CN111886668B - 跳闸装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明,得到能够容易地设定电路断路器的动作时间的电路断路器的跳闸装置。本发明的跳闸装置具有由导体和可动铁心构成的磁路机构部,该导体导通电流,该可动铁心由通过与该导体的磁性吸引力而位移的磁体构成。并且,在大于或等于预先设定值的电流流过导体的情况下,磁路机构部通过磁性吸引力使可动铁心的位移速度上升,然后使位移速度降低,进而进行将所述电流断路的跳闸动作。
Description
技术领域
本发明涉及电路断路器的跳闸装置,特别是涉及在存在连接于电源侧的主电路断路器和连接于其负载侧的多个分支电路断路器的电路网中,仅与事故电路存在直接关系的分支电路断路器进行动作,其他健康的电路仍继续供电的选择断路系统所利用的电路断路器的跳闸装置。
背景技术
现有的电路断路器的跳闸装置在电路断路器的电路中产生了过电流的情况下,对该过电流进行检测,执行跳闸动作。跳闸装置通过该跳闸动作使锁止机构动作,将开闭机构的触点分开。
此外,在跳闸装置中,具有执行跳闸动作的2种跳闸机构。
1个是双金属件方式所涉及的跳闸机构(以下称为双金属件机构部)。双金属件机构部将2种金属粘合,利用通过这些金属的热膨胀的差而在高温时发生弯曲的性质,通过装入至电路的电阻体的发热而使双金属件弯曲,由此使锁止机构动作。
另1个是磁路所涉及的跳闸机构(以下称为磁路机构部)。
磁路机构部以将电路包围的方式配置可动铁心和固定铁心而形成磁路,可动铁心以能够与固定铁心出现间隙的方式通过复位弹簧的弹性力而配置于初始位置。在流过电路的电流变大,与将可动铁心压回至初始位置的复位弹簧的载荷相比作用于可动铁心的电磁力变大的情况下,可动铁心被固定铁心侧吸引而动作(例如,专利文献1)。
通常,跳闸装置达成跳闸动作的过电流是由电路断路器的额定电流决定的。并且,直至达成跳闸动作为止的时间需要通过事故电流的大小进行变更。
在过电流比较接近额定电流的情况下,跳闸装置有时处于暂时性的过负载状态而不立即动作,在产生了过电流而没有热问题的时间范围(几秒~几十分钟左右),要求执行跳闸动作。在从如上所述的过电流产生起经过比较长时间后执行跳闸动作(称为长时限动作)。
另一方面,在如短路事故时这样瞬间地流过过电流为额定电流的数倍的电流的情况下,跳闸装置要求在从过电流产生起经过比较短时间范围(几毫秒~几秒左右)执行跳闸动作。在从如上所述的过电流产生起经过比较短时间后执行跳闸动作(称为短时限动作)。
此外,在长时限动作时,设定为双金属件机构部被有效使用,另一方面,在短时限动作时,设定为磁路机构部被有效使用。
专利文献1:日本特开2001-236873
发明内容
应用现有技术中的电路断路器的跳闸装置的保护对象电路1000c如图19所示构成。
在图19中,在电源侧连接有容量比较大的主电路断路器100c,在该主电路断路器100c的负载侧并联连接有多个分支电路断路器101、分支电路断路器102及分支电路断路器103。
在主电路断路器100c的负载侧S0的地点发生了事故的情况下,主电路断路器100c的跳闸装置工作,事故电流被断路(称为脱扣动作)。但是,同时地针对处于主电路断路器100c的负载侧的分支电路断路器101~103的供电也全部停止。
接下来,举出在分支电路断路器103的负载侧S3的地点发生事故的情况。在该情况下,流过事故电流的是主电路断路器100c及分支电路断路器103,主电路断路器100c进行脱扣动作,由此向健康的电路即分支电路断路器101及分支电路断路器102的供电也停止。但是,需要尽可能向健康的电路继续供电。
因此,作为面向在分支电路断路器101~103的负载侧发生的事故的对策,需要进行仅与事故存在直接关系的分支电路断路器进行动作而其他健康的电路仍继续供电的选择断路。在该选择断路中需要考虑主电路断路器100c和分支电路断路器101~103这两者的动作特性曲线,在分支电路断路器101~103的任意者的负载侧发生了事故的情况下,必须以该分支电路断路器将事故电流断路的时间期间使主电路断路器的脱扣动作延迟。
例如,如果如图20所示的达成断路的时间的电流依赖性那样,设为主电路断路器100c的动作特性为动作特性曲线Md,分支电路断路器101~103的动作特性为动作特性曲线Mc,则由于主电路断路器100和分支电路断路器101~103的特性不交叉,因此能够在过电流的整个区域进行选择断路。
这些电路断路器100~103的脱扣动作是通过装入的跳闸装置进行的,为了实现前述的特性,只要以分支电路断路器101~103将过电流断路的期间使主电路断路器100c的跳闸装置进行跳闸动作即可。
但是,在如专利文献1那样的现有的跳闸装置的结构中,将主电路断路器100c和分支电路断路器101~103的动作特性曲线如图20所示设定为不交叉,由于跳闸装置的动作时间的设定宽度窄,因此存在变得困难这样的问题。
本发明就是为了解决这些课题而提出的,本发明的目的在于,提供电路断路器的动作时间的设定宽度宽,能够容易地进行设定的电路断路器的跳闸装置。
本发明的跳闸装置由导体和可动铁心构成磁路机构部,该导体导通电流,该可动铁心由磁体构成,配置为能够直进位移,能够直线运动,
并且,在流过大于或等于预先设定值的电流的情况下,磁路机构部通过磁性吸引力而使可动铁心的直进位移速度上升,然后使直进位移速度降低,进而进行将所述电流断路的跳闸动作。
发明的效果
根据本发明,提供能够在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置,能够通过该跳闸装置而提供高可靠性的配电系统。
附图说明
图1是与应用本发明的实施方式1所涉及的跳闸装置7的电路断路器进行连接的保护对象电路1000的连接图。
图2是应用本发明的实施方式1所涉及的跳闸装置7的主电路断路器100的构造图。
图3是本发明的实施方式1所涉及的跳闸装置7的斜视图。
图4是跳闸装置7的分解斜视图。
图5是跳闸装置7的可动铁心74的两面图。
图6是跳闸装置7的非动作状态的侧视图。
图7是跳闸装置7的双金属件机构部7b的跳闸动作状态的侧视图。
图8是跳闸装置7的磁路机构部7ma的跳闸动作状态的侧视图。
图9是表示应用了跳闸装置7的电路断路器的动作特性的图形。
图10是表示跳闸装置7的磁路机构部7ma执行跳闸动作时的各参数的时间变化的图形。
图11表示跳闸装置7以旋转轴76为中心而发生了角位移的情况下的可动铁心74的动作状态。
图12表示跳闸装置7的可动铁心74的变形例。
图13是表示本发明的实施方式2所涉及的跳闸装置7A的磁路机构部7ma、7mb执行跳闸动作时的各参数的时间变化的图形。
图14表示跳闸装置7A在旋转轴76发生了角位移的情况下的可动铁心74的动作状态。
图15是本发明的实施方式3所涉及的跳闸装置8的非动作状态的剖视图。
图16是跳闸装置8的斜视图。
图17是表示跳闸装置8的磁路机构部8mc执行跳闸动作时的各参数的时间变化的图形。
图18表示跳闸装置8的可动铁心84的动作状态。
图19是与应用了现有的跳闸装置的电路断路器进行连接的保护对象电路1000c的连接图。
图20是表示应用了现有的跳闸装置的电路断路器的动作特性的图形。
图21是本发明的实施方式4所涉及的跳闸装置9的斜视图。
图22是跳闸装置9的剖面位置D1处的磁通M1的说明图。
图23是跳闸装置9的剖面位置D2处的磁通M2的说明图。
具体实施方式
实施方式1.
