JP2881880B2 - Breaker - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス遮断器，油遮断器，真空遮断器等の遮
断器に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to circuit breakers such as gas circuit breakers, oil circuit breakers, and vacuum circuit breakers.
従来の遮断器は、例えば自己膨張形ガス遮断器の場
合、第８図に示すような構成になっている。A conventional circuit breaker, for example, in the case of a self-expanding gas circuit breaker, has a configuration as shown in FIG.
すなわち、SF6ガス等の絶縁性ガスが封入された遮断
器外筒内に金属性蓄圧室容器（１）が配設され、この容
器（１）内の上部に環状の固定接触子（２）が支持され
ると共に、この外側に環状のコイル（３）と銅板等より
なる環状のアークランナ（４）とが配設され、容器
（１）の下壁に貫設された絶縁性筒状体（５）に固定接
触子（２）に接離自在に接触するパイプ状の可動接触子
（６）が上下動自在に挿通している。That is, a metallic pressure accumulating chamber container (1) is disposed in a circuit breaker outer tube in which an insulating gas such as SF 6 gas is sealed, and an annular fixed contact (2) is provided at an upper portion in the container (1). And an annular coil (3) and an annular arc runner (4) made of a copper plate or the like are disposed on the outside thereof, and an insulating tubular body (3) penetrated through the lower wall of the container (1). A movable contact (6) in the form of a pipe, which comes into contact with the fixed contact (2) so as to be able to freely contact and separate from the fixed contact (2), is vertically movably inserted therethrough.
尚、コイル（３）の一端は固定接触子（２）に，他端
はアークランナ（４）にそれぞれ接続されている。One end of the coil (3) is connected to the fixed contact (2), and the other end is connected to the arc runner (4).
そして、可動接触子（６）が固定接触子（２）に接触
した投入状態から可動接触子（６）を下方へ移動する
と、可動接触子（６）が固定接触子（２）より開離し、
両接触子（２），（６）間でアークが発生する。When the movable contact (6) is moved downward from the input state in which the movable contact (6) is in contact with the fixed contact (2), the movable contact (6) is separated from the fixed contact (2),
An arc is generated between the two contacts (2) and (6).
大電流域では、このアークの熱によりアーク空間の絶
縁性ガスが加熱，分解され、ホットガスとなって圧力上
昇し、その一部が可動接触子（６）の内部を通って排出
されるものの、他にホットガスが圧力上昇に伴なって外
周方向に拡散し、この拡散によるガスの流れによって容
器（１）内の高密度の絶縁性ガス（コールドガス）が外
周部に押込められ、蓄圧される。In the high current region, the heat of the arc causes the insulating gas in the arc space to be heated and decomposed, becoming a hot gas and increasing in pressure, and a part of the gas is discharged through the inside of the movable contact (6). In addition, the hot gas diffuses in the outer peripheral direction with the increase in the pressure, and the gas flow due to the diffusion pushes the high-density insulating gas (cold gas) in the container (1) into the outer peripheral portion, thereby accumulating the pressure. Is done.
その後、アーク電流が電流零点に向って低減し始める
と、アーク空間の発生圧力が減少することから、前記ホ
ットガスが可動接触子（６）の内部を通って排出される
と共に、容器（１）内の外周部に押込められていたコー
ルドガスがアーク空間に押戻され、電流零点近傍でこの
ガスがアーク空間に導かれてアークに吹付けられ、アー
クが消弧する。Thereafter, when the arc current starts to decrease toward the current zero point, since the generated pressure in the arc space decreases, the hot gas is discharged through the inside of the movable contact (6) and the container (1). The cold gas trapped in the outer peripheral portion of the inside is pushed back into the arc space, and this gas is guided to the arc space near the current zero point and is blown to the arc, and the arc is extinguished.
一方、中，小電流域では、アークエネルギによる大き
な蓄圧効果は期待できないが、両接触子（２），（６）
の開離により発生したアークが可動接触子（６）の移動
に伴なって固定接触子（２）よりアークランナ（４）に
その発弧点を移行させるため、コイル（３）にアーク電
流が導かれ、コイル（３）による磁界がアークランナ
（４）と可動接触子（６）との間に発生する。On the other hand, in the middle and small current ranges, a large pressure accumulating effect due to the arc energy cannot be expected, but both contacts (2) and (6)
The arc generated by the separation of the coil causes the arc contact point to move to the arc runner (4) from the fixed contact (2) as the movable contact (6) moves, so that an arc current is conducted to the coil (3). As a result, a magnetic field generated by the coil (3) is generated between the arc runner (4) and the movable contact (6).
