JPS645325Y2

JPS645325Y2 -

Info

Publication number: JPS645325Y2
Application number: JP13848583U
Authority: JP
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1983-09-07
Publication date: 1989-02-09
Also published as: JPS6046629U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は真空インタラプタに係り、特にアーク
に対し軸方向磁界を印加するよにした、いわゆる
縦磁界方式の真空インタラプタに関する。

従来技術縦磁界方式の真空インタラプタは、アークにこ
れと平行な軸方向磁界（縦磁界）を印加すること
により、アークを電極面に安定かつ均一に分布せ
しめ、もつて電流しや断能力の向上を図るもの
で、従来、真空容器内に対をなす導電軸を相対的
に接近離反自在に導入し、各導電軸の内端部に円
板状の電極を高抵抗スペーサを介在せしめて連設
し、それぞれの導電軸と電極とを電極の背部に配
設されかつ導電軸に流れる電流を導電軸を中心と
するループ状電流として縦磁界を発生するコイル
により接続して構成されている。

しかし、真空インタラプタの開閉時には、その
投入速度が1.3〜1.5m／Ｓ、またしや断速度が
3m／Ｓとなり、電極等に1000G以上の衝撃が加
えられることとなる。

このため、第１図に示すように、電極１におけ
る高抵抗スペーサ２の外側に存在する部分が軸方
向（図において上下方向へ振動するとともに、衝
撃力の作用点となる部分、すなわち電極１と高抵
抗スペーサ２との接合部分Ａのひずみが大とな
り、この部分に剥離が生ずる問題がある。

なお、第１図において３はコイル、４はコイル
３と電極１とを接続する接続導体、５は導電軸で
ある。

考案の目的本考案は、上述した問題に鑑みてなされ、耐久
性に優れた縦磁界方式の真空インタラプタの提供
を目的とするものである。

考案の構成本考案は、上記目的を達成すべく真空容器内に
対をなす導電軸を相対的に接近離反自在に導入
し、前記各導電軸の内端部に円板状の電極を高抵
抗スペーサを介在せしめて連設し、前記それぞれ
の導電軸と電極とを電極の背部に配設されかつ導
電軸に流れる電流を導電軸を中心とするループ状
電流として軸方向磁界を発生するコイルにより接
続してなる真空インタラプタにおいて、前記各電
極における高抵抗スペーサの外側に存在する部分
の厚さをその直径の0.05〜0.15倍とすることによ
り、電極における高抵抗スペーサの外側に存在す
る部分と強度と衝撃力との調和を図るようにした
ものである。

実施例以下、図面を用いてこの考案の実施例を説明す
る。

第２図は本考案の一実施例を示す真空インタラ
プタの縦断面図で、この真空インタラプタは、円
筒状に形成したガラス等からなる２本の絶縁筒６
を、それぞれの両端に固着したFe−Ni−Co合
金、Fe−Ni合金等からなる薄肉円環状の封着金
具７の一方を介し直列に接合して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７
を介し円板状の金属端板８ａ，８ｂにより閉塞
し、かつ内部を高真空に真空容器９が形成されて
いる。

そして、真空容器９内には、対をなす導電軸１
０ａ，１０ｂが各金属端板７ａ，７ｂの中央から
真空容器９の気密性を保持し相対的に接近離反自
在に導入されている。

なお、一方（第２図においても上方）の導電軸
１０ａは、一方の金属端板８ａに気密に挿着さ
れ、また他方の導電軸１０ｂは、金属ベローズ１
１により真空容器４の気密性を保持して他方の金
属端板８ｂを軸方向（第２図において上下方向）
へ移動自在に挿通されているものである。

また、第２図において１２ａ，１２ｂはそれぞ
れの導電軸１０ａ，１０ｂに付設した軸シール
ド、ベローズシールド、１３ａは各導電軸１０
ａ，１０ｂ等を同心状に囲繞する主シールド、１
３ｂは補助シールドである。

前記各導電軸１０ａ，１０ｂの内端部には、第
３図に示すように、銅の如く高導電率の金属から
なるとともに、円板状の取付部１４ａと、この取
付部１４ａの外周から半径方向（第３図において
左右方向）外方へ放射状に延伸した複数の腕部１
４ｂと、各腕部１４ｂの端部から取付部１４ａを
曲率中心とし同一方向へ円弧状に彎曲した円弧部
１４ｃとからなるコイル１４が、その取付部１４
ａの一方（第３図において下方）の面に設けた円
形の凹部１５を介しろう付により固着されてい
る。

