JP2011146380A

JP2011146380A - ４極回路遮断器の動力伝達装置

Info

Publication number: JP2011146380A
Application number: JP2011004021A
Authority: JP
Inventors: Ki Ho Baek; キホベク
Original assignee: LSIS Co Ltd; LS Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: US20110168535A1; CN102129939B; CN102129939A; JP5192555B2; US8436264B2; MY155504A; EP2346063B1; KR20110083170A; ES2660870T3; KR101078974B1; EP2346063A1

Abstract

【課題】中性極の接点が投入時には他の極の接点より先に接触して遮断時には遅く分離される、４極回路遮断器の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】４極回路遮断器の動力伝達装置は、４極の可動接触子１７に開閉駆動のための駆動力を与える開閉軸１２と、開閉軸１２に接続されて共に回転可能であり、４極に対応して設けられて開閉軸１２の回転力を伝達するアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと可動接触子１７との間に接続され、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの回転力を可動接触子１７に開閉駆動力として伝達し、４極に対応して設けられるリンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）とを含み、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの和が、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの和より長いことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、４極回路遮断器に関し、特に４極回路遮断器の動力伝達装置に関する。

Ｒ極（Ｒ相）、Ｓ極（Ｓ相）、Ｔ極（Ｔ相）の３相交流電源供給線と、接地される中性極（すなわち、Ｎ極（Ｎ相））の中性線を同時に開閉するように、４極回路遮断器（３相４線式回路遮断器ともいわれる）は、４極に対応する４つの可動接触子及び固定接触子を備える構成を有する。ここで、中性線は、安定した電力供給のために非常に重要な役割を果たす線路であるといえる。なぜなら、負荷機器の損傷などを未然に防止し、局部的な電気的事故が広範囲な地域に広がることを防止するために、地絡電流、短絡電流、落雷などにより発生する異常電流を検出するための各種継電器などが中性線に接続設置されており、３相電圧の安定のための複数の接地線も中性線に接続されているからである。

よって、このような４極回路遮断器においては、回路遮断器の投入位置（オン位置）への操作時には、まず接地を確保するという意味で、他の極の可動接触子よりも中性極の可動接触子の方が対応する固定接触子に早く接触し、回路遮断器のトリップ位置（遮断位置）への動作時には、接地が確保された状態で回路遮断を行うという意味で、他の極の可動接触子よりも中性極の可動接触子の方が対応する固定接触子から遅く分離される、いわゆる早入遅切特性が求められる。

このような早入遅切特性のために、従来、中性極の可動接触子を他の極（中性極以外の３極）の可動接触子より固定接触子に近く配置する構成が提示されていた。しかし、このような従来技術には、早入遅切特性を有するものの、回路遮断時、中性極において固定接点と可動接点との間の開極距離（opening distance）（すなわち、絶縁距離、開離距離）が他の極の開極距離より短いため、中性極の電気的絶縁が保証されないという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、本発明の第１の目的は、中性極の可動接触子を他の極（中性極以外の３極）の可動接触子より固定接触子に近く配置することなく中性極の早入遅切特性を実現できる、４極回路遮断器の動力伝達装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、中性極の早入遅切特性を有すると共に、中性極の開極距離が他の極の開極距離と少なくとも同じである、４極回路遮断器の動力伝達装置を提供することにある。

上記の本発明の第１の目的は、４極の可動接触子に開閉駆動のための駆動力を与える開閉軸と、開閉軸に接続されて共に回転可能であり、４極に対応して設けられて開閉軸の回転力を伝達するアームと、アームと可動接触子との間に接続され、アームの回転力を可動接触子に開閉駆動力として伝達し、４極に対応して設けられるリンクと、を含み、中性極のアームとリンクの長さの和が、中性極以外の極のアームとリンクの長さの和より長いことを特徴とする、本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置を提供することにより達成される。

上記の本発明の第２の目的は、４極回路遮断器の動力伝達装置において、回路の開放動作時、中性極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離が、中性極以外の極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離と少なくとも同じになるように、中性極のアームとリンクの長さの比が、中性極以外の極のアームとリンクの長さの比と異なる値とされる、本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置を提供することにより達成される。

