JPH0658779B2 - 真空バルブ - Google Patents
真空バルブInfo
- Publication number
- JPH0658779B2 JPH0658779B2 JP59051044A JP5104484A JPH0658779B2 JP H0658779 B2 JPH0658779 B2 JP H0658779B2 JP 59051044 A JP59051044 A JP 59051044A JP 5104484 A JP5104484 A JP 5104484A JP H0658779 B2 JPH0658779 B2 JP H0658779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- shield
- breaking
- electrodes
- vacuum valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
- H01H2033/66284—Details relating to the electrical field properties of screens in vacuum switches
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、真空バルブに係り、特に大電流しや断後の耐
電圧特性の向上を計かつたシールド構成の改良に関す
る。
電圧特性の向上を計かつたシールド構成の改良に関す
る。
周知のように、真空バルブは、絶縁円筒の両端に端板を
設けて構成した真空容器の内部に、接離自在とした一対
の電極を配設し、短絡やその他の事故で電力系統に大電
流が流れた場合に、操作装置からの駆動力で電極を開離
させ、このとき電極間に発生するアークを、真空の優れ
た絶縁回復特性で速かに消滅させることにより、電流を
しや断するものである。
設けて構成した真空容器の内部に、接離自在とした一対
の電極を配設し、短絡やその他の事故で電力系統に大電
流が流れた場合に、操作装置からの駆動力で電極を開離
させ、このとき電極間に発生するアークを、真空の優れ
た絶縁回復特性で速かに消滅させることにより、電流を
しや断するものである。
このような真空バルブの構造をさらに詳しく説明すれ
ば、第１図において、真空容器１は、絶縁円筒２とこの
両端に設けられた端板3a，3bで構成されており、この真
空容器１の内部に接離自在とした一対の電極4a，4bが配
設されている。ここで、電極4a，4bは、銅−ビスマス合
金のような溶解系金属から形成される。しかして、電極
4aには、端板3aを気密に貫通して取付けられた固定通電
軸５が接続されており、電極4bには、端板3bにベローズ
６を介して気密でかつ軸方向の移動自在に取付けられた
可動通電軸７が接続されている。なお、固定通電軸５の
端板3aからの突出部や可動通電軸７の端板3bからの突出
部は、それぞれ図示しない電路系統に接続される。ま
た、真空容器１の内部には、電極4a，4bの外側を囲み金
属材から形成されたシールド８が設けられ、しや断した
ときに電極4a，4bから発生する金属蒸気が付着して絶縁
円筒２の絶縁耐力が低下するのを防止している。
ば、第１図において、真空容器１は、絶縁円筒２とこの
両端に設けられた端板3a，3bで構成されており、この真
空容器１の内部に接離自在とした一対の電極4a，4bが配
設されている。ここで、電極4a，4bは、銅−ビスマス合
金のような溶解系金属から形成される。しかして、電極
4aには、端板3aを気密に貫通して取付けられた固定通電
軸５が接続されており、電極4bには、端板3bにベローズ
６を介して気密でかつ軸方向の移動自在に取付けられた
可動通電軸７が接続されている。なお、固定通電軸５の
端板3aからの突出部や可動通電軸７の端板3bからの突出
部は、それぞれ図示しない電路系統に接続される。ま
た、真空容器１の内部には、電極4a，4bの外側を囲み金
属材から形成されたシールド８が設けられ、しや断した
ときに電極4a，4bから発生する金属蒸気が付着して絶縁
円筒２の絶縁耐力が低下するのを防止している。
