JPS59101732A - 真空インタラプタの電極 - 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】 本発明は勇をインタラプタに係り、％にしや−「時に生
じたアークと平行な磁界ｔ−発生させるコイルヶ備えて
成る真空インタラプタの電極に関したものである。

従来、しゃ断性能の向上を図ること２目的として、アー
クに平行な磁界ＰｊＴ謂軸刃軸方向磁界ａ：磁界）を印
加する方式の真空インタラゲタが提供されて２シ、この
棟、軸方向磁界印加式の真空インタラゲタの一例を第１
図及び第２図に示す。

図に２いて、ＩＯは真空容器でろり、ガラス又はセラミ
ックスから成シ且り接続された？＃５縁簡／／＆。

／／ｂと、この杷縁筒／／ａ、／／ｂの軸方向の両端ｒ
刺止する金鵬から成る端板／、ｌ、／Ｊとで栴成さ牡て
いる。そして端板ｌλに気密に貫通固定さｎたリード棒
−ａの内端部にはコイル電極軸を介して接点′＃Ｌ極３
ａが設けてわる。また他方のｆ＠板１３には、リード棒
コｂがベローズ／参に介して気密に貫通されてａＪ動自
在に設けらｎｌこのリード棒−２ｂの内端部には、コイ
ル電極りｂｔ−介して接点電極３ｂが設けられている。

前記各接点電極３ａ、Ｊｂの部分は第２図に示　。

す如く構成されてｊ？シ、可動側でめる接点Ｉ！極３ｂ
にて説明すると、この接点電極３ｂは、外周部から半径
方向の内方に伸びる複数のスリット溝３０會具倫してい
る。このスリット溝３０は、軸方向磁界によって接点亀
＆Ｊｂ内にうず電流が発生するのを防止すべく設けら牡
ているものである。

またコイル電極弘すは、図示省略のり一ド俸コｂから半
径方向外方に伸びる被数の胱と、この各りの外端部に一
端が接続さｎた複数の円弧ｍ４ｔｔとで構成され、且つ
各円弧部４ｔｌの先端は接続環体ＦＪｌｉ−介して接点
電極３ｂの背部に接続されてい）　　る。これによって
リードｍ−ｂと接点１！極３ｂとの間においてコイル電
極ｐｂにより電流をリード禅Ｊｂｔ−曲繞するループ電
流に変え、また相手側のコイル電極４ｃａＫ＆いても同
様なループ電流に変えられ、これによシ接点電極ｊ　ａ
　、　ｊ　ｂＯ接触面に直交する方向つまル軸万回の磁
界（アークに平行な磁界）ｔ−発生するように成してい
る。

そして一方の接点電極Ｊｂが図中に２いてり一ド桿−２
ｂｉ介して上下動することによって、他方の接点電極Ｊ
ａＫｉｌｆ’離し、こｎによル寛路の投入及びしゃ断が
行なわれるものである。

な２、第１図中に２いて、ｌｊは中間シールドｔ／Ｊａ
及び／４ｂは補助シールド、１７はベローメシールドで
ろって、各々非磁性のステンレス鏑から成るシールド体
でめシ、一対の接点電極Ｊ　Ｒ。

３ｂから飛散する全域蒸気を捕捉すると共に電界紅和を
図るものである。

ところで、前述のように構成された軸方向磁界印加式の
１（空イｙタラゲタにあっては、軸方向磁界に基因して
接点電極３に、Ｊｂ内にうす電流が生ずる間石がある。

このうず電流が生ずると一磁界が減衰したシ又は位相の
遅れｔ生ずる間組かめるために、他力このうず電流が生
じないようにしなけ扛はならない、％に接点電極Ｊａ、
Ｊｂは磁界にさらさｎる面粗が広いためにうず’ｆｈ　
ＤＩＣが発生しやすいものであった。

このようなことから、従来では第２図に示す如く半径方
向に位するスリン）溝３”’ｆｆ−複数本設けることに
よって、接点ｔ電極Ｊａ、Ｊｂｙ被欽のブロックに分割
し、これによって接点１１ＥｋＪａＦＪｂにうず電流が
生ずるのｔ−防止するようにしていた。

しかしながら、従来のように接点電極Ｊ　ａ　、　Ｊｂ
にスリツＨＪＱ：３０ｉ設けてうす電流を防止するもの
にめっては次のような欠点がめった。

■　接点を極Ｊ＆、Ｊｋ）の表向にスリット溝３０のエ
ツジ部が形成さｎるために、しゃ断開他状態にνいて極
間閃絡１Ｆ−誘発しやすく、真空インタラプタの尚′屯
圧大谷飯化には限界がめった。

■　スリット溝３０Ｑ）’；＋在によって、接点’ａ惚
Ｊａ。

３ｂと同心的な大きなうず′ｔＩＬ泥の発生は防止でき
るものの、各スリット溝３０間に２ける分割ブロック内
に２いてνｒ次に小形のうす一流が生ずるものでめつ１
ζ。このうず一流の発生ｉｔ史に防止ツーるには、一層
スリット溝３０の数を増す必擬があるが、そうすると別
記■の間組が一層＃ＩＭ者となる。丈には機械的頻度の
低下が著しいものとなってｉ［久性が態化するといった
新たな間ｍ會ｉ記するものでおった。

くり返しのしゃ断によってスリット衡３０が溶出金ハに
よってうまりてしまい、結果的にうず電流が生じていた
。

本発Ｅり３は以上の点に鑑みて成されたものでる広内部
に螺細状の溝七備えて接点電極を構成し、こ扛によって
磁界の発生に悪影ｍｌ−＆はすうず電流の発生を防止す
ると共にしゃ断性能の同上が図１１且つ耐久性の向上し
たＪＩ４−！２インタラゲタの’ＭＬ極を提供すること
にある。

次に本発明の実施例を彫３図ないしあ７−に基づいて説
明するが、こｒしらの図に２いて前述の第１図及び第２
図と同一符号を刊するもの祉こｎらと同等品を示すもの
でるるからこｎらの絆細な説まず第３図ないし第６図に
基づいて本発明の一実施例′を説明する。

真空容器ｉｏは、非磁性のステンレス鋼から成る金員円
筒ＩＩと、この金部円筒ｉｔの軸方向の両側に法絖固足
した絶縁藺／／ａ、／／ｂと、こｎら絶縁１＠ｔｉ＠、
ｉ、ｉｂの端部を到鯛する端板／ｌ　、／Ｊとで徊成さ
ｎている。そして具望谷器ｉｏ内で且り骸鵜円１ｉＭ　
／♂の軸方向ｌｌ１ｌ端部には、非磁性のステンレス鋼
から成る略筒状のシールド／ｊｇ、／！ｂが設けらｎて
２シ、こ才りらシールド／Ｊａ、／Ｊｂは各々絶縁ｙ４
／／ａ、／／ｂ側に伸びると共にリード弊−２ａ、、２
ｂｉ囲繞する如く配置されている。

１矩側のリード棒λａのＰｉ端部には、俊速するコイル
電ｆｇＳと接点電極３ａとが設けられている。

このコイル′Ｎ、極ｊは、前記真空容器ｌＯｔ形成する
金属円筒ｉｔの内側部位に位して収納配置されると共に
接点電極３ａを囲繞し、且つ′５Ｊ動側のリード棒コｂ
の内一端部に設けた接点電極３ｂｔもしゃ断時（第３図
に示す状態）に２いてな３かつ囲繞する如く設けられて
いる。

前記コイル電極ｊの構成及び接点電極Ｊａ、Ｉ）−ド棒
−２ａとの貼合構成を詳細に説明すると、リード棒−２
ａの内端部は、半円状の段付形状に成されて、突部−２
１と低部−２−２とが形成されてＰ９、この突部−２１
はコイル電極！を形成する一対の半径方向に位する腕！
！、！ｌ、のうちの一方の腕１１に直接結合さ几、また
低部ココは尚抵抗体（例えば非磁性のステンレス銅、イ
ンコネル合金、セラミックス）から成るスペーサＪＪｇ
介して他方の腕ｊ６に結合されている。

そしてコイル電極−ｔｔｉ、１箇所にスリン）ｊコ全具
備して略円筒状に形成されたコイル本体ｚｉと、該コイ
ル本体ｊ／の円弧方向の両端部ｊ３゜！≠の部位から半
径方向内方に伸び且つ平行配置さルた一対の腕２２及び
！６と、で構成さｊ″している。この一対のＰＲ”　＃
　”はコイル不休！ｌの軸方向の一１４ｉｉ１４１１（
第４図中の上端側）の部位に設けである。

接点′！１．極３ａの背面（相手接点電極３ｂと接触す
る反対向）側には接続体３１が結合されておシ、この接
続体３１の端部は、半円状の段付形状４Ｃ成さオ″して
突部３−２と、低部３３とが形成されている。

仁の突部３−２は前記コイル電極ｊの一方の腕！６の内
端部に直接結合され、また低部３３は前記スペーサー２
３と同様な材料から成るスペーサ３４′全介して他方の
腕ｊｊに結合されている。

しかして本発明の特徴とする点は、接点電極Ｊａ。

３ｂの構成にお夕、一対の接点電極Ｊ＆、Ｊｂは同様な
構成であるから、固定側の接点電極３ａにてＷ、４図及
び第５図に基づき説明する。

すなわち、接点電極３ａは、電極本体３ｊに螺線状の溝
Ｊ４ｔ−備え且つ電極本体３！の背面（第４図中の上方
側）側に補強体３７ｔ−一体的に備えて構成されて２シ
、前記螺線状の講３６は一電極不体３ｊの接触面３ｊａ
に開口＜ｎ出）することのない深さに設けられている。

そして、！他本体３ｊは、銅又は蛸合金から成シ、また
補強体３７は、機械的強度が強く且つ低導電圧の材料例
えばステンレス鋼又はインコネル合金から成るものであ
る。更に電極本体３ｊの材料によっても若干異なるが、
螺線状の溝３６の部分における肉厚みｉｔ＋−は、１〜
２．５ｍ以下、また電極本体３ｊの中央部ｓｚｂ　（接
続体３１が結合される部分）の断面積は、径が３０〜４
０調の断面積相当値以下、とすることがうず電流発生防
止の点で望ましい二また螺線状の溝３６Ｖｉ−設けるこ
とによって形成された螺線状の尋体部ＪＪｃの断面積（
Ａｘ４）は、を極本体３！の径及び螺線状のＯｔ３乙の
切り方によって若干の差はあるものの、ｉｉｔｍ本体３
ｊの径が５０〜２００園のものを実験した限９において
はＡＸＪ−≦５０閣ζあれば、うず電流の発生はわずか
なものであった。

次に電流の流れ＊ｍ明すると、例えば第３図において固
定側のリード棒−２ｇ’ｌｉ下向に電流が流れると、突
部λ／Ｑ介してコイル電極！の一方の腕ｊ！に流ｎ１そ
してコイル本体！ｌの一端！３からコイル本体ｊｌをル
ープ状に流れて他端ｊ３に至シ、次に他方の腕ｊ／、ｔ
−介して接続体３１の突部３−２に至ると共に接点電極
３ａ及び３ｂ會介して可動側のリード棒、２ｂに至るも
のであシ、前記コイル本体ｚｔ２電流がループ状に流れ
ることによって軸方向磁界を発生するものである。

ところで接点室＆Ｊａ（Ｊｂ）の部分における電流は、
通電時にあっては主に中央部Ｊ！ｂｆ流れている。そし
てしゃ断時にあってはアークが接触面３ｊａ全体に分散
しているので特に周辺側におけるアーク全弁して流れる
電流は、螺線状の溝３６の底部と接触面ＪＪａとの間の
薄肉部分を半径方向に導通して流れるものである。

次に第７図に示すものは、本発明の他の実施例から成る
接点を他３ａであシ、接続体３１が接続される中央のボ
ス部Ｊｌａの外周側に綿線溝３６を形成する如く平角導
体（又は先導体）Ｊｌｆ巻回し、そしてこの平角導体Ｊ
ｔ’ｌｊ（補強体３７と略円板状に形成さｎた厚み１〜
２．５　ｍの接触体Ｊりとで挾持して一体結合構成した
ものでるる。

この第７図の！成によ匙は、螺線状の溝３乙の形成が簡
単であり、しかも接触体３２は別構成であるから、Ｌ−
？断行性に応じた徨々の材質のものにて形成でき、高価
な特殊材料の場会でも使用量はわずかなものでるるから
価格低減化が期待できる。

なお、以上の実施例は、−足側の接点’ｍ極３ａに訃い
て説明したが、可動側の接点電極３ｂも同様な構成であ
シ、接点電極ＪｂＫあってはコイル本体３ｊの中央部３
ｔｂ（ｇｓ図）又はボス部Ｍ。

（Ｍ７図）にリード棒−２ｂの先端が接合さｎるもので
ある。

また補強体Ｊ７Ｊｄ、円板状の形状であっても差し支え
ないが、半径方向の腕を複数本備えて成る形状でおって
も良い。

更に軸方向磁界を発生させるコイル電＆は、第３図にて
説明した如く、一対の接点ｔａ極Ｊ　ａ、Ｊｂｔ囲繞す
る如く設けらｎたものに限らず、第１図のように接点電
極の背部に設けたものでも良く、また扛真空容器ｉｏの
外部に設けたものでｈっても差しつかえないものである
。

以上の説明から明らかなように本発明から成るるような
種々の効果を奏することができるものでおる。

■　′ＦｊＬ極の接触面３！ａに従来のようにスリット
溝を備えていないので、凸凹又はエツジ部が全く存在せ
ず平担面であるから、開極状態に訃いて極…Ｊ閃絡が生
ずる開館は暦消され耐電圧特性の同上が図扛て真空イン
タラフ”りの高亀圧大谷１化が期待できる。

■　接点電極は、内部に螺線状の溝３６全備えているの
で、螺線状の導体部ＪＪｃは長いものとなって抵抗が大
きいものでるるがら、軸方向磁界が印加されてもこれに
よってうす一流が接点電極内に生ずることはほとんどな
い。よって磁界が減衰することはなく、また位相遅れも
防止できてしゃ断性能の向上が図れるものである。

■　接点電極は螺線状の溝を備えているのでその分ｍｕ
化が図九、特に可動側にあってはしゃ断及び投入時にお
ける衝撃の問題を削減できて耐久性の向上が図れるはか
ルでなく、操作力の低減が図れる。特に大容量の真空イ
ンタラプタに２いてこの効果は顕著となるものである。

■　接点電極に２ける螺線状の溝３６ＩＩｉ、を極内部
に位して設けてあって、軸方向の一方には補強体３７が
、また他方には接触面Ｊｊａｆ形成する部分（第５図）
又り接触体３り（第７図）が設けら九ていてサンドイッ
ッ°状態であるから、従来のようにスリット溝を設けた
ものに比較して機械的強度は高く耐久性の向上が図れる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空インタラプタの断面図、第２図は従
来の接点電極部の斜視図、第３図は本発明からなる接点
電極を備えて成る真をインタラプタの断面図、第４図は
第３図のコイル電極及び接点を極部の分解斜視図、第５
図は第３図（不発明の一実施例）の接点電極の断面図、
第６図は第５図のＡ−Ａ線に２ける断面図、第７図は本
発明の他の実施例から成る接点電極の断面図である。 ｉｏ・・・真空容器、Ｊ＆、３ｂ・・・接点を極、３６
・・・螺線状の溝。 第４図 第５図 第６図 第７図 ３９　　３８ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器（１０）内に２いて接離自在な一対の接点′［
   ＆（”５３ｂ）を備え、且つ一対の接点電極（Ｊ　ａ　
   ＃　３　ｂ）間、に生じるアークに該アークと平行な磁
   界を印加せしめるコイルｋ　ｊｐｔｒ＋えて成る真空イ
   ンタラプタに２いて、前記接点−極（Ｊ　ａ　、ｊ　ｂ
   ）が内部に螺線状の溝（ｊ４）？ｆ−備えて構成さｆ’
   したことを特徴とする真空インタラゲタの％極。