JP3938521B2 - Vacuum valves and circuit breakers - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空バルブ及び当該真空バルブを備えた遮断器に関し、詳しくは、真空バルブのコイル電極の構造に関する。
ここで、コイル電極とは、主電極としての固定接点及び可動接点の接離方向に縦磁界を発生させるよう、当該両接点の背面側に、接点の外周縁に沿った円周方に向けて複数の弧状のコイル部が分割配置されてなる電極をいう。又、固定接点側のコイル電極を固定コイル電極、可動接点側のコイル電極を可動コイル電極、主電極の固定接点とそのコイル電極を含めて固定電極、主電極の可動接点とそのコイル電極を含めて可動電極という。
【0002】
【従来の技術】
従来のコイル電極の一例として、特公平2−30132号公報に記載されたコイル電極を図6及び図7に基づいて説明する。図6は固定電極の斜視図、図7は固定電極及び可動電極の縦断面図である。
尚、図6において、図示されていない可動電極は図示されている固定電極と実質的に同じ構成であって、図7のように固定電極に対して倒立して相対に配置されるものであるから、図6中の()で示す符号によって相応する可動電極の構成部位を示す。
【0003】
以下、図6において、固定電極を中心にして説明し、可動電極の相当する構成部位は括弧書にて示す。
同図において、図示の固定電極10(可動電極20)は、主電極としての円板状の固定接点11(可動接点21)及び当該固定接点11(可動接点21)の面と交差する方向の磁界、即ち、固定接点11と可動接点21との接離方向(図7の上下方向)に縦磁界を発生させる固定コイル電極12(可動コイル電極22)と、固定接点11(可動接点21)及び固定コイル電極12(可動コイル電極22)が取りつけられた固定電極棒13(可動電極棒23)とで構成されている。
【0004】
固定コイル電極12(可動コイル電極22)は、固定電極棒13(可動電極棒23)の先端に形成された取付部13a(取付部23a)が挿入される孔12b(孔22b)を有するリング部12a(22a)と、当該リング部12a(22a)の外周縁を巡る円周上を4等配した各位置に、各々リング部12a(22a)に基端部が連接されて先端部が放射状に延出した4本のアーム部16(26)と、当該アーム部16(26)の先端部に一方端(以下、基端という)が連接され他方端(以下、先端という)が固定接点11(可動接点21)の背面側の外周縁側に沿った円周方向に向けて分割配置された磁界発生コイルとしての4つの弧状のコイル部14(コイル部24)とで構成されている。
【0005】
各コイル部14(コイル部24)の先端側の固定接点11(可動接点21)の背面と対向する側には、当該固定接点11(可動接点21)の背面に接するよう、適当長さ延出させて厚く形成された接続部15(25)が設けられている。
又、固定電極棒13(可動電極棒23)の取付部13a(取付部23a)は、固定コイル電極12(可動コイル電極22)に形成されているリング部12a(22a)の孔12b(孔22b)に挿入されて組み付けられた状態にて、固定電極棒13(可動電極棒23)とリング部12a(22a)とがろう付け接合される。
【0006】
図7において、固定接点11及び固定コイル電極12で構成された固定電極10と、可動接点21及び可動コイル電極22で構成された可動電極20とは、固定接点11と可動接点21とが適当間隔を隔てて接離自在に対向して配置される。
【0007】
次に、前記真空バルブが配置された遮断器を図8に基づいて説明する。図は遮断器の構成を示す概念図である。
図において、30は遮断器、31は台車、32は前面を覆うフェースプレート、33は操作機構、34は絶縁フレーム、35は絶縁フレーム34内に保持された真空バルブ、36は固定接点11の固定電極棒13(図7参照)に接続された固定側接続導体、37は可動接点21の可動電極棒23(図7参照)に接続された可撓性の導体であり、38は当該導体37に接続されて絶縁フレーム34から突出して配設された端子導体である。以下、この可撓性の導体37と端子導体38とを含めて可動側接続導体(37、38)という。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図6及び図8において、固定接点11側、即ち固定電極棒13に接続された固定側接続導体36、及び可動接点21側即ち可動電極棒23に接続された可動側接続導体(37、38)には、電流遮断時、真空バルブ35の固定接点11と可動接点21との間にアークが発弧すると、電流(アーク電流)が流れて電磁力が発生する。
この電磁力は、前記アークをその発弧した位置から電磁力が作用する方向に向けて駆動し、移動させる。例えば、図8の矢印に示すように、発弧した位置から操作機構33方向(図において左方向)に向けて移動させる。
【0009】
このアークの移動によって、電流の大部分は、例えば図6及び図7において、電磁力が作用する方向に最も近い位置にある接続部15(25)を経て当該接続部15(25)のコイル部14(24)を流れる。即ち、電流は、コイル電極12(22)を構成する各コイル部14(24)に均等には流れない。
