CN1222966C - 回路断路器 - Google Patents

Abstract

一种利用生成电弧所产生的加压气体、结构紧凑且具有较好断路性能的回路断路器。本发明所述的回路断路器包括带有固定接点(34)的固定元件(33)、一端带有可与上述固定接点(34)连接或分离的活动接点(32)，另一端带有旋转中心(31a)的可转动的活动元件(31)、包围着上述固定元件(33)和活动元件(31)，并在电弧生成位置的一侧形成储压空间的壳体(3)，其中该储压空间是将被断开电流时在固定接点(34)和活动接点(32)之间产生的电弧加压的加压气体暂时保存在上述电弧生成位置的一侧、设置在壳体(3)上的电弧生成位置的另一侧的排气口(39)，它使得电流断开时保存在储压空间中的加压气体通过形成在固定接点(34)和活动接点(32)之间并被排出。

Description

回路断路器

技术领域

本发明涉及一种回路断路器，它通过使可转动的活动元件(可动子)的活动接点与固定元件(固定子)的固定接点分离来断开回路。

背景技术

回路断路器通过使固定元件的固定接点和活动元件的活动接点连接或分离来连接及断开回路，但是由于回路中存在电压，当断开回路时在固定接点和活动接点之间会产生电弧。因此，断开回路时，如何能尽快地消除上述电弧就成为问题。通过使活动元件转动而使活动接点与固定接点连接或分离的现有技术中的回路断路器中，为了消除电弧，在电弧生成位置附近设置消弧板，想用该消弧板来消除电弧。

图16是表示转动活动元件来断开回路的现有技术的回路断路器的结构的图，图16a是立体图，图16b是沿图16a中的A-A线所作的与回路断路器的底面相垂直的面的截面图。图中，101是容器，102是罩在容器101上的壳体，由于该壳体不能在电流断开时在壳体内保持高压，因此内部的气体会流到外部。

103是可转动地安装在机构部107上、且带有活动接点103a的活动元件，104是固定在容器101上、且带有可与活动接点103a连接或分离的固定接点104a的固定元件，105a、105b是活动元件103、固定元件104的端子，106是设置在电弧生成位置附近的消弧板，107是使活动元件101转动的机械部，为了手动操纵该机械部，该机械部设有手柄107a。108是设置在壳体102上的排气口，109是检测异常电流、驱动机械部5的中继部。

如图16a和图16b所示，上述现有技术的回路断路器可使活动接点103a与固定接点104a接触，接通电流，从而电流在各端子105a、105b之间流动。

另一方面，断开在各端子105a、105b之间流动的电流时，用手柄107a手动操作，或当流过大于额定电流的电流时，通过自动操作驱动机构部107，转动活动元件103，使活动接点103a与固定接点104a分离。此时，活动接点103a与固定接点104a之间产生电弧，在活动元件103的旋转运动、及在活动元件103、固定元件104之间流动的电流所产生的电磁力的作用下，该电弧伸长后，被消弧板106分割、冷却，直至消除。此后，活动元件103离开固定元件104，并保持断开状态。

用现有技术的回路断路器断开回路时，如上所述，活动元件103的旋转运动可使电弧伸长，由于想用消弧板106将该伸长的电弧分割、冷却，因此存在其断路性能受到消弧板106的个数、活动元件103的最大分开距离、进而消弧室的大小的限制等问题。

为了排出伴随着生成电弧而产生的加压电弧气，则需要在消弧室内的一侧设置排气口108，但是，现有技术的回路断路器由于不能保证容器内的气密性，因此流向与排气口108相对一侧的加压电弧气(以下称为加压气体)在消除电弧的过程中完全没有利用，而是从机构部、中继部、容器与壳体之间等处排出了。

而且，电弧气中尽管含有对断路有效的气体，但是没有得到有效的利用，存在其断路性能受到消弧板106的个数、活动元件103之间的最大分开距离、进而消弧室的大小的限制等问题。

