KR910006238B1 - 진공 인터라프터(interrupter) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진공 인터라프터(INTERRUPTER)

제1도는 종래 기술에 관한 하나의 종자계인가 방식진공인터 라프터의 종단면도.

제2도는 종래 기술에 관한 다른 종자계인가 방식진공 인터라프터의 일대의 전극을 표시한 사시도.

제3도는 종래 기술에 관한 또다른 종자계 인가방식 진공 인터라프터의 접촉전극에 있어서 아－크가 편기(偏奇)된 상태의 설명 평면도.

제4도는 본 발명의 제1실시예에 관한 종자계 인가방식 진공인터라프터의 종단면도.

제5도는 제4도에 표시한 가동복합전극의 종단면도.

제6도는 제5도에 표시한 제1코일 전극의 평면도.

제7도는 제5도에 표시한 제2코일전극의 평면도.

제8도는 제5도에 표시한 보강 부재의 평면도.

제9도는 제1코일의 전극의 인합(隣合)된 경방향 웨이프간의 원주방향의 길이에 대하여 분할탄부의 길이의 비와 종자계의 자속밀도 및 위상이 늦어짐과의 관계를 표시한 그라브.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 관한 복합전극의 종단면도.

제11도는 제10도에 표시한 복합전극의 조부(組付)사시도.

제12도는 제10도에 표시한 보강부재의 사시도.

제13도는 제11도에 표시한 접촉전극의 반경에 대한 절결의 길이의 비와 종자계의 자속밀도 및 위상의 늦어짐과의 관계를 표시한 그라브.

제14도는 본 발명의 제3실시예에 관한 복합전극의 종단면도.

제15도는 제14도에 표시한 복합전극의 조립사시도.

제16도는 제14도에 표시한 보강부재의 사시도.

제17도는 본 발명의 제4실시예에 관한 복합전극의 조립사시도.

제18도는 제17도에 표시한 복합전극 및 종래의 복합전극의 종자계의 자속밀도와 접촉전극의 반경에 대한 접촉전극의 중심에서의 거리와 비와의 관계를 표시한 그라브.

제19도는 제17도에 표시한 복합전극 및 종래의 복합전극의 종자계의 잔류자속과 접촉전극의 반경에 대한 접촉전극의 중심에서의 거리의 비와의 관계를 표시한 그라브이다.

본 발명은 대전력 전로(電路) 예를 들어 고류전로에 사용되는 진공 인터라프트에 관해 특히 진공용기내에 일대의 접촉전극이 접촉 또는 개리할때에 이들 접촉전극간에 흐르는 아－크(arc)전류의 종축방향과 평행한 자계(이하 종자계(縱磁界)라고 한다)를 인가하고 차단능력을 증대시킨 종자계인가 방식의 진공인터라프터에 관한 것이다.

종자계인가 방식의 진공인터라프터는 그 종자계에 의해 개리된 접촉전극간 공간에 아－크를 닫음과 같이 균일하게 분산시켜 그것에 의해 접촉전극의 국부과열을 방지하고 차단능력을 증대시키는 것이다.

상기 종자계인가 방식의 진공인터라프터의 일예로써 종래 제1도에 표시한 것이 알려져 있다. 이 진공인터라프터는 절연통(1)과 이 절연통(1)의 양 개구단에 봉착된 일대의 금속단판(2)을 가지고 내부가 진공에 배기된 진공용기(3)을 가지고 이 진공용기(3)내에 회로를 개폐하기 위하여 접촉 또는 개리되는 일대의 고정 및 가동접촉전극(4) 및(5)를 가지고 있다.

이들 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)는 원판이고 동. 은 또는 도전율이 높게 이들의 합금으로 구성되어 있어 금속단판(2)의 중앙에 설치되어있는 공(孔)을 개(介)하고 진공밀봉상태로 진공용기(3)내에 연출(延出)하고 교류전기를 끄는 고정 및 가동리－드봉(6) 및 (7)의 각 내단부에 전기적 및 기계적으로 결합되어있다.

상기 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)의 배후에 이들 고정 및 가동접촉 전극(4) 및 (5)간에 흐르는 아－크전류의 종축방향과 평행한 종자계를 발생한다. 고도전율 재료에서되는 코일전극(8) 및 (9)가 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)에서 이격되어 배치되어있다.

고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)와 대응의 코일전극(8) 및 (9)와는 그들의 중심부분에 있어서 전기저항의 높은 재료에 되는 스페－서(8a) 및 (9a)에 의해 기계적으로 결합되어 그들의 전극(4)(5)(8) 및 (9)의 주변부에 있어서 양(良) 도전체(8b) 및 (9b)에 의해 전기적으로 접속되어져 있다.

상기 코일전극(8) 및 (9)는 가동접촉전극(4)은 고정접촉전극(5)에 대하여 개리한 위치에 존재할 때 이들 코일전극(8) 및 (9)를 통하여 흐르는 원전류에 의해 접촉전극(4) 및 (5)간에 자석을 발생시킨다.

이 자석은 시간적으로 변화하고 접촉전극(4) 및 (5)의 내부를 그들의 표면에서 이면의 방향으로 또는 그 역방향으로 관통한다. 상기 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)를 취권(取卷)하고 거의 원통상의 금속제 아크실드(10)이 절연통(1)에 지지되어 설치되었다.

