JPH02119018A

JPH02119018A - 回路遮断器

Info

Publication number: JPH02119018A
Application number: JP1235507A
Authority: JP
Inventors: Stephen Albert Mrenna; ステファン・アルバート・ムレナ; Jere Lee Mckee; ジェレ・リー・マッキー; William Ellsworth Beatty Jr; ウィリアム・エルスワース・ビーティー，ジュニア; Yun-Ko Nickey Chien; ユンーコ・ニッキー・チェン
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1990-05-07
Also published as: BR8904551A; KR900005515A; EP0359467A3; CN1041476A; ZA896375B; EP0359467A2; AU4012289A

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】本発明は、アークを接点間からアーク消弧装置内へ押し
込むアーク銃を備えた電気回路遮断器に関する。

従来技術において公知のように、モールドケース収納形
回路遮断器は、電気的故障、例えば、低レベル短絡状態
及び故障回路状態や、場合によっては、高レベル短絡状
態又は故障電流状態から電気回路又は電気系統を保護で
きる可動接点を含む操作機構を備えている１回路遮断器
では通常、過負荷状態が発生すると一対の電気的接点を
Ｅ層するオーバセンタ・トグル機構の作動状態を制御す
る引外し機構が用いられている。

接点が開離すると、通常は電気アークが発弧するが、か
かるアークを出来るだけ早く消弧して回路遮断器及びこ
れと関連のある電気設備への悪影響を最少比に抑えるこ
とが望ましい、たとえば、米国特許筒４，６５４，４９
１号明細書に示すような従来型回路遮断器では、接点を
支持した状態で磁気的反発力を接点間に発生させる限流
用導体が用いられている。大きな故障電流が発生すると
、アークを接点から関連のアーク消弧装置に向かって移
動させる大抵の従来型手段は満足のゆく成果を上げる。

しかしながら、小さな故障電流の発生の場合にはアーク
を接点から移動させる上で別の要求に応える必要がある
。

本発明のよれば、回路遮断器は、ライン側端子及び負荷
側端子を備えた絶縁ハウジング及び該ハウジング内に設
けられた回路遮断機構を有し、該回路遮断機構が、開離
位置と閉成位置との間で操作可能な固定接点及び可動接
点と、可動接点を支持したコンタクトアームと、コンタ
クトアームに結合されていて、接点を開閉操作する手段
と、固定接点の両側で延びるＵ字形脚部を備えていて、
電流が導体内を流れるときの導体内を通る電流経路と直
角な、固定接点の一方の側で可動接点に対面する区域内
でＵ字形脚部間に延びる磁界の影響を受けて接点開離の
際に生じるアークを消弧手段へ差し向けるようにするＵ
字形手段と、固定接点とＵ字形脚部のうち少なくとも一
本との間に配設されていて、接点開離の際に生じるアー
クに差し向けられるアーク冷却ガスを発生する繊！を製
バリヤとを有することを特徴とする。

したがって、固定導体が、固定接点を支持するよう延び
、接点のうちの少なくとも一方の両側で延びるＵ字形脚
部を備えているＵ字形部材が、電流が導体内を流れると
きの導体内を通る電流経路と直角な、各接点の一方の側
で他方の接点に対面する区域内でＵ字形脚部間に延びる
磁界の影響を受けて接点開離の際に生じるアークを消弧
手段へ差し向けるようにし、Ｕ字形脚部の熱による損傷
を阻止する断熱バリヤが、接点のうちの少なくとも一方
と対応のＵ字形脚部のうちの少なくとも一方との間に配
設されている。

本発明の目的は、接点間の磁界を増強させてアークをア
ーク消弧装置内へ押し込むと共に、接点開離の際にガス
発生手段により冷却用ガスを発生させることにある。

今、本発明を添付の図面を参照して例示的に説明する。

第１図は、絶縁ハウジング１３及び該ハウジング内に支
持収納された回路遮断機構１５を有する回路遮断器１１
を示している。図示のハウジングの部分は絶縁ベースを
有しているが、対応関係にある絶縁カバーは図示されて
いない。

