CN1716494A

CN1716494A - 断路器

Info

Publication number: CN1716494A
Application number: CNA2005100804390A
Authority: CN
Inventors: 佐藤朗史; 浅川浩司; 满重三弘; 高桥康弘; 山县秀人
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd; Fuji Electric Assets Management Co Ltd
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: CN1716494B; JP2006019113A; JP4466237B2; KR100944173B1; KR20060048733A

Abstract

本发明提供一种断路器，当增加消弧室的磁性板的块数且最上位磁性板变得比断开位置的可动触头前端高时，有效使用最上位磁性板。在消弧室(13)的多块磁性板(15)的两脚部内侧设置有具有从左右两侧将可动接点(9)的移动轨迹(28)覆盖的一对侧壁(21)的绝缘部件(20)，使断开位置的可动触头(5)的前端从绝缘部件(20)的侧壁(21)的上表面突出，并使侧壁(21)的磁性板(15)侧的上角部(21a)延伸至最上位的磁性板(15)附近。因此，可将转移到可动触头(5)前端的电弧推压到比左右侧壁(21)的间隔宽的外部空间，将从上角部(21a)逃逸的电弧引导到最上位的磁性板(15)上而良好地拉伸。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及用于低压电路的配线用断路器或者漏电断路器等断路器，特别涉及在电流切断时用来促使电弧电压上升的装置。

背景技术

图10示出了上述断路器的断路部的一般结构。在图10中，固定于未图示的盒1上的固定触头101在一端具有固定接点102，在另一端则一体形成有电源一侧的端子103。在固定接点102的附近设置有向着端子一侧倾斜向上的电弧滚环(arc runner)104。可动触头105在一端具有与固定接点102接触的可动接点106，另一端则通过轴107而可转动地连接到可转动地支持在盒上的未图示的可动触头保持器上。

消弧室108具有多块U字形的磁性板109，通过间隙而层积支持在未图示的绝缘物的支持体上，并配置成由磁性板109来包围可动接点106的移动轨迹。当电流断路时，在固定接点102和可动接点106之间会产生电弧110。就该电弧110而言，可以采用将其引入到磁性板109内进行分断、冷却，提高电弧电压的办法来进行消弧。对于这种断路器，例如在专利文献1中有所揭示。

专利文献1：(日本专利)特开昭60-72131号公报

发明内容

在上述断路器中，为了提高电弧电压以改善断路性能，有必要尽可能地增加消弧室的磁性板的块数。另一方面，为了有效地将所有的磁性板都用于电弧的分断，与磁性板的块数相对应的可动触头的断开距离是必须的，如图10所示，必须将在断开位置的可动触头的前端提高到比最上位的磁性板更高。因此，若磁性板的块数增加，则可动触头的断开距离也要增大，从而，开闭机构的变更以及断路器的外形尺寸的扩大就变为必须。若不改变可动触头的断开距离来增加磁性板的块数，则可动触头的前端变得比最上位的磁性板低，从而变成不能有效地使用最上位的磁性板。

在这样的情况下，如专利文献1所揭示的那样，虽然有在最上位的磁性板设置电弧转移部分的方法，但是，在断路电流为kA级的较小型的断路器的情况下，无论如何，若断路电流变大，则如图11所示那样，因为电弧变得难以弯曲，所以存在着难以向最上位的磁性板转移的问题。

本发明的目的在于：即使在增加消弧室的磁性板的块数以改善断路性能的情况下，也能够在抑制可动触头的断开距离的同时有效地使用最上位的磁性板。

为了解决上述课题，本发明的断路器包括：固定在盒上并且在一端具有固定接点的固定触头；在一端具有与上述固定接点接触的可动接点，另一端与可转动地支持在上述盒上的可动触头保持器连接的可动触头；以及消弧室，具有通过间隙而层积支持的多块U字形形状的磁性板，并配置成包围上述可动接点的移动轨迹的；通过将在电流切断时在上述固定接点和可动接点之间产生的电弧引入到上述消弧室的磁性板上来进行消弧，其中，将上述消弧室的磁性板层积在比断开位置的上述可动触头的前端更高的位置，另一方面，在上述磁性板的两脚部内侧设置有具有从左右两侧将上述可动接点的移动轨迹覆盖起来的一对侧壁的绝缘部件，而且，使断开位置处的上述可动触头的前端从上述绝缘部件的侧壁上表面突出，同时，使该侧壁的上述磁性板一侧的上角部一直延伸至最上位的上述磁性板的附近(第一方面的发明)。

