JPS5882431A

JPS5882431A - 真空バルブ

Info

Publication number: JPS5882431A
Application number: JP17903781A
Authority: JP
Inventors: 英治金子; 徹玉川; 茂男相馬; 匠船橋
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1983-05-18

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】本発明は、真空バルブの為圧化を計るために、特に電極
部分の電界を緩和する構造を持つ電極を用いた真空バル
ブに関する。

周知のように真空しゃｌｌ１ｒｓ用真空バルブは、少な
くともＩＦ’　Ｔｏｒｒ　以下の高真空をなした雰囲気
中で、ｉ４極を開離することにより、真空のもつ優れた
絶縁性、および消弧性によって電流しゃ断を行う。

ところで、第１ａｌに示すように、真空しゃ断器用真空
バルブｌは絶縁性外筒２の両肩開口を、固定側端板３、
および可動ｌｌ１４板４によって密封して気密な容器と
なし、この内部をＩＯ−’　Ｔｏｒｒ　以下の高真空に
排気している。固定側端板３には、固定電４ｉｉｓを支
持する固定側電極支持棒６が支持固定されており、この
固定電ＷＩ５と相対向して町−電極７が設けられ、この
可＃域極７には、図示しない外部操作機構と連結する町
＃側電極支持棒８によって支持されている。しかも、こ
の可動貴電極支持棒８は、可動側端板４の開口趨をそれ
ぞれ耐気密接続した金属ベローズ９によって、主起絶縁
性外筒２内の真！１！度を維持して動作することができ
る。また電１ｉＪｉ、７間からの潜Ｍ片から金属ベロー
ズ９を保１する目的で、ベローズカバー１０が、ベロー
ズ９を包囲するようにａｍ置される。また電流しゃ断時
のアークによって電極５．７から発生して拡散する金属
蒸気の付着により、前記絶縁性外筒２の内面が汚損され
ることを保護する目的でシールド１１が設置されている
。

而してこのような構成の真空しゃ断器において、定常時
は、電極５，７は接触状態にあり、この状態から図示し
ない操作機構の動作により、電極支持棒８が移動すると
、電極７は電＠５から開離して、両電極５．７間にはア
ークが発生する。このアークは陰極、例えば電Ｉｉ７か
らの金属蒸気の発走により維持されて、電流が零点に適
すると、金属蒸気の発生が止まり、アークが維持で者な
くなって、しゃ断が完了する。

上記電極５．７間に発生するアークは、しゃ断電・流が
大きくなると、アーク自身により生じる磁界と、外部回
路で作られる磁界との相互作用により、著しく不安定な
状態となる。このためアークは電極面を移動し、電極の
端部あるいは、周辺部に片よりその部分が局部的に過熱
状態となり、多量の金属蒸気を放出させて、しゃ断員界
を低下させる。

このような現象を防止する手段として電極面に一！！！
直な方向の磁界を印加することが効果的であることは既
に知られているところであり、このような効果を具体化
したものの一例として、電極自身で縦磁界を発生させる
方式がある。

この具体例を１１１２図（１）　、　Ｔｂ）に示す。第
２図の場合、図示しない軸より流れてくる゛電流が、そ
の中心部分において４方向に分割され、それぞれ１／４
の電流が、腕部２０　、２１　、２２　、２３を流れ、
その端部において、こんどは円弧部２４，２５，２６．
２７を円弧状に流れ、円弧部必、２５，２６．２７の端
部あ、２９゜３０　、　ｊｌにおいて電極に流れこむ構
造となっている。

縦磁界は実質的に円弧［２４、２５、２６、２７を流れ
る１７４の電流に和尚する磁界が発生することになる。

アークを発生させたとき、アークに適正な磁界の大きさ
が与えられた場合、アークは縦磁界により制御され、電
極径内に均一に点弧される様子が確認されている。

第２ｗＪに示すような構造において、電流をしや断する
ためには図示しない操作機構により、ある速度にて駆動
される。このときＪＩ２図に委す構造の電極において、
その衝撃力により各部に変形が生じることがある。これ
は電極、コイル電極の両者に発生し、最悪の場合は、□
電極間に縦磁界を発生させることができなくなる種変形
する場合もある。この変形を防止するため、伺えばステ
ンレス等の高抵抗による補強が施こされている。

また変化する磁界中に導体が存在すると導体中にうず電
流が流れ、このうず電流によって発生する磁界は、はじ
めの磁界に対して位相が９０’ずれるため必要な磁界の
強度が弱まる、あるいはアーク電流に対して磁界の位相
がずれ、残留磁束が多くなる等の不都合が生じる。従っ
て縦磁界方式の電極にはスリットが入れられており、上
記うず電流の発生を抑える構造になっているのが普通で
ある。＃Ｉ２図（ａ）は電極田を裏から見た図であるが
、４本のスリン）３２がｄＬ極板具に入っているところ
が示されている。

近年しやｖｆｒＷｈは高電圧化が進んでいるが、真空し
ゃ断器においても高電圧に使用できるための各種の工夫
がなされている。そのひとつに、電極において電界のス
トレスの強い部分にシールドカバーを付けるという方法
がある。第３図に具体例を示し、た。シールドカバー語
は全体の電界を緩和するように電極調の背面に配置され
ている。また他の工夫は、電極詞に入れられたスリット
諺が、スリットの切口が鋭利であると、極部的に電界の
強いところが現われるのは自明であるので、この部分を
丸めた丸め加工あがなされている。

