WO2014080623A1 - 真空バルブ - Google Patents

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WO2014080623A1
WO2014080623A1 PCT/JP2013/006807 JP2013006807W WO2014080623A1 WO 2014080623 A1 WO2014080623 A1 WO 2014080623A1 JP 2013006807 W JP2013006807 W JP 2013006807W WO 2014080623 A1 WO2014080623 A1 WO 2014080623A1
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WO
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arc shield
vacuum valve
electric field
field relaxation
fixed
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/006807
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕希 関森
浩資 捧
宏通 染井
関　経世
吉田　剛
Original Assignee
株式会社 東芝
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a vacuum valve provided with an arc shield provided so as to surround a pair of contactable and separable contacts.
  • the vacuum valve is provided with a cylindrical arc shield so as to surround the pair of contacts, and captures the metal vapor radiated and diffused between the contacts when the arc is interrupted. Moreover, the roundness which has a predetermined curvature is provided in the both ends of the arc shield, and electric field relaxation is achieved.
  • this type of vacuum valve is provided with a cylindrical vacuum insulating container 1 made of alumina porcelain. Two vacuum insulation containers 1 are connected in the axial direction. A fixed-side sealing fitting 2 and a movable-side sealing fitting 3 are sealed at both ends of the vacuum insulating container 1. A fixed-side energizing shaft 4 is fixed through the fixed-side sealing fitting 2, and a fixed-side contact 5 is fixed to an end in the vacuum insulating container 1. A movable side contact 6 that faces the fixed side contact 5 and is detachable is fixed to the end of the movable side energizing shaft 7 that movably penetrates the opening of the movable side sealing fitting 3.
  • a cylindrical arc shield 9 made of a metal material such as stainless steel or copper is provided in the vacuum insulating container 1 so as to surround the contacts 5 and 6, and an outer peripheral middle portion is fixed to the inner surface of the vacuum insulating container 1. .
  • both ends of the arc shield 9 are provided with a curled round shape, and electric field relaxation is performed.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. And Patent Document 1 As shown in FIG. 5, a stainless steel plate having a thickness of about 1 mm is bent into an arc shape with a predetermined curvature in the outer direction by, for example, drawing to provide a curled portion 9a.
  • the formation of the curled portion 9a requires a jig for determining the curvature and skilled skills, and there are limits to mass production and cost reduction.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-319151 (hereinafter referred to as Patent Document 2). Called).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-319151
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum valve that can easily perform electric field relaxation at both ends of the arc shield 9. That is, the arc shield 9 has a simple configuration and is suitable for mass production at a low price.
  • a vacuum valve includes a vacuum insulating container, a pair of contactable and separable contacts provided in the vacuum insulating container, and a cylindrical shape provided to surround the contacts.
  • an electric field relaxation ring having a predetermined curvature is fixed to a peripheral portion of the arc shield.
  • the principal part expanded sectional view which shows the structure of the arc shield used for the vacuum valve which concerns on Example 1 of this invention.
  • the principal part expanded sectional view which shows the structure of the arc shield used for the vacuum valve which concerns on Example 2 of this invention.
  • the principal part expanded sectional view which shows the structure of the arc shield used for the vacuum valve which concerns on Example 3 of this invention.
  • Sectional drawing which shows the structure of a vacuum valve.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of an arc shield used in a vacuum valve according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the description is abbreviate
  • the structure of an arc shield is demonstrated using one edge part.
  • an annular electric field relaxation ring 10 having a U-shaped cross section made of the same kind of metal material is fixed to the peripheral portion of a cylindrical arc shield 9 made of a metal material such as stainless steel or copper.
  • the electric field relaxation ring 10 can be manufactured by bending an annular plate material by press working or the like.
  • the U-shaped bottom portion (electric field relaxation portion) 10 a side is positioned on the end portion side of the arc shield 9, and the opening (fixed portion) 10 b side is fixed to the arc shield 9.
  • the radius of curvature of the bottom 10a can be greater than or equal to the plate thickness.
  • the plate thickness is about 1 mm which is the same as the arc shield 9.
  • the arc shield 9 and the electric field relaxation ring 10 are fixed by brazing or making the U-shaped opening 10b slightly narrower than the thickness of the arc shield 9 and press-fitting.
  • the electric field relaxation ring 10 having a U-shaped cross section is referred to as an electric field relaxation ring having a predetermined curvature that is fixed to the peripheral portion of the arc shield 9.
  • a radius of curvature equal to or greater than the plate thickness can be easily formed, and electric field relaxation can be achieved. Further, it can be easily manufactured by press working or the like, and is suitable for mass production. If the plate thickness of the electric field relaxation ring 10 is made larger than that of the arc shield 9, the radius of curvature can be further increased.
  • the electric field relaxation ring 10 having a U-shaped cross section is fixed to the peripheral portion of the arc shield 9, it is inexpensive with a simple configuration and is suitable for mass production.
  • a radius of curvature equal to or greater than at least the plate thickness can be easily formed, and electric field relaxation can be achieved.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of an arc shield used in a vacuum valve according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the electric field relaxation ring.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a circular electric field relaxation ring 11 having a circular cross section is fixed to the peripheral portion of the arc shield 9.
  • the electric field relaxation ring 11 is provided with an annular slit (fixed portion) 11 a and is fitted into the end of the arc shield 9.
  • the annular starting end and the terminating end are connected by brazing.
  • the arc shield 9 is fixed by brazing or press fitting.
  • the electric field relaxation ring 11 having a circular cross section is referred to as an electric field relaxation ring having a predetermined curvature that is fixed to the peripheral portion of the arc shield 9.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the configuration of an arc shield used for a vacuum valve according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in the configuration of the electric field relaxation ring.
  • the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a pipe-shaped annular electric field relaxation ring 12 is fixed to the peripheral edge of the arc shield 9.
  • the electric field relaxation ring 12 is provided with an annular slit (fixed portion) 12 a and the end of the arc shield 9 is fitted therein.
  • the pipe-shaped electric field relaxation ring 11 is referred to as an electric field relaxation ring having a predetermined curvature that is fixed to the peripheral portion of the arc shield 9 as in the second embodiment.
  • the electric field relaxation at both ends of the arc shield can be made suitable for mass production with a simple configuration.

