JPS6313219A - 真空インタラプタ - 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】 人、産業上の利用分野 この発明は、いわゆる縦磁界印加方式の真空インタラプ
タに関する。

Ｂ０発明の概要 この発明は、１対の電極間に発生するアークに対し、こ
几と平行な軸方向破界（縦磁界）を印加する円弧部を具
備するコイルを電極の背部に配役しｔ真空インタラプタ
において、ＰＴｉ前記電極のアーク拡散部と前記コイル
の円弧部中間点とを軸方向に位する低導電率の材料から
なる補強ピンを介して結会し次ことにより、大成流しゃ
断時における電極（アーク拡散部）周辺の変形を防止し
て、しゃ断性能及び耐久性を一段と向上し友もσ）であ
る。

Ｃ１従来の技術 真空インタラプタは、真空容器１円にその軸線上に位置
せしめて１対の電％ｎ２，２を相対的に接近離反自在に
導入し、各電極棒２のＶ′３１部に対をな丁電玉３，３
を絶縁スペーサを弁径せしめ工機械的に固着し、各を極
１１２とｔ罹３とを電極３の背部に配設しかつｔＱＬ禅
２に流れる幅方向（第５図におい℃上下方向）の電流ケ
１＆隠棒２タ中心とするループ電流に変更して縦磁界を
発生するコイル４　、４により電気的に接続して概略構
成している。

てなわち、ｇ９容器１は、ガラスまたはセラミックスか
らなる円面状の複数の絶縁面５，５を両備に固着し念コ
バル等からなる薄肉円環状の封着金具６，６．・・・の
−万ン弁し接合して１本の絶縁面とするとともに、その
両開口端を１也万の封着金具６，６ン介し円板状の金属
端板７．７により閉塞し、かつＩ’３部を高真空に排気
し工形成さ几ている。そして、真空容器１内Ｖｃは、前
記各ｆｔ電極棒がそ几ぞｎの金属端板２の中央から真空
容器１の気密性ケ保持して相対的に接近離反自在に導入
さｎている。

なお、一方（第５図において上方）のｔ惟棒２は、−万
の金属端板７に気密に挿着さｎているものであり、他方
の１５Ｃ極１１２は、金属ベローズ８ケ弁し真空容器１
の気密を保持して他方の金属端板７タ軸方向へ移動自在
に挿通さｎているものである。ま九、第５図において９
お工び１０は畑シールドおよびベローズシールド、１１
は主シールド、１２は補助シールドである。

前記各を極ｌＩ２の内端部には、第６図および第７図に
示すよ）に、　Ｃｕの如く高専を率の材料からなるコイ
ル４が設げである。コイル４は電極棒２の直径エリ適宜
大径の円板状の取付ペース４ａと。

取付ペース４ａの外周の相対する位置から半径方向（第
７図において左右方向）外方へ延在する２本のアーム４
ｂと、各アーム４ｈの端部から取付ペース４ａを中心と
し同一方向へ円弧状に彎曲し九円弧部４Ｃとからなるイ
分流タイプである。このコイル４は取付ペース４Ｉ！１
の一万（第６図において下方）の面に形成し之凹部１３
を介し電極棒２の端部にろ）付結合さｎている。

そして、コイル４は、′電極ｎ２の内端外周にろ５付に
より嵌着し九リング状σ）取付部１４ａと。

取付部１４ａの外周から半組方向外方へ放射状に延伸し
た複数の支持腕１４ｂと、各支持腕１４ｅｌの端部な連
結するリング状の夷持部１４ｃとからなるコイル補強体
１４と６５付されて補強さ几ている。

なお、コイル補強体１４は、ステンレス鋼の如く機械的
強度が大でかつ低導を率の材料からなるものである。

前記コイル４の取付ペース４ａの他面には円形の凹部１
５が設げら几ており、この凹部１５にｉ工。

ステンレスｗ４またはインコネルの如く１慶械的彌度が
大でかつ低導を率の材料により短円面状に形成し念絶縁
スペーサ１６が、その一端に形成し次小径７ランジ１６
ａ９（′１″しろう付により固着さ几ている。そして、
絶縁スペーサ１６の北端に形成し九大径フランジ１６ｂ
には、銅の如く高導電率の材料により形成さｎ念アダプ
タ１７が、取付ペース１７ａの一面に設は之凹［１８を
ブｒしろう付により嵌着されている。このアダプタ１７
は、絶縁スペーサ１６の大径フラ゛ンジ１６ｂより適宜
大径にしてかつ絶縁スペーサ１６の内径とほぼ同径の透
孔を有てるリング円板状の取付ペース１７　ａ　ト、取
付ベース１７ａの外周の相対てる位置から半径方向外方
へ延在し九ｚ本のアーム１７ｂと、各アーム１７ｂの端
部からコイル４の円弧部４Ｃとほぼ等しい曲率半径にし
てかつこｎとは逆の同一方向へ適宜の長さで円弧状に彎
曲し交円弧部１７ｃとで形成されている。

