(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端がそれぞれ金属端板で気密に封着された絶縁容器内に、一方の前記金属端板を貫通する固定通電軸に固着された固定側接点を設け、他方の前記金属端板を貫通する可動通電軸がベローズを介して固着されると共に、前記可動通電軸に固着された可動側接点を前記固定側接点と対向するように配置し、前記可動通電軸および前記固定通電軸のそれぞれにより支持され、前記可動側接点および前記固定側接点の側面を包囲する金属部材がそれぞれ設けられ、それぞれの前記金属部材にはその先端が前記可動側接点または前記固定側接点よりも突出した凸部と、前記可動側接点または前記固定側接点よりもへこんだ凹部とを設け、前記固定側接点と前記可動側接点とが接触した位置において、可動側の前記金属部材および固定側の前記金属部材の凸部と凹部とが嵌め合うように配置し、前記金属部材の凹部と対向する接点の端部を通電軸よりもへこませた真空バルブを有することを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉装置において、前記金属部材の凸部の先端部が前記可動側接点または前記固定側接点より突出した長さをＨ１、前記金属部材の凹部の幅をＷ、前記可動側接点と前記固定側接点との間のギャップ長をｄとすると、前記Ｈ１、Ｗ、ｄの関係が、
Ｈ１＝（０．０８〜０．３）ｄ、Ｗ≦７．０・Ｈ１
となるようにしたことを特徴とする開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性能が優れ、環境に調和した開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の開閉装置について、２２／３３ｋＶ、６６／７７ｋＶクラスの特高変電設備を例にとって説明する。このクラスの開閉装置は、建設費、用地の高騰とともに、充電部汚損、安全性、騒音などの問題から開閉装置の小形化や密閉化が要求され、ガス絶縁式開閉装置（ＧＩＳ：Ｇａｓ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）やキュービクル形ガス絶縁開閉装置（Ｃ−ＧＩＳ：Ｃｕｂｉｃｌｅ  ｔｙｐｅ  ＧＩＳ）が開発されてきている。
【０００３】
ＧＩＳは各電気機器をパイプ状の金属容器で覆い、絶縁媒体として高圧のＳＦ6ガスを封入し小形化、密閉化したものである。
【０００４】
これに対して、Ｃ−ＧＩＳはＧＩＳに対して、より高い信頼性、安全性、保守・点検の簡素化と同時に、狭い用地に短期間で建設でき、かつ周囲との環境に調和させる要請にも対応すべく開発された開閉装置である。これは大気圧近傍の低圧力絶縁ガスを利用したキュービクル形の容器に各電気機器を一括して収納し、内部を構成単位ごとに区分したものであり、他の閉鎖配電盤と同様の外観である。このように最近ではＳＦ6ガスを絶縁媒体として用いた開閉装置が多数運転されるようになった。
【０００５】
代表的なキュービクル形ガス絶縁開閉装置の一例の構成を図１５に示す。同図において、外周を軟鋼板で気密に囲まれた箱体１の内部は、ＳＦ6ガス２が密封されており、受電室１ａ、遮断器室１ｂ、及び母線室１ｃにガス区分されている。
【０００６】
受電室１ａには、ガス−気中の区分をしたケーブルヘッド３が箱１の側面に取付けられ、避雷器４および検電がいし５が収納され、それぞれが接続導体７で接続されている。なお、ケーブルヘッド３には、変流器８を貫通した電力用ケーブル９が接続されている。
【０００７】
また、遮断器室１ｂには、受電室１ａとガス区分される下段の絶縁スペーサ１０ａを介して、図示していない真空バルブを収納した遮断器１１が収納され、この遮断器１１は接続導体７を介して母線室１ｃとガス区分される上段の絶縁スペーサ１０ｂに接続されている。遮断器１１は絶縁・消弧媒体として高真空を用いている。また、断路器６は絶縁・消弧媒体としてＳＦ6ガスを用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、このような構成において断路器６は絶縁・消弧媒体としてＳＦ6ガスを用いている。このＳＦ6ガスは空気と比較して約１００倍の消弧性能と約３倍の絶縁性能を持つことが知られている。このＳＦ6ガスは通常の運転状態では、無色、無臭、無味、不燃性の非常に安定した気体であり、しかも無毒である。
