JPH01274336A - 回路しゃ断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サイリスク等の半導体素子を保護する回路
しゃ断器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、たとえば特開昭５９−６６０３０号は、半導体素
子を回路しゃ断器の可動接触子に直列に接続し、異常電
流時の可動接触子の開極動作で半導体素子の回路を開く
とともに、可動接触子と固定接触子の接点間に発生した
アークによる転流でシャント回路を閉じることにより、
半導体素子を異常電流から保護していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この回路しゃ断器は、アークが発生してから
シャント回路が働（ため、アーク発生時の電流が半導体
素子を流れるので十分に電流を制限することができず、
そのため過電流耐量の小さなサイリスク等の半導体素子
の保護が十分にできないという欠点があった。

また前記従来例は、可動接触子の接点のオン時のチャタ
リングによるアークでもシャント回路が働く可能性があ
るため、半導体素子が誤動作する心配があった。

したがって、この発明の目的は、半導体素子に流れる異
常電流をより一層制限することができるとともに、半導
体素子の通電と非通電の切換えが可能な回路しゃ断器を
捷供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の回路しゃ断器は、負荷側端子に一端側が接続
されて異常電流を検出する瞬時例外し手段と、この瞬時
例外し手段の他端側に接続された可動接触子をハンドル
のオン状態で閉極状態に保持するとともに前記瞬時例外
し手段に連動してトリップ開極動作する機構部と、前記
可動接触子の可動接点に接離する固定接点を有して電源
側端子に接続される固定接触子を有する回路しゃ断器に
おいて、前記負荷側端子との間に半導体素子を接続する
素子接続用端子を設け、前記瞬時例外し手段の動作に連
動するシャント用スイッチを前記瞬時例外し手段と前記
負荷側端子との間に接続するとともに、前記瞬時例外し
手段の動作に連動する断路用スイッチを前記瞬時用引外
し手段と前記素子接続用端子との間に接続し、さらに前
記シャント用スイッチおよび前記断路用スイッチを手動
操作する手動操作部を設けたものである。

〔作用〕

この発明の回路しゃ断器によれば、半導体素子に並列接
続となるシャント用スイッチおよび半導体素子に直列接
続とする断路用スイッチを瞬時例外し手段の動作に連動
したため、瞬時例外し動作に連動して機構部とシャント
用スイッチおよび断路用スイッチが同時に動作を始める
が、機構部の機械的遅れにより可動接触子が開極を開始
する前にシャント用スイッチがオンになり、断路用スイ
ッチがオフとなる。したがって、アークが発生する前に
半導体素子がシャントされるとともに開路され、半導体
素子にはアーク発生時の電流が流れないので半導体素子
が十分に保護されることとなる。またアークが発生する
前にシャント用スイッチが閉じ新路用スイッチが開くの
でスイッチ自体のアークによる絶縁劣化の問題もなくな
る。さらに瞬時例外し手段が動作しなければシャント用
スイッチは常に開き新路用スイッチは閉じているため、
従来のように可動接触子のオン時のチャタリングによる
アークでシャント回路が（妨くことがなく、半導体素子
が誤動作することがないので信鎖性に優れる。また手動
操作部により、断路用スイッチとシャント用スイッチと
を作動することができるので、半導体素子に電流を通す
場合と半導体素子にｔｉを通さない場合の切換えが可能
になり、たとえば半導体素子による制御通電と直接通電
とを切り換えることができる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説
明する。すなわち、この回路しゃ断器は、負荷側端子１
に一端側が接続されて異常電流を検出する瞬時例外し手
段２と、この瞬時例外し手段２の他端側に接続された可
動接触子３をハンドル４のオン状態で閉極状態に保持す
るとともに瞬時例外し手段２に連動してトリップ開極動
作する機構部５と、可動接触子３の可動接点６に接離す
る同定接点７を有して電源側端子２２に接続される固定
接触子８を有する回路しゃ断器において、負荷側端子１
との間に半導体素子９を接続する素子接続用端子１０を
設け、瞬時例外し手段２の動作に連動するシャント用ス
イッチ１１を瞬時例外し手段２と負荷側端子１との間に
接続するとともに、瞬時例外し手段２の動作に連動する
断路用スイッチ４５を瞬時用引外し手段２と素子接続用
端子１０との間に接続し、さらにシャント用スイッチ１
１および断路用スイッチ４５を手動操作する手動操作部
５０を設けている。