下面,参照图1~12对本发明的实施方式1详细地进行说明。
首先,参照图1及图2,对应用跳闸装置的电路断路器的构造及电路断路器的连接进行说明。
图1是表示与应用跳闸装置7的电路断路器进行连接的保护对象电路1000的连接图,图2是应用跳闸装置7的主电路断路器100的构造图。
参照图1,对应用实施方式1所涉及的跳闸装置7的保护对象电路1000进行说明。
在电源侧(端子100UT一侧)连接有容量比较大的主电路断路器100,在该主电路断路器100的负载侧并联连接有多个分支电路断路器101、分支电路断路器102及分支电路断路器103。另外,在主电路断路器100中应用跳闸装置7,在分支电路断路器101~103中应用现有的跳闸装置。
并且,分支电路断路器101与端子101DT连接,端子101DT与负载(未图示)连接。同样地,分支电路断路器102经由端子102DT而与其他负载(未图示)连接,分支电路断路器103经由端子103DT而与另外的其他负载(未图示)连接。
这些电路断路器(100~103)是为了保护负载、配线不受过电流及短路电流的影响而设置的,如果流过过电流,则在电路断路器(100~103)中装入的跳闸装置工作,执行脱扣动作。将过电流断路而进行负载、配线的保护。
在分支电路断路器103的负载侧S3的地点发生了事故的情况下,流过事故电流的是主电路断路器100及分支电路断路器103。在主电路断路器100进行脱扣动作的情况下,导致停止向健康的电路即分支电路断路器101及分支电路断路器102的供电。为了使得不停止如上所述的向分支电路断路器101及分支电路断路器102的供电,在主电路断路器100的脱扣动作之前使分支电路断路器103执行脱扣动作。即,进行选择断路动作。
同样地,在分支电路断路器101的负载侧的地点及分支电路断路器102的负载侧的地点发生了事故的情况下,也进行选择断路动作。
接下来,参照图2对主电路断路器100的构造进行说明。
在由绝缘性树脂等构成的壳体1中,内置可动接触件3、固定接触件4、电弧消弧板5、锁止机构6、跳闸装置7、第1导电体11、第2导电体12、第1端子台13、第2端子台14及连接导体17。
并且,将壳体1的上部通过由绝缘性树脂等构成的罩2覆盖。
可动接触件3以旋转轴32为中心能够转动地构成,通过在可动接触件3的一端形成的可动触点31和在固定接触件4的表面形成的固定触点41构成一对触点。
锁止机构6具有通过可动接触件3的转动而将可动触点31和固定触点41之间从闭合状态向断开状态切换的机构。此外,图2示出断开状态,箭头e表示从闭合状态向断开状态切换的方向。
另外,锁止机构6通过后面记述的跳闸装置7的跳闸动作,执行从闭合状态向断开状态切换的动作(脱扣动作)。
并且,可动接触件3与连接导体17电连接。连接导体17与第1导电体11电连接,第1导电体11与后面记述的跳闸装置7的一端连接,跳闸装置7的另一端与第1端子台13电连接。即,可动接触件3的可动触点31经由跳闸装置7而与第1端子台13电连接。
另一方面,固定接触件4与第2导电体12电连接。第2导电体12与第2端子台14电连接。即,固定接触件4的固定触点41与第2端子台14电连接。
此外,主电路断路器100在第1端子台13连接外部的电源,在分支电路断路器101~103并联地连接于第2端子台14的状态下被使用。
在第1端子台13对连接于外部的电源的配线的一方的端子(未图示)进行连接。该端子配置于第1端子台13上,将螺钉15旋入固定于第1端子台13。
同样地,在第2端子台14对连接于分支电路断路器101~103的配线的一方的端子(未图示)进行连接。该端子配置于第2端子台14上,将螺钉16旋入固定于第2端子台14。
此外,对第1端子台13和第2端子台14之间施加电压,在可动触点31和固定触点41之间流过电流的情况下,有时在从闭合状态刚刚切换为断开状态后,在可动触点31和固定触点41之间会发生电弧放电。
使洛伦兹力作用于电弧放电,使电弧放电与电弧消弧板5碰撞而消弧。
接下来,参照图3~图5对跳闸装置7的构造及跳闸装置7的可动铁心74进行说明。
图3是跳闸装置7的斜视图,图4是跳闸装置7的分解斜视图。并且,图5是跳闸装置7的可动铁心74的两面图。
首先,参照图3及图4对跳闸装置7的构造进行说明。
第1导体71的端部和第2导体72的端部电连接。并且,第1导体71的另一方的端部71e与第1导电体11连接。同样地,第2导体72的另一方的端部72e与第1端子台13连接。此外,可动接触件3的可动触点31经由第1导体71和第2导体72而与第1端子台13电连接。
旋转轴76穿过可动铁心74的2个孔部74h之间。并且,旋转轴76固定于固定铁心75的切口部75n,可动铁心74以旋转轴76为中心能够转动地配置。换言之,在跳闸动作时,可动铁心74在吸引脚部74p的一端将第1导体71横穿的方向能够位移地配置。
并且,在旋转轴76,复位弹簧(未图示)安装于旋转轴76的轴的部分。在后面记述的跳闸装置7的非动作状态下,通过该复位弹簧的弹性力,可动铁心74的吸引脚部74p配置为保持与固定铁心75的间隙g。换言之,在初始位置(非动作状态)处,吸引脚部74p的与旋转支撑部74r侧相反侧的一端配置于第1导体71的侧方。
另外,固定铁心75配置于第1导体71的面71r的侧方。
可动铁心74和固定铁心75由磁体构成,通过固定铁心75、可动铁心74及第1导体71构成磁路机构部7ma。
此外,如后面所述,可动铁心74的凸端面74t构成为作用于锁止机构6。
并且,将热膨胀率不同的2片金属板贴合而成的双金属件73与第1导体71的一个面的面71f连接。通过双金属件73和第1导体71而构成双金属件机构部7b。此外,如后面所述,双金属件73的端部73t构成为作用于锁止机构6。
接下来,参照图5对跳闸装置7的可动铁心74的构造进行说明。
图5是跳闸装置7的可动铁心74的两面图,在纸面上的左侧示出正视图,在纸面上的右侧示出侧视图。
可动铁心74由具有2个孔部74h的旋转支撑部74r、2个吸引脚部74p和具有凸起部74c的可动腕部74a构成。
旋转支撑部74r的图5(正视图)纸面上的左端部和右端部分别弯折,在该2个弯折的边部分别具有孔部74h。
并且,一方的吸引脚部74p与旋转支撑部74r的图5(正视图)纸面上的下方的右端部连接,另一方的吸引脚部74p与旋转支撑部74r的图5(正视图)纸面上的下方的左端部连接。如后面所述,可动铁心74以孔部74h为中心进行转动,吸引脚部74p发生位移。
可动腕部74a与旋转支撑部74r的图5(正视图)纸面上的上方的右端部连接。并且,凸起部74c与可动腕部74a的图5(侧视图)纸面上的上方的左端部连接。另外,凸端面74t是凸起部74c的图5(侧视图)纸面上的左端部的一面。换言之,凸端面74t是凸起部74c的图5(正视图)纸面上的一面。
接下来,参照图6~图9对跳闸装置7的动作进行说明。
图6是跳闸装置7的非动作状态的侧视图,图7是跳闸装置7的双金属件机构部7b的动作状态的侧视图,图8是跳闸装置7的磁路机构部7ma的动作状态的侧视图。并且,图9示出应用了跳闸装置7的电路断路器的动作特性。
