JP2013037895A - 回路遮断器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 消弧室と排気口が排気路を介して連通している回路遮断器において、限流性能を向上させる。
【解決手段】 接触子対1、4と、遮断動作時に接触子対1、4で発生するアークを消弧する消弧室13と、接触子対1、4の側から消弧室13を挟み込むように延伸して、アークを消弧室13へと導く一対のアーク走行路5、10と、これらを収納する筐体17と、アークガスを筐体17内から外部に排出する排気口14と、消弧室13の一対のアーク走行路5、10が延伸する側の端部13aから排気口14へアークガスを誘導する排気路15と、端部13aに設けられて消弧室13内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材20とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 接触子対1、4と、遮断動作時に接触子対1、4で発生するアークを消弧する消弧室13と、接触子対1、4の側から消弧室13を挟み込むように延伸して、アークを消弧室13へと導く一対のアーク走行路5、10と、これらを収納する筐体17と、アークガスを筐体17内から外部に排出する排気口14と、消弧室13の一対のアーク走行路5、10が延伸する側の端部13aから排気口14へアークガスを誘導する排気路15と、端部13aに設けられて消弧室13内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材20とを備える。
【選択図】 図1
Description
この発明は、配線用遮断器および漏電遮断器などの遮断動作時に発生するアークを消弧する回路遮断器に関する。
低圧配電設備の大容量化、省スペース化のため、配線用遮断器および漏電遮断器などの回路遮断器に対する小形化の要求がある。この小形化を達成するための手段の一つとして、過電流を低く抑制する限流性能の向上がある。限流性能を向上させることにより回遮断器が消弧室で処理するアークエネルギーを低下させることができ、回路遮断器を構成する部品への熱的、電磁力的な負担が軽減して、小形化が可能となる。
回路遮断器では、過電流の遮断動作時に、接点間に発生したアークを、複数の消弧板が配置された消弧室に引き込んで分断させる。これにより、電極降下電圧を発生させ、さらにアークを冷却してアーク電圧を上昇させる。回路遮断器では、これらの消弧室で発生する電圧を用いて限流をおこなう。従って、高い限流性能を得るためには、上昇した電圧を遮断完了まで持続する、言い換えれば、複数の消弧板でアークを分断させた状態を維持する必要がある。
また、従来の漏電遮断器では、負荷側に零相変流器やその出力を増幅する電子回路が配置されるため、負荷側へのアークガスの抜けの悪いことがある。このような漏電遮断器において、アークガスが外箱内に充満して漏電遮断器内部の絶縁性が損なわれることを防止するため、遮断動作時に消弧室で発生するアークガスを、消弧室から電源側の外部空間に直接排出する構成とすることがある。例えば、消弧室と電源側で対面するアークガス排出口(排気口)に、ガス圧により変形する柔軟な遮蔽板と、これを内側から支える背板とが設けられ、前記背板を前記遮蔽板の周縁部のみを支えるU字形に形成し、遮断動作時には、前記遮蔽板をガス圧で外側に変形させてアークガスを素通りさせる。これにより、いくつかの排気孔を設けたのみの背板に比べてアークガスの排出が容易となる。(例えば、特許文献1参照)。
従来の漏電遮断器では、アークガスを消弧室に対向する排気口を通して漏電遮断器の外部空間に直接排出する構成となっているので、遮蔽板を外側に向かって大きく変形させることができる。これにより、アークガスを消弧室から効率的に排出できる。一方、消弧室と排気口が回路遮断器内部の排気路を介して連通している回路遮断器においては、遮蔽板を排気口に設けても、消弧室からのアークガスの排出は排気路に影響を受けるので、消弧室からのアークガスの排出は改善されない。
通常、回路遮断器では、小形化のために、排気路のアークガスの流れと直交する断面は消弧室の排気口側の排出面より小さくなる。特に、負荷側に零相変流器やその出力を増幅する電子回路が配置される漏電遮断器では、この傾向が顕著である。このような構成では、前記排出面でのアークガスの流れに必然的に偏りが生じる。このアークガスの流れの偏りは、消弧室へのアーク引き込みを悪化させる。これに伴い、消弧室全体を利用して所望の限流性能を得るのに必要な電圧を発生することができなくなり、限流性能が低下する。