또 아크실드(Arcshield)(10)의 양개구단측에 보조실드(11)는 각 금속단판(2)에 지지되어 설치되어 있다.

상기 가동접촉전극(5)를 고정접촉전극(4)에 대하여 접촉 또는 캐리시키는 가동리드봉(7)과 금속단판(2)와의 사이는 금속벨로우즈(12)에 의해 진공밀봉되어있다.

상술한 진공인터라프터는 회로 차단때에 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)간의 공간에 인가된다. 종자계의 효과에 따라 차단능력을 증대하는 점에서 일정의 성과를 가지고 있다.

그러나 상술한 인터라프터에 있어서는 코일전극(8) 및 (9)가 공급하는 시간적으로 변화하는 자속(磁束)의 고도전률의 재료로 구성되어 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)를 관통하기 위하여 이들 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)의 내부에 과전류를 발생시켜 이 과전류가 공급하는 자계가 코일전극(8) 및 (9)를 공급하는 종자계를 약하게 하도록 작용한다.

상술한 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)의 과전류에 의해 불편함을 제거하기 위해 예를 들어 제2도의 표시한 바와 같이 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)의 경방향에 복수계의 스리트(15)를 설치한 점에 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)와 다른 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)가 제한되었다. (U.S.P 3,946,179참조)고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)는 제1도에 표시한 고정 및 가동접촉전극(4) 및 (5)의 결정을 제거한 점에서 일정의 성과를 올리고 있다.

그러나 스리트(15)는 그 엣칭에 의해 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)간의 절연내력을 매우 저하시킴과 동시에 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)의 기계강도도 매우 저하시키는 새로운 원인이 된다. 또 스리트(15)는 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)가 고전압의 대전류를 여러번 차단함에 따라 아－크에 의해 생셩되어 과화된 금속증기에 의해 묻히게 된다. 그것에 의해 고정 및 가동접촉전극(13) 및 (14)의 스리트가 존재하지 않는것과 동일의 상태로 되므로 이들 고정 및 가동접촉 전극(13) 및 (14)의 차단능력이 매우 저하하고 만다.

제1도 및 제2도에 표시된 고정 및 접촉전극(4)(5)(13)및(14)에 불합리함을 제거하기 위하여 % 도전률이 40%이하의 재료, 예를 들어 베리움 CU－W, 합금 또는 Ag－W합금으로 구성한점에 있어 제1도의 고정 및 가동접촉전극(4 ) 및 (5)와 판이하여 제3도에 표시한 바와 같이 일대의 고정 및 가동접촉전극(16)이 제한되어 있다. (1982년 12월 7일 공개의 특개소 57－199126참조) 이 특개소 57－199126에 선행 기술로하여 개시된 고정 및 가동접촉전극(16)에 의하면 스리트를 설치하지 않아도 이들 접촉전극(16)중에서 발생하는 과전류가 상당량 감소하는 성과를 올리고 있다.

그러나 예를 들어, 당해 고정 및 가동접촉전극(16)이 제2도에 명시한 바와 같은 코일전극(8) 및 (9)와 같이 사용될때에 있어서, 제3도에 표시한 바와 같은 아크(A)가 외부자계 및 또는 기타의 영향에 의해 고정 및 가동접촉전극(16)의 전표면에 분포되기 전에 중심에 위치하는 접촉부(17)에서 편기(偏Yb)된다.

예를 들어, 코일전극(9)에서 각 양도 전체(9b)를 통하여 고정 및 가동접촉(16) 중으로 흐르는 아－크 분전류(分電流)(i1)(i2)(i3) 및 (i4)의 크기에 차이가 생기어 이 차이가 고정 및 가동접촉전극(16)에 도전율의 낮아짐에 따라 확대되며, 또는 아크분류(i1)은 최대로 됨과 같이 아－크분전류(i2)(i3) 및(i4)는 거의 0으로된다. 따라서 코일전극(8) 및 (9)를 통하여 흐르는 아－크분전류(分電流)(i1)에 의해 극간 캡에 인가되는 형상이 바뀐 종자계의 자속밀도는 아－크의 편기위치로 최대로되어, 더욱이 극간의 거의 전력에 한해 자속밀도의 균일성이 매우, 손해되게 된다. 이 결과, 고정 및 가동접촉전극(16)의 전류차단 능력이 매우 저하된다.

또 고정 및 가동접촉전극(16)의 도전율이 낮으므로 정상통전시에 있어서 고정 및 가동접촉전극(16)의 온도상승이 격(激)해진다.

본 발명의 목적은 회로 차단때에 접촉전극간 공간에 인가되는 종자계의 자속밀도의 균일성을 개선함과 동시에 이자속 밀도를 증대시키는 진공인터라프터를 제공하는 것이다.

본 발명의 타의 목적은 고전압 대전류 차단능력을 증대시킨 진공인터라프터를 제공하는 것이다. 이들의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체로하여 전기절연성의 진공용기와 진공용기의 외부에서 내부로 동측으로 상대 이동할 수 있도록 연설된 일대의 전기 도전성 금속리－드봉과 리－드봉의 내단부에 기계적 및 전기적으로 연결된 일대의 접촉전극이며 적어도 그의 일방이 % 도전율이 40% 이하의 금속재료로 구성된 것과 상기 일방의 접촉전극의 이면에 기계적 및 전기적으로 전면 접합되어 접촉전극보다도 도전율이 높은 금속재료로 구성되어 일대의 접촉전극간 공간에 흐르는 아－크전류의 종축방향과 평행인 종자계를 인가하는 코일전극으로 성립된다.

