JP2000173439A - 特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流遮断時において、放出されるアークの
伸長を抑制し、音響の発生を抑制し、ヒューズ筒の安全
性を一段と高める。 【解決手段】 ヒューズ端子７とリード線１３間に接続
するヒューズエレメント１４の外周を消弧チューブ２で
囲い而も同チューブの内周にはその略全長に渡って筒状
の消弧剤５、６を設ける。上記ヒューズエレメント１４
を大電流遮断時にリード線１３側からヒューズ端子７に
向かって順次加熱溶接溶融気化するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】、

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は放出形ヒューズ筒
に装着されて使用される特別高圧用並びに高圧用の放出
形ヒューズの改良に係り、特に通過電流のピーク（波高
値）を抑制して大電流遮断時にヒューズ筒から放出され
るアーク長、内圧上昇並びに音響等を極力制限しようと
する構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放出形の特別高圧用並びに高圧用
ヒューズは、ヒューズエレメントに使用する該エレメン
トの線径が一様な太さからなるため、通過電流が極めて
大きな大電流遮断時にはエレメントは一挙に加熱溶融さ
れ全長に渡り発弧する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため同ヒューズを
装着する放出形のヒューズ筒の放出端（放出口）から放
出するアークはそのアーク長が極めて長く、また大きな
音響を伴いさらに急激な内圧上昇によってヒューズ筒の
破裂を招来することがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記、大電
流遮断時における通過電流を極力抑制してヒューズ筒の
放出端より放出されるアーク長を短くし、音響の発生を
抑制し、さらに過度の急激な内圧上昇を制限するように
した放出形ヒューズを提案するもので、第１の発明は、
ヒューズ端子７とリード線１３間に接続するヒューズエ
レメント１４の外周を消弧チューブ２で囲い而も同チュ
ーブの内周にはその略全長に渡って筒状の消弧剤５、６
を設けた放出形のヒューズ１であって、上記ヒューズエ
レメント１４を大電流遮断時にリード線１３側からヒュ
ーズ端子７に向かって順次溶融気化するようにしたこと
を特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズを
提案するものである。

【０００５】また、第２の発明は、ヒューズ端子７とリ
ード線１３間に接続するヒューズエレメント１４の外周
を消弧チューブ２で囲い而も同チューブの内周にはその
略全長に渡って筒状の消弧剤５、６を設けた放出形のヒ
ューズ１であって、上記ヒューズエレメント１４は全長
に渡り大電流遮断領域Ｃを形成し、大電流遮断領域の内
のヒューズ端子７に近い方からリード線１３側に向かっ
て中電流遮断領域Ｂさらには過負荷電流遮断領域Ａを形
成すると共にさらに上記ヒューズエレメント１４の線径
をヒーズ端子７側からリード線１３に向かって順次細く
して、大電流遮断時に上記線径の細いエレメント側から
太い線径のエレメントに向かって順次溶融気化するよう
にしたことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形
ヒューズを提案するものである。

【０００６】また、第３の発明は、上記第１又は第２の
発明において、ヒューズ端子７とリード線１３間に接続
するヒューズエレメント１４の外周を消弧チューブ２で
囲う放出形のヒューズ１であって、上記消弧チューブ２
内に配置する消弧剤５、６は、クラフト紙からなる外筒
３とその内側に位置するテフロン等の耐熱性樹脂からな
る内筒４と、上記内筒４と外筒３との間隙に充填したホ
ウ酸粉末の消弧剤５を過負荷電流遮断領域を除くエレメ
ントの外周部分に適宜空間ａを介して設けると共にさら
に過負荷電流遮断領域の外周にはホウ酸粉末を筒状に固
形化した消弧剤６を上記空間ａよりさらに離間した状態
の空間ｂを存して配置したことを特徴とする特別高圧用
並びに高圧用放出形ヒューズを提案するものである。

【０００７】また、第４の発明は、上記第１又は第２又
は第３の発明において、消弧チューブ２の内筒４と外筒
３とで形成する空隙ｇに充填した粉末の消弧剤５の該空
隙からの脱落を防止するべく空隙の末端に位置して無機
質の塞栓１５を設けると共にさらに同栓の中央の貫通穴
１５ａにはヒューズエレメント１４を貫通させるように
したことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒ
ューズを提案するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６の実施例に基
づき本発明の実施の形態について説明する。１は特別高
圧用並びに高圧用の放出形ヒューズである。２は消弧チ
ューブであり、クラフト紙からなる外筒３と、外筒３内
に嵌挿したテフロン樹脂等の耐熱性、消弧性等を有する
内筒４と、外筒３と内筒４間の空隙ｇに例えば、バイブ
レーション注入によって充填されたホウ酸等の粉末から
なる消弧剤５とから構成されており、特に過負荷電流遮
断領域Ａに位置する消弧チューブ２はクラフト紙からな
る外筒３に対しその内部に筒形に成形した固形のホウ酸
からなる消弧剤６が設けられている。この固形の消弧剤
６はメチルセルローズからなるバインダーとホウ酸粉末
を重量比で１：１に配合し、混合した後、筒形に成形し
たものである。

