JPS6079627A - 真空遮断器 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は真空遮断器に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第１図は一般的な真空遮断器の真空パルプ断面図である
。絶縁容器３の両端を固定側フランジ１、可動側７２ン
ジ２で塞いで真空容器を形成している。固定電極は主電
極８．コイル電極ｌＯから成シ固定側導電棒５に固定さ
れている。可動側も同様に主電極９．コイル電極１１は
可動側導電棒に固定され、さらにベローズ７を介して可
動フランジ２に取付けられている。コイル電極ｉｏ、ｉ
ｉによシミ極間には磁界１２が発生し、良く知られてい
るように大電流の遮断までできる。第２図はこの電極部
分を詳細に示したものである。真空遮断器において、対
向する電極はつき合わせでなければならない。そのため
強い力で圧接されることや投入時の先行アークや接点の
チャタリングによるアークによって溶着する可能性が高
い。これを防ぐために一般に主電極９は電極１３と接触
子１４の組合せになっている場合が多い。この接触子１
４は溶着を防ぐために主に接点をもろくしたヤ、やわら
かくしたシするためにたとえば銅の中に不純物を入れた
合金を用いることが多い。

真空遮断器は真空の優れた消弧能力を利用して電流遮断
を行うので゛電極の表面状態が遮断性能に及ばず影響は
大変大きい。一般に接触子材料は不純物を含みこれら不
純物は電極の主材料である銅と比べるとたとえば酸素な
どによシ汚染されやすいし、また酸素などが化合すると
容易には取れにくい。このような接触子材料の汚染が遮
断性能に大きく影響する。そのため各種の処理が考えら
れている。処理は真空パルプが組立った後でないと意味
がない。

すなわち、組立前に処理しても真空に引くまえに空気で
汚染されるので組立後、電圧をかけて放電処理を行った
り、電流を流してアークで処理を行ったりする。

しかしながら、磁界を印加してアークを安定して高い遮
断性能を得る本願の真空遮断器では磁界を効果的に作用
させるために電極にはスリット１５を設けなけている。

このスリット１５の近傍やスリットの内側の汚染は取り
切ることは困難である。また接触子の面積は電極と同じ
広さであるとかなシな面積であるので汚染を全て取り去
るのは処理時間の増大などから困難である。

また接触子の問題としては上記の様に空気による汚染等
のほか、機械加工時の表面の焦れ、その他種々のものが
あり、これら全体を総称して接触子の欠陥と称すること
にする。これらの欠陥は前記の様に何らかの処理で取シ
去らねば真空遮断器の性能が十分に出ない。

上記の欠陥に対処する一つの方法として接触子の大きさ
を電極よシボ形にし、欠陥の総量を少くすることが考え
られる。しかし一般に接触子は含まれる不純物によって
アークが広がりにくい性質を持ってお）、縦磁界を利用
する本願の真空遮断器用電極には不適当であった。

し発明の目的〕 本発明は高耐圧で大電流が遮断でき、信頼性の高い真空
遮断器を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明においては接触子は電極寸法の５０チ以下とし、
面積はに以下とすることによシ、接触子の欠陥を％以下
にし、さらに銅とほぼ同様な蒸気圧を有するクロームと
銅を任意の比率で合金化したものを接触子材料とし、前
記欠陥に対する処理は、真空パルプ組立後真空谷器内が
真空である状態で１００ＯＯＡ程度以上の電流でアーク
処理をし銅とほぼ同様な蒸気圧であることを利用して、
電極の他の部分までクロームと銅を飛ばし表面をおおい
それによって、電極全体が銅、り目−ム接点と等価にな
ることを実現するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する１）８３図
は本発明の一実施例で、銅、クロムを主成分とする。接
触子１４は電極１３の５０％以下の半径であシミ極１３
にはスリット１５が設けられている。この様な真空パル
プを組立真空引後に第４図に示したようにアーク処理を
行う。

第３図の構成の電極では接触子１４にある欠陥は、従来
方式のハ以下になるので欠陥処理はそれだけ少くてすむ
。しかし、銅で作られている電極１３にもＪ−”ｉＦ−
パルプ組立の途中で欠陥が生じるのでこの欠陥も取除か
なければならない。このとき銅の表面汚損などの欠陥は
真空中の加熱処理で取去ることは比較的容易なので、真
空バルブ組立工程中何度かある加熱工程ですべて取去る
ことができる。しかしながら接触子１４の欠陥は特にク
ロームが酸素との親和力が強いため加熱処理で取去るこ
とは困難である。

