(57)【要約】【課題】  コンディショニング処理を容易とし、耐電圧特性の向上を図る。【解決手段】  真空絶縁容器２の一方の開口面に封着された固定側封着金具３と、固定側封着金具３を移動自在に貫通した固定側通電軸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を包囲するように設けられた固定側シールド６と、固定側通電軸４の中間部と固定側封着金具３とに固定された固定側ベローズ７と、真空絶縁容器２の他方の開口面に封着された可動側封着金具９と、可動側封着金具９の開口孔を移動自在に貫通する可動側通電軸１０と、固定側接点５と対向する接離自在の可動側接点１１と、可動側接点１１を包囲するように設けられた可動側シールド１２と、可動側通電軸１０の中間部と可動側封着金具９とに固定された可動側ベローズ１３と、可動側通電軸１０に連結される操作機構１５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】
筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の一方の開口面に封着された固定側封着金具と、
前記固定側封着金具の開口孔を移動自在に貫通した固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、
前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側シールドと、
前記固定側通電軸の中間部に一方端が気密に固定されるとともに、他方端が前記固定側封着金具の開口孔に気密に固定された伸縮自在の固定側ベローズと、
前記真空絶縁容器の他方の開口面に封着された可動側封着金具と、
前記可動側封着金具の開口孔を移動自在に貫通する可動側通電軸と、
前記固定側接点と対向するとともに、前記可動側通電軸端に固着された接離自在の可動側接点と、
前記可動側接点を包囲するように設けられるとともに、その一方端が前記可動側封着金具に固定された可動側シールドと、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が固定されるとともに、他方端が前記可動側封着金具の開口孔に固定された伸縮自在の可動側ベローズと、
前記可動側通電軸に連結される操作機構とを備えたことを特徴とする真空開閉器。
【請求項２】
前記固定側シールドの一方端を前記固定側通電軸に固定したことを特徴とする請求項１に記載の真空開閉器。
【請求項３】
前記固定側接点の外周に前記固定側シールドを固定したことを特徴とする請求項１に記載の真空開閉器。
【請求項４】
前記固定側接点および前記可動側接点の中央部に凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空開閉器。
【請求項５】
前記固定側シールドおよび前記可動側シールドは、耐アーク性材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の真空開閉器。
【請求項６】
筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の一方の開口面に封着された固定側封着金具と、
前記固定側封着金具の開口孔を移動自在に貫通した固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、
前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側シールドと、
前記固定側通電軸の中間部に一方端が気密に固定されるとともに、他方端が前記固定側封着金具の開口孔に気密に固定された伸縮自在の固定側ベローズと、
前記真空絶縁容器の他方の開口面に封着された可動側封着金具と、
前記可動側封着金具の開口孔を移動自在に貫通する可動側通電軸と、
前記固定側接点と対向するとともに、前記可動側通電軸端に固着された接離自在の可動側接点と、
前記可動側接点を包囲するように設けられるとともに、その一方端が前記可動側封着金具に固定された可動側シールドと、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が固定されるとともに、他方端が前記可動側封着金具の開口孔に固定された伸縮自在の可動側ベローズと、
前記可動側通電軸に連結される操作機構とを備えた真空開閉器のコンディショニング処理方法であって、
先ず、前記固定側シールドを前記可動側シールド方向に移動させ、ギャップ長を短くして放電させ、
放電終了後には、前記固定側シールドを元に戻し、
次に、前記可動側接点を前記固定側接点方向に移動させ、ギャップ長を短くして放電させることを特徴とする真空開閉器のコンディショニング処理方法。
【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真空中で開閉させる真空開閉器およびそのコンディショニング処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチギヤの絶縁媒体として、ＳＦ６ガスに代って、環境調和を目指した固体絶縁スイッチギヤが提案されている。この固体絶縁スイッチギヤでは、断路器などに真空中の優れた絶縁性や消弧性を利用した真空バルブが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような真空バルブでは、開閉時の接点の消耗による絶縁特性の低下を防止するため、接点を包囲するようなシールドがそれぞれ設けられている。即ち、接点が開離したときには、それぞれの接点がそれぞれのシールド内に収納されるようになり、電界緩和が図られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３３３７１５号公報  （第３ページ、図１）
【特許文献２】特開昭５４−１６２１７９号公報  （第１〜３ページ、第１図）
【発明の開示】
