JP2001006519A - 三極連動ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強制短絡方式による三相同時遮断により、三
相三線式配電線路及び三相四線式配電線路における欠相
保護及び異常電圧保護を図り得るとともに、構造の簡素
化、全体の小型化並びにコストダウンを達成し得る三極
連動ヒューズを提供する。 【解決手段】 三対の接続端子１、２間に接続した抵抗
板３を部分的に屈曲して互いに近接配置し、この屈曲部
５に小孔５ａを形成して定格電流に合った断面積を有す
る溶断部とする。この小孔５ａに軸部４ａを挿通して低
融点金属で抵抗板３に固着した短絡子４を設け、この短
絡子４の拡大頭部４ｃが他相の短絡子４の拡大頭部４ｃ
と接触する方向の弾発力を短絡子４に付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、三相三線式や三
相四線式など、地中又は架空低圧配電線路の保護に用い
られるヒューズに関するもので、特に欠相保護用あるい
は異常電圧保護用として用いられる三極連動ヒューズに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、三相三線式や三相四線式
など、低圧配電線路の保護に用いる三相ヒューズとし
て、一相が溶断した場合に他相を同時に溶断する二相連
動式の欠相保護用ヒューズを特公平５−３０８９号にお
いて提供した。

【０００３】また、特公平５−６８０５０号において
は、三相三線式配電線路及び三相四線式配電線路の欠相
保護用及び異常電圧保護用の三相ヒューズとして三相連
動式のヒューズを提供した。この三相連動式のヒューズ
では、三相四線式配電線路を保護する場合、２本の二相
連動式ヒューズ或いは二相連動式ヒューズエレメントを
用い、相を入れ替えて直列に接続する方式を採用してい
た。

【０００４】さらにまた、特公平６−４８６１５号にお
いては、三相三線式配電線路及び三相四線式配電線路に
共通して使用し得るヒューズとして、一相が溶断した場
合に、他の二相も同時に溶断する三相同時遮断ヒューズ
を提供した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記三相連動式のヒュ
ーズは、三相四線式配電線路を保護する場合、２本の二
相連動式ヒューズ或いは二相連動式ヒューズエレメント
を用いなければならない難点があった。

【０００６】また、これを改良した上記三相同時遮断ヒ
ューズは、一相に過電流が流れた場合、二相を強制的に
短絡することにより三相を同時遮断するようにしたもの
であるが、三相を強制的に短絡させる手段として、各相
の抵抗板を軸として回動可能な導電性アームを設け、こ
の導電性アームの軸支部を低融点金属で抵抗板に固着す
るとともに、導電性アームに他相と接触する方向に回動
する弾発力を付与していた。しかしながら、各相の抵抗
板に導電性アームを設けた場合、必然的に構造が複雑と
なり、またヒューズ全体が大型化する難点があり、コス
トアップ要因にもなっていた。

【０００７】そこで本発明の目的とするところは、強制
短絡方式による三相同時遮断により、三相三線式配電線
路及び三相四線式配電線路における欠相保護及び異常電
圧保護を図り得るとともに、小型化並びにコストダウン
を達成し得る三極連動ヒューズを提供するところにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では特に強制短絡方式を改良した三極連動ヒ
ューズを提供したものである。すなわち、本発明の三極
連動ヒューズは、三対の接続端子間に接続した抵抗板を
部分的に屈曲して互いに近接配置すると共に、この屈曲
部に小孔を形成して定格電流に合った断面積を有する溶
断部となし、この小孔に軸部を挿通して低融点金属で抵
抗板に固着してなる短絡子を設け、この短絡子の拡大頭
部が他相の短絡子の拡大頭部と接触する方向の弾発力を
短絡子に付与したことを特徴としている。短絡子に弾発
力を付与する手段としては、板バネなどを使用して軸部
端部から弾発力を付与する構成も考えられるが、短絡子
の拡大頭部と抵抗板との間に圧縮コイルバネを装着する
構成が装置の小型化、コストダウンの点から好ましい。

【０００９】上記のように構成した三極連動ヒューズ
は、例えば１００００Ａ以上の大電流域の事故電流が流
れた場合、抵抗板が小孔を形成した溶断部において発弧
し、近接配置した抵抗板間で三相短絡を起し、大きなア
ークエネルギーによって他の二相の抵抗板を瞬時に溶断
させ三極連動遮断する。