アダプタ１７は電極３とコイル４との電気的接続！電極
３の背面中央付近で行なうｔめのもので、各円弧部４Ｃ
のｇ！ｍ邪に設は几凹部１９に一端ｌろう付により挿着
し九通電ピン２０の他端？コイル４の円弧部４ｃの端部
に設げた軸方向の透孔２１にろう付により挿着でること
により、コイル４と１気的に接続さｎている。

前記アダプタ１７には、コイル４の直径とほぼ同径に形
成さｎ７？：前記１！極３が、背面中央に設げ友凹部２
２χＩＦ　Ｌ、取付ペース１７ａに嵌合さｎろとともに
、ろう付にエリ取付ペース１７ａ、各アーム１７１）お
よび円弧部１フＣと接合されている。

１極３は、薄肉円板状に形成さｒＬｔアーク拡敢部３ａ
と、このアーク拡散部３ａ中央に設げ之凹部２３にろう
付により嵌着しｔ接触部３ｂとで形成さＴＬ全全体して
薄肉円板状に横取さｎ℃いる。

そして、接触部３ｂは、ｌＡＣ３で５０〜６０％の導電
率ケ有てるＣｕ−Ｃｒ−Ｍ、：＋　　合金により形成す
るとともに、アーク拡散部３ａは、ＴＡＣ８で８〜１１
Ｘの導１率！有しかつ少なくともＣｕ、ＦｅおよヒＣｒ
を含有する材料により形成しである。

なお、接触ｓ３ｂは、うず直流の発生を低減する几め、
その直径り、をアーク拡散部３ａの直径ＤＩ（’）２０
〜６０％程度としかつ薄肉に設けるとともに、アーク拡
散部３ａの肉厚ｔは、うず電流の発生を防止てろ点から
できるだけ４くしである。

Ｄ０発明が解決しようとでる問題点 ところで、前述のような縦磁界印加弐〇ｆｃ空インタラ
プタにおいては、１１！極径が同径の場合には印加電圧
が高いほどしゃ断可能心流は低下する傾向にある。この
理由は、印加電圧が高いほど、しゃ断時のＴＲＶが高く
、（例えば８４ＫＶの場合ピーク電圧）ｊ　１４４ＫＶ
、　１４５ＫＶノ場公ビーク電圧は２４８ＫＶ）このピ
ーク電圧値に財ないと閃絡し、結果し中断失敗となる。

この対策としＣは、電極径を大きくてることが考えらｎ
る。すなわち、電極径を大きくてれば、電極面積が増加
し、単位面積当りの電流密度が低下するので、１僅表面
の溶融による荒几もほとんどなく、結果として勤耐電圧
特性が低下せず、ＴＲＶに耐えろことができるからであ
る。

ま几電極径が大きいと、アークの不安定さにより片寄り
が（外部回路の影響、゛１極形状、ｆ４甑表面状態ｌＣ
工り）発生しても、面積が広いために、しゃ断性能の低
下が少ない利点がある。

しかし、に磁界ｔ１：０７Ｊｏシている場合には、一般
的に電極径ケ大きくすると、）ず′電流が発生し、こｎ
ＩＣよりしゃ断性能が低下する間遠がある。−方厚みな
薄く丁ｎば、径が大きく℃も、うず電流の発生を防止す
ることが知ら几ている。

このことから大径になるほど薄くするように成さｒＬ工
いる。

例えば、ＴＡＣ８ＩＱ％程度の材料の場合、１００φ　
　１０鵡以下 １２０φ　　　６　〃 １４０φ　　　４　〃　である。

他の対策としては、 ■極間ギャップを広げることが考えろｎるが、長ギャッ
プにすると、磁束密度の低下が生じるので、しゃ断性能
の向上には限界がある。

■しゃ断スピードを扁〈することも考えろｎるが、開閉
時の＃撃が増し、耐久性が著しく低下し、実用的でなく
、シゃ断性能の向上には限界がある。

そこで、前述の第６図に示す構造にて、アーク拡散部を
Ｄｓ”１２０謡　ｔ＝４鵡に形成して実験し友、なお接
点は、ｌＡＣ３５０〜６０％のＣＩｌ　−Ｍｏ−Ｃｒ、
アーク部は、ｌＡＣ３８〜１１％１７）Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃ
ｒ　　で形成し、印加電圧は１４５　ＫＶ　ｒ、ｍ、ｓ
である。