发明内容

由于本发明正是为解决上述问题而提出的，因此本发明的目的在于获得一种可利用电弧生成时所产生的加压气体，结构紧凑且具有较高的断路性能的回路断路器。

另一个目的在于，伴随着电弧的发生，产生对消除电弧有效的加压气体，并利用该气体，获得结构紧凑且具有较高断路性能的回路断路器。

本发明的一种回路断路器，包括：带有固定接点的固定接触元件，在第一端带有可与上述固定接点连接或分离的活动接点、在第二端附近具有一轴的活动接触元件，所述活动接触元件绕该轴转动，将所述活动接点移向所述固定接点或从该固定接点移开，并且一消弧室容器，该消弧室容器具有多个壁，该多个壁包围所述活动接触元件和所述固定接触元件的一部分并限定所述消弧室容器的内部容积，其特征在于：所述固定接触元件中的一部分延伸穿过所述壁中的一个壁，该一个壁包括一个排气口，以使气体从所述消弧室容器的所述内部容积中排出，并且所述消弧室容器的内部容积包括远离所述排气口的储压空间，用于储存由于所述活动接点与所述固定接点分离时产生的电弧而升起的具有温度和压力的气体、并中断流过所述活动接点和固定接点之间的气流，从而使该升起的具有温度和压力的气体从该排气口排出，所述消弧室容器在与活动接触元件的旋转轴垂直的横截面上具有六边形状，该六边形状具有：一宽度c，该宽度c沿与所述活动接点转向固定接点和从固定接点离开的平面垂直的方向延伸；活动接点从所述固定接点分离的初始运动方向延伸的高度b；垂直于宽度和高度的方向延伸的长度a，并且a＞b＞c。

本发明的一种回路断路器，包括：带有固定接点的固定接触元件，在第一端带有可与上述固定接点连接或分离的活动接点、在第二端附近具有一轴的活动接触元件，所述活动接触元件绕该轴转动，将所述活动接点移向所述固定接点或从该固定接点移开，并且一消弧室容器，该消弧室容器具有多个壁，该多个壁包围所述活动接触元件和所述固定接触元件的一部分并限定所述消弧室容器的内部容积，其特征在于：所述固定接触元件中的一部分延伸穿过所述壁中的一个壁，该一个壁包括一个排气口，以使气体从所述消弧室容器的所述内部容积中排出，并且所述消弧室容器的内部容积包括远离所述排气口的储压空间，用于储存由于所述活动接点与所述固定接点分离时产生的电弧而升起的具有温度和压力的气体、并中断流过所述活动接点和固定接点之间的气流，从而使该升起的具有温度和压力的气体从该排气口排出，为了帮助消弧，在包含所述活动接触元件的旋转轴的平面上，所述储压空间具有一横截面积，该横截面积小于所述消弧室容器在平行于所述包含所述活动接触元件的旋转轴的平面的平面上的横截面，该平行于旋转轴平面的平面通过所述活动接点和所述固定接点的中心，并接近包含所述排气口的所述壁。

本发明所述的回路断路器包括：带有固定接点的固定元件，一端带有可与上述固定接点连接或分离的活动接点，另一端带有旋转中心的可转动的活动元件，包围着上述固定元件和活动元件、并在电弧生成位置的一端形成储压空间的消弧室容器、其中该储压空间是将被断开电流时在上述固定元件和上述活动元件之间产生的电弧加压的加压气体暂时保存在上述电弧生成位置的一侧，包含一个以上的上述消弧室容器的主体壳体、设置在上述消弧室容器和主体壳体上的上述电弧生成位置的另一端上的排气口，该排气口使得上述电流断开时保存在上述储压空间中的加压气体通过形成在上述固定元件和活动元件上的电弧点之间并被排出。

在由大致六面体构成的消弧室容器中，当与活动元件的旋转面相垂直的方向上的长度为c，活动元件的初期分离方向上的长度为b，与上述b和c相垂直的方向上的长度为a时，最好a＞b＞c。

通过形成在活动元件和固定元件上的各个上述电弧点的中心，且与活动元件的旋转运动面相垂直的平面将上述消弧室容器内的空间切断为2个空间，这两个空间中，最好包含排气口的那个空间的容积小于另一边空间的容积。

最好排气口设置在固定接点附近或断开时的活动接点附近。

最好使活动元件可转动地保持上述活动元件的导体部设置在消弧室容器内，并且在上述导体部附近形成储压空间。

在加压气体从储压空间流过固定接点和活动接点之间的路径中，最好上述固定接点和活动元件之间的位置上的上述加压气体的流通面积小于上述固定接点和活动接点之间的前部位置上的上述加压气体的流通面积。

最好在电弧生成位置附近的消弧室容器的侧壁上设有朝上述电弧方向带有开口部的腔室。

最好用有机系绝缘物形成消弧室容器。

最好在消弧室容器内的电弧生成位置附近设置有机系绝缘物。

最好在断开时的活动接点附近或活动接点附近这两者中的任意一方上设置排气口，且在另一方上设置上述有机绝缘物。

最好在固定元件的固定接点附近或活动元件的活动接点附近设置传递各自的电弧点的电极，且上述电弧点传递面的法线方向比邻近的活动接点或固定接点接触面的法线方向更朝向上述排气口侧。

