JP2004363038A

JP2004363038A - 回路遮断器

Info

Publication number: JP2004363038A
Application number: JP2003162328A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Komoto; 茂樹幸本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: JP4090948B2

Abstract

【課題】短絡電流のような大電流が流れたときに、この電流に基づいて発生する吸引力で可動接触子を急速に開極させると共に、電流が再点弧することのない回路遮断器を得る。
【解決手段】開離した可動接触子４の背面に近接した位置にあって、アークによる電流が転流できるように一対の消弧室８間に跨設されたアーク転流導体１１と、コ字形状の開口端に磁極面が形成され、かつ、アーク転流導体１１を流れる電流により磁化されるようにアーク転流導体１１に設けられたヨーク１２を備え、可動接触子４が固定接触子１，２から開離したとき、アーク転流導体１１に流れる電流によりヨーク１２が磁化されてその磁極面１２ａに可動接触子４が吸着されるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一端に固定接点が設けられ他端が電源側の回路導体に接続された第一の固定接触子と、一端が上記第一の固定接触子の一端に対向して配置されると共に上記固定接点と同様の固定接点が設けられ他端が負荷側の回路導体に接続された第二の固定接触子と、この一対の固定接触子に離接する可動接触子を有し、この可動接触子の離接により各極の電路を開閉するようになされた回路遮断器において、特に大電流遮断時に生じるアークを限流させるための限流手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回路遮断器においては、電路を形成する一対の固定接触子に対して、磁性材で形成された平板状の可動接触子の離接により各極の電路を開閉するようになされたものがある。（例えば、特許文献１参照）。
また、可動接触子の背面側（反固定接触子側）にほぼコ字形状の磁性体を配置するとともに、この磁性体の開口側を閉路状態の可動接触子に隙間を介して対向させ、可動接触子に短絡電流などの大電流が流れたときに、その大電流の磁束に基づいて磁性体との間に生じる吸引力により可動接触子を接触スプリングに抗して開極駆動させ、開極速度を高める構成になされている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２９４２号公報（図１）
【０００４】
【特許文献２】
特許第２９６５０２５号公報（第２〜３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回路遮断器は、可動接触子の背面側にほぼコ字形状の磁性体を配置するとともに、この磁性体の開口側に隙間を介して可動接触子対向させ、可動接触子に大電流が流れたときに、その大電流の磁束に基づいて磁性体との間に生じる吸引力により可動接触子を開極駆動させている。この構成によれば、可動接触子の開極速度が速くはなるものの、短絡電流の減衰と共に可動接触子に働く吸引力が急激に弱まる。従って、接触スプリングの抗力により可動接触子が固定接触子に押し戻されるため遮断性能が悪くなり、特に、高電圧電路の場合においては電流を遮断した後、再点弧するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、短絡電流のような大電流が流れたときに、この電流に基づいてほぼコ字形状の磁性体との間に生じる吸引力で可動接触子を急速に開極させると共に、短絡電流が減衰しても可動接触子の吸引状態を保持することにより、高電圧電路の場合でも確実に電流を遮断して再点弧することのない回路遮断器を得るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回路遮断器においては、一対の固定接触子に離接する可動接触子を有し、この可動接触子の離接により各極の電路を開閉するようになされた回路遮断器において、開離した可動接触子の背面に近接した位置にあって、アークによる電流が転流できるように一対の消弧室間に跨設されたアーク転流導体と、コ字形状の開口端に磁極面が形成され、かつ、アーク転流導体を流れる電流により磁化されるようにアーク転流導体に設けられたヨークを備え、可動接触子が固定接触子から開離したとき、アーク転流導体に流れる電流によりヨークが磁化されてその磁極面に可動接触子が吸着されるようになされたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における回路遮断器において閉路状態を示すもので、ａは平面図、ｂは側面図、図２は図１の要部を示す斜視図である。
図１及び図２において、電路には導体からなるほぼＵ字状の固定接触子１とほぼＬ字状の固定接触子２とが所定の間隔で配設され、各々の固定接触子には固定接点３が取り付けられている。