对于第一方面的发明，在消弧室的磁性板的两脚部内侧，以从左右两侧将可动接点的移动轨迹覆盖起来的方式来配置绝缘部件的一对的侧壁。在该情况下，由于使断开位置的可动触头的前端从绝缘部件的侧壁上表面突出，所以就变成为可动接点一侧的电弧的发弧点可以迅速地转移到可动触头的前端上，此外，由于使绝缘部件的侧壁的磁性板一侧的上角部一直延伸到最上位的磁性板的附近，所以就变成为使得从该上角部挤压出来的电弧进入最上位的磁性板。

因此，即便是在增加磁性板的块数，将该磁性板层积到比断路位置的可动触头的前端更高的位置的情况下，也可以有效地使用最上位的磁性板，而且，因断开时的可动触头的前端位置变成为不会超过最上位的磁性板的高度而使得能够抑制断开距离。

在第一方面的发明中，优选与已使发弧点转移到断开位置的上述可动触头的前端的上述电弧，在通过上述磁性板而伸长、弯曲时的弯曲形状一致来形成上述绝缘部件的侧壁的轮廓(第二方面的发明)。因此，就可以使脱出绝缘部件的侧壁的电弧沿着侧壁的轮廓而弯曲，能够良好拉伸以提高电弧电压。

在第一方面的发明中，优选在上述绝缘部件的左右的侧壁，分别形成有从上述磁性板的两脚部将从其上表面突出的上述可动触头的前端遮挡起来的隔离壁，同时，将这些隔离壁彼此之间的间隔形成为比上述侧壁彼此之间的间隔宽(第三方面的发明)。

虽然来自磁性板的电磁力已作用到可动触头附近的电弧上，但是在断开位置处从由绝缘部件的侧壁上表面突出的可动触头的前端，若在其附近的磁性板的脚部点弧，则电磁力就不再作用到电弧上，同时，由于电流通过磁性板的脚部而流动，故电弧长度增长。若采用第三方面的发明，则由于要形成从磁性板的两脚部将从绝缘部件的侧壁上表面突出的可动触头的前端附近遮挡起来的隔离壁，所以可以防止在磁性板的脚部处的发弧。此外，在该情况下，由于要把隔离壁彼此间的间隔形成得比侧壁彼此间的间隔更宽，所以可以使电弧发弧点维持在可动触头的前端上而不会从隔离壁间被挤压出来。

在第一方面的发明中，优选在上述侧壁的上角部，以侧壁的间隔向着其前端慢慢变宽的方式而形成有倾斜面(第四方面的发明)。因此，就可以促进朝向最上位的磁性板的电弧的伸展。如果在侧壁的整个面上形成上述倾斜面，则效果更好。

在第一方面的发明中，优选在断开位置的上述可动触头的前端的与上述可动接点的相反一侧，设置有连接左右的上述侧壁的绝缘物的连接部(第五方面的分明)。因此，就可以在可动触头前端的电弧发弧点的背面一侧从侧壁连接部产生热分解气体，促进电弧向排气口一侧的伸展。

在第一方面的发明中，优选在最上位的上述磁性板的上表面，站立形成有电弧转移板(第六方面的发明)。因此，就可以使可动触头的前端与最上位的磁性板之间的电弧稳定，就可以确实地维持电弧全体的电压。

发明效果

若采用本发明，则即便是增加磁性板的块数，一直到最上位的磁性板为止都可以有效地使用而不会增大可动触头的断开距离，可以提高电弧电压而不会伴有开闭机构的变更以及断路器外形的扩大，从而可以实现断路性能的改善。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的断路器的纵截面图。

