【発明の詳細な説明】
二重切り回路遮断器用のブレード移動ランナーおよびアークシャント発明の分野
本発明は一般に回路遮断器に係わり、更に詳しくは回路遮断器が電流通路を遮
断する場合、２つの回路遮断接点が互いに開離するときにそれらの回路遮断接点
の間に生じるアークエネルギーを受け入れる方法に関する。発明の背景
回路遮断器は現代の住宅用、業務用および工業用の電気系統に広く使用されて
おり、過電流状態に対する保護を与えるためにそれらの系統に不可欠な要素を成
している。様々な回路遮断器の機構が発達し、電流容量、応答時間および遮断器
に望まれるリセット（手動または遠隔）機能の形式のような応用例に特有の要因
に基づいて、時の経過につれて完全なものと成ってきた。
回路遮断器の機構の１形式は、過電流状態の特別な範囲に応じてラッチを「ト
リップ」するために熱磁気的なトリッピング装置を使用する。このトリッピング
作用は、バイメタルすなわちサーモスタット金属部材を通る回路電流の流れによ
る抵抗熱のために生じた温度変化に応じて該部材に生じる大きな反りによって、
引き起こされる。サーモスタット金属部材は典型的にブレード形をしており、そ
れが組合わされている電流回路を「切る」ために予め定めた過電流閾値に相当す
る時間遅延の後、ブレードの反りでラッチを解除するように、ラッチと関連作動
する。この形式の回路遮断器の機構は、短絡すなわち非常な大電流状態の発生時
に遮断器ラッチを解除するためにレバーに対する電磁作動をしばしば含む。典型
的に、サーモスタット金属部材が同じ電流通路の一部として配置されて、回路遮
断器接点が予め定めた過電流閾値に応答して遮断を行うようになされる。
この形式の回路遮断器のトリッピング構造は、電流通路に１組の接点装置だけ
を有する単式切り回路遮断器と、電流通路に２組の接点装置を有する二重切り回
路遮断器との両方に使用される。例えば、何れも本出願人に譲渡されている米国
特許第３９４４９５３号、第３９６３４６号、第３９４３３１６号、第３９４３
４７２号、第５００３１３９号、第５０７５６５７号および第５０９７５８９号
を参照のこと。
短絡すなわち非常に大電流の状態に応答して回路遮断接点が開路するとき、そ
れらの電圧差のために望ましくないアークエネルギーが開離する接点の間に生じ
る。電流通路の素早い遮断を完結するために、残留アークエネルギー通路を排除
しなければならない。これは接点の開離間隙の近くにアーク引きつけ部材（別称
「アークスタック」）を使用することで典型的に達成されてきた。更に、幾つか
の実施例では、アークスタックの隣で使用される金属プレートを有し、高レベル
の故障電流をバイメタル部材のまわりに発散させて、短絡すなわち高レベルの電
流状態がその脆性の構造体に全体的に応力を発生しないようにする。
このような実施例では、アークが２７７ボルト以下のライン電圧の場合は十分
に排除されるが、これより高い例えば約３４６ボルトのライン電圧の場合は十分
でない。本発明によれば、またこのような高いライン電圧の場合に関して、低〜
中間レベルの故障電流は接点の開離間隙内にアークエネルギーを衰退（ｃｏｌｌ
ａｐｓｅ）させることが発見された。低〜中間レベルの故障電流が存在する場合
、アークスタックの隣の金属プレートはアーク遮断を助成せず、アークスタック
はアークエネルギーを保持できない。この結果、アークエネルギーは接点間に崩
壊し、接点を横断するアーク電圧を低下させ、またこれらの高いライン電圧の場
合に遮断問題を生じるのである。
したがって、このようなライン電圧の場合を許容するが、回路遮断器構造に複
雑さおよび大きな費用を過度に付加することのないようにするために、低および
高レベルの故障電流の両方に関して故障電流遮断性能を向上する改良した回路遮
断器構造が必要とされる。発明の概要
一般に、本発明は従来技術の上述した欠点を解消する回路遮断器構造を提供す
る。
更に詳しくは、本発明は低および高レベルの故障電流で回路遮断器の遮断性能
を向上する二重切りおよび単式切りの両方の回路遮断器に有用なブレード移動ラ
ンナーおよびアークシャントの組合わせを提供する。
本発明はまた本願発明者が発見した問題、すなわち高いライン電圧の場合には
低〜中間レベルの故障電流がアークエネルギーを接点の開離間隙内へ衰退させる
（ｃｏｌｌａｐｓｅ）という問題の解決方法を提供する。低〜中間レベルの故障
電流が存在する場合、アークスタックの隣に金属プレートを有する既知の実施例
はアーク遮断を助成せず、典型的にアークスタック構造がアークエネルギーを保
持できないことが見出されている。この結果、アークエネルギーは接点の間で衰
退して接点を横断する電圧を低下させ、これらの高ライン電圧の場合の遮断問題
を生じる。本発明の構造は、アークエネルギーがアークスタック内から、隣接の
接点開離間隙内へ衰退することを防止する。
１実施例において、本発明は一対の接点組立体と、アークスタックと、アーク
エクストラクター（ｅｘｔｒａｃｔｏｒ）とを回路遮断器に備えて実現される。
少なくとも１つの接点組立体が常閉位置から少なくとも１つの開路位置へ移動す
ることで電流を遮断するのであり、アークスタックは常閉位置から移動する１次
接点組立体の１つにより発生されたアークエネルギーを吸収するために一対の接
点組立体に十分に接近して配置される。アークエクストラクターはアークスタッ
クに隣接され且つ一対の接点組立体に十分に隣接されて配置される導電部分を有
し、アークスタック内のアークエネルギーが一対の接点組立体の間の領域内に衰
退することを防止する。
本発明の他の実施例において、回路遮断器は正常時に２つの回路遮断器の間に
電流を流し、少なくとも１つの異常時に応答して少なくとも一時的に電流を遮断
する。この回路遮断器は、少なくとも１つが常閉位置から開離するように移動し
て電流を遮断する一対の１次接点組立体と、ブローオフ力に応答して少なくとも
１つが常閉位置から開離するように移動することで電流を遮断する一対の２次接
点組立体と、１次接点組立体の１つが常閉位置から開離するように移動すること
で生じるアークエネルギーを吸収するために一対の１次接点組立体に十分接近し
て配置されたアーク吸収部材と、アークスタックに隣接配置され、アークスタッ
ク内のアークエネルギーが１次接点組立体の間の領域内に衰退することを防止す
るために一対の１次接点組立体に対してある距離内に位置された導電部分を有す
るアークエクストラクターとを含む。
更に他の実施例において、前項で説明した回路遮断器は、アークエクストラク
ターの導電部分と一対の接点組立体との間の最大距離が約６．３５ｍｍ（０．２
５インチ）で、接点組立体が開路位置にあるときの一対の接点組立体の間の最小
距離が約１０．７ｍｍ〜９．９ｍｍ（０．４２〜０．３９インチ）であるように
構成される。
本発明の上述した概要は、本発明の各実施例、すなわち全概念を表すことを意
図されたものではない。図面の簡単な説明
本発明の他の目的および利点は以下の詳細な説明を読み、図面を参照すること
で明白となろう。図面において、
第１図は本発明を具現したアークエクストラクターを含む直列二重切り回路遮
断器のそれぞれ斜視図および側面図、および
第２図は第１図のアークエクストラクターの拡大側面図である。
本発明は様々な変更および代替形態が可能であるが、その特定の実施例が例と
して図示され、詳細に説明される。しかしながら本発明を説明する特定の形態に
限定することを意図するものでないことが理解されねばならない。反対に、本発
明は請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲に含まれる全ての変更例、
等価例および代替例を包含することが意図される。好ましい実施例の説明
図面を参照すれば、第１図は二重切り回路遮断器において本発明を具現したブ
レード移動ランナーおよびアークシャントの組合わせ（以下に「アークエクスト
ラクター」と称する）１０の基本形状を示す。本発明は図示目的のためにこの二
重切り回路遮断器に関して説明される。何故ならば、本願発明者がこの問題点お
よび解決策を発見したのがこの状態であったからである。可能な適用例は低レベ
ル電圧ラインとして作用し、また減少した接点開離間隙を有するものを含めて広
汎の回路遮断器形式を包含するので、図示し（第１図）説明される特定の回路遮
