JPH0622913Y2 - 自己復旧型電流制限装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は例えば短絡電流、過負荷電流通電の如き配線
機器に障害の恐れある大電流に対し高抵抗を示して電流
の制限を行い、正常電流に復帰すれば良導性を示す自己
復旧型電流制限装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の自己復旧型電流制限装置は実公昭53-53060
に示されているように次のように構成されていた。即ち
第５図に於て、(1)は第１の電極で導電性の金属たとえ
ば銅あるいは銅合金で筒状に形成され、一端は母線螺合
のための端子用のネジが螺削され、かつその中心部に有
底の雌ネジが形成されている。(2)は絶縁筒で、中空パ
イプ状の耐熱、耐アルカリ性材料、例えばベリリヤ磁器
からなり一端が上記第１の電極筒(1)に接している。(3)
は金属補強筒で、筒状に形成され内部に中空の穴を有
し、上記電極筒(1)と絶縁筒(2)をその一方側から収納し
ている。(4)はガラス、マイカ等の粉末を上記第１の電
極筒(1)と金属補強筒(3)および絶縁筒(2)と共に高温焼
成後成形した絶縁体で第１及び金属補強筒(1),(3)を互
いに絶縁すると共にこれらと絶縁筒(2)を一体化固定し
ている。(5)は第２の電極で導電性の金属たとえば銅あ
るいは銅合金よりなり外周に設けられた雄ネジを上記金
属補強筒の中空穴に設けた上記雌ネジに螺着されて上記
金属補強筒(3)に固定されている。(7)はナトリウムなど
のアルカリ金属等により成り、短絡電流あるいは過負荷
電流のような制限すべき電流が通過したときその電流に
よるジユール熱によつて、気化して高抵抗体となり、常
時通電の場合は電気の良導体をなす電流制限材、(6)は
この電流制限材(7)を密封する密封材、(8)は上記電流制
限材(7)の上記気化により軸方向作動するよう第２の電
極(5)の中空有底穴に設けられた運動自在のピストン、
(9)は上記ピストン(8)の凹部に挿入された上記電流制限
材(7)と後述の圧力緩衝流体(12)の気密性を保つＯリン
グ、(10)は上記第２電極(5)の中空穴に挿入されたスペ
ーサで、上記電流制限材(7)が気化した場合上記ピスト
ン(8)の衝撃を受けとめるものである。(12)は上記電流
制限材(7)の気化による上記ピストン(8)の衝撃を緩和す
る不活性ガスよりなる圧力緩衝流体、(11)は上記の圧力
緩衝流体(12)を密封するための密封体である。

次に動作について説明する。短絡電流や過負荷電流が流
されると、絶縁筒(2)内に充填された電流制限材(7)が自
己ジユール熱により加熱され、気化する。気化が起こる
と、電流制限材(7)の固有抵抗は急激に上昇し、短絡電
流などは顕著に限流される。電流制限材(7)は気化によ
つて、高圧力のプラズマとなるので、絶縁筒(2)内の穴
孔の圧力が高くなるが、ピストン(8)が第５図に向つて
右方向に移動して、圧力上昇は抑制される。絶縁筒(2)
は絶縁体(4)を介して金属補強筒(3)に補強されているの
で、ピストン(8)により抑制された圧力によつて破損す
ることはない。

限流された電流は図示しない直列開閉器でしや断され
る。しや断後、自己復旧型電流制限装置のエネルギー入
力が無くなるので、気化していた電流制限材(7)は冷却
されて固体又は液体になる。従つて、絶縁筒(2)の内孔
内の圧力も低下し、圧力緩衝流体(12)の力によりピスト
ン(8)が押しもどされ、動作前の状態に自己復旧する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の自己復旧型電流制限装置は以上のように構成され
動作するのであるが、負荷電流を連続して通電する時、
電流制限材の自己ジユール熱は、２個の電極(1),(5)に
接続された電線（図示せず）に逃げると共に、この自己
復旧型電流制限装置の表面から周囲の空気に自然対流に
よつて伝達される。しかし自然対流によつて空気に伝達
される熱量はわずかであるので、大電流の連続通電がで
きないという問題点があつた。