이 발명에 의하면 접촉전극 코일전극과의 사이에 있어서 접촉전극 내부의 전로가 실질적으로 접촉전극의 두께를 관통하여 주전류가 흐르도록 단축됨으로 접촉전극의 온도상승이 적어진다. 또 진공인터라프터의 고전압화에 따라서 극간캡이 확대되어도 종래보다도 증가된 종자계를 인가하게 된다.

본 발명의 타의 목적은 고전압대전류의 차단능력을 증대시켜 또한 내구성이 좋은 접촉전극을 가진 진공인터라프터를 제공하는 것이다.

이 목적을 달성시키기 위하여 적어도 일방의 접촉전극에는 스릿드가 설치되어있지 않고 원형으로 형성된 코일전극은 복수개의 경(經)방향 웨이프와 분할 턴부와를 가지고 각 분할턴은 각 경방향 웨이프의 선단에서 원주방향으로 연설되어 더욱이 각 분할턴부의 길이가 가깝게 맞는 경방향 웨이프간의 원주방향의 길이의 75% 이하로 설치되어 있다.

이 발명에 의하면 접촉전극의 기계강도가 크고 스릿드의 엣칭에 의해 극간캡의 내전압도 저하되지 아니한다. 또 서로간에 대향된 경방향 웨이프와 분할웨이프와 분할탄부와의 사이에 리－그전류가 극히 적어져서 인가되는 종자계를 강하게 함으로 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하 첨부도면중의 제4도 내지 10도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제4도에 있어서 본 발명의 제1실시예에 관한 진공인터라프터는 유리 또는 알미나세라믹스로 된다. 또 봉착금구(20)을 개입시켜 용접 또는 초땜에 의해 종으로 연결된 동일 길이의 2개의 절연통(21)과 이들 절연통(21)의 양개구의 단에 봉착금구(20)을 개입시켜 기밀에 용접 또는 초땜에 의해 봉착된 일대의 어－스드나 이드계 스텐레스강의 금속단판(22)와로써 주요부분이 구성되어 내부가 진공에 배기된 진공용기(25)를 가지고 이 진공용기(23)내에 일대의 고정 및 가동복합전극(24) 및 (25)를 가지고 있다. 이들 고정 및 가동 복합전극(24) 및 (25)를 둘러싼 거의 원통상의 금속제 아－크실드(26)는 2개의 절연통(21)의 양개구 내단에 설치된 봉착금구(20)에 기밀이 용접 또는 초땜에 의해 접합됨과 동시에 전기적 및 기계적으로 지지되어있다.

또 일대의 금속단판(22)에는 양절연통(21)의 양개구외단에 설치된 봉착금구(20)의 엣칭에 있는 전계 집중을 연화하는 금속제의 보조실－드(27)는 용접 또는 초땜에 의하여 접합되어져 있다. 각 보조 실－드(27)의 길이는 봉착금구(20)의 길이에 대하여 1.1－3배가 되도록 설정되어있다.

아－크 및 보조실－드(26) 및 (27)은 어－스트나이트계 스텐레스강으로 제작되어있다.

상기 일대의 고정 및 가동복합전극(24) 및 고(25)는 서로가 개리되어 있을때, 이들 고정 및 가동복합전극(24) 및 (25)간의 공간에 있어서 생성되는 아－크생성물의 금속증기의 량은 인가되는 종자계와 접속전극(28) 및 (38)의 % 도전율이 40% 이하의 금속재료와를 원인으로하여 적다.

따라서 아－크실－드(26)의 길이는 짧아져서 아－크실－드(26)과 보조실－드(27)과의 대향단부간의 진공 캡은 종래의 진공캡보다도 확대되어서 보다 높은 내전압을 가진다. 따라서 절연통(21)은 동일의 내전압에 있어서 어느것이나 종래의 것보다도 단축하여 형성된다.

상기 고정 복합전극(24)와 가동복합전극(25)와는 동일 구성이어서 이하 가동복합전극(25)에 대하여 설명한다.

제4도 및 제5도에 표시된 바와 같이 가동복합전극(25)는 가동 접촉전극(28)과 이가동접촉전극(28)의 이면에 기계적 및 전기적으로 전면 접합된 제1코일전극(29)와 이 제1코일전극(29)에서 격치되어, 가동리－드봉(30)의 내단부에 기계적 및 전기적으로 결합된 제2코일전극(31)과 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)사이에 있어서 이들 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)의 중앙부를 기계적으로 결합하는 스페－사(32)와 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)사이에 있어서 이들 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)의 주변부를 전기적으로 접속 원주상 접속 양도전체(33)와 제2코일전극(31)를 기계적으로 보강부재(34)과에 구성되어있다.

이하 열게한 각 부재를 순차로 상술한다.

제5도에 표시한 바와 같이 먼저 상기 가동접촉전극(28)은 엷고 또한 재두(載頭) 원추형상으로써 표면측중앙부에 접촉부(28)를 가지고 이면측중앙부에 제1코일전극(29)의 원환성 하프(35)가 감착되는 원형 凹부 (35d)를 가진다.