断器が本発明の可能な適用を限定すると解釈されてはならない。
第１図の回路遮断器は回路遮断器基部１４を含み、この回路遮断器基部１４が
回路遮断器の内部部材の全てを担持している。回路遮断器を通る電流通路はライ
ンターミナル１６で始まり、このラインターミナル１６から電流通路は可撓性の
ピグテール１８を通して進む。可撓性のピグテール１８は２次ブレード２０に取
付けられており、この２次ブレード２０は静止接点２４と組合う可動接点２２を
備えている。電流は可動接点２２および静止接点２４を通ってＳ字形をした中央
ターミナル２６へ流れる。中央ターミナル２６の他側には他の静止接点２８が連
結されて含まれている。静止接点２８に対向して組合う可動接点３０が配置され
、１次ブレード３２に取付けられている。電流は静止接点２８および可動接点３
０を通り、１次ブレード３２を通り、可撓性の１次コネクターすなわちピグテー
ル３４の一端へと流れる。可撓性の１次コネクタ−３４の他端はバイメタル３６
に取付けられており、このバイメタル３６が回路遮断器の温度トリッピング特性
を与えている。最後に、電流はバイメタル３６から負荷ターミナル３８を通り、
ラグ４０を経て回路遮断器の負荷端部から外へと流れる。
回路遮断器の１次部分は１次ブレード３２と、トリップレバー４２と、ハンド
ル４４と、磁気アーマチュア４６と、ピグテール３４と、１次アークスタック１
３とを含む。２次部分は２次ブレード２０と、ピグテール１８と、引張りばね４
８と、２次アークスタック１２とを含む。通常の磁気特性および温度トリップ保
護特性を使用した図示した回路遮断器では、１次部分は２次部分の作動的な助け
を得ずに１アンペアから約３０００アンペアまでのあらゆる電流レベルに関する
遮断能力を与える。磁気アーマチュア４６は高電流時にヨーク５０へ向けて引か
れる。このことがトリップレバー４２を磁気アーマチュア４６から離脱させてト
リップ位置へ回転させるようになすのであり、これは更に１次ブレード接点３０
が静止接点２８から開離して電流を遮断するようになす。接点２８，３０が開離
すると、アーク電圧が１次アークスタック１３に発生される。バイメタル３６に
よる温度トリップは同じ手順でこれらの現象を引き起こすのであり、更にまた磁
気アーマチュア４６からのトリップレバー４２の離脱を生じる。
１次ブレード３２の正常なオンおよびオフの作動は時計方向または反時計方向
に動くハンドル４４の回転に応じて生じる。何れかの方向へのハンドル４４の回
転に応答して、１次ブレード３２は１次可動接点３０および１次静止接点２８に
より開路または閉路する。１次ブレード３２の回転は１次ブレード３２の正常な
オンおよびオフ作動のためにハンドル４４に直接に連結される。更に、２次部分
は１次ブレード３２の正常なオンおよびオフ作動に影響されない。２次ブレード
接点２２および２次静止接点２４は閉じたままである。
既に説明したように、回路遮断器の２次部分は３０００アンペア以下の故障電
流で作動するように制限されている。しかしながら３０００アンペアを超える電
流レベルでは、２次部分は遮断機能に寄与し始める。特に、２次ブレード２０は
引張りばね４８により接触力を引き出す。２次ブレード２０が３０００アンペア
を超える故障電流に応答して開くときに伸長される引張りばね４８により、２次
ブレード２０はブレード枢動点のまわりを枢動する。
３０００アンペアを超える故障電流の発生に応答して、２次ブレード接点２２
および２次静止接点２４の集中抵抗がこれらの接点を開離させようとする磁気力
を与える。同時に、中央ターミナル２６および２次ブレード２０の電流通路形状
が磁気ブローオフループを形成し、これもまた接点２２，２４を開離させようと
する。２次ブレード２０に対して加えられるこれらの開離力の両方が、２次ブレ
ード２０を接点２２，２４において開路させる。２次ブレード２０が開路される
と、引張りばね４８は伸長され始める。引張りばね４８は、ブレードを開路させ
る力が引張りばね４８の引張り力よりも大きい間は、２次ブレード２０が開路し
続けるようになす。接点２２，２４が開離されると、アーク電圧が２次アークス
タック２６に発生される。２次アークスタック１２により発生されるアーク電圧
と１次アークスタック１３により発生されるアーク電圧との組合わせは、これら
の電圧を互いに加算する。これはアーク電圧の非常に高速な上昇を可能にし、ま
た二重切り回路遮断器に調和した高レベルのアーク電圧を可能にする。
故障電流レベルが３０００アンペアを超えて大きく上昇すると、２次ブレード
２０はより速く且つ高く移動する。遮断が生じて電気アークが１次および２次の
部分で消失すると、２次ブレード２０は引張りばね４８によるばね作用力で閉路
位置へ復帰するように強制され、１次ブレードは開路位置（手動ハンドル操作に
よる開路「オフ」位置に対比される）にラッチされる。この時点で故障電流の遮
断は完結され、再び故障電流が流れる機会は全くなくなる。
第１図に示す回路遮断器の全体的な構造および作動に関する更なる説明に関し
ては、「二重切り機構を有する回路遮断器」と題する米国特許出願第
号（ＣＲＣ−１１／ＳＱＵＣ１１２）、および「２次部分を改良した二重
切り回路遮断器」と題する米国特許出願第 号（ＣＲＣ−１３／
ＳＱＵＣ１１８）が参照される。アークスタックの構造は「回路遮断器用のアー
クスタック」と題する米国特許出願第 号（ＣＲＣ−１３／ＳＱ
ＵＣ１１８）に更に論述されている。上述の各々の特許出願は本願と同時出願さ
れ、本出願人に譲渡されており、参照することで本願に組み入れられる。
第１図の二重切り回路遮断器用の正常電流通路は、ラインターミナル１６で入
り、可撓性のコネクター１８、２次ブレード２０、中央ターミナル２６、１次接
点２８および３０を通って、１次ブレード３２へ入る。１次ブレード３２は可撓
性コネクター３４、バイメタル３６およびターミナル３８へ電流を流し、この電
流はその後ラグ４０へ出る。この電流通路は電流の全てがバイメタル３６を流れ
ることを必要とし、電流が比較的低レベルであって故障電流が回路遮断器に作用
していないときに正常作動と見なされる。
第２図は回路遮断器部材の拡大図であり、本発明のアークエクストラクター１
０を際立たせている。高レベルの故障電流の発生時に、アークシャント１０はア
ークエネルギーをバイメタル部材３６から発散させるとともに、接点間からアー
クエネルギーを分岐させる両方の作用をなす。低〜中間レベルの故障電流の発生
時に、アークエクストラクター１０はアークエネルギーを接点間から分岐させる
とともに、そのエネルギーが接点の開離間隙内に衰退することを防止するように
作用する。高レベルの故障電流に関しては、遮断過程において高レベル電流は静
止接点２８および過度接点３０を通って流れる。これらの高レベルの故障電流に
応答して、１次ブレード３２はそのブレード枢動点２３のまわりを反時計方向に
移動して開路する。ブレード３２がその後部９３をブレードストッパ８９に衝突
したことに応答して、アークは幾分かの電流をアークシャント面８７へ移動させ
て、１次電流通路に平行な２次分岐電流通路を形成するようになす。この２次電
流通路の電流はこれによりアークエクストラクター１０の本体を通って境界点へ
流れ、次に負荷ターミナル境界点８５へ流れる。この境界点から電流は負荷ター
ミナルの最終部分を通ってラグ連結点８３へ残る道程を流れる。この電流の分
岐通路はバイメタルを通って流れる全電流量を減少させ、これによりバイメタル
３６に生じるエネルギー応力を低減する。この形式のアーク分岐の実施は回路遮
断器の短絡回路容量を増大するのであり、この短絡回路容量はそうでなければバ
イメタル３６の電流容量で制限される。
アークシャントの移動機能は回路遮断器に低レベルの故障電流が加わったこと
に応答して生じる。これは、低レベルにおいて２次ブレード２０は電流遮断を助
成しないことから、このような低レベルの故障電流時に重要となる。この代わり
に、１次ブレード３２は単独で電流を遮断する。このアーク移動装置は、最初に
接点２８および３０間の故障を生じることで作用する。このような故障に応答し
て、１次ブレード３２は開路して、枢動点のまわりに枢動する。１次ブレード３