【０００９】７は一端の円板状の端子部７ａを外側にし
てその接続部７ｂを消弧チューブ２内に挿入して同チュ
ーブの一方の開口端２ａを塞ぐように嵌装した銅等の導
電部材からなるヒューズ端子であり、同端子のチューブ
内の接続部７ｂに対しその接続部より若干細径の銅等か
らなるアーク引き延ばしエレメント９が接続され、この
アーク引き延ばしエレメント９に対しさらに細径のアー
ク引き延ばしエレメント１０が接続され、さらに同エレ
メント１０に対しそれよりさらに細径の主エレメント１
１が接続金具１２を介して撚り線からなるリード線１３
に対し接続されている。

【００１０】つまり、ヒューズエレメント１４は上記し
たようにアーク引き延ばしエレメント９、アーク引き延
ばしエレメント１０、主エレメント１１の直列接続から
なり、ヒューズ端子７から離れるにしたがってその線径
は段々に細くなっており、これにより大電流遮断時には
エレメントが主エレメント１１側からアーク引き延ばし
部９側に向かって順次溶断気化するように時間制御さ
れ、その中でアーク抵抗が高められ、動作後の過電圧が
抑制される。ちなみに定格電流２０Ａのヒューズにおい
ては、ヒューズ端子７側から同端子７の接続部７ｂが直
径４ｍｍであるのに対し、アーク引き延ばしエレメント
９には直径２ｍｍの銅線を使用し、アーク引き延ばしエ
レメント１０が直径１ｍｍの銅線を使用し、さらにエレ
メント末端の主エレメント１１には０．４ｍｍ〜０．６
ｍｍの銅−ニッケル線、ステンレス線、黄銅線等を適宜
使用している。

【００１１】上記において本実施例では主エレメントに
はシングル線（単線）を使用しているが、複合線の場合
でも実施可能である。なお、エレメント１４は、アーク
引き延ばしエレメント９から主エレメント１１までが大
電流遮断領域Ｃであり、またアーク引き延ばしエレメン
ト１０から主エレメント１１までが中電流遮断領域Ｂで
あり、さらに主エレメント１１が過負荷電流遮断領域Ａ
であり、また図５及び図６に示すようにエレメント１４
は消弧剤５、６に対し、主に過負荷電流遮断領域に対応
する主エレメント１１と消弧剤６の関係では両者の空間
ｂを比較的大きくして主エレメント１１が消弧剤６に不
用意に接触しないようにしているのに対し、主に大電流
遮断領域に対処するためのアーク引き延ばしエレメント
９、アーク引き延ばしエレメント１０と消弧剤５の関係
では両者の空間ａを上記空間ｂに比べて接近した状態に
配置して、大電流遮断時のアークにより消弧剤５から消
弧性ガスが発生し易くしている。

【００１２】１５はアーク引き延ばしエレメント１０と
主エレメント１１の境界付近に位置するようにして外筒
３に内挿される共にその中央に設けた貫通孔１５ａに上
記エレメント１０を貫通させるようにした無機質部材、
例えばセラミックスぺーパからなる塞栓であり、同栓１
５により上記外筒３と内筒４の空隙ｇに充填した消弧剤
５の脱落を防止すると共にさらにエレメント１０をその
中央の貫通穴１５ａに貫通させることにより、エレメン
ト１４の内筒の内壁（消弧剤）に対する不用意な接触を
防止するものである。

【００１３】図３乃至図４は本願発明の放出形ヒューズ
１を特別高圧カットアウト用の放出形ヒューズ筒１６に
装着した状態を示すもので、絶縁筒１７の上端に固着す
る上部電極１８の着脱自在な端子ネジ１９を一旦外した
後、リード線１３側を先にしてそのヒューズ端子７の端
子部７ａを上部電極１８の内段部１８ａに係止した状態
で上記端子ネジ１９を締め付けて再ネジ着すると共にさ
らにリード線１３を絶縁筒１７の下端の放出端１７ａよ
り筒外に一旦導出し、この導出したリード線１３を折り
返して絶縁筒１７の下部外周に固着する下部電極２４に
ビス２０により締着接続する構成である。２１はヒュー
ズ装着時においてヒューズエレメント１４に対し引き離
し用の張力を補助的に付与すると同時に例えば赤色等に
着色したり或いは夜間反射テープを貼着した表示筒２２
をヒューズ動作後に絶縁筒下端、つまり下部電極２４の
ネジ部２４ａに固着する絶縁カバー２３から後方へ突出
させて溶断状態を知らしめるためのコイルバネであり、
正常装着（平常通電）時は圧縮された状態にあり、拘束
された同バネ２１により表示筒２２はいつでも絶縁カバ
ー２３外へ飛び出しできるように付勢されている。２３
ａは絶縁カバー２３の係止部であり、表示筒２２の係止
部２２ａが表示動作時これに係止して過度の突出が突出
を規制する。