또 가동접촉전극(28)은 배리움 Cu－W 합금 Ca－Cr－Mo합금 또는 Fe－Ni－Cr합금등의 기계강도가 크고 또한 도전율이 낮은 재료로 구성되어 있고 % 도전율이 40% 이하이다. 예를 들어 이 % 도전율을 2%강도로하게 되며는 시간적으로 변화하는 종자계의 자속이 가동접촉전극(28)을 관통함에 따라서 가동접촉전극(28)의 내부에 발생하는 과전류는 극히 적어진다. 또 기계강도가 크고 도전율이 낮은 재료로 일대의 고정 및 가동접촉전극(38) 및 (28)이 구성되어있으면 극간(極間) 캡의 절연내력도 향상한다.

이어서 상기 제1코일전극(29)는 보통 그의 외경이 접촉전극(28)의 경(經) 이하이고 예를 들면 동 또는 동합금과 같은 고도전율의 재료로 구성되어있어 제6도에 표시된 바와 같이 하프(35)에서 90°각도간격을 가지고 경방향으로 연설된 4개의 경방향 웨이프(36)과 각경방향 웨이프(36)의 외단에서 동일 원주상의 동일방향으로 연설된 4개의 분할턴부(37)를 가지고 있다.

그럼으로 상술한 바와 같이 하프(35) 경방향 웨이프(36) 및 분할턴부(37)는 가동접촉전극(28)의 이면에 있어 이 가동접촉전극(28)에 기계적 및 전기적으로 전면 초땜에 의하여 접합되어있다. 분할턴부(37)의 선단이면에는 동제의 접속전체 33의 단부를 감착하고 초땜하기 위한 원형 凹부(37a)가 설치되어있다.

상기 분할턴부(37)의 길이는 이들 분할턴부(37)를 포함한 원주상에 인합(隣合)되는 경방향 웨이프(36)간의 원주방향의 길이의 75% 이하로 설정되어 있다. 그러나 이 %치가 매우 적을때 또는 분할턴부(37)이 실질적으로 존재하지 않을 때에는 이들 분할턴부(37)는 유효하게 종자계를 발생할 수가 없다. 타방 %치가 원주방향길이가 75%를 초과할때에는 한 개의 분할턴부(37)의 선단부부터 가동접촉전극(28)를 통하여서 근접하는 경방향웨이프(36)의 외단부로 흘러가는 리－크전류가 급히 증대하여 제1코일전극(29)가 인가하는 종자계의 자속밀도가 급격하게 적어지며는 동시에 종자계의 위상의 늦어짐도 급격히 커져서 회로전류가 영(零)으로 되어도 고정 및 가동접촉전극(38) 및 (28)사이 공간에 아－크를 남기게되어 회로차단 불능으로 된다. 제6도에 표시된 제1코일전극(29)는 1/4턴형이나 이것에 한하지 아니하고 1/3턴 1/2턴 또는 1턴 형이라도 무방하다. 상기 경방향 웨이프(36)간의 원주방향의 길이에 대한 분할턴부(37)의 길이의 비와 종자계의 자속밀도 및 종자계의 위상의 늦어짐에 대한 관계는 후에 상술한다.

또 제1코일전극(29)는 초땜에 의해 기계적 및 전기적으로 가동접촉전극(28)의 이면에 전면접합되어 있음으로 진공인터라프터의 고전압화에 따라 고정 및 가동접촉전극(38) 및 (28)사이의 극간 캡이 커져도 종래보다도 자속밀도가 큰 종자계가 발생함과 동시에 전류가 가동접촉전극(28)을 그 축방향(두께를 관통하여 )으로 많이 흐르며 또한 가동접촉전극(28)의 경방향으로 흐르는 전류가 적으므로 % 도전율이 작은 재료에 의한 가동접촉전극(28)의 온도상승의 저감으로 기여한다.

이어서 상기 제2코일전극(31)도 제1코일전극(29)과 동양으로 동과 같은 고도전율의 재료로 구성 되어있어 제7도에 표시한 바와 같이 하프(39)에서 90°의 각도 간격을 가지고 경방향에 연설된 4개의 경방향 웨이프(40)과 경방향 웨이프(40)의 외단에서 동일 원주상의 동일향으로 연설된 4개의 분할턴부(41)를 가지고 있다.

이들 분할턴부(41)의 연설방향은 제1코일전극(29)의 분할턴부(37)의 연설방향에 대하여 반대로된다.

각 분할턴부(41)의 선단과 경방향 웨이프(40)과의 사이에는 캡이 설치되어있다. 또 각 분완전턴부(41)의 각 선단에는 동 또는 동합금의 접속도전체(33)의 일부를 감삽초땜하기 위한 공기(42)이 설치되어있다.

상기 하프(49)의 표면측에는 스페－서(32)의 일단측 외향 후렌지를 감착 초땜하기 위함의 원형 凹부(39a)가 설치되어 하프(39)의 이면측에는 가동리－드봉(30)의 내단부를 감착초땜하기 위함의 원형 凹부(39b)가 설치되어 있다.

제7도에 표시된 제2코일전극(31)은 1/4턴형이나 이것에 한하지 않고 1/3턴형1/2턴형 또는 1턴형이라도 관계는 없다.

