JPS644205Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は真空電気機器の真空度監視装置に関す
るものである。

一般に真空しや断器などの真空電気機器は内部
の真空度の良否によつて能力が大きく左右される
ため真空度を監視することが必要となる。このた
め従来においても種々の真空度監視装置が提案さ
れているが、いずれも絶縁、大きさ、コストなど
において問題があり、実用的でなかつた。

本考案は上記の従来の欠点を除去して、構成が
簡単小形で安価であるとともに絶縁上の問題もな
く、かつ真空度を常時高い信頼性で監視すること
ができる真空電気機器の真空度監視装置を提供す
ることを目的とする。

以下本考案の実施例を図面とともに説明する。
まず、本考案の基本的な考えを第１図Ａ，Ｂ、第
２図および第３図Ａ，Ｂによつて説明する。第１
図Ａ，Ｂは夫々通電状態における真空しや断器お
よびその等価回路を示し、１は固定電極、２は可
動電極、３は固定リード、４は可動リード、５は
絶縁筒、６，７は絶縁筒５の両端に封着された端
板で、固定リード３は端板６に取付けられ、可動
リード４はベローズ８を介して端板７に封着され
る。９は絶縁筒５の中間に取付けられたシールド
である。又、１０，１１は夫々真空しや断器の設
置された回路の電源および負荷、１２，１３は
夫々固定電極１とシールド９間の抵抗および静電
容量、１４，１５は夫々可動電極２とシールド９
間の抵抗および静電容量、１６ａ，１６ｂは絶縁
筒５の抵抗、１７はシールド９と大地間の静電容
量である。

上記した真空しや断器においては絶縁筒５およ
び端板６，７によつて形成された真空容器の内部
は高真空に保たれており、この真空度が劣化した
場合に、静電容量１３，１５はε₀≒ε大気である
から一定であるが抵抗１２，１４は急激に小さく
なる。このため、電極１，２とシールド９間の電
圧が小さくなり、真空しや断器の各部での分担電
圧に変化が生じる。例えば真空度が良好な場合に
は電源１０の電圧をＶ、固定電極１とシールド９
間の電圧をV₁、可動電極２とシールド９間の電
圧をV₂、シールド９と大地間の電圧をV₃として
V₁＝V₂＝Ｖ／２，V₃＝Ｖ−V₁＝Ｖ／２となるが、真空 度が劣化した場合にはV₁＝V₂＝Ｖ／４，V₃＝Ｖ− Ｖ／４＝３／４Ｖとなる（尚、これらの値は一例として 示したもので真空しや断器の構造や真空度によつ
て変化する。）。従つて、第２図に示すようにシー
ルド９の電圧V₃は真空度によつて大きく変化し、
シールド９付近の電界Ｅも大きく変化する。

又、第３図Ａ，Ｂは夫々しや断状態における真
空しや断器およびその等価回路を示し、１８，１
９は夫々電極１，２間の抵抗および静電容量を示
す。この場合も静電容量１３，１５，１９は真空
度によつて変化しないが、抵抗１２，１４，１８
は真空度によつて変化し、従つて真空度が劣化す
るとシールド９の電圧は上昇し、シールド９付近
の電界も大きくなる。このように真空しや断器に
おいては通電状態でもしや断状態でもシールド９
の電位が真空度によつて大きく変化し、シールド
９付近の電界も大きく変化する。従つて、シール
ド９の外部側の電界を監視することにより真空し
や断器の真空度を常時監視することができる。
又、シールド９以外の部分でも真空しや断器の外
周側の電界は真空度によつて変化するので該電界
を監視することにより真空度を監視することがで
き、真空しや断器以外の真空電気機器においても
真空度によつて電界が変化する部分の電界を監視
することにより真空度を監視することができる。

第４図Ａ，Ｂは本考案の第１の実施例を示し、
２０は真空しや断器２１の絶縁筒５の外壁に真空
しや断器２１に嵌合した熱収縮チユーブ２２によ
り被覆固定された電界検知部で、電界検知部２０
は電界の大きさに応じて偏光面を回転させる電気
光学効果素子２３（ポツケルス素子あるいはカー
素子、以下素子と略称する。）とその両側に配置
した偏光子２４および検光子２５とをプラスチツ
クあるいはフエノール樹脂などから成る絶縁材２
６によりモールドして形成される。電界検知部２
０はその光軸方向が真空しや断器２１の軸方向と
一致するように配設される。２７は光フアイバー
２８を介して偏光子２４と光学的に接続された発
光部、２９は熱収縮チユーブ２２に設けた孔２２
ａを挿通した光フアイバー３０を介して検光子２
５と光学的に接続されるとともに検光子２５の透
過光量に応じた電気信号を出力する受光部、３１
は受光部２９からの電気信号を受けて真空度の良
否を判定する真空度判定部である。