在上述消弧室容器中，最好除排气口以外的微小开口都通过配合其它部件而堵塞住。

附图说明

图1是表示本发明的实施形态1中的回路断路器的分解立体图。

图2是表示图1所示的消弧单元的分解立体图。

图3a是简略表示图2的消弧单元的分解立体图。

图3b是表示图2所示的消弧单元的装配面的部分截面图。

图3c是表示图2所示的消弧单元的一部分及活动元件的分解立体图。

图3d是表示图2所示的消弧单元的一部分及活动元件的分解立体图。

图4是表示图1所示的回路断路器的电流断开动作时的图。

图5是表示模拟回路断路器的结构的图。

图6是表示进行试验时的电流和压力的时间变化的图。

图7a是表示金属蒸汽的流动的图。

图7b是表示改变排气口的位置时的金属蒸汽的流动的图。

图8是表示本发明实施形态2的回路断路器的消弧单元的分解立体图。

图9是表示本发明的实施形态2的固定元件的一个例子的立体图。

图10是表示本发明实施形态2的固定元件的另一个例子的立体图。

图11是表示本发明实施形态2的固定元件的另一个例子的立体图。

图12a是表示本发明实施形态3的回路断路器的消弧单元的立体图。

图12b是图12a所示的消弧单元的概略的上截面图。

图13是表示本发明的实施形态4的回路断路器的消弧单元的图。

图14是表示本发明的实施形态5的回路断路器的消弧单元的图。

图15是本发明实施形态6的消弧单元的上截面图。

图16a是表示现有技术的回路断路器的结构的立体图。

图16b是图16a所示的回路断路器的概略的侧面截面图。

具体实施方式

实施形态1

图1是表示该实施形态1的回路断路器的分解立体图。图中，1是容纳消弧单元3等的基体，2是罩在基体1上的壳体，3是容纳固定元件、活动元件等的消弧装置的容器(以下称为消弧单元)，该消弧单元3由左侧部件3a和右侧部件3b构成。而该消弧单元3的气密性可较好保持，电流断开时产生的加压气体可暂时保存在该消弧单元3内的储压空间中。

4是检测异常电流、驱动机构部5的中继部，5是通过横杆闩3c开、关接点的机构部，该机构部设有通过手动操纵的手柄5a。如果将各构成部件单元化，将其组合起来构成回路断路器，则装配简单，且可降低成本。

通过将消弧装置放置在消弧单元3内，则断路动作时的回路断路器内的压力上升不由基体1和壳体2直接承受。因此，以前为了经受断路动作时内压的上升，要采用机械强度大的高价的铸模材料制成基体和壳体，但是通过将消弧单元3设置在内部，可减少经受压力的箱体的材料数量，从而可降低成本。

而且，由于消弧单元将消弧装置围起来，因此断路时的高温气体不接触中继部，从而可提高中继部动作的可靠性。而且，由于含有金属蒸汽的高温气体不会侵入另一极，因此可抑制断路动作后相间绝缘的劣化。

图2是表示图1所示的消弧单元的分解立体图，图3a是图2所示的消弧单元中，省略消弧单元的右侧部件3b、另一侧的消弧侧板及转子的分解立体图。图中，31的一端可旋转地安装在保持导体38上，该31是以旋转中心31a为中心旋转的活动元件，31b是通过机构部5及横杆闩3c，将旋转运动传递给活动元件31的转子，31c是压接弹簧。

32是固定在活动元件31的另一端上的活动接点，33是被消弧单元的2个部件3a和3b固定住的固定元件，34是固定在固定元件33上的固定接点，活动元件31的旋转使得该固定接点与活动接点32连接或分离。在闭合状态时，活动元件31的活动接点32被压接弹簧31c压向图中的顺时针方向，在此状态下，与固定元件33的固定接点34相接触。

35是与活动元件31电气连接的保持导体38的端子部，36是与固定元件33的固定接点34相反侧的端子部，37是设置在电弧发生位置附近的消弧板，该消弧板固定在消弧侧板37a上。38是可旋转地连接在活动元件31上的保持导体，39是设置在消弧单元箱体主体3a上的排气口，该排气口的位置如图所示，设置在断开时的活动接点附近。