【０００９】
しかしながら、ＳＦ6ガス中でアーク放電が発生すると、ＳＦ6ガスはＳＯＦ2、ＳＯ2、ＳＯ2Ｆ2、ＳＯＦ4、ＨＦ、ＳｉＦ4等の分解生成物や分解ガスを発生する。このＳＦ6ガスの分解生成物や分解ガスは毒性が強いため、分解したガスを回収する場合、特別な処理や管理が必要になる。事故電流などの遮断は遮断器１１で行うため、分解生成物や分解ガスの発生はないが、変電所内の母線切替えや線路切替えを断路器６で行う。従って、断路器６はループ電流の遮断責務を要求される。このループ電流は定格電流に近い電流値となり、その際断路器６で分解生成物や分解ガスを発生する。このような断路器６のガスを回収する場合、吸着材を通して回収するなど取扱いに苦慮している。
【００１０】
また、ＳＦ6ガスは地球温暖化の原因となる温室効果ガスであり、温室効果係数が二酸化炭素の２４０００倍である。そのため、１９９７年１２月に京都で開催された第３回気候変動に関する国際連合枠組み条約締約国会議（ＣＯＰ３）において、ＳＦ6も削減対象ガスとして加えられ、排出の抑制と削減についての対応が要求されている。このように環境面からも、断路器の絶縁・消弧媒体としてＳＦ6ガスを使用しないのが望ましい。
【００１１】
そこで、断路器の絶縁媒体を真空とした真空断路器が考えられるが、無負荷で接点を開閉しただけでも絶縁性能の低下が大きく、かつ絶縁性能のばらつきが大きくなる。
【００１２】
例えば、絶縁性能のばらつきを標準偏差で表すと、ＳＦ6ガスが６〜７％に対して真空ギャップは通常１０〜１３％程度であるが、開閉条件によっては１８％程度に達することもある。断路器では安全性の観点から絶縁の信頼性が強く要求されているが、このように真空を絶縁媒体として用いた断路器は接点の開閉によって絶縁性能が低下し、絶縁の信頼性に欠けるという欠点がある。このため、真空を断路器の絶縁媒体として用いる場合、何らかの対策が求められている。
【００１３】
このような理由から、ＳＦ6ガスを使用しない開閉装置の実現が困難になっているのが実状である。
【００１４】
そこで本発明の目的は、ＳＦ6ガスの使用量を抑制し、構造が簡単で信頼性が高い、真空バルブを使用した開閉装置を提供するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る開閉装置は、両端がそれぞれ金属端板で気密に封着された絶縁容器内に、一方の金属端板を貫通する固定通電軸に固着された固定側接点を設け、他方の金属端板を貫通する可動通電軸がベローズを介して固着されると共に、可動通電軸に固着された可動側接点を固定側接点と対向するように配置し、可動通電軸および固定通電軸のそれぞれにより支持され、可動側接点および固定側接点を包囲する金属部材がそれぞれ設けられ、それぞれの金属部材にはその先端が可動側接点または固定側接点よりも突出した凸部と、可動側接点または固定側接点よりもへこんだ凹部とを設け、固定側接点と可動側接点とが接触した位置において、可動側の金属部材および固定側の金属部材の凸部と凹部とが嵌め合うように配置し、金属部材の凹部と対向する接点の端部を通電軸よりもへこませた真空バルブを有することを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、無負荷開閉を行っても絶縁性能の優れた真空バルブを有する開閉装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態として、本発明に係る開閉装置、例えば断路器に使用される真空バルブの構成例を示す縦断面図である。例えば、従来の技術で示した図１５の断路器６用の真空バルブの構成例を示すものである。
【００１９】
図１において、セラミックまたはガラスからなる絶縁容器２１を使って真空容器が形成され、両端開口部が、固定側端板２２および可動側端板２３ａ、２３ｂでそれぞれ密封され、気密な容器を構成する。固定側端板２２には固定側接点２４を接合した固定通電軸２５が支持固定され、この固定側接点２４と対向して可動側接点２６が可動通電軸２７に接合されている。この可動通電軸２７は図示していない操作機構に連結されている。可動通電軸２７と可動側端板２３ｂとの間にはベローズ２０が設けられ、可動側接点２６や可動通電軸２７が直線的に移動できる。絶縁容器２１の中間部にはシールド２８が封着金具２９ａ、２９ｂを介して取付けられている。金属部材３０は固定通電軸２５に支持固定され、固定側接点２４の側面を包囲するように配置されている。金属部材３１は可動通電軸２７に支持固定され、可動側接点２６の側面を包囲するように配置されている。
