JP5940225B1 - Switchgear - Google Patents

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Abstract

遮断信頼性を確保できる開閉装置を得る。開閉装置(100)は、固定接点(1a)と可動接点(2a)との開離時に、固定接触子(1)と可動接触子(2)間で発生したアークを伸長させるための磁界を発生させる磁石(4)と、一端部が固定接触子(1)と可動接触子(2)との間のアーク発生領域(20)に近接するように配置されると共に、他端部が磁石(4)の一方の磁極面に接するように配置された磁性体(3)と、磁石(4)と磁性体(3)とを保護すると共に、アークの通電方向が異なるアーク伸長空間(21)を隔離する絶縁カバー(3c)と、を備え、磁石(4)は、アーク発生領域(20)以外の領域に配置されている。An opening / closing device capable of ensuring shutoff reliability is obtained. The switching device (100) generates a magnetic field for extending an arc generated between the fixed contact (1) and the movable contact (2) when the fixed contact (1a) and the movable contact (2a) are separated. The magnet (4) to be moved is disposed so that one end thereof is close to the arc generation region (20) between the fixed contact (1) and the movable contact (2), and the other end is a magnet (4). ) Protects the magnetic body (3), the magnet (4), and the magnetic body (3) arranged so as to be in contact with one of the magnetic pole surfaces, and isolates the arc extension space (21) in which the direction of the energization of the arc is different. An insulating cover (3c), and the magnet (4) is disposed in a region other than the arc generation region (20).

Description

この発明は、電流を遮断するスイッチ、開閉器、遮断器、電磁接触器、継電器などの開閉装置に関するものである。   The present invention relates to a switching device such as a switch, a switch, a circuit breaker, an electromagnetic contactor, a relay, and the like for cutting off current.

開閉装置では、接点間に発生したアークを引き伸ばしてアーク抵抗を高め、アーク電圧を高電圧化して電流を遮断する。特に、DC用開閉装置では、電源電圧よりアーク電圧を高くし、電流零点を発生させて遮断する必要があるため、アークを引き伸ばす技術は重要である。
従来、一般的にアークを引き伸ばすには、永久磁石の磁力線をアークに鎖交させ、アークにローレンツ力を作用させることでアーク長を引き伸ばしている(例えば、特許文献1)。
In the switchgear, the arc generated between the contacts is stretched to increase the arc resistance, and the arc voltage is increased to cut off the current. In particular, in the DC switchgear, it is necessary to make the arc voltage higher than the power supply voltage and generate a current zero point to cut off, so the technique of extending the arc is important.
Conventionally, in general, in order to extend an arc, the arc length is extended by linking a magnetic field line of a permanent magnet to the arc and applying a Lorentz force to the arc (for example, Patent Document 1).

特開2009−87918号公報JP 2009-87918 A

しかしながら、特許文献1に開示された従来の開閉装置は、アークを消弧するために消弧室に磁石を搭載した開閉装置において、通電方向が逆になると、アークの駆動方向が逆転するため、遮断信頼性が低下する問題点があった。
また、アークが逆方向に駆動した場合でも遮断できるように、消弧空間を拡げる手段もあるが、この手段では装置が大形化する問題がある。また、磁石の磁極面との対向面よりも外側まで駆動、伸長したアークには、磁気駆動作用が働きにくくなるだけでなく、磁石から生成される磁力線が予期しない向きの電磁力を引き起すため、遮断の信頼性が低下する。
このような開閉装置では、アークに所望のローレンツ力を作用させるために、このローレンツ力の作用面に対し一様な方向の磁力線を作用させる必要がある。アークに対して一様な方向の磁力線を鎖交させるためには、このローレンツ力の作用面よりも永久磁石の磁極面を大きくしなければならず、高コストな構成となり、配置スペースを確保することが困難となる。
However, the conventional switchgear disclosed in Patent Document 1 is a switchgear in which a magnet is mounted in the arc extinguishing chamber in order to extinguish the arc. There was a problem that the shut-off reliability was lowered.
In addition, there is a means for expanding the arc extinguishing space so that the arc can be cut off even when the arc is driven in the opposite direction. However, this means has a problem that the apparatus becomes large. In addition, the arc that is driven and extended to the outside of the surface facing the magnetic pole surface of the magnet not only makes the magnetic drive action difficult, but also causes the magnetic field lines generated from the magnet to cause an unexpected electromagnetic force. , The reliability of the interruption is reduced.
In such a switchgear, in order to apply a desired Lorentz force to the arc, it is necessary to apply a magnetic force line in a uniform direction to the working surface of the Lorentz force. In order to link magnetic field lines in a uniform direction to the arc, the magnetic pole surface of the permanent magnet must be made larger than the working surface of the Lorentz force, resulting in a high-cost configuration and securing an arrangement space. It becomes difficult.