２はブレードストッパ８９に対して衝突するまで枢動し続ける。この時点で、可
動接点３０は移動チップ９０の直ぐ近くにあり、発生したアークは容易に移動面
８７へとジャンプできる。アークが移動面８７に係合するとき、アークはアーク
ランナー５４から第１アークプレー卜９１を通り、頂部プレート９２に到る全プ
レートを通って、最終的に移動面８７へと直線的な移動路を有する。アークがこ
れらの部材に係合したならば、アークはアークスタックから出ることはなく、制
止接点２８および可動接点３０の間で再点弧することはない。アークを移動面８
７に移動させることで、低い故障電流での回路遮断器の遮断性は向上される。
例示した実施例において、それぞれの開路位置にあるブレード３２の先端から
導電アークエクストラクター１０の端部までで定義されるある開離距離、および
それぞれの開路位置にある接点２８から組合う接点３０までで定義されるある開
離距離が許容できることを見出した。ブレード３２がハンドルの手動操作により
「オフ」位置にあるとき、ブレード３２の先端から導電アークエクストラクター
１０の端部までで定義されるこの開離距離は約１０．７ｍｍ（０．２５インチ）
で、接点２８から組合う接点３０までで定義される開離距離は約９．９ｍｍ（０
．３９インチ）でなければならない。ブレード３２がトリップすなわちブローオ
フ力により開路ラッチ位置なるとき、ブレード３２の先端から導電アークエクス
トラクター１０の端部までで定義されるこの開離距離は約２．０３ｍｍ（０．０
８インチ）で、接点２８から組合う接点３０までで定義される開離距離は約１０
．
６ｍｍ（０．４２インチ）でなければならない。したがって、約２．０３ｍｍ〜
約１０．７ｍｍ（０．０８インチ〜０．２５インチ）の範囲がブレード３２の先
端から導電アークエクストラクター１０の端部までの距離として許容でき、また
約９．９ｍｍ〜約１０．６ｍｍ（０．３９インチ〜０．４２インチ）の範囲が接
点２８から組合う接点３０までの距離として許容できる。
前述の説明から、低レベルの電流遮断用のアーク移動と、高レベル時の電流遮
断におけるアーク分岐との組合わせが回路遮断器の遮断性能を向上させることが
わかるであろう。当業者には、以下の請求の範囲に記載されている本発明の精神
および範囲から逸脱せずに様々な変更および変化を本発明に成し得ることが容易
に認識されるであろう。BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The blade movement Runner and arc shunt invention double break circuit breaker generally relates to circuit breakers, and more particularly when the circuit breaker interrupts the current path, the two circuits It relates to a method of accepting arc energy generated between circuit break contacts when the break contacts are separated from each other. BACKGROUND OF THE INVENTION Circuit breakers are widely used in modern residential, commercial and industrial electrical systems and are an integral part of those systems to provide protection against overcurrent conditions. A variety of circuit breaker mechanisms have been developed that are complete over time based on application-specific factors such as ampacity, response time, and the type of reset (manual or remote) function desired for the breaker. It has become a thing. One type of circuit breaker mechanism uses a thermomagnetic tripping device to "trip" the latch in response to a particular range of overcurrent conditions. This tripping action is caused by the large bowing of the bimetal or thermostat metal member in response to temperature changes caused by resistive heating due to the flow of circuit current through the member. Thermostat metal members are typically blade-shaped, and after a time delay corresponding to a predetermined overcurrent threshold to "break" the current circuit with which they are associated, the blade warps to unlatch. As such, it works in conjunction with the latch. This type of circuit breaker mechanism often includes electromagnetic actuation of the lever to release the breaker latch in the event of a short circuit or very high current condition. Typically, thermostat metal members are placed as part of the same current path so that the circuit breaker contacts provide a break in response to a predetermined overcurrent threshold. This type of circuit breaker tripping structure is used for both single cut circuit breakers with only one set of contact devices in the current path and double cut circuit breakers with two sets of contact devices in the current path. To be done. See, for example, U.S. Pat. Nos. 3,944,953, 396,346, 3,943,316, 3943,472, 5,003,139, 5,075,657 and 5,097,589, all of which are assigned to the applicant. When the circuit break contacts open in response to a short circuit or very high current condition, undesired arc energy occurs between the contacts that open due to their voltage difference. In order to complete the quick interruption of the current path, the residual arc energy