JPH0122698B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は真空しや断器に係り、特に開閉サージ
による異常電圧の発生を抑制する電極を備えた真
空しや断器に関する。 一般に真空しや断器の電極の具備すべき条件と
して下記のものがあげられる。 (1) 静的耐電圧特性が優れていること。 (2) 電流しや断する能力が大きいこと。 (3) 通電能力が大きいこと。 (4) 耐溶着性に優れていること。 (5) 開閉サージに伴う過電圧に対処し得ること。 (6) 電気的、機械的寿命が優れていること。 しかして、近年、開閉サージ現性の研究が進
み、従来知られているさい断サージ、再発弧サー
ジの他に多重再発弧サージおよび多重再発弧サー
ジに伴う三相同時しや断によるサージが知られる
ようになり、これらに対処し得る電極が必要とな
つている。ここで、多重再発弧サージは、真空し
や断器のしや断に伴う極間絶縁回復と回路電圧の
競合により発弧、消弧を交互に繰り返すとともに
しだいに電圧が大きくなる現象で、これは真空し
や断器が再発弧時に回路に流れる高周波電流をそ
の零点で直ちにしや断してしまう高周波消弧が原
因と思われ、真空しや断器がアーク時間が十分で
ない状態でさい断したり、商用周波電流の零点付
近で開極し、その直後の電流零点で直ちに消弧し
た場合に生ずるものである。また、多重再発弧サ
ージに伴う三相同時しや断によるサージは、三相
回路において多重再発弧サージが生じると、発弧
による高周波電流が相間のインピーダンスを通じ
て他相に流れ、他相の商用周波電流を相殺して強
制的に電流零点を作り、この作られた電流零点で
三相が同時にしや断されるとともに、真空しや断
器のさい断電流より大きい電流、時には商用周波
電流の波高値をさい断したと同じ結果となる極め
て過大なサージが発生する現象である。 ところが、現在一般に商用されている接点材料
の電極を備えた真空しや断器においては、それ自
体により多重再発弧サージおよび多重再発弧サー
ジに伴う三相同時しや断によるサージに対処する
ことができず、回路にサージアブソーバ（サージ
サプレツサ）を入れて回路保護を図つている現状
である。したがつて、真空開閉装置として、その
装置全体が大きくなるとともに、回路の信頼性が
低下し、かつそのコストアツプを招来する等の問
題がある。 本発明は上述した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、アーク走行電極と
その中央部に突設した接点とからなる磁気駆動形
の電極を備えた真空しや断器において、接点を純
クロムの金属材料により形成するとともに、アー
ク走行電極も純クロムの金属材料により形成する
ことにより、電極としての具備すべき条件を損な
うことなく、多重再発弧サージおよび多重再発弧
サージに伴う三相同時しや断によるサージを抑制
し得る電極を備えた真空しや断器の提供にある。
以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細に
説明する。 第１図は本発明に係る真空しや断器の縦断面図
で、この真空しや断器は、円筒状に形成したガラ
スまたはセラミツクからなる複数（本実施例にお
いては２個）の絶縁筒１，１を両端に植設した一
方の封着金具２，２を介し同軸的に接合して１本
の絶縁筒とするとともに、その両開口端を他方の
封着金具２，２を介して金属からなる円板状の端
板３，３により気密に閉塞し、かつ内部を高真空
に排気して真空容器４を形成し、この真空容器４
内に、その軸線上に位置するが如くして各端板３
の中央部から真空容器４の気密性を保持しつつ相
対的に接近離反自在に導入した対をなす固定側、
可動側の電極棒５，５を介し１対の固定側、可動
側の電極６，６を接触離反（接離）自在に設けて
構成されている。 なお、第１図において７はベローズ、８，９は
それぞれ固定側の電極棒５およびベローズ７を金
属蒸気等の付着から保護するため等の軸シール
ド、ベローズシールド、１０はほぼ円筒状の主シ
ールドで、中間部付近を一方の封着金具２，２に
挟持された支持金具１１により支持されているも
のである。 前記固定側および可動側の電極６，６は、第２
図に示すように、それぞれの電極棒５の内端部に
取り付けられ、かつその外径より適宜大径のほぼ
円板状に形成されたアーク走行電極１２と、この
アーク走行電極１２の中央部に突設したリング状
またはボタン状の接点１３とからなる、いわゆる
磁気駆動形のもので、アーク走行電極１２には、
その中央部付近から外周縁にかけて軸方向（第２
図において上下方向）へ貫通したスパイラル状の
複数のスリツト１４を設けることにより複数のペ
ダル１２ａが設けられており、接点１３に生じた
アークは、この接点１３をアーク通電電流がコの
字状に流れることによつて生ずる磁気駆動力によ
りアーク走行電極１２に移動されるとともに、ス
パイラル状のスリツト１４に沿つて外周縁方向へ
駆動されるものである。 前記電極６は、接点１３を純クロムの金属材料
により形成するとともに、アーク走行電極１２を
接点１３の金属材料と同じ純クロムの金属材料に
より形成されている。そして、接点１３およびア
ーク走行電極１２を形成する金属材料としては、
純クロムが用いられる。 また、電極６のアーク走行電極１２は、上述し
た実施例のものに限らず、たとえば第３図に示す
ように、複数のスリツト１４を中央部付近から外
周縁にかけて軸方向と斜交する方向へ貫通したス
パイラル状に設け、隣接するペダル１２が軸方向
において重畳するように設けてもよいものであ
る。 ここで、前述した電極６の接点１３およびアー
ク走行電極１２の金属材料の選定に際しては、ま
ず鉄系材料やクロム等の各種電極材料についてさ
い断電流値や200KHz高周波しや断等の特性試験
を行い第１表に示す実験結果を得た。