このため、より多くの電流(大部分の電流)が流れるコイル部14(24)で発生する磁界が他のコイル部14(24)で発生する磁界よりも強くなる。
他方、アークは、縦磁界強度がある値以上に強い領域に広がる特性があるため、より多くの電流が流れるコイル部14(24)の円周方向に延在する領域(延在領域)に沿って拡散する。
【0010】
しかし、従来のコイル電極12(22)では、複数のコイル部、図示の例では4つのコイル部14(24)が、単に等しい長さで分割配置されているだけのため、結果として、均等分割されたうちの一つのコイル部14(24)の延在領域に沿った比較敵狭い面積にアークが集中して、主電極(接点11、21)の局部的過熱による破損や消耗が大きくなったり、過熱によって遮断性能が低下するという問題があった。
【0011】
本発明は、前記問題を解消し、接点の広い範囲にアークを拡散させて、破損や消耗が少なく、長期間安定して高い遮断性能を発揮できる、信頼度の高い真空バルブ及び当該真空バルブを備えた遮断器の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空バルブは、主電極としての固定接点及び可動接点の接離方向に縦磁界を発生させるよう、前記両接点の背面側に各々当該接点の外周縁に沿った円周方向に向けて複数個のコイル部を分割配置したコイル電極を有する真空バルブにおいて、
前記固定接点側及び可動接点側の一方又は双方のコイル電極を構成する複数のコイル部のうち、前記真空バルブの固定接点側及び可動接点側に接続される固定側及び可動側接続導体に流れる電流によって生ずる電磁力の作用を受けて、接点のより多くのアーク電流が流れる側の部位に接続されるコイル部を、当該コイル部が所属するコイル電極の他のコイル部よりも円周方向に長い特定コイル部としたことを内容とする。
【0013】
又、本発明の真空バルブは、特定コイル部を、当該コイル電極において円周方向に隣り合う2つのコイル部としたことを内容とする。
【0014】
又、本発明の真空バルブは、2つの特定コイル部を同じ長さとしたことを内容とする。
【0015】
又、本発明の真空バルブは、コイル電極を、少なくとも1つの特定コイル部を含む3つ又は4つのコイル部で構成したことを内容とする。
【0016】
又、本発明の真空バルブは、固定接点側と可動接点側の双方のコイル電極の特定コイル部を、接離方向において互いに相対する位置にあって、同方向にアーク電流が流れるよう配設されたことを内容とする。
【0017】
又、本発明の遮断器は、真空バルブの固定接点側に接続される固定側接続導体及び可動接点側に接続される可動側接続導体に流れるアーク電流の電磁力によって、特定コイル部に他のコイル部より多くのアーク電流が流れるよう本発明の真空バルブの何れかを配設したことを内容とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1乃至図3に基づいて、本発明の実施の形態1に係る真空バルブを説明する。図1は固定電極の分解斜視図、図2は固定コイル電極の斜視図、図3は固定コイル電極の平面図である。
尚、図6乃至図8で説明した従来の構成部位と同一又は相当部分には同一の符号を付してある。又、図1乃至図3に図示されていない可動電極若しくは可動コイル電極は固定電極若しくは固定コイル電極と実質的に同じであるので、図中の()内の符号にて相当部位を示す。
【0019】
図1において、固定電極10(可動電極20)は、主電極としての円板状の固定接点11(可動接点21)と、当該固定接点11(可動接点21)の背面側に、当該固定接点11と図示されていない可動接点(21)との接離方向に縦磁界を発生するように配設された固定コイル電極12(可動コイル電極22)と、ステンレス鋼等の高抵抗材で形成され、前記固定接点11(可動接点21)と固定コイル電極12(可動コイル電極22)とを機械的に支持する支持材17(支持材27)と、前記固定接点11(可動接点21)と共に固定コイル電極12(可動コイル電極22)が取り付けられる固定電極棒13(可動電極棒23)とで構成されている。固定電極棒13及び可動電極棒23には、真空バルブ35の外部から固定側接続導体36及び可動側接続導体37、38が接続される(図8)。尚、固定接点11(可動接点21)は銀系合金や銅系合金等で形成されることが好ましい。
【0020】
固定コイル電極12(可動コイル電極22)は、リング部12a(22a)と、当該リング部12a(22a)の外縁を巡る円周上を不均等に3分割した位置に、各々延在するように配置された磁界発生コイルとしての3つの弧状のコイル部、即ち第1コイル部14a(24a)、第2コイル部14b(24b)、第3コイル部14c(24c)で構成されている。以下、第1コイル部14a(24a)、第2コイル部14b(24b)、第3コイル部14c(24c)を総称して単にコイル部14(24)ともいう。
【0021】
コイル部14(24)は、コイルの長さが異なり、不均等に分割して配置されている。図示のとおり、コイル電極12(22)を構成する3つのコイル部のうち、第1コイル部14a(24a)が、他の第2及び第3コイル部14b、14c(24b、24c)に比べてより長く、最長のコイル部として形成されている。以下、このように、コイル電極を構成する複数のコイル部のうち、他に比べてより長いコイル部を特定コイル部という。