従って、アークに電磁力，すなわちフレミングの左手
の法則に従った回転力が作用し、絶縁性ガス雰囲気中に
おいてアークがアークランナ（４）上で高速回転し、ア
ークが急速冷却されて消弧する。Therefore, an electromagnetic force, that is, a rotational force according to Fleming's left hand rule acts on the arc, the arc rotates at a high speed on the arc runner (4) in an insulating gas atmosphere, and the arc is rapidly cooled and extinguished.
固定接触子と可動接触子との開離に伴なうアーク発生
時、両接触子間で放出されるアークエネルギは、自由電
子が接触子間を移動する間にそれが持っているエネルギ
の一部を放出したものであり、運動エネルギ，熱エ
ネルギ，光エネルギに大別することができる。When an arc is generated due to the separation between the fixed contact and the movable contact, the arc energy emitted between the two contacts is one of the energy that the free electron has while traveling between the contacts. Part, and can be roughly classified into kinetic energy, heat energy, and light energy.
これらのエネルギは、前述したガス遮断器を例にとれ
ば、絶縁性ガス（SF6）のガス分子や遮断部及びアーク
空間を構成する種々の物質に吸収され、最終的にはすべ
て廃熱として吸収，処理されることになる。In the case of the above-described gas circuit breaker, these energies are absorbed by gas molecules of the insulating gas (SF 6 ) and various substances constituting the cut-off portion and the arc space, and ultimately all are discharged as waste heat. It will be absorbed and processed.
このように、従来では、ガス遮断器のみならず，油遮
断器や真空遮断器等すべての遮断器において、基本的に
遮断部で発生したアークエネルギをすべて遮断部を囲む
アーク空間で吸収，処理するという考えで構成されてい
る。As described above, conventionally, not only gas circuit breakers but also all circuit breakers such as oil circuit breakers and vacuum circuit breakers basically absorb and process all the arc energy generated at the breaking section in the arc space surrounding the breaking section. It consists of the idea of doing.
このため、遮断容量従って遮断電流が大きくなる程、
熱エネルギや光エネルギの形で放出されるエネルギ量も
多くなり、その吸収，処理が困難となり、消弧媒体の量
を多くしたりアーク空間を大きくする等の処置が必要
で、大形化を招く問題を生じる。Therefore, as the breaking capacity and thus the breaking current increases,
The amount of energy released in the form of heat energy or light energy also increases, making it difficult to absorb and treat the energy. It is necessary to take measures such as increasing the amount of arc-extinguishing medium or enlarging the arc space. Cause inviting problems.
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留
意してなされたものであり、その目的とするところは、
開離時に両接触子間で放出されるアークエネルギの一部
を外部へ放出して遮断部及びこれを囲むアーク空間で処
理すべきアークエネルギを低減できる遮断器を提供しよ
うとするものである。The present invention has been made in consideration of such problems of the prior art, and the purpose thereof is to:
It is an object of the present invention to provide a circuit breaker capable of releasing a part of the arc energy emitted between both contacts at the time of separation to the outside to reduce the arc energy to be processed in a breaking part and an arc space surrounding the breaking part.
〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本発明の遮断器において
は、固定接触子及び可動接触子を備えた遮断部を囲む空
間に、前記両接触子の開離により発生したアークの放出
エネルギより電磁波を取出すためのLC発振回路を構成す
る凹溝又はフィンを形設すると共に、前記LC発振回路よ
り前記電磁波を前記空間より外部へ誘導し放出するアン
テナを設けたことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the circuit breaker of the present invention, in the space surrounding the cutoff portion having the fixed contact and the movable contact, by separating the two contacts. A groove or fin forming an LC oscillation circuit for extracting an electromagnetic wave from the emitted energy of the generated arc is formed, and an antenna for guiding the electromagnetic wave to the outside from the space and emitting the electromagnetic wave from the LC oscillation circuit is provided. It is characterized by the following.
