真空遮断器
【課題】
真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を提供する。
【解決手段】
本発明では、上記課題を解決するために、通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする。
真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を提供する。
【解決手段】
本発明では、上記課題を解決するために、通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空遮断器に係り、特に、真空容器の外部に縦磁界発生用コイルを有し、電力用に好適な真空遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力用遮断器は、送配電及び受配電系統に配置される機器であり、必要に応じて特定箇所を電力系統から切り離す役割を果たすものである。
【０００３】
特に、真空遮断器は、真空容器の内部に配置された一対の接点電極を接離することにより、電流を投入または遮断するものであり、接点電極端面に垂直な磁界（以下、縦磁界という）を印加することによって、遮断性能が向上することが広く知られている。
【０００４】
このような縦磁界型の真空遮断器は、真空容器内部の電極にコイルを備えたものと、真空容器外部にコイルを備えたものに大別される。
【０００５】
前者に比べて後者は、発生する縦磁界が広範囲に渡って均一であること、電極を簡素化、軽量化できること、真空容器の軸方向寸法を縮小できること、電極対の開極にともなう磁界減衰がないこと等の特徴を有する。
【０００６】
この後者の真空容器外部にコイルを備えた真空遮断器として、特許文献１がある。特許文献１に記載の真空遮断器は、縦磁界発生用のコイルを真空容器の外部に有しており、可動側ホルダ、可動側接点、固定側接点、外部コイル、折り返し電極、固定側ホルダの経路で電流が流れるようになっている。
【０００７】
一方、真空容器外部に２組のコイルを備えた真空遮断器として、特許文献２がある。この特許文献２に記載の真空遮断器は、その第１図には、真空容器外部の軸方向両端板の各々にコイルを配置し、一方のコイルの一端を固定側ロッドに電気的に接続し、他方のコイルの一端を可動側ロッドに電気的に接続して、これら両コイルが、相対向する一対の電極に対して直列に接続され、一対の上記電極の開離の際に発生する真空アークの軸方向に平行な縦磁界を発生することが記載され、また、特許文献２の第１０図には、特許文献２の第１図で述べた２組のコイルを一纏めにし、その一纏めのコイルを絶縁円筒の周囲に設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５２−１０２５７６号公報
【特許文献２】特開平２−１４８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１及び２では、真空容器外部に縦磁界用コイルを配置することで、空間的に均一な縦磁界を生成することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の図３に示す構造では、電流を折り返すための導体（折り返し導体）が必要となり、この折り返し導体に相当する導電性の円筒状容器をコイルの外周に設置することが必須となる。
【００１１】
これにより、特許文献１では、円筒状容器をコイルの外周に設置することから全体の外径が増大し、これに伴い構造が複雑になると共に、円筒状容器（折り返し導体）を流れる電流により、電極間に生成する縦磁界が不均一になるといった問題が生じる。
【００１２】
一方、特許文献２は、その第１図では、真空容器外部の軸方向両端板の各々にコイルを配置していることから軸方向距離が増大すること、及び特許文献２の第１０図では、折り返し導体が必要なことから、特許文献１と同様な問題が生じる。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の真空遮断器は、上記目的を達成するために、通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の真空遮断器の実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明の真空遮断器の実施例１におけるコイルの接続状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の真空遮断器の実施例２を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図示した実施例に基き本発明の真空遮断器を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１及び図２に、本発明の真空遮断器の実施例１を示す。
【００１９】
該図に示す如く、実施例１の真空遮断器は、固定側接点電極１と、これと相対向する可動側接点電極２と、固定側接点電極１を固定する固定側ロッド３と、可動側接点電極２を固定する可動側ロッド４と、内部と真空封止し、可動側接点電極２を移動可能に支持するベローズ５と、真空容器を構成する絶縁筒６と、固定側ロッド３を支持する固定側端板７と、可動側ロッド４を移動可能に支持する可動側端板８と、絶縁筒６の周囲に配置される第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂと、固定側ロッド３と第２のコイル９ｂを接続する固定側接続導体１０と、可動側ロッド４と第１のコイル９ａを接続する可動側接続導体１１と、第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂをモールドする絶縁モールド１２とから概略構成される。
【００２０】
