KR100252839B1

KR100252839B1 - 진공밸브

Info

Publication number: KR100252839B1
Application number: KR1019970702935A
Authority: KR
Inventors: 껜지 와타나베; 꾸미 우찌야마; 끼요시 까게나가; 준이찌 사토; 에이지 까네꼬; 미쓰타까 홈마; 히로미찌 소메이
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2000-04-15
Also published as: DE69635605T2; EP1367619B1; WO1997009729A1; DE69634458D1; DE69634458T2; EP1367619A2; US20010030174A1; EP0790629A4; KR970707564A; EP1367619A3; CN1166232A; US6426475B2; US20020050485A1; EP0790629B1; DE69635605D1; US6376791B1; EP0790629A1; CN1114220C

Abstract

전극중심에서는 차단전류에 대해서 전극간의 아크전압이 최저가 되는 축방향 자속밀도 Bcr의 0.75∼0.9배의 범위에 있는 자속밀도 Bct를 인가한다. 그리고 전극중심으로부터 전극의 외주부를 향해서 축방향 자속밀도를 단조롭게 증가시킨다. 여기서 최저 아크전압 Vmin을 부여하는 축방향 자속밀도 Bcr가 인가되는 반경위치는 전극반경의 20∼40%의 범위로 한다. 축방향 자속밀도는 이 범위보다 외부로 향해서도 역시 단조롭게 증가시켜서 전극반경의 70% 이상 밖의 영역에서 극대치 Bp를 취하게 한다. 이 극대치 Bp는 전극중심의 자속밀도 Bct의 1.4∼2.4배의 범위로 한다. 또 전극의 외주영역에서 축방향 자속밀도가 극대가 되는 반경위치에서의 축방향 자속밀도의 전극의 원주방향 분포는 요철로 변화시킨다. 이 원주방향의 축방향 자속밀도는 전 둘레내에 적어도 2개의 피크가 나타나도록 분포시킨다. 여기서 윈주방향에서의 자속밀도분포의 최대치 Bmax와 최소치 Bmin는 전극중심부의 축방향 자속밀도 Bct의 1.4∼2.4배의 범위에 있도록 한다.

Description

진공밸브

종래로부터 진공밸브는 그 차단성능을 향상시키기 위해 전극간에 발생한 진공아크와 평행으로 자계를 인가하여 아크를 소호하는 아크제어법이 채용되고 있다. 이와 같은 제어법이 대상으로 할 수 있는 진공밸브에는 세로자계형 진공밸브가 있으며, 그 전극구조에는 몇가지 종류의 것이 실시되고, 또한 제안되어 있으나, 여기서는 도 11에 나타낸 세로자계 전극구조의 것을 토대로 설명한다. 그리고 도 11에는 가동측 전극구조만을 나타내고 있지만, 고정측의 전극구조도 동일하며, 이것과 대향하도록 배치되어 있다.

도 11에서 동봉으로 제작된 가동측 통전축(6B)의 선단에는 원형의 스폿페이싱(spot facing)부(6a)가 형성되고, 이 스폿페이싱부(6a)에는 세로 단면이 거의 T자형이고 도시하지 않은 평면도에서는 환상의 스테인리스강제인 보강부재(18)의 하부에 돌설한 축부(18a)가 삽입 납땜되어 있다. 이 축부(18a)의 외주에는 동재로 제작되며, 하기에 설명하는 코일전극(14)의 중심부에 돌설한 환상의 축부(14a)가 삽입되어, 축부(18a)와 가동측 통전축(6B)에 납땜되어 있다.

이 코일전극(14)은 축부(14a)의 외주로부터 4개의 암(arm)부(14b)가 도시하지 않은 평면도에서 방사상으로 90°간격으로, 또한 축방향과 직교하는 방향으로 돌설되고, 그들 암부(14b)의 선단에는 도시하지 않은 평면도에서는 호형상의 코일부(14c)의 베이스단부가 납땜되어 있다. 이 코일부(14c)의 선단에는 관통구멍(14d)이 축방향으로 형성되어 있다. 관통구멍(14d)에는 거의 T자형이며, 도시하지 않은 평면도에서는 원형인 동재제의 접속자(13)의 축부가 삽입되어, 코일부(14c)의 선단에 납땜되어 있다.

부강부재(18)의 상단면에는 동판으로 원판상으로 형성되며, 중심부로부터 외주방향으로 방사상으로 홈이 형성된 전극판(2B)이 재치되어 있다. 이 전극판(2B)은 보강부재(8)와 접속자(13)의 표면에 납땜되어 있다. 전극판(2B)의 상면에는 텅스텐합금으로 원판상으로 형성되며, 전극판(2B)과 마찬가지로 중심부로부터 외주방향으로 방사상으로 홈이 형성되고, 외주가 호형상으로 모따기된 접촉자(1A)가 납땜으로 접합되어 있다.

이와 같이 구성된 진공밸브의 전극에서 가동측 통전축(6B)으로부터 접속자(1A)로 흐르는 차단전류의 대부분은 코일전극(14)의 축부(14a)로부터 암부(14b)를 지나, 이 암부(14b)의 선단의 코일부(14c)에 흐른다. 그리고 일부의 전류는 보강부재(18)을 지나 전극판(2B)에 유입한다.

그 중에서 코일부(14c)에 유입한 전류는 그 곳을 원주방향으로 1/2회전만큼 흘러서 세로자계를 발생하고 나서, 코일부(14c)의 선단의 접속자(13)로부터 전극판(2B)의 외주의 이면을 지나 전극판(2B)에 유입하고, 이 전극판(2B)의 표면으로부터 접속자(1A)에 유출한다. 이 접촉자(1A)에 유출한 전류는 접촉자(1A)로부터 이 접촉자(1A)의 표면과 접촉한 고정측 전극(도시하지 않음)의 접촉자에 유입하고, 이하 이 고정측 전극의 전극판과 접속자 및 코일전극을 지나 고정측 통전축에 유출한다.

이 코일전극(14)에 의해 전극간(가동측과 고정측의 전극이 규정의 갭 길이까지 벌어졌을 때의 중간지점)에 발생하는 자속밀도분포를 도 12에 나타낸다. 전극간의 축방향 자속밀도는 전극중심에서 가장 강하고, 전극의 외주부를 향함에 따라 적어진다. 이 경우에 전극판(2B) 및 접촉자(1A)에는 코일전극(14)에 의한 와전류의 발생을 충분히 억제하기 위한 슬릿이 절삭되어 있다. 또 전극 외주부근까지 자속밀도는 각 차단전류치에 대해 아크전압이 최저가 되는 자속밀도 Bcr보다도 커지도록 코일전극(14)이 설계되어 있다.

