(57)【要約】【課題】真空遮断器に係わり、特に、電力用遮断器の如く、高電圧大容量の遮断に適用するに好適な真空遮断器に関し、アークに対して平行な磁界を発生する手段を講じ、かつ耐電圧性能を大幅に改善した高電圧大容量真空遮断器を提供する。【解決手段】真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が４．０（μΩｃｍ）以上の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００以上であることを特徴とする。【選択図】図１
2007220366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が４．０（μΩｃｍ）以上の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００以上であることを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】
真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が５．７（μΩｃｍ）の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００から１０００の範囲にあることを特徴とする真空遮断器。
【請求項３】
真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が８．５（μΩｃｍ）の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００から１０００の範囲にあることを特徴とする真空遮断器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の真空遮断器において、前記電極は、銅−コバルトまたは銅−鉄を主成分とする材料にて構成されていることを特徴とする真空遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空遮断器に係わり、特に、電力用遮断器の如く、高電圧大容量の遮断に適用するに好適な真空遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空遮断器の一例として、真空遮断器における真空容器内の固定電極とこれに接離する可動電極との背部に、コイル電極を設け、このコイル電極に流れる電流によって、固定電極と可動電極との間に対して、アークと平行の磁界を発生させて、電極表面におけるアークの局部的な集中を防ぎ、遮断性能を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２０４１３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した所謂、縦磁界形の電極を組み込んだ真空遮断器においては、電極に直交して磁界が作用するため，電極内には大きな渦電流が流れる。この渦電流による磁界は，コイル電極による磁界に対して、逆向きの磁界となる上、位相も遅れるため、強力な磁界の欲しい電流ピーク付近では磁界が弱められ、アークプラズマの速やかな拡散促進のため磁界の不要な電流零点では、比較的大きな磁界が残り、遮断性能が向上しなかった。
【０００５】
特に、電流零点での磁界は、遮断アークの残留プラズマの拡散を阻害し、マグネトロン形の放電を引き起こすので、残留磁界が遮断性能を決める重要な因子であった。
【０００６】
そこで、この渦電流による残留磁界を低減する為に、電極面に複数の放射状の溝を切り込み形成する方策が考えられるが、このように、電極に複数の放射状の溝を設けると、これらの溝のエッジ部の電界集中が大きくなり、耐電圧性能が下がってしまうという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、高電圧大容量の真空遮断器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が４．０（μΩｃｍ）以上の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が５．７（μΩｃｍ）の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００から１０００の範囲にあることを特徴とする。
【００１０】
更に、第３の発明は、真空容器内に、固定電極と、この固定電極に接離する可動電極と、前記各電極の背部に設けられ、前記電極間に軸方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備え、前記電極は、抵抗率が８．５（μΩｃｍ）の材料にて構成されると共に、その比透磁率が１００から１０００の範囲にあることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記電極は、銅−コバルトまたは銅−鉄を主成分とする材料にて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、真空容器内における、背部に電極間に軸方向の磁界を発生する手段を備えた円盤状の固定電極と可動電極との抵抗率が4.0μΩｃｍ以上の材料にて構成され、前記電極の比透磁率を１００以上に設定したので、電極面に溝を切らずに、電極間の残留磁界を非常に小さい値に抑制することができる。その結果、高電圧大容量の真空遮断器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の真空遮断器の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１は、本発明の真空遮断器の一実施の形態を示す縦断面図である。この図１において、１は円筒状の真空容器、２は真空容器１の一方側端に固定した端板、３は真空容器１の他方側端に固定した端板である。４は端板２を貫通して真空容器１内に導入された固定側の導電棒、５は端板３のベローズ６を介して容器１内に導入された可動側の導電棒である。
【００１４】