次に、上記構成の真空バルブのしや断現象について説明
する。
する。
一般に、しや断器が電流しや断に成功するか否かは、電
流零点後の電極間の絶縁回復が電極間に印加される電圧
の上昇より早いか否かによつてきまる。この点真空バル
ブは、アーク期間中に電極より発生した金属蒸気、電子
イオンが、極めて早い時間で真空中に拡散して電極また
はシールド表面に付着し補捉されるため、優れた絶縁回
復性能、即ち高いしや断性能が得られるという特徴があ
る。
流零点後の電極間の絶縁回復が電極間に印加される電圧
の上昇より早いか否かによつてきまる。この点真空バル
ブは、アーク期間中に電極より発生した金属蒸気、電子
イオンが、極めて早い時間で真空中に拡散して電極また
はシールド表面に付着し補捉されるため、優れた絶縁回
復性能、即ち高いしや断性能が得られるという特徴があ
る。
このように、電流をしや断できるか否かは電極から発生
される金属蒸気等がいかに電極自身の表面、またはシー
ルド面に補捉されるかによつてきまることから、金属蒸
気等の発生する度合、即ち電極を構成する材料、そして
電極ならびにシールドの構造が大きな役割を持つてい
る。
される金属蒸気等がいかに電極自身の表面、またはシー
ルド面に補捉されるかによつてきまることから、金属蒸
気等の発生する度合、即ち電極を構成する材料、そして
電極ならびにシールドの構造が大きな役割を持つてい
る。
近年、操作性の向上や設置空間の縮小を計かるため、真
空バルブの小形、軽量化が強く要求され、これに伴つ
て、小さい真空容器を用いて従来と同等の電流をしや断
できる性能が必要となつてきた。これを実現するには、
小さいシールドで且つより小さい電極で従来と同等のし
や断性能を発揮させなければならない。一方、一般に真
空バルブのしや断性能は、電極径に比例して増加する傾
向にあり、また、電極材料がしや断性能を大きく左右す
ることは既によく知られている。
空バルブの小形、軽量化が強く要求され、これに伴つ
て、小さい真空容器を用いて従来と同等の電流をしや断
できる性能が必要となつてきた。これを実現するには、
小さいシールドで且つより小さい電極で従来と同等のし
や断性能を発揮させなければならない。一方、一般に真
空バルブのしや断性能は、電極径に比例して増加する傾
向にあり、また、電極材料がしや断性能を大きく左右す
ることは既によく知られている。
そこで、より直径の小さい電極で従来と同等のしや断性
能を発揮させるには、より性能のよい電極材料を用いる
のが有利となる。
能を発揮させるには、より性能のよい電極材料を用いる
のが有利となる。
しかして、真空バルブ用電極材料としては、純金属を単
独で用いる場合以外にタングステンその他に銅や銀など
の良導電材料を含浸させたいわゆる焼結系合金、さらに
は銅に種々の材料を溶かして作つた溶解系合金がある。
独で用いる場合以外にタングステンその他に銅や銀など
の良導電材料を含浸させたいわゆる焼結系合金、さらに
は銅に種々の材料を溶かして作つた溶解系合金がある。
通常、タングステンと銅もしくは銀などからなる焼結系
合金よりは、銅を主成分として微量の他の金属、特に低
融点且つ高蒸気圧材料を溶解した溶解系合金の方が、し
や断性能が優れている。
合金よりは、銅を主成分として微量の他の金属、特に低
融点且つ高蒸気圧材料を溶解した溶解系合金の方が、し
や断性能が優れている。
しかしながら、溶解系合金を小形化された真空バルブ用
電極材料として用いると、次のような問題があることが
判つた。即ち、溶解系合金を電極として用いた場合、電
流しや断時、金属蒸気が発生し易い。これはアークの熱
により低融点成分が容易に蒸発するからと考えられてい
る。
電極材料として用いると、次のような問題があることが
判つた。即ち、溶解系合金を電極として用いた場合、電
流しや断時、金属蒸気が発生し易い。これはアークの熱
により低融点成分が容易に蒸発するからと考えられてい
る。
その結果、金属蒸気が電極自身あるいはシールドに付着
する割合が増し、極端な場合溶融物のかたまりとして付
着することがある。
する割合が増し、極端な場合溶融物のかたまりとして付
着することがある。
このようにして電極から発生した金属蒸気がシールド内