【０００９】
固定接触子１及び固定接触子２に対し、両端がほぼヘ字状に屈曲された短冊形の可動接触子４は、各固定接点３と接触する一対の可動接点５を有し、図示の閉路状態で接触スプリング６により固定接触子１，２に押圧され、その固定接触子１，２の間を橋絡している。なお、可動接触子４はクロスバー７を介して開閉機構（図示せず）に連結され、この開閉機構により開閉されるが、接触スプリング６は可動接触子４が固定接触子１，２に閉合したときあらかじめ設定した接触圧力を生じるように作用するものである。
【００１０】
なお、固定接触子１は図示しない回路導体を介して電源側端子に接続され、固定接触子２は図示しない過電流引きはずし装置及び回路導体などを介して負荷側端子に通じている。可動接触子４の両端にはこの可動接触子４が固定接触子１，２から開離したときに生じるアークを消弧する消弧室８が配置されている。この消弧室８にはＵ字状の磁性板からなる複数枚のグリッド９が配設されており、左右一対の絶縁物の側壁１０に支持され、固定接点３と可動接点５の間にアークが発生した場合、それを引き延ばして冷却する。
【００１１】
さらに上記の消弧室８には、両消弧室８の間に跨がってアーク転流導体１１が設けてある。なお、アーク転流導体１１は、例えば、銅、黄銅、鉄などの良導体で形成され、固定接点３と可動接点５の間に発生したアークが転流するようになされている。この転流を固定接触子１の固定接点３と可動接触子４の可動接点５の間に発生したアークについて説明すると、固定接点３と可動接点５の間に発生したアークは、消弧室８により引き延ばされる。もし、このアークが短絡電流のような大電流により発生したものならば、引き延ばされたアークは、固定接点３から固定接触子１の先端に形成されたアーク転流部１ａに転流し、可動接点５からはアーク転流導体１１の先端部１１ａに転流する。また、固定接触子２の固定接点３と可動接触子４の可動接点５の間に発生したアークも同様に消弧室８により引き延ばされて、固定接触子２の固定接点３からアークランナ２ａに転流し、可動接点５からはアーク転流導体１１の先端部１１ｂに転流する。このようにして、アークが継続している間は、転流した電流がアーク転流導体１１に流れる。
【００１２】
このアーク転流導体１１にはヨーク１２（後述）が設けられ、このヨーク１２がアーク転流導体１１に流れる電流により磁化されて、可動接触子４が固定接触子１，２から開路した状態を維持するように吸引する。なお、ヨーク１２は、コ字形状の開口端に磁極面１２ａが形成され、かつ、上記アーク転流導体１１を流れる電流により磁化されるように上記アーク転流導体１１に設けられている。また、磁極面１２ａには、可動接触子４が吸着されたときの衝撃を吸収するために、例えばウレタン樹脂成形品のような衝撃吸収部材１２ｂが設けてある。この衝撃吸収部材１２ｂは可動接触子４の背面（磁極面１２ａに当接する面）４ａに設けてもよい。なお、このアーク転流導体板１１は接触スプリング６の一方端を保持するようにも構成されている。
【００１３】
次に以上ように構成された本発明の実施の形態１における回路遮断器の動作について説明する。図３は、図１の回路遮断器が通常の通電状態のとき手動操作により開路した状態を示すものである。即ち、図１において、通常の電流が固定接触子１、固定接点３、可動接点５、可動接触子４、可動接点５、固定接点３を介して固定接触子２へ流れる。このとき、手動による開閉機構（図示せず）の作動により、可動接触子４はクロスバー７を介して矢印Ａ方向に押し下げられ、図３に示すように可動接触子４は接触スプリング６を圧縮して可動接触子４が固定接触子１，２から開離する。この開離により若干のアークが発生するが、短絡電流に比較して電流値が小さいためにヨーク１２に可動接触子４が吸着されるには至らない。
【００１４】
上記の通電状態が所定の定格電流を超過して過電流になったときは、過電流引き外し装置による開閉機構（図示せず）の作動により、可動接触子４はクロスバー７を介して矢印Ａ方向に押し下げられ、図３に示すように可動接触子４が固定接触子１，２から開離する。この開離の際には若干大きいアークが発生するが、開閉機構の作動により開離状態が維持され、また、消弧室８の作用もあってアークは消滅し、再点弧するような問題は生じない。
【００１５】
図４は、図１の回路遮断器が短絡電流などの大電流により開路した状態を示すものである。図において、短絡電流などの大電流が固定接触子１、固定接点３、可動接点５、可動接触子４、可動接点５、固定接点３を介して固定接触子２へ流れると、この大電流により、過電流引き外し装置による開閉機構の作動よりも先に固定接触子１，２と可動接触子４の平行導体間に電磁反発力が働き、可動接触子４は接触スプリング６に抗して開離し、このとき接点３，５間にアークが発生する。
【００１６】