本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置は、４極の可動接触子に開閉駆動のための駆動力を与える開閉軸と、開閉軸の回転力を伝達するアームと、アームの回転力を可動接触子に開閉駆動力として伝達するリンクとを含み、中性極のアームとリンクの長さの和が、中性極以外の極のアームとリンクの長さの和より長いという特徴を有するので、中性極が他の極に対して早入遅切特性を有するという効果がある。

本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置は、中性極のアームの長さが中性極以外の極のアームの長さより長いため、中性極が他の極に対して早入遅切特性を有するという効果がある。

本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置は、中性極のアームとリンクの長さの比が中性極以外の極のアームとリンクの長さの比と異なるので、回路の開放動作時、中性極のホルダーの回転角度を他の極のホルダーの回転角度と同一にすることもでき、異なるようにすることもでき、回路の開放動作時、中性極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離が中性極以外の極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離と少なくとも同一であるため、回路の開放動作時、中性極の絶縁距離が少なくとも他の極と同程度に確保されるという効果がある。

本発明による４極回路遮断器の動力伝達装置は、中性極のアームとリンクの長さの比が中性極以外の極のアームとリンクの長さの比より大きいので、回路の開放動作時、中性極のホルダーの回転角度を他の極のホルダーの回転角度と同一にすることもでき、異なるようにすることもでき、回路の開放動作時、中性極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離が中性極以外の極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離と少なくとも同一であるため、回路の開放動作時、中性極の絶縁距離が少なくとも他の極と同程度に確保されるという効果がある。

投入位置（オン位置）における本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の動作状態及び構成を示す斜視図である。投入位置（オン位置）における本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の動作状態及び構成を示す側面図である。遮断位置（オフ位置）における本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の動作状態及び構成を示す斜視図である。遮断位置（オフ位置）における本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の動作状態及び構成を示す側面図である。

上記の本発明の目的とこれを達成する本発明の構成及び作用効果は、添付の図面を参照した本発明の好ましい実施形態の詳細な説明によりさらに明確に理解できるであろう。

以下、本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の構成について図１〜図４を参照して説明する。図１〜図４は、４極回路遮断器において、４極の極毎に対応して設けられる可動接触子１７及び固定接触子１８と、回路遮断器の開閉駆動力を与える開閉機構１０と、開閉機構１０の動力を可動接触子１７に伝達する本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置のみを、外箱を除去した状態で示すものである。

同図に示すように、本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置は、開閉軸（スイッチング軸）１２、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、及びリンク１４ｂ、１４ｄを含む。

開閉軸１２は、回転により４極の可動接触子１７に開閉駆動のための駆動力を与える。ここで、開閉軸１２の回転は、周知であるので詳細な構成が省略されている開閉機構（スイッチング機構）１０の駆動力によるものである。周知のように、開閉機構１０は、ハンドル１１、ハンドル１１の回転支持点を提供するレバー、オン状態では弾性エネルギーを蓄積し、回路の短絡電流などの異常電流の検出時には蓄積した弾性エネルギーを放出して回路を遮断（トリップ）する駆動力を与えるトリップスプリング、トリップスプリングの蓄勢状態を拘束又は解放するラッチ、可動接触子１７が回路の開閉位置に回転するように支持するホルダー１５、ラッチに接続される上部リンク、上部リンクに接続ピンにより接続される上端部及びホルダー１５に接続される下端部を有する下部リンクなどから構成される。開閉軸１２は、４極の可動接触子１７、すなわちＲ、Ｓ、Ｔ極（交流３相）及び中性極（Ｎ相）の４つの可動接触子１７を同時に開閉駆動するために、４極の可動接触子１７に共通に接続される。

アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、開閉軸１２に接続されて共に回転可能であり、４極に対応して設けられて開閉軸１２の回転力をリンク１４ｂ、１４ｄに伝達する。４つのアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、開閉軸１２の長手方向に沿って予め定められた間隔で同軸に設置される。４つのアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、開閉軸１２と共に回転するように、溶接により開閉軸１２に接続されることが好ましい。４つのアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは４極に対応して設けられるので、アーム１３ａはＲ相のアームを示し、アーム１３ｂはＳ相のアームを示し、アーム１３ｃはＴ相のアームを示し、アーム１３ｄはＮ相のアーム（中性極のアーム）を示す。本発明の好ましい特徴によれば、Ｎ相のアーム（中性極のアーム）１３ｄの長さは、中性極以外の極（Ｒ、Ｓ、Ｔ極）のアーム、すなわち、Ｒ相のアーム１３ａ、Ｓ相のアーム１３ｂ及びＴ相のアーム１３ｃの長さより長く構成される。中性極のアーム１３ｄの長さが中性極以外の極（Ｒ、Ｓ、Ｔ極）のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃの長さより長く構成されることにより、中性極の可動接触子１７が他の極の可動接触子より対応する固定接触子１８に早く接触し、遮断（トリップ）時には中性極の可動接触子１７が他の極の可動接触子より対応する固定接触子１８から遅く分離される、早入遅切特性を示す。

