CN102360996A - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路断路器，其是双断型电路断路器，电流断路部的接点机构由左右平行并列配置的第一及第二固定接触元件(1、2)、和在“コ”字型臂前端固定有与在各固定接触元件前端固定的固定接点(1a、2a)相对的可动接点(3a、3b)的桥路形可动接触元件(3)以及在其上组装的消弧装置构成，沿可动接触元件(3)的断开移动路径在左右并列的两组固定/可动接点中间插入配置磁性板(6)，该磁性板能作为磁屏蔽材料屏蔽在左右各组接点间产生的电弧间的磁性，能防止接点的发弧点受电磁力作用在接点上的偏移。能抑制电流断路时在固定/可动接点间产生的电弧引起的接点异常消耗，实现接点寿命提高，防止接点间在闭合状态产生接触不良。

Description

电路断路器

本申请是发明名称为“电路断路器”、申请日为2007年3月13日、申请号为200710087679.2的分案申请

技术领域

本发明涉及以配线用电路断路器、漏电电路断路器为对象的电路断路器，具体而言，是涉及其电流断路部的结构。

背景技术

作为上述电路断路器，公知有下述的双断型电路断路器，其电流断路部由左右平行并列配置的第一以及第二固定接触元件、在“コ”字型臂的前端上固定有与固定在固定接触元件前端上的固定接点相对的可动接点的转动式桥路形可动接触元件、以及相对配置于所述可动接触元件前方的栅格式消弧装置所构成(例如，参照专利文献1)。

接着，将上述两点切断式电路断路器及其电流断路部的现有结构示于图8、图9。首先，在图8中，标号10代表电路断路器的本体壳体，标号11代表开闭操作把手，标号12代表开闭机构，标号13代表电流断路部，如后所述，该电流断路部13是由左右并列连接电源侧以及负荷侧的接头的两组固定接触元件、与该固定接触元件相对而连接于开闭机构的桥路型可动接触元件、以及消弧装置的组装体构成。

而且，图9是所述电流断路部的详细构造图，标号1代表与电源侧相连的第一固定接触元件，标号2代表通过负荷侧接头的第二固定接触元件，标号1a、2a代表固定于固定接触元件1、2的前端上的固定接点，标号3代表在呈日文假名“コ”字型臂的前端设置有与所述固定接点1a、2a相对的可动接点3a、3b的转动式的桥路型可动接触元件，标号4代表沿着可动接触元件3的开闭移动路径配置于其前方的消弧装置，标号4a代表在消弧装置4的左右侧壁之间沿上下配置排列的栅格(磁性板)，标号5代表可动接触元件3的旋转轴，可动接触元件3通过接触元件台架与所述开闭机构12(参照图8)相连接。

在上述结构中，如公知的那样，当电流断路时，如果可动接触元件3进行断开动作，则如图10所示，在第一、第二固定接触元件1、2的固定接点1a、2a与可动接触元件3的可动接点3a、3b之间产生电弧arc，受到电磁驱动力的影响，从图中所示的I向II延伸，并由消弧装置4的栅格4a所分断而增大电弧电压，同时附加有冷却效果，由此，消灭电弧，以进行限流断路。

专利文献1：日本专利平成11-273536号公报(图1、图3)

然而，在上述双断型的电流断路部中，固定、可动接点会随着电流断路的重复进行而产生下述的异常消耗，因此，会产生在闭合状态下引起固定/可动接点间接触不良的问题，有关该接点异常消耗的产生原理在图11中进行说明。

即，在图9所示的双断型的电流断路部中，如图11(a)所示，由于在固定接点1a、2a与可动接点3a、3b之间产生的电弧arc1与arc2的电流i的方向互相相反，因此，在固定接点1a和可动接点3a之间产生的电弧arc1、与在固定接点2a和可动接点3b之间产生的电弧arc2的彼此之间，作用有使电弧左右分离的电磁斥力F。由此，固定/可动接点的电弧发弧点有可能因电磁斥力F的作用而从接点面的中央向图11(b)所示的外侧、即向反方向移动。

