JP2011146335A - Circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回路遮断器、特に遮断性能を改善した回路遮断器の構造に関するものである。 The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to a structure of a circuit breaker with improved breaking performance.
従来の回路遮断器においては、遮断時におけるアークを安定して消弧するために、アークをアーク走行方向へ反射させるためのアーク反射部材を、アームに可動子と共に設けるともに、アークが発生する接点周辺部から消弧装置へと至るアーク走行路を、アーク走行方向に向かって当該アーク走行路の断面積が拡大するよう形成して圧力勾配を設けることが例えば、特許文献1に開示されている。
In the conventional circuit breaker, in order to stably extinguish the arc at the time of interruption, an arc reflecting member for reflecting the arc in the arc traveling direction is provided on the arm together with the mover, and the contact where the arc is generated For example,
しかしながら、前記のような回路遮断器では、可動子を含む開閉機構部の反対側に固定接点を含む電磁石部が配置されている構成となっているため、アーク反射部材の第一の反射部を固定接点側に向けて延ばす長さには限界があり、開閉機構部が開離したときに可動接点と固定接点間の距離を大きくとることができないことになる。そのため、小電流の開閉時に可動、固定接点間に発生するアークが切れにくくなることがある。その結果、開閉時のアークによる接点消耗が大きくなるため、開閉耐久時に通電性能を維持することができないという問題点があった。 However, in the circuit breaker as described above, since the electromagnet part including the fixed contact is arranged on the opposite side of the switching mechanism including the mover, the first reflecting part of the arc reflecting member is provided. There is a limit to the length extending toward the fixed contact side, and when the opening / closing mechanism is separated, the distance between the movable contact and the fixed contact cannot be increased. For this reason, an arc generated between the movable and fixed contacts when the small current is opened and closed may be difficult to cut. As a result, contact wear due to arcs at the time of opening and closing becomes large, and there is a problem that the energization performance cannot be maintained during opening and closing durability.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、小電流の開閉時におけるアークを切れやすくするとともに、短絡遮断時に高限流遮断が可能な回路遮断器を得ることを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a circuit breaker that makes it easy to break an arc when a small current is opened and closed and that can cut off a high current limit when a short circuit is interrupted. It is what.
この発明に係る回路遮断器は、絶縁筺体の内部に装着された固定接触子と、この固定接触子に対向して接離する可動接触子と、該可動接触子を駆動する開閉機構と、過電流に応動して開閉機構を作動させ、可動接触子を固定接触子から開離させる電磁引き外し装置と、前記可動接触子の開離時に発生するアークが充満するアーク発生室と、このアーク発生室内のアークを消弧する消弧装置を備えた回路遮断器において、固定接触子及び可動接触子を挟んで絶縁板と、該絶縁板の外側に所定の間隙をおいてアーク駆動板とを設け、前記絶縁板の内幅は、可動接触子の可動範囲部分では狭く、アーク走行部分では広くなされると共に、絶縁板のアーク走行部分に前記間隙に通じる孔が設けられている。 A circuit breaker according to the present invention includes a fixed contact mounted inside an insulating casing, a movable contact contacting and separating from the fixed contact, an opening / closing mechanism for driving the movable contact, An electromagnetic trip device that activates an opening / closing mechanism in response to an electric current to separate a movable contact from a fixed contact, an arc generation chamber that is filled with an arc generated when the movable contact is separated, and the generation of the arc In a circuit breaker equipped with an arc extinguishing device for extinguishing an arc in a room, an insulating plate is provided with a fixed contact and a movable contact in between, and an arc driving plate is provided outside the insulating plate with a predetermined gap. The inner width of the insulating plate is narrow in the movable range portion of the movable contact and wide in the arc running portion, and a hole leading to the gap is provided in the arc running portion of the insulating plate.
この発明によれば、絶縁板は、可動接触子の開閉する可動範囲部分では可動接触子に近接して配置されているため、開極時のアークの断面積がその方向に大きく拡大できず、さらに絶縁板に接してアークを冷却させることによりアーク抵抗を増大させることができるため、小電流での開閉性能を向上させることができることはもちろんであるが、絶縁板の外周に間隙を置いて配置されたアーク駆動板により、接点間のアークをアークランナーの方向へ伸長することができるので、さらに開閉性能を向上させることができる。 According to the present invention, since the insulating plate is disposed in the movable range portion where the movable contact opens and closes in proximity to the movable contact, the cross-sectional area of the arc at the time of opening cannot be greatly expanded in that direction, In addition, the arc resistance can be increased by cooling the arc in contact with the insulating plate, so that the switching performance with a small current can be improved. Since the arc drive plate can extend the arc between the contacts in the direction of the arc runner, the switching performance can be further improved.