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、消弧室と排気口が排気路を介して連通している回路遮断器において、限流性能を向上させることを目的とする。
この発明に係わる回路遮断器においては、接触子対と、遮断動作時に前記接触子対で発生するアークを消弧する消弧室と、前記接触子対の側から前記消弧室を挟み込むように延伸して、前記接触子対で発生したアークを前記消弧室へと導く一対のアーク走行路と、前記接触子対および前記消弧室ならびに前記一対のアーク走行路を収納する筐体と、前記アークの発生に伴い生じるアークガスを前記筐体内から外部に排出する排気口と、前記消弧室の前記一対のアーク走行路が延伸する側の端部から前記排気口へ前記アークガスを誘導する排気路と、前記端部に設けられて前記消弧室内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材とを備えたものである。
この発明は、消弧室と排気口が排気路を介して連通している回路遮断器において、限流性能を向上させることができる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回路遮断機を示す部分断面図である。図1において、固定接触子1には固定接点2が固着されており、可動接点3が一端部に固着された可動接触子4と接触子対を形成している。固定接触子1は、一端部が上方に折り返されてその先端が第1のアーク走行路5と対向するように形成され、他端部が第1のアーク走行路5と電気的に接続されている。また、固定接触子1の前記他端部は、瞬時引き外し部6、例えばプランジャ装置を介して、異常電流検出部7、例えば過負荷電流を検出するバイメタルに電気的に接続されている。この異常電流検出部7は、第1端子部8に接続されている。一方、可動接触子4の他端部の側には、可動接触子4を回動可能に保持する回転軸4aおよび上記接触子対を開閉させる機構部(図示せず)が設けられている。可動接触子4の前記他端部には可とう導体もしくは摺動接触子が接続され、これにより可動接触子4と第2端子部9とが電気的に接続される。第2端子部9には、第2のアーク走行路10が電気的に接続されている。この回路遮断器を電力線に接続した場合、主回路の電流は、電源側の第2端子部9、可動接触子4、固定接触子1、瞬時引き外し部6、異常電流検出部7、負荷側の第1端子部8の経路で流れる。
図1は、この発明の実施の形態1による回路遮断機を示す部分断面図である。図1において、固定接触子1には固定接点2が固着されており、可動接点3が一端部に固着された可動接触子4と接触子対を形成している。固定接触子1は、一端部が上方に折り返されてその先端が第1のアーク走行路5と対向するように形成され、他端部が第1のアーク走行路5と電気的に接続されている。また、固定接触子1の前記他端部は、瞬時引き外し部6、例えばプランジャ装置を介して、異常電流検出部7、例えば過負荷電流を検出するバイメタルに電気的に接続されている。この異常電流検出部7は、第1端子部8に接続されている。一方、可動接触子4の他端部の側には、可動接触子4を回動可能に保持する回転軸4aおよび上記接触子対を開閉させる機構部(図示せず)が設けられている。可動接触子4の前記他端部には可とう導体もしくは摺動接触子が接続され、これにより可動接触子4と第2端子部9とが電気的に接続される。第2端子部9には、第2のアーク走行路10が電気的に接続されている。この回路遮断器を電力線に接続した場合、主回路の電流は、電源側の第2端子部9、可動接触子4、固定接触子1、瞬時引き外し部6、異常電流検出部7、負荷側の第1端子部8の経路で流れる。
第1のアーク走行路5は、固定接触子1が接続される一端部から、湾曲部を経て、複数の消弧板11と一対の消弧側板12とで構成されている消弧室13の上部へと延伸している。一方、第2のアーク走行路10は、第2端子部9が接続されている一端部から、一旦、可動接触子4側へと近接するように湾曲し、再び筐体17の底面側(図1において下方側)へ向かって斜めにのびて、他端部が消弧室13の下部へと延伸している。つまり、第1のアーク走行路5および第2のアーク走行路10で構成される一対のアーク走行路は、前記接触子対の側から消弧室13を上下方向から挟み込むように延伸して、前記接触子対で発生したアークを消弧室13へと導く。また、複数の消弧板11は、適切な間隙を持って消弧側板12により図1の紙面方向から挟み込むように保持されており、複数の消弧板11の枚数は、所定の限流性能を得るのに必要な枚数が確保されている。消弧室13は、前述のように複数の消弧板11および一対の消弧側板12で構成されており、第1のアーク走行路5と第2のアーク走行路10とにより上下方向が、消弧板11を前後から挟み込む消弧側板12によって前後方向が、消弧板11の第1端子部8側端面と第2端子部9側端面との両端面によって左右方向が、それぞれ規定された空間となっている。
