JPH0119292Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はダイオード等の一方向性素子（以下、
単に「ダイオード」という）を組み込んだ開閉器
に関し、特に、補助接点に直列にダイオードを挿
入して極めて短い時限でアークを遮断する一方向
性素子を有した開閉器に関する。

従来より、良好な遮断性能を有した開閉器とし
て、真空開閉器やガス開閉器が存在する。しか
し、この種の開閉器は真空の維持とガス漏洩を防
止する必要性があつて、構成上、特別の気密設計
が要求されるとともに装置の保守にも細心の配慮
が必要になる。一方、気中開閉器では、消弧室が
使用されているため、遮断電流の幅に制限が生
じ、更に、大電流の遮断に不安が残されている。
また、アークサイクルも1.5サイクル程度になつ
て、接点および消弧室の消耗が大になり、遮断回
数が限度が生じる欠点を有している。

従つて、本考案の目的は約0.5サイクルの短い
時限で確実に電流遮断ができる一方向性素子を有
した開閉器を提供することである。

本考案の他の目的は消弧室等を必要としない簡
潔な構成の一方向性素子を有した開閉器を提供す
ることである。

以上の目的を実現するため、本考案の一方向性
素子を有した開閉器は以下の構成を有する。

即ち、一対の主接点と一対の補助接点によつて
２点切りの開閉器が構成されており、主接点と補
助接点の間に隔壁が設けられている。補助接点は
主接点より少なくとも0.5サイクルの時限だけ後
れて開放する。このため、補助接点は主接点の固
定接点より可動補助接点側へ所定の距離だけ長く
伸びた固定補助接点を有する。更に、一対の補助
接点を構成する一対の固定補助接点にそれぞれ逆
向きに配置されたダイオード等の一方向性素子が
直列に挿入されており、また、可動主接点および
可動補助接点は共通の可動部材に支持されるとと
もに同一の長さを有している。前述した通り、主
接点は補助接点より先に開極し、補助接点が開極
するときは主接点は定格電圧のものでは充分な絶
縁特性を有する距離まで開極するように構成され
ている。

前述したように、補助接点が主接点より少なく
とも0.5サイクルだけ後れて開極する理由は以下
の通りである。

説明するまでもなく、交流電圧は0.5サイクル
毎に零点を有する。ここで、補助接点が0.5サイ
クル以下、例えば、0.25サイクル遅れて主接点よ
り開極すると仮定した場合、以下の不都合が生じ
る。

即ち、１サイクルの位相θを、０≦θ≦2πで
表す。θ＝０で主接点が開いた場合には、θ＝
π／４（0.25サイクル）で補助接点が開くことに
なる。主接点の開極により導通方向が一致した一
方向性素子を有する片方の補助接点と反対側の主
接点を介して電流が流れる。当然、主接点が開極
動作中であるため、前記反対側の主接点はアーク
放電を伴うことになる。この状態でθ＝π／４に
なると補助接点が開極するため、前記片方の補助
接点にもアーク放電が生じる。このような補助接
点のアーク放電は補助接点がθ＜π／２だけ遅れ
て開極する限りは生じることになる。本考案で
は、このように補助接点にアーク放電が生じない
ようにするため、前述した少なくとも0.5サイク
ルという時限を設定している。

本考案による開閉器によれば、補助接点が主接
点より遅延した開極と閉極のタイミングを有する
が、この種の開閉器の構成については、例えば、
同一出願人によつて出願された実願昭53−68882
号に１つの構成例が示されている。

以下、添付図面を参照して本考案の実施例を詳
細に説明する。

第１図には、２点切り開閉器の一般的な構成が
示されている。即ち、全体が外箱１に収納されて
おり、線路に接続される主回路端子２および２ａ
がブツシング３および３ａに支持されて外箱１よ
り突出している。ブツシング３および３ａには固
定接点部４および４ａが設けられており、これと
開閉運動を行う可動接点部５が可動碍子６によつ
て支持されている。

