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公開番号2024150289
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2023063636
出願日2023-04-10
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 33/662 20060101AFI20241016BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】アークシールドと絶縁容器の内面との間隔を広く確保して、アークシールドの電界強度を低減させると共に、アークシールドからの電子を絶縁容器の内面に衝突し難くさせることで、真空雰囲気中での部分放電の発生を抑制する。
【解決手段】筒状の内面1sを有する絶縁容器1と、絶縁容器の内面に対向する筒状のアークシールド5と、部分放電抑制手段12とを具備し、部分放電抑制手段は、絶縁容器の内面のうち、アークシールドに対向した領域をアークシールドから離間させるように凹ませた凹部12pを有し、凹部は、アークシールドと平行に対向した凹状対向面12sを備え、電極E1,E2の離接方向で見て、凹状対向面の全長は、アークシールドの全長と同一或いはそれよりも大きく設定され、アークシールドの外面5sと凹状対向面との間は、真空雰囲気のみが介在し、絶縁容器の周方向に沿って一定の間隔Lに設定されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
真空雰囲気中において一対の電極を離接可能に収容すると共に、前記電極の離接方向に延在し、かつ、周方向に沿って連続的に延在した筒状の内面を有する絶縁容器と、
前記絶縁容器の前記内面に対向しつつ、一対の前記電極を囲むように前記離接方向に延在した筒状のアークシールドと、
前記絶縁容器の前記内面のうち、前記アークシールドに対向した領域に設けられ、前記真空雰囲気中での部分放電の発生を抑制する部分放電抑制手段と、を具備し、
前記部分放電抑制手段は、
前記絶縁容器の前記内面のうち、前記アークシールドに対向した領域を前記アークシールドから離間させるように凹ませた凹部を有し、
前記凹部は、前記アークシールドと平行に対向し、かつ、前記凹部以外の前記絶縁容器の前記内面よりも前記アークシールドから離間させて位置付けられた凹状対向面を備え、
前記凹状対向面は、前記絶縁容器の周方向に沿って連続的に延在すると共に、前記離接方向で見て、前記凹状対向面の全長は、前記アークシールドの全長と同一、或いは、前記アークシールドの全長よりも大きく設定され、
前記凹状対向面に対向する前記アークシールドの外面と、前記凹部の前記凹状対向面との間は、真空雰囲気のみが介在し、かつ、前記絶縁容器の周方向に沿って一定の間隔に設定されている真空バルブ。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記凹部は、
前記凹状対向面と、
前記離接方向で見て、前記凹状対向面の両端にそれぞれ設けられた段差面と、を備え、
前記段差面は、前記絶縁容器の周方向に沿って連続的に延在すると共に、前記凹状対向面と前記絶縁容器の前記内面との相互間に亘って設けられ、かつ、面取りが施されている請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
前記アークシールドは、前記外面から前記凹部に向けて突出し、かつ、周方向に沿って連続的或いは断続的に延在したフランジ部を備え、
前記凹部は、
前記アークシールドの前記フランジ部を支持する支持構造を備え、
前記支持構造は、前記凹状対向面から前記アークシールドの前記外面に向けて突出し、かつ、前記フランジ部を隙間無く挟持する請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記支持構造は、前記絶縁容器の周方向に沿って連続的或いは断続的に突出している請求項３に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記支持構造は、前記絶縁容器と一体的或いは別体的に構成されている請求項３に記載の真空バルブ。
【請求項６】
前記凹部における前記凹状対向面の凹み量は、前記絶縁容器の絶縁性能並びに耐久性が前記部分放電抑制手段を具備する以前の絶縁性能並びに耐久性と同等に維持される範囲に設定されている請求項１に記載の真空バルブ。

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 1,900 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】
特開２０１３－８０６４７号公報
特開２００９－９３９２２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、真空バルブには、一対の電極を取り囲むように、浮遊電位を有する金属製のアークシールドが設けられている。アークシールドは、絶縁容器の内面に近接させて配置され、これにより、電極相互を離間させた電流遮断時において、アーク放電によって電極表面から生じた金属粒子が絶縁容器の内面に付着するのを防止している。
【０００５】
しかしながら、このようにアークシールドと絶縁容器の内面との間隔が狭くなっている場合、アークシールドの電界強度は、他の金属部品（例えば、絶縁容器の両端開口を閉塞するための封着部材並びに封着金具）の電界強度よりも高くなる。このため、アークシールド自体が電位を持った際に、当該アークシールドは、その表面から電子が飛び出し易い状態となる。
【０００６】
この状態によれば、高電界のアークシールドから電子が放出され、その放出された電子が絶縁容器の内面に衝突し易くなり、このとき、電子の衝突箇所からは、二次電子が放出されることで当該電子が無くなり、その結果、当該衝突部分が局所的に帯電して、部分放電が発生する虞がある。そして、このときの部分放電の発生回数によっては、徐々に絶縁容器が侵食され、やがて絶縁破壊に至ることは否めない。
【０００７】
本発明の目的は、アークシールドと絶縁容器の内面との間隔を広く確保して、アークシールドの電界強度を低減させると共に、アークシールドからの電子を絶縁容器の内面に衝突し難くさせることで、真空雰囲気中での部分放電の発生を抑制することが可能な真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、筒状の内面を有する絶縁容器と、絶縁容器の内面に対向する筒状のアークシールドと、部分放電抑制手段とを具備し、部分放電抑制手段は、絶縁容器の内面のうち、アークシールドに対向した領域をアークシールドから離間させるように凹ませた凹部を有し、凹部は、アークシールドと平行に対向した凹状対向面を備え、離接方向で見て、凹状対向面の全長は、アークシールドの全長と同一或いはそれよりも大きく設定され、アークシールドの外面と凹状対向面との間は、真空雰囲気のみが介在し、絶縁容器の周方向に沿って一定の間隔に設定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る真空バルブの断面図。
アークシールドと絶縁容器の凹部との配置構成を一部拡大して示す断面図。
凹部の深さの増加率とアークシールドの電界強度との関係図。
第１変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
第２変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
第３変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
第４変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
第５変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
第６変形例に係る絶縁容器の凹部の構成を一部拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「一実施形態」
図１は、本実施形態に係る真空バルブＰの内部構造図である。真空バルブＰは、固定電極Ｅ１と、可動電極Ｅ２と、絶縁容器１（真空容器とも言う）と、固定側封着部材２と、可動側封着部材３と、気密維持機構４と、アークシールド５とを有している。固定電極Ｅ１、可動電極Ｅ２、気密維持機構４、アークシールド５は、絶縁容器１に収容されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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