JP5778966B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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Description
通常、電磁力を高める方法として、磁性体をアーク発生部位の近傍に配置し、導体及びアークを流れる電流により発生する磁界を集中させることにより、電磁力を高める方法が考えられる。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アークの転流が容易となって遮断性能を向上させることができる回路遮断器を提供することを目的としている。
この発明によると、磁石支持体が永久磁石の磁界を集中させて磁界が強まるので、さらにアークランナに転流したアークに対して消弧装置に向かう電磁力を作用する。
この発明によると、磁石支持体が磁界を集中させ、第1及び第2の永久磁石がさらに強い電磁力を作用するので、アークの走行特性(転流特性)がさらに向上する。
さらにまた、請求項5記載の発明は、請求項4記載の回路遮断器において、前記アークランナを、炭素を主成分とする材料で形成した。
この発明によると、アークランナの高抵抗と同時に耐アーク性を得ることができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る直動2接点構造の回路遮断器の電流遮断部30を示す断面図である。
電流遮断部30は、各相通電路の外部端子31,32に、平角導体からなるU字状の固定接触子33,34が前後に対向して配置され、各々には固定接点33a,34aが取り付けられている。短冊形の可動接触子35は、固定接点33a及び34aとそれぞれ接触可能な一対の可動接点35a,35bを有する。
また、可動接触子35の下方には、前後の一対の消弧装置36に向かって延在するランナ連結部材38が設けられており、このランナ連結部材38の両端部に、一対の消弧装置36の下方に延在する一対のアークランナ39a,39bが設けられている。
一対のアークランナ39a,39bは、固定接触子33,34、固定接点33a,34a、可動接触子35、可動接点35a、35b及びランナ連結部材38と比較して体積抵抗率が大きい材料が用いられている。
第1永久磁石40a,40bは、表面磁束密度の高い、例えばネオジム系、サマリュウムコバルト系、フェライト系の磁石を材料とし、数100mT以上の磁場を印加する。
一方、過電流を検知した電流検知部(不図示)が開極機構部(不図示)を動作して図1のように開極し、或いは、短絡電流などの大電流が通過して電磁反発力により可動接触子35が図1のように開極すると、固定・可動接点33a,35a及び34a,35bの間にアーク41が発生する。
その際、可動接触子35の下方には、一対の消弧装置36の下方に延在する一対のアークランナ39a,39bが設けられており、アーク41の可動接触子35側の足が一対のアークランナ39a,39bに発弧して消弧装置36側に移動していく。このときの電流経路は、外部端子31,固定接触子33、アーク41、アークランナ39a、ランナ連結部材38、アークランナ39b、アーク41、固定接触子34、外部端子32の経路となる。
また、図3(a)に示すように、一方のアークランナ39aの側面に対向する位置に配置した第1永久磁石40aがアーク41に対して電磁力(ローレンツ力)を作用し、アーク41は、紙面に対して奥から手前の消弧装置36に向かう方向に走行する。
さらに、図3(b)に示すように、他方のアークランナ39bの側面に対向して配置した第1永久磁石40bがアーク41に対して電磁力を作用し、アーク41は、紙面に対して手前から奥の消弧装置36に向かう方向に走行する。
また、本実施形態は、アーク電圧を高めるために固定・可動接点33a,35a及び34a,35bの間の接点間ギャップを大きくする必要がないので、小型の回路遮断器を提供することができる。
また、アークランナ39a,39bを、炭素を主成分とする材料で形成することで、高抵抗と同時に耐アーク性を得ることができる。
次に、図7及び図8は、本発明に係る第2実施形態の回路遮断器の電流遮断部を示す断面図である。なお、図1で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態は、図7及び図8(a)に示すように、一方のアークランナ39aの一方の側面に対向して配置した第1永久磁石40a及びアークランナ39aの下方を囲むように磁石支持体42が配置されている。
また、図8(b)に示すように、他方のアークランナ39bの他方の側面に対向して配置した第1永久磁石40b及びアークランナ39bの下方を囲むように磁石支持体42が配置されている。
また、他方のアークランナ39b側に配置した磁石支持体42も、図8(b)に示すように、左右の支持脚42a,42bがアークランナ39aの両側面に対向している磁性体からなるU字形の部材であり、他方の支持脚42bの内面に第1永久磁石40bが固定されている。
