JP2006059758A - 回路遮断器の消弧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器の消弧装置について、従来構造の一部を変更して消弧能力の向上を図る。
【解決手段】固定接触子１と対をなす可動接触子２の開極移動経路に複数枚のグリッド板４ａで構築した消弧グリッド４を配置し、固定接触子には接点部から前記消弧グリッドに向けて延在するアークランナ３を設けた回路遮断器の消弧装置において、前記アークランナに併設して、電流遮断時に固定接点１ａからアークランナ３に移動してきたアークの熱を受けて熱分解ガスを発生する絶縁物（樹脂）６をアークランナに近接配置し、消弧グリッド４によるアーク分断効果に加えて、前記絶縁物６の熱分解ガスによるアーク冷却効果を有効に機能させ、これによりアーク電圧を素早く高めて消弧性能の向上化を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などを対象とする回路遮断器の電流遮断部に装備した消弧装置に関する。

頭記した回路遮断器の消弧装置として電流遮断部に消弧グリッドを装備した構成のものが公知であり（例えば、特許文献１参照）、その消弧装置の従来構造を図５（ａ），（ｂ）に示す。図５において、１は先端の接点部をコ字形に折り返して形成した固定接触子、１ａは固定接点、２は回動式の可動接触子、２ａは可動接点、２ｂは可動接触子の支点、３は固定接触子１の接点部に連ねてその先端側に延在するアークランナ、４は消弧グリッド（消弧室）、４ａは可動接触子２の開極移動経路に沿って配列したグリッド板（鋼板）であり、グリッド板４ａの相互間隔がガス通路として機能する。なお、図示してないが、消弧グリッド４は遮断器ケース内のガス排出通路を経てケース外方に通じている。
上記の構成で、定常通電時には可動接触子２は閉極位置にあって可動接点２ａが固定接触子１の固定接点１ａに接触して圧接バネ（図示せず）により押圧付勢されている。この状態から主回路に短絡電流などの過電流が流れると、固定接触子１，可動接触子２に流れる電流の磁界により固定接触子１と可動接触子２の間に電磁反発力が生じ、この電磁反発力が可動接点２ａを固定接点１ａに押圧する接圧バネの荷重を上回ると、可動接触子２は支点２ｂを中心に開極位置に向けて固定接触子１から上方に開離するとともに、同時に固定接点１ａと可動接点２ａの極間に発生したアークＡｒｃが可動接触子２の開極経路に伸長する。また、アークは可動，固定接触子を通流する電流からの電磁力を受けて消弧グリッド４の内方に駆動され、同時にアークの電極点（アークの足）が固定接触子１の固定接点１ａからアークランナ３に移動する。これにより、アークはグリッド板４ａにより分断されてその電極降下によりアーク電圧が急速に高まるとともに、グリッド板４ａの冷却効果による熱損失も加わってアークが消滅し、電流が限流遮断される。

また、回路遮断器の消弧装置として、図６で示すようにＵ字形の磁性グリッド板４ａを積層した消弧グリッド４に対し、可動接触子２の開極移動経路を左右から挟んでグリッドの内側に一対の絶縁壁５を配置し、電流遮断時に固定／可動接触子間に発生したアークを電磁駆動力により消弧グリッド４の内方に駆動して分断するとともに、アーク熱により前記絶縁壁５から発生する熱分解ガスでアークを冷却するアブレーション作用も加えてアーク消滅を促進するようにした自力消弧方式も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−２２６１４４号公報 特開昭６３−２５７１３８号公報

