５図に示す。

先ず第４図に示すも（Ｌ）は、中間シールドの対地電位
上昇ｈａ出して！空度？判定しょうとするものである。

同図において１ｄ！空インタラプタ、２に中間シールド
であり、この中間シールド２μ固定胤惟１５４　ａ　’
ｐ町勤電億＠４ｂ等の系統電位部材（系統電路と同電位
を有する部材）とは絶縁して設けらｎている。２１はイ
ンピーダンス、２２は検出器であ０１中間シールド２は
インピーダンス２１及び検出器２２會ベローズを介して
大地ＶＣ接続さｎている。３ａ。

３ｈは補助シールド、４０はベローズ、４１ａ。

４１ｂは金属端板、４２ａ１４２＋’ｌは電像である。

１几４３ａ、４３ｅ＋は絶縁筒、４４は封着金具であり
、金属端板４１ａ、４１ｅ１と共に真空容器？構成して
いる。

こＶ工うな構成においては、真壁劣化が生じ九場曾、中
間シールトンと系統電位部材との関ｖ伯縁は破壊さｎ、
中間シールド２Ｑ電位はほぼ系統電位まで上昇し、その
結果検出器２２に１気信号が供給さｎｌこうして翼２２
！度低下を検出することができろ。

ところで、ｘ’ｔｉインタラプタにあっては開惚時にお
ける耐シ圧特性の向上７図る九め、電界分布状態が固定
側と可ＩＩＪ＠とでほぼ対称となる工うに構成さｎてい
るりが一般的である。即ち、中間シールドラと補助シー
ルド３ａ＊３ｂ、金Ｊ！Ｉｌ！！板４１ａ、４１ｂ停と
０間の真空ギャップ′は固定側と可動側とで同一寸法ギ
ャップとなっている。

こりｔめ［、第４因り手段では、固定側と可動側とは先
述し九りうに対称形にｓ取さｎているので、はぼ同じＩ
Ｌ中空度中間シールドラと固定側及び可動側の両者との
間で夫々放電？生じてしまう。

従って九とえしゃ断可能な真空領砿で真２２！度低下ケ
ゆ卸し、操作機構（図示省略）？作動させて電他４２ｎ
、４２１：＋’ｉ開憔しても固定側と可動側とは中間シ
ールド２？介して閃絡しているので、結局電流？しゃ断
することができない。

−にこｃｔ）工うな間魂点に加えて、中間シールド２の
みの電位上昇にもとづく検出であるから、系統電路の電
圧ｆ動等の影響ｒ避けるためには、中間シールド２ｖ対
地電位Ｅ、がほぼ系統電圧＆。

Ｋまで上昇し九時点で検出する工うにしておかねばなら
ない。こり几め、真空度低下會検出した時点で４もはや
定格負荷電流さえもしゃ断することができないほど真空
度は低下しているのが現状であつ九。

まｆｌ：、＄５図に示すもＣＤは電像４２ａ、４２ｔ’
を間ｒ開き、その状態で電圧を印加すると共に電圧の比
較に工って真空度低下り有無を判定しＬうとするもので
ある（特公昭５１１−１１４号公報参照）。

即チ同図においてＣｖは開路状態のｘ９インタラプタの
キャパシタンス、ＣＡ、ＣＢ　　は夫々固定電他１１４
ａ及び可ｗＪ′ｌＥ憔棒４１）（ｆＪ対地キャノくシタ
ンスである。今真空インタラプタｌが開路０状態で、Ｏ
ｎに対地１圧Ｅｏ　Ｗｅ印加したとすると、ｎ−ｅｆｉ
Ｊ１ｖ端子１圧ＥＪＩ　（ｊ、　ｇａ　＝＝　Ｅ。

ｂ−ｅ関の端子電圧ｇｎ　ｒｘ　３５＝　−□　ｇ。

Ｃｖ＋ＣＢ となる。即ちＥａ＞Ｅｌｔである。しかしｌＥ′ｇ！イ
ンタラフタｌが［窒不良であるとａ−ｂ［はアーク族′
４となって導通し、しかもこり場付のアーク電圧は数１
ｎｖ以下で印刀口電圧ＥＯに比して十分小さいのでＥａ
中Ｉｎとみなせる。従って１空インタラプタ開路υとき
にＥａ＞Ｅ５なら正常であり、　ＥａキＩｉｂならＪＥ
９！不良であると判定できる。尚冥際には安全性等の点
から各端子電圧にコンデンサ分圧器で測定する工うにし
ている。