参照图6,在跳闸装置7的与凸端面74t相对的位置处,配置锁止机构6的结构部件即脱扣条61和可动腕62。脱扣条61能够转动,可动腕62安装于脱扣条61的外周上。
另外,可动铁心74的吸引脚部74p配置为通过复位弹簧(未图示)的弹性力而保持与固定铁心75的间隙g。
参照图7对通过双金属件机构部7b实施的跳闸动作进行说明。
如果与双金属件73连接的第1导体71由于通电而被加热,则向双金属件73传热而双金属件73弯曲,双金属件73的端部73t向方向dt移动。
并且,如果双金属件73的端部73t向方向dt移动,则端部73t按压可动腕62,脱扣条61向旋转方向rt转动。
另外,锁止机构6具有在脱扣条61转动的情况下,可动接触件3以旋转轴32为中心进行旋转,将可动触点31和固定触点41之间从闭合状态向断开状态切换的机构。即,在执行由端部73t按压可动腕62的跳闸动作的情况下,锁止机构6执行脱扣动作。
参照图8对通过磁路机构部7ma实施的跳闸动作进行说明。
如果在第1导体71流过过电流,则在第1导体71的周围产生同心圆状的磁场,在固定铁心75和可动铁心74之间产生磁性吸引力。
通过该磁性吸引力,可动铁心74的吸引脚部74p被固定铁心75拉拽,可动铁心74以旋转轴76为中心向旋转方向rm转动,可动铁心74的凸端面74t向方向dm移动。换言之,最初吸引脚部74p向间隙g变窄的方向移动。并且,凸端面74t按压可动腕62,脱扣条61向旋转方向rt转动。
与双金属件机构部7b的情况同样地,锁止机构6具有在脱扣条61转动的情况下,可动接触件3以旋转轴32为中心进行旋转,将可动触点31和固定触点41之间从闭合状态向断开状态切换的机构。即,在执行由端部73t按压可动腕62的跳闸动作的情况下,锁止机构6执行脱扣动作。
参照图9对应用了跳闸装置7的主电路断路器100的动作特性进行说明。
横轴表示电流值,纵轴表示时间。此外,通过主电路断路器100的动作的设定,纵轴有时是线性的情况,有时是对数的情况。动作特性曲线Mm示出应用了跳闸装置7的电路断路器的动作时间的电流依赖性,该动作时间是跳闸装置7开始跳闸动作,直至电路断路器达成脱扣动作为止的时间,该电流值是流过第1导体71的电流值。
与前述的现有的电路断路器的跳闸装置同样地,在主电路断路器100中,设定为在长时限动作中有效使用双金属件机构部7b,另一方面,在短时限动作中有效使用磁路机构部7ma。此外,动作特性曲线Mc示出应用了现有的跳闸装置的电路断路器的动作时间的电流依赖性。
在电流值小于电流额定值It的情况下,电路断路器不会达成脱扣动作,继续向负载供给电力。即,跳闸装置7没有执行跳闸动作。
在电流值大于或等于电流额定值It且小于电流阈值Im的情况下,执行通过跳闸装置7的双金属件机构部7b实施的跳闸动作,主电路断路器100达成脱扣动作。
即,跳闸装置7在从如上所述的过电流发生起的动作时间Tm~动作时间Tt期间的比较长时间,执行长时限动作。
在电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,执行通过跳闸装置7的磁路机构部7ma实施的跳闸动作,电路断路器达成脱扣动作。
即,跳闸装置7在从如上所述的过电流发生起的小于或等于动作时间Tm的比较短时间执行短时限动作。
通过前述的双金属件机构部7b及磁路机构部7ma而启动的脱扣动作,在应用现有的跳闸装置的电路断路器中也被执行。
接下来,对现有的跳闸装置和本实施方式1所示的跳闸装置7的动作的差异进行说明。
参照图10及图11,对跳闸装置7的磁路机构部7ma执行跳闸动作而达成短时限动作的情况和现有的跳闸装置执行跳闸动作而达成短时限动作的情况进行说明。
图10是表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,跳闸装置7的磁路机构部7ma达成跳闸动作的情况和现有的跳闸装置使动作达成跳闸动作的情况下的各参数的时间变化的图形。
图10(a)表示流过跳闸装置7的第1导体71的电流值的时间变化。图10(b)表示在跳闸装置7的旋转轴76产生的旋转扭矩的时间变化的特性曲线Vb和在现有的跳闸装置的旋转轴产生的旋转扭矩的时间变化的特性曲线Cb。图10(c)表示跳闸装置7的旋转轴76的角速度的时间变化的特性曲线Vc和现有的跳闸装置的旋转轴的角速度的时间变化的特性曲线Cc。并且,图10(d)表示跳闸装置7的旋转轴76的角位移的时间变化的特性曲线Vd和现有的跳闸装置的旋转轴的角位移的时间变化的特性曲线Cd。
此外,基于接下来的一定条件而示出了现有的跳闸装置的特性。
现有的跳闸装置的角位移的最大值设为与跳闸装置7的最大角位移量θ4相同的值,直至达到最大角位移量θ4为止的时间设为时间tc4。
并且,时间tc4和后面记述的时间t2的前后关系显示出时间tc4>时间t2的情况,但在时间tc4和时间t2之间并不特别存在相关关系,有时为时间tc4≤时间t2。
图11表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,在旋转轴76产生了角位移的情况下的可动铁心74的动作状态。
另外,为了简单地说明可动铁心74的动作状态,在图中仅示出跳闸装置7的第1导体71、第2导体72、可动铁心74及旋转轴76。此外,将图11的纸面上的逆时针设为正方向而进行说明。
图11(A)与图6同样地表示跳闸装置7的非动作状态。图11(B)表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,产生正方向的旋转扭矩而可动铁心74开始动作的状态。图11(C)是图11(B)之后的状态,示出旋转扭矩成为零时的状态。并且,图11(D)是图11(C)之后的状态,示出旋转扭矩为负方向的状态。
首先,对跳闸装置7的动作进行说明。
图11(A)示出流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im前的时间零~时间t1之间的状态。
参照图10及图11(A),时间零~时间t1之间没有产生旋转扭矩或者是能够忽略的程度。由此,角速度为零,角位移也为零。
此外,可动铁心74的吸引脚部74p通过复位弹簧的弹性力而保持与固定铁心75的间隙g。即,吸引脚部74p维持初始位置。
图11(B)表示时间t1~时间t2之间的一个状态。
参照图10及图11(B),在时间t1~时间t2,如果流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,则在第1导体71的周围,同心圆状的磁场的强度上升,固定铁心75和可动铁心74的吸引脚部74p之间的磁性吸引力增强。
并且,该磁性吸引力超过复位弹簧的弹性力,产生正方向的旋转扭矩。通过该旋转扭矩,产生正方向的角速度,角位移量成为正方向的角位移量θ1。换言之,角位移量θ1是大于零、小于后面记述的角位移量θ2的一点,时间t1~时间t2之间是产生正方向的旋转扭矩,角速度上升的范围。