第２図を参照すると、本考案による２点切り開
閉器の一実施例が示されている。即ち、ブツシン
グ３および３ａの中を通る接続導体３０および３
０ａには固定主接点４１および４１ａが接続され
ており、この固定主接点４１および４１ａと隔壁
４３をを介して固定補助接点４２および４２ａが
位置し、それと接続導体３０および３０ａとの間
にダイオード４４および４４ａが直列に挿入され
ている。一方、可動碍子６に支持された連絡導体
５０には、可動主接点５１および５１ａと可動補
助接点５２および５２ａが接続されている。

第３図の１より４を参照すると、第２図で示さ
れたダイオード開閉器のアーク遮断特性が説明さ
れている。その最上部には、ある位相差（力率）
の電圧ｖおよび電流ｉの正弦波曲線が示されてお
り、また、１より４の各曲線の下にその時間に対
応する開閉器の状態が示されている。１はその電
流ｉが流れる線路を、t₀において主接点を開極
し、0.5サイクル以後のt₁において補助接点を開
極することにより開路しようとするものである。
t₀では、矢印方向の電流ｉが流れ、主接点が開極
すると、右に位置しているダイオードの導通方向
が逆になるため右の開極操作中の主接点間に全電
流が流れ、そこにアークが発生する。斜線はアー
ク電流を示しているが、電流方向が逆転する略
0.5サイクル後には主接点は充分な絶縁特性を有
する距離まで開極しているため、主接点間には最
早アークが発生せず、また、補助接点間には、導
通方向が逆である左のダイオードによつてアーク
の発生を防止する。２はt₂において主接点が開極
する場合であり、矢印方向の電流ｉが右のダイオ
ードの導通方向と逆になるため、右の開極操作中
の主接点間にアークが発生する。しかし、次に電
流ｉの方向が逆転すると、左のダイオードの導通
方向と逆になるため、開極から0.5サイクルの時
限を経ていない開極操作中の左の主接点間にアー
クが発生する。斜線で示されるアーク電流が継続
した後、電流ｉが再び逆転すると、右のダイオー
ドが補助接点を流れようとする電流を阻止するた
め、アーク電流の遮断ができる。３はt₃において
主接点が開極する場合であり、矢印方向の電流ｉ
が左のダイオードの導通方向と逆になるため、開
極操作中の左の主接点に全電流が流れてアークが
発生する。しかし、略0.5サイクル後に電流ｉの
方向が逆転すると、主接点は実質的に充分な絶縁
特性を有する距離まで開極しているため、主接点
間にアークは発生せず、また、補助接点間にも左
のダイオードが電流を阻止するためアークが発生
しない。４はt₄において主接点が開極する場合で
あり、矢印方向の電流ｉが左のダイオードの導通
方向と逆になるため、開極操作中の左の主接点に
全電流が流れてアークが発生する。次いで電流ｉ
が逆転すると、右のダイオードの導通方向と逆に
なるため、まだ充分な絶縁特性を示す距離まで開
極していない右の主接点にアークが発生する。し
かし、再び電流ｉの方向が逆転すると、主接点は
充分な絶縁距離を有する距離まで開極しており、
また、補助接点にも左のダイオードが電流を阻止
するためアークが発生しない。

従つて、以上説明したように、２点切り形式の
ダイオード開閉器では、略0.5サイクル以下で確
実に電流遮断を行うことができる。

第４図には、１点切り開閉器の一般的構成が示
されている。即ち、全体が外箱１に収納されてお
り、線路に接続される主回路端子２および２ａが
ブツシング３および３ａに支持されて外箱１より
突出している。ブツシング３には固定接点部４が
設けられており、これと開閉運動を行う可動接点
部５が連動シヤフト６に支持された回転碍子７に
設けられており、可動接点部５が可撓導体８を介
して主回路端子２ａに接続されている。

第５図は本考案で設定する「少なくとも0.5サ
イクル」という時限を有した実施例とはならない
が、１点切り開閉器に一方向性素子を設けた例を
参考迄に説明するものである。即ち、ブツシング
３の中を通る主回路端子２には固定主接点４１と
補助主接点４２とが並列に接続されており、その
間に隔壁４３が設けられており、固定補助接点４
２と直列にダイオード４４が挿入されている。一
方、回転碍子には可撓導体８と接続された可動主
接点５１および可動補助接点５２が設けられてい
る。