しかしながらこのような手段では、開他状態で検出を行
っている九め通電中の常時真空度監視ができないという
問題点がある。

ところで、第４図と第５図との技術で曾せ九状悪、すな
わち、第４図において中間シールドＣＩ）を位υみでな
く、系統電位ｔｉｊ慮して、中間シールド電位と系統電
位とり両者に基づき、ｊｃ空匿を判定することｉ試み友
。

つまり、系統電位を考慮してこ′ｎ′ｊｒ基準にして中
間シールド電位を検出することに工っで、１圧変動の悪
影響をなくそうとするもＶである。

しかしながらこ（ｔ）！うなことに工っても、第４図に
示す手段の場合と同様な問題が生じ禽。即ち固定−と可
ｓｇａとが対称形に構成さｎていることから、はぼ同じ
真空度で中間シールド２と固定側及び可動側の両者との
間で夫々放電管生じてし！い、１憔４２ａ、４２ｂ＠開
憔しても、結局中間シールド２を介して固定−と可ｍｌ
１１１１との間で閃絡が起こ１１７１１！流會しゃ断す
ることができない。

■発明が解決しょうとする問題点 壜上Ｖ工うに従来技術では■真空度低下に伴いほぼ同じ
真空度で中間シールドと固定側及び可動側の両者とり間
で夫々閃絡してしまうことから真空度低下検出しても負
荷電流ｔしゃ断できない、■通電中り常時真空度監視が
できない。２いう間ｄ点がある。

Ｅ０間照点を解決するための手段 本発明者等は、ｘｇ！インターラックにおける放置現象
につき検討しｔ結果、第２図に示す時性を得九〇第２図
は、横軸に真空インタラプタ内部圧力、継軸に放電開始
１王ｔとつ九ものである。第２図中、実１ｊｌｒｎ１．
１１［ｍ２お工び実線ｍ　３　ｎ、そｎぞｎｌを空ギャ
ップＡ、Ｂお工びＣの特性で示すもので、Ａ＞Ｂ＞Ｃり
関係にある。

一般に、長ギャップは短ギャップエりも放電開始電圧が
高いことが知らｎてい九が、このことは、第２図から判
るように、高真空又は大気圧近傍でＶ現象であり、１　
ｆ’ｌ”２ＷＨｇ　（１，３３３Ｐａ　）前後り領域で
は、逆に短ギャップの方が長ギャップ二つも放電開始電
圧は高くなっている。短ギャップに、そりＩ　Ｑ”ｓｓ
Ｈｇ　（１，３３３Ｐ　ａ　）前後の領域で十分な耐電
圧を保有してい几。

こり発明はこＶＸうな知見にもとづき、先ず金属性の中
間シールドｙｔ憔に対し絶緻して設け、この中間シール
ドと固定側又は可ｗＪ側のいずｎか一方の系統電位部材
との間に真ｇ！度低下時であって、かつしゃ断可能な真
空領域で放電する′ＷＪ１真空ギャップ？形成する。上
記第１真空ギヤツプで放電しｆＦ、際の放電光はガラス
面体の外周に設けられた受光部で検出して光ファイバに
工９検出器に導びか１％検出器で第１真空ギヤツプの放
電光を噴出し几ときにじゃ命令ケ送出さぜる工うにしｔ
ものである。

２１作用 通電中に真空インタラプタｃｏ１ｇ！度が低下してくる
と、しゃ断不能領域に至る前に固定側又は可ＩＤｎいず
ｎか一方に設けている第１真空ギヤツプ（長ギャップ）
の部分で放電が始まる。このとき、ｇ＊ｘ空ギャップ（
短ギャップ）では族１ｔｔ−生じず、＠２ギャップが１
ｓｘｘ空ギヤツプの放電に誘発さｎて放電することはな
い。前記第１真空ギヤツプで放電することに工り、そり
放電による筒体の螢光あるいは直接光會受光部で検出し
て光ファイバにＬＱ検出器へ導ひく。こ１ＮＩＣ工り検
出器で真空度低下が直ちに横出さｎる。そして名１真空
ギャップυみが放電している段階で検出するりで、その
横出直後に電惟を間物すｎば′１流ｒしゃ断することが
できる。