ところが、実験の結果、数回を工３０〜４５　ＫＡｒ−
ｍ、ｓ　　ｖしゃ断できたが、そｎ以後は、２５ＫＡの
電流もしや断することができなかつ７？、、なお、条件
を変えて実験したところ、表に示″ｆ電流を１０１’１
回以上しゃ断でき念。

そこで上記Ｄ１＝１２０鵡、ｔ＝４騙σ】アーク拡散部
３ａｇ備え次真空インタラプタを分解して調べ友ところ
、第８図中のＡ、Ｂの部分が、第９図に示てように相手
電極側にわん曲して、平滑面であつｔ当所の形状がそこ
なわｎ、わん曲しｔ内部相互が相手電ｊと接触して発弧
していることが判った。その原因は、を極が薄くなつｔ
ことから、強度的に弱くなつ几ことに加えて、 ■開閉時の衝撃 ■しゃ断開極時における大ｔＲ，の吸引作用θしゃ断時
のアークの片寄りによる局部加熱が作用して電極に変形
が生じてわん曲してしまり几ものと考えらｎる。この問
題は、アーク拡散部３ａの外径（Ｄ、）が大きく、且つ
厚みＩｔｌが薄い場合に生じ、ｔ／Ｄ、＝約１／２０以
下の場合に顕著に発生することが曾せて判った。

そこで、この発明は、電極の変形を防止し、高電圧及び
大電流のしゃ断なＮ冥かつ安定して行うことができろ縦
磁界印加方式のＸ？インタラプタを提供でるものである
。

Ｅ１問題点ｌ解決する几めの手段 この発明は真空容器内に１対の゛１極棒！相対的に接近
離反自在に導入でるとともに、各電極棒の内端部に接触
部と薄肉円板状のアーク拡散部とからなる成極ン機械的
に固着し、前記各１ｃ極と′Ｉｔ極棒と！電極の背部に
配設されかつ電甑帰に流几る１流ｔ″心極ａを中心とす
るループ電流に変更して軸方向の磁界を発生でる円弧部
を具４Ｊ１するコイルによりそれぞ几電気的に接続して
なる真空インタラプタにおいて、前記電極のアーク拡散
部と前記コイルの円弧部中間点とｔ低導を率材料からな
り且つ軸方向に位する補強ピンを介して連結しである。

７１作用 各１屡のアーク拡散部は、補強部材ケ？してコイルに連
結される。これにエリ、電極の径を大きくしてその肉厚
Ｙ４＜Ｌ、ても大電流しやＩｒｒｉｌ＃に電極のアーク
拡散部が彎曲変形することがなく、確実かつ安定したし
ゃ断が行わｎる。

Ｇ、実施例 以下、この発明を第１図〜＠４図に示す実施例に基づい
て詳述する。なお、従来の構成と同一部分は同一符号を
付し、第５図の真空容器１等は援用して説明する。

第１．４図において、真空容器１円に接近離反自在に導
入し７ｔ１対゛の電極棒２，２の内端部にコイル補強体
１４を介してコイル４を固着しである点、こび】コイル
４に絶縁スペーサ１６と通電ピン２０を介してアダプタ
１フχ固着しである点、このアダプタ１７＆ｔろう付げ
により電極３を固着しである点ハ前記従来と同様である
。

ここで、前記電極３のアーク拡散ｆｌｓ３ａとコイル４
の各円弧部４ｃの中間点とをステンレス鋼、インコネル
合金等の低導電率材料からなる補強ピン２４によりそれ
ぞ几連結しである。

詳述すると、前記コイル４の各円弧部４ｃの円弧長さの
略中間点は、藁２図及び第４図に示す工うに内側に円弧
状に突出しており（この突出部分を図中符号４ｄで示す
）、該各突出部４６に＠方向に穿設しｔ孔２５が設は工
ある。６孔２５とアダプタ１７と各円弧部４とｖｔ電気
的接続する通電ピン２０が嵌合する透孔２１とは略９０
度間隔で設けらｎている（第３図参照）。また、前記各
突出部４ｄの孔２ＦｉＫ対向し友１Ｅ４３のアーク拡散
部３ａの背面には、各々凹部２６，２６が設けである。

