(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側端子と可動側端子を有し、電流を遮断する真空バルブ、
固定側端子を支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第１金属製プレート、
この第１金属製プレートと共に上記真空バルブを取り囲み上記第１金属製プレートを支持する複数の金属製棒、
これらの金属製棒を絶縁部材を介して支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第２金属製プレート、
この第２金属製プレートを支持する金属製棒、
及び上記第２金属製プレートを支持する金属製棒を絶縁部材を介して支持固定する台車を備えた直流真空遮断器。
【請求項２】
外部回路と接続する導体と金属製フレーム又は金属製プレートを一体に成形した請求項１記載の直流真空遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電路の異常電流を検出し、この電流を遮断する直流遮断器のうち、電流遮断部に真空バルブを用いた直流真空遮断器に関し、真空バルブを支持固定するフレーム構造に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、直流真空遮断器においても、他の真空遮断器と同様に、大部分が絶縁物により構成されたフレームによって真空バルブを支持している。
【０００３】
図４は主に絶縁物で構成されたフレーム構造を有する従来の直流高速度真空遮断器の一例を示す斜視図である。１は電流を遮断する真空バルブで、その可動接触子（図示せず）は絶縁ロッド４，操作ロッド５を介して操作機構に機械的に連結されている。そして、真空バルブは金属の真空バルブ取付板１２，１３に固定されており、真空バルブ取付板１２，１３は絶縁物フレーム１８に固定され、絶縁物フレーム１８は台車６に固定されている。遮断器と外部回路を電気的に接続するための導体１０，１１は真空バルブ取付板１２，１３に固定されている。絶縁物フレーム１８は、真空バルブ取付板１２と真空バルブ取付板１３の間の絶縁、真空バルブ取付板１３と台車６の間の絶縁を行なっている。さらに絶縁物フレーム１８は、真空バルブ１及び真空バルブ取付板１２，１３、導体１０，１１の通電部分を囲う構造となっており、遮断器周囲との絶縁を行なっている。
【０００４】
遮断器に電流を流すと、導体１０、真空バルブ取付板１２、真空バルブ１、真空バルブ取付板１３、導体１１（又はその逆の順序で）を電流が流れる。この電流により、真空バルブ１内でジュール熱が発生する。この熱は真空バルブの端子から、端子に接続される真空バルブ取付板１２，１３及び導体１０，１１の通電部分を伝わって空気中に放熱される。
【０００５】
上記のような絶縁物を主としたフレーム構造では、絶縁物フレーム１８の熱伝導性が低いため、通電時に真空バルブ１内で発生するジュール熱の放熱面積が、主に、真空バルブの端子、端子に接続される真空バルブ取付板１２，１３及び導体１０，１１の表面積だけに限られるため、熱を十分に放散できない。また、絶縁物フレーム１８は、真空バルブ１、真空バルブ取付板１２，１３、及び導体１０，１１の通電部分の周囲を囲う構造となっているため、空気循環が妨げられて放熱効果が損なわれる。また、真空バルブ１の端子から導体１０，１１までの部品間の接触抵抗による発熱が大きい。
【０００６】
さらに、上記のような絶縁物フレーム構造では、絶縁物は金属に比べて縦弾性率（ヤング率）が小さいため、遮断器投入状態における真空バルブ１内の接触子を接触させるための圧力（以下、接圧と記す）によって真空バルブ取付板１２，１３の間、及び真空バルブ取付板１３と台車６の間の絶縁物フレームのたわみが大きくなる。遮断動作をすると、遮断器投入状態に発生していた絶縁物フレームのたわみが元の状態に戻る分、接触子が離れるまでの時間が遅れるので、遮断動作時間が長くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁物を主としたフレーム構造を有する従来の直流高速度真空遮断器は、以上のように、放熱面積が少なく、真空バルブで発生するジュール熱を効率良く放熱できず通電性能を向上できないため、通電容量、定格電流を増やせないという問題点があった。