７は固定側の導電棒４の先端に設けた円盤状の固定側電極、８は可動側の導電棒５の先端に設けた円盤状の可動側電極である。これらの電極７，８の電極面は、放射状の溝を備えず、平面状になっている。９，１０は電極７，８の背部にそれぞれ組み付けたコイル電極で、これらのコイル電極９，１０は、電極７，８の間に対して、アークと平行の磁界を発生させる。１１は電極７，８に対向するように真空容器１の内面に固定したシールドである。
【００１５】
前述した電極７，８は、その電極面が溝の無い円盤状に形成されている。そして、この電極７，８は、抵抗率が４．０μΩｃｍで、比透磁率が１００の磁性体で構成されている。  このように構成した電極７，８間中央平面内における最大残留磁界の特性を、図２を用いて説明する。  
図２において、横軸は抵抗率Ｘ（μΩｃｍ）を、縦軸は残留磁界Ｙ（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）を示し、その残留磁界特性線Ａは、比透磁率Ｚ（μｓ）を１００としたときに、抵抗率Ｘを変化させた場合の特性を示している。
【００１６】
図２に示す特性図から明らかなように、抵抗率Ｘを上げていくと、抵抗率Ｘが４のときに、残留磁界Ｙは１４（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）、抵抗率Ｘが５．７のときに、残留磁界Ｙは１３（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）、抵抗率Ｘが８．５のときに、残留磁界Ｙは１２（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）に低下する。これは電極面に溝を設けた電極の残留磁界Ｙと同等の値である。
【００１７】
上記の電極の残留磁界Ｙの低下は、大電流の遮断が可能であること示しているものである。そして、電極面に溝が無いために、従来電極で生じていた溝部の電界集中という事象も発生しない。
【００１８】
これにより、大幅な耐電圧向上がもたらされ、高電圧大容量の真空遮断器を提供することができる。
【００１９】
更に、前述した電極の抵抗率Ｘが５．７の場合、電極の抵抗率Ｘが８．５の場合において、電極の比透磁率Ｚ（μｓ）を変化させたときの電極の残留磁界Ｙの特性を、図３及び図４を用いて説明する。  
図３は、抵抗率Ｘが５．７の場合における比透磁率Ｚ（μｓ）を変化させたときの電極の残留磁界Ｙの特性を示し、図４は、抵抗率Ｘが８．５の場合における比透磁率Ｚ（μｓ）を変化させたときの電極の残留磁界Ｙの特性を示している。これらの図において、横軸は比透磁率Ｚ（μｓ）、縦軸は残留磁界Ｙを示している。
【００２０】
まず、図３における抵抗率Ｘが５．７の場合における比透磁率Ｚ（μｓ）を変化させたときの電極の残留磁界Ｙの特性について説明すると、比透磁率Ｚが１００になると、残留磁界Ｙは急速に小さくなり、１４（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）よりも小さくなる。そして、比透磁率Ｚが１００から１０００の間まで、同様な値を維持している。
【００２１】
図４における抵抗率Ｘが８．５の場合にも、比透磁率Ｚが１００で、残留磁界Ｙはほぼ１０（Ｇａｕｓｓ／ｋＡｐ）程度の値に低下し、この値は比透磁率Ｚが１０００の間まで、同様な値を維持している。
【００２２】
以上の理由により、電極７，８の抵抗率Ｘを４以上から８．５の範囲内で、比透磁率Ｚの値を１００から１０００の範囲内に設定することによって、電極７，８間の残留磁界を小さく抑えることができる。
【００２３】
これによって、電流零点での残留磁界が充分に小さくなり、高電圧大電流遮断に適した高電圧真空遮断器を提供することができる。即ち、系統に事故が発生すると、事故電流は、導電棒４→コイル電極９→電極７→電極８→コイル電極１０→導電棒５の経路で流れる。事故電流が検出され遮断命令が図示してない操作機構に伝えられると，操作機構は導電棒５を図１の図面下方に駆動し、電極７，８間にはアークが発生する。コイル電極９，１０により発生した軸方向磁界は、アークに作用し、アークは電極７，８の表面全域に均一に分散し，交流電流の自然零点にて遮断されることになるが、そのときの残留磁界は、前述した電極７，８の抵抗率Ｘ及び比透磁率Ｚの設定、特に比透磁率Ｚの設定によって、小さく抑えられるので、遮断性能が改善される。その結果、高電圧大電流遮断に適した高電圧真空遮断器を提供することができる。
【００２４】
なお、上述においては、比透磁率Ｚの値を１００から１０００の範囲内に設定することが可能であるが、比透磁率Ｚの高い方の値の設定については、電極の組成材料を考慮して決める必要がある。
【００２５】
上述した残留磁界を小さくすることができる電極の材料としては、例えば、銅にコバルトを固溶限以上に溶かし込み、コバルトを均一に析出させることによって得ることが出来る。また、コバルトの代わりに鉄を用いても良い。あるいは、銅にコバルトと鉄を同時に溶かしこみ、コバルト鉄の合金層を析出させても良い。更みは、これらにクロム等の第三の金属を添加しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の真空遮断器の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す本発明の真空遮断器の一実施の形態を構成する電極の比透磁率Ｚが100の場合の抵抗率Ｘと残留磁界Ｙとの関係を示す特性図である。
【図３】図１に示す本発明の真空遮断器の一実施の形態を構成する電極の抵抗率Ｘが５．７μΩｃｍの場合の比透磁率Ｚと残留磁界Ｙとの関係を示す特性図である。
【図４】図１に示す本発明の真空遮断器の一実施の形態を構成する電極の抵抗率Ｘが８．５μΩｃｍの場合の比透磁率Ｚと残留磁界Ｙとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２７】
１        円筒状の容器
２        端板
３        端板
４        固定側の導電棒
５        可動側の導電棒
６        ベローズ
７        固定側電極
８        可動側電極
９        コイル電極
１０      コイル電極
１１      シールド
【図１】
2007220366.tif 000003
【図２】
2007220366.tif 000004
【図３】
2007220366.tif 000005
【図４】
2007220366.tif 000006