JPH0433092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、真空インタラプタに係り、特に真空
度低下検出に適した真空インタラプタに関する。

Ｂ 発明の概要 絶縁筒の両端を金属端板で閉塞して真空容器を
形成し、中間シールドの対地電圧を検出して真空
度低下を検出可能とした真空インタラプタにおい
て、 真空度低下時にしや断不能領域に至る以前で固
定側又は可動側のいずれか一方のみにて放電する
真空ギヤツプを設けて真空度低下を検出すること
により、 真空度低下検出後にあつてもしや断できるよう
にしたものである。

Ｃ 従来の技術 本来、真空インタラプタは、他の開閉器具に比
べ電気的にも機械的にも長寿命であり、保守点検
がほとんど不要である。しかし、しや断回数の増
大に伴なう真空度低下に加え、非常に稀ではある
が、ベローズや気密接合部等から真空漏れして真
空度が低下することがある。真空インタラプタ
（電流しや断部）は、その真空度低下により真空
しや断器としてのしや断性能が低下し、ひいては
しや断不能に至る。したがつて、その真空度を定
期的にまたは常時点検することが要求されてい
る。しかも、真空インタラプタは、操作機構と組
立てられて真空しや断器を構成した後、通電状態
で真空度を正確かつ簡便に検査し得ることが望ま
れている。

一方、真空インタラプタの真空度と真空ギヤツ
プの放電開始電圧とは、第３図に示すように、パ
ツシエンの法則に近似した関係にある。第３図
は、横軸に真空インタラプタ内部圧力、縦軸に放
電開始電圧をとつたもので、図中実線（一部破
線）１は真空ギヤツプが10mmの場合の特性を示
す。第３図から判るように、真空インタラプタ内
の真空度が10^-4mmＨｇ（13.33mPa）以下の高真
空であれば放電開始電圧は非常に高い。しかし、
真空度が劣化して10^-1mmＨｇ（13.33Pa）程度に
なると500Vで放電してしまう。

従来、このような法則を利用して、通電中の常
時真空度監視を行なうべく、真空インタラプタの
中間シールドの対地電圧を検出可能としたものが
知られている。

かかる真空インタラプタは、例えば第４図に示
すように、ガラス又はセラミツクスからなる円筒
状の２本の同一絶縁筒２，２を、それぞれの両端
に固着したコバール等からなる薄肉円環状の封着
金具３，３、……の一方を介し同軸的に接合して
１本の絶縁筒４にするとともに、その両端開口部
を他方の封着金具３，３を介し円板状の金属端板
５ａ，５ｂにより閉塞し、かつ内部を高真空｛例
えば10^-5mmＨｇ（1.333mPa）以下の圧力｝に排
気して真空容器６が形成されている。

この真空容器６内には、その軸線上に位置する
固定電極棒７ａが固定側の金属端板５ａから気密
に導入されている。また、真空容器６内には、固
定電極棒７ａに接近離反自在の可動電極棒７ｂが
金属製のベローズ８を介して可動側の金属端板５
ｂから気密に導入されている。これら両電極棒７
ａ，７ｂの各内端部には、対をなして接離自在を
固定、可動電極９ａ，９ｂが一体的に設けられて
いる。

さらに、真空容器６内には、電極９ａ，９ｂと
電極棒７ａ，７ｂの一部とを同心状に囲繞する金
属製の中間シールド１０が絶縁筒４中間部の封着
金具３により支持されている。固定電極棒７ａに
は、中間シールド１０より小径にして固定電極棒
７ａを同心状に囲繞する金属製の軸シールド１１
が固着されている。可動電極棒７ｂには、中間シ
ールド１０より小径にして可動電極棒７ｂおよび
ベローズ８を同心状に囲繞する金属製のベローズ
シールド１２が固着されている。

ここに、真空インタラプタの固定側と可動側と
では、高真空領域における耐電圧特性の向上を図
るため、開極時における電界分布状態がほぼ対称
となるように構成されている。すなわち、中間シ
ールド１０軸シールド１１、ベローズシールド１
２、金属端板５ａ，５ｂ等との間の真空ギヤツプ
L₁，L₂，L₃は、固定側と可動側で同一寸法ギヤ
ツプとなつている。