图2是图1的断路部的平面图。

图3是沿着图2的III-III线的截面图。

图4是图3中的绝缘部件的立体图。

图5是图3的断路部在开断开时的电弧状态的示意图。

图6是表示本发明的第二实施例的绝缘部件的立体图。

图7是表示本发明的第三实施例的绝缘部件的立体图。

图8是表示本发明的第四实施例的绝缘部件的立体图。

图9是表示本发明的第五实施例的绝缘部件的立体图。

图10是表示现有断路器的断路部的纵截面图。

图11是图10的断路部的断路电流大时的电弧的样子的说明图。

符号说明

3：固定触头，4：开闭机构，5：可动触头，6：固定接点，8：电弧滚环，9：可动接点，13：消弧室，14：支持体，15：磁性板，20：绝缘部件，21：侧壁，21a：侧壁上角部，28：移动轨迹，29：电弧，30：隔离壁，31：倾斜面，32：连接部，33：电弧转移板

具体实施方式

以下，基于图1～图9对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施例)

图1是三极断路器的中央极部分的主要部分的纵截面图。在图1中，在由盒1和盖2构成的绝缘容器内，构成有由固定在盒1上的固定触头3和通过开闭机构4来开闭驱动的可动触头5所构成的断路部。其中，虽然图中示出了中央极部分的断路部，但是，绝缘容器通过相间隔离壁而将内部划分成三相空间，在各空间内分别收容有各相的断路部。固定触头3在一端具有固定接点6，在另一端则一体形成有电源一侧的端子7。在固定触头3上，在固定接点6的附近安装有向着电源一侧(图的左侧)倾斜向上的电弧滚环8。另外，电弧滚环8也可以从固定触头3一体地削剪弯曲而形成。

可动触头5在一端具有与固定接点6接触的可动接点9，另一端则通过轴11可转动地连接到可转动地支持在盒1上的绝缘物的可动触头保持器10上，并通过由插入到与可动触头保持器10之间的扭转弹簧所构成的接触弹簧12而向着固定触头3进行推压。标号13代表消弧室，其由绝缘物的支持体14、以及以适当的间隙上下层积支持在该支持体14上的多块磁性板15所构成，磁性板15设置有使可动触头5通过的切口，并形成为U形形状。消弧室13被配置成由消磁板15来包围可动接点9的移动轨迹。

开闭机构4与可动触头保持器10连接，可动触头5通过可动触头保持器10并借助于开闭机构4来开闭驱动。在断路部的前方设置有电弧气体排出口16，该电弧气体排出口16由防止异物侵入的绝缘物的防护板17所封闭。

图2和图3表示的是断路部，图2是平面图，图3是沿着图2的III-III线的截面图。在图2和图3中，消弧室13的支持体14是用冲切成所要形状的纤维板而折弯形成为U字形，在其前壁的中央部分开设有方形的使电弧气体通过的通气窗18。磁性板15是用铁板冲切形成为U字形，在可动触头5通过的部分设置有切口19。该磁性板15通过左右两侧的突片而被铆接在支持体14上，在图示的情况下，磁性板15层积有比现有技术更多的块数(例如，相对于图11的现有例的七块，在图6中为十块)，最上位的磁性板15的位置比图3虚线表示的断开位置的可动触头5的前端高。消弧室13在图1中被载置在形成为与支持体14的下端面同一形状的盒1的底面上，并用盖2推压固定上端面。

这里，在消弧室13的内侧设置有绝缘部件20。图4表示的是绝缘部件20的立体图。绝缘部件20由聚酰胺、聚缩醛、聚酯等的树脂形成，具有左右一对的侧壁21。左右的侧壁21在下部通过连接部22(图3)而互相连接在一起。此外，在侧壁21的背面(图2的右侧)一体设置有向左右侧面伸出的后壁23，在其肩部形成有台阶部24。另一方面，在侧壁21的下面，如图4所示，分段形成有倾斜面25以及26，此外，还形成有突出部27。