【0022】
各コイル部14(24)は、各々後述のアーム部16a、16b、16c(26a、26b、26c)を介して、一方端(基端)が前記リング部12a(22a)に連接されている。以下、アーム部16a、16b、16c(26a、26b、26c)を総称してアーム部16(26)ともいう。各アーム部16(26)は、リング部12a(22a)から放射状に延出され、その延出先端がコイル部14(24)の前記基端に連接されている。
【0023】
又、各コイル部14(24)の他方端(先端)側には、固定接点11(可動接点21)の背面と対向する側の一部分を適当長さ延出して当該固定接点11(可動接点21)と接する接続部15a、15b、15c(25a、25b、25c)が設けられている。以下、接続部15a、15b、15c(25a、25b、25c)を総称して接続部15(25)ともいう。各接続部15(25)は固定接点11(可動接点21)の背面側にろう付け固定される。
このように、主電極としての固定接点11と可動接点21との背面側には、各々、両接点11、21の接離方向を軸とした円周上に、コイル長が不均等に分割されて弧状に配設された複数の磁界発生コイルとしてのコイル部14(24)によって固定コイル電極12と可動コイル電極22とが構成されている。
【0024】
この実施の形態では、以上のように、前記固定接点側のコイル電極即ち固定コイル電極12と可動接点側のコイル電極即ち可動コイル電極22との双方を、各々のコイル電極12、22を構成する3つのコイル部14(24)のうち、より多くのアーク電流が流れる側に位置させる一つのコイル部14a、(24a)を、他の2つのコイル部14b、14c(24b、24c)よりも円周方向に長く形成して、他に比べてより長い、最長の特定コイル部としている。
【0025】
この最長の特定コイル部14a(24a)に、他のコイル部14b、14c、(24b、26c)に比べて、より多くのアーク電流が流れるように、即ち、当該真空バルブの固定接点側及び可動接点側に接続される接続導体、即ち固定側接続導体36及び可動側接続導体37、38との関係において、アーク発弧時に当該固定側及び可動側接続導体36、37、38に流れる電流の電磁力がアークに作用する方向に、特定コイル部14a(24a)の接続部15(25)が位置するように配設させることによって、当該特定コイル部14a、(24a)の磁界強度が他のコイル部14b、14c(24b、24c)で発生する磁界よりも強くなるだけでなく、この強磁界領域が当該特定コイル部14a、(24a)の長さに相応する延在領域に沿って、接点面積上に延在することとなるので、アークの拡散面積を従来に比べて、より拡大させることができる。
【0026】
従って、接点11(21)における局所的加熱による破損や消耗を大幅に低減させることができ、遮断寿命回数を増大させることができる。
又、アークの拡散により安定した遮断を実現させることができる。
尚、図示の例では、コイル電極12(22)の磁界発生コイルを3つの長さの異なるコイル部14(24)に不均等に分割しているが、これに限らず、2つ或いは3つ以上に不均等に分割してもよい(図示せず)。又、より長い特定コイル部に対する他のコイル部は短かければよく、他のコイル部同士の長さは同等であってもよい。又、分割配置される特定コイル部14a、(24a)と他のコイル部14b、14c(24b、24c)との長さの違いも、図示された長さの割合に限定されず、適宜異ならせてもよい。
【0027】
しかし、この実施の形態のようにコイル電極12(22)を3分割以上とすることによって、2分割にした場合に比べて、電流通電時に発生する発熱を抑制することができる。
又、電極棒13(23)に組み付けた際のバランスが安定するため、組み付けられた状態でろう付けのために運搬される際や、真空炉内でろう付けされながら移動する際等に生じる振動に対して安定性が良くなり、組み付けられた状態のままでの精度の高いろう付けを行うことができる。
尚、3分割以上とはいっても、分割数が多くなり過ぎると、コイル部の1本当りに流れる電流が大幅に減少するため、発生する磁界強度が弱まってしまう。従って、分割数は3つ又は4つが適当であり、この実施の形態のように3分割とするのが最適である。
【0028】
又、特定コイル部14a(24a)の長さは、長い方が良いが、コイル部14(24)が配設される円周の50%を上限とするのが好ましい。これ以上に長くすると、組み付けの時の安定性が悪くなって、倒れたり傾き易くなるし、これを防ぐために特殊な治工具等が必要となって却って、組み付け作業が煩雑となってしまう。
【0029】
尚、この実施の形態では、最長の特定コイル部14a(24a)を固定側コイル電極12と可動コイル電極22との双方のコイル電極に設けて、接離方向に相対させた構成で説明したが、本発明はこの構成に限らず、接離方向に相対させないように双方のコイル電極12、22を構成してもよいし(図示せず)、何れか一方側のコイル電極だけに構成してもよい(図示せず)。
【0030】
実施の形態2.