面に溶融物のかたまりとして付着すると、次のような不
具合が生じる。即ち、この溶融物のかたまりが電極間な
らびに電極とシールド間の電界分布を不整にして絶縁耐
力を低下させる。これは、しや断性能を低下させる原因
となるばかりでなく、しや断だけはしても、その後の耐
電圧特性が著しく悪化し、使用上極めて危険な状態にな
る。
面に溶融物のかたまりとして付着すると、次のような不
具合が生じる。即ち、この溶融物のかたまりが電極間な
らびに電極とシールド間の電界分布を不整にして絶縁耐
力を低下させる。これは、しや断性能を低下させる原因
となるばかりでなく、しや断だけはしても、その後の耐
電圧特性が著しく悪化し、使用上極めて危険な状態にな
る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電流しや
断後の耐電圧特性の低下を防止し、小形化を計つた真空
バルブを提供することを目的とする。
断後の耐電圧特性の低下を防止し、小形化を計つた真空
バルブを提供することを目的とする。
本発明は、絶縁円筒の両端に端板を設けた真空容器の内
部に、接離自在とし溶解系金属から形成された一対の電
極ならびにこの電極の外側を囲むシールドを配設した真
空バルブにおいて、前記電極の外径をd1としたとき、前
記シールドの内径d2が d2≧1.15d1 となるように形成し、電流しや断後の耐電圧特性の低下
を防止し、小形化を実現しようとするものである。
部に、接離自在とし溶解系金属から形成された一対の電
極ならびにこの電極の外側を囲むシールドを配設した真
空バルブにおいて、前記電極の外径をd1としたとき、前
記シールドの内径d2が d2≧1.15d1 となるように形成し、電流しや断後の耐電圧特性の低下
を防止し、小形化を実現しようとするものである。
本発明者らは、上述した事情に鑑みて、しや断性能に優
れている溶解系金属から形成された電極4a，4bを備えた
真空バルブのしや断後の耐電圧特性の劣下が、電極4a，
4b、シールド８、電極間距離Ｄ等に関連するものとし
て、これらの相関関係を見出すべく種々の研究を行なつ
た。
れている溶解系金属から形成された電極4a，4bを備えた
真空バルブのしや断後の耐電圧特性の劣下が、電極4a，
4b、シールド８、電極間距離Ｄ等に関連するものとし
て、これらの相関関係を見出すべく種々の研究を行なつ
た。
即ち、第２図に示すシールド８、電極4a，4b、電極間距
離Ｄ等が耐電圧特性に及ぼす影響を把握するため、電極
径d1を一定として複数の電極間距離のもとで、シールド
内径を変化させ、電流しや断前後の耐電圧特性の変化を
調査した。
離Ｄ等が耐電圧特性に及ぼす影響を把握するため、電極
径d1を一定として複数の電極間距離のもとで、シールド
内径を変化させ、電流しや断前後の耐電圧特性の変化を
調査した。
ここで 電極材料；銅＋１wt％ビスマス 電極外径；75mm 電極間距離；８mm、10mm、12mm 電流しや断条件；電圧7.2KV、電流20KA また、耐電圧値は、電極間に交流電圧を加え、連続放電
が始まる値を読みとり、その値をこの種のしや断器に要
求される商用周波耐電位を100％とする百分率で示す
が、この研究では28KVを100％とする。
が始まる値を読みとり、その値をこの種のしや断器に要
求される商用周波耐電位を100％とする百分率で示す
が、この研究では28KVを100％とする。
上記研究結果を第３図および第４図に示す。なお、第３
図は、しや断前の耐電圧特性、第４図はしや断後の耐電
圧特性を示し、それぞれ横軸はシールド内径d2と電極外
径d1の比、縦軸は耐電圧値を示す。
図は、しや断前の耐電圧特性、第４図はしや断後の耐電
圧特性を示し、それぞれ横軸はシールド内径d2と電極外
径d1の比、縦軸は耐電圧値を示す。
この結果から耐電圧値の低下は、電極間距離Ｄがいずれ
の場合にも共通して、シールド内径d2と電極外径d1の比
が1.15未満では著しいことが判る。即ち、耐電圧値の低
下に大きな影響を与えるのは、電極間距離よりもシール
ド内径と電極外径の関係であることが判る。しや断後の
状態を観察するとシールド内径d2と電極外径d1の比が1.
