JPS607027A - 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関する。

一般に、Ａ空インタラプタは、そり開閉能力別により、
真空しゃ断器、真空開閉器等の各種真空開閉装置に使用
されている。そして、これら滉空開閉装薗の定常運転時
には、電極の啜触抵抗のため、および電極へ電力を導入
出する′ｔＱ　俊棒の１に気抵抗のため等により、ジュ
ール熱（ｏ、＝ｌＲ損）が発生する。

このジュール熱は、真空インクラブタ目体（開極棒表面
、真空容器外面等）で自然放熱するには、かなり大きな
値である。例えは、定格１Ｌ圧１０〜３０　ＫＶ　、定
、浴′亀流３０−５０ｐ、Ａノｒ＜空しゃ１９［器の場
合に、真空インクラブタの温度は、３０〜１００Ｃぐら
いにもなる。さらに、より大容量のものでは、真空イン
タラプタ自体だけではその温度上昇を抑制することがで
きず、１００Ｃを赳える場合がある。

このために、従来、真空インタラプタの電極棒外端部に
フィン等を設けて強制冷却するものがある。これは、電
極棒が放熱効率の５０係以上を占めることからして、冷
却のみに着目すれば満足するものである。しかしながら
、通常前記フィンには熱伝導を考慮して金属を用いるた
め、真空インクラブタを真空開閉装置に組込むには、周
辺との絶縁距１１１１［を（ｉ（ｊ保する必要から大き
なスペースを必四とし、真空１ｈ１閉装置４が大形化し
てしまう。つまり、従来は、真空インタラプタを冷却す
るにあたり、スペースを小さくしてかつ絶縁距離を保ち
つつイコタノな冷７．（Ｊを行なうことができなかった
。

本発明は、かかる従来の短点を解消すべくなされたもの
で、小形にして有効に放熱でき、同時に帖嫌耐力をも向
上できる真空インタラプタを提供することを目的とする
。

かかる目的を迷成するために、本発明は真空インタラプ
タの真空ＩＩ　ｄ外に突出する少なくともいずれか一方
の電極棒に電極棒と熱伝達可能な絶縁性放熱体を設けた
ものであり、これにより、電極および電極棒で発生した
ジュール熱は、絶縁性放熱体に伝達され、絶縁性放熱体
から放熱されるようにしたものである。

以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一笑施例における縦断面図を示すも
ので、銅、鉄又はステンレス等からなるほぼ円筒状の金
属筒１の両端をガラス又はセラミック等からなる円板状
の絶縁端板２，３で気慴に閉基し、かつ内部を高真空に
排気して真空容器４が形成されている。

１だ、この真空容器４内には、その軸線上に位置するが
如くして、一方の絶縁端板２から固定′電極棒５が気密
に導入され、この固定電極棒５と対をなし相対的に接近
離反自在の可動電極棒６が他方の絶縁端板３からベロー
ズ７を介して気密に導入されている。なお、通常、可動
、固定電極棒５゜６は、銅から成っている。さらに、固
定＝他律５および可動電極棒６の各内端部には、それぞ
れ接離自在にして対をなす固定電極５ａおよび可動電極
６ａが一体的に設けられている。

そして、谷絶傍端板２，３外面と金属筒１の両端部付近
の外周面とには、例えばポリブタジェン系又はエポキシ
系の接層性に優れた注型＾分子ゴムからなる絶（＆　Ｉ
　ｆｆ１層８，９が形成されている。

この絶縁被覆層８，９は、真空インクラブタの外面にお
ける汚損、結露時の耐圧性能を満足させるために設けら
れたものである。

一方、真空容器４外における固定電極棒５の外周には、
例えばアルミナ等の如き熱伝４：ｆ率が犬きくかつ？Ｐ
３縁性に優れた材料とシリコーンゴム又はエポキＶ樹脂
等の絶縁物とを混合してなる円柱状の絶縁性放熱体１０
が、その一端面を絶縁被覆層８の外面に当接しかつ固定
電極棒５を回心状に囲繞するが如くして１着されている
。さらに、この固定１１１１と同様にして、可動１１４
１１においても可動電極（・ｎ６の外端部近傍の外周に
は、絶縁被覆層９の外面から少なくとも可動′電極棒６
の移動距離分を耶隔し可動電極棒６を同心状に囲繞する
が如くして、円柱状の絶縁放熱体■１が固着されている
。

