(57)【要約】【課題】真空バルブの接点表面の電界緩和を図り、不整放電を抑制し、耐電圧特性を向上させる。【解決手段】真空絶縁容器１と、真空絶縁容器１の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具２および可動側封着金具３と、固定側封着金具２に貫通固定された固定側通電軸４と、固定側通電軸４端に固着された固定側接点５と、固定側接点５の側面を所定の隙間を保って包囲する固定側絶縁シールド６と、固定側接点５と接離する可動側接点７と、可動側接点７を固着するとともに、可動側封着金具３を移動自在に貫通する可動側通電軸８と、可動側接点７が開極位置のとき、その側面を所定の隙間を保って包囲する可動側絶縁シールド１１と、可動側通電軸８の中間部に一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３に封着された伸縮自在のベローズ９とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端開口部を有する真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具および可動側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、
前記固定側接点の側面を所定の隙間を保って包囲する固定側絶縁シールドと、
前記固定側接点と接離する可動側接点と、
前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側通電軸と、
前記可動側接点が開極位置のとき、その側面を所定の隙間を保って包囲する可動側絶縁シールドと、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着され、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズと
を備えたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記固定側絶縁シールドを前記固定側通電軸端の外周に固定し、
前記可動側絶縁シールドを前記可動側封着金具に固定された支持金具に固定したことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
一方の絶縁シールドを一方の通電軸端の外周に固定し、
他方の絶縁シールドを他方の通電軸端の外周に固定し、
前記一方の絶縁シールドの外径よりも前記他方の絶縁シールドの内径を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記固定側絶縁シールドおよび前記可動側絶縁シールドを前記固定側接点と前記可動側接点間を包囲するアークシールドの内面に固定したことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記固定側絶縁シールドおよび前記可動側絶縁シールドを無機絶縁材料で形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブに係り、特に接点間での不整放電を抑制し、耐電圧特性を向上し得る真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空バルブを断路器用として用いると、無負荷開閉などにより接点表面に微小な突起が形成され、局部的に電界が集中し、接点間の放電開始が不整現象を生じる、所謂、不整放電を起こすことがあった。これを解決するために、接点の外周に金属部材を設けて電界緩和を図り、接点表面に微小な突起が形成されても、不整放電が起き難いようにしたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９２０５１号公報  （第３ページ、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の真空バルブにおいては、次のような問題がある。接点の外周に金属部材を設けることにより、接点表面の電界緩和が図られるものの、金属部材自体の電界強度が上昇する。金属部材には、接点開閉時に機械的衝撃が加わらず、微小な突起が形成されないとしても、真空中の破壊電圧のばらつきは約１０％あり、気中やＳＦ６ガス中などに比べて大きい。ばらつきが大きいと、破壊確率を下げるため、ギャップ長を大きくしなければならず、真空バルブが大型化する。
【０００５】
このため、金属部材に替わる部材で電界緩和を図り、接点表面に微小な突起が形成されても不整放電を起こし難いものが望まれていた。ここで、金属部材に替わる部材とは、臨界電界に達するとそれ自体から電子放出し難く、直接的に放電開始に寄与しない絶縁部材のようなものが好ましいものとなる。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、絶縁部材で接点表面の電界緩和を図り、接点間での不整放電を抑制し、耐電圧特性を向上し得る真空バルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブは、両端開口部を有する真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具および可動側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、前記固定側接点の側面を所定の隙間を保って包囲する固定側絶縁シールドと、前記固定側接点と接離する可動側接点と、前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側通電軸と、前記可動側接点が開極位置のとき、その側面を所定の隙間を保って包囲する可動側絶縁シールドと、前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着され、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、接点を絶縁シールドで所定の隙間を保って包囲しているので、接点表面の電界緩和を図ることができ、接点間での不整放電が抑制されて耐電圧特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例２に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例３に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る真空バルブに用いる絶縁シールドを示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、アルミナ磁器のようなセラミックスからなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口部には、それぞれ固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２の中央部には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１内端部の軸方向と直交する面に固定側接点５が固着されている。