固定接触子と可動接触子との開離により発生したアー
クの放出エネルギのうち，熱エネルギ（赤外線領域）及
び光エネルギは共に電磁波であり、これらは凹溝又はフ
ィンにより構成されたLC発振回路で適当な周波数に変換
され、アンテナで外部へ誘導されて放出される。Of the energy emitted from the arc generated by the separation between the fixed contact and the movable contact, both the thermal energy (infrared region) and the light energy are electromagnetic waves, and these are electromagnetic waves formed by concave grooves or fins. It is converted to an appropriate frequency, guided outside by an antenna, and emitted.
この結果、遮断部を囲む空間で処理すべきエネルギ量
が減少し、遮断性能が向上する。As a result, the amount of energy to be processed in the space surrounding the blocking unit is reduced, and the blocking performance is improved.
本発明の実施例につき、第１図ないし第７図を参照し
て説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、自己膨張形ガス遮断器に適用した場合の第１の
実施例を示した第１図ないし第３図について説明する。First, FIGS. 1 to 3 showing a first embodiment when applied to a self-expanding gas circuit breaker will be described.
第２図は遮断器の概略構成を示しており、エポキシ樹
脂等からなる遮断器外筒（７）内にSF6ガス等の絶縁性
ガスが封入され、これに蓄圧室容器（１）が収納される
と共に、可動接触子（６）を支持した操作軸（８）に可
動接触子（６）内に連通した排気孔（９）が形成され、
これが外筒（７）内に開口されている。Figure 2 shows a schematic configuration of the circuit breaker, an insulating gas of SF 6 gas or the like into the circuit breaker outer cylinder made of an epoxy resin (7) is sealed, this accumulator vessel (1) is housed And an exhaust hole (9) communicating with the inside of the movable contact (6) is formed in the operation shaft (8) supporting the movable contact (6),
This is opened in the outer cylinder (7).
蓄圧室容器（１）を示した第１図において、従来と異
なる点は、両接触子（２），（６）における遮断部を囲
む空間に、金属性の容器（１）の周壁に一体でアーク空
間に対する指向性を持った複数の環状のフィン（10）を
設けると共に、一端がフィン（10）に接続されたアンテ
ナ（11）を容器（１）の上壁に貫設された絶縁筒（12）
を通して容器（１）外に導出した点である。In FIG. 1 showing the accumulator chamber (1), the point different from the conventional one is that the pressure accumulating chamber container (1) is integrated with the space surrounding the blocking portion of both contacts (2) and (6), and integrally with the peripheral wall of the metal container (1). A plurality of annular fins (10) having directivity to the arc space are provided, and an antenna (11) having one end connected to the fin (10) is connected to an insulating cylinder (10) provided through the upper wall of the container (1). 12)
Through the container (1).
従って、このような構成の容器（１）を電気回路的に
見ると、第３図に示すように、容器（１）及びこれに一
体のフィン（10）に含まれたリアクタンス分と、各フィ
ン（10）間に形成されたキャパシタンス分とによりLC発
振回路が構成されることになり、両接触子（２），
（６）の開離により発生したアークの放出エネルギのう
ち、電磁波成分の熱エネルギ及び光エネルギがこのLC発
振回路に入力され、その電磁波周波数を変換してアンテ
ナ（11）より容器（１）外へ誘導，放出されることにな
る。Therefore, when the container (1) having such a structure is viewed in terms of an electric circuit, as shown in FIG. 3, the reactance components included in the container (1) and the fin (10) integrated therewith, and each fin (10) The LC oscillation circuit is constituted by the capacitance formed between the two contacts (2),
Among the emitted energy of the arc generated by the separation in (6), the heat energy and light energy of the electromagnetic wave component are input to the LC oscillation circuit, and the electromagnetic wave frequency is converted and the electromagnetic wave frequency is converted from the antenna (11) to the outside of the container (1). To be released.
特に、この実施例では、各フィン（10）がアークエネ
ルギの放出方向性を考慮して形成されているため、電磁
波の誘導，放出が効果的に行われる。In particular, in this embodiment, since each fin (10) is formed in consideration of the direction of emission of arc energy, induction and emission of electromagnetic waves are effectively performed.