이와 같은 자속밀도분포에 의해 전극간에 발생한 진공아크를 제어하면, 자계가 없는 조건에 비하여 아크가 집중하기 시작하는 차단전류치가 비약적으로 향상하여, 차단성능을 대폭적으로 개선할 수가 있다. 그러나 전극의 지름이 결정되면 얼마든지 큰 전류치까지 아크가 집중하지 않는 것은 아니며, 어떤 임계전류치 이상에서는 자계가 강한 전극중심 부근(양극측 근방)에서 아크가 집중한다.

또한 전극간의 전류밀도분포는 임계전류치 이하의 영역에서도 도 12의 자속밀도분포의 그래프에서 명백한 바와 같이, 전극중심부의 전류밀도가 높다는 것이 지금까지 측정되었다. 그 때문에 전류밀도가 높은 중심부에서 임계전류밀도에 달해서, 아크가 확산상태로부터 집중상태로 이행하고, 마침내는 차단불능하게 되었다.

이 임계전류치를 크게 하기 위해서는 제어하는 자속밀도의 크기 및 분포를 변화시켜서 전류밀도분포의 균일화를 도모하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 자계강도에 대해서는 발생 자계강도를 증가시킨 시작 전극을 사용한 차단시험에 의해, 그 효과는 현저하지 않다는 것이 본 발명자들의 실험에서 알았다.

그러므로 자속밀도분포를 개선하는 것이 임계전류치를 올리기 위한 해결책이라고 생각되는 데, 이와 같은 어프로치를 한 제안이 과거에 몇가지가 있었다. 그 대표적인 자속밀도분포의 개선예를 설명한다.

도 13은 본 출원인에 속하는 기술자가 이전에 보고한 논문(IEEE Transs. on Power Delivery, Vol. PWTD-1, No.4, Oct. 1986)에서 인용한 전극의 반경방향 위치에 대한 전극간의 자속밀도분포의 일례를 나타낸 그래프이다. 이 그래프로부터 전극간의 갭 길이에 따라 자속밀도의 분포는 다르나, 어느 경우에도 전극의 외주부에 자속밀도의 극대치가 존재하는 것을 알 수가 있다. 그러나 자속밀도가 극대가 되는 반경위치는 전극반경(28.5mm)의 약 55%인 위치이어서, 본 발명이 제시하는 진공밸브의 자속밀도분포특성의 범위외이다. 더구나 이와 같은 자속밀도분포에서는 전극간에 점호하는 아크가 전극 외주부에도 충분이 퍼지기가 어려워서, 본 발명과 같은 현저한 효과를 기대할 수는 없다.

그리고 전극중심 부근의 자속밀도를 저하시키는 방법에는 종래, 다음 3가지 방법이 알려져 있다.

(1) 전극판(2B) 및 접촉자(1A)에 슬릿을 형성하지 않고, 전극판이나 접촉자에 흐르는 와전류에 의해 역방향의 자계를 발생시키는 방법.

(2) 역방향의 자계를 발생시키기 위한 제2의 코일전극을 전극의 중심부에 갖추는 방법.

(3) 가동측과 고정측과의 자계발생코일전극(14) 사이의 거리를 될 수 있는 한 접근시키는 방법.

이 중에서 (1)의 방법에 의한 것의 일례로서, 일본국 특개소 57-212719호 공보에 기재되어 있는 전극이 있다. 이 전극의 자속밀도분포를 도 14(a)에 나타내고, 구조를 도 14(b)에 나타낸다. 가동측 통전축(6C)의 선단에 접합된 코일전극(11)에는 접속부(15)가 형성되고, 중심부에는 스페이서(18)가 접합되어 있다. 코일전극(11)에 대해 전극판(12)이 이들 접속부(15)와 스페이서(18)를 통해서 접합되어 있다. 이 전극판(12)의 표면(35)에는 순동재의 자계제어판(36)이 매설되어 있으며, 이 자계제어판(36)이 발생하는 와전류에 의하여 역방향의 자계를 발생시키도록 되어 있다. 자계제어판(36)의 상면에는 접촉자(37)가 접합되어 있다.

이와 같은 구조의 진공밸브의 자속밀도분포는 도 14(a)에 곡선 F2로 나타낸 특성이다. 도 14(a)에서 파선의 곡선 F1은 자계제어판(36)이 없는 경우의 자속밀도분포특성이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이 자계제어판(36)에 발생하는 역방향의 자속에 의해 전극 외주부에는 자속밀도의 극대치가 존재하지만, 극대가 되는 반경위치가 전극반경의 40% 정도이어서 본 발명의 범위외이다.

또 자속밀도분포의 개선을 목적으로 하는 구조의 전극이 아닌 유사한 자속밀도분포를 개시하고 있는 기술로서는 일본국 특공평 4-3611호 공보에 개시된 것이 있다. 도 15에 그 전극구조와 자속밀도분포특성을 나타내고 있는 데, 외부에 배치한 자계발생코일(31)을 여자한 경우에, 전극(32)의 자속밀도분포는 접촉자(1B)에 의해 발생하는 와전류에 의해 곡선 G2에 나타낸 바와 같이 외주부에 자속밀도의 극대치가 존재하는 것으로 된다. 그리고 도 15도에서 곡선 G1은 자계발생코일(31)만에 의한 자속밀도분포특성을 나타내고 있다.

이 예의 경우는 자속밀도의 구체적인 수치가 명확하지 않으므로 단언할 수는 없지만, 극대치가 되는 반경위치 및 전극중심의 자속밀도와 극대치의 비만을 고려하면, 본 발명이 제시하는 진공밸브의 자속밀도분포특성의 범위에 포함되는 것 같이 보인다.

