JPS6051763B2 - 真空しゃ断器の電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空しや新製の電極に関する。

第１図は、一般的に使用されている真空しや新製の要部
断面図であつて、同図において１および２は夫々固定側
および可動側の主接点、３および４は夫々固定側および
可動側の電極、５および６は夫々固定側および可動側の
リード棒、７および８は夫々固定側および可動側の軸シ
ールド、９は・ベローズ、１０および１１は夫々固定側
および可動側のフランジ、１２および１３は夫々主シー
ルド、１４および１５は夫々外シールド、１６および１
７は夫々絶縁筒、１８〜２１は夫々接続部材、２２およ
び２３は夫々集電リング、２４およ・び２５は夫々集電
板である。

このような構成の真空しや新製において、大雪流しや断
を目的とした電極構造としてスパイラル電極と称する構
造がある。

そして電極３および４として、このスパイラル電極構造
を用いた真空しや断器のアーク消弧原理は次のように説
明されている。即ち第１図において、主接点１と主接点
２間で発生したアークはその自己電磁力により外周部へ
と移動し、スパイラル電極３と４間に達する。ここでア
ークはスパイラル溝に沿つてそのスパイラルペダル上を
更に外周部に移動する。最先端部に達したアークは、そ
のペダル部を流れる電流による径方向および周方向の各
電磁力のベクトル和による斜め方向の電磁力を受け、第
２番目のスパイラルペダル部に転移し、更に最先端部ま
で移動し、第３番目のスパイラルペダル部に転移という
ように次から次へと移動することによつて、局部的停滞
をなくし必要以上の溶融を防止することによりしや断能
力の向上を計つている。しかし、この種の電極を用いた
場合、最近のアーク直接観測によると次の点が欠点とし
て指適された。

まず第１として、スパイラル溝に沿つてペダル上を先端
部に移動する時、集中したアーク柱が移動するのではな
く、広がりをもつて移動する場合もある。

即ちアークの回転力はペダルを流れる電流にる電磁力な
ので、集中的にペダルを流れればアーク移動に効果的と
なるが、広がりをもつて移動するアークの場合は並列ア
ークとなるため、作用力は分散してしまい、有効的でな
い。第２として、スパイラル部を流れる電流によつて生
ずる電磁力は径方向と周方向となるためアークを移動さ
せたり、ペダル先端部を次から次へと転移させたりする
力はそのベクトル和なので、斜め方向の電磁力となり、
有効に作用しない。さらに第３として、リング状主接点
の場合、アーク発生と同時にアークはリング状主接点の
外周部の角に集中停滞．を起しやすい等が明らかとなつ
た。これらはいずれもアークの局部的停滞溶融を引きお
こし、しや断能力の低下の原因となる。本発明は以上の
ような従来の欠点を除去し、真空しや断器のしや断能力
の向上をはかるように改一良した真空しや断器の電極を
提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、固定側及び可
動側の各リード棒の先端に夫々電極が対向配置され、こ
れら電極の対向面に設けた中央凹部に夫々主接点が固着
されており、両主接点の閉接、離間により投入、しや断
を行なう真空しや断器の電極において、前記主接点の外
周部を傘状の傾斜と成しかつ該外周部周辺が前記電極部
分と直接電気的に短絡しないよう電気的に絶縁し、前記
電極の周辺部を鎌刃状切溝を介して１個以上の略鎌刃状
の謙刃部に形成するとともに、鎌刃部の先端とこれに隣
り合う鎌刃部の付け根部とを先端が】付け根部に対しア
ーク走行面の反対側に位置するが如くし傾斜状のギャッ
プを介して軸方向において重畳せしめたものである。

以下、第２図以降の図を用いて本発明の実施例につき詳
細に説明する。

第２図は本発明による真空しや断器の電極の一実施例を
示す平面図、第３図は第２図のＸ−ｘ″断面図であつて
、これら第２図、第３図は第１図の電極に本発明を適用
したものである。