また、アーク走行部分では、絶縁板は、可動接触子の可動範囲部分よりも可動接触子から離れるように段差部が設けられ、かつ、アーク走行部分に孔が設けられているため、短絡遮断時に発生するガスを絶縁板の孔より絶縁板とアーク駆動板の隙間を通して接点付近に流入させて、消弧室付近のガス圧力をさらに低下させると共に接点付近のガス圧力を上昇させて、アークが消弧室の方向へ移動しやすくできる。このため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上し、高限流遮断が可能となる。 In addition, in the arc running part, the insulating plate is provided with a stepped part so as to be farther from the movable contact than the movable range part of the movable contact, and a hole is provided in the arc running part. The generated gas is caused to flow from the hole of the insulating plate through the gap between the insulating plate and the arc drive plate to the vicinity of the contact point, further reducing the gas pressure near the arc extinguishing chamber and increasing the gas pressure near the contact point, thereby extinguishing the arc. Easy to move in the direction of the arc chamber. For this reason, the arc extinguishing time is shortened, the interruption performance is improved, and high current limiting interruption is possible.
実施の形態1.
図1〜図3に示すように、本発明の回路遮断器は、いずれも合成樹脂材料でできたベース21とカバー22からなる絶縁筺体を備えている。この絶縁筺体内には、固定接点24を有する固定接触子23と、可動接点25aを有する可動接触子25が対向して設けられている。可動接触子25は、アーム26により回動自在に支持されていて、可動接触子25の回動により、固定接点24と可動接点25aが接離自在になされている。
As shown in FIGS. 1-3, the circuit breaker of this invention is equipped with the insulating housing which consists of the
軸27はアーム26と可動接触子25の回動中心となる軸である。可動接触子25は、メインばね28により可動接点25aが固定接点24から常に開離される方向へと付勢されている。ベース21の上部から操作部が突出するハンドル29により開閉機構が操作される。ハンドル29は、リセットばね30により反時計方向に付勢されている。丸棒材をU字型に形成した操作リンク31は、一端がハンドル29に連接し、他端は後述するラッチ32のリンク係合溝32aに係合している。
The
軸27に軸支されたラッチ32には、操作リンク31の他端に係合するリンク係合溝32aと、後述する電磁引き外し部34のロッド37の押圧力を受けるトリガー片32bと、後述するバイメタル33の湾曲による押圧力で操作リンク31とリンク係合溝32aとの係合を解放する方向の力を受けるトリガー片32cが形成されている。前記アーム26と、メインばね28と、ハンドル29と、リセットばね30と、操作リンク31と、ラッチ32等により開閉機構が構成されている。
The
絶縁筺体内にはバイメタル33が設けられている。バイメタル33は、通過電流に対応して図で右方向に加熱湾曲する。絶縁筺体内には、さらに、電磁引き外し部34が設置されていて、これは電磁石35への通電電磁力により駆動されるプランジャ36と、このプランジャ36の吸引動作により図で左方向へ突出するロッド37を有している。バイメタル33と電磁引き外し部34により過電流引き外し装置が形成される。固定及び可動両接触子を含むアーク発生室40に消弧板39を有する消弧装置38が設けられており、固定接点24と可動接点25a間で発生したアーク発生室40内のアークは、アークランナー
41に導かれて、消弧装置38で消弧される。
A
ベース21には、アーク発生室40から離れた位置である可動接点25aとアーム26の回動中心となる軸27の近くにおいて、内側に突出するストッパ壁21aが設けられており、可動接触子25が固定接触子23から開離したときの開路位置を規正する。
The
図3は図1のA−A線に沿う断面を拡大して矢印方向に見た図である。アーク発生室40には固定接触子23及び可動接触子25が位置しているが、これら両接触子を挟むようにほぼU字形の合成樹脂からなる絶縁板1がベース21に固定して設けられている。前記両接触子の両側に位置する絶縁板1は、図4に示すように、可動接触子25の可動範囲部分では両側間の間隔が狭く、一方、アーク走行部分では、可動接触子25の可動範囲部分の間隔よりも広くなるように、内側に段差部3が設けられ、かつ、アーク走行部分には孔4が設けられている。絶縁板1には、ベース21への取り付け時の位置合せ用の孔6が設けられている。
FIG. 3 is an enlarged view of the cross section taken along the line AA in FIG. In the
絶縁板1の外側には、ほぼU字形をした磁性材料からなるアーク駆動板2が、ベース21に密着して取り付けられている。図5に示すように、アーク駆動板2の両側内側には、絶縁板1との間に隙間5(図3参照)を持たせるための凸部7が複数個形成されている。前記間隙5は、前記孔4を通してアーク走行部分に連通し、さらに、固定接点24と可動接点25a近傍において開放されている。アーク駆動板2には、ベース21への取り付け時の位置合せ用の孔8が設けられている。