图11(C)表示时间t2的状态。
参照图10及图11(C),时间t2是旋转扭矩成为零的时间,该情况下的角位移量为角位移量θ2。
吸引脚部74p接近固定铁心75,由此固定铁心75和吸引脚部74p之间的磁性吸引力减少,复位弹簧的弹性力和磁性吸引力平衡,由此旋转扭矩成为零。另外,在角位移量θ2时,旋转扭矩为零,维持正方向的角速度。即,按照惯性的法则而继续运动。
并且,在时间t2维持正方向的角速度,因此在时间t2之后,角位移量大于角位移量θ2。
另外,吸引脚部74p远离固定铁心75,在固定铁心75和吸引脚部74p之间磁性吸引力还再度增强,另外,复位弹簧的弹性力还沿负方向施加,因此旋转扭矩成为负方向而增强。换言之,吸引脚部74p在横穿固定铁心75及第1导体71的方向产生位移,到达至图11的纸面右侧的第1导体71的面71r侧,远离固定铁心75。此外,如前述所示吸引脚部74p配置于旋转支撑部74r的两端部,因此能够位移至第1导体71的面71r侧。
图11(D)表示时间t3的状态。
参照图10及图11(D),时间t3是跳闸装置7执行短时限动作时的时间。锁止机构6执行脱扣动作,流过第1导体71的电流急剧地减少。另外,该情况下的角位移量为角位移量θ3。
此外,最大角位移量θ4是角位移量的最大值,是由跳闸装置7的机械性的结构决定的。并且,达到最大角位移量θ4的情况下的时间为时间t4。
换言之,执行短时限动作的角位移量θ3设定为旋转扭矩成为负方向、角速度减速的角位移量θ2~最大角位移量θ4之间的值。即,设定为在时间t2~时间t4之间执行跳闸动作。
即,在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74一边使角速度上升一边位移,然后一边使角速度降低一边位移,再然后跳闸装置7执行跳闸动作(短时限动作)。
换言之,在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74一边使动作速度上升一边位移,然后一边使动作速度降低一边位移,再然后跳闸装置7执行跳闸动作(短时限动作)。
接下来,参照图9及图10,对本实施方式1的跳闸装置7和现有的跳闸装置的动作的差异进行说明。
首先,对本实施方式1所涉及的跳闸装置7进行说明。
如前述所示,在本实施方式1的跳闸装置7中,设定为在时间t2~时间t4之间执行跳闸动作。例如,通过对凸端面74t和可动腕62的距离进行调整,从而能够容易地设定直至达成跳闸动作为止的时间。
当然也能够设定为在时间t1~时间t2之间执行跳闸动作,因此在跳闸装置7中,也能够设定为在时间t1~时间t4之间执行跳闸动作。
接下来,参照图10对现有的跳闸装置进行说明。
参照图10(b)及图10(c),现有的跳闸装置不具有将旋转扭矩从正转为负的机构,如特性曲线Cb所示,关于角速度仅会增加而不会减少。即,在现有的跳闸装置中,在时间t1~时间tc4之间执行跳闸动作。
由此,如果将现有的跳闸装置的最大角位移量设为跳闸装置7的最大角位移量θ4而进行比较,则时间tc4<时间t4。
时间t1~时间tc4之间与时间t1~时间t4之间相比为短时间,因此在仅通过现有的跳闸装置构成主电路断路器100和分支电路断路器101~103的情况下,难以设置主电路断路器100的动作时间和分支电路断路器101~103的动作时间的差。
另一方面,通过本实施方式1的跳闸装置7构成主电路断路器100,通过原来的跳闸装置构成分支电路断路器101~103,由此能够将主电路断路器100的动作时间设定为时间tc4~时间t4,将分支电路断路器101~103的动作时间设定为时间t1~时间tc4,因此能够容易地设置与动作时间的差。
如上所述的本实施方式1的跳闸装置7和现有的跳闸装置的短时限动作的时间设定的差异,主要是由可动铁心74的构造引起的。
如前述所示,构成为吸引脚部74p与旋转支撑部74r的两端部连接,因此吸引脚部74p在横穿固定铁心75及第1导体71的方向产生位移,并且能够位移至第1导体71的面71r侧,因此能够将跳闸动作设定于时间t2~时间t4之间。
另一方面,在现有的跳闸装置中,可动铁心不具有能够转动至第1导体71的面71r侧的结构,因此无法将跳闸动作设定于时间tc4~时间t4之间。
并且,对通过双金属件机构部7b实施的长时限动作进行说明。
通过双金属件的2片金属板的厚度的分配,能够设置通过温度引起的弯曲的程度,因此在本实施方式1的跳闸装置7和现有的跳闸装置中,能够容易地设定长时限动作的电流区域。
即,通过双金属件机构部7b的设定及磁路机构部7ma的设定,能够设定为在主电路断路器100的动作特性曲线Mm和分支电路断路器101~103的动作特性曲线Mc中不容易使动作特性交叉。换言之,通过本实施方式1的跳闸装置7的应用而能够在过电流的整个区域容易地进行选择断路。
即,根据本实施方式1,能够提供可以容易地将电路断路器的动作时间的设定宽度设定得宽,能够在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置。并且,通过该跳闸装置而能够提供高可靠性的配电系统。
此外,在前面叙述了在执行短时限动作的情况下,通过对可动铁心74的凸端面74t和可动腕62的距离进行调整,从而能够容易地设定直至达成跳闸动作为止的时间。并且,通过改变可动铁心74的重心及重量,从而能够容易地设定直至达成跳闸动作为止的时间。在图12中示出改变可动铁心74的重心及重量的可动铁心74的变形例。
参照图12,可动铁心74A在吸引脚部74p的纸面左侧的部分具有凸部74q。与可动铁心74相比凸部74q的重量增加,与可动铁心74相比重心设定于纸面左侧。另外,可动铁心74B在吸引脚部74p的纸面右侧的部分具有凸部74q。与可动铁心74相比凸部74q的重量增加,与可动铁心74相比重心设定于纸面右侧。
并且,可动铁心74C形成为在吸引脚部74p的部分具有弯折部74s,吸引脚部74p的纸面下的部分向纸面左方向弯折。与可动铁心74相比重心设定于纸面左侧。并且,可动铁心74D形成为在吸引脚部74p的部分具有弯折部74s,吸引脚部74p的纸面下的部分向纸面右方向弯折。与可动铁心74相比重心设定于纸面右侧。
此外,即使形成为在可动腕62和旋转支撑部74r之间设置弯折部,可动腕62向纸面右方向或者左方向弯折,也要设定重心的位置。
即,通过对可动铁心74的凸端面74t和可动腕62的距离及可动铁心74的形状进行变更而改变重心及重量,从而能够容易地设定直至达成跳闸动作为止的时间。
并且,与对间隙g进行调整相比,通过移动吸引脚部74p的初始位置,从而也能够容易地设定直至达成跳闸动作为止的时间。
即,根据图12所示的可动铁心74的变形例,也能够提供可以在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置,通过该跳闸装置能够提供高可靠性的配电系统。
实施方式2.