負荷側端子１は、回路しゃｔｔＪ？器のベース２３に内
端部が固定された可とう電！３５の先端部に設けられて
いる。なお２４は回路しゃ断器のカバー２４である。

瞬時例外し手段２は、電磁石を実施例とする電ｆＬ検出
部１２と、電流検出部１２の動作に応動する引外しリン
ク１３からなる。電流検出部】２はプランジャ１４の一
端側のつば１４ａに引外しリンク１３の係合部１３ａが
対向し、プランジャ１４の他端は外部に露出する強制開
極捧１５としている。またプランジャ１４のつば１４ａ
側には枠形のスイッチ駆動部１４ｃが設けられている。

機構部５は、可動接触子３と、可動接触子３を開極付勢
する開極ばね１６と、第２図に示すように引外しリンク
１３に支持されて可動接触子３を押すラッチリンク１７
と、ランチリンク１７に連結されたリンク１８と、リン
ク１８に接続されたハンドル４からなる。

可動接触子３は中間部が軸２０により支持され、先端部
に可動接点６が設けられ、後端部が強制開極棒１５に対
向するとともに、開極ばね１６が電流検出部１２に支持
されて可動接触子３を開極付勢している。ラッチリンク
１７には板ばねを実施例とする接点圧付与ばね１９が設
けられ、接点圧付与ばね１９と可動接触子３との間に可
動枠２１が介在されている。ランチリンク１７は一端の
係止部１７ａが引外しリンク１３のラッチ部１３ｂにラ
ンチ係止され、他端がリンク１８に軸１７ｂを介して連
結されている。

素子接続用端子１０はベース２３に設置されている。

シャント用スイッチ１１は、先端部に相対向する接点２
５．２６を有する一対の仮ばね２７，２Ｂを実施例とし
、板ばね２８の中間部が電流検出部１２のコイル１２ａ
の端部に接続され、板ばね２７の基端部は可とう電線３
５の固定部に接続されている。また板ばね２８の中間部
が軸４６により軸支され、軸４６は手動操作部５０の内
端部に保持される。シャント用スイッチ１１の先端部は
ともにプランジ中１４のスイッチ駆動部１４ｃに挿入さ
れ、プランジャ１４が動作すると板ばね２７の接点２５
が板ばね２８の接点２６に接触する。

断路用スイッチ４５は板ばね２８の接点２６と反対側の
端部に第１の接点４３を設け、第１の接点４３に第２の
接点４４を対向するとともに素子接続用端子１０に接続
された可とう１ｉｙＡ３２に接続している。

手動操作部５０は、カバー２４に形成された取付孔５１
に進退可能に取付けられ、内端部に軸４２を介して板ば
ねを保持し、手動操作部５０を押すことにより第１図お
よび第４図のように断路用スイッチ４５がオン状態でシ
ャント用スイッチ１１がオフ状態になり、手動操作部５
１を引き上げた場合第６図および第７図のように断路用
スイッチ４５がオフの状態でシャント用スイッチ１１が
オンの状態に切り替わる。

２９は異常を流のうち過ｉ流を検出するバイメタルであ
り、引外しリンク１３の応答部１３ｂに対向している。

この回路しゃ断器の電路は、電源側端子２２゜固定接触
子８．固定接点７．可動接点６．可動接触子３．可とう
電線３０６バイメタル２９．可とう電１３１．電流検出
部１２のコイル１２ａ、断路用スイッチ４５．可とう電
線３２．素子接続用端子１０．半導体素子９．負荷側端
子１となる。

またコイル１２ａと負荷側端子１との間にシャント用ス
イ・７チ１１および可とう電線３５が並列に接続されて
いる。

なお、３３は消弧グリッド、３４はバイメタルのギャッ
プ調整ねじ、３６は機構部５のフレーム、３７はその取
付ねじ、３８はカバー２４とベース２３とを連結する連
結ビン、３９はハンドル復帰ばね、４０は引外しリンク
復帰ばね、４１はハンドル４の軸、４２は引外しリンク
１３の軸である。

この回路しゃ断器は、負荷側端子１と素子接続用端子１
０との間に半導体素子９、たとえばサイリスク等の半導
体素子が接続される。手動操作部５０をカバー２４に押
し込むと、シャント用スイッチ１１が開き断路用スイッ
チ４５が閉じて半導体素子９の保護状態となる。

