JPH08264082A - Vacuum valve and its manufacture - Google Patents
Vacuum valve and its manufactureInfo
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- JPH08264082A JPH08264082A JP6726595A JP6726595A JPH08264082A JP H08264082 A JPH08264082 A JP H08264082A JP 6726595 A JP6726595 A JP 6726595A JP 6726595 A JP6726595 A JP 6726595A JP H08264082 A JPH08264082 A JP H08264082A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、真空バルブに係わり、
特に遮断性能を向上させる真空バルブの電極構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vacuum valve,
Particularly, it relates to an electrode structure of a vacuum valve for improving the breaking performance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の真空遮断器に用いられる真空バル
ブの構成を図１３に示す。同図に示す様に、従来の真空
バルブ１０は、絶縁円筒１１の両端を固定側フランジ１
２および可動側フランジ１３により閉止して構成される
真空容器内に、接離可能な固定電極１４および可動電極
１５を配置して構成している。ここで、固定電極１４
は、固定通電軸１８の先端に固着されており、真空容器
外部とはこの固定通電軸１８により電気的に接続され
る。また、可動電極１５は可動通電軸１９の一端に固着
されており、真空容器の外部とはこの可動通電軸１９を
介して電気的に接続される。固定電極１４と可動電極１
５の対向面には、それぞれ接触子１６，１７が電気的に
接続されて配設されている。また、可動通電軸１９はベ
ローズ２０を介して可動側フランジ１３に固着されてお
り、真空容器内の真空を維持した状態で図示しない操作
機構部に他端部が接続されて、電極の接離を可能にして
いる。絶縁円筒１１の内面の電極周囲には、アークシー
ルド２２が取付けられている。FIG. 13 shows the structure of a vacuum valve used in a conventional vacuum circuit breaker. As shown in the figure, in the conventional vacuum valve 10, both ends of the insulating cylinder 11 are fixed side flanges 1.
2, a fixed electrode 14 and a movable electrode 15 which can be brought into contact with and separated from each other are arranged in a vacuum container which is closed by the movable side flange 13 and the movable side flange 13. Here, the fixed electrode 14
Is fixed to the tip of the fixed current-carrying shaft 18, and is electrically connected to the outside of the vacuum container by the fixed current-carrying shaft 18. The movable electrode 15 is fixed to one end of the movable energizing shaft 19, and is electrically connected to the outside of the vacuum container via the movable energizing shaft 19. Fixed electrode 14 and movable electrode 1
Contactors 16 and 17 are electrically connected to and disposed on the facing surfaces of the plate 5, respectively. Further, the movable energization shaft 19 is fixed to the movable side flange 13 via a bellows 20, and the other end is connected to an operation mechanism section (not shown) in a state where the vacuum inside the vacuum container is maintained, thereby connecting and disconnecting the electrodes. Is possible. An arc shield 22 is attached around the electrodes on the inner surface of the insulating cylinder 11.
【０００３】ところで、真空バルブは、真空の優れた絶
縁耐力を利用しているため、他の絶縁媒体を使用した例
えばＳＦ6 ガス遮断器に比べ、電極間距離を小さくで
き、小形にすることができる。また、遮断容量に対して
も、電極構造の改良により大きくすることができる。こ
の様な真空バルブ１０の遮断性能を向上させるために
は、電極１４，１５間に発生するアークによる電極の局
部加熱を抑え、異常な荷電粒子の発生及び金属蒸気の発
生を抑える必要がある。このためには、電流遮断時に電
極間に発生するアークに対して磁界により力を加える電
極構造を採用することが一般的である。By the way, since the vacuum valve utilizes the excellent dielectric strength of vacuum, the distance between electrodes can be made smaller and the size can be made smaller than that of, for example, an SF6 gas circuit breaker using another insulating medium. . Further, the breaking capacity can be increased by improving the electrode structure. In order to improve the blocking performance of the vacuum valve 10 as described above, it is necessary to suppress local heating of the electrodes due to the arc generated between the electrodes 14 and 15 and suppress abnormal generation of charged particles and generation of metal vapor. For this purpose, it is general to employ an electrode structure in which a magnetic field is applied to the arc generated between the electrodes when the current is cut off.
【０００４】磁界を印加するの電極構造のひとつとし
て、電極１４，１５間に発生するアークに対して平行な
軸方向の磁界を印加する構造があり、一般的に縦磁界電
極と呼ばれている。この場合に電極１４，１５間に発生
したアークは、電極間全体に均一に広がり、局部的な過
大な熱入力を防止でき、遮断性能の優れた電極構造とす
ることができる。また、高電圧に対応して電極１４，１
５間距離が大きな場合でも、磁界強度を適正にすること
により、電極間に安定したアークを点弧することがで
き、遮断性能を向上させることができる。さらに、アー
ク形態が分散アークであるため、大電流遮断時において
も、接触子の消耗が少なく、開閉寿命を長くさせること
ができる。As one of the electrode structures for applying a magnetic field, there is a structure for applying a magnetic field in an axial direction parallel to the arc generated between the electrodes 14 and 15, which is generally called a longitudinal magnetic field electrode. . In this case, the arc generated between the electrodes 14 and 15 spreads uniformly between the electrodes, so that a local excessive heat input can be prevented, and an electrode structure with excellent cutoff performance can be obtained. In addition, electrodes 14 and 1 corresponding to high voltage
Even if the distance between the five is large, a stable arc can be ignited between the electrodes by improving the magnetic field strength, and the breaking performance can be improved. Furthermore, since the arc form is a distributed arc, the contact wear is small even when a large current is interrupted, and the switching life can be extended.
【０００５】ここで、代表的な縦磁界電極構造について
説明する。平板状の電極１４，１５の前面には接触子１
６，１７を配置され、この電極の背面には図示しないコ
イル電極を配置している。この様な構成により、電流遮
断時にコイル電極のコイル部に流れる電流により、電極
間のアークに対して平行な磁界を発生させることがで
き、更に、コイル部の数を変化させることにより、軸方
向の磁界の強さを変化させることができる。Here, a typical longitudinal magnetic field electrode structure will be described. A contactor 1 is provided on the front surface of the flat electrodes 14 and 15.
6 and 17 are arranged, and a coil electrode (not shown) is arranged on the back surface of this electrode. With such a configuration, a magnetic field parallel to the arc between the electrodes can be generated by the current flowing through the coil portion of the coil electrode when the current is cut off. Furthermore, by changing the number of coil portions, the axial direction can be changed. The strength of the magnetic field can be changed.
【０００６】縦磁界電極構造の他の例として、特公平３
−２２００７号公報に示される様に、カップ状の電極の
円筒部分にらせん状のスリットを形成し、軸方向磁界を
発生させる構造が知られている。この場合には、円筒部
の電流経路をらせん状にすることにより電流の円弧方向
成分が発生し、これにより電極間に軸方向磁界を発生さ
せるものである。As another example of the vertical magnetic field electrode structure, Japanese Patent Publication No.
As disclosed in JP-A-22007, a structure is known in which a spiral slit is formed in the cylindrical portion of a cup-shaped electrode to generate an axial magnetic field. In this case, by making the current path of the cylindrical portion spiral, an arc-direction component of the current is generated, thereby generating an axial magnetic field between the electrodes.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】近年、真空バルブを使
用した真空遮断器が広く使用される様になったのに伴
い、系統の大きな場合にも適用される場合がでてきた。
この様な用途に使用する場合には開極時のエネルギーが
大きくなり、接触子１６，１７が損傷される恐れがあ
る。そしてこの様な接触子への損傷はアークを低減させ
て広がりを阻害するため遮断能力を減少する要因となる
ため、遮断容量の増加および通電容量の増加が必要にな
り、電極構造および接触子材料の改良が進められてい
る。遮断性能を向上する接触子材料としては、例えばＣ
ｕＣｒ合金等の特殊な合金が開発されている。一方、接
触子間１６，１７に発生するアークと平行に磁界を発生
させる縦磁界電極構造の研究から、磁界強度とアーク電
圧の関係を調査した結果、ある磁界強度でアーク電圧が
最小値を示すことが明らかになっている。このアーク電
圧が最小値を示す磁界強度を印加することにより、接触
子間で消費されるエネルギーが最小となり、遮断性能が
最大となる。With the recent widespread use of vacuum circuit breakers using a vacuum valve, the vacuum circuit breaker may be applied to a large system.