在实施方式1所涉及的跳闸装置7中,对在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74一边使角速度上升一边位移,然后一边使角速度降低一边位移,再然后执行跳闸动作进行了说明。
在本实施方式2中,对在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74一边使角速度上升一边位移,然后一边使角速度降低一边位移,再次一边使角速度上升一边位移,然后执行跳闸动作的跳闸装置7A进行说明。
下面,参照图13及14对本发明的实施方式2详细地进行说明。
图13是表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,跳闸装置7的磁路机构部达成跳闸动作的情况下的各参数的时间变化的图形。
图13(a)表示流过第1导体71的电流值的时间变化,图13(b)表示在旋转轴76产生的旋转扭矩的时间变化,图13(c)表示旋转轴76的角速度的时间变化。并且,图13(d)表示旋转轴76的角位移的时间变化。
图14表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,在旋转轴76发生了角位移的情况下的可动铁心74的动作状态。
另外,为了简单地说明可动铁心74的动作状态,在图中仅示出跳闸装置7A的第1导体71、第2导体72、可动铁心74及旋转轴76。此外,将图14的纸面上的逆时针设为正方向而进行说明。
此外,在图13及图14中,与图1~图12相同编号或者相同标号是与实施方式1所示的结构要素相同或者同等,因此省略其详细的说明。
实施方式1所涉及的跳闸装置7构成为,如前述所示在过电流流过第1导体71的情况下,通过固定铁心75和可动铁心74之间的磁性吸引力,吸引脚部74p被固定铁心75拉拽,可动铁心74向正方向转动,然后执行跳闸动作。
本实施方式2所涉及的跳闸装置7A将第2导体72与第1导体71电连接。并且,构成为在吸引脚部74p位移而在可动铁心74产生了角位移后,在第2导体72和吸引脚部74p之间产生磁性吸引力的位置处配置第2导体72。换言之,吸引脚部74p构成为能够向第2导体72方向位移。
即,实施方式2所涉及的跳闸装置7A与跳闸装置7同样地,通过固定铁心75、可动铁心74及第1导体71构成磁路机构部7ma,并且通过可动铁心74及第2导体72构成磁路机构部7mb。
图14(A)与图11(A)同样地,表示流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im前的时间零~时间t1之间的状态。
参照图13及图14(A),时间零~时间t1之间没有产生旋转扭矩或者是能够忽略的程度。由此,角速度为零,角位移也为零。
即,吸引脚部74p维持初始位置。
图14(B)与图11(B)同样地表示时间t1~时间t2之间的一个状态。
参照图13及图14(B),在时间t1~时间t2,如果流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im,则在第1导体71的周围同心圆状的磁场的强度上升,固定铁心75和可动铁心74的吸引脚部74p之间的磁性吸引力也增强。
并且,该磁性吸引力超过复位弹簧的弹性力,产生正方向的旋转扭矩。通过该旋转扭矩,产生正方向的角速度,角位移量成为正方向的角位移量θ1。换言之,角位移量θ1是大于零、小于后面记述的角位移量θ2的一点,时间t1~时间t2之间是产生正方向的旋转扭矩,角速度上升的范围。
并且,时间经过而在时间t2,是旋转扭矩成为零的时间,该情况下的角位移量为角位移量θ2。这是由可动铁心74接近固定铁心75,由此固定铁心75和可动铁心74之间的磁性吸引力减少,复位弹簧的弹性力和磁性吸引力成为相同值而引起的。另外,在角位移量θ2时,旋转扭矩成为零,维持正方向的角速度。即,按照惯性的法则而继续运动。
并且,时间经过而在时间t2~t5,角位移量大于角位移量θ2。
在该情况下,可动铁心74远离固定铁心75,在固定铁心75和可动铁心74之间磁性吸引力还再度增强,复位弹簧的弹性力还向负方向施加,负方向的旋转扭矩增强。
图14(C)表示时间t5的状态。
参照图13及图14(C),时间t5是旋转扭矩再次成为零的时间,该情况下的角位移量为角位移量θ5。该状态是在固定铁心75和吸引脚部74p之间磁性吸引力和在吸引脚部74p和第2导体72之间磁性吸引力平衡、旋转扭矩成为零的状态。
图14(D)表示时间t6的状态。
参照图13及图14(D),时间t6是跳闸装置7A执行短时限动作时的时间。锁止机构6执行从闭合状态向断开状态切换的动作,由此流过第1导体71的电流急剧地减少。另外,该情况下的角位移量为角位移量θ6。
此外,角位移量θ7是角位移量的最大值,是由跳闸装置7A的机械性的结构决定的。并且,达到角位移量θ7的情况下的时间为时间t7。
即,跳闸装置7A执行跳闸动作的时间设定为时间t5~时间t7之间的时间t6。
另外,在时间t5之后,正方向的旋转扭矩再度产生,可动铁心74的角速度上升。该状态是在固定铁心75和可动铁心74之间与磁性吸引力相比,在可动铁心74和第2导体72之间磁性吸引力占优,平衡旋转扭矩成为正方向的状态。
在实施方式1所涉及的跳闸装置7中,构成为在时间t2~时间t4之间执行跳闸动作,但在本实施方式2所涉及的跳闸装置7A中,能够设定为在时间t2~时间t7之间执行跳闸动作。即,本实施方式2所涉及的跳闸装置7A与实施方式1所涉及的跳闸装置7相比,能够将设定跳闸动作的期间延长。
换言之,在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74一边使动作速度上升一边位移,然后一边使动作速度降低一边位移,并且再次一边使角速度上升一边位移,然后跳闸装置7A执行跳闸动作(短时限动作),因此能够将设定跳闸动作的期间延长。
当然,也能够设定为在时间t1~时间t2之间执行跳闸动作,因此在跳闸装置7A中,也能够设定为在时间t1~时间t7之间执行跳闸动作。
由此,根据本实施方式2,能够提供可以容易地将电路断路器的动作时间的设定宽度设定得宽,能够在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置。并且,通过该跳闸装置而能够提供高可靠性的配电系统。
实施方式3.