また、遮断器投入状態の接圧により絶縁物フレームがたわむため遮断動作に時間がかかるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、放熱面積を増大させ、真空バルブで発生するジュール熱を効率良く放熱でき、定格電流を増加できるとともに、遮断時間を短縮できる直流真空遮断器を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の直流真空遮断器は、固定側端子と可動側端子を有し、電流を遮断する真空バルブ、固定側端子を支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第１金属製プレート、この第１金属製プレートと共に上記真空バルブを取り囲み上記第１金属製プレートを支持する複数の金属製棒、これらの金属製棒を絶縁部材を介して支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第２金属製プレート、この第２金属製プレートを支持する金属製棒、及び上記第２金属製プレートを支持する金属製棒を絶縁部材を介して支持固定する台車を備えたものである。
【００１１】
また、上記において、外部回路と接続する導体と金属製フレーム又は金属製プレートを一体に成形したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１の直流真空遮断器の構成を示す正面図である。この直流真空遮断器は、例えば、直流電気鉄道変電所及びき電区分所における直流電路の異常電流を検出し、この電流を遮断する直流遮断器のうち、電流遮断部に真空バルブを用いた直流高速度真空遮断器に用いるものである。図において、１は固定側端子２および可動側端子３で両端を封止された絶縁筒内に接離可能な一対の可動接触子および固定接触子（図示せず）を配設した真空バルブで、可動接触子は絶縁ロッド４，操作ロッド５を介して操作機構（図示せず）に機械的に連結されている。８は固定側端子２を支持固定すると共に、真空バルブ１を取り囲む金属板からなる第１金属製フレーム、９は可動側端子３が接続され、絶縁ロッド４部を取り囲む金属板からなる第２金属製フレーム、６は第１金属製フレーム８を絶縁部材７および第２金属製フレーム９を介して支持固定する固定台で、この場合は台車である。第１，第２金属フレーム８，９の間の絶縁、及び第２金属フレーム９と台車６の間の絶縁は絶縁部材７で行なっている。遮断器と外部回路を電気的に接続するための導体１０，１１はそれぞれ第１金属製フレーム８と第２金属製フレーム９に固定されている。
【００１３】
通電により真空バルブ１内の接触子で発生したジュール熱は、真空バルブ１の固定側端子２及び可動側端子３から第１金属製フレーム８、第２金属製フレーム９及び導体１０，１１を伝わって、それぞれの表面から大気中に放出される。第１，第２金属製フレーム８，９の放熱面積が広いため、絶縁物フレームを採用していた従来技術の場合と比べて放熱が促進されるので、通電部分の温度上昇値が低くなる。一方、温度上昇値は規格などにより上限が規定されており、上限値を従来技術の場合と同一とするならば、定格電流の増加が可能となる。
【００１４】
さらに、第１金属製フレーム８に真空バルブ１を固定することにより、遮断器投入状態の真空バルブ１内の接触子にかかる接圧による第１金属製フレーム８，第２金属製フレーム９の上方向のたわみが絶縁物フレームの場合に比べて減少するので、遮断時間を短縮することができる。
【００１５】
この実施の形態では、金属製フレームで真空バルブを支持固定し、取り囲む構成としているため、放熱面積を増大でき、通電性能を向上できるので、通電容量、定格電流を増加させることができるとともに、接圧によるたわみも低減できるので遮断時間を短縮できる。
【００１６】
なお、直流真空遮断器は、例えば電圧仕様が１．５ｋＶのため絶縁距離は短くても良く、また対地とも絶縁物で仕切りを入れる必要が無いため、このような放熱の良い金属フレーム構造とすることができる。また、配電盤等に収容して用いられ、盤正面側にはフェースプレートを取付け、盤収納時には活線部には近づけないため安全上も問題ない。
【００１７】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２の直流真空遮断器の構成を示す斜視図である。図において、２２は固定側端子を支持固定する第１金属製プレート、２３は可動側端子を固定し、第１金属製プレート２２を金属製棒からなる金属柱１４と絶縁部材７を介して支持固定する第２金属製プレートである。第２金属製プレート２３は金属柱１５と絶縁部材７を介して台車６に支持固定されている。