また、永久磁石の磁極面に対向しない箇所に位置するアークに対しては、永久磁石から生成する磁力線が予期しない向きのローレンツ力を生じさせるため、遮断の信頼性が低下し、最悪の場合は遮断不能となる事故を引き起してしまう。従来の永久磁石を搭載した開閉装置では、アークは永久磁石の対向面より外側まで引き伸ばす場合がほとんどで、このような開閉装置では遮断の信頼性が乏しくなる。
さらにまた、永久磁石からの磁力線を永久磁石の対向面より外側でも形成させるため、磁気ヨークを用いることがあるが、永久磁石からの磁力線によって生じるローレンツ力は、電流の向きが変わると逆方向に作用するため、この場合では逆接接続すると遮断が困難となり事故の原因となる。この事故を避けるためには、電流の向きが逆転してアークが逆方向に動いても十分に伸長できるアーク伸長空間と磁気ヨークを搭載しなければならず、開閉装置が大形化する問題があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電流の向きに依らず小形磁石を用いた場合でも十分な遮断信頼性を確保できる開閉装置を得ることを目的としている。
In addition, for arcs located at locations that do not oppose the magnetic pole surface of the permanent magnet, the magnetic lines of force generated from the permanent magnet cause an unexpected Lorentz force, which reduces the reliability of interruption, and in the worst case It will cause an accident that cannot be shut off. In a conventional switchgear equipped with a permanent magnet, the arc is almost always extended to the outside of the opposing surface of the permanent magnet, and such a switchgear is poor in reliability of interruption.
Furthermore, a magnetic yoke is sometimes used to form the magnetic lines of force from the permanent magnet outside the opposing surface of the permanent magnet, but the Lorentz force generated by the magnetic lines of force from the permanent magnet reverses when the current direction changes. In this case, the reverse connection makes it difficult to cut off and causes an accident. In order to avoid this accident, it is necessary to install an arc extension space and a magnetic yoke that can sufficiently extend even if the direction of the current is reversed and the arc moves in the opposite direction, and the size of the switchgear is increased. there were.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a switchgear that can ensure sufficient shutoff reliability even when a small magnet is used regardless of the direction of current. Yes.

この発明に係わる開閉装置は、固定接点を有する固定接触子と、前記固定接触子に対向して設置され、可動接点を有する可動接触子と、前記固定接点と前記可動接点との開閉動作を行う開閉機構部と、前記固定接点と前記可動接点との開離時に、前記固定接触子と前記可動接触子間で発生したアークを伸長させるための磁界を発生させる磁石と、一端部が前記固定接触子と前記可動接触子との間のアーク発生領域に近接するように配置されると共に、他端部が前記磁石の一方の磁極面に接するように配置された磁性体と、前記磁石と前記磁性体とを保護すると共に、前記アークが伸長するアーク伸長空間を前記アークの通電方向に対応する2つの空間に隔離する壁となる絶縁カバーと、を備え、前記磁石は、前記アーク発生領域以外の領域に配置されていることを特徴とするものである。 The switchgear according to the present invention is configured to open and close the fixed contact having a fixed contact, the movable contact having a movable contact, the movable contact having a movable contact, and the fixed contact and the movable contact. An opening / closing mechanism, a magnet for generating a magnetic field for extending an arc generated between the fixed contact and the movable contact, and one end of the fixed contact when the fixed contact and the movable contact are separated; A magnetic body arranged so as to be close to an arc generation region between a child and the movable contact and having the other end in contact with one magnetic pole surface of the magnet, the magnet and the magnetic An insulating cover serving as a wall that protects the body and isolates the arc extension space in which the arc extends into two spaces corresponding to the energization direction of the arc, and the magnet is provided in a region other than the arc generation region. In the area And it is characterized in that it is location.

この発明による開閉装置によれば、電流の向きに関係なく、接触子間に発生したアークを磁性体である吸引棒の側面に沿って磁石の方向へ駆動できる。この際、アークは、磁性体である吸引棒の側面に沿って駆動されながら磁石の方向に向かって走行、伸長するため、アークは急速に冷却される。これにより、逆極性の電流が流れた場合でも高い遮断信頼性を保ちつつ、安価で小形の開閉装置を得ることができる。また、アーク伸長空間をアークの通電方向に対応する2つの空間に隔離する壁となる絶縁カバーを設けたことで、一方のアーク伸長空間から、他方のアーク伸長空間への、アークのまわり込みを防止できるようになり、アークの安定した伸長が可能となる。 According to the switchgear according to the present invention, the arc generated between the contacts can be driven in the direction of the magnet along the side surface of the attracting rod, which is a magnetic body, regardless of the direction of the current. At this time, the arc travels and expands in the direction of the magnet while being driven along the side surface of the attracting rod, which is a magnetic material, so that the arc is rapidly cooled. As a result, an inexpensive and small switchgear can be obtained while maintaining high shutoff reliability even when a reverse polarity current flows. In addition, by providing an insulating cover that separates the arc extension space into two spaces corresponding to the direction of energization of the arc, the arc wraps around from one arc extension space to the other arc extension space. This makes it possible to prevent the arc from extending stably.