如图2和图3所示，将绝缘部件20组合在消弧室13内，侧壁21与夹住磁性板15的切口19的脚部接触，后壁23与支持体14的背面接触。该绝缘部件20在将消弧室13安装到盒1上的状态(图1)下，突出部27与盒1底面的未图示的接受部嵌合而被定位，后壁23的台阶部24被支持体14的背面一侧的台阶部14a(图3)推压而固定。在该状态下，将绝缘部件20如后述那样载置在固定触头3的上边。

在图3中，固定触头3的安装有固定接点6的端部弯曲成日文字母“ヘ”字形并形成有倾斜面，在该倾斜面上安装有电弧滚环8。如图4所示，电弧滚环8的安装端部的两侧向左右突出，在该突出部的孔内插入有与固定触头3一体形成的左右两根铆钉，铆接加工其前端来与固定触头3结合。绝缘部件20如图3所示那样被载置于固定触头3的上面，侧壁21的倾斜面25与电弧滚环8的左右突出部接触，此外，侧壁21的倾斜面26(图4)在固定接点6的两侧与固定触头3的倾斜面接触。

在将上述消弧室13和绝缘部件20组装在盒1内的状态下，如图2所示，绝缘部件20的侧壁21在磁性板15的两脚部内侧从左右两侧来覆盖可动接点5的移动轨迹28(图3)。这里，在图3中，由虚线表示的在断开位置的可动触头5的前端，在从绝缘部件20的侧壁21的上面突出的同时，在侧壁21的磁性板15的纵深侧(图3的左侧)上角部21a延伸至最上位的磁性板15的附近。

在图示断路器中，若短路电流那样的较大电流流动，则在固定接点6与可动接点9之间，由集中电流产生的电磁排斥力就会起作用，可动触头5抵抗接触弹簧12而断开。在可动触头5断开的同时，如图5所示，在固定、可动接点6、9之间会产生电弧29。产生的电弧29，通过由磁性板15产生的电磁力以及借助于电弧热所发生的热分解气体从配置在接点6、9的两侧的侧壁21向电弧气体排出口16(图1)流动的气体流，而在磁性板15的纵深侧被驱动。被驱动的电弧29，在固定触头3侧的发弧点从固定接点6向电弧滚环8转移的同时，而进入层积的磁性板15的下侧的数块之间。其中，对于因电磁排斥力而断开的可动触头5来说，通过由基于来自过电流外引装置的外引信号的开闭机构4的动作来进行旋转驱动的可动触头保持器10而保持在断开位置上。

另一方面，可动触头5的发弧点也相同，向着图5的左上伸展、弯曲，进入到最上位的磁性板15内，使得在从可动接点9转移到可动触头5的前端的同时，夹持在侧壁21的上角部21a间的电弧29的区间被推压到比上角部21a的间隔更宽的外侧空间。此外，在磁性板15的纵深侧，侧壁21的轮廓形成为与电弧29从可动触头的前端通过最上位的所述磁性板在与电弧滚环8之间伸长、弯曲时的弯曲形状相一致，在上角部21a的下侧，电弧29也向着图5的左侧伸展、弯曲，使得被推压到广阔空间。其结果，电弧全体进入磁性板15之间，并在它们之间被分断、弯曲，并使电弧电压上升。在该情况下，可动触头5的前端的发弧点由于已经从侧壁21之间的狭窄空间脱离，所以难以返回到可动接点9上，能够稳定地维持电弧29的弯曲形状，此外可动接点9的消耗也较少。

(第二实施例)

图6表示的本发明的第二实施例的绝缘部件的立体图。在图6中，在绝缘部件20的左右侧壁21上分别一体形成有从磁性板15的两脚部将从其上表面突出的断开位置的可动触头5的前端附近遮挡起来的隔离壁30，这一点与图5不同。此外，隔离壁30比侧壁21薄，隔离壁30的相互间隔比侧壁21的相互间隔宽。