この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、大電流回路にも適用できる自己復旧型電流制
限装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る自己復旧型電流制限装置は、対向配置さ
れた第１および第２の電極、上記電極間に設けられ、電
流制限材が充填された貫通孔を有する絶縁筒、上記電極
に設けられ上記電流制限材の気化時の圧力上昇を緩衝す
る圧力緩衝手段、上記絶縁筒の外周に絶縁体を介して設
けられ、第１の電極と絶縁され第２の電極と導通する金
属補強筒、および上記金属補強筒の外周に絶縁体を介し
て設けられ、外部の放熱体と接触する金属放熱筒を備え
たものである。

〔作用〕

この考案における自己復旧型電流制限装置は、電流制限
材の自己ジユール熱を金属放熱筒を介して外部の放熱体
に伝達することにより、電流制限材の温度上昇を抑制
し、自己復旧型電流制限装置の通電性能を高める。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明する。第１
図において、(13)は金属製の放熱筒で、この放熱筒(13)
と金属補強筒(3)の間は絶縁体すなわち固体絶縁物(14)
が充填されている。この固体絶縁物(14)は絶縁体(4)と
同じように、ガラス、マイカ等の粉末を高温焼成後成形
することにより形成されてもよい。このようにすれば、
絶縁体(4)と固体絶縁物(14)の両方を一度に成形するこ
とも可能である。なお、第１図において、他の部品は第
５図のものと全く同一である。なお、放熱筒(13)を拡大
して第２図に示す。第２図において、穴(13A)は、自己
復旧型電流制限装置を挿入するもので、穴(13B)は外部
の放熱体にとりつけるためのボルトを貫通させるための
ものである。

短絡電流や過負荷電流が流れた場合の動作は、上記従来
の自己復旧型電流制限装置の動作と全く同じである。

次に負荷電流が連続的に流れた場合の動作について説明
する。負荷電流が連続的に流れると、電流制限材(7)は
自己ジユール加熱により、熱を発生する。この熱の一部
は両電極(1),(5)に接続された電線に伝達されるが、残
りの熱は金属補強筒(3)、固体絶縁物(14)、金属放熱筒
(13)を経由して、外部の放熱物に伝達される。このよう
に、本発明では、冷却能力が極端に低い自然対流によつ
てでなく、熱伝達によつて、電流制限材(7)から発生し
た熱を効率よく放熱し得るので、大電流の通電が可能と
なる。

なお、上記実施例では金属放熱筒(13)と金属補強筒(3)
間の外沿面距離が小さいため、電圧が高い回路へ適用し
た場合、短絡事故を起こす可能性がある。そこで、第３
図に示すように、金属補強筒(3)の両端面にも絶縁体(1
4)を施すか、あるいは第４図に示すように、さらに金属
放熱筒(13)の両端面にも絶縁体(14)を施すことにより、
より電圧の高い回路への適用が可能となる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、対向配置された第１
および第２の電極、上記電極間に設けられ、電流制限材
が充填された貫通孔を有する絶縁筒、上記電極に設けら
れ上記電流制限材の気化時の圧力上昇を緩衝する圧力緩
衝手段、上記絶縁筒の外周に絶縁体を介して設けられ、
第１の電極と絶縁され第２の電極と導通する金属補強
筒、および上記金属補強筒の外周に絶縁体を介して設け
られ、外部の放熱体と接触する金属放熱筒を備えたの
で、上記電流制限材の自己ジユール熱を上記金属放熱筒
を介して外部の放熱体に伝達でき、通電性能の改善され
た自己復旧型電流制限装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を一部側面で示す断面図、
第２図は第１図の要部を拡大して示す斜視図、第３図、
第４図はそれぞれこの考案の他の実施例を一部側面で示
す断面図、第５図は従来の自己復旧型電流制限装置を一
部側面で示す断面図である。 図において、(1)は第１の電極、(2)は絶縁筒、(3)は金
属補強筒、(4),(14)は絶縁体、(5)は第２の電極、(7)は
電流制限材、(8)はピストン、(9)はＯリング、(10)はス
ペーサ、(12)は圧力緩衝流体、(13)は金属放熱筒であ
る。 なお、各図中同一符号は同一、または相当部分を示すも
のとする。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置された第１および第２の電極、上
   記電極間に設けられ、電流制限材が充填された貫通孔を
   有する絶縁筒、上記電極に設けられた上記電流制限材の
   気化時の圧力上昇を緩衝する圧力緩衝手段、上記絶縁筒
   の外周に絶縁体を介して設けられ、第１の電極と絶縁さ
   れ第２の電極と導通する金属補強筒、および上記金属補
   強筒の外周に絶縁体を介して設けられ、外部の放熱体と
   接触する金属放熱筒を備えた自己復旧型電流制限装置。