JPH01307126A - 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 本発明は真空インタラプタに関し、特に磁気駆動方式の
真空インタラプタのスパイラル電極を改良したものであ
る。

Ｂ、　発明の概要 本発明は、 スパイラル電極の環状の接触部の部位におけるスパイラ
ル状の溝の内端に接続してスパイラル電極の中心部に向
かって前記溝の溝幅よりも狭幅の溝を設けたスパイラル
電極と、リード棒のスパイラル電極側の端部に嵌着され
、軸方向に関する長さが１５間以上となっている環状の
高抵抗部材であるブローアウトリングと、 このブローアウトリングを嵌着した部分以外の径が、前
記狭幅の溝の内端化の径より大きく且つ接触部の内径端
部化の径より小さいリード棒とを有することにより、 ブローアウトリングの存在による磁気ｍ！１ｉＩｌｌ力
の減少を最低限度にとどめ、リード棒の機械的強度等を
良好に保持するとともに、しゃ断性能及びしゃ断可能回
数の向上を計ったものである。

Ｃ従来の技術 従来の真空インタラプタにおける電極には種々の構成の
ものが用いられており、その−例として、第４図１ａｌ
及び第４図（ｂ）に示すように、アークを磁気回転駆動
する方式、Ｗｒ謂スパイラル電極１が知られている。

この種のスパイラル電極１は、複数のスパイラル状の溝
２によって形成されたペダル３ａを有するアーク部３と
、アーク部３の中央部に設けられるとともに相対向する
スパイラルｍＪＩｌ側に突出している環状の接触部４と
から構成されている。５はリード棒で、真空容器（図示
せず）を気密に貫通しており、少なくとも一方が往復動
可能に形成されている。

このように構成されたスパイラル電極１においては、開
極時に接触部４で発生したアークが、一対のリード棒５
と接触部４との間で形成されるコ字状の電路によって形
成される電磁力（図中矢印方向のコ字力）によって接触
部４上からアーク部３に移動される。このように、アー
ク部３に移動したアークは、コ字力によってペダル３ａ
上を溝２に沿って外周方向に移動し、更には隣接のペダ
ル３ａに移動する。かくて、アークが移動している間に
電流ゼロ点を向かえ、しゃ断を完了する。

かかるスパイラル電極１の場合、発生したアノードスポ
ットをできるだけ速く移動させ、局所的エネルギー集中
及びスパイラル電極１の溶融を防ぐことが肝要である。

このため、前記スパイラルｆｆｔｔｉｌにおいては、そ
の中心近くまで即ち接触部４内に達する溝２を設け、所
謂深溝スパイラル構造とすることによりアークの発弧直
後から電磁力による駆動力が働くようにしている。

Ｄ、　発明が解決しようとする課題 ところが、上述の如きスパイラル電極においてしゃ断性
能の向上を図る一手段として磁気片動力を増加すること
がある。

そのためには、■　満２を更に深くする（中心側に延ば
す）、■　溝幅を狭（して長いものにする、といった手
段が考えられる。

しかし、前者にあっては、電極強度低下の点から限界が
ある。即ち、第４図１ａｌに示すスパイラル電８Ｆ１１
においては図中に点１３２ａで示す位置迄切り込むこと
はできない。また、後者にあっては、大電流を多数回し
ゃ断すると、ＦＩＩ２の部分が電極溶融物でうまるため
、満２の幅は一定幅以下に狭くすることはできない。

このように、スパイラルｔｔｔ極において、しゃ断性能
を良好に保持するための要件としゃ断可能回数を良好に
保持するための要件は二律背反するものとなっているた
め、用途に応じてしゃ断性能若しくはしゃ断可能回数の
何れか一方を犠牲にせざるを得なかった。

更に、深溝スパイラル＄１造とした場合、深溝の内径端
部に合わせてリード棒の径を選択すると、このリード棒
が細径となり充分な機械的強度が得られないばかりでな
く、ジュール熱による熱負荷も大きくなってしまう。こ
のためリード棒の径を大きくする代わりにこのリード棒
の電極側端部にリード棒と同一外径の高抵抗部材である
ブローアウトリングを嵌着し、電気的な面からみた実効
的なリード棒の径をブローアウトリングの内径としてい
るが、このブローアウトリングの存在によりリード棒の
軸方向と直角な方向に外周側から中心部に向かう電流成
分が生じ、この電流成分がアークを外周側へ磁気駆動す
る駆動力を減少させてしまうという新たな問題を生起す
る。

本発明は、上記従来技術に鑑み、しゃ断性能及びしゃ断
可能回数を同時に良好に保持し得るスパイラルｍｔＭを
有するとともに、ブローアウトリングの使用によりリー
ド棒の径を大きり保持し、同時にブローアウトリングの
存在による前述の如き問題も解消し得る真空インタラプ
タを提供することを目的とする。

