JP4599799B2 - 気中遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、過大電流を遮断する多極気中遮断器に関し、とくに開閉接点部分の短時間通電容量を確保するためのものである。

第５図は、例えば日本国特開平６−０８９６５０号公報に示された従来の気中遮断器の要部側断面図、第６図は従来の気中遮断器の開閉接点部の要部斜視図、第７図は従来の気中遮断器の開閉接点部の周囲に設けられた磁性部材の配置を示した図である。

図において、１は気中遮断器の外殻函体、２は周知のトグルリンクからなる開閉機構である。この様な気中遮断器では大きな投入力を必要とするためチャージハンドル２ａまたは図示していないモータによりラチェット２ｂと偏心カム２ｃにより投入バネ２ｄに蓄勢したバネ力により投入されるようになっている。
開閉機構２の下部リンク２ｅには連結ピン３を介してコンタクトアーム４が連設され、このコンタクトアーム４はコンタクトアームピン５により回動可能に軸支されている。６は可動接触子であり、一端に可動接点６ａが固着され、他端には薄板導体を積層した可撓導体７が接続されている。可撓導体７の終端は下側端子８に接続され、可撓導体７は下側端子８の接続位置から略Ｕ字形に成形配置される。また、可動接触子６の中央付近に設けられた支点穴６ｂとコンタクトアーム４の支持穴に可動接触子ピン６ｃを挿通して可動接触子６が揺動可能に支持される。９は上側端子であり、一端に可動接点６ａに接離する固定接点９ａが設けられている。１０は接圧バネであり、可撓導体７のＵ字形を開く方向へ可動接触子６との接続部を付勢する。この付勢力は可動接触子ピン６ｃを梃子支点にして可動接触子６を図上で時計方向に働き可動接点６ａの固定接点９ａへの接圧力にする。１１は電流遮断時に接点間に発生するアークを消滅させる消弧装置である。１２は各極相間に配設された磁性板である。この磁性板１２は可撓導体７のＵ字形の側部を覆うように配設され、後述の過大電流が通電された際に可動接点６ａの浮き上がりを抑制するための電磁力を強化する磁路となっている。

次に従来の気中遮断器の事故電流時の接点押え込み動作について説明する。気中遮断器に過大な事故電流が通電されると、通常は接圧バネ１０によって固定接点９ａへ押えられている可動接点６ａは電磁反発力により開離しようとする。この過大電流は可撓導体７を通過するのであって可撓導体７はＵ字形を開く方向へ電磁力が働き過大電流が通過しても接点浮き上がりが起こらず、接点間発弧をさせないで短時間通電容量が増大するようにしている。

特開平６−８９６５０号公報

しかし、このような気中遮断器が遮断する負荷短絡時の過大事故電流は３相交流であり、３極を同時に通過する。このため、相間に配設された磁性板１２には１２０度位相のずれた磁束が同時に通る。このため、遮断電流が大きくなると電流の隣接極と同相域では磁性板１２が磁気飽和、また逆相域では磁束が相殺され、可撓導体７のＵ字形を開く電磁力（接点押圧力）が電流値の増加に比して大きくならず、固定接点９ａと可動接点６ａ間の開離電磁反発力が勝り接点が浮き上がり易くなる。そこで磁性板１２の板厚を増しても期待するほどの接点浮き上がり防止効果が得られなかった。

また、磁性板１２が可撓導体７の周辺のみへの配置のため、可動接触子６は隣接極の磁界の影響を受け自極電流との電磁力により横方向への力を受ける。この横方向への力は可動接点６ａを横方向へ動かせ固定接点９ａとの間に発弧を生じ接点面損傷により短時間通電容量が上がらないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、事故電流が大きくなっても隣接極の磁束の影響を抑制し、固定接点９ａと可動接点６ａの浮き上がりを押え、接点の横ズレを抑え、接点面の発弧をしにくくして短時間通電容量の高い気中遮断器を得ることを目的とする。

