JP7814177B2 - Vacuum valve - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、真空バルブに関する。 An embodiment of the present invention relates to a vacuum valve.
従来、接離可能な一対の電極と、当該一対の電極を取り囲むアークシールドと、を備える真空バルブが知られている。真空バルブは、密閉された真空絶縁容器を有する。 Conventionally, vacuum valves have been known that include a pair of electrodes that can be connected or disconnected and an arc shield that surrounds the pair of electrodes. Vacuum valves have a sealed vacuum insulating container.
従来の真空バルブにおいて、アークシールドが絶縁容器と近い位置に設けられているため、アークシールドが電位を持った場合、アークシールドの電界強度が高くなってしまう。このため、真空中の絶縁容器内にて部分放電が生じやすくなり、真空バルブの性能に悪影響を与えるおそれがある。 In conventional vacuum valves, the arc shield is located close to the insulating container, so if the arc shield has a potential, the electric field strength of the arc shield becomes high. This makes it easier for partial discharges to occur inside the insulating container in a vacuum, which can have a negative impact on the performance of the vacuum valve.
本発明が解決する課題の一例は、アークシールドの電界強度を緩和し、部分放電の発生を抑制する真空バルブを得ることである。 One example of the problem solved by this invention is to obtain a vacuum valve that reduces the electric field strength of the arc shield and suppresses the occurrence of partial discharge.
実施形態に係る真空バルブは、例えば、筒状の容器と、第1電極と、第2電極と、シールド部材と、導電部と、を備える。第1電極は、容器に収容される。第2電極は、第1電極と対向して容器に収容される。シールド部材は、容器に固定して収容され、第1電極および第2電極を囲む。導電部は、シールド部材と電気的に接続され、容器の内面および外面のうち少なくともどちらか一方に設けられる。 The vacuum valve according to this embodiment includes, for example, a cylindrical container, a first electrode, a second electrode, a shielding member, and a conductive portion. The first electrode is housed in the container. The second electrode is housed in the container facing the first electrode. The shielding member is fixedly housed in the container and surrounds the first and second electrodes. The conductive portion is electrically connected to the shielding member and is provided on at least one of the inner and outer surfaces of the container.
(実施形態)
以下、実施形態に係る真空バルブ1を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果(効果)は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。
(Embodiment)
The vacuum interrupter 1 according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. The configuration of the embodiment described below, and the actions and results (effects) brought about by the configuration, are merely examples and are not limited to the following description.
また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。 Furthermore, the multiple embodiments disclosed below include similar components. Therefore, in the following, these similar components will be given common reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. Note that in this specification, ordinal numbers are used only to distinguish between parts and components, and do not indicate order or priority.
<第1実施形態>
図1は、第1施形態に係る真空バルブ1の断面図である。図1に示すように、真空バルブ1は、絶縁容器2と、固定電極3と、可動電極4と、アークシールド5と、導電層6と、ベローズ7と、を備える。なお、絶縁容器2は、容器の一例であり、固定電極3は、第1電極の一例である。さらに、可動電極4は、第2電極の一例であり、アークシールド5は、シールド部材の一例である。さらに、導電層6は、導電部の一例である。
First Embodiment
Fig. 1 is a cross-sectional view of a vacuum interrupter 1 according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the vacuum interrupter 1 includes an insulating container 2, a fixed electrode 3, a movable electrode 4, an arc shield 5, a conductive layer 6, and a bellows 7. The insulating container 2 is an example of a container, and the fixed electrode 3 is an example of a first electrode. The movable electrode 4 is an example of a second electrode, and the arc shield 5 is an example of a shielding member. The conductive layer 6 is an example of a conductive portion.
以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。絶縁容器2の軸心Axを回転中心とした径方向を、単に径方向と称し、絶縁容器2の軸心Axを回転中心とした周方向を、単に周方向と称する。Z方向は、絶縁容器2の軸心Axに沿う方向であり、上下方向とも称され得る。なお、本実施形態における前後左右上下のような方向を示す表現は、便宜上の呼称であり、真空バルブ1の位置、姿勢、及び使用態様を限定するものではない。また、Z方向は、第1方向の一例である。さらに、径方向は、第2方向の一例であり、周方向は、第3方向の一例である。 In the following figures, for convenience, three mutually orthogonal directions are defined. The radial direction with the axis Ax of the insulating container 2 as the center of rotation is simply referred to as the radial direction, and the circumferential direction with the axis Ax of the insulating container 2 as the center of rotation is simply referred to as the circumferential direction. The Z direction is the direction along the axis Ax of the insulating container 2 and can also be referred to as the up-down direction. Note that the expressions indicating directions such as front-back, left-right, up-down, etc. in this embodiment are used for convenience and do not limit the position, posture, or usage of the vacuum valve 1. The Z direction is an example of a first direction. Furthermore, the radial direction is an example of a second direction, and the circumferential direction is an example of a third direction.
絶縁容器2は、例えば、セラミック等の絶縁性を有する材料で構成されており、円筒状に形成されている。なお、絶縁容器2の形状は、円筒状に限らない。絶縁容器2の形状は、例えば、多角形の筒状でも良い。 The insulating container 2 is made of an insulating material such as ceramic and is formed in a cylindrical shape. However, the shape of the insulating container 2 is not limited to a cylindrical shape. The shape of the insulating container 2 may be, for example, a polygonal tube.
図1に示すように、絶縁容器2には、上下方向(Z方向)における両端に第1開口部21と、第2開口部22と、が設けられている。 As shown in FIG. 1, the insulating container 2 has a first opening 21 and a second opening 22 at both ends in the vertical direction (Z direction).
第1開口部21は、上方向(+Z方向)における絶縁容器2の端部である上端部2aから上下方向(Z方向)に開口している。 The first opening 21 opens in the vertical direction (Z direction) from the upper end 2a, which is the end of the insulating container 2 in the upward direction (+Z direction).
上端部2aは、上下方向(Z方向)に延びた第1金具2a1と接合している。なお、本実施形態では、上端部2aの第1金具2a1と接合する面には、メタライズ処理が施されている。 The upper end 2a is joined to a first metal fitting 2a1 extending in the vertical direction (Z direction). In this embodiment, the surface of the upper end 2a that joins with the first metal fitting 2a1 is metalized.
メタライズ処理とは、非金属材料の表面を金属膜化する処理である。本実施形態では、例えば、絶縁容器2の上端部2aに、Мо/Мn層(メタライズ層)があり、さらにМо/Мn層の上にNiメッキ層(メッキ層)が施されている。 Metallization is a process that turns the surface of a non-metallic material into a metal film. In this embodiment, for example, a Mn/Mn layer (metallization layer) is provided on the upper end 2a of the insulating container 2, and a Ni-plated layer (plating layer) is further applied on top of the Mn/Mn layer.
本実施形態では、上端部2aに施されたNiメッキ層と、第1金具2a1と、を銀ロウによって接合している。なお、それぞれの層を形成する金属材料は、これらに限られない。 In this embodiment, the Ni-plated layer on the upper end portion 2a and the first metal fitting 2a1 are joined using silver solder. However, the metal materials forming each layer are not limited to these.
第2開口部22は、下方向(-Z方向)における絶縁容器2の端部である下端部2bから上下方向(Z方向)に開口している。すなわち、第2開口部22は、第1開口部21の反対側に位置する。 The second opening 22 opens in the vertical direction (Z direction) from the lower end 2b, which is the end of the insulating container 2 in the downward direction (-Z direction). In other words, the second opening 22 is located on the opposite side of the first opening 21.