【００１４】次に遮断動作について説明する。 （大電流遮断時）短絡事故等により大電流がヒューズを
通過すると、通過電流によりエレメントがリード線１３
側の細径の主エレメント１１、アーク引き延ばしエレメ
ント１０、アーク引き延ばしエレメント９と順次アーキ
ングしながら溶融気化し、アークを持続発生させなが
ら、アークを長く引き延ばし、アーク抵抗を増し、これ
により通過する電流のピーク値（波高値）を低く抑制す
る。

【００１５】そしての限流（抑制）した状態で零値通過
時に遂に絶縁回復し、遮断するものである。この場合、
上記のごとくアーキングが持続しながら長く引き延ばさ
れるが、かかる場合にその全長に渡って設けた消弧剤か
ら多量の消弧性ガス（ホウ酸の場合は炭酸ガスや水蒸気
等）が発生してアークと乱流状態となり下端の放出端か
ら放出され、絶縁回復して消弧される。

【００１６】また、この際、上記の如く各エレメントは
一挙に発弧することなく順次発弧するため、発生する音
響も抑制される。さらに順次発弧によりヒューズ筒の急
激な内圧上昇も抑制されて特にヒューズ筒の機械的な補
強を必要としない。

【００１７】なお、２０ＫＶ用カットアウトの放出形ヒ
ューズ筒に装着し、定格電圧２０ＫＶ、定格電流２０
Ａ、遮断電流１２．５ＫＡ、単相遮断の試験条件下にお
いて行った試験結果について参考までに述べれば、従来
型の放出形ヒューズに比較して、本願発明の放出形ヒュ
ーズは通過電流のピーク値（波高値）が約１／２に抑制
され、アーク長が２．５ｍのものが０．７ｍに、遮断音
が約１／５程度に小さくなると共に柔らかい音になった
ことが観測されている。

【００１８】（過負荷遮断時）通過する電流が定格電流
の数倍程度の過負荷電流遮断の場合は、過負荷遮断領域
のエレメント１４が溶融発弧し、この場合、過負荷電流
遮断Ａが放出端１７ａに近接しているためアークは同ア
ークにより消弧剤６から発生するに消弧性ガスと共に直
ちに放出端より放出され、消弧される。遮断によりヒュ
ーズにより拘束されていた表示筒２２はその拘束が解か
れ、コイルバネ２１により絶縁カバー２３より後方に突
出してヒューズが溶断動作したことを表示する。この表
示動作は前記の大電流時の遮断でも後述の中電流時の遮
断でも同じである。

【００１９】（中電流遮断時）大電流と過負荷電流以外
の場合の遮断動作は上記大電流遮断時と過負荷遮断時の
両者の中間的な遮断動作となる。

【００２０】

【発明の効果】本願発明の特別高圧用並びに高圧用放出
形ヒューズは、請求項１及び２の発明においては、特に
大電流遮断領域の遮断時において、ヒューズエレメント
の溶断発弧がリード線側の細径のエレメントからヒュー
ズ端子側の太径のエレメントに向かって順次行われるよ
うにエレメントの発弧時間を制御するようにした結果、
アーク抵抗が大きくなって通過電流のピーク値（波高
値）が低く抑制され、そのためヒューズ筒の下端の放出
端から放出されるアークの伸長が極力抑制され、また、
音響の発生も制限され、さらにはヒューズ筒の急激な内
圧上昇も小さく抑制されて、大電流遮断時における放出
形ヒューズ筒の安全性を一段と高める事ができる。

【００２１】また、請求項３においては、過負荷電流遮
断領域の消弧チューブの内筒をテフロン等の耐熱性部材
を使用し且つエレメントを消弧剤からやや離間させて配
置した結果、常時通電時において、エレメントの接触に
より消弧チューブを焦がしたり、焼損したり或いは消弧
チューブに熱が奪われてヒューズの溶断特性が大きく変
化したりすることが防止される。また、大電流遮断領域
及び中電流遮断領域においては、消弧剤をエレメントに
接近させ且つ全長に渡って配置した結果、大電流遮断時
及び中電流遮断時のアーク発弧時にアークと消弧剤の接
触チャンスが増えて消弧性ガスの発生がし易くなり、ヒ
ューズの遮断性能を一段と高めることができる。

