JPH03219514A - 真空遮断器 - Google Patents
真空遮断器Info
- Publication number
- JPH03219514A JPH03219514A JP1362790A JP1362790A JPH03219514A JP H03219514 A JPH03219514 A JP H03219514A JP 1362790 A JP1362790 A JP 1362790A JP 1362790 A JP1362790 A JP 1362790A JP H03219514 A JPH03219514 A JP H03219514A
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- JP
- Japan
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- vacuum
- ring
- voltage
- time
- current
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- Pending
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、とくに開閉時のサージ電圧を抑えた真空遮断
器に関する。
器に関する。
（従来の技術）
真空遮断器で誘導性負荷の小電流を開閉するときに発生
する開閉サージ電圧は、電流さい断に伴なう数ｋＨｚの
サージ電圧と再発弧にともなう数ＭＨｚのサージ電圧が
あり、これらのサージ電圧を抑えるために、従来からＣ
Ｒサプレッサ、避雷器。
する開閉サージ電圧は、電流さい断に伴なう数ｋＨｚの
サージ電圧と再発弧にともなう数ＭＨｚのサージ電圧が
あり、これらのサージ電圧を抑えるために、従来からＣ
Ｒサプレッサ、避雷器。
非直線抵抗体などが使われている。しかし、これらのサ
ージ抑制機器は、すべて対地電圧の抑制を対象とされ、
再発弧に伴なう数Ｍ）Ｉｚのサージ電圧を対象としてい
ない（ただし、対地電圧が抑制されることで、再発弧に
ともなう数ＭＨｚのサージ電圧の波高値の抑制効果が生
ずる。電気学会雑誌、Ｖｏ１２．９３． Ｎｏ８参照）
。
ージ抑制機器は、すべて対地電圧の抑制を対象とされ、
再発弧に伴なう数Ｍ）Ｉｚのサージ電圧を対象としてい
ない（ただし、対地電圧が抑制されることで、再発弧に
ともなう数ＭＨｚのサージ電圧の波高値の抑制効果が生
ずる。電気学会雑誌、Ｖｏ１２．９３． Ｎｏ８参照）
。
ところで、高圧電動機などは系統の末端に接続されるこ
とから、従来インパルス耐電圧に対する規格がない。こ
のような高圧電動機の開閉に、もし、真空遮断器のよう
な高周波サージ電圧を発生する開閉器が接続されると、
高圧電動機との絶縁協調上問題が生ずることがある。す
なわち、高圧電動機に急峻な波頭長を有するサージ電圧
が侵入すると、高圧電動機の口出部のコイルで高い電圧
を分担してしまう。
とから、従来インパルス耐電圧に対する規格がない。こ
のような高圧電動機の開閉に、もし、真空遮断器のよう
な高周波サージ電圧を発生する開閉器が接続されると、
高圧電動機との絶縁協調上問題が生ずることがある。す
なわち、高圧電動機に急峻な波頭長を有するサージ電圧
が侵入すると、高圧電動機の口出部のコイルで高い電圧
を分担してしまう。
（発明が解決しようとする課題）
すると、コイルの対地間の絶縁（主絶縁）だけではなく
、層間の絶縁が問題となる。商用周波数の交流電圧のと
きには、コイル間の電圧分担がほぼ均等になるため、コ
イル内部の層間には低い電圧しかかからず、したがって
層間絶縁耐圧は、低いレベルでもよい。しかし、短かい
波頭長のサージ電圧が侵入したときには、日出部のコイ
ルの分担電圧が増え、しかも、この分担電圧は、波頭長
が短かいほど大きくなり、例えば波頭長０．２μＳのサ
ージが侵入したときには、日出部の分担電圧の比率は９
０％程度になることが知られている。
、層間の絶縁が問題となる。商用周波数の交流電圧のと
きには、コイル間の電圧分担がほぼ均等になるため、コ
イル内部の層間には低い電圧しかかからず、したがって
層間絶縁耐圧は、低いレベルでもよい。しかし、短かい
波頭長のサージ電圧が侵入したときには、日出部のコイ
ルの分担電圧が増え、しかも、この分担電圧は、波頭長
が短かいほど大きくなり、例えば波頭長０．２μＳのサ
ージが侵入したときには、日出部の分担電圧の比率は９
０％程度になることが知られている。
このように、急峻なサージに対して各部の電圧分担のア
ンバランスが大きく、かつ、層間絶縁された機器との絶
縁協調を考慮するときには、急峻なサージ電圧が大きな
問題となる。
ンバランスが大きく、かつ、層間絶縁された機器との絶
縁協調を考慮するときには、急峻なサージ電圧が大きな