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

アークシールド両端部の電界緩和を、簡素な構成で、量産化に適するものとする。 真空絶縁容器と、真空絶縁容器内に設けられた接離自在の一対の接点と、接点を囲むように設けられた筒状のアークシールド(９)とを有する真空バルブにおいて、アークシールド(９)の周縁部に所定の曲率を持った電界緩和リング(１０)を固定したことを特徴とする。電界緩和リング(１０)は、曲率を持った電界緩和部(１０ａ)と、アークシールド(９)に固定する固定部(１０ｂ)を有する。

Description

真空バルブ
　本発明の実施形態は、接離自在の一対の接点を包囲するように設けられたアークシールドを備えた真空バルブに関する。
　真空バルブには、一対の接点を包囲するように筒状のアークシールドが設けられており、アーク遮断時に接点間から放射拡散される金属蒸気の捕捉が行われている。また、アークシールドの両端部には、所定の曲率を有する丸みが設けられ、電界緩和が図られている。
　この種の真空バルブには、図４に示すように、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器１が設けられている。真空絶縁容器１は、二個が軸方向に連結されている。真空絶縁容器１の両端開口部には、固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１内の端部に固定側接点５が固着されている。固定側接点５に対向し、接離自在の可動側接点６が可動側封着金具３の開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸７の端部に固着されている。可動側通電軸７の中間部には、伸縮自在のベローズ８の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３の開口部を覆うように封着されている。真空絶縁容器１内には、接点５、６を囲むように、ステンレス、銅などの金属材料からなる筒状のアークシールド９が設けられ、外周中間部が真空絶縁容器１内面に固定されている。
　従来、アークシールド９の両端部には、カール状の丸みを設け、電界緩和が行われていることが知られている、例えば、日本国の公開特許公報、特開２００４－３１９１５１号公報(以下、特許文献１という）がある。これは、図５に示すように、厚さ１ｍｍ程度のステンレス板を、例えば、絞り加工により外側方向に所定の曲率を持って円弧状に折り曲げ、カール部９ａを設けるものである。しかしながら、カール部９ａの形成においては、曲率を定める治具や熟練した技能などが必要であり、量産化やコストダウンには限界があった。
　一方、アークシールド９の板厚を厚くし、板厚に比例した曲率を設けるものが知られている、例えば、同じく日本国の公開特許公報、特開２００４－３１９１５１号公報(以下、特許文献２という）がある。しかしながら、大きな曲率を設けようとすると、板厚を厚くしなければならず、重量化する。このため、曲率を大きくして電界緩和を図ることには限界があった。
特開平８－１６７３５６号公報 特開２００４－３１９１５１号公報
　本発明が解決しようとする課題は、アークシールド９両端部の電界緩和を容易に行うことができる真空バルブを提供することにある。即ち、アークシールド９を簡素な構成で、低価格で量産化に適するものとする。
　上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器内に設けられた接離自在の一対の接点と、前記接点を囲むように設けられた筒状のアークシールドとを有する真空バルブにおいて、前記アークシールドの周縁部に所定の曲率を持った電界緩和リングを固定したことを特徴とする。
本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図。 本発明の実施例２に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図。 本発明の実施例３に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図。 真空バルブの構成を示す断面図。 従来の真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図。
　以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
　先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図である。なお、真空バルブの構成は、従来と同様であるので、その説明は省略する。また、アークシールドの構成を一方の端部を用いて説明する。
