JPH0779015B2 - 真空インタラプタの化成方法 - 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の化成方法に関し、電極の表
面を均一に化成し得るよう工夫したものである。

B.発明の概要 本発明は、化成時の真空インタラプタのアークに対し縦
磁界を加えるとともに、化成電流がピークになるとき真
空インタラプタが全開となるように化成電流の周波数を
調整して縦磁界効果が電極表面全体に均一に及び、アー
クが電極表面全体に均一に広がるようにし、電極表面の
均一な化成を行ない得るようにしたものである。

C.従来の技術 真空遮断器は小形軽量で信頼性も高く、且つ保守も容易
な遮断器として汎用されている。真空遮断器の主要構成
部品は真空インタラプタであり、この真空インタラプタ
では10^-5Torr程度の真空容器内に相対向する一対の電極
が導入されており、一方が他方に対して接離することに
より回路を開閉するようになっている。

一方、この真空インタラプタは、高真空状態とすること
が必要であり、その製造工程においてはろう付け時、加
熱排気時において熱負荷を受ける。このため、電極表面
は熱負荷による荒れを起こし、初期において所定の絶縁
耐力及び絶縁回復特性が得られないことがある。そこ
で、この種の真空インタラプタでは、一般に、電極間に
アークを発生させ、このアークにより電極表面の荒れを
洗浄する、所謂電流化成が施されている。

従来技術に係る最も初期の化成方法は、閉極状態の化成
用の真空インタラプタの電極間に交流電圧を印加し、こ
の印加状態を継続したまま電極を開極することにより電
極間にアークを発生させるというものである。

ところが、上記化成方法は、真空インタラプタの電極が
ディスク電極、スパイラル電極及びカップ電極等、縦磁
界型以外の場合、化成により発生するペーパーが真空容
器の内周面に付着してこれを汚損する。このため、化成
回数及び電流値が限定されるので、特に電極の径が大き
くなると充分な化成を行なうことができないという問題
がある。

かかる問題点を解消し得る化成方法として化成用の真空
インタラプタの外部に配設したコイルにより縦磁界を加
えるという方法が提案されている。

第１図は縦磁界を加える化成方法を実現するための回
路、第４図はそのときの化成電流の波形及び第５図はそ
のときの化成用の真空インタラプタの開極時のストロー
クの波形を夫々示す。

第１図中、１は交流電源、２は補助真空遮断器、３は化
成用の真空インタラプタ、４は縦磁界発生用のコイル、
５はコイル４のための交流電源、Ｄはダイオード、Ｒは
抵抗、Ｌはリアクトル、Ｃはコンデンサである。

かかる回路を用いて真空インタラプタ３の化成を行う場
合は、コンデンサＣに直流電圧を充電し、補助真空遮断
器２及び化成用のインタラプタ３を閉極してＬ−Ｃ回路
により50Hzの振動電流を作り、その後真空インタラプタ
３を開極することによりこの真空インタラプタ３の電極
間にアークを発生させている。このとき、コイル４によ
りアームに対しこのアークと同方向の縦磁界を作用させ
ている。

第５図中、Ａは補助真空遮断器２における真空インタラ
プタの閉極位置、Ｂは真空インタラプタ３の開極開始位
置、Ｃは真空インタラプタ３の全開位置である。

同図と第４図とを併せて参照すれば明らかな通り、真空
インタラプタ３の全開位置Ａは化成電流の零点に略一致
している。これは、一般に、真空インタラプタ３を遮断
時の電流が零になった時点でアークを消すように考慮し
て設計してあり、これに合わせて操作器による開極スピ
ードも決定しているからである。

D.発明が解決しようとする問題点 ところで、縦磁界を加えて電流化成をする場合、上記従
来技術においては、化成電流のピーク時における真空イ
ンタラプタ３の電極間のギャップが短かいため、即ち第
４図に示す化成電流のピーク時には第５図に示すように
電極は全開位置の略半分の位置迄した開極していないた
め、アークが電極表面上で充分拡散しないという問題が
ある。これはコイルを真空インタラプタの外部に配設し
た場合でも、内部に配設した場合でも、即ち縦磁界型の
真空インタラプタの場合でも同様であるが、特に電極の
径が100mm以上と大きくなると電極表面の外周部分が化
成されずに残ってしまうという結果を招来する。

対策として、１）化成電流の最大値を増やす、２）化成
回数を増やすいう手段が考えられるが、前者は大きな設
備が必要になるばかりでなく電極の中心部が損傷すると
いう問題があり、後者は電極の中心部のみが化成される
だけで効果がないということが判明した。

本発明は、上記従来技術に鑑み、電極の径が大きくなっ
てもその表面を均一に化成し得る真空インタラプタの化
成方法を提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 上記目的を達成する本発明の構成は、閉極状態の真空イ
ンタラプタの電極間に交流電圧を印加し、この印加状態
を継続したまま電極を開極することにより電極間にアー
クを発生させ、このアークにより電極表面の荒れを洗浄
する真空インタラプタの化成方法において、アークに対
しこのアークと同一方向の磁界をコイルにより加えると
ともに、真空インタラプタの全開時に化成電流の電流値
がピークになるように化成電流の周波数を調整して真空
インタラプタを開極することを特徴とする。