【００１０】また、１００００Ａ以下の中小電流域で
は、短絡子を固着している低融点金属が溶融し、付与さ
れた弾発力によって短絡子が移動して拡大頭部が他の短
絡子の拡大頭部と接触して三相短絡を起し、ヒューズ二
次側のインピーダンスがなくなるため大きな三相短絡電
流が流れ、三相の抵抗板を瞬時に溶断して三極連動遮断
する。

【００１１】すなわち、大電流域では、一相の抵抗板の
溶断発弧時に近接配置した他相の抵抗板とアーク放電に
よって三相短絡を起し、ほぼ同時に溶断させる方式と
し、中小電流域では、短絡子を動作させ、他の短絡子と
接触させて三相短絡を起し、三相短絡電流を流すことに
よって三相の抵抗板を溶断させる方式としたものであ
る。 中小電流域で強制短絡を起させる短絡子は、拡大
頭部と軸部を有し、軸部を抵抗板の小孔に挿通して低融
点金属で固着する構成であるから、従来のように各相の
抵抗板を軸として回動可能な導電性アームを設ける構成
に比し、構造の簡素化、大幅な小型化、コストダウンを
図ることができる。

【００１２】小電流域の事故電流が流れ、ヒューズ内部
での三相短絡電流も小さい場合、短絡子が移動して他の
短絡子と接触して三相短絡電流が流れても、アークエネ
ルギーが小さいため、アーク放電が継続し難いが、本発
明では溶断部を互いに近接配置し、アーク放電をより継
続しやすくしている。さらにアーク放電が継続せず消弧
して三相分の抵抗板を溶断できないことも考えられる
が、本発明では、抵抗板に小孔を形成して溶断部として
いるので短絡子移動後の断面積が小さくなり、ジュール
熱によって抵抗板が発弧し、この金属ガスで再びアーク
放電が発生する構成となっている。また、この溶断部を
互いに近接配置しているため抵抗板発弧時のアーク放電
も継続し易く、三相分の抵抗板が溶断に至るまでアーク
放電が継続される。

【００１３】アーク放電は、電磁力によりヒューズ二次
側に移行するが、抵抗板を二次側近傍において屈曲し、
他の部分よりさらに近接配置した構成とすれば、アーク
放電が継続しやすく小電流域においても三極連動遮断が
確実となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。

【００１５】図１は、本発明に係る三極連動ヒューズの
要部をなす三極連動ヒューズエレメントの一実施形態を
示す斜視図で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれも、両端の接
続端子１、２間に同一構成のヒューズエレメントを接続
している。一本のヒューズエレメントは、図２及び図３
に示す通り、両端の接続端子１、２間に接続した抵抗板
３と、この抵抗板３に固着した短絡子４で構成されてい
る。抵抗板３は図示の通り、略Ｕ字状の屈曲部５を有
し、この屈曲部５に小孔５ａを形成して定格電流に合っ
た断面積を有する溶断部を構成している。短絡子４は前
記小孔５ａに挿通する軸部４ａと、抵抗板３上に着座す
る座部４ｂと、拡大頭部４ｃからなり、座部４ｂにおい
て抵抗板３に低融点金属で固着されるとともに、座部４
ｂに圧縮コイルバネ６を装着して拡大頭部４ｃが突出す
る方向の弾発力を付与している。

【００１６】各々接続端子１、２間に接続した３本のヒ
ューズエレメントは、図１に示す通り、抵抗板３の屈曲
部５及び短絡子４の拡大頭部４ｃを内側にして１２０°
ずつずらせて近接状態に配置されている。従って、一相
の抵抗板３が溶断部で発弧すれば、近接配置した他の二
相の抵抗板３との間で三相短絡を起し三極連動遮断され
易くなっている。また、一相の短絡子４の低融点金属が
溶融し、付与された弾発力によって拡大頭部４ｃが突出
すると他の二相の短絡子４の拡大頭部４ｃと接触して三
相短絡電流を流し、三相の抵抗板３を瞬時に溶断する。

【００１７】三極連動ヒューズは、変圧器二次側端子あ
るいは低圧分岐箱の分岐端子に接続して使用されるが、
ヒューズ一次側の電線亘長の大小、すなわち、変圧器二
次側端子に接続使用され亘長が小の場合、低圧分岐箱の
分岐端子に接続使用され亘長が大の場合のいずれかと、
ヒューズ二次側の故障点までの電線亘長との関係におい
て事故電流の大きさ及びヒューズ内部での三相短絡電流
の大きさが次表の通り異なるため、実際の低圧配電線路
における三極連動動作はそれぞれにおいて若干動作状態
を異にする。

