JP2007048610A - Circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路遮断器に係り、特に消弧装置を備えた回路遮断器に関する。 The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to a circuit breaker provided with an arc extinguishing device.
事故などに伴って発生する過電流を遮断する回路遮断器は、配電系の受電端あるいは各電気機器に分岐する回路に挿入して用いられる(例えば、特許文献1参照)。また、これら回路遮断器には、遮断性能を向上させるための消弧装置が設けられる(例えば、特許文献2参照)。 A circuit breaker that cuts off an overcurrent caused by an accident or the like is used by being inserted into a power receiving end of a power distribution system or a circuit branching to each electric device (for example, see Patent Document 1). Further, these circuit breakers are provided with an arc extinguishing device for improving the breaking performance (see, for example, Patent Document 2).
図5は、このような従来の回路遮断器を説明する図である。なお、図5は開路状態にある回路遮断器をその側面から見た部分断面図で示している。図5において、1は可動接点、2は固定接点、3は本体カバー、4は本体ケースである。可動接点1は可動接点台11に取付けられ、固定接点2は固定接点台12に取付けられる。また、固定接点2の他端にはアークランナ16が配置されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining such a conventional circuit breaker. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the circuit breaker in the open circuit state as viewed from the side. In FIG. 5, 1 is a movable contact, 2 is a fixed contact, 3 is a body cover, and 4 is a body case. The movable contact 1 is attached to the
5は排気口蓋、15は排気口、6は消弧板、7は仕切り、8は遮断部である。消弧板6は消弧板側板13によって支持され、消弧装置100を構成する。なお、仕切り7は、アークAが発生する空間を回動駆動力伝達軸14が収められている空間から区切るために設けられている。
5 is an exhaust port lid, 15 is an exhaust port, 6 is an arc extinguishing plate, 7 is a partition, and 8 is a blocking part. The arc
従って、本体カバー3、本体ケース4、排気口蓋5、および仕切り7により囲まれている部分が遮断部8となり、この中がアークAの発生する空間となる。
Accordingly, the portion surrounded by the
次に、この回路遮断器の動作について説明する。遮断器が閉路状態では、図示していない開閉機構部の働きにより、可動接点1に所定の力が加わった状態で、可動接点1が固定接点2に接触した状態にある。このため、通常状態では、固定接点台12、固定接点2、可動接点1、および可動接点台11を経路として電流が流れる。
Next, the operation of this circuit breaker will be described. When the circuit breaker is in a closed state, the movable contact 1 is in contact with the fixed
遮断を必要とする過大な電流が流れた場合には、固定接点台12と可動接点台11に流れる電流による電磁反発力により可動接点台11が回転運動し、可動接点1が開極し、固定接点2との間にアークAが発生する。また、可動接点台11の開路動作によりアークAが引き伸ばされ、アーク長が長くなる。
When an excessive current that needs to be interrupted flows, the
このとき、消弧板6は、磁気駆動力によりアークAを消弧板6のアーク入り口側から各消弧板6の間に引き込み、アークAを冷却する。これにより、アーク電圧が高められ消弧が行われる。なお、アークAに作用する磁気駆動力を高めるため、消弧板6は一般的に鉄などの磁性体の板を加工して作られている。また、消弧板6のアーク入り口側には図5,6に示すように切り込み部6Aを設けておく。さらに、このような消弧板6を複数枚、間隔を空けて配置することによりアークを長さ方向に分断することができる。これにより、アークに対する電圧降下の増加および冷却作用の増加をもたらしアーク電圧を高めることができる。
At this time, the arc
図6は、図5に示す消弧装置100の消弧板6の詳細を説明する図である。図6に示すように、消弧板6は絶縁物20で被覆されている。
6 is a diagram for explaining the details of the
前述のように、消弧板6によりアークAを引き込むと、引き込んだアークAの熱により絶縁物20が溶発し、熱分解ガスが発生する。このガスによりアークAを冷却するとともに、遮断部8内の圧力を上昇してアーク電圧を高めることができる。
As described above, when the arc A is drawn by the arc
このように、従来技術の回路遮断器によれば、開路動作によるアーク長の増加と、消弧板6によるアークの分断及び冷却作用、さらには消弧板6を構成する絶縁物20からの熱分解ガスによる冷却作用と遮断部8内の圧力上昇によるアーク電圧の上昇により、電流が限流され、最終的に回路を遮断に至らしめることができる。
前記従来技術においては、消弧板を被覆する絶縁物から発生する熱分解ガスによる限流への効果は、可動接点台が消弧板のある位置に到達した時点からとなる。このため、限流を必要とする事故電流の流れ始め直後、すなわち可動接点台の開路距離が短い時点に限流効果を集中させることは困難である。 In the prior art, the effect on the current limiting by the pyrolysis gas generated from the insulator covering the arc extinguishing plate is from the time when the movable contact base reaches a position where the arc extinguishing plate is located. For this reason, it is difficult to concentrate the current limiting effect immediately after the start of the flow of the fault current that requires current limiting, that is, when the open distance of the movable contact base is short.