另一方面，如果使用电流断路部遮断过大的短路电流，则有可能因为该电弧能量而使可动接点3a、3b的表面熔融并蒸发而消耗，在这种情况下，如图11(b)所示，如果电弧arc1与arc2的发弧点在接点上向外侧偏移，则接点的消耗场所会向左右端部集中，如图11(c)所示，发生单侧减弱，有可能因该原因而在接触元件机构闭合时产生固定/可动接点间的接触不良(接触面积减少)，从而在通电时引起异常发热，导致接点焊附等故障。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种对图9所示的双断型电路断路器进行了改良的电路断路器，其能够抑制图11(c)所示的接点的异常消耗，以实现接点长寿命化，防止闭合状态下接点间的接触不良，并能够提高消弧能力。

为了实现上述目的，在本发明中，电路断路器是双断型电路断路器，其电流断路部的接点机构由左右平行并列配置的第一以及第二固定接触元件、以及在“コ”字型臂的前端固定有与各固定接触元件的固定接点相对的可动接点的桥路形可动接触元件所构成，其中，在第一发明中，沿上述可动接触元件的断开移动路径而在左右并列的两组固定/可动接点的中间插入配置有磁性板(第一方面)。

而且，在第二发明中，沿上述可动接触元件的断开移动路径、夹持左右并列的各组固定/可动接点而在其左右两侧相对地立设有由有机高分子材料构成的隔离壁，在该隔离壁之间形成有细间隙消弧空间(第二方面)，此处，对于所述隔离壁，可以是以下形式的结构。

(1)在夹持左右并列的各组固定/可动接点而在其左右两侧立设的隔离壁中，立设于固定/可动接点外侧的隔离壁是由因电弧热而引起的气体释放量大的有机高分子材料构成，立设于其内侧的隔离壁是由气体释放量小的有机高分子材料构成(第三方面)。

(2)在夹持左右并列的各组固定/可动接点而在其左右立设的隔离壁中，设定立设于固定/可动接点外侧的隔离壁的板厚大于立设于其内侧的隔离壁的板厚(第四方面)。

(3)在夹持左右并列的各组固定/可动接点而在其左右立设的隔离壁中，设定固定/可动接点与立设于其外侧的隔离壁之间的距离小于该固定/可动接点与立设于其内侧的隔离壁之间的距离(第五方面)。

通过使电路断路器的电流断路部形成为上述结构，而能够得到以下的效果。

首先，在第一发明中，通过在左右并列的两组固定/可动接点的中间、插入配置沿着所述可动接触元件的断开移动路径延伸的磁性板，使得该磁性板作为磁屏蔽而发挥功能，从而能够对在该左右两侧并列的固定/可动接点之间所产生的电弧的磁场进行磁屏蔽，以使其互相不发生干涉。由此，不会产生如图11(b)所示的使电弧相互离开的电磁斥力F的作用，能够抑制接点面上的发弧点的偏移，以及因该发弧点的移动而引起的接点单侧减少的异常消耗，具有能够防止在接点的闭合状态下接点间产生接触不良的问题。

另一方面，根据第二发明，通过夹持(夹着)左右并列的各组固定/可动接点而在其左右两侧相对地立设由有机高分子材料构成的用作细间隙消弧板的隔离壁，在该隔离壁之间形成细间隙消弧空间，使得在电流断路时在固定/可动接点之间产生的电弧受到电磁斥力F(参照图11(b))的作用，向在外侧立设的隔离壁的方向延伸时，该隔离壁的有机高分子材料会因弧热而热分解并释放出气体，从隔离壁的表面向电弧放出气体流。由此，电弧会被释放气体流而推回(抑制)，其结果，电弧的发弧点会保持在接点的中央，能够抑制图11(c)所示的偏移。此外，通过夹持各组固定/可动接点而在其左右两侧相对地立设由有机高分子材料构成的隔离壁来用作细间隙消弧板，在该细间隙消弧板之间形成细间隙消弧空间，而能够附加由该细间隙限流效果产生的电弧消弧作用。所以，通过将该隔离壁与栅格式的消弧装置组合并配置于电流断路部，而能够大幅度地提高电路断路器的消弧能力。