그러나 이 공보의 명세서에 기재되어 있는 내용으로부터 판단하면, 본 발명의 범위외이라고 생각된다. 그 이유는 도 15에 나타낸 자속밀도분포에서는 전극중심의 자속밀도가 현저히 저감되어, 세로자계의 효과가 충분히 발휘되지 못함이 기술되어 있는데 이는 전극중심부의 자속밀도가 본 발명의 자속밀도특성의 범위 이하로 되어 있기 때문이다. 또 도 15의 특성그래프로부터 명백한 바와 같이 전극단에서의 자속밀도는 거의 0이 되어 있는 것 같이 그려져 있으므로, 본 발명에 대응하는 종래기술의 기준으로 하고 있는 조건(전극단에서 2mT/KA 이상의 자속밀도가 있는 것)을 만족하고 있지 않다.

상기 (2)의 방법에 의한 것의 예로서는 일본국 특개소 57-20206호 공보에 개시된 방법이 있다. 이 방법에 의한 전극간의 자속밀도분포특성을 도 16에 나타내고 있다. 이와 같은 종래 예의 자속밀도분포에서는 극대가 되는 위치가 본 발명의 자속밀도분포특성의 범위내에 존재한다고 생각되지만, 전극의 중심부에 배치한 자계발생코일에 의해 전극중심부에서의 자속밀도가 역방향으로 되어 있어서, 본 발명이 전극중심부에 요구하는 것과 같은 자속밀도의 값과는 상이하다.

이와 같은 전극중심부에 역방향의 자계를 발생시키는 전극구조에 대해서는 이것 이외에도 몇가지가 제안되어 있지만, 모든 것이 전극중심부에서 자계방향이 역방향으로 되어 있어서, 본 발명과는 상이하다.

(3)의 방법에 의한 것의 일례로서는 일본국 특공평 2-30132호 공보에 기재된 것이 있다. 이 방법에 의한 전극간의 자속밀도분포로는 도 17에 나타낸 것이 있다. 이 경우에는 (2)의 방법에 비해서 전극중심부에서의 자계가 마이너스로 되어 있지는 않다. 또 자속밀도가 극대가 되는 반경위치는 본 발명이 요구하는 범위내에 있다고 생각된다. 그러나 자속밀도의 극대치가 전극반경의 40% 위치의 자속밀도에 대해 약 2.5배로 되어 있어서, 본 발명이 제시하는 범위외이다. 또 축방향 자속밀도가 전극중심으로부터 외주를 향하여 단조하게 증가하는 것과 같은 분포로 되어 있지 않아서, 이 점에서도 본 발명과는 상이하다.

이와 같이 종래의 진공밸브에 의하면 전극중심부의 자속밀도가 크든가, 또는 전극중심부의 자속밀도가 너무 적어서 아크가 양극측 전극의 중심부에 집중하는 문제점이 있었다. 또 아크가 집중하는 개소가 1개소가 되기 때문에, 집중시에 양극측 전극표면에 유입하는 에너지밀도가 높아져서 전극표면의 열적인 손상이 커지고, 그 때문에 전류차단시에도 양극측 전극표면의 온도가 고온상태가 되어버리므로 차단불능에 이르는 문제점도 있었다.

본 발명은 진공밸브에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시예에 의한 전극간 축방향 자속밀도의 전극반경방향의 분포특성을 나타낸 그래프.

도 2는 상기 실시예에 의한 전극간 축방향 자속밀도의 전극원주방향의 분포특성을 나타낸 그래프.

도 3은 상기 실시예에 의한 전극간 아크전압과 축방향 자속밀도간의 관계를 나타낸 그래프.

도 4(a), (b)의 각각은 상기 실시예에서 사용하는 접촉자를 나타낸 사시도.

도 5는 일반적인 평판전극의 정면도.

도 6은 상기 실시예에 채용된 전극의 단면도.

도 7은 상기 실시예의 차단특성을 나타낸 그래프.

도 8(a)는 본 발명의 제2의 실시예에 채용된 전극의 분해사시도, 도 8(b)는 그 동작을 설명하는 평면도.

도 9(a)는 본 발명의 제3의 실시예에 채용된 전극의 분해사시도, 도 9(b)는 그 동작을 설명하는 평면도.

도 10(a)는 본 발명의 제4의 실시예에 의한 전극간 축방향 자속밀도의 전극반경방향의 분포특성을 나타낸 그래프, 도 10(b)는 상기 제4의 실시예에 채용된 자성체의 사시도.

도 11은 제1의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 단면도.

도 12는 제1의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

도 13은 제2의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

도 14(a)는 제3의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

도 14(b)는 상기 제3의 종래 진공밸브의 전극구조를 나타낸 일부파단 정면도.

도 15는 제4의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

도 16은 제5의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

도 17은 제6의 종래 진공밸브의 세로자계전극의 자속밀도분포특성을 나타낸 그래프.

본 발명은 전류밀도를 전극면에 균일하게 분포시킴으로써 아크가 집중하기 시작하는 임계전류치를 향상시키는 진공밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 전극면의 전류밀도가 임계전류치 이상이 되어 전류가 집중하여 전극외주부의 복수 점에 분산해서 집중하도록 함으로써 전류가 집중한 영역의 전류밀도를 적게 하여, 차단성능을 향상시키는 진공밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일반적으로 아크컬럼내의 전압강하 Vcolm은 축방향 자속밀도 Bz 및 전류밀도 Jz와 다음과 같은 관계가 있다.

Vcolm∝Jz/Bz

그 때문에 전극중심에서 자속밀도가 커지면, 같은 전류밀도의 전류가 흘러도 전압강하 Vcolm의 값이 적어지고 만다. 전극간의 전압강하 Vcolm의 값은 전극면 전체에 대해 일정하게 되므로, 전극 외주영역에서의 Vcolm의 값과 균형이 되기 때문에, 자속밀도가 큰 전극중심부에서는 전류밀도 Jz가 커지고 만다. 이것이 원인이 되어 종래에는 도 12에 나타낸 바와 같이 전극간의 전류밀도분포가 자계분포와 마찬가지로 전극중심주에서 높아지고, 전극외주부를 향해 감에 따라 적어지게 되었다.

전극면에 전류밀도를 균일하게 분포시키기 위해서는 전극중심부의 전류밀도를 억제하고, 전극외주부의 전류밀도를 증가시킬 필요가 있다. 따라서 전극중심부의 전류밀도를 억제하기 위해서 중심부의 축방향 자속밀도를 낮게 하고, 전극중심부의 아크컬럼내의 전압강하를 크게 하여 전류를 흐르기 어렵게 한다. 이에 따라 전극의 외주부는 전극중심부에 대해 상대적으로 자속밀도를 강하게 하여, 아크컬럼내의 전압강하가 적어지도록 해서 전류가 흐르기 쉬운 상태로 한다. 진공아크는 그 대부분의 전류가 전자전류에 의해 운반되며, 자속밀도가 강한 영역에서는 전자의 라머반경(Larmor radius)이 작아서 자력선에 강하게 포촉된다. 그 때문에 자계가 강한 전극외주부 영역에 안정하게 전류가 흐르게 되어, 종래에 비해 전극간의 전류밀도를 균일화할 수가 있다.