下端部2bは、上下方向(Z方向)に延びた第2金具2b1と接合している。なお、上端部2aと同様に、下端部2bの第2金具2b1と接合する面には、メタライズ処理が施されている。 The lower end 2b is joined to a second metal fitting 2b1 that extends in the vertical direction (Z direction). Similar to the upper end 2a, the surface of the lower end 2b that joins with the second metal fitting 2b1 is metallized.
また、図1に示すように、絶縁容器2は、第1封着板23と、第2封着板24と、を有する。 Also, as shown in FIG. 1, the insulating container 2 has a first sealing plate 23 and a second sealing plate 24.
第1封着板23は、第1開口部21を塞ぐとともに、第1金具2a1に接合する円盤状の板である。さらに、第1封着板23には、第1孔部231が設けられている。 The first sealing plate 23 is a disk-shaped plate that closes the first opening 21 and is joined to the first metal fitting 2a1. Furthermore, the first sealing plate 23 has a first hole 231.
第1孔部231は、第1封着板23の中心から上下方向(Z方向)に開口している。 The first hole portion 231 opens in the vertical direction (Z direction) from the center of the first sealing plate 23.
第2封着板24は、第2開口部22を塞ぐとともに、第2金具2b1に接合する円盤状の板である。さらに、第2封着板24には、第2孔部241が設けられている。 The second sealing plate 24 is a disk-shaped plate that closes the second opening 22 and is joined to the second metal fitting 2b1. Furthermore, the second sealing plate 24 has a second hole 241.
第2孔部241は、第2封着板24の中心から上下方向(Z方向)に開口している。 The second hole portion 241 opens in the vertical direction (Z direction) from the center of the second sealing plate 24.
第1封着板23と第1金具2a1および第2封着板24と第2金具2b1は、それぞれ銀ロウによって接合されている。これにより、絶縁容器2の内部が密閉される。 The first sealing plate 23 and the first metal fitting 2a1, and the second sealing plate 24 and the second metal fitting 2b1 are each joined with silver solder. This seals the inside of the insulating container 2.
また、絶縁容器2の外部を向く外面2dよりも外側は、エポキシ樹脂で形成されている。すなわち、真空バルブ1は、エポキシ樹脂で覆われている。なお、真空バルブ1を覆う材料は、エポキシ樹脂に限らない。 In addition, the area outside the outer surface 2d of the insulating container 2 facing the outside is formed of epoxy resin. In other words, the vacuum valve 1 is covered with epoxy resin. However, the material covering the vacuum valve 1 is not limited to epoxy resin.
固定電極3は、例えば、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、固定電極3は、他の金属により形成されても良い。固定電極3は、第1開口部21を通過して絶縁容器2に収容されている。 The fixed electrode 3 is a disk made of a metal such as aluminum or chromium copper. However, the fixed electrode 3 may also be made of other metals. The fixed electrode 3 passes through the first opening 21 and is housed in the insulating container 2.
図1に示すように、固定電極3は、固定通電軸31を有する。固定通電軸31は、第1孔部231を挿通するとともに、外部から固定電極3に向かって上下方向(Z方向)に延びた円柱である。上下方向における固定通電軸31の固定電極3側(下方向)の端部である下端部31aには、銀ロウ付けによって固定電極3を取り付けている。また、下端部31aに固定電極3を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。 As shown in FIG. 1, the fixed electrode 3 has a fixed current-carrying shaft 31. The fixed current-carrying shaft 31 is a cylinder that passes through the first hole portion 231 and extends in the vertical direction (Z direction) from the outside toward the fixed electrode 3. The fixed electrode 3 is attached to the lower end 31a, which is the end of the fixed current-carrying shaft 31 on the fixed electrode 3 side (downward) in the vertical direction, by silver brazing. Furthermore, the method of attaching the fixed electrode 3 to the lower end 31a is not limited to silver brazing.
固定通電軸31の外径は、第1孔部231の内径と略同一径である。固定通電軸31は、銀ロウによって第1孔部231と接合されることにより、第1封着板23に固定されるとともに、支持されている。すなわち、固定通電軸31は、第1孔部231に挿通するとともに、固定されている。 The outer diameter of the fixed current-carrying shaft 31 is approximately the same as the inner diameter of the first hole 231. The fixed current-carrying shaft 31 is joined to the first hole 231 with silver solder, thereby being fixed to and supported by the first sealing plate 23. In other words, the fixed current-carrying shaft 31 is inserted into and fixed in the first hole 231.
可動電極4は、固定電極3と同様に、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、可動電極4は、他の金属により形成されても良い。可動電極4は、第2開口部22を通過して絶縁容器2に収容されている。すなわち、可動電極4は、固定電極3と対向している。なお、固定電極3と可動電極4とは、上下方向(Z方向)において、真空バルブ1の電流遮断時に固定電極3と可動電極4とが接触しない位置に設けられる。 Like the fixed electrode 3, the movable electrode 4 is a disk made of a metal such as aluminum or chromium copper. However, the movable electrode 4 may also be made of other metals. The movable electrode 4 passes through the second opening 22 and is housed in the insulating container 2. In other words, the movable electrode 4 faces the fixed electrode 3. The fixed electrode 3 and the movable electrode 4 are positioned in the vertical direction (Z direction) so that they do not come into contact when the current in the vacuum valve 1 is interrupted.
図1に示すように、可動電極4は、可動通電軸41を有する。可動通電軸41は、第2孔部241を挿通するとともに、外部から可動電極4に向かって上下方向(Z方向)に延びた円柱である。上下方向における可動通電軸41の可動電極4側(上方向)の端部である上端部41aには、銀ロウ付けによって可動電極4を取り付けている。また、上端部41aに可動電極4を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。 As shown in FIG. 1, the movable electrode 4 has a movable current-carrying shaft 41. The movable current-carrying shaft 41 is a cylinder that passes through the second hole portion 241 and extends in the vertical direction (Z direction) from the outside toward the movable electrode 4. The movable electrode 4 is attached to the upper end portion 41a, which is the end portion of the movable current-carrying shaft 41 on the movable electrode 4 side (upward direction) in the vertical direction, by silver brazing. Furthermore, the method of attaching the movable electrode 4 to the upper end portion 41a is not limited to silver brazing.
可動通電軸41の外径は、第2孔部241の内径よりも小さくなっている。そして、可動通電軸41の上端部41aの反対側の端部は、例えば、進退機構に接続されている。これにより、可動通電軸41は、上下方向(Z方向)に移動可能である。なお、可動通電軸41の外径は、可動通電軸41が上下方向(Z方向)に移動可能な程度に小さければ良い。 The outer diameter of the movable current-carrying shaft 41 is smaller than the inner diameter of the second hole portion 241. The end opposite the upper end portion 41a of the movable current-carrying shaft 41 is connected to, for example, an advance/retract mechanism. This allows the movable current-carrying shaft 41 to move up and down (Z direction). Note that the outer diameter of the movable current-carrying shaft 41 only needs to be small enough to allow the movable current-carrying shaft 41 to move up and down (Z direction).
図1に示すように、アークシールド5は、例えば、金属等で形成されており、絶縁容器2の固定電極3および可動電極4を向く内面2cに固定して、絶縁容器2に収容されている。アークシールド5は、絶縁容器2の内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって延びた後、第1封着板23および第2封着板24に向かって延びている。すなわち、アークシールド5は、上下方向(Z方向)における両端が開口した円筒形状である。 As shown in FIG. 1, the arc shield 5 is made of, for example, metal, and is housed in the insulating container 2, fixed to the inner surface 2c of the insulating container 2 facing the fixed electrode 3 and movable electrode 4. The arc shield 5 extends from the inner surface 2c of the insulating container 2 toward the fixed electrode 3 and movable electrode 4, and then extends toward the first sealing plate 23 and second sealing plate 24. In other words, the arc shield 5 has a cylindrical shape with both ends open in the vertical direction (Z direction).