消弧室13の第1端子部8側には、遮断動作時に発生するアークガスを筐体17の外部に排気する排気口14へ連通する排気路15が設けられている。この排気路15は、図1において、水平方向に伸びて排気口14に直接つながる第2の排気路15bと、消弧室13の排気口14側の面(消弧室13の前記一対のアーク走行路が延伸する側の端部13a)に近接し、消弧室13の排気口14側の端面に沿って垂直方向に伸びる第1の排気路15aとによって構成されている。また、第2の排気路15bは、第2のアーク走行路10の他端部の近傍から排気口14へと伸びている。
消弧室13の前記接触子対の側には、可動接触子4の開極動作に伴い固定接点2と可動接点3間にて発生したアークを消弧室13に移行させるアーク走行空間16が設けられている。このアーク走行空間16は、可動接触子4と第2端子部9との間に設けられた筐体の電源側壁18と、第2のアーク走行路10と、消弧室13と、固定接触子1の前記一端部と、可動接触子4の可動接点3が固着された一端部と、これらを挟み込むように配置されている筐体17の内壁とで囲まれる空間にて規定される。
これらの回路遮断器の構成部品は、全て筐体17にて収納されている。また、上記機構部を手動操作するためのハンドル19が筐体17より突出して設けられている。
図2は、図1に示す回路遮断器の閉極状態の要部を示す部分断面図である。図2に示すように、閉極状態では、可動接触子4は固定接触子1に付勢状態で、可動接点3と固定接点2とで接触している。このとき、瞬時引き外し部6のアクチュエーターであるプランジャロッド6aは、可動接触子4のアーム部に対向する位置で可動接触子4と所定の距離を保って保持されている。また、消弧室13の排気口14側(消弧室13の前記一対のアーク走行路が延伸する側の端部13a側)には、消弧室13と排気路15を仕切る板状で絶縁性の隔壁部材20が配置されている。図3は、隔壁部材20を排気路12側(図2の左側)から見た図であり、隔壁部材20には「エ」の字状のスリット21が設けられている。この隔壁部材20は、遮断動作時に消弧室13内で発生する圧力によって変形する材質、例えば、電気絶縁用耐熱ポリアミド紙などで形成されている。
図4は、図2の断面A−A’を示す図である。図4に示すように、消弧板11には、遮断動作時に前記接触子対で発生したアークを消弧室13に引き込んで分断し易くするために、アーク走行空間16側に「V」の字状の切り欠き部を設けている。また、消弧室13の第1の排気路15a側は、隔壁部材20によってスリット21などの隙間を除いて閉鎖されている。
この閉極状態の回路遮断器に短絡電流などの過電流が流れると、図5に示すように、瞬時引き外し部6が動作し、プランジャロッド6aが右方向に移動して可動接触子4のアーム部に衝突する。この結果、可動接触子4が回転軸4aを中心に回動して開極し、固定接点1と可動接点3が開離して接点間(図5中、位置1)にアークが発生する。この接点間で発生したアークには、アーク走行空間16から消弧室13に至る圧力勾配に起因して発生する、アークガスの消弧室13方向への流れによる駆動力、および、固定接触子1および可動接触子5の導体を流れる前記過電流が発生させる磁場に起因する電磁力による駆動力などが作用する。これらの力により、前記アークが、図5中、下方に駆動、伸張され、可動接触子4側のアークスポットが、可動接触子4と同電位である第2のアーク走行路10に転流して、位置2に移行する。位置2に移行したアークに対しても同様に前記流れによる駆動力および前記電磁力による駆動力が作用して、第2のアーク走行路10のアークスポットが同アーク走行路上をさらに消弧室13側へと走行し、固定接触子2のアークスポットも同電位である第1のアーク走行路5へ移行する。続いて、第1のアーク走行路5および第2のアーク走行路10に移行したアークは消弧室13内の図5中、位置3に到達し、複数の消弧板11によって分断される。その結果、複数の消弧板11おいて電気的直列に発生したアークスポットにより電極降下電圧が発生してアーク電圧が急速に高くなり、さらに、消弧板11の溶融潜熱によりアークが冷却されるので、過電流が小さく絞り込まれて(限流されて)、確実に遮断される。
図6は、このような回路遮断器の遮断動作時における電圧および電流波形を示す図である。同図には、隔壁部材20を有する本願発明との比較のため、隔壁部材20を用いない場合を破線で示している。また、時刻taは、隔壁部材20を有する場合においてアーク全体が消弧室13内に到達した時刻(上述のアーク電圧が急速に高くなる時刻)を、時刻tbは、隔壁部材20を有しない場合においてアーク全体が消弧室13内に到達した時刻を、それぞれ示している。