さらに、近年では、回路遮断器の遮断容量や電流遮断可能回数増加の要求が増大している。また、遮断器の小型化に伴って遮断部内の圧力が上昇してきた。この圧力上昇はアーク電圧の増大をもたらすため消弧の面からは有利ではあるが、反面、筐体の破損防止のために高強度の材料を使用しなければならず、コストが増加する。 Furthermore, in recent years, demands for increasing the breaking capacity of circuit breakers and the number of times that current can be interrupted have increased. Moreover, the pressure in the breaker has increased with the downsizing of the breaker. Although this pressure increase causes an increase in arc voltage, it is advantageous from the viewpoint of extinguishing the arc. However, on the other hand, a high-strength material must be used to prevent the casing from being damaged, and the cost increases.
例えば、圧力上昇を抑制するには、絶縁物からの熱分解ガスの量を調整する必要があるが、従来技術では消弧板と絶縁物が一体となっているため、絶縁物の量を調整することは難しい。圧力上昇を抑制するため絶縁物の被覆を薄くした場合には、電流遮断の一回当たりの絶縁物の損傷が大きくなり、遮断容量や電流遮断回数増加の要求を満足することができない。 For example, in order to suppress the pressure rise, it is necessary to adjust the amount of pyrolysis gas from the insulator, but in the conventional technology, the arc extinguishing plate and the insulator are integrated, so the amount of the insulator is adjusted. Difficult to do. When the insulating coating is thinned to suppress the pressure rise, the damage of the insulating material per current interruption becomes large, and the demands for increasing the breaking capacity and the number of current interruptions cannot be satisfied.
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、消弧板を絶縁物で被覆することなくアーク電圧を高めることのできる消弧装置を備えた回路遮断器を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide a circuit breaker including an arc extinguishing device capable of increasing an arc voltage without covering an arc extinguishing plate with an insulator.
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
固定接点を備えた固定接点台、可動接点を備えた可動接点台、および前記可動接点を固定接点から離間する方向に駆動したとき前記接点間に発生するアークを消弧する消弧装置を本体ケース内に格納した回路遮断器において、前記消弧装置は、アークの入口側に切り込み部を備えた複数の磁性体製の消弧板、板状の絶縁性部材、並びに前記複数の磁性体製の消弧板および前記板状の絶縁性部材を所定間隔で保持する側板を備え、前記板状の絶縁性部材は、前記磁性体製の消弧板よりも固定接点側に配置した。 A main body case having a fixed contact base having a fixed contact, a movable contact base having a movable contact, and an arc extinguishing device that extinguishes an arc generated between the contacts when the movable contact is driven in a direction away from the fixed contact. In the circuit breaker housed in the arc breaker, the arc extinguishing device includes a plurality of magnetic arc extinguishing plates each having a notch on the arc inlet side, a plate-like insulating member, and the plurality of magnetic substance A side plate for holding the arc extinguishing plate and the plate-like insulating member at a predetermined interval is provided, and the plate-like insulating member is arranged on the fixed contact side with respect to the magnetic arc-extinguishing plate.
本発明は、以上の構成を備えるため、消弧板を絶縁物で被覆することなくアーク電圧を高めることのできる消弧装置を備えた回路遮断器を提供することできる。 Since this invention is provided with the above structure, the circuit breaker provided with the arc-extinguishing apparatus which can raise an arc voltage, without coat | covering an arc-extinguishing board with an insulator can be provided.
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る回路遮断器を説明する図である。なお、図において図5に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit breaker according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG.