実施の形態2は、固定接点側又は可動接点側のコイル電極12(22)の何れか一方のコイル電極(12又は22)における当該電極12(22)を隣り合う2つのコイル部14a、14a(24a、24a)を特定コイル部として構成したものである。これを図4に基づいて説明する。図4は2つの隣り合うコイル部が特定コイル部とされた固定コイル電極の平面図である。尚、図4において、図1乃至図3、図6乃至図8と同一の符合は実質的に同一の内容である。
【0031】
図4において、コイル電極12が配置される円周上に、長さが短い1本のコイル部14c(24c)と、これよりは長さが長く且つ同等の長さで、円周上において隣り合う2本のコイル部が特定コイル部14a、14a(24a、24a)とされている。
この場合、2つの特定コイル部14a、14a(24a、24a)の接続部15a、15a(25a、25a)は、何れも、固定側及び可動側接続導体36、37、38に流れる電流の電磁力の作用で、より多くのアーク電流が流れる側の接点11、21の部位、若しくは当該部位にできるだけ近い部位に位置するよう配設する。
【0032】
このように、長さが短い1本のコイル部14c(24c)に対して、長さがより長く且つ同等長さの2本の特定コイル部14a、14a(24a、24a)を配置することによって、当該コイル電極12(22)の円周面において、直径方向の線を中心にして左右の構成をバランスのよい、対称な構成とすることができる。
このように左右のバランスがとれたコイル電極12(22)を、電極棒13(23)に組みつけると、組み付けられたコイル電極12(22)が、前記実施の形態1のように左右がアンバランスのコイル電極12(22)に比べて、より安定性がよくなるため、固定接点11の浮きや傾き等が生じにくくなって、組み付け作業が容易となるだけでなく、ろう付けするための運搬やろう付けする真空炉内での移動等による振動等に対してもより安定性が増し、品質的に安定した高精度の真空バルブが得られる。
【0033】
又、この実施の形態では、上記実施の形態1での説明と同様に、2本の特定コイル部14a(24a)に、より多くの電流が流れると、1本の特定コイル部14a(24a)を有する実施の形態1の場合よりも、更に、アークの拡散面積を拡大することができるので、接点11、21における局所的加熱による破損や消耗を更に低減させることができ、遮断寿命回数も更に増大させることができる。又、アークの拡散により更に安定した遮断を実現させることができる。
尚、この実施の形態では、固定コイル電極12と可動コイル電極側24とを同様の構成とする例で説明したが、何れか一方のコイル電極に構成してもよい(図示せず)。
【0034】
実施の形態3.
実施の形態3は、上記実施の形態2のコイル電極の構成を、固定コイル電極12及び可動コイル電極22の双方に設け、しかも、固定コイル電極12の2つの特定コイル部14a、14aを通る電流の向きと、可動コイル電極22の2つの特定コイル部24、24を通る電流の向きとを同方向に並行に流れるよう構成したものである。これを図5に示す分解斜視図に基づいて説明する。
【0035】
図5に示す固定コイル電極12及び可動コイル電極22の構成は、実施の形態2で説明したコイル電極を一対相対に用いて、その一方を固定コイル電極12、他方を可動コイル電極22として配設したものである。この場合、固定コイル電極12の2つのコイル部14a、14aの接続部15a、15a、と、可動コイル電極22の2つのコイル部24a、24aの接続部25a、25aとは、接離方向において互いに重なり合わないで、2つの特定コイル部(14a及び14aと24a及び24a)が互いに対向した位置となる。
【0036】
このような構成のコイル電極12(22)の組合せにおけるアークの移動を、従来例で示した、図8の遮断器30を例にして説明する。
先に説明したように、図8において、固定電極棒13に接続された固定側接続導体36と可動電極棒23に接続された可撓性の導体37及び端子導体38(可動側接続導体)を流れる電流の電磁力が、遮断器30の操作機構33方向に作用するが、この電磁力は電流遮断時に発生するアークを発弧位置から電磁力が作用する方向(図の矢印方向)に移動する。
【0037】
図5において、より多くの電流(電流の大部分)は、固定側及び可動側のコイル電極12、22の電磁力方向に最も近い位置側にある接点11、21の部位と当該コイル電極12、22の接続部15a、25aとに流れる。即ち、この電流はコイル電極12、22を各々構成する3つのコイル部(14a、14b、14c)、(24a、24b、24c)に均等には分流しない。
【0038】
このため、この特定コイル部14a、14a、24a、24aで発生する磁界が他のコイル部14c、24cで発生する磁界よりも強くなる。
しかも、より多くの電流が流れる最長の2つの特定コイル部14a、14a、24a、24aが固定コイル電極12と可動コイル電極22とで、電流が同一方向に平行に流れるよう配置されているので、より均一で強い磁界が得られる。
アークは、縦磁界強度がある値以上ないと広がらない特性があるが、この場合、電流の大部分が流れ、磁界強度が強い固定接点側及び可動接点側の各々の2つの特定コイル部14及び14aと24a及び24aの長い延在領域に沿って広く拡散することになる。
【0039】
このように、コイル電極を構成する複数のコイル部14a、14a、24a、24aを周方向に不均等に分割し、他のコイル部14c、24cよりも長く形成した特定コイル部14a、14a、24a、24aに、より多くの電流が流れるように真空バルブ35を配置することによって、アークの接点11、21における拡散面積を、従来に比べて、より大きく拡大させることができるので、