该消弧单元3除了排气口39以外，形成内部气体(加压气体)难以泄漏的基本密封状态，电流断路时，暂时保存被活动接点之间生成的电弧加压的加压气体的储压空间U形成在上述电弧生成位置的一侧。更详细地说，储压空间U形成在消弧单元3内的活动元件31的活动中心31a附近(保持导体38附近)。

由于消弧单元3的2个部件3a和3b是被螺钉、铆钉、粘接剂等牢固结合的，因此消弧单元3的气密性可较好保持。又由于基体1与壳体2的装配面和消弧单元3的2个部件3a、3b的装配面大致垂直，因此可进一步抑制气体从装配面流出。进而，如图3b所示，消弧单元3的装配面附近设有重合部3d，即使消弧单元3内的压力上升，装配面稍微打开，也可抑制气体的流出。为了简化附图，除图3b外，不再画出该重合部。

图3c是只表示消弧单元3的左侧部件3a和活动元件31的立体图。消弧单元3中设有U形槽3e，横杆闩3c贯穿该槽且可在该槽中改变位置。消弧单元的内侧设有圆形的凹部3f，且由于在将转子31b装入消弧单元3中的状态下，转子31b与消弧单元3基本上紧密地装配在一起，因此从U形槽3e中流出的气体量是很少的。

如图3d所示，在转子31b和消弧单元3之间设有挠性的薄板3 1d，在使转子31b平滑转动的同时，当内压上升时，相对于消弧单元3以外的压力差将U形槽3e堵塞，因此可进一步提高消弧单元3内的气密性。

作为该消弧单元3的材质，由于电流断路时，活动接点32、固定接点34之间生成的电弧产生断路性高的气体，因此最好采用塑料材质等、有机系绝缘物。

下面说明动作。图4是表示图1所示的回路断路器的电流断开动作时的图。为了说明简便，略去消弧板37、消弧侧板37a。

通过通常的开、关动作手动操纵手柄5a。借助于操纵手柄，通过机构部5、横杆闩3c转动转子31b，使活动元件31执行开、闭动作。当流过短路电流等的大电流时，活动元件31与固定元件33之间的电磁反作用力和活动接点32与固定接点34之间的电磁反作用力不等机构部5产生动作，即转动活动元件31，使活动接点32与固定接点34分离，产生电弧A。由于电弧A发出的热量使周围气体的温度上升，因此周围气体的压力上升。

由此加压后的加压气体通过排气口39侧，即直接排气口39排出，但是在排气口39相反侧的储压空间U侧中，加压气体暂时保存在储压空间U中之后，形成从储压空间U向排气口39方向的集中的强气流。该气流通过位于储压空间U与排气口39之间的活动接点32、固定接点33之间，从排气口39放出。即，加压气体形成的气流从横向喷射到活动接点32、固定接点33之间生成的电弧A上。其结果，由于该强气流的喷射，电弧被冷却了，电极之间恢复到绝缘状态，实现了消弧。

进而，由于用有机系绝缘材料制成消弧单元3，因此该有机系绝缘物被电弧A发射的光磨损、同时又接触高温气体，因此产生出对压力上升起较大作用、且导电率低的分解气体。由此，伴随着该分解气体的产生，储压空间U内的压力上升，可产生更强的气流，而且，由于该分解气体的导电率低，因此可发挥出优良的断路性能。

而且，由于在气流的喷射作用下，如图4所示，电弧A向右弯曲，因此消弧板37设置在断开动作时的活动接点附近的位置上，由此可进一步提高电弧的冷却作用，更加提高断路性能。

下面表示模拟消弧单元，进行基础试验的情况。如图5(a)所示，制作模拟回路断路器的消弧单元的塑料制成的容器300，在容器300的排气口301侧设置模拟活动接点及固定接点的铜电极302、303，交流电源304使电极302、303之间流动交流电。进而，为了测定生成电弧时储压空间U内的压力，在容器300的底部(排气口301的相反侧)设置压力测定器305。容器300除了一个排气口301以外密封地形成。本试验中，铜电极302、303之间的距离为20mm，交流电源304的交流电压为600V，交流电流为60Hz，电流峰值为8.5KA。

图6是表示在上述条件下进行试验时的电流和压力的时间变化的图。如图所示，容器300的储压空间U内的压力上升，直到电流断开时为止的期间内，储压空间U内的压力超过大气压。最终，直到电流断开时为止，从容器的储压空间U向排气口301的方向形成气流(箭头)。