When used for such an application, the energy at the time of contact opening becomes large, and the contacts 16 and 17 may be damaged. And since such damage to the contact reduces the arc and hinders the spread, it becomes a factor to reduce the breaking ability, so that it is necessary to increase the breaking capacity and the current carrying capacity. Is being improved. As the contact material for improving the breaking performance, for example, C
Special alloys such as uCr alloys have been developed. On the other hand, as a result of investigating the relationship between the magnetic field strength and the arc voltage from the study of the longitudinal magnetic field electrode structure that generates a magnetic field parallel to the arc generated between the contacts 16 and 17, the arc voltage shows the minimum value at a certain magnetic field strength. It is clear. By applying the magnetic field strength at which the arc voltage exhibits the minimum value, the energy consumed between the contacts is minimized and the breaking performance is maximized.
【０００８】この時、径方向に対する軸方向の磁界分布
は中心部分が高くなる分布となる為、アークの広がりは
電極の周辺部より中心部分の力が若干分担する電流密度
が大きくなるものの、通常の定格遮断電流付近では電極
の溶融等は抑えられ、電流遮断が可能である。しかしな
がら、さらに遮断する電流が大きくなると、軸方向の磁
界の効果により拡散アークであったアーク状態に自己ピ
ンチ力が働き、アークが一層中心部分に集中してくる。
この様にアークが集中し出すことにより接触子１６，１
７が溶融し、電流遮断能力を減少する要因となってい
た。At this time, since the magnetic field distribution in the axial direction with respect to the radial direction has a distribution in which the central portion becomes higher, the spread of the arc is such that the current density in which the central portion of the force is slightly shared is larger than that of the peripheral portion of the electrode. In the vicinity of the rated breaking current of 1, the melting of the electrode is suppressed and the current can be cut off. However, when the current to be interrupted further increases, the self-pinch force acts on the arc state which was a diffusion arc due to the effect of the magnetic field in the axial direction, and the arc is further concentrated in the central portion.
As the arc concentrates in this way, the contacts 16, 1
No. 7 melted and became a factor of reducing the current interruption capability.
【０００９】そこで本発明においては、アークを集中さ
せずに拡散状態を安定して制御し、遮断容量を増大させ
るための真空バルブの接触子および電極構造を提供する
ことを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a contact and electrode structure of a vacuum valve for stably controlling a diffusion state without concentrating an arc and increasing a breaking capacity.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１乃至請求項３に
記載の発明は、真空容器内に導電棒を介して接離可能に
一対の円板状電極を設けて、これらのそれぞれに中空リ
ング状の接触子を配置したものである。請求項２は、さ
らに接触子の中空部に対応する電極の表面部分に、融点
が前記電極材料よりも高い材料を配置したもので、請求
項３は、接触子の中空部に対応する電極の表面部分に、
接触子と同一の材料から成る蒸着層を設けたものであ
る。According to the invention described in claims 1 to 3, a pair of disk-shaped electrodes are provided in a vacuum container so as to be able to come into contact with and separate from each other via a conductive rod, and each of them is hollow. A ring-shaped contactor is arranged. According to a second aspect of the present invention, a material having a melting point higher than that of the electrode material is further disposed on the surface portion of the electrode corresponding to the hollow portion of the contactor, and the third aspect of the present invention relates to an electrode corresponding to the hollow portion of the contactor. On the surface part,
A vapor deposition layer made of the same material as the contactor is provided.
【００１１】請求項４乃至請求項６に記載の発明は、中
空形状の電極を使用したものである。請求項４は、真空
容器内に導電棒を介して接離可能に一対の中空のリング
状の電極を設けて、これに中空リング状の接触子を配置
したものであり、請求項５は真空容器内に導電棒を介し
て接離可能に一対の中空の円筒状の電極を設けて、これ
に中空リング状の接触子を配置したものである。請求項
６ではさらに、電極の中空部と接触子の中空部との関係
を、電極の中空部内径を接触子の中空部内径よりも大き
くしている。The invention according to claims 4 to 6 uses a hollow electrode. According to a fourth aspect of the present invention, a pair of hollow ring-shaped electrodes are provided in a vacuum container so as to be able to come into contact with and separate from each other via a conductive rod, and a hollow ring-shaped contactor is disposed on the pair of electrodes. A pair of hollow cylindrical electrodes are provided in the container so as to be able to come into contact with and separate from each other via a conductive rod, and a hollow ring-shaped contactor is arranged on the pair of electrodes. In the sixth aspect, the relationship between the hollow portion of the electrode and the hollow portion of the contactor is such that the inner diameter of the hollow portion of the electrode is larger than the inner diameter of the hollow portion of the contactor.
【００１２】請求項７乃至請求項９に記載の発明は、接
触子の内径に関するものであり、請求項７では最低内径
として１０ｍｍを規定し、請求項８では電極の外径（Ｄ
１）と接触子の中空部内径（Ｄ２）との間の関係を ０．１×Ｄ１≦Ｄ２≦０．７×Ｄ１ に規定し、請求項９では接触子間に発生するアークに対
して平行な軸方向磁界を発生する電極を備えた場合につ
いて、接触子の中空部内径は電極間に発生する最大軸方
向磁界が半分になる径以下と規定している。The invention described in claims 7 to 9 relates to the inner diameter of the contact, and in claim 7, the minimum inner diameter is defined as 10 mm, and in claim 8, the outer diameter of the electrode (D
The relationship between 1) and the inner diameter (D2) of the hollow part of the contactor is defined as 0.1 × D1 ≦ D2 ≦ 0.7 × D1. In claim 9, parallel to the arc generated between the contactors. In the case where an electrode that generates a large axial magnetic field is provided, the inner diameter of the hollow portion of the contact is specified to be equal to or smaller than the diameter at which the maximum axial magnetic field generated between the electrodes becomes half.
【００１３】請求項１０乃至請求項１２に記載の発明
は、電極に使用される補強部材に関するものであり、請
求項１０では補強部材の中空部径は接触子及び電極の径
よりも大きく形成し、請求項１１ではこれを約１．２倍
以上とする。請求項１２では、補強部材が底部を有する
場合に、接触子の表面から補強部材の底部までの深さ
が、接触子間の規定ギャップ長の２倍以上とする。The invention described in claims 10 to 12 relates to a reinforcing member used for an electrode. In claim 10, the diameter of the hollow portion of the reinforcing member is larger than the diameter of the contactor and the electrode. In claim 11, this is about 1.2 times or more. In the twelfth aspect, when the reinforcing member has the bottom portion, the depth from the surface of the contactor to the bottom portion of the reinforcing member is twice or more the specified gap length between the contactors.
【００１４】請求項１３乃至請求項１５の発明は、接触
子の材質に関するものであり、ＣｕまたはＡｇを含有
し、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｗまたはこ
れらの化合物を少なくとも１種含みその合計が２０〜７
０重量％である合金で形成され、さらに請求項１４で
は、化合物を炭化物または硼化物とする。請求項１５で
は接触子にさらにＢｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓｂの少なくとも
一種類を含有させる。The invention of claims 13 to 15 relates to the material of the contactor, which contains Cu or Ag and contains at least one of Co, Cr, Ti, Nb, Fe, Mo, W or a compound thereof. 20 to 7 in total including seeds
It is formed of an alloy of 0% by weight, and the compound is carbide or boride in claim 14. In the fifteenth aspect, the contact further contains at least one kind of Bi, Te, Se and Sb.
【００１５】請求項１６の発明は、真空バルブの製造方
法に関するものであり、真空バルブの製造過程において
１００Ａ以上の電流遮断を行い、接触子表面に真空アー
クを点弧させる工程を含むものである。A sixteenth aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a vacuum valve, which includes a step of interrupting a current of 100 A or more in the manufacturing process of the vacuum valve to ignite a vacuum arc on the contact surface.