상기 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)은 그들의 경방향 웨이프(36) 및 (40)의 대향하지 않도록 접속도전체(33)을 개입시켜 초땜에 의해 전기적으로 접속되어 있음으로 가동리－드봉(30)에서 가동접촉전극(28)로 흐르는 전류는 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)의 분할턴부(37) 및 (41)의 내부를 동일방향으로 흘러 1턴이상 특히 제1코일전극(29)의 분할턴부(37)의 길이가 인합되는 경방향 웨이프(36) 사이의 원주방향의 길이의 약 67%일때에는 약 1.5턴의 효과를 가진 원전류에 변환되어 종자계의 자속밀도를 크게 증대시킨다.

이어서 상기 스페－서(32)는 제1 및 제2코일전극(29) 및 (31)를 서로 격치하기 위한 것으로 도전율이 될 수 있는 한 작고 또 기계강도가 될 수 있는 한 큰 것이 바람직하다.

따라서 예를 들어 스텐레스강 또는 인코넬이 사용된다. 또 초땜이 양호하고 기계강도의 큰절연 세라믹스라도 관계없다. 상기 스페－서(32)는 또 양단에 외향된 후렌지를 가진 단원통형상이며 이들 외향후렌지에 있어서 제1코일전극(29)의 하프(35) 및 제2코일전극(31)의 하프(39)가 감착초땜되었다. 끝으로 상기 보강부재(34)는 스페－서(32)와 동양으로 도전율이 작으며 또한 기계강도가 큰 스텐레스강과 같은 재료로 구성되어있다. 보강부재(34)는 가동리－드봉(30)의 외주에 조립되고 또한 초땜된 하프(43)와 이 하프(43)에서 경방향으로 연설된 복수개의 지지암(44)에서 구성되어있다.

이들 지지암(44)의 각 외단은 제2코일전극(31)에 초땜되어있다. 지지암(44)에는 제2코일전극(31)의 분할턴부(41)의 전(全)선단부(41a)를 지지하는 일군의 지지암(44)이 포함되어있다.

여기서 직경이 100mm% 도전율이 35% 및 형상이 원판의 일대의 접촉전극과 이들 접촉전극의 경과 동일외경의 1/2턴형의 제1 및 제2코일전극과를 가진 일대의 복합전극을 사용하며 극간캡을 15mm로 하였을때에 있어서 제1코일전극의 근합되는 경방향 웨이프간의 원주방향의 길이에 대한 분할턴부의 길이의 비 1/L(%)를 바꾸워서 극간캡의 중심위치와의 종자계의 자속밀도 B(Gduss/KA)와 위상이 늦어지는 Q(度)와를 측정하였다. 이 측정결과를 제9도에 표시한다. 제9도에 있어서 촤측의 종축은 자속밀도 B를 표현한 것으로 우측의 종측은 아－크전류의 위상에 대한 위상이 늦어지는 Q를 표현하고 횡축은 길이의 비 1/L를 표현한 제9도에 있어서 곡선 I_B는 길이의 비 1/L₁와 종자계의 자속밀도 B와의 관계를 표시하고 곡선 1Q는 길이의 此 1/L와 종자계의 위상이 늦어지는 Q와의 관계를 표현한다.

제9에서 길이의 비 1/L가 약 67%의 점에서 종자계의 자속밀도 B는 최대로 되고 타방 종자계의 위상이 늦어지는 θ의 증가율이 일정에서 커지게 되어지는 시초가 되는 것으로 판명된다.

제9도에서 길이의 비 1/L가 약 75%의 점에서 종자계의 자속밀도 B의 저감율이 급히 커져서 길이의 비 1/L가 약 77%의 점에서 종자계의 자속밀도 B의 저감율이 일정치에 이행한다는 것이 판명되었다.

따라서 길이의 비 1/L를 75% 이하로 하게되면 종자계의 자속 밀도 B의 점에서도 또 종자계의 위상이 늦어지는 점에서도 효율적이나 제1코일전극(29)을 얻을 수가 있다.

이하 본 발명의 제2실시예에 관한 진공인터라프터의 복합전극에 대하여 설명한다. 이 설명에 있어서 제1실시예에 관한 복합전극(24) 및 (25)의 구성부재와 동등의 구성부재에 대하여서는 당해구성부재가 복합전극(24) 및 (25)의 구성부재와 다른 점만을 설명한다.

제10도에 표시된 바와 같이 복합전극(50)은 제1실시예에 관한 고정 및 가동복합전극(24) 및 (25)와 같게 접촉전극(51)과 제1 및 제2코일전극(52) 및 (53)과 스페－서(54)와 접속도전체(33)과 보강부재로 구성되어져 있다.

이하 열거한 부재에 대하여 설명한다. 제11도에 표시한 바와 같이 접촉전극(51)은 그 이면에 원주부에서 거의 경방향으로 연설된 일대의 凹부(57)를 가지고 있다. 이들의 凹부(57)은 제1코일전극(52)의 경방향 웨이프(58)와 이들 경방향 웨이프(58)에 근접된 분할턴부(59)의 선단부(59a)와의 사이의 캡에 대응하여 설치된 것으로 경방향 웨이프(58)와 상기 분할턴부(59)의 선단부(59a)가 접촉전극(51)중의 최단거리로 전기적으로 도통하는 것을 방지하고 제1코일전극(52)에 의한 종자계가 약해지는 것을 방지하는 것이다.