アークシールド5は、径方向において絶縁容器2の内面2cと固定電極3および可動電極4との間に設けられ、真空バルブ1の電流遮断時に固定電極3および可動電極4から生じる金属粒子が絶縁容器2の内面2cに付着しないように防ぐ。 The arc shield 5 is located radially between the inner surface 2c of the insulating container 2 and the fixed electrode 3 and movable electrode 4, and prevents metal particles generated from the fixed electrode 3 and movable electrode 4 from adhering to the inner surface 2c of the insulating container 2 when the current in the vacuum valve 1 is interrupted.
上下方向(Z方向)におけるアークシールド5の長さは、少なくとも上下方向における固定電極3および可動電極4の厚さと、電流遮断状態における固定電極3と可動電極4との間の距離と、の合計以上の長さである。すなわち、アークシールド5は、固定電極3および可動電極4を囲むように位置する。 The length of the arc shield 5 in the vertical direction (Z direction) is at least equal to or greater than the sum of the thickness of the fixed electrode 3 and the movable electrode 4 in the vertical direction and the distance between the fixed electrode 3 and the movable electrode 4 in the current-blocking state. In other words, the arc shield 5 is positioned so as to surround the fixed electrode 3 and the movable electrode 4.
導電層6は、例えば、金属等で形成されており、絶縁容器2の内面2cに点在しない一続きに塗布されている。すなわち、導電層6は、絶縁容器2の内面2cの全周に亘って塗布されている。 The conductive layer 6 is made of, for example, metal, and is applied continuously to the inner surface 2c of the insulating container 2 without being scattered. In other words, the conductive layer 6 is applied around the entire periphery of the inner surface 2c of the insulating container 2.
なお、本実施形態では、導電層6は、絶縁容器2の内面2cに点在しない一続きに塗布されている。しかし、導電層6は、絶縁容器2の内面2cおよび外面2dのうち少なくともどちらか一方に点在しない一続きに塗布されていれば良い。 In this embodiment, the conductive layer 6 is applied continuously and not scattered on the inner surface 2c of the insulating container 2. However, it is sufficient that the conductive layer 6 is applied continuously and not scattered on at least one of the inner surface 2c and outer surface 2d of the insulating container 2.
導電層6を絶縁容器2の外面2dに塗布する場合、導電層6は、径方向におけるアークシールド5の端部である末端5aに接触するように塗布される。 When the conductive layer 6 is applied to the outer surface 2d of the insulating container 2, the conductive layer 6 is applied so as to contact the end 5a, which is the radial end of the arc shield 5.
さらに、図1に示すように、導電層6は、上下方向におけるアークシールド5の両端部5bを超えない範囲に塗布されている。言い換えると、上下方向における導電層6の長さは、上下方向におけるアークシールド5の長さよりも短い。 Furthermore, as shown in FIG. 1, the conductive layer 6 is applied to an area that does not extend beyond both ends 5b of the arc shield 5 in the vertical direction. In other words, the length of the conductive layer 6 in the vertical direction is shorter than the length of the arc shield 5 in the vertical direction.
また、導電層6は、アークシールド5の絶縁容器2の内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって延びている部分と接触している。これにより、導電層6は、アークシールド5と同電位となる。言い換えると、導電層6は、アークシールド5と電気的に接続されている。 The conductive layer 6 also contacts the portion of the arc shield 5 that extends from the inner surface 2c of the insulating container 2 toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. This gives the conductive layer 6 the same potential as the arc shield 5. In other words, the conductive layer 6 is electrically connected to the arc shield 5.
導電層6の絶縁容器2の内面2cと接触する面には、絶縁容器2の上端部2aおよび下端部2bと同様にメタライズ処理が施されている。 The surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the inner surface 2c of the insulating container 2 is metallized, just like the upper end 2a and lower end 2b of the insulating container 2.
本実施形態では、導電層6の厚さは、導電層6の絶縁容器2と接触する面に施されたメタライズ処理の厚さと実質的に同等である。 In this embodiment, the thickness of the conductive layer 6 is substantially equal to the thickness of the metallization applied to the surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the insulating container 2.
図1に示すように、ベローズ7は、絶縁容器2に収容された上下方向(Z方向)に伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、例えば、金属等で形成される。ベローズ7の内部は、可動通電軸41が貫通している。 As shown in FIG. 1, the bellows 7 is a bellows-shaped expandable tube housed in the insulating container 2 that can expand and contract in the vertical direction (Z direction), and is made of, for example, metal. A movable current-carrying shaft 41 passes through the interior of the bellows 7.
ベローズ7の上方向(+Z方向)における端部である上端部7aは、可動通電軸41の側面に接合されている。 The upper end 7a, which is the end of the bellows 7 in the upward direction (+Z direction), is joined to the side of the movable current-carrying shaft 41.
ベローズ7の下方向(-Z方向)における端部である下端部7bは、第2孔部241を覆うとともに、第2封着板24に接合されている。すなわち、ベローズ7の外径は、第2孔部241の内径よりも大きい。 The lower end 7b of the bellows 7, which is the end in the downward direction (-Z direction), covers the second hole 241 and is bonded to the second sealing plate 24. In other words, the outer diameter of the bellows 7 is larger than the inner diameter of the second hole 241.
これにより、ベローズ7は、可動通電軸41と第2孔部241との隙間から流入する大気をベローズ7の内部に留める。 As a result, the bellows 7 keeps the air that flows in through the gap between the movable current-carrying shaft 41 and the second hole portion 241 inside the bellows 7.
なお、ベローズ7の上端部7aには、ベローズ7を覆うカバーが設けられていても良い。これにより、例えば、アークによって飛散する金属溶融物がベローズ7に付着することを抑制できる。 A cover that covers the bellows 7 may be provided at the upper end 7a of the bellows 7. This can, for example, prevent molten metal scattered by the arc from adhering to the bellows 7.
本実施形態の真空バルブ1は、固定通電軸31を介して第1封着板23に固定された固定電極3に対して、可動通電軸41を介して上下方向(Z方向)に移動可能な可動電極4が接触または離間することで、電流を通電または遮断させる。電流遮断時には、固定電極3および可動電極4の表面から金属粒子が発生する。 In the vacuum interrupter 1 of this embodiment, a fixed electrode 3 is fixed to the first sealing plate 23 via a fixed current-carrying shaft 31, and a movable electrode 4, which can move in the vertical direction (Z direction) via a movable current-carrying shaft 41, comes into contact with or separates from the fixed electrode 3, thereby passing or interrupting current. When the current is interrupted, metal particles are generated from the surfaces of the fixed electrode 3 and the movable electrode 4.
アークシールド5は、径方向において絶縁容器2と固定電極3および可動電極4との間に設けられることで、固定電極3および可動電極4の表面から生じた金属粒子が絶縁容器2の内面2cに付着しないように防ぐ。 The arc shield 5 is positioned radially between the insulating container 2 and the fixed and movable electrodes 3 and 4, preventing metal particles generated from the surfaces of the fixed and movable electrodes 3 and 4 from adhering to the inner surface 2c of the insulating container 2.
一方で、アークシールド5は、絶縁容器2と非常に近い位置に設けられている。アークシールド5が電位を持った場合、当該アークシールド5と絶縁容器2との間に電位差が生じ、アークシールド5の電界強度が高くなる。 On the other hand, the arc shield 5 is located very close to the insulating container 2. When the arc shield 5 has a potential, a potential difference occurs between the arc shield 5 and the insulating container 2, increasing the electric field strength of the arc shield 5.