ここでは、可動側電極について例をとり図示してある゛
が、本発明は固定側電極についても第２図、第３図と同
様に構成される。第２図、第３図において、第１図のリ
ード棒６に接続されている電極について説明すると、３
１はリード棒５の先端部に取付けられた鎌刃状電極、３
２はこの鎌刃状電極３１を補強する補強金具、３３は底
面側の突出した中央部３４が前記電極３１の中央凹部３
５にロー付等により固着されかつ外周部３６が傘状の傾
斜を有し、しかも外周部３６周辺の電極部分とギャップ
３７を有する主接点である。

ここて補強金具３２は図例では存在するがあつてもなく
ても本発明の目的のしや断能力の向上には何ら影響を与
えないものである。また、主接点３３の外周端３８は、
１個又は複数個の鎌刃状に形成された鎌刃部３９（ここ
では４個の鎌刃部３９が図示してある）を有する鎌刃状
電極３１の鎌刃状切り溝４０の略径方向中央に位置され
ている。電極３１の鎌刃部３９の径方向巾と切り溝４０
の径方向巾は同一か、切り溝４０の方が狭くなるように
構成されている。さらに、鎌刃部３９の先端とこれに隣
り合う鎌刃部３９の付け根部とは、第６図および第７図
に示すように、一方の先端が、これに隣り合う鎌刃部３
９の付け根部に対し、アーク走行面の反対側に位置する
が如くしギャップ４２を介して軸方向において重畳され
ている。なお、第７図は第６図において矢印４３方向よ
りみた図である。次に主接点３３は電極３１とは同一材
質でも良いが耐溶着性に有する材質のものが望ましい。

例えば、電極３１に純銅、主接点３３には例えば０．１
〜５重量％のビスマスを含んだ銅合金等で良い。また電
極３１に純銅、主接点３３には耐溶着性、耐電圧及びし
や断能力の良いベリリウム合金、例えば５〜１呼量％の
ベリリウムを含んだ銅合金又は純ベリリウム等を用いて
も良い。第１図の固定側および可動側の電極が以上の如
く構成されることによつて、主接点間で発生したアーク
は自己電磁力及び拡散力によつて主接点の接点面である
平らな中央部より傘状の外周部３６の方へ、更には鎌刃
状切り溝４０を隔てた鎌刃部３９に達する。

ここにおいて電流は完全に鎌刃部３９を全電流が流れる
ため、その電磁力の方向は周方向のみとなり、即ち強力
な回転方向の電磁力がアークに作用することになつて前
述の欠点が除去され、局部的加熱溶融が極めて少なくな
り、し−や断能力を向上させることができる。特に、鎌
刃部３９の先端は、これに隣り合う鎌刃部３９の付け根
部と傾斜状のギャップ４２を介して軸方向に重畳されて
いるので、鎌刃部３９におけるアークは、次の鎌刃部３
９にすみやかに移動することができる。

なお、本実施例においては、主接点３３の外周部３６と
その外周部３６周辺の電極部分間はギャップを持たせ、
直接電気的に短絡しないように電気的に絶縁させている
けれども、本発明はこれに限定されることなく、この主
接点３３の外周部３６と電極３１間のギャップに高抵抗
金属材もしくはセラミック等の絶縁材を入れてそれらを
一体固着することによつて電気的に絶縁すると共に機械
的強度を増強するようにしてもよい。

また、本実施例においては、主接点３３の外周端３８が
鎌刃状の切り溝４０部分の径方向中央に位置されている
けれども、本発明はこれに限定されることなく、電極を
第４図に示す如く主接点３３の径を鎌刃状の切り溝４０
部分よりも大となし電極３１の鎌刃部３９上に主接点３
３の外周端３８が存在するようにしてもよい。