リンクは、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｎの極に対応して設けられ、対応するアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと可動接触子１７との間に接続され、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの回転力を可動接触子１７に開閉駆動力として伝達する。リンクと対応するアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとの接続は、図１に示すように、リンクと対応するアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを貫通して接続する接続ピンＰにより行われる。リンクは互いに隠れて見えないので、図１〜図４においてはＳ相のリンク１４ｂ及びＮ相のリンク１４ｄのみを代表的に示すが、残りのＲ相のリンク及びＴ相のリンクもＳ相のリンク１４ｂ及びＮ相のリンク１４ｄと形状、構成及び機能が同様であるので、Ｓ相のリンク１４ｂ及びＮ相のリンク１４ｄを参照されたい。アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの形状が略一字形状であるのに対して、リンクの形状は、図２において固定接触子１８側を前方としたとき、前方に膨らんだ円弧形状である。従って、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが時計方向に回転するとリンクは反時計方向に回転し、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが反時計方向に回転するとリンクは時計方向に回転する。回路の開放動作時、中性極の可動接触子１７の接点と固定接触子１８の接点との間の開離距離が、中性極以外の極の可動接触子１７の接点と固定接触子１８の接点との間の開離距離と同じになるように、リンク、すなわちＳ相のリンク１４ｂ及びＮ相のリンク１４ｄを含む４極（相）のリンクは、予め設計されて定められた長さを有する。リンクの下端部は、直接的に可動接触子１７に接続されてもよく、可動接触子１７を支持して共に回動するホルダー１５に接続されてホルダー１５を介して間接的に可動接触子１７に接続されてもよい。

一方、中性極の早入遅切特性のために、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの和は、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの和より長い。中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの和が中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの和より長いため、すなわちモーメントアームが長いため、共通に接続された開閉軸１２に対して、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄは中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）より大きい角度で回転し、従って、遮断位置から投入位置への投入動作時には、中性極の可動接触子１７が他の極の可動接触子１７より対応する固定接触子１８に早く接触する。中性極の可動接触子１７は、他の極の可動接触子１７より大きい角度で回転して接触したので、遮断動作時には逆に、他の極の可動接触子１７より対応する固定接触子１８から遅く分離され、早入遅切の動作特性を示す。

本発明の好ましい特徴によれば、回路の開放動作時、中性極の可動接触子１７の接点と固定接触子１８の接点との間の開離距離が、中性極以外の極の可動接触子１７の接点と固定接触子１８の接点との間の開離距離と少なくとも同じになるように、すなわち中性極においても回路の開放動作時に接点間の絶縁距離を十分に確保できるように、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの比は、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの比と異なる値とされる。好ましい実施形態によれば、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さが３３．４５ｍｍと２０．８５ｍｍである場合、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さは３３ｍｍと２０．５ｍｍである。これらの長さを長さの比率に換算すると、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの比が１．６０４対１であり、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの比は１．６０９対１である。言い換えれば、中性極においては、リンク１４ｄがアーム１３ｄに対して１／１．６０４であるのに対して、中性極以外の極においては、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃがリンク（代表的に１４ｂ）に対して１／１．６０９であるので、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの比は、中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの比より大きい。このような好ましい実施形態による中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの比と中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの比の設定（決定）により、回路の開放動作時、４極の可動接触子１７と固定接触子１８との間の開離距離は十分な絶縁距離となる。

図１〜図４において、符号１５は、可動接触子１７を支持し、リンクにより伝達される駆動力により可動接触子１７と共に同一方向に回転するホルダーである。符号１６は、ホルダー１５の一端部が接続されてホルダー１５の回転支持点を提供する回転支持ベースである。符号１８ａは、固定接触子１８において回路遮断器の外部に露出する端子部を示す。