【００１６】[0016]
【作用】請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、
一対の電極をそれぞれ円板状に形成し、これらの対向面
に中空リング状の接触子を配置することにより、中心部
へのアーク集中を防止できる。さらに、接触子の中空部
に対応する表面部分に、電極材料よりも融点の高い材料
を配置したり接触子と同一の材料から成る蒸着層を設け
たりすることにより電極を保護することができる。According to the inventions of claims 1 to 3,
By forming each of the pair of electrodes in the shape of a disk and arranging the hollow ring-shaped contacts on their opposing surfaces, it is possible to prevent the arc from concentrating on the central portion. Further, the electrode can be protected by disposing a material having a higher melting point than the electrode material or providing a vapor deposition layer made of the same material as the contact on the surface portion corresponding to the hollow portion of the contact.
【００１７】請求項４乃至請求項６の発明によれば、一
対の電極をそれぞれ中空のリング状または中空の円筒状
に形成し、これらの対向面に中空リング状の接触子を配
置することにより、中心部へのアーク集中を防止でき
る。さらに、電極の中空部内径を接触子の中空部内径よ
りも大きくすることによりこの効果は増大する。According to the inventions of claims 4 to 6, the pair of electrodes are respectively formed in the shape of a hollow ring or a hollow cylinder, and the hollow ring-shaped contacts are arranged on the opposing surfaces thereof. It is possible to prevent arc concentration on the center. Further, this effect is enhanced by making the inner diameter of the hollow portion of the electrode larger than the inner diameter of the hollow portion of the contact.
【００１８】請求項７乃至請求項９に記載の発明によれ
ば、接触子の内径をそれぞれ規定した範囲とすることに
より、アークを拡散状態に安定して制御できる。請求項
１０乃至請求項１２に記載の発明によれば、電極に用い
られる中空の補強部材の採用により電極の強度が高ま
る。According to the seventh to ninth aspects of the invention, the arc can be stably controlled in a diffused state by setting the inner diameters of the contacts within the respective specified ranges. According to the tenth to twelfth aspects of the invention, the strength of the electrode is increased by employing the hollow reinforcing member used for the electrode.
【００１９】請求項１３乃至請求項１５の発明は、この
様に構成される真空バルブの接触子材料に関するもの
で、大電流遮断時の溶融を抑制するものである。請求項
１６の発明によれば、真空バルブの製造過程で１００Ａ
以上の電流遮断を行なって、前記接触子表面に真空アー
クを点弧させることにより、接触子表面の材料により電
極の中心部に蒸着層を形成し、この蒸着層がアークの一
部を一時的に分担するので、遮断性能が向上する。The thirteenth to fifteenth aspects of the present invention relate to a contact material for a vacuum valve having such a structure, and suppress melting when a large current is interrupted. According to the invention of claim 16, 100 A is produced in the process of manufacturing the vacuum valve.
By performing the above current interruption and igniting a vacuum arc on the surface of the contact, a vapor deposition layer is formed at the center of the electrode by the material of the contact surface, and this vapor deposition layer temporarily part of the arc. Since it is shared with each other, the blocking performance is improved.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の真空バルブに適用される電極
の実施例を図面を参照して説明する。尚、その他の部分
に関しては、図１３に示した従来例と同様である。図１
乃至図５は請求項１乃至請求項３並びに請求項７乃至請
求項９、請求項１３乃至請求項１６に関するものであ
り、図２は本発明の請求項１記載の第１実施例を示す斜
視図で、図１はそのＡ−Ａ断面図を示す。また、図３に
は本発明の請求項４に記載の縦磁界電極を用いた場合の
第２実施例の分解図であり、図４にはその断面図を示し
ている。図５は電極の裏面にコイル電極を配置した縦磁
界電極を採用した場合の磁界分布の一例を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of an electrode applied to the vacuum valve of the present invention will be described below with reference to the drawings. The other parts are the same as in the conventional example shown in FIG. FIG.
5 to FIG. 5 relate to claims 1 to 3, claim 7 to claim 9, claim 13 to claim 16, and FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of claim 1 of the present invention. In the figure, FIG. 1 shows a sectional view taken along line AA. Further, FIG. 3 is an exploded view of a second embodiment in which the longitudinal magnetic field electrode according to claim 4 of the present invention is used, and FIG. 4 is a sectional view thereof. FIG. 5 shows an example of a magnetic field distribution when a vertical magnetic field electrode in which a coil electrode is arranged on the back surface of the electrode is adopted.
【００２１】第１実施例を示す図１、図２において、通
電軸３０の先端には円板状の電極３１が電気的に接続さ
れて固着され、この前面にはさらに中空のリング状の接
触子３２が電気的に接続されて固着されている。In FIGS. 1 and 2 showing the first embodiment, a disk-shaped electrode 31 is electrically connected and fixed to the tip of the current-carrying shaft 30, and a hollow ring-shaped contact is made to the front surface. The child 32 is electrically connected and fixed.
【００２２】また、第２実施例を示す図３、図４におい
て、通電軸３０の先端には、コイル電極３３を電気的に
接続して固着し、コイル電極３３の前面には電極３１ａ
を電気的に接続されて固着して、この前面にさらに接触
子３２が電気的に接続されて固着される。コイル電極３
３は、中心より放射状に伸びる腕部３３ａと、腕部の先
端より円弧状に伸びるコイル部３３ｂにより形成され、
コイル部３３ｂの先端部は電極３１ａ側に凸部が形成さ
れ、この凸部と電極３１ａの裏面とを接続する。接触子
３２は中空のリング状に形成されており、接触子３２の
表面より接触子の中空部分に現れる電極表面を低くして
いる。3 and 4 showing the second embodiment, a coil electrode 33 is electrically connected and fixed to the tip of the energizing shaft 30, and an electrode 31a is provided on the front surface of the coil electrode 33.
Is electrically connected and fixed, and the contactor 32 is electrically connected and fixed to the front surface. Coil electrode 3
3 is formed by an arm portion 33a extending radially from the center and a coil portion 33b extending arcuately from the tip of the arm portion,
A protrusion is formed on the tip of the coil portion 33b on the electrode 31a side, and the protrusion is connected to the back surface of the electrode 31a. The contactor 32 is formed in a hollow ring shape, and the surface of the electrode appearing in the hollow portion of the contactor is lower than the surface of the contactor 32.
【００２３】以上述べた本発明の第１及び第２実施例に
よる作用および効果を以下に述べる。真空バルブで電流
を開閉する場合は、真空バルブの外部に接続する操作機
構により、接触子３２を開閉することにより行なわれ
る。電流を遮断するために接触子３２を開極する瞬間に
は、接触子３２が中空のリング状に形成されているた
め、接触点は３点以上に分散されることが実験結果から
明らかになっている。この様に接触点を分散することに
より、各接触点での電流密度を低減させることができ、
例えば従来の平板状の接触子で中心の１点で接触してい
た場合に比べると、３点で均一に接触している場合で
は、接触部に流れる分担電流は各々１／３となる。さら
に、エネルギーは電流の２乗に比例するため各々の部分
では、１／９となり、３箇所の合計でも従来の場合に比
べ１／３となる。The operation and effect of the first and second embodiments of the present invention described above will be described below. When the electric current is opened and closed by the vacuum valve, the operation is connected to the outside of the vacuum valve to open and close the contact 32. From the experimental results, it is clear that at the moment when the contactor 32 is opened to cut off the electric current, the contactor 32 is formed in a hollow ring shape, so that the contact points are dispersed at three or more points. ing. By distributing the contact points in this way, the current density at each contact point can be reduced,
For example, compared to the case where the contact is made at one point in the center with the conventional flat plate-shaped contactor, the shared currents flowing in the contact portions are 1/3 when contact is made uniformly at three points. Furthermore, since the energy is proportional to the square of the current, it becomes 1/9 in each part, and the total of 3 parts becomes 1/3 as compared with the conventional case.
【００２４】従って、第１及び第２実施例によれば、開
極時のエネルギーが小さくできることから、接触子３２
の損傷を低減でき、開閉寿命を長くすることができる。
また、開極瞬時のエネルギーによる接触子への損傷に起
因したアークの停滞によりアークの広がりが阻害される
ことがなくなり、遮断性能を向上させることができる。Therefore, according to the first and second embodiments, the energy at the time of contact opening can be reduced, so that the contact 32
It is possible to reduce the damage and to extend the switching life.
Further, the arc spread is not hindered by the arc stagnant caused by the damage to the contactor caused by the energy at the moment of opening the electrode, and the breaking performance can be improved.