在上述试验以外，除去容器时，在容器的储压空间U侧即使再增加一个排气口，考虑其试验结果可知，这两种情况下要么没有对电弧起作用的气流，要么作用很小。

进而，即使将排气口的大小增大到必要的程度以上时，考察其试验结果可知，此时由于压力不太上升，而导致得不到十分强的气流。当将排气口减小为大致一半以下时，获得了良好的结果。

在上述试验以外，还可以改变排气口的形成位置进行试验。图7a和图7b是表示改变排气口的位置时的消弧单元内的金属蒸汽的流动的图，图7a是排气口设置在中央时的图，图7b是将排气口从中央错开，设置在一侧时的图。

当排气口301设置在中央时，如图7a所示，从电极302、303放出的金属蒸汽基本上左右对称，从两个电极302、303放出的气流在中央形成冲击面，通过气流进行排气，但是其中一部分在容器300的区域内形成两个对流。对此相对，当将排气口301设置在一侧时，如图7b所示，容器300内的气流是非对称的。

并且，从位于排气口301侧的电极302放出的金属蒸汽的气流通过气流几乎被全部排出，从另一个电极303放出的金属蒸汽只有一部分在容器300内大量对流。因此，将排气口301设置在中央时，由于金属蒸汽在短时间内高效地与储压空间U内的气体混合，因此断路性能变劣。并且，非对称流动的情况下，由于金属蒸汽难以混合，因此断路性能良好。

如果使气流集中在电极附近，由于电弧点容易转移，因此金属蒸汽的放出方向容易偏向排气口侧，可提高断路性能。

进而，在上述试验以外，还可以改变容器300的电极302、303以下的容积(储压空间)，考察其试验结果。其结果，如果容积变小，则气体难以储存在容器中，因此气体会过早地流出(容器内的压力过早地降低)，从而导致断路性能低下。相反，如果增大容积，内压升高得不够高，因此断路性能也较低下。因此，存在使断路性能最佳的理想容积。但是，考虑现实的断路器的大小时，会发现消弧室的容积比理想值小得多，因此可以说消弧室的容积越大，其断路性能越好。

在该实施形态中，被电流断开时生成的电弧加压的加压气体暂时存储在由双重容器构成的储压空间中，该储压空间中存储的加压气体通过活动元件、固定元件分别形成的电弧点之间，从排气口排出，因此，经过充分加压的气体可喷射在电弧上，从而可获得结构紧凑、且具有较高断路性能的回路断路器。

由于采用有机系绝缘物形成消弧单元，因此由电弧可产生断路性能高的加压气体，在可提高气体压力的同时，通过断路性能好的加压气体还可提高电弧的遮断性能。

由于将排气口从中央移至错开的位置上(例如，固定接点附近和断开时的活动接点附近)，因此还可使消弧单元内的加压气体的流动呈非对称形式，从而可进一步提高断路性能。

在消弧单元中，由于除排气口以外的小开口被重合部和其它部件基本密封起来，因此直到实现消除电弧为止，可持续保持强气流，从而可获得具有较好断路性能的回路断路器。

此外，消弧单元大致为六面体形状，由于其构成使得与活动元件的旋转面相垂直的方向上的长度最短，因此可使更多的气流高效作用于电弧，从而可获得具有高断路性能的回路断路器。

而且，由于消弧单元的端子之间方向的长度最长，因此可完全确保储压空间，从而可实现较好的断路性能。

此外，通过使消弧单元的活动元件的初期断开方向上的长度为可容纳最大断开后的活动元件和固定元件的最小长度，可使气流流过电弧以外的流路最短，从而可使气流高效作用于电弧。

消弧单元3中，从电弧A看去，如果排气口侧的容积比相反侧的容积小，储压空间增大，则可完全确保储压空间，从而可进一步提高断路性能。

在较多的配线用断路器中，为了电连接活动元件和中继部而采用挠性导体，从而占用了上述储压空间，而本发明的实施形态中由于采用保持导体保持活动元件，因此可确保较大的储压空间，从而可获得具有较好断路性能的回路断路器。