更に、実施例１の真空遮断器を詳述すると、固定側接点電極１及び可動側接点電極２は円板形状をなし、固定側接点電極１は円柱形状を有する固定側ロッド３に、可動側接点電極２は円柱形状を有する可動側ロッド４にそれぞれ固定されている。固定側接点電極１及び可動側接点電極２は、相対向しており、可動側接点電極２及び可動側ロッド４が軸方向に移動することで、互いに接離可能である。これら固定側接点電極１、可動側接点電極２、固定側ロッド３、及び可動側ロッド４の中心軸は、同一線上に配置される。
【００２１】
絶縁筒６は円筒形状をなし、その両端面は円板形状を有する固定側端板７と可動側端板８で塞がれている。固定側端板７を通して固定側ロッド３が固定され、固定側接点電極１は、絶縁筒６の内部に配置されている。また、可動側端板８を通して移動可能な可動側ロッド４が、ベローズ５を介して取り付けられている。可動側接点電極２は、絶縁筒６の内部に配置されている。
【００２２】
そして、実施例１では、絶縁筒６の周囲に配置される第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂは断面円形状で、同一の螺旋形状をなし、互いに重なることなく絶縁筒６を取り囲むように交互に配置されている。
【００２３】
この第１のコイル９ａの固定側端部９ａ１は、外部回路に接続され、他方の可動側端部９ａ２は、可動側接続導体１１を介して可動側ロッド４に接続されている。一方、第２のコイル９ｂの可動側端部９ｂ２は、外部回路に接続され、他方の固定側端部９ｂ１は、固定側接続導体１０を介して固定側ロッド３に接続されている。更に、第１のコイル９ａと第２のコイル９ｂとの絶縁を確保すると共に、電磁力によるコイルの変形を抑制するため、第１のコイル９ａと第２のコイル９ｂは、絶縁モールド１２により固定されている。
【００２４】
次に、実施例１における電流経路について、図１を用いて説明する。
【００２５】
図１に示す如く、外部回路より第１のコイル９ａの固定側端部９ａ１に流入した電流は、第１のコイル９ａを通り、可動側端部９ａ２へ流れる。続いて、可動側接続導体１１→可動ロッド４→可動側接点電極２→固定側接点電極１→固定側ロッド３→固定側接続導体１０を介して、第２のコイル９ｂの固定側端部９ｂ１へ流れる。続いて、第２のコイル９ｂを通り、可動側端部９ｂ２へ流れ、外部回路に流出する。
【００２６】
次に、実施例１における電流を遮断するときの動作について、図１を用いて説明する。
【００２７】
図１に示す如く、固定側接点電極１と可動側接点電極２が開極したとき、電極間にはアーク１３が発生する。このとき第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂを流れる電流は、図１に図示した方向であるため、アーク１３に平行な縦磁界が発生する。アーク１３は、磁力線に補足されるようにふるまうため、固定側接点電極１と可動側接点電極２の間に発生したアーク１３は、電極端面全体に渡って均一に保持されることにより、良好な遮断性能を得ることができる。
【００２８】
このような実施例１の構成によれば、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、従来のような折り返し導体は必要なくなり、全体の外径及び軸方向距離が増大することもなくなり、構造が複雑になることはないので、簡素な構造で均一な縦磁界を発生でき、良好な遮断性能を得るための真空遮断器を容易に製作することができる。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の真空遮断器の実施例２について、図３を用いて説明する。
【００３０】
図３に示す実施例２の真空遮断器は、上述した実施例１における第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂを、長方形断面を有するコイルに置き換えたものである。
【００３１】
このような実施例２の構成とすることでも実施例１と同様な効果が得られることは勿論、コイル断面積が同じでも全体の外径が小さい真空遮断器を製作することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…固定側接点電極、２…可動側接点電極、３…固定側ロッド、４…可動側ロッド、５…ベローズ、６…絶縁筒、７…固定側端板、８…可動側端板、９ａ…第１のコイル、９ａ１…第１のコイルの固定側端部、９ａ２…第１のコイルの可動側端部、９ｂ…第２のコイル、９ｂ１…第２のコイルの固定側端部、９ｂ２…第２のコイルの可動側端部、１０…固定側接続導体、１１…可動側接続導体、１２…絶縁モールド、１３…アーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空遮断器に係り、特に、真空容器の外部に縦磁界発生用コイルを有し、電力用に好適な真空遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力用遮断器は、送配電及び受配電系統に配置される機器であり、必要に応じて特定箇所を電力系統から切り離す役割を果たすものである。
【０００３】
特に、真空遮断器は、真空容器の内部に配置された一対の接点電極を接離することにより、電流を投入または遮断するものであり、接点電極端面に垂直な磁界（以下、縦磁界という）を印加することによって、遮断性能が向上することが広く知られている。
【０００４】
このような縦磁界型の真空遮断器は、真空容器内部の電極にコイルを備えたものと、真空容器外部にコイルを備えたものに大別される。
【０００５】
前者に比べて後者は、発生する縦磁界が広範囲に渡って均一であること、電極を簡素化、軽量化できること、真空容器の軸方向寸法を縮小できること、電極対の開極にともなう磁界減衰がないこと等の特徴を有する。
【０００６】
この後者の真空容器外部にコイルを備えた真空遮断器として、特許文献１がある。特許文献１に記載の真空遮断器は、縦磁界発生用のコイルを真空容器の外部に有しており、可動側ホルダ、可動側接点、固定側接点、外部コイル、折り返し電極、固定側ホルダの経路で電流が流れるようになっている。
【０００７】