在实施方式1及2中,对跳闸装置(7、7A)在流过第1导体71的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心74、74A~74D以旋转轴76为中心产生位移,执行跳闸动作进行了说明。
在本实施方式3中,对跳闸装置8的可动铁心84进行直进动作,执行跳闸动作进行说明。此外,本实施方式3对仅应用于短时限动作的跳闸装置8进行说明。
下面,参照图15~18对本发明的实施方式3详细地进行说明。
此外,在图15~图18中,与图1~图14相同编号或者相同标号是与实施方式1所示的结构要素相同或者同等,因此省略其详细的说明。
首先,参照图15及图16,对跳闸装置8的构造进行说明。
图15是跳闸装置8的非动作状态的剖视图,图16是用于对跳闸装置8的结构部位的可动棒81、第1导体82及可动铁心84的位置进行说明的斜视图。
第1导体82配置为将可动铁心84包围。并且,第1导体82的一端与第1端子台13连接(未图示),第1导体82的另一端与第1导电体11连接(未图示)。图15的纸面中的可动铁心84的下部和复位弹簧83的一端连接,复位弹簧83的另一端直接或者间接地固定于壳体1。另外,在可动铁心84的上部连接可动棒81。
固定铁心85配置为将可动棒81及第1导体82包围,具有开口部以使得可动棒81将固定铁心85的上部贯通。
如后面所述,可动棒81构成为能够在图15的纸面上的上下方向直线运动,在可动棒81的端部81t的上方配置脱扣条61(未图示)。此外,通过第1导体82、可动铁心84及固定铁心85构成跳闸装置8的磁路机构部8mc,执行短时限动作。
接下来,参照图17~图18,对跳闸装置8的磁路机构部8mc执行跳闸动作,达成短时限动作的情况进行说明。
图17是表示流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im,磁路机构部8mc达成跳闸动作的情况下的各参数的时间变化的图形。
图17(a)表示流过第1导体82的电流值的时间变化,图17(b)表示在可动铁心84产生的驱动力的时间变化,图17(c)表示可动铁心84的直进速度的时间变化。并且,图17(d)表示可动铁心84的直进位移的时间变化。
图18表示流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im,在可动铁心84产生位移的情况下的可动铁心84的动作状态。
此外,将从图18的纸面上的下方向上方的方向设为正方向而进行说明。
图18(A)与图15同样地表示跳闸装置8的非动作状态。图18(B)表示流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im,正方向的力产生,可动铁心84开始动作的状态。图18(C)是图18(B)之后的状态,表示向可动铁心84施加的驱动力成为零时的状态。并且,图18(D)是图18(C)之后的状态,表示向可动铁心84施加的驱动力为负方向的状态。
图18(A)表示流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im前的时间零~时间t1之间的状态。
参照图17及图18(A),在时间零~时间t1之间,通过复位弹簧的弹性力而稳定于初始位置,不产生向可动铁心84施加的驱动力,或者是能够忽略的程度。由此,直进速度为零,直进位移也为零。
图18(B)表示时间t1~时间t2之间的一个状态。
参照图17及图18(B),在时间t1~时间t2,如果流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im,则在第1导体82的周围,同心圆状的磁场的强度上升,固定铁心85的上部85u和可动铁心84之间的磁性吸引力也增强。并且,该磁性吸引力超过复位弹簧的弹性力,产生正方向的驱动力。通过该驱动力,产生正方向的速度,直进位移量成为正方向的直进位移量L1。换言之,直进位移量L1是大于零、小于后面记述的直进位移量L2的一点,时间t1~时间t2之间是产生正方向的驱动力,直进速度上升的范围。
图18(C)表示时间t2的状态。
参照图17及图18(C),时间t2是驱动力成为零的时间,直进位移量为直进位移量L2。驱动力成为零是由可动铁心84接近固定铁心85的上部85u,由此复位弹簧的弹性力增加,复位弹簧的弹性力和磁性吸引力平衡而引起的。另外,在直进位移量L2时,驱动力为零,维持正方向的速度。即,按照惯性的法则而继续运动。
另外,在时间t2维持正方向的速度,因此在时间t2之后,直进位移量大于直进位移量L2。在该情况下,可动铁心84接近固定铁心85的上部85u。换言之,复位弹簧的弹性力增加,在固定铁心75和可动铁心84之间磁性吸引力也再度增强,负方向的驱动力增强。
图18(D)表示时间t3的状态。
参照图17及图18(D),时间t3是跳闸装置8执行短时限动作时的时间。锁止机构6执行从闭合状态向断开状态切换的动作,由此流过第1导体82的电流急剧地减少。另外,在该情况下是直进位移量L3。
此外,直进位移量L4是直进位移量的最大值,是由跳闸装置8的机械性的结构决定的。并且,达到直进位移量L4的情况下的时间为时间t4。
换言之,执行短时限动作的直进位移量L3设定为驱动力成为负方向,角速度减速的直进位移量L2~直进位移量L4之间的值。
即,在流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心84一边使直进速度上升一边位移,然后一边使直进速度降低一边位移,再然后,跳闸装置8执行跳闸动作。
换言之,在流过第1导体82的电流值大于或等于电流阈值Im的情况下,可动铁心84一边使动作速度上升一边位移,然后一边使动作速度降低一边位移,再然后,跳闸装置8执行跳闸动作。
即,通过与跳闸装置7、7A同样地将跳闸装置8应用于主电路断路器100,从而能够将跳闸动作设定于时间t2~时间t4之间,能够容易地进行选择断路。
当然,也能够设定为在时间t1~时间t2之间执行跳闸动作,因此在跳闸装置8中,也能够设定为在时间t1~时间t4之间执行跳闸动作。
即,根据本实施方式3,能够提供可以容易地将电路断路器的动作时间的设定宽度设定得宽,能够在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置。并且,通过该跳闸装置而能够提供高可靠性的配电系统。
实施方式4.