回路遮断機構１５は、ラッチ及び引外し装２１７を含む
操作機構を有する。回路遮断器１１は米国特許第３，７
９７，００９号明細書に記載されている形式のものであ
る０回路遮断器１１は並置関係にある３つのコンパート
メントから成る３極回路遮断器である。中央の極コンパ
ートメント（第１図）は、ハウジングのベース１３及び
カバーで形成された絶縁障壁によって外側の２つの極コ
ンパートメントから隔離されている０回路遮断機構１５
は中央極コンパートメント内に収納されており、３つの
極ユニット全ての接点を操作するための単一の操作機構
として用いられる。

極ユニットはそれぞれ固定接点１９を有し、この固定接
点はボルト２３によりベース１３に固定された剛性の主
導体２１に固着されている。各極ユニットでは、可動接
点２５が例えば溶接又は蝋付けによりコンタクトアーム
２７に固着され、コンタクトアーム２７はピボットピン
２９に取付けられている。３つの極ユニット全てのコン
タクトアーム２７は一端が共通の絶縁タイバー３１で支
持されると共にこれに剛結され、かかるタイバー３１に
よって３つの極ユニット全てのコンタクトアームは一斉
に作動する。コンタクトアーム２７はそれぞれ、関連の
ピボットピン２９を中心に付勢される。

操作機構１５はコンタクトアーム２７を開離位置と閉成
位置との間で作動させる。コンタクトアームの閉成位置
は参照番号２７ａで示されている。

操作機構は、米国特許第３，７９７，００９号明細書に
示すものとｌ１ＩＧ１したオーバセンタ・トグル機構で
ある。操作機構は、回路遮断器の手動操作を可能にする
一体のハンドル３３を有する。ハンドル３３を時計方向
に回して回路遮断器を手動操作で開路状態にすると、オ
ーバセンタ・トグル機構が機能し、全ての極ユニットの
コンタクトアーム２７が従来周知の態様で第１図に示す
状態になる。

逆に、ハンドル３３を「オフＪ位置から「オン」位置に
向かって反時計方向に回して破線で示す位置３３ａに移
動させて回路遮断器を手動で閉路すると、コンタクトア
ームは破線で示す位’ｌ　２７　ａに移動する。

また、閉成位置２７ａから開離位置２７へのコンタクト
アームの移動を自動的に行うには、米国特許第３，７９
７．００９号明細書に記載されているように、回路遮断
器の極ユニットのどれか一つ又は全てにおける回路遮断
器の所定の過負荷状態に応答する引外し装置ｔ　ｔ　７
を用いるのが良い、かくして、各極ユニットの回路は、
左側の端子３５から導体２１．接点１９，２５、コンタ
クトアーム２７、可撓性導体３８、導体３９を通って右
側の端子コネクタ４１まで延びている。

本発明によれば、導体２１はアークを接点からアーク消
弧装置内へ押し込む手段を有している。

第２図及び第３図に一層詳細に示すように、アーク銃又
はアーク押し込み手段４３及び絶縁支持ブロック４５が
導体２１の上側部分と下側部分との間に配設されている
。アーク押し込み手段であるアーク銃４３は、強磁性物
Ｗ製のＵ字形部材であり、アーク銃４３の互いに間隔を
置いたＵ字形脚部４９．５１間に磁界を発生させて差し
向けるコアとして働＜、Ｕ字形脚部４９．５１の下端部
は湾曲部５３の一体部分である。湾曲部は導体２１と絶
縁支持ブロック４５でクランプされている（第６図）、
シート状絶縁体５５が導体２１と湾曲部５３との間に配
設されている。導体２１は高導電率の金属、例えば銅で
構成されており、これはＵ字形コア４３の巻線として働
く、シたがって、電流が流れると磁界４７（第４図）は
固形接点の上を横切って位置する区域内に延びる。