【００２０】
図２は、本実施形態における可動側接点２６および金属部材３１の構造を示す。金属部材３１は可動側接点２６よりも突き出た凸部（突出部）３１ａとへこんだ凹部３１ｂで構成されている。固定側接点２４および金属部材３０についても、可動側と同様の構成となっていて、金属部材３０は固定側接点２４よりも突き出た凸部（突出部）とへこんだ凹部で構成されている。接点の投入時には可動側の金属部材３１の凸部３１ａと固定側の金属部材３０の凹部が嵌め合うように構成されている。ただし、接点２４、２６が接触した状態で、金属部材３１と金属部材３０とは接触しない。
【００２１】
このような構成で、図示していない開閉装置の制御回路または手動による断路器の断路指令があった場合、可動側接点２６及び可動通電軸２７が移動し、断路状態となる。断路状態での固定側接点２４と可動側接点２６間の電界強度は、金属部材３０、３１によって電界が緩和され、電界強度が低減される。また、金属部材３０の凸部、金属部材３１の凸部３１ａの電界強度は、それぞれ接点２６、２７よりも突き出ているため接点２６、２７よりも高くなることが考えられる。
【００２２】
図３は、接点の無負荷開閉を行い、接点に機械的衝撃を加えた場合の絶縁破壊確率分布を示す。機械的衝撃が加わると破壊電圧のばらつきが非常に大きくなり、例えば破壊確率（累積破壊破壊確率）が０．１％となる電圧は機械的衝撃を加えることによって３０〜４０％程度低下する。
【００２３】
断路器においては確実な電源の切り離しや安全性の観点から、より高い絶縁の信頼性が要求される。このため、破壊確率で表すと５０％破壊電圧よりも、例えば０．１％などの低破壊確率での絶縁性能が問題となる。
【００２４】
本実施形態の金属部材３０、３１を設けることにより接点２６、２７の電界強度が低減され、破壊電圧が向上する。これに対して、金属部材３０、３１間の絶縁性能は、前述したように電界強度が高くなるが、図３に示すように機械的衝撃が加わらないので、破壊電圧のばらつきが小さくなる。このため、低破壊確率の電圧は向上する。このように、無負荷開閉を行っても絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、図１及び図２に示す第１の実施形態の真空バルブにおいて、金属部材３１の凸部３１ａの先端部が可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３１の凸部３１ａの先端部と可動側接点２６との距離）をＨ1とし、金属部材３１の凹部３１ｂの幅をＷとし、可動側接点２６と固定側接点２４との間のギャップ長をｄとすると、前記Ｈ1、Ｗ、ｄの関係が、
Ｈ1＝（０．０８〜０．３）ｄ、Ｗ≦７．０・Ｈ1
となるような金属部材３１を用いたものである。また、可動側について記述したが、固定側についてもＨ1、Ｗ、ｄの関係は同様である。
【００２６】
図１及び図２に示す構成において、金属部材３１の凸部３１ａに対向する可動側接点の位置２６ａでは凸部３１ａによって十分に電界強度が低減されるが、金属部材３１の凹部３１ｂに対向する可動側接点２６の位置２６ｂでは十分に電界強度が低減しないことが考えられる。このため、金属部材３１の凸部３１ａの先端部が可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３１の凸部３１ａの先端部と可動側接点２６との距離）をＨ1とし、金属部材３１の凹部３１ｂの幅をＷとし、可動側接点２６と固定側接点２４との間のギャップ長をｄとした場合のＨ1、Ｗ、ｄと可動側接点の２６ｂの位置での電界強度の関係を発明者が調査した。
【００２７】
図４は、前述のＨ1、Ｗ、ｄと可動側接点の２６ｂの位置での電界強度の関係を示す。ここで、Ｅａは金属部材３１が無い場合の電界強度を示す。Ｈ1／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３１の凸部３１ａの高さが高くなるほど２６ｂの電界強度は低くなり、Ｈ1／ｄを０．０８以上にすると金属部材３１が無い場合より２６ｂの電界強度が２０％以上低減される。また、金属部材３１の凹部３１ｂの幅Ｗが広くなるほど、電界強度が高くなり、Ｈ1／ｄが０．０８以上では凹部の幅Ｗを７．０Ｈ1以下にすると、金属部材３１が無い場合よりも２６ｂの電界強度は２０％以上低減される。