そして、前記補強ピン２４の下部を前記コイル４の孔２
５に威看ろう付げする一部、その上端部を前記電極３の
凹部２６に嵌着ろう付げすることにより、電極３のアー
ク拡散部３ａの周嫌ｍを２個所補強しである。

尚、この実施例では、％分流タイプのコイル４を用い九
が９５Ａ分流タイプのものでは、通電ピン２０の電気的
接続位置から略６０度の位置に補強ピン２４を取り付け
るようｖｃｆｒＬば工い。

ま之、前記各電極３のアーク拡散部３ａは、ピン２４Ｙ
介してコイル４に常に所定クリアランス隔てて補強さｎ
るようにしであるので、絶縁スペーサ１６０両端の７ラ
ン９部１６ａ、１６ｂをともに小径に形成しである。

以上説明しｔ構成の真空インタラプタにおいて。

アーク拡散部３ａの肉厚＋　：　４１１１＆、直径Ｄｔ
＝１２０鰭の電極３＆ｃして５ｉ１．験したところ、印
加電圧１４５Ｂｖで４５〜５０ｋＡの電流ン安定に１０
０回しゃ断でき友。

ま友、分解し′ｃａｌｌｌ　’＜　九ところ。

■３−７拡散部３ａのそりはなかつｔゆ■３−７拡政部
３ａ表面の３−７痕跡状態（工、従来のよ５に一部が３
−７拡散部３ａの周辺部まで達することなく第３図に符
号Ｃで示すように、補強ピン２４の存在にエリ、を甑円
に止まり且つ均−に分散していることが判った。

ま次、補強ピン２４の存在により開閉操作時におけろ電
極の感Ｉｎを防ぐことができるので、絶罎スペーサ１６
のアダプタ１７１１のフランジ１６ｔ）は小径にでき、
こＴＬＶｃより絶縁スペーサ１６を介してのリーク電Ｒ
，を減少でき、軸方向磁界の磁束密度を一段とアップす
ることかできろ。

ま念、大電流しゃ断開極時における大゛を流の吸引作用
等により、アーク拡散部３ｆｉＫ発生しようとする変形
ケ確実に防止することができ、しゃ断性能の安定と耐久
性を一段と向上させることができる。

Ｈ０発明の効果 以上のように、この発明によｎば、電極の薄丙円板状の
アーク拡散部と、電極の背Ｓに設げ几コイルの円弧部の
中間点とを補強ピンで結合し几ことにより、ＩＥｆｆｌ
の変形を確実に防止でき、耐久性を著しく向上できる。

ま几こｎにエリ、高電圧印加ｋ１８におい工も大ｔｆｉ
Ｙ確実にしゃ断でき、しゃ断能カケ一段と向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から＠４図までは、この発明の実施例を示すもの
であり、＠１図は′ｒｌ！頂部の断面図、第２図はコイ
ルの円弧部の部分拡大平面図、第３図は、アーク分布の
コントロール状態ケ示し九′＃を極の平面圀、第４図は
分解斜視図、第５図は従来の真空インタラプタの縦断面
図、′ＸＪＩＪ６図は第１図相当図、第７図は第４図相
当図、第８図は成極の平面図、第９図は変形し２１１極
の縦断面図である。 １・・・真空容器、２・・・電＃、棒、３・・・を他、
３ａ・・・アーク拡散部、３ｂ・・・接触部、４・・・
コイル、４Ｃ・・・円弧部、２４・・・補強ピン。 第２図　　　　第３図 、、−２０ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器円に１対の電極棒を相対的に接近離反自
   在に導入するとともに、各電極棒の内端部に接触部と薄
   肉円板状のアーク拡散部とからなる電極を機械的に固着
   し、前記各電極と電極棒とを電極の背部に配設されかつ
   電極棒に流れる電流を電極棒を中心とするループ電流に
   変更して軸方向の磁界を発生する円弧部を具備するコイ
   ルによりそれぞれ電気的に接続してなる真空インタラプ
   タにおいて、前記電極のアーク拡散部と前記コイルの円
   弧部中間点とを低導電率材料からなり且つ軸方向に位す
   る補強ピンを介して結合したことを特徴とする真空イン
   タラプタ。