JPH0793082B2 - 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、化成時の真空インタラプタの電
極間にアークがチョップしない程度の直流電流を供給し
ておき、この状態で真空インタラプタを開極するととも
に、真空インタラプタの全開時に電流値がピークになる
ように、交流電流を供給して縦磁界効果が電流表面全体
に均一に広がり、アークも電流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ベーパーが真空容
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５図は縦磁界を加える化成方法を実現するための回
路、第６図はそのときの化成電流の波形及び第７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５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の化成を行なう
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
よりアーク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７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６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は遮断
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
６図に示す化成電流のピーク時には第７図に示すように
電極は全開位置の略半分の位置迄しか開極していないた
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
回路を増やすと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を荒れを洗浄
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、更
に電極間でアークが持続される程度の直流電流を供給し
た状態で真空インタラプタを開極するとともに、真空イ
ンタラプタの全開時に電流値がピークになるように、そ
の後交流電流を供給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化成電流のピーク時には電極
間は従来に較べ大きく開極している。したがって、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４図と同一部分には同一番号を付した第
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、 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 第１図に示すように、本回路は第５図に示す回路に対し
スイッチSW₁，SW₂及びスイッチSW₁に流入する電流を制
限する抵抗R₁を追加したものである。

本実施例では、第１図に示す回路を用いて、外部のコイ
ル４により縦磁界を加えた状態で真空インタラプタ３に
直流電流を流し、その後真空インタラプタ３を開極する
とともに、この真空インタラプタ３の全開時に化成電流
がピークになるように前記直流電流に交流電流を供給し
ている。

かかる化成方法を更に詳言すると次の通りである。

（１） スイッチSW₁を閉成してコンデンサＣを充電す
る。このとき、スイッチSW₂は開、補助真空インタラプ
タ２は開、化成用の真空インタラプタ３は閉となってい
る。

（２） スイッチSW₁を開放するとともにスイッチSW₂を
閉成して真空インタラプタ３に直流電流を供給する。こ
のときの電流は、真空インタラプタ３の開極に伴ない発
生するアークがチョップ（截断）されない程度の値とす
る。このときのチョッピング電流は電極の材料及び電極
間の距離によって決まるが、Cu−Mo−Cr電極で電極間距
離が30mm程度のときは20〜30A程度で充分である。

（３） 真空インタラプタ３を開極する。

（４） スイッチSW₁を再度閉成するとともに補助真空
インタラプタ２を閉極し、若干遅らしてスイッチSW₂を
開放する。このことにより回路には50Hzの交流電流が流
れるが、この交流電流のピーク時に真空インタラプタ３
が全開となるようにする。このようにするためには、前
記交流電流の周波数及び真空インタラプタ３の開極スピ
ードを考慮して補助真空インタラプタ２の閉極開始時期
及びスイッチSW₂の開極開始時期を決定すれば良い。

第２図は本実施例に係る化成電流の波形を示す波形図、
第３図はこのときの真空インタラプタ３のストローク波
形を示す波形図である。両図に示すように、化成電流の
ピーク時には真空インタラプタ３が全開となっている。
真空インタラプタ３の開極開始位置Ｂから全開位置Ｃ迄
は通常８〜9msecであるため、補助真空インタラプタ２
は真空インタラプタ３の開極開始後略３〜4msec後に閉
極すれば良い。補助真空インタラプタ２の閉極位置を第
３図にＡで示す。

かかる本実施例によれば、特に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を大きく
とることができるため、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４図に示す。

第４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４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、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。

即ち、本実施例は、最初の一定期間直流電流によりアー
クを発生させることにより、定格開極スピードで真空イ
ンタラプタ３を開極し、且つ定格電流と同一の周波数の
交流電流で化成しても真空インタラプタ３の全開時に前
記交流電流のピークがくるようにしたものである。

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
よればアークがチョップしない程度の直流電流を供給し
た状態で化成用の真空インタラプタの開極を開始し、そ
の後交流電流を供給してこの交流電流のピーク時に前記
真空インタラプタが全開となるようにしたので、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
ギャップが大きくなっており、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図は本発明の実施例に用いる化成回路を示す回路
図、第２図はその化成電流の波形を示す波形図、第３図
は本実施例に係る真空インタラプタの開極時のそのスト
ローク波形を示す波形図、第４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、第５図は従来技術
に係る化成用の回路を示す回路図、第６図はその化成電
流の波形を示す波形図、第７図は従来技術に係るストロ
ーク波形を示す波形図である。 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、更に電極間でアークが持続される
   程度の直流電流を供給した状態で真空インタラプタを開
   極するとともに、真空インタラプタの全開時に電流値が
   ピークになるように、その後交流電流を供給することを
   特徴とする真空インタラプタの化成方法。