如图5所示，在电弧29转移到可动触头5的前端上时，若在其附近的磁性板15的脚部电弧29发弧，则除了打算将电弧29引入到磁性板15的纵深的电磁力减小之外，由于电流要通过磁性板15的臂流动，所以电弧长度变短，电弧电压降低。在本第二实施例中，由于在绝缘部件20的侧壁21上形成有隔离壁30，所以可动触头5的前端附近的电弧29在隔离壁30处被磁性板15的脚部所遮挡，电弧29向着不会在磁性板15上发弧的最上位的磁性板15伸展、弯曲。

(第三实施例)

图7表示的是本发明的第三实施例的该绝缘部件的立体图。在图7中，在侧壁21的上角部21a，以侧壁21的相互间隔向着其前端渐渐变宽的的方式而形成有倾斜面31，这一点与图5不同。若采用本第三实施例，则能够更加圆滑地诱导向着最上位的磁性板15的电弧的伸展。若向着磁性板15的纵深而在整个面上形成侧壁21的倾斜面，则更为有效。

(第四实施例)

图8表示的是本发明的第四实施例的绝缘部件的立体图。在图8中，在与断开位置的可动触头5的前端的可动接点9相反一侧设置有连接左右侧壁21的绝缘物的连接部32，这一点与图5不同。若采用第四实施例，则由于会从在可动触头5的前端发弧的电弧的背后的连接部32发生热分解气体，所以能够促进电弧向电弧气体排气口一侧伸展。连接部32虽然理想的是与绝缘部件20一体形成，但是也可以装设各自独立的构件。

(第五实施例]

图9表示的是本发明的第五实施例的断路部的纵截面图。在图9中，在最上位的磁性板15的上表面站立形成有电弧转移板33，这一点与图5不同。图示的电弧转移板33虽然是作为各自独立的构件而与磁性板15结合，但是，也可以用磁性板15一体削剪弯曲而形成。若采用本实施例，则由于要在最上位的磁性板15上设置电弧转移板33，而使得在可动触头5的前端与电弧转移板33之间的电弧29稳定，所以全体的电弧电压的维持变得良好。

Claims

1.一种断路器，其特征在于：

包括：固定在盒上并且在一端具有固定接点的固定触头；在一端具有与所述固定接点接触的可动接点，另一端与可转动地支持在所述盒上的可动触头保持器连接的可动触头；以及消弧室，具有通过间隙而层积支持的多块U字形形状的磁性板，并配置成包围所述可动接点的移动轨迹；通过将在电流切断时在所述固定接点和可动接点之间产生的电弧引入到所述消弧室的磁性板上来进行消弧，其中，

将所述消弧室的磁性板层积在比断开位置的所述可动触头的前端更高的位置，另一方面，在所述磁性板的两脚部内侧设置有具有从左右两侧将所述可动接点的移动轨迹覆盖起来的一对侧壁的绝缘部件，而且，使断开位置处的所述可动触头的前端从所述绝缘部件的侧壁上表面突出，同时，使该侧壁的所述磁性板一侧的上角部一直延伸至最上位的所述磁性板的附近。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

与已使发弧点转移到断开位置的所述可动触头的前端的所述电弧，在通过所述磁性板而伸长、弯曲时的弯曲形状一致来形成所述绝缘部件的侧壁的轮廓。

3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

在所述绝缘部件的左右的侧壁，分别形成有从所述磁性板的两脚部将从其上表面突出的所述可动触头的前端遮挡起来的隔离壁，同时，将这些隔离壁彼此之间的间隔形成为比所述侧壁彼此之间的间隔宽。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

在所述侧壁的上角部，以侧壁的间隔向着其前端慢慢变宽的方式而形成有倾斜面。

5.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

在断开位置的所述可动触头的前端的与所述可动接点的相反一侧，设置有连接左右的所述侧壁的绝缘物的连接部。

6.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：

在最上位的所述磁性板的上表面，站立形成有电弧转移板。