問題となる。
そこで、本発明の目的は、遅れ力率の小電流遮断時に接
点間の発弧で発生する急峻なサージ電圧を抑えることの
できる真空遮断器を得ることである。
点間の発弧で発生する急峻なサージ電圧を抑えることの
できる真空遮断器を得ることである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、１０−” Ｐａ以下の高真空度の真空容器内
に対向して一対の電極がそれぞれ通電軸を介して接離自
在に設けられた真空バルブが内蔵された真空遮断器にお
いて、真空容器内に、軸心に通電軸が貫通する環状の磁
性体を設けたことを特徴とする真空遮断器である。
に対向して一対の電極がそれぞれ通電軸を介して接離自
在に設けられた真空バルブが内蔵された真空遮断器にお
いて、真空容器内に、軸心に通電軸が貫通する環状の磁
性体を設けたことを特徴とする真空遮断器である。
（作 用）
真空遮断器再発弧時の急峻なサージ電圧の波頭長は、真
空遮断器周りのインダクタンスと線路のサージインピー
ダンスで決まる。また、そのときの波頭長は、真空遮断
器周りのインダクタンスが大きくなると緩和されるから
、真空遮断器の高周波サージ電流が流れる通電部に設け
られた強磁性体の可飽和特性のよい磁性体で見かけ上の
真空遮断器周りのインダクタンスが大きくなり、再発弧
時の急峻なサージ電圧の立上りを緩和することができる
。
空遮断器周りのインダクタンスと線路のサージインピー
ダンスで決まる。また、そのときの波頭長は、真空遮断
器周りのインダクタンスが大きくなると緩和されるから
、真空遮断器の高周波サージ電流が流れる通電部に設け
られた強磁性体の可飽和特性のよい磁性体で見かけ上の
真空遮断器周りのインダクタンスが大きくなり、再発弧
時の急峻なサージ電圧の立上りを緩和することができる
。
（実施例）
以下、本発明の真空遮断器の一実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図において、真空容器１内に対向して一対３−
４−
の電極２，３がそれぞれ通電軸４，５を介して接離自在
に配設された真空バルブ６は、真空遮断器７の主回路断
路部８，９に通電軸４，５を接続して取付けられている
。ここで、通電軸５には、フェライ１−リング１０が外
挿されている。
に配設された真空バルブ６は、真空遮断器７の主回路断
路部８，９に通電軸４，５を接続して取付けられている
。ここで、通電軸５には、フェライ１−リング１０が外
挿されている。
このように構成された真空遮断器の作用を説明する。
真空遮断器７で電動機負荷の小電流を遮断すると、第２
図に示すような繰返し再発弧（多重再発弧）が発生する
ことがある（注：折線は電極間電圧を示す）。この現象
は、真空バルブ内の接点が開離直後に電流が遮断され、
しかも充分接点が開いていないときに発生する。このた
め、電流遮断にともなう過渡回復電圧が接点間の耐圧を
超え、接点間で放電が発生し、このとき接点間を流れる
高周波電流がその電流零点で消弧される。これらの現象
が繰り返し発生し、次第に電圧が上っていくが、この現
象のある再発弧点近傍を拡大すると、一般に第３図のよ
うになる。すなわち、再発弧瞬時は急激に電圧が変化す
るため、線路を分布定数として考える必要がある。
図に示すような繰返し再発弧（多重再発弧）が発生する
ことがある（注：折線は電極間電圧を示す）。この現象
は、真空バルブ内の接点が開離直後に電流が遮断され、
しかも充分接点が開いていないときに発生する。このた
め、電流遮断にともなう過渡回復電圧が接点間の耐圧を
超え、接点間で放電が発生し、このとき接点間を流れる
高周波電流がその電流零点で消弧される。これらの現象
が繰り返し発生し、次第に電圧が上っていくが、この現
象のある再発弧点近傍を拡大すると、一般に第３図のよ
うになる。すなわち、再発弧瞬時は急激に電圧が変化す
るため、線路を分布定数として考える必要がある。
一般の所内配電系統では、真空遮断器と電動機の間は一
般に電カケープルで接続される。ここである一つの真空
遮断器に着目した場合、真空遮断器の電源側には同様の
フィーダ遮断器が接続されることとなり、真空遮断器か
らみたサージインピーダンスは小さい。また、真空遮断
器とこれが収納される閉鎖配電盤の母線は、ストレーの
インダクタンス分を持っている。さらに、真空遮断器の
負荷側には、電カケープルが接続され、そのサージイン
ピーダンスは数１０Ωである。また、電カケープルの他
端に接続される電動機のサージインピーダンスは、一般
に数にΩである。以上のことを考慮し、再発弧時の等節
回路を求めると第４図となる。同図において、電源側を
対地間のストレキャパシタンス１１とし、接点間の放電
をスイッチ１２が閉路することで模擬する。真空遮断器
周りのインダクタンスは、電源側ストレーインダクタン