コイル１４は、導電軸１０ａ，１０ｂを流通す
る軸方向の電流を導電軸１０ａ，１０ｂを中心と
するループ状の電流に変更して縦磁界を発生する
ためのものである。そして、コイル１４は、導電
軸１０ａ，１０ｂの内端部付近に嵌着したリング
状の取付部１６ａと、取付部１６ａの周面からコ
イル１４の腕部１４ｂと同一本数で半径方向外方
へ放射状に延伸しかつそれぞれの腕部１４ｂと接
合した複数の支持腕部１６ｂとからなる補強部材
１６により補強されている。

なお、補強部材１６は、ステンレス鋼等の如く
機械的強度大にしてかつ低導電率の金属からなる
ものである。

前記コイル１４の取付部１４ａの他方の面に
は、一方の面と同様に円形の凹部１７が設けられ
ており、この凹部１７には、両端にフランジ部を
形成した円筒状にしてかつステンレス鋼、インコ
ネル等の機械的強度大にしてかつ低導電率の金属
からなる高抵抗スペーサ１８が、一端のフランジ
部を介しろう付により固着されている。

高抵抗スペーサ１８は、コイル１４の取付部１
４ａと後述のアダプタの基部との電気的な直接の
接続をしや断しつつ後述する電極およびアダプタ
を導電軸１０ａ，１０ｂに対し同軸的に連設する
ためのものである。高抵抗スペーサ１８の他端の
フランジ部には、このフランジ部より適宜大径に
してかつ高抵抗スペーサ１８の内径とほぼ同径の
透孔を有する円輪板状の基部１９ａと、この基部
１９ａの周面からコイル１４の腕部１４ｂと同一
本数にしてかつ同一長さで半径方向外方へ放射状
に延伸した複数の腕部（図示省略）と、各腕部の
端部から基部１９ａを曲率中心としてかつコイル
１４の腕部１４ｂとは逆の方向へ円弧状に彎曲し
た円弧部１９ｂとからなるアダプタ１９が、その
腕部をコイル１４の腕部１４ｂと軸方向において
重畳するが如くし基部１９ａの一面に設けた円形
の切欠段部２０を介しろう付により固着されてい
る。

アダプタ１９は、後述の電極を流通する電流経
路を軸方向の最端距離としてジユール熱の発生を
低減するためのもので、銅等の如く高導電率の金
属からなるものであり、その基部１９ａは、第２
図において上方へ僅かに突出して設けらている。
そして、アダプタ１９とコイル１４とは、一端を
アダプタ１９の円弧部１９ｂの端部に穿設した凹
部２１に嵌着し、かつ他端をコイル１４の円弧部
１４ｃの端部に設けた孔２２に挿着した軸方向の
接続導体２３により電気的に接続されている。

前記アダプタ１９には、その外径とほぼ等しい
直径Ｄを有するともに、一面中央に平担な円形の
対向面を有する笠形円板状のアーク拡散部２４ａ
と、アーク拡散部２４ａの対向面に設けた円形の
凹部２５に対向面より僅かに突出して固着した円
板状の接触部２４ｂとからなる電極２４が、アー
ク拡散部２４ａの裏面中央に設けた凹部２６を介
しろう付によりアダプタ１９の基部１９ａと固着
されるとともに、その裏面をアダプタ１９の各腕
部および円弧部１９ｂとろう付により結合されて
取付けられている。

電極２４のアーク拡散部２４ａは、うず電流の
低減と機械的強度の向上を図るべく、低導電率に
してかつ高抗張力の電極材料、たとえば鉄粉末と
クロム粉末とをそれぞれの融点以下の温度で相互
に拡散結合した多孔質の基材に銅を溶浸してなる
20〜70重量％の銅、５〜40重量％の鉄および５〜
40重量％のクロム複合金属（導電率（IACS）５
〜30％、抗張力30Kgｆ／mm²以上）、またはステン
レス鋼（導電率２〜３％、抗張力30Kgｆ／mm²以
上）、もしくはステンレス鋼の粉末をその融点以
下の温度で相互に結合した多孔質の基材に銅を溶
浸してなる30〜70重量％の銅と30〜70重量％のス
テンレス鋼の複合金属（導電率４〜30％、抗張力
30Kgｆ／mm²以上）等により形成されている。