而且，在夹持(夹着)各组固定/可动接点而在其左右两侧立设的隔离壁中，立设于固定/可动接点外侧的隔离壁是由因电弧热而引起的气体释放量大的有机高分子材料构成，立设于其内侧的隔离壁是由气体释放量小的有机高分子材料构成，由此，根据该隔离壁的释放量的差而从外侧的隔离壁表面向细间隙消弧空间放出释放气体流，该释放气体流能够与作用于固定/可动接点间电弧的电磁斥力F(参照图11(b))相抵消，从而，使电弧推回到接点面的中央，由此，能够有效地抑制接点的异常消耗。

此外，在夹持(夹着)各组固定/可动接点而在其左右立设的隔离壁中，设定立设于固定/可动接点外侧的隔离壁的板厚大于立设于其内侧的隔离壁的板厚，由此，能够防止气体释放量大的外侧隔离壁的过快消耗，防止作为消弧板的强度下降，从而能够长期、稳定地维持上述细间隙限流效果。

而且，在夹持(夹着)左右并列的两组固定/可动接点而在其左右立设的所述隔离壁(有机高分子材料)中，设定固定/可动接点与立设于其外侧的隔离壁之间的距离小于该固定/可动接点与立设于其内侧的隔离壁之间的距离，由此，对于暴露于电流断路时在固定可接点间产生的电弧而从隔离壁发出的气体的释放量，与接点之间距离短的外侧的隔离壁的释放量会多于内侧的隔离壁的释放量，因此，在细间隙消弧空间内，产生从外侧向内侧的隔离壁推压电弧的气体流。与此相对，使在左右并列的各组固定/可动接点间产生的电弧左右分离而作用的电磁斥力F(参照图11(b))与电弧之间的距离成反比。

因此，由该相乘效应，气体流对电弧的推压力与使电弧相互离开的电磁斥力相互抵消，能够更有效地抑制电弧发弧点的移动、以及接点伴随着电弧发弧点的偏移而产生的异常消耗(单侧减少)。

附图说明

图1是本发明第一实施例中的电流断路部的接点机构的立体图。

图2是表示在图1结构中的电流断路时、固定/可动接点之间产生的电弧的动作的图。

图3是本发明第二实施例中的电流断路部的立体图。

图4是在图3的细间隙隔离壁的功能说明图中、在电流断路时固定/可动接点之间产生的电弧的动作的图。

图5是本发明第三实施例中的电流断路部的主要部分结构与功能的说明图，(a)是细间隙隔离壁的结构截面图，(b)是电流断路时固定/可动接点之间产生的电弧的动作的图。

图6是本发明第四实施例中的电流断路部的结构截面图。

图7是本发明第五实施例中的电流断路部的主要部分结构与功能的说明图，(a)是细间隙隔离壁的结构截面图，(b)是电流断路时固定/可动接点之间产生的电弧的动作的图。

图8是双断型电路断路器的侧视截面图。

图9是表示图8中的电流断路部的现有结构的外观立体图。

图10是表示在图9的电流断路部中、在断开动作时固定/可动接点之间产生的电弧的动作变化的图。

图11是表示在图10的固定/可动接点之间产生的电弧的动作变化的模式图，(a)、(b)分别是断路动作刚开始之后、以及在电弧之间接受作用的电磁斥力而电弧左右推斥移动的状态图，(c)是表示固定/可动接点消耗的单侧减少的形状的图。

标号说明：

1-第一固定接触元件

2-第二固定接触元件

1a、2a-固定接点

3-可动接触元件

3a、3b-可动接点

4-栅格式消弧装置

6-磁性板

7-细间隙隔离壁

7a、7b-在接点组的外侧配置的隔离壁

7c-在接点组的内侧配置的隔离壁

arc1、arc2-电弧

F-作用于电弧的电磁斥力

gas1～gas3-隔离壁的释放气体

具体实施方式

下面，基于图示的实施例对本发明的实施方式进行详细说明。其中，在实施例的图中，对与图9对应的部件标注相同的标号，并省略其说明。

【第一实施例】

首先，基于图1、图2，对本发明第一方面的实施例的结构与作用进行说明。即，图示实施例的接点结构虽然基本上与图9所示的现有结构相同，但是，沿着可动接触元件3的断开移动路径而在左右平行配置的第一、第二固定接触元件1、2的固定接点1a、2a的中间位置，新插入配置有沿图示上下方向延伸的磁性板6。其中，考虑这样进行配置，即：确保磁性板6与固定接触元件1、2以及可动接触元件3之间具有电流断路时产生的电弧不与磁性板相接触的间隔，使得固定接触元件1与2不会经由电弧并以磁性板6作为导电通路而短路。