path must be eliminated. This has typically been accomplished by using an arc attracting member (also known as an "arc stack") near the contact opening gap. In addition, some embodiments have a metal plate used next to the arc stack to dissipate a high level of fault current around the bimetal member such that a short circuit or high level current condition causes the brittle structure. Avoid stress on the body as a whole. In such an embodiment, the arc is well rejected for line voltages below 277 volts, but not for higher line voltages, eg about 346 volts. In accordance with the present invention, and also for such high line voltage cases, it has been discovered that low-to-intermediate level fault currents cause arc energy to collapse into the contact opening gap. When there is a low to medium level of fault current, the metal plate next to the arc stack does not assist arc interruption and the arc stack cannot hold the arc energy. As a result, the arc energy collapses between the contacts, reducing the arc voltage across the contacts and creating interruption problems at these high line voltages. Therefore, in order to allow such line voltage cases, but not excessively add complexity and cost to the circuit breaker structure, the fault currents with respect to both low and high level fault currents. What is needed is an improved circuit breaker structure that improves breaking performance. SUMMARY OF THE INVENTION In general, the present invention provides a circuit breaker structure that overcomes the above-mentioned drawbacks of the prior art. More particularly, the present invention provides a combination of blade moving runner and arc shunt useful for both double-cut and single-cut circuit breakers that enhances the circuit breaker's breaking performance at low and high levels of fault current. To do. The present invention also provides a solution to the problem discovered by the inventor, that is, at high line voltages, low-to-intermediate level fault currents cause the arc energy to collapse into the contact opening gap. To do. It has been found that known embodiments having a metal plate next to the arc stack do not aid in arc breaking in the presence of low to mid-level fault currents, and arc stack structures typically cannot hold arc energy. ing. As a result, the arc energy decays between the contacts, lowering the voltage across the contacts, creating interruption problems at these high line voltages. The structure of the present invention prevents arc energy from decaying from within the arc stack into the adjacent contact opening gap. In one embodiment, the present invention is implemented with a circuit breaker that includes a pair of contact assemblies, an arc stack, and an arc extractor. At least one contact assembly moves from the normally closed position to the at least one open position to interrupt the current flow, and the arc stack produces an arc generated by one of the primary contact assemblies moving from the normally closed position. Located close enough to the pair of contact assemblies to absorb energy. The arc extractor has a conductive portion located adjacent to the arc stack and well adjacent to the pair of contact assemblies, wherein arc energy within the arc stack decays into a region between the pair of contact assemblies. Prevent that. In another embodiment of the present invention, the circuit breaker provides a current between the two circuit breakers during normal operation and interrupts the current at least temporarily in response to at least one abnormal condition. The circuit breaker comprises