JPH053089B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、三相三線式や三相四線式など低圧
配電線において、欠相保護用として使用される連
動ヒユーズに関するものである。

［従来の技術］ この種ヒユーズとしては、従来から例えば第１
４図に示すようなものがあつた。

すなわち、密閉筒１６内を隔壁１７で仕切つて
遮断部１８及びアーク短絡部１９を構成し、両端
を端子２０に接続して可溶体２１，２２，２３を
内蔵したもので、一本の可溶体、例えば可溶体２
１が溶断すると、これによつて発生した金属蒸気
やアークが接近して配置した他相間を短絡させ、
大電流を流すことによつて遮断部１８で回路を遮
断するようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ 一般的に、ヒユーズが溶断すると極間にはアー
クが発生し、金属蒸気が充満する。各相のヒユー
ズが接近して配置されてあると、極間や相間に金
属蒸気が充満し、異相間には絶縁破壊が起り、ア
ーク短絡が発生する。しかしながら、この動作は
必ずしも確実ではなく、異相間がアーク短絡しな
い場合も起り得る。すなわち、比較的大きな電流
域では、金属蒸気が大量に発生し、異相間の絶縁
が簡単に破壊されてアーク短絡が確実に起るが、
中電流域においては偶発的となり、過負荷小電流
域においてはアーク短絡は全く期待できない。従
つて一相が溶断しても他相が溶断せず、欠相運転
となり、三相ヒユーズの誤動作となる危険性があ
つた。

そこで、この発明の目的とするところは、一相
が溶断した場合には、確実に他の相も溶断し、欠
相運転を起すおそれのない連動ヒユーズを提供す
るところにある。

［課題を解決するための手段］ 蒸気目的を達成するため、この発明に係る連動
ヒユーズは一相の動作時にその発熱を他相に伝導
して同時に溶断させる熱伝導連動方式を採用し
た。

すなわち、この発明に係る連動ヒユーズは、複
数対の電線接続用端子間に中央部を分断開離して
各相の抵抗体を接続し、中央開離部において各相
の抵抗体の開離端部間に導電体を低融点金属で接
合するとともに、各相間を熱伝導の良い耐熱性絶
縁材からなる熱導体で絶縁隔離し、導電体には抵
抗体の開離端部間から離脱する方向の弾発力２付
与する構成としたものである。

導電体は、ヒユーズの定格電流に応じて通電容
量を上げる必要があるため蓄熱容量を持たせるこ
とが望ましい。

導電体と熱導体は一体あるいは別体に構成でき
る。例えば、蓄熱容量を持たせた導電体を熱導体
の両面に接合固着し、導電体に付与される弾発力
は可動熱導体に付与された弾発力によつて与えら
る一体構成とすることができる。一方、抵抗体の
開離端部間に固定熱導体を接合固着し、蓄熱容量
を有する可動導電体を開離端部から離脱する方向
の弾発力を付与する低融点金属で抵抗体の開離端
部間に接合すれば別体構成とすることができる。

また、この発明によれば、これら熱伝導連動方
式による連動遮断に加え、導電体に接合される抵
抗体に僅かな構成を加えることによつて、アーク
による相間短絡を強制的かつ確実に行い得る構成
とすることができる。

すなわち、導電体に接合される抵抗体を、導電
体と平行状態で熱導体の端縁を越えて延びる平行
部と、この平行部から直角に折れ曲がる垂直部を
有する構成とし、垂直部近傍の平行部に小孔を穿
設してアークに方向性を持たせる構成である。

なお、熱導体は、窒化アルミニウム、酸化ベリ
リウム、炭化珪素などのセラミツク材等、熱伝導
の良い耐熱性絶縁材の成形焼成体を用いるのが好
ましく、導電体あるいは抵抗体を半田付接合する
ためには、所定領域にメタライズ加工後ニツケル
メツキを施すのが推奨される。

導電体としては、銅、銅亜鉛合金、銅ニツケル
合金等の導電性の良い金属を使用する。

抵抗体も、銅、銅亜鉛合金、銅ニツケル合金等
が使用できる。

［作用］ 蒸気のように各相の抵抗体の中央開離部におい
て開離端部間に導電体を低融点金属で接合すると
ともに、各相間を熱伝導の良好な耐熱性絶縁材料
かなる熱導体で絶縁隔離し、導電体に抵抗体の開
離端部から離脱する方向の弾発力を付与しておけ
ば、一相のヒユーズが動作した場合、その発熱が
熱導体を介して他相に伝導され、他相の低融点金
属も溶融されるので、付与された弾発力によつて
導電体が抵抗体の開離端部から離脱し、両相が連
動して遮断される。

蓄熱容量を持たせた導電体を使用した場合、ヒ
ユーズの定格電流に従つて通電容量をあげること
ができる。

蓄熱容量を持たせた導電体を可動熱導体の両面
に接合固着し、熱導体に付与した弾発力によつて
導電体に抵抗体の軸方向に抵抗体の開離端部から
離脱する方向の弾発力を付与し、かつこの可動熱
導体の作動方向と反対側に可動熱導体の移動後、
各相間を絶縁隔離する耐熱絶縁隔離板を熱導体と
一体的に設けた場合、連動動作後における各相間
の絶縁が確保される。