図6の時刻taと時刻tbとから、隔壁部材20を設けることで、アーク電圧が急速に高くなる時刻が早くなっていることが分かる。このようにアーク電圧が急速に高くなることで、過電流が限流され、遮断動作時の通過電流のピーク値および継続時間が低減できる。
さらに詳細に隔壁部材20の動作と作用について説明する。隔壁部材20を有しない場合、アークが接触子対1、4間にある遮断初期段階(図5において、アークが位置1または位置2にある時刻)において、アーク周辺から排気口14に向かって導電性の高いアークガスが流れて筐体17外部へと放出される。このとき、排気口14にアークガスを導く第2の排気路15bは、第2のアーク走行路10の他端部の近傍から排気口14へと伸びているので、第2のアーク走行路10側に位置するアークガスは速やかに排気口14側へと流れる。一方、第1のアーク走行路5側に位置するアークガスは、消弧室13の端部13aから第1の排気路15aを経て、第2の排気路15bに流入した後、排気口14へ流れる。つまり、第1のアーク走行路5側に位置するアークガスの排気口14までの流路が、第2のアーク走行路10側に位置するアークガスの排気口14までの流路より長くなる。これにより、アークが接触子対1、4間にある遮断初期段階において、消弧室13内へ流れ込む導電性の高いアークガスが第2のアーク走行路10側に集中し、第1のアーク走行路5側へと流れ込むアークガスが少なくなるので、アーク全体が消弧室13内へと移行する時刻tb(図5において、アークが位置2から位置3に移行する時刻)が遅くなる。
これに対して、隔壁部材20を有する場合、アークが接触子対1、4間にある遮断動作初期段階(図5において、アークが位置1または位置2にある時刻)において、隔壁部材20により、消弧室13内からの排気路15へのアークガスの排出が抑制されるので、第1のアーク走行路5の周辺にも十分なアークガスが流れ込み、消弧室13内全体においてアークガスの蓄積が促進される。これにより消弧室13内全体のコンダクタンスが急速に増大するので、アーク全体が消弧室13内に移動しやすくなり、アーク全体が消弧室13内へと移行する時刻taが早くなる。
アークが消弧室13内へ移行するまでは、圧力発生源であるアークが接触子対1、4側にあるので、消弧室13内の圧力は相対的に低く、図4に示すように、隔壁部材20によって消弧室13と第1の排気路15aとが仕切られた状態(閉じた状態)が維持される。アークが消弧室13内へ移行すると、消弧室13内の圧力がアークにより高まるので、図7に示すように、「エ」の字状のスリットに3方から囲まれた2つの部位が、消弧室13内の圧力上昇によって第1の排気路15a側へ変形して観音開きする。これにより、隔壁部材20とアークとの間の圧力の上昇が抑制されるので、アークの隔壁部材20側の圧力が高くなることに起因したアークを接触子1、4の側へと押し返しかえす力が低減され、消弧室13内のアークが接触子対1、4間に戻ることによるアーク電圧の急落現象を防止できる。
このように、消弧室13の一対のアーク走行路5、10が延伸する側の他端部に設けられて消弧室13内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材20を備えることで、接触子対1、4で発生したアークを素早く消弧室13内に移行させて分断し、その状態を維持できる。これにより、遮断動作時に高いアーク電圧を素早く立ち上げて維持できるので、図6に示すように、遮断動作時の通過電流のピーク値および継続時間を低減できる。この結果、事故発生などによる過電流を抑制する限流性能が向上し、回路遮断器自体に注入されるエネルギーが低下して前記回路遮断器の構成部品への負担が軽減するので、回路遮断器の小形化が可能となる。さらには、回路遮断器が接続された配電設備、これに接続された他の回路遮断器および負荷などに対する事故電流(短絡電流)による負担を軽減することが可能となる。
また、消弧室13にアークが移行した時点で隔壁部材20が消弧室13内の圧力で開放されるので、筐体17内の圧力が高い期間にアークガス(圧力)を筐体17外に排出する経路を確保できる。これに合わせて、上述の限流性能の向上による遮断動作時の筐体17内の圧力ピークの低減効果により、筐体17内部の圧力上昇を大幅に低減できるので、筐体割れの恐れがなくなる。
隔壁部材20は弾性体で作製されており、消弧室13内の圧力上昇によって隔壁部材20が排気路15側へ変形する範囲が、隔壁部材20の弾性変形の範囲となるように設計されている。このように構成することで、前記変形した部位は、圧力上昇後の圧力の低下にともなって、隔壁部材20自体が持つ弾性力により消弧室13側へと戻ることができる。これにより、同一回路遮断器において複数回の遮断動作を行う場合でも、遮断動作回数に係らず一定の限流性能を確保することかできる。