또 임계전류치 이상이 되었을 때에 아크가 전극중심으로 집중하지 않도록 전극외주부의 자속밀도의 원주방향분포에 대해 자속밀도의 강약이 수개소에 나타나도록 하여 전류밀도가 약간 높아지는 영역을 형성함으로써, 그 영역에 아크가 분산하여 집중하도록 하면 아크가 집중한 영역이 복수개소가 되어, 그 각 영역의 전류밀도가 종래와 같이 아크가 1개소에 집중한 경우보다도 낮게 억제시킬 수가 있다.

따라서 상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항 1의 진공밸브는 접촉분리 자재하게 근접시켜 대향하는 가동측 전극과 고정측 전극 사이에 발생하는 아크와 평행한 축방향의 자계를 발생시키고, 상기 전극간의 축방향의 자속밀도의 크기가 상기 전극중심으로부터 외주부를 향해 갈수록 증가하고, 상기 전극 반경의 70% 이상 외측 영역에 축방향 자속밀도가 극대치(Bp)를 가지며, 상기 전극의 외주단부에서 2mT/KA이상의 자속밀도를 가지며, 또 상기 전극중심으로부터 외주단부로 뻗게 한 방사선상의 상기 극대치(Bp)를 상기 전극중심의 자속밀도(Bct)의 1.4∼2.4배로 한 것이다.

청구항 2의 발명은 청구항 1의 진공밸브에 있어서, 상기 전극중심의 자속밀도(Bct)를 상기 전극의 반경과 차단전류에 의해 정해지는 아크전압과 축방향 자속밀도간의 관계에서 아크전압이 최저가 되는 자속밀도(Bcr)의 0.75∼0.9배로 한 것이다.

청구항 3의 발명은 청구항 2의 진공밸브에 있어서, 상기 아크전압이 최저가 되는 자속밀도(Bcr)가 인가되는 반경방향의 위치를 상기 전극반경의 20∼40%의 범위로 한 것이다.

청구항 4의 발명은 청구항 1∼3의 진공밸브에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치의 원주방향의 복수개소에 그 극대치중의 최대치(Bmax)를 나타낸 것보다 0.6∼0.9배만큼 낮아지는 부분을 형성한 것이다.

청구항 5의 발명은 청구항 4의 진공밸브에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치의 원주방향에 대한 축방향 자속밀도분포를 그 자속밀도의 최대치를 Bmax, 최소치를 Bmin로 하였을 때, 그 원주방향 전 둘레의 50% 이상의 부분에 (Bmax＋Bmin)/2보다도 큰 값을 가지게 한 것이다.

청구항 6의 발명은 외부와 전기적으로 접속하는 한쌍의 도전축에 각각 접속되고, 상호간 접촉분리하는 한쌍의 전극을 진공용기내에 갖춘 진공밸브에 있어서, 상기 전극 각각의 서로 대향하는 면에 중심부로부터 외주를 향해서 접촉자재료의 음극 강하전압이 연속적, 또는 단계적으로 감소하는 경사특성을 갖는 접촉자를 설치한 것이다.

청구항 7의 발명은 청구항 6의 진공밸브에 있어서, 상기 접촉자재료를 동크롬(CuCr)으로 하고, 크롬(Cr)의 중량%를 접촉자의 중심으로부터 외주를 향해서 점증시킨 것이다.

청구항 8의 발명은 외부와 전기적으로 접속하는 한쌍의 도전축에 각각 접속되고, 상호간 접촉 분리하는 한쌍의 전극을 진공용기내에 갖춘 진공밸브에 있어서, 상기 전극의 외주부에 복수의 자계발생수단을 형성한 것이다.

청구항 9의 발명은 청구항 8의 진공밸브에 있어서, 상기 자계발생수단을 코일로 형성한 것이다.

청구항 10의 발명은 청구항 8의 진공밸브에 있어서, 상기 자계발생수단을 전극핀과 그 주위에 배치된 자성체로 형성한 것이다.

하기에 본 발명의 실시예를 도면에 의거해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 1실시예에 의한 진공밸브 전극의 반경방향의 위치에 대한 전극간의 축방향 자속밀도분포를 나타낸다. 본 발명에서는 후술하는 도 5에 나타낸 전극구조를 채용함으로써 전극중심부의 낮은 축방향 자속밀도 Bct에 대해, 전극의 외주방향으로 감에 따라 축방향 자속밀도를 증가시켜서, 전극의 외주단부 가까이에서 극대치 Bp가 되는 자속밀도분포를 실현한다. 또 도 2는 본 발명의 진공밸브 전극의 상술한 극대치 Bp를 나타내는 반경위치의 축방향 자속밀도의 원주방향 분포를 나타낸 그래프이며, 여기서는 원주방향의 3개소에서 요철하는 특성을 나타내고 있다. 이들 특성의 자세한 설명에 대해서는 후술한다.

우선 도 3에 의거해서 진공밸브의 전극간 아크전압과 축방향 자속밀도간의 관계에 대해 설명한다. 일반적으로 전극반경 및 차단전류가 정해지면, 전극간의 아크전압과 축방향 자속밀도 사이는 도 3에 나타낸 바와 같은 관계를 나타내고, 축방향 자속밀도를 변화시킨 경우에는 아크전압이 최저 Vmin이 되는 축방향 자속밀도 Bcr가 존재한다. 또한 이 자속밀도의 값 그 자체는 차단전류, 전극 지름 및 접촉자재료에 따라 변화하나, 경향은 대체로 공통이다.

이 점을 고려하여 본 발명의 진공밸브는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전극중심에서는 각 차단전류에 대해 전극간의 아크전압이 최저가 되는 축방향 자속밀도 Bcr(도 3 참조)의 0.75∼0.9배 범위 A에 있는 자속밀도 Bct를 인가한다. 그리고 전극중심으로부터 전극의 외주부를 향해서 축방향 자속밀도를 증가시킨다. 여기서 최저 아크전압 Vmin을 부여하는 축방향 자속밀도 Bcr가 인가되는 반경위치는 전극반경의 20∼40%의 범위 B로 한다.