アークを接点１９．２５から移動させる手段と連携して
アーク消弧袋Ｗ５７が設けられており（第１図）、この
アーク消弧装置は、一対の断熱板又は繊維製ボード６１
．６３の間で定位置に固定されている複数枚の互いに離
隔状態で積み重ねた金属プレート５９で構成されている
。アーク６５（第４図）が互いに離隔しつつある接点１
９゜２５間に発弧すると、電磁界６７（第５図）が電流
導通状態のアーク６５を包囲した状態で発生するが、か
かるアークの磁界はアークを中心に反時計方向に回る。

第５図で見て磁界６７の下側部分はアーク６５の下側の
磁力線４７ａと同方向に働くが、磁界６７の上側部分は
磁力線４７ｂと逆の方向に働くので磁力線４７ｂの力が
弱まり、従って、アーク６５は接点１９から矢印６９の
方向へ移動してアーク消弧装Ｗ５１のプレート５９内へ
入る。

本発明のもう一つの実施例が第７図に示されている（尚
、図中、同一の番号は同一の構成要素を示している）、
この実施例では、第１の実施例の導体２１に相当する導
体７１が、その一体部分としてアーク押し込み手段又は
アーク銃７３を有している。上述の区域内に磁界を形成
するため、接点１９、導体７１及びアーク銃７３は好ま
しくは層７５．７７を含む積層材料で構成されている。

層７５は磁界を発生させるため強磁性物質で構成され、
層７７は高導電率の金属、例えば銅で構成されており、
この層７７に接点１９が固着されている。説明を簡単に
するため、たった２つの層７５．７７から成る積層体を
示している（実際には多数の層からなる）。

本発明の第３の実施例が第８図に示されている（尚、図
中、同一の参照番号は同一の構成要素を示している）、
この第３の実施例では、アーク押し込み手段又はアーク
銃７９が逆Ｕ字形の状態でコンタクトアーム２７に取付
けられている。アーク銃４３と同様、アーク銃７９は、
接点２５を横切る磁界８１を発生させるため強磁性物質
で構成されている。したがって、接点１９．２５が開離
し可動接点が破線で示す位置２５ａに至るにつれ、アー
ク銃７９ａは、接点１９．２５ａ間に延びるアーク（図
示せず）に作用し、それにより、第５図に示すのと同様
な態様でアークを接点からアーク消弧装置のプレート５
９内へ押し込む磁界を形成する。かくして、第８図では
、一対のアーク押し込み手段であるアーク銃４３，７９
は互いに協働してアークを速やかにアーク消弧装Ｗ５７
内へ移動させる。第２のアーク銃７９は第５図に示す本
発明の実施例に適用されているが、コンタクトアーム２
７だけでなく、アーク銃が導体７１と一体である第７図
に示す実施例にも通用できることに注目されたい。

アーク銃、例えば、Ｕ字形脚部４９．５１（第２図及び
第３図）の損傷を最少限に抑えるため、一対の断熱板８
３．８５が接点１９とＵ字形脚部との間に配設されてい
る。断熱板８３．８５の上部は例えばリベット８７によ
り対応の繊ｍ製ボード６１．６３に固定されているが、
Ｕ字形脚部４９．５１が嵌入する隙間を形成するためス
ペーサ８９が断熱板８３．８５と対応の繊ｍ製ボード６
１．６３との間にそれぞれ設けられている。断熱板８３
．８５はＵ字形廖部４９．５１を有する回路遮断器の隣
合う部品を熱から保護するが、別の目的もある。断熱板
８３．８５は、繊維製ボードで構成されると、アークを
冷却するガス、例えば水素を発生する。これは回路遮断
器の定格電圧が４８０ボルトよりも高い場合に特に有利
である。

