JP4507944B2

JP4507944B2 - 漏電遮断器

Info

Publication number: JP4507944B2
Application number: JP2005094706A
Authority: JP
Inventors: 清二池田; 士郎村田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: CN1841616A; JP2006278113A; CN1841616B

Description

この発明は、零相変流器により漏電の検出を行う、特に電灯分電盤などに使用される漏電遮断器に関し、詳しくは電圧極および中性極を一方の筐体に収納し、漏電検出部分を他方の筐体に収納するように構成された２極１素子形漏電遮断器の組立方法の改善に関するものである。

漏電遮断器は一例として国際規格（ＩＥＣ）では、過電流素子を内蔵したもの（ｒｅｓｉｄｕａｌｃｕｒｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ−ｂｒｅａｋｅｒｓｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒａｌｏｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、略称ＲＣＢＯｓ）と過電流素子を持たないもの（ｒｅｓｉｄｕａｌｃｕｒｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ−ｂｒｅａｋｅｒｓｗｉｔｈｏｕｔｉｎｔｅｇｒａｌｏｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、略称ＲＣＣＢｓ）に大別することができるが、ＲＣＢＯｓの場合、配線用遮断器と同様、過電流引き外し素子を具備することはもちろんのこと、短絡電流のような大電流を遮断して電路の焼損などを未然に防ぐことも求められるのは言うまでもない。

この大電流の遮断に関しては、特に過電流引き外し素子を経由する、いわゆる通常の電流経路とは別に、遮断時に発生したアークを、該漏電遮断器に配設した消弧室へ電磁反発力を利用しながら導かせ、このアークによる電流経路を確保しつつ、最終的には消弧室でアークを裁断することが広く知られている。なお、この遮断方式は、一般にはアーク走行方式と呼ばれている。

ところで、２極の漏電遮断器は、配電路のうち、電圧極から負荷へ、そしてこの負荷から中性極に戻る配線上に配設されるケースが多いが、このケースでは、前述した過電流素子は少なくとも電圧極側に具備されていれば良い。このような漏電遮断器は通常、２極１素子形と呼ばれている。なお、この２極１素子形であっても、前述したアーク走行方式に係わる部材は、電圧極側はもちろんのこと、中性極側にも具備されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１８４２９４号公報（図１、図２および図４）

従来の漏電遮断器では、電圧極および中性極を一方の筐体に、漏電検出部分を他方の筐体にそれぞれ収納するとともに、中性極にもアーク走行方式に係わる部材を必要とする、といった制約があるため、特に中性極の電路を複数の部材によって構成せざるを得ず、組立の繁雑さによるコストアップが発生していた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電圧極および中性極を一方の筐体に、漏電検出部分を他方の筐体にそれぞれ収納し、かつ中性極にもアーク走行方式に係わる部材を配設する、といった部品配置構成を変更することなく、組立が容易な漏電遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る漏電遮断器においては、カバー、中ベース、およびベースよりなる絶縁筐体と、外部から開閉操作可能な取っ手部を有するハンドルと、上記絶縁筐体の内部に装着され固定接点を有する固定子と、この固定子に対向して接離する可動接触子と、この可動接触子を駆動する開閉機構部と、過電流に応動して上記開閉機構部を作動させる電磁石装置と、主回路の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器で検出した信号に応動して上記開閉機構部を作動させる引き外しコイルと、上記可動接触子が駆動された際に発生するアークを裁断する消弧室とを備えた漏電遮断器において、上記絶縁筐体の内部に装着された負荷導体と、上記可動接触子が導電性パイプを固着した可撓電線で接続され、かつこの導電性パイプが上記消弧室の近傍に配設されるように構成したものである。

この発明は以上説明したように、高遮断性能を有しながら、簡素で安価な２極１素子形漏電遮断器を得ることができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における漏電遮断器の開状態（以下、ＯＦＦと略す）を示す外観斜視図、図２は図１においてカバーおよび漏電用中ベースを除去しＡ方向から見た側面図、図３は図１においてベースを除去しＢ方向から見た側面図である。なお、便宜上、図２を電圧極側面図、図３を中性極側面図、とそれぞれ呼ぶこととする。