따라서 부(57)의 길이는 상기 캡의 경 방향의 길이이상이며 凹부(57)의 폭은 상기 캡의 폭 이상인 것이 바람직하다.

제11도에 표시한 접촉전극(51)에 있어서는 凹부(57)의 길이는 접촉전극(51)의 반경의 약 20%이다. 접촉전극(51)의 반경에 대한 凹부(57)의 길이의 비와 종자계의 자속밀도 및 위상이 늦는 관계는 차후에 상술한다.

상기 접촉전극(51)은 또 Cu－Cr－Mo합금(%도전율 20%－40%) 또는 Fe－Ni－Cr합금(% 도전율 20%이하)등과 같은게 기계 강도가 크고 또한 도전율이 극히 낮은 재료로 구성되어있다.

상기 제1코일전극(52)는 1/2턴형이고 경방향 웨이프(58)와 분할턴(59)의 각선단부(59a)와의 사이의 각캡은 제1실시예에 관한 제1코일전극(29)일때에 비교하여 극히작다.

즉 각 분할턴부(59)의 길이는 이분할턴부(59)를 포함한 원주의 1/2원주방향의 길이의 75%보다도 크다.

상기 제2코일전극(53)도 제1코일전극(52)과 같이 1/2턴형으로써 하프(60)과 일대의 경방향 웨이프(61)와 일대의 분할턴부(62)와를 가지고 있다.

상기 스페－서(54)는 제1실시예에 관한 스페－서(32)와 거의 동일의 것인 것이다.

상기 보강부재(56)은 제2코일전극(53)에 전면접합되어있어 제12도에 표시한 바와 같이 하프(63)과 이 하프(63)에서 경방향에 연설된 복수개의 지지암(64)와 이들지지암(64)의 외단부를 일체로 결합하는 거의 원환형상림(65)을 가지고 있다.

림(65)의 일부에는 제2코일전극(53)의 각 경방향웨이프(61)의 분할턴부(62)와 각 선단부와의 각 캡과 대응하는 위치에 각 캡이 설치되어 있다. 보강부재(56)의 각 캡도 접촉전극(51)의 凹부(57)와 같이 그 각캡을 개입하여 대향하는 한 개의 지지암(64)과 림(65)의 그 단부와 사이의 최단전로와의 전기적 도통을 피하여 제2코일전극(53)에 의한 종자계가 약해지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 림 (65)에는 입상(立上)되는 후렌지(66)가 설치되어 이 입상되는 후렌지(66)는 제2코일전극(53)의 분할턴부(62)의 외주면에 감착 초땜되어있다.

여기서 직경이 100mm% 도전율이 2% 또는 5% 및 형상이 원판의 일대의 접촉전극은 이들 접촉전극의 경과 동일외경의 1/2턴 형의 제1 및 제2코일전극을 가진 일대의 복합전극을 사용하여 극간캡을 200mm로 하였을때에 있어서 접촉전극의 반경에 대한 凹부의 길이의 비 1/r(%)를 바꾸워 극간캡의 중심위치와의 종자계의 자속밀도 B(Gauss/KA)와 위상이 늦어지는 θ도(度)와를 측정하였다.

이 측정결과를 제13도에 표시한 것에 있어서 좌측의 종축은 자속밀도 B를 표시하고 우측의 종측은 위상이 늦어지는 θ를 표시하고 횡축은 길의 비 1/r를 표시한다.

제13도에 있어서 절선(折線) IIB 및 IIθ는 접촉전극의 % 도전율이 2%일때에 있어서 각각 길이의 비 1/r와 종자계의 자속밀도 B와의 관계 및 길이의 비 1/r와 종자계 위상이 늦어지는 θ와의 관계를 표시하고 절선 IIIB 및 IIIθ는 접촉전극의 % 도전율이 10% 일때에 있어서 각각 길이의 비 1/r와 종자계의 자속밀도 B와의 관계 및 길이의 비 1/r와 종자계의 위상이 늦은 θ과의 관계를 표시한다.

제13도에서 밝힌 바와 같이 접촉전극의 성능은 종자계의 자속 밀도 B 및 위상이 늦는 θ의 관점에서 접촉전극의 % 도전율이 10%일 때 보다도 2%일때가 우수하다고 말할 수 있다.

또 제13도에서 밝힌 바와 같이 종자계의 자속밀도 B의 증가율 및 위상이 늦은 θ의 감소율은 길이의 비 1/r가 20%의 점에서 각각 대(大)에서 소(小)로 급변하고 길이의 비 1/r가 20% 이상의 구간에서 거의 같게 된다. 따라서 종자계의 자속밀도 및 위상이 늦은 관점에서 접촉전극에 설치되 절열(切缺)의 길이는 길이의 비 1/r가 20% 이상이 되도록 설치될 수가 있다.

이하 본 발명의 제3실시예에 관한 진공인타라프터의 복합전극에 대하여 설명한다.

이 설명에 있어서 제2실시예에 관한 복합전극(50)의 구성부재와 동등의 구성부재에 대하여서는 당해 구성부재가 복합전극(50)의 구성부재와 다른 점만을 설명한다.

제14도에 표시되어 있는 바와 같이 복합전극(70)은 제2실시예에 관한 복합전극(50)과 같게 접촉전극(71)과 제1 및 제2코일(72) 및 (73)과 스페－서(74)와 접속도전체(33)과 보강부재(75)로 구성되어있다.