以上要するに、アーク銃を備えていない従来型回路遮断
器では、アークが接点上に留まり、接点からアーク消弧
装置内へ移動させるのに長い時間がかかっていた。最大
電流が２５０アンペアの一層小型の回路遮断器のフレー
ムサイズを用いると、アーク室の容積は小さく、従って
アーク消弧装置の遮断容量が小さい、このため、アーク
銃のような成る付属の手段を設け、アークを非常に素早
くアーク消弧装置内へ移動させてアークを消弧させるこ
とが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、多重極回路遮断器の縦断面図である。第２図は、第１図の■−■線における断面図である。第３図は、第１図の■−■線における断面図である。第４図は、強磁性体製のコアの脚部間に延びる磁力線及
び固定接点から上方へ延びるアークを示す略図である。第５図は、第４図のＶ−ｖ線における平面図であり、ア
ークの周りの磁力線を、２種類の磁力線の相互作用によ
り得られるアークの移動方向と共に示す図である。第６図は、第２図に示す本発明の第１の実施例の斜視図
である。第７図は、本発明の第２の実施例の斜視図である。第８図は、本発明の第３の実施例の立面図である。〔主要な参照番号の説明Ｊ１１・−・回路遮断器１３・・・ハウジングのベース１５・・・回路遮断機構１７・・・ラッチ及び引外し装置１９・・・固定接点２１．７１・・・導体２５・・・可動接点２７・・・コンタクトアーム３３・・・ハンドル５．４１・・・端子３・・・アーク銃又はアーク押し込み手段５・・−支持
ブロック９．５１・・・Ｕ字形脚部３．８５・・・断熱板特許出願人：ウェスチングハウス・エレクトリフ・コー
ポレーション代　　理人：加藤　紘一部（外１名）ＦＩＧ、８、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ライン側端子及び負荷側端子を備えた絶縁ハウジ
ング及び該ハウジング内に設けられた回路遮断機構を有
し、該回路遮断機構が、開離位置と閉成位置との間で操
作可能な固定接点及び可動接点と、可動接点を支持した
コンタクトアームと、コンタクトアームに結合されてい
て、接点を開閉操作する手段と、固定接点の両側で延び
るＵ字形脚部を備えていて、電流が導体内を流れるとき
の導体内を通る電流経路と直角な、固定接点の一方の側
で可動接点に対面する区域内でＵ字形脚部間に延びる磁
界の影響を受けて接点開離の際に生じるアークを消弧手
段に差し向けるようにするＵ字形手段と、固定接点とＵ
字形脚部のうち少なくとも一本との間に配設されていて
、接点開離の際に生じるアークに差し向けられるアーク
冷却ガスを発生する繊維製バリヤとを有することを特徴
とする回路遮断器。
（２）導体は第１及び第２の導電性脚部を有する第１の
Ｕ字形部材であり、第１の導電性脚部は固定接点を支持
していることを特徴とする請求項第（１）項記載の回路
遮断器。
（３）第１の導電性脚部はコンタクトアームと実質的に
平行であることを特徴とする請求項第（２）項記載の回
路遮断器。
（４）Ｕ字形手段は、Ｕ字形脚部と、接点とは反対側の
導体の側で該接点から絶縁された状態で延びる湾曲部と
を有する第２のＵ字形部材から成ることを特徴とする請
求項第（３）項記載の回路遮断器。
（５）Ｕ字形手段は、導体の両側からこれと一体に延び
るＵ字形脚部を有することを特徴とする請求項第（２）
項〜第（４）項のうちいずれか一つの項に記載の回路遮
断器。
（６）導体は強磁性物質で構成されていることを特徴と
する請求項第（５）項記載の回路遮断器。
（７）導体は、強磁性物質及び銅の層を含む積層構造体
から成ることを特徴とする請求項第（６）項記載の回路
遮断器。
（８）繊維製バリヤは固定接点と各Ｕ字形脚部との間に
それぞれ配設されていることを特徴とする請求項第（１
）項〜第（７）項のうちいずれか一つの項に記載の回路
遮断器。