实施形态2

在实施形态1中，主要通过气流吹气来消除电弧，但是在该实施形态2中，是通过气流吹气和用电磁力强化吹气来消除电弧。

图8是表示该实施形态2的回路断路器的消弧单元的分解立体图，是省略消弧单元的右侧部件、另一侧的消弧侧板及转子的分解立体图。图中，33a是电流断开时，用电磁力强化吹气的反U形固定元件(特开平3-32031号公报)，40是安装在固定元件33a上的绝缘材料。图10表示取出反U形固定元件时的立体图。其它的情况由于与实施形态1相同，因此略去说明。关于动作，除了电流断开时在固定元件33a附近用强大的电磁力吹气这一点以外与实施形态1相同，因此略去说明。

除了图8所示的固定元件的形状以外，如果是例如，图9所示的U字形固定元件33b或图11所示的在实用新型公开昭55-96548号公报中记载的固定元件2，也可与图8的情况一样地在用气流吹气以外还利用电磁力吹气，作用于电弧，因此可获得具有更好的断路性能的回路断路器。

实施形态3

在实施形态1中，加压气体从储压空间流到固定接点、活动接点之间的路径中，固定接点、活动接点之间的位置上的加压气体的流通面积与固定接点、活动接点之间的在此之前位置上的加压气体的流通面积相同，与此相对，该实施形态3中，上述固定接点、活动接点之间的位置上的加压气体的流通面积比固定接点、活动接点之间的在紧前面位置上的加压气体的流通面积小。

图12a和图12b是表示该实施形态3的回路断路器的消弧单元的图，图12a是省略消弧板、消弧侧板及消弧单元箱体盖的分解立体图，图12b是从上侧看到的消弧单元的上截面图。图中，41是消弧单元3的侧壁上加厚电弧生成位置附近的加厚部分，通过设置该加厚部分41，会减小电弧生成位置中加压气体的流通面积。而图12b中的箭头表示加压气体的流动方向。此外均与实施形态1相同，因此略去它们的说明。

大电流断开时，消弧单元3内的流速接近音速，因此如图12所示，消弧单元3内的形状在电弧生成位置附近处变窄，由此喷射在电弧上的气流更强(喷嘴效果)。从而可获得断路性能优良的回路断路器。

在该实施形态中，通过加厚侧壁的厚度，减小了电弧附近的气流的流动面积，但是这一点并不是特别限定的，也可以使电弧附近的侧壁向内侧凹陷，在新的内壁上设置其它部件。

该实施形态中，减小了横向的侧壁之间的距离，但是，同样地，也可以减小上下方向的侧壁之间的距离。

实施形态4

在该实施形态4中，在活动元件、固定元件的接点侧带有角形避雷器和电弧释放器(runner)等的电极，电流断开时将排气口设置在该电极面的方向上。

图13是表示该实施形态4的回路断路器的消弧单元的图，是省略消弧板、消弧侧板及消弧单元箱体盖的分解立体图。图中，42是延伸活动元件31的前端部而形成的电极(以下称为角形避雷器)，43是将固定元件33的前端部延伸而形成的电极(以下称为电弧释放器(runner))，39是排气口，在断开状态下角形避雷器42的下面朝向该排气口39。此外均与实施形态1相同，因此在此略去说明。

一般，电流断开时，接点32、34之间生成电弧，此后该电弧向电极42、43之间移动，但是，在该电弧产生时，从电弧与电极42、43的边界面开始，电极材料即金属形成蒸汽，并吹出。这样的金属蒸汽在储压空间内的加压气体中占得太多对断路不利。但是，在该实施形态中，如图13所示，由于在断开状态下，与活动接点32表面的法线方向相比，角形避雷器42表面的法线方向更朝向排气口39侧，因此从电弧与角形避雷器42的边界吹出的金属蒸汽容易从排气口39排出，由于接点间的绝缘较好，因此可获得断路性能优良的回路断路器。

该实施形态中是将固定元件延伸形成角形避雷器，将固定元件延伸形成电弧释放器(runner)，但是设置其它部件也可以获得相同的效果。

该实施形态中是将排气口设置在与角形避雷器的下面相对的位置上，但是也可以将排气口设置在与电弧释放器(ランナ-)的上面相对的位置上。

实施形态5

该实施形态5是将有机系绝缘部件设置在电弧生成位置的附近。

图14是表示该实施形态5的回路断路器的消弧单元的图，是省略了消弧板、消弧侧板及消弧单元箱体盖的分解立体图。图中，44是设置在电弧生成位置附近的有机系绝缘部件，45是安装在转子31b上的有机系绝缘部件。此外均与实施形态1相同，因此在此略去说明。