ここで、フィン（10）の形状，位置等を調整してLC発
振回路のL,C定数を選定することにより、放出電磁波の
周波数を変えることができ、例えば熱エネルギを光エネ
ルギとして放出することが可能となり、放出エネルギを
高くすることができる。Here, by adjusting the shape and position of the fin (10) and selecting the L and C constants of the LC oscillation circuit, the frequency of the emitted electromagnetic wave can be changed. For example, heat energy can be emitted as light energy. Is possible, and the emission energy can be increased.
尚、前記実施例において、容器（１）より導出された
アンテナ（11）の他端を第２図１点鎖線のように外筒
（７）外に導出するようにすれば、アンテナ（11）の他
端より放出される電磁波エネルギにより外筒（７）内の
絶縁性ガスが加熱されるといった不具合がなくなる。In the above embodiment, if the other end of the antenna (11) led out of the container (1) is led out of the outer cylinder (7) as shown by a dashed line in FIG. The problem that the insulating gas in the outer cylinder (7) is heated by the electromagnetic wave energy emitted from the other end of the outer cylinder (7) is eliminated.
第４図は第２の実施例を示したものであり、容器
（１）の周壁に一体に複数のフィン（10）を水平にかつ
均等間隙で形設し、LC発振回路を構成するようにしたも
のである。FIG. 4 shows a second embodiment, in which a plurality of fins (10) are integrally formed on the peripheral wall of the container (1) in a horizontal and uniform gap to form an LC oscillation circuit. It was done.
又、第５図は第３の実施例を示し、LC発振回路を構成
する複数のフィン（13）を備えた金属性発振環（14）を
操作軸（８）の排気孔（９）の外側に対向配置し、容器
（１）内で発生し可動接触子（６）の内部を通して排気
孔（９）よりホットガスとして排出されたアークの放出
エネルギを発振環（14）のLC発振回路で周波数変換し、
アンテナ（15）で外筒（７）外へ誘導し放出するように
したものである。FIG. 5 shows a third embodiment, in which a metal oscillation ring (14) having a plurality of fins (13) constituting an LC oscillation circuit is connected to the outside of an exhaust hole (9) of an operation shaft (8). The discharge energy of the arc generated as hot gas from the exhaust hole (9) through the inside of the movable contact (6) and generated in the container (1) through the inside of the movable contact (6) is subjected to the frequency by the LC oscillation circuit of the oscillation ring (14). Converted,
The antenna (15) is guided outside the outer cylinder (7) and emitted.
更に、第６図及び第７図は真空遮断器に適用した場合
の第４の実施例を示したものである。6 and 7 show a fourth embodiment applied to a vacuum circuit breaker.
すなわち、真空バルブ（16）内に配設された固定接触
子（17）の接点（17）′と可動接触子（18）の接点（1
8）′との遮断部を囲む空間に上下方向の円筒状の金属
性シールド（19）を配設し、このシールド（19）に内方
へ波状に突出した複数の軸方向のフィン（20）を一体に
形成してLC発振回路を構成すると共に、シールド（19）
に接続されたアンテナ（21）をバルブ（16）外に導出し
たものである。That is, the contact (17) 'of the fixed contact (17) disposed in the vacuum valve (16) and the contact (1) of the movable contact (18)
8) A vertical cylindrical metallic shield (19) is arranged in the space surrounding the cutoff part of the shield (19), and a plurality of axial fins (20) projecting inward in a wavy manner are provided on the shield (19). To form an LC oscillation circuit and form a shield (19)
The antenna (21) connected to the valve is led out of the valve (16).
尚、（22）は伸縮ベローズである。 Incidentally, (22) is a telescopic bellows.
従って、この場合も前述と同様に、両接触子（17），
（18）間で発生したアークの放出エネルギが電磁波とし
てシールド（19）のLC発振回路に入力され、アンテナ
（21）でバルブ（16）外に誘導され放出される。Therefore, in this case, as in the above, both contacts (17),
The emission energy of the arc generated between (18) is input to the LC oscillation circuit of the shield (19) as an electromagnetic wave, and is guided out of the bulb (16) by the antenna (21) and emitted.