この発明に係る気中遮断器は、開閉接点のうちの可動接点を有する可動接触子を開閉可能に開閉方向に屈曲し略Ｕ字形に整形した可撓導体と、通電電流による可撓導体のＵ字形部の開拡方向の電磁力を可動接点の押圧力に変換する梃子作用の支軸と、可撓導体のＵ字形の側面極間に配置した電磁力を強化する磁性板と、開閉接点の側面極間に配置した遮磁板とを備えた気中遮断器において、この気中遮断器の外郭を形成する絶縁樹脂製の函体に設けた多極の開閉接点を絶縁隔離する相間隔壁に磁気空隙相当の空隙をもって穿設された挿入溝に磁性板及び遮磁板が挿入配設されるとともに、上記相間隔壁の上記磁性板が挿入される挿入溝と上記遮磁板が挿入される挿入溝の間に補強部を介在させたものである。
また、各磁性板及び各遮磁板を磁性薄板の積層体で構成したものである。

以上のように、この発明の気中遮断器においては、自極の電流による磁束と隣接極の電流による磁束は磁気空隙１３ａが分離して、極毎の位相差がある電流であっても、磁性板１３での磁気飽和、磁束打ち消しが軽減されるので、可撓導体７のＵ字形を開く電磁力（接点押圧力）が電流の大きさに比例して増加し、接点間の電磁反発による接点浮き上がりを抑える。また、可動接点６ａと固定接点９ａの接点開閉部の極間に設けられた遮磁板１５は隣接極の電流による周回磁束を遮蔽して可動接触子６が自己の電流との電磁力により横ズレを起こすのを防止する。
従って、過大電流が通電されるとき接点の浮き上がりと横ズレがなくなるので短時間通電容量を増大させる。

実施の形態１．
第１図は、この発明の実施の形態１による気中遮断器の要部縦断面図、第２図は、実施の形態１の磁性板を函体へ取り付け配設を説明する図である。
図において、１〜１１は上記従来装置での説明と同様のものであり、説明を省略する。１３は磁性板であり、可撓導体７のＵ字形の側部に配設される。

この磁性板１３は多極開閉部の各極間に配設され複数枚からなり板間には磁気空隙１３ａを持たせている。
磁性板１３は第２図に示すように気中遮断器の外殻函体１を形成する絶縁性樹脂材で成形された函体であるベースの相間隔壁１ａに設けられた挿入溝１ｂに挿入することで所定位置に取り付けられる。挿入溝１ｂは複数枚の磁性板１３を磁気空隙１３ａを確保して平行に取り付けられるようにベース成形材の絶縁性樹脂材の相間隔壁１ａの中央部を磁気空隙１３ａにして並列に設けられている。

この様に構成された気中遮断器では、自極の電流による磁束と隣接極電流による磁束は磁気空隙１３ａが分離して、複数の磁性板１３により極毎の位相差がある電流であっても、磁気飽和、磁束打ち消しが軽減されるので、可撓導体７のＵ字形を開く電磁力（接点押圧力）が電流の大きさに比例して増加し易くなり、接点間の電磁反発による接点浮き上がりを抑えることができる。
従って、過大電流が通電されるとき接点の浮き上がりがなくなるので短時間通電容量が増大することができる。

実施の形態２．
第３図は、実施の形態２の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。図において、１、６〜９は上記実施の形態１と同様のものである。１４は複数枚の磁性板である。この実施の形態２においては、各磁性板１４を可撓導体７のＵ字形側部から開閉接点の側部にまで延在させている。複数の磁性板１４は相間隔壁１ａに設けられた磁気空隙１３ａを介在した並列に設けられた挿入溝（採番なし）に挿入して取り付け配置がなされる。

このように可動接触子６を含めた開閉接点の側部に磁性板１４を延在配置することで、隣接極の電流による周回磁束を磁性板１４が遮蔽するので可動接触子６が自己の電流と隣接極周回磁束の電磁力により横ズレを起こすのを防止する。
従って、上記実施の形態１で説明の可撓導体７のＵ字形を開く電磁力（接点押圧力）の増加で接点浮き上がりを抑えることに加え、可動接触子６の横ズレが抑えられ、さらなる短時間通電容量を増大させることができる。