【表】

【表】 したがつて、純鉄やステンレス鋼の如き鉄系材
料は、比較的さい断電流値が小さく、かつ商用周
波電流のしや断が可能であるものの、高周波電流
のしや断能力が低いとともに、耐溶着性が悪く、
かつ接触抵抗が大きいため電極材料、特に接点の
材料として不適当と思われるが、純クロムは、高
周波電流のしや断能力が比較的低いことを除けば
電極としての特性をほぼ満足している。 ついで、接点１３とアーク走行電極１２との金
属材料の組み合わせによる接点１３からのアーク
の移動容易性について試験を行い第２表に示す実
験結果を得た。

【表】 したがつて、接点５ａおよびアーク電極５ｂの
それぞれの金属材料の組み合わせにより、明らか
にアークが移動しやすいものとしにくいものがあ
ることが判る。 上述した如く各種金属材料の基本的な特性を解
明した後に、リアクトル負荷における開閉サージ
テストを行つた結果、従来の銅、数％以下のビス
マスまたは鉛等を含有する銅合金からなるもの
は、多重再発弧サージに伴う三相同時しや断によ
りサージが発生するが、純鉄、ステンレス鋼、銅
―タングステン合金および純クロムは、再発弧は
するが、それが多重再発弧およびこれに伴う三相
同時しや断に移行せず、過大なサージ電圧を発生
しないことが判明した。 したがつて、先に掲げた特性を満足し、かつ多
重再発弧サージおよびこれに伴う三相同時しや断
によるサージの発生を抑制し得る接点１３の金属
材料としては、純クロムであることが判つた。 また、多重再発弧サージに伴う三相同時しや断
は、開極直後、換言すれば非常に小さい極間ギヤ
ツプ時における現象なので、アーク走行電極１２
と接点１３に純クロムを使用するとしや断アーク
に対して相性がよい（アークが移動しやすい）も
のである。 以上の如く本発明は、真空容器内にアークが走
行される複数のペダルを設けたアーク走行電極と
このアーク走行電極の中央部に突設したリング状
またはボタン状の接点とからなる１対の電極を相
対的に接近離反自在に導入した対をなす電極棒を
介し接離自在に設けてなる真空しや断器におい
て、前記接点を純クロムの金属材料により形成す
るとともに、アーク走行電極も純クロムの金属材
料により形成したものであるから、真空しや断器
の電極として具備すべき条件を損なうことなく、
多重再発弧サージおよびこれに伴う三相同時しや
断によるサージの発生を抑制することができる。
したがつて、従来のもののように回路にサージア
ブソーバを入れる必要がなく、開閉装置全体のス
ペースを縮小できるとともに、回路の信頼性を高
めることができ、かつ装置全体をコストダウンで
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空しや断器の縦断面
図、第２図は本発明の要部の拡大斜視図、第３図
は本発明の要部の他の実施例の拡大斜視図であ
る。 ４…真空容器、５…電極棒、６…電極、１２…
アーク走行電極、１２ａ…ペダル、１３…接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空容器内にアークが走行される複数のペダ
   ルを設けたアーク走行電極とこのアーク走行電極
   の中央部に突設したリング状またはボタン状の接
   点とからなる１対の電極を相対的に接近離反自在
   に導入した対をなす電極棒を介し接離自在に設け
   てなる真空しや断器において、前記接点を純クロ
   ムの金属材料により形成するとともに、アーク走
   行電極も接点の金属材料と同じ純クロムの金属材
   料により形成したことを特徴とする真空しや断
   器。