【００２５】また、一般に電流を遮断するために接触子
３２を開極すると、接触子間に点弧するアークは電流値
が数ｋＡ程度までは拡散アークとなり、電極を局部的に
溶融することはないものの、アークに磁界等の作用のな
い平板の電極では、１０ｋＡ程度を越えると、アークは
ピンチ力により集中を開始することが知られている。In general, when the contacts 32 are opened to cut off the current, the arc ignited between the contacts becomes a diffusion arc up to a current value of several kA, and the electrodes are not locally melted. It is known that a flat plate electrode, which has no magnetic field or the like on the arc, starts to concentrate by a pinch force when the current exceeds about 10 kA.
【００２６】これに対して本発明の第１、第２実施例に
よると、アークはまず接触子３２上に点弧して、電流が
増加するに従ってアークにはピンチ力が増加し、電極３
２の中心に集中しようとする。しかしながら、アークの
発生時に陰極側に形成される陰極点は異種の金属には移
動しにくいので、陰極点は接触子３２表面から電極３１
へ移動しにくい。従って、陰極点は接触子３２表面に多
く中心の電極３１表面には少なくなる。このことから、
本発明の第１、第２実施例によると、アークが中心に集
中するのを抑制することができ、電極３１および接触子
３２への過度なアークの集中による熱入力がなく、溶融
を起こさないため遮断性能を向上させることができる。On the other hand, according to the first and second embodiments of the present invention, the arc is first ignited on the contact 32, and as the current increases, the pinch force increases in the arc and the electrode 3
Try to concentrate on the center of 2. However, since the cathode spot formed on the cathode side when an arc is generated does not easily move to a dissimilar metal, the cathode spot is formed from the surface of the contact 32 to the electrode 31.
It is difficult to move to. Therefore, the number of cathode spots is large on the surface of the contactor 32 and small on the surface of the central electrode 31. From this,
According to the first and second embodiments of the present invention, it is possible to suppress the concentration of the arc at the center, and there is no heat input due to excessive concentration of the arc on the electrode 31 and the contactor 32, so that melting does not occur. Therefore, the blocking performance can be improved.
【００２７】一方で、アーク柱は陰極側、つまり陰極点
が拡散状態であっても陽極側がピンチ力により集中する
場合がある。この様な陽極側のアーク集中が発生した場
合には、陽極での熱の拡散条件により溶融の度合いが異
なるが、本発明の第１、第２実施例によれば、アークの
中心部分では電極３１が露出しているため熱伝導に優れ
ており、溶融が起こりにくく、遮断性能を向上させるこ
とができる。On the other hand, the arc column may be concentrated by the pinch force on the cathode side, that is, on the anode side even if the cathode spot is in a diffused state. When such arc concentration on the anode side occurs, the degree of melting differs depending on the heat diffusion conditions at the anode. However, according to the first and second embodiments of the present invention, the electrode is not formed at the center of the arc. Since 31 is exposed, heat conduction is excellent, melting is unlikely to occur, and the barrier performance can be improved.
【００２８】そして、第２実施例の場合にはアークに平
行な磁界をかけることにより、さらに接触子３２上の陰
極点を中心に集中させない効果が増加され、アークの集
中をより一層抑制し、遮断性能をさらに向上させること
ができる。In the case of the second embodiment, by applying a magnetic field parallel to the arc, the effect of not concentrating the cathode point on the contact 32 further is increased, and the arc concentration is further suppressed, The blocking performance can be further improved.
【００２９】次に請求項７乃至請求項９に記載した、接
触子３２に形成される中空部の大きさについて以下に説
明する。中心部のアークの集中は、約φ１０ｍｍ部分が
非常に激しくなる。従って、中心部分でのアーク集中を
抑制するためには、接触子３２の中空部分の径をφ１０
ｍｍ以上にするのが望ましい。Next, the size of the hollow portion formed in the contactor 32 described in claims 7 to 9 will be described below. Concentration of the arc in the central part becomes extremely intense in the area of about φ10 mm. Therefore, in order to suppress the arc concentration in the central portion, the diameter of the hollow portion of the contact 32 should be φ10.
It is desirable to set it to mm or more.
【００３０】また、電極の中心にアークが集中する場合
には、中心部分が２０Ａ／ｍｍ2 〜３０Ａ／ｍｍ2 以上
の電流密度に達すると急激に集中が促進される。この様
な電流集中は、電極３１全体でのアークに対して、中心
の１０％以下の範囲で発生する。また、リング状接触子
の場合アーク集中が中心付近の中空部の周囲の領域に発
生する。このため、中空部の径が電極径の１０％未満で
はアーク集中部のアークの径が小さいため、集中部の周
囲には大きなピンチ力が発生し、さらにアークの集中が
起こる。When the arc is concentrated on the center of the electrode, when the central portion reaches a current density of 20 A / mm 2 to 30 A / mm 2 or more, the concentration is rapidly promoted. Such current concentration occurs within 10% of the center of the arc of the entire electrode 31. Further, in the case of a ring-shaped contactor, arc concentration occurs in the area around the hollow portion near the center. Therefore, when the diameter of the hollow portion is less than 10% of the electrode diameter, the diameter of the arc in the arc concentrated portion is small, so that a large pinch force is generated around the concentrated portion, and the arc is further concentrated.
【００３１】これより、中心部の径を大きくすることに
よりピンチ力が低減でき、アーク集中を抑制することが
できるので、接触子３２の中空部分の径（Ｄ２）は、電
極３１の外径（Ｄ１）の１０％以上にするのが望まし
い。これにより、効果的にアークの中心部分が、接触子
の中空部分すなわち、電極３１のＣｕ露出部分となる。Since the pinch force can be reduced and the arc concentration can be suppressed by increasing the diameter of the central portion, the diameter (D2) of the hollow portion of the contact 32 is the outer diameter of the electrode 31 ( It is desirable to be 10% or more of D1). As a result, the central portion of the arc effectively becomes the hollow portion of the contact, that is, the exposed Cu portion of the electrode 31.
【００３２】また、接触子３２の中空部分を大きくする
と、接触子３２全体の面積が減少し、接触子３２の面積
を減少し過ぎると、電流密度が増加し局部的な溶融を引
き起こす。そして全面積が１／２以下となると、中心部
の溶融を抑制し全体を有効に使用した効果と、接触子３
２の表面積の減少分の遮断性能低下の要因が相殺されて
効果が得られなくなる。従って、接触子３２の中空部分
の径は電極３１の外径の７０％以下とする必要がある。
これらの理由により、接触子３２の中空部分の外径（Ｄ
２）と電極３１の外径（Ｄ１）とは、次の関係を満足す
ることにより、遮断性能を向上させることができる。Further, if the hollow portion of the contact 32 is enlarged, the area of the entire contact 32 is reduced, and if the area of the contact 32 is excessively reduced, the current density is increased to cause local melting. When the total area becomes 1/2 or less, the effect of suppressing the melting of the central portion and effectively using the entire area and the contact 3
The factor of the decrease in the blocking performance of the decrease in the surface area of 2 is offset and the effect cannot be obtained. Therefore, the diameter of the hollow portion of the contact 32 must be 70% or less of the outer diameter of the electrode 31.
For these reasons, the outer diameter (D
By satisfying the following relationship between 2) and the outer diameter (D1) of the electrode 31, the breaking performance can be improved.
【００３３】０．１×Ｄ１≦Ｄ２≦０．７×Ｄ１ また、電極３１裏面にコイル電極３３を配置した縦磁界
電極を採用した場合の磁界分布は図５に一例を示す様
に、中心部分が高く周辺部分が低い分布を示す。ここ
で、中心部分の磁界の最大値に比べて中空リング状接触
子３２の部分の磁界分布が低すぎると、接触子３２表面
から電極３１の中心部へのアークの移動を抑制する効果
より、中心部分の縦磁界によりアークを安定させる力が
強力になるので、アークは電極３１の中心に点弧してし
まい電流が増加すると集中が起こる。0.1.times.D1.ltoreq.D2.ltoreq.0.7.times.D1 Further, the magnetic field distribution in the case where the longitudinal magnetic field electrode in which the coil electrode 33 is arranged on the back surface of the electrode 31 is adopted is shown in FIG. Is high and the periphery is low. Here, if the magnetic field distribution in the hollow ring-shaped contactor 32 is too low compared to the maximum value of the magnetic field in the central portion, the effect of suppressing the movement of the arc from the surface of the contactor 32 to the central portion of the electrode 31 is The longitudinal magnetic field at the central portion strengthens the force for stabilizing the arc, so that the arc is ignited at the center of the electrode 31 and concentration occurs when the current increases.
