JPH03179627A - 真空遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空遮断器の耐電圧向上並びに絶縁保護に関す
る。

〔従来の技術〕

最近、真空遮断器の超高圧送電系統への適用をめざして
超重形、高耐電圧化の検討が進められている。このため
、効率よい絶縁手段として、絶縁容器の内面、または、
外面に非直線抵抗体を塗布して、電位分布を図った、例
えば、実開昭６０−７５９４０号公報がある。この方法
は、絶縁筒内面に塗布すれば直流電圧印加時の絶縁筒内
面に帯電される電荷を除去できる。しかし、塗布の場合
、加熱真空排気時の熱膨張の違い等によるはく離も考え
られ、かつ通電容量も不充分なため、リーク電流の通電
、または、過電圧侵入等による通電時は、容易に発熱す
ることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は電位分布を改善できる点で優れているが
、本発明で解決しようとする絶縁筒内面に帯電される電
荷を有効に放電させ、かつ、サージの侵入時も除去する
ことに関しては不充分である。

本発明の目的は、絶縁耐力低下の要因の排除、特に遮断
後に直流が印加される進み電流遮断時の絶縁耐力低下を
改善することにある。

本発明の他の目的は、電極間に発生する過電圧を低減し
、真空バルブの絶縁破壊を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

直流電圧印加時の絶縁耐力低下の原因とひとつとして、
真空容器として用いられているガラス、セラミック等の
絶縁筒内面の帯電電荷によることが、最近の実験により
明らかになった。例えば、電極間に直流が印加された場
合、陰極より放射される電子が陽極や陽極近傍の絶縁物
に入射されることにより二次電子が放射される。この二
次電子放射により絶縁物表面が正に帯電されることにな
る。この帯電された電荷は徐々に広がって陰極側に達し
、ついには、絶縁破壊に至ると推定される。

この帯電された電荷の除去手段として、従来、外付は抵
抗等により除去できると考えられていたが、実験により
、必ずしも除去できないことが判った。

また、こま帯電電荷除去の有効な手段の一つとして、絶
縁筒内面をある程度の導電性を与える方法がある。導電
性があまり良すぎるとリーク電流が流れすぎ、発熱され
て、かえって絶縁低下を引き起こすことになる。このた
め、本発明では、従来から避雷器に使用されている酸化
亜鉛を主成分とする非線形抵抗体をセラミック等の真空
容器内面に円筒状に配置することで、帯電電荷の除去と
、電極間に発生する過電圧を低減できる。

〔作用〕

酸化亜鉛を主成分とする非線形抵抗体は、電圧。

電流特性の非線形特性が優れていることから、もっばら
避雷器に適用され、系統で発生する過電圧を広範囲にわ
たり、制限できる特長を持っている。

従って、絶縁筒内面の帯電電荷により絶縁低下を引き起
こすような電圧が印加されたとき、この電圧に相当する
電流が非線形抵抗体を流れることになり、帯電現象の発
生はなくなる。また、同様に、真空遮断器の絶縁をおび
やかす過電圧が印加された場合でも非線形抵抗体の製限
電圧に制限されるため、過電圧による真空バルブの絶縁
破壊が防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。真空
容器１はセラミックやガラスなどの絶縁筒２ａ、２ｂ、
固定側端蓋３．可動側端蓋４等により密封され、内部は
１０−７〜１０″″”Ｔｏｒｒ程度の真空圧力に封じ切
られている。内部には対向する固定電極５と可動電極６
があり、それぞれ固定電極ホルダ７、可動電極ホルダ８
を介して、外部に引出されている。固定電極ホルダ７は
固定側端蓋３と接合、可動電極ホルダ８は、金属ベロー
ズ用シールド９と接合、金属ベローズ１０は、一端を金
属ベローズ用シールド９と、他端を可動側端蓋４と接合
され内部を密封している。真空容器ｌ内には、さらに中
間シールド１１が円筒状に配置され、シールド支え金具
１２により、絶縁筒２ａ。

２ｂの中間に支持されている。酸化亜鉛を主成分とする
非線形抵抗体１３は、絶縁筒２ａ、２ｂの内面に円筒状
に配置し、一端が固定電極ホルダ７と同電位に中間点が
中間シールド支え１２．他端が可動電極ホルダ８とそれ
ぞれ同電位に接続されている。非線形抵抗体１３は、第
２図に示す素子１４を多数個積重ねたもので、各々、上
下に導電性塗料１５ａ、１５ｂを蒸着し、積層部の通電
を良好にしている。一般に、素子１４は、酸化亜鉛を主
成分とする微粉末をプレス成形等により成形し、高温で
焼成されるが、本発明では真空中で使用するため、プレ
ス成形後、加熱真空炉で脱ガスしたものを使用する必要
がある。

