JPS6180721A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、真空インタラブタに係り、特にアークに対し
て平行な軸方向の８界を印加する、いわゆる縦研界印加
方式の真空インタラゲタに関する。

従来の技術 従来、縦出界印加方式の真空インタラプタとして、例え
ば特開昭５１−１０９４８０号公報に開示されるような
ものが知られている。

この真空インタラプタは、第２図に示すように、金に筒
１の両端にそれぞれ金属筒１と同径の絶縁筒２ａ、２ｂ
が固着されて筒体６が形成されている。そいて、これら
金属筒２ａ、２ｂの開口端は、金属端板４ａ、４ｂで閉
塞され、内部、は高真空に排気されてＪ″ｃ２２容器５
が形成されている。各金属端板４ａ、４ｂは、Ｘ受側（
真空容器４内方）に突出されることにより大気側に四部
６ａ、６ｂが形成されている。

真空容器５内には、一方の金属端板４ＦＬから固定電極
棒７が気密に導入されており、他方の金属端板４ｂから
固定電極棒７に相対的に接近離反自在の可動電極棒８が
ベローズ９金介して気密に導入されている。ここに、ベ
ローズ９は、その外方が高真空となるように７Ｇ窒容器
５内方に突出して設けられている。固定電極棒７および
可動電極棒８の各内端部には、対をなして接離自在の固
定電極１０および可動電極１１がそれぞれ固着されてい
る。また、固定電極棒７お工び可動電極棒８における電
極１０．１１近傍には、シールド１２゜１３がそれぞれ
取付けられている。

また、前記各凹部６ａ、６ｂには、電極１０゜１１と直
列接続して電流を通電することにより、アークと平行な
磁界を発生すべくコイルの如き磁界発生部材１４．１５
が配設されている。これら磁界発生部材１４．１５と電
極棒７，８との電気的接続は集電子１６．１７を介して
行なわれている。

発明が解決しようとする問題点 かかる構成の真空インタラプタは、電極背面に磁界発生
部材金膜けたもの（例えば特公昭５４−２２８１３１の
ように構造が複雑でしかも耐久性が悪い等の欠点はない
。また、真受答器の筒体外周に磁界発生部材を設は念も
ののようにＸ窒インタラゲタの大形化および磁束ＩｌＢ
ｌ確度のためのフィルターン数増加にＬる発熱等の問題
もない。

しかしながら、上＾己に空インタラプタにおいては、固
定電極１０と固定側の金属端板４ａとの間隔は狭いのに
対し、可動電極１１と可動側の金属端板４ｂとの間隔は
広い。これは、ベローズ９０佃１方向長さが、一般的に
、ｒ℃電極０，１１の開極時における開極ギャップの４
〜５倍程度必要であり、そのベローズ９ａ７Ｃ空容器５
内方に突出させて設けていることによる。このように、
固定側と可動側とが、電極１０．１１の開極時に軸方向
中心面に対して非対称であると、電界分布の状態が不均
一となって耐電圧特性が非常に悪くなり、閃絡を惹起す
ることになる。かかる電界分布の不均一による間！！ｇ
は、電圧レベルが高くなるに従って顕著となる。

しかして、あえて固定電極１０と固定側の金属端板４ａ
との間隔を広くして、固定側と可動側とを対称形にする
と、真至インタラプタが軸方向に大形化し、金属端板４
ａ、４ｂの凹部６ａ、６ｂに磁界発生部材１４．１５ｔ
−配設して小形化を図った効果が没却されてしまう。ま
た、磁界発生部材１４．１５間距離が大きくなるととも
に、電極１０．１１から磁界発生部材１４が離れるため
に磁界が有効に働かなくなってしゃ断性能が低下すると
いう問題を生じる。

また、ベローズ９は、その外方が高真空であり内方が大
気圧となるように設けられているので、座屈現象が生じ
る虞れがあった。従来、多くの真空インタラプタが、ベ
ローズの座屈現娠発生の虞れがあるにも拘らず上記のよ
うな外方高大空形を採用しているのは次の理由による。

すなわち、内方室＾窒形とすべくベローズを、ＩＩｃ窒
容器外方に突出させて設けると、ベローズの板厚が薄い
ために損傷若しくは変形により寿命が低下し、ひいては
真空漏れを惹起するからである。

