JP4419642B2 - Circuit breaker arc extinguishing device - Google Patents
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Description
本発明は、配線用遮断器,漏電遮断器などを対象とする回路遮断器の電流遮断部に装備した消弧装置に関する。 The present invention relates to an arc extinguishing device equipped in a current interrupting part of a circuit breaker intended for a circuit breaker for wiring, an earth leakage breaker and the like.
まず、頭記した回路遮断器の電流遮断部の消弧装置として消弧グリッドを採用した従来構造を図3に示す(例えば、特許文献1参照)。図において、1は先端の接点部をコ字形に成形した固定接触子、2は回動式の可動接触子、3は固定接触子1の接点部に連なるアークランナ、4は可動接触子2の開極移動経路に沿って複数枚のグリッド板4aをその相互間に間隙を持たせて積層した消弧グリッドである。
上記の構成で、定常の通電時には可動接触子2の可動接点2aが固定接触子1の固定接点(図3には消弧グリッド4の裏に隠れて描かれてない)に接触している。ここで、主回路に短絡電流などの過電流が流れると、固定接触子1,可動接触子2に流れる電流の磁界により固定接触子1と可動接触子2の間に電磁反発力が生じ、この電磁反発力が接点の接圧バネ(図示せず)の荷重を上回ると可動接触子2が開極位置に向けて固定接触子1から離脱するとともに、同時に固定接点と可動接点の極間にアークArcが発弧し、可動接触子の開極移動とともに伸長する。また、アークは可動,固定接触子を流れる電流の磁場による電磁力を受けて固定接触子のアーク発弧点(アークの足)が固定接点からアークランナ3に移動し、さらにグリッド板4aにより分断されてアーク電圧が急速に高まるとともに冷却作用も加わり、これにより電流が限流遮断されることは周知の通りである。
First, the conventional structure which employ | adopted the arc-extinguishing grid as an arc-extinguishing apparatus of the electric current interruption part of the circuit breaker mentioned above is shown in FIG. 3 (for example, refer patent document 1). In the figure, 1 is a fixed contact having a tip contact portion formed in a U-shape, 2 is a rotary movable contact, 3 is an arc runner connected to the contact portion of the fixed
With the above configuration, the
また、回路遮断器の消弧装置として、前記の消弧グリッド4を用いる代わりに磁性体と絶縁体を組み合わせて消弧室を構成し、電流遮断時に固定/可動接触子間に発生したアークを電磁駆動力により前記消弧室の絶縁体に形成したスリットの中に押し込んでアークを圧縮し、さらにアーク熱を受けた絶縁体が熱分解ガスを発生してアークを冷却するアブレーション効果も加わってアーク電圧を高めるようにした絞り込み消弧方式も知られている(例えば、特許文献2参照)。
ところで、前記した方式による従来の消弧装置を採用した配線用遮断器,漏電遮断器は、構造,遮断性能面で次記のような課題がある。すなわち、
(1)配線用遮断器などの製品はフレーム別に外形サイズが標準化されていて、電流遮断部の容積アップには限界がある。そのために、図3で述べたグリッド消弧方式(特許文献1)では、固定/可動接触子間に発生したアークを十分に伸長させるためのスペース拡大、およびアークを直列に分断させる消弧グリッド板の枚数増加にも限界がある。
(2)また、特許文献2に開示されている絶縁体の消弧室では、固定/可動接触子の極間に発生したアークを絶縁体に形成したスリットに押し込んで絞り込むようにしているが、数十KVA級の回路遮断器では電流遮断時に固定/可動接触子間に発生するアーク柱の径は10mm以上に広がることから、このように広がったアークを絶縁体の狭いスリットに押し込むには強力な電磁駆動力が必要で実際には中々困難である。しかも、スリット内での絞り込みによるアークの限流効果が発揮されるのは、可動接触子の開極動作開始後に発生したアークが電磁力を受けて絶縁体のスリット内に押し込まれてからであり、アークが絶縁体のスリットに移動するまでの時間遅れが回路遮断器の遮断性能に影響を及ぼす。
By the way, the circuit breaker and the earth leakage circuit breaker that employ the conventional arc extinguishing device according to the above-described method have the following problems in terms of structure and breaking performance. That is,
(1) Products such as circuit breakers for wiring have standardized external sizes for each frame, and there is a limit to increasing the capacity of the current interrupting part. Therefore, in the grid arc extinguishing system described in FIG. 3 (Patent Document 1), an arc extinguishing grid plate that expands the space for sufficiently extending the arc generated between the fixed / movable contacts and divides the arc in series. There is a limit to the increase in the number of sheets.