【００２８】
次に、図５は金属部材３１の凸部３１ａの電界強度とＨ1、ｄの関係を示す。ここで、Ｅｂは無負荷開閉を行わない場合の破壊確率０．１％の電界強度を示す。Ｈ1／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３１の凸部３１ａの高さが高くなるほど突出部３１ａの電界強度は高くなり、Ｈ1／ｄが０．３より大きな値になると、Ｅｂよりも高くなる。従って、Ｈ1／ｄが０．０８〜０．３の範囲で、Ｗを７．０Ｈ1以下にすると、接点の電界強度も低減され、金属部材からの絶縁破壊の確率が低く、絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態として、本発明に係る開閉装置、例えば断路器に使用される真空バルブの構成例を示す縦断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図６において、金属部材３２は固定通電軸２５に支持固定され、金属部材３３は可動通電軸２７に支持固定されている。
【００３０】
図７は、本実施形態における可動側接点２６および金属部材３３の構造を示す。金属部材３３は可動側接点２７よりも突き出した凸部（突出部）３３ａと可動側接点よりもへこんだ凹部３３ｂで構成されている。金属部材３３の凸部３３ａの半径方向の断面は半円筒状の形状をしている。固定側接点２４および金属部材３２についても、可動側と同様の構成となっている。固定側接点２４と可動側接点２６の投入時には可動側の金属部材３３の凸部３３ａと固定側の金属部材３２の凹部が嵌め合うように構成されている。ただし、接点２４、２６が接触した状態で、金属部材３２と金属部材３３とは接触しない。
【００３１】
このような構成により、断路状態での固定側接点２４と可動側接点２６の電界強度は金属部材３２、３３によって電界緩和され、電界強度が低減される。また、金属部材３２の凸部、金属部材３３の凸部３３ａの電界強度は、接点２４、２６よりも突き出ているため接点２４、２６よりも高くなることが考えられる。しかしながら、金属部材３２の凸部、金属部材３３の凸部３３ａは、接点２４、２６の開閉を行っても接触しないので、図３に示すように破壊電圧の低下やばらつきが大きくなることもない。
【００３２】
従って、第１の実施形態で説明したように固定側接点２４と可動側接点２６の電界強度が低減されるので、無負荷開閉を行っても絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００３３】
（第４の実施形態）
この実施形態は、図６及び図７に示す第３の実施形態の真空バルブにおいて、金属部材３３の凸部３３ａの先端部が可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３３の凸部３３ａの先端部と可動側接点２６との距離）をＨ2、可動側接点２６と固定側接点２４との間のギャップ長をｄとすると、前記Ｈ2、ｄの関係が
Ｈ2＝（０．１〜０．３）ｄ
となるような金属部材３３を用いたものである。また、可動側について記述したが、固定側についても、Ｈ2、ｄの関係は同様である。
【００３４】
図６及び図７に示す構成において、金属部材３３の凸部３３ａに対向する可動側接点の位置２６ａでは凸部３３ａによって十分に電界強度が低減されるが、金属部材３３の凸部３３ａから離れた可動側接点２６の位置２６ｂでは十分に電界強度が低減しないことが考えられる。このため、金属部材３３の凸部３３ａの先端部が可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３３の凸部３３ａの先端部と可動側接点２６との距離）をＨ2とし、可動側接点２６と固定側接点２４の間のギャップ長をｄとした場合のＨ2、ｄと可動側接点の２６ｂの位置での電界強度の関係を発明者が調査した。
【００３５】
図８は、前述のＨ2、ｄと可動側接点の２６ｂの位置での電界強度の関係を示す。ここで、Ｅａは金属部材３３が無い場合の電界強度を示す。Ｈ2／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３３の凸部３３ａの高さが高くなるほど２６ｂの電界強度は低くなり、Ｈ2／ｄを０．１以上にすると金属部材３３が無い場合より２６ｂの電界強度が２０％以上低減される。