接点11、21の広い範囲にアークを拡散させて、破損や消耗を少なくし、長期間安定して高い遮断性能を発揮させることができる、信頼度の高い真空バルブ及び当該真空バルブを備えた遮断器を提供できる。
【0040】
又、この実施の形態3も、実施の形態1と同様に、最長の特定コイル部14a、24aを固定側コイル電極12と可動コイル電極22との双方のコイル電極に設けて、接離方向に相対させた構成で説明したが、この構成に限らず、接離方向に相対させないよう双方のコイル電極に構成してもよい。この場合も、相応の作用効果を発揮することができる。
【0041】
尚、この実施の形態1乃至3では、コイル電極の形状を従来のコイル電極と類似した形状のもので説明したが、コイル電極の形状は図示の形状に限られない。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、接点の広い範囲にアークを拡散させることができるので、接点の破損や消耗が少なく、しかも、長期間安定して高い遮断性能を発揮させることのできる信頼度の高い真空バルブを提供することができる。
【0043】
又、本発明によれば、コイル電極を構成するコイル部として、より長さが長い2つの特定コイル部を設けたので、コイル電極を電極棒へ組み付けた際のバランスが安定して、へろう付け前の運搬や真空炉内の移動による振動に対して組み付け状態の安定性が増し、接点の浮きや傾きが生じ難くなるので、組み付け状態のままでろう付けでき、品質的に安定な真空バルブを提供することができる。
【0044】
又、本発明によれば、固定接点側及び可動接点側のコイル電極の相対する特定コイル部によって、当該特定コイル部の延在領域に強い縦磁界を発生させることができるので、当該特定コイル部の比較的広い延在領域にてアークを速やかに拡散させることができる。
【0045】
又、本発明によれば、真空バルブの固定電極棒と可動電極棒の端部に接続される固定側及び可動側接続導体を流れる電流により生じる電磁力によって、コイル電極を構成するより長いコイル部の接点との接続部に、より多くの電流が流れるように本発明の真空バルブを配置することで、従来のようにコイル部が単に均等分割されたコイル電極よりも接点におけるアークの拡散面積を拡大できるので、接点の破損や消耗が少なく、しかも、長期間安定して高い遮断性能を発揮できる信頼度の高い遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の固定電極の分解斜視図である。
【図2】 実施の形態1の固定コイル電極の斜視図である。
【図3】 実施の形態1の固定コイル電極の平面図である。
【図4】 実施の形態2の固定コイル電極の平面図である。
【図5】 実施の形態3の固定及び可動コイル電極の斜視図である。
【図6】 従来の固定電極の斜視図である。
【図7】 従来の固定及び可動電極の縦断面図である。
【図8】 従来の真空バルブを備えた遮断器の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
11 固定接点、14 コイル部、14a 第1コイル部(特定コイル部)、14b 第2コイル部、14c 第3コイル部、15a、15b、15c 接続部、21 可動接点、24 コイル部、24a 第1コイル部(特定コイル部)、24b 第2コイル部、24c 第3コイル部、25a、25b、25c 接続部、35 真空バルブ、36 固定側接続導体、37 可撓性の導体(可動側接続導体)、38 端子導体(可動側接続導体)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum valve and a circuit breaker including the vacuum valve, and more particularly to a structure of a coil electrode of a vacuum valve.
Here, the coil electrode is directed toward the circumference along the outer peripheral edge of the contact on the back side of the contact so that a longitudinal magnetic field is generated in the contact and separation direction of the fixed contact and the movable contact as the main electrode. An electrode in which a plurality of arc-shaped coil portions are divided and arranged. Also, the coil electrode on the fixed contact side is a fixed coil electrode, the coil electrode on the movable contact side is a movable coil electrode, the fixed contact of the main electrode and its coil electrode are included, the fixed electrode, the movable contact of the main electrode and its coil electrode are included This is called a movable electrode.