【００３４】従って、接触子と電極との境界付近の磁界
強度は、少なくとも中心部の磁界強度に対して５０％の
磁界強度を有することが望ましい。このことから、接触
子３２の中空部の径は、磁界強度が中心部の最大磁界強
度より５０％以上となる範囲とすることが望ましい。Therefore, it is desirable that the magnetic field strength near the boundary between the contact and the electrode is 50% of the magnetic field strength at least in the central portion. From this, it is desirable that the diameter of the hollow portion of the contactor 32 be within a range in which the magnetic field strength is 50% or more of the maximum magnetic field strength of the central portion.
【００３５】また、請求項１３乃至請求項１５に記載し
た接触子の材料に関しては、ＣｕまたはＡｇを主成分と
し、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａま
たはその化合物を少なくとも１種以上含み、その合計が
２０〜７０重量％であり、電極３１，３１ａにはＣｕま
たはＡｇを主成分としその含有量が９０重量％以上含む
合金を使用する。この様な材料を使用することにより、
接触子３２の消耗を抑えることが可能となり、接触子の
厚さが少なくて済むので、コイル電極３３の発生する磁
界の効果を低減させることはない。また、接触子３２の
消耗が進んで電極部３１，３１ａに発弧し、アークが広
がらなくなるという虞もなくなる。With regard to the material of the contactor described in claims 13 to 15, Cu or Ag as a main component and at least Co, Cr, Ti, Nb, Fe, Mo, W, Ta or a compound thereof is used. An alloy containing one or more kinds, the total amount of which is 20 to 70% by weight, and the electrodes 31 and 31a containing Cu or Ag as a main component and the content of which is 90% by weight or more is used. By using such materials,
It is possible to suppress the wear of the contactor 32 and reduce the thickness of the contactor, so that the effect of the magnetic field generated by the coil electrode 33 is not reduced. Further, there is no fear that the contact 32 will be consumed and the electrodes 31 and 31a will ignite, and the arc will not spread.
【００３６】さらに、炭化物または硼化物のような融点
の高い化合物を用いることにより、電流開閉による接触
子材料の消耗量を少なくすることができ、遮断による性
能の低下を防止することができる。Further, by using a compound having a high melting point such as carbide or boride, it is possible to reduce the amount of contact material consumed by switching the current and prevent the performance from being deteriorated by interruption.
【００３７】また、接触子３２の中空部分の電流３１，
３１ａ表面に融点が電極の材料よりより高い材料を配置
することにより、遮断電流が増加した場合、接触子部分
での電流密度が最大となる中空部の周辺部分のアークに
よる加熱に対して、電極側の溶融を抑制でき、遮断性能
を増加させることができる。In addition, the current 31 in the hollow portion of the contact 32,
When a breaking current is increased by disposing a material having a higher melting point on the surface of the electrode 31a than the material of the electrode, the electrode is not heated against arc heating of the peripheral part of the hollow part where the current density at the contact part is maximum. The melting on the side can be suppressed, and the blocking performance can be increased.
【００３８】さらに、真空バルブの製造過程において１
００Ａ以上の電流遮断を行い、接触子３２の表面に真空
アークを点弧させる製造工程を実施する。これにより、
接触子表面からの吸着ガスの除去ならびに、表層組織を
急熱急冷組織に改質することができる。また、真空中で
アーク放電を点弧させることから、接触子３２の材料を
中心部分の電極３１，３１ａ表面に蒸着させることがで
きる。これにより、電極３１，３１ａ表面には数μｍ以
下の蒸着層が形成される。この蒸着層を形成することに
より、接触子３２から電極にアークの一部が移動しやす
くなる。多くのアークが電極３１，３１ａへ移動する
と、電極表面の蒸着層は除去されるため、接触子３２か
らのアークの移動は限られる。この様にアークの一部を
電極３１，３１ａ部分で負担するため、遮断性能を向上
させることができる。Further, in the manufacturing process of the vacuum valve, 1
A manufacturing process is performed in which a current of 00 A or more is cut off and a vacuum arc is ignited on the surface of the contactor 32. This allows
It is possible to remove the adsorbed gas from the surface of the contactor and to reform the surface layer structure into a rapidly heated and rapidly cooled structure. Further, since the arc discharge is ignited in a vacuum, the material of the contact 32 can be vapor-deposited on the surfaces of the electrodes 31, 31a in the central portion. As a result, a vapor deposition layer having a thickness of several μm or less is formed on the surfaces of the electrodes 31 and 31a. By forming this vapor deposition layer, a part of the arc easily moves from the contact 32 to the electrode. When many arcs move to the electrodes 31 and 31a, the vapor deposition layer on the electrode surface is removed, so that the movement of the arc from the contact 32 is limited. As described above, since a part of the arc is borne by the electrodes 31 and 31a, the breaking performance can be improved.
【００３９】次に、本発明の他の実施例を図面を参照し
て説明する。図６乃至図１０は請求項４乃至請求項９並
びに請求項１３乃至請求項１５に関するものであり、図
６、図７は電極を中空のリング状に形成した第３実施例
の断面図、図８は電極を中空の円筒状に形成した第４実
施例の断面図である。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 6 to 10 relate to Claims 4 to 9 and Claims 13 to 15, and FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views of a third embodiment in which an electrode is formed in a hollow ring shape, 8 is a sectional view of the fourth embodiment in which the electrode is formed in a hollow cylindrical shape.
【００４０】第３実施例を示す図６において、通電軸３
０の先端には中空のリング状に形成した電極３４が電気
的に接続されて固着され、この前面にはさらに中空のリ
ング状の接触子３２が電気的に接続されて固着されてい
る。ここで、接触子３２および電極３４の中心部は、と
もに内径Ｄ２となっている。図７は、図６に示した第３
実施例の変形例であり、電極３５の内径が接触子３２の
内径よりも大きく形成している。In FIG. 6 showing the third embodiment, the current-carrying shaft 3
A hollow ring-shaped electrode 34 is electrically connected and fixed to the tip of 0, and a hollow ring-shaped contact 32 is further electrically connected and fixed to the front surface. Here, the central portions of the contactor 32 and the electrode 34 both have an inner diameter D2. FIG. 7 shows the third shown in FIG.
This is a modification of the embodiment, and the inner diameter of the electrode 35 is formed larger than the inner diameter of the contact 32.
【００４１】また、図８は円筒状電極を用いた第４実施
例の断面図であり、この実施例では接触子３２の背面の
電極３６は円筒状の部分３６ａと円板状の底部３６ｂよ
り構成されている。円筒状の端面３６ｃと接触子３２と
を電気的に接続し、電極の底部３６ｂと通電軸３０ｂと
を電気的に接続する。FIG. 8 is a sectional view of a fourth embodiment using a cylindrical electrode. In this embodiment, the electrode 36 on the back surface of the contact 32 has a cylindrical portion 36a and a disc-shaped bottom portion 36b. It is configured. The cylindrical end surface 36c is electrically connected to the contact 32, and the bottom portion 36b of the electrode is electrically connected to the energization shaft 30b.
【００４２】図９はアークに平行な磁界をかける電極を
用いた場合の第５実施例の各部品の斜視図を示す。接触
子３２は中空のリング状に形成されており、この背後に
は、電流遮断時に接触子３２間に発生するアークに対し
て平行な磁界を発生させるコイル電極３３を電気的に接
続して配設し、これをさらに通電軸３０の先端に電気的
に接続して配設する。コイル電極３３と接触子３２は図
示しないリング状の電極を介して電気的に接続してもよ
い。コイル電極３３は、中心より放射状に伸びる腕部３
３ａと、腕部の先端より円弧状に伸びるコイル部３３ｂ
により形成され、コイル部３３ｂの先端部は接触子側に
凸部が形成され、この凸部と接触子の裏面と接続する。FIG. 9 shows a perspective view of each part of the fifth embodiment when an electrode for applying a magnetic field parallel to the arc is used. The contactor 32 is formed in the shape of a hollow ring. Behind this, a coil electrode 33 that generates a magnetic field parallel to the arc generated between the contactors 32 when the current is cut off is electrically connected and arranged. Then, this is further electrically connected to the tip of the current-carrying shaft 30 and disposed. The coil electrode 33 and the contactor 32 may be electrically connected via a ring-shaped electrode (not shown). The coil electrode 33 has arms 3 that extend radially from the center.
