JP2014170615A

JP2014170615A - 回路遮断器

Info

Publication number: JP2014170615A
Application number: JP2013040243A
Authority: JP
Inventors: Kenta Suzuki; 健太鈴木; Daisuke Nakamura; 大輔中村; Hiroki Masuko; 拓樹益子; Katsuhiko Shiraishi; 勝彦白石
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: CN104022001B; JP6078378B2; TWI552185B; TW201447952A; CN104022001A

Abstract

【課題】回路遮断器の消弧部は、一般的に支持板と磁鉄板にて構成されているが、仕切板を取付けることで接点周辺の容積を狭くし、アークの絞込み効果によって短絡遮断性能の向上が図れる。しかし、直流小電流領域の遮断にてアーク冷却効果が弱まり遮断不能となる場合がある。そのため、高い短絡遮断性能を有し、なおかつ小電流領域でも安定した開閉遮断性能を持った回路遮断器が求められている。
【解決手段】上記の問題を解決するため、固定接点、可動接点接触部側方に絶縁材料でできた仕切板を設け、その仕切板には穴もしくは切りかきがあり、側面の磁鉄板が露出する構造とした。さらに磁鉄板には凸部を設けることで、仕切板の穴もしくは切り欠きから突出させ、接点部に磁鉄板を接近させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路遮断器に関するものである。

回路遮断器は、電流を遮断する際に発生するアークを消弧する消弧部を設けており、例えば、特許文献１に記載がある。

特許文献１では、アークの逆流現象を抑制して接点の損傷を防止するものについての開示がある。

特開２００６−１２０６４３

一般的な消弧部は支持板と磁鉄板にて構成されているが、消弧部単独での遮断性能向上には困難となる場合もあった。

従来の技術として磁鉄板と接点部の間に絶縁材でできた仕切板を取付け、可動接触子の固定接点、可動接触子の可動接点近傍の容積を狭くすることにより、アークの絞込み効果があり、短絡遮断性能の向上を図るようにしている。

しかし、消弧部の磁鉄板が仕切板に覆われているため、直流小電流領域（10〜30A）の開極による遮断時にて、アーク冷却効果が弱まる場合が想定され、その場合には、遮断不能となることが想定される。

そのため、高い短絡遮断性能を有し、なおかつ直流小電流領域の遮断性能をも改善するた回路遮断器が求められる。

本発明では、従来の技術で、消弧部に仕切板を取付けることで接点部近傍の磁鉄板の露出が小さくなるため、アーク駆動力が小さい小電流領域での遮断性能を改善することを課題とする。

前記の課題を解決するため、固定接点、可動接点側方に絶縁材料でできた仕切板を設け、その仕切板には穴もしくは切りかきがあり、側面の磁鉄板が露出する構造とする。

さらに磁鉄板には凸部を設けることで、仕切板の穴もしくは切り欠きから突出させ、接点部に磁鉄板を接近させることができる。

なお、メラミンなどの有機材などの絶縁材でできた仕切板は、アークを絞り込む働きの他に、開極時に発生するアークなどの熱によって、有機材などの絶縁材が蒸発して、ガス状となり、消弧ガスとして、アークを消弧させる、遮断性能を向上させる働きに寄与するものである。

ここで、前記構成を他の表現にて、以下に説明する。

主回路を開閉する可動接触子の可動接点と固定接触子の固定接点とを備えた接点部と、前起接点部を収納する消弧部と、可動接触子を固定接触子に対し接触状態である閉極させる、または非接触状態である開極させように前記可動接触子を駆動する開閉機構部と、主回路の過電流、または短絡電流を検出後、可動接触子を開極させるように前記開閉機構部を動作させる引外し部とを備えた前記接点部の開極時に発生するアークを消弧する回路遮断器において、
前記消弧部は、前記可動接触子の開閉動作の方向と平行な向きの支持板を有し、前記支持板は、２枚が相対して、開閉動作する前記可動接触子を挟む配置にて平行に設けられ、前記２枚の支持板の間に前記支持板とは直交する方向に複数枚の磁鉄板を設け、前記接点側方には絶縁材の仕切り板を前記支持板と平行に設け、前記仕切板は穴もしくは切り欠きを有し、前記磁鉄板が露出する部分を有するようにする。

また、前記磁鉄板には凸部を設け、仕切板の穴もしくは切り欠きから前記凸部が突出する、または出るようにする。

また、前記接点部の接触部近傍の前記磁鉄板は前記仕切板に設けた切り欠きにより、露出するようにする。

前記仕切板は前記接点部を囲むU字形状の磁鉄板よりも前記接点部により近い位置であって、前記支持板の内側に接して配置されるようにする。

また、前記仕切板を有機材などの絶縁材とするようにする。

上記のように、仕切板に穴もしくは切りかきを設け、磁鉄板を露出する構造とすることで、小電流領域での開閉遮断にてアーク冷却効果を維持し、仕切板によるアークの絞込み効果によって短絡遮断性能の向上が図れる。

特に固定接点、可動接点の接点部の接触部近傍の磁鉄板を仕切板で覆わず、連続的に露出させることで、よりアークの冷却効果を高め、アークを容易に遮断することができる。

また、仕切板は磁鉄板の内側に接する構造とすることで、仕切板の位置決めを行い、なおかつ遮断時の内部圧力増加に対して、磁鉄板が仕切板の支えになり、仕切板の強度向上が図れる。

本発明によれば、従来よりも、遮断性能を改善した回路遮断器を提供可能となる。

本発明の実施例の回路遮断器の構造図本発明の実施例の消弧部の断面図本発明の実施例の消弧部(閉極状態) 本発明の実施例の消弧部(接点開極動作(初期)) 本発明の実施例の消弧部(開極状態)

