JPS5923422A - 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】 本発明は真空インタラプタに係り、特にアークに対（−
で平行な軸方向の磁界を発生させる手段を電極の背部に
備えてなる真空インクラブタに関する。

従来、軸方向の磁界（縦磁界）乞発生させる手段ラミ極
の背部に備えてなる真空インタラプタは、通常、ガラス
等からなる絶縁筒の両開口部を両端に固着した封着金具
を介し金属端板により閉塞しかつ内部を高真空に排気し
て真空容器を形成し、この真空容器内にほぼ同外径の円
板状をな−ｆｌ対の′１極を各金属端板の中央から相対
的に接近離反自在に導入した対をなす電極棒を介し接触
離反（接Ｉ＠）自在に設けるとともに、各電、極とそ几
ぞｎの電極棒とを軸方向の磁界ケ発生すべくそれぞＩＬ
の電極の背部に配置した有端環状または周方向へ２堤上
に分割さｎたほぼ環状にしてかつ市、極とほぼ同外径の
コイルを介し市、気的に直列接続してｇ成されている・ しかしながら、上述した従来の軸方向磁界方式の真空イ
ンタラプタにおいては％電極の接離によって生ずるアー
クを軸方向磁界により電極空間に閉じ込めてその安定化
を図り、もってしゃ断容量ン径方間（横）磁界方式のも
のより増大し得るものの、その゛電極面におけるアーク
スポット力、電極の中心付近またはその中心を中心とす
る同心田七に集中して分布し、電極面を有効に活用し得
ない問題がある。

かかる世象は、同一極性の磁界を発生させる２個のコイ
ルを軸方向へ所定間陽離隔するとともＫ、両者同一にし
てその外径Ｙｆ化させて、両コイルによる合成された軸
方向磁界の径方向の分布状態を測定した実験結果を示す
ｆ、ｘ図からも明らかな如く、合成さ匙た軸方向磁界の
径方向の分布状態が不均一であることに依ると思わｎる
。すなわち、第１図は横軸にコイルの外径Ｒを、縦軸に
合成さ几た軸方向磁界の強度ＨＹとり、コイルの外径Ｈ
な変化させた場合の合成さｔた軸方回磁界の径方向の分
布状態ヲ、コイルの外径Ｒの増大のＩＩｍに曲ｉＡ、Ｂ
、ＣおよびＤで示したもので、こｎにょｎばコイルの外
径Ｒが小さい場合には、曲ｉＡで示すように１合成軸方
向磁界の強度Ｈがコイルの中心Ｏにおいて最高となる凸
状を呈し、またコイルの外径Ｒが大きい場合には、曲ａ
Ｂ、ＣおよびＤで示すよ５に、合成軸方回磁界の強度Ｈ
がコイルの中心Ｏにおいて最低となりかつコイルの内周
部付近において最高となる凹状を呈するとともに、コイ
ルの外径Ｈの増大につｎて最低点および最高点が低下す
る傾向にあり、合成軸方向磁界、すなわち磁束密度の径
方向の分布が不均一となることにより、アークスポット
の偏在を招来していることが判るものである。

本発明は上述した問題に鑑みてなさｎたもので。

その目的とするところは、電極の背部にそｎぞｎ配置さ
れるコイルの外径を異ならせるとともに、小外径のコイ
ルの分割数ケ大外径のコイルの分割数より多くすること
により、合成さ几た軸方向磁界の径方向の分布状態ヲ均
一にしてアークスポットの均一な分散な図り、もって電
極面を有効に活用し得るよ’）＆Ｃした軸方向磁界方式
の真空インタラプタを提供するにある１、以下、第２図
以降の図面な参照してこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

本発明忙係る真空インタラプタは、８ｇ２図に示すよ）
に１円筒状に成形したガラス、セラミックス等からなる
２本の絶縁筒１．１を、両端に固着したコバール等から
なる薄丙円環状の封着金具２゜２、・・・の一方？介し
同軸的に接合して１本の絶縁筒とするとともに、その両
開口端を他方の封着金具２．２を弁し円板状の金属端板
３，３により閉塞し、かつ内部を高真空に排気して真空
容器４を形成し、この真空容器４内にほぼ同外径の円板
状をなす１対の電極５．６を各金属端板３，３の中央部
から真空容器４の気密性を保持して相対的に接近離反自
在に導入した対をなす電極棒７，８を介し後述する如く
機械的に接離自在に設けるとともに、各市１極５，６と
それぞｎの電極棒７．８とを同一極性の軸方向（図にお
いて上下方向）の磁界を発生すべくそ几ぞれの電極５．
６の背部に配置した有端環状または円周方向へ２以上に
分割さ几たほぼ環状ｒしてかつ外径および分割数を相対
的に異ならせたコイル９　、１０’Ｑ介し後述する如く
電気的に直列接続して概略構成さｎている。

