JPH069130B2 - 真空バルブ - Google Patents
真空バルブInfo
- Publication number
- JPH069130B2 JPH069130B2 JP13910284A JP13910284A JPH069130B2 JP H069130 B2 JPH069130 B2 JP H069130B2 JP 13910284 A JP13910284 A JP 13910284A JP 13910284 A JP13910284 A JP 13910284A JP H069130 B2 JPH069130 B2 JP H069130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vacuum valve
- insulating cylinder
- shield
- point
- insulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66284—Details relating to the electrical field properties of screens in vacuum switches
-
- 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
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66292—Details relating to the use of multiple screens in vacuum switches
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は真空バルブに関する。
従来の真空バルブは、第４図に示すように絶縁筒１ａを
軸方向に２個並設してなる絶縁容器１の両端に夫々端板
２，３を設けて内部を真空にした真空容器を形成してい
る。そして固定電極４は端板２を気密に貫通する通電軸
４ａに接触子４ｂを有する電極４ｃを設けている。ま
た、可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に密
封された通電軸５ａに接触子５ｂを有する電極５ｃを設
けている。そして、固定電極側にフランジシールド７
を、真空容器の中間にアークシールド８を、可動側には
フランジシールド７を設けている。
軸方向に２個並設してなる絶縁容器１の両端に夫々端板
２，３を設けて内部を真空にした真空容器を形成してい
る。そして固定電極４は端板２を気密に貫通する通電軸
４ａに接触子４ｂを有する電極４ｃを設けている。ま
た、可動電極５は端板３にベローズ６を介して可動に密
封された通電軸５ａに接触子５ｂを有する電極５ｃを設
けている。そして、固定電極側にフランジシールド７
を、真空容器の中間にアークシールド８を、可動側には
フランジシールド７を設けている。
このようなシールド７，８は電流しや断時に電極４，５
間で発生する金属蒸気が絶縁容器１の内壁に付着するの
を防止するために大きな役割を果している。しかしなが
ら、このフランジシールド７とアークシールド８との近
くに絶縁筒１ａがあるため破壊電圧が低下する。これ
は、第５図に示すように可動側について考えると、アー
クシールド８に電界が加わると可動側のフランジシール
ド７が陰極となつて放出された電子ｅは、絶縁筒１ａに
衝突して２次電子を放出する。この時の衝突エネルギー
と２次電子放出効率δ(E)との関係は第６図に示す特性
曲線δ(E)となる。第６図において縦軸は２次電子放出
効率δ(E)、横軸は電子の衝突エネルギーＥ〔eV〕を示
している。この曲線δ(E)に従つて絶縁筒１ａには正の
電荷が蓄積される。この絶縁筒１ａから放出された電子
は２次電子雪崩によつて電子増殖し、ついには絶縁破壊
にいたる。したがつて、比較的低電圧で電子雪崩による
前駆破壊電流が流れこの結果、破壊電圧は低くなつてし
まう。一方、近年真空バルブを用いる回路の高電圧化が
著るしく進み、高電圧で安定して用い得る真空バルブの
出現が望まれている。
間で発生する金属蒸気が絶縁容器１の内壁に付着するの
を防止するために大きな役割を果している。しかしなが
ら、このフランジシールド７とアークシールド８との近
くに絶縁筒１ａがあるため破壊電圧が低下する。これ
は、第５図に示すように可動側について考えると、アー
クシールド８に電界が加わると可動側のフランジシール
ド７が陰極となつて放出された電子ｅは、絶縁筒１ａに
衝突して２次電子を放出する。この時の衝突エネルギー
と２次電子放出効率δ(E)との関係は第６図に示す特性
曲線δ(E)となる。第６図において縦軸は２次電子放出
効率δ(E)、横軸は電子の衝突エネルギーＥ〔eV〕を示
している。この曲線δ(E)に従つて絶縁筒１ａには正の
電荷が蓄積される。この絶縁筒１ａから放出された電子
は２次電子雪崩によつて電子増殖し、ついには絶縁破壊
にいたる。したがつて、比較的低電圧で電子雪崩による
前駆破壊電流が流れこの結果、破壊電圧は低くなつてし
まう。一方、近年真空バルブを用いる回路の高電圧化が
著るしく進み、高電圧で安定して用い得る真空バルブの
出現が望まれている。
本発明は沿面耐圧の高い真空バルブを提供することを目