a pair of primary contact assemblies moving at least one of the normally closed positions to break the current and at least one of the at least one of the normally closed contacts in response to a blow off force. And a pair of secondary contact assemblies that cut off the electric current by moving in the same manner, and a pair of secondary contact assemblies that absorb the arc energy generated when one of the primary contact assemblies moves away from the normally closed position. An arc absorbing member located sufficiently close to the primary contact assembly and adjacent to the arc stack to prevent arc energy within the arc stack from decaying into the region between the primary contact assemblies. And an arc extractor having a conductive portion located within a distance to the pair of primary contact assemblies. In yet another embodiment, the circuit breaker described in the preceding paragraph has a maximum distance between the conductive portion of the arc extractor and the pair of contact assemblies of about 6.35 mm (0.25 inch), and It is configured such that the minimum distance between the pair of contact assemblies when the solid is in the open position is about 10.7 mm to 9.9 mm (0.42 to 0.39 inch). The above summary of the present invention is not intended to represent each embodiment, or whole concept, of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description and upon reference to the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a perspective view and a side view, respectively, of a series double-break circuit breaker including an arc extractor embodying the present invention, and FIG. 2 is an enlarged side view of the arc extractor of FIG. . While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof have been shown by way of example and described in detail. However, it should be understood that it is not intended to limit the invention to the particular forms described. On the contrary, the invention is intended to cover all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as claimed. Referring to the description accompanying drawings of the preferred embodiment, Figure 1 is (referred to as "arc extractor" below) double-cutting blade moving runner and the arc shunt combination embodying the present invention in a circuit breaker 10 Basics The shape is shown. The present invention is described with respect to this double-break circuit breaker for purposes of illustration. This is because it is in this state that the present inventor discovered this problem and solution. Possible applications include a wide range of circuit breaker types, including those that act as low level voltage lines, and also have reduced contact opening clearances, so the particular circuit illustrated and described (FIG. 1) will be described. Circuit breakers should not be construed as limiting the possible applications of the invention. The circuit breaker of FIG. 1 includes a circuit breaker base 14, which carries all of the internal components of the circuit breaker. The current path through the circuit breaker begins at the line terminal 16 from which the current path runs through the flexible pigtail 18. The flexible pigtail 18 is attached to a secondary blade 20, which has movable contacts 22 that mate with stationary contacts 24. Current flows through the movable contact 22 and the stationary contact 24 to the S-shaped central terminal 26. On the other side of the central terminal 26, another stationary contact 28 is connected and included. A movable contact 30 is arranged facing the stationary contact 28, and is