尚、本発明のLC発振回路は、前述したフィン（10），
（13），（20）で構成する以外に、遮断部を囲む金属壁
に凹溝を形成することによっても構成でき、このフィン
又は凹溝は円周方向あるいは軸方向に設ければよい。The LC oscillation circuit according to the present invention includes the fin (10) described above,
In addition to the configuration described in (13) and (20), it can be configured by forming a groove in the metal wall surrounding the blocking portion, and the fin or the groove may be provided in the circumferential direction or the axial direction.
本発明は、以上説明したように構成されているため、
次に記載する効果を奏する。Since the present invention is configured as described above,
The following effects are obtained.
遮断部で発生したアークエネルギの一部をLC発振回路
及びアンテナで遮断部を囲む空間外へ誘導，放出するよ
うにしたので、この空間で処理すべきアークエネルギ量
を低減することができ、遮断性能の改善，向上が図れ
る。A part of the arc energy generated in the interrupting section is guided and released to the outside of the space surrounding the interrupting section by the LC oscillation circuit and the antenna, so that the amount of arc energy to be processed in this space can be reduced, and the interrupting can be performed. Performance can be improved and improved.
しかも、消弧媒体量を多くしたり遮断部を囲む空間を
大きくすることなく遮断性能を向上できるため、全体の
小形化が可能となり、既存遮断器を大幅に変更すること
なくつまり大形化することなく遮断容量を大幅に増大す
ることが可能となる。In addition, since the breaking performance can be improved without increasing the amount of the arc-extinguishing medium or increasing the space surrounding the breaking portion, the overall size can be reduced, and the existing breaker can be made large without any significant change. It is possible to greatly increase the breaking capacity without the need.
第１図ないし第７図は本発明による遮断器の実施例を示
し、第１図ないし第３図は第１の実施例を示し、第１図
は蓄圧室容器の切断正面図、第２図は遮断器外筒の切断
正面図、第３図は第１図の要部の拡大図、第４図は第２
の実施例を示す要部の拡大図、第５図は第３の実施例を
示す遮断器外筒の切断正面図、第６図は第４の実施例を
示す切断正面図、第７図は第６図の要部の切断下面図、
第８図は従来例の切断正面図である。 （１）…蓄圧室容器、（２），（17）…固定接触子、
（６），（18）…可動接触子、（10），（13），（20）
…フィン、（11），（15），（21）…アンテナ、（19）
…シールド。1 to 7 show an embodiment of a circuit breaker according to the present invention, FIGS. 1 to 3 show a first embodiment, FIG. 1 is a cutaway front view of a pressure accumulator chamber, FIG. FIG. 3 is a cutaway front view of the outer case of the circuit breaker, FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing the third embodiment, FIG. 5 is a cut front view of a circuit breaker outer cylinder showing a third embodiment, FIG. 6 is a cut front view showing a fourth embodiment, and FIG. FIG. 6 is a cut-away bottom view of the main part of
FIG. 8 is a cutaway front view of a conventional example. (1) ... accumulator chamber, (2), (17) ... fixed contact,
(6), (18) ... movable contact, (10), (13), (20)
... fins, (11), (15), (21) ... antennas, (19)
…shield.
Claims (1)
を囲む空間に、前記両接触子の開離により発生したアー
クの放出エネルギより電磁波を取出すためのLC発振回路
を構成する凹溝又はフィンを形設すると共に、前記LC発
振回路より前記電磁波を前記空間より外部へ誘導し放出
するアンテナを設けたことを特徴とする遮断器。1. A groove forming an LC oscillation circuit for extracting an electromagnetic wave from energy emitted by an arc generated by the separation of said contacts in a space surrounding a cut-off portion having a fixed contact and a movable contact. Or a circuit breaker provided with a fin and an antenna for guiding the electromagnetic wave from the space to the outside from the space and emitting the electromagnetic wave from the LC oscillation circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33324789A JP2881880B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Breaker |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP33324789A JP2881880B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Breaker |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH03192623A JPH03192623A (en) | 1991-08-22 |
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| WO2017187654A1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | Gas breaker |
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- 1989-12-21 JP JP33324789A patent/JP2881880B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH03192623A (en) | 1991-08-22 |
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