この発明の実施の形態1における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the opening state of the switchgear in Embodiment 1 of this invention. 図1のA−A´線における断面図である。It is sectional drawing in the AA 'line of FIG. この発明の実施の形態1における開閉装置のアークの消弧動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the arc-extinguishing operation | movement of the switchgear in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the opening state of the switchgear in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the opening state of the switchgear in Embodiment 3 of this invention. 図5のA−A´線における断面図である。It is sectional drawing in the AA 'line of FIG. この発明の実施の形態4における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the opening state of the switchgear in Embodiment 4 of this invention. 図7のA−A´線における断面図である。It is sectional drawing in the AA 'line of FIG.

実施の形態1.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態1について説明する。なお、各図面において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
図1は、この発明の実施の形態1における開閉装置の開極状態を概略的に示す側断面図である。また、図2は、図1のA−A´線の断面図である。この発明の実施の形態1における開閉装置100は、図1に示すように、固定接点1aを有する固定接触子1と、可動接点2aを有する可動接触子2と、固定接点1aと可動接点2aとの開閉動作を行う開閉機構部103とを備えている。また、開閉装置100は、固定接点1aと可動接点2aとの開離時に、固定接触子1と可動接触子2間で発生したアークAを伸長させるための磁界を発生させる磁石4を備えている。さらにまた、開閉装置100は、一端部が固定接触子1と可動接触子2との間のアーク発生領域20に近接するように配置されると共に、他端部が磁石4の一方の磁極面に接するように配置された長尺状の磁性体からなる吸引棒3を備えている。磁石4は、アーク発生領域20以外の領域に配置されている。また、開閉装置100は、磁石4と長尺状の磁性体からなる吸引棒3とを保護する絶縁カバー3cを備えている。絶縁カバー3cは、例えばナイロン等の樹脂材料で形成されている。ここで、アーク発生領域20とは、図1における点線で囲った固定接触子1と可動接触子2間の空間を示す。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
1 is a side cross-sectional view schematically showing an opening state of a switchgear according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 1, a switching device 100 according to Embodiment 1 of the present invention includes a fixed contact 1 having a fixed contact 1a, a movable contact 2 having a movable contact 2a, a fixed contact 1a, and a movable contact 2a. And an opening / closing mechanism 103 for performing the opening / closing operation. Further, the switchgear 100 includes a magnet 4 that generates a magnetic field for extending the arc A generated between the fixed contact 1 and the movable contact 2 when the fixed contact 1a and the movable contact 2a are separated. . Furthermore, the opening / closing device 100 is arranged so that one end thereof is close to the arc generation region 20 between the fixed contact 1 and the movable contact 2, and the other end is on one magnetic pole surface of the magnet 4. A suction rod 3 made of a long magnetic material is provided so as to be in contact therewith. The magnet 4 is disposed in a region other than the arc generation region 20. The opening / closing device 100 includes an insulating cover 3c that protects the magnet 4 and the suction rod 3 made of a long magnetic body. The insulating cover 3c is made of a resin material such as nylon, for example. Here, the arc generation region 20 indicates a space between the fixed contact 1 and the movable contact 2 surrounded by a dotted line in FIG.

また、この発明の実施の形態1における開閉装置100は、絶縁物からなるケース101によって構成された筐体の両端部に、外部の電力回路と接続される固定側端子部11及び可動側端子部12が設けられ、下部にはアークを消弧するための消弧室102が設けられている。この消弧室102には、固定側端子部11と一体的に形成され、所定部に固定接点1aが設けられた固定接触子1と、固定接点1aに接離する可動接点2aを有し回動するように設けられた可動接触子2と、固定接触子1と可動接触子2とが挟みこむ空間に対向するよう、一端部がアーク発生領域20の近傍に配置された長尺状の磁性体からなる吸引棒3と、この吸引棒3に接して配置され、固定接触子1と可動接触子2間で発生したアークAを伸長させるための磁界を発生させる磁石4とが配置されている。   In addition, the switchgear 100 according to Embodiment 1 of the present invention includes a fixed-side terminal portion 11 and a movable-side terminal portion that are connected to an external power circuit at both ends of a casing formed by a case 101 made of an insulator. 12 is provided, and an arc extinguishing chamber 102 for extinguishing the arc is provided in the lower part. The arc extinguishing chamber 102 has a fixed contact 1 formed integrally with the fixed terminal portion 11 and provided with a fixed contact 1a at a predetermined portion, and a movable contact 2a contacting and separating from the fixed contact 1a. An elongated magnetic element whose one end is disposed in the vicinity of the arc generation region 20 so as to face a space sandwiched between the movable contact 2 provided to move, and the fixed contact 1 and the movable contact 2. A suction bar 3 made of a body and a magnet 4 that is disposed in contact with the suction bar 3 and generates a magnetic field for extending the arc A generated between the fixed contact 1 and the movable contact 2 are disposed. .