【００３６】
次に、金属部材３３の凸部３３ａの電界強度とＨ2、ｄは前述した図５に示すような関係になる。第２の実施形態で説明したように、Ｅｂは無負荷開閉を行わない場合の破壊確率０．１％の電界強度を示す。Ｈ2／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３３の凸部３３ａの高さが高くなるほど凸部３３ａの電界強度は高くなり、Ｈ2／ｄが０．３より大きな値になると、Ｅｂよりも高くなる。従って、Ｈ2／ｄを０．１〜０．３の範囲にすると、接点の電界強度も低減され、金属部材からの絶縁破壊の確率が低く、絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００３７】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態として、本発明に係る開閉装置、例えば断路器に使用される真空バルブの構成例を示す縦断面図である。図９に示す断路器用真空バルブにおいて、可動通電軸２７および固定通電軸２５に支持され、可動側接点２６と固定側接点２４を包囲する円筒状の金属部材３５、３４を設け、それぞれの金属部材３５、３４の先端部が前記可動側接点２６と固定側接点２４よりも突出し、可動側の金属部材３５の内径が固定側の金属部材３４の外径よりも大きくなるように構成している。図９においては可動側の金属部材３５の直径が大きくなるように構成されているが、金属部材３４、３５のいずれか一方の内径が他方の外径より大きいことが本実施形態の趣旨である。
【００３８】
図９に示す断路器用真空バルブにおいて、固定側接点２４の電界強度は金属部材３４によって電界緩和され、可動側接点２６の電界強度は金属部材３５によって電界緩和されるので、電界強度が低減される。従って、無負荷開閉などの機械的衝撃が加わる部分の電界強度が低減されるので、第１乃至第４の実施形態で説明したように絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００３９】
（第６の実施形態）
この実施形態は、図９に示す第５の実施形態の断路器用真空バルブにおいて、可動側接点２６と固定側接点２４を包囲する円筒状の金属部材３５、３４のうち、一方の直径が大きい方の金属部材の先端部、例えば金属部材３５の先端部３５ａが可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３５の先端部３５ａと可動側接点２６との距離）をＨ4、もう一方の直径が小さい方の金属部材３４の先端部３４ａが固定側接点２４より突出した長さ（固定側接点２４よりも突出した金属部材３４の先端部３４ａと固定側接点２４との距離）をＨ3、可動側接点２６と固定側接点２４の間のギャップ長をｄとすると、前記Ｈ3、Ｈ4の関係が、
Ｈ3＝（０．０５〜０．３）ｄ
Ｈ4＝（０．１〜０．４）ｄ
となるような金属部材３５、３４を用いたものである。また、金属部材３４、３５の内径はいずれかの金属部材の内径が大きく、接点２４、２６が投入された状態では、金属部材３４、３５同士が接触しないように構成されている。
【００４０】
図９に示す構成において、金属部材３４、３５によって固定側接点２４や可動側接点２６の電界強度は低減される。可動側接点２６と固定側接点２４をそれぞれ包囲する円筒状の金属部材３５、３４のうち、一方の直径が小さい方の金属部材の先端部、例えば金属部材３４の先端部３４ａが固定側接点２４より突出した長さ（固定側接点２４よりも突出した金属部材３４の先端部３４ａと固定側接点２４との距離）をＨ3、もう一方の直径が大きい方の金属部材の先端部、例えば金属部材３５の先端部３５ａが可動側接点２６より突出した長さ（可動側接点２６よりも突出した金属部材３５の先端部３５ａと可動側接点２６との距離）をＨ4、可動側接点２６と固定側接点２４の間のギャップ長をｄとした場合の固定側接点２４や可動側接点の２６の電界強度について発明者が調査した。
【００４１】