Ｅ、　課題を解決するための手段 上記目的を達成する本発明の構成は、 真空容器を気密に貫通して接近離反自在な一対のリード
棒を設け、これらリード棒の内端部にスパイラル電極を
設け、該スパイラルＴｉ極が、アーク部と該アーク部の
中央部に設けた環状の接触部と該接触部からｆＩａ８１
ｉ外周側方向に伸びる複数のスパイラル状の溝とを備え
て形成した真空インタラプタにおいて、前記接触部の部
位に位置する前記Ｒ１の内端に接続してスパイラルｒｉ
ｍの中心部に向かって前記溝の溝幅よりも狭幅の溝を設
けたスパイラル電極と、 リード棒のスパイラル電極側の端部に嵌着され、軸方向
に関する長さが１５ｍ＋以上となっている環状の高抵抗
部材であるブローアウトリングと、 このブローアウトリングを嵌着した部分以外の径が、１
ｌｉＪ記狭幅の溝の内端部の径より大きく且つ接触部の
内径端部化の径より小さいリード棒とを有することを特
徴とする。

Ｆ　　作　　　　　用 上記構成の本発明によれば、スパイラル状の溝は広幅の
ものと狭幅との組合せとなっており、しかも接触部の部
位に位置する広幅の溝の内端に接続しである狭幅の溝が
よりｆ４極中央部に形成されているので、接触部におけ
る溝がｆ４極溶融物でうまることはない。よって、強度
を殆んど低下させることなく溝内端を電極中心側にする
ことができ、溝長さは従来より長いものとなり、それ丈
アークの発弧直後から磁気駆動力でアークを効果的に駆
動し得る。

また、ブローアウトリングの存在によりリード棒の軸方
向と直角な方向に外周側から中心部に向かう電流成分は
スパイラルｉ！ｌｌｔ極から光分離れているので、アー
クを外周側へ磁気駆動する駆動力に悪影響を与えること
はない。

更に、リード棒の機械的強度及びジュール熱に対する耐
熱性に関しては充分大きな径が確保されている。

Ｇ、実施例 以下本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する
。なお、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複す
る説明は省略する。

第１図（ａ）及び第１図（ｂ）に示すものは、本発明に
係る真空インタラプタが共備するスパイラルＭｓ極であ
る。両図に示すように、スパイラル電極１１の環状の接
触部１４には、その径方向に関し内径端部化、外周方向
に伸びるスパイラル状の投数側の溝１２ａが形成されて
いる。前記環状の接触部１４の内径側の凹部１Ｇには、
前記溝１２ａの内端に接続するとともにＦＪ、溝１２ａ
の溝幅より狭幅の溝１２ｂが形成されている。凹部１６
はスパイラル電極１１の中心部に形成されており、接触
部１４の内径端部からリード棒５側に向かって傾斜して
いるテーパ部１６ａとテーパ部１６ａの内径端部に連続
する平坦部１６ｂとからなる。

本実施例におけるＦｆ４１２　ｂはテーパ部１６　ａの
内径端部迄りり込まれている。このとき接触部１４は、
例丸ばＣｕ　−Ｃｒ合金で、またアーク部３は、例えば
鉄系金属で夫々形成しである。

スパイラル電極１１が端部に固着されているリード棒１
５の径は、ブローアウトリング１７を嵌着しているスパ
イラル電極１１側の端部を除き、溝１２ｂの内端部比の
径より大きく、且つ接触部１４の内端部比の径より小さ
く形成した構成となっており、大径化による充分な機械
的強度とジュール熱に対する充分な耐力をもつようにし
である。

ブローアウトリング１７は、その内径り、が溝１２ｂの
内端部の径、即ち平坦部１ｆ３ｂの径と同一で、且つ外
径Ｄ２がリード棒１５の径と同一径となっており、軸方
向に関する長さｌがｌ≧１５（ｍｍ）である環状の高抵
抗部材で、リード棒１５のスパイラル電極１１６１１の
端部に嵌着しである。このブローアウトリング１７の存
在により電流はリード棒１５内を第１図ｆｂｌ中に１．
１’で示す径路を通り流れろ。

即ちブローアウトリング１７の存在により電気的な面に
着目した場合の実効的なリード棒１５の径は溝１２ｂの
内端部と同径となり、これによりコ字力の発生に寄与す
る軸方向に対し直角な電流経略が長く確保されろ。

一方、ブローアウトリング１７の存在によりリード棒１
５の軸方向と直角な方向に外周側から中心部に向かう電
流成分が生じ、この電流成分がアークを外周側へ磁気駆
動する駆動力を減少させる、即ち溝１２ｂを形成して深
溝構造の効果の低減作用はブローアウトリング１７の長
さｅが大きくなればなる程小さくなる。即ち、接触部１
４に発生するアークに対し、リード棒１５の軸方向と直
角な方向へ外周側から中心部に向かう電流が離れれば離
れる程、この電流による悪影響が低減される。

そこで、長さｌを種々変化させて真空インクラブタの大
電流しゃ断性能を調べたところ第２図に示すような結果
を得た。同図を参照すれば、！≧１５（ｍｍ）でリード
棒１５の外周側から中心部に向かう電流成分のしゃ断性
能に対する影響がなくなることが分かる。本実施例では
ブローアウトリング１７の長さＩ≧１５（ｍｍ）とした
ので深溝構造による通気駆動に悪影響を与えることはな
い。

