JPH0249322A - 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、回路しゃ断器に関するものである。

〔従来の技術〕

回路しゃ断器は、一般にアーク電圧を高めることにより
短絡電流を抑えてしゃ断するものであるが、開極動作後
のアーク発生からしゃ断完了までに数ｍｓを要するため
、たとえばサイリスクで負荷を制御するようにしたもの
等、過電流耐量の小さな負荷に対して十分な保護ができ
ないという問題がある。

このため従来、第９図に示すように異常電流検出手段６
５により異常を検出し、引外し手段６Ｇにより強制開極
するとともに、接点６８間に発生したアークを通して流
れる短絡電流をソヤントするシャント回路６０を設けて
、半導体素子６１を保護する回路しゃ断器があった（た
とえば特開昭５９−６６０３０号）。これは回路しゃ断
器と半導体素子６１を一体化して形成したハイブリッド
型の回路保護しゃ断器として有効である。６２は負荷端
子、６３は電源端子、６４は消弧グリッド、６７は半導
体素子６１の制御手段である。

また、第１１図に示すように、電源側７０に固定接点６
９および消弧グリッド６４を設け、負荷側７１に可動接
点７２および異常電流検出手段６５を設＋ｊ、前記消弧
グリッド６４の固定接点６９と反対側の走行板６４ａを
抵抗７２を介して他種に接続して、短絡電流を負荷側７
１から切り離すようにしたものがあった（たとえば米国
特許第２．９２４，７５２号）。

さらに、一対の単種の回路しゃ断器の負荷端子間に半導
体スイッチを接続して異常電流時に半導体スイッチをオ
ンにする回路しゃ断器があった（たとえば特開昭６０−
１４８０２７号）。

［発明が解決しようとする課題〕 特開昭ｓ９．−６６ｏ３ｏ−ｑは、使用者が使用する半
導体素子６１を保護するとき、半ぶ体素子６１のシャン
ト回路６０を形成するバイパス路６０ａをその半導体素
子６１の負荷側の接続点６０ｂまで延長するため、きわ
めて面倒な結線作業をする必要があった。また半導体素
子６１はノヤント回路６０ａによって迅速に短絡されて
保護されるが、半導体素子６１以外の電線、電路機器そ
の他の負荷は全く保護されない。さらに、たとえば複数
個の半導体素子６１を用いる場合たとえば第１０図に示
すようなモーフのイ７バータ回路Ｉに適用する場合は多
数個の回路しゃ断器が必要になるという欠点があった。

また米国特許第２．９２４．７５２号は、可動接点７２
から消弧グリッド６４の走行板６４ａへアークが転流す
る時間が長いため保護性能が低いという欠点があった。

すなわち、一般に磁気駆動型の回路しゃ断器では、接点
開離後のアークが固定接点に停留している膠着時間は極
めて短時間であり、したがって走行はきわめて速やかに
達成される。しかし、可動接点７２から走行＋ｆｆ１６
４ａへの走行は固定接点６９の場合に比べて転流するた
めに相当の時間を要する。すなわち転流はしゃ断に必要
な消弧グリッド６４の相当のグリッド数（この場合４枚
）によって発生ずるアーク電圧に打ら勝ち、かつ走行板
６４ａにマークが接近するに十分な可動接触子の開極距
離が確保されるまでの開極時間を経てなされるからであ
る。これに対して、転流時間を短縮するため、消弧グリ
ッド６４のグリッド数を減少させた例として第１２図に
示すものがある。しかし、消弧性能が低下し、電源側の
全短絡を確実にしゃ断することはきわめて困難になる欠
点がある。通常たとえば電源電圧が４００Ｖ級の場合、
図示のようなしゃ断器においてはグリッド数は少なくと
も１０枚は必要なことは周知の事実である。

さらに特開昭６０−１４８０２７号は、負荷の保護は優
れているが、半導体スイッチ自体が木来過電流耐叶が小
さいため保護可能な範囲が限定されるという欠点があっ
た。

したがって、この発明の目的は、アークを通じて異常電
流が半導体素子を含む負荷に流れる時間が短く、保護範
囲が制限されることなくまた補足的な結線作業を必要と
することな（負荷を十分に保護することができ、しかも
消弧性能が低下しない回路しゃＩ断器を提供することで
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、負荷端子および電ｔＸ端子
と、前記負荷端子に接続された固定接点と、この固定接
点に接離する可動接点をもち前記電源端子に接続される
可動接触子と、前記電源端子側に接続されたアークホー
ンと前記固定接点に近接配置されたアーク飛び移り部を
有するアークランナとの間に設けられて前記固定接点と
前記可動接点との間に発生したアークを消弧する消弧装
置とを備えた複数極の回路しゃ断器であって、各種の前
記アークランナ間を接続する接続体を設けたことを特徴
とするものである。