축방향 자속밀도는 이 범위 A보다도 외부를 향해서 단조하게 증가시켜서, 전극반경의 70%이상 밖의 영역에서 극대치 Bp를 취하게 한다. 이 극대치 Bp는 전극중심의 자속밀도 Bct의 1.4∼2.4배의 범위 C로 한다.

또 전극의 외주영역에서 축방향 자속밀도가 극대가 되는 반경위치에서의 전극의 원주방향에 대한 자속밀도분포는 도 2에 나타낸 바와 같이 요철로 변화시킨다. 이 원주방향에서의 축방향 자속밀도는 전 둘레내에 적어도 2개의 피크가 나타나도록 분포시킨다. 여기서 원주방향의 자속밀도분포의 최대치 Bmax와 최소치 Bmim는 전극중심부의 축방향 자속밀도 Bct의 1.4∼2.4배의 범위 C에 있으며, 또한 자속밀도의 값이 (Bmax＋Bmin)/2 이상이 되는 범위 D가 그 반경위치의 전 둘레의 50% 이상이 되도록 한다.

이와 같이 전극간 축방향 자속밀도의 분포를 제어함으로써, 전극중심부에서는 최저 아크전압 Vmin을 부여하는 자속밀도 Bcr보다도 낮은 자속밀도가 인가되고 있기 때문에 중심부에 점호하고 있는 아크컬럼내의 전압강하는 전극 외주영역보다도 커진다. 이 때문에 아크컬럼내의 전압강하를 낮게하여, 전극 외주부 영역의 아크전압강하와 같아지고자 한다. 그 결과, 상술한 식 1의 관계로부터 전극중심부에 흐르는 전류밀도가 낮게 억제되어, 종래와 같이 전극중심부의 전류밀도가 외주부에서 높아지는 것이 억제된다.

또 도 1에 나타낸 바와 같이 전극중심으로부터 외주부를 향해서 축방향 자속밀도는 증가해가므로, 아크는 전극의 외주부에도 점호하기 쉬워지게 된다. 예를 들어 접촉자로서 CuCr 접촉자를 사용하는 경우에는, 축방향 자속밀도가 최저 아크전압 Vmin을 부여하는 자속밀도 Bcr보다 높아져도 그다지 아크전압이 상승하지 않으므로, 전극의 최외주까지 아크가 양호하게 퍼진다. 그러나 차단전류가 상승하먼 도 3에 나타낸 아크전압과 자속밀도간의 관계와 같이 자속밀도가 큰 영역에서 아크전압이 커지는 경우가 있다. 그 때문에 접촉자로서 전극중심부로부터 전극 외주부를 향해서 음극강하전압이 감소하는 특성을 갖는 경사특성 접촉자를 조합시킴으로써, 전극 외주부에서 아크를 더욱 용이하게 점호시킬 수가 있다. 그 결과 전극중심부의 전류밀도가 억제되어, 전극외주부에 전류밀도가 증가하므로 전류밀도분포의 균일화를 도모할 수가 있다.

예를 들어 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 접촉자재료를 동크롬(CuCr)으로 하고, 접촉자(1)의 중심부는 크롬(Cr)을 25중량% 정도 함유하고, 외주부는 크롬(Cr)을 50중략% 정도 함유하도록 크롬(Cr)의 함유중량%를 중심으로부터 외주를 향하여 50중량% 정도까지 점증시킨 조성의 것을 사용하는 것이다. 또 접촉자(1)의 다를 조성으로서는 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 접촉자재료를 마찬가지로 동크롬(CuCr)으로 하고, 접촉자(1)의 중심부는 크롬(Cr)을 25중량% 정도 함유하고, 중간부는 35중량%, 외주부는 45중략% 정도 함유하도록 크롬(Cr)의 함유중량%를 중심으로부터 외주를 향하여 단계적으로 증가시킨 조성의 것을 사용할 수도 있다.

차단전류가 점증하면 양극측 전극근방에서 아크컬럼이 전극중심을 향하여 수축하고자 하는 힘이 작용한다. 이 힘은 자기전류에 의해 발생하는 아크컬럼의 원주방향의 자력선과 아크전류간의 상호작용에 의해 발생하는 핀치력이다. 지금 전극외주부에는 종래의 아크제어의 의한 자속밀도보다 강한 자속이 인가되어 있으므로, 전류를 운반하는 전자는 이 자력선에 강하게 포촉되어 있으며, 이 때문에 아크컬럼이 수축하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.

또 전극의 축방향 자속밀도의 원주방향의 분포에는 강한 곳과 약한 곳이 나타나는 것을 피할 수 없어서, 차단전류가 커지면 자속밀도가 약한 영역의 전류는 자속밀도가 큰 영역인 곳에 집중한다. 그 때문에 전극외주부의 축방향 자속밀도의 원주방향 분포가 일정하게 되도록 제어하는 경우에는, 전극면의 어떤 일부에 아크가 집중하기 시작하면 그 1개소에 집중하게 된다. 따라서 축방향 자속밀도의 원주방향의 분포에 미리 적극적으로 복수개소에 강약을 붙여두는 것이 중요해진다. 이에 따라 전류가 더욱 커지면 아크가 자속밀도가 큰 전극외주부의 복수개소에 집중하기 시작하나, 전류가 집중하여도 종래와 같이 집중 개소가 1개소가 아니고 복수개소에 분산되기 때문에 집중한 영역의 각각의 전류밀도는 비교적 낮아져서, 집중이 심하게 되는 임계전류치를 끌어올릴 수가 있게 된다. 그외에 집중이 심하게 되어도 집중한 위치가 전극의 외주부가 되므로 집중하는 면적도 중심부에 비해 넓어서, 양극의 전극표면에 부여하는 아크의 에너지에 의한 손상을 효과적으로 억제할 수가 있다.

도 6은 본 발명의 1실시예에 의한 모델전극의 구조를 나타낸다. 또 이 모델전극의 차단성능을 비교하기 위해 도 11에 나타낸 종래의 세로자계전극과 도 5에 나타낸 평판전극에 대해서도 비교실험을 하였다. 도 5에 나타낸 평판전극은 통전축(6)에 접촉자(1)를 부착한 단순한 구조의 것이며, 차단실험을 실시할 때에는 전극간에 균일한 자계를 발생시키기 위한 외부자계코일(9)을 사용하였다.