かかる本実施例によれば、スパイラル状の満１２　ａ、
　１２　ｂの内端側は、接触部１４の内径側の凹部１６
に位置しており、この部分がアークにさらされることは
ない。よって、１４１２ａ、１２ｂは幅の幅の広いもの
と幅の狭いものとを組合せることにより全体としてスパ
イラル電極１１の強度を低下させろことなく　１７４１
２　ｂの内端を電極中心側にすることができ、その分ア
ーク発生の初期からこのアークを磁気駆動力で効果的に
外方（接触部１４叫ア一ク部３）に駆動することができ
る。

第３図（ａ）、第３図（ｂ）はしゃ断電流限界及びしゃ
断可能回数を各種のスパイラル電極を有する真空インタ
ラプタに関して調べた結果を示すグラフである。

なお、図中において、 ■は、第４図に示すスパイラル電極（従来品） ■は、第１図に示すスパイラル電極においてスパイラル
溝を溝１２ｂの幅に形成したもの（比較品） ■は、第１図に示すスパイラル電ｔｉ（本発明品） の場合を各々示している。

また、各真空インタラプタの性能における高い方の値を
基準値の１００％として評価した。

第３図（ａｌから、■、■のｍＷの場合にあっては同程
度のしゃ断性能であるが、■のＴｉ極の場１にあっては
これらよりも劣ることが、また第３図（ｂｌから■、■
の電極の場合にあっては同程度のしゃ断可能回数である
が、■の電極の場合にあってはこれらよりも劣ることが
分かった。

即ち、本発明に係ろ■の電極の場合にあってはしゃ断性
能及びしゃ断可能回数を同時に良好に保持し得ろことが
分かる。

なお、前記実施例において狭幅の溝１２ｂは接触部１４
の内径側の凹部１６に形成したが、この満１２ｂは接触
部１４の部位に形成しても良い。このような場合は接触
部１４に位置する溝１２ａ、１２ｂのうち内端側寄りの
部分を他の部分の溝幅に比較して狭幅に形成するように
なるが、接触部１４の外径と内径との差である幅がＦｉ
ｔＩ記実施例のものより広い場合に有用なものとなる。

１■　　発明の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
係る真空インクラブタは、接触部の部位に位置するスパ
イラル状の溝の内端に接続してスパイラル電極の中心部
に向かって前記溝の溝幅よりも狭幅の溝を形成したスパ
イラル電極を有するとともにブローアウトリングを嵌着
してリード棒の径を大径に保ち、しかもブローアウトリ
ングの軸方向の長さを１５ｍ以上としたので、リード棒
の機械的強度等を良好に保持した上でブローアウトリン
グの存在より発生するリード棒の外周から中心部に向か
う電流成分の磁気駆動力に対する悪影響を除去し、従来
背反する要件であったしゃ断性能を向上させろための要
件としゃ断ｎＪ能回数を向上させろための要件とを同時
に６１足させて、しゃ断性能としゃ断可能回数とを同時
に良好に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（８）は本発明の実施例に係る真空インタラプタ
のスパイラル電極を示す平面図、第１図（ｂｌはその縦
断面図、第２図はブローアウトリングの軸方向に関する
長さｌに対するｉ）や断性能を調べたグラフ、第３図（
ａｌはしゃ断性能を調べろための実験結果を示すグラフ
、第３図Ｔｂｌはしゃ断可能回数を調べるための実験結
果を示すグラフ、第４図ｆａ）は従来技術に係る真空イ
ンタラプタのスパイラル電極を示す平面図、第４図（ｂ
ｌはその縦断面図である。 図　　面　　中、 ３はアーク部、 ３ａはペダル、 １１はスパイラルＴｉ極、 １２ａ、１２ｂは溝、 １４は接触部、 １５はリード棒、 １７はブローアウトリングである。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社　　明　　　電　　　舎 代　　　　　理　　　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 真空容器を気密に貫通して接近離反自在な一対のリード
   棒を設け、これらリード棒の内端部にスパイラル電極を
   設け、該スパイラル電極が、アーク部と該アーク部の中
   央部に設けた環状の接触部と該接触部から電極外周側方
   向に伸びる複数のスパイラル状の溝とを備えて形成した
   真空インタラプタにおいて、 前記接触部の部位に位置する前記溝の内端に接続してス
   パイラル電極の中心部に向かって前記溝の溝幅よりも狭
   幅の溝を設けたスパイラル電極と、 リード棒のスパイラル電極側の端部に嵌着され、軸方向
   に関する長さが１５ｍｍ以上となっている環状の高抵抗
   部材であるブローアウトリングと、 このブローアウトリングを嵌着した部分以外の径が、前
   記狭幅の溝の内端迄の径より大きく且つ接触部の内径端
   部迄の径より小さいリード棒とを有することを特徴とす
   る真空インタラプタ。