JP2948969B2 - 断路器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、断路器に関し、特に
発電主回路等に用いられる大電流通電用の断路器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば実開昭５２ー１６８２６０
号公報に記載された従来の断路器の一例を示す要部断面
図であり、図において１および２はそれぞれ第１および
第２の固定フィンガ接触子であり、第１および第２の固
定フィンガ接触子１、２はそれぞれ円筒形状をなし、円
周方向に多数のフィンガが配設され、先端部が内側へわ
ずかにふくらんで接触部１ａ、２ａを形成するととも
に、所定の間隙をもって互いに対向して同軸配置されて
いる。

【０００３】３は第１および第２の固定フィンガ接触子
１、２の内径側に同軸状に設けられた円筒形状の可動接
触子であり、この可動接触子３の外周面が断路器の投入
状態において第１および第２の固定フィンガ接触子１、
２の接触部１ａ、２ａと接触している。４および５はそ
れぞれ導体であり、これらの導体４、５にはそれぞれ第
１および第２の固定フィンガ接触子１、２が取り付けら
れている。６は操作棒であり、この操作棒６の一方の端
部にはピストン７を介して可動接触子３が取り付けら
れ、他端には操作装置（図示せず）が接続され、操作装
置により可動接触子３を軸方向に移動できるように構成
されている。

【０００４】８は第１の固定フィンガ接触子１を取り付
ける導体４のフランジ内周部に設けられ、例えばテフロ
ンで形成されたリング状の軸受、９は導体４の円筒形の
内周面を摺動するようにピストン７の外周部に設けら
れ、例えばテフロンで形成されたリング状の軸受であ
り、これらの軸受８、９により可動接触子３が駆動案内
されるように支持されている。ここで、軸受８、９にお
ける摺動面との寸法公差は、一般のはめあい公差による
大きめのすきまばめとなっている。

【０００５】つぎに、上記従来の断路器の動作について
説明する。断路器の投入状態においては、操作装置によ
り可動接触子３を軸方向（図５の右方向）に移動し、第
１および第２の固定フィンガ接触子１、２の接触部１
ａ、２ａと可動接触子３とを接触状態とし、導体４、５
が第１の固定フィンガ接触子１、可動接触子３および第
２の固定フィンガ接触子２を介して電気的に接続状態と
なっている。第１および第２の固定フィンガ接触子１、
２の接触部１ａ、２ａの内径は、それぞれ部品状態では
可動接触子３の外径よりわずかに小さく形成されている
ため、第１および第２の固定フィンガ接触子１、２の各
フィンガは可動接触子３との接触状態では少し外側（遠
心方向）にたわんで、元の形状に戻ろうとする弾性力に
より安定した接触状態を維持している。

【０００６】ここで、導体４、５間の電気的経路に短時
間電流等の大電流が流れると、多大な電磁力が各接触子
に働く。つまり、他相の電流による発生磁束のため相間
方向（図５の断路器の軸に対して直角方向）に引力ない
し斥力としての電磁力が働くとともに、自相の各接触子
自身にもピンチ力が求心方向に作用する。特に、発電主
回路等に用いられる断路器では、２００ＫＡ程度の大電
流が流れる場合があり、極めて大きな電磁力が発生す
る。したがって、可動接触子３の支持状態と、第１およ
び第２の固定フィンガ接触子１、２自体の強度が、断路
器の大電流通電性能を大きく左右する。

【０００７】なお、操作装置により操作棒６を図５の左
方向に移動することにより、第２の固定フィンガ接触子
２と可動接触子３とが開離し、断路器が開極状態とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の断路器は以上の
ように構成されているので、断路器が投入状態の場合、
軸受８、９間の支持点間距離Ｘ₁に対する軸受８と第２
の固定フィンガ接触子２の接触部２ａとの距離Ｙ₁の割
合がかなり大きくなってしまい、可動接触子３の保持に
がたつきが多く、また第１および第２の固定フィンガ接
触子１、２の各フィンガが一種の片持ち梁の形状をなし
ており、短時間電流通電時の電磁力により接触状態が不
安定となり、接触部分で局部アークが発生したり溶損し
たりすることが発生し、またピンチ力により第１および
第２の固定フィンガ接触子１、２が内側にたわんで塑性
変形してしまうという課題があった。

【０００９】さらに、断路器の投入あるいは開極操作の
際に、上記可動接触子３の保持のがたつきにより、可動
接触子３の外面（接触摺動面）が肌荒れしやすいという
課題もあった。