なお、中間シールド１０は、２個のコンデンサ
C₁、C₂を直列に設けてなるインピーダンス分圧
器１３を介して大地接続されている。

かかる構成の真空インタラプタにおいて、系統
線路電圧E₁と中間シールド１０の対地電圧E₂と
は、真空度が正常ならばE₁＞E₂である。しかし、
真空度が劣化して例えば中間シールド１０と軸シ
ールド１１およびベローズシールド１２との間で
放電を生じると、中間シールド１０の対地電圧
E₂は上昇してE₁≒E₂となる。これにより、真空
度の良否が判定できるものである。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる従来の真空インタラプタでは、
確かに真空度が劣化したことを判定できるもの
の、固定側と可動側とは、電界分布均一化を図る
ために対称形に構成されているので、ほぼ同じ真
空度で中間シールド１０と固定側および可動側の
両者との間でそれぞれ放電を生じてしまう。した
がつて、たとえしや断可能な真空領域で真空度低
下を検知し、操作機構（図示省略）を作動させて
電極９ａ，９ｂを開極しても、固定側と可動側と
は中間シールド１０を介して閃絡しているので、
結局負荷電流や事故電流をしや断することができ
なかつた。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、し
や断可能な真空領域で真空度低下を検知すること
ができ、その検知直後に開極操作することにより
固定側と可動側とが中間シールドを介して閃絡す
ることなく確実にしや断することができる真空イ
ンタラプタを提供することにある。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明者等は、真空インタラプタにおける放電
現象につき検討した結果、第２図に示す特性を得
た。第２図は、横軸に真空インタラプタ内部圧
力、縦軸に放電開始電圧をとつたものである。第
２図中、実線１４、実線１５および実線１６は、
それぞれ真空ギヤツプＡ，ＢおよびＣの特性を示
すもので、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にある。

一般に、長ギヤツプは短ギヤツプよりも放電開
始電圧が高いことが知られていたが、このこと
は、第４図から判るように、高真空又は大気圧近
傍での現象であり、10^-2mmＨｇ（1.333Pa）前後
の領域では、逆に短ギヤツプの方が長ギヤツプよ
りも放電開始電圧は高くなつている。そして、短
ギヤツプは、その10^-2mmＨｇ（1.333Pa）前後の
領域で十分な耐電圧を保有していた。

さらに、本発明者等は、真空ギヤツプの近傍に
例えばガラス、セラミツクス等の絶縁物が存在す
る場合の放電現象につき検討した。その結果、真
空ギヤツプの近傍に絶縁物が存在する場合は、前
記第２図に示す現象とは異なり、10^-2mmＨｇ
（1.333Pa）の領域で、長ギヤツプの方が短ギヤツ
プより放電開始電圧は高くなり、短ギヤツプの方
が放電し易くなつていることが判つた。これは、
絶縁物の２次電子放出が多いことによると考えら
れる。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、しや断可能領域で固定側又は可動側のいずれ
か一方にのみにて放電する真空ギヤツプを設ける
こととした。すなわち、本発明の真空インタラプ
タは、絶縁筒の両端を金属端板で閉塞して真空容
器を形成している。そして、この真空容器には、
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、これら両電極棒の各内端部には、
対をなして接離自在の固定、可動電極棒を設けて
いる。

さらに、真空容器内に、少なくとも電極の外周
を囲繞する金属製中間シールドを電極に対し絶縁
して設けている。また、この中間シールドをイン
ピーダンスを介して大地接続されいる。さらに、
中間シールドと固定側又は可動側の系統電位部材
との間に夫々真空ギヤツプを形成し、その一方の
真空ギヤツプを真空度低下時であつてかつしや断
可能な真空領域で放電する真空ギヤツプとしてい
る。

ここに、しや断可能な真空領域とは、真空イン
タラプタの仕様（例えば定格電圧等）により決定
されるものである。

さらに、他方の真空ギヤツプとその近傍の絶縁
物との間にその真空ギヤツプの放電を抑制する金
属製のシールドを設けている。

Ｆ 作用 かかる構成の真空インタラプタにおいて、通電
中に真空度が低下してくると、しや断不能領域に
至る以前に固定側又は可動側いずれか一方に設け
ている長ギヤツプの部分で放電が生じる。この
際、他の真空ギヤツプ（短ギヤツプ）では放電を
生じず、短ギヤツプが前記長ギヤツプの放電に誘
発されて放電することはない。短ギヤツプ近傍に
絶縁物があるにも拘らず短ギヤツプが放電しない
のは、この絶縁物に短ギヤツプを囲繞する金属製
のシールドを設けているので、絶縁物からの２次
電子放出による影響を防止できるからである。一
方、長ギヤツプで放電したことは、中間シールド
の対地電圧が変動するため、直ちに検出される。

したがつて、真空度低下検出直後に、操作機構
を作動させて電極を開極すれば、しや断を行なう
ことができる。

Ｇ 実施例 以下、本発明を第１図に示す各実施例に基づき
詳細に説明する。

なお、従来と同一部分については第４図と同一
符号をもつて示し説明を省略する。

本発明の真空インタプラタは、例えば第１図に
示すように、真空容器６内には、金属端板５ａ，
５ｂと同電位に固着されかつ中間シールド１０と
同心同径円筒状の金属からなる補助シールド１７
ａ，１７ｂ（系統電位部材）が設けられている。
そして、固定側における中間シールド１０と補助
シールド１７ａとの間に、真空度低下時であつて
かつしや断可能な領域で放電する真空ギヤツプ
L₄が形成されている。真空ギヤツプL₄は、この
真空インタラプタにおいて、最長の真空ギヤツプ
である。なお、ギヤツプ長は、異電位部材間の等
電位線を直交する方向に飛行する電子の飛行距離
により決定されるものである。