従って、加熱処理の後に接触子部分のアーク処理を行う
。真空アークは陰極から供給される金属蒸気により放電
が維持されるので、陰極からは大量の金属蒸気がふき出
し、各方向に飛びちる。これは１１とんどが電極に蒸着
する。蒸着により生じた新しい表面は真空中での蒸着で
あるので清浄な金属表面としておシ汚染はない。従って
、アークのついた接触子部分から接触子材料が他の部分
に飛び散ることになる。

このとき、接触子１４以外の電極１３の部分に欠陥が残
っていると、その欠陥が新しくできた層１７によってお
おいかくされただけであって欠陥はなくならないが、前
述のようにこの部分が銅であれば加熱処理を行うことで
欠陥をなくせるので欠陥のないところに新しい表面層を
作ることが可能である。

サラニ、クロームは銅とほとんど同じ蒸気圧であるので
、第４図に示すように陰極から供給される蒸気はクロー
ムも銅も含まれており、新しくできた層１７は、銅クロ
ームによシ構成されている。

もしもこれが他の材料たとえば銅タングステンであると
、銅のみ選択蒸発が起シ、飛散する蒸気１６は銅のみと
なる。そのため新しい層１７は銅の層であり、電極の中
央部に銅タングステン、周辺部組というもとの構成が変
わらない。ところが銅クロムであれば全体が銅、クロム
の新しい層でおおわれる。クロムは比較的耐圧が高いの
で、この処理によって高耐圧の電極とすることができる
。

また、接触子１４を小直径にすることによυ、接触子１
４にはスリットを入れる必要がなく、欠陥の多い接触子
のスリットを省略できる。

アーク処理は約１０００ＯＡ　（交流実効値）以上で行
うことによりアーク１８は接触子に寒中し、量の金属蒸
気をふき出し電極部分の蒸着が短時間でできるとともに
接触子自体のアーク処理もす早く効果にできる。さらに
大電流アークによる熱入力によ）、接触子表面は第５図
に示すように変質層１９ができ、金属組織がち密になり
より高耐圧となる。

さらに接触子が電極中央部に配置されているので電流遮
断時に発弧は電極中央部で必ず始まるため、常にアーク
が安定しており遮断性能上都合が良い。

以上説明のように本実施例の構成では電極の大部分の面
積を欠陥の少い銅で構成し、アーク処理により全体を高
耐圧の銅クロームの新しい層に変えるとともに欠陥の多
い接触子を処理することができる。さらに接触子面積が
小さいため接触子の欠陥の処理は簡単に手短にでき、比
較的容易に高信頼性の真空遮断器を提供できる。また、
このように処理した電極は全体が銅、クロームによシ構
成されたものと同じであるので、縦磁界の作用によシア
ークは電極全面に均一に広がり、大容量の遮断器に適切
な電極とすることができる。また、銅、クロームは高耐
圧でもあるため電極全体が高耐圧とすることができる。

このアーク処理は組立後いつ行っても効果はあるが、最
終工程でＸ空バルブ封じ切りの後に行うのが効果が高い
。

接触子の形状は円形でなくても良く、第６図に示すよう
にスリット１５に合わせた形状でも良い。

１だ多数の小片に分割したものでも同様であることは言
うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば高耐圧で大容量遮断ができ、しかも１言
頼性の高い真空遮断器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空遮断器の真空ノくルブを示す１ヴ１
１１１ｉｉ図、第２図は従来の電極の斜視図、第３図は
本発明の一実施例を示す電極の斜視図、第４図はり発生
による接触子の変質層を示す説明図、第６図は本発明の
他の実施例を示す電極の平面図である。 １１・・・コイル電極　１３・・・電　極１４・・・接
触子 （７３１７）　代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほ
か１名）第２図 第３因 第４図 第１頁の続き ０発　明　者　船　橋　匠　川崎市川崎区浮島町崎工場
内 ２番１号　東京芝浦電気株式会社浜川

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器内に接離自在に設けられ、導電棒にそれぞれ取
   付けられる１対の主電極により電流を通電、遮断するも
   ので電流遮断時に前記主電極間に発生する真空アークに
   対し、その陽光柱に平行な磁界を発生するコイル電極を
   設けている真空遮断器において、前記主電極上に設けら
   れる接触子が銅とクロームを主成分とする合金材料から
   なり、接触子の外径寸法が前記主電極の外径寸法のおお
   むね５０％以下であり、真空容器内に電極等を組み込ん
   だ後に容器内が真空の状態で１００ＯＯＡ（交流実効値
   ）以上の電流を数回以上遮断するような処理を行ったこ
   とを特徴とする真空遮断器。