在实施方式1所涉及的跳闸装置7中,对以下述方式执行跳闸动作(短时限动作)进行了说明。
如果过电流流过第1导体71,则在第1导体71的周围产生同心圆状的磁场,在固定铁心75和可动铁心74之间产生磁性吸引力。并且,通过该磁性吸引力(以下,称为正方向的磁性吸引力)使可动铁心74的吸引脚部74p被固定铁心75拉拽,可动铁心74向旋转方向rm转动。因此,可动铁心74的凸端面74t向方向dm移动,跳闸装置7执行跳闸动作。换言之,跳闸装置7的吸引脚部74p的一端在横穿第1导体71的方向产生位移,执行跳闸动作。
在本实施方式4中,对在可动铁心74开始位移前的初始位置处,在妨碍吸引脚部74p的一端在横穿第1导体71的方向产生位移的方向上产生磁性吸引力(以下,称为相反方向的磁性吸引力)的跳闸装置9进行说明。
此外,跳闸装置9如果流过第1导体71的电流增大,则正方向的磁性吸引力超过相反方向的磁性吸引力,可动铁心74向旋转方向rm转动,执行跳闸动作。
下面,参照图21~图23详细地对本发明的实施方式4进行说明。
图21是跳闸装置9的斜视图,图22是在图21中由虚线包围的剖面位置D1处的磁通M1的说明图,图23是在图21中由虚线包围的剖面位置D2处的磁通M2的说明图。另外,剖面位置D1表示包含后面记述的初始吸附部95c和吸引脚部74p在内的剖面的位置,剖面位置D2与剖面位置D1相比,是跳闸装置9下方的剖面的位置,不包含初始吸附部95c,包含吸引脚部74p。
此外,图21~图23中,与图1~图12相同编号或者相同标号是与实施方式1所示的结构要素相同或者同等,因此省略其详细的说明。
首先,参照图21对跳闸装置9的构造进行说明。
本实施方式4的跳闸装置9和实施方式1的跳闸装置7的主要构造的差异是固定铁心95和固定铁心75的构造的差异。固定铁心95具有:固定腕部95b,其一端与固定铁心95的主体部95a连接;以及初始吸附部95c,其与固定腕部95b的另一端连接。另一方面,固定铁心75没有初始吸附部95c。
固定腕部95b配置为在执行跳闸动作的过程中,吸引脚部74p的一端向与横穿第1导体71的方向相反的方向延伸,在初始位置处初始吸附部95c配置为与吸引脚部74p和接近或者接触。此外,固定腕部95b及初始吸附部95c由磁体构成。
接下来,参照图22及图23对跳闸装置9的初始位置处的动作进行说明。
参照图22,磁通M1是电流流过第1导体71而产生的,是在第1导体71的周围绕转的磁通,通过磁通M1在固定铁心95和可动铁心74之间产生正方向的磁性吸引力。
对磁通M1的路径进行说明。磁通M1从固定铁心95的主体部95a经过纸面右侧的固定腕部95b,在纸面右侧的初始吸附部95c处分支为磁通M1m和磁通M1s。
磁通M1m从纸面右侧的初始吸附部95c经过纸面右侧的初始吸附部95c和纸面左侧的初始吸附部95c之间的空间,到达至纸面左侧的初始吸附部95c。
另一方面,磁通M1s从纸面右侧的初始吸附部95c经由纸面右侧的吸引脚部74p,经过纸面右侧的吸引脚部74p和纸面左侧的吸引脚部74p之间的空间,到达至纸面左侧的吸引脚部74p。并且,磁通M1s从纸面左侧的吸引脚部74p到达至纸面左侧的初始吸附部95c。
另外,在纸面左侧的初始吸附部95c,磁通M1m和磁通M1s合流而成为磁通M1。并且,磁通M1经过纸面左侧的固定腕部95b而到达至主体部95a,进行绕转。
磁通M1s从纸面右侧的初始吸附部95c经过纸面右侧的吸引脚部74p和从纸面左侧的吸引脚部74p经过纸面左侧的初始吸附部95c,由此在初始吸附部95c和吸引脚部74p之间产生磁性吸附力。换言之,产生相反方向的磁性吸引力。即,在初始位置处,通过磁通M1而产生正方向的磁性吸引力,同时还产生相反方向的磁性吸引力。
参照图23,磁通M2是通过电流流过第1导体71而产生的,是在第1导体71的周围绕转的磁通,通过磁通M2而在固定铁心75和可动铁心74之间产生正方向的磁性吸引力。
对磁通M2的路径进行说明。磁通M2经过固定铁心95的主体部95a和纸面右侧的吸引脚部74p之间的空间,到达至纸面右侧的吸引脚部74p。并且,磁通M2经过纸面右侧的吸引脚部74p和纸面左侧的吸引脚部74p之间的空间,到达至纸面左侧的吸引脚部74p。并且,磁通M2经由纸面左侧的吸引脚部74p和主体部95a之间的空间而到达至主体部95a,进行绕转。另外,磁通M2不分支地从初始吸附部95c经过吸引脚部74p,因此不产生相反方向的磁性吸引力。换言之,磁通M2不产生相反方向的磁性吸引力,产生正方向的磁性吸引力。
另外,根据剖面位置D1和剖面位置D2处的磁通的差异可知,在初始位置处初始吸附部95c仅在接近或者接触的吸引脚部74p的部分产生相反方向的磁性吸引力。
接下来,对跳闸装置9达成跳闸动作的状态进行说明。
从流过第1导体71的电流值低、可动铁心74的角速度为零、角位移也为零的状态起,在流过第1导体71的电流值增大的情况下,产生与正方向的磁性吸引力相反方向的磁性吸引力。并且,如果流过第1导体71的电流值增大,则正方向的磁性吸引力超过相反方向的磁性吸引力。
对该理由进行说明。如前述所示产生相反方向的磁性吸引力的位置仅是在初始位置处初始吸附部95c接近或者接触的吸引脚部74p的部分,但其他吸引脚部74p仅产生正方向的磁性吸引力。即,仅产生正方向的磁性吸引力的部位多于产生相反方向的磁性吸引力的部位。因此,正方向的磁性吸引力的总量超过相反方向的磁性吸引力的总量。
此外,如果从初始位置起可动铁心74开始位移,则初始吸附部95c和吸引脚部74p的距离分离,由此相反方向的磁性吸引力急速地降低。因此,如果从初始位置起可动铁心74开始位移,则相反方向的磁性吸引力向可动铁心74的旋转的影响急速地降低。
并且,如果流过第1导体71的电流值增大,大于或等于电流阈值Im,则正方向的磁性吸引力超过复位弹簧的弹性力,产生正方向的旋转扭矩,如在实施方式1中说明那样,跳闸装置9执行跳闸动作。
本实施方式4的跳闸装置9需要正方向的磁性吸引力超过相反方向的磁性吸引力,因此与实施方式1的跳闸装置7相比,能够将电流阈值Im设定得高。
另外,通过对在初始位置处初始吸附部95c的与吸引脚部74p接近或者接触的面积、磁通M1s的路径的截面积等进行设定,从而能够对磁通M1s的磁饱和量进行设定,能够对相反方向的磁性吸引力的强度进行设定。即,通过在初始位置处初始吸附部95c的与吸引脚部74p接近或者接触的面积、磁通M1s的路径的截面积等的设定,能够对电流阈值Im进行设定,对跳闸装置9达成跳闸动作的时间进行设定。