【００１８】

【表１】 ＜プロセス１の場合＞三相のヒューズエレメントのいず
れかに過電流が流れると、抵抗板３が溶断部において発
弧し、発生した金属ガスによって近接配置した他の二相
の抵抗板３との間で三相短絡を起し、三相短絡電流によ
って他の二相の抵抗板も瞬時に溶断させ、三極連動遮断
が行われる。

【００１９】＜プロセス２の場合＞三相のヒューズエレ
メントのいずれかに過電流が流れると、短絡子を固着し
ている低融点金属が溶融し、圧縮コイルバネが作用して
短絡子を移動させ拡大頭部が他の短絡子の拡大頭部と接
触する。これによって、ヒューズ二次側のインピーダン
スがなくなり、大きな三相短絡電流が流れ、アーク放電
に移り、その大きなアークエネルギーによって三相の抵
抗板を瞬時に溶断して三極連動遮断する。

【００２０】＜プロセス３の場合＞三相のヒューズエレ
メントのいずれかに過電流が流れると、短絡子を固着し
ている低融点金属が溶融し、圧縮コイルバネが作用して
短絡子を移動させ拡大頭部が他の短絡子の拡大頭部と接
触する。これによってヒューズ二次側のインピーダンス
がなくなるが、三相短絡電流が小さいためそのアークエ
ネルギーは小さい。このため三相の抵抗板は瞬時に溶断
しないため、溶断に至るまでアーク短絡を継続させる必
要がある。しかし、ヒューズ内部での三相短絡電流と事
故電流の差がほとんどないため、アーク抵抗が存在する
方には電流が流れず、ヒューズ二次側に電流が流れるこ
ととなる。しかるに本発明品では、短絡子が作動するこ
とにより抵抗板の断面積が減少するため、抵抗板はすぐ
に発弧し、このアークエネルギーによって三極連動遮断
に至る。

【００２１】短絡子が動作した抵抗板の発弧時、発弧位
置が一次側の接続端子外周を囲繞するガラス製の一次側
絶縁筒に近いと、絶縁筒内部に溶け込んだ時点でアーク
放電が継続しなくなる場合も考えられる。従って、抵抗
板に形成する小孔の位置を二次側端子寄りとしておけ
ば、アーク放電を継続させやすい。

【００２２】＜プロセス４の場合＞三相のヒューズエレ
メントのいずれかに過電流が流れると、短絡子を固着し
ている低融点金属が溶融し、圧縮コイルバネが作用して
短絡子を移動させ拡大頭部が他の短絡子の拡大頭部と接
触する。これによってヒューズ二次側のインピーダンス
がなくなるが、三相短絡電流が小さいためそのアークエ
ネルギーは小さい。このため三相の抵抗板は瞬時に溶断
しないため、溶断に至るまでアーク短絡を継続させる必
要がある。しかるに、本発明品においては、短絡子に拡
大頭部を設けることにより短絡子の金属量を増やしてい
るため、金属ガスの発生量が多くアーク短絡の持続が容
易であり、近接配置された抵抗板も持続されたアーク放
電によって溶断し三極連動遮断に至る。なお、アーク放
電は電磁力によりヒューズ二次側に移行するが、図４に
示す通り、各抵抗板３を二次側近傍において屈曲し、他
の部分よりさらに近接配置した屈曲部５ａを設ける構成
をとれば、より一層アーク放電を継続させやすくなり、
確実な三極連動遮断が得られる。

【００２３】また、抵抗板に形成する小孔の位置を二次
側端子寄りとしておけば、アークを継続させやすい点も
プロセス３の場合と同様である。

【００２４】図５は、図４のヒューズエレメントを使用
した三極連動ヒューズの全体図を示すもので、図６の分
解斜視図も参照して説明すると、抵抗板３と短絡子４か
らなるヒューズエレメントはガラス製の消弧筒７内に納
められ、スポンジ状のシリコン樹脂製の筒止め８を両端
部に嵌めてポリカーボネート製の外筒９内に納めた上、
不飽和ポリエステル樹脂製の回り止め１０を外筒端部に
内装着し、ポリカーボネート製の外筒キャップ１１を外
筒端部に螺合することにより各部を固定する。