ス１３、負荷側ストレーインダクタンス１４で表わし、
電カケープルはケーブル１５で表わし、電動機はそのサ
ージインピーダンスが電カケープルのサージインピーダ
ンスと比較して大きいことから、急峻なサージ電圧に対
しては無視できるので、第４図の等何回路上は考慮せず
、ケーブル１５の一方は開放端としている。
般に電カケープルで接続される。ここである一つの真空
遮断器に着目した場合、真空遮断器の電源側には同様の
フィーダ遮断器が接続されることとなり、真空遮断器か
らみたサージインピーダンスは小さい。また、真空遮断
器とこれが収納される閉鎖配電盤の母線は、ストレーの
インダクタンス分を持っている。さらに、真空遮断器の
負荷側には、電カケープルが接続され、そのサージイン
ピーダンスは数１０Ωである。また、電カケープルの他
端に接続される電動機のサージインピーダンスは、一般
に数にΩである。以上のことを考慮し、再発弧時の等節
回路を求めると第４図となる。同図において、電源側を
対地間のストレキャパシタンス１１とし、接点間の放電
をスイッチ１２が閉路することで模擬する。真空遮断器
周りのインダクタンスは、電源側ストレーインダクタン
ス１３、負荷側ストレーインダクタンス１４で表わし、
電カケープルはケーブル１５で表わし、電動機はそのサ
ージインピーダンスが電カケープルのサージインピーダ
ンスと比較して大きいことから、急峻なサージ電圧に対
しては無視できるので、第４図の等何回路上は考慮せず
、ケーブル１５の一方は開放端としている。
同図の等価回路で、スイッチ１２が閉略したときにスト
レーインダクタンス１４とケーブル１５の接続点の対地
間に発生する電圧波形は、ケーブル１５の線路長が充分
長いと仮定すると、第５図のようになる。この電圧波形
の立ち上り部の時定数Ｊは次式であられすことができる
。
レーインダクタンス１４とケーブル１５の接続点の対地
間に発生する電圧波形は、ケーブル１５の線路長が充分
長いと仮定すると、第５図のようになる。この電圧波形
の立ち上り部の時定数Ｊは次式であられすことができる
。
Ｊ” （Ｌｘａ ＋ Ｌｉ４）／ Ｚにこで、Ｚｃはケ
ーブル１５のサージインピーダンス、Ｌ□３は電源側ス
トレートインダクタンス１３のインダクタンス、Ｌｉ４
は負荷側ストレートインダクタンスＬ□４のインダクタ
ンスである。
ーブル１５のサージインピーダンス、Ｌ□３は電源側ス
トレートインダクタンス１３のインダクタンス、Ｌｉ４
は負荷側ストレートインダクタンスＬ□４のインダクタ
ンスである。
上式より明らかなように、再発弧時の急峻な立ち上りを
緩和するためには、Ｌ１３１Ｌ１４を大きくするかＺｃ
を小さくすることが考えられるが、Ｚｃをサージ抑制だ
けのために小さ（することはむだが多い。また、Ｌ１３
Ｌ１４は母線形状、および配置から決まるので、これを
変えるのは困難である。このため、上記構成のように、
再発弧時に高周波電流の流れるループの一部である真空
バルブの通電軸５に強磁性体であるフェライトリング１
０を取り付けることにより、回路に流れる高周波電流に
対応した磁束がフェライトリング１０内部に発生し、高
周波電流とフェライトリング１０の磁路内の磁束とによ
る鎖交磁束数を増やし、この部分のインダクタンスを大
きくし、見かけ上第４図に示すＬ１３＋Ｌ１４の値を大
きくすることで、立ち上り部の時定数Ｊを大きくするこ
とができる。
緩和するためには、Ｌ１３１Ｌ１４を大きくするかＺｃ
を小さくすることが考えられるが、Ｚｃをサージ抑制だ
けのために小さ（することはむだが多い。また、Ｌ１３
Ｌ１４は母線形状、および配置から決まるので、これを
変えるのは困難である。このため、上記構成のように、
再発弧時に高周波電流の流れるループの一部である真空
バルブの通電軸５に強磁性体であるフェライトリング１
０を取り付けることにより、回路に流れる高周波電流に
対応した磁束がフェライトリング１０内部に発生し、高
周波電流とフェライトリング１０の磁路内の磁束とによ
る鎖交磁束数を増やし、この部分のインダクタンスを大
きくし、見かけ上第４図に示すＬ１３＋Ｌ１４の値を大
きくすることで、立ち上り部の時定数Ｊを大きくするこ
とができる。
この方法によれば、フェライトリング１０は高周波電流
の流れる電流ループのどの位置に設けても同様の効果が
期待できる。しかし、このようなフェライトリング１０
を充電部に設置して絶縁距離を十分確保するのは場所に
よっては問題なので、本発明では真空遮断器に使われて
いる真空バルブ内部の通電軸５に挿入したもので、フェ
ライトリング１０と真空バルブ６の一対の電極２，３を
取囲ん７− で設けられたシールド１６との間の絶縁距離は十分確保
できる。
の流れる電流ループのどの位置に設けても同様の効果が
期待できる。しかし、このようなフェライトリング１０
を充電部に設置して絶縁距離を十分確保するのは場所に