本発明の実施例として、図を用いて説明する。図１は回路遮断器の構造を示し、図２は本発明の消弧部の断面図を示す。

本実施例の回路遮断器は主回路の電流を断続するための可動接触子の可動接点と固定接触子の固定接点を備えた接点部１１と、接点部を開閉するための開閉機構部１２と、過電流などの条件で開閉機構部１２を引外し動作させる引外し装置１３と、接点が開動作した際の接点間アークを冷却し消弧する消弧部１４によって構成される。

図２より消弧部は支持板２１、磁鉄板２２、仕切板２３で構成され、本実施例では接点軌道域に、磁鉄板２２の凸部と、仕切板２３の穴もしくは切りかき部を設け、仕切板２３を取付けたときにも磁鉄板２２が覆われず露出する構造とした。

これにより、仕切板２３によるアークの絞込み効果によって短絡遮断時の高遮断性能を持ち、磁鉄板２２の露出によって小電流領域の開閉遮断でもアーク冷却効果を維持しアークを遮断することができる。

また、仕切板２３は、メラミンなどの有機材の絶縁材を用いるものであっても良い。

メラミンなどの有機材などの絶縁材でできた仕切板では、アークを絞り込む働きの他に、開極時に発生するアークなどの熱によって、有機材などの絶縁材が蒸発して、ガス状となり、消弧ガスとして、アークを消弧させる、遮断性能を向上させる働きに寄与するものである。

図３に本実施例の消弧部の閉極状態の構造図を示すが、よりアーク冷却効果を高めるため、固定接点３２と可動接点３１の接触部に最も近い一番下部の磁鉄板２２は仕切板２３で覆わず、露出する構造とした。

図４に本実施例の消弧部の接点の開極動作初期の構造図を示す。

固定接点３２と可動接点３１の接触部の開極動作の初期において、固定接点３２と可動接点３１との間の接点間にアークが発生する。

前記のように、固定接点３２と可動接点３１の接触部に最も近い一番下部の磁鉄板２２は仕切板２３で覆わず、露出する構造とし、また接点部３２の側方の磁鉄板に凸部を設け、仕切板から磁鉄板を露出する構造とした。良好な開閉遮断は10ms以内でアークを遮断するため、可動接触子の開極速度から固定接点３２、可動接点３１接触部より2〜3枚目の磁鉄板２２でアークを遮断するかが重要である。本構造を用いることで開極時最初にアークにさらされる磁鉄板２２を可動接点３１の近くに配置することができ、直流低電流においても磁鉄板２２によるアーク駆動力を維持し、
アーク冷却効果を高めることを可能としている。
交流では、その電流変化の特性から、零点を通過すること、即ち、電流値が零となるタイミングが周期的に繰り返される。従って、交流を遮断する場合には、この零点、若しくは、電流値が零となるタイミングを待って、このタイミングに合わせて、消弧動作をすることで、消弧、及び遮断を可能と出来る。

しかし、直流では、前記零点を通過することが無い為、一般には、交流よりも消弧、及び遮断が困難となる場合が知られている。

この直流の特性に加えて、小電流の場合には、前述のように、更に消弧、及び遮断が困難となることが予想される。

これに対して、本実施例の接点部３２の側方の磁鉄板に凸部を設ける構造とすることによって、直流小電流の場合であっても、消弧、及び遮断性能を改善するものである。

図５に本実施例の消弧部の接点の開極状態の構造図を示す。

以上に、本発明の実施例を説明したが、前述の本実施例に限定されるものではなく、適宜、構成部品などの形状、配置を変えたり、素材をより好適なものに変更するものであっても良いものである。

１１：接点部、１２：開閉機構部、１３：引外し装置、１４：消弧部、２１：支持板、２２：磁鉄板、２３：仕切板、３１：可動接点、３２：固定接点、３３：可動接点台、３４：固定接点台。

Claims

主回路を開閉する可動接触子の可動接点と固定接触子の固定接点とを備えた接点部と、
前起接点部を収納する消弧部と、
可動接触子を固定接触子に対し接触状態である閉極させる、または非接触状態である開極させように前記可動接触子を駆動する開閉機構部と、
主回路の過電流、または短絡電流を検出後、可動接触子を開極させるように前記開閉機構部を動作させる引外し部と
を備えた前記接点部の開極時に発生するアークを消弧する回路遮断器において、
前記消弧部は、前記可動接触子の開閉動作の方向と平行な向きの支持板を有し、
前記支持板は、２枚が相対して、開閉動作する前記可動接触子を挟む配置にて平行に設けられ、
前記２枚の支持板の間に前記支持板とは直交する方向に複数枚の磁鉄板を設け、
前記接点部の側方には仕切り板を前記支持板と平行に設け、
前記仕切板は穴もしくは切り欠きを有し、
前記磁鉄板が露出する部分を有する
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記磁鉄板には凸部を設け、仕切板の穴もしくは切り欠きから前記凸部が突出する、または出る
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記接点部の接触部近傍の前記磁鉄板は前記仕切板に設けた切り欠きにより、露出する
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記仕切板は前記接点部を囲むU字形状の磁鉄板よりも前記接点部により近い位置であって、前記支持板の内側に接して配置される
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記仕切板を絶縁材とする
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記仕切板を有機材とする
ことを特徴とする回路遮断器。
請求項１記載の回路遮断器において、
前記仕切板をメラミンとする
ことを特徴とする回路遮断器。