【００２５】回り止め１０には仕切壁１２ａを有する銅
製の圧縮スリーブ１２が固着され、内方筒部には前記接
続端子１、２が圧縮接続され、外方筒部にはリード線１
３が圧縮接続される。なお、圧縮スリーブ１２の内方筒
部は回り止め１０の端面からやや外方に引込めて取り付
けられており、内方から接続端子外周を囲繞するガラス
製の絶縁筒１４の端部が挿入されてシリコンで接着固定
されている。

【００２６】外筒キャップ１１の外側にはポリカーボネ
ート製のモールド外被１５が溶剤を使用して接着一体化
され、ウレタン系樹脂のモールド剤１６を充電部に充填
している。

【００２７】

【発明の効果】以上説明の通り、本発明の三極連動ヒュ
ーズは、大電流域では、一相の抵抗板の溶断発弧時に近
接配置した他相の抵抗板と三相短絡を起してほぼ同時に
溶断させる方式とし、中小電流域では、短絡子を動作さ
せ、他の短絡子と接触させて三相短絡を起し、三相短絡
電流を流すことによってアーク放電により三相の抵抗板
を溶断させる方式としたもので、強制短絡方式による三
相同時遮断により、三相三線式配電線路及び三相四線式
配電線路における欠相保護及び異常電圧保護を図り得た
のである。

【００２８】また、本件出願人が特公平６−４８６１５
号において既に提供している三相同時遮断ヒューズにお
いては、その構造上、必然的に構造が複雑となり、ヒュ
ーズ全体が大型化する難点があり、コストアップ要因に
もなっていたのであるが、本発明によれば、抵抗板の発
弧開始点となる小孔に軸部を挿入して低融点金属で固着
し、拡大頭部が他相の拡大頭部と接触する方向の弾発力
を付与した構成としたので、構造が極めて簡素化され、
ヒューズ全体の小型化はもちろん、コストダウンも図り
得たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る三極連動ヒューズの要部をなす三
極連動ヒューズエレメントの一実施形態を示す斜視図。

【図２】同実施形態における一本のヒューズエレメント
と接続端子の正面図。

【図３】同ヒューズエレメントの圧縮コイルバネを取り
除いた状態の正面図。

【図４】三極連動ヒューズエレメントの他の実施形態を
示す正面図。

【図５】同ヒューズエレメントを使用した三極連動ヒュ
ーズの全体構成を示す断面図。

【図６】同三極連動ヒューズの分解斜視図。

【符号の説明】

１、２…接続端子 ３…抵抗板 ４…短絡子 ４
ａ…軸部 ４ｂ…座部 ４ｃ…拡大頭部 ５…屈曲部 ５ａ
…小孔 ６…圧縮コイルバネ ７…消弧筒 ８…筒止め
９…外筒 １０…回り止め １１…外筒キャップ １２…圧縮
スリーブ １２ａ…仕切壁 １３…リード線 １４…絶縁筒 １５…モールド外被 １６…モールド剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 淳二 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 佐野 勝俊 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 伊藤 隆治 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 小林 敏行 大阪市中央区本町３丁目２番６号 大阪ヒ ューズ株式会社内 (72)発明者 山口 洋史 大阪市中央区本町３丁目２番６号 大阪ヒ ューズ株式会社内 (72)発明者 辻野 晶司 大阪市中央区本町３丁目２番６号 大阪ヒ ューズ株式会社内 Ｆターム(参考） 5G502 AA01 BA02 BB19 GG02 GG09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三対の接続端子間に接続した抵抗板を部
   分的に屈曲して互いに近接配置すると共に、この屈曲部
   に小孔を形成して定格電流に合った断面積を有する溶断
   部となし、この小孔に軸部を挿通して低融点金属で抵抗
   板に固着してなる短絡子を設け、この短絡子の拡大頭部
   が他相の短絡子の拡大頭部と接触する方向の弾発力を短
   絡子に付与してなる三極連動ヒューズ。
2. 【請求項２】 短絡子の拡大頭部と抵抗板との間に圧縮
   コイルバネを装着してなる三極連動ヒューズ。
3. 【請求項３】 抵抗板に形成する小孔の位置を二次側端
   子寄りとした請求項１又は２記載の三極連動ヒューズ。
4. 【請求項４】 抵抗板を二次側近傍において屈曲し、他
   の部分よりさらに近接配置してなる請求項１、２又は３
   記載の三極連動ヒューズ。