この場合も前述したように主接点３３の外周部３６と電
極３１間にギャップを持たせるか、あるいはこのギャッ
プの代りに電気的に高抵抗となる金属材もしくはセラミ
ック等絶縁材が入れられる。このような電極構造にする
と、主接点３３より電極３１の鎌刃部３９へのアークの
移りが良くなる。また本実施例においては、電極３１の
鎌刃部３９のつけ根に径方向の溝を設けていないけれど
も、本発明はこれに限定されることなく、電極３１の鎌
刃部３９のつけ根に第５図に示す如くほＳ゛径方向に溝
４１を入れることにより、鎌刃部３９の電流通路を長く
し、より強力な電磁力がアークに作用する構造にしても
よい。

さらに、本発明は主接点３３の径を電極３１の切り溝４
０部分よりも小さくして、主接点３３の外周端３８が切
り溝４０上にかからないようにしてもよいが、この場合
には上記各実施例構造に比ししや断能力が劣る。

上述したように本発明による真空しや断器の電極を用い
れば、真空しや断器において、主接点上で発生したアー
クを真空中の拡散力及び自己電磁力により外方へ移動さ
せ、主接点の傘形の外周部に達した時点でアークは切り
溝をへだてた鎌刃部に転移し、アークの鎌刃部上ての周
回転力を有効に活用し大電流しや断を容易に増大しうる
。

特に、鎌刃部の先端は、これに隣り合う鎌刃部の付け根
部と傾斜状のギャップを介して軸方向に重畳されている
ので、鎌刃部におけるアークは次の鎌刃部にすみやかに
移動することがてき、一層しや断能力を向上することが
てきる。従つて、従来からのスパイラル電極構造に比し
、すぐれたしや断能力の向上がみられ、同一大きさの真
空しや断器においては容量アップが図られ、容量を同一
とすれば、より小形化された真空しや断器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空しや断器の一例を示す概略正面断面
図、第２図は本発明の一実施例を示す平面図、第３図は
第２図のＸ−Ｘ″線断面図、第４図および第５図は夫々
本発明の他の実施例を示す平面図、第６図は第２図にお
ける要部を示す拡大）一部横断面図、第７図は第６図の
電極部を矢印４３方向からみた側面図であつて、図中５
は固定側リード棒、６は可動側リード棒、３１は鎌刃状
電極、３３は主接点、３５は電極の中央凹部、３６は主
接点の外周部、３７はギャップ、３８は主接点の外周端
、３９は鎌刃部、４０は鎌刃状切り溝、４１は溝、４２
はギャップを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定側及び可動側の各リード棒５、６の先端に夫々
   電極３１が対向配置され、これら電極３１の対向面に設
   けた中央凹部３５に夫々主接点３３が固着されており、
   両主接点３３の閉接、離間により投入、しや断を行なう
   真空しや断器の電極において、前記主接点３３の外周部
   ３６を傘状の傾斜と成しかつ該外周部３６周辺が前記電
   極部分と直接電気的に短絡しないよう電気的に絶縁し、
   前記電極３１の周辺部を鎌刃状切溝４０を介して１個以
   上の略鎌刃状の鎌刃部３９に形成するとともに、鎌刃部
   ３９の先端とこれに隣り合う鎌刃部３９の付け根部とを
   先端が付け根部に対しアーク走行面の反対側に位置する
   が如くし傾斜状のギャップ４２を介して軸方向において
   重畳せしめたことを特徴とする真空しや断器の電極。 ２ 主接点３３の外周端３８が前記鎌刃状溝４０の略中
   間部に位置させたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の真空しや断器の電極。 ３ 主接点３３の外周端３８が前記鎌刃部３９の径方向
   略中央位置上にくるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の真空しや断器の電極。 ４ 主接点３３の外周部３６周辺と電極３１との間に高
   抵抗材もしくは絶縁物を入れてこれら三者を一体固着し
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の真空しや断器の電極。 ５ 主接点３３の材料として５〜１０重量％のベリリウ
   ムを含む銅合金を用い、電極３１の材料として純銅を用
   いてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の真空しや断器の電極。 ６ 主接点３３の材料として純ベリリウムを用い、電極
   ３１の材料として純銅を用いたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の真空しや断器の電極。