3a and a coil portion 33b extending in an arc shape from the tip of the arm portion
The protrusion of the coil portion 33b is formed on the contact side, and the protrusion is connected to the back surface of the contact.
【００４３】またアークと平行な磁界を発生させる電極
としては、図１０に斜視図で示すカップ状の形状に斜め
にスリット入れた電極を使用しても良い。以上説明した
本発明の第３乃至第５実施例について、その作用および
効果を以下に説明する。As the electrode for generating a magnetic field parallel to the arc, an electrode slit obliquely in a cup shape shown in the perspective view of FIG. 10 may be used. The operation and effect of the third to fifth embodiments of the present invention described above will be described below.
【００４４】接触子３２が中空のリング状あるいは円筒
状に形成された場合には、第１，第２実施例と同様に接
触点は３点以上に分散され、接触点を分散することによ
り、各接触点での電流密度を低減させることができる。
これにより、開極瞬時の接触子３２の局部でのエネルギ
ーを小さくできることから、接触子３２での開極時の損
傷を低減でき、遮断性能を増大させることができる。When the contactor 32 is formed in a hollow ring shape or a cylindrical shape, the contact points are dispersed into three or more points as in the first and second embodiments, and by dispersing the contact points, The current density at each contact point can be reduced.
As a result, the local energy of the contact 32 at the moment of contact opening can be reduced, so that damage to the contact 32 at the time of contact opening can be reduced and the breaking performance can be increased.
【００４５】また、電流を遮断する場合に接触子間に点
弧するアークは、電流値が数ｋＡ程度までは拡散アーク
となり、電極を局部的に溶融することはない。しかしな
がら、電流が増加するに従ってアークにはピンチ力が増
加して、中心に集中しようとする。ここで第３乃至第５
実施例の接触子３２及び電極３３〜３６では中心部が中
空状態であるため、アークの中心部分への集中を抑制す
ることができる。これよりアークは接触子３２の中空部
分の周囲に点弧するため、中心付近でのアーク集中径
が、従来の平板状の場合に比べ大きくなる。従って、ア
ークの集中径が大きくなることにより、アーク集中の要
因であるピンチ力が低減でき、遮断性能を向上させるこ
とができる。The arc ignited between the contacts when the current is cut off is a diffusion arc up to a current value of about several kA, and does not locally melt the electrode. However, as the current increases, the pinch force increases on the arc and tries to concentrate in the center. Here the third to fifth
Since the central portion of the contact 32 and the electrodes 33 to 36 of the embodiment is hollow, the concentration of the arc on the central portion can be suppressed. As a result, the arc ignites around the hollow portion of the contactor 32, so the arc concentration diameter near the center becomes larger than in the case of the conventional flat plate shape. Therefore, the pinch force, which is a factor of the arc concentration, can be reduced by increasing the arc concentration diameter, and the breaking performance can be improved.
【００４６】さらに第４実施例においては図７に示す様
に、電極３５の中空部分の径を接触子３２の中空部分の
径より大きくすることにより、次の効果がある。すなわ
ち図６に示した様な、電極３４と接触子３２の中空部分
の径を同一にした場合には、アークが中心付近に点弧す
ると、これが接触子３２と電極３４の境界面に発生する
場合がある。これは接触子３２と電極３４の接合時に発
生する微妙なズレが、電気的にアークが点弧しやすい状
態になる場合があるためである。この様に接触子３２と
電極３４の境界面にアークが点弧し、その部分にアーク
集中が発生すると、接触子３２より融点の低い電極３４
を溶融させ、遮断性能の増加が小さくなる。これより、
電極の中空部分の径を接触子の中空部分の径より大きく
することにより、電極と接触子にズレが生じた場合に
も、前述した効果を満足することができるとともに、組
立性を向上させることができる。Further, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, by making the diameter of the hollow portion of the electrode 35 larger than the diameter of the hollow portion of the contact 32, the following effects can be obtained. That is, when the diameters of the hollow portions of the electrode 34 and the contactor 32 are the same as shown in FIG. 6, when the arc ignites near the center, this occurs at the boundary surface between the contactor 32 and the electrode 34. There are cases. This is because a slight deviation that occurs when the contactor 32 and the electrode 34 are joined may cause the arc to be easily ignited electrically. When an arc is ignited on the boundary surface between the contact 32 and the electrode 34 and the arc is concentrated at that portion, the electrode 34 having a lower melting point than the contact 32 is formed.
And the increase in blocking performance is reduced. Than this,
By making the diameter of the hollow part of the electrode larger than the diameter of the hollow part of the contactor, it is possible to satisfy the above-mentioned effects even when the electrode and the contactor are misaligned and to improve the assemblability. You can
【００４７】また、電極を円筒状部と低部円板状部によ
り構成することにより、前述した効果に加えてさらに次
の効果が生じる。すなわち、接触子３２端部でアークが
点弧した場合、電流経路が電極３５の円筒部分から接触
子３２上のアーク点弧部へ流れ、この電極経路は接触子
３２上では外周部から中心方向への電流経路となる。従
って、アークが接触子３２端部に点弧した場合にも、ア
ークに対して中心方向への駆動力が生じるので、アーク
がアークシールドへ点弧することがなく、遮断性能を増
加させることができる。Further, by constructing the electrode with the cylindrical portion and the lower discoid portion, the following effect is obtained in addition to the above-mentioned effect. That is, when the arc is ignited at the end of the contact 32, the current path flows from the cylindrical portion of the electrode 35 to the arc igniting portion on the contact 32, and this electrode path is on the contact 32 from the outer periphery toward the center. It becomes a current path to. Therefore, even when the arc is ignited at the end of the contactor 32, a driving force in the center direction is generated with respect to the arc, so that the arc does not ignite the arc shield and the breaking performance can be increased. it can.
【００４８】さらにまた、アークに平行な磁界を印加す
る様にした第５実施例では、従来の縦磁界によるアーク
を拡散させる効果のに加えて、第１、第２実施例で説明
した様に接触子３２での陰極点の動きを中心部分に集中
させない効果が増加するので、アークの集中をより一層
抑制し、遮断性能を向上させることができる。Furthermore, in the fifth embodiment in which a magnetic field parallel to the arc is applied, in addition to the effect of diffusing the arc due to the conventional longitudinal magnetic field, as described in the first and second embodiments. Since the effect of not concentrating the movement of the cathode spot on the contact 32 in the central portion is increased, the concentration of the arc can be further suppressed and the breaking performance can be improved.
【００４９】また、接触子３２の中空部分の径に関して
は、第１及び第２実施例と同様の理由により中空部分の
径（Ｄ２）は１０ｍｍ以上が望ましく、また、接触子３
２の中空部分の径（Ｄ２）と電極３４〜３６の外径（Ｄ
１）との関係についても、同様の理由で次の関係が成り
立つ。Regarding the diameter of the hollow portion of the contact 32, the diameter (D2) of the hollow portion is preferably 10 mm or more for the same reason as in the first and second embodiments, and the contact 3
2 is the diameter of the hollow portion (D2) and the outer diameter of the electrodes 34 to 36 (D
Regarding the relationship with 1), the following relationship holds for the same reason.
【００５０】０．１×Ｄ１≦Ｄ２≦０．７×Ｄ１ さらに、縦磁界電極３３を利用した場合の磁界強度と接
触子３２の中空部分の径（Ｄ２）との関係についても、
磁界分布は図５と同様に山状になっており、その中心部
付近の縦磁界が最適な磁界強度となっているので、中心
付近の磁界強度を最適磁界とした場合には、アークは中
心付近に移動しようとする。これよりリング状接触子３
２の部分に比べ、中心部分の磁界強度が大きすぎると、
アークは中心の中空部分の側面に集中する。従って、接
触子の中空部分の内径部分の磁界強度は、中心部の磁界
強度に対して５０％の磁界強度を有することが望まし
い。これより、接触子の中空部の径は、磁界強度が中心
部の最大磁界強度より５０％以上となる大きさに設定す
る。0.1 × D1 ≦ D2 ≦ 0.7 × D1 Furthermore, regarding the relationship between the magnetic field strength when the longitudinal magnetic field electrode 33 is used and the diameter (D2) of the hollow portion of the contact 32,
The magnetic field distribution has a mountain shape similar to that in Fig. 5, and the longitudinal magnetic field near the center has the optimum magnetic field strength. Therefore, when the magnetic field strength near the center is the optimum magnetic field, the arc is centered. Try to move near. From this ring-shaped contactor 3
If the magnetic field strength of the central part is too large compared to the part of 2,
The arc is concentrated on the side surface of the central hollow portion. Therefore, the magnetic field strength of the inner diameter portion of the hollow portion of the contactor is preferably 50% of the magnetic field strength of the central portion. Therefore, the diameter of the hollow portion of the contactor is set to a size such that the magnetic field strength is 50% or more of the maximum magnetic field strength of the central portion.