以上のように、この発明の実施の形態1における開閉装置100においては、両接点の開離時に、両接触子間で発生したアークAを制御して伸長させる磁石4と、一端部がアーク発生領域20の近傍に配置されると共に他端部が磁石4の一方の磁極面に接して配置された長尺状の磁性体からなる吸引棒3とを基本構成とするものである。この構造によって、アークAは、磁石4により発生した磁界によって、長尺状の磁性体からなる吸引棒3の長手方向側面に沿って伸長される。ここで、図1におけるアーク発生領域20より右側に位置する吸引棒3側面から磁気補強板6までの間の空間をアーク伸長空間21としている。
なお、長尺状の磁性体からなる吸引棒3は、丸棒、または直方体、または円筒形、または多角形状の棒などの形態を用いても同様の効果が得られる。また、長尺状の磁性体からなる吸引棒3は、後述するように、紙面手前に通電方向を持つアークAの発生領域に対向するように設けた磁性体用の絶縁カバー3cで保護されている。磁石4には、後述する磁気補強板6が取り付けられている。
As described above, in the switchgear 100 according to Embodiment 1 of the present invention, the magnet 4 that controls and extends the arc A generated between the two contacts when the two contacts are separated, and one end of the arc is generated. The basic structure is a suction rod 3 made of a long magnetic body, which is disposed in the vicinity of the region 20 and whose other end is disposed in contact with one magnetic pole surface of the magnet 4. With this structure, the arc A is extended along the longitudinal side surface of the suction bar 3 made of a long magnetic material by the magnetic field generated by the magnet 4. Here, a space between the side surface of the suction bar 3 located on the right side of the arc generation region 20 in FIG. 1 and the magnetic reinforcing plate 6 is defined as an arc extension space 21.
It should be noted that the same effect can be obtained even if the attracting rod 3 made of a long magnetic material is in the form of a round bar, a rectangular parallelepiped, or a cylindrical or polygonal bar. Further, as will be described later, the suction bar 3 made of a long magnetic material is protected by an insulating cover 3c for magnetic material provided so as to face the generation area of the arc A having a conduction direction in front of the paper surface. Yes. A magnetic reinforcing plate 6 described later is attached to the magnet 4.

図3は、この発明の実施の形態1における開閉装置のアークの消弧動作を説明するための説明図である。磁性体用の絶縁カバー3cで保護された長尺状の磁性体からなる吸引棒3が配置され、アーク発生位置とは反対側の吸引棒3の端面を、N極を持つ永久磁石41の磁極面に接するように配置した図3のモデルによって、アークの消弧原理を、消弧に至る進展段階である図3Aから図3Eの5段階に別けて説明する。
図3において、まず、消弧の進展段階である図3Aにおいては、永久磁石41から発生する磁力線Mが吸引棒3により誘導され、吸引棒3の先端からアークに向かって、アークへの鎖交磁場が発生するようになる。鎖交磁場によりアークにローレンツ力が作用し、アークは図3Aの下側方向に駆動される。図3Aにおいて、符号8はアーク及びその電流方向を示し、符号9はローレンツ力の作用方向を示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an arc extinguishing operation of the switchgear according to Embodiment 1 of the present invention. An attracting rod 3 made of a long magnetic material protected by an insulating cover 3c for magnetic material is disposed, and the end surface of the attracting rod 3 opposite to the arc generation position is disposed on the end of the permanent magnet 41 having an N pole. The arc extinguishing principle will be described with reference to the model shown in FIG. 3 arranged so as to be in contact with the surface, divided into five stages of FIG. 3A to FIG.
In FIG. 3, first, in FIG. 3A, which is a progressing stage of arc extinction, the magnetic field lines M generated from the permanent magnet 41 are induced by the attracting rod 3, and the linkage to the arc from the tip of the attracting rod 3 toward the arc. A magnetic field is generated. The Lorentz force acts on the arc by the interlinkage magnetic field, and the arc is driven in the lower direction in FIG. 3A. In FIG. 3A, the code | symbol 8 shows an arc and its electric current direction, and the code | symbol 9 shows the action direction of Lorentz force.