問題点全解決する念めの手段 上記問題点を解決するために、本発明は、次のようにＸ
窒インタラゲタを溝底した。

本発明の３２インタラゲタは、少なくとも両端部が絶縁
物からなる筒体の両端をそれぞれ金属端板で閉塞しかつ
内部を高真空にするとともに、これら各金属端板’ｔｘ
窒側に突出せしめることにより大気側に凹部を設け１真
空容器を形成している。

そして、この真空容器内に、一方の金属端板から固定電
極棒を気密に導入し、かつ他方の金属端板から固定電極
棒に相対的に接近離反自在の可動電極棒をベローズを介
して気密に導入している。また、これら固定電極棒およ
び可動電極棒の各内端部には、対をなして接離自在の固
定電極および可動電極を設けている。

さら０・固定電極″勤可動電極７゛開極服時　　　！に
、真空容器および両電極が、軸方向中心面に対して対称
となるように設けている。固定側又は可動側金属端板の
前記凹部の少なくとも一方に、両電極間に生じるアーク
と平行な軸方向の磁界を発生する磁界発生部材を配設し
ている。また、この磁界発生部材を配設したｆｕｌｌと
少なくとも反対側の固定又は可動１こ極の背面に、磁性
部材全接合している。すなわち、例えば固定側にのみ磁
界発生部材全配設したＳ合には、少なくとも可動電極に
破性部材を接汗し、可動側にのみ磁界発生部材を配設し
た場合には、少なくとも固定電極に磁性部材全接合する
。

さらに、前記ベローズは、その内方が高真空となるよう
に可動側の金属端板の凹部に突出させて設けている。

本発明で用いる破性部材の材料としては、例えば鉄、二
・ブケル若しくはコバルト等の純金属又はこれらの複合
金属、まｆｃは電気導伝性を考慮して上記純金属の一種
以上と銅との複合金属が適している。

一方、本発明において電極に破性部材を接合するのは、
次の理由による。すなわち、例えば固定側にのみ磁界発
生部材を設けた場合、磁界発生部材内周の半径をａ％磁
界発生部材の軸方向中心面一から電極間の軸方向中心面
までの距［−Ｘとすると、磁界発生部材に流れる電流工
により縦母界金印加したときの電極表面における中心軸
上の磁界の強さＨは、Ｈ＝　ａ２Ｉ／２　（＆”＋Ｘ”
）２　（ＡＴ／ｍ）で表わされる。したがって、距離Ｘ
が長い場合には、縦磁界の強さＨが不十分となり、シゃ
断能力を低下させてしまう。つまり、固定側に磁界発生
部材を設けた場合には、可動電極における磁界が弱まる
。そこで、少なくとも可動電極に磁性部材を接合して縦
磁界の不足分を補うこととした。

作用 かかる構成の真空インタラプタにおいて、可動電極棒の
外端部に接続された操作機構が作動し、可動電極棒が固
定電極棒から離反すると、ベローズが伸長するとともに
、電極が開極し、電流はしゃ断される。この際、磁界Ｈ
の中に存する磁性部材は、磁化されてその両端面に磁極
Ｎ、Ｓを生じる。磁性部材内では磁極により磁界Ｈと逆
方向の自己減磁力を生じさせるが、電極間には磁界発生
部材による磁界Ｈと同方向の磁界が生じ、縦磁界が補わ
れる。また、前記しゃ断時には、真空容器および両電極
は、真受容器の軸方向中心面に対して対称形となる。し
たがって、真空容器内における電界分布の状態が均一と
なる。

実施例 以下、本発明を第１図に示す一実施例に基づき詳細に説
明する。なお、従来と同一部分については第２図と同一
符号をもって示し、説明を省略する。

本発明の真空インタラプタは、例えば第１図に示すよう
に、真空容器５は、その軸方向中心面に対して対称とな
るように形成されている。また、固定電極１０と可動電
極１１とは、電極１０．１１が開極した時に、真空容器
５の軸方向中心面に対して対称となるように配設されて
いる。さらに、これら固定電極１０お工び可動電極１１
の各背面には、Ｆｅ−Ｎｉから成る円板状のａ性部材１
８゜１９が接合されている。ここに、電極１０，１１と
電極棒７，８とは、磁性部材１８．１９を貫通して直接
接合してもよく、または磁性部材１８゜１９を介して間
接的に接合してもよい。符号２０は、固定側の金属端板
４ａの四部６ａに配設された磁界発生部材である。

