CN101055823B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明对狭缝消弧板的结构进行了改进，使得在可动接点的打开移动路径整个区域有效地发挥狭缝效应，确保高的限流和切断电流性能，同时减少在切断电流时从狭缝消弧板产生的热分解气体的生成量，抑制断路器壳体内的压力过分升高。在沿与固定接触件(2)成对的可动接触件(3)的打开移动路径，以在两侧将固定接点、可动接点夹在中间的方式配置一对狭缝消弧板(9)，在其相对的壁面之间形成有狭缝消弧空间的电路断路器中，形成缺口部(9a)，使得狭缝消弧板(9)在可动接触件的打开位置，该接触件的前端从狭缝空间突出，并且在内壁面的中段位置形成板厚方向的台阶部(9b)，设定该台阶部，使得在边界上打开移动路径的前半段区域的狭缝间隔(d1)变窄，在后半段区域的狭缝间隔(d2)(d2＞d1)变宽。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及以配线用断路器、漏电断路器等为对象，在其电流断路部装备有狭缝消弧板的电路断路器。

背景技术

在上述电路断路器中，公知的电路断路器是沿与固定接触件成对的可动接触件的打开移动路径，以在左右两侧将固定接触件和可动接触件夹在中间的方式配置一对狭缝消弧板，在相对的壁面之间形成有狭缝消弧空间。而且在切断短路电流这样的大电流时，将固定接点与可动接点之间产生的电弧，利用狭缝消弧板的狭缝效应(增加电弧电阻的效应)快速消弧，限制并切断电流，进而对于狭缝消弧板，在切断电流时之后，在固定接触件与可动接触件之间确保绝缘距离，防止再点弧(例如专利文献1)。

图3表示上述具有狭缝消弧板的电路断路器的结构，图4和图5表示专利文献1公开的狭缝消弧板。

首先，在图3中表示电路断路器的整体结构。在图3中，1为电路断路器的主体壳体(case)；2为与电源侧端子成为一体的固定接触件，2a为固定接点；3为转动式可动接触件；3a为可动接点；4为可动接触件3的接触件支架(holder)；5为可动接触件3的开关机构；6为操作手柄(handle)；此外，7为过电流释放装置(双金属(bimetal type)式)；8为跳闸交叉杆(trip crossbar)；9为沿可动接触件3的打开移动路径，以将固定接触件2a和可动接触件3a夹在中间的方式在其两侧配置的、由绝缘材料(塑料(plastic)等高分子材料)构成的狭缝消弧板；10为并排设置在狭缝消弧板9背后的消弧室(栅格(a grid))。此外，主体壳体1除了在消弧室10的背面侧开口的排气口以外，电流断路器的周围被壳体的相间隔壁封闭。

另一方面，如图4(a)和(b)所示，在专利文献1的电路断路器中，沿与固定接触件2成对的可动接触件3的打开移动路径，以在左右两侧将固定接点2a和可动接点3a夹在中间的方式配置由塑料等高分子材料制作的一对狭缝消弧板9，在相对的壁面之间设定避免与可动接点3a接触的间隔d，形成有狭缝空间。此外，相对于该狭缝消弧板9，可动接触件3从可动接点3a向前端延伸的前端部，在其打开移动路径上横跨狭缝消弧板，突出到狭缝空间的外侧。

专利文献1详细叙述了上述构成的消弧原理，在切断电流时，利用上述狭缝消弧板的狭缝效应，使固定接点与可动接点之间产生的电弧(an arc)的电阻增加，进行限流并切断电流。此外，切断电流后，使成为电弧起弧点的可动接触件3的前端(在切断电流时，在固定/可动接点之间起弧的电弧受到电磁力的作用，在可动接触件3上的电弧起弧点从可动接点3a转移到可动接触件的前端侧)位于狭缝消弧板9的外侧，确保与固定接触件2之间充分的绝缘距离。此外，电弧生成后，抑制起因于产生并附着在狭缝消弧板9的表面的金属熔融物和碳化物等，造成在消弧板表面的高阻(megohm)降低的影响，防止切断电流后的再点弧。

此外，在图5所示的狭缝消弧板9(专利文献1)的结构中，消弧板的横向宽度以从中段位置向可动接触件3的打开位置变窄的方式成为台阶状，切断电流时，若可动接触件3移动到打开位置，接触件的前端抽出到狭缝消弧板9的外侧，因与图4相同的原理，防止再点弧。

[专利文献1]日本专利实开平5-6643号公报。

发明内容

但是，若在电路断路器的切断电流部装备狭缝消弧板，会新产生以下的问题。

也就是，通过沿着可动接触件3的打开移动路径配置狭缝消弧板9，提高了电路断路器的限流切断性能，但由塑料等高分子材料制造的狭缝消弧板9在切断电流时，受到电弧热，表面热分解，除了产生消弧性的氢气体以外，还产生大量各种各样的碳氢化合物系气体，断路器壳体的内部压力急剧升高。而且，在切断短路电流等大电流时，由于气体(gas)的生成量非常大，在断路器的铸模壳体(a molded case)1(铸模树脂件)中施加过大压力负荷，因此，担心铸模壳体的机械强度不够而被破坏。