大電流により接点３，５間に発生したアークは消弧室８により引き延ばされて、前述のように、固定接点３から固定接触子１の先端に形成されたアーク転流部１ａに転流し、可動接点５からはアーク転流導体１１の先端部１１ａに転流する。また、固定接触子２の固定接点３と可動接触子４の可動接点５の間に発生したアークも同様に消弧室８により引き延ばされて、固定接触子２の固定接点３からアークランナ２ａに転流し、可動接点５からはアーク転流導体１１の先端部１１ｂに転流する。このようにして、アークが継続している間は、転流した電流がアーク転流導体１１に流れ、このアーク転流導体１１に設けられたヨーク１２の磁化により可動接触子４が吸着される。従って、転流のために可動接触子４を流れる電流が減衰した状態で消弧室８が働き、この間に引き外し装置及び開閉機構が作動して可動接触子４の開離状態を維持するので、再点弧の現象が抑止される。また、電流が可動接触子４を流れない状態で消弧されるので、大電流による可動接触子４の損傷が抑えられる。また、可動接触子４の開離速度が速く、遮断性能が向上する。また、吸着面１２ａに吸着されたときの衝撃が衝撃吸収部材１２ｂにより緩衝されるので、衝撃音を小さくすることができると共に衝撃による可動接触子４の変形を防止できる。また、再点弧の現象が抑止されるので、高電圧電路の場合における遮断性能に優れると共に固定接点３及び可動接点５の磨耗を少なくすることができる。
【００１７】
なお、上記の実施例は単極の場合について記述したが、三相の電路などに用いられる複数極の場合も同様である。
【００１８】
また、上記の実施例はヨーク１２とアーク転流板１１を別部材で形成させたが、例えば、鉄などの磁性体で一体的に形成しても良い。
【００１９】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２における回路遮断器の開路状態を示すもので、ａは平面図、ｂは側面図、図６は図５の要部を拡大して示す分解斜視図である。図において、ヨーク１２に円柱状の磁性体である鉄心１３が立設され、鉄心１３の外周にはアーク転流導体２１の転流コイル部２１ｃが巻回されている。この実施の形態の場合転流コイル部２１ｃは２層巻きに巻回されている。可動接触子４には嵌挿孔４ｂ、クロスバー７には摺動穴７ａが配設され、嵌挿孔４ｂ及び摺動穴７ａに鉄心１３に嵌挿されて、可動接触子４及びクロスバー７は接触スプリング６により付勢された状態で上下方向に摺動自在に保持されている。
【００２０】
以上のように構成させたこの発明の実施の形態２における回路遮断器は、短絡電流などの大電流が固定接触子１、固定接点３、可動接点５、可動接触子４、可動接点５、固定接点３を介して固定接触子２へ流れると、この電流により、固定接触子１，２と可動接触子４の平行導体間に電磁反発力が働き、可動接触子４は接触スプリング６に抗して開離し、このとき接点３，５間にアークが発生する。
【００２１】
接点３，５間に発生したアークは消弧室８の働きによりアーク転流導体２１の先端部２１ａ，２１ｂに転流する。これらの動作は、前記の実施の形態１と同様である。そして、アーク転流導体２１の転流コイル部２１ｃに流れる電流によりヨーク１２の吸着力が強くなるので、実施の形態１の回路遮断器よりもアーク転流導体２１の働きが顕著になる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、アーク転流導体を流れる電流により磁化されるようにアーク転流導体に設けられたヨークを備え、可動接触子が固定接触子から開離したとき、アーク転流導体に流れる電流によりヨークが磁化されてその磁極面に可動接触子が吸着されるように構成したので以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】
短絡電流のような大電流を遮断するとき、アーク転流導体を流れる電流により磁化されるヨークにより、固定接触子から開離した可動接触子をヨーク磁極面に吸着するようにしたので、可動接触子の開離速度が速く遮断性能が向上する。従って、高電圧電路の場合においても再点弧するなどの問題点が抑止される。
【００２４】
大電流が可動接触子を流れない状態で消弧されるので、大電流による可動接触子の損傷が抑えられる。
【００２５】
ヨークの吸着面に吸着された時の衝撃が緩衝されるので衝撃音を小さくすることができると共に衝撃による可動接触子の変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における回路遮断器の閉路状態を示すもので、ａは平面図、ｂは側面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】図１の回路遮断器が通常の電流を遮断した状態を示す側面図である。
【図４】図１の回路遮断器が短絡電流などの大電流により開路した状態を示す側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２における回路遮断器の開路状態を示すもので、ａは平面図、ｂは側面図である。
【図６】図５の要部を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１，２固定接触子、３固定接点、４可動接触子、４ａ背面、４ｂ嵌挿孔、５可動接点、６接触スプリング、８消弧室、１１アーク転流導体、１２ヨーク、１２ａ磁極面、１２ｂ衝撃吸収部材、１３鉄心、２１アーク転流導体、２１ｃ転流コイル部。