attached to the primary blade 32. Current flows through stationary contact 28 and moving contact 30 through primary blade 32 to one end of a flexible primary connector or pigtail 34. The other end of the flexible primary connector 34 is attached to a bimetal 36, which provides the temperature tripping characteristics of the circuit breaker. Finally, current flows from the bimetal 36 through the load terminal 38, through the lug 40 and out the load end of the circuit breaker. The primary part of the circuit breaker includes a primary blade 32, a trip lever 42, a handle 44, a magnetic armature 46, a pigtail 34, and a primary arc stack 13. The secondary portion includes a secondary blade 20, a pigtail 18, a tension spring 48 and a secondary arc stack 12. In the illustrated circuit breaker, which uses normal magnetic and temperature trip protection characteristics, the primary section provides the breaking capability for any current level from 1 amp to about 3000 amps without the operational assistance of the secondary section. give. The magnetic armature 46 is pulled towards the yoke 50 at high currents. This causes the trip lever 42 to disengage from the magnetic armature 46 and rotate to the trip position, which further causes the primary blade contact 30 to separate from the stationary contact 28 to interrupt current flow. When the contacts 28, 30 are opened, an arc voltage is generated in the primary arc stack 13. The temperature trip by the bimetal 36 causes these phenomena in the same procedure, and also causes the trip lever 42 to disengage from the magnetic armature 46. Normal on and off actuation of the primary blade 32 occurs in response to rotation of the handle 44 moving clockwise or counterclockwise. In response to rotation of the handle 44 in either direction, the primary blade 32 opens or closes with the primary moving contact 30 and the primary stationary contact 28. The rotation of the primary blade 32 is directly coupled to the handle 44 for normal on and off operation of the primary blade 32. Further, the secondary portion is unaffected by the normal on and off operation of the primary blade 32. Secondary blade contacts 22 and secondary stationary contacts 24 remain closed. As already mentioned, the secondary part of the circuit breaker is restricted to operate with fault currents below 3000 amps. However, at current levels above 3000 amps, the secondary part begins to contribute to the blocking function. In particular, the secondary blade 20 draws the contact force by the tension spring 48. A tension spring 48, which is extended when the secondary blade 20 opens in response to a fault current of over 3000 amps, causes the secondary blade 20 to pivot about a blade pivot point. In response to the occurrence of fault currents of over 3000 amps, the concentrated resistance of the secondary blade contacts 22 and the secondary static contacts 24 provides a magnetic force tending to cause these contacts to open. At the same time, the current path geometry of the central terminal 26 and the secondary blade 20 forms a magnetic blow-off loop, which also tends to open the contacts 22,24. Both of these breaking forces applied to the secondary blade 20 cause the secondary blade 20 to open at the contacts 22,24. When the secondary blade 20 is opened, the tension spring 48 begins to stretch. The tension spring 48 keeps the secondary blade 20 open while the force to open the blade is greater than the tension force of the tension spring 48. When the contacts 22, 24 are opened, an arc voltage is generated in the secondary arc stack 26. The