【００１０】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、非常に大きな短時間電流を通電
しても、接触部分での局部アークの発生や溶損等の有害
な損傷を抑え、多数回の投入・開極操作に対しても可動
接触子の外面の肌荒れを抑え、大きな短時間通電能力が
得られるとともに、長寿命の断路器を得ることを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る断路器
は、第１の固定フィンガ接触子のほぼ内周全長にわたっ
て内接するように円筒状の内ガイドを設けるとともに、
この内ガイドの第２の固定フィンガ接触子に対向する先
端部に可動接触子を駆動案内する軸受を設けるものであ
る。

【００１２】

【作用】この発明においては、第１の固定フィンガ接触
子のほぼ内周全長にわたって内接するように内ガイドを
設けることにより、短時間電流通電時におけるピンチ力
により生じる第１の固定フィンガ接触子の内側へのたわ
みが抑制され、第１の固定フィンガ接触子の塑性変形を
防止でき、内ガイドの先端部に可動接触子を駆動案内す
る軸受を設けることにより、可動接触子を保持する支持
点間距離が長くなり、可動接触子の保持のがたつきが軽
減され、安定した接触状態を保つことができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す断路器の要
部断面図であり、図において図５に示した従来の断路器
と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。

【００１４】図において、１０は第１の固定フィンガ接
触子１のほぼ内周全長にわたって内接するように設けら
れた円筒状の第１の内ガイド、１１は第１の内ガイド１
０の第２の固定フィンガ接触子２に対向する先端部の内
周に可動接触子３を駆動案内するために設けられ、例え
ばテフロンで形成されたリング状の軸受であり、この軸
受１１は軸受９とともに可動接触子３を支持保持してい
る。１２は第２の固定フィンガ接触子２のほぼ内周全長
にわたって内接するように設けられた円筒状の第２の内
ガイドである。

【００１５】つぎに、上記実施例１の動作について説明
する。まず、断路器の投入操作の際には、一方の支持点
である軸受９が導体４のフランジ側に移動していくが、
他方の支持点である軸受１１は第１の固定フィンガ接触
子１の先端部に設けられており、最終の支持点間距離Ｘ
₂は、図５に示した従来の断路器における支持点間距離
Ｘ₁に比べて大きく、また軸受１１と第２の固定フィン
ガ接触子２の接触部２ａとの距離Ｙ₂は、従来の断路器
における距離Ｙ₁に比べて小さくなっている。したがっ
て、支持点間距離Ｘ₂に対する距離Ｙ₂の割合が、従来に
比べて小さくなっており、可動接触子３の保持のがたつ
きが無視し得るほど減少できる。

【００１６】また、無通電時には、図２の（ａ）に示す
ように、第１の固定フィンガ接触子１は、接触部１ａと
可動接触子３の外周面とが接触して外側に少したわみ、
第１の内ガイド１０とは非接触状態となっている。この
時、第１の固定フィンガ接触子１の各フィンガにおける
最大曲げモーメントは、接触部１ａの接触反力にフィン
ガ全長を乗じた値であり、応力としては各フィンガの根
元が最大となる。

【００１７】これに対し、短時間電流が流れると、ピン
チ力が第１の固定フィンガ接触子１に等分布荷重として
求心方向に働く。この時、第１の固定フィンガ接触子１
の各フィンガは、下方に凸となるように弓形に変形しよ
うとするが、第１の内ガイド１０の外周面により先端部
分を除く大部分の領域における変形が規制され、曲げモ
ーメントに寄与する長さもその分短くなり、従来の構造
における短時間電流通電時に比べ、応力も緩和されると
ともに、フィンガ自身塑性変形することが防止される。

【００１８】なお、第２の固定フィンガ接触子２のほぼ
内周全長にわたって設けられた第２の内ガイド１２にお
いても、上記第１の固定フィンガ接触子１に設けられた
第１の内ガイド１０と同様に作用する。

【００１９】また、上記実施例１における投入・開極操
作のその他の動作は、図５に示した従来の断路器と同様
に動作する。

【００２０】このように、上記実施例１によれば、第１
および第２の固定フィンガ接触子１、２のほぼ内周全長
に内接するように第１および第２の内ガイド１０、１２
を設けているので、短時間電流通電時におけるピンチ力
にともなう第１及び第２の固定フィンガ接触子１、２の
各フィンガの変形が規制され、また第１の固定フィンガ
接触子１に設けた第１の内ガイド１０の先端内周部に可
動接触子３を駆動案内する軸受１１を設けているので、
可動接触子３の保持のがたつきが軽減され、フィンガ自
身の塑性変形を防止できるとともに、安定した接触状態
とすることができ、短時間電流通電時の局部アークや溶
損の発生を抑え、投入開極操作における可動接触子３の
外面の肌荒れが低減され、短時間通電能力を大きくで
き、長寿命化が図られるという効果がある。