在这方面，在图4和图5所示的构成中，作为防止再点弧的对策，至少使在可动接触件3的打开位置，该接触件的前端位于狭缝消弧板外侧，使得与固定接触件之间伸长的电弧溢出到狭缝空间外。因此，这就使在切断电流动作的后半段，从狭缝消弧板9产生的气体量有所减少，缓解了断路器壳体内急剧升高的压力，在切断短路电流那样的大电流时产生的电弧变粗，范围也变宽，在这种情况下，即使在切断动作的后半段，狭缝消弧板9也产生电弧。

而且在专利文献1中公开的狭缝消弧板9中，左右相对的消弧板将可动接触件3的打开移动路径夹在中间，消弧板之间的狭缝间隔在其全长区域设定为相同的间隔d，这样的状态下在切断动作的后半段，从狭缝消弧板9产生大量气体，难以抑制并降低断路器壳体内压力。

鉴于上述情况，本发明提供一种改进后的电路断路器，在电路断路部装备有狭缝消弧板，要实现确保高的限流和切断性能，同时减少在切断电流动作的后半段从狭缝消弧板产生的热分解气体的生成量，抑制断路器壳体内的压力过分升高，提高可靠性。

为了达到上述目的，根据本发明的电路断路器，其沿与固定接触件成对的可动接触件的打开移动路径，以在左右两侧将固定接点和可动接点夹在中间的方式配置一对狭缝消弧板，在其相对壁面之间形成有狭缝消弧空间，将上述狭缝消弧板设定为，至少在可动接触件的打开位置，使该接触件的前端从相对壁面突出，并且将可动接触件的打开移动路径划分为接近关闭位置的前半区域和接近打开位置的后半区域，进而在该前半区域使狭缝消弧板之间的狭缝间隔狭窄，并使后半区域的狭缝间隔扩大(发明方面1)，具体说，以下述方式构成狭缝消弧板。

(1)对于上述狭缝消弧板，在其内壁面的中段位置，形成板厚方向的台阶部，以该台阶为边界使打开移动路径的前半区域的狭缝间隔变狭窄，并使后半区域的狭缝间隔扩大(发明方面2)。

(2)对于上述狭缝消弧板，从其内壁面的中段位置向前端一侧形成锥形(tapered)面，使打开移动路径的后半区域的狭缝间隔扩大(发明方面3)。

根据上述构成，起到如下效果。也就是，以将可动接触件的打开移动路径夹在中间的方式左右相对的狭缝消弧板，至少在可动接触件的打开位置，使该可动接触件的前端从相对壁面突出，并且在狭缝消弧板之间划分的狭缝空间设定成，使得可动接点关闭位置附近的前半段区域的狭缝间隔变窄，与此相反，在打开终端侧附近的后半段区域的狭缝间隔变大。

因此，切断电流时可动接触件的接点从固定接点向着打开位置，在打开移动行程的前半段区域，对在固定接点与可动接点之间产生的电弧，最大地发挥狭缝消弧板的狭缝效应，在切断初始阶段，电弧电压快速升高。另一方面，在打开行程的后半段区域，狭缝间隔变大，此外，电弧的起弧点也从可动接点转移到可动接触件的前端侧，伸长的电弧溢出到狭缝消弧板的外侧，所以消弧板的狭缝效应有所降低，但受到电弧热，从狭缝消弧板表面产生的气体量与打开行程的前半段相比大幅度减少。

这样，在支配限流并切断电流特性优劣的切断初始阶段，最大地发挥了狭缝消弧板的狭缝效应，并抑制在切断动作的后半段从狭缝消弧板产生的气体生成量的增加，可以抑制断路器壳体内的压力上升到异常状态。而且，在切断电流完成的打开位置，将可动接触件夹在中间，其两侧相对狭缝消弧板之间，确保有富余的间隙。此外，由于可动接触件的前端位于狭缝空间的外侧，所以即使狭缝消弧板表面碳化，高阻降低，也能确保固定接点和可动接点之间的足够的绝缘距离，可以防止产生再点弧。

此外，即使在切断电弧的起弧点难以从可动接点向可动接触件的前端转移的中电流以下的电流时，也在切断初始的前半段最大限度地发挥狭缝效应，而且在可动接触件的全部打开位置，也能抑制从狭缝消弧板产生的气体生成量，狭缝效应能继续起作用，可以限制并切断电流。由此，可以确保高的断路性能，也能确保壳体的强度有高的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的切断电流部的构成图，(a)为侧视图，(b)为(a)的箭头方向A-A的截面图。