根据上述结构，在电流断路时，如图2所示，对于在固定接触元件1的固定接点1a与可动接触元件3的可动接点3a之间、以及在固定接触元件2的固定接点2a与可动接触元件3的可动接点3b之间产生的电弧arc1、arc2，磁性板6具有磁屏蔽的功能，能够对图11(b)所述的电磁斥力F对电弧arc1、arc2的共同作用进行磁屏蔽。

所以，在固定/可动接点之间产生的电弧的发弧点，如图2所示那样，保持在接点的表面中央，而不会如图11(b)所示那样发生向边缘的偏移，由此，能够抑制各接点的异常消耗(参照图11(c))，并能够有效地防止断开状态下固定/可动接点间的接触不良。

【第二实施例】

接着，利用图3、图4对本发明第二方面所涉及的实施例的结构与作用进行说明。在该实施例中，配置有形成为“山”字型的细间隙隔离壁7，其通过组合以有机高分子材料作为基体树脂的三块隔离壁7a、7b、7c与底壁7d而构成，其中，所述三块隔离壁7a、7b、7c从左右夹持(夹着)在左右并列的第一、第二固定接触元件1、2以及桥路型可动接触元件3的“コ”字型臂，并沿可动接触元件3的开闭路径而在左右两侧以及中央并列，在其隔离壁7a与7c以及7b与7c之间形成有与各组固定/可动接点相对应的细间隙消弧空间。

根据上述结构，如图4所示，在电流断路时，在固定接点1a与可动接点3a之间、以及固定接点2a与可动接点3b之间产生的电弧arc1、arc2，接受作用于该电弧之间的电磁斥力(参照图11(b))，而向图示的左右相反方向延伸时，电弧会接近在其外侧立设的由有机高分子材料构成的隔离壁7a、7b，使该隔离壁直接暴露于电弧。其结果，隔离壁7a、7b其表面因电弧热而热分解，并熔化释放出气体，因此，从隔离壁7a、7b的表面会产生如图中箭头所示那样的、向着电弧arc1、arc2放出的释放气体流gas1、gas2。

由此，电弧arc1、arc2会抵抗上述电弧间的电磁斥力而被推回到接点表面的中央。由此，与上述第一实施例相同，能够有效地防止在固定接点1a、2a以及可动接点3a、3b中产生单侧减少的异常损耗。

而且，在该实施例中，如图示那样，夹持左右并列的各组固定/可动接点而配置有在左右以及中央立设的三块隔离壁7a、7b、7c，以在其相互之间形成对于各组固定/可动接点的细间隙消弧空间，由此，电流短路时从隔离壁放出的释放气体的细间隙效应会作用于电弧。所以，通过将该细间隙隔离壁7与图9所示的栅格式消弧装置4相组合并配置于电流断路部，而能够更敏捷地消除电弧，从而提高电路断路器的消弧能力。

【第三实施例】

接着，图5(a)、(b)表示的是对上述第二实施例进一步进行改良的本发明第三方面所对应的实施例。即，在本实施例中，关于构成细间隙隔离壁7的左右两侧以及中央的隔离壁7a、7b、7c的材质，配置在左右两侧的隔离壁7a、7b是由易于因电弧热而热分解的释放量大的高分子材料所构成，相反，配置在中央的隔离壁7c是由释放量小的高分子材料所构成，以此在该隔离壁相互之间形成细间隙消弧空间。其中，作为释放量大的高分子材料，有聚乙醛、聚甲基丙烯酸甲酯等，作为释放量小的高分子材料，有聚酰胺、聚乙烯、聚氟乙烯等。