On the outside of the
図6及び図7により、絶縁板1とアーク駆動板2とアークランナー41との関係をさらに詳細に説明する。U字形に連結している絶縁板1を両側から挟むようにアーク駆動板2が配置されている。絶縁板1はアーク駆動板2の内面に突出する凸部7に当接しているため、両者間に間隙5が形成されている。アークランナー41がベース21に取り付けられており、このアークランナー41を囲むように絶縁板1が配置され、絶縁板1とアークランナー41で囲まれた空間に固定接触子23と可動接触子25が位置している。前記間隙5は絶縁板1の孔4に連通しており、間隙5の後方はアークランナー41側、すなわち固定接点24と可動接点25aの近傍に開放している。
The relationship among the
上述の構造を有する回路遮断器において、回路遮断器の定格電流以下の小電流を開閉する場合、ハンドル29により開閉機構が操作されて可動接触子25が固定接触子23から開離する。このとき、固定接点24と可動接点25aの間にアークが発生する。この開極時のアークは、絶縁板1が可動接触子25の開極時の可動範囲では可動接触子25に近接して配置されているため、アーク断面積は絶縁板1の側には大きく拡大できない。しかも、アークは絶縁板1に接して冷却されることにより、アーク抵抗を増大させアークを消して電流を切るため、小電流での開閉性能が向上する。
In the circuit breaker having the above-described structure, when a small current equal to or lower than the rated current of the circuit breaker is opened and closed, the opening / closing mechanism is operated by the
同時に、開極時のアークは、U字形のアーク駆動板2に誘磁された磁束により、アークランナー41の方向、すなわち図1では下方へ伸長させるため、さらにアーク抵抗が増大し、開閉性能を向上させることができる。また、大きな短絡電流を遮断する場合、電磁引外し部34が短絡電流に応動して開閉機構をトリップ動作させ、可動接触子25が固定接触子23から高速開離する。このとき、上述した開閉時と同様に、開極時に発生したアークは、絶縁板1が可動接触子25の開極時の可動範囲では可動接触子25に近接して配置されているため、アーク断面積は絶縁板の1の側には大きく拡大できない。しかも、アークは絶縁板1に接して冷却されることにより、アーク抵抗を増大させる。さらに、U字形のアーク駆動板2に誘磁された磁束により、アークランナー41の方向、すなわち図1では下方へ伸長させるため、アーク発生室40内のアークは、アークランナー41に導かれて速やかに消弧装置38に達し、消弧板39により分断されて消弧することになる。この
ため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上する。
At the same time, the arc at the time of opening is expanded in the direction of the
また、アーク走行部分の絶縁板1の間隔は、段差3により可動接触子25の可動範囲部分よりも広く、かつ、絶縁板1のアーク走行部分に孔4が開けてあり、さらに、絶縁板1との間に隙間5を持たせてアーク駆動板2が設けられている。段差3による絶縁板1の間隔の広がりは、アーク走行部分のガス圧力を低下させる。また、孔4は、短絡遮断時に発生するガスを隙間5を通して固定接点24及び可動接点25a近傍に流入させて、消弧室38付近のガス圧力をさらに低下させると共に、前記接点付近のガス圧力を上昇させてアークが消弧室38の方向へ移動しやすくするため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上し、高限流遮断が可能となる。
Further, the interval between the insulating
1 絶縁板、 2 アーク駆動板、
3 段差、 4 孔、
5 隙間、 6 位置合せ用孔、
7 凸部、 8 位置合せ用孔、
21 ベース、 22 カバー、
23 固定接触子、 24 固定接点、
25 可動接触子、 25a 可動接点、
26 アーム、 27 軸、
28 メインばね、 29 ハンドル、
30 リセットばね、 31 操作リンク、
32 ラッチ、 32a 係合溝、
32b トリガー片、 32c トリガー片、
33 バイメタル、 34 電磁引き外し部、
35 電磁石、 36 プランジャ、
37 ロッド、 38 消弧装置、
39 消弧板、 40 アーク発生室、
41 アークランナー。
1 insulation plate, 2 arc drive plate,
3 steps, 4 holes,
5
7 convex part, 8 alignment hole,
21 base, 22 cover,
23 fixed contact, 24 fixed contact,
25 movable contact, 25a movable contact,
26 arms, 27 axes,
28 main spring, 29 handle,
30 reset spring, 31 operation link,
32 latch, 32a engaging groove,
32b trigger piece, 32c trigger piece,
33 Bimetal, 34 Electromagnetic tripping part,
35 electromagnets, 36 plungers,
37 rod, 38 arc extinguishing device,
39 arc extinguishing plate, 40 arc generating chamber,
41 Arc Runner.
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