上記した消弧方式の回路遮断器では、電流遮断時に発生するアークをできるだけ短時間で消弧させるように消弧能力を高め、併せてアークによる固定接点の損耗を低く抑えるには、固定／可動接点間に発生したアークを固定接触子１の接点１ａからできるだけ早くアークランナ３に移行させた上で、消弧グリッド４への押し込みによるアーク分断効果、さらにはアーク熱を受けて絶縁物から発生する熱分解ガスによるアークの冷却，およびアークエネルギー消費の効果を有効に機能させることが重要である。
かかる点について、消弧グリッド４を構成するグリッド板４ａの枚数を増やせばアークの分断数が多くなってアーク電圧が高まる反面、回路遮断器内部の限られた消弧スペースでグリッド板４ａの枚数を増すとグリッド板の相互間隔が狭まって十分なガス通路が確保できず、このために消弧グリッド４へのアーク移行が遅れるほか、発生ガス流によるアークの冷却機能も十分発揮できずに消弧能力が逆に低下してしまう問題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、従来構造の一部に変更を加えることにより、消弧グリッドによるアーク分断効果，および絶縁物の熱分解ガスによるアーク冷却効果を有効に機能させて消弧能力の向上が図れるように改良した回路遮断器の消弧装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、固定接触子と対をなす可動接触子の開極移動経路に複数枚のグリッド板で構築した消弧グリッドを配置し、固定接触子には接点部から前記消弧グリッドに向けて延在するアークランナを設けた回路遮断器の消弧装置において、
（１）前記アークランナに併設して、電流遮断時に固定接点からアークランナに移動してきたアークの熱を受けて熱分解ガスを発生する絶縁物をアークランナに近接配置する（請求項１）。
（２）前記可動接触子の開極移動経路を左右から挟んで消弧グリッドの内側入り口域に一対の絶縁壁を配置した上で、該絶縁壁の一部を消弧グリッドの奥側に延長し、該延長壁部をグリッド板の一部と置き換えて消弧グリッドの内方に拡大したガス通路を確保するようにし（請求項２）、さらに前記絶縁壁の延長壁部を、アーク熱を受けて熱分解ガスを発生する樹脂材で構成する（請求項３）。
（３）前項（１）と（２）の構造を併設する（請求項４）。

上記の構成によれば次記の効果を奏する。
前記（１）項の構成によれば、電流遮断時に固定／可動接点間に発生したアークが電磁駆動により固定接触子の接点からアークランナに移行すると同時に、この位置に配した絶縁物がアーク熱を受けて熱分解ガスを発生し、アークを冷却してアーク電圧を上昇させるとともに、ガス発生によりアークエネルギーを消費させる。これにより、消弧グリッドによるアーク分断との相乗効果でアークを短時間で消滅させることができる。
また、前項（２）の構成を採用することにより、消弧グリッド内にアークガスの十分なガス通路が確保されるので、電流遮断時に固定／可動接点間に発生したアークを素早く消弧グリッドに引き込むことができ、ここで絶縁壁の延長壁部を熱分解し易い樹脂材で構成することにより、その熱分解ガスによるアブレーション効果も加わって消弧能力が向上する。そして、前項（１）と（２）の構造を併用することにより、消弧装置の消弧能力がより一層向上する。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５，図６に対応する部材には同一符号を付してその説明は省略する。

図１は本発明の請求項１に係る実施例を示すものであり、この実施例においては、アークランナ３の上面側に近接して小片の絶縁物６が配置されている。また、この絶縁物６はアーク熱を受けて熱分解ガスを発生する樹脂材（例えば、ポリエステル樹脂，シリコーン樹脂，フッ素樹脂など）である。
上記構成で、電流遮断時に固定／可動接点間に発生したアークの電極点（アークの発弧点）が電磁駆動により固定接点１ａからアークランナ３に移行すると、この位置で前記絶縁物６がアーク熱を受けて熱分解ガスを発生してアークを冷却し、また熱分解ガス発生の際にアークのエネルギーも奪われる。これにより、消弧グリッド４によるアークの分断効果と相まってアーク電圧が急速に高まり、電流が短いアーク時間で限流遮断される。

図２（ａ），（ｂ）は先記実施例１の応用実施例で、絶縁物６がアークランナ３の上面中央位置に直接被着されている。
この実施例は図１の構造と比べて絶縁物６がアーク熱を受けて熱分解し易く、また固定接点１ａからアークランナ３に移行してきたアークは絶縁物６を挟んで左右に分断されるようになる。これにより、絶縁物６の熱分解ガスによるアークの冷却が効果的に行われるとともに、電極点が二分されたアークの電極降下も加わって効果的にアーク電圧を高めることができる。