【００２１】実施例２．図３および図４はそれぞれこの
発明の実施例２を示す断路器の投入状態の要部断面図お
よび開極状態の要部断面図である。図において、３０は
第２の固定フィンガ接触子２に同軸配置され、耐アーク
性材料で形成されたアーク接触子、３１はアーク接触子
３０と接触が可能なように先端部分の内径を絞った可動
接触子である。

【００２２】つぎに、上記実施例２の動作について説明
する。操作装置により可動接触子３１を図３の左方向に
移動して、開極操作を行う。そこで、可動接触子３１が
アーク接触子３０から開離すると、両者間にアークが発
生する。この時、導体４の内周面、可動接触子３１の外
周面およびピストン７によって閉鎖されたシリンダ内
（図４のＡで示す空間）に負圧が発生し、ＳＦ₆ガス等
の特殊絶縁性ガスが、図４に矢印で示すように、可動接
触子３１の基部に設けた吸い込み穴３２から内側に吸い
込まれ、この気流によって上記アークが消弧される。

【００２３】ここで、実施例２では、短時間電流通電時
には、上記実施例１と同様の効果を奏する。

【００２４】上記実施例１では、小電流開閉性能を有し
ない断路器において、第１および第２の固定フィンガ接
触子１、２のほぼ内周全長にわたって内接するように円
筒状の第１および第２の内ガイド１０、１２を設けると
ともに、この第１の内ガイド１０の第２の固定フィンガ
接触子２に対向する先端部に円筒状の可動接触子３を駆
動案内する軸受１１を設けるものとしているが、この実
施例２では、第２の固定フィンガ接触子２にアーク接触
子３０を設け、さらにアーク接触子３０に接触が可能な
ように先端部分の内径を絞った可動接触子３１を第１の
固定フィンガ接触子１に軸受９、１１により支持保持し
て構成する小電流開閉性能を付与した断路器において、
第１および第２の固定フィンガ接触子１、２のほぼ内周
全長にわたって内接するように円筒状の第１および第２
の内ガイド１０、１２を設けるとともに、この第１の内
ガイド１０の第２の固定フィンガ接触子２に対向する先
端部に円筒状の可動接触子３１を駆動案内する軸受１１
を設けるものとし、同様の効果を奏する。

【００２５】実施例３．上記実施例２では、ピストン９
の外周部にリング状の軸受９を設け、導体４の内周面、
可動接触子３１の外周面およびピストン７によってシリ
ンダ内の気密性を保持するものとしているが、この実施
例３では、さらに導体４のフランジ内周部にリング状の
軸受を設け、シリンダ内の気密性を向上させ、消弧機能
を向上することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１の
固定フィンガ接触子のほぼ内周全長にわたって内接する
するように円筒状の内ガイドを設けるとともに、第２の
固定フィンガ接触子に対向する内ガイドの先端部に可動
接触子を駆動案内するための軸受を設けているので、安
定した接触状態が得られ、大きな短時間電流を通電して
も有害な損傷が発生せず、多数回の投入・開極操作にお
いても可動接触子の肌荒れがなく、短時間通電能力の大
きな、かつ長寿命の断路器が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断路器の要部断面図
である。

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例１
を示す断路器の無通電時の要部拡大断面図および通電時
の要部拡大断面図である。

【図３】この発明の実施例２を示す断路器の投入状態の
要部断面図である。

【図４】 この発明の実施例２を示す断路器の開極動作
中の要部断面図である。

【図５】従来の断路器の一例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 第１の固定フィンガ接触子 ２ 第２の固定フィンガ接触子 ３ 可動接触子 １０ 第１の内ガイド（内ガイド） １１ 軸受 ３１ 可動接触子

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 31/02 H01H 1/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に離隔して対向して配置された円
   筒状の第１および第２の固定フィンガ接触子と、前記第
   １および第２の固定フィンガ接触子の内径側に同軸配置
   された円筒状の可動接触子とを備え、前記可動接触子の
   軸方向の移動により投入または開極動作をする断路器に
   おいて、開極状態の際に前記可動接触子を収納する前記
   第１の固定フィンガ接触子のほぼ内周全長にわたって内
   接するように円筒状の内ガイドを設けるとともに、前記
   第２の固定フィンガ接触子に対向する前記内ガイドの先
   端部に前記可動接触子を駆動案内するための軸受を設け
   たことを特徴とする断路器。