　図１に示すように、ステンレス、銅などの金属材料からなる筒状のアークシールド９の周縁部には、同種金属材料よりなる断面Ｕ字状で環状の電界緩和リング１０が固定されている。電界緩和リング１０は、環状の板材をプレス加工などで折り曲げ、製造することができる。Ｕ字状の底部（電界緩和部）１０ａ側をアークシールド９の端部側に位置するようにし、開口部（固定部）１０ｂ側をアークシールド９に固定している。底部１０ａの曲率半径は、板厚以上とすることができる。板厚は、アークシールド９と同様の１ｍｍ程度を用いる。アークシールド９と電界緩和リング１０は、ろう付けや、Ｕ字状の開口部１０ｂをアークシールド９の板厚よりも僅かに狭くし、圧入するなどして固定する。
　ここで、断面Ｕ字状の電界緩和リング１０をアークシールド９の周縁部に固定される所定の曲率を持った電界緩和リングと称する。
　これにより、板材をＵ字状に折り曲げることで、板厚と同等以上の曲率半径を容易に形成することができ、電界緩和を図ることができる。また、プレス加工などで容易に製造することができ、量産化に適するものとなる。なお、電界緩和リング１０の板厚をアークシールド９よりも大きくすれば、曲率半径を更に大きくすることができる。
　上記実施例１の真空バルブによれば、アークシールド９の周縁部に断面Ｕ字状の電界緩和リング１０を固定しているので、簡素な構成で安価であり、量産化に適するものとなる。また、少なくとも板厚と同等以上の曲率半径を容易に形成することができ、電界緩和を図ることができる。
　次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、電界緩和リングの構成である。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図２に示すように、アークシールド９の周縁部には、断面円状で環状の電界緩和リング１１が固定されている。電界緩和リング１１には、環状のスリット（固定部）１１ａを設け、アークシールド９の端部に嵌め込んでいる。なお、棒状の部材を環状に加工して製造する場合には、環状の始端と終端をろう付けで連接する。また、アークシールド９との固定は、ろう付けや圧入などで行う。
　ここで、断面円状の電界緩和リング１１を実施例１と同様に、アークシールド９の周縁部に固定される所定の曲率を持った電界緩和リングと称する。
　上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
　次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る真空バルブに用いられるアークシールドの構成を示す要部拡大断面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、電界緩和リングの構成である。図３において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図３に示すように、アークシールド９の周縁部には、パイプ状で環状の電界緩和リング１２が固定されている。電界緩和リング１２には、環状のスリット（固定部）１２ａを設け、アークシールド９の端部を嵌め込んでいる。
　ここで、パイプ状の電界緩和リング１１を実施例２と同様に、アークシールド９の周縁部に固定される所定の曲率を持った電界緩和リングと称する。
　上記実施例３の真空バルブによれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。
　以上述べたような実施形態によれば、アークシールドの両端部の電界緩和を、簡素な構成で、量産化に適したものにすることができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、及び変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１　真空絶縁容器
２　固定側封着金具
３　可動側封着金具
４　固定側通電軸
５　固定側接点
６　可動側接点
７　可動側通電軸
８　ベローズ
９　アークシールド
１０、１１、１２　電界緩和リング

Claims (4)

  1. 　真空絶縁容器と、
    　前記真空絶縁容器内に設けられた接離自在の一対の接点と、
    　前記接点を囲むように設けられた筒状のアークシールドとを有する真空バルブにおいて、
    　前記アークシールドの周縁部に固定される所定の曲率を持った電界緩和リングと、
    　を具備する真空バルブ。
  2. 　前記電界緩和リングは、断面Ｕ字状である請求項１に記載の真空バルブ。
  3. 　前記電界緩和リングは、断面円状である請求項１に記載の真空バルブ。
  4. 　前記電界緩和リングは、パイプ状である請求項１に記載の真空バルブ。
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