そして、図8(a)に示すように、一方の支持脚42aの内面に第1永久磁石40aを固定してアークランナ39aの下方を囲むように配置した磁石支持体42が、第1永久磁石40aの磁界を集中させて磁界が強まるので、アーク41に対して強い電磁力が作用する。これにより、アーク41は、紙面に対して奥から手前の消弧装置36に向かう方向への走行が促進される。
次に、図9及び図10は、本発明に係る第3実施形態の回路遮断器の電流遮断部を示す断面図である。
本実施形態は、図9及び図10(a)に示すように、一方のアークランナ39aの一方の側面に対向する位置に第2永久磁石43aを配置し、一方のアークランナ39aの他方の側面に対向する位置に第3永久磁石43bを配置している。
第2永久磁石43aは、一方のアークランナ39aの一方の側面に対向する面側がN極、アークランナ39aの一方の側面に対向しない面側がS極である。
また、図10(b)に示すように、他方のアークランナ39bの他方の側面に対向する位置に第2永久磁石43aが配置され、他方のアークランナ39bの一方の側面に対向する位置に第3永久磁石43bが配置されている。そして、第2永久磁石43aは、他方のアークランナ39bの他方の側面に対向する面側がN極であり、第3永久磁石43bは、他方のアークランナ39bの一方の側面に対向する面側がS極である。
そして、図10(a)に示すように、一方のアークランナ39aの両側面に対向する位置に配置した第2永久磁石43a及び第3永久磁石43bが、アーク41に対して強い電磁力(ローレンツ力)を作用し、アーク41は、紙面に対して奥から手前の消弧装置36に向かう方向への走行が促進される。
したがって、本実施形態は、アークランナ39a,39bの両側面に対向して配置した第2永久磁石43a及び第3永久磁石43bが、アークランナ39a,39bに転流したアーク41に対して消弧装置36に向かう強い電磁力を作用することで、アーク41の走行特性(転流特性)をさらに向上させることができる。
さらに、図11及び図12は、本発明に係る第4実施形態の回路遮断器の電流遮断部を示す断面図である。
本実施形態は、図11及び図12(a)に示すように、一方のアークランナ39aの一方の側面に対向する位置に第2永久磁石43aを配置し、一方のアークランナ39aの他方の側面に対向する位置に第3永久磁石43bを配置しているとともに、これら第2永久磁石43a及び第3永久磁石43bを保持してアークランナ39aの下方を囲む磁石支持体42が配置されている。
そして、過電流を検知した電流検知部(不図示)が開極機構部(不図示)を動作して開極し、或いは、短絡電流などの大電流が通過して電磁反発力により可動接触子35が開極すると、固定・可動接点33a,35a及び34a,35bの間に発生したアーク41が、アークランナ39a,39bに転流する。
さらに、図12(b)に示すように、他方のアークランナ39bの両側面に対向して配置した第2永久磁石43a及び第3永久磁石43bが、アーク41に対して強い電磁力を作用し、アーク41は、紙面に対して手前から奥の消弧装置36に向かう方向への走行が促進される。
なお、本発明は、図1から図12で示した直動2接点構造の回路遮断器に限るものではなく、図13で示した可動接触子が回転軸回りに回動するようにした回路遮断器に適用してもよい。
Claims (5)
- 固定接点を有する固定接触子と、この固定接点に接触する可動接点を備え、前記固定接触子に対して開閉動作を行なう可動接触子と、電流遮断時に発生するアークを消弧する消弧装置と、一端が前記可動接点に近接し、他端が前記消弧装置まで延在し、前記固定接点及び前記可動接点の間に発生した前記アークの前記可動接触子側の足を転流させて前記消弧装置まで導くアークランナとを備えた回路遮断器において、
前記アークランナを、前記固定接触子、前記可動接触子と比較して体積抵抗率が大きい高抵抗部材で構成するとともに、
前記一端及び前記他端の間の前記アークランナの側面に、当該アークランナに転流した前記アークが前記消弧装置に向けて移動するように電磁力を作用する永久磁石を対向配置したことを特徴とする回路遮断器。 - 前記アークランナの両側面に一対の支持脚が対向し、且つ、当該アークランナの下方を囲っている磁性体からなるU字状の磁石支持体を配置し、前記支持脚の内側に前記永久磁石を配置したことを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
- 前記永久磁石は、前記一対の支持脚の一方の内側に配置した第1の永久磁石と、前記一対の支持脚の他方の内側に配置した第2の永久磁石とを備え、
これら第1及び第2の永久磁石は、前記アークランナの側面に向けて異なる磁極を有して前記アークに対して前記電磁力を作用するようにしたことを特徴とする請求項2記載の回路遮断器。 - 前記アークランナの体積抵抗率を1.0×10−3〜1.0Ω・cmとしたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の回路遮断器。
- 前記アークランナを、炭素を主成分とする材料で形成したことを特徴とする請求項4記載の回路遮断器。
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