図１０は、前述のＨ3、Ｈ4と固定側接点２４や可動側接点２６の電界強度の関係を示す。図中のＨ3が固定側接点２４、Ｈ4が可動側接点２６の電界強度を示す。ここで、Ｅａは図４及び図８と同様に、金属部材３４、３５が無い場合の電界強度を示す。Ｈ3／ｄ、Ｈ4／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３４、３５の突出部の高さが高くなるほど接点の電界強度は低くなり、金属部材の直径が小さい固定側はＨ3／ｄを０．０５以上にすると金属部材３４が無い場合より固定側接点２４の電界強度が２０％以上低減される。また、可動側においては、金属部材３５の直径が大きくなるので、金属部材３５が無い場合よりも可動側接点２６の電界強度を２０％低くするためには、Ｈ4／ｄを０．１以上にしなければならない。
【００４２】
次に、金属部材３４、３５の先端部３４ａ、３５ａの電界強度とＨ3、Ｈ4、ｄの関係を図５に示す。ここで、Ｅｂは第２の実施形態で説明したように、無負荷開閉を行わない場合の破壊確率０．１％の電界強度を示す。Ｈ3／ｄ、Ｈ4／ｄが大きくなるほど、つまり金属部材３４、３５の先端部３４ａ、３５ａの高さが高くなるほど先端部３４ａ、３５ａの電界強度は高くなり、固定側の金属部材３４の先端部３４ａの電界強度は、Ｈ3／ｄが０．３より大きな値になると、Ｅｂよりも高くなる。従って、Ｈ3／ｄが０．０５〜０．３の範囲にすると、接点の電界強度も低減され、さらに金属部材からの絶縁破壊の確率も低くなる。同様に、可動側の金属部材３５の先端部３５ａの電界強度はＨ4／ｄが０．４より大きな値になると、Ｅｂよりも高くなる。従って、Ｈ4／ｄが０．１〜０．４の範囲にすると、接点の電界強度も低減され、さらに金属部材からの絶縁破壊の確率も低くなる。このように、最適な金属部材の突出部の高さＨ3、Ｈ4にすることにより絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００４３】
（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態として、本発明に係る開閉装置、例えば断路器に使用される真空バルブの可動側接点４０および金属部材３１の構造を示す。図１１において、金属部材３１の凹部３１ｂと対向する可動側接点４０の端部が可動通電軸２７よりもへこんだ形状をしている。図１１は可動側について示しているが、固定側についても同様に金属部材３０の凹部３０ｂと対向する固定側接点の端部は固定通電軸よりもへこんだ形状をしている。
【００４４】
図１１に示す断路器用真空バルブにおいて、金属部材３１の凹部３１ｂに対向した可動側接点４０の端部４０ａの電界強度が低減され、機械的衝撃が加わる部分の電界強度が低減されるので、種々の開閉を行っても絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００４５】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態は、図１、図２、図６、図７、図９、及び図１１に示す断路器用真空バルブにおいて、金属部材３０、３１、３２、３３、３４、３５の材質をステンレス鋼またはタングステンにしたものである。
【００４６】
このように、図１、図２、図６、図７、図９、及び図１１に示す断路器用真空バルブにおいて、金属部材３０、３１、３２、３３、３４、３５の材質をステンレス鋼またはタングステンにすることにより、固定側と可動側の金属部材との間の絶縁性能が向上する。
【００４７】
図１２は本発明者等が行った雷インパルス耐電圧性能と材料との比較を示す。なお、材料は銅（無酸素銅）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、タングステンである。また、試験に用いた電極形状は直径３４ｍｍの平板電極で、ギャップ長は１．５ｍｍである。
【００４８】
図１２において、銅材と比較してステンレス鋼で１．７倍、タングステンで１．９倍である。ただし、銅材の表面に真空蒸着などの手法によりタングステンをコーティングしても同様な効果が得られるので、本実施形態の範囲は金属部材の表面材料をステンレス鋼またはタングステンとする。このように、金属部材の材質をステンレス鋼またはタングステンとすることにより、絶縁性能の優れた断路器用真空バルブを提供することができる。
【００４９】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。本実施形態は図１、図２、図６、図７、図９、及び図１１に示す断路器用真空バルブにおいて、金属部材３０、３１、３２、３３、３４、３５の表面に複合電解研磨処理または電子ビーム処理（電子ビームによる改質層を設ける処理）を施したものである。
