JPS63150824A - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、さい断電流値が低（、しかも大電流しゃ断能
力を有する電極を備えた真空インタラプタに間する。

Ｂ１発明の概要 本発明に係る真空インタラプタは、電極を接触部とその
外周のアーク部とで構成し、接触部を低さい断電流値を
有する材料で形成すると共に、アーク部を大電流しゃ断
能カを有する材料で形成し、アークを回転駆動するスリ
ットを少なくとも接触部に設け、しがも接触部とアーク
部との導電率の比を１：１〜２として、低さい断時性を
維持すると共に大電流しゃ断性能の向上を図ったもので
ある。

Ｃ０従来の技術 真空インタラプタの電極には、■大電流しゃ断能力特性
、■低さい断電／’ｌｔ値特性、■高耐電圧値特性、■
低接触抵抗特性など種々の特性が要求されている。

ところで、これらの緒特性を同時に満足することは難し
いことから、真空インタラプタの用途に応じていずれか
の特性を重視し、他の特性はいくぶん犠牲にして使用せ
ざるを得ないのが現状である。

従って、従来にあっては、緒特性に影響を及ぼす電極の
材料及び構造を種々選択し、用途に応じて用いている。

例えば、大電流しゃ断能力を有する電極材料としては、
Ｃｕ　−Ｂｉ系、Ｃｕ−Ｃｒ系の銅合金が一般的である
が、前者のＣｕ−Ｂ１系合金のさい断電流値は約８Ａで
あり、後者のＣｕ　−Ｃｒ系合金のさい断電流値は約４
Ａであり、モータ等の誘導負荷開閉用の真空インタラプ
タに使用されているＡｇ　−ＷＣ系合金の電極材料のさ
い断電流値ＩＡに比べはるかに高いものとなっている。

一方、低さい断電流値を有するへｇ−ＷＣ系の電極材料
の電流しゃ断能力は、例えば、直径３０削のディスク電
極構造で約６ｋＡ（乙ｍ、ｓ、）であり、Ｃｕ−Ｂ１系
電極材料の約９　ｋＡ　（ｒ、ｇ＋、ｓ、）、Ｃｕ　−
Ｃｒ系材料の電極材料の約１２　ｋＡ　（ｒ、ｙｘ、ｓ
、　）と比べて劣っている。なお、電圧は各々１２ｋＶ
　（ｒ、ｍ、ｓ、）である。

そこで、低さい断電流値特性を維持しつつ電流しゃ断能
力を増す手段の一つとして、しゃ断電流値は電極径に比
例して高くなることから、電極をへｇ−ＷＣ系の電極材
料を用い、かつ電極径を大きくして形成することが考え
られる。しかし、この手段によれば、低さい断電流値を
維持しつつある程度の電流しゃ断能力の向上を得ること
ができるものの、高価な八ｇを多量に必要とし、真空イ
ンタラプタ自体も大型化するというコストの面、構造の
面での問題が生じる。

このように、電極材料の選択だけでは対応できないこと
から、第６図、第７図に示すように、リード棒１０先端
の電ｉＩを円板状の接触部１とその周辺に位置する円板
状のアーク部（アーク拡散部）２とで形成し、且つ接触
部１を低さい断電流値を有する材料（例えば、Ａｇ　−
ＷＣ系合金）で形成し、一方、アーク部２を大電流しゃ
断能力を有する材料（例えば、Ｃｕ　−Ｂｉ系あるいは
Ｃｕ　−（：ｒ系合金）で形成して、小電流開閉時のさ
い断電流値を低いものとすると共に、大電流しゃ断時に
はアークをアーク部２にて処理するようにして、低さい
断電流値特性と大電流しゃ断時性の両者を同時に兼ね備
えたＴ４損を得ることが試みられている。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上記第６，７図に示す電極においては、外径３（ｌｆｌ
の接触部１に外径６０ｍｍのアーク部２を設けたにもか
かわらず、６ｋＡ程度しかしゃ断できず、しゃ断性能の
向上は見られなかった。

分解して調べたところ、アーク部２にアークが移行して
おらず、アーク部２がしゃ断性能の向上に有効に作用し
ていないことがわかった。

以上のように、低さい断電流値特性の材料からなる接触
部１を中央に配置して電ｉｔを構成した場合にあっては
、接触部１の材料がアーク部２の材料より金属蒸気を発
生しやすく、しかもアークが止まりやすいことから、ア
ークのアーク部２への移動がスムーズに行なえないこと
がわかった。

Ｅ１問題点を解決するための手段 そこで、本発明者らは、第２図、第３図に示すように、
接触部１にアークを外方に磁気駆動し得るようにスリッ
ト３を設けて第２図及び第３図に示す構成の電極１　　
（ＩＩ）を作り且つこれらの電極１　　（ｎ）を用いて
真空インタラプタを構成し、しゃ断性能が向上しないか
調べた。

実験は、接触部１を外径３０ｍ、接触部１の接触面１ａ
の外径／内径を２０　ｔｓ　／　１０　ｔｘとし、且つ
アーク部２の外径を６０ｍとして行なった。また、接触
部１には、接触面１ａより半径方向外方に延びるスパイ
ラル状のスリット３を複数本設けて構成した。接触部１
はＡｇ−ＷＣ，アーク部２はＣｕ　−Ｃｒで形成した。

なお、印加電圧は、ｌ　２ｋＶ　（ｒ、ｍ、ｓ　）で開
極ギャップは１２ｎである。

実験の結果、Ａｇ　−ＷＣ接触部のみの場合に比較して
しゃ断性能は向上したものの、しゃ断性能にバラツキが
あった。

そこで、しゃ断性能に接触部ｌとアーク部２との材料の
導電率（ＩＡＣ３Ｘ）の組合せが影響しているのではな
いかと推察した。

そこで、種々の導電率の組合せの電極を形成し、前記の
場合と同様な条件で実験を行なった。

実験の結果、第５図（ａｌ　、　（ｂｌ　、　ｆｃ）に
示すような結果が得られた。

なお、第５図において、縦軸のしゃ断性能（相対値）は
、電極（接触部のみ）を外径３０鶴のＡｇ−ＷＣで形成
した場合のしゃ断電流を１．０としている。また横軸は
アーク部を形成するＣｕ　−Ｃｒ合金の組成比を変えて
、導電率（ＩＡＣ３χ）を示す。

第５図に示す実験結果から、アーク部の導電率と接触部
の導電率との関係がアーク部の導電率を接触部の導電率
の１〜２倍の大きさにすれば良好な結果、Ａｇ　−ＷＣ
のみの場合の２．５倍以上のしゃ断性能が得られること
がわかった。

また、第４図に示すように、アーク部２にもスパイラル
状のスリット４を設けた場合には、アークの回転駆動が
一層行なわれることから、第５図の結果の約１．５倍に
しゃ断性能が向上する結果が得られた。

以上の実験結果に基づいて本発明はなされたものである
。

すなわち、本発明は、ｉｉｉ極をアーク部とアーク部中
央部に突出して設けた接触部とで形成し、接触部をリン
グ状の接触面を備えて形成すると共に接触面部から半径
方向外方に所定角度で延びたスリットを少なくとも接触
部に設けて形成し、接触部を低さい断電流値特性の材料
で形成し、一方アーク部を大電流しゃ断性能を備えた材
料で形成し、しかもアーク部材の導電率を接触部材の導
電率より１〜２倍大きい導電率として真空インタラプタ
を構成したものである。

なお、本発明にあっては、接触部はさい断電流値が２Ａ
以下の低さい断電流値特性の材料、例えば、Ａｇ　−Ｗ
Ｃ系の材料で形成するものである。また、アーク部は大
電流しゃ断性能を有するＣｕ、　Ｃｕ合金（例えば、Ｃ
ｕ−Ｃｒ、　Ｃｕ　−Ｆｅ、　Ｃｕ−Ｃｏ）で形成する
ものである。

また、接触部あるいは接触部及びアーク部に設けられる
スリットは円弧状のスパイラルのもの、又は直線状のも
のいずれでもよい。

Ｆ０作　　用 上記構造の真空インタラプタでは、小電流の開閉は電極
の接触部で処理されるので、さい断電流値は低い。一方
、大電流しゃ断時には接触部で発生したアークは周辺の
アーク部へ磁気駆動されるので、分散アークの状態で電
流ゼロ点を迎えしゃ断することができる。

Ｇ、実施例 本発明に係る真空インタラプタを第１図に示す実施例に
基づき説明する。

ガラスやアルミナセラミックスなどで作られる絶縁筒１
１の両端開口部は金属端板１２゜１３によって気密に閉
塞しである。一方の端板１２を気密に貫通して絶縁筒１
１内に挿通されている°固定リード棒１０ａの内端部に
は電極■が設けである。もう一方の端板１３を金属ベロ
ーズ１４を介して軸方向に移動可能に貫通して絶縁筒１
１内に挿通されている可動リード棒１０ｂの内端部には
前記電極Ｉと対をなす電極■が電極Ｉと対向して設けで
ある。可動リード棒１０ｂは図示されていない駆動装置
に連結されており、駆動装置による可動リード棒１０ｂ
の軸方向移動により電極Ｉ、Ｕは接近離反される。