また、可動側における中間シールド１０と補助
シールド１７ｂとの間に、前記真空ギヤツプL₄
より短い真空ギヤツプL₅が形成されている。さ
らに、可動側の絶縁筒２の内面には、絶縁筒２と
ほぼ同一長さの円筒状にして真空ギヤツプL₅を
囲繞し真空ギヤツプL₅に放電が発生するのを抑
制する金属製シールド１８が取付けられている。

この真空インタラプタにおいて、通電中に真空
度が低下してくるとしや断不能な真空領域に至る
以前に真空ギヤツプL₄が放電する。これにより、
中間シールド１０の対地電圧が変動し、インピー
ダンス分圧器１３を介して真空度劣化が検出され
る。この検出直後は、すなわち他の可動側の真空
ギヤツプL₅が金属製シールド１８により放電が
抑制され耐電圧を保つており、真空度が更に劣化
し真空ギヤツプL₅が放電を開始する前に、操作
機構（図示省略）を作動させて可動電極棒７ｂを
固定電極棒７ａから離反させ、電極９ａ，９ｂを
開極すれば、しや断することができる。

なお、前記実施例では、絶縁筒４を２本の絶縁
筒２を組合せて形成したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではなく、中間シールド１０
の対地電圧を検出できるものであれば１本の絶縁
筒にて構成してもよい。また、真空ギヤツプL₄
に対応する固定側の絶縁筒２の長さを可動側の絶
縁筒２より長く形成してもよい。さらに、固定側
と可動側との絶縁筒２を中間シールド兼用の金属
タンクを介して接合してもよい。

一方、インピーダンス分圧器１３の要素は、コ
ンデンサに限定されるものではなく、抵抗または
コンデンサと抵抗の組合せでもよい。また、上記
実施例では、最長の真空ギヤツプL₄を固定側に
設けた例で示したが、これらギヤツプを可動側に
設けてもよいのは勿論である。

Ｈ 発明の効果 以上のように本発明によれば、中間シールドと
固定側又は可動側の系統電位部材との間にそれぞ
れ真空ギヤツプを形成し、その一方の真空ギヤツ
プを真空度低下時であつてかつしや断可能な真空
領域で放電する真空ギヤツプとし、他方の真空ギ
ヤツプとその近傍の絶縁物との間に放電を抑制す
る金属製のシールドを設けたので、真空度低下の
リーク初期（高真空）時に、前記一方の真空ギヤ
ツプのみで放電を生じ、他方の真空ギヤツプは放
電が抑制されて十分な耐電圧を保有する。そのた
め中間シールドの電圧測定によつて真空度低下を
検知した直後に開極操作すれば他方の真空ギヤツ
プが耐電圧を保つているので固定側と可動側が中
間シールドを介して閃絡することがなく確実にし
や断できる。

【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実施例
を示す縦断正面図、第２図は真空ギヤツプ長が異
なる場合の真空インタラプタ内部圧力と放電開始
電圧との関係を示すグラフ、第３図はパツシエン
の法則を示すグラフ、第４図は従来の真空インタ
ラプタの縦断正面図である。 ４……絶縁筒、５ａ，５ｂ……金属端板、６…
…真空容器、７ａ……固定電極棒、７ｂ……可動
電極棒、８……ベローズ、９ａ……固定電極、９
ｂ……可動電極、１０……中間シールド、１３…
…インピーダンス分圧器、１７ａ，１７ｂ……補
助シールド、１８……シールド、L₄，L₅……真
空ギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁筒の両端を金属板で閉塞した真空容器の
   一方の金属端板から内端に電極が施された固定電
   極棒を気密に導入し、他方の金属端板から内端に
   電極が施された可動電極棒をベローズを介して気
   密に導入すると共に、真空容器内に少なくとも前
   記電極の外周を囲繞する金属製の中間シールドを
   絶縁物近傍に設け、この中間シールドをインピー
   ダンスを介して大気接続してなる真空インタラプ
   タにおいて、 前記中間シールドと固定側又は可動側の系統電
   位部材との間に夫々真空ギヤツプを形成し、その
   一方の真空ギヤツプを真空度低下時であつてかつ
   しや断可能な真空領域で放電する真空ギヤツプと
   すると共に、他方の真空ギヤツプとその近傍の絶
   縁物との間にその真空ギヤツプの放電を抑制する
   金属製のシールドを設けたことを特徴とした真空
   インタラプタ。