図３は先記実施例２の変形実施例であり、この実施例ではアークランナ３が図示のように左右に分岐した二股形状になり、その基部を固定接触子１の接点部に連接した上で、絶縁物６が二股の間の空きスペースに介挿配置されている。

図４は本発明の請求項２，３に対応する実施例を示すものである。この実施例では、図６の従来構造と同様に、可動接触子２の開極移動経路を左右から挟んで消弧グリッド４の内側入り口域に縦長な絶縁壁５を配置した上で、この絶縁壁５の一部を消弧グリッド４の奥側に向けて延在する延長壁部５ａを形成し、この延長壁部５ａを図示のように消弧グリッド４のグリッド板に置き換え（図６に示した消弧グリッド４から一部のグリッド板４ａを外して空きスペースを形成し、その空スペースに延長壁部５ａを挿入配置する）て配置する。これにより、延長壁部５ａを挟んでその上下に並ぶグリッド板４ａの間には拡大したガス通路（通路高さｄ）が確保される。なお、前記の延長壁部５ａを含めて絶縁壁５はアーク熱により熱分解ガスを発生する樹脂材で形成されている。
上記の構成により、電流遮断時に固定／可動接点間に発生して伸長したアークは、前記の拡大ガス通路を通じて消弧グリッド４の外側に排出するガス流により、素早く消弧グリッド４に引き込まれてグリッド板４ａに転流，分割されるようになる。また、アーク発生から消弧グリッド４への転流過程では、絶縁壁５および延長壁部５ａから熱分解ガスが発生してアークのエネルギーを奪うとともに、この熱分解ガスがアブレーション効果によりアークを冷却しアーク電圧を高めるように作用する。

これにより、発生ガス流による消弧グリッド４へのアーク引き込みおよびアーク冷却の効果、および消弧グリッド板４ａによるアークの分断効果が有効に機能し、図６に示した従来構造と比べて消弧能力が向上する。
なお、この実施例を先記した実施例１〜３と併用して消弧装置を構成することにより、回路遮断器の遮断性能をより一層高めることができる。

本発明の実施例１に係る消弧装置の構成図で可動接触子が開極した状態の側面図 本発明の実施例２に係る消弧装置の構成図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ側面図，および平面図 本発明の実施例３に係る消弧装置の平面図 本発明の実施例４に係る消弧装置の構成図で可動接触子が開極した状態の側面図 従来における消弧装置の構成図で、（ａ）は可動接触子が開極した状態の側面図、（ｂ）は固定接触子の外観斜視図 消弧グリッドに絶縁壁を組み合わせた消弧装置の従来構造を示す外観斜視図

符号の説明

１ 固定接触子
１ａ 固定接点
２ 可動接触子
２ａ 可動接点
３ アークランナ
４ 消弧グリッド
４ａ グリッド板
５ 絶縁壁
５ａ 延長壁部
６ 絶縁物

Claims (4)

1. 固定接触子と対をなす可動接触子の開極移動経路に複数枚のグリッド板で構築した消弧グリッドを配置し、固定接触子には接点部から前記消弧グリッドに向けて延在するアークランナを設けた回路遮断器の消弧装置において、
   前記アークランナに併設して、電流遮断時に固定接点からアークランナに移動してきたアークの熱を受けて熱分解ガスを発生する絶縁物をアークランナに近接配置したことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。
2. 固定接触子と対をなす可動接触子の開極移動経路に複数枚のグリッド板で構築した消弧グリッドを配置し、固定接触子には接点部から前記消弧グリッドに向けて延在するアークランナを設けた回路遮断器の消弧装置において、
   可動接触子の開極移動経路を左右から挟んで消弧グリッドの内側入り口域に一対の絶縁壁を配置した上で、該絶縁壁の一部を消弧グリッドの奥側に延長し、該延長壁部をグリッド板の一部と置き換えて消弧グリッドの内方に拡大したガス通路を確保したことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。
3. 請求項２記載の消弧装置において、絶縁壁の延長壁部を、アーク熱を受けて熱分解ガスを発生する樹脂材で構成したことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。
4. 請求項１記載の消弧装置に請求項２，３の構成を併設して構成したことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。

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