이하 열거한 부재에 대하여 설명한다.

제15도에 표시된 바와 같이 접촉전극(71)은 그 원주부에서 거의 경방향에 연설된 3개의 스릿드(76)를 가지고 있다.

이들의 스릿드(76)는 제2실시예에 관한 凹부(57)와 동등의 기능을 발휘하는 것이어서 凹부(57)에 대하여 먼저 설명한 사항이 스릿드(76)에도 거의 맞는다.

또 스릿드(76)일때에는 凹부(57)에 비교하여 제1코일전극(72)의 경방향 웨이프(78)와 여기에 인합하는 분할턴브(79)의 선단부(79a)와의 사이에 도전로가 보다 길어짐을 이 도전로를 통하는 리－크전류가 저감되고 그것에 의해 종자계의 자속밀도 B가 증대함과 같이 종자계의 위상이 늦는 θ가 적어진다.

상기 제1코일전극(72)는 1/3턴형이며 제2실시예에 관한 제1코일전극(52) 보다도 극히 두껍게 되도록 형성하여 하프(77)과 3개의 경방향 웨이프(78)와 3개의 분할턴부(79)로써 성립된다.

상기 제2코일(73)은 제15도에 표시되어 있는 바와 같이 하프(80)와 이하프(80)에서 경방향으로 연설된 3개의 경방향 웨이프(81)에서 원호상의 분할턴부를 같지 않고 있다.

그것에서 제2코일전극(73)은 극히 간단한 형상으로 비교적 낮은 전압의 전로용(電路用)의 전극간 캡의 적은 것에 호적한 것이다. 상기 스페서(74a)는 그 원통부(74a)와 양개구단의 외향 후렌지(74b)와의 경계부는 둥근(R)을 가진 코너부를 비치하고 있어 스페－서(74)의 기계강도가 증강되어있다.

제16도에 표시되어 있는 바와 같이 상기 보강부재(75)는 하프(82)와 이 하프(82)에서 경방향으로 연설된 3개의 지지암(83)과로 되어 있다.

이하 본 발명의 제4실시예에 관한 진공인터라프터의 복합전극에 대하여 설명한다. 이 제4실시예에 관한 복합전극(90)은 제1실시예에 관한 복합전극(24) 및 (25)의 변형예라고 할 수 있는 것이라고 할 수 있다. 이들 복합전극(24) 및 (25)의 구성부재와 동등의 구성부재에 대하여는 당해 구성부재가 복합전극(24) 및 (25)의 구성부재와 다른 점만을 설명한다. 또 상술한 여러 실시예에 관한 복합전극의 구성부재와 동일의 구성부재에는 동일부호를 사용하고 그 설명은 생략한다. 제17도에 표시되어 있는 바와 같이 복합전극(90)은 제1실시예에 관한 복합전극(24) 및 (25)와 같게 접촉전극(28)과 제1 및 제2코일전극(91) 및 (73)과 스페서－서(74)와 접속도전체(23)와 보강부재(75)에서 구성되어있다.

상기 제1코일전극(91)은 1/3 턴형으로써 제1실시예에 관한 제1코일전극(29)보다도 극히 두껍게 되도록 형성되어 하프(92)와 3개의 경방향 웨이프(93)와 3개의 분할턴부(94)로 된다.

제18도 및 제19도에는 제4실시예에 관한 복합전극(90)과 접촉전극(28)의 경과 동일경의 접촉전극 및 이 접촉전극의 배부에 진공캡을 개입하여 코일전극을 가진 종래의 복합전극(U.S.P.3946179 참조)을 종자계의 자속밀도 및 전류 영점(零点)에서의 잔류자속에 대하여 비교한 결과가 표시되어 있다.

제18도 및 제19도에 있어서 종축은 종래의 복합전극에 의한 종자계의 자속밀도와 제4실시예에 관한 복합전극(90)에 의한 종자계의 자속밀도 및 잔류자속과의 비(%)를 표현하고 횡축은 접촉전극의 반경에 대한 접촉전극의 중심에서의 거리의 비(%)를 표시한 것 제18도에 있어서 곡선 IVB는 복합전극(90)에 의한 종자계의 자속밀도와 접촉전극(28)의 반경에 대한 접촉전극(28)의 중심에서의 거리비와의 관계를 표시하고 곡선 VB는 종래의 복합전극에 의하였을때의 동등의 관계를 표시하였다.

제17도에서 밝힌 바와 같이 곡선 IVB와 곡선 VB보다도 언제나 상위에 존재하고 곡합전극(90)은 종래의 복합전극보다도 강한 종자계를 공급한다.

다음 제19도에서 밝힌 바와 같이 곡선 IVrB가 곡선 VrB보다도 언제나 하위에 존재하고 복합전극(90)에 의한 종자계의 잔류자속은 종래의 복합전극에 의한 종자계의 잔류자속보다도 약하다. 따라서 제4실시예에 관한 진공인터라프터에 의하면 종래의 복합 전극을 가진 진공인터라프터 보다도 양호한 절연회복 특성이 얻어진다.

상술한 제 실시예에 있어서 접촉전극은 두꺼운 재두(載頭) 원취형상이였으나 이것에 한정되지 않고 예를 들어 원판의 중앙에 凹부를 가진 접촉부를 돌설한 형상이라도 무방하다.