[0002]
[Prior art]
As an example of a conventional coil electrode, a coil electrode described in Japanese Patent Publication No. 2-30132 will be described with reference to FIGS. 6 is a perspective view of the fixed electrode, and FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the fixed electrode and the movable electrode.
In FIG. 6, the movable electrode (not shown) has substantially the same configuration as the fixed electrode shown, and is arranged in an inverted manner relative to the fixed electrode as shown in FIG. 7. Accordingly, the corresponding components of the movable electrode are indicated by reference numerals indicated by () in FIG.
[0003]
Hereinafter, in FIG. 6, the description will be made centering on the fixed electrode, and the corresponding component part of the movable electrode is shown in parentheses.
In the figure, a fixed electrode 10 (movable electrode 20) shown in the figure has a disk-shaped fixed contact 11 (movable contact 21) as a main electrode and a magnetic field in a direction intersecting with the surface of the fixed contact 11 (movable contact 21). That is, the fixed coil electrode 12 (movable coil electrode 22) that generates a longitudinal magnetic field in the contact / separation direction (vertical direction in FIG. 7) between the
[0004]
The fixed coil electrode 12 (movable coil electrode 22) has a ring portion having a
[0005]
An appropriate length is extended on the side facing the back surface of the fixed contact 11 (movable contact 21) on the tip side of each coil portion 14 (coil portion 24) so as to contact the back surface of the fixed contact 11 (movable contact 21). A connecting portion 15 (25) that is thickly formed is provided.
In addition, the attachment portion 13a (attachment portion 23a) of the fixed electrode rod 13 (movable electrode rod 23) is a
[0006]
In FIG. 7, the
[0007]
Next, the circuit breaker in which the vacuum valve is arranged will be described with reference to FIG. The figure is a conceptual diagram showing the configuration of the circuit breaker.
In the figure, 30 is a circuit breaker, 31 is a carriage, 32 is a face plate that covers the front surface, 33 is an operating mechanism, 34 is an insulating frame, 35 is a vacuum valve held in the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
6 and 8, the fixed
This electromagnetic force drives and moves the arc from the position where the arc is generated toward the direction in which the electromagnetic force acts. For example, as shown by the arrow in FIG. 8, the position is moved in the direction of the operation mechanism 33 (left direction in the figure) from the position where the arc is generated.
[0009]
Due to the movement of the arc, most of the current flows, for example, in FIG. 6 and FIG. 7 through the connection portion 15 (25) located closest to the direction in which the electromagnetic force acts, and the coil portion of the connection portion 15 (25). 14 (24). That is, current does not flow evenly through the coil portions 14 (24) constituting the coil electrode 12 (22).
For this reason, the magnetic field generated in the coil part 14 (24) through which a larger amount of current (most current) flows is stronger than the magnetic field generated in the other coil part 14 (24).
On the other hand, since the arc has a characteristic of spreading in a region where the longitudinal magnetic field strength is higher than a certain value, the arc extends along the region (extension region) extending in the circumferential direction of the coil portion 14 (24) through which more current flows. Spread.
[0010]
However, in the conventional coil electrode 12 (22), a plurality of coil portions, in the illustrated example, the four coil portions 14 (24) are simply divided and arranged with equal lengths. The arc concentrates on a comparatively small area along the extension region of one of the coil portions 14 (24), and damage and wear due to local overheating of the main electrodes (
[0011]
The present invention provides a highly reliable vacuum valve that solves the above problems, diffuses an arc over a wide range of contacts, has little damage and wear, and can stably exhibit high shutoff performance for a long period of time, and the vacuum valve. The purpose is to provide a built-in circuit breaker.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The vacuum valve of the present invention is directed toward the circumferential direction along the outer peripheral edge of each of the contacts on the back side of the both contacts so as to generate a longitudinal magnetic field in the contact / separation direction of the fixed contact and the movable contact as the main electrode. In a vacuum valve having a coil electrode in which a plurality of coil parts are arranged separately,
Of a plurality of coil portions constituting one or both of the coil electrodes on the fixed contact side and the movable contact side, currents flowing through the fixed side and the movable side connection conductor connected to the fixed contact side and the movable contact side of the vacuum valve. The coil part connected to the part of the contact where more arc current flows is longer in the circumferential direction than the other coil parts of the coil electrode to which the coil part belongs. The content is that it is a specific coil part.
[0013]
Further, the vacuum valve of the present invention is characterized in that the specific coil portion is two coil portions adjacent in the circumferential direction in the coil electrode.
[0014]
The vacuum valve of the present invention is characterized in that the two specific coil portions have the same length.