的とする。
的とする。
本発明は絶縁筒の両端を閉塞する端板とでなる真空容器
内に接離可能な一対の電極を配置し、この一対の電極の
少なくとも一方がベローズを介して前記端板の一方に可
動に封着され、前記端板に取付けられたフランジシール
ドと、前記電極を包囲するアークシールドを備えた真空
バルブに於いて、前記絶縁筒の端部をテーパをつけてし
ぼり込み部を形成し、そのしぼり込み部の外側に外部ア
ークシールドを前記端板の外周に固着して設けたことを
特徴とする真空バルブを提供する。
内に接離可能な一対の電極を配置し、この一対の電極の
少なくとも一方がベローズを介して前記端板の一方に可
動に封着され、前記端板に取付けられたフランジシール
ドと、前記電極を包囲するアークシールドを備えた真空
バルブに於いて、前記絶縁筒の端部をテーパをつけてし
ぼり込み部を形成し、そのしぼり込み部の外側に外部ア
ークシールドを前記端板の外周に固着して設けたことを
特徴とする真空バルブを提供する。
以下本発明の一実施例を図面において説明する。第１図
は本発明の一実施例を示し、第１図に於いて第４図に同
一機能は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
は本発明の一実施例を示し、第１図に於いて第４図に同
一機能は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第１図に於いて絶縁筒１ａの一端にテーパを付けて、し
ぼり込み部を設け、その端面に夫々端板２，３を固着し
て真空容器１を形成する。そして固定電極４が端板２を
通電軸４ａで気密に貫通し、可動電極３に取付けた通電
軸５ａはベローズ６を介して端板３に気密に貫通して固
着されている。そして絶縁筒１ａのしぼり込まれた方の
外部に端板２，３の端部電界を緩和すべく外部シールド
９が取付けられている。
ぼり込み部を設け、その端面に夫々端板２，３を固着し
て真空容器１を形成する。そして固定電極４が端板２を
通電軸４ａで気密に貫通し、可動電極３に取付けた通電
軸５ａはベローズ６を介して端板３に気密に貫通して固
着されている。そして絶縁筒１ａのしぼり込まれた方の
外部に端板２，３の端部電界を緩和すべく外部シールド
９が取付けられている。
外部シールド９による電位分布を第２図に20％毎の等電
位面として破線で示した。この等電位面と絶縁筒１ａの
表面との交叉角を見ると傾斜しており直交していないこ
とが判るが、これが本発明のボイントであり以下に説明
する。
位面として破線で示した。この等電位面と絶縁筒１ａの
表面との交叉角を見ると傾斜しており直交していないこ
とが判るが、これが本発明のボイントであり以下に説明
する。
第２図に於いて負のインパルス電圧が端板２に侵入して
来たとすると、フランジシールド８が電子放射を行なう
側となり、例えばフランジシールド８上のＡ点より電界
放射により電子が放出される。
来たとすると、フランジシールド８が電子放射を行なう
側となり、例えばフランジシールド８上のＡ点より電界
放射により電子が放出される。
この時、Ａ点より放出された電子は第２図の実線で示し
たように絶縁物表面に到達することなく、アーク・シー
ルド７に突入する。従つて絶縁物表面での二次電子雪崩
を生じない。又、Ａ点より外側〔A′点の方向〕は電界
が弱くなうので電界放射自身が生じない、従つてこの構
造は負のインパルスに対して強い構造であることが判
る。
たように絶縁物表面に到達することなく、アーク・シー
ルド７に突入する。従つて絶縁物表面での二次電子雪崩
を生じない。又、Ａ点より外側〔A′点の方向〕は電界
が弱くなうので電界放射自身が生じない、従つてこの構
造は負のインパルスに対して強い構造であることが判
る。
一方、正のインパルスが侵入した場合、Ｂ点が電界放射
点となるが、ここより放出された電子は絶縁物表面にＣ
点で衝突する。こゝで重要なことは電気力線の方向がＣ
点では絶縁物内部に向いていることである。
点となるが、ここより放出された電子は絶縁物表面にＣ
点で衝突する。こゝで重要なことは電気力線の方向がＣ
点では絶縁物内部に向いていることである。
本発明者らは実験により絶縁物表面での電界方向と絶縁
物価とのなく角αが次式を満足する時、 α10゜ 絶縁物表面での通常の電界強度の範囲では電子雪崩を生
じないことを見出した。
物価とのなく角αが次式を満足する時、 α10゜ 絶縁物表面での通常の電界強度の範囲では電子雪崩を生
じないことを見出した。
換言すれば等電位面が絶縁物表面と交わる角度を80゜よ
りも大きくしない様にすることである。
りも大きくしない様にすることである。
勿論、どの様な電極構造をとつたとしても絶縁物と等電
位面が直交する部位は必ず生じる。第２図の場合は等電
位面P-P′が絶縁物表面とＳ点で直交しているから、ア
ーク・シールド８上のA′点及びフランジ・シールド７
上のB′点より放出された電子は必ず絶縁物表面で電子
雪崩を生じる可能性がある。
位面が直交する部位は必ず生じる。第２図の場合は等電
位面P-P′が絶縁物表面とＳ点で直交しているから、ア
ーク・シールド８上のA′点及びフランジ・シールド７
上のB′点より放出された電子は必ず絶縁物表面で電子
雪崩を生じる可能性がある。
しかしながらA′点は電界がアーク・シールド８によつ