以下、このように構成される本発明の好ましい実施形態による４極回路遮断器の動力伝達装置の動作を図１〜図４を参照して説明する。

まず、図１及び図２に示すような４極回路遮断器の投入位置から図３及び図４に示すような遮断位置（トリップ位置）への動作を説明する。

回路の異常電流の検出によるトリップ機構（図示せず）のトリガ動作により自動で、又は使用者のハンドル１１のオフ位置操作により手動で、開閉機構１０が動作して開閉軸１２が反時計方向に回転すると、開閉軸１２に共に同一方向に回転するように接続されたアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも反時計方向に回転し、従って、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに接続ピンＰにより接続されたリンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）は時計方向に回転する。リンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）の時計方向の回転に伴って、リンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）に直接的に又はホルダー１５を介して間接的に接続された可動接触子１７も時計方向に回転して、図３及び図４に示すように、固定接触子１８から分離されて回路を遮断する位置に変位する。このとき、中性極の可動接触子１７は、他の極の可動接触子１７より大きい角度で回転して接触したので（投入動作状態であるので）、遮断動作時には逆に、他の極の可動接触子１７より対応する固定接触子１８から遅く分離され、早入遅切の動作特性を示す。また、中性極のアーム１３ｄとリンク１４ｄの長さの比と中性極以外の極のアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃとリンク（代表的に１４ｂ）の長さの比の設定（決定）により、回路の開放動作時、４極の可動接触子１７と固定接触子１８との間の開離距離は十分な絶縁距離となる。

次に、図３及び図４に示すような４極回路遮断器の遮断位置（トリップ位置）から図１及び図２に示すような投入位置への動作を説明する。

使用者のハンドル１１の投入位置操作により手動で、開閉機構１０が動作して開閉軸１２が時計方向に回転すると、開閉軸１２に共に同一方向に回転するように接続されたアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも時計方向に回転し、従って、アーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに接続ピンＰにより接続されたリンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）は反時計方向に回転する。リンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）の反時計方向の回転に伴って、リンク（代表的に１４ｂ、１４ｄ）に直接的に又はホルダー１５を介して間接的に接続された可動接触子１７も反時計方向に回転して、図１及び図２に示すように、固定接触子１８に接触して回路を閉回路にする通電可能な位置に変位する。このとき、中性極の可動接触子１７は、他の極の可動接触子１７より大きい角度で回転して他の極の可動接触子１７より対応する固定接触子１８に先に接触し、早入遅切の動作特性を示す。

１０開閉機構
１１ハンドル
１２開閉軸
１３ａＲ相のアーム
１３ｂＳ相のアーム
１３ｃＴ相のアーム
１３ｄＮ相のアーム
１４ｂＳ相のリンク
１４ｄＮ相のリンク
１５ホルダー
１６回転支持ベース
１７可動接触子
１８固定接触子
１８ａ端子部

Claims

４極回路遮断器の動力伝達装置において、
４極の可動接触子に開閉駆動のための駆動力を与える開閉軸と、
前記開閉軸に接続されて共に回転可能であり、４極に対応して設けられて前記開閉軸の回転力を伝達するアームと、
前記アームと前記可動接触子との間に接続され、前記アームの回転力を前記可動接触子に開閉駆動力として伝達し、４極に対応して設けられるリンクと、を含み、
中性極の前記アームと前記リンクの長さの和が、中性極以外の極の前記アームと前記リンクの長さの和より長いことを特徴とする４極回路遮断器の動力伝達装置。
中性極の前記アームの長さが、中性極以外の極の前記アームの長さより長い、請求項１に記載の４極回路遮断器の動力伝達装置。
回路の開放動作時、中性極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離が、中性極以外の極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離と少なくとも同じになるように、中性極の前記アームと前記リンクの長さの比が、中性極以外の極の前記アームと前記リンクの長さの比と異なる値とされる、請求項１に記載の４極回路遮断器の動力伝達装置。
中性極の前記アームと前記リンクの長さの比が、中性極以外の極の前記アームと前記リンクの長さの比より大きい、請求項３に記載の４極回路遮断器の動力伝達装置。
回路の開放動作時、中性極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離が、中性極以外の極の可動接触子の接点と固定接触子の接点との間の開離距離と同じになるように、前記リンクが予め定められた長さを有する、請求項１に記載の４極回路遮断器の動力伝達装置。