導電層6は、アークシールド5を向く面である絶縁容器2の内面2cに塗布されるとともに、アークシールド5に接触している。そのため、導電層6は、アークシールド5と同電位となり、アークシールド5と絶縁容器2との間の電位差が無くなる。そして、アークシールド5の電界強度は緩和され、部分放電の発生が抑制される。 The conductive layer 6 is applied to the inner surface 2c of the insulating container 2, which faces the arc shield 5, and is in contact with the arc shield 5. As a result, the conductive layer 6 has the same potential as the arc shield 5, eliminating the potential difference between the arc shield 5 and the insulating container 2. This reduces the electric field strength of the arc shield 5 and suppresses the occurrence of partial discharges.
以上のように、真空バルブ1は、筒状の絶縁容器2と、固定電極3と、可動電極4と、アークシールド5と、導電層6と、を備える。固定電極3は、絶縁容器2に収容される。可動電極4は、固定電極3と対向して絶縁容器2に収容される。アークシールド5は、絶縁容器2に固定して収容され、固定電極3および可動電極4を囲む。導電層6は、アークシールド5と電気的に接続され、絶縁容器2の内面2cおよび外面2dのうち少なくともどちらか一方に設けられている。 As described above, the vacuum interrupter 1 comprises a cylindrical insulating container 2, a fixed electrode 3, a movable electrode 4, an arc shield 5, and a conductive layer 6. The fixed electrode 3 is housed in the insulating container 2. The movable electrode 4 is housed in the insulating container 2 facing the fixed electrode 3. The arc shield 5 is fixedly housed in the insulating container 2 and surrounds the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. The conductive layer 6 is electrically connected to the arc shield 5 and is provided on at least one of the inner surface 2c and outer surface 2d of the insulating container 2.
真空バルブ1は、電流遮断時に固定電極3および可動電極4の表面から金属粒子が生じる。アークシールド5は、絶縁容器2の内面2cに金属粒子が付着することを防ぐために、固定電極3および可動電極4を囲むとともに、固定電極3および可動電極4と絶縁容器2の内面2cとの間に設けられている。そのため、アークシールド5は、絶縁容器2の内面2cの近くに位置する。電圧が印加されてアークシールド5が電位を持った場合、アークシールド5と絶縁容器2との間に電位差が生じることで、アークシールド5の電界強度が高くなる。しかし、アークシールド5と同電位の導電層6が絶縁容器2の内面2cもしくは外面2dのうち少なくともどちらか一方に設けられていることで、アークシールド5と絶縁容器2との間の電位差がなくなる。 When the vacuum interrupter 1 interrupts current, metal particles are generated on the surfaces of the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. To prevent metal particles from adhering to the inner surface 2c of the insulating container 2, the arc shield 5 surrounds the fixed electrode 3 and the movable electrode 4 and is located between the fixed electrode 3 and the movable electrode 4 and the inner surface 2c of the insulating container 2. Therefore, the arc shield 5 is located near the inner surface 2c of the insulating container 2. When a voltage is applied and the arc shield 5 has a potential, a potential difference is created between the arc shield 5 and the insulating container 2, increasing the electric field strength of the arc shield 5. However, by providing a conductive layer 6 with the same potential as the arc shield 5 on at least one of the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2, the potential difference between the arc shield 5 and the insulating container 2 is eliminated.
これにより、導電層6は、アークシールド5の電界強度を緩和させる。従って、真空バルブ1は、アークシールド5の電界強度を緩和し、部分放電の発生を抑制することができる。 As a result, the conductive layer 6 reduces the electric field strength of the arc shield 5. Therefore, the vacuum interrupter 1 can reduce the electric field strength of the arc shield 5 and suppress the occurrence of partial discharge.
また、本実施形態では、導電層6は、絶縁容器2の内面2cもしくは外面2dに点在しない一続きに設けられている。絶縁容器2の内面2cもしくは外面2dは、全周に亘って導電層6で覆われている。そのため、アークシールド5の電界強度は、絶縁容器2の全周に亘って緩和される。これにより、電子は加速しにくくなる。従って、真空バルブ1は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。 In addition, in this embodiment, the conductive layer 6 is provided continuously on the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2, rather than being scattered throughout. The inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2 is covered with the conductive layer 6 all around. As a result, the electric field strength of the arc shield 5 is reduced all around the insulating container 2. This makes it difficult for electrons to accelerate. Therefore, the vacuum valve 1 can further suppress the occurrence of partial discharge.
また、本実施形態では、導電層6は、上下方向(Z方向)におけるアークシールド5の両端部5bを超えない。絶縁容器2と真空と導電層6とによる三重点A付近の等電位線は、アークシールド5により三重点A付近に入り込み難くなる。これにより、三重点Aの電界が緩和され、電子は三重点Aから放出され難くなる。従って、真空バルブ1は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。 In addition, in this embodiment, the conductive layer 6 does not extend beyond both ends 5b of the arc shield 5 in the vertical direction (Z direction). The arc shield 5 makes it difficult for the equipotential lines near the triple point A formed by the insulating container 2, vacuum, and conductive layer 6 to penetrate into the area near the triple point A. This reduces the electric field at the triple point A, making it difficult for electrons to be emitted from the triple point A. Therefore, the vacuum valve 1 can further suppress the occurrence of partial discharge.
さらに、真空バルブ1において、電流遮断時に固定電極3および可動電極4の表面から生じる金属粒子は、アークシールド5により遮られ、導電層6に付着することを抑制される。これにより、導電層6は、高電圧側もしくは接地側と同電位になり難くなる。 Furthermore, in the vacuum interrupter 1, metal particles generated from the surfaces of the fixed electrode 3 and movable electrode 4 when the current is interrupted are blocked by the arc shield 5, preventing them from adhering to the conductive layer 6. This makes it difficult for the conductive layer 6 to become at the same potential as the high-voltage side or the ground side.
また、本実施形態では、導電層6の絶縁容器2と接触する面には、メタライズ処理が施されている。そのため、互いに異なる材質である絶縁容器2と導電層6とが、接合し易くなる。これにより、導電層6が絶縁容器2から剥がれることを防ぐことができる。 In addition, in this embodiment, the surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the insulating container 2 is metallized. This makes it easier for the insulating container 2 and the conductive layer 6, which are made of different materials, to bond together. This prevents the conductive layer 6 from peeling off from the insulating container 2.
また、本実施形態では、導電層6の厚さは、導電層6の絶縁容器2と接触する面に施すメタライズ処理の厚さと同等である。そのため、メタライズ処理が施された導電層6の厚さは、必要以上に厚くならない。これにより、自重により導電層6が絶縁容器2から剥がれることを防ぐことができる。 In addition, in this embodiment, the thickness of the conductive layer 6 is equal to the thickness of the metallization applied to the surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the insulating container 2. Therefore, the thickness of the metallized conductive layer 6 is not thicker than necessary. This prevents the conductive layer 6 from peeling off from the insulating container 2 due to its own weight.
また、本実施形態では、絶縁容器2の外面2dよりも外側は、エポキシ樹脂で形成されている。これにより、例えば、真空バルブ1は、真空バルブ外部をエポキシ樹脂で注型したモールド真空バルブにも適用することができる。 In addition, in this embodiment, the area outside the outer surface 2d of the insulating container 2 is formed from epoxy resin. This allows the vacuum valve 1 to be used, for example, as a molded vacuum valve in which the exterior of the vacuum valve is filled with epoxy resin.
<第2実施形態>
図2に示される第2実施形態の真空バルブ1は、下記に説明される構成を除き、前記第1実施形態の真空バルブ1と同様の構成を備えている。よって、第2実施形態によっても、前記第1実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。
Second Embodiment
The vacuum valve 1 of the second embodiment shown in Figure 2 has the same configuration as the vacuum valve 1 of the first embodiment, except for the configuration described below. Therefore, the second embodiment also provides the same effects as the first embodiment.
第2実施形態では、図2に示すように、真空バルブ1は、前記第1実施形態の絶縁容器2と異なる絶縁容器2Aを備える。 In the second embodiment, as shown in Figure 2, the vacuum valve 1 includes an insulating container 2A that is different from the insulating container 2 of the first embodiment.
図2は、第2実施形態に係る真空バルブ1の一部分を拡大した断面図である。図2に示すように、絶縁容器2Aは、突出部25を有する。 Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the vacuum valve 1 according to the second embodiment. As shown in Figure 2, the insulating container 2A has a protrusion 25.
突出部25は、絶縁容器2Aの一部であり、アークシールド5の絶縁容器2の内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって延びている部分から分かれて、上下にそれぞれ設けられている。 The protrusions 25 are part of the insulating container 2A and are provided above and below the portion of the arc shield 5 that extends from the inner surface 2c of the insulating container 2 toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4.
突出部25は、絶縁容器2Aの内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって突出している。なお、本実施形態では、突出部25は、絶縁容器2Aの内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって突出しているが、絶縁容器2Aの外面2dから外部に向かって突出していても良い。言い換えると、突出部25は、絶縁容器2Aの内面2cもしくは外面2dから径方向に突出している。 The protrusions 25 protrude from the inner surface 2c of the insulating container 2A toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. Note that in this embodiment, the protrusions 25 protrude from the inner surface 2c of the insulating container 2A toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4, but they may also protrude from the outer surface 2d of the insulating container 2A toward the outside. In other words, the protrusions 25 protrude radially from the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2A.
さらに、突出部25は、周方向において絶縁容器2Aの内面2cに点在しない一続きに設けられている。すなわち、突出部25は、周方向において絶縁容器2Aの内面2cの全周に亘って設けられている。 Furthermore, the protrusions 25 are provided continuously in the circumferential direction on the inner surface 2c of the insulating container 2A, rather than being scattered around. In other words, the protrusions 25 are provided around the entire circumferential circumference of the inner surface 2c of the insulating container 2A.
なお、本実施形態では、突出部25は、周方向において絶縁容器2Aの内面2cに点在しない一続きに設けられているが、突出部25は、周方向において絶縁容器2Aの外面2dに点在しない一続きに設けられていても良い。 In this embodiment, the protrusions 25 are provided in a continuous, non-scattered manner on the inner surface 2c of the insulating container 2A in the circumferential direction. However, the protrusions 25 may also be provided in a continuous, non-scattered manner on the outer surface 2d of the insulating container 2A in the circumferential direction.
本実施形態では、径方向における突出部25の長さは、絶縁容器2Aの内面2cに塗布される導電層6の厚さより長い。しかし、径方向における突出部25の長さは、絶縁容器2Aに塗布される導電層6の厚さ以上であれば、適宜変更されても良い。 In this embodiment, the radial length of the protrusion 25 is longer than the thickness of the conductive layer 6 applied to the inner surface 2c of the insulating container 2A. However, the radial length of the protrusion 25 may be changed as appropriate, as long as it is equal to or greater than the thickness of the conductive layer 6 applied to the insulating container 2A.
導電層6は、絶縁容器2Aの内面2cに塗布されるとともに、突出部25の第1開口部21または第2開口部22と、アークシールド5と、を向く面である側面25aのうちアークシールド5を向く面と接触している。 The conductive layer 6 is applied to the inner surface 2c of the insulating container 2A and is in contact with the first opening 21 or the second opening 22 of the protrusion 25 and the side surface 25a facing the arc shield 5, which is the surface facing the arc shield 5.
突出部25の側面25aのうちアークシールド5を向く面と接触する、導電層6の面には、メタライズ処理が施されている。 The surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the side surface 25a of the protrusion 25 facing the arc shield 5 is metallized.
図3は、絶縁容器2Aが突出部25を有していない場合と、導電層6が突出部25の側面25aに接触している場合と、導電層6が突出部25の側面25aに接触していない場合との三重点Aの電界強度を比較した図である。 Figure 3 is a graph comparing the electric field strength at the triple point A when the insulating container 2A does not have a protrusion 25, when the conductive layer 6 is in contact with the side surface 25a of the protrusion 25, and when the conductive layer 6 is not in contact with the side surface 25a of the protrusion 25.
図3には、絶縁容器2Aが突出部25を有していない場合(第1実施形態)(G1)と、導電層6が突出部25の側面25aに接触している場合(G2)と、導電層6が突出部25の側面25aに接触していない場合(G3)との三重点Aの電界強度をそれぞれ示す。 Figure 3 shows the electric field strength at the triple point A when the insulating container 2A does not have a protrusion 25 (first embodiment) (G1), when the conductive layer 6 is in contact with the side surface 25a of the protrusion 25 (G2), and when the conductive layer 6 is not in contact with the side surface 25a of the protrusion 25 (G3).
図3に示すように、三重点Aの電界強度は、絶縁容器2Aが突出部25を有することで、5分の1程度抑制される。さらに、三重点Aの電界強度は、導電層6を突出部25の側面25aに接触させることで、5分の2程度抑制される。 As shown in Figure 3, the electric field strength at the triple point A is reduced by approximately one-fifth when the insulating container 2A has the protrusion 25. Furthermore, the electric field strength at the triple point A is reduced by approximately two-fifths when the conductive layer 6 is in contact with the side surface 25a of the protrusion 25.
以上のように、絶縁容器2Aは、突出部25を有する。突出部25は、絶縁容器2Aの内面2cもしくは外面2dから径方向に突出する。そのため、図3に示すように、絶縁容器2Aは、絶縁容器2Aの内面2cもしくは外面2dに突出部25を設けることで、絶縁容器2Aと真空と導電層6とによる三重点Aの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ1は、絶縁容器2Aと真空と導電層6とによる三重点Aの電界を緩和させることができる。 As described above, the insulating container 2A has a protrusion 25. The protrusion 25 protrudes radially from the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2A. Therefore, as shown in FIG. 3, by providing the protrusion 25 on the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2A, the insulating container 2A reduces the electric field strength at the triple point A formed by the insulating container 2A, the vacuum, and the conductive layer 6. This allows the vacuum valve 1 to reduce the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2A, the vacuum, and the conductive layer 6.
また、本実施形態では、導電層6は、突出部25の側面25aと接触している。そのため、図3に示すように、絶縁容器2Aは、導電層6を突出部25の側面25aに接触させることで、絶縁容器2Aと真空と導電層6とによる三重点Aの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ1は、絶縁容器2Aと真空と導電層6とによる三重点Aの電界をさらに緩和させることができる。 In addition, in this embodiment, the conductive layer 6 is in contact with the side surface 25a of the protrusion 25. Therefore, as shown in FIG. 3, the insulating container 2A reduces the electric field strength at the triple point A formed by the insulating container 2A, the vacuum, and the conductive layer 6 by bringing the conductive layer 6 into contact with the side surface 25a of the protrusion 25. This allows the vacuum valve 1 to further reduce the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2A, the vacuum, and the conductive layer 6.
また、本実施形態では、径方向における突出部25の長さは、導電層6の厚さ以上である。そのため、導電層6は、突出部25からはみ出すことがなくなる。これにより、真空バルブ1は、絶縁容器2Aと真空と導電層6とによる三重点Aの電界強度の上昇を抑制することができる。 In addition, in this embodiment, the radial length of the protrusion 25 is equal to or greater than the thickness of the conductive layer 6. Therefore, the conductive layer 6 does not protrude beyond the protrusion 25. This allows the vacuum valve 1 to suppress an increase in the electric field strength at the triple point A caused by the insulating container 2A, the vacuum, and the conductive layer 6.
また、本実施形態では、突出部25は、周方向において絶縁容器2の内面2cもしくは外面2dに点在しない一続きに設けられる。そのため、突出部25は、周方向において絶縁容器2Aの内面2cもしくは外面2dの全周に亘って一続きに設けられている。これにより、真空バルブ1は、絶縁容器2の内面2cもしくは外面2dに塗布された導電層6が要因となる部分放電の発生を抑制する。従って、真空バルブ1は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, the protrusions 25 are provided continuously in the circumferential direction, not scattered on the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2. Therefore, the protrusions 25 are provided continuously in the circumferential direction around the entire inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2A. This allows the vacuum valve 1 to suppress the occurrence of partial discharges caused by the conductive layer 6 applied to the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2. Therefore, the vacuum valve 1 can further suppress the occurrence of partial discharges.
<第3実施形態>
図4に示される第3実施形態の真空バルブ1は、下記に説明される構成を除き、前記第1および前記第2実施形態の真空バルブ1と同様の構成を備えている。よって、第3実施形態によっても、前記第1および第2実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。
Third Embodiment
The vacuum valve 1 of the third embodiment shown in Figure 4 has the same configuration as the vacuum valve 1 of the first and second embodiments, except for the configuration described below. Therefore, the third embodiment also provides the same effects based on the configuration as the first and second embodiments.
第3実施形態では、図4に示すように、真空バルブ1は、前記第1および前記第2実施形態の絶縁容器2、2Aと異なる絶縁容器2Bを備える。 In the third embodiment, as shown in FIG. 4, the vacuum valve 1 includes an insulating container 2B that is different from the insulating containers 2, 2A of the first and second embodiments.
図4は、第3実施形態に係る真空バルブ1の一部分を拡大した断面図である。図4に示すように、突出部25は、突起26を有する。 Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the vacuum valve 1 according to the third embodiment. As shown in Figure 4, the protruding portion 25 has a projection 26.
突起26は、突出部25の側面25aのうちアークシールド5を向く面からアークシールド5に向かって突出している。なお、突起26の突出量は、アークシールド5に接触しなければ、適宜変更されても良い。また、突起26は、径方向において突出部25の端部からアークシールド5に向かって突出している。しかし、絶縁容器2Bの内面2cと接触しなければ、例えば、突出部25の中央付近から突出しても良い。 The protrusions 26 protrude toward the arc shield 5 from the side surface 25a of the protruding portion 25 facing the arc shield 5. The amount of protrusion of the protrusions 26 may be changed as appropriate, provided that they do not come into contact with the arc shield 5. The protrusions 26 also protrude radially from the ends of the protruding portion 25 toward the arc shield 5. However, they may protrude, for example, from near the center of the protruding portion 25, provided that they do not come into contact with the inner surface 2c of the insulating container 2B.
導電層6の一方の端部は、アークシールド5と接触するとともに、導電層6の他方の端部は、突出部25の側面25aを経由して、突起26の先端26aまで塗布されている。すなわち、導電層6は、突起26の先端26aからはみ出ていない。なお、本実施形態では、導電層6は、突起26の先端26aまで塗布されているが、少なくとも突起26の先端26aまで塗布されていれば良い。 One end of the conductive layer 6 contacts the arc shield 5, and the other end of the conductive layer 6 extends along the side surface 25a of the protrusion 25 up to the tip 26a of the projection 26. In other words, the conductive layer 6 does not extend beyond the tip 26a of the projection 26. In this embodiment, the conductive layer 6 is applied up to the tip 26a of the projection 26, but it is sufficient if it is applied at least up to the tip 26a of the projection 26.
図5は、導電層6が突起26の先端26aまで塗布された場合と、導電層6が突起26の先端26aまで塗布されていない場合との三重点Aの電界強度を比較した図である。図5には、導電層6が突起26の先端26aまで塗布された場合(G4)と、導電層6が突起26の先端26aまで塗布されていない場合(G5)との三重点Aの電界強度をそれぞれ示す。 Figure 5 is a graph comparing the electric field strength at the triple point A when the conductive layer 6 is applied up to the tip 26a of the protrusion 26 and when the conductive layer 6 is not applied up to the tip 26a of the protrusion 26. Figure 5 shows the electric field strength at the triple point A when the conductive layer 6 is applied up to the tip 26a of the protrusion 26 (G4) and when the conductive layer 6 is not applied up to the tip 26a of the protrusion 26 (G5).
図5に示すように、三重点Aの電界強度は、突起26の先端26aまで導電層6が塗布されていることで、10分の9以上抑制される。 As shown in Figure 5, the electric field strength at the triple point A is reduced by more than nine-tenths because the conductive layer 6 is applied up to the tip 26a of the protrusion 26.
以上のように、突出部25は、アークシールド5を向く面からアークシールド5に向かって突出する突起26を有する。導電層6は、少なくとも突起26の先端26aまで設けられている。そのため、図5に示すように、絶縁容器2Bは、突起26を有するとともに導電層6を突起26の先端26aまで設けることで、絶縁容器2Bと真空と導電層6とによる三重点Aの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ1は、絶縁容器2Bと真空と導電層6とによる三重点Aの電界をさらに緩和させることができる。 As described above, the protruding portion 25 has a protrusion 26 that protrudes toward the arc shield 5 from the surface facing the arc shield 5. The conductive layer 6 extends at least to the tip 26a of the protrusion 26. Therefore, as shown in FIG. 5, the insulating container 2B has the protrusion 26 and the conductive layer 6 extends to the tip 26a of the protrusion 26, thereby reducing the electric field strength at the triple point A formed by the insulating container 2B, the vacuum, and the conductive layer 6. This allows the vacuum interrupter 1 to further reduce the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2B, the vacuum, and the conductive layer 6.
<第4実施形態>
図6に示される第4実施形態の真空バルブ1は、下記に説明される構成を除き、前記第1、前記第2、および前記第3実施形態の真空バルブ1と同様の構成を備えている。よって、第4実施形態によっても、前記第1、前記第2、および前記第3実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。
Fourth Embodiment
The vacuum valve 1 of the fourth embodiment shown in Figure 6 has the same configuration as the vacuum valves 1 of the first, second, and third embodiments, except for the configuration described below. Therefore, the fourth embodiment also provides the same effects based on the configurations of the first, second, and third embodiments.
第4実施形態では、図6に示すように、真空バルブ1は、前記第1、前記第2、および前記第3実施形態の絶縁容器2、2A、2Bと異なる絶縁容器2Cを備える。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the vacuum valve 1 includes an insulating container 2C that is different from the insulating containers 2, 2A, and 2B of the first, second, and third embodiments.
図6は、第4実施形態に係る真空バルブ1の一部分を拡大した断面図である。図6に示すように、絶縁容器2Cは、前記第3実施形態の構成と異なり、突起26を有していない。代わりに、突出部25は、電界緩和シールド27を有する。なお、電界緩和シールド27は、シールドの一例である。 Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the vacuum interrupter 1 according to the fourth embodiment. As shown in Figure 6, the insulating container 2C does not have a protrusion 26, unlike the configuration of the third embodiment. Instead, the protrusion 25 has an electric field mitigation shield 27. Note that the electric field mitigation shield 27 is an example of a shield.
電界緩和シールド27は、例えば、絶縁性を有する材料で構成されており、突出部25の側面25aのうちアークシールド5を向く面に設けられている。すなわち、電界緩和シールド27は、突出部25の側面25aのうちアークシールド5を向く面と導電層6との間に位置する。 The electric field mitigation shield 27 is made of, for example, an insulating material and is provided on the side surface 25a of the protrusion 25 that faces the arc shield 5. In other words, the electric field mitigation shield 27 is located between the side surface 25a of the protrusion 25 that faces the arc shield 5 and the conductive layer 6.
電界緩和シールド27は、突出部25の側面25aのうちアークシールド5を向く面を覆うとともに、アークシールド5に向かって突出するL字形状である。なお、本実施形態では、電界緩和シールド27は、径方向において突出部25の端部からアークシールド5に向かって突出している。しかし、絶縁容器2Cの内面2cと接触しなければ、例えば、突出部25の中央付近から突出しても良い。 The electric field mitigation shield 27 covers the side surface 25a of the protrusion 25 facing the arc shield 5 and is L-shaped and protrudes toward the arc shield 5. In this embodiment, the electric field mitigation shield 27 protrudes radially from the end of the protrusion 25 toward the arc shield 5. However, it may protrude, for example, from near the center of the protrusion 25 as long as it does not come into contact with the inner surface 2c of the insulating container 2C.
導電層6の一方の端部は、アークシールド5と接触するとともに、導電層6の他方の端部は、電界緩和シールド27の先端27aまで塗布されている。すなわち、導電層6は、電界緩和シールド27の先端27aからはみ出ていない。なお、本実施形態では、導電層6は、電界緩和シールド27の先端27aまで塗布されているが、少なくとも電界緩和シールド27の先端27aまで塗布されていれば良い。 One end of the conductive layer 6 contacts the arc shield 5, and the other end of the conductive layer 6 is applied up to the tip 27a of the electric field mitigation shield 27. In other words, the conductive layer 6 does not extend beyond the tip 27a of the electric field mitigation shield 27. In this embodiment, the conductive layer 6 is applied up to the tip 27a of the electric field mitigation shield 27, but it is sufficient if the conductive layer 6 is applied at least up to the tip 27a of the electric field mitigation shield 27.
また、本実施形態では、例えば、導電層6の電界緩和シールド27と接触する面にメタライズ処理を施し、導電層6と電界緩和シールド27とが接合し易くしても良い。 In addition, in this embodiment, for example, the surface of the conductive layer 6 that comes into contact with the electric field mitigation shield 27 may be metallized to facilitate bonding between the conductive layer 6 and the electric field mitigation shield 27.
以上のように、突出部25は、アークシールド5を向く面と導電層6との間に絶縁性の電界緩和シールド27を有する。電界緩和シールド27は、アークシールド5を向く面を覆うとともに、アークシールド5に向かって突出している。導電層6は、少なくとも電界緩和シールド27の先端27aまで設けられている。 As described above, the protrusion 25 has an insulating electric field mitigation shield 27 between the surface facing the arc shield 5 and the conductive layer 6. The electric field mitigation shield 27 covers the surface facing the arc shield 5 and protrudes toward the arc shield 5. The conductive layer 6 extends at least to the tip 27a of the electric field mitigation shield 27.
そのため、アークシールド5と導電層6との間の空間は、電界緩和シールド27によって遮られる。これにより、電界緩和シールド27は、絶縁容器2Cと真空と導電層6とによる三重点Aの電界を緩和させる。従って、真空バルブ1は、突起26を設けずとも絶縁容器2Cと真空と導電層6とによる三重点Aの電界を緩和させることができる。 As a result, the space between the arc shield 5 and the conductive layer 6 is blocked by the electric field mitigation shield 27. As a result, the electric field mitigation shield 27 mitigates the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2C, vacuum, and conductive layer 6. Therefore, the vacuum interrupter 1 can mitigate the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2C, vacuum, and conductive layer 6 without providing a protrusion 26.
<第5実施形態>
図7に示される第5実施形態の真空バルブ1は、下記に説明される構成を除き、前記第1~4実施形態の真空バルブ1と同様の構成を備えている。よって、第5実施形態によっても、前記第1~4実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。
Fifth Embodiment
The vacuum valve 1 of the fifth embodiment shown in Figure 7 has the same configuration as the vacuum valves 1 of the first to fourth embodiments, except for the configuration described below. Therefore, the fifth embodiment also provides the same effects based on the configurations of the first to fourth embodiments.
第5実施形態では、図7に示すように、真空バルブ1は、前記第1~4実施形態の絶縁容器2、2A、2B、2Cと異なる絶縁容器2Dを備える。 In the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, the vacuum valve 1 includes an insulating container 2D that differs from the insulating containers 2, 2A, 2B, and 2C of the first to fourth embodiments.
図7は、第5実施形態に係る真空バルブ1の一部分を拡大した断面図である。図7に示すように、絶縁容器2Dは、前記第2実施形態の構成と異なり、突出部25を有していない。代わりに、絶縁容器2Dは、凸部28を有する。 Figure 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the vacuum interrupter 1 according to the fifth embodiment. As shown in Figure 7, the insulating container 2D does not have a protrusion 25, unlike the configuration of the second embodiment. Instead, the insulating container 2D has a convex portion 28.
凸部28は、アークシールド5の絶縁容器2Dの内面2cから固定電極3および可動電極4に向かって延びている部分から分かれて、上下にそれぞれ設けられている。 The convex portions 28 are provided above and below the portion extending from the inner surface 2c of the insulating container 2D of the arc shield 5 toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4.
凸部28は、絶縁容器2Dの内面2cから固定電極3または可動電極4に向かって傾斜して延びた後、アークシールド5に向かって傾斜して延びている。 The protrusion 28 extends at an angle from the inner surface 2c of the insulating container 2D toward the fixed electrode 3 or the movable electrode 4, and then extends at an angle toward the arc shield 5.
導電層6の一方の端部は、アークシールド5と接触するとともに、導電層6の他方の端部は、凸部28の頂点28aまで塗布されている。すなわち、導電層6は、凸部28の頂点28aよりも下方まで塗布されている。 One end of the conductive layer 6 contacts the arc shield 5, and the other end of the conductive layer 6 is applied up to the apex 28a of the convex portion 28. In other words, the conductive layer 6 is applied down to a point below the apex 28a of the convex portion 28.
なお、本実施形態では、導電層6は、凸部28の頂点28aまで塗布されているが、凸部28の先端28bまで塗布されていても良い。 In this embodiment, the conductive layer 6 is applied up to the apex 28a of the convex portion 28, but it may also be applied up to the tip 28b of the convex portion 28.
以上のように、絶縁容器2Dは、凸部28を有する。凸部28は、絶縁容器2Dの内面2cもしくは外面2dから固定電極3もしくは可動電極4に向かって傾斜して延びた後、アークシールド5に向かって傾斜して延びる。導電層6は、凸部28の頂点28aよりも下方まで設けられるとともに、メタライズ処理が施されている。これにより、真空バルブ1は、突出部25を有さずとも絶縁容器2Dと真空と導電層6とによる三重点Aの電界を緩和させることができる。 As described above, the insulating container 2D has a protrusion 28. The protrusion 28 extends at an angle from the inner surface 2c or outer surface 2d of the insulating container 2D toward the fixed electrode 3 or movable electrode 4, and then extends at an angle toward the arc shield 5. The conductive layer 6 is provided below the apex 28a of the protrusion 28 and is metallized. This allows the vacuum interrupter 1 to reduce the electric field at the triple point A formed by the insulating container 2D, the vacuum, and the conductive layer 6 without having a protrusion 25.
<変形例>
図8は、変形例のアークシールド5Aの断面図の一部分を拡大した断面図である。図8に示すように、変形例に係る真空バルブ1は、前記第1~5実施形態のアークシールド5と形状が異なるアークシールド5Aを備える。
<Modification>
8 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the arc shield 5A of the modified example. As shown in FIG. 8, the vacuum interrupter 1 of the modified example includes an arc shield 5A having a shape different from the arc shields 5 of the first to fifth embodiments.
アークシールド5Aは、屈曲部51を有する。アークシールド5Aは、中心から上下方向(Z方向)に絶縁容器2の軸心Axに沿って延び、屈曲部51に接続する。 The arc shield 5A has a bent portion 51. The arc shield 5A extends from the center in the vertical direction (Z direction) along the axis Ax of the insulating container 2 and connects to the bent portion 51.
屈曲部51は、上下方向(Z方向)に延びるとともに、固定電極3および可動電極4に向かって屈曲して延びている。言い換えると、屈曲部51は、径方向内側に屈曲した後、上下方向(Z方向)に絶縁容器2の軸心Axに沿って延びている。 The bent portion 51 extends in the vertical direction (Z direction) and is bent toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. In other words, the bent portion 51 bends radially inward and then extends in the vertical direction (Z direction) along the axis Ax of the insulating container 2.
導電層6の一方の端部は、アークシールド5と接触するとともに、導電層6の他方の端部は、アークシールド5の両端部5bの下方まで塗布されている。すなわち、導電層6は、上下方向においてアークシールド5の両端部5bを超えない範囲に塗布されている。なお、本変形例では、導電層6は、アークシールド5の両端部5bの下方まで塗布されているが、少なくとも屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間に塗布されていれば良い。 One end of the conductive layer 6 contacts the arc shield 5, and the other end of the conductive layer 6 is applied down to both end portions 5b of the arc shield 5. In other words, the conductive layer 6 is applied up to an area that does not exceed both end portions 5b of the arc shield 5 in the vertical direction. Note that in this modified example, the conductive layer 6 is applied down to both end portions 5b of the arc shield 5, but it is sufficient that the conductive layer 6 is applied at least between the bend 51 and both end portions 5b of the arc shield 5.
導電層6を屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間にのみ塗布する場合、導電層6は、アークシールド5と接触しない。そのため、導電層6とアークシールド5とは、同電位にならない。このような事態を防ぐために、導電層6を屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間にのみ塗布する場合、導電層6は、アークシールド5と同電位となる金属で形成することが好ましい。 When the conductive layer 6 is applied only between the bent portion 51 and both ends 5b of the arc shield 5, the conductive layer 6 does not come into contact with the arc shield 5. As a result, the conductive layer 6 and the arc shield 5 do not have the same potential. To prevent this, when the conductive layer 6 is applied only between the bent portion 51 and both ends 5b of the arc shield 5, it is preferable that the conductive layer 6 be made of a metal that has the same potential as the arc shield 5.
以上のように、アークシールド5Aは、屈曲部51を有する。屈曲部51は、上下方向(Z方向)に延びるとともに、固定電極3および可動電極4に向かって屈曲している。導電層6は、少なくとも屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間に設けられている。 As described above, the arc shield 5A has a bent portion 51. The bent portion 51 extends in the vertical direction (Z direction) and is bent toward the fixed electrode 3 and the movable electrode 4. The conductive layer 6 is provided at least between the bent portion 51 and both end portions 5b of the arc shield 5.
電圧が印加された場合、アークシールド5Aの屈曲部51の電界強度が高くなる。電界により加速された電子は、屈曲部51と対向する場所に衝突し易い。すなわち、アークシールド5の屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間に衝突し易い。 When a voltage is applied, the electric field strength at the bent portion 51 of the arc shield 5A increases. Electrons accelerated by the electric field tend to collide with the area opposite the bent portion 51. In other words, they tend to collide between the bent portion 51 of the arc shield 5A and both end portions 5b of the arc shield 5A.
そのため、屈曲部51とアークシールド5の両端部5bとの間に導電層6を設けることで、必要最低限の導電層6によりアークシールド5の電界強度を緩和することができる。これにより、真空バルブ1は、導電層6にかかるコストを削減することができる。 Therefore, by providing a conductive layer 6 between the bent portion 51 and both ends 5b of the arc shield 5, the electric field strength of the arc shield 5 can be alleviated with the minimum necessary conductive layer 6. This allows the vacuum interrupter 1 to reduce the cost of the conductive layer 6.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as within the scope and spirit of the invention.
1 真空バルブ
2、2A、2B、2C、2D 絶縁容器(容器)
2c 内面
2d 外面
25 突出部
25a 側面
26 突起
26a 先端
27 電界緩和シールド(シールド)
27a 先端
28 凸部
28a 頂点
3 固定電極(第1電極)
4 可動電極(第2電極)
5、5A アークシールド(シールド部材)
5b 両端部
51 屈曲部
6 導電層(導電部)
1 Vacuum valve 2, 2A, 2B, 2C, 2D Insulating container (container)
2c Inner surface 2d Outer surface 25 Protrusion 25a Side surface 26 Protrusion 26a Tip 27 Electric field mitigation shield (shield)
27a Tip 28 Convex portion 28a Vertex 3 Fixed electrode (first electrode)
4 Movable electrode (second electrode)
5, 5A Arc shield (shield material)
5b both end portions 51 bending portion 6 conductive layer (conductive portion)
Claims (12)
前記容器に収容される第1電極と、
前記第1電極と対向して前記容器に収容される第2電極と、
前記容器に固定して収容され、前記第1電極および前記第2電極を囲むシールド部材と、
前記シールド部材と電気的に接続され、前記容器の内面および外面のうち少なくともどちらか一方に設けられた導電部と、
を備え、
前記容器と真空と前記導電部とが接する三重点は、前記第1電極と前記第2電極とが対向する第1方向における前記シールド部材の両端部を超えない、
真空バルブ。 A cylindrical container;
a first electrode accommodated in the container;
a second electrode accommodated in the container and facing the first electrode;
a shield member fixedly housed in the container and surrounding the first electrode and the second electrode;
a conductive portion electrically connected to the shielding member and provided on at least one of an inner surface and an outer surface of the container;
Equipped with
a triple point where the container, the vacuum, and the conductive portion contact does not extend beyond both ends of the shielding member in a first direction in which the first electrode and the second electrode face each other;
Vacuum valve.
請求項1に記載の真空バルブ。 The conductive portion is provided continuously on the inner surface or the outer surface of the container without being scattered.
2. The vacuum valve according to claim 1.
前記導電部は、少なくとも前記屈曲部と前記シールド部材の両端部との間に設けられた、The conductive portion is provided at least between the bent portion and both end portions of the shielding member.
請求項1又は2に記載の真空バルブ。3. The vacuum valve according to claim 1 or 2.
請求項1~3のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。The vacuum interrupter according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の真空バルブ。5. The vacuum valve according to claim 4.
請求項4又は5に記載の真空バルブ。6. The vacuum valve according to claim 4 or 5.
請求項4~6のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。The vacuum interrupter according to any one of claims 4 to 6.
前記導電部は、少なくとも前記突起の先端まで設けられた、The conductive portion is provided at least up to the tip of the protrusion.
請求項4~7のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。The vacuum interrupter according to any one of claims 4 to 7.
前記シールドは、前記シールド部材を向く面を覆うとともに、前記シールド部材に向かって突出しており、the shield covers a surface facing the shield member and protrudes toward the shield member,
前記導電部は、少なくとも前記シールドの先端まで設けられた、The conductive portion is provided at least up to the tip of the shield.
請求項4~7のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。The vacuum interrupter according to any one of claims 4 to 7.
請求項1~9のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。A vacuum interrupter according to any one of claims 1 to 9.
請求項10に記載の真空バルブ。11. The vacuum valve according to claim 10.
前記導電部は、前記凸部の頂点よりも下方まで設けられるとともに、前記メタライズ処理が施された、The conductive portion is provided below the apex of the convex portion and is subjected to the metallization treatment.
請求項10又は11に記載の真空バルブ。12. A vacuum valve according to claim 10 or 11.
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