図４は閉状態（以下、ＯＮと略す）における、また図５は短絡発生時における、それぞれ中性極の消弧室を中心とした拡大図であり、いずれも矢印は、各状態における電流経路を示している。また、図５については、電流経路をわかり易くするため、可撓電線の一部およびパイプは断面形状で表している。なお、図６は図１においてカバーを除去しＡ方向から見た側面図であり、便宜上、漏電部側面図と呼ぶこととする。

図１において、カバー１、漏電用中ベース２、中ベース３、およびベース４は漏電遮断器１０１の筐体を構成するものであり、それぞれ合成樹脂で形成されている。中ベース３に後述する開閉機構部が収納されており、この開閉機構部に連動するハンドル５が、中ベース３のハンドル用窓孔３ａから中ベース３の表面に突出しており、外部から手によって操作可能であることは周知の通りである。なお、紙面上、手前側が電源側端子締付用孔６、奥行側が負荷側端子締付用孔７であることから、ハンドル５はＯＦＦ状態を示していることも、やはり周知の通りである。

漏電用中ベース２には、漏電動作に必要な、後述する引き外しコイルや零相変流器が収納されており、この引き外しコイルに連動する図示しない漏電表示片が漏電表示窓２ａの位置に移動することで、漏電遮断器１０１が漏電遮断を行ったことを外部に知らしめることは周知の通りである。また、８は漏電テストボタンであるが、これら漏電表示窓２ａや漏電テストボタン８は、本発明の要部をなすものではないため、その詳しい説明は省略する。なお、この実施の形態１においては、同一線上に配設される各締付用孔６ａおよび７ａは電圧極に相当する電路が、６ｂおよび７ｂは中性極に相当する電路が、それぞれ接続されることになる。以下、それぞれの極について、電源側から負荷側に至る電流経路について詳しく説明する。

まず電圧極について、図２に基づき説明する。図示しない例えば電源側電線が電源側端子９に挿入され、電源側端子締付用孔６ａより締付ネジ１０にて固定子１１と接続される。この固定子１１には固定接点１２が設けられており、ＯＮ状態、すなわち、ハンドル５を紙面上、反時計方向に回動させることで、開閉機構部１０２とともに連動する可動接触子１３と接触することになる。したがって、電流は、固定子１１、固定接点１２、可動接触子１３の順に流れ、以下、可撓電線１４、短絡発生時に動作する電磁石装置１０３を構成するコイル１５を流れる。

コイル１５の終端１５ａは図６に示すように、漏電用中ベース２の内壁２ｂから突出しており、この終端１５ａには零相変流器１６を貫通する貫通導体１７が固着されている。この貫通導体１７は、再度図２に示すように、過電流引き外し装置１０４を構成するバイメタル１８に固着されており、以下、負荷導体１９、負荷側端子２０に挿入され、負荷側端子締付用孔７ａより締付ネジ１０にて負荷導体１９と接続される図示しない例えば負荷側電線を流れる。

続いて中性極について、図３に基づき説明する。図示しない例えば電源側電線が電源側端子２１に挿入され、電源側端子締付用穴６ｂより締付ネジ１０にて固定子２２と接続される。この固定子２２には固定接点２３が設けられており、ＯＮ状態、すなわち、ハンドル５を紙面上、時計方向に回動させることで、電圧極と同様、開閉機構部１０２とともに連動する可動接触子２４と接触することになる。この可動接触子２４には可撓電線２５が固着されているため、電流は、固定子２２、固定接点２３、可動接触子２４、可撓電線２５の順に流れる。

可撓電線２５は図２からもわかるように電圧極側を横断し、さらに図６に示すように零相変流器１６を貫通する貫通導体の役目も兼ねていることがわかる。この可撓電線２５は、漏電用中ベース２の内壁２ｂから突出している負荷導体２６に固着しており、以下、この負荷導体２６、再度図３に示すように、負荷側端子２７に挿入され、負荷側端子締付用孔７ｂより締付ネジ１０にて負荷導体２６と接続される図示しない例えば負荷側電線を流れる。