[0015]
Moreover, the vacuum valve of this invention makes it the content that the coil electrode was comprised by the 3 or 4 coil part containing at least 1 specific coil part.
[0016]
In addition, the vacuum valve of the present invention is arranged such that the specific coil portions of the coil electrodes on both the stationary contact side and the movable contact side are at positions facing each other in the contact / separation direction so that an arc current flows in the same direction. The contents are as follows.
[0017]
Further, the circuit breaker of the present invention has other specific coil portions connected to the specific coil portion by the electromagnetic force of the arc current flowing in the fixed side connection conductor connected to the fixed contact side of the vacuum valve and the movable side connection conductor connected to the movable contact side. The content is that any one of the vacuum valves of the present invention is arranged so that a larger arc current flows from the coil portion.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 3, the vacuum valve which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated. 1 is an exploded perspective view of the fixed electrode, FIG. 2 is a perspective view of the fixed coil electrode, and FIG. 3 is a plan view of the fixed coil electrode.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as the conventional structure site | part demonstrated in FIG. 6 thru | or FIG. In addition, since the movable electrode or the movable coil electrode not shown in FIGS. 1 to 3 is substantially the same as the fixed electrode or the fixed coil electrode, the corresponding part is indicated by the symbol in parentheses in the drawings.
[0019]
In FIG. 1, the fixed electrode 10 (movable electrode 20) includes a disk-shaped fixed contact 11 (movable contact 21) as a main electrode and the fixed
[0020]
The fixed coil electrode 12 (movable coil electrode 22) extends to the ring part 12a (22a) and the position on the circumference that surrounds the outer edge of the ring part 12a (22a) in an unevenly divided position. It is composed of three arc-shaped coil portions as a magnetic field generating coil arranged, that is, a first coil portion 14a (24a), a
[0021]
The coil portion 14 (24) has a different coil length, and is non-uniformly divided. As shown in the drawing, among the three coil parts constituting the coil electrode 12 (22), the first coil part 14a (24a) is compared with the other second and
[0022]
Each coil part 14 (24) is connected to the ring part 12a (22a) at one end (base end) via
[0023]
Further, on the other end (tip) side of each coil portion 14 (24), a part of the side facing the back surface of the fixed contact 11 (movable contact 21) is extended to an appropriate length so that the fixed contact 11 (
As described above, the coil lengths are unevenly divided on the back side of the fixed
[0024]
In this embodiment, as described above, both the coil electrode on the fixed contact side, that is, the fixed
[0025]
More arc current flows through the longest specific coil portion 14a (24a) than the
[0026]
Therefore, damage and wear due to local heating at the contact 11 (21) can be greatly reduced, and the number of interruption lifetimes can be increased.
Further, stable interruption can be realized by arc diffusion.
In the illustrated example, the magnetic field generating coil of the coil electrode 12 (22) is unevenly divided into three coil portions 14 (24) having different lengths. However, the present invention is not limited to this, and two or three are provided. You may divide | distribute unevenly above (not shown). Moreover, the other coil part with respect to a longer specific coil part should just be short, and the length of other coil parts may be equivalent. Also, the difference in length between the specific coil portions 14a, (24a) and the
[0027]
However, by forming the coil electrode 12 (22) into three or more parts as in this embodiment, it is possible to suppress heat generation that occurs during current application compared to the case where the coil electrode 12 (22) is divided into two parts.
In addition, since the balance when assembled to the electrode rod 13 (23) is stabilized, vibrations that occur when transported for brazing in the assembled state or when moving while being brazed in a vacuum furnace, etc. Therefore, it is possible to perform brazing with high accuracy in an assembled state.
Even if the number of divisions is three or more, if the number of divisions is too large, the current flowing per one coil portion is greatly reduced, and the generated magnetic field strength is weakened. Accordingly, three or four divisions are appropriate, and it is optimal to use three divisions as in this embodiment.
[0028]
Further, the length of the specific coil portion 14a (24a) is preferably longer, but it is preferable that the upper limit is 50% of the circumference where the coil portion 14 (24) is disposed. If the length is longer than this, the stability at the time of assembling deteriorates, and it becomes easy to fall down or tilt, and a special jig or the like is required to prevent this, and the assembling work becomes complicated.
[0029]
In the present embodiment, the longest specific coil portion 14a (24a) is provided on both the coil electrodes of the fixed
[0030]
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the coil 12 (22 or 22) of either the fixed contact side or the movable contact side coil electrode 12 (22) is connected to two adjacent coil portions 14a and 14a ( 24a and 24a) are configured as specific coil portions. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view of a fixed coil electrode in which two adjacent coil portions are specified coil portions. In FIG. 4, the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 6 to 8 have substantially the same contents.