仮に、上述の従来の漏電遮断器の排気口に設けられた遮蔽板のように、隔壁部材20の筐体17の底面側のみを保持し、消弧室13の内圧上昇により隔壁部材20全体を排気路15側に変形させて開放する場合を想定する。このような場合、隔壁部材20の圧力により変形する量が大きくなり、第1の排気路15aの排気口14側の壁に変形した隔壁部材20が接触し、第1の排気路15aを閉塞させる。この閉塞によって第1の排気路15aにおいてアークガスの排気が制限されると、遮断動作の途中でアークの隔壁部材20側の圧力が高くなる。これに起因してアークを接触子1、4の側へと押し返しかえす力が増大するので、消弧室13内でアークを維持できなくなり、アークが接触子対1、4間に戻り、アーク電圧が急落して限流性能が悪化する。
この実施の形態では、隔壁部材20の「エ」の字状のスリットに3方から囲まれた2つの部位が消弧室13内の圧力上昇によって排気路15側へ変形して観音開きするように構成している。つまり、隔壁部材20を、消弧室13内の圧力上昇によって一対のアーク走行路5、10が消弧室13を挟み込む方向を軸方向として排気路15側へ変形するように構成している。このように構成することで、たとえ消弧室13の内圧上昇で変形した隔壁部材20の部位が、第1の排気路15aの排気口14側の壁に接触しても、隔壁部材20の開口が第1の排気路15aの流路方向(図2において、上下方向)に沿って設けられるので、排気口15を閉塞させることが無く、アークガスの流路を確保することができる。
以上より、本願発明に係る回路遮断器では、固定接触子1と可動接触子4とからなる接触子対と、遮断動作時に接触子対1、4で発生するアークを消弧する消弧室13と、接触子対1、4の側から消弧室13を挟み込むように延伸して、接触子対1、4で発生したアークを消弧室13へと導く一対のアーク走行路5、10と、接触子対1、4および消弧室13ならびに一対のアーク走行路5、10を収納する筐体17と、アークの発生に伴い生じるアークガスを筐体17内から外部に排出する排気口14と、消弧室13の一対のアーク走行路5、10が延伸する側の端部13aから排気口14へアークガスを誘導する排気路15と、端部13aに設けられて消弧室13内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材20とを備えたので、消弧室13と排気口14が排気路15を介して連通している回路遮断器において、限流性能を向上させることができる。
実施の形態2.
図8に、この実施の形態2に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、主に実施の形態1と異なる点について説明する。
図8に、この実施の形態2に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、主に実施の形態1と異なる点について説明する。
隔壁部材20のスリット21は、一対のアーク走行路5、10が消弧室13を挟み込む方向を縦方向とする「T」の字状となっている。このように構成することで、遮断動作時の消弧室13の圧力上昇に伴って、「T」の字状のスリット21に2方から囲まれた2つの部位が排気路15側へ変形して開放し、これにより実施の形態1と同様な効果が得られる。
また、「T」の字の上部が、アークガスの流れが阻害され易い第1のアーク走行路5側、つまり第1の排気路15aの第2の排気路15bと連通する側と反対側に配置することで、隔壁部材20が開放されたときに前記阻害され易い第1のアーク走行路5側になるほど開口を大きくすることができるので、遮断動作後半の消弧室13のアークガスの流れを、より均一化することができ、消弧室13内でより安定的にアークを維持できる。
図9は、この実施の形態2の「T」の字状のスリット21の変形例である。「T」の字の下部に、同図中、左右方向に、上部より短いスリットを設けている。このように、上部と下部の前記左右方向のスリット長さを適切に調整することで、所望のアークガスの流れを実現することができる。
ところで、隔壁部材20は弾性体で作製されており、消弧室13内の圧力上昇によって隔壁部材20が排気路15側へ変形する範囲が、隔壁部材20の弾性変形の範囲となるように設計されている。このように構成することで、前記変形した部位は、圧力上昇後の圧力の低下にともなって、隔壁部材20自体が持つ弾性力により消弧室13側へと戻ることができる。これにより、同一回路遮断器において複数回の遮断動作を行う場合でも、遮断動作回数に係らず一定の限流性能を確保することかできる。
実施の形態3.