次に、消弧の進展段階である図3Bにおいては、図3Aの段階で駆動されたアークに、吸引棒3の先端から永久磁石41のS極側に回り込むように形成される磁力線Mが鎖交するようになる。この鎖交磁場により、吸引棒3の長手方向の側面部分に拡がるアーク伸長空間21にアークは、引きこまれる。図3Bにおいて、符号10は電流方向が逆となる場合のアークを示す。
次に、消弧の進展段階である図3Cにおいて、アーク伸長空間21に引きこまれたアークは、吸引棒3の側面から法線上に発生する磁力線Mにより更に奥まで引きこまれる。アークは奥に引きこまれるほど、吸引棒3の側面から発生する磁場強度が高まるため、アークは吸引棒3からの脱離が困難となり、安定してアークを吸引棒3の奥側(右側)に伸長させることができる。また、奥に引きこまれたアークに鎖交する磁力線には、永久磁石41のS極側に回り込む磁力線が多く含まれるようになり、この向き(図の右側方向)の磁力線による鎖交磁場はアークを吸引棒3の内側に引き寄せる力を引き起す。
Next, in FIG. 3B, which is an arc extinguishing progress stage, the magnetic field lines M formed so as to wrap around the arc driven at the stage of FIG. 3A from the tip of the attracting rod 3 to the S pole side of the permanent magnet 41 are chained. Come to fuck. By this interlinkage magnetic field, the arc is drawn into the arc extension space 21 that extends to the side surface portion of the suction bar 3 in the longitudinal direction. In FIG. 3B, the code | symbol 10 shows the arc in case a current direction is reverse.
Next, in FIG. 3C, which is the arc extinguishing progress stage, the arc drawn into the arc extension space 21 is drawn further to the back by the magnetic force lines M generated on the normal line from the side surface of the suction bar 3. As the arc is drawn deeper, the strength of the magnetic field generated from the side surface of the suction bar 3 increases, so that it becomes difficult for the arc to be detached from the suction bar 3, and the arc is stably transferred to the rear side (right side) of the suction bar 3. Can be stretched. Further, the magnetic field lines interlinking with the arc drawn in the back include many magnetic lines that circulate to the south pole side of the permanent magnet 41, and the interlinkage magnetic field by the magnetic field lines in this direction (right side in the figure) is A force for attracting the arc to the inside of the suction rod 3 is caused.

次に、消弧の進展段階である図3Dにおいて、吸引棒3を保護する磁性体用の絶縁カバー3cに近接したアークには、更に強い力で吸引棒3の内側に押し込むローレンツ力が作用するようになる。これによりアークは、磁性体用の絶縁カバー3cに向かって圧縮され、アーク内部の抵抗が急激に高まる。そして、磁性体用の絶縁カバー3cのアーク露出面からアーク熱により発生する溶発ガスが、アークに向かって吹き付けられるようになり、これによりアークは冷却され、アーク内部の抵抗が更に高まるようになる。
最後に、消弧の進展段階である図3Eにおいて、磁性体用の絶縁カバー3cの一部に図3に示すような凹状の細隙3eを設けた場合には、吸引棒3の内側に押し込むローレンツ力により細隙3e内にアークが引き込まれアークが細く収縮するようになる。更に収縮したアークの周囲から磁性体用の絶縁カバー3cによる溶発ガスが吹き付けられ、アーク内部でその導電性を維持できなくなるまで抵抗が高まり、消弧に至る。
Next, in FIG. 3D, which is a progress stage of arc extinction, Lorentz force that pushes into the inside of the suction bar 3 with a stronger force acts on the arc in the vicinity of the magnetic insulating cover 3 c that protects the suction bar 3. It becomes like this. As a result, the arc is compressed toward the magnetic insulating cover 3c, and the resistance inside the arc increases rapidly. Then, the ablated gas generated by the arc heat from the arc exposed surface of the magnetic insulating cover 3c is blown toward the arc, thereby cooling the arc and further increasing the resistance inside the arc. Become.
Finally, in FIG. 3E, which is an advanced stage of arc extinction, when a concave slit 3e as shown in FIG. 3 is provided in a part of the insulating cover 3c for magnetic material, it is pushed into the inside of the suction bar 3. The arc is drawn into the slit 3e by the Lorentz force, and the arc contracts thinly. Further, the ablated gas from the insulating cover 3c for magnetic material is blown from around the contracted arc, and the resistance increases until the electrical conductivity cannot be maintained inside the arc, resulting in extinction.