【００５０】
このように、図１、図２、図６、図７、図９、及び図１１に示す断路器用真空バルブの金属部材３０、３１、３２、３３、３４、３５の表面に複合電解研磨処理または電子ビーム処理を施し、表面を平滑化することにより、固定側と可動側の金属部材との間の絶縁性能を向上させることができる。
【００５１】
図１３は、金属部材の表面状態の違いと雷インパルス破壊電圧の比較を示す。発明者らは表面粗さ約１μｍ程度に仕上げた電極とその電極を複合電解研磨処理した電極の雷インパルス耐電圧特性を比較した。電解液は、りん酸と硫酸の混合液である。一般に真空中の絶縁破壊は、図１３からもわかるように絶縁破壊を繰り返すたびに破壊電圧が高くなる。これをコンディショニング効果と呼び、これを利用したコンディショニング処理を真空バルブの製造の最終工程で行っている。
【００５２】
図１３から明らかなように、複合電解研磨処理を行うことにより、少ない破壊回数で高い絶縁性能を示し、かつ最終の破壊電圧も約２０ｋＶ高い。
【００５３】
このように、複合電解研磨処理を行うことにより、コンディショニング処理に要する時間を短縮することができるという利点がある。
【００５４】
図１４は、金属部材に電子ビーム処理を行った場合の耐電圧特性の比較を示す。
【００５５】
図１４から明らかなように電子ビーム処理を行うことにより、少ない破壊回数で高い絶縁性能を示し、かつ最終の破壊電圧も約２０ｋＶ高い。
【００５６】
このように、電子ビーム処理（電子ビームによる改質層を設ける処理）を行うことにより、コンディショニング処理に要する時間を短縮することができるという利点がある。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、構造が簡単で、絶縁信頼性の高い真空バルブを有する開閉装置を提供することができ、ＳＦ6ガスの使用量を抑制し、環境に調和した開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１及び第２の実施形態に係る断路器用真空バルブの構成を示す縦断面図。
【図２】  本発明の第１及び第２の実施形態における主要部の構成を示す斜視図。
【図３】  本発明の第１及び第２の実施形態の作用を示すグラフ。
【図４】  本発明の第２の実施形態の作用を示すグラフ。
【図５】  本発明の第２、第４、及び第６の実施形態の作用を示すグラフ。
【図６】  本発明の第３及び第４の実施形態に係る断路器用真空バルブの構成を示す縦断面図。
【図７】  本発明の第３及び第４の実施形態における主要部の構成を示す斜視図。
【図８】  本発明の第４の実施形態の作用を示すグラフ。
【図９】  本発明の第５及び第６の実施形態に係る断路器用真空バルブの構成を示す縦断面図。
【図１０】本発明の第６の実施形態の作用を示すグラフ。
【図１１】本発明の第７の実施形態における主要部の構成を示す斜視図。
【図１２】本発明の第８の実施形態の作用を示すグラフ。
【図１３】本発明の第９の実施形態の作用（複合電解研磨処理の場合）を示すグラフ。
【図１４】本発明の第９の実施形態の作用（電子ビーム処理の場合）を示すグラフ。
【図１５】従来の開閉装置の構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…開閉装置の箱体
１ａ…受電室
１ｂ…遮断器室
１ｃ…母線室
２…ＳＦ6ガス
３…ケーブルヘッド
４…避雷器
５…検電がいし
６…断路器
７…接続導体
８…変流器
９…ケーブル
１０ａ、１０ｂ…スペーサ
１１…遮断器
１２…接続母線
１３…操作機構
１４…制御箱
２０…ベローズ
２１、３３…絶縁容器
２２…固定側端板
２３（２３ａ、２３ｂ）…可動側端板
２４…固定側接点
２５…固定通電軸
２６、４０…可動側接点
２７…可動通電軸
２８…シールド
２９ａ、２９ｂ…封着金具
３０、３１、３２、３３、３４、３５…金属部材
３１ａ、３３ａ…凸部（突出部）
３４ａ、３５ａ…先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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