図10に、この実施の形態3に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、主に実施の形態1と異なる点について説明する。
図10に、この実施の形態3に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、主に実施の形態1と異なる点について説明する。
この実施の形態の隔壁部材20は、一対のアーク走行路5、10が延伸する方向および一対のアーク走行路5、10が複数の消弧板11を挟み込む方向と平行、且つ複数の消弧板11を排気路15側から見たときの中心線を含む面を対称面として、左右1つずつ交互に設けられた複数の「コ」の字状のスリット21を有し、それぞれスリット21に3方から囲まれた複数の部位が、消弧室13内の圧力上昇によって排気路15側へ変形して開放される。このように構成することで、実施の形態1と同様な効果が得られる。
また、図10には、破線で、排気路15側から見た複数の消弧板11の位置を示しており、消弧板11の間隔毎に、前記「コ」の字状のスリット21に3方から囲まれた部位が互い違いとなるように配置されている。このように構成することで、消弧板11間で分断されたそれぞれのアークから発生するアークガスが、図10中、左右方向に互い違いに離れた位置から第1の排気路15aへと流入する。これにより、遮断動作時に、消弧室13の端部13aの第1の排気路15a側において、アークが、第1のアーク走行路5と第2のアーク走行路10との間で消弧板11に分断されることなく短絡するという、所謂、橋絡を防ぐことができる。前記橋絡が発生するとアーク電圧が低下して限流性能が悪化するので、この実施の形態のような構成を用いることで限流性能をより安定的に向上させることができる。
ところで、隔壁部材20は弾性体で作製されており、消弧室13内の圧力上昇によって隔壁部材20が排気路15側へ変形する範囲が、隔壁部材20の弾性変形の範囲となるように設計されている。このように構成することで、前記変形した部位は、圧力上昇後の圧力の低下にともなって、隔壁部材20自体が持つ弾性力により消弧室13側へと戻ることができる。これにより、同一回路遮断器において複数回の遮断動作を行う場合でも、遮断動作回数に係らず一定の限流性能を確保することかできる。
実施の形態4.
図11に、この実施の形態4に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。図11(b)は、図11(a)の断面B−Bを示す図であり、隔壁部材20の中央部に薄肉部20aを設けている。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
図11に、この実施の形態4に係る回路遮断器の隔壁部材20を示す。図11(b)は、図11(a)の断面B−Bを示す図であり、隔壁部材20の中央部に薄肉部20aを設けている。この実施の形態では、隔壁部材20以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
この実施の形態の隔壁部材20は、遮断動作時の消弧室13内部の圧力上昇によって薄肉部20aが破壊されて開放するように構成されている。従って、同一の回路遮断器で複数回の遮断動作を行う場合は、初回の遮断動作と、薄肉部20aが破壊された後の2回目以降の遮断動作とで限流性能が異なる。然しながら、実施の形態1〜3のようにスリット21を有していないので、排気路15から消弧室13への異物の侵入を確実に防ぐことができるので、煤塵が多いなど厳しい環境で使用しても通電の信頼性が高い回路遮断器を得ることができる。
なお、この実施の形態では、遮断動作時の消弧室13内部の圧力上昇によって破壊される一部を薄肉部20aにて構成したが、機械的強度の弱い材料またはノッチなどの弱点部などを利用して構成してもよく、要は、遮断動作前には消弧室13の端部13aと第1の排気路15aとの間を塞ぎ、遮断動作時には消弧室13内部の所定の圧力上昇によって破壊されるように構成すればよい。
実施の形態5.