【００５１】さらにまた、接触子３２の材料に関しても
第１及び第２実施例と同様に、ＣｕまたはＡｇを含有
し、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｗまたはそ
の化合物を少なくとも１種含みその合計が２０〜７０重
量％の合金を使用する。接触子３２にＣｕ材を使用した
場合では、リング状接触子の電流密度の大きな中空部周
囲で、アークの熱により溶融が起こる。このため、大電
流遮断により中空部の周囲形状が変化し、遮断回数が制
限される場合がある。これに対して、例えばＣｕＣｒ
（Ｃｒ５０重量％）を使用することにより、アークの熱
による形状変化を抑制でき、大電流の遮断回数を増加さ
せることができる。また、化合物としては、炭化物また
は硼化物にすることにより、接触子の融点を増加でき、
大電流遮断による溶融を抑制することができる。Further, regarding the material of the contact 32, as in the first and second embodiments, Cu or Ag is contained and at least one of Co, Cr, Ti, Nb, Fe, Mo, W or a compound thereof is used. An alloy containing seeds and a total of 20 to 70% by weight is used. When a Cu material is used for the contactor 32, melting occurs due to the heat of the arc around the hollow portion where the current density of the ring-shaped contactor is large. For this reason, the peripheral shape of the hollow portion may change due to the large current interruption, and the number of interruptions may be limited. On the other hand, for example, CuCr
By using (Cr 50 wt%), it is possible to suppress the shape change due to the heat of the arc, and it is possible to increase the number of times the large current is interrupted. Further, as the compound, by changing to carbide or boride, the melting point of the contact can be increased,
Melting due to interruption of a large current can be suppressed.
【００５２】さらに、接触子３２に１０重量％以下のＢ
ｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓｂの少なくとも１種を含有すること
により、溶着力を低減させることができる。これより溶
着力を低減でき、信頼性を高くすることができる。Further, 10% by weight or less of B is added to the contactor 32.
By containing at least one of i, Te, Se and Sb, the welding force can be reduced. As a result, the welding force can be reduced and the reliability can be increased.
【００５３】次に接触子の背面に補強部材を配置した第
６実施例を図１１および図１２に示して説明する。図１
１において、通電軸３０の先端にはアークと平行な磁界
をかけるための電極３３と中空円筒状の補強部材３８が
電気的に接続されて配設されており、この補強部材３８
を介して中空のリング状に形成した電極３４が電気的に
接続されて固着され、この前面にはさらに中空のリング
状の接触子３２が電気的に接続されて固着されている。
図１２は補強部材をカップ状の補強部材３９にして配置
したものである。Next, a sixth embodiment in which a reinforcing member is arranged on the back surface of the contact will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.
1, an electrode 33 for applying a magnetic field parallel to the arc and a hollow cylindrical reinforcing member 38 are electrically connected to the tip of the current-carrying shaft 30, and the reinforcing member 38 is provided.
A hollow ring-shaped electrode 34 is electrically connected and fixed via this, and a hollow ring-shaped contact 32 is further electrically connected and fixed to the front surface.
In FIG. 12, the reinforcing member is arranged as a cup-shaped reinforcing member 39.
【００５４】この様に構成された第６実施例のによれ
ば、それぞれ中空の補強部材３８、カップ状の補強部材
３９を配置することにより電極の変形を防止することが
可能となる。According to the sixth embodiment having such a configuration, it is possible to prevent deformation of the electrodes by disposing the hollow reinforcing member 38 and the cup-shaped reinforcing member 39, respectively.
【００５５】また補強部材３８，３９の内径をＤ３と
し、接触子３２の中空部分の径をＤ２とした場合、Ｄ３
≧１．２×Ｄ２とする。さらに円筒状の補強部材３８の
場合には接触子３２表面から通電軸３０先端までの深
さ、カップ状補強部材３９の場合には接触子３２表面か
ら底部までの深さをＬ１とし、接触子間の規定ギャップ
長をＬ２とした場合、Ｌ１≧０．５×Ｌ２とする。When the inner diameters of the reinforcing members 38 and 39 are D3 and the diameter of the hollow portion of the contact 32 is D2, D3 is
≧ 1.2 × D2. Further, in the case of the cylindrical reinforcing member 38, the depth from the surface of the contactor 32 to the tip of the current-carrying shaft 30 is set, and in the case of the cup-shaped reinforcing member 39, the depth from the surface of the contactor 32 to the bottom is set to L1. When the defined gap length between them is L2, L1 ≧ 0.5 × L2.
【００５６】これは、補強部材３８，３９は接触子３２
に比べ、耐アーク性能の劣る材料で構成されており、ア
ークが点弧すると溶融し、ガスを放出するため、遮断性
能を低下させるので、補強部分へのアークの点弧を抑制
するためには、接触子上に点弧するアークに対して、補
強の配置を遠くする必要があるからである。つまり、接
触子に点弧するアークより、補強に点弧するのに必要な
アーク長を長くし、アーク抵抗を大きくすることによ
り、補強部材へのアークの点弧を抑制できる。This is because the reinforcing members 38 and 39 are the contacts 32.
Compared to, it is composed of a material with poor arc resistance performance, and when the arc is ignited, it melts and releases gas, which lowers the breaking performance, so to suppress the ignition of the arc to the reinforcement part This is because it is necessary to place the reinforcement far away from the arc ignited on the contact. That is, it is possible to suppress the ignition of the arc to the reinforcing member by increasing the arc length required to fire the reinforcement and increasing the arc resistance as compared with the arc igniting the contact.
【００５７】[0057]
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、真空
バルブの接触子間に発生するアークを電極の中心部分に
集中させることなく、アークを拡散状態に安定して制御
できるため、遮断性能を向上させることができる。As described above, according to the present invention, since the arc generated between the contacts of the vacuum valve can be stably controlled in a diffused state without being concentrated in the central portion of the electrode, the breaking performance can be improved. Can be improved.
【図１】本発明の第１実施例の断面図、FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention,
【図２】本発明の第１実施例の斜視図、FIG. 2 is a perspective view of the first embodiment of the present invention,
【図３】本発明の第２実施例の分解図、FIG. 3 is an exploded view of a second embodiment of the present invention,
【図４】本発明の第２実施例の断面図、FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the present invention,
【図５】本発明の第２実施例の磁界強度を表わす図、FIG. 5 is a diagram showing the magnetic field strength of the second embodiment of the present invention,
【図６】本発明の第３実施例の断面図、FIG. 6 is a sectional view of a third embodiment of the present invention,
【図７】本発明の第３実施例の変形例の断面図、FIG. 7 is a sectional view of a modification of the third embodiment of the present invention,
【図８】本発明の第４実施例の断面図、FIG. 8 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention,
【図９】本発明の第５実施例の分解図、FIG. 9 is an exploded view of a fifth embodiment of the present invention,
【図１０】本発明の第５実施例に用いられる電極の別の
例の斜視図、FIG. 10 is a perspective view of another example of the electrode used in the fifth embodiment of the present invention,
【図１１】本発明の第６実施例に用いられる電極の斜視
図、FIG. 11 is a perspective view of an electrode used in a sixth embodiment of the present invention,
【図１２】本発明の第６実施例に用いられる補強部材の
別の例の斜視図、FIG. 12 is a perspective view of another example of the reinforcing member used in the sixth embodiment of the present invention,
【図１３】一般的な真空バルブの構成を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of a general vacuum valve.