なお、本実施例において、絶縁性放熱体１．０　、１１
は・エポキシ樹脂（油化シェル（株）製、商品名「エポ
ン８２８Ｊ）、硬化剤（（株）明電舎製。

商品名［、Ａ４１．Ｊ　）、アルミナ（昭和金属（株）
製、商品名「ＡＬ１３」）をそれぞれ重量比２：１：６
の割合で混合したものを使用した。

かかる実施例において、固定゛電極５ａと可動電極６ａ
との接触抵抗および固定、可動電極棒５゜６の電気抵抗
等により発生したジュール熱は、真空容器４外に設けた
絶縁性放熱体ｔＯ、Ｕに伝達され、絶縁性放熱体ｔｏ　
、　１１の外表面から放熱される。

次に、第２図に示す本発明の他の実施例について説明す
る。なお、第２図において第１図と同一部分については
第１図と同一符号をもって示し、説明を省略する。

第２図において、固定電極棒５の外端部には、固定電極
棒５と直交する方向に延在する引出導体１２カホ／Ｌ’
　）−１３Ｊこより締１寸は固着されている。また・固
定側の絶縁性放熱体ｔｏには、絶縁性放熱体１ｏと同一
材料から成りかつ絶縁性放熱体１ｏと同径のほぼ円柱状
の絶縁性キャップ１４が、固定電極棒５と引出導体１２
との接続部分を覆うが如くして連設されている。

一方、可動゛醋極柿６の外端部近傍には、引出導体１２
と相対向して同一方向に延在する引出導体１５が、リン
グコンタクト（又はマルチコンタクト）１６を介して設
けられている。そして、このリングコノタフｌ−１６に
は、絶縁性放熱体［０と同一材料から成り中心部に透孔
を有する円柱状の絶縁性放熱体１７が、その一端面を絶
縁被覆層９の外面に当接しかつ可動電極棒６およびリン
グコンタクト１６を同心状に囲繞するが如くして固着さ
れている。したがって、可動側の絶縁性放熱体１７は、
リングコンタクト【６を介して可動電極棒６と熱伝達可
能となっている。

第２図に示す実ＩＡ例において、固定′電極５ａと可動
車、＋ｂ　６　ａとの接触抵抗および固定、可＠電他律
５，６の眠気抵抗等により発生したジュール熱は、真空
容器４外に設けた絶縁性放熱体１０　、１７および絶縁
性キャップ１４に伝達される。そして、そのジュール熱
は、絶縁性放熱体１０　、１７および絶縁性キャップ１
４の外表面から放熱される。

第３図は、１匡惚俸の直径Ｄｏと絶縁性放熱体の外周の
直径り、との比率（＠軸）および′電極棒単体の放熱率
を１０として絶縁性放熱体を設けた場合の放熱率（縦軸
〕の間係を示すグラフである。第３図において、実線で
示すものは絶縁性放熱体の熱伝導率λが１．５　ｗ／ｍ
’ｃ　の場合で、破線で示すものは絶縁性放熱体の熱伝
導率λが１．５　ｗ　／　ｍ”Ｃの場合で、破線で示す
ものは絶縁性放熱体の熱伝導率λが２．Ｏｗ／ｍＣの場
合である。

電極俸率体の場合と比較して約２０係以上放熱率が増加
すれば実用的であるので、絶縁性放熱体の直径り、カミ
ぼ極棹の直径ＤＯの１．５倍以上あることが望ましい。

廿た、絶縁性放熱体の１は径り、が電極棒の直径Ｄｏの
３倍近くで、放熱率はほぼ定常状態となる。したがって
、必要以上に大径の絶縁性放熱体を設けても、単にコス
ト＾となりかつ真空イ　ゞンタラブタが大形化するたけ
て、放熱率の著しい増加は期待できない。

なお、第１図および第２図において、絶縁性放熱体ｔＯ
、Ｕと固定、可動電極棒５，６に固着する手段としては
、固定、可動電極棒５，６に直接モールドする方法、螺
着結合する方法、又は接着材等により接着する方法寺の
各任意の固定手段が適用できる。また、放熱効率を向上
させるために、絶縁性放熱体１．０　、１１　、１７の
表面に凹凸を形成し、表面積を増大せしめてもよい。