Claims

一端に固定接点が設けられ他端が電源側の回路導体に接続された第一の固定接触子と、一端が上記第一の固定接触子の一端に対向して配置されると共に上記固定接点と同様の固定接点が設けられ他端が負荷側の回路導体に接続された第二の固定接触子と、磁性材料を用いて形成され両端に上記固定接点に対向して可動接点が設けられた可動接触子と、上記可動接触子に連結され接触スプリングを介して上記可動接触子を上記第一第二の固定接触子に離接させる開閉機構と、上記可動接触子の両端に近接して配設されこの可動接触子が前記固定接触子から開離したときに生じるアークをそれぞれ消弧する一対の消弧室を備えた回路遮断器において、上記開離した可動接触子の背面に近接した位置にあって、上記アークによる電流が転流できるように上記一対の消弧室間に跨設されたアーク転流導体と、コ字形状の開口端に磁極面が形成され、かつ、上記アーク転流導体を流れる電流により磁化されるように上記アーク転流導体に設けられたヨークを備え、上記可動接触子が上記固定接触子から開離したとき上記アーク転流導体に流れる電流により上記ヨークが磁化されてその磁極面に上記可動接触子が吸着されるようになされたことを特徴とする回路遮断器。
アーク転流導体とヨークとが、磁性材料を用いて一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
アーク転流導体は、ヨークに立設された鉄心に巻回されたものであることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
可動接触子に鉄心挿通孔を設け、可動接触子が開離したときヨークに立設された鉄心が上記鉄心挿通孔に挿通されるようにしたことを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
ヨークの磁極面に可動接触子が吸着したときの衝撃を吸収する衝撃吸収部材をヨークの磁極面または可動接触子の背面に設置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回路遮断器。
衝撃吸収部材をウレタン樹脂成形品で形成したことを特徴とする請求項５記載の回路遮断器。