前記絶縁筒１１の内側には主シールド１５が絶縁筒１１
の中程で支持して設けてあり、更に、内側に折曲してい
る主シールド１５の両端部にそれぞれラフブさせて補助
シールド１１１７が端板１２．１３に支持して設けであ
る。

前記型１ｉ１．ｎは、第２図、第３図に示すように、円
板状のアーク部２とその中央部に突出したリング状の接
触面１ａを有する接触部１とで構成しである。接触部１
にはアークをアーク部２側に駆動するためのスパイラル
状のスリット３が設けである。接触部１は低さい断電流
値を有する材料で形成し、アーク部２は大電流しゃ断能
力を有する材料で形成しである。更に、接触部１の導電
率とアーク部２の導電率の比が１：１〜２になるように
しである。

上記構成の真空インタラプタにおいて、前記電極■、■
とじては、接触部１の外径を３０鶴、接触面１ａの外径
を２０ｆｉ、内径を１０鶴とすると共に、アーク部２の
外径を６００とし、接触部１の材料をＡｇ−８０４Ｃ，
導電率（ＩＡＣ３）を約３５％とすると共に、アーク部
２の材料をＣｕ　　２０Ｃｒ、導電率（ＩＡＣ５）を約
６０％（つまり、接触部１とアーク部２の導電率の比が
１：１．７１）とした。

上記条件のもとで当該真空インタラプタについて実験を
したとこ−ろ、約２０　ｋＡｒ、ｍ、ｓの電流を安定し
てしゃ断することができ、Ａｇ−讐Ｃのみの場合に比較
して約２．５倍以上のしゃ断性能を得ることができ、第
５図の結果が確認できた。

なお、電極Ｉ、ＩＩの構造としては、第４図に示すよう
に、接触部ｌだけでなく、アーク部２にもスパイラル状
のスリ・ノド４を設けた場合には、同じ条件で第５図の
結果の約１．５倍しゃ断性能が向上することが確認でき
た。

Ｈ０発明の効果 本発明に係る真空インタラプタは、電極をアーク部とア
ーク部中央に突出して設けた接触部とで形成し、接触部
にアークを外方に駆動させるスリットを設け、接触部を
低さい断電流値特性の材料で形成すると共に、アーク部
を大電流しゃ断性能を備えた材料で形成し、更に接触部
とアーク部との導電率の比をｌ：１〜２としたので、低
さい断電流値特性と大電流しゃ断時性の両者を同時に兼
ね備えることができた。

すなわち、大電流しゃ断時にあっては、接触部あるいは
接触部及びアーク部にアークを駆動するスリットを設け
であることから、アークは集中化することなく、接触部
からアーク部に分散移動し、接触部を損傷することなく
、しゃ断を行なうことができる。

また、アークが接触部からアーク部に分散移動すること
から、接触部は損傷を受けないので、低さい断電流値特
性が安定して維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る真空インタラプタの縦
断面図、第２図、第３図はその電極の一例の縦断面図と
平面図、第４図は電極の他の例の平面図、第５図＋ａｌ
　ｆｆ１ｌ　（Ｃ＋は電極の接触部、アーク部の導電率
と電流しゃ断性能との関係を示すグラフであり、第６図
、第７図は従来の真空インタラプタにおける電極の断面
図と平面図である。 図　　面　　中、 １．１１は電極、 ｌは接触部、 １ａは接触面、 ２はアーク部、 ３．４はスリット、 １０ａは固定リード棒、 １０ｂは可動リード棒、 １１は絶縁筒、 １４はベローズである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器内で一対の電極が接近離反可能となっている真
   空インタラプタにおいて、前記電極をアーク部とアーク
   部中央に突出したリング状の接触面を有する接触部で構
   成して設け、前記接触部にアークをアーク部側に駆動す
   るようにスリットを設け、前記接触部に低さい断電流値
   を有する材料で形成すると共に、前記アーク部を大電流
   しゃ断能力を有する材料で形成し、且つ前記接触部と前
   記アーク部の導電率の比が１：１〜２となるようにした
   ことを特徴とする真空インタラプタ。