前述したように、遮断を必要とするような過大な電流が遮断器に流れた場合、固定接点台12と可動接点台11に流れる電流による電磁反発力により、可動接点台11が回転運動し、可動接点1が固定接点2から引き離される。このため、固定接点2と可動接点の間にアークAが発生する。アークAは可動接点台11の開路動作により引き伸ばされ、アーク長は徐々に長くなる。
As described above, when an excessive current that needs to be interrupted flows through the circuit breaker, the
前述のように、消弧板6は磁性体で作成し、また、アークAに作用する磁気駆動力を高めるため、消弧板6には切り込み部6Aを設ける。このように形成された消弧板6を複数枚、間隔を空けて配置することによりアークを長さ方向に分断することができる。これにより、アークに対する電圧降下の増加および冷却作用の増加をもたらしアーク電圧を高めることができる。
As described above, the arc
ところで、本実施形態では、消弧装置100の消弧板側板13に、前記消弧板6とは別体に板状の絶縁性部材200を設ける。この点で本実施形態の回路遮断器は前記従来の回路遮断器と大きく異なる。なお、前記板状の絶縁性部材200は、前記磁性体製の消弧板6よりも固定接点2側に配置するとよい。このように配置すると、固定接点2と可動接点の間に発生したアークAの熱により絶縁性部材200が溶発し、熱分解ガスが発生する。このガスによりアークAを冷却するとともに、遮断部8内の圧力を上昇してアーク電圧を高めることができる。
By the way, in this embodiment, the arc-extinguishing
この絶縁性部材200は消弧板6とは別体に形成することにより、消弧板6の枚数や配置に係わらず絶縁性部材200を配置する位置を設定することができる。このため、前記磁性体製の消弧板6よりも固定接点2側に配置することにより、事故電流の流れ始め直後の可動接点台の開路距離が短いときに発生したアークAにより絶縁性部材200を加熱することができる。また、この加熱により生じた熱分解ガスにより、接点間の開路距離が短い場合においても高い限流効果を得ることができる。
By forming the insulating
なお、絶縁性部材200は、アークAにより熱分解ガスを発生させ、かつ複数回の事故電流に対してその形状を維持できるだけの耐熱性が必要となる。絶縁性部材200としては、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂やある種の絶縁紙が使用可能である。ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を使用する場合、絶縁紙よりも溶発しやすく、比較的少ない遮断電流で熱分解ガスを発生させることができる。絶縁紙を使用する場合には、熱可塑性樹脂よりも耐熱性が高く、特に電流を複数回遮断する場合には形状の変形がより少ないという利点がある。絶縁紙の例としてはセルロース系の絶縁紙、いわゆるバルカナイズドファイバーがある。バルカナイズドファイバーは、天然繊維素を素材としており、絶縁性、耐熱性、加工性が良く一部の回路遮断器では消弧板側板13にも使用されている材料である。
The insulating
次に、絶縁性部材200の形状について、図2と図3を用いて、更に詳しく説明する。ここで、図2は本発明の消弧装置100の一例を示す正面図、図3は絶縁性部材200の一例を示す平面図であり、図3(a)は絶縁性部材に切り込み部200Aを設けた例、図3(b)は絶縁性部材を2つの絶縁性部材で構成した例を示す。
Next, the shape of the insulating
図3(a)に示す例の場合には、絶縁性部材200は、消弧板6の切り込み部6Aと同様な切込み部200Aを備える。このように、絶縁性部材200に切り込み部200Aを設けることで、消弧板6によるアークAの引き込みが妨げられることがなくなる。また、アーク電圧を高めるためには、消弧板6にアークAを直接触れさせて冷却すると同時に、金属蒸気のアークAへの混入を減らす必要がある。
In the case of the example shown in FIG. 3A, the insulating
例えば、絶縁性部材200の切り込み部200Aの大きさを変えることにより、アークAと消弧板6の切込み部6Aが直接触れる面積を変えることができる。この場合、消弧板6の冷却効果を生かしながら、消弧板6から発生する金属蒸気のアークAへの混入を抑えることができる。また、図3(b)に示すように、絶縁性部材200は、消弧板6の冷却効果を生かすために、絶縁性部材200を2つの絶縁性部材200a、200bに分けて構成しても良い。
For example, by changing the size of the
なお、図2に示すように、絶縁性部材200を複数枚の絶縁紙で構成した場合、シート状の絶縁紙を使用することができる。このため1枚の絶縁紙の厚みを薄くすることができるため加工性が向上する。また、絶縁紙1枚の厚みや枚数を変えることにより熱分解ガスの発生量の調整が可能なので、回路遮断器の遮断容量に合わせた消弧装置の作製が容易となる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the insulating
図4は、本発明による効果を説明する図である。図は、消弧装置の絶縁性部材200として絶縁紙であるファイバー材を用いた場合と、絶縁性部材200を用いていない場合における短絡遮断時のアーク電圧の大きさを、横軸を時間として示したものである。図に示すように、絶縁性部材を用いた構造におけるアーク電圧が、絶縁性部材200を用いない構造でのアーク電圧よりも高くなっており、本実施形態によれば遮断性能が向上することが分かる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the present invention. The figure shows the magnitude of the arc voltage at the time of short-circuit interruption in the case where a fiber material which is insulating paper is used as the insulating