Ｇ、％流側 以下この発明企図面に示す実施例に基づき説明する。

第１図はこの発明の実施例？示す回路図であり、第４図
と同一部分は同一符号ｒ付して示す。こり実施例では、
補助シールドａａＵ軸方同の長さｔ小さくし、中間シー
ルド２の固定端板４１ａ＠。

端部を補助シールド３ａｖ端部工つも軸方向に十分長く
突出させて、その突出部分が補助シールド３ａ＠ｉｊさ
むことなく＠ＩＩＣ空ギャップ／１？介して直接固定に
極１１４　ａと対向するように槽底している。前記第１
Ｘ２！ギヤツプ１１リギヤツプ長は、翼′ｇ！度低下時
であってしゃ断可能な真空領域で放電する長さであり、
真空インタラプタ１ＦＦ３ｖｊ！区立部材間（Ｌ）最大
距離とさｎろ。

なお、異電位部材間で電子が飛行する場合、等電位線と
直交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１１１１−意味する。

図中４ｂは可動電極棒である。ｇ！は第２翼窒ギヤツプ
であり、　ｔ：、＞ｔ、関係である。

４５ｑ＋４５ｂｌ’！ガラス絶縁＠ａ３ａ、４３ｂυ外
周の端部に′Ｍ看して設けら１ｒＬｔ受光部で、こＶ受
光部４５ａ、４５ｈには元ファイバケーブル４６　ａ　
＊　４　Ｒｔｓの一端がｍ続さｎｌその他端はフォトト
ランジスタ等からなる光−電気ｆ換器（図示省略）が収
納さｎ比検出′ａ４７に接続さｎる。

検出器４７は受光部４ｓ６から入力さｎる光線があつ几
ときだけ、すなわち、しゃ断可能な真空領域における直
空度低下時だけ１１１号ｒしゃ断金雪部４８ＩＣ供給す
る。しゃ断金４ｅｒＢ４８は前記信号があったとき警報
を送出し、て真空度が低下し九ことｗｔｌｉ知する。

なお、第１図中、４９はモールド部材で、こりモールド
部材４９で真空容器？被覆すｎば、受光＠　４５　ａ　
、　４５　ｂに不要な光線が侵入しなくなる利点がある
。５１１Ｔｒｉ放電エネルギー７バイパスするコンデン
サ、５ｌｉｊ負荷である。

次に上記実施例０作用について述べる。

系統電路に介挿されているｘｑインタラプタ１ｖｘｒ１
２度が正常なときＶＣは第１．第２真空ギャップｉ、、
ｉ、間に放電が生じないので、検出器４７からは信号が
送出されない。ここで真空度が低下すると、中間シール
ドラと固定ＩＥ憔１１１４ａとの間の第１真空ギャップ
ｊ、にて放′１し始める。（”Ｕ理由については、第２
図に示すパッシェンカーブのｌＯ鵡ＨＨ＄後の領域では
、ギャップ長が大きいところから放電する特性になって
おり、前記第１ＪＥ空ギヤツプ’Ｉｒ’ｓ真空インタラ
プタ１内のａ１１Ｌ１部材間の最大距離とさｎている九
め、こり５ｇ１ＪＥ空ギャップｌ、にてｌＩｋ初に局部
的に放電し始めるのである。こ０ときの放電にＬる絶１
１１［４３ａ（この面体はガラス製である）の螢光光線
あるいは放電のＩ［接光綴が受光部４５ａで受光さｎる
。受光部４５ａは受光し九九綴デ光ファイバ４８ａ會介
して検出器４７（／Ｊ端子人に供給する。

検出器４丁の端子人に受光光線が与えらｎ、＊とき検出
器４７框しゃ断金令部４８に信号會洪給する。

しゃ断金帝都４８は検出器４７から信号が供給さｎると
出力Ｖｃ１ｉＦ＄１１−発して真空度低下の判定Ｋｆ用
する。なお、上記の場合検出器４７ｖｆｌｌｌ子Ｂ１’
Ｃは入力光線が到来しないが、そｖ熾子Ｂ＆Ｃ光線が到
来し九ときには第２真空ギヤツプｌｔが放電し九ときだ
けである。第２ｘ空ギヤツプ１１が放電するのは前述し
たＬうにしゃ断不能となる１で真ｇ！度が低下したとき
であろから、検出器４７Ｃ／）ＳＩＩＩ子Ａ、Ｂともｙ
ｃ’ｉｔｍが到来し九ときには、例えば補助開閉器等を
用いてその旨を報知させる。