combination of the arc voltage generated by the secondary arc stack 12 and the arc voltage generated by the primary arc stack 13 adds these voltages together. This allows a very fast rise of the arc voltage and also a high level of arc voltage which is consistent with the double cut circuit breaker. When the fault current level rises significantly above 3000 amps, the secondary blade 20 moves faster and higher. When the interruption occurs and the electric arc is extinguished in the primary and secondary parts, the secondary blade 20 is forced to return to the closed position by the spring action force of the tension spring 48, and the primary blade is moved to the open position (manual handle). Latched to the open "off" position by operation). At this point, interruption of the fault current is completed, and there is no opportunity for the fault current to flow again. For a further description of the overall structure and operation of the circuit breaker shown in FIG. 1, see US Patent Application No. No. (CRC-11 / SQUC112) and U.S. patent application entitled "Double Cut Circuit Breaker with Improved Secondary Part" No. (CRC-13 / SQUC118). US Patent Application No. 1 entitled "Arc Stack for Circuit Breakers" No. (CRC-13 / SQ UC118). Each of the above patent applications is co-filed with this application, assigned to the applicant, and incorporated herein by reference. The normal current path for the double-break circuit breaker of FIG. 1 enters at the line terminal 16 and through the flexible connector 18, the secondary blade 20, the central terminal 26, the primary contacts 28 and 30 to the primary. Enter the blade 32. Primary blade 32 conducts current to flexible connector 34, bimetal 36 and terminal 38, which current then exits lug 40. This current path requires all of the current to flow through the bimetal 36 and is considered normal operation when the current is at a relatively low level and no fault current is acting on the circuit breaker. FIG. 2 is an enlarged view of the circuit breaker member, which highlights the arc extractor 10 of the present invention. When a high level fault current is generated, the arc shunt 10 serves both to diverge the arc energy from the bimetal member 36 and to branch the arc energy from between the contacts. Upon occurrence of a low to mid-level fault current, the arc extractor 10 acts to divert the arc energy from between the contacts and prevent that energy from decaying into the contact opening gap. For high level fault currents, the high level currents will flow through static contacts 28 and transient contacts 30 during the breaking process. In response to these high levels of fault current, the primary blade 32 moves counterclockwise about its blade pivot point 23 and opens. In response to the blade 32 impacting its rear portion 93 against the blade stopper 89, the arc transfers some current to the arc shunt surface 87 to form a secondary branch current path parallel to the primary current path. Do as you do. The current in this secondary current path thereby flows through the body of the arc extractor 10 to the demarcation point and then to the load terminal demarcation point 85. From this demarcation point, the current flows through the last part of the load terminal and the remaining path to the lug connection point 83. This current branching path reduces the total amount of current flowing through the bimetal, thereby reducing the energy stress produced in the bimetal 36. The implementation of this type of arc branching increases the short circuit capacity of the circuit breaker, which is