前述したＯＮ状態において過電流が発生すると、図２に示すバイメタル１８が負荷導体１９との固着点を支点に紙面上、時計方向に回動することで、トリップカム２８も時計方向に回動し、このトリップカム２８の突起２８ａが、ラッチ２９とＵピン３０の係合を解除する。すると、ラッチ２９によって得られた、可動接触子１３（中性極は可動接触子２４）の固定接点１２（中性極は固定接点２３）に対する押圧力の保持が解除され、図２（および図３）に示すように、ＯＦＦ状態になることは周知の通りである。なお、このラッチ２９を中心とした開閉機構部１０２の一連の動作は、この発明の要部をなすものではないため、詳しい説明は省略する。

次に、ＯＮ状態において短絡が発生すると、コイル１５によって発生する磁束によって、プランジャ３１が図２紙面上、右方向に移動し、前述した過電流発生時と同様、ラッチ２９とＵピン３０の係合が解除され、可動接触子１３（中性極は可動接触子２４）を固定接点１２（中性極は固定接点２３）から開離させる。やはり、この際の開閉機構部１０２の一連の動作は、この発明の要部をなすものではないため、詳しい説明は省略するが、固定接点１２（中性極は固定接点２３）と可動接触子１３（中性極は可動接触子２４）に発生するアークのアーク走行方式による消滅は、この発明の要部をなすものであるため、以下に詳しく説明する。

まず電圧極については、固定接点１２と可動接触子１３間に発生したアークは、固定子１１とアークランナー３２間に移設するが、このとき、固定子１１の先端部１１ａへの電流の向きと、消弧室３３を構成する図２紙面上、下端部のグリッド３３ａから上端部のグリッド３３ｂへの電流の向きが、異方向であることによる発生する磁界の反発力、および、この下端部のグリッド３３ａから上端部のグリッド３３ｂへの電流の向きと、アークランナー３２のＵターン部３２ａへの電流の向きが、異方向であることによる発生する磁界の反発力により、アークは消弧室３３に導かれる。

したがって、通常時の電流経路が、前述したように、固定子１１→固定接点１２→可動接触子１３→可撓電線１４→コイル１５→貫通導体１７→バイメタル１８→負荷導体１９でありながら、短絡発生時に限って、固定子１１とアークランナー３２間のアーク、およびこのアークランナー３２が図２からもわかるように負荷導体１９に固着されていることから、固定子１１→アークランナー３２→負荷導体１９とバイパスすることがわかる。ただし、下端部のグリッド３３ａおよび上端部のグリッド３３ｂを含め他のグリッド（付番せず）とも、Ｖ字切欠を有する磁性板であることから、アークは消弧室３３内で裁断され、短絡発生に伴う大電流が速やかに遮断されることは周知の通りである。なお、アークランナー３２は、前述した磁界の反発力を得るためにも材質は鉄であることが好ましい。

一方、中性極については、図４で示す矢印の如く、通常時は、固定子２２→固定接点２３→可動接触子２４→可撓電線２５と流れるが、可撓電線２５が消弧室３４の紙面上、上側に配設されていることから、短絡発生時においては、図５で示す矢印の如く、固定子２２→可撓電線２５とバイパスすることがわかる。したがって、この可撓電線２５が前述したように、零相変流器１６を貫通する貫通導体を兼ねているため、部品点数の削減に繋がり、ひいては組立費の低減を図ることができる。