上述の検出６４７の動作状態を表に１とめると次表にな
る。

表 上記実施例では、固定電ａｌｌａａと中間シールドラと
の間に前記最大距離？もつ九ギャップを設けているが、
この発明では、固定側及び町！＠側での閃Ｍｋａけるこ
とから固定Ｗまｔに可動側りいずｎか一方であｎば、電
惚俸に限らず金属増板４１ａ、４１ｂ等の系統電位部材
と中間シールド部材２との間に、真空度低下時であって
、がつしや断可能な真空領域で放電する第１真空ギャッ
プケ設ける構成としても工い。なお、この発明では閉極
状態に限らず開極状態で横出會行うこともでき、この場
曾には固定側又は負荷のどちらかの光電ｓ９ｍとなる９
１４ｆＣおいて前記第１真空ギヤツプ？設ける・６要が
ある。ま之、上記１！施例では第１゜＠２真空ギャップ
り放電光に！出する１曾について述べて米九けｎども、
長ギャップであるｔＪｃｘｌＬ空ギャップにおける放電
光を検出するだけで十分である。こｎはｘｇ！度低下の
リーク初期時は比較的スローリークであることが多いか
らである。

Ｈ０発発明効果 以上述べ九！５に、こり発明にＬｎば、中間シールドと
固定側又は可動９Ｉりいずｎか一万〇系統電位部材と０
間に、真空度低下時であって、かつしゃ断可能領域で放
電する第１Ｋ空ギヤツプ會形成しているＯで、真空度低
下のリーク初期（高真空）時に固定側か可動側かの一方
で放電を生じる。

この放電による光ＩＲ’を検出器で検出してしゃ断金愉
ゲ送出させる工うにし九〇で、真空度低下りリーク初期
時を悶えることができる几め、便用電圧範囲（定格しゃ
断可！！！電圧）エリも高い耐圧ケもつ九真空度領域で
対応でき、Ｘ９度低下り検出後にしゃ断することができ
る。ま几、開極状態で真空ｆｔ下を検出できるから、通
電中の常１＃Ｆ真空度監視ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例ケ示す構成説明図、８；ｇ２
図に真空ギャップ長が異なる場曾の真空度と放電開始電
圧とり関係？示す曲線図、第３図はパッシェンの法則？
示す曲線図、第４図お工び第５図は各々従来の真空度低
下検出装ｖ（Ｄ原理勿示す原理図である。 ｌ・・・真空インタラプタ、２・・・中間シールド、Ｊ
　ａ　＠　３　Ｄ・・・補助シールド、４ａ・・・固定
［憔俸、４１）・”可ａｔｅ欅、４３ａ＊４３１）・・
・絶ｍ面、４５ａ、４５ｂ・・・受光部、４６ａ、　４
ａｂ・”元ファイバケーブル、４７・・・検出器、４８
・・・しＪＰＩ！！ｌ？命智部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス筒体の両端を端板で閉塞して真空容器を形成し、
   この真空容器に一方の端板から固定電極棒を気密に導入
   しかつ他方の端板から固定電極棒に接近離反自在の可動
   電極棒をベローズを介して気密に導入し、これら両電極
   棒の各内端部に対をなして接離自在の固定、可動電極を
   設けるとともに、 真空容器内に少なくとも前記電極の外周を囲繞する金属
   製の中間シールドを電極に対し絶縁して設けて成る系統
   電路開閉自在の真空インタラプタの真空度低下を検出す
   る装置において、 前記中間シールドと固定側又は可動側のいずれか一方の
   系統電位部材との間に真空度低下時であつてかつしや断
   可能な真空領域で放電する第１真空ギャップを形成し、 第１真空ギャップで放電した際の放電光線をガラス筒体
   の外周に設けられた受光部で検出して光ファイバケーブ
   ルにより検出器に導びき、検出器で第１真空ギャップの
   放電光線を検出したときにしや断命令を送出させるよう
   にした真空インタラプタの真空度低下検出装置。