また、導電体に接合される抵抗体が、平行部と
垂直部を有し、垂直部近傍の平行部に小孔を設け
て初期発弧点を限定した構成においては、フレミ
ングの左手の法則により、垂直部の回りに磁界が
形成されるとともに発生したアークを他相方向に
駆動する力が働くため、相間短絡が強制的かつ確
実に行われ安定した連動状態が得られる。これ
は、中電流域・大電流域の連動遮断を保証するも
のとなる。すなわち、過負荷小電流域において
は、熱伝導連動方式で各層を連動遮断するととも
に、中電流域・大電流域ではアーク短絡による連
動遮断を確実に生起する構成とすることができる
ものである。

［実施例］ 以下添加附図面に示した実施例について説明す
る。第１図は、この発明に係る連動ヒユーズの一
実施例として示した二相連動式の基本構造を示す
もので、１，１′は二対の電線接続用端子、２，
２′は各相の端子間に接続した抵抗体が、中央部
において分断開離状態としている。３は中央開離
部において、各相の抵抗体２，２′の開離端部２
ａ，２′ａ間に低融点金属で接合した導電体、４
はこの導電体３を接合固着した熱導体で、熱伝導
の良好な耐熱性絶縁材である窒化アルミニウムで
成形されており、各相間を絶縁隔離している。こ
の熱導体４には例えば矢印で示す抵抗体の軸方向
に弾発力が付与され、これによつて導電体３に抵
抗体２，２′の開離端部２ａ，２′ａから離脱する
方向の弾発力が付与されている。

第２図は動作状態を示すもので、過負荷小電流
の通電により一相のヒユーズが発熱し、低融点金
属が溶断するとき、熱導体４を介してその発熱が
他相にも伝えられ、低融点金属を溶融することに
よつて弾発力が働き、導電体３が熱導体４ともど
も抵抗体の軸方向に作動して開離端部２ａから離
脱することによつて、連動遮断された状態を示し
ている。

第３図は密閉筒５内に動作部を封止した状態を
示しており、第１図と同一部分は同一符号で示し
ている。６は熱導体４を抵抗体の軸方向の引張る
コイルスプリングである。

第４図Ａ，Ｂ及び第５図Ａ，Ｂは上記実施例に
使用した熱導体４及びこの熱導体に導電体３を接
合固着した状態を示す斜視図並びに側面図で、熱
導体４の両面には第４図に示す通り、メタライズ
加工７を施した上、ニツケルメツキ８が施され、
このニツケルメツキの上に第５図に示す通り、蓄
熱容量を持たせた導電体３が高融点金属９によ高
温半田付けされている。

第６図は、このような導電体３及び熱導体４を
使用した具体例で、電源接続用端子１，１′を有
する抵抗体２，２′の開離端部２ａ，２′ａが低融
点金属１０で導電体３に接合されている。また、
この例では抵抗体が、導電体３と平行状態で熱導
体４の端縁を越えて延びる平行部イと、この平行
部イから直角に折れ曲がる垂直部口を有し、垂直
部近傍の平行部に小孔１１が形成された構造とな
つている。このような構造においては、第７図に
示す通り、電流の流れに応じてフレミングの左
手の法則より、垂直部口の回りに磁界Ｈが生じ矢
印Ｆの力が生じる。一方小孔の形成により、初期
発弧点が限定されているので、一相のヒユーズが
動作して発生したアークは、矢印Ｆの方向に駆動
され、他相を強制的かつ確実にアーク短絡できる
構造となつている。小孔１１の位置は垂直部に近
いほど良いが、応力等の問題もあるので、若干離
すほうが良い。小孔の大きさは、抵抗体断断面積
Ｓに対する小孔により減少した抵抗体断面積S′の
割合いが50％〜95％程度になるのが好ましい。小
孔を他の異種金属か合金で埋めると、応力に対し
補強強化され、安定した長期信頼性のあるヒユー
ズとすることができる。

第８図は、コイルプリング６によつて抵抗体
２，２′の軸方向に引張力を付与された可動熱導
体４を有する第３図と同様のヒユーズにおいて、
可動熱導体４の作動方向と反対側に可動熱導体の
移動後、各相間を絶縁隔離する耐熱絶縁隔壁板１
２を設けた実施例を示すもので、動作後の相間の
絶縁を安定に確保することができる。

第９図は、両面に抵抗体２，２′が滑入して移
動ガイドの役割をする溝１３ａを設けた耐熱絶縁
隔壁板１３を示している。

上記実施例においてはいずれも導電体を可動熱
導体に接合固着し、この導電体に抵抗体を低融点
金属で接合固着する例を示しているが、導電体を
可動に設けることも可能である。