[0031]
In FIG. 4, one
In this case, the
[0032]
In this way, by arranging two specific coil portions 14a and 14a (24a and 24a) having a longer length and an equivalent length with respect to one
When the coil electrode 12 (22) having a balanced left and right is assembled to the electrode rod 13 (23), the assembled coil electrode 12 (22) is unmounted right and left as in the first embodiment. Compared with the balanced coil electrode 12 (22), the stability is improved, so that the fixed
[0033]
Further, in this embodiment, similarly to the description in the first embodiment, when more current flows through the two specific coil portions 14a (24a), one specific coil portion 14a (24a). Since the arc diffusion area can be further expanded compared to the case of the first embodiment having the above, breakage and wear due to local heating at the
In this embodiment, the fixed
[0034]
Embodiment 3.
In the third embodiment, the configuration of the coil electrode of the second embodiment is provided on both the fixed
[0035]
The configurations of the fixed
[0036]
The movement of the arc in the combination of the coil electrodes 12 (22) having such a configuration will be described with reference to the
As described above, in FIG. 8, the fixed
[0037]
In FIG. 5, a larger amount of current (most of the current) is generated by the portions of the
[0038]
For this reason, the magnetic field generated in the
Moreover, since the longest two
The arc has a characteristic that it does not spread unless the longitudinal magnetic field strength exceeds a certain value. In this case, most of the current flows, and the two
[0039]
Thus, the
A highly reliable vacuum valve capable of diffusing an arc over a wide range of the
[0040]
Also, in the third embodiment, as in the first embodiment, the longest
[0041]
In the first to third embodiments, the shape of the coil electrode is described as being similar to that of the conventional coil electrode, but the shape of the coil electrode is not limited to the shape shown in the figure.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the arc can be diffused over a wide range of contacts, the contact is less likely to be damaged or consumed, and the vacuum valve is highly reliable and can stably exhibit high interruption performance over a long period of time. Can be provided.
[0043]
In addition, according to the present invention, since the two specific coil portions having a longer length are provided as the coil portions constituting the coil electrode, the balance when the coil electrode is assembled to the electrode rod is stabilized, and the hair is stable. The stability of the assembled state is increased with respect to vibrations caused by transportation before moving or movement in the vacuum furnace, and the floating and tilting of the contact is less likely to occur, so that the vacuum valve can be brazed in the assembled state and is stable in quality. Can be provided.
[0044]
In addition, according to the present invention, a strong longitudinal magnetic field can be generated in the extension region of the specific coil portion by the specific coil portions facing the coil electrodes on the fixed contact side and the movable contact side. The arc can be quickly diffused in a relatively wide extension region.
[0045]
Further, according to the present invention, the longer coil portion constituting the coil electrode by the electromagnetic force generated by the current flowing through the fixed side and movable side connection conductors connected to the ends of the fixed electrode rod and the movable electrode rod of the vacuum valve. By arranging the vacuum valve of the present invention so that a larger amount of current flows in the connection portion with the contact of the coil, the arc diffusion area at the contact can be made smaller than the coil electrode in which the coil portion is simply divided as in the prior art. Since it can be expanded, it is possible to provide a highly reliable circuit breaker that is less likely to be damaged or consumed, and that can stably exhibit high breaking performance for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fixed electrode according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a fixed coil electrode according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view of the fixed coil electrode according to the first embodiment.
4 is a plan view of a fixed coil electrode according to Embodiment 2. FIG.
5 is a perspective view of fixed and movable coil electrodes according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 6 is a perspective view of a conventional fixed electrode.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional fixed and movable electrode.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a configuration of a circuit breaker provided with a conventional vacuum valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記固定接点側及び可動接点側の一方又は双方のコイル電極を構成する複数のコイル部のうち、前記真空バルブの固定接点側及び可動接点側に接続される固定側及び可動側接続導体に流れる電流によって生ずる電磁力の作用を受けて、接点のより多くのアーク電流が流れる側の部位に接続されるコイル部を、当該コイル部が所属するコイル電極の他のコイル部よりも円周方向に長い特定コイル部としたことを特徴とする真空バルブ。A plurality of coil portions are divided in the circumferential direction along the outer peripheral edge of each contact on the back side of both contacts so that a longitudinal magnetic field is generated in the contact / separation direction of the fixed contact and the movable contact as the main electrode. In a vacuum valve having a coil electrode arranged,
Of a plurality of coil parts constituting one or both of the coil electrodes on the fixed contact side and the movable contact side, currents flowing in the fixed side and the movable side connection conductor connected to the fixed contact side and the movable contact side of the vacuum valve. The coil portion connected to the portion of the contact where more arc current flows is longer in the circumferential direction than the other coil portions of the coil electrode to which the coil portion belongs. A vacuum valve characterized by a specific coil section.
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