【００２２】また、請求項４においては、塞栓により内
筒と外筒の空隙からの消弧剤粉末の脱落を防止できるの
は勿論のこと、同栓により過負荷電流遮断領域付近にお
いて、エレメントを消弧チューブの消弧剤に対し接触し
難くしたため、消弧チューブに熱が奪われることも無く
安定した溶断特性が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の特別高圧用並びに高圧用の放出形ヒ
ューズの断面図。

【図２】図１において一部を分離した状態で示す拡大断
面図。

【図３】本願発明の放出形ヒューズを放出形ヒューズ筒
に装着した状態を示す断面図。

【図４】図３において一部を分離した状態で示す拡大断
面図。

【図５】図１におけるＸ−Ｘ断面図。

【図６】図１におけるＹ−Ｙ断面図。

【符号の説明】

１ 放出形ヒューズ ２ 消弧チューブ ３ 外筒 ４ 内筒 ５ 消弧剤 ６ 消弧剤 ７ ヒューズ端子 １３ リード線 １４ エレメント １６ 放出形ヒューズ筒 ａ 空間 ｂ 空間 ｇ 空隙 Ａ 過負荷電流遮断領域 Ｂ 中電流遮断領域 Ｃ 大電流遮断領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勉愛 愛知県大府市長草町深廻間35番地 日本高 圧電気株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 5G502 AA01 AA09 BA02 BB03 BE03 GG02 GG05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒューズ端子（７）とリード線（１３）
   間に接続するヒューズエレメント（１４）の外周を消弧
   チューブ（２）で囲い而も同チューブの内周にはその略
   全長に渡って筒状の消弧剤（５）、（６）を設けた放出
   形のヒューズ（１）であって、上記ヒューズエレメント
   （１４）を大電流遮断時にリード線（１３）側からヒュ
   ーズ端子（７）に向かって順次溶融気化するようにした
   ことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒュー
   ズ。
2. 【請求項２】 ヒューズ端子（７）とリード線（１３）
   間に接続するヒューズエレメント（１４）の外周を消弧
   チューブ（２）で囲い而も同チューブの内周にはその略
   全長に渡って筒状の消弧剤（５）、（６）を設けた放出
   形のヒューズ（１）であって、上記ヒューズエレメント
   （１４）は全長に渡り大電流遮断領域（Ｃ）を形成し、
   大電流遮断領域の内のヒューズ端子（７）に近い方から
   リード線（１３）側に向かって中電流遮断領域（Ｂ）さ
   らには過負荷電流遮断領域（Ａ）を形成すると共にさら
   に上記ヒューズエレメント（１４）の線径をヒューズ端
   子（７）側からリード線（１３）に向かって順次細くし
   て、大電流遮断時に上記線径の細いエレメント側から太
   い線径のエレメントに向かって順次溶融気化するように
   したことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒ
   ューズ。
3. 【請求項３】 ヒューズ端子（７）とリード線（１３）
   間に接続するヒューズエレメント（１４）の外周を消弧
   チューブ（２）で囲う放出形のヒューズ（１）であっ
   て、上記消弧チューブ（２）内に配置する消弧剤
   （５）、（６）は、クラフト紙からなる外筒（３）とそ
   の内側に位置するテフロン等の耐熱性樹脂からなる内筒
   （４）と、上記内筒（４）と外筒（３）との間隙に充填
   したホウ酸粉末の消弧剤（５）を過負荷電流遮断領域を
   除くエレメントの外周部分に適宜空間（ａ）を介して設
   けると共にさらに過負荷電流遮断領域の外周にはホウ酸
   粉末を筒状に固形化した消弧剤（６）を上記空間（ａ）
   よりさらに離間した状態の空間（ｂ）を存して配置した
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の特別高圧用並
   びに高圧用放出形ヒューズ。
4. 【請求項４】 消弧チューブ（２）の内筒（４）と外筒
   （３）とで形成する空隙（ｇ）に充填した粉末の消弧剤
   （５）の該空隙からの脱落を防止するべく空隙の末端に
   位置して無機質の塞栓（１５）を設けると共にさらに同
   栓の中央の貫通穴（１５ａ）にはヒューズエレメント
   （１４）を貫通させるようにしたことを特徴とする請求
   項１又は２又は３に記載の特別高圧用並びに高圧用放出
   形ヒューズ。