第１０図Ａ，Ｂは、この場合に用いる導電体３
及び熱導体４の例示斜視図で、導電体３は蓄熱容
量を持たせて耐熱絶縁物１４に接合固着してい
る。また、熱導体４は、Ｂ図に示すように、両面
にヒユーズが動作した際十分絶縁が保てる距離を
隔てて、２所にメタライズ加工とニツケルメツキ
を施した表面処理部１５を設けている。電線接続
用端子１，１′を設けた抵抗体２，２′は、第１１
図に示すように、中央の開離端部２ａ，２′ａに
おいて高融点金属１６を使用して表面処理部１５
に高温半田付けする。

第１２図Ａは、連動ヒユーズとしての組合わせ
例で、導電体３を矢印方向の弾発力を付与して低
融点金属で抵抗体２，２′に接合固着した例を示
している。同図Ｂは、動作状態を示している。

第１３図Ａは、組合わせ例の他例で、導電体３
を抵抗体２，２′の軸方向に弾発力を付与して、
低融点金属で抵抗体２，２′に接合固着した例を
示している。同図Ｂは、動作状態を示している。
この場合、抵抗体の一方側を導電体３がスライド
可能なように曲げておく。

［発明の効果］ 以上詳述の通り、この発明に係る連動ヒユーズ
は、熱伝導による相互の熱エネルギーの授受によ
り各相のヒユーズを連動させるものであり、動作
が確実である。

また、動作後において各相間を絶縁隔離する耐
熱絶縁隔壁板を設けておくと、連動動作後におけ
る各相間の絶縁が確保される。

抵抗体に垂直部と水平部を設け、水平部に小孔
を設けておくと、初期発弧点が限定され、発生し
たアークが他相方向に駆動されるため、相間短絡
が強制的かつ確実に行われ、中電流域・大電流域
の連動遮断も保証された連動ヒユーズとなし得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る連動ヒユーズの一実
施例として示した二相連動式の基本構造を示す斜
視図、第２図は、同連動ヒユーズの動作状態を示
す斜視図、第３図は、同連動ヒユーズを密閉筒内
に封止した状態を示す概略図、第４図ＡとＢは、
同連動ヒユーズに使用した熱導体の斜視図と側面
図、第５図ＡとＢは、同熱導体に導電体を接合固
着した状態を示す斜視図と側面図、第６図は、同
熱導体及び導電体を使用した連動ヒユーズの具体
例を示す正面図、第７図は、同連動ヒユーズの抵
抗体構造に基づく動作状態を示す概略図、第８図
は、動作後において各相間の絶縁を確保する耐熱
絶縁隔壁板を追加した例を示す概略図、第９図
は、耐熱絶縁隔壁板の他例を示す斜視図、第１０
図Ａは、連動ヒユーズの他例における導電体の斜
視図、Ｂは、熱導体の斜視図、第１１図は、同熱
導体と抵抗体を接合した状態を示す正面図、第１
２図Ａは、導電体と組合わせて連動ヒユーズとし
た状態における斜視図、Ｂは、動作状態を示す斜
視図、第１３図Ａは、導電体の動作方向を異にす
る連動ヒユーズの斜視図、Ｂは、動作状態を示す
斜視図、第１４図は、従来の連動ヒユーズの代表
例を示す概略図である。 １，１′……電線接続用端子、２，２′……抵抗
体、２ａ，２′ａ……開離端部、３……導電体、
４……熱導体、７……メタライズ加工、８……ニ
ツケルメツキ、９……高融点金属、１０……低融
点金属、１１……小孔、１２，１３……耐熱絶縁
隔壁板、１３ａ……溝、１６……高融点金属。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数対の電線接続用端子間に中央部を分断開
   離して各相の抵抗体を接続し、中央開離部におい
   て各相の抵抗体の開離端部間に導電体を低融点金
   属で接合するとともに、各相間を熱伝導の良い耐
   熱性絶縁材からなる熱導体で絶縁隔離し、導電体
   には抵抗体の開離端部間から離脱する方向の弾発
   力を付与してなる連動ヒユーズ。 ２ 導電体が蓄熱容量を有し、熱導体の両面に接
   合固着され、導電体に付与される弾発力が可動熱
   導体に付与され弾発力によつて与えられる請求項
   １記載の連動ヒユーズ。 ３ 可動熱導体が抵抗体の軸方向に作動する請求
   項２記載の連動ヒユーズにおいて、可動熱導体の
   作動方向と反対側に可動熱導体の移動後、各相間
   を絶縁隔離する耐熱絶縁隔壁板を設けてなる連動
   ヒユーズ。 ４ 抵抗体の開離端部間に固定熱導体が接合固着
   され、蓄熱容量を有する可動導電体が開離端部か
   ら離脱する方向の弾発力を受けて低融点金属で低
   抗体の開離端部間に接合されている請求項１記載
   の連動ヒユーズ。 ５ 導電体に接合される抵抗体が、導電体と平行
   状態で熱導体の端縁を越えて延びる平行部と、こ
   の平行部から直角に折れ曲がる垂直部を有し、垂
   直部近傍の平行部に小孔が穿設されている請求項
   １記載の連動ヒユーズ。 ６ 熱導体がセラミツク材料からなり、両面の所
   定領域にメタライズ加工後ニツケルメツキが施さ
   れている請求項１記載の連動ヒユーズ。