この状態において、ハンドル４をオンにすると可動接触
子３の可動接点６が固定接点７に接触し、半導体素子９
に電力が供給される。定格電流が流れている間は瞬時用
外し手段２は動作せず、シャント用スイッチ１１は第４
図（ａｌのように開いたままであり、またハンドル４を
操作することによりリンク１８を介してラッチリンク１
７が引外しすンク１３を支点に回動することができるの
で、可動接触子３を開閉でき、電力を供給したり停止す
ることができる。

一方小さい過電流による異常電流が流れると、バイメタ
ル２９が動作して引外しリンク１３を押し、引外しリン
ク１３が軸４２のまわりを回動してラッチリンク１７を
釈放する。ラッチリンク１７は開極ばね１６により押し
上げられるとともに可動接触子３が開極し、機構部５は
トリップ開極動作の状態となる。

また大きい異常電流が流れて瞬時引外し手段２が動作す
ると、電流検出部１２のプランジャ１４が吸引されて動
作し、これによりシャント用スイッチ１１の閉じ動作お
よび断路用スイッチ４５の開き動作、可動接触子３の強
制開極棒１５よる開極動作、機構部５の動作による可動
接触子３のトリップ開極動作が順次行われる。前三者の
順序は寸法設定により達成され、後者は機構部５の機械
的遅れによる。すなわち、第４図に示すように、プラン
ジャ１４が動作するとスイッチ駆動部１４８で板ばね２
７，２８を押して接点２５．２６が接触しかつ板ばね２
８の回動により第１の接点４３が第２の接点４４から離
れると同時にプランジャ１４で引外しリンク１３の係合
部１３ａを押しく同図（ａｌから（ｂ））、プランジャ
１４の他端部で可動接触子３の後端部を開極ばね１６に
抗して押すため、可動接点６が固定接点７から離れる（
同図（′ｂ）から同図（Ｃ１）、最後に引外しリンク１
３の引外しによりラッチリンク１７が動作して可動接触
子３が機械的に遅れトリップ開極動作を開始する。

第５図は回路しゃ断器のしゃ断器の電流および電圧特性
を示す。すなわち、Ｑ、は異常電流の短絡電流、Ｃ２は
アーク電圧、Ｃ３は通過電流、Ｃ４は半導体素子９に流
れる電流であり、半導体素子９に流れる電流は異常電流
が流れ始めてからプランジャ１４が動作するまでの数蘭
だけの小さな範囲に抑えられていることがわかる。

第６図および第７図の動作は、手動操作部５０を引いて
、常時シャント用スイッチ１１を閉じ、断路用スイッチ
４５を開いた状態であり、この場合はプランジャ１４の
動作状態すなわち半導体素子９がない状態と同じであり
、保護対象は負荷側端子１に接続された負荷回路となる
。すなわち、半導体素子９がサイリスタの場合負荷回路
は第１図ないし第４図が制御通電であるのに対して、第
６図および第７図は直接通電となる。

この実施例によれば、半導体素子９に並列接続となるシ
ャント用スイッチ１１および半導体素子９に直列接続と
する断路用スイッチ４５を瞬時引外し手段２の動作に連
動したため、瞬時引外し動作に連動して機構部５とシャ
ント用スイッチ１１および断路用スイッチ４５が同時に
動作を始めるが、機構部５の機械的遅れにより可動接触
子３が開極を開始する前にシャント用スイッチ１１がオ
ンになり、新路用スイッチ４５がオフとなる。したがっ
て、アークが発生する前に半導体素子９がシャントされ
るとともに開路され、半導体素子９にはアーク発生時の
電流が流れないので半導体素子９が十分に保護されるこ
ととなる。

たとえば、過電流耐量の小さなサイリスクを大短絡領域
まで保護することが可能になる。また半導体素子９に接
触抵抗の小さいリレーが接続されたとき、リレー接点に
分流する事故電流により、リレー接点が反発溶着するよ
うな場合が考えられるが、この実施例ではこのような心
配がない。

またアークが発生する前にシャント用スイッチ１１が閉
じ断路用スイッチ４５が開くのでスイッチ自体のアーク
による絶縁劣化の問題もなくなる。

さらに瞬時引外し手段２が動作しなければシャント用ス
イッチ１１は常に開き断路用スイッチ４５は閉じている
ため、従来のように可動接触子３のオン時のチャタリン
グによるアークでシャント回路が働くことがなく、半導
体素子９が誤動作することがないので信転性に優れる。