また、接触部２４ｂは、絶縁耐力と電流しや断
能力の向上および電流さい断値の低減を図るべ
く、クロムとモリブデンの粉末をその融点以下の
温度で相互に拡散結合した多孔質の基材に銅を溶
浸してなる20〜70重量％の銅、５〜70重量％のク
ロムおよび５〜70重量％モリブデンの複合金属
（導電率20〜60％）により形成されている。

また、電極２４は、高抵抗スペーサ１８の外側
に存在する部分の厚さＴを、投入、しや断操作時
に電極２４等に加えられる衝撃力により、高抵抗
スペーサ１８の外周縁付近とアダプタ１９の基部
１９ａとの接合部分およびアダプタ１９の基部１
９ａとアーク拡散部２４ａの裏面中央付近との接
合部分に生ずるひずみが、電極２４の直径Ｄと高
抵抗スペーサ１８の外側に存在する電極２４の厚
さＴとの関係において最小となるように、アーク
拡散部２４ａの直径Ｄの0.05〜0.15倍に設けてあ
る。

ここで、第４図に示すように、一定の直径D₁
（100m／ｍ）の円板Ａの一面中央に円筒状の支持
体Ｂをその両端のフランジ部を介して接合すると
ともに、円板Ａの一面における支持体Ｂとの接合
部周辺にひずみ計Ｃを貼付し、円板Ａに支持体Ｂ
を介し軸方向の所定の衝撃力（約1000G）を加
え、かつ円板Ａの板厚ｔおよび支持体Ｂの外径
D₂を変えた場合の円板Ａの支持体Ｂとの接合部
周辺のひずみは、横軸に円板Ａの直径に対する板
厚ｔとの比（ｔ／D₁）、縦軸に板厚2m／ｍの円
板Ａのひずみを100％とした割合をとつた第５図
に示すようになつた。なお、第５図において曲線
ａ，ｂ，ｃは、それぞれ支持体Ｂの外径D₂を
50m／ｍ、60m／ｍ、70m／ｍとしたものであ
る。

したがつて、支持体Ｂの外径D₂を大きくする
ことによりひずみが小さくなるとともに、板厚ｔ
を円板Ａの直径D₁の0.05〜0.15倍とすることによ
りひずみを最小にすることができることが判る。

従来は電極２４の直径Ｄが80〜120mmの場合は、
円板Ａの板厚Ｔは16mm以上あり、直径Ｄが大きく
なると、この板厚Ｔも厚くしていた。従つてＴ／
Ｄ＝ｔ／D₁≒0.2以上となり、第５図から電極と
スペーサとの接合部分のひずみが大となり、この
部分での剥離が生ずる原因が解明された。

なお、電極２４は、笠形円板状のアーク拡散部
２４ａと円板状の接触部２４ｂとからなる場合に
限らず、たとえば接触部２４ｂを設けることなく
対向面中央に平担な円形の接触部を有する笠形円
板状のもの、もしくは円板の一面中央に円板状の
接触部を一体または一体的に設けたものでも同様
に適用し得るものである。

考案の効果以上の如く本考案によれば、電極における高抵
抗スペーサの外側に存在する部分の厚さをその直
径の0.05〜0.15倍としたので、高抵抗スペーサの
外周縁付近とアダプタの基部との接合部分および
アダプタの基部と電極の裏面中央付近との接合部
分のひずみを最小にすることができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の縦断面説明図、第２図は本
考案の一実施例を示す真空インタラプタの縦断面
図、第３図は要部の縦断面図、第４図は模擬試験
装置の説明図、第５図は円板の厚さの変化に対す
る支持体との接合部周辺におけるひずみ特性図で
ある。９……真空容器、１０ａ，１０ｂ……導電軸、
１４……コイル、１４ａ……取付部、１４ｂ……
腕部、１４ｃ……円弧部、１８……高抵抗スペー
サ、２４……電極、２４ａ……アーク拡散部、２
４ｂ……接触部、Ｄ……直径、Ｔ……厚さ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

真空容器内に対をなす導電軸を相対的に接近離
反自在に導入し、前記各導電軸の内端部に円板状
の電極を高抵抗スペーサを介在せしめて連設し、
前記それぞれの導電軸と電極とを電極の背部に配
設されかつ導電軸に流れる電流を導電軸を中心と
するループ状電流として軸方向磁界を発生するコ
イルにより接続してなる真空インタラプタにおい
て、前記各電極における高抵抗スペーサの外側に
存在する部分の厚さをその直径の0.05〜0.15倍と
したことを特徴とする真空インタラプタ。