도 6에 나타낸 본 발명의 진공밸브의 모델전극이 도 11에 나타낸 종래의 세로자계전극과 크게 다른 것은, 접촉자와 통전축을 잇는 전로가 코일형상으로 제작된 동선으로 형성된 점이며, 기타 부분의 사양은 도 11에 나타낸 전극과 공통이다. 이 도 6에 나타낸 모델전극의 구성에 대해 설명하면, 가동측 통전축(6)의 상단에 축부(18a)가 납땜된 보강부재(18)의 상단에는 동재로부터 환상으로 제작된 코일지지환(5)이 이 코일지지환(5)의 중심에 형성된 위치결정구멍(5a)을 통해서 재치되어, 보강부재(18)의 상단에 납땜되어 있다. 코일지지환(5)의 상면에는 위치결정구멍(5a)의 외측에 폭이 좁은 환상의 홈이 형성되고, 이 홈의 더욱 외측에는 원형의 스폿페이싱부(5b)가 도시하지 않은 횡단면도에서 60°간격으로 합계 6개소 형성되어 있다.

보강부재(18)의 상단면에는 무산소동의 동재로 코일형상으로 형성된 중심코일(7)이 재치되어, 보강부재(18)의 상단에 납땜되어 있다. 또 코일지지환(5)의 상면의 6개소에 형성된 위치결정용의 각 스폿페이싱부(5b)에도 중심코일(7)과 동일품인 외주부코일(3)이 재치되어, 각 스폿페이싱부(5b)에 납땜되어 있다. 또한 코일지지환(5)의 위치결정구멍(5a)의 외측에 형성된 폭이 좁은 환상의 홈에는 엷은 두께의 스테인리스강관으로 제작된 지지관(8)의 하단이 삽입 납땜되어 있다. 이들 지지관(8) 및 외주부코일(3)의 상단면에는 원판형의 전극판(2)이 재치되어 있다. 이 전극판(2)의 중심부에는 관통구멍(2a)이 형성되고, 이 관통구멍(2a)의 외측의 하면에는 지지관(8)의 상단이 삽입하는 위치결정용의 폭이 좁은 환상의 홈이 동축으로 형성되어 있다. 이 홈에 상단이 삽입된 지지관(8)도 전극판(2)에 납땜되어 있다.

전극판(2)의 내면측에는 코일지지환(5)의 상면에 형성된 스폿페이싱부(5b)와 동일 외경이며 얕은 스폿페이싱부(2b)가 스폿페이싱부(5b)와 대향해서 6개소 형성되어 있다. 그리고 코일지지환(5)의 스폿페이싱부(5b)에 하단이 납땜된 외주부코일(3)의 각각의 상단이 이들 전극판(2)에 형성된 스폿페이싱부(2b)의 각각에 삽입되어 납땜되어 있다. 전극판(2)의 중심에 형성된 관통구멍(2a)에는 대체로 요철형상이며, 도시하지 않은 평면도에서는 원판형의 스테인리스강제의 시트(4)의 상단이 삽입되어, 전극판(2)에 납땜되어 있다. 중심코일(7)의 상단은 시트(4)의 하면에 맞닿아서, 이 시트(4)에 납땜되어 있다.

접촉자(1)는 그 외경이 도 11에 나타낸 종래예의 접촉자(1A)와 동일하지만, 상단면의 중심부에 역원추 사다리꼴의 얕은 오목부(1a)가 형성되어 있다. 이 오목부(1a)의 상단의 외주는 호형상으로 모따기 되어 있다.

이와 같은 구조의 모델전극을 채용하여 조립된 진공밸브는 다음과 같이 동작한다. 도 6에서 가동측 전극의 접촉자(1)와 고정측 전극의 접촉자(도시하지 않음, 가동측 전극(1)과 대향해서 배치되고, 가동측 전극(1)과 접촉 분리한다)사이에 발생한 아크전류의 대부분은 접촉자(1)로부터 전극판(2)과 코일지지환(5) 사이에 삽입되어 있는 각 외주부코일(3)을 흘러서, 일부는 중심코일(7)에 흐른다. 또한 중심코일(7)에 흐르는 전류는 이 중심코일(7)과 전극판(2) 사이에 개재하고 있는 시트(4)의 저항치에 의해 각 외주부코일(3)에 흐르는 전류치의 1/4 정도로 된다.

상술한 도 11, 도 5 및 도 6의 각각에 나타낸 3종류의 전극에 대한 차단실험결과는 도 7에 나타낸 것이었다. 그리고 이 실험에서는 상기 구조의 평판전극, 모델전극에 대해 그들 전극만으로는 전극간의 자속밀도분포의 세밀한 제어를 할 수 없으므로, 외부자계코일(9)을 준비하여 모델전극이 발생하는 자계와 이 외부자계코일(9)이 발생하는 균일자계를 중첩시킴으로써 최적의 자속밀도분포를 얻도록 하였다.

도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 도 11에 나타낸 세로자계전극에 의한 차단성능 D1을 1로 하였을 때, 도 5에 나타낸 평판전극에 대해서는 외부자계코일(9)에 의해 균일자계를 인가하는 조건하에서, 그 외부자계의 강도를 여러 가지로 변화시킨 경우의 최대차단한계 D2가 1.15배로 되었다. 그리고 도 6에 나타낸 본 발명에 의한 모델전극에 대해서는 최대차단한계 D3가 1.4배가 되어, 차단성능이 향상한 것을 확인할 수 있었다.

또한 본 발명에 의한 진공밸브의 다른 전극구조에 대해 도 8∼도 10에 의거해서 설명한다. 본 발명의 진공밸브에 채용할 수 있는 전극의 구조는 도 6에 나타낸 것 이외에 도 8도에 나타낸 것이 있다. 이 실시예의 전극은 접촉자(1)와 통전축(6) 사이에 2개 이상의 복수개의 소경의 통전봉(21)과 그 주변영역에 자성체(22)를 배치하고 있다. 통전봉(21)은 환상의 위치에 배치하고, 각 통전봉(21)의 외측 측면의 위치는 전극반경의 90% 위치이다. 자성체(22)는 직각∼120°정도의 직각형 또는 호형상으로 하고, 각 통전봉(21)의 주변영역에 각 통전봉(21)에 대해 원주방향의 동일 방향으로 배치하고 있다.