(2) Moreover, in the arc extinguishing chamber of the insulator disclosed in
さらに、極間に発生したアークについて、固定接触子側では電磁力によりアークの足がアークランナの上を移行して消弧室の内方に駆動されて消弧作用を受けるが、可動接触子は消弧室の外側を通って開極位置に移動するので、開極位置では可動接触子の接点から伸びたアークの足の部分には消弧室のアーク絞り込みによる消弧機能が作用しない。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、簡易な構造で電流遮断時に固定/可動接触子間に発弧したアークに対して、押し込み駆動を要さず、また可動接触子の開極位置でもアークの絞り込みによる消弧機能が有効に作用するようにして遮断性能の向上を図った回路遮断器の消弧装置を提供することにある。
Furthermore, for the arc generated between the poles, on the fixed contact side, the arc foot moves on the arc runner by the electromagnetic force and is driven inward of the arc extinguishing chamber to receive the arc extinguishing action. Since it moves to the opening position through the outside of the arc extinguishing chamber, the arc extinguishing function by the arc constriction of the arc extinguishing chamber does not act on the leg portion of the arc extending from the contact point of the movable contact at the opening position.
The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and requires a pushing drive with respect to an arc generated between a fixed / movable contact when a current is interrupted with a simple structure. It is another object of the present invention to provide an arc extinguishing device for a circuit breaker in which the arc extinguishing function by effectively constricting the arc acts effectively even at the open position of the movable contact so as to improve the breaking performance.
上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路の過電流通電時に可動接触子を固定接触子から開極させて電流遮断を行う回路遮断器において、前記可動接触子の可動接点を含む接触子先端部を包囲する絶縁物製のアークバリアを備え、前記アークバリアはU字形の箱体からなり、該U字形の中央辺を前記可動接触子の接触子先端部の反可動接点側に装着するとともに、該U字形の左右側壁の先端を固定接触子側に延在させて、電流遮断時に固定接点と可動接点間に発弧したアークを前記アークバリアの内部で絞り込むようにするものとする。
また、前記消弧装置において、前記アークバリアを耐熱性の高いセラミック,もしくは高温アークに触れてガスを発生する炭化水素系樹脂の絶縁物とすることが好ましい。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a circuit breaker that performs current interruption by opening a movable contact from a fixed contact when an overcurrent is applied to a main circuit, the movable contact of the movable contact is comprising an insulator made of an arc barrier that surrounds the contact tip comprising, said arc barrier comprises a box body of U-shaped, counter-movable contact side of the contact tip of the movable contact a central side of the U-shaped as well as attached to, those wherein the tips of the left and right side walls by extending the fixed contact terminal side of the U-shaped, the arc that arcing between the fixed contacts and the movable contact upon current interruption to refine within said arc barrier And
Further, in the arc extinguishing apparatus, it is preferable that the arc barrier is made of a highly heat-resistant ceramic or an insulating material of a hydrocarbon resin that generates a gas upon contact with a high temperature arc.
上記した発明によれば、可動接触子の開極動作開始と同時に固定/可動接触子間に発弧したアークは可動接触子に搭載してその接点部を包囲するアークバリアの内部で絞り込まれ、この状態は可動接触子が固定接触子から開離した直後から開極位置に移動する過程でも継続する。したがって、従来の消弧装置(特許文献2参照)のように接触子から離れて位置する消弧室の絶縁体スリットにアークを押し込み駆動することが必要ないので時間的な遅れなしにアークの絞り込み(圧縮,冷却)による電流の限流機能が作用し、これにより電流遮断の時間が短縮して回路遮断器の遮断性能が向上する。 According to the above-described invention , the arc generated between the fixed / movable contacts at the same time as the opening operation of the movable contact is started is narrowed down inside the arc barrier that is mounted on the movable contact and surrounds the contact portion. This state continues even in the process in which the movable contact moves to the opening position immediately after it is separated from the fixed contact. Therefore, unlike the conventional arc extinguishing apparatus (see Patent Document 2), it is not necessary to drive the arc by pushing it into the insulator slit of the arc extinguishing chamber located away from the contact, so that it is possible to narrow the arc without time delay. The current limiting function by (compression, cooling) acts, and this shortens the current interruption time and improves the interruption performance of the circuit breaker.
以下、本発明の実施の形態を図1,図2に示す各実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on the examples shown in FIGS.