【００１３】
固定側通電軸４端部の外周には、固定側接点５の側面外周を包囲するような、セラミックスやマイカなどの無機絶縁材料よりなる環状の固定側絶縁シールド６が図示しないメタライズ層を介してろう付けなどにより固定されている。固定側絶縁シールド６の内径は、固定側接点５の外径よりも大きく、２ｍｍ程度の隙間が保たれるようになっている。また、先端は、断面半円状の曲面となっており、固定側接点５面よりも可動側に５ｍｍ程度突出している。
【００１４】
固定側接点５に対向して接離自在の可動側接点７が、可動側封着金具３の中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸８端部の軸方向と直交する面に固着されている。可動側通電軸８の中間部には、伸縮自在のベローズ９の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３の中央開口部に封着されている。これにより、真空絶縁容器１内の真空を保って可動側通電軸８を軸方向に移動させることができる。
【００１５】
可動側封着金具３のベローズ９外周には、筒状の支持金具１０の一方端が固定されている。他方端には、固定側と同様に、無機絶縁材料よりなる環状の可動側絶縁シールド１１が図示しないメタライズ層を介してろう付けなどにより固定されている。可動側絶縁シールド１１の内径は、可動側接点７と可動側通電軸８の外径よりも大きく、２ｍｍ程度の隙間を保って、可動側接点７の側面外周を囲むように配置されている。また、先端は、曲面となっており、可動側接点７が開極位置に達したとき、可動側接点７面よりも固定側に５ｍｍ程度突出するようになっている。
【００１６】
なお、固定側接点５と可動側接点７間、および固定側絶縁シールド６と可動側絶縁シールド１１間を包囲するような筒状のアークシールド１２が真空絶縁容器１内面の中間部に固定されている。
【００１７】
これにより、固定側接点５と可動側接点７では、固定側絶縁シールド６と可動側絶縁シールド１１を設けているため、電界緩和を図ることができる。特に、接点５、７表面では、無負荷開閉などで微小な突起が形成された場合、電界が上昇するものの、絶縁破壊が互いの接点５、７が対向する平面よりも周縁部から起こることが多い。絶縁破壊は、微小な突起の電界形成が不均一であり、不整放電を起こし易いが、周縁部には接点５、７面よりも突出した誘電体が近接しているので、電界上昇を抑制することができる。絶縁シールド６、１１の比誘電率が６〜１１の場合、電界強度を約１０〜２０％抑制することができ、放電のばらつきを小さくすることができる。
【００１８】
なお、接点５、７と絶縁シールド６、１１との隙間を所定値に保っているので、三重点結合による電界上昇を防ぐことができる。また、可動側接点７が開極位置のとき、絶縁シールド６、１１間が最短ギャップとなるが、誘電体同士の対向であり、耐電圧特性を低下させるものではない。更に、絶縁シールド６、１１は、無機絶縁材料よりなるので、真空中に不純ガスを放出することがなく、耐熱性を有し、アークに対して冷却作用が働き優れた特性を発揮する。
【００１９】
上記実施例１の真空バルブによれば、固定側接点５、可動側接点７を包囲するような固定側絶縁シールド６、可動側絶縁シールド１１を設けているので、固定側接点５と可動側接点７の表面、特に周縁部の電界緩和を図ることができ、不整放電を抑制し、耐電圧特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、可動側絶縁シールドの固定方法である。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図２に示すように、可動側絶縁シールド１１を可動側通電軸８端部の外周に固定している。可動側絶縁シールド１１の内径は、固定側絶縁シールド６の外径よりも大きく、固定側接点５と可動側接点７が接触したとき、互いが接触しないようになっている。なお、逆に、固定側絶縁シールド６の内径を可動側絶縁シールド１１の外径よりも大きくしてもよい。
【００２２】
上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、可動側絶縁シールド１１が移動したとき、可動側通電軸８との固定部分に機械的強度が加わるので、開閉速度が遮断器よりも遅い断路器のような開閉器に適用するのが好ましい。
【実施例３】
【００２３】
次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図３、図４を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る真空バルブの構成を示す断面図、図４は、本発明の実施例３に係る真空バルブに用いる絶縁シールドを示す上面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、固定側と可動側の絶縁シールドの固定方法である。図３、図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図３に示すように、固定側絶縁シールド１３と可動側絶縁シールド１４は、接点５、７の側面外周を包囲する環状の筒部１３ａ、１４ａと、筒部１３ａ、１４ａの外周に設けられた円板状の支持部１３ｂ、１４ｂに分かれて構成されている。支持部１３ｂ、１４ｂの外周は、図示しないメタライズ層を介してろう付けなどによりアークシールド１２の内面に所定の間隔を保ってそれぞれ固定されている。
【００２５】
また、支持部１３ｂ、（１４ｂ）は、図４に示すように、開口部１３ｂ１、（１４ｂ１）が形成され、接点５、７間で発生した金属蒸気が真空絶縁容器１内に拡散されるようになっている。なお、筒部１３ａ、（１４ａ）の内径は、実施例１の可動側絶縁シールド１１と同様に、接点５、（７）の外径よりも大きく、所定の隙間が保たれている。
【００２６】
上記実施例３の真空バルブによれば、実施例１と同様の効果のほかに、絶縁シールド１３、１４が同様の形状であるので、量産でき製造が容易となる。
【符号の説明】
【００２７】
１  真空絶縁容器
２  固定側封着金具
３  可動側封着金具
４  固定側通電軸
５  固定側接点
６、１３  固定側絶縁シールド
７  可動側接点
８  可動側通電軸
９  ベローズ
１０  支持金具
１１、１４  可動側絶縁シールド
１２  アークシールド
１３ａ、１４ａ  筒部
１３ｂ、１４ｂ  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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