그리고 전극에서는 전류가 통전축(6)으로부터 접촉자(1)을 통해서 대향하는 다른 쪽 전극에 흐를 때, 통전봉(21)에 축방향의 전류가 흐르면 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 통전봉(21)의 주변에 원주방향의 자속(23)이 발생하여, 통전봉(21)의 주변에 배치되어 있는 자성체(22)중을 이 자속(23)이 흐른다. 이 자성체(22)는 폐루프가 아니고 공극부를 갖는 형상이므로, 그 단부(21a, 21b)가 자극의 작용을 한다. 즉 대향하는 다른 쪽 전극도 같은 구조이므로 전류가 흐를 때에 마찬가지로 자성체의 단부에 자극이 발생한다. 이 때문에 상대방 전극의 자성체의 자극과의 사이에 자속이 발생하고, 이에 따라 아크를 안정화시켜서 접촉자(1)의 소모를 억제하여 차단성능을 향상시킨다.

또한 이 실시예의 전극구조를 채용함으로써 접촉자(1)의 표면의 거의 전역에 걸쳐서 축방향 자계를 발생시켜서, 접촉자(1)의 표면을 유효하게 이용할 수 있게 할 수가 있다. 또 전류경로가 짧아져서 단자간 저항을 낮게 억제할 수가 있어서, 우수한 통전성능을 나타낸다.

도 9는 본 발명의 제3의 실시예에 의한 진공밸브의 전극구조를 나타내고 있으며, 이 실시예의 전극은 접촉자(1)와 통전축(6) 사이에 2개 이상의 복수개의 소경의 통전봉(21)을 원주방향으로 이간해서 배치하고, 이들 통전봉(21)의 주변영역에 이(25a)가 위치하도록 중앙의 원반부(25b)로부터 복수개소에서 원주방향의 동일방향에 이(25a)가 돌출한 자성체(25)를 배치한 구조이다.

이 실시예의 경우에는 전극에서 전류가 통전축(6)으로부터 접촉자(1)를 통해서 대향하는 다른 쪽 전극에 흐를 때, 통전봉(24)에 축방향의 전류(26)가 흐르면 도 9(b)에 나타낸 바와 같이 통전봉(24)의 주변에 원주방향의 자속(27)이 발생하여, 통전봉(24)의 주변에 위치한 자성체(25)의 이(25a)와 중앙의 원반부(25b)에 서로 반대방향의 자극을 형성한다. 이 때문에 도 8에 나타낸 실시예와 마찬가지로 대향하는 다른 쪽 전극과 갭간에 축방향의 자속이 발생하고, 이에 따라 아크를 안정화시켜서 접촉자(1)의 소모를 억제하여 차단성능을 향상시킨다. 또 제3의 실시예의 경우에는 자성체를 일체화하였으므로 제2의 실시예의 구조보다 조립하기 쉬어진다.

또한 제4의 실시예로서 도 10(b)에 나타낸 구조의 자성체(25)를 제3의 실시예의 자성체 대신에 사용할 수가 있다. 이 자성체(25)는 그 원반부(25b)의 중앙부에 구멍(25c)를 형성함으로써, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 축방향의 자속밀도분포 Bz를 개선할 수가 있다. 즉 전극중심부의 자속밀도를 외주부에 비해 상대적으로 낮은 분포로 하고, 중심부의 자속밀도가 높을 경우에 생기는 대전류 차단시의 아크의 전극중심부에 대한 집중을 방지하고, 차단한계에 가까운 대전류 차단시에도 아크를 접촉자(1)의 표면 전체에 넓힐 수가 있으므로 차단성능을 향상시킬 수 있다.

그리고 이들 제2∼제4의 실시예의 각각에서 소경의 통전봉의 개수는 그 수를 N개로 하고 전극 지름을 D(mm)로 할 때에, 0.05D＜N을 만족하는 수로 함으로써 축방향 자속밀도의 공간적인 산포를 억제하고, 접촉자 표면에 균일하게 아크를 점호할 수가 있게 된다. 또 상기 제2∼제4의 실시예의 각각에서 도 8, 도 9의 각각에 나타낸 바와 같이 자성체(22) 또는 자성체(25)의 이(25a)와 원주방향에서 그 양측에 위치한 통전봉(21 또는 24)까지의 거리를 상이한 것(단 어떤 1개의 자성체(22)에 대해 그 양측에 위치한 통전봉(21, 21)의 위치관계, 또 자성체(25)의 어떤 1개의 이(25a)에 대해 그 양측에 위치한 통전봉(24, 24)의 위치관계는 어느 자성체(22) 또는 자성체(25)의 이(25a)에 대해서도 원주방향에서 동일 배치로 한다)으로 함으로써, 자성체(22) 또는 자성체(25)의 이(25a)에는 그것에 가까운 통전봉에 대한 통전에 의해 그 주위에 발생하는 자속이 통하고, 이것과 역방향의 이웃 통전봉에 대한 통전에 의해 그 주위에 발생하는 자극의 영향을 적게 억제할 수 있고, 자성체의 단부에 발생하는 자극의 강도를 강하게 하여 높은 축방향 자속밀도를 발생시킬 수가 있다.

또한 상기 제2∼제4의 실시예에서 통전축(6) 상부의 구조를 도 11에 나타낸 종래예의 세로자계전극과 같은 내부구조(단 접촉자(1A)는 때어낸 구조)로 하여, 그 상면측에 통전봉(21 또는 24)과 자성체(22 또는 25)를 설치한 2중구조로 할 수도 있다

이상과 같이 청구항 1∼청구항 3의 발명에 의하면 아크중의 전류밀도분포를 균일화시킬 수 있어서, 아크가 집중하는 임계전류치의 개선을 도모할 수 있다.

청구항 4 및 청구항 5의 발명에 의하면 전극간의 전류밀도가 임계전류치 이상이 되어 아크가 집중하여도, 아크를 전극외주부의 원주방향으로 분산한 복수개소의 각각에 집중시킬 수 있어서, 종래와 같이 아크가 1개소에 집중하는 경우에 비해 집중하는 영역의 전류밀도를 저하시킬 수 있으므로, 그만큼 전극에 대한 손상을 경감할 수가 있어서, 차단한계 전류치를 끌어올릴 수 있다.

청구항 6 및 청구항 7의 발명에 의하면 가동측과 고정측의 전극의 각각의 서로 대향하는 면에, 중심부로부터 외주를 향해서 접촉자재료의 음극강하전압이 연속적, 또는 단게적으로 감소하는 경사특성을 갖는 접촉자를 설치하였으므로, 아크를 전극중심에 집중시키지 않고 아크중의 전류밀도분포를 전극 전체에 균일화해서 아크가 집중하는 임계전류치를 개선하여, 차단성능을 향상시킬 수 있다.

청구항 8∼청구항 10의 발명에 의하면 전극의 외주부에 복수의 자계발생수단을 형성함으로써, 전극간의 전류밀도가 임계전류치 이상이 되어 아크가 집중하여도 아크를 전극외주부의 원주방향으로 분산한 복수개소의 각각에 집중시킬 수 있어서, 종래와 같이 아크가 1개소에 집중하는 경우에 비해 집중하는 영역의 전류밀도를 저하시킬 수 있으므로, 그만큼 전극에 대한 손상을 경감할 수가 있어서, 임계한계 전류치를 끌어올릴 수가 있다.

Claims

외부와 전기적으로 접속하는 한 쌍의 도전축 각각에 접속되며, 서로 접촉분리하는 한 쌍의 전극을 진공용기내에 구비한 진공밸브에 있어서, 상기 전극의 배면 중앙부에 종자계발생을 위한 통전코일을 배치하고, 상기 전극의 배면의 상기 통전코일의 외측에 동일하게 종자계발생을 위한 복수의 통전코일을 배치하며, 상기 전극의 배면 중앙부의 통전코일과 상기 전극의 배면 중앙부 사이에는 전류억제부재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제1항에 있어서, 상기 전극 사이에서의 축방향 자속밀도의 크기가 상기 전극 중심으로부터 외주부로 향해 갈수록 증가하며, 상기 전극의 반경의 70% 이상 외측영역에 축방향 자속밀도가 극대치(Bp)를 가지고, 상기 전극 중심으로부터 외주단으로 연장한 임의의 방사선상에서의 상기 극대치(Bp)가 상기 전극 중심의 자속밀도(Bct)에 대하여 1.4 ~ 2.4배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제1항에 있어서, 상기 전극 사이에서의 축방향 자속밀도의 크기가 상기 전극 중심으로부터 외주부로 향해 갈수록 증가하며, 상기 전극의 반경의 70% 이상 외측영역에 축방향 자속밀도가 극대치(Bp)를 가지고, 상기 전극 중심으로부터 외주단으로 연장한 임의의 방사선상에서의 상기 극대치(Bp)가, 상기 전극의 반경과 차단전류에 의해 결정되는 아크전압과 축방향 자속밀도와의 관계에 있어서 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)의 1.05 ~ 2.16 배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전극의 외주단에서 2mT/KA 이상의 자속밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전극 중심의 자속밀도(Bct)가, 상기 전극의 반경과 차단전류에 의해 결정되는 아크전압과 축방향 자속밀도와의 관계에 있어서 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)의 0.75 ~ 0.9 배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)가 인가되는 반경방향의 위치를 상기 전극반경의 20 ~ 40%의 범위로 한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치에서의 원주방향의 복수개소에, 상기 극대치 중 최대치(Bmax)를 나타내는 것에 대하여 0.6 ~ 0.9배만큼 낮은 부분을 설치한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제7항에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치에서의 원주방향에 대한 축방향 자속밀도 분포가, 그 자속밀도에 최대치를 Bmax, 최소치를 Bmin로 할 때, 상기 원주방향 전 둘레에 있어서 50% 이상의 부분에서 (Bmax + Bmin)/2보다도 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 진공밸브.
외부와 전기적으로 접속하는 한 쌍의 도전축 각각에 접속되며, 서로 접촉분리하는 한 쌍의 전극을 진공용기내에 구비한 진공밸브에 있어서, 상기 전극의 배면 외주부의 복수개소에 통전봉을 배치하고, 상기 통전봉 각각의 주위에 근접하여 상기 통전봉이 발생시키는 자계에 의해 대자(帶磁)하는 자성체를 배치한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제9항에 있어서, 상기 전극 사이에서의 축방향 자속밀도의 크기가 상기 전극 중심으로부터 외주부로 향해 갈수록 증가하며, 상기 전극의 반경의 70% 이상 외측영역에 축방향 자속밀도가 극대치(Bp)를 가지며, 상기 전극 중심으로부터 외주단으로 연장한 임의의 방사선상에서의 상기 극대치(Bp)가 상기 전극중심의 자속밀도(Bct)에 대하여 1.4 ~ 2.4 배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제9항에 있어서, 상기 전극 사이에서의 축방향 자속밀도의 크기가 상기 전극 중심으로부터 외주부로 향해 갈수록 증가하며, 상기 전극의 반경의 70% 이상 외측영역에 축방향 자속밀도가 극대치(Bp)를 가지며, 상기 전극 중심으로부터 외주단으로 연장한 임의의 방사선상에서의 상기 극대치(Bp)가, 상기 전극의 반경과 차단전류에 의해 결정되는 아크전압과 축방향 자속밀도와의 관계에 있어서 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)의 1.05 ~ 2.16 배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 전극 외주부에서 2mT/KA 이상의 자속밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 전극 중심의 자속밀도(Bct)가, 상기 전극의 반경과 차단전류에 의해 결정되는 아크전압과 축방향 자속밀도와의 관계에 있어서 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)의 0.75 ~ 0.9 배인 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 아크전압이 최저로 되는 자속밀도(Bcr)가 인가되는 반경방향의 위치를 상기 전극반경의 20 ~ 40%의 범위로 한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치에서의 원주방향의 복수개소에, 상기 극대치 중 최대치(Bmax)를 나타내는 것에 대하여 0.6 ~ 0.9 배만큼 낮은 부분을 설치한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
제15항에 있어서, 상기 전극의 상기 축방향 자속밀도의 극대치(Bp)를 나타내는 반경위치에서의 원주방향에 대한 축방향 자속빌도 분포가, 그 자속밀도의 최대치를 Bmax, 최소치를 Bmin으로 할 때, 상기 원주방향 전 둘레에 있어서 50% 이상의 부분에서 (Bmax+Bmin)/2 보다도 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 진공밸브.