【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を用いた真空開閉器においては、次のような問題がある。  
真空バルブの製造段階では、接点間およびシールド間で放電を繰り返すコンディショニング処理が行われ、高い耐電圧特性が維持される。コンディショニング処理は一般に交流電圧が用いられ、例えば定格電圧８４ｋＶクラスでは、雷インパルス耐電圧が４６０ｋＶであるので、交流のコンディショニング電圧は３３０ｋＶ（実効値）以上が用いられる。このため、高電圧を発生する試験用の変圧器が必要となる。
【０００５】
接点間では、ギャップ長を短くし、コンディショニング処理をする電圧を低く抑えられる。しかしながら、シールド間では、ギャップ長が固定されているので、コンディショニング処理をする電圧が上記のように高電圧となる。断路器においては、ギャップ長がより長く設定されるので、コンディショニング処理が一層困難となる。
【０００６】
一方、真空バルブを断路器で使用する場合、定格電流までの電流開閉性能（ループ電流開閉）の責務が要求される。電流開閉を行うと、接点を包囲しているシールドにアークが転移し、シールドを損傷させる。このため、シールド自身の耐電圧性能が低下することがある。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、真空バルブのコンディショニング処理を容易とし、耐電圧特性を向上し得る真空開閉器およびそのコンディショニング処理方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の真空開閉器は、筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の一方の開口面に封着された固定側封着金具と、前記固定側封着金具の開口孔を移動自在に貫通した固定側通電軸と、前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側シールドと、前記固定側通電軸の中間部に一方端が気密に固定されるとともに、他方端が前記固定側封着金具の開口孔に気密に固定された伸縮自在の固定側ベローズと、前記真空絶縁容器の他方の開口面に封着された可動側封着金具と、前記可動側封着金具の開口孔を移動自在に貫通する可動側通電軸と、前記固定側接点と対向するとともに、前記可動側通電軸端に固着された接離自在の可動側接点と、前記可動側接点を包囲するように設けられるとともに、その一方端が前記可動側封着金具に固定された可動側シールドと、前記可動側通電軸の中間部に一方端が固定されるとともに、他方端が前記可動側封着金具の開口孔に固定された伸縮自在の可動側ベローズと、前記可動側通電軸に連結される操作機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、固定側接点を包囲するような固定側シールドを設けた固定側通電軸に、固定側ベローズを設けて移動自在とし、コンディショニング処理時に、可動側接点を包囲するような可動側シールドを設けた可動側通電軸側に移動させ、固定側シールドと可動側シールド間のギャップ長を短くしているので、コンディショニング処理が容易となり、耐電圧特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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に係る真空開閉器を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空開閉器の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブのシールド間のコンディショニング処理方法を説明する断面図、図３は、本発明の実施例１に係る真空バルブの接点間のコンディショニング処理方法を説明する断面図である。
【００１２】
図１に示すように、断路器に用いられる真空開閉器は、電流開閉をする開閉部１ａと、開閉部１ａに連結される操作機構部１ｂとで構成されている。
【００１３】
開閉部１ａには、例えばアルミナ磁器のような絶縁材料からなる筒状の真空絶縁容器２が設けられている。真空絶縁容器２の一方の開口面には、固定側封着金具３が封着され、その中央開口孔に一方の電路となる固定側通電軸４が移動自在に貫通している。固定側通電軸４の真空絶縁容器２内の先端には、中央部が凹部５ａに形成された固定側接点５が固着されている。そして、固定側接点５を包囲するように筒状の固定側シールド６が設けられ、その一方端が固定側通電軸４に固定されている。固定側シールド６は、銅クロム合金や銅タングステン合金のような金属材料から加工されている。
【００１４】
固定側通電軸４の中間部には、軸方向に伸縮自在の固定側ベローズ７の一方端が気密に固定され、他方端が固定側封着金具３の中央開口孔に気密に固定されている。固定側ベローズ７の固定側通電軸４側には、アークなどに対して損傷を防ぐための損傷防止シールド８が設けられている。
【００１５】
真空絶縁容器２の他方の開口面には、可動側封着金具９が封着され、その中央開口孔に他方の電路となる可動側通電軸１０が移動自在に貫通している。可動側通電軸１０の真空絶縁容器２内の先端には、固定側接点５と対向して、中央部が凹部１１ａに形成された接離自在の可動側接点１１が固着されている。そして、可動側接点１１を包囲するように筒状の可動側シールド１２が設けられ、その一方端が可動側封着金具９に固定されている。可動側シールド１２は、固定側シールド６と同様の金属材料で加工されている。
【００１６】
可動側通電軸１０の中間部には、軸方向に伸縮自在の可動側ベローズ１３の一方端が気密に固定され、他方端が可動側封着金具９の中央開口孔に気密に固定されている。可動側ベローズ１３は、可動側シールド１２の内径側に位置している。これにより、真空絶縁容器２内を真空に保ちながら、固定側通電軸４および可動側通電軸１０を軸方向に移動させることが可能となる。