図12は、この実施の形態5に係る回路遮断器の要部を示す部分断面図である。この実施の形態では、隔壁部材20が、ばねなどの弾性支持部材22によって保持されていること、および第2のアーク走行路10の他端部が上方に突出し、この突出した部位で閉じた状態の隔壁部材20の下端部と対向していること以外は、実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
図12は、この実施の形態5に係る回路遮断器の要部を示す部分断面図である。この実施の形態では、隔壁部材20が、ばねなどの弾性支持部材22によって保持されていること、および第2のアーク走行路10の他端部が上方に突出し、この突出した部位で閉じた状態の隔壁部材20の下端部と対向していること以外は、実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
この実施の形態の隔壁部材20は、必ずしも遮断動作時に消弧室13内で発生する圧力によって変形する材質である必要はない。隔壁部材20は、筐体17と弾性支持部材22を介して保持されている。隔壁部材20は、消弧室13内で発生する圧力によって第1の排気路15a側へと力を受けたとき、弾性支持部材22が変形して、隔壁部材20が第1の排気路15a側へと移動する。これにより、消弧室13の第1の排気路15a側の端部13aと隔壁部材20との間に新たな排気路が生じる。また、この新たな排気路と第2の排気路15bとは、前記移動に伴って生じる、第2のアーク走行路10の前記突出した部位と隔壁部材20の下端部との開口によって連通される。
従って、前記新たな排気路を利用して、隔壁部材20とアークとの間の圧力上昇を抑制することができる。これによって、消弧室13に移行したアークを接触子対1、4の側へと押し返しかえす力を低減でき、消弧室13内のアークが接触子対1、4間に戻ることによるアーク電圧の急落現象を防止できる。
また、図12に示すよう、弾性支持部材22を隔壁部材20の第1の排気路15a側に設けることで、弾性支持部材22には直接、アークガスが吹き付けない。これにより、弾性支持部材22の温度上昇による弾性率低下を防止できるので、遮断動作後の消弧室13の圧力の低下にともない弾性支持部材22持つ弾性力により隔壁部材20を確実に初期位置に戻すことができる。
実施の形態6.
図13は、この実施の形態6に係る回路遮断器の要部を示す部分断面図である。この実施の形態では、隔壁部材20は、消弧室13の第1の排気路15a側の端部13aの内、第1の排気路15aと第2の排気路15bとが連通する側に設けられ、第1の排気路15aの前記連通する側と反対の側は常時開放されている。この実施の形態では、この隔壁部材20に関すること以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
図13は、この実施の形態6に係る回路遮断器の要部を示す部分断面図である。この実施の形態では、隔壁部材20は、消弧室13の第1の排気路15a側の端部13aの内、第1の排気路15aと第2の排気路15bとが連通する側に設けられ、第1の排気路15aの前記連通する側と反対の側は常時開放されている。この実施の形態では、この隔壁部材20に関すること以外は実施の形態1と同様であるので、以下においては、実施の形態1と異なる点について説明する。
この実施の形態の隔壁部材20の第1のアーク走行路5側は常に開放されているので、アークが接触子対1、4にある期間において、特に導電性の高いアークガスが流れ込み難い消弧室13の第1のアーク走行路5側へのアークガスが流れ込みを増加させることができる。これにより、特に第1の排気路15aの断面が小さな場合においても、消弧室13へのアークガスの流れを均一化できるので、アーク電圧の立ち上がりを早くすることができる。
また、隔壁部材20の第1のアーク走行路5側には隔壁部材20が無いので、この部分の消弧室13と第1の排気路15aをつなぐ開口をより大きく設けることができ、消弧室13内で発生する圧力を、排気路15を介してより効率的に筐体17外部へ排気できる。これにより、短絡電流などの大電流遮断時の筐体17割れの恐れが、一層低減する。
ところで、隔壁部材20は弾性体で作製されており、消弧室13内の圧力上昇によって隔壁部材20が排気路15側へ変形する範囲が、隔壁部材20の弾性変形の範囲となるように設計されている。このように構成することで、前記変形した部位は、圧力上昇後の圧力の低下にともなって、隔壁部材20自体が持つ弾性力により消弧室13側へと戻ることができる。これにより、同一回路遮断器において複数回の遮断動作を行う場合でも、遮断動作回数に係らず一定の限流性能を確保することかできる。
なお、以上の説明では、アーク走行空間16を備えた例を示したが、アーク走行空間16を有しない回路遮断器においても利用可能であることはいうまでもない。
また、以上の説明では、消弧室13に複数の消弧板11を設ける例を示したが、消弧室13に消弧性のガスを発生する材料で構成された細隙構造など、消弧板に限らずアークを限流、遮断する他の手段を設けてもよい。
また、以上の説明では、接触子対を固定接触子1および可動接触子4にて構成したが、固定接触子1の代わりに反発子または別の可動接触子を用いて接触子対を構成してもよい。
1 固定接触子、2 固定接点、3 可動接点、4 可動接触子、4a 回転軸、5 第1のアーク走行路、6 瞬時引き外し部、6a プランジャロッド、7 異常電流検出部、8 第1端子部、9 第2端子部、10 第2のアーク走行路、11 消弧板、12 消弧側板、13 消弧室、13a 端部、14 排気口、15 排気路、15a 第1の排気路、15b 第2の排気路、16 アーク走行空間、17 筐体、18 電源側壁、19 ハンドル、20 隔壁部材、20a 薄肉部、21 スリット、22 弾性支持部材。