根据上述结构，如图5(b)所示，在电路断路时，对于直接暴露于在固定接点1a、2a与可动接点3a、3b之间产生的电弧arc1、arc2而从隔离壁7a～7c的表面释放出的气体的释放量，由于上述材质的不同，外侧的隔离壁7a、7b的释放气体gas1、gas2的释放量，会大于在中央设置的内侧隔离壁7c的释放气体gas3的释放量。由此，在各组的固定/可动接点间产生的电弧arc1以及电弧arc2，会因为从左右两侧的隔离壁7a、7b所放出的释放气体gas1、gas2而被向内侧推压，以抵消电磁斥力(参照图11(b))。

其结果，能够抑制电弧的发弧点向接点端部偏移的现象，如图所示，使其维持在接点面的中央，防止接点的异常消耗(单侧减少)，同时附加由相互隔离壁之间形成的细间隙消弧空间的消弧作用，而得到高的断路性能。

【第四实施例】

接着，图6表示的是本发明第四方面所涉及的实施例。即，在上述第二、第三实施例中，夹持(夹着)左右并列的两组固定/可动接点而在其外侧立设的隔离壁7a、7b与在内侧立设的隔离壁7c相比，因电流断路时的电弧热而变得过快地消耗，使得壁厚变薄，如果保持原样，则外侧隔离壁7a、7b要先于内侧隔离壁7c而过早地消耗掉，因此，会降低作为细间隙隔离壁的功能、强度。

因此，如图6所示，预先使立设于固定/可动接点组的左右两侧的外侧隔离壁7a、7b的厚度t1大于立设于中间的内侧隔离壁7c的厚度t2(t1＞t2)，能够防止伴随着大量的气体释放而消耗的隔离壁7a、7b的强度下降，能够长期、稳定地维持电流断路时的细间隙限流效应。

【第五实施例】

接着，利用图7(a)、(b)，对本发明第五方面的实施例进行说明。在该实施例中，对于由左右并列的第一、第二固定接触元件1、2以及桥路型可动接触元件3所构成的接点结构，将上述各实施例中所述的细间隙隔离壁体的隔离壁7a～7c，如图所示那样错开相对位置而配置。

即，对于以固定接点1a/可动接点3a为对、以及以固定接点2a/可动接点3b为对，夹持左右并列的两组固定/可动接点、在其左右两侧以及中央立设的3枚隔离壁(有机高分子材料)7a、7b、7c，设在中央(内侧)并列的隔离壁7c与固定/可动接点的距离为d1，在左右两端(外侧)并列的隔离壁7a、7b与固定/可动接点的距离为d2，那么，设定成距离d2比d1小(d2＜d1)(参照图7(a))。

根据上述结构，对于在电流断路时暴露于固定/可动接点间产生的电弧arc1、arc2而从隔离壁7a～7c的表面释放的气体gas1、gas2、gas3，从与固定/可动接点的相对距离近的外侧隔离壁7a、7b所释放的气体gas1、gas2的量，多于从立设于内侧的隔离壁7c所释放的气体gas3的量(参照图7(b))。

由此，在隔离壁间的细间隙消弧空间内，会产生利用从外侧隔离壁7a、7b所放出的释放气体gas1、gas2使固定/可动接点间产生的电弧arc1、arc2向中央的隔离壁7c推压的气体流。另一方面，使在左右并列的各组固定/可动接点间产生的电弧arc1、arc2相互分离而作用的电磁斥力F(参照图11(b))与电弧之间的距离成反比。其结果，释放气体流对电弧的推压力与使电弧相互分离的电磁斥力相互抵消，从而使电弧arc1、arc2的发弧点维持在图示的接点中央处，能够抑制图11(c)所示的接点的异常消耗(单侧减少)。

Claims (1)

1.一种电路断路器，其特征在于：

是双断型电路断路器，其电流断路部的接点机构由左右平行并列配置的第一固定接触元件和第二固定接触元件、以及在“コ”字型臂的前端固定有与各固定接触元件的固定接点相对的可动接点的桥路形可动接触元件所构成，其中，

沿所述可动接触元件的断开移动路径而在左右并列的两组固定/可动接点的中间插入配置有磁性板。

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