F.作用 上記構成の本発明によれば真空インタラプタが全開とな
ったとき化成電流もピークになる。即ち、電極の全開時
にアークエネルギは最大となり、このためアークは電極
表面の全域に亘って均一に拡散する。

G.実施例 以下本発明を実施例に基づき図面を用いて詳細に説明す
る。

本実施例は第１図に示す回路を用いて真空インタラプタ
３を電流化成するものである。

このときの諸条件は下記の通りである。

１）化成回路 電圧;4kV、 電流;31.5×▲√▼2kA ２）化成用の真空インタラプタ３ 定格電圧;84kV（r.m.s） 定格電流;31.5kA（r.m.s） ギャップ長;60（mm） 電極；直径110（mm）のスパイラル 定格開極スピード;3m/s 上記条件の下で、本実施例では化成電流の電流値がピー
ク時に真空インタラプタの電極が全開となるように化成
電流の周波数を調整する。この周波数の調整はコンデン
サＣの容量を一定にしてコイルＬのインダクタンスを変
化させることにより容易に達成される。

第２図の実線は本実施例に係る化成電流の波形を、また
第３図は本実施例に係る真空インタラプタ３の開極時の
ストローク波形を夫夫示す。両図中、Ａは補助真空イン
タラプタ２の閉極位置、Ｂは真空インタラプタ３の開極
開始位置、Ｃは真空インタラプタ３の全開位置、Ｄは化
成電流のピーク時である。

本実施例では真空インタラプタ３の全開位置Ｃと化成電
流のピーク時Ｄが一致している。一方、従来技術におけ
る化成電流（50Hz）の波形を第２図中に一点鎖線で示
し、そのピーク時を符号Ｅで第２図に、またピーク時Ｅ
における真空インタラプタ３の開極位置を符号Ｆで第３
図に夫々示している。第２図に示すように、本実施例の
化成電流は従来技術における化成電流よりも低周波数
（30Hz）としてピーク時Ｅに対しピークＤを遅らしてい
る。

かかる、本実施例によれば、アークエネルギーが最も大
きい化成電流のピーク時に電極間のギャップが最大とな
るため、縦磁界が電極面全体に作用し、アークを電極面
全体に均一に拡散させる。

化成条件は前述と同じにし、且つ本発明及び従来におけ
る縦磁界を印加した化成後の真空インタラプタの耐電圧
特性を調べた結果を第６図に示す。

第６図は縦磁界を加えて電流化成を行なった場合のイン
パルス耐電圧特性を示すグラフである。同図中、○印は
本発明による場合、◎印は従来の場合の耐電圧値の平均
をプロットしてある。

第６図から明らかなように、本発明によれば初期より安
定した耐電圧特性が得られることが確認できた。

なお、第２図を参照すれば明らかな通り化成電流の周波
数を下げるとそのピーク値も下がるが、真空インタラプ
タ３の全開時にピークとなる周波数の化成電流のピーク
値が所定の電流値になるように電圧値を決定してやれば
問題はない。また、化成電流の周波数は、一般の真空イ
ンタラプタの開極時のストローク波形から考えて40Hz〜
20Hz程度に選定してやれば良い。

更に、前記実施例において縦磁界は外部のコイルにより
発生させたが、これは内部のコイル、即ち縦磁界型の真
空インタラプタのコイルにより発生させても勿論良い。

H.発明の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば真空インタラプタの全開時に化成電流の電流値が
ピークになるように化成電流の周波数を調整したので、
アークエネルギが最も大きい化成電流のピーク時には電
極間のギャップが最大になっており、したがって縦磁界
が電極面全体に均一に作用する。この結果、電極はその
径が大きくなっても全体的に均一に化成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は化成用の回路を示す回路図、第２図はその化成
電流の波形を示す波形図、第３図は本実施例に係る化成
用の真空インタラプタの開極時のストローク波形を示す
波形図、第４図は化成電流の波形を示す波形図、第５図
は従来技術に係る化成用の真空インタラプタの開極時の
ストローク波形を示す波形図、第６図は化成時に縦磁界
を加えた本発明と従来における化成後の真空インタラプ
タのインパルス耐電圧特性を示すグラフである。 図面中、 1,5は交流電源,3は真空インタラプタ、４はコイルであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉極状態の真空インタラプタの電極間に交
   流電圧を印加し、この印加状態を継続したまま電極を開
   極することにより電極間にアークを発生させ、このアー
   クにより電極表面を洗浄する真空インタラプタの化成方
   法において、アークに対しこのアークと同一方向の磁界
   をコイルにより加えるとともに、真空インタラプタの全
   開時に化成電流の電流値がピークになるように化成電流
   の周波数を調整して真空インタラプタを開極することを
   特徴とする真空インタラプタの化成方法。