すなわち、固定側となる一方（第２図において上方）の
電極棒７の内端面には、第３図に示すように１円形の凹
部１１が設けらｎており、この凹部１１には、セラミッ
クスの如き絶縁物またはステンレス鋼、インコネル等の
高抵抗金属からなる円筒状の絶縁支持部材１２が、一端
を四部１１の底部とろう付けして同心状に収納さ扛てい
る。絶縁支持部材１ｚの他端および固定訓電、極棒７の
内端面には、第３図および第４図に示すように、凹部１
１の内径より適宜小径の円柱状に形成した電極接続部９
ａと、電極接続９ａの外周面における対称位置から半径
方向外方へ延伸した２本の第１腕部９ｂ、９ｂと、各第
１腕部９ｂの端部から所定の曲率半径でほぼ半円周ずつ
同−円周方向へ彎曲した磁界発生部９ｃ、９ｃと、各磁
界発生部９ｃの端部からそｎぞれの第１腕部９ｂと平行
に半径方向内方へ延伸したｗｃ２腕部９ｄ、９ｄと、各
第２腕部９ｄの端部に接続さ几るとともに凹部１１の内
径および電極棒７の外径を内、外径とする半円弧状にし
てかつ電極接続部９ａの外周に対称配心極接続部９ａお
よび電極棒接続部９ｅの一端をろ５付けして固着されて
いる。そして、電極接続部９ａの他端には、電極棒７よ
り適宜小径の円板状に形成した接触部５ａと、この接触
部５ａＹ他方の電極６と対向する電極面中央部に固着し
かつコイル９とほぼ同外径の笠形円板状に形成したアー
ク拡散部５ｂとからなる固定側電極５が、アーク拡散部
５ｂの電極裏面中央に設けた凹部１３を介し嵌合される
とともにろう付けされている。

また、可動側となる他方の電極棒８の内端面には、一方
の電極棒７と同様に１円形の四部１４が設けられており
、この凹部１４には、絶縁物または高抵抗金属からなる
円筒状の絶縁支持部材１５が、一端を四部１４の底部と
ろう付けして同心状に収納さ几ている。そして、絶縁支
持部材１５の他端には、合成軸方向磁界の径方向の分布
状態を均一とすべく、前記固定側コイル９により生ずる
磁界方磁界と合成さｎる軸方向磁界ケ発生する可動側コ
イルｌＯが固着さ几ている。すなわち、可動側コイル１
０は、ｗｃＢ図および第５図に示すように、凹部１４の
内径より適宜小径の円柱状に形成した電極接続部１０ａ
と、電極接続部１０ａの外周面における４等分した位倉
から半径方向外方へ延伸した４本の第１１Ｒ１！１ｌＳ
１０ｂと、各第１腕部１１１ｂの端部から固定側コイル
９の約４０〜７０％（本実施例においては約６０％）の
曲率半径でほぼ％周ずつ同一円周方向へ彎曲した４個の
磁界発生部ｉｏｃと、各磁界発生部１０Ｃの端部から　
０ そｎぞ几の第１腕ｍ１ｏｂと平行に半径方向内方へ延伸
した４本の第２腕部１０ｄと、各第２腕部】Ｏｄの端部
に接続さ扛るとともに四部１４の内径および′Ｃ電極棒
の外径乞内、外径とするほぼ４周の円弧状にしてかつ電
極接続部１０ｄの外周に対称配置さｎる電極棒接続部１
０ｅとからなるもので、電極接続部１０ｆｉおよび′電
極棒接続部１０ｅの一端を、そ几ぞ几絶縁支持部材】５
の他端および電極棒８の内端面とろう付けして固着さｎ
ているものである。そして、可動側コイル１０における
電極接続Ｗ１１０ａの他端には、固定１則′祷極５と同
様にその接触部５ａと同外径の円板状に形成した接触部
６ａと、この接触部６ａを固定１１１１Ｉ奄極５と対向
する電極面中央部に固着しかつ固定側電極５のアーク拡
散部５ｂと同外径の笠形円板状に形１ 成したアーク拡散部６ｂとからなるｏＪ動側甫極６が、
了−り拡散部６ｂのｔ極裏面中央に設けた凹部１６ｆ？
０′介し嵌合さｎるとともにろう付けされている。

なお、第２図において１７は金属ベローズ、１８は各市
、極５，６等を同心状に囲繞する中間シールド、１９．
１９は各金属端板３の内面に固着した補助シールドであ
る。また、第３図において２０゜２１は各コイル９，１
０７補強すべくそ几ぞｎの電極棒７．８に嵌着したリン
グ円板状のコイル補強部材で、ステンレス鋼、ハステロ
イおよびインコネル等の如き高抵抗の金属からなるもの
である。

さらに、各コイル９．１０の第１腕部９１）　、　１０
ｂと対向するそれぞルの電極棒７，８の内端面には。

両者の電気的な導通を防止すべく切欠き２２．２３２ が設げらｎているものである。

また、上述した実施例においては、聞空容器４を２本の
絶縁筒１と金属端板３．３等で形成した場合について述
べたが、こ几に限らず、たとえば１本の絶縁筒とその両
端を閉塞する金属端板とによりまたは金属筒とその両端
を閉塞する絶縁端板とにより真空容器を形成してもよい
のは勿論であり、かつ固定側コイル９ケ号ターンとし、
可動側コイル】０を％ターンとする場合に限らず、固定
側コイルを有端環状とし、可動側コイルを円周方向へ２
分割、３分割、５分割以上としてもよいものである。さ
らに、上述した実施例においては。

開閉時の衝撃力の低減および開閉操作機構の出力低減を
図るべく、可動１則のコイル１０を小径とした場合につ
いて述べたが、衝撃力等を考慮しなく３ てもよい場合には、固定側のコイル９を小径としてもよ
いものである１、 以上の構成により、本発明に係る真空インタラプタの作
用について説明する。

まず、投入（閉）状態における外部回路からの電流は、
一方の′電極棒７から一方のコイル９に、その各電極棒
接続部９を介して分流されて流入するとともに、その各
第２腕部９ｄ、各磁界発生部９Ｃおよび各第１腕部９ｂ
を経て電極接続部９ａに至り、この電極接続部９ａから
一方の電極５のアーク拡散部５ｂおよび接触部５ａ？経
て他方の電極６へ流入する。他方の電極６に流入した電
流は、その接続部６ａおよびアーク拡散部６ａ′１２ｒ
−経て他方のコイルｌＯの１極接続部１０ａに流入し、
その各第１腕部１０ｆｉにより５１１１−流さｎるとと
もに、　４ 各磁界発生部１０Ｃ１各第２腕部］Ｏｄおよび電極棒接
続部９ｅ経て他方の電極棒８に流入し、他方の市甑棒８
から主回路へと流出さ几る。

しかして、’４ｒ極５．６が開離さｎろしゃ断時には、
最初に接触部５ａ、６ａ間にアークが生じ、この間のア
ークは、両コイル９．ＩＯにより生ずる軸方向磁界によ
り、アーク拡散部５ｂ＋６ｂ上にそのスポットが移動す
るのであるが、アーク拡散部５ｂ、６ｂ上に移動さ几た
アークは、横軸にコイル外径Ｒ５縦軸に軸方向磁界Ｈ９
とるとともに１両コイル９．１０により生ずる軸方向磁
界を曲線Ａ、Ｂで、また両軸方向磁界ケ合成した軸方向
４Ｂ界を曲線Ｃで表わした第６図からも判るよ５に、径
方向に頁ってほぼ均一な軸方向磁界が印加さ几ることに
より、そのスポットが両アーク拡散５ 部５１−＋、ｆｉｂの対向面全面に亘り、はぼ均一に拡
散さ几るものである。

堤上の叩く本発明は、真空容器内にほぼ同外径の１対の
電極？相対的に接近離反自在に導入した対をなす電極４
１！？介し接離自在に設けろとともに。

各電極とそれぞｔの電極棒とを軸方向の磁界を発生すべ
くそれぞｎの電極の背部に配置した有端環状または周方
向へ２月上に分割さ几た環状のコイルを介し電気的に直
列接続してなるものにおいて、前記いず几か一方のコイ
ルの外径を電極の外径とほぼ等しく設けるとともに、他
方のコイルの外径？一方のコイルの外径より小さく設け
、前記他方のコイルの分割数？−万のコイルの分割数よ
り多く設けた真空インタラプタであるから、両コイルに
よって生ずる軸方向磁界を合成した軸方向磁界　６ の径方向の分布状態が均となり、電極面におけるアーク
スポットの分布を均一にすることができ。

もって電極面を有効に活用することができ、ひいてはし
ゃ断容量の増大を効率よく行１な５ことができる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はコイル外径の変化に対する軸方向磁界の径方向
の分布状態を表わした説明図、第２図は本発明に係る真
空インタラプタの縦断面図、第３図は本発明の要部の縦
断面図、第４図および第５図はそ几ぞｎ本発明の要部の
平面図、第６図は本発明の作用説明図である。 ４°・°真空容器、５．６・・・電極、７．８・・・電
極棒。 ９、ｌＯ・・・コイル、９ａ、ｌＯａ・・・電極接続部
。 ９　ｂ、　ｌ　＋ｌ　ｂ−第１腕部、９ｃ、１ｎｃ−磁
界発７ 生部、９　ｄ　、　１　（ｌ　ａ・＠２腕部、９ｅ、］
ｏｅ・・・電極棒接続部、。 ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１　　真空容器内にほぼ同外径の１対の電極を相対
   的に接近離反自在に導入した対をなす′Ｎ甑棒を介し接
   離自在に設けるとともに、各電極とそｎぞｎの電極棒と
   を軸方向の磁界を発生すべくそｎぞ几の電極の背部に配
   置した倚端環状または周方向へ２以上に分割さｎた環状
   のコイルを介し電気的に直列接続してなるものにおいて
   、前記いずれか一方のコイルの外径ｖｔ極の外径とほぼ
   等しく設けるとともに、他方のコイルの外径を一方のコ
   イルの外径より小さく設け、前記他方のコイルの分割数
   を一方のコイルの分割数より多く設けたことを％鍬とす
   る真空インタラプタ。 ＋２１　　他方のコイルの外径ケ一方のコイルの外径の
   ４０〜７０％としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の真空インタラプタ。