〔作　用〕

この発明の構成によれば、異常電流が流れて可動接点と
固定接点との間にアークが発生するとアークはアークホ
ーンとアークランナを走行して消弧装置によりン肖弧さ
れる。アークがアークランナに移行したとき、アークを
通して流れる電流は接続体に転流するので負荷側に電流
が流れな（なる。

アークがアークランナに移行する時間はアークが発生し
てから極めて短時間であり、負荷にはアークを通した電
流力くほとんど？Ｎれないため、ｉ９電ンζ耐量の小さ
い負ｒ５Ｊに対しても優れた保護性能を発渾でき、保護
範囲が制限されることなく負荷を十分に保護することが
できる。したがって、アークを通して異常電流が半導体
素子を含む負荷に流れる時間が短く、保護範囲が制限さ
れることなくまた補足的な結線作業を必要とすることな
く負荷を十分に保護することができ、しかも消弧性能が
低下しない。

〔実施例〕

この発明の第１の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。すなわら、この回路しゃ断器は、負荷端子
２ａ、２ｂおよび電源端子１２１３と、負荷端子２ａ、
２ｂに接続された固定接点３，４と、この固定接点３．
４に接離する可動接点５，６をもち電源端子１２．１３
に接続される可動１ａ触子７，８と、電源端子１２．１
３側に接続されたアークホーン１４と固定接点３，４に
近接配置されたアーク飛び移り部１５を有するアークラ
ンナ１６との間に設けられて固定接点３４と可動接点５
．６との間に発生したアークを消弧する消弧装置１７と
を備えた複数極の回路しゃ断器であって、各種のアーク
ランナ１６間を接続する接続体１８を設けている。

機構部１１は、ハンドル９で可動接触子７，８をオンま
たはオフに操作可能にするとともにオン時に異常電流検
出手段１０の動作で可動接触子７８を強制開極させる。

具体的には、異常′−流検出手段ＩＯの動作に応動して
引外しされる引外し手段（図示せず）と、引外し手段に
ラッチされ釈放されることによりトリップ動作して可動
接触子７を強制開極させるラッチリンク（図示せず）と
、う、子状態のランチリンクに支持されて可動接触子７
をオンまたはオフに操作するハンドル９とを有するもの
であり、このような構成は公知であるので詳細は省略す
る。

異常電流検出手段ＩＯは、過電流検出用のバイメタルｌ
ｏａと、短絡検出用の電磁石装置１０ｂからなる。

消弧装置１７は、アーク吸引用切欠を形成したグリッド
板を複数枚所定間隔をおいて積層してなる消弧グリッド
を実施例としている。

接続体１８は導電板で形成されるが、短絡電流がｌ、！
Ｌれるためこれに耐える材料または形状を有するもので
ある。接続体Ｉ８はアークランナ１６間を短絡するよう
に相互にねじ２２で連結している。

ｌは負荷、Ｉ９は電源、２０は器台、２１はカバーであ
る。

この回路しゃ断器は、ハンドル９をオンにすると可動接
点５．６が固定接点３．４に接触することにより電ａ端
子１２．１３と負荷端子２ａ、２ｂとが導通し、負荷１
に電源１９が接続されることとなる。

負荷１に過電流が流れると過電流検出用のバイメタル１
０ａが動作して機構部１１が強制開極動作し、アークが
発生しない場合には負荷ｌはただちにしゃ断される。

負荷１に過電流よりも大きい短絡電流が流れると短絡検
出用の電磁石装置１０ｂが動作し機構部１１が強制開極
動作し、アークが発生した場合にはアークを通して負荷
Ｉに電流が流れようとするが、可動接点５，６の高速開
極動作および可動接触子７，８と固定接点３．４側の固
定接触子とからなる電路が平行に相対向することにより
アークＸが消弧装置１７側に駆動されて第３図に示すよ
うに、数百μｓの短時間でアークＸがアークランナ１６
のアーク飛び移り部１５に移行し、これにより短絡電流
は接続体１８に転流し、負荷１に短絡電流が流れなくな
る。

アークＸの発生から１ｍｓ＠＆でアークＸの可動接点５
．６側もアークホーン１４へ飛びＢす、アークＸがアー
クホーン１４とアークランナ１Ｇの間を走行して第４図
に示すように消弧装置１７に吸引され分υ１され冷却さ
れて消弧に至る。

第５図はこの実施例の試験結果の一例である。

電源電圧は単相４６０Ｖ、推定短絡電流６ＫＡである。

１１は電ｉ＃端子１２．１３および転流後接続体１８を
流れる全短絡電流であり、全しゃ断時間は略７ｍｓかか
っており、これは通常このクラスの磁気駆動型の回路し
ゃ断器のごく普通のしゃ断時間である。１２は負荷に流
れる事故電流を示ししゃ断時間は略１．６ｍｓである。