なお、上記の構造によると、通電方向が逆の場合でも同様の効果があり、それぞれの消弧の進展段階において、図3に示すように吸引棒3の軸で対称となるようにアークが伸長していく。また、永久磁石41(又は磁石4)の磁極面の向きが逆の場合でも同様の効果が得られ、それぞれの消弧の進展段階において、吸引棒3の軸で対象となるようにアークが伸長していく。
このように、吸引棒3と永久磁石41(又は磁石4)を用いることでアークを同一方向に駆動、伸長することができるようになり、開閉装置100を大形化することなく、遮断の信頼性を高めることができる。
According to the above structure, the same effect can be obtained even when the energization direction is reversed. In each arc extinguishing stage, the arc extends so as to be symmetric with respect to the axis of the suction bar 3 as shown in FIG. I will do it. Further, the same effect can be obtained even when the direction of the magnetic pole surface of the permanent magnet 41 (or the magnet 4) is reversed, and the arc is extended to be the target on the axis of the suction bar 3 in each arc extinguishing stage. I will do it.
In this way, by using the suction rod 3 and the permanent magnet 41 (or the magnet 4), the arc can be driven and extended in the same direction, and the reliability of interruption can be increased without increasing the size of the switchgear 100. Can increase the sex.

また、この実施の形態1では、上記の基本構成のほかに以下の部材を付加することにより更なる効果を有するものである。
まず、開閉装置100はアーク伸長空間21を備えており、永久磁石41(又は磁石4)をアーク伸長空間21に配置することで、アークを伸長できる長さを拡張でき、アーク抵抗をさらに高めることができる。
また、永久磁石41(又は磁石4)の吸引棒3と隣接して(接して配置されて)いない反対側(反吸引棒側)磁極面に、磁性体からなる磁気補強板6を設けることで、吸引棒3を介して永久磁石41(又は磁石4)の周囲を周回する磁力線が形成する磁気回路の磁気抵抗が低下するため、吸引棒3の表面から発生する磁場強度が高まり、消弧性能をさらに高めることができる。
Moreover, in this Embodiment 1, it has the further effect by adding the following members other than said basic structure.
First, the switchgear 100 is provided with an arc extension space 21, and by arranging the permanent magnet 41 (or magnet 4) in the arc extension space 21, it is possible to extend the length that can extend the arc and further increase the arc resistance. Can do.
Further, by providing a magnetic reinforcing plate 6 made of a magnetic material on the opposite (non-attracting bar side) magnetic pole surface of the permanent magnet 41 (or magnet 4) adjacent to (disposed in contact with) the attracting bar 3. Since the magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the magnetic lines of force that circulate around the permanent magnet 41 (or the magnet 4) via the attraction bar 3 decreases, the magnetic field intensity generated from the surface of the attraction bar 3 increases, and the arc extinguishing performance Can be further enhanced.

また、図2に示すように、実施の形態1においては、絶縁カバー3cによって2つのアーク伸長空間21(吸引棒3の両側面の空間)を隔離する壁を設けている。絶縁カバー3cにより、アークの通電方向が異なる2箇所のアーク伸長空間21を隔離する壁を形成したことで、一方のアーク伸長空間21から、他方のアーク伸長空間21への、アークのまわり込みを防止できるようになり、アークの安定した伸長が可能となる。
さらにまた、この発明の実施の形態1においては、磁石4を永久磁石41で構成することで、アークに一定磁束を作用することができるため、通電導体から発生する磁束が弱い電流領域(例えば1kA未満)でも安定した遮断を行うことができる。
また、上記の消弧原理の説明では、使用する磁石として永久磁石41を使用したが、接触子の一方と、または外部電源と、の何れかと電気的に接続されたコイル状の導体を吸引棒3の周囲の一部に巻き付けて、吸引棒3の一部を電磁石(図示せず)として構成しても、上記と同様の現象によりアークを消弧することができる。
As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the insulating cover 3c is provided with a wall that separates the two arc extension spaces 21 (spaces on both side surfaces of the suction bar 3). The insulating cover 3c forms a wall that separates two arc extension spaces 21 having different arc energization directions, thereby preventing the arc from flowing from one arc extension space 21 to the other arc extension space 21. This makes it possible to prevent the arc from extending stably.
Furthermore, in Embodiment 1 of the present invention, since the magnet 4 is composed of the permanent magnet 41, a constant magnetic flux can be applied to the arc, so that the magnetic flux generated from the current-carrying conductor is in a current region (eg, 1 kA). Less), stable blocking can be performed.
In the above description of the arc extinguishing principle, the permanent magnet 41 is used as a magnet to be used. However, a coiled conductor electrically connected to either one of the contacts or an external power source is used as a suction rod. The arc can be extinguished by the same phenomenon as described above even if it is wound around a part of the periphery of 3 and a part of the suction rod 3 is configured as an electromagnet (not shown).

