JP4058664B2

JP4058664B2 - 回路遮断器の消弧装置

Info

Publication number: JP4058664B2
Application number: JP2000298208A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　朗史; 三弘満重
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002110020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器において、電流遮断時に生じるアークを引き伸ばして消弧する消弧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６〜図９は従来の消弧装置を示すものである。図６の消弧装置はアーク吸引方式のもので、磁性板からＵ字状に折り曲げ形成された単一の磁性体１１により構成されている。１２は固定接触子、１３は可動接触子で、磁性体１１はその前後方向（図６の左右方向）が矢印で示す可動接触子１３の開閉方向に略沿うように配置されている。電流遮断時に固定接点１２ａと可動接点１３ａとの間に生じるアーク１４は、その磁束が磁性体１１を通ることにより、図示のように消弧装置の底部に吸引されて引き伸ばされ、アーク電圧が上昇して消弧される。その際生じるアークガスは、消弧装置の右端から回路遮断器のケース外に排出される。
【０００３】
図７の消弧装置はアーク吸引・ガス冷却方式のもので、図６における磁性体１１の内面を覆うように、アーク熱により消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁物からなる絶縁体１５が設けられている。電流遮断時に生じるアーク１４は、図６の場合と同様に吸引されるとともに絶縁体１５に押し付けられ、アーク熱を受ける絶縁体１５が生じる消弧性ガスにより冷却されて消弧が促進される。図８の消弧装置も図７のものと同じであるが、磁性体１１の上下方向が可動接触子の開閉方向に略沿うように配置されている。
【０００４】
図９の消弧装置はアーク分割方式のもので、図９（Ａ）は縦断面図、図９（Ｂ）はその横断面図である。図９において、磁性体１１は磁性板からＵ字状に打ち抜かれたグリッド１６が、隙間を置いて板厚方向に多数積層されて構成され、それらは左右一対の側板からなる絶縁体１５に、左右両端でかしめ付けされて支持されている。アーク１４は磁性体１１に吸引されるとともに、グリッド１６により分割され、アーク電圧が上昇して消弧される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の消弧装置には、それぞれ次のような問題点がある。すなわち、（1）図６のものは、アーク１４の伸張が進むと磁性体１１に点弧して短絡状態となるため、高いアーク電圧が得られない。
（2）図７及び図８のものは、アークを絶縁体表面に押し付けて積極的に熱分解ガスを発生させるため、短絡電流などの大電流の遮断時に消弧装置の内圧が過大に上昇してアークガスが噴出し、消弧装置周辺を損傷する危険がある一方で、回路電圧が高く遮断電流が比較的小さい領域では、熱分解ガスの発生量が少ないためアーク電圧が十分に上がらない。すなわち、熱分解ガスの発生量により、遮断性能が左右される。また、その解決策として電圧に応じた消弧装置を準備しようとすると、消弧装置の種類が増え、コストアップの要因となる。
（3）図９のものは、図６〜図８のものに比べて磁気通路の断面積が小さく、従ってアークの吸引力も小さい。また、構造が複雑で、多数のグリッド１６を絶縁体１５に固定する作業に多くの工数を必要とする。
そこで、この発明の課題は、これら従来の消弧装置の難点を解消しながら利点を生かし、高性能で製作の容易な消弧装置を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、左右一対の側板とその間を結ぶ底板とからなるＵ字状の磁性板により、電流遮断時に固定接点と可動接点との間に発生したアークを吸引する磁性体を形成し、その内面を前記アークの熱で消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁体で被覆するとともに、前記磁性体の内側に前記底板から離して、前記側板と直交する向きの複数本の棒状磁性体を互いに間隔を介し、かつ前記磁性体から絶縁して配列するものとする（請求項１）。
【０００７】
この請求項1の消弧装置は、図７の従来装置にアーク分割機能を付与したものに相当し、強力なアーク伸張機能に加えて、優れたアーク電圧上昇機能及びアーク冷却機能を有する。すなわち、接点間にアークが発生すると、このアークにより発生した磁束は、Ｕ字状の磁性体により強力に吸引されて伸張する。アークは伸張する過程で、磁性体の内面を被覆する絶縁体を加熱して熱分解ガスを発生させ、それにより冷却される。更に伸張すると、磁性体の内側に配置された棒状磁性体で発弧して分割され、陰極降下及び冷却によりアーク電圧が急速に高められて消弧される。従って、高電圧・小電流領域でも安定した消弧性能が得られる。
【０００８】