一方、真空容器外部に２組のコイルを備えた真空遮断器として、特許文献２がある。この特許文献２に記載の真空遮断器は、その第１図には、真空容器外部の軸方向両端板の各々にコイルを配置し、一方のコイルの一端を固定側ロッドに電気的に接続し、他方のコイルの一端を可動側ロッドに電気的に接続して、これら両コイルが、相対向する一対の電極に対して直列に接続され、一対の上記電極の開離の際に発生する真空アークの軸方向に平行な縦磁界を発生することが記載され、また、特許文献２の第１０図には、特許文献２の第１図で述べた２組のコイルを一纏めにし、その一纏めのコイルを絶縁円筒の周囲に設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５２−１０２５７６号公報
【特許文献２】特開平２−１４８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１及び２では、真空容器外部に縦磁界用コイルを配置することで、空間的に均一な縦磁界を生成することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の図３に示す構造では、電流を折り返すための導体（折り返し導体）が必要となり、この折り返し導体に相当する導電性の円筒状容器をコイルの外周に設置することが必須となる。
【００１１】
これにより、特許文献１では、円筒状容器をコイルの外周に設置することから全体の外径が増大し、これに伴い構造が複雑になると共に、円筒状容器（折り返し導体）を流れる電流により、電極間に生成する縦磁界が不均一になるといった問題が生じる。
【００１２】
一方、特許文献２は、その第１図では、真空容器外部の軸方向両端板の各々にコイルを配置していることから軸方向距離が増大すること、及び特許文献２の第１０図では、折り返し導体が必要なことから、特許文献１と同様な問題が生じる。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の真空遮断器は、上記目的を達成するために、通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、簡素な構造で均一な縦磁界を発生できる真空遮断器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の真空遮断器の実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明の真空遮断器の実施例１におけるコイルの接続状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の真空遮断器の実施例２を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図示した実施例に基き本発明の真空遮断器を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１及び図２に、本発明の真空遮断器の実施例１を示す。
【００１９】
該図に示す如く、実施例１の真空遮断器は、固定側接点電極１と、これと相対向する可動側接点電極２と、固定側接点電極１を固定する固定側ロッド３と、可動側接点電極２を固定する可動側ロッド４と、内部と真空封止し、可動側接点電極２を移動可能に支持するベローズ５と、真空容器を構成する絶縁筒６と、固定側ロッド３を支持する固定側端板７と、可動側ロッド４を移動可能に支持する可動側端板８と、絶縁筒６の周囲に配置される第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂと、固定側ロッド３と第２のコイル９ｂを接続する固定側接続導体１０と、可動側ロッド４と第１のコイル９ａを接続する可動側接続導体１１と、第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂをモールドする絶縁モールド１２とから概略構成される。
【００２０】
更に、実施例１の真空遮断器を詳述すると、固定側接点電極１及び可動側接点電極２は円板形状をなし、固定側接点電極１は円柱形状を有する固定側ロッド３に、可動側接点電極２は円柱形状を有する可動側ロッド４にそれぞれ固定されている。固定側接点電極１及び可動側接点電極２は、相対向しており、可動側接点電極２及び可動側ロッド４が軸方向に移動することで、互いに接離可能である。これら固定側接点電極１、可動側接点電極２、固定側ロッド３、及び可動側ロッド４の中心軸は、同一線上に配置される。
【００２１】
絶縁筒６は円筒形状をなし、その両端面は円板形状を有する固定側端板７と可動側端板８で塞がれている。固定側端板７を通して固定側ロッド３が固定され、固定側接点電極１は、絶縁筒６の内部に配置されている。また、可動側端板８を通して移動可能な可動側ロッド４が、ベローズ５を介して取り付けられている。可動側接点電極２は、絶縁筒６の内部に配置されている。
【００２２】
そして、実施例１では、絶縁筒６の周囲に配置される第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂは断面円形状で、同一の螺旋形状をなし、互いに重なることなく絶縁筒６を取り囲むように交互に配置されている。
【００２３】
この第１のコイル９ａの固定側端部９ａ１は、外部回路に接続され、他方の可動側端部９ａ２は、可動側接続導体１１を介して可動側ロッド４に接続されている。一方、第２のコイル９ｂの可動側端部９ｂ２は、外部回路に接続され、他方の固定側端部９ｂ１は、固定側接続導体１０を介して固定側ロッド３に接続されている。更に、第１のコイル９ａと第２のコイル９ｂとの絶縁を確保すると共に、電磁力によるコイルの変形を抑制するため、第１のコイル９ａと第２のコイル９ｂは、絶縁モールド１２により固定されている。
【００２４】
次に、実施例１における電流経路について、図１を用いて説明する。
【００２５】