てしや蔽されており、十分に低くなつているので電界放
射電子が生じない。一方、B′点は電界が強いので電子
放射は起こるが、等電位面P-P′の電位が十分にアーク
・シールド８に近いので、Ｓ点に於ける電子は十分に加
速されている。
てしや蔽されており、十分に低くなつているので電界放
射電子が生じない。一方、B′点は電界が強いので電子
放射は起こるが、等電位面P-P′の電位が十分にアーク
・シールド８に近いので、Ｓ点に於ける電子は十分に加
速されている。
従つて電子の絶縁物表面に於ける衝突エネルギは第６図
のＥ2よりも十分に高くなつているので、二次電子放出
係表は１以下となり電子雪崩が生じないことになる。
のＥ2よりも十分に高くなつているので、二次電子放出
係表は１以下となり電子雪崩が生じないことになる。
この様にして本構造の真空バルブは十分な沿面耐力を持
つた高耐圧真空バルブとなつているが、第３図に示した
特性よりも、それは明白である。
つた高耐圧真空バルブとなつているが、第３図に示した
特性よりも、それは明白である。
すなわち第３図でＩａで示した従来バルブに比し、本発
明のバルブの特性はＩｂと十分に前駆電流が少ないこと
が判る。
明のバルブの特性はＩｂと十分に前駆電流が少ないこと
が判る。
一般に真空沿面破壊は前駆電流が或る 電界Icで発生す
るので、本発明バルブの破壊電圧は従来のVaより上昇し
てVbと高耐圧となることが判る。
るので、本発明バルブの破壊電圧は従来のVaより上昇し
てVbと高耐圧となることが判る。
本発明によれば、絶縁筒の端部をテーパをつけしぼり込
み部を設けその外側に外部アークシールを設けたことに
より沿面耐圧の大きな真空バルブを得ることができる。
み部を設けその外側に外部アークシールを設けたことに
より沿面耐圧の大きな真空バルブを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の真空バルブの断面図、第２
図は電子雪崩抑制作用を説明する真空バルブの部分拡大
図、第３図は実施例と従来例の真空バルブの特性を比較
する特性図、第４図は従来の真空バルブの断面図、第５
図は絶縁物表面の電子雪崩現象を示す説明図、第６図は
電子雪崩現象の特性を示す特性図である。 １……絶縁容器 2,3…端板 ９……外部アークシールド
図は電子雪崩抑制作用を説明する真空バルブの部分拡大
図、第３図は実施例と従来例の真空バルブの特性を比較
する特性図、第４図は従来の真空バルブの断面図、第５
図は絶縁物表面の電子雪崩現象を示す説明図、第６図は
電子雪崩現象の特性を示す特性図である。 １……絶縁容器 2,3…端板 ９……外部アークシールド
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁筒とこの絶縁筒の両端を閉塞する端板
とでなる真空容器内に接離可能な一対の電極を配置し、
この一対の電極の少なくとも一方がベローズを介して前
記端板の一方に可動に封着され、前記端板に取付けられ
たフランジシールドと、前記電極を包囲するアークシー
ルドを備えた真空バルブに於いて、前記絶縁筒の端部を
テーパをつけてしぼり込み部を形成し、そのしぼり込み
部の外側に外部アークシールドを前記端板の外周に固着
して設けたことを特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13910284A JPH069130B2 (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13910284A JPH069130B2 (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 真空バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119019A JPS6119019A (ja) | 1986-01-27 |
| JPH069130B2 true JPH069130B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15237528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13910284A Expired - Lifetime JPH069130B2 (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 真空バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5139214B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2013-02-06 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP13910284A patent/JPH069130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119019A (ja) | 1986-01-27 |
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