换言之,实施方式1及2的跳闸装置(7、7A)通过复位弹簧的弹性力和正的磁性吸引力而决定出电流阈值Im,但本实施方式4的跳闸装置9能够独立地设定相反方向的磁性吸引力,因此能够扩大电流阈值Im的设定范围。
由此,根据本实施方式4,能够提供可以容易地将电路断路器的动作时间的设定宽度设定得宽,能够在大的电流范围进行选择断路的电路断路器的跳闸装置。并且,通过该跳闸装置而能够提供高可靠性的配电系统。
在实施方式1、2及4中,对在可动铁心74、74A具有2个吸引脚部74p的方式进行了说明,但如果是吸引脚部74p进行位移、位移至第1导体71的面71r侧的构造,则吸引脚部74p也可以是1个。本发明并不对吸引脚部74p的数量进行限制。
另外,在实施方式1及2中,对固定铁心75由磁体构成进行了说明。
即使不配置由磁体构成的固定铁心75,在第1导体71和可动铁心74之间作用有充分的磁性吸引力的情况下,也无需设置由磁体构成的固定铁心75,只要取代固定铁心75,是对可动铁心74进行保持的除了磁体以外的部件即可。例如,该部件举出铝、塑料等。
并且,在取代固定铁心75的除了磁体以外的部件对可动铁心74进行保持的情况下,磁路机构部7ma由可动铁心74及第1导体71构成。
并且,在实施方式1、2及4中,对将第1导体71和第2导体72串联连接的方式进行了说明,但第1导体71和第2导体72也可以一体地形成。
即,本发明不限制第1导体71和第2导体72的形成方式。
另外,在实施方式1~4中,对将本发明的跳闸装置(7、7A、8、9)应用于主电路断路器100,将现有的跳闸装置应用于分支电路断路器101~103的结构进行了说明,但通过将本发明的跳闸装置(7、7A、8、9)还应用于主电路断路器100及分支电路断路器101~103,将直至达成跳闸动作为止的时间单独地设定,从而也能够容易地实施选择断路。
另外,在实施方式1~4中,对将分支电路断路器101~103并联连接于主电路断路器100的2层电路断路器的连接进行了说明,但也能够进一步在分别将分支电路断路器连接于分支电路断路器101~103的3层电路断路器的连接中应用本发明的跳闸装置(7、7A、8、9),将直至达成跳闸动作为止的时间单独地设定,由此也能够容易地实施选择断路。即,本发明不限制电路断路器的连接的阶层的数量。
此外,在现有的跳闸装置的结构中,在大于或等于3层的电路断路器的连接中,由于现有的跳闸装置的动作时间的设定宽度窄,因此变得困难这样的问题更加深刻。
另一方面,根据本发明,通过将跳闸装置的直至达成跳闸动作为止的时间单独地设定,从而也能够容易地实施选择断路。
此外,对通过复位弹簧的弹性力而保持非动作状态的间隙g进行了说明,但无需是复位弹簧,例如也可以是塑料等弹性体。即,本发明不对相当于复位弹簧的弹性体的种类进行限制。
并且,如果通过复位弹簧的弹性力而保持非动作状态的间隙g,则无需通过弹性力保持动作状态的间隙g,例如也可以通过可动铁心74的自重、重心位置而进行保持。即,本发明不对非动作状态的间隙g的方法进行限制。
并且,本发明能够在该发明的范围内,将各实施方式自由地组合,或将各实施方式适当地变更、省略。
另外,第1导体71和第1导体82是权利要求书中记载的第1导体。磁路机构部7ma和磁路机构部8mc是权利要求书中记载的第1磁路机构部。磁路机构部7mb是权利要求书中记载的第2磁路机构部。第2导体72是权利要求书中记载的第2导体。
标号的说明
7、7A、8、9跳闸装置,7ma、7mb、8mc磁路机构部,71、82第1导体,72第2导体,74、74A、74B、74C、74D、84可动铁心,74r旋转支撑部,74p吸引脚部,75、85、95固定铁心,95b固定腕部,95c初始吸附部。
Claims (8)
1.一种跳闸装置,其特征在于,
由第1导体和可动铁心构成第1磁路机构部,该第1导体导通电流,该可动铁心由磁体构成,配置为能够直进位移,能够直线运动,
在所述第1导体中流过大于或等于预先设定值的所述电流的情况下,所述第1磁路机构部通过由所述电流产生的磁性吸引力而使所述可动铁心的直进位移速度上升,然后使所述直进位移速度降低,进而进行将所述电流断路的跳闸动作。
2.根据权利要求1所述的跳闸装置,其特征在于,
所述第1磁路机构部由所述第1导体、所述可动铁心和固定铁心构成,该固定铁心由磁体构成,配置于所述第1导体的侧方。
3.一种跳闸装置,其特征在于,
由第1导体和可动铁心构成第1磁路机构部,
该第1导体导通电流,
该可动铁心具有支撑转动的旋转支撑部、和与所述旋转支撑部连接的吸引脚部,在初始位置处,所述吸引脚部的一端配置于所述第1导体的侧方,在将所述电流断路的跳闸动作时,所述吸引脚部的所述一端能够在横穿所述第1导体的方向进行位移,
在所述第1导体中流过大于或等于预先设定值的所述电流的情况下,所述第1磁路机构部通过由所述电流产生的磁性吸引力而使所述可动铁心的角速度上升,然后使所述角速度降低,进而进行所述跳闸动作。
4.根据权利要求3所述的跳闸装置,其特征在于,
所述第1磁路机构部由所述第1导体、所述可动铁心和固定铁心构成,该固定铁心由磁体构成。
5.根据权利要求4所述的跳闸装置,其特征在于,
所述固定铁心具有向所述横穿的方向的相反方向延伸的固定腕部,在所述固定腕部的端部具有初始吸附部,
在所述初始位置处,所述初始吸附部沿防止所述吸引脚部在所述横穿的方向位移的方向吸引。
6.根据权利要求3所述的跳闸装置,其特征在于,
所述可动铁心在所述旋转支撑部的一端具有所述吸引脚部,在所述旋转支撑部的另一端具有另一个所述吸引脚部。
7.根据权利要求3所述的跳闸装置,其特征在于,
由第2导体和所述可动铁心构成第2磁路机构部,
该第2导体与所述第1导体电性地串联连接,
该可动铁心配置为在所述跳闸动作时,所述吸引脚部的所述一端在所述第2导体的方向能够位移。
8.根据权利要求7所述的跳闸装置,其特征在于,
第2磁路机构部在使所述可动铁心的所述角速度降低后,使所述角速度再次上升,然后进行所述跳闸动作。
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