図1(a),(b)は本発明の第1の実施例を示すものである。この実施例においては、図3に示した従来構造と比べて、可動接触子2にはその先端部を包囲するように絶縁物製のアークバリア5が搭載装備されている。このアークバリア5は高耐熱性のセラミック,あるいは高温アークに触れて多量の熱分解ガスを発生する熱可塑性,熱硬化性の炭化水素系樹脂を材料として図示のようにU字形に成形した箱体構造で、その左右側壁の先端を下(固定接触子側)に向けて可動接触子2の接点2aを含む先端部を包囲してその背面にまたがって結合されている。また、アークバリア5は、その左右幅Dを可動接触子2の板厚dと同程度にして左右側壁の間にアーク絞り込みの細隙を形成するとともに、左右側壁の上下方向の長さをLとしてその先端を固定接触子1に向けて延在させている。なお、このアークバリア5は可動接触子の先端部分(図1の左側)を覆うように可動接触子の先端方向に延在させるようにしてもよい。また、固定接触子1は先端部の幅を可動接触子2の板厚dと同程度に狭め、その上面に固定接点1aを設けている。
1A and 1B show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, as compared with the conventional structure shown in FIG. 3, the
また、前記のアークバリア5と別に、可動接触子2の開極移動経路には図3と同様に複数枚の消弧グリッド4を配置し、そのグリッド板4aの板面に切欠いた凹溝の中を通って前記アークバリア5が可動接触子2と一緒に開極位置に移動するようにしている。
上記の構成で、可動接触子2の接点2aが固定接触子1の接点1aに接触している閉極状態ではアークバリア5が固定接点1aと可動接点2aを包囲している。ここで、過電流の通電による電磁反発力で可動接触子2が固定接触子1から開離すると、図1(b)で示すように固定接触子1と可動接触子2の接点間に発弧したアークArcは、開極動作の開始直後からアークバリア5の左右側壁間に絞り込まれ、同時に先記したアブレーション効果による冷却作用を受けるようになる。しかも、このアークバリア5によるアーク絞り込みの状態は可動接触子2が開極位置に向けて移動する途上でも継続し、また可動接触子2の開極移動に連れて固定接触子1の接点1aとの間に伸長したアークは電磁力によりアークランナ3に移行し、さらにアーク柱の部分が消弧グリッド板4aにより分断されて限流作用を受けるようになる。つまり、電流遮断時に発弧して極間に伸長したアークArcは時間的遅れなしにアークバリア5および消弧グリッド板4aの消弧作用を受け、これにより短時間でアークが消滅して電流が限流遮断される。
In addition to the
With the above configuration, the
図2は、本発明の第2の実施例を示すものである。この実施例においては、先記の実施例1で述べたと同様な絶縁物で作られたU字形の箱形アークバリア5を、グリッド板4aを積層した消弧グリッド4と組み合わせて可動接触子2の開極位置に設置し、電流遮断時に開極位置へ移動して来た可動接触子2の接点2aをアークバリア5の左右側壁間の細隙に引き込むようにしている。なお、図示の実施例ではグリッド板4aを組立位置に保持する消弧グリッドの左右側板4bを上方に延長してここにアークバリア5を固定している。
上記の構成において、回路遮断器の開極動作で可動接触子2が図示の開極位置に移動して来ると、可動接点を含む可動接触子2の先端部がアークバリア5の左右側壁の間に進入する。したがって、電流遮断時に固定接触子1と可動接触子2との間に発弧して伸長したアークArcのアーク柱部分は消弧グリッド板4aで直列アークに分断され、さらに可動接触子2の開極位置において消弧グリッド装置4の上方に伸びたアークの足の部分が可動接触子と一緒にアークバリア5の中に引き込まれ、ここでアークバリア5の左右側壁間の細隙で絞り込まれて強力な消弧作用を受けるようになる。その結果、図3に示した従来構造の消弧装置と比べて高い遮断性能を確保することができる。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a
In the above configuration, when the
1 固定接触子
1a 固定接点
2a 可動接点
2 可動接触子
3 アークランナ
4 消弧グリッド
5 アークバリア
Arc アーク
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記アークバリアはU字形の箱体からなり、該U字形の中央辺を前記可動接触子の接触子先端部の反可動接点側に装着するとともに、該U字形の左右側壁の先端を固定接触子側に延在させて、電流遮断時に固定接点と可動接点間に発弧したアークを前記アークバリアの内部で絞り込むようにしたことを特徴とする回路遮断器の消弧装置。 In a circuit breaker that opens a movable contact from a fixed contact when an overcurrent is passed through a main circuit, and interrupts the current, an arc barrier made of an insulator that surrounds the contact tip including the movable contact of the movable contact With
The arc barrier is formed of a U-shaped box, and the U-shaped central side is mounted on the non-movable contact side of the contact tip of the movable contact, and the tips of the U-shaped left and right side walls are fixed contacts. An arc extinguishing device for a circuit breaker that extends to the side and narrows down an arc that is generated between a fixed contact and a movable contact when the current is interrupted.
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