また手動操作部５０により、断路用スイッチ４５とシャ
ント用スイッチ１１とを作動することができるので、半
導体素子９に電流を通す場合と半導体素子９に電流を通
さない場合の切換えが可能になり、たとえば半導体素子
９による制御通電と直接通電とを切り換えることができ
る。

また従来、たとえば照明調光回路の配線では調光用制御
通電回路と直接通電回路を切り換えるため切換開閉器を
使用し、回路保護のため回路しゃ断器を直列に挿入して
いたため、コストが高く、これに使用する回路しゃ断器
も制御通電用サイリスタの保護能力の十分なものがなか
ったが、このような問題を解決することができた。

なお、前記実施例は半導体素子９が外部に設けられたが
、ベース２３およびカバー２４の内部に配設されてもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明の回路しゃ断器によれば、半導体素子に並列接
続となるシャント用スイッチおよび半導体素子に直列接
続とする断路用スイッチを瞬時例外し手段の動作に連動
したため、瞬時例外し動作に連動して機構部とシャント
用スイッチおよび新路用スイッチが同時に動作を始める
が、機構部の機械的遅れにより可動接触子が開極を開始
する前にシャント用スイッチがオンになり、断路用スイ
ッチがオフとなる。したがって、アークが発生する前に
半導体素子がシャントされるとともに開路され、半導体
素子にはアーク発生時の電流が流れないので半導体素子
が十分に保護されることとなる。またアークが発生する
前にシャント用スイッチが閉じ断路用スイッチが開くの
でスイッチ自体のアークによる絶縁劣化の問題もなくな
る。さらに瞬時例外し手段が動作しなければシャント用
スイッチは常に開き断路用スイッチは閉じているため、
従来のように可動接触子のオン時のチャタリングによる
アークでシャント回路が働くことがなく、半導体素子が
誤動作することがないので信顛性に優れる。また手動操
作部により、断路用スイッチとシャント用スイッチとを
作動することができるので、半導体素子に１［を通す場
合と半導体素子に電流を通さない場合の切換えが可能に
なり、たとえば半導体素子による制御通電と直接通電と
を切り換えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はその機
構部を示す断面図、第３図はこの実序例の概要を示す説
明図、第４図は要部動作状態を示す説明図、第５図はし
ゃ断器の電流および電圧の時間特性図、第６図は手動操
作部の操作により半導体素子を短絡した状態の断面図、
第７図は手動操作により半導体素子を短絡した状態の概
要を示す説明図である。 １・・・負荷側端子、２・・・瞬時例外し手段、３・・
・可動接触子、４・・・ハンドル、５・・・機構部、６
・・・可動接点、７・・・固定接点、８・・・固定接触
子、９・・・半導体素子、１０・・・素子接続用端子、
１１・・・シャント用スイッチ、４５・・・断路用スイ
ッチ、５０・・・手動操作部 第２図 ＦＲ闇　→ 第６図 田 第７図 手　続　主甫　正　で）　（自発） １、　羽生の耘 昭和６３年特　許　願第１０４６５２号２、発明の名称 回路しゃ断器 ３、補正をする者 明牛との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 自発補正 ７、補正の内容 明細書第１４頁第１行目から第２行目、「また半導体素
子・・・・・・・・・小さい」とあるを「また半導体素
子９に代えて接触抵抗の小さい」と正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷側端子に一端側が接続されて異常電流を検出する瞬
   時引外し手段と、この瞬時引外し手段の他端側に接続さ
   れた可動接触子をハンドルのオン状態で閉極状態に保持
   するとともに前記瞬時引外し手段に連動してトリップ開
   極動作する機構部と、前記可動接触子の可動接点に接離
   する固定接点を有して電源側端子に接続される固定接触
   子を有する回路しゃ断器において、前記負荷側端子との
   間に半導体素子を接続する素子接続用端子を設け、前記
   瞬時引外し手段の動作に連動するシャント用スイッチを
   前記瞬時引外し手段と前記負荷側端子との間に接続する
   とともに、前記瞬時引外し手段の動作に連動する断路用
   スイッチを前記瞬時用引外し手段と前記素子接続用端子
   との間に接続し、さらに前記シャント用スイッチおよび
   断路用スイッチを手動操作する手動操作部を設けた回路
   しゃ断器。