【００１８】
上記実施の形態１では真空バルブ１を金属製フレームで取り囲む閉鎖的な構造としているが、本実施の形態２では真空バルブ１が固定された第１，第２金属製プレート２２，２３を四隅の金属柱１４，１５で支持する開放的な構造としている。実施の形態１と同様に、金属部分が増加し、放熱面積が増加したので、通電性能を向上できるとともに遮断時間を短縮できる。さらに、金属柱を用いたフレーム構造にしたので、フレーム構造内外部の空気循環による放熱効果が加わり、通電性能がより向上する。通電容量、定格電流をさらに増やすことができる。
【００１９】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３の直流真空遮断器の構成を示す斜視図である。図において、１６は図２における第１金属製プレート２２と導体１０とを一体に成形した導体付き第１金属製プレート、１７は第２金属製プレート２３と導体１１とを一体に成形した導体付き第２金属製プレートであり、材質としてはアルミニウムや銅等の導電性能が高い金属が用いられる。
【００２０】
本実施の形態３では、上記実施の形態２における外部回路と接続する導体１０，１１をそれぞれ第１，第２金属製プレート２２，２３と一体に成形したので、導体１０，１１と第１，第２金属製プレート２２，２３間の接触抵抗により発生していたジュール熱を無くすことでき、通電部分の温度上昇値を小さくすることができる。通電性能がより向上し、通電容量、定格電流を増加できる。
【００２１】
なお、外部回路と接続する導体を第１，第２金属製プレートと一体に成形したものについて示したが、上記実施の形態1 に適用し、導体を金属製フレームと一体に成形しても同様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の直流真空遮断器によれば、固定側端子と可動側端子を有し、電流を遮断する真空バルブ、固定側端子を支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第１金属製プレート、この第１金属製プレートと共に上記真空バルブを取り囲み上記第１金属製プレートを支持する複数の金属製棒、これらの金属製棒を絶縁部材を介して支持固定し、外部回路に接続する導体と接続される第２金属製プレート、この第２金属製プレートを支持する金属製棒、及び上記第２金属製プレートを支持する金属製棒を絶縁部材を介して支持固定する台車を備えたものとしたので、金属製プレートと金属製棒により金属部分が増加し、放熱面積を増大させ、真空バルブにおける発熱を効率よく放熱できるから、通電性能を向上でき、定格電流を増加でき、遮断時間を短縮でき、また、空気循環により放熱効果がより向上でき、通電性能をより向上できる。さらに、第２金属製プレートを支持する金属製棒を絶縁部材を介して台車に支持固定する構造であるので、第２金属製プレートと台車との間に空間が構成できる。
【００２４】
また、上記において、外部回路と接続する導体と金属製フレーム又は金属製プレートを一体に成形したので、両者間の接触抵抗による発熱がなくなり、さらに通電性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の直流真空遮断器の構成を示す正面図である。
【図２】  本発明の実施の形態２の直流真空遮断器の構成を示す斜視図である。
【図３】  本発明の実施の形態３における直流真空遮断器の構成を示す斜視図である。
【図４】  従来の直流真空遮断器の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  真空バルブ                    ２  固定側端子
３  可動側端子                    ６  固定台の台車
７  絶縁部材                      ８  第1 金属製フレーム
９  第２金属製フレーム          １０  導体
１１  導体                        １４  金属柱
１５  金属柱                      １６  導体付き第１金属製プレート
１７  導体付第２金属製プレート    ２２  第１金属製プレート
２３  第２金属製プレート。
【図１】
0004641654.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004641654.tif 000005