15以上の場合、金属蒸気の溶融物は電極表面ならびにシ
ールド内面に、ほぼ均一に付着しているのに対し、前記
比が1.15未満の場合は、電極外径部およびそれと最短距
離のシールド内面部に集中して溶融物がかたまりとな
し、実質的にはシールド内径をせばめている状態にあ
り、その結果耐電圧値の低下を著しくしているものであ
る。
の場合にも共通して、シールド内径d2と電極外径d1の比
が1.15未満では著しいことが判る。即ち、耐電圧値の低
下に大きな影響を与えるのは、電極間距離よりもシール
ド内径と電極外径の関係であることが判る。しや断後の
状態を観察するとシールド内径d2と電極外径d1の比が1.
15以上の場合、金属蒸気の溶融物は電極表面ならびにシ
ールド内面に、ほぼ均一に付着しているのに対し、前記
比が1.15未満の場合は、電極外径部およびそれと最短距
離のシールド内面部に集中して溶融物がかたまりとな
し、実質的にはシールド内径をせばめている状態にあ
り、その結果耐電圧値の低下を著しくしているものであ
る。
また、耐電圧値の低下は、前記したd2／d1の値が1.4以
上になると、ほぼ横ばいとなる。これは、この領域では
耐電圧値はシールド内面に付着した溶融物よりも、むし
ろ電極表面の状態に左右される為である。
上になると、ほぼ横ばいとなる。これは、この領域では
耐電圧値はシールド内面に付着した溶融物よりも、むし
ろ電極表面の状態に左右される為である。
本発明は、以上のように構成されているから、溶解系合
金から形成された電極を備えた真空バルブの、しや断後
の耐電圧特性の劣下を防止し、小形化を実現できる真空
バルブを提供することができる。
金から形成された電極を備えた真空バルブの、しや断後
の耐電圧特性の劣下を防止し、小形化を実現できる真空
バルブを提供することができる。
第１図は従来の真空バルブの断面図、第２図は本発明の
一実施例を説明する断面図、第３図は本発明に係る真空
バルブの電流しや断前耐電圧試験結果を示す図、第４図
は電流しや断後の耐電圧試験結果を示す図である。 １……真空容器、3a，3b……端板 4a，4b……電極、５……固定通電軸 ７……可動通電軸、６……ベローズ ８……シールド。
一実施例を説明する断面図、第３図は本発明に係る真空
バルブの電流しや断前耐電圧試験結果を示す図、第４図
は電流しや断後の耐電圧試験結果を示す図である。 １……真空容器、3a，3b……端板 4a，4b……電極、５……固定通電軸 ７……可動通電軸、６……ベローズ ８……シールド。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁円筒の両端に端板を設けた真空容器の
内部に、接離自在とし溶解系金属から形成された一対の
電極ならびにこの電極の外側を囲むシールドを配設した
真空バルブにおいて、前記電極の外径をd1としたとき、
前記シールドの内径d2が d2≧1.15d1 となるように形成されたことを特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051044A JPH0658779B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051044A JPH0658779B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 真空バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195825A JPS60195825A (ja) | 1985-10-04 |
| JPH0658779B2 true JPH0658779B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=12875799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051044A Expired - Lifetime JPH0658779B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 真空バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658779B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001222935A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Toshiba Corp | 真空開閉装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628420A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-20 | Tokyo Shibaura Electric Co | Vacuum breaker |
| JPS5935327A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP59051044A patent/JPH0658779B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195825A (ja) | 1985-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |