JP2004055148A - Arc extinguishing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開路時、固定電極と可動電極との間に発生するアークを消弧する消弧装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の消弧装置としては、例えばグリッド式消弧装置が知られている。このグリッド式消弧装置は可動電極の移動方向に沿うように所定間隔毎に積層された複数のグリッドを備えている。このグリッドは可動電極を通過可能としたU字状又はV字状の切欠部が形成されている。各グリッドは絶縁性を有する支持部材により固定電極側に支持されている。
【0003】
開路時、固定電極と可動電極との間にアークが発生すると、このアーク柱の周囲にはグリッドの存在により片寄った磁束分布が発生する。すると、アークはグリッドの切欠部の奥の方へ駆動される。このため、アークは引き伸ばされると共に各グリッドにより分断され、陽極・陰極降下及び冷却等が有効に作用して、アーク電圧が急激に高められて消弧が完了する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の開閉器の消弧装置には、次のような問題があった。即ち、グリッド式消弧装置で遮断性能を向上させるためには当該消弧装置を大型化するしかなく、これに伴って開閉器本体も大型化せざるを得なかった。そして、グリッド消弧装置を大型化することなく小スペースで遮断性能を向上させることは困難であった。
【0005】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、大型化を抑制しつつ遮断性能を向上させることができる消弧装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、可動電極を通過可能とした切欠部を有する複数のグリッドを所定間隔毎に積層し、固定電極から離間した可動電極を各グリッドの切欠部中央付近を順次通過させることにより両電極間に発生したアークを引き伸ばすと共に分断して消弧するようにした消弧装置において、前記各グリッドをアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように各グリッドを一体的に移動させるように構成したことを要旨とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、開路時、固定電極と可動電極との間に発生したアークを固定電極側に固定された消弧室内において消弧するようにした消弧装置において、前記消弧室の外部には前記アークを引き付けるアーク誘引手段を設けると共に当該アーク誘引手段をアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するようにアーク誘引手段を移動させるように構成したことを要旨とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、開路時、固定電極と可動電極との間に発生したアークを固定電極側に設けられた消弧室内において消弧するようにした消弧装置において、前記消弧室をアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成すると共に当該消弧室をアークが引き伸ばされるのと同期追従するように移動させるようにし、前記消弧室にはアークを引き付けるアーク誘引手段を設けたことを要旨とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の消弧装置において、前記アーク誘引手段は前記消弧室を配置可能とした切欠部を有する複数のグリッドを備え、各グリッドの切欠部内には消弧室を配置し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って、各グリッドは前記消弧室の外面に沿うように且つ一体的に移動するように構成したことを要旨とする。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の消弧装置において、前記アーク誘引手段は、前記消弧室に対して一体回動可能に固定された複数のグリッドであることを要旨とする。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、固定電極から離間した可動電極が各グリッドの切欠部中央付近を順次通過することにより両電極間に発生したアークは引き伸ばされると共に分断されて消弧される。また、前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように、各グリッドはアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ一体的に移動する。アークは各グリッドに引き付けられながら引き伸ばされるので、アークの引き伸ばし距離が増大する。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように、アーク誘引手段はアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。消弧室内において、アークはアーク誘引手段側に引き寄せられながら引き伸ばされ、消弧される。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように、消弧室はアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。アークはアーク誘引手段側に引き寄せられながら引き伸ばされ、消弧される。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、請求項2に記載の消弧装置の作用に加えて、可動電極の開路方向への移動に伴って、各グリッドは消弧室の外面に沿うように移動する。両電極間に発生したアークは各グリッドに発生した磁界の作用により各グリッドの切欠部奥側へ引き寄せられ、消弧室における各グリッドの切欠部奥側の内壁面に沿うようにして引き伸ばされながら消弧される。
【0014】
請求項5に記載の発明によれば、請求項3に記載の消弧装置の作用に加えて、可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように、消弧室はアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。各グリッドは消弧室と一体移動する。このため、両電極間に発生したアークは各グリッドの切欠部奥側へ駆動されながら消弧室により包み込まれる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を開閉器の消弧装置に具体化した第1実施形態を図1〜図6に従って説明する。
【0016】
図1に示すように、開閉器11の本体ケース12の互いに対向する両側壁には電源側ブッシング13及び負荷側ブッシング14が3相各相毎(図1では1相分のみ示す。)に互いに対向するように貫通支持されている。電源側ブッシング13の内端部には導電棒15が突設されており、同導電棒15には固定電極16が固定されている。また、電源側ブッシング13の内端側外周面には、1対のピン17,17が互いに反対側に位置するように突設されている。負荷側ブッシング14の内端部には導電棒18が突設されており、同導電棒18には軸19を介して可動電極20の基端部が回動可能に支持されている。可動電極20は1枚の平板状の接触刃から構成されている。
【0017】
一方、本体ケース12内の上部には、複数のリンク等からなるリンク機構(図示略)を介して本体ケース12外部の操作ハンドル(図示略)に作動連結された回動軸21が設けられており、同回動軸21にはレバー22が一体回動可能に固定されている。レバー22の先端には駆動リンク23の一端が回動可能に連結されており、同駆動リンク23の他端は可動電極20の中央付近に回動可能に連結されている。また、前記レバー22の先端には作動リンク24の一端が回動可能に連結されている。
【0018】
従って、前記操作ハンドルの開閉操作に伴って、可動電極20は前記リンク機構、回動軸21、レバー22及び駆動リンク23を介して軸19を支点として図2に示す投入位置と図4に示す開放位置との間を移動する。尚、本体ケース12の内底面に沿うように大地間バリヤBが配設されている。
【0019】
(消弧装置)
図2に示すように、本体ケース12内において、電源側ブッシング13の内端側にはグリッド式消弧装置30が設けられている。グリッド式消弧装置30は所定間隔毎に積層された複数枚(本実施形態では3枚)のグリッド31を備えており、各グリッド31はそれぞれ支持部材32により一括して支持されている(図5参照)。
【0020】
図6に示すように、グリッド31は鋼材等の磁性体によりコの字板状に形成されている。グリッド31の先端縁(図6における下端縁)には可動電極20を通過可能とした切欠部33が形成されており、同切欠部33の最奥部中央にはV字状の切欠34が形成されている。切欠34は切欠部33内を通過する可動電極20の先端部にそれぞれ対向するように配置されている。グリッド31の両側縁における基端側には、それぞれ一対の突起35,35が形成されている。
【0021】
図6に示すように、支持部材32は絶縁性を有する合成樹脂材料により平面コの字状に形成されており、同支持部材32の互いに対向する側壁には、2つを1組とする複数組(本実施形態では3組)のグリッド支持孔32aが各グリッド31の配置間隔と同じ間隔で形成されている。各グリッド支持孔32aにはそれぞれ前記グリッド31の両突起35,35が内側から係合している。
【0022】
図5に示すように、支持部材32の互いに対向する側壁の外面中央付近には、それぞれ長短2つのピン32b,32cが突設されている。両ピン32b,32cにはそれぞれ連結リンク36,36の一端が回動可能に連結されており、両連結リンク36,36の他端はそれぞれ前記両ピン17,17に回動可能に連結されている。また、ピン32bには前記作動リンク24の他端が回動可能に連結されている。
【0023】
従って、操作ハンドルによる開路操作に連動して、グリッド式消弧装置30は前記リンク機構、回動軸21、レバー22及び作動リンク24を介してピン17,17を支点として下方へ移動すると共に、ピン32b,32cを支点として図2における右方向へ回動する。
【0024】
(実施形態の作用)
次に、前述のように構成した消弧装置の作用について説明する。
図2に示すように、開路時において、前記操作ハンドルが開路操作されると、回動軸21を介してレバー22が左回動する。これに伴って、駆動リンク23は下方へ移動され、可動電極20が軸19を中心に左回動する。図3に示すように、可動電極20が固定電極16から離間すると、両電極16,20間にはそれぞれアークが発生する。
【0025】
図6に示すように、このアーク柱の周囲にはグリッド31の存在により片寄った磁束分布が発生する。可動電極20の遠心力とフレミング左手の法則に基づいてグリッド31に発生する電磁力とにより、アークはグリッド31における切欠部33の奥の方(図6における矢印方向)へ駆動され、切欠34に集中する。このため、図3に示すように、可動電極20の開路方向への移動(図3における左回動)に伴って、アークは引き伸ばされると共に各グリッド31により分断され、陽極・陰極降下及び冷却等が有効に作用して、アーク電圧が急激に高められる。アークはグリッド31の切欠部33最奥部と基端縁(図6における上端縁)との間における中央付近で安定する。
【0026】
一方、前記レバー22の左回動に伴って、作動リンク24が下方に移動されると、グリッド式消弧装置30はピン32bを介して下方へ移動され、前記電源側ブッシング13の両ピン17,17を中心に右回動する。即ち、グリッド式消弧装置30は可動電極20の左回動に同期追従し、アークの引き伸ばし方向成分を含む方向に、且つ各グリッド31と可動電極20とが相互に交差するように移動する。これに伴って、両電極16,20間に発生したアークは各グリッド31を経由するようにして引き伸ばされる(図3参照)。
【0027】
このため、グリッド式消弧装置30を固定電極16側に固定した場合と比較して、アーク経路、即ちアークの引き伸ばし距離が大きくなる。アークの引き伸ばし距離はグリッド式消弧装置30の右回動及び可動電極20の左回動に伴って増大する。そして、可動電極20が図4に示す開放位置まで移動すると、アークは完全に消弧され開路動作は終了となる。閉路時には前述した開路時とは逆の動作が行われる。
【0028】
(実施形態の効果)
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・開路時、可動電極20の開路方向への回動に同期追従してアークの引き伸ばし方向成分を含む方向に、且つ各グリッド31と可動電極20とが相互に交差するように、グリッド式消弧装置30を移動させるように構成した。このため、アークは各グリッド31に引き付けられた状態で引き伸ばされる。従って、アークの引き伸ばし距離が増大し、消弧性能(ひいては遮断性能)を向上させることができる。また、消弧性能を向上させるために例えばグリッド31の枚数を増やすようにした場合と異なり、グリッド式消弧装置30の大型化も抑制される。
【0029】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態は電源側ブッシングの内端部に細隙消弧室がさらに設けられている点で前記第1実施形態と異なる。従って、前記第1実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【0030】
図7に示すように、電源側ブッシング13の内端には細隙消弧室40が設けられている。この細隙消弧室40は固定電極16を覆うように設けられた細隙消弧室本体41と、同細隙消弧室本体41の基端部開口を閉鎖するように設けられた底部カバー42とを備えている。細隙消弧室本体41及び底部カバー42は消弧性及び絶縁性を有する合成樹脂材料にて形成されている。
【0031】
細隙消弧室本体41は互いに対向する一対の細隙消弧部材41a, 41b(図10参照)及び両細隙消弧部材41a, 41bを電源側ブッシング13側の側縁において相互に連結する奥壁41cを備えている。両細隙消弧部材41a, 41bは底部カバー42に対して斜状に形成されていると共に、可動電極20が通過可能な程度に離間されている。また、両細隙消弧部材41a, 41bの先端は互いに離間する方向に拡開されたテーパ部となっている。
【0032】
図10に示すように、各グリッド31の切欠部33の幅は、両細隙消弧部材41a, 41bの外面間の距離よりも若干大きくされている。各グリッド31の切欠部33内には両細隙消弧部材41a, 41bが差し込まれており、各グリッド31の切欠部33の内周縁と両細隙消弧部材41a, 41bの外面との間、及び切欠部33の内周縁と奥壁41cとの間にはそれぞれ若干の隙間が形成されている。このため、前記操作ハンドルの開閉操作に伴って、各グリッド31は細隙消弧室40に干渉することなく当該細隙消弧室40の外面(厳密には細隙消弧部材41a,41bの外面)に沿うように移動する。
【0033】
尚、細隙消弧室40は固定電極16側に固定された消弧室を構成する。また、各グリッド31は細隙消弧室40の外部に設けられ両電極16,20間に発生したアークを引き付けるアーク誘引手段を構成する。
【0034】
(実施形態の作用)
さて、図8に示すように、閉路状態において、前記操作ハンドルが開路操作されると、可動電極20は開路方向へ回動して両細隙消弧部材41a,41b間を図8における上方から下方へ移動する。可動電極20は両細隙消弧部材41a,41bにより挟着され、両電極16,20間に発生したアークは細隙消弧されながら引き延ばされる。このとき、アーク熱により発生した消弧性ガスによりアークの消弧が促進される。
【0035】
一方、開路操作時、グリッド式消弧装置30は可動電極20の左回動に同期追従し、アークの引き伸ばし方向成分を含む方向に、且つ各グリッド31と可動電極20とが相互に交差するように移動する。このとき、各グリッド31は細隙消弧室40に干渉することなく当該細隙消弧室40の両細隙消弧部材41a,41bの外面に沿うように移動する。細隙消弧室40内において、前記アークは、各グリッド31における切欠部33の奥の方へ駆動され、細隙消弧室本体41の奥壁41cの内面に沿うようにして引き伸ばされる。グリッド式消弧装置30はアークを自身の方へ引き寄せるアーク誘引手段として機能している。
【0036】
このため、細隙消弧室40だけの場合と比較して、アーク経路(アークの引き伸ばし距離)が長くなる。アーク経路の引き伸ばし距離はグリッド式消弧装置30の右回動及び可動電極20の左回動に伴って増大する。そして、図9に示すように、可動電極20が開放位置まで移動すると、アークは完全に消弧され開路動作は終了となる。
【0037】
(実施形態の効果)
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・細隙消弧室40の外部にはグリッド式消弧装置30を設けた。そして、このグリッド式消弧装置30を、可動電極20の開路方向への回動に同期追従してアークの引き伸ばし方向成分を含む方向に且つ細隙消弧室40に干渉しないように移動するように構成した。このため、開路操作時、アークは各グリッド31の奥の方向へ駆動され、奥壁41cの内面に沿うようにして引き伸ばされる。従って、細隙消弧室40内におけるアーク経路が増大し、消弧性能を向上させることができる。また、消弧性能を向上させるために細隙消弧室40を大型化(可動電極20の開路方向への長大化)する必要もない。このように、消弧装置の大型化を抑制しつつ消弧性能、ひいては開閉器11の遮断性能を向上させることができる。
【0038】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態は電源側ブッシングの内端部に対して消弧室を回動可能に設け、この消弧室に対して複数のグリッドを一体回動可能に固定した点で前記第2実施形態と異なる。
【0039】
図11に示すように、電源側ブッシング13の内端には小径部13aが形成されており、当該小径部13aの先端には棒状の固定電極51が突設されている。図11及び図14に示すように、小径部13aには支持台Sが内端側から挿通されており、当該支持台Sの外周面には一対のピン52,52が互いに反対側に位置するように突設されている。支持台Sはポリアセタール、ポリテトラフルオルエチレン、メラミン、ユリア及びナイロン等の絶縁性及び消弧性を有する合成樹脂により一体的に形成されている。
【0040】
一方、負荷側ブッシング14の内端には導電棒を介して支持部材53が固定されており、この支持部材53には可動電極54の基端部が軸55を介して回動可能に支持されている。図16に示すように、可動電極54は平行状に配置された一対の接触刃54a, 54bから構成されている。
【0041】
(可動消弧室)
図11に示すように、電源側ブッシング13の内端部には可動消弧室61が固定電極51を覆うように、且つ前記両ピン52,52を支点として回動可能に設けられている。可動消弧室61はポリアセタール、ポリテトラフルオルエチレン、メラミン、ユリア及びナイロン等の絶縁性及び消弧性を有する合成樹脂により一体的に形成されている。
【0042】
図11及び図15に示すように、前記可動消弧室61は電源側ブッシング13の内端部が位置する第1収容部71と、同第1収容部71の外周面中央に沿うように突設され固定電極51の先端部が位置する第2収容部72とを備えており、両収容部71,72の内部は互いに連通している。第1収容部71における負荷側ブッシング14側の側壁71a及び第2収容部72の負荷側ブッシング14側の側壁72aは、それぞれ円弧状に形成されている。可動消弧室61が両ピン52,52を支点として回動したとき、電源側ブッシング13の内端及び固定電極51の先端部は、それぞれ両側壁71a,72aの内面に対して相対的に沿うように移動する。
【0043】
(第1収容部)
図14及び図15に示すように、第1収容部71の互いに対向する一対の側壁において、電源側ブッシング13側の側縁部には、それぞれ半円形状の軸着部73,73が突出するように形成されており、両軸着部73,73にはそれぞれ挿通孔73aが形成されている。両挿通孔73a,73aには両ピン52,52が挿通されており、可動消弧室61は両ピン52,52を支点として回動可能となっている。
【0044】
また、第1収容部71の両側壁の外面には、それぞれ作動ピン74が突設されている。両作動ピン74,74にはそれぞれ前記作動リンク24,24の他端が回動可能に連結されている。従って、開閉操作時、可動消弧室61はリンク機構(図示略)、回動軸21、レバー22、作動リンク24及び作動ピン74を介して図11に示す投入対応位置と図13に示す開放対応位置との間を移動する。
【0045】
(第2収容部)
図14及び図15に示すように、第2収容部72の互いに対向する両側壁の基端部側には2つの外側細隙壁75,75が外方(反電源側ブッシング13側)に向かって突設されていると共に、中央細隙壁76が両外側細隙壁75,75の中間に位置するように突設されている。図16に示すように、両外側細隙壁75,75と中央細隙壁76との間の距離はそれぞれ前記両接触刃54a, 54bの厚みよりも若干大きくされており、両接触刃54a, 54bは両外側細隙壁75,75と中央細隙壁76との間をそれぞれ通過可能となっている。
【0046】
(グリッド)
図14〜図16に示すように、第1収容部71の互いに対向する両側壁の外面下部には、それぞれグリッド支持部材77,77が斜めに固定されており、両グリッド支持部材77,77間には複数(本実施形態では3枚)のグリッド78が所定間隔毎に積層支持されている。
【0047】
図14及び図15に示すように、グリッド支持部材77は絶縁性を有する合成樹脂材料により形成されており、当該グリッド支持部材77には2つを1組とする複数組(本実施形態では3組)のグリッド支持孔77aが当該グリッド支持部材77の長手方向に所定間隔毎に形成されている。
【0048】
図15及び図16に示すように、グリッド78は鋼材等の磁性体によりコの字板状に形成されている。グリッド78の前端縁には切欠部78aが形成されており、この切欠部78aの幅は第1収容部71の互いに対向する両側壁間の距離よりも若干大きくされている。また、切欠部78aの最奥部にはV字状の一対の切欠78b,78bが形成されている。両切欠78b,78bは所定距離だけ離間されており、切欠部78a内を通過する両接触刃54a,54bの先端部にそれぞれ対向するようになっている。
【0049】
図15に示すように、グリッド78の両側縁における中央付近には、それぞれ一対の突起78c,78cが形成されている。両突起78c,78cは両グリッド支持部材77,77の各グリッド支持孔77aにそれぞれ内側から係合している。換言すれば、各グリッド78は両グリッド支持部材77,77により両側から挟みつけられることにより、可動消弧室61に対して一体回動可能に支持されている。各グリッド78の切欠部78a内には、それぞれ可動消弧室61の第1収容部71が配置されている。
【0050】
各グリッド78のうち図11〜図14における最も下方に配置されたグリッド78の切欠部78a最奥部と、図12に示す開路途中及び図13に示す開路時における可動電極54の先端部との間が最小絶縁距離となるように、当該グリッド78の切欠部78aの深さは設定されている。即ち、最も下方のグリッド78の切欠部78aは他のグリッド78の切欠部78aよりも浅くされている。
【0051】
尚、可動消弧室61はアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成された消弧室を構成する。また、各グリッド78は可動消弧室61に設けられ両電極51,54間に発生したアークを引き付けるアーク誘引手段を構成する。
【0052】
(実施形態の作用)
さて、図11に示す投入状態において、前記操作ハンドルが開路操作されると、回動軸21、レバー22及び駆動リンク23を介して可動電極54が軸55を支点として左回動する。可動電極54が固定電極51から離間すると、両電極51,54間にはアークが発生する。
【0053】
一方、前記開路操作によるレバー22の左回動に伴って、作動リンク24が下方に移動される。すると、可動消弧室61は両作動ピン74,74を介して下方へ移動されながら、前記電源側ブッシング13の両ピン52,52を支点として右回動する。即ち、可動消弧室61は可動電極54の左回動に連動し、アークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。各グリッド78は可動消弧室61と共に右回動し、アークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。
【0054】
各グリッド78と可動電極54とが相互に交差する際、両電極51,54間に発生したアークは各グリッド78の奥の方へ駆動され、両切欠部78a,78aに集中する。図12に示すように、前記開路操作に伴って、アークは引き伸ばされると共に各グリッド78により分断される。これにより、陽極・陰極降下及び冷却等が有効に作用して、アーク電圧が急激に高められる。アークは各グリッド31を経由するようにして引き伸ばされる。
【0055】
図12に示すように、可動消弧室61の右回動に伴って、第1収容部71の側壁71a及び第2収容部72の側壁72aが、それぞれ固定電極51のアーク発生部位と可動電極54のアーク発生部位とを直線で結んだ線分を遮るように両電極51,54間に進入する。また、可動電極54の両接触刃54a,54bが、それぞれ外側細隙壁75と中央細隙壁76との間に進入し、両接触刃54a,54bはそれぞれ外側細隙壁75と中央細隙壁76とによって挟着される。このため、両電極51,54間に発生したアークは細隙消弧されながらさらに引き延ばされる。このとき、各グリッド78と可動電極54とは互いに反対方向へ回動するので、アーク経路、即ちアークの引き伸ばし距離のいっそうの伸長が図られる。
【0056】
図13に示すように、可動電極54が開放位置まで移動すると、アークは完全に消弧され開路操作は終了となる。開路操作終了後、アーク経路は両電極51,54間の絶縁距離が十分に確保される程度に伸長される。また、第1収容部71の側壁71a及び第2収容部72の側壁72aがそれぞれ同相間絶縁バリアとして機能することにより、両電極51,54間の絶縁耐力が向上し、両電極51,54間の距離を短縮可能となる。
【0057】
(実施形態の効果)
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・可動消弧室61に複数のグリッド78を一体回動可能に固定した。各グリッド78は可動電極54の移動方向に沿うように所定間隔ごとに固定するようにした。このため、開路時には、アークはグリッド消弧されながら引き伸ばされ、さらに細隙消弧される。従って、消弧性能を向上させることができる。
【0058】
・また、開路時、可動消弧室61の回動に伴い、両電極51,54間には第1収容部71の側壁71a及び第2収容部72の72aがそれぞれ進入するようにした。この両側壁71a,72aはそれぞれ同相間絶縁バリヤとして機能する。このため、両電極51,54間の距離を短縮できるにもかかわらず、十分な絶縁距離を確保することができる。従って、消弧装置の大型化を抑制しつつ消弧性能、ひいては開閉器11の遮断性能を向上させることができる。
【0059】
(別例)
尚、前記実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
・第1及び第2実施形態では、可動電極20を1枚の接触刃により構成したが、平行状に配置された一対の接触刃により構成するようにしてもよい。
【0060】
・第3実施形態において、グリッド78の切欠部78a内周縁と第1収容部71の両側壁外面とを密着させるようにしてもよい。このようにしても、各グリッドは可動消弧室61と一体的に移動する。
【0061】
・第1及び第2実施形態において、グリッド31の枚数を任意に変更するようにしてもよい。例えば1枚、2枚、4枚、5枚又はそれ以上グリッド31を積層する。
【0062】
・第2及び第3実施形態では、各グリッド31,78によりそれぞれアーク誘引手段を構成するようにしたが、アークを引き付け得るものであれば他の部材に置き換えてもよい。
【0063】
(付記)
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・前記固定電極を覆うように消弧室を設けると共に当該消弧室が各グリッドの切欠部内に位置するように当該各グリッドを構成且つ配置し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って、各グリッドは当該消弧室の外面に沿うように一体的に移動するように構成した請求項1に記載の消弧装置。この構成によれば、請求項1に記載の消弧装置の作用に加えて、可動電極の開路方向への移動に伴って、各グリッドは当該細隙消弧室の外面に沿うように一体的に移動する。消弧室内において両電極間に発生したアークは各グリッドに発生した磁界の作用により当該各グリッドの切欠部奥側へ引き寄せられ、消弧室におけるグリッドの切欠部奥側の内壁面に沿うようにして引き伸ばされながら消弧される。
【0064】
・前記アークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成されると共に前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように移動する消弧室を備え、前記消弧室に対して各グリッドを一体移動可能に固定するようにした請求項1に記載の消弧装置。この構成によれば、請求項1に記載の消弧装置の作用に加えて、可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように、消弧室はアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動する。各グリッドは消弧室と一体移動する。このため、両電極間に発生したアークは各グリッドの切欠部の奥側へ駆動されながら消弧室により包み込まれる。
【0065】
・本体ケースの両側壁に各相毎に相対するように貫通支持された一対のブッシングと、一方のブッシングの内端に設けられた固定電極と、他方のブッシングの内端に回動可能に設けられ前記固定電極に対して接離可能に対応する可動電極と、前記一方のブッシングの内端に設けられ開路時に両電極間に発生するアークを消弧する請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の消弧装置とを備えた開閉器。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、消弧装置の大型化を抑制しつつ遮断性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における開閉器の正断面図。
【図2】第1実施形態における閉路時の消弧装置の正断面図。
【図3】第1実施形態における開路途中の消弧装置の正断面図。
【図4】第1実施形態における開路時の消弧装置の正断面図。
【図5】図2における1−1線矢視図。
【図6】第1実施形態におけるグリッドの平面図。
【図7】第2実施形態における閉路時の消弧装置の正断面図。
【図8】第2実施形態における開路途中の消弧装置の正断面図。
【図9】第2実施形態における開路時の消弧装置の正断面図。
【図10】図7における2−2線矢視図。
【図11】第3実施形態における閉路時の消弧装置の正断面図。
【図12】第3実施形態における開路途中の消弧装置の正断面図。
【図13】第3実施形態における開路時の消弧装置の正断面図。
【図14】第3実施形態における可動消弧室の斜視図。
【図15】第3実施形態における可動消弧室の斜視図。
【図16】図11における3−3線矢視図。
【符号の説明】
11…開閉器、16,51…固定電極、20,54…可動電極、30…グリッド式消弧装置、31,78…アーク誘引手段を構成するグリッド、33,78a…切欠部、40…細隙消弧室(消弧室)、61…可動消弧室(消弧室)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an arc extinguishing device that extinguishes an arc generated between a fixed electrode and a movable electrode when a circuit is opened.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a grid type arc extinguishing device is known as this type of arc extinguishing device. This grid type arc extinguishing device includes a plurality of grids stacked at predetermined intervals so as to be along the moving direction of the movable electrode. This grid is formed with a U-shaped or V-shaped notch that can pass through the movable electrode. Each grid is supported on the fixed electrode side by a supporting member having an insulating property.
[0003]
When an arc is generated between the fixed electrode and the movable electrode when the circuit is opened, a biased magnetic flux distribution is generated around the arc column due to the existence of the grid. Then, the arc is driven toward the depth of the notch of the grid. For this reason, the arc is stretched and divided by each grid, the anode / cathode fall, cooling, etc. effectively act, the arc voltage is rapidly increased, and the arc extinguishing is completed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional arc extinguishing device for a switch has the following problems. That is, the only way to improve the breaking performance of the grid type arc extinguishing device is to increase the size of the arc extinguishing device, and the switch main body must be enlarged accordingly. It has been difficult to improve the breaking performance in a small space without increasing the size of the grid extinguishing device.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an arc extinguishing device that can improve breaking performance while suppressing an increase in size.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of grids each having a cutout portion that allows the movable electrode to pass therethrough are stacked at predetermined intervals, and the movable electrode that is separated from the fixed electrode sequentially passes near the center of the cutout portion of each grid. In the arc extinguishing apparatus, which stretches and breaks the arc generated between the two electrodes to extinguish the arc, the respective grids are configured to be operable to move in a direction including the direction of the arc stretching direction, and the movable electrode The gist of the present invention is that the grids are integrally moved so as to synchronously follow an arc that is stretched along with the movement in the opening direction.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the arc extinguishing apparatus, the arc generated between the fixed electrode and the movable electrode is extinguished in the arc extinguishing chamber fixed to the fixed electrode side when the circuit is opened. An arc inducing means for attracting the arc is provided outside the chamber, and the arc inducing means is configured to be operable to move in a direction including an extending direction component of the arc, and is extended as the movable electrode moves in the opening direction. The gist is that the arc inducing means is moved so as to follow the arc synchronously.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the arc extinguishing apparatus, the arc generated between the fixed electrode and the movable electrode is extinguished in an arc extinguishing chamber provided on the fixed electrode side when the circuit is opened. The chamber is configured to be operable to move in a direction including the arc extending direction component, and the arc extinguishing chamber is moved so as to follow the arc being extended in synchronization with the arc being extruded. The point is that the means is provided.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the arc extinguishing device according to the second aspect, the arc attraction means includes a plurality of grids each having a cutout portion in which the arc extinguishing chamber can be arranged. The invention is characterized in that an arc extinguishing chamber is arranged, and each grid is configured to move along the outer surface of the arc extinguishing chamber and integrally with the movement of the movable electrode in the opening direction.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the arc extinguishing device according to the third aspect, the arc inducing means is a plurality of grids fixed so as to be integrally rotatable with respect to the arc extinguishing chamber. I do.
(Action)
According to the first aspect of the invention, when the movable electrode separated from the fixed electrode sequentially passes near the center of the notch of each grid, the arc generated between the two electrodes is elongated, cut off, and extinguished. . Further, the grids move integrally in a direction including the extension direction component of the arc so as to synchronously follow an arc extended in accordance with the movement of the movable electrode in the opening direction. Since the arc is stretched while being attracted to each grid, the stretching distance of the arc increases.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the arc inducing means moves in a direction including the extending direction component of the arc so as to synchronously follow an arc extended with the movement of the movable electrode in the opening direction. In the arc extinguishing chamber, the arc is stretched while being drawn toward the arc inducing means, and extinguished.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the arc extinguishing chamber moves in a direction including the arc extending direction component so as to synchronously follow an arc extended with the movement of the movable electrode in the opening direction. The arc is stretched while being drawn toward the arc inducing means, and is extinguished.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the operation of the arc extinguishing device according to the second aspect, each grid extends along the outer surface of the arc extinguishing chamber as the movable electrode moves in the opening direction. Moving. The arc generated between the two electrodes is drawn to the back of the notch of each grid by the action of the magnetic field generated in each grid, and is stretched along the inner wall of the back of the notch of each grid in the arc-extinguishing chamber. The arc is extinguished.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the operation of the arc extinguishing device according to the third aspect, the arc extinguishing is performed so as to synchronously follow an arc that is extended with the movement of the movable electrode in the opening direction. The arc chamber moves in a direction that includes a component of the arc stretching direction. Each grid moves integrally with the arc extinguishing chamber. For this reason, the arc generated between both electrodes is wrapped in the arc-extinguishing chamber while being driven to the back of the notch of each grid.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in an arc extinguishing device for a switch will be described with reference to FIGS.
[0016]
As shown in FIG. 1, a power supply-side bushing 13 and a load-
[0017]
On the other hand, a rotating
[0018]
Accordingly, with the opening / closing operation of the operation handle, the
[0019]
(Arc extinguisher)
As shown in FIG. 2, a grid type
[0020]
As shown in FIG. 6, the
[0021]
As shown in FIG. 6, the
[0022]
As shown in FIG. 5, two long and
[0023]
Accordingly, in conjunction with the opening operation by the operation handle, the grid type
[0024]
(Operation of the embodiment)
Next, the operation of the arc extinguishing device configured as described above will be described.
As shown in FIG. 2, when the operation handle is opened during the opening of the circuit, the
[0025]
As shown in FIG. 6, a biased magnetic flux distribution is generated around the arc column due to the existence of the
[0026]
On the other hand, when the
[0027]
For this reason, compared with the case where the grid type
[0028]
(Effects of the embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
When the circuit is opened, a grid-type arc quenching is performed so as to follow the rotation of the
[0029]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that a narrow arc extinguishing chamber is further provided at the inner end of the power supply side bushing. Therefore, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[0030]
As shown in FIG. 7, a narrow
[0031]
The narrow arc extinguishing chamber
[0032]
As shown in FIG. 10, the width of the
[0033]
The narrow
[0034]
(Operation of the embodiment)
As shown in FIG. 8, when the operation handle is opened in the closed state, the
[0035]
On the other hand, at the time of the opening operation, the grid type
[0036]
For this reason, compared with the case where only the narrow
[0037]
(Effects of the embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
A grid type
[0038]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the second embodiment in that an arc-extinguishing chamber is provided rotatably with respect to the inner end of the power supply side bushing, and a plurality of grids are fixed to this arc-extinguishing chamber so as to be able to rotate integrally. different.
[0039]
As shown in FIG. 11, a small-
[0040]
On the other hand, a
[0041]
(Movable arc extinguishing chamber)
As shown in FIG. 11, a movable arc-extinguishing
[0042]
As shown in FIGS. 11 and 15, the movable arc-extinguishing
[0043]
(First accommodation section)
As shown in FIGS. 14 and 15, semi-circular
[0044]
In addition, operating pins 74 are protrudingly provided on outer surfaces of both side walls of the
[0045]
(Second accommodation section)
As shown in FIGS. 14 and 15, two outer
[0046]
(grid)
As shown in FIGS. 14 to 16,
[0047]
As shown in FIGS. 14 and 15, the
[0048]
As shown in FIGS. 15 and 16, the
[0049]
As shown in FIG. 15, a pair of projections 78c, 78c are formed near the center of both side edges of the
[0050]
Of the
[0051]
The movable
[0052]
(Operation of the embodiment)
Now, in the closed state shown in FIG. 11, when the operation handle is opened, the
[0053]
On the other hand, the operating
[0054]
When each
[0055]
As shown in FIG. 12, as the movable
[0056]
As shown in FIG. 13, when the
[0057]
(Effects of the embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
A plurality of
[0058]
In addition, when the movable
[0059]
(Another example)
The above embodiment may be modified as follows.