以上が真空しゃ断器において一般に行なわれている技術
である。しかしながら以前にも増して真空バルブに高電
圧に耐える特性が要求されてくると、電極のシールドカ
バーやスリットの丸め加工だけでは不十分である点が明
らかになってきた。

この不十分な点を次に説明する。

第４図は第３図の電極のスリット３２とシールドカバー
あとの接する付近の問題になった部分を詳しく示したも
のである。シールドカバーあは電極あの背面に配置され
ているがシールドカバー墨の端ｒＭ３８はスリット諺と
近接するところ４１で露出してしまう部分がある。従来
までの比較的電圧の低い真空バルブではスリット鰺の丸
め加工間によってシールドカバーの端部の電界は十分に
緩和されていたが、高電圧になるにつれ、丸め加工の曲
率が大きくなり、しだいに接合面蕊のエツジＩｔ　３７
　Ｏ電界緩和がしきれなくなり、工：７ジ部３７の電界
が強くなってくる。そのため真空バルブは所定の耐圧特
性が得られない可能性がある。

本発明はこのような事情をかんがみなされたもので、従
来の構造の大巾な変更をすることなく高電圧に耐えられ
る真空バルブを提供することを目的とするものである。

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第５図は本発明の一実施例を示す図である。そして第５
図（ａ）には斜視図をまた１１５図（ｂ）は断面図を示
している。この実施例においては、電極詞の背後に円板
状のはぎみ込み部材４３を配置し、Ｃの部材４３のさら
に背後にシールドカバー易を配置している。部材４３の
外径は電極３４０外価よりも大で、またシールドカバー
の端部ａの外径よりも大となっている。さらに図示され
るように部材４３は端部がふくらみをもっているためシ
ールドカバーの端部３７を電界的にカバーし、強電界と
なってしまう部分１１１Ｂ３７）をおおい、電界を低減
している。

またさらに電極の１１Ｉｌｌｉｓ４ｏもカバーしている
ため、全体として電圧的に強くなっている。すなわち、
電界の強さと、電極等の曲率との間には第６図の関係が
あるので、曲率の極端なエツジ状の端部では電界が極端
に強く、−率の大きなところでは電界が弱いことは自明
であるので、本発明のごとく、電界の大きな端ｓ３７．
４０ｔ−曲率の大きな部材で覆うことにより電界の高い
局部をなくすることができ、真空バルブの高電圧におけ
る耐電圧特性を大巾に＆書することができるらまた本発明のもうひとつの効果は、部材４を電離あにロ
ー付等により固着することにより、電極凋の機械的補強
を行うことができる点である。真空しゃ断器は小形、　
＠Ｉｋ　、多Ｓ＊性が特長であるが真空バルブは組立時
に４亀の処理をするため、基本構成部材の鋼材が軟化し
てしまい機械的強度が弱まるため多頻度性か満されなく
なる。そのためステンレス材などの補強材を電極背後に
固着する場合があるが、本発明におけるはさみ込みの部
材葛をステンレス等で作れば電界の緩和を成すとともに
軟化した銅電極の補強の作用を成す。

またこのシールドは縦磁界屋電極のみならず、いわゆる
スパイラル型（極においても有効であることはｄうまで
もない。さらにはさみ込み部材葛にタングステン等の＾
耐圧材料を用いることによって高電圧特性を向上するこ
とができる。

以上説明したように本発明によれば、高電圧に２いて耐
電圧特性のすぐれた真空バルブを提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空バルブのｄＬｆ！Ａ図、４２図は縦磁界型真空バルブの電＃ｉｋ説明図で、（ａ
）は平面図、（ｂ）は側面図、１ｍ３図は従来の電極を説明するための側面図、第４図
は第３図の電極の不都合なところを示す一部欠載平向図
、第５図は本発明の一実施例を示すｌｉ！明図で（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図、第６図は電界強度と、電極等の曲率との関係を示す図で
ある。ｌ・・・真空バルブ　　　５．７・・・電極混・・・ス
リット　　　　Ｕ・・・電極板あ・・・シールドカバー
　３７・・・シールドカバーのエツジ部ω・・・はさみ
込み部材（７３１７）代理人弁理士　則近ｉ佑（ばか１名）第１
ｖＡＪ第２図（久２Ｂ（幻３４　　　楚第３図第４図第５図（ＯＬ）第６図曲　　キ　　　　　　′

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　真空容器中に配置した１ｌｌｓ可能な一対の
対向する電極をｌｌｌ＃して、電路のしゃ断を行う真空
バルブに於て、電極の対向する何のｗｉＯ反対のＩＩに
電界を緩和するシールド部材を配置しシールド部材と電
極との間に、その半径が電極より大壷い円板状でその外
周部にふ（らみをもたせた部材をはさみ込んだことを特
徴とする真空バルブ。
（２）該電極が電極自身にしゃ断時に発生するアークに
対し、平行な磁界を発生する構造を持ついわゆるたて磁
界構造であることを特長とする１１１１項紀ｔｏ真空バ
ルブ。