第１図で示す固定電極５と可動電極６は、図示しない操
作器により可動電極ホルダ８を操作して開閉され、回路
電流の通電、遮断を行う。

第３図は、非線形抵抗体１３の電圧−電流特性を示すも
ので、曲線１６は系統保護用避雷器の特性、曲線１７は
非線形抵抗体１３の電圧−電流特性を示す。第１図およ
び第２図を参照して本発明による動作例を説明する。第
１図の可動電極６を図示しない操作器を駆動して固定電
極５と接触させ、回路電流を通電している。系統の異常
その他により、図示しない操作器を駆動して回路電流を
遮断した場合、系統の回路構成により、種々の過電圧が
、固定電極５側と可動電極６側の間に印加される。もし
、負荷側にコンデンサ等が接続されている場合は、電極
の一端に直流電圧が印加されることになる。この場合、
陰極側から電界に応じた電子が放出され陽極側に入射す
る。電子の放出は両電極間に限らず、同電位にある端蓋
等の電界集中する場所から活発に放射される。このため
、電界集中の比較的大きい絶縁筒２ａ、２ｂの端面付近
で放出された電子は容易に絶縁筒の表面に入射し、二次
電子を放出させる。これにより絶縁筒表面が帯電される
ことになり、絶縁低下の原因になっていた。本発明では
、＃＠！縁筒２ａ、２ｂの内側に非線形抵抗体１３を配
置しているため、絶縁筒への入射電子を遮へいすると共
に、第３図（曲線１７）に示すように過電圧Ｖ１が印加
されるとＩｆの電流が非線形抵抗体を流れるため、遅電
現象はなくなり、これによる絶縁耐力の低下を防止でき
る。また、非線形抵抗体１３の素子数の調整により、中
間シールド１１の電位を調整できるため、効率よい絶縁
設計ができる。

さらに、第３図に示したように非線形抵抗体１３の電圧
−電流特性は、系統保護用避雷器の特性曲線１６より制
限電圧を高く選定することで、雷サージの侵入等による
系統異常時は避雷器で保護し、避雷器で保護できないと
き、本発明による非線形抵抗体１３で保護できることか
ら信頼性の高い真空遮断器が提供できる。これを第４図
で説明する。

第４図は雷サージなど系統に侵入される急俊波領域での
電圧−時間特性を示したものである。曲線１８は避雷器
、曲線１９は本発明による非線形抵抗体１３２曲線２０
は真空容器（真空遮断器）の特性である。即ち、系統異
常により過電圧が発生すると避雷器が導通し過電圧を抑
制する。もし、何かの原因で、避雷器が動作しない場合
でも１本発明による非線形抵抗体１３（曲線１９）で過
電圧を抑制できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、進み小電流遮断直後番こ直流等が印加
されても、絶縁筒内面帯電による絶縁低下はなくなり、
遮断性能を大幅に向上することができる。また、系統の
異常等により発生した過電圧に対しても、避雷器として
保護できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明による非線形抵抗体の斜視図、第３図、第４図は本
発明を説明する説明図である。 １・・・真空容器、２ａ、２ｂ・・・絶縁筒、５・・・
固定電極、６・・・可動電極、１３・・・非線形抵抗体
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内に一対の電極を設け、前記電極を前記真
   空容器外で開閉操作を行い、かつ、両電極間は絶縁筒で
   絶縁されて外部との気密を保ち、内部にシールドを設け
   たものにおいて、前記容器内部に非線形抵抗体を設けた
   ことを特徴とする真空遮断器。 ２、特許請求の範囲第１項記載の前記非線形抵抗体を、
   前記絶縁筒の内側で、かつ、シールドの外側に円筒状に
   配置した真空遮断器。 ３、特許請求の範囲第１項記載の前記非線形抵抗体は、
   酸化亜鉛を主成分とする微粉末をプレス成形後、加熱真
   空排気により脱ガス処理を行ったものである真空遮断器
   。 ４、特許請求の範囲第１項記載の前記非線形抵抗体の電
   圧−電流特性は、系統に配置される避雷器の制限電圧よ
   り高く、供試遮断器の絶縁破壊電圧より低く制限した真
   空遮断器。