実施の形態３．
第４図は、実施の形態３の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。図において、１、６〜９、１３は上記実施の形態１と同様のものである。１５は遮磁板であり、磁性板１３と別に可動接触子６及び可動接点６ａと固定接点９ａの接点開閉部の側部に各極相間に配設されている。磁性板１３と遮磁板１５の間は補強部１ｃとなっている。

上記実施の形態２では相間隔壁１ａに可撓導体７のＵ字側部から接点開閉部の側部に至る長い挿入溝が設けられ、これに磁性板１４が挿入配置される。このため、磁性板１４が受ける強大な電磁力により挿入溝側壁にひび割れを生ずることがあり、この対策として相間隔壁１ａを厚くすることは気中遮断器の体積を大型化するので望ましくない。そこで、磁性板１３は磁路確保、遮磁板１５は隣接極の遮磁の機能を持たせるように分割した構成で、通電遮断させたところ短時間通電容量の低下は無く、従前の相間隔壁１ａの厚さで、磁性板１３および遮磁板１５の挿入溝を各独立させ補強部１ｃを設ける構成で相間隔壁１ａのひび割れを防止することができた。そして、相間隔壁１ａと一体に函体１は絶縁性樹脂を成形金型にて製造される。この成形金型から函体１を取り出す際のエゼクターピンの当接位置として上記補強部１ｃの場所は有効である。
なお、上記説明では遮磁板１５も磁気空隙１３ａを有した複数枚としているが、相間隔壁１ａの強度確保の面から補強部１ｃを具備させて、磁性板１３は複数枚に、遮磁板１５は１枚の構成であってもよい。

実施の形態４．
次に、磁性板１３、１４及び遮磁板１５を磁気空隙１３ａを隔て複数枚に配置することは、隣接極の磁束の影響はなくなるが、自極の周回磁束による渦電流は磁気空隙を持たず１枚で構成する磁性板、遮磁板に比べ多くなり、通常の定格電流範囲での渦電流損による磁性板１３、１４及び遮磁板の発熱はエネルギーロスと気中遮断器の温度上昇の原因となる。
この対策としては、表面を弱絶縁処理した磁性薄板を積層した磁性板１３、１４及び遮磁板１５にすることで渦電流損を軽減して発熱を抑えることができる。

第１図は、この発明の実施の形態１による気中遮断器の要部縦断面図である。 第２図は、実施の形態１の磁性板の函体への取り付け配設を説明する図である。 第３図は、実施の形態２の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。 第４図は、実施の形態３の磁性板および遮磁板の配置を示した図である。 第５図は、従来の気中遮断器の要部側断面図である。 第６図は、従来の気中遮断器の開閉接点部の要部斜視図である。 第７図は、従来の気中遮断器の開閉接点部の周囲に設けられた磁性部材の配置を示した図である。

１ 外殻函体、１ａ 相間隔壁、１ｂ 挿入溝、１ｃ 補強部、６ 可動接触子、
６ａ 可動接点、６ｃ 可動接触子ピン、７ 可撓導体、９ａ 固定接点、
１３ 磁性板、１３ａ 磁気空隙、１５ 遮磁板。

Claims (2)

1. 固定接点と可動接点からなる多極の開閉接点と、上記可動接点を有する可動接触子を開閉可能に開閉方向に屈曲し略Ｕ字形に整形した可撓導体と、上記可撓導体の通電電流による上記Ｕ字形の開拡方向の電磁力を上記可動接点の押圧力に変換する梃子作用の支軸と、上記電磁力を強化する上記可撓導体のＵ字形の側面極間に配置した磁性板と、上記開閉接点の側面極間に配置した遮磁板とを備えた気中遮断器において、
   当該気中遮断器の外郭を形成する絶縁樹脂製の函体に設けた上記多極の開閉接点を絶縁隔離する相間隔壁に磁気空隙相当の空隙をもって穿設された挿入溝に上記磁性板及び遮磁板が挿入配設されるとともに、上記相間隔壁の上記磁性板が挿入される挿入溝と上記遮磁板が挿入される挿入溝の間に補強部を介在させたことを特徴とする気中遮断器。
2. 磁性板及び遮磁板を磁性薄板の積層体で構成したことを特徴とする請求項１記載の気中遮断器。

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