In the first and second embodiments, the
[0060]
In the third embodiment, the inner peripheral edge of the
[0061]
-In 1st and 2nd embodiment, you may make it change the number of
[0062]
In the second and third embodiments, each
[0063]
(Note)
Next, technical ideas that can be grasped from the embodiment and other examples will be additionally described below.
An arc extinguishing chamber is provided so as to cover the fixed electrode, and the respective grids are configured and arranged such that the arc extinguishing chamber is located within the notch of each grid, with the movement of the movable electrode in the opening direction. 2. The arc extinguishing device according to
[0064]
An arc extinguishing chamber configured to be movable in a direction including a stretching direction component of the arc and moved so as to synchronously follow an arc stretched with the movement of the movable electrode in an opening direction; 2. The arc extinguishing device according to
[0065]
A pair of bushings penetrated and supported on both side walls of the main body case so as to face each other, a fixed electrode provided at the inner end of one bushing, and a rotatable provided at the inner end of the other bushing 7. A movable electrode corresponding to the fixed electrode so as to be able to approach and separate from the fixed electrode, and an arc provided at an inner end of the one bushing and extinguishing an arc generated between the two electrodes at the time of opening the circuit. A switch comprising the arc extinguishing device according to
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, the breaking performance can be improved while suppressing an increase in the size of the arc extinguishing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a switch according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front cross-sectional view of the arc extinguishing device when the circuit is closed according to the first embodiment.
FIG. 3 is a front sectional view of the arc extinguishing device in the middle of opening in the first embodiment.
FIG. 4 is a front cross-sectional view of the arc extinguishing device when the circuit is opened according to the first embodiment;
FIG. 5 is a view taken along line 1-1 in FIG. 2;
FIG. 6 is a plan view of a grid according to the first embodiment.
FIG. 7 is a front sectional view of the arc extinguishing device at the time of closing a circuit according to the second embodiment.
FIG. 8 is a front sectional view of the arc extinguishing device in the middle of an open circuit in the second embodiment.
FIG. 9 is a front sectional view of the arc extinguishing device at the time of opening in the second embodiment.
FIG. 10 is a view taken along line 2-2 in FIG. 7;
FIG. 11 is a front sectional view of an arc extinguishing device at the time of closing a circuit according to a third embodiment.
FIG. 12 is a front cross-sectional view of an arc extinguishing device in the middle of an open circuit in a third embodiment.
FIG. 13 is a front cross-sectional view of the arc extinguishing device at the time of opening in the third embodiment.
FIG. 14 is a perspective view of a movable arc-extinguishing chamber according to a third embodiment.
FIG. 15 is a perspective view of a movable arc-extinguishing chamber according to a third embodiment.
FIG. 16 is a view taken along line 3-3 in FIG. 11;
[Explanation of symbols]
Reference numeral 11: switch, 16, 51: fixed electrode, 20, 54: movable electrode, 30: grid type arc extinguishing device, 31, 78: grid constituting arc attraction means, 33, 78a: cutout portion, 40: slit Arc extinguishing chamber (arc extinguishing chamber), 61 ... movable arc extinguishing chamber (arc extinguishing chamber).
Claims (5)
前記各グリッドをアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するように各グリッドを一体的に移動させるように構成した消弧装置。An arc generated between the two electrodes by laminating a plurality of grids having notches that can pass through the movable electrodes at predetermined intervals and sequentially passing the movable electrodes separated from the fixed electrode around the center of the notch of each grid. In the arc extinguishing device that extrudes and breaks and extinguishes,
Each of the grids is configured to be operable to move in a direction including a stretching direction component of the arc, and each grid is integrally moved so as to synchronously follow an arc that is stretched along with the movement of the movable electrode in the opening direction. An arc extinguishing device configured to cause the arc to extinguish.
前記消弧室の外部には前記アークを引き付けるアーク誘引手段を設けると共に当該アーク誘引手段をアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成し、前記可動電極の開路方向への移動に伴って引き伸ばされるアークに対して同期追従するようにアーク誘引手段を移動させるように構成した消弧装置。At the time of opening, an arc extinguishing device that extinguishes an arc generated between the fixed electrode and the movable electrode in an arc extinguishing chamber fixed to the fixed electrode side.
An arc inducing means for attracting the arc is provided outside the arc extinguishing chamber, and the arc inducing means is configured to be operable to move in a direction including an extending direction component of the arc, with the movement of the movable electrode in the opening direction. An arc extinguishing device configured to move an arc inducing means so as to synchronously follow an extended arc.
前記消弧室をアークの引き伸ばし方向成分を含む方向へ移動操作可能に構成すると共に当該消弧室をアークが引き伸ばされるのと同期追従するように移動させるようにし、前記消弧室にはアークを引き付けるアーク誘引手段を設けた消弧装置。At the time of opening, an arc extinguishing device that extinguishes an arc generated between the fixed electrode and the movable electrode in an arc extinguishing chamber provided on the fixed electrode side.
The arc-extinguishing chamber is configured to be operable to move in a direction including the arc-extending direction component, and the arc-extinguishing chamber is moved so as to follow the arc being extended in synchronization with the arc-extinguishing chamber. An arc extinguishing device provided with an arc attracting means for attracting.
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