３０…通電軸、３１，３４，３５，３６…電極、３２…
接触子、３３，３７…縦磁界電極、３８，３９…補助部
材。30 ... Energizing shaft, 31, 34, 35, 36 ... Electrode, 32 ...
Contacts, 33, 37 ... Vertical magnetic field electrodes, 38, 39 ... Auxiliary member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 憲治 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 内山 工美 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 佐藤 純一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 影長 宜賢 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 奥冨 功 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Watanabe No. 1 in Toshiba Fuchu factory, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu factory (72) Inventor Kumi Uchiyama No. 1 in Toshiba town, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba inside the Fuchu factory (72) Inventor Junichi Sato, Toshiba Fuchu-shi, Tokyo 1st location, Toshiba Fuchu factory (72) Inventor Yoshinori Kagecho, Tokyo, Fuchu-shi, 1st Toshiba-cho, Toshiba Fuchu factory (72) Inventor Okutomi Achievement No. 1 in Toshiba Fuchu factory, Fuchu-shi, Tokyo (72) Inventor Kankeiyo No. 1 in Toshiba Fuchu factory, Fuchu-shi, Tokyo Tokyo Fuchu factory, Toshiba
Claims (16)
一対の電極を設け、これらのそれぞれの電極に接触子を
備えてなる真空バルブにおいて、前記一対の電極をそれ
ぞれ円板状に形成し、これらの対向面に中空リング状の
接触子を配置したことを特徴とする真空バルブ。1. A vacuum valve comprising a pair of electrodes, which are attached to and detachable from each other via a conductive rod in a vacuum container, and a contactor is provided on each of these electrodes. A vacuum valve, which is characterized in that a hollow ring-shaped contactor is formed on these opposing surfaces.
中空部に対応する表面部分に、融点が前記電極材料より
も高い材料を配置したことを特徴とする請求項１に記載
の真空バルブ。2. The vacuum valve according to claim 1, wherein a material having a melting point higher than that of the electrode material is disposed in at least a surface portion of the electrode corresponding to the hollow portion of the contactor.
中空部に対応する表面部分に、前記接触子と同一の材料
から成る蒸着層を設けたことを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の真空バルブ。3. The vapor deposition layer made of the same material as the contactor is provided on at least a surface portion of the electrode corresponding to the hollow portion of the contactor. Vacuum valve described in.
一対の電極を設け、これらのそれぞれの電極に接触子を
備えてなる真空バルブにおいて、前記一対の電極をそれ
ぞれ中空のリング状に形成し、これらの対向面に中空リ
ング状の接触子を配置したことを特徴とする真空バル
ブ。4. A vacuum valve comprising a pair of electrodes, which are attached to and detachable from each other via a conductive rod in a vacuum container, and a contactor is provided on each of these electrodes. And a hollow ring-shaped contactor is disposed on the opposing surface of the vacuum valve.
一対の電極を設け、これらのそれぞれの電極に接触子を
備えてなる真空バルブにおいて、前記一対の電極をそれ
ぞれ中空の円筒状に形成し、これらの対向面に中空リン
グ状の接触子を配置したことを特徴とする真空バルブ。5. A vacuum valve comprising a pair of electrodes, which are attached to and detachable from each other via a conductive rod in a vacuum container, and a contact is provided on each of these electrodes, wherein each of the pair of electrodes has a hollow cylindrical shape. And a hollow ring-shaped contactor is disposed on the opposing surface of the vacuum valve.
中空部内径よりも大きくしたことを特徴とする請求項４
または請求項５に記載の真空バルブ。6. The hollow inner diameter of the electrode is larger than the hollow inner diameter of the contactor.
Alternatively, the vacuum valve according to claim 5.
としたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれ
かに記載の真空バルブ。7. The vacuum valve according to claim 1, wherein the inner diameter of the hollow portion of the contactor is 10 mm or more.
中空部内径（Ｄ２）との関係を、 ０．１×Ｄ１≦Ｄ２≦０．７×Ｄ１ とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
かに記載の真空バルブ。8. The relationship between the outer diameter (D1) of the electrode and the inner diameter (D2) of the hollow portion of the contactor is 0.1 × D1 ≦ D2 ≦ 0.7 × D1. The vacuum valve according to any one of claims 1 to 7.
アークに対して平行な軸方向磁界を発生する電極を備
え、前記接触子の中空部内径を、前記電極間に発生する
最大軸方向磁界が約半分になる径以下とすることを特徴
とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の真空バ
ルブ。9. The electrode part includes an electrode for generating an axial magnetic field parallel to an arc generated between the contacts, and the inner diameter of the hollow part of the contact is the maximum axis generated between the electrodes. The vacuum valve according to any one of claims 1 to 8, wherein the directional magnetic field has a diameter equal to or less than about half.
空の補強部材を配置し、この補強部材の中空部径が前記
接触子及び前記電極の径よりも大きいことを特徴とする
請求項４または請求項５に記載の真空バルブ。10. A hollow reinforcing member is arranged on the side of the electrode opposite to the contactor disposition surface, and the hollow portion diameter of the reinforcing member is larger than the diameters of the contactor and the electrode. The vacuum valve according to claim 4 or claim 5.
触子並びに前記電極の径の１．２倍以上としたことを特
徴とする請求項１０に記載の真空バルブ。11. The vacuum valve according to claim 10, wherein the diameter of the hollow portion of the reinforcing member is 1.2 times or more the diameter of the contactor and the electrode.
子の表面から前記補強部材の底部までの深さが、前記接
触子間の規定ギャップ長の２倍以上であることを特徴と
する請求項１０または請求項１１に記載の真空バルブ。12. The reinforcing member has a bottom portion, and the depth from the surface of the contactor to the bottom portion of the reinforcing member is at least twice the specified gap length between the contactors. The vacuum valve according to claim 10 or 11.
し、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｗまたはこ
れらの化合物を少なくとも１種含み、その合計が２０〜
７０重量％である合金で形成されたことを特徴とする請
求項１乃至請求項１２に記載の真空バルブ。13. The contactor contains Cu or Ag, contains at least one of Co, Cr, Ti, Nb, Fe, Mo, W or a compound thereof, and the total amount thereof is 20 to 20.
The vacuum valve according to claim 1, wherein the vacuum valve is formed of an alloy of 70% by weight.
ることを特徴とする請求項１３に記載の真空バルブ。14. The vacuum valve according to claim 13, wherein the compound is a carbide or a boride.
の少なくとも１種類を含有することを特徴とする請求項
１乃至請求項１４のいずれかに記載の真空バルブ。15. The contactor comprises Bi, Te, Se, Sb.
15. The vacuum valve according to claim 1, wherein the vacuum valve contains at least one of the above.
に一対の円板状の電極を設け、これらのそれぞれの電極
に中空リング状の接触子を配設して真空バルブを形成し
た後に、１００Ａ以上の電流遮断を行なって前記接触子
表面に真空アークを点弧させて、前記接触子の中空部に
対応する表面部分に前記接触子と同一の材料から成る蒸
着層を設けることを特徴とする真空バルブの製造方法。16. A vacuum valve is formed by disposing a pair of disc-shaped electrodes in a vacuum container so as to be able to come into contact with and separate from each other via a conductive rod, and a hollow ring-shaped contactor is disposed on each of these electrodes. After that, a current is cut off at 100 A or more to ignite a vacuum arc on the surface of the contactor, and a vapor deposition layer made of the same material as the contactor is provided on the surface portion corresponding to the hollow portion of the contactor. A method for manufacturing a characteristic vacuum valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06726595A JP3441224B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Vacuum valve and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP06726595A JP3441224B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Vacuum valve and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264082A true JPH08264082A (en) | 1996-10-11 |
| JP3441224B2 JP3441224B2 (en) | 2003-08-25 |
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ID=13339965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06726595A Expired - Lifetime JP3441224B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Vacuum valve and method of manufacturing the same |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3441224B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164912A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Vacuum valve |
| US10614982B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-04-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Circuit closer and circuit closing system |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP06726595A patent/JP3441224B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164912A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Vacuum valve |
| JP4667032B2 (en) * | 2004-12-10 | 2011-04-06 | 三菱電機株式会社 | Vacuum valve |
| US10614982B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-04-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Circuit closer and circuit closing system |
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| JP3441224B2 (en) | 2003-08-25 |
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