图2为本发明的应用实施例的构成图，(a)和(b)分别为在狭缝消弧板的内壁面形成锥形面和圆弧形锥形的纵截面图。

图3是采用狭缝消弧方式的配线用断路器整体的构成图。

图4是图3中的切断电流部的现有例的构成图，(a)是侧视图，(b)是(a)的箭头方向A-A的截面图。

图5是与图4不同的现有例的切断电流部的侧视图。

标号说明

2固定接触件

2a固定接点

3可动接触件

3a可动接点

9狭缝消弧板

9a缺口部

9b台阶部

9c锥形面

9d圆弧形锥形面

具体实施方式

下面根据图1和图2所示的实施例对本发明的实施方式进行说明。其中，在实施例的图中，图3～图5中对应的部件采用相同符号，省略了其说明。

在图1和图2所示的实施例中，与图5所示的现有构成相同，在夹着可动接触件3的打开移动路径的左右两侧，配置对应于其全长区域长度的狭缝消弧板9，而且该狭缝消弧板9在可动接触件3的打开位置形成有缺口部9a，使得接触件的前端部突出到消弧板的外侧。此外，关于在一对狭缝消弧板9之间形成的狭缝空间，详细结构如后所述，在图1和图2所示的实施例中，设定成使在可动接触件关闭位置附近的前半段区域的狭缝间隔变窄，使打开位置附近的后半段区域的狭缝间隔变大。

也就是，在图1的结构中，关于左右相对的狭缝消弧板9，在其内壁面的中段位置形成板厚方向的台阶部9b，以该台阶部9b为边界，将可动接触件3的关闭位置附近的前半段区域的狭缝间隔d1设定成最小，将打开位置附近的后半段区域变大的狭缝间隔设定为d2(d2＞d1)。

通过上述构成，在切断短路电流时的打开动作中，可动接点3a在开始离开固定接点2a的切断动作的前半段，对于在固定接点2a与可动接点3a之间产生的电弧arc，狭缝消弧板9发挥高的狭缝效应，使电弧电压快速升高，抑制电流峰值。此外，在可动接触件3通过上述台阶部9b后的后半段，狭缝间隔增大到d2，狭缝效应有所降低，但因电弧热造成从狭缝消弧板9表面产生的热分解气体生成量减少，可以防止断路器壳体内的压力上升到异常状态。而且切断电流后，可动接触件3的前端突出到狭缝消弧板9的缺口部9a，溢出到狭缝空间的外侧，由于狭缝间隔d2的变大，在可动接触件3与狭缝消弧板9的内壁面之间能确保足够的绝缘间隔，由此可以可靠地防止产生再点弧。

图2(a)和(b)表示狭缝消弧板9及其应用实施例。也就是，在图1的实施例中，在狭缝消弧板9的内壁面形成台阶部9b，分成可动接点移动路径的前半段和后半段，将狭缝间隔设定为d1、d2。在图2(a)的实施例中，在狭缝消弧板9的内壁面形成从中间位置向后半段区域(打开终端侧)的锥形面9c，使将可动接触件3的打开移动路径夹在中间的两侧相对的狭缝消弧板9的狭缝间隔从d1增加到d2。此外，在图2(b)的实施例中，使上述锥形面成为圆弧形的锥形面9d，利用图2(a)和(b)的构成，可以起到与图1的实施例相同的效果。

此外，关于上述各实施例和现有结构(对比例)的电流断路器部，在发明人等进行的验证断路性能实验中，对在切断电流时的电弧电压、电弧功率、消弧室内部压力的各种特性进行了调查。从其结果可以确认抑制降低电弧功率的峰值，可以降低壳体内部压力的上升。

Claims (3)

1. 一种电路断路器，沿与固定接触件成对的可动接触件的打开移动路径，以在左右两侧将固定接点和可动接点夹在中间的方式配置一对狭缝消弧板，在其相对壁面之间形成有狭缝消弧空间，其特征在于：

将所述狭缝消弧板设定为，至少在可动接触件的打开位置，使该接触件的前端从相对壁面突出，并且将可动接触件的打开移动路径划分为接近关闭位置的前半区域和接近打开位置的后半区域，进而在该前半区域使狭缝消弧板之间的狭缝间隔狭窄，并使后半区域的狭缝间隔扩大。

2. 如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于：

对于相对的狭缝消弧板，在其内壁面的中段位置，形成板厚方向的台阶部，以该台阶为边界使打开移动路径的前半区域的狭缝间隔变狭窄，并使后半区域的狭缝间隔扩大。

3. 如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于：

对于相对的狭缝消弧板，从其内壁面的中段位置向前端一侧形成锥形面，使打开移动路径的后半区域的狭缝间隔扩大。

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