一般，如果有机材料暴露在电弧下，将会分解并生成气体，因此可采用任何有机材料作为有机材料44、45，最好采用能产生较多分解气体的聚缩醛等的聚合物系的微孔材料等。如果采用这样的部件，由于暴露在电弧下时会产生大量的分解气体，因此具有提高消弧单元3内的压力的效果。从而，由于得到强气流，因此可获得具有优良的断路性能的回路断路器。

电弧生成时的消弧单元3内的气体主要可分为由接点和导体等生成的金属蒸汽、消弧单元3等的绝缘物生成的有机气体、空气3类。由于其中的金属蒸汽是电传导率高的气体，因此是降低断路性能的原因，其它2种气体由于电传导率较低，因此对断路性能有所贡献。在此，如图14所示，由于消弧单元3内设有能产生断路性能较好的有机气体的有机系绝缘部件，并积极排出电传导率低的有机绝缘物的气体，因此消弧单元3内的压力进一步上升，在使强气流可作用于电弧的同时，由于有机气体自身具有断路效力，因此可更加提高断路性能。

此外，有机系绝缘部件的形状等没有特别限制，也可以设置在电弧生成位置附近的位置上。

如图8所示，固定元件33a的绝缘部件40还可以兼作为有机系的气体产生材料。特别是，从电弧方向看，有机系绝缘材料设置在与排气口相反方向上，由此，从压力产生源即有机系绝缘部件向排出口，即排气口相对于电弧形成理想的气流，因此可获得具有更高断路性能的回路断路器。特别是，如图8所示地在固定元件33a侧设置绝缘部件40时，由于活动元件的电极断开之后，产生出具有消弧性能的气体，从而加压气体量增加，吹气得到强化，可获得具有更高断路性能的回路断路器。

实施形态6

一般，电流值小的电弧由于电弧所带的能量小，因此产生的压力也小。其结果，喷射到电弧上的气体的流速减小了，当储压空间过大时，不能形成足够的气流。

在该实施形态6中，在消弧单元的内壁上电弧生成位置的附近设置小腔室，将该小腔室作为储压空间，即使电弧的电流值小时，也可以有足够的气流喷射到电弧上。

图15是表示从上侧看该实施形态6的消弧单元的上截面图。图中，46是设置在消弧单元3的侧壁上的电弧生成位置附近的小腔室。该小腔室46也可以设置在电弧生成位置附近，并带有向电弧生成位置打开的开口部，该开口部以外的部分是密封的，形成储压空间。开口部朝向排气口侧，以便从该开口部喷射出的加压气体可作用在电弧上。

由此，通过设置小腔室46，可被生成的电弧加压的加压气体暂时保存在小腔室46内的储压空间中，此后，沿图15所示的箭头的方向，气流从小腔室46喷射到电弧上。这里，由于小腔室46内的容积小，因此可形成较大的压力。这是由于压力与容积成反比，如果小腔室46的容积小，则用小的能量也能形成大的压力。

设置可由电弧的能量产生较多数量的气体的材料，如果提高小腔室内产生的压力，则可获得具有更好的断路性能的回路断路器。

从以上说明可知，由于本发明所述的回路断路器包括带有固定接点的固定元件、一端带有可与上述固定接点连接或分离的活动接点，另一端带有旋转中心的可转动的活动元件、包围着上述固定元件和活动元件，并在上述电弧生成位置的一端形成一个以上的储压空间的消弧室容器，其中该储压空间是将被断开电流时在上述固定接点和上述活动接点之间产生的电弧加压的加压气体暂时保存在上述电弧生成位置一侧、包含一个以上的上述消弧室容器的主体壳体、上述电流断开时保存在上述储压空间中的加压气体通过形成在上述固定元件和活动元件的接点附近的2个电弧点之间被排出，并设置在上述消弧室容器和主体壳体上的上述电弧生成位置的另一端的排气口，由于具有上述部件，所以在直至消除电弧的期间内，可使强气流喷射到电弧上，表现出优良的断路性能。

在由大致六面体构成的消弧室容器中，与活动元件的旋转面相垂直的方向上的长度为c，活动元件的初期分离方向上的长度为b，与上述c和b相垂直的方向上的长度为a时，当a＞b＞c时，可确保储压空间，与此同时，可使加压气体有效地喷射到电弧上。

通过形成在活动元件和固定元件上的各个上述电弧点的中心，且与活动元件的旋转运动面相垂直的平面将上述消弧室容器内的空间切断为2个空间，这两个空间中，包含排气口的那个空间的容积小于另一边空间的容积，此时即使在结构紧凑的消弧单元内，也可确保储压空间。