【００１７】
また、真空絶縁容器２の中間部の突出部２ａには、固定側シールド６および可動側シールド１２を包囲するように筒状のアークシールド１４が固定され、接点５、１１間で電流開閉したときに発生する金属蒸気を捕捉するようになっている。
【００１８】
操作機構部１ｂには、接点５、１１間が数十ｍｍの大きなギャップ長になっても、充分な操作力が得られる例えばヨーク、アーマチュア、永久磁石などを有する電磁アクチュエータからなる操作機構１５が設けられている。
【００１９】
ここで、固定側通電軸４は、通常状態では図示しない固定部材に固定されている。後述するコンディショニング処理時には、図示しない試験用治具で可動側通電軸１０側に移動されるものである。可動側通電軸１０もコンディショニング処理時には、固定側通電軸４側に移動される。
【００２０】
また、通常状態では、固定側接点５は、固定側シールド６内に収納され、電界緩和が図られる。可動側接点１１は、開極時に可動側シールド１２内に収納され、電界緩和が図られる。即ち、開極時には、接点５、１１間のギャップ長よりもシールド６、１２間のギャップ長が短くなる。
【００２１】
次に、真空バルブ製造時のコンディショニング処理方法を図２および図３を参照して説明する。
【００２２】
先ず、シールド６、１２間においては、図２に示すように、固定側通電軸４を可動側通電軸１０方向に移動させ、シールド６、１２間のギャップ長を短くする。そして、シールド６、１２間に電圧を印加し、繰り返し放電させる。この電圧は、定格電圧よりも低くなるので、試験用の変圧器を小容量にすることができる。このため、コンディショニング処理が容易となって、シールド６、１２表面の欠陥が取り除かれ、高い耐電圧特性を維持させることができる。特に、真空バルブを用いた断路器では、シールド６、１２間（接点５、１１間を含む）のギャップ長が一般の遮断器などに比べて長くなるので、コンディショニング処理が格段に容易となる。
【００２３】
また、運転中などにおいて、電流開閉時のアークがシールド６、１２に転移しようとしても、耐アーク性の良好な金属材料を用いているので、シールド６、１２表面の損傷が抑制され、高い耐電圧特性を維持させることができる。この金属材料（銅クロム合金、銅タングステン合金）を耐アーク性材料と定義する。なお、コンディショニング処理終了後には、固定側通電軸１０を元に戻す。
【００２４】
次に、接点５、１１間においては、図３に示すように、可動側通電軸１０を固定側通電軸４方向に移動させ、接点５、１１間のギャップ長を短くする。そして、上述と同様にコンディショニング処理をする。なお、接点５、１１は、中央に凹部５ａ、１１ａを形成しているので、アークが半径方向に広がり易く、優れた耐電圧特性とともに消弧性を有するものとなる。
【００２５】
上記実施例１の真空開閉器によれば、固定側接点５を包囲するような固定側シールド６を設けた固定側通電軸４に、固定側ベローズ７を設けて移動自在とし、コンディショニング処理時に、可動側接点１１を包囲している可動側シールド１１側に移動させてシールド６、１２間のギャップ長を短くしているので、コンディショニング処理をする電圧を低く抑えることができ、コンディショニング処理が容易となり、耐電圧特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、本発明の実施例２に係る真空開閉器を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２に係る真空開閉器の開閉部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、固定側接点の構成である。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。
【００２７】
図４に示すように、固定側接点１６には、外周部に可動側接点１１方向に突出して形成された環状のシールド部１６ａを設けている。シールド部１６ａは、耐アーク性材料で構成される。なお、接点部１６ｂには、中央部に凹部１６ｃが形成され、可動側接点１１が接離するようになっている。
【００２８】
これにより、可動側接点１１と接離する接点部１６ｂは、シールド部１６ａで電界緩和される。このため、実施例１で用いた固定側シールドが不要となり、部品点数を削減することができる。ここで、シールド部１６ａは実施例１の固定側シールド、接点部１６ｂは実施例１の固定側接点に相当するものとなる。
【００２９】
上記実施例２の真空開閉器によれば、実施例１と同様の効果のほかに、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係る真空開閉器の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空バルブのシールド間のコンディショニング処理方法を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る真空バルブの接点間のコンディショニング処理方法を説明する断面図。
【図４】本発明の実施例２に係る真空開閉器の開閉部の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１ａ  開閉部
１ｂ  操作機構部
２  真空絶縁容器
２ａ  突出部
３  固定側封着金具
４  固定側通電軸
５  固定側接点
５ａ、１１ａ、１６ｃ  凹部
６  固定側シールド
７  固定側ベローズ
８  損傷防止シールド
９  可動側封着金具
１０  可動側通電軸
１１、１６  可動側接点
１２  可動側シールド
１３  可動側ベローズ
１４  アークシールド
１５  操作機構
１６ａ  シールド部
１６ｂ  接点部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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