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公開番号2024031363
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-07
出願番号2022134873
出願日2022-08-26
発明の名称真空バルブ
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H01H 33/664 20060101AFI20240229BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】既存の電極の大きさ(直径)を変えること無く、通電(投入)時における通電容量を一定に維持しつつ、電流遮断時における縦磁界を電極対向面の広範囲に亘って満遍なく形成することが可能な真空バルブを提供する。
【解決手段】互いに離接可能に配置された一対の電極E1,E2を具備し、一対の電極は、それぞれ、離接可能に対向させて配置される円板形状の導電性の接触子12,14と、接触子の外周縁に沿って設けられ、導電率の異なる中空円筒形状を成し、かつ、互いに隣接させて配置された複数の通電構造19,20とを有し、複数の通電構造には、それぞれ、スリット21,22が周方向に沿って通電構造を貫通させて配置されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
互いに離接可能に配置された一対の電極を具備し、
一対の前記電極は、それぞれ、
離接可能に対向させて配置される円板形状の導電性の接触子と、
前記接触子の外周縁に沿って設けられ、導電率の異なる中空円筒形状を成し、かつ、互いに隣接させて配置された複数の通電構造と、を有し、
複数の前記通電構造には、それぞれ、スリットが周方向に沿って前記通電構造を貫通させて配置されている真空バルブ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
複数の前記通電構造のうち、最も外側の前記通電構造の前記導電率は、他の前記通電構造の前記導電率よりも高く設定されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
複数の前記通電構造は、互いに直径の異なる中空円筒形状の輪郭を有していると共に、円板形状の前記接触子の外周側から内周側に向かって、互いに隙間無く隣接させて配置されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
最も外側の前記通電構造よりも内側の前記通電構造の導電率は、最も外側の前記通電構造よりも低く設定されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項５】
複数の前記通電構造のスリットは、電流の流動性を向上させるために、その位置を周方向に沿って互いに揃えて構成されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項６】
複数の前記通電構造のスリットは、前記通電構造相互の通電経路を短くするために、その位置を周方向に沿って互いに揃えないで構成されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項７】
最も外側の前記通電構造よりも内側の前記通電構造は、その両端である基端部及び先端部が開口された中空円筒形状に構成され、
前記基端部は、周方向に沿って連続的に延在されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項８】
最も外側の前記通電構造よりも内側の前記通電構造は、その両端である基端部及び先端部が開口された中空円筒形状に構成され、
前記基端部は、周方向に沿って断続的に延在されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項９】
複数の前記通電構造には、前記通電構造相互を周方向に位置決めする位置決め機構が設けられ、
前記位置決め機構として、互いに隣接させて配置させる一方の前記通電構造には、凸状位置決め部を備えた凸状位置決め機構が設けられ、他方の前記通電構造には、凹状位置決め部を備えた凹状位置決め機構が設けられ、
双方の前記通電構造を互いに隣接させた配置させた状態において、前記凸状位置決め機構が前記凹状位置決め機構に入り込んで、前記凸状位置決め部と前記凹状位置決め部とが互いに面状に接触することで、前記通電構造相互の位置関係が固定される請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項１０】
最も外側の前記通電構造よりも内側の前記通電構造は、前記先端部寄りの部分の径方向の厚さが他の部分よりも径方向外側に向かって拡大するように構成されている請求項７又は８に記載の真空バルブ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、真空バルブに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ビルや大型施設に設けられる受配電用の開閉装置として、例えば、遮断器や断路器などの開閉器を具備したスイッチギヤが知られている。スイッチギヤには、開閉器の構成要素として真空バルブが適用されている。真空バルブの内部は、絶縁容器によって一定の絶縁状態に維持され、この絶縁容器の内部に一対の電極が離接可能に収容されている。この場合、一対の電極を離接操作することで、事故電流の遮断や負荷電流の開閉が行われ、スイッチギヤから電力が安定して供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７００３３０９号公報
特開２０１９－５３９５５号公報
特許第４１７０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通電（投入）状態から電流遮断状態に移行する際に、一対の電極を離間（即ち、真空バルブを開放）させたとき、電極相互間に発生したアーク放電（以下、アークと言う）がピンチ効果によって局所的に集中し、これにより、電極相互の対向面（以下、電極対向面と言う）が局所的に加熱されて表面温度が上昇する場合がある。
【０００５】
このような局所的な熱負荷を軽減する方策としては、縦磁界電極（スリット電極とも言う）を具備した真空バルブが知られている。縦磁界電極は、螺旋状に延在するスリットが周方向に沿って等間隔に配置された中空円筒形状の通電構造を有し、各スリットは、当該通電構造を貫通させて構成されている。
【０００６】
これにより、中空円筒形状の通電構造は、複数のスリットによって螺旋状に分割された複数の通電部を有して構成されている。これら複数の通電部は、それぞれ、螺旋状の輪郭形状を成し、周方向に沿って等間隔に配置されている。
【０００７】
このような縦磁界電極によれば、一対の電極を離間させた電流遮断時（真空バルブの開放時）に、交流の電流が、スリットを避けるように通電部に沿って周方向に流れる。このとき、電極相互間に縦磁界が形成される。縦磁界では、例えば、真空バルブの中心を規定する仮想軸線と平行な方向（即ち、軸方向）に磁力線が発生する。
【０００８】
ここで、アークを構成する荷電粒子は、縦磁界を構成する磁力線に巻き付く特性を有している。このため、この縦磁界を電極対向面の広範囲に亘って満遍なく形成できれば、アークを広範囲に分散させることが可能となる。これにより、電極対向面の局所的な熱負荷を軽減させることができる。
【０００９】
この場合、縦磁界を電極対向面の広範囲に亘って満遍なく形成する方法としては、例えば、電極対向面を拡げるように電極の大きさ（例えば、直径）を拡大する方法、或いは、既存の電極の大きさ（直径）を変えること無く、磁力線を電極対向面の外周縁に沿って発生させるように中空円筒形状の通電構造の厚さを薄くする方法などが想定される。
【００１０】
しかしながら、電極の大きさ（例えば、直径）を拡大することは、真空バルブの内部構造上、一定の限界（制限）がある。一方、通電構造の厚さを薄くすると、その分だけ通電部の断面積（即ち、通電経路）が小さくなり、通電抵抗が増加するため、一対の電極を接触させた通電（投入）時における通電容量が減少してしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

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