一方、可動電極棒８を真空容器５内に気密に導入するベ
ローズ２１は、その内方が高真空となるように可動側の
金属端板４ｂの凹部６ｂに突出して設けられている。

かかる構成の真空インタラプタにおいて、可動電極棒８
の外端部に接続された操作機構（図示省略）が作動し、
可動電極棒８が固定電極棒７から離反すると、ベローズ
２１が伸長するとともに、電極１０．１１が開極し、電
流がしゃ断される。

この際、磁界発生部材２０に流れる電流により、電極ｉ
ｏ、ｉ１間に発生したアークに対し平行な磁界が印加さ
れる。また、磁性部材１８．１９Ｕ、磁界中におかれる
ために磁化されて、その両端面に磁極Ｎ、Ｓを生じ、を
極１０，１１間に前記磁界発生部材２０による磁界と同
方向の磁界を生じさせる。これにエリ、アークに対する
縦磁界が強化される。

さらに、しゃ断時に、両電極１０．１１は、真空容器５
の軸方向中心面に対して対称となる。したがって、固定
電極１０と固定側の金属端板４ａとの間隔と、可動電極
１１と可動側の金属端板４ｂとの間隔とは、等しくなる
。これにより、真空容器５内における電界分布の状態が
均一となる。

なお、上記実施例においては、固定側のみに磁界発生部
材２０′ｔ−設けたが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、磁界発生部材を可動側のみに設けて
もよく、また固定側および可動側の両方に設けてもよい
。こＯに、磁界発生部材を可動側のみに設けた場合には
、少なくとも固定電極１０に磁性部材が接合される必要
がある。

さらに、真空容器５の筒体６は、金属筒１の両端にそれ
ぞれ絶縁筒２ａ、２ｂを固層したものの例で示し比が、
筒体６全部が絶縁物で形成されるものでもよい。また、
筒体６は、その筒部が金属又は少なくとも両端が絶縁物
からなり、筒部両端に絶縁物からなる径方向内側の７ラ
ンジを形成したものでもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、を極の開極時に、真空容
器および両電極が軸方向中心面に対して対称となるよう
に設けているので、電流しゃ断の際における真空容器内
の電流分布状態が均一となり、良好な耐電圧特性を得る
ことができる。また、磁界発生部材が固定側又は可動側
の一方にだけ設けられる場合でも、電極の背面に磁性部
材を接合したので、縦磁界が補足され、しゃ断能力が低
下することはない。さらに、ベローズを金属端板の凹部
に突比させてその内方が高真窒となるように設けている
ので、ベローズが座屈現象を発生することなく、理想的
な長寿命のベローズとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図１本発”０真”２４７２″′１０一実施例　　　
　！を示す縦断面図、第２図に従来の真空インタラプタ
を示す縦断面図である。 ６・・・筒体、４ａ、４ｂ・・・金属端板、５・・・真
空容器、６ａ、６ｂ・・・凹部、７・・・・固定電極棒
、８・・・可動成極柿、１０・・・固定電極、１１・・
・可動電極、１８゜１９・・・磁性部材、２０・・・磁
界発生部材、２１・・・べｑ−ズ。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも両端部が絶縁物からなる筒体の両端を
   それぞれ金属端板で閉塞しかつ内部を高真空にするとと
   もに、これら各金属端板を真空側に突出せしめることに
   より大気側に凹部を設けて真空容器を形成し、この真空
   容器内に一方の金属端板から固定電極棒を気密に導入し
   かつ他方の金属端板から固定電極棒に相対的に接近離反
   自在の可動電極棒をベローズを介して気密に導入し、こ
   れら両電極棒の各内端部に対をなして接離自在の電極を
   それぞれ設けてなる真空インタラプタにおいて、前記電
   極の開極時に真空容器および電極を軸方向中心面に対し
   て対称となるように設けるとともに、前記固定側又は可
   動側の凹部の少なくとも一方に前記電極間に生じるアー
   クと平行な磁界を発生する磁界発生部材を配設し、この
   磁界発生部材配設側と少なくとも反対側の固定又は可動
   電極の背面に磁性部材を接合し、前記ベローズをその内
   方が高真空となるように可動側金属端板の凹部に突出さ
   せて設けたことを特徴とする真空インタラプタ。