この場合の接点の開離時間は１．２ｍ５（図示せず）で
あるので転流時間は略０．４ｍｓときわめて短い。また
事故のダメージを示す通過エネルギは、４０Ａ級の一般
用サイリスクやトライアックの許容値がＩ２７＝２．６
Ｘ１０’〜２．７　Ｘ　１０″（Ａ”Ｓ）であるのに対
して、ｆｉ、”　ｄ　ｔ＝２．３ｘｌ　Ｏ’　（Ａ”Ｓ
）　＞＞ＲＴｆｉ２”　ｄｔ＝４．６Ｘ１０”（Ａ”Ｓ
）　＜Ｉ”Ｔとなり、従来のしゃ断器では半導体が保護
できなかったものがこの実施例において保護可能なこと
を示している。また他の従来例でもこのような特性を得
ることは困難である。

この実施例によれば、異常電流が流れて可動接点５．６
と固定接点３，４との間にアークが発生すると７−クは
アークホーン１４とアークランナ１６を走行して消弧装
置１７により消弧される。

アークがアークランナ１６に移行したとき、アークを通
して流れる電流は接続体１８に転流するので負荷側に電
流が流れなくなる。アークがアークランナ１６に移行す
る時間はアークが発生してから極めて短時間であり、負
荷にはアークを通した電流がほとんど流れないため、過
電流耐量の小さい負荷に対しても優れた保護性能を発揮
でき、保護範囲が制限されることなく負荷を十分に保護
することができる。したがって、アークを通じて異常電
流が半導体素子を含む負荷に流れる時間が短く、保護範
囲が制限されることなくまた補足的な結線作業を必要と
することなく負荷を十分に保護することができ、しかも
消弧性能が低下しない。

この発明の第２の実施例を第６図および第７図に示す。

すなわち、この回路しゃ断器は、３極構造であり、各ア
ークランナ１６を接続する接続体１８が器台１９の裏面
の凹部２３に挿入され、内部のアークランナ１６とねじ
２２により接続される。

この発明の第３の実施例を第８図に示す。すなわち、こ
の回路しゃ断器は、第２の実施例において接続体１８を
鉄等を用いた限流線を実施例とするものである。この実
施例によれば、短絡電流を接続体１８により限流するこ
とができるのでより迅速にアークを消弧できる。

なお、この回路しゃ断器の極数は２以上であればよい。

また機構部１１は各種ごとに設けられて相ｎに連動する
構成でもよいが１個の機構部で共用してもよい。また異
常電流検出手段ｌＯは可動接触子７．８と電源端子１２
．１３との間に接続されているが、負荷端子２ａ、２ｂ
と固定接点３゜４との間に接続されてもよい。

〔発明の効果〕

この発明の回路しゃ断器によれば、異常電流が流れて可
動接点と固定接点との間にアークが発生するとアークは
アークホーンとアークランナを走行じて消弧装置により
消弧される。アークがアークランナに移行したとき、ア
ークを通して流れる電流は接続体に転流するので負荷側
に電流が流れなくなる。アークがアークランナに移行す
る時間はアークが発生してから極めて短時間であり、負
荷にはアークを通した電流がほとんど流れないため、過
電流耐■の小さい負荷に対しても優れた保護性能を発揮
でき、保護範囲が制限されることなく負荷を十分に保護
することができる。したがって、アークを通じて異常電
流が半導体素子を含む負荷に流れる時間が短（、保護範
囲が制限されることなくまた補足的な結線作業を必要と
することなく負荷を十分に保護することができ、しかも
消弧性能が低下しないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の説明図、第２図は回
路しゃ断器の破断側面図、第３図はアークがアークラン
ナに移行した状態の説明図、第４図はアークが消弧装置
で分υ１された状態の説明図、第５図は短絡時の時間対
電流の特性図、第６図は第２の実施例の裏面からみた分
解斜視図、第７図は接続体とアークランナとの接続状態
の斜視図、第８図は第３の実施例の裏面からみた分解斜
視図、第９図は従来例の説明図、第１０図はインバータ
回路図、第１１図は他の従来例の説明図、第１２図はさ
らに他の従来例の説明図である。 ２ａ、２ｂ・・・負荷端子、３．４・・・固定接点、５
゜６・・・可動接点、７，８・・・可動接触子、９・・
・ハンドル、ｌＯ・・・異常電流検出手段、１１・・・
ａ構部、１２゜１３・・・１１Ｂ端子、１４・・・アー
クホーン、１５・・・ア−り飛び移り部、 １６・・・ア クランナ、 １７・・・消 弧装置〃、 ８・・・接続体 ■ｃｖ′Ｓす８ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷端子および電源端子と、前記負荷端子に接続された
   固定接点と、この固定接点に接離する可動接点をもち前
   記電源端子に接続される可動接触子と、前記電源端子側
   に接続されたアークホーンと前記固定接点に近接配置さ
   れたアーク飛び移り部を有するアークランナとの間に設
   けられて前記固定接点と前記可動接点との間に発生した
   アークを消弧する消弧装置とを備えた複数極の回路しゃ
   断器であって、各極の前記アークランナ間を接続する接
   続体を設けたことを特徴とする回路しゃ断器。