Claims (11)
- 接触子対と、
遮断動作時に前記接触子対で発生するアークを消弧する消弧室と、
前記接触子対の側から前記消弧室を挟み込むように延伸して、前記接触子対で発生したアークを前記消弧室へと導く一対のアーク走行路と、
前記接触子対および前記消弧室ならびに前記一対のアーク走行路を収納する筐体と、
前記アークの発生に伴い生じるアークガスを前記筐体内から外部に排出する排気口と、
前記消弧室の前記一対のアーク走行路が延伸する側の端部から前記排気口へ前記アークガスを誘導する排気路と、
前記端部に設けられて前記消弧室内の圧力上昇によって開放される絶縁性の隔壁部材とを備えた回路遮断器。 - 排気路は、一対のアーク走行路が消弧室を挟み込む方向に前記消弧室の端部を連通する第1の排気路と、該第1の排気路と排気口とを連通する第2の排気路とを有することを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
- 消弧室は、一対のアーク走行路に挟まれた複数の消弧板を有することを特徴とする請求項1または2記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、前記消弧室内の圧力上昇によって一対のアーク走行路が消弧室を挟み込む方向を軸方向として排気路側へ変形する部位を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、「エ」の字状のスリットを有し、それぞれ前記スリットに3方から囲まれた2つの部位が、消弧室内の圧力上昇によって排気路側へ変形して観音開きすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、一対のアーク走行路が消弧室を挟み込む方向を縦方向とする「T」の字状のスリットを有し、それぞれ前記スリットに2方から囲まれた2つの部位が、消弧室内部の圧力上昇によって排気路側へ変形して開放されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、一対のアーク走行路が延伸する方向および前記一対のアーク走行路が複数の消弧板を挟み込む方向と平行、且つ前記複数の消弧板を排気路側から見たときの中心線を含む面を対称面として、左右1つずつ交互に設けられた複数の「コ」の字状のスリットを有し、それぞれ該スリットに3方から囲まれた複数の部位が、消弧室内の圧力上昇によって排気路側へ変形して開放されることを特徴とする請求項3に記載の回路遮断器。
- 隔壁部材の消弧室内の圧力上昇によって排気路側へ変形する部位は、前記圧力上昇後の圧力の低下にともなって、前記隔壁部材自体が持つ弾性力により前記消弧室側へと戻ることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材の消弧室内の圧力上昇によって開放される部位は、ばね部材を介して保持されており、前記圧力上昇後の圧力の低下にともなって、前記ばね部材が持つ弾性力により前記開放前の状態へと戻ることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、遮断動作時の消弧室内部の圧力上昇によって一部が破壊されて開放することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回路遮断器。
- 隔壁部材は、消弧室の端部の内、第1の排気路と第2の排気路とが連通する側に設けられ、前記第1の排気路の前記連通する側と反対の側は常時開放されていることを特徴とする請求項2記載の回路遮断器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011173069A JP2013037895A (ja) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 回路遮断器 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101513211B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-04-17 | 엘에스산전 주식회사 | 배선용 차단기 |
JP2021015725A (ja) * | 2019-07-12 | 2021-02-12 | 河村電器産業株式会社 | 回路遮断器 |
-
2011
- 2011-08-08 JP JP2011173069A patent/JP2013037895A/ja not_active Withdrawn
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KR101513211B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2015-04-17 | 엘에스산전 주식회사 | 배선용 차단기 |
US9373469B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-06-21 | Lsis Co., Ltd. | Molded case circuit breaker |
JP2021015725A (ja) * | 2019-07-12 | 2021-02-12 | 河村電器産業株式会社 | 回路遮断器 |
JP7289231B2 (ja) | 2019-07-12 | 2023-06-09 | 河村電器産業株式会社 | 回路遮断器 |
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