以上、説明したように、本実施形態によれば 絶縁物を被覆した消弧板からなる従来の消弧装置に対し、消弧板と絶縁性部材を別々に設けた消弧装置構造とする。これにより、可動接点台の開路距離が短いタイミングにおいて熱分解ガスを集中して発生させることができる。このため圧力上昇の大きさに対する限流性能が向上するので、低コストで高遮断容量の回路遮断器を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, an arc extinguishing device structure in which an arc extinguishing plate and an insulating member are provided separately from a conventional arc extinguishing device composed of an arc extinguishing plate coated with an insulating material. Thereby, pyrolysis gas can be concentrated and generated at the timing when the opening distance of the movable contact base is short. For this reason, since the current limiting performance with respect to the magnitude of the pressure increase is improved, a circuit breaker having a high breaking capacity can be provided at a low cost.
1 可動接点
2 固定接点
3 本体カバー
4 本体ケース
5 排気口蓋
6 消弧板
6A 切り込み部
7 仕切り
8 遮断部
11 可動接点台
12 固定接点台
13 消弧板側板
14 回転駆動連動軸
15 排気口
16 アークランナ
20 絶縁体
100 消弧装置
200,200a,200b 絶縁性部材
200A 絶縁性部材の切込み部
A アーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
A arc
Claims (5)
前記消弧装置は、アークの入口側に切り込み部を備えた複数の磁性体製の消弧板、板状の絶縁性部材、並びに前記複数の磁性体製の消弧板および前記板状の絶縁性部材を所定間隔で保持する側板を備え、
前記板状の絶縁性部材は、前記磁性体製の消弧板よりも固定接点側に配置したことを特徴とする回路遮断器。 A main body case having a fixed contact base having a fixed contact, a movable contact base having a movable contact, and an arc extinguishing device that extinguishes an arc generated between the contacts when the movable contact is driven in a direction away from the fixed contact. In the circuit breaker stored in
The arc extinguishing device includes a plurality of magnetic arc extinguishing plates, a plate-like insulating member, and a plurality of magnetic arc-extinguishing plates and the plate-like insulation, each having a notch on the arc entrance side. A side plate for holding the sex member at a predetermined interval;
The circuit breaker, wherein the plate-like insulating member is disposed on a fixed contact side with respect to the magnetic arc extinguishing plate.
前記板状の絶縁性部材は、アークの入口側に切り込み部を備えた板状の絶縁性部材であることを特徴とする回路遮断器。 The circuit breaker according to claim 1,
The circuit breaker according to claim 1, wherein the plate-like insulating member is a plate-like insulating member having a cut portion on an arc entrance side.
前記板状の絶縁性部材は、前記側板間にアーク通路を形成するように両側板にそれぞれ取り付けた2枚の絶縁性部材であることを特徴とする回路遮断器。 The circuit breaker according to claim 1,
The circuit breaker according to claim 1, wherein the plate-like insulating members are two insulating members respectively attached to both side plates so as to form an arc passage between the side plates.
前記板状の絶縁性部材は有機材であることを特徴とする回路遮断器。 The circuit breaker according to claim 1,
The circuit breaker, wherein the plate-like insulating member is an organic material.
前記板状の絶縁性部材はセルロース系の絶縁紙であることを特徴とする回路遮断器。 The circuit breaker according to claim 1,
The circuit breaker, wherein the plate-like insulating member is a cellulose-based insulating paper.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
JP2009158319A (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Tempearl Ind Co Ltd | Arc-extinguishing device of circuit breaker |
CN101527209A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | 穆勒建筑物自动化有限公司 | A switching device |
JP2012113962A (en) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Nikko Electric Mfg Co Ltd | Circuit breaker |
JP2012181924A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | Circuit breaker |
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2005
- 2005-08-10 JP JP2005232212A patent/JP2007048610A/en active Pending
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