上記の真空度監視装置の動作を第５図を参照し
て説明する。発光部２７から発せられた光は光フ
アイバー２８を介して偏光子２４に加えられ、直
線偏光される。直線偏光された光は素子２３に加
えられ、素子２３は真空しや断器２１の外周に設
けられているのでこの部分における電界を加えら
れてこの電界に応じて偏光面を角度θだけ回転さ
せる。次に素子２３からの光は偏光面が偏光子２
４の偏光面と直角又は平行な関係にある検光子２
５に加えられ、検光子２５を透過した光は受光部
２９に加えられる。第６図に示すように真空しや
断器２１の真空度が良好な場合には素子２３に加
わる電界Ｅは小さく、真空度が不良即ち劣化する
と電界Ｅが大きくなる。従つて、素子２３におけ
る偏光面の回転角θは真空度が良好な場合は小さ
く、真空度が不良になるとθは大きくなる。この
ため、検光子２５の偏光面が偏光子２４の偏光面
に対して直角な場合には真空度が不良になると検
光子２５の透過光量が大きくなり、受光部２９の
出力Ａは第６図の実線で示すように大きくなる。
又、検光子２５および偏光子２４の偏光面が平行
な場合には真空度が不良になると検光子２５の出
力Ａは第６図の点線のように小さくなる。このた
め、真空度判定部３１は出力Ａが急激に大きく又
は小さくなつたことにより真空度劣化を検知して
警報や表示のための出力を出す。

第７図Ａ，Ｂは本考案の第２の実施例を示し、
この例では電界検知部２０をその光軸方向が真空
しや断器２１の軸方向と直角になるように絶縁筒
５の外壁に熱収縮チユーブ３２により被覆固定
し、各光フアイバー２８，３０は真空しや断器２
１と熱収縮チユーブ２２との間から挿出してお
り、他の構成および作用は第１の実施例と同じで
ある。

第８図Ａ，Ｂは本考案の第３の実施例を示し、
この例では電界検知部２０をシールド９の外壁に
その光軸方向が真空しや断器２１の軸方向と直角
となるように熱収縮チユーブ３３により被覆固定
しており、他の構成および作用は前記実施例と同
様である。

第９図Ａ，Ｂは本考案の第４の実施例を示し、
この例では電界検知部２０を絶縁筒５の外壁にそ
の光軸方向が真空しや断器２１の軸方向と一致す
るように熱収縮チユーブ３４により被覆固定して
おり、他の構成および作用は前記実施例と同様で
ある。

尚、前記各実施例では真空電気機器として真空
しや断器の例を示したが、他の真空電気機器例え
ば真空しや断器を使用した断路器やスイツチ、あ
るいは真空管、真空ギヤツプ、Ｘ線管などにも本
考案は適用できる。又、前記各実施例では電界検
知部として素子２３、偏光子２４および検光子２
５を真空しや断器２１の外周に設けたが、該外周
には素子２３のみ設け、偏光子２４および検光子
２５は他の部分に設けても良い。

以上のように本考案においては、電圧が印加さ
れる真空部を有する真空電気機器において、発光
部と偏光子と電気光学効果素子と検光子とから成
り、該素子を真空部の外側における真空度によつ
て電界が変化する部分に熱収縮チユーブにより被
覆固定した真空度監視装置を設け、真空部の真空
度が劣化した際には素子に加わる電界が変化する
ので素子における偏光面回転角が変化し、これに
より検光子の透過光量が変化することにより真空
度劣化を検知している。このため、真空度監視装
置の構成が簡単小形で安価になるとともに真空電
気機器周辺の高圧部にある前記素子、熱収縮チユ
ーブさらには偏光子および検光子がいずれも絶縁
材であるので高圧部と大地間の絶縁に支障を生じ
ることがない。又、素子は真空部の表面に固定支
持されるので電界検知感度即ち真空度検知感度が
向上するとともに、素子の固定支持においては熱
収縮チユーブが真空部および素子を被覆するので
真空部の沿面耐電圧が向上する。又、素子は単に
熱収縮チユーブにより被覆固定するだけであるか
ら真空部外周の任意の位置に取付けることがで
き、関連部材との関係で取付位置を変更すること
が容易である。さらに、真空電気機器の開閉いず
れの状態でも真空度を監視することができるので
常時監視が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂおよび第２図は夫々真空しや断器
の通電状態における縦断正面図、等価回路図およ
び真空度と各部の電圧、電界との関係図、第３図
Ａ，Ｂは夫々真空しや断器のしや断状態における
縦断正面図および等価回路図、第４図Ａ，Ｂは
夫々本考案の第１の実施例に係る真空度監視装置
を備えた真空しや断器の縦断正面図および電界検
知部の断面図、第５〜６図は本考案の第１の実施
例に係る真空度監視装置の動作説明図および真空
度と電界、受光部出力との関係図、第７図Ａ，Ｂ
は夫々本考案の第２の実施例に係る真空度監視装
置を備えた真空しや断器の縦断正面図および側面
図、第８図Ａ，Ｂは夫々本考案の第３の実施例に
係る真空度監視装置を備えた真空しや断器の縦断
正面図および側面図、第９図Ａ，Ｂは夫々本考案
の第４の実施例に係る真空度監視装置を備えた真
空しや断器の縦断正面図および側面図。 ２０……電界検知部、２１……真空しや断器、
２２，３２〜３４……熱収縮チユーブ、２３……
電気光学効果素子、２４……偏光子、２５……検
光子、２６……絶縁材、２７……発光部、２８，
３０……光フアイバー、２９……受光部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 真空部内に電圧が印加され電流が流れる導体を
   備え、この導体と絶縁されると共に真空空隙を介
   して対向する金属部材を有する真空電気機器にお
   いて、発光部と、発光部からの光を直線偏光する
   偏光子と、前記真空部の外側における真空度によ
   つて電界が変化する部分に熱収縮チユーブにより
   被覆固定され、偏光子からの光の偏光面を前記電
   界の大きさに応じて回転させる電気光学効果素子
   と、偏光子の偏光面と所定な関係にある偏光面を
   有するとともに電気光学効果素子からの光を透過
   される検光子とを備えたことを特徴とする真空電
   気機器の真空度監視装置。