磁石4に、永久磁石41を使用した場合と、電磁石(図示せず)を使用した場合とでは、効果が最も発揮できる電流範囲が異なり、永久磁石41を使用する場合では、比較的弱い電流領域(例えば1kA未満)で効果を発揮し、電磁石(図示せず)を使用する場合では導体に流れる電流から発生する磁束が大きくなる比較的大きい電流領域(例えば1kA以上)で効果を発揮する。
以上のように、この発明の基本構成を採用することにより、通電方向に関係なく発生したアークAを吸引棒3の奥に引き込み、アークを伸長し、その後冷却して消弧することができる。つまり、電流の向きに依らず永久磁石配置方向にアークを伸長・冷却できるため、電流が逆流した場合でも遮断信頼性を確保できるとともに開閉装置100を小形化できる。また、絶縁カバー3cにより形成した隔離壁により、アークの他方のアーク伸長空間21への周りこみを防止し、遮断性能を安定化できる。
When the permanent magnet 41 is used for the magnet 4 and when an electromagnet (not shown) is used, the current range in which the effect can be exhibited most is different. When the permanent magnet 41 is used, the current region is relatively weak. The effect is exhibited (for example, less than 1 kA), and when an electromagnet (not shown) is used, the effect is exhibited in a relatively large current region (for example, 1 kA or more) where the magnetic flux generated from the current flowing through the conductor is large.
As described above, by adopting the basic configuration of the present invention, the arc A generated regardless of the energization direction can be drawn into the back of the suction bar 3, the arc can be extended, and then cooled and extinguished. That is, the arc can be extended and cooled in the permanent magnet arrangement direction regardless of the direction of the current, so that the interruption reliability can be ensured and the switchgear 100 can be downsized even when the current flows backward. Further, the isolation wall formed by the insulating cover 3c can prevent the arc from entering the other arc extension space 21 and stabilize the interruption performance.

実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。実施の形態1では、長尺状の磁性体からなる吸引棒3で形成しているが、実施の形態2では、図4に示すように、吸引棒3の形状を、通電方向により異なる2箇所のアークの伸長先の空間を隔てるように拡大させて配置している。これにより、吸引棒3における磁石4と接する面付近の磁気飽和を抑制できるようになり、接点間で発生するアークを効率よくアーク伸長空間21に引き込めるようになる。さらに、吸引棒3の拡大に伴って、アーク伸長空間21内の磁場強度が高くなる領域も拡張されるため、上記アークの伸長状態を維持しやすくなり遮断信頼性が向上する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a side cross-sectional view showing the opening state of the switchgear according to Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment, the suction rod 3 is made of a long magnetic material. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the shape of the suction rod 3 varies depending on the energization direction. The arc is extended and arranged so as to separate the space where the arc extends. As a result, magnetic saturation in the vicinity of the surface in contact with the magnet 4 in the attraction bar 3 can be suppressed, and an arc generated between the contacts can be efficiently drawn into the arc extension space 21. Further, as the suction bar 3 is enlarged, the region in the arc extension space 21 where the magnetic field strength is increased is also expanded, so that the extension state of the arc is easily maintained and the interruption reliability is improved.

実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。また、図6は、図5のA−A´線における断面図である。図5に示すように、実施の形態3においては、絶縁カバー3cにより、アークの通電方向が異なる2箇所のアーク伸長空間21を隔離する壁を形成したことに加えて、伸長時のアークを取り囲むように絶縁カバー3cを配置している。一般的に、開閉装置100のケース101は、発生したアーク熱に曝された場合でも損耗しないように溶発しにくい材料が選定されるため、アークへの溶発ガスの吹付け効率は低い。
この発明の実施の形態3によれば、溶発しやすい材料で絶縁カバー3cを成形できるため、伸長時のアークを絶縁カバー3cで取り囲むように配置することで、アークへの溶発ガスの吹付け効率を改善でき、遮断信頼性を高めることができる。なお、実施の形態3は、実施の形態2の吸引棒3の形状と組み合わせても良く、組み合わせによりさらに遮断信頼性が向上する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a side sectional view showing an open state of the switchgear according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the insulating cover 3 c forms a wall that separates two arc extension spaces 21 having different arc energization directions, and surrounds the arc at the time of extension. Insulating cover 3c is arranged like this. In general, since the case 101 of the switchgear 100 is made of a material that does not easily ablate so as not to be worn even when exposed to the generated arc heat, the efficiency of spraying the ablated gas onto the arc is low.
According to the third embodiment of the present invention, the insulating cover 3c can be formed of a material that is easily ablated, and therefore, the arc at the time of expansion is disposed so as to be surrounded by the insulating cover 3c, thereby spraying the ablated gas onto the arc. Efficiency can be improved and shut-off reliability can be increased. Note that the third embodiment may be combined with the shape of the suction rod 3 of the second embodiment, and the combination further improves the blocking reliability.