よっては問題なので、本発明では真空遮断器に使われて
いる真空バルブ内部の通電軸５に挿入したもので、フェ
ライトリング１０と真空バルブ６の一対の電極２，３を
取囲ん７− で設けられたシールド１６との間の絶縁距離は十分確保
できる。
この結果、本発明によれば、再発弧時の急峻な立ち上り
電圧を緩和することができ、電動機の層間絶縁破壊を防
ぎ再発弧サージの絶縁協調を図ることができる真空遮断
器となる。
電圧を緩和することができ、電動機の層間絶縁破壊を防
ぎ再発弧サージの絶縁協調を図ることができる真空遮断
器となる。
なお、上記実施例において、フェライトリング１０の磁
路断面積は、小電流となる負荷のさい断電流値によって
決めればよく、更に、取付場所には絶縁物を介して取付
けてもよく、更に、第１図のシールド１６をフェライト
で構成して兼用してもよい。
路断面積は、小電流となる負荷のさい断電流値によって
決めればよく、更に、取付場所には絶縁物を介して取付
けてもよく、更に、第１図のシールド１６をフェライト
で構成して兼用してもよい。
以上、本発明によれば、１０−２Ｐａ以下の高真空度の
真空容器内に対向して一対の電極がそれぞれ通電軸を介
して接離自在に設けられた真空バルブが内蔵された真空
遮断器において、真空容器内に、軸心に通電軸が貫通す
る環状の磁性体を設けたので、遅れ力率の小電流遮断時
に接点間の発弧で発生する急峻なサージ電圧を抑えるこ
とのできる真空遮断器を得ることができる。
真空容器内に対向して一対の電極がそれぞれ通電軸を介
して接離自在に設けられた真空バルブが内蔵された真空
遮断器において、真空容器内に、軸心に通電軸が貫通す
る環状の磁性体を設けたので、遅れ力率の小電流遮断時
に接点間の発弧で発生する急峻なサージ電圧を抑えるこ
とのできる真空遮断器を得ることができる。
第１図は本発明の真空遮断器の一実施例を示す部分破断
側面図、第２図、第３図、第４図及び第５図は本発明の
真空遮断器の作用を示す図である。 １・・・真空容器 ２，３・・・電極４、５
・・・通電軸 ６・・・真空バルブ１０・
・・フェライトリング （８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほ
か１名）特開平３ ２１９５１４ （４） 第２洒っＡキＰ詳細回 第３図
側面図、第２図、第３図、第４図及び第５図は本発明の
真空遮断器の作用を示す図である。 １・・・真空容器 ２，３・・・電極４、５
・・・通電軸 ６・・・真空バルブ１０・
・・フェライトリング （８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほ
か１名）特開平３ ２１９５１４ （４） 第２洒っＡキＰ詳細回 第３図
Claims (1)
- １０＾−＾２Ｐａ以下の高真空度の真空容器内に対向し
て一対の電極がそれぞれ通電軸を介して接離自在に設け
られた真空バルブが内蔵された真空遮断器において、前
記真空容器内に、軸心に前記通電軸が貫通する環状の磁
性体を設けたことを特徴とする真空遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362790A JPH03219514A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 真空遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362790A JPH03219514A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 真空遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219514A true JPH03219514A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=11838478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1362790A Pending JPH03219514A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 真空遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03219514A (ja) |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP1362790A patent/JPH03219514A/ja active Pending
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