第６図の１より４を参照すると、第５図で示さ
れたダイオード開閉器のアーク遮断特性が説明さ
れている。１はt₀において主接点が開極し、t₁に
おいて補助接点が開極する場合であり、t₀におい
ては、電流ｉが矢印方向に流れていてダイオード
の導通方向と同一であり、従つて、補助接点を介
して電流が流れるため、主接点間にアークは発生
しない。次いで電流ｉの方向が逆転すると、主接
点は開極後0.5サイクル経過して充分な絶縁特性
を有する距離まで開極しているため、そこにアー
クの発生はなく、また、ダイオードの導通方向も
逆であるため、補助接点にも電流は流れない。主
接点より約１サイクル以上遅れてt₁において補助
接点が開極すると、電流ｉの方向がダイオードの
導通方向と同一であるため、補助接点に斜線で示
されるようにアークが発生するが、電流が逆転す
るとダイオードの存在によつてアークが完全に遮
断される。

以下、２より４において、それぞれ、主接点が
t₂，t₄，t₆で開極し、略１サイクル遅れて、補助
接点がt₃，t₅，t₇で開極する場合を示している。
何れの場合も、アークの発生は斜線で示されるよ
うに、略0.5サイクル以下であり、２の場合のよ
うに再発弧しても直ちにその遮断が可能である。

以上の説明では、特に、ダイオードの特性につ
いて説明を省略したが、瞬間的（0.5サイクル以
下）にしか通電されないため、容量は小さいもの
で良く、逆耐電圧特性だけが要求されることよ
り、安価に構成することができる。また、逆耐電
圧については、複数個のダイオードを直列に接続
することにより、簡単に所望のものを得ることが
できる。

また、開閉器の構成については、第１図および
第２図ではスライド方式を、第４図および第５図
ではロータリ方式をそれぞれ採用したが、相互に
互換性を有していることは説明するまでもないこ
とである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２点切り開閉器を示す説明図である。
第２図は本考案の一実施例を示す断面図である。
第３図１より４は第２図に示された開閉器のアー
ク遮断特性を示す説明図である。第４図は１点切
り開閉器を示す説明図である。第５図は第４図の
開閉器を示す断面図である。第６図１より４は第
５図に示された開閉器のアーク遮断特性を示す説
明図である。 符号の説明、１……外箱、２，２ａ……主回路
端子、３，３ａ……ブツシング、４，４ａ……固
定接点部、５……可動接点部、６……可動碍子、
７……回転碍子、８……可撓導体、３０，３０ａ
……接続導体、４１，４１ａ……固定主接点、４
２，４２ａ……固定補助接点、４３，４３ａ……
隔壁、４４，４４ａ……ダイオード、５０……連
絡導体、５１，５１ａ……可動主接点、５２，５
２ａ……可動補助接点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主電流を通電する一対の主接点と、それぞれの
   前記主接点と隔壁を介して設けられ、前記主接点
   の開放時に前記主接点より所定の時間だけ遅れて
   開放する一対の補助接点を備え、 前記補助接点はそれぞれ前記主接点の固定接点
   より可動補助接点側へ所定の距離だけ長く伸びた
   固定補助接点を有し、かつ、それぞれの当該固定
   補助接点に直列に逆方向のアーク電流を阻止する
   ダイオード等の一方向性素子を接続した構成を有
   し、 前記主接点を形成する可動主接点、および前記
   可動補助接点は共通の可動部材に支持され、か
   つ、同一の長さを有し、 前記所定の時間は0.5サイクル以上とし、この
   所定の時間が経過したとき前記主接点は充分な絶
   縁特性を有する距離まで開極する構成を有し、 前記補助接点は前記所定の時間が経過したとき
   遅くともその後に発生する電流零点において確実
   にアークを遮断する構成を有することを特徴とす
   る一方向性素子を有した開閉器。