請求項１の消弧装置において、前記棒状磁性体は左右一対の側板を有する絶縁物の支持体に支持させてユニットを構成し、このユニットを前記磁性体の内側に着脱可能に装着するようにするのがよい（請求項２）。これにより、ユニットを交換し、あるいはユニットの装着を省略することで、消弧装置全体を変更することなく、適用電圧及び遮断容量を変更することができる。その別手段として、前記絶縁体の側壁に前記棒状磁性体の支持穴を設けるとともに、この支持穴と同心で、かつこの支持穴よりも大径の挿通穴を前記磁性体の側板に設け、前記棒状磁性体を前記磁性体の側方から前記支持穴に着脱可能に装着するようにしてもよい（請求項３）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、この発明の実施の形態を示すもので、図１は消弧装置の斜視図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は同じくIII−III線に沿う断面図である。図１〜図３において、左右一対の側板１ａとその間を結ぶ底板１ｂとからなるＵ字状の磁性板（例えば鋼板）により磁性体１が形成され、その内面はアーク熱で消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁体２で被覆されている。一方、３は例えば棒鋼からなる断面四角の棒状磁性体で、磁性体１の内側に前記底板１ｂから離されて、複数本（図示は３本）が側板１ａと直交する向きに、互いに間隔を介して、かつ磁性体２から絶縁されて配置されている。
【００１０】
ここで、図３に示すように、絶縁体２の左右内壁面には段差が設けられ、棒状磁性体３は、この段差部分に嵌合するように設定された左右一対の側板４からなる絶縁物の支持体に、その両端が支持されてユニット５として構成されている。側板４は絶縁体２と同一の熱分解性の絶縁材が用いるのがよいが、他の材質の絶縁材でもよい。また、図示の場合、棒状磁性体３は側板４の成形時に両端が埋め込まれて固着されているが、かしめ付けやねじ締めにより固着してもよい。しかして、ユニット５は絶縁体１の上記段差部分に、図１の矢印方向に沿って着脱自在に装着される。
【００１１】
このような消弧装置は、固定接触子１２及び可動接触子１３に対して、例えば図２に示す位置関係で配置され、固定・可動接点１２ａ，１３ａ間に発生するアークを消弧する。その際、図７の従来構成と同等の磁気通路断面積及び熱分解ガス量により、アークを伸長させかつ冷却するるとともに、伸長させたアークを棒状磁性体３で分割・冷却して高い陰極降下によりアーク電圧を上昇させる。その結果、小電流でアーク駆動力及び熱分解ガスが発生しにくく、かつ高電圧（例えば600Ｖ）の遮断領域においても優れた消弧性能を発揮する。また、棒状磁性体３はユニット５として着脱自在であるため、ユニット５の交換のみで種々の適用電圧及び遮断電流に対応することができ、あるいは適用電圧によっては棒状磁性体３を省略することができる。
【００１２】
図４は、異なる実施の形態を示す消弧装置の斜視図、図５はそのＶ−Ｖ線に沿う断面図である。この実施の形態においては、棒状磁性体３は断面円形のものが用いられ、絶縁体２の側壁２ａには棒状磁性体３と同径の支持穴６（図５）が設けられている。また、磁性体１の側板１ａには、支持穴６と同心に、それよりも大径の挿通穴７が設けられている。そこで、棒状磁性体３は図示の通り、磁性体１の側方から挿通穴７を介して支持穴６に着脱可能に装着される。この消弧装置の機能・作用は図１のものと実質的に同じなので、その説明は省略する。
【００１３】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、従来のアーク吸引・ガス冷却方式と遜色のないアーク吸引力及び熱分解ガス量が得られるとともに、伸長したアークを棒状磁性体間で分割して陰極降下により高いアーク電圧を発生させることができる。その結果、小電流・高電圧領域においても安定した遮断性能を得ることができ、また棒状磁性体を着脱可能とすることにより、消弧装置全体を大幅に変更することなく異なる適用電圧及び遮断容量に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す消弧装置の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】この発明の異なる実施の形態を示す消弧装置の斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】従来例を示す消弧装置の縦断面図である。
【図７】異なる従来例を示す消弧装置の縦断面図である。
【図８】更に異なる従来例を示す消弧装置の縦断面図である。
【図９】更に異なる従来例を示し、（Ａ）は消弧装置の縦断面図、（Ｂ）はその横断面図である。
【符号の説明】
１磁性体
１ａ側板
１ｂ底板
２絶縁体
３棒状磁性体
４側板
５ユニット
６支持穴
７挿通穴

Claims

左右一対の側板とその間を結ぶ底板とからなるＵ字状の磁性板により、電流遮断時に固定接点と可動接点との間に発生したアークを吸引する磁性体を形成し、その内面を前記アークの熱で消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁体で被覆するとともに、前記磁性体の内側に前記底板から離して、前記側板と直交する向きの複数本の棒状磁性体を互いに間隔を介し、かつ前記磁性体から絶縁して配列したことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。
前記棒状磁性体を左右一対の側板を有する絶縁物の支持体に支持させてユニットを構成し、このユニットを前記磁性体の内側に着脱可能に装着するようにしたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器の消弧装置。
前記絶縁体の側壁に前記棒状磁性体の支持穴を設けるとともに、この支持穴と同心で、かつこの支持穴よりも大径の挿通穴を前記磁性体の側板に設け、前記棒状磁性体を前記磁性体の側方から前記支持穴に着脱可能に装着するようにしたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器の消弧装置。