実施の形態4
図7は、この発明の実施の形態4における開閉装置の開極状態を示す側断面図である。また、図8は、図7のA−A´線における断面図である。図7および図8に示すように、実施の形態4においては、絶縁カバー3cにより、アークの通電方向が異なる2箇所のアーク伸長空間21を隔離する壁を形成したことに加えて、伸長時のアークが衝突または圧縮できるように、アークの中央部(アーク伸長空間21の中央部)に突起部7を設けている。突起部7は、絶縁カバー3cと同じ材料であり、ケース101の側面に対して突出した形状である。
この発明の実施の形態4によれば、突起部7でアークが衝突または圧縮すると共に突起部7の周囲でアークが引き伸ばされ、アークの冷却効率をさらに改善できるようになる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
Embodiment 4
FIG. 7 is a side sectional view showing an open state of the switchgear according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, in the fourth embodiment, in addition to forming a wall that separates two arc extension spaces 21 having different arc energization directions by the insulating cover 3c, The protrusion 7 is provided at the center of the arc (the center of the arc extension space 21) so that the arc can collide or compress. The protrusion 7 is made of the same material as the insulating cover 3 c and has a shape protruding from the side surface of the case 101.
According to the fourth embodiment of the present invention, the arc collides or compresses at the projecting portion 7 and the arc is stretched around the projecting portion 7 to further improve the cooling efficiency of the arc.
It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.

1 固定接触子、1a 固定接点、2 可動接触子、2a 可動接点、3 吸引棒、3c 絶縁カバー、4 磁石、6 磁気補強板、7 突起部、11 固定側端子部、12 可動側端子部、15 可撓導体、20 アーク発生領域、21 アーク伸長空間、41 永久磁石、100 開閉装置、101 ケース、102 消弧室、103 開閉機構部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed contact, 1a Fixed contact, 2 Movable contact, 2a Movable contact, 3 Suction stick, 3c Insulation cover, 4 Magnet, 6 Magnetic reinforcement board, 7 Protrusion part, 11 Fixed side terminal part, 12 Movable side terminal part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Flexible conductor, 20 Arc generation | occurrence | production area | region, 21 Arc extension space, 41 Permanent magnet, 100 Switchgear, 101 Case, 102 Arc extinguishing chamber, 103 Opening / closing mechanism part.

Claims (5)

固定接点を有する固定接触子と、
前記固定接触子に対向して設置され、可動接点を有する可動接触子と、
前記固定接点と前記可動接点との開閉動作を行う開閉機構部と、
前記固定接点と前記可動接点との開離時に、前記固定接触子と前記可動接触子間で発生したアークを伸長させるための磁界を発生させる磁石と、
一端部が前記固定接触子と前記可動接触子との間のアーク発生領域に近接するように配置されると共に、他端部が前記磁石の一方の磁極面に接するように配置された磁性体と、
前記磁石と前記磁性体とを保護すると共に、前記アークが伸長するアーク伸長空間を前記アークの通電方向に対応する2つの空間に隔離する壁となる絶縁カバーと、を備え、
前記磁石は、前記アーク発生領域以外の領域に配置されていることを特徴とする開閉装置。
A stationary contact having a stationary contact;
A movable contact that is installed opposite the fixed contact and has a movable contact;
An opening / closing mechanism for performing an opening / closing operation between the fixed contact and the movable contact;
A magnet that generates a magnetic field for extending an arc generated between the fixed contact and the movable contact when the fixed contact and the movable contact are separated;
A magnetic body disposed so that one end thereof is close to an arc generation region between the fixed contact and the movable contact, and the other end is in contact with one magnetic pole surface of the magnet; ,
An insulating cover serving as a wall that protects the magnet and the magnetic body and that separates the arc extension space in which the arc extends into two spaces corresponding to the energization direction of the arc;
The magnet is arranged in a region other than the arc generation region.
前記磁性体は、前記アーク伸長空間を前記アークの通電方向に対応する2つの空間に隔てるように、前記他端部が拡大されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉装置。   2. The switchgear according to claim 1, wherein the magnetic body has the other end portion enlarged so as to separate the arc extension space into two spaces corresponding to the energization direction of the arc. 前記絶縁カバーは、伸長時の前記アークを取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の開閉装置。   The switchgear according to claim 1 or 2, wherein the insulating cover is disposed so as to surround the arc when extended. 前記絶縁カバーは、伸長時の前記アークが衝突または圧縮できるように、前記アーク伸長空間の中央部に突起部を設けていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の開閉装置。 The insulating cover is such that the arc at the time of expansion can be collision or compression, any one of claims 1 to 3, characterized in that is provided with a protrusion in the center of the arc extension space The switchgear described in 1. 前記絶縁カバーは、樹脂材料であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の開閉装置。   The switchgear according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating cover is made of a resin material.
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