図１に示す如く、外部回路より第１のコイル９ａの固定側端部９ａ１に流入した電流は、第１のコイル９ａを通り、可動側端部９ａ２へ流れる。続いて、可動側接続導体１１→可動ロッド４→可動側接点電極２→固定側接点電極１→固定側ロッド３→固定側接続導体１０を介して、第２のコイル９ｂの固定側端部９ｂ１へ流れる。続いて、第２のコイル９ｂを通り、可動側端部９ｂ２へ流れ、外部回路に流出する。
【００２６】
次に、実施例１における電流を遮断するときの動作について、図１を用いて説明する。
【００２７】
図１に示す如く、固定側接点電極１と可動側接点電極２が開極したとき、電極間にはアーク１３が発生する。このとき第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂを流れる電流は、図１に図示した方向であるため、アーク１３に平行な縦磁界が発生する。アーク１３は、磁力線に補足されるようにふるまうため、固定側接点電極１と可動側接点電極２の間に発生したアーク１３は、電極端面全体に渡って均一に保持されることにより、良好な遮断性能を得ることができる。
【００２８】
このような実施例１の構成によれば、真空容器の外部に縦磁界用コイルを２組配置したものであっても、従来のような折り返し導体は必要なくなり、全体の外径及び軸方向距離が増大することもなくなり、構造が複雑になることはないので、簡素な構造で均一な縦磁界を発生でき、良好な遮断性能を得るための真空遮断器を容易に製作することができる。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の真空遮断器の実施例２について、図３を用いて説明する。
【００３０】
図３に示す実施例２の真空遮断器は、上述した実施例１における第１のコイル９ａ及び第２のコイル９ｂを、長方形断面を有するコイルに置き換えたものである。
【００３１】
このような実施例２の構成とすることでも実施例１と同様な効果が得られることは勿論、コイル断面積が同じでも全体の外径が小さい真空遮断器を製作することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…固定側接点電極、２…可動側接点電極、３…固定側ロッド、４…可動側ロッド、５…ベローズ、６…絶縁筒、７…固定側端板、８…可動側端板、９ａ…第１のコイル、９ａ１…第１のコイルの固定側端部、９ａ２…第１のコイルの可動側端部、９ｂ…第２のコイル、９ｂ１…第２のコイルの固定側端部、９ｂ２…第２のコイルの可動側端部、１０…固定側接続導体、１１…可動側接続導体、１２…絶縁モールド、１３…アーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】
円筒状に形成された絶縁筒の軸方向両端部が端板で封じられた真空容器と、該真空容器内に配置された相対的に開離する一対の固定側及び可動側電極と、該固定側及び可動側電極の裏面より前記真空容器外に延びるロッドと、前記真空容器外に配置され、通電時に前記固定側及び可動側電極の端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルとを備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は前記固定側電極に、他方の一端は前記可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、断面円形で同一の螺旋形状をなしていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、断面長方形で同一の螺旋形状をなしていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器に絶縁モールドにより固定されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項１】
通電時に接点電極端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルを真空容器外部に備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は固定側電極に、他方の一端は可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】
円筒状に形成された絶縁筒の軸方向両端部が端板で封じられた真空容器と、該真空容器内に配置された相対的に開離する一対の固定側及び可動側電極と、該固定側及び可動側電極の裏面より前記真空容器外に延びるロッドと、前記真空容器外に配置され、通電時に前記固定側及び可動側電極の端面と垂直な方向に磁界を発生させる２組のコイルとを備え、該２組のコイルのうち、一方の一端は前記固定側電極に、他方の一端は前記可動側電極にそれぞれ接続されている真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器の周囲に、互いに重なることなく交互に配置されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、断面円形で同一の螺旋形状をなしていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、断面長方形で同一の螺旋形状をなしていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の真空遮断器において、
前記２組のコイルは、前記真空容器に絶縁モールドにより固定されていることを特徴とする真空遮断器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４８３７９（Ｐ２０１２−２４８３７９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８６４９（Ｐ２０１１−１１８６４９）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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