アークの消滅、すなわち遮断に至る過程は電圧極とほぼ同じであるが、詳述すると、図５に示すように、固定子２２の先端部２２ａへの電流の向きと、消弧室３４を構成する紙面上、下端部のグリッド３４ａから上端部のグリッド３４ｂへの電流の向きが、異方向であることによる発生する磁界の反発力、およびこの下端部のグリッド３４ａから上端部のグリッド３４ｂへの電流の向きと、電圧極で説明したアークランナー３２の機能を持たせた導電性パイプ３５の可撓電線２５との固着点３５ａへの電流の向きが、異方向であることによる発生する磁界の反発力により、アークは消弧室３４に導かれる。なお、ここで、固着点３５ａは、固着点３５ａへ向かう電流を得るための、すなわち電圧極で言うところのＵターン部３２ａに相当する機能を持たせており、大電流の遮断までは、ここから負荷導体２６（図３参照）に向けて電流が継続する。したがって、固着点３５ａは、カシメなどによって強固に電気的接続を施しておく必要がある。

また、導電性パイプ３５は、アークランナー３２と同様、前述した磁界の反発力を得るためにも鉄であることが好ましい。よって、電磁石装置や過電流引き外し装置を必要としないこの中性極に、特許文献１で示したような、例えば鉄であるアークランナーを使用せず、例えば銅線で組成される可撓電線２５を短絡発生時はもちろんのこと、通常時も電流経路に組み込んでいるので、通電に伴う発熱を抑えることができ、設計の自由度や定格電流の格上げといった波及効果が期待できる。

この発明は、図６からもわかるように、零相変流器１６に貫通導体１７（電圧極）および可撓電線２５（中性極）を貫通させることで、電路の漏れ電流を検出し、この検出した信号に応じて、引き外しコイル３６によって開閉機構部１０２を作動させ、電路を遮断する漏電遮断器１０１を、高遮断性能も有しつつ、電流経路に要する部品を削減し、その組立を改善しようとするものであるが、前述した通電に伴う発熱の抑制に着目した場合、可撓電線２５を零相変流器１６に貫通させず、そのまま負荷導体２６に固着、すなわち漏電引き外し機能を有しない配線用遮断器であっても、その効果が期待できることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１における、漏電遮断器の開状態を示す外観斜視図である。図１においてカバーおよび漏電用中ベースを除去しＡ方向から見た側面図である。図１においてベースを除去しＢ方向から見た側面図である。この発明の実施の形態１における、漏電遮断器の閉状態での、中性極の消弧室を中心とした拡大図である。この発明の実施の形態１における、漏電遮断器の短絡発生時での、中性極の消弧室を中心とした拡大図である。図１においてカバーを除去しＡ方向から見た側面図である。

符号の説明

１カバー、２漏電用中ベース、３中ベース、４ベース、５ハンドル、
１１固定子、１２固定接点、１３可動接触子、１６零相変流器、
２２固定子、２３固定接点、２４可動接触子、２５可撓電線、
２６負荷導体、３３、３４消弧室、３５導電性パイプ、３５ａ固着点、
３６引き外しコイル、１０１漏電遮断器、１０２開閉機構部、
１０３電磁石装置。

Claims

カバー、中ベース、およびベースよりなる絶縁筐体と、外部から開閉操作可能な取っ手部を有するハンドルと、上記絶縁筐体の内部に装着され固定接点を有する固定子と、この固定子に対向して接離する可動接触子と、この可動接触子を駆動する開閉機構部と、過電流に応動して上記開閉機構部を作動させる電磁石装置と、主回路の漏電電流を検出する零相変流器と、この零相変流器で検出した信号に応動して上記開閉機構部を作動させる引き外しコイルと、上記可動接触子が駆動された際に発生するアークを裁断する消弧室とを備えた漏電遮断器において、
上記絶縁筐体の内部に装着された負荷導体と、上記可動接触子が導電性パイプを固着した可撓電線で接続され、かつこの導電性パイプが上記消弧室の近傍に配設されるように構成されたことを特徴とする漏電遮断器。
導電性パイプの材質が鉄であることを特徴とする請求項１に記載の漏電遮断器。
導電性パイプと可撓電線の固着箇所が、上記可撓電線と可動接触子との固着位置に近い側の上記導電性パイプの先端であることを特徴とする請求項１または２に記載の漏電遮断器。