otherwise limited by the current capacity of the bimetal 36. The transfer function of the arc shunt occurs in response to a low level fault current applied to the circuit breaker. This is important at such low levels of fault current, since at low levels the secondary blade 20 does not assist in breaking the current. Instead, the primary blade 32 blocks current alone. The arc moving device works by first causing a failure between contacts 28 and 30. In response to such a failure, primary blade 32 opens and pivots about a pivot point. The primary blade 32 continues to pivot until it strikes the blade stopper 89. At this point, the movable contact 30 is in the immediate vicinity of the moving tip 90, and the generated arc can easily jump to the moving surface 87. When the arc engages the moving surface 87, it moves linearly from the arc runner 54 through the first arc plate 91, through all the plates to the top plate 92, and finally to the moving surface 87. Have a road. Once the arc engages these members, it will not exit the arc stack and will not re-ignite between stop contact 28 and movable contact 30. By moving the arc to the moving surface 87, the breaking capability of the circuit breaker at low fault currents is improved. In the illustrated embodiment, a certain separation distance defined from the tip of the blade 32 in each open position to the end of the conductive arc extractor 10, and from the contact 28 in each open position to the mating contact 30. It has been found that a certain separation distance defined by When the blade 32 is in the “off” position due to manual operation of the handle, this opening distance defined from the tip of the blade 32 to the end of the conductive arc extractor 10 is about 10.7 mm (0.25 inch). The separation distance defined by contact 28 to mating contact 30 should be about 9.9 mm (0.39 inch). This opening distance, defined from the tip of the blade 32 to the end of the conductive arc extractor 10 when the blade 32 is in the open latch position due to a trip or blow-off force, is about 2.03 mm (0.08 inch), The separation distance defined from the contact 28 to the mating contact 30 is about 10. Should be 6 mm (0.42 inches). Therefore, a range of about 2.03 mm to about 10.7 mm (0.08 inch to 0.25 inch) is acceptable as the distance from the tip of the blade 32 to the end of the conductive arc extractor 10, and about 9.9 mm. A range of about 10.6 mm (0.39 inch to 0.42 inch) is acceptable for the distance from contact 28 to mating contact 30. From the above description it will be seen that the combination of arc movement for low level current interruption and arc branching at high level current interruption improves the circuit breaker's interruption performance. Those skilled in the art will readily recognize that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below.
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(72)発明者 シーベルズ，ランドール エル.
アメリカ合衆国 52403 アイオワ州シダ
ー ラピッズ，エス．イー．，デールウッ
ド アベニュー 4219
(72)発明者 ソートランド，マシュー ディー.
アメリカ合衆国 52338 アイオワ州スウ
ィッシャー，エス．ダブリュ．，サード
ストリート 409
(72)発明者 ウィンター，ジョン エム.
アメリカ合衆国 52402 アイオワ州シダ
ー ラピッズ，スプリング グリーン コ
ート 8814─────────────────────────────────────────────────── ───
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(72) Inventor Sebels, Randall El.
52403 Fern, Iowa, United States
-Rapids, S. E. ， Dale Wood
Door Avenue 4219
(72) Inventor Sortland, Matthew Dee.
52338 Sue, Iowa, United States
Isher, S. W. ， Third
Street 409
(72) Inventor Winter, John M.
52402 Fern, Iowa, United States
-Rapids, Spring Greenco
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