第４図および第５図は、第１図および第２図に示すもの
よりもさらに冷却効果を高めるために、絶縁性放熱体に
冷却ガスを強制的に送り込むようにしたものである。な
お、第４図および第５図において、第１図および第２図
に示したものと同一部分については同一符号をもって示
し説明を省略する。１だ、可動側については、第１図お
よび第２図に示す可動側並びにそれら可動側に第４図又
は第５図に示す構成を応用したものが任意通用できる。

第４図において、真空容器４外における固定電極棒５の
外周には、前記絶縁性放熱体ｔｏと同一材料からなる円
板状の複数の絶縁性放熱体１８　、１９が、固定′電極
棒５を同心状に囲繞するが如（して固着されている。一
方の絶縁性放熱体１８は、両端面の中心部分にそれぞれ
突起部１８ａ、１８１）が形＋ｊＳｉされている。突起
部１８　ａは、他方の絶縁性放熱体１９に当接し、突起
部１８　ｂは、絶縁被積層８に当接している。したがっ
て、絶縁性放熱体１８と絶縁性放熱体１９および絶縁被
積層８との間には、それぞれ間１ｉ１３ｉ２ｔＪ、２１
が形成されている。

また、絶縁性放熱体１８の突起部１８ａ、１８ｂｉｉ傍
には、間隙２０　、２１を連通ずる軸方向の透孔１８　
Ｃが形成さ゛れている。さらに、絶縁性放熱体１８の周
壁には、透孔１８０に連通する径方向の冷却ガス注入孔
１８　ａが設けられている。この冷却ガス注入孔１８ｄ
には、仮想線で示すように冷却ガス圧入ノくイブ２２が
取付けられる。

かかる構成を有する真空インタラブタにおいて、ジュー
ル熱は、固定電極棒５を介して絶縁性放熱体１８　、１
９に伝達され、放熱される。この際、冷却ガス注入パイ
プ２２を介して絶縁性放熱体１８に送り込１れた、例え
ば空気＊　”′Ｆ６　ｅ　フロン等の冷却ガスは、冷却
ガス注入孔１８ｄから透孔１８　Ｑを通り、間隙２（１
、２１を通って矢印で示す如く真空インタラプタ外に排
出される。

このように、第４図に示すも−のにおいては、冷却ガス
を強制的に絶縁性放熱体１８　、１９に送り込むように
したので、第１図および第２図に示すものよりもさらに
冷却効果を高めることができる。

第５図に示すものは、第４図に示すものの変形例で、絶
縁被俊ノー８における絶縁性放熱体１８の対向面には、
固定電極棒５と同心状の周方向に延在する複数の溝８ａ
が形成されている。才だ、絶縁性放熱体■８の両端面お
よび絶徴性放？１１？体１９の一端面にも、固定電極棒
５と同心状の周方向に延在する複数の溝１８θ、１９区
が形成されている。なお、絶縁性放熱体１８における冷
却ガス注入パイプ２２が取付けられる部分は、周壁より
突出している。

なお、各溝８ａ、１８ｅ、１９ａは、スパイラル状に形
成してもよい。その他、作用等については、第４図に示
すものと同様である。

１だ、第４図および第５図において、絶縁性放熱体１８
　、１９の固着手段は、前述のようにモールド。

螺着、接着等の任意の手段が通用できる。

以上のように、本発明の真空インタラプタによれば、電
極棒よりも放熱率の優れた絶縁性放熱体を電極棒と熱伝
達可能にして設けているので、比較的小形にして有効に
放熱でき、同時に絶縁耐力をも向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空インタラプタの一笑施例を示す縦
断面図、第２図は他の実施例を１承す縦断面図、第３図
は絶縁性放熱体の外径と放熱率との関係を示すグラフ、
第４図は本発明の応用例における要部の縦断面図、第５
図は第４図に示すものの変形例である。 １・・金属筒、２，３・・・絶縁端板、４・・・真空容
器、５・・固定′電極棒、５ａ・・固定電極、６・・可
両市、他律、６ａ・可動電極、Ｉ−０、１１、１７、１
８、１９＝・絶縁性放熱体。 一畳５ 覧 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内にその軸線上に位置するが如くして相
   対的に接近離反自在の対をなす電極悼を導入し、これら
   各電極棒の円端部にそれぞれ相対向して接離自在の対を
   なＴ電極を一体的に設けてなる真空インタラプタにおい
   て、前記真空容器外における少／よくともいずれか一方
   のｉｈ　極棒に奄吻棒と熱伝５憧ＩＴｒ叱な絶録性放熱
   体を設けたことを特徴とする真空インタラプタ。