상기 제 실시예에 있어서 대전류 개폐용의 진공인터라프터 일때에 제1고일전극의 경방향 웨이프의 두께를 이 경방향 웨이프의 폭보다도 크게 하여서 종자계의 자속밀도를 높이도록 하여좋다.

또 상기 제 실시예에 있어서 보강부재의 엣칭을 아－크가열에 의해 비－팅 가공하여 이들 엣칭에 있어서 전계집중을 완화하도록 하여도 좋다. 또 상기 제 실시예에 있어서 스페－서가 1코일전극에 당접되지 않고 접촉전극에 직접 접합되도록 하여도 좋다.

또 제2실시예에 관한 복합전극에 있어서 보강부재(56)의 림(65)의 양자유단에 지지암(64)를 설치하여도 좋다.

따라서 진공인터라프터는 고전압대전류차단 능력을 증대시키는 것을 목적으로하고 있고 진공용기와 이 진공용기의 외부에서 내부에 동축상에서 상대이동할 수 있도록 연설된 －대의 리－드봉과 리－드봉의 내단부에 기계적 및 전기적으로 연결된－대의 접촉전극이면서 적어도 그의 일방이 % 도전율이 40% 이하의 재료로 구성된 것과 접속전극의 재료보다도 도전율이 높은 재료로 구성되어 상기 일방의 접촉전극의 이면에 기계적 및 전기적으로 전면 접합되어 극간 캡에 흐르는 아－크전류와 거의 평행한 종자계를 인가하는 코일전극으로된 것이다.

이결과 접촉전극내부의 전로(電路)가 단축되어 종자계를 약하게 하여 자속밀도의 균일성을 저해하는 전류가 감소된다.

또 접촉전극 코일전극과의 직접접합에 의해 극간캡의 증대도 가능하게 된다.

Claims (16)

1. 진공인터라프터로를 전체로하여 전기절연성을 가진 진공용기와 진공용기의 외부에서 내부에 같은 축상에서 상대이동할 수 있도록 연설된 일대의 리－드봉의 내단부에 기계적 및 전기적으로 연결된 일대의 접촉전극으로써 적어도 그 일방이 % 도전율이 40% 이하의 재료로 구성된 것과 접촉전극보다도 도전율이 높은 재료로 구성되어 상기 일방의 접촉전극의 이면에 기계적 및 전기적으로 전면접합되어 극간캡에 흐르는 아－크전류와 거의 평행으로 종자계를 인가하는 코일전극으로된 진공인터라프터.
2. 제1항에 있어서 진공인터라프터로는 상기 코일전극이 거의 원형으로 그 중심부에서 경방향에 연설된 경방향웨이프와 이 경우 방향웨이프의 외단에서 거의 원호상으로 연설된 턴부로된 진공인터라프터.
3. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 상기 코일전극의 거의 원형으로써 그중심부에서 경방향에 연설된 복수개의 경방향 웨이프와 이들 경방향웨이프의 외단에서 거의 동일원주상의 동일향으로 연설된 복수개의 분할턴부로되고 분할턴부의 선단부와 이 선단부에 인합되는 경방향웨이프와의 사이에 각 캡이 존재함을 특징으로한 진공인터라프트.
4. 제3항에 있어서 진공인터라프터는 상기 일방의 접촉전극이 전체에 따라서 스릿드가 없는 재료에 의해 구성되어 분할턴부의 길이강 인합하는 경방향웨이프사이의 원주상의 길이의 75% 이하인 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
5. 제4항에 기재의 진공인터라프터로써 상기 분할턴의 길이가 인합하는 경방향웨이프사이의 원주상의 길이의 약 67%인 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
6. 제3항에 있어서의 진공인터라프터는 상기 접촉전극의 이면측에는 상기 각 캡에 대응된 凹부가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
7. 제6항에 있어서 진공인터라프터는 상기 凹부의 길이가 접촉전극의 반경의 20% 이상인 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
8. 제3항에 있어서 진공인터라프터는 상기 접촉전극이 상기 각 캡에 대응한 스릿드가 설치된 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
9. 제8항에 있어서 진공인터라프터는 상기 스릿드의 길이가 접촉전극의 반경의 20% 이상인 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
10. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 상기 일방의 접촉전극이 % 도전율이 20% 이하의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
11. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 상기 일방의 접촉전극의 % 도전율이 10%이하의 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 인터라프터.
12. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 상기 일방의 접촉전극의 % 도전율이 2%의 재료로 구성된 진공인터라프터.
13. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 상기 일반의 접촉전극이

    

    합금

    

    합금 Cu－Cr－Mo, 합금 또는 Fe－Ni－Cr합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
14. 제1항에 있어서 진공인터라프터는 접촉전극의 중앙부에 평면상의 접촉부를 설치한 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.
15. 제14항에 있어서 진공인터라프터는 상기 평면상의 접촉부가 중앙부에 凹부를 비치하고 있는 진공인터라프터.
16. 제3항에 있어서, 진공인터라프터는 상기 제1코일전극의 다른 제1코일전극의 배후에 있어서 이 제1코일전극에 격치되어 제1코일전극과 같이 움직여서 상기 종자계를 인가하는 제2코일전극을 가지고 이 제2코일전극은 그 중심부로 리－드봉에 전기적으로 접속되는 일방 그의 주변부에서 제1코일전극의 분할턴부에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 진공인터라프터.

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