将排气口设置在固定接点附近或断开时的活动接点附近时，可使容器内的加压气体的流动不对称，从而可进一步提高断路性能。

使活动元件可转动地保持的上述活动元件的导体部设置在容器内，并且在上述导体部附近形成储压空间时，加压气体可从横向喷射到电弧上。

在加压气体从储压空间流过固定接点和活动接点之间的路径中，上述固定接点和活动元件之间的位置上的上述加压气体的流通面积小于上述固定接点和活动接点之间的在此之前位置上的上述加压气体的流通面积，此时，上述固定接点和活动接点之间的位置上的加压气体的流通面积减小了，因此强气流可喷射到电弧上，从而可进一步提高断路性能。

而且，在电弧生成位置附近的容器壁上朝向上述电弧方向带有开口部的腔室时，即使是小电流的电弧也可以使十分强的气流喷射到电弧上，从而实现优良的断路性能。

当用有机系绝缘物形成容器时，由于电弧会产生断路性较好的加压气体，因此在可提高气压的同时，还可利用断路性较好的加压气体来提高电弧的断路性能。

而在容器内的电弧生成位置附近设置有机系绝缘物时，在可提高气压的同时，还可利用断路性较好的加压气体来提高电弧的断路性能。

在断开时的活动接点附近或固定接点附近这两者中的任意一方上设置排气口，且在另一方上设置上述有机系绝缘物时，可从气体的产生源即有机系绝缘物向排出口即排气口形成均匀的气流，从而实现优良的断路性能。

在固定元件的固定接点附近或活动元件的活动接点附近设置传递各自电弧点的电极，上述电弧点传递面的法线方向比邻近的活动接点或固定接点接触面的法线方向更朝向上述排气口侧，此时由于从电极吹出的金属蒸汽易于从排气口排出，因此可实现优良的断路性能。

而且，在消弧室容器中，排气口以外的微小开口都通过配合其它部件而堵塞住了，因此加压气体从排气口以外的地方流出的可能性减小了，因而可使加压气体有一定强度且长时间地喷射到电弧上。

产业上的可利用性

本发明涉及异常电流产生时，断开电子回路进行保护的回路断路器，可用作电子回路和电器的保护开关装置。

Claims (5)

1.一种回路断路器，包括：

带有固定接点的固定接触元件，

在第一端带有可与上述固定接点连接或分离的活动接点、在第二端附近具有一轴的活动接触元件，所述活动接触元件绕该轴转动，将所述活动接点移向所述固定接点或从该固定接点移开，并且

一消弧室容器，该消弧室容器具有多个壁，该多个壁包围所述活动接触元件和所述固定接触元件的一部分并限定所述消弧室容器的内部容积，

其特征在于：

所述固定接触元件中的一部分延伸穿过所述壁中的一个壁，该一个壁包括一个排气口，以使气体从所述消弧室容器的所述内部容积中排出，并且

所述消弧室容器的内部容积包括远离所述排气口的储压空间，用于储存由于所述活动接点与所述固定接点分离时产生的电弧而升起的具有温度和压力的气体、并中断流过所述活动接点和固定接点之间的气流，从而使该升起的具有温度和压力的气体从该排气口排出，

所述消弧室容器在与活动接触元件的旋转轴垂直的横截面上具有六边形状，该六边形状具有：一宽度c，该宽度c沿与所述活动接点转向固定接点和从固定接点离开的平面垂直的方向延伸；活动接点从所述固定接点分离的初始运动方向延伸的高度b；垂直于宽度和高度的方向延伸的长度a，并且a＞b＞c。

2.如权利要求1所述的回路断路器，其特征在于：

所述排气口和所述活动接触元件的所述旋转轴位于所述活动接点的相对侧，从而在储压空间中储存的气体穿过所述活动接点流向所述排气口，以帮助熄灭在所述固定接点和活动接点之间延伸的电弧。

3.如权利要求1所述的回路断路器，其特征在于，包括一导体部，该导体部可转动地保持上述活动接触元件并位于上述储压空间内。

4.如权利要求1所述的回路断路器，其特征在于：

在所述消弧室容器中，在所述固定接点附近，与所述排气口隔开并横穿从所述储压空间到所述排气口的气流，具有一相应的腔，该腔具有